RU2593147C1 - Device and method for producing high-temperature plasma and euv radiation - Google Patents
Device and method for producing high-temperature plasma and euv radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2593147C1 RU2593147C1 RU2015118023/07A RU2015118023A RU2593147C1 RU 2593147 C1 RU2593147 C1 RU 2593147C1 RU 2015118023/07 A RU2015118023/07 A RU 2015118023/07A RU 2015118023 A RU2015118023 A RU 2015118023A RU 2593147 C1 RU2593147 C1 RU 2593147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grounded
- voltage
- discharge
- removable
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к устройству и способу для получения с высокой частотой повторения высокотемпературной плазмы газового разряда пинчевого типа, обеспечивающим мощное оптическое излучение высокой яркости в области экстремального ультрафиолета (ЭУФ) или мягкого рентгена, в диапазоне длин волн от 1 до 30 нм. Область применений включает актиническую (на 13,5 нм) инспекцию литографических масок, ЭУФ метрологию, ЭУФ литографию, рентгеновскую микроскопию и/или томографию биологических объектов в спектральном диапазоне прозрачности воды (2,4-4,4 нм), а также поверхностную обработку материалов потоками высокотемпературной импульсной плазмы.The invention relates to a device and a method for producing, with a high repetition rate of a high-temperature plasma of a pinch-type gas discharge, providing high-power high-power optical radiation in the field of extreme ultraviolet (EUV) or soft X-ray, in the wavelength range from 1 to 30 nm. The scope of application includes actinic (13.5 nm) inspection of lithographic masks, EUV metrology, EUV lithography, X-ray microscopy and / or tomography of biological objects in the spectral range of water transparency (2.4-4.4 nm), as well as surface treatment of materials high-temperature pulsed plasma flows.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Разработка источников коротковолнового излучения, в частности экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения, отвечающего диапазону (13,5+/-0,135) нм эффективного отражения многослойной Mo/Si зеркальной оптики, стимулировалась созданием технологии производства интегральных схем (ИС) с размерами структур менее 22 нм. Первые ЭУФ нанолитографы, работавшие в тестовых режимах, использовали для производства ИС разрядные источники излучения с λ=13,5 нм на основе z-пинча в ксеноне. В настоящее время одно из актуальных перспективных применений разрядных источников ЭУФ излучения связано с инспекцией литографических масок. Для этих целей требуется создание прибора на основе ЭУФ источника излучения с высокой яркостью B13,5=30÷100 Вт/(мм2·ср) в 2% спектральной полосе около 13,5 нм: (13,5+/-0,135) нм, отвечающей полосе отражения многослойных зеркал, и малой величиной геометрического фактора или этендю E=S·Ω=10-2÷5·10-4, где S - площадь источника в мм2, Ω - телесный угол вывода или сбора излучения в стерадианах. При этом каждый вид инспекции требует своих значений параметров B13,5 и E.The development of sources of short-wave radiation, in particular extreme ultraviolet (EUV) radiation, corresponding to the range (13.5 +/- 0.135) nm of effective reflection of multilayer Mo / Si mirror optics, was stimulated by the creation of a technology for the production of integrated circuits (ICs) with structure sizes less than 22 nm . The first EUV nanolithographs operating in test modes used discharge radiation sources with λ = 13.5 nm based on the z-pinch in xenon for the production of ICs. Currently, one of the promising promising applications of discharge sources of EUV radiation is associated with the inspection of lithographic masks. For these purposes, it is necessary to create a device based on the EUV of a radiation source with a high brightness of B 13.5 = 30 ÷ 100 W / (mm 2 · sr) in a 2% spectral band of about 13.5 nm: (13.5 +/- 0.135) nm, corresponding to the reflection band of multilayer mirrors, and a small geometric factor or etendu E = S · Ω = 10 -2 ÷ 5 · 10 -4 , where S is the source area in mm 2 , Ω is the solid angle of output or collection of radiation in steradians . In addition, each type of inspection requires its own values of parameters B 13.5 and E.
Кроме этого, относительно простые и компактные высокояркостные ЭУФ источники на основе Z-пинча в Xe могут использоваться для ЭУФ нанолитографов малой производительности, а также для ЭУΦ метрологии. С использованием других газов, в частности, Kr подобные источники перспективны для микроскопии и томографии биологических объектов в спектральном диапазоне прозрачности воды (от 2,4 до 4,4 нм). Еще одно перспективное направление их применения связано с использованием потоков импульсной высокотемпературной плазмы, генерируемых из зоны разряда, для плазменной обработки поверхности.In addition, relatively simple and compact high-brightness EUV sources based on a Z-pinch in Xe can be used for EUV nanolithographs of low productivity, as well as EUV metrology. Using other gases, in particular Kr, such sources are promising for microscopy and tomography of biological objects in the spectral range of water transparency (from 2.4 to 4.4 nm). Another promising area of their application is the use of pulsed high-temperature plasma flows generated from the discharge zone for plasma surface treatment.
В соответствии с одним из подходов, известным из [1], в источнике коротковолнового излучения используется импульсный индукционный разряд для создания безэлектродного Z-пинча в газе, в частности в Xe. Устройство включает в себя систему импульсного питания, подключенную к витку первичной обмотки магнитного сердечника, который окружает часть зоны разряда. При этом Ζ-пинч образуется в изолирующей керамической SiC втулке с диаметром отверстия около 3 мм, что определяет ее достаточно сильную эрозию и требует ее частой периодической замены. Максимально достигнутая яркость источника ниже параметров, требуемых для ряда применений.In accordance with one approach known from [1], a pulsed induction discharge is used in a short-wavelength radiation source to create an electrodeless Z-pinch in a gas, in particular, in Xe. The device includes a pulsed power system connected to the coil of the primary winding of the magnetic core, which surrounds part of the discharge zone. In this case, the Ζ-pinch is formed in an insulating ceramic SiC sleeve with a hole diameter of about 3 mm, which determines its sufficiently strong erosion and requires its frequent periodic replacement. The maximum brightness of the source is lower than the parameters required for a number of applications.
Из [2] известен способ получения ЭУΦ излучения из плазмы газового разряда, заключающийся в зажигании псевдоискрового разряда пинчевого типа с полым катодом. В газоразрядном источнике с полым катодом имеется, по меньшей мере, два отверстия, продольные оси которых имеют общую точку пересечения, лежащую на оси симметрии отверстия анода. Использование электродной системы без керамического изолятора уменьшает поток загрязняющих частиц из области плазмообразования и обусловливает его чистоту. Устройство позволяет получать высокую яркость излучения на 13,5 нм. Однако охлаждение полого катода затруднено, что ограничивает возможность получения большого времени жизни устройства при высоких мощности и яркости излучения.From [2] there is a known method for producing EUV radiation from a gas discharge plasma, which consists in igniting a pseudo-spark pinch-type discharge with a hollow cathode. In a gas-discharge source with a hollow cathode, there are at least two holes, the longitudinal axes of which have a common intersection point lying on the axis of symmetry of the anode hole. The use of an electrode system without a ceramic insulator reduces the flow of polluting particles from the plasma formation region and determines its purity. The device allows to obtain a high brightness of radiation at 13.5 nm. However, the cooling of the hollow cathode is difficult, which limits the possibility of obtaining a long lifetime of the device at high radiation power and brightness.
Частично этих недостатков лишено известное из [3] устройство для получения ЭУФ излучения из плазмы газового разряда, содержащее разделенные газовым зазором осесимметрично расположенные высоковольтный и заземленный электроды с осевым отверстием в каждом, откачиваемую камеру, соединенную с зоной разряда через осевое отверстие заземленного электрода. В варианте устройства вне зоны разряда высоковольтный и заземленный электроды отделены друг от друга щелевым зазором, и в заземленном электроде выполнены каналы, соединяющие периферийную часть зазора, разделяющего высоковольтный и заземленный электроды, с вакуумной камерой. Способ получения ЭУФ излучения из плазмы газового разряда посредством указанного устройства заключается в осуществлении непрерывной вакуумной откачки газа из периферийной части зазора между высоковольтным и заземленным электродами, импульсной предыонизации газа в зоне разряда между высоковольтным и заземленным электродами, осуществляемой через осевое отверстие высоковольтного электрода, зажигании импульсного предразряда между высоковольтным и заземленным электродами и формировании за счет скин-эффекта токо-плазменной оболочки на периферии зоны разряда, ограниченной щелевым зазором между высоковольтным и заземленным электродами и зажигании разряда пинчевого типа.Partially these drawbacks are deprived of the device known from [3] for producing EUV radiation from a gas discharge plasma, containing axially symmetric high voltage and grounded electrodes separated by a gas gap with an axial hole in each, a pumped chamber connected to the discharge zone through the axial hole of the grounded electrode. In an embodiment of the device, outside the discharge zone, the high voltage and grounded electrodes are separated from each other by a gap gap, and channels are connected in the grounded electrode connecting the peripheral part of the gap separating the high voltage and grounded electrodes with a vacuum chamber. A method for producing EUV radiation from a gas discharge plasma by means of the indicated device consists in continuous vacuum pumping of gas from the peripheral part of the gap between the high voltage and grounded electrodes, pulsed gas preionization in the discharge zone between the high voltage and grounded electrodes, carried out through the axial hole of the high voltage electrode, ignition of a pulsed predischarge between high-voltage and grounded electrodes and the formation due to the skin effect of the current-plasma shell on the periphery of the discharge zone, limited by the gap gap between the high voltage and grounded electrodes and ignition of the pinch type discharge.
Устройство и способ позволяют повысить мощность и яркость ЭУФ излучения при малом уровне потока загрязняющих частиц из зоны разряда.The device and method can increase the power and brightness of EUV radiation with a low level of flow of polluting particles from the discharge zone.
Однако из-за эрозии электродов ресурс работы устройства ограничен их временем жизни, составляющим ~5·107 импульсов электродов при энерговкладе ~10 Дж/импульс. Кроме того, эффективность источника может снижаться из-за самопоглощения ЭУФ излучения газом, вытекающим из зоны разряда в откачиваемую камеру.However, due to erosion of the electrodes, the life of the device is limited by their lifetime, which is ~ 5 · 10 7 pulses of the electrodes at an energy input of ~ 10 J / pulse. In addition, the efficiency of the source may be reduced due to self-absorption of EUV radiation by the gas flowing from the discharge zone into the pumped chamber.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В основу изобретения положена задача расширения функциональных возможностей источника высокотемпературной плазмы и ЭУФ излучения за счет реализация возможности его эксплуатации в долговременном режиме при высоких яркости, мощности и эффективности.The basis of the invention is the task of expanding the functionality of a source of high-temperature plasma and EUV radiation by realizing the possibility of its operation in the long-term mode at high brightness, power and efficiency.
Выполнение поставленной задачи возможно с помощью предлагаемого устройства, содержащего откачиваемую камеру, составной высоковольтный узел с высоковольтным электродом, выполненным съемным, составной заземленный узел с заземленным электродом, выполненным съемным, осесимметричную зону разряда между высоковольтным и заземленным электродами, порт подачи плазмообразующего газа в зону разряда и источник питания, при этом высоковольтный и заземленный электроды размещены вдоль оси симметрии зоны разряда, имеют осевые отверстия и вне разрядной зоны отделены друг от друга щелевым зазором, в заземленном узле выполнены каналы, соединяющие указанный щелевой зазор с откачиваемой камерой, зона разряда соединена с откачиваемой камерой через осевое отверстие в заземленном электроде, и съемный высоковольтный электрод снабжен каналом для протока охлаждающей жидкости с портами ввода и вывода охлаждающей жидкости.The task can be achieved using the proposed device containing a pumped chamber, a composite high-voltage unit with a high-voltage electrode, made removable, a compound grounded unit with a grounded electrode, made removable, axisymmetric discharge zone between the high-voltage and grounded electrodes, the plasma gas supply port to the discharge zone and a power source, while the high-voltage and grounded electrodes are placed along the axis of symmetry of the discharge zone, have axial holes and outside the bottom zones are separated from each other by a slotted gap, channels are connected in the grounded node connecting the specified gap with the pumped chamber, the discharge zone is connected to the pumped chamber through an axial hole in the grounded electrode, and the removable high-voltage electrode is equipped with a channel for the flow of coolant with input ports and coolant outlet.
Предпочтительно заземленный электрод также снабжен каналом для протока охлаждающей жидкости с портами ввода и вывода охлаждающей жидкости.Preferably, the grounded electrode is also provided with a channel for the flow of coolant with ports of input and output of the coolant.
Предпочтительно, что высоковольтный электрод имеет осесимметричную вставку из тугоплавкого металла.Preferably, the high voltage electrode has an axisymmetric refractory metal insert.
Также предпочтительно съемный заземленный электрод имеет осесимметричную вставку из тугоплавкого металла.Also preferably, the removable grounded electrode has an axisymmetric refractory metal insert.
Предпочтительно, что устройство содержит блок предыонизации зоны разряда.Preferably, the device comprises a preionization unit for the discharge zone.
Предпочтительно, что блок предыонизации включает в себя систему формирования завершенного скользящего разряда (CP) на внутренней поверхности части керамической трубки, установленной в съемном высоковольтном электроде вдоль оси зоны разряда, причем блок предыонизации совмещен с портом подачи плазмообразующего газа в зону разряда.Preferably, the preionization unit includes a complete sliding discharge (CP) formation system on the inner surface of the ceramic tube portion mounted in a removable high voltage electrode along the axis of the discharge zone, wherein the preionization unit is aligned with the plasma gas supply port to the discharge zone.
В вариантах изобретения осевое отверстие заземленного электрода имеет переменный вдоль оси диаметр.In embodiments of the invention, the axial hole of the grounded electrode has a diameter that is variable along the axis.
Предпочтительно, чтобы отверстие в заземленном электроде было выполнено с функцией ограничения скорости потока плазмообразующего газа в откачиваемую камеру (1).Preferably, the hole in the grounded electrode was made with the function of limiting the flow rate of the plasma-forming gas into the pumped chamber (1).
Предпочтительно, что источник питания содержит импульсно заряжаемые конденсаторы, подсоединенные к высоковольтному и заземленному электроду через одновитковый насыщаемый дроссель, кольцевой сердечник которого размещен между высоковольтным узлом и заземленным узлом снаружи съемных высоковольтного и заземленного электродов.Preferably, the power source comprises pulse-charged capacitors connected to the high voltage and grounded electrode via a single-turn saturable inductor, the ring core of which is located between the high voltage node and the grounded node outside of removable high voltage and grounded electrodes.
В другом аспекте изобретение относится к способу получения высокотемпературной плазмы и ЭУФ излучения, заключающемуся в осуществлении с помощью источника питания при высокой, от 100 до 10000 Гц, частоте повторения импульсов предыонизации газа в приосевой части зоны разряда, зажигании импульсного предразряда между съемными высоковольтным и заземленным электродами, формировании в процессе импульсного предразряда токо-плазменной оболочки, расширяющейся за счет скин-эффекта на периферию зоны разряда, ограниченной щелевым зазором между высоковольтным и заземленным электродами, осуществлении сильноточного разряда пинчевого типа между высоковольтным и заземленным электродами с сжатием магнитным полем тока разряда токо-плазменной оболочки и образованием на оси зоны разряда плотной высокотемпературной плазмы, являющейся источником ЭУФ излучения, при котором непрерывно осуществляют подачу газа в зону разряда, производят вакуумную откачку газа из щелевого зазора через выполненные в заземленном узле каналы, соединяющие указанный щелевой зазор с непрерывно откачиваемой камерой, производят охлаждение съемного высоковольтного электрода и съемного заземленного электрода и через 5·107 или более импульсов прерывают работу устройства и производят замену съемного высоковольтного электрода и/или съемного заземленного электрода.In another aspect, the invention relates to a method for producing high-temperature plasma and EUV radiation, which comprises using a power source at a high, from 100 to 10,000 Hz, pulse repetition rate of gas preionization in the axial part of the discharge zone, igniting a pulsed pre-discharge between removable high-voltage and grounded electrodes , the formation of a current-plasma shell during pulsed pre-discharge, expanding due to the skin effect on the periphery of the discharge zone, limited by a gap gap between the high by voltage and grounded electrodes, the implementation of a high-current pinch-type discharge between a high voltage and a grounded electrodes with a magnetic field compressing the discharge current of a plasma current sheath and the formation of a dense high-temperature plasma on the axis of the discharge zone, which is a source of EUV radiation, in which gas is continuously supplied to the discharge zone, vacuum gas is pumped out from the gap gap through channels made in the grounded node connecting the specified gap gap to the continuously pumped chamber In the process of cooling, a detachable high-voltage electrode and a detachable grounded electrode are cooled, and after 5 · 10 7 or more pulses they interrupt the operation of the device and replace the detachable high-voltage electrode and / or detachable grounded electrode.
Предпочтительно, что предыонизацию производят через осевое отверстие высоковольтного электрода излучением CP, зажигаемого на внутренней поверхности керамической трубки, входящей в систему формирования СР.Preionization is preferably carried out through the axial hole of the high-voltage electrode by CP radiation ignited on the inner surface of the ceramic tube included in the CP forming system.
В вариантах изобретения охлаждение съемного высоковольтного электрода осуществляется с испарением охлаждающей жидкости.In embodiments of the invention, the removable high-voltage electrode is cooled by evaporation of the coolant.
В вариантах изобретения попеременно осуществляют работу двух идентичных устройств для получения высокотемпературной разрядной плазмы и ЭУФ излучения, откачиваемые камеры которых совмещены в общую откачиваемую камеру, и с помощью, по меньшей мере, одного перемещаемого зеркала, установленного в общей откачиваемой камере, попеременно направляют в выбранном направлении пучок ЭУФ излучения из зоны разряда одного из двух попеременно работающих устройств.In embodiments of the invention, two identical devices are alternately operated for receiving high-temperature discharge plasma and EUV radiation, the evacuated chambers of which are combined into a common evacuated chamber, and with the help of at least one movable mirror mounted in a common evacuated chamber, are alternately directed in the selected direction EUV radiation beam from the discharge zone of one of two alternately working devices.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существуют следующие причинно-следственные связи.Between the set of essential features of the claimed object and the achieved technical result, there are the following cause-effect relationships.
Выполнение высоковольтного и заземленного узлов составными, со съемными высоковольтным и заземленным электродами, каждый из которых снабжен каналом для протока охлаждающей жидкости и портами ввода и вывода охлаждающей жидкости, позволяет преодолеть ограничения, связанные с недостаточно высоким ресурсом электродной системы, за счет реализации возможности быстрой замены элементов электродной системы, подверженных эрозии.The implementation of the high-voltage and grounded components with detachable high-voltage and grounded electrodes, each of which is equipped with a channel for the flow of coolant and ports of input and output of the coolant, allows you to overcome the limitations associated with the insufficient resource of the electrode system, by realizing the possibility of quick replacement of elements electrode system susceptible to erosion.
Выполнение устройства с зоной разряда, ограниченной щелевым зазором между электродами с автоматической откачкой газа из него через каналы, выполненные в заземленном узле и соединяющие наружную часть щелевого зазора с откачиваемой камерой, обеспечивает надежную электрическую изоляцию между электродами без использования обычно применяемого для этого керамического изолятора, что увеличивает ресурс устройства и значительно уменьшает поток загрязняющих частиц из зоны разряда, обеспечивая чистоту источника. Изоляция электродов с помощью откачиваемого щелевого зазора также позволяет минимизировать индуктивность разрядной системы, что увеличивает выход ЭУФ излучения из плазмы разряда и повышает эффективность устройства. Наряду с этим выполнение надежной электрической изоляции между съемными высоковольтным и заземленным электродами в виде щелевого зазора упрощает и ускоряет процесс их замены.The implementation of the device with a discharge zone limited by a gap between the electrodes with automatic gas evacuation from it through channels made in a grounded node and connecting the outer part of the gap with a pumped chamber provides reliable electrical insulation between the electrodes without the use of a ceramic insulator commonly used for this, which increases the resource of the device and significantly reduces the flow of polluting particles from the discharge zone, ensuring the purity of the source. Isolation of the electrodes with the help of a pumped-out slot gap also minimizes the inductance of the discharge system, which increases the output of the EUV radiation from the discharge plasma and increases the efficiency of the device. In addition, the implementation of reliable electrical insulation between removable high-voltage and grounded electrodes in the form of a gap gap simplifies and speeds up the process of replacing them.
Выполнение высоковольтного и заземленного электродов с осесимметричными вставками из тугоплавкого металла увеличивает ресурс электродов при относительной простоте их конструкции. При этом обеспечивается ремонтоспособность съемных электродов путем лишь замены в них вставок из тугоплавкого металла.The implementation of high-voltage and grounded electrodes with axisymmetric inserts of refractory metal increases the resource of the electrodes with the relative simplicity of their design. This ensures the maintainability of the removable electrodes by only replacing them with inserts of refractory metal.
Наличие блока предыонизации зоны разряда упрощает зажигание основного разряда и повышает стабильность выходных параметров источника высокотемпературной плазмы и ЭУФ излучения.The presence of a block of the preionization of the discharge zone simplifies the ignition of the main discharge and increases the stability of the output parameters of the source of high-temperature plasma and EUV radiation.
Выполнение блока предыонизации в предложенном виде - на основе системы формирования CP на внутренней поверхности части керамической трубки, установленной в съемном высоковольтном электроде вдоль оси зоны разряда, и совмещение блока предыонизации с портом подачи плазмообразующего газа в зону разряда обеспечивает надежное охлаждение предыонизатора, его надежность, эффективность и высокое время жизни при относительной простоте конструкции.The implementation of the preionization unit in the proposed form — based on the CP formation system on the inner surface of the ceramic tube part installed in a removable high-voltage electrode along the axis of the discharge zone, and combining the preionization unit with the plasma gas supply port to the discharge zone ensures reliable cooling of the preionizer, its reliability, efficiency and high lifetime with relative simplicity of design.
Выполнение в заземленном электроде осевого отверстия, через которое зона разряда соединена с откачиваемой камерой с переменным вдоль оси диаметром, в частности, с функцией ограничения скорости потока плазмообразующего газа в откачиваемую камеру, позволяет снизить в ней давление газа, уменьшив поглощение им ЭУФ излучения и, таким образом, повысить эффективность преобразования электрической энергии в энергию ЭУФ излучения на большом расстоянии от зоны разряда.The execution in the grounded electrode of an axial hole through which the discharge zone is connected to a pumped chamber with a variable diameter along the axis, in particular, with a function of limiting the flow rate of the plasma-forming gas into the pumped chamber, allows to reduce the gas pressure in it, reducing its absorption of EUV radiation and, therefore, Thus, to increase the efficiency of converting electrical energy into EUV radiation energy at a large distance from the discharge zone.
Наличие в источнике питания импульсно заряжаемых конденсаторов, подсоединенных к высоковольтному и заземленному электроду через одновитковый насыщаемый дроссель, кольцевой сердечник которого размещен между высоковольтным узлом и заземленным узлом, позволяет осуществлять магнитную компрессию импульса накачки разряда, что повышает эффективность устройства при его компактности. Кроме этого, за счет тока утечки через одновитковый насыщаемый дроссель автоматически реализуется (при наличии предыонизации) слаботочная стадии разряда, что увеличивает стабильность работы устройства и приводит к уменьшению размеров области высокотемпературной плазмы на сильноточной стадии разряда пинчевого типа, повышая яркость источника ЭУФ излучения. Обеспечение стабильности и однородности разряда, предотвращение неустойчивостей и неоднородностей разряда позволяет обеспечить высокое время жизни электродов.The presence in the power source of pulse-charged capacitors connected to the high-voltage and grounded electrode through a single-turn saturable inductor, the ring core of which is located between the high-voltage node and the grounded node, allows magnetic compression of the discharge pump pulse, which increases the efficiency of the device when it is compact. In addition, due to the leakage current through a single-turn saturable inductor, a low-current discharge stage is automatically realized (in the presence of preionization), which increases the stability of the device and leads to a decrease in the size of the high-temperature plasma region at the high-current stage of the pinch type discharge, increasing the brightness of the EUV radiation source. Ensuring the stability and uniformity of the discharge, preventing instabilities and inhomogeneities of the discharge allows for a high electrode lifetime.
Размещение сердечника одновиткового насыщаемого дросселя снаружи съемных высоковольтного и заземленного электродов обеспечивает возможность их быстрой замены через отверстие сердечника.Placing the core of a single-turn saturable inductor on the outside of removable high-voltage and grounded electrodes makes it possible to quickly replace them through the core opening.
Охлаждение с испарением охлаждающей жидкости съемного высоковольтного электрода, в наибольшей степени подверженного высокой тепловой нагрузке, увеличивает теплоотвод, позволяет увеличить электрическую мощность, вводимую в разряд и соответственно повысить мощность и яркость ЭУФ излучения.Cooling with the evaporation of coolant of a removable high-voltage electrode, which is most exposed to high heat load, increases heat dissipation, allows you to increase the electric power introduced into the discharge and, accordingly, increase the power and brightness of EUV radiation.
Осуществление попеременной работы двух идентичных устройств обеспечивает непрерывное получение высокотемпературной разрядной плазмы и ЭУФ излучения при замене съемных электродов в одном из них.The implementation of the alternating operation of two identical devices ensures the continuous receipt of high-temperature discharge plasma and EUV radiation when replacing removable electrodes in one of them.
Выполнение устройства и способа для получения высокотемпературной плазмы и ЭУФ излучения в предложенном виде обеспечивает его эксплуатацию в долговременном режиме при высоких яркости, мощности, стабильности и эффективности с вводимой в разряд электрической мощностью до 20 кВт.The implementation of the device and method for producing high-temperature plasma and EUV radiation in the proposed form ensures its operation in the long-term mode with high brightness, power, stability and efficiency with the electric power introduced into the discharge up to 20 kW.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Существо изобретения поясняется чертежом, фиг. 1, схематично иллюстрирующим устройство и способ для получения высокотемпературной плазмы и ЭУФ излученияThe invention is illustrated in the drawing, FIG. 1 schematically illustrating an apparatus and method for producing high temperature plasma and EUV radiation
Данный чертеж не охватывает и тем более не ограничивает весь объем вариантов реализации данного технического решения, а является иллюстрацией частных случаев его выполнения.This drawing does not cover, and moreover, does not limit the entire scope of options for implementing this technical solution, but is an illustration of particular cases of its implementation.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Данное описание служит для иллюстрации осуществления изобретения, но не объема настоящего изобретения.This description serves to illustrate the implementation of the invention, but not the scope of the present invention.
Устройство содержит откачиваемую камеру (1), составной высоковольтный узел (2) с высоковольтным электродом (3), выполненным съемным, составной заземленный узел (4) с заземленным электродом (5), выполненным съемным, осесимметричную зону разряда (6) между высоковольтным и заземленным электродами (3), (5), порт (7) подачи плазмообразующего газа в зону разряда, источник питания (8), обеспечивающий с высокой частотой повторения разряд пинчевого типа (9) между высоковольтным и заземленным электродами (3), (5). Высоковольтный и заземленный электроды (3), (5) размещены вдоль оси симметрии (10) зоны разряда (6), имеют осевые отверстия и вне разрядной зоны (6) отделены друг от друга щелевым зазором (11). В заземленном узле (4) выполнены каналы (12), соединяющие щелевой зазор (11) с откачиваемой камерой (1). Зона разряда (6) соединена с откачиваемой камерой (1) через осевое отверстие (13) в заземленном электроде (5). Съемный высоковольтный электрод (3) снабжен каналом (14) для протока охлаждающей жидкости с портами ввода (15) и вывода (16) охлаждающей жидкости.The device comprises a pumped chamber (1), a composite high-voltage assembly (2) with a high-voltage electrode (3), made removable, a composite grounded assembly (4) with a grounded electrode (5), made removable, axisymmetric discharge zone (6) between the high-voltage and grounded electrodes (3), (5), port (7) for supplying a plasma-forming gas to the discharge zone, a power source (8) that provides a pinch type discharge (9) between high-voltage and grounded electrodes (3), (5) with a high repetition rate. High-voltage and grounded electrodes (3), (5) are placed along the axis of symmetry (10) of the discharge zone (6), have axial holes and are separated from each other by the gap gap (11) outside the discharge zone (6). In the grounded node (4), channels (12) are made connecting the slot gap (11) with the pumped chamber (1). The discharge zone (6) is connected to the pumped chamber (1) through an axial hole (13) in a grounded electrode (5). The removable high-voltage electrode (3) is equipped with a channel (14) for the flow of coolant with ports of input (15) and output (16) of the coolant.
Для обеспечения возможности быстрой замены съемный заземленный электрод (5) также снабжен каналом (17) для протока охлаждающей жидкости с портами ввода (18) и вывода (19) охлаждающей жидкости. При этом не требуется герметизация между съемным заземленным электродом (5) и стационарной частью заземленного узла (4), что упрощает его замену.To enable quick replacement, a removable grounded electrode (5) is also provided with a channel (17) for the flow of coolant with ports of input (18) and output (19) of coolant. It does not require sealing between the removable grounded electrode (5) and the stationary part of the grounded assembly (4), which simplifies its replacement.
Для повышения времени жизни съемный высоковольтный электрод (3) и съемный заземленный электрод (5) имеют осесимметричные вставки (20) и (21) из тугоплавкого металла.To increase the lifetime, the removable high-voltage electrode (3) and the removable grounded electrode (5) have axisymmetric inserts (20) and (21) made of refractory metal.
С целью повышения стабильности выходных параметров источника высокотемпературной плазмы и ЭУФ излучения устройство содержит блок предыонизации (22) зоны разряда (6). В предпочтительном варианте осуществления изобретения блок предыонизации (22) включает в себя систему формирования завершенного скользящего разряда (CP) на внутренней поверхности части керамической трубки (23), установленной в съемном высоковольтном электроде (3) вдоль оси (10) зоны разряда. Для упрощения конструкции блок предыонизации (22) совмещен с портом (7) подачи плазмообразующего газа в зону разряда.In order to increase the stability of the output parameters of a high-temperature plasma source and EUV radiation, the device contains a preionization unit (22) of the discharge zone (6). In a preferred embodiment of the invention, the preionization unit (22) includes a complete sliding discharge (CP) formation system on the inner surface of the ceramic tube part (23) installed in the removable high-voltage electrode (3) along the axis (10) of the discharge zone. To simplify the design, the preionization unit (22) is combined with the port (7) for supplying a plasma-forming gas to the discharge zone.
В вариантах изобретения осевое отверстие (13) заземленного электрода (5) имеет переменный вдоль оси диаметр. Предпочтительно, что для уменьшения поглощения излучения газом в откачиваемой камере (1) отверстие (13) в заземленном электроде (5) выполнено с функцией ограничения скорости потока плазмообразующего газа в откачиваемую камеру (1), то есть имеет на выходе из разрядной зоны сужение или диафрагму. При этом поверхности электродов расположены на достаточно большом расстоянии от разряда пинчевого типа (9), что обеспечивает их высокий ресурс.In embodiments of the invention, the axial hole (13) of the grounded electrode (5) has a diameter that is variable along the axis. It is preferable that to reduce the absorption of radiation by gas in the pumped chamber (1), the hole (13) in the grounded electrode (5) is made with the function of limiting the flow rate of the plasma-forming gas into the pumped chamber (1), that is, it has a narrowing or diaphragm at the outlet of the discharge zone . In this case, the electrode surfaces are located at a sufficiently large distance from the pinch-type discharge (9), which ensures their high resource.
Для осуществления компрессии импульса накачки источник питания (8) предпочтительно содержит импульсно заряжаемые конденсаторы (24), к которым подсоединена цепь импульсной зарядки. Импульсно заряжаемые конденсаторы (24) подсоединены к высоковольтному и заземленному электродам (3), (5) через одновитковый насыщаемый дроссель, кольцевой сердечник (25) которого размещен между высоковольтным узлом (2) и заземленным узлом (4).To compress the pump pulse, the power supply (8) preferably comprises pulse-charged capacitors (24) to which a pulse charging circuit is connected. Pulse-charged capacitors (24) are connected to the high-voltage and grounded electrodes (3), (5) through a single-turn saturable inductor, the ring core (25) of which is located between the high-voltage unit (2) and the grounded unit (4).
Для обеспечения быстрой замены электродов кольцевой сердечник (25) дросселя размещен снаружи съемных высоковольтного и заземленного электродов (3), (5), поперечные размеры которых меньше внутреннего диаметра кольцевого сердечника (25), и поперечный размер съемного заземленного электрода (5) не превышает поперечный размер съемного высоковольтного электрода (3). При этом порты ввода (15), (18) и вывода (16), (19) съемных высоковольтного и заземленного электродов (3), (5) размещены по одну сторону высоковольтного электрода (3).To ensure quick replacement of the electrodes, the annular core (25) of the inductor is placed outside the removable high-voltage and grounded electrodes (3), (5), the transverse dimensions of which are smaller than the inner diameter of the annular core (25), and the transverse dimension of the removable grounded electrode (5) does not exceed the transverse size of removable high voltage electrode (3). In this case, the input (15), (18) and output (16), (19) ports of the removable high-voltage and grounded electrodes (3), (5) are located on one side of the high-voltage electrode (3).
Способ получения высокотемпературной плазмы и ЭУФ излучения посредством предложенного устройства реализуют следующим образом. С помощью источника питания (8) при высокой, от 100 до 10000 Гц, частоте повторения импульсов подают импульс высокого напряжения на электродную систему блока предыонизации (22), посредством которого осуществляют предыонизацию газа в приосевой части осесимметричной зоны разряда (6) между высоковольтным и заземленным электродами (3), (5), которые размещены вдоль оси симметрии (10) зоны разряда (6), имеют осевые отверстия, предпочтительно снабжены осесимметричными вставками (20), (21) из тугоплавкого металла и вне разрядной зоны (6) отделены друг от друга щелевым зазором. Предпочтительно предыонизацию осуществляют блоком предыонизации (22), включающим в себя систему формирования завершенного скользящего разряда (CP), который зажигают на внутренней поверхности части керамической трубки (23), установленной в съемном высоковольтном электроде (3) вдоль оси (10) зоны разряда. При этом коротковолновое излучение и пучок электронов из плазмы CP распространяются через осевое отверстие высоковольтного электрода (3) в приосевую часть зоны разряда (6), осуществляя в ней предыонизацию газа.A method of obtaining a high-temperature plasma and EUV radiation by the proposed device is implemented as follows. Using a power source (8) at a high pulse repetition rate of 100 to 10,000 Hz, a high voltage pulse is applied to the electrode system of the preionization unit (22), by which gas is preionized in the axial part of the axisymmetric discharge zone (6) between the high-voltage and grounded electrodes (3), (5), which are placed along the symmetry axis (10) of the discharge zone (6), have axial holes, are preferably provided with axisymmetric inserts (20), (21) of refractory metal and are separated from each other outside the discharge zone (6) from a friend evy gap. Preionization is preferably carried out by a preionization unit (22), which includes a complete sliding discharge (CP) formation system, which is ignited on the inner surface of a ceramic tube (23) mounted in a removable high-voltage electrode (3) along the axis (10) of the discharge zone. In this case, the short-wave radiation and the electron beam from the plasma CP propagate through the axial hole of the high-voltage electrode (3) to the axial part of the discharge zone (6), performing gas preionization in it.
С помощью источника питания (8) в приосевой части зоны разряда (6) зажигают импульсный предразряд между высоковольтным и заземленным электродами (3), (5), в процессе которого формируют токо-плазменную оболочку, расширяющуюся за счет скин-эффекта на периферию зоны разряда (6). В предпочтительных вариантах изобретения ток относительно слаботочного предразряда с характерной величиной до ~5 кА обусловлен током утечки заряда импульсно заряжаемых конденсаторов (24) через магнитный ключ в виде малоиндуктивного одновиткового насыщаемого дросселя, кольцевой сердечник (25) которого размещен между высоковольтным узлом (2) и заземленным узлом (4), и посредством которого импульсно заряжаемые конденсаторы (24) подсоединены к высоковольтному и заземленному электродам (3), (5). Продвижение токо-плазменной оболочки в процессе предразряда завершается у щелевого зазора (11), препятствующего ее дальнейшему распространению и ограничивающего разрядную область (6). За счет выбора положения щелевого зазора (11) достигают оптимального размера токо-плазменной оболочки и максимальный КПД устройства.Using a power source (8) in the axial part of the discharge zone (6), a pulsed pre-discharge is ignited between the high-voltage and grounded electrodes (3), (5), during which a current-plasma shell is formed, which expands due to the skin effect on the periphery of the discharge zone (6). In preferred embodiments of the invention, the current of a relatively low-current pre-discharge with a characteristic value of up to ~ 5 kA is due to the leakage current of the charge of the pulse-charged capacitors (24) through a magnetic key in the form of a low-inductance single-turn saturable inductor, the ring core (25) of which is located between the high-voltage unit (2) and the ground node (4), and by means of which pulse-charged capacitors (24) are connected to high-voltage and grounded electrodes (3), (5). The advancement of the current-plasma shell in the process of pre-discharge is completed at the gap gap (11), which prevents its further spread and limits the discharge region (6). By choosing the position of the gap gap (11), the optimal size of the current-plasma shell and the maximum efficiency of the device are achieved.
Затем с помощью источника питания в варианте изобретения за счет насыщения сердечника (25) малоиндуктивного одновиткового дросселя осуществляют сильноточный, с характерной величиной тока до ~50 кА, разряд пинчевого типа субмикросекундной длительности между высоковольтным и заземленным электродами (3), (5) со сжатием собственным магнитным полем тока разряда токо-плазменной оболочки и образованием на оси (10) зоны разряда (6) плотной высокотемпературной плазмы (9), являющейся источником ЭУФ излучения, а также потока импульсной высокотемпературной плазмы. Через осевое отверстие (13) в заземленном электроде (5), посредством которого зона разряда (6) соединена с откачиваемой камерой (1), ЭУФ излучение и поток импульсной высокотемпературной плазмы распространяются в откачиваемую камеру (1).Then, using a power source in an embodiment of the invention, due to saturation of the core (25) of a low inductance single-turn inductor, a high-current, with a characteristic current of up to ~ 50 kA, pinch-type discharge of submicrosecond duration between high-voltage and grounded electrodes (3), (5) is compressed the magnetic field of the discharge current of the current-plasma shell and the formation on the axis (10) of the discharge zone (6) of a dense high-temperature plasma (9), which is a source of EUV radiation, as well as a pulsed high-temperature flow second plasma. Through the axial hole (13) in the grounded electrode (5), through which the discharge zone (6) is connected to the pumped chamber (1), the EUV radiation and the pulsed high-temperature plasma stream are propagated to the pumped chamber (1).
В процессе работы через порт (7) подачи плазмообразующего газа, предпочтительно совмещенный с блоком предыонизации (22), и через отверстие в высоковольтном электроде (3) непрерывно осуществляют доставку газа, в частности Xe, в зону разряда (6).In the process, through the plasma gas supply port (7), preferably combined with the preionization unit (22), and through the hole in the high-voltage electrode (3), gas, in particular Xe, is continuously delivered to the discharge zone (6).
Также производят вакуумную откачку газа из щелевого зазора через выполненные в заземленном узле (4) каналы (12), соединяющие указанный щелевой зазор (11) с непрерывно откачиваемой камерой (1). Величину d щелевого зазора, давление p газа и значение (p·d) в нем обеспечивают такой величины, чтобы заряженные частицы, движущиеся в электрическом поле щелевого зазора, покидали его без осуществления актов ионизации, а щелевой зазор служил надежной электрической изоляцией между съемными высоковольтным и заземленным электродами.Vacuum gas is also evacuated from the gap gap through channels (12) made in the grounded node (4), which connect the gap gap (11) to the continuously pumped chamber (1). The value d of the gap gap, the gas pressure p and the value (p · d) in it provide such a value that charged particles moving in the electric field of the gap gap leave it without ionization, and the gap gap serves as a reliable electrical insulation between removable high-voltage and grounded electrodes.
Также в процессе работы жидкостным охладителем, циркулирующим через каналы (14), (17) и порты ввода (15), (18) и порты вывода (16), (19) охлаждающей жидкости, охлаждают съемные высоковольтный электрод (3) и съемный заземленный электрод (5). Предпочтительно, что порты ввода (18) и вывода (19) охлаждающей жидкости съемного заземленного электрода (5) включают в себя и герметично установленные в высоковольтном и заземленном электродах диэлектрические трубки, проходящие сквозь высоковольтный электрод, как это иллюстрируется прилагаемым чертежом.Also, during operation, the liquid cooler circulating through the channels (14), (17) and the inlet ports (15), (18) and the outlet ports (16), (19) of the coolant cool the removable high-voltage electrode (3) and the removable ground electrode (5). Preferably, the coolant inlet (18) and outlet (19) ports of the removable grounded electrode (5) include dielectric tubes sealed in the high voltage and grounded electrodes passing through the high voltage electrode, as illustrated by the attached drawing.
В вариантах изобретения для обеспечения максимального теплосъема съемный высоковольтный электрод (3), в наибольшей степени подверженный тепловой нагрузке, охлаждают с испарением охлаждающей жидкости. Для этого охлаждающую жидкость в канал (14) для протока охлаждающей жидкости подают через установленное в нем сопло под давлением, достаточным для выноса паровой пробки, образующейся в канале (14). При этом канал (14) для протока охлаждающей жидкости предпочтительно расположен в непосредственной близости от тугоплавкой осесимметричной вставки (20) съемного высоковольтного электрода (3).In embodiments of the invention, to ensure maximum heat removal, the removable high-voltage electrode (3), which is most susceptible to thermal stress, is cooled with evaporation of the coolant. To do this, coolant is supplied to the channel (14) for the flow of coolant through the nozzle installed in it under a pressure sufficient to remove the vapor plug formed in the channel (14). Moreover, the channel (14) for the coolant flow is preferably located in the immediate vicinity of the refractory axisymmetric insert (20) of the removable high-voltage electrode (3).
Через 5·107 или более импульсов прерывают работу устройства и производят замену съемного высоковольтного электрода (3) и/или съемного заземленного электрода (5). Съем высоковольтного и/или заземленного съемного электродов производят в направлении, противоположном направлению вывода излучения и потока импульсной высокотемпературной плазмы в откачиваемую камеру. Замену производят через отверстие кольцевого сердечника (25) одновиткового насыщаемого дросселя, размещенного между высоковольтным узлом (2) и заземленным узлом (4) снаружи съемных высоковольтного и заземленного электродов (3), (5). Предпочтительно производят ремонт съемных электродов (3), (5) путем замены в них осесимметричных вставок (20), (21) из тугоплавкого металла.After 5 · 10 7 or more pulses interrupt the operation of the device and replace the removable high-voltage electrode (3) and / or the removable grounded electrode (5). High-voltage and / or grounded removable electrodes are removed in the direction opposite to the direction of radiation output and pulsed high-temperature plasma flow into the pumped chamber. Replacement is made through the hole of the annular core (25) of a single-turn saturable inductor located between the high-voltage unit (2) and the grounded unit (4) outside the removable high-voltage and grounded electrodes (3), (5). Preferably, removable electrodes (3), (5) are repaired by replacing axisymmetric inserts (20), (21) of refractory metal in them.
В вариантах изобретения с целью непрерывного получения высокотемпературной разрядной плазмы и ЭУФ излучения осуществляют попеременную работу двух идентичных устройств для получения высокотемпературной разрядной плазмы и ЭУФ излучения, откачиваемые камеры которых совмещены в общую откачиваемую камеру, и с помощью, по меньшей мере, одного перемещаемого зеркала, установленного в общей откачиваемой камере, попеременно направляют в выбранном направлении пучок ЭУФ излучения из зоны разряда одного из двух попеременно работающих устройств.In embodiments of the invention, in order to continuously obtain a high-temperature discharge plasma and EUV radiation, two identical devices are used to alternately receive high-temperature discharge plasma and EUV radiation, the evacuated chambers of which are combined into a common evacuated chamber, and using at least one movable mirror mounted in a common pumped chamber, alternately direct in the selected direction a beam of EUV radiation from the discharge zone of one of two alternately working devices .
Предпочтительно, что съемные высоковольтный и заземленный электроды на время их замены герметично отделяют от откачиваемой камеры, например, посредством шиберной задвижки.It is preferable that the removable high-voltage and grounded electrodes for the time of their replacement are hermetically separated from the pumped chamber, for example, by means of a slide gate valve.
Выполнение устройства в соответствии с изобретением продемонстрировало достижение наибольшей для газоразрядных источников мощности излучения P13,5 ~ 190 Вт/2π ср и яркости B13,5 ~ 135 Вт/(мм2·ср) в непосредственной близости от плазмы с поперечным и продольным размерами 0,22 и 1,4 мм соответственно по уровню ½ яркости B13,5.The implementation of the device in accordance with the invention has demonstrated the achievement of the highest radiation power for gas-discharge sources P 13.5 ~ 190 W / 2π sr and brightness B 13.5 ~ 135 W / (mm 2 · sr) in the immediate vicinity of the plasma with transverse and longitudinal dimensions 0.22 and 1.4 mm, respectively, at a level of ½ brightness B 13.5 .
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
Предложенные устройство и способ предназначены для ряда применений, включающих актиническую (на 13,5 нм) инспекцию литографических ЭУФ масок, ЭУФ метрологию, ЭУФ литографию, рентгеновскую микроскопию и/или томографию биологических объектов в спектральном диапазоне прозрачности воды (2,4-4,4 нм), а также поверхностную обработку материалов потоками высокотемпературной импульсной плазмыThe proposed device and method are intended for a number of applications, including actinic (at 13.5 nm) inspection of lithographic EUV masks, EUV metrology, EUV lithography, X-ray microscopy and / or tomography of biological objects in the spectral range of water transparency (2.4-4.4 nm), as well as surface treatment of materials by high-temperature pulsed plasma flows
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. US Patent 7307375, опубликован 12.11.2007.1. US Patent 7307375, published 12.11.2007.
2. US Patent 7397190, опубликован 07.08.2008.2. US Patent 7397190, published August 7, 2008.
3. Патент РФ 2252496, опубликован 20.01.2004.3. RF patent 2252496, published January 20, 2004.
Claims (13)
съемные высоковольтный и заземленный электроды (3), (5) размещены вдоль оси симметрии (10) зоны разряда (6), имеют осевые отверстия и вне разрядной зоны (6) отделены друг от друга щелевым зазором (11),
в заземленном узле (4) выполнены каналы, соединяющие указанный щелевой зазор с откачиваемой камерой (1),
зона разряда (6) соединена с откачиваемой камерой (1) через осевое отверстие (13) в заземленном электроде (5),
съемный высоковольтный электрод (3) снабжен каналом (14) для протока охлаждающей жидкости с портами ввода (15) и вывода (16) охлаждающей жидкости.1. A device for producing a high-temperature discharge plasma and EUV radiation, containing a pumped chamber (1), a composite high-voltage unit (2) with a high-voltage electrode (3), made removable, a composite grounded unit (4) with a grounded electrode (5), made removable , an axisymmetric discharge zone (6) between removable high-voltage and grounded electrodes (3), (5), a plasma-forming gas supply port (7) to the discharge zone and a power source (8), while
removable high-voltage and grounded electrodes (3), (5) are placed along the axis of symmetry (10) of the discharge zone (6), have axial holes and are separated from each other by a gap gap (11), outside the discharge zone (6),
in the grounded node (4) channels are made connecting the specified gap with the pumped chamber (1),
the discharge zone (6) is connected to the pumped chamber (1) through an axial hole (13) in the grounded electrode (5),
a removable high-voltage electrode (3) is provided with a channel (14) for the flow of coolant with ports of input (15) and output (16) of coolant.
предыонизации газа в приосевой части зоны разряда,
зажигании импульсного предразряда между съемными высоковольтным и заземленным электродами, формировании в процессе импульсного предразряда токо-плазменной оболочки, расширяющейся за счет скин-эффекта на периферию зоны разряда, ограниченной щелевым зазором между высоковольтным и заземленным электродами,
осуществлении сильноточного разряда пинчевого типа между высоковольтным и заземленным электродами со сжатием собственным магнитным полем тока разряда токо-плазменной оболочки с образованием на оси зоны разряда плотной высокотемпературной плазмы, являющейся источником ЭУФ излучения, при котором
в процессе работы непрерывно осуществляют подачу газа в зону разряда и производят вакуумную откачку газа из щелевого зазора через выполненные в заземленном узле (4) каналы (12), соединяющие указанный щелевой зазор (11) с непрерывно откачиваемой камерой (1),
производят охлаждение съемного высоковольтного электрода (3) и съемного заземленного электрода (5), и
через 5·107 или более импульсов прерывают работу устройства и производят замену съемного высоковольтного электрода (3) и/или съемного заземленного электрода (5).10. A method of obtaining EUV radiation from a gas discharge plasma by means of a device according to claims. 1-9, which consists in the implementation using a power source at a high, from 100 to 10000 Hz, pulse repetition rate
gas preionization in the axial part of the discharge zone,
ignition of a pulsed pre-discharge between removable high-voltage and grounded electrodes, the formation of a current-plasma shell during pulsed pre-discharge, expanding due to the skin effect on the periphery of the discharge zone, limited by the gap gap between the high-voltage and grounded electrodes,
the implementation of a high-current pinch-type discharge between the high-voltage and grounded electrodes with compression by the own magnetic field of the discharge current of the plasma current sheath with the formation on the axis of the discharge zone of a dense high-temperature plasma, which is the source of EUV radiation, in which
during operation, gas is continuously supplied to the discharge zone and vacuum gas is pumped out from the gap gap through channels (12) made in the grounded node (4), connecting the specified gap gap (11) with the continuously pumped chamber (1),
cooling a removable high-voltage electrode (3) and a removable grounded electrode (5), and
after 5 · 10 7 or more pulses interrupt the operation of the device and replace the removable high-voltage electrode (3) and / or the removable grounded electrode (5).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015118023/07A RU2593147C1 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Device and method for producing high-temperature plasma and euv radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015118023/07A RU2593147C1 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Device and method for producing high-temperature plasma and euv radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2593147C1 true RU2593147C1 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56557280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015118023/07A RU2593147C1 (en) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Device and method for producing high-temperature plasma and euv radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2593147C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11550225B2 (en) * | 2020-06-03 | 2023-01-10 | Carl Zeiss Smt Gmbh | EUV radiation source, insert for an EUV radiation source and insert for an insert for an EUV radiation source |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2252496C2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-05-20 | Борисов Владимир Михайлович | Device and method for producing short-wave radiation from gas- discharge plasma |
| US7397190B2 (en) * | 2002-12-04 | 2008-07-08 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Gas discharge lamp for extreme UV radiation |
-
2015
- 2015-05-14 RU RU2015118023/07A patent/RU2593147C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2252496C2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-05-20 | Борисов Владимир Михайлович | Device and method for producing short-wave radiation from gas- discharge plasma |
| US7397190B2 (en) * | 2002-12-04 | 2008-07-08 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Gas discharge lamp for extreme UV radiation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11550225B2 (en) * | 2020-06-03 | 2023-01-10 | Carl Zeiss Smt Gmbh | EUV radiation source, insert for an EUV radiation source and insert for an insert for an EUV radiation source |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6894298B2 (en) | Arrangement for generating extreme ultraviolet (EUV) radiation based on a gas discharge | |
| US7488962B2 (en) | Arrangement for the generation of intensive short-wavelength radiation based on a gas discharge plasma | |
| US10076020B2 (en) | Apparatus and method for plasma ignition with a self-resonating device | |
| Lidsky et al. | Highly ionized hollow cathode discharge | |
| US6408052B1 (en) | Z-pinch plasma X-ray source using surface discharge preionization | |
| RU2206186C2 (en) | Method and device for producing short-wave radiation from gas-discharge plasma | |
| US3292028A (en) | Gas vortex-stabilized light source | |
| US8259771B1 (en) | Initiating laser-sustained plasma | |
| JP2005190904A (en) | Extreme-ultraviolet light source | |
| RU2593147C1 (en) | Device and method for producing high-temperature plasma and euv radiation | |
| JPH01243349A (en) | Plasma extreme ultraviolet light generator | |
| US3480829A (en) | Electric arc light source and method | |
| JP5358655B2 (en) | High voltage pulse generator and discharge excitation gas laser device using the same | |
| WO2016126475A1 (en) | Apparatus and method for metastable enhanced plasma ignition | |
| WO2022123714A1 (en) | Gas laser apparatus and method for manufacturing electronic device | |
| US3405314A (en) | High-pressure light source having inclined tangential gas supply passages | |
| JP2009111313A (en) | Cooling mechanism of preliminary ionization mechanism in discharge-excited gas laser apparatus | |
| McGeoch | High-power extreme ultraviolet source based on a Z-pinch | |
| Bandurkin et al. | Powerful terahertz pulsed large-orbit gyrotron for creating an intense ultraviolet plasma source | |
| Grigor’yants et al. | A new generation of highly efficient and long-term industrial sealed-off active elements of pulsed copper vapour lasers of the Kulon series with a radiation power of 1–20 W and Kristall series with a power of 30–100 W | |
| WO2002007484A2 (en) | Method of producing short-wave radiation from a gas-discharge plasma and device for implementing it | |
| US3469143A (en) | Electric arc light source having undercut recessed anode | |
| RU2379860C1 (en) | Transformer plasma generator with dielectric discharge chamber | |
| RU2507653C1 (en) | Gas discharge laser | |
| RU2558728C1 (en) | Combined induction-arc plasma generator and induction discharge ignition method |