JP2013062118A - プラズマ光源の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1対の同軸状電極10間に管状放電を形成してプラズマを軸方向に封じ込めるプラズマ光源の製造方法であって、各同軸状電極10は、棒状の中心電極12と、中心電極12を間隔を隔てて囲む管状のガイド電極14と、中心電極12とガイド電極14の間に位置しその間を絶縁するリング状の絶縁体16とからなり、絶縁体16は、内側と外側の絶縁性緻密部分16aと、その間に挟持された導電性多孔部分16bとからなり、導電性多孔部分は、導電性金属の微粒子を焼結して多孔体に成形し、多孔体の形状を機械加工し、多孔体におけるプラズマと対向する面及び反対面について、電解エッチングすることによって製造される。
【選択図】図2
Description
プラズマ光(EUV)はあらゆる物質に対し吸収率が高く、レンズ等の透過型光学系を利用することができないので、反射型光学系を用いることになる。またこの領域の光学系は非常に開発が困難で、限られた波長にしか反射特性を示さない。
P.C.E=(Pinband×τ)/E・・・(1)
ここで、Pinbandは有効波長領域のEUV放射光出力、τは放射持続時間、Eはプラズマに投入されたエネルギーである。
そのために、多孔質セラミックについて、焼結後に機械加工することによって寸法精度を調整する必要があった。
各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、中心電極を間隔を隔てて囲む管状のガイド電極と、中心電極とガイド電極の間に位置しその間を絶縁する絶縁体とからなり、
前記絶縁体は、内側と外側の絶縁性緻密部分と、その間に挟持された導電性多孔部分とからなり、導電性多孔部分は、
(A)導電性金属の微粒子を焼結して多孔体に成形し、
(B)前記多孔体の形状を機械加工し、
(C)多孔体における前記プラズマと対向する面及び反対面を、電解エッチングすることによって製造される、ことを特徴とするプラズマ光源の製造方法が提供される。
この図において、本発明のプラズマ光源は、1対の同軸状電極10、放電環境保持装置20、及び電圧印加装置30を備える。
各同軸状電極10は、棒状の中心電極12、管状のガイド電極14及びリング状の絶縁体16からなる。
この例において、中心電極12の対称面1に対向する端面は円弧状になっている。なお、この構成は必須ではなく、端面に凹穴を設け、後述する面状放電2と管状放電4を安定化させるようにしてもよく、或いは平面でもよい。
プラズマ媒体は、この例ではSn,Li等の常温で固体のプラズマ媒体であるのがよい。
絶縁体16は、この例では、小径中空円筒部分14aの内側に嵌合する小径部分と、大径中空部分14bの内側に嵌合する大径部分とからなる。
なお、絶縁体16の形状はこの例に限定されず、中心電極12とガイド電極14の間を電気的に絶縁する限りで、その他の形状であってもよい。
放電環境保持装置20は、例えば、真空チャンバー22、排気装置24、ガス供給系、温度調節器、及びプラズマ媒体供給装置により構成することができる。なお、真空チャンバー22と排気装置24は必須であるが、ガス供給系、温度調節器、及びプラズマ媒体供給装置は必須ではない。
電圧印加装置30は、この例では、正電圧源32、負電圧源34及びトリガスイッチ36からなる。
正電圧源32は、一方(この例では左側)の同軸状電極10の中心電極12にそのガイド電極14より高い正の放電電圧を印加する。
負電圧源34は、他方(この例では右側)の同軸状電極10の中心電極12にそのガイド電極14より低い負の放電電圧を印加する。
トリガスイッチ36は、正電圧源32と負電圧源34を同時に作動させて、それぞれの同軸状電極10に同時に正負の放電電圧を印加する。
この構成により、本発明のプラズマ光源は、1対の同軸状電極10間に管状放電(後述する)を形成してプラズマを軸方向に封じ込めるようになっている。
この図において、絶縁体16は、液化したプラズマ媒体が連続して浸透できない絶縁性緻密部分16a(セラミックス等)と、液化したプラズマ媒体が連続して浸透する導電性多孔部分16bとを一体成型した部品である。
また絶縁性緻密部分16aの粒径及び焼成温度は、液化したプラズマ媒体が連続して浸透できないように設定する。さらに導電性多孔部分16bの粒径及び焼成温度は、液化したプラズマ媒体が連続して浸透するように設定する。
また、リザーバー18は、閉鎖板15で閉じられ、この閉鎖板15は、中心電極12の背面側に設けられたネジ軸12aと螺合するナット13により、着脱可能に固定されている構成であることが望ましい。この構成により、閉鎖板15の着脱により、リザーバー18にプラズマ媒体を適宜補給することができるようになる
なお、閉鎖板15は液化したプラズマ媒体の温度に耐える耐熱金属板又は耐熱セラミックであるのがよい。
この構成により、閉鎖板15の着脱により、リザーバー18にプラズマ媒体を適宜補給することができる。
また、電極導体(中心電極12とガイド電極14)をプラズマ媒体6の蒸気が凝集しない高温に維持する。
この図において、導電性多孔部分16bは、プラズマ側表面部16cと閉鎖板側表面部16dを有している。
これによって、部品表面の多孔部を覆っていたバリを除去することができるため、発光物質(例えば、液体リチウム)の浸み出しの均一化を維持することができるという効果がある。
以下、この図を参照して、本発明のプラズマ光源の製造方法を説明する。
なお、両方のガイド電極14を接地させて0Vに保持し、一方の中心電極12を正電圧(+)に印加し、他方の中心電極12を負電圧(−)に印加してもよい。
この管状放電4が形成されると、図に符号5で示すプラズマ封込み磁場(磁気ビン)が形成され、プラズマ3を半径方向及び軸方向に封じ込むことができる。
この状態において、プラズマ3の発光エネルギーに相当するエネルギーを電圧印加装置30から供給し続ければ、高いエネルギー変換効率で、プラズマ光8(EUV)を長時間安定して発生させることができる。
5 プラズマ封込み磁場(磁気ビン)、6 プラズマ媒体、
8 プラズマ光、10 同軸状電極、12 中心電極、
12a ネジ軸、13 ナット、14 ガイド電極、
14a 小径中空円筒部分、14b 大径中空部分、15 閉鎖板、
16 絶縁体、16a 絶縁性緻密部分、16b 導電性多孔部分、
16c プラズマ側表面部、16d 閉鎖板側表面部、
18 リザーバー、20 放電環境保持装置、
22 真空チャンバー、24 排気装置、
30 電圧印加装置、32 正電圧源、34 負電圧源、
36 トリガスイッチ
Claims (3)
- 1対の同軸状電極間に管状放電を形成してプラズマを軸方向に封じ込めるプラズマ光源の製造方法であって、
各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、中心電極を間隔を隔てて囲む管状のガイド電極と、中心電極とガイド電極の間に位置しその間を絶縁する絶縁体とからなり、
前記絶縁体は、内側と外側の絶縁性緻密部分と、その間に挟持された導電性多孔部分とからなり、導電性多孔部分は、
(A)導電性金属の微粒子を焼結して多孔体に成形し、
(B)前記多孔体の形状を機械加工し、
(C)多孔体における前記プラズマと対向する面及び反対面を、電解エッチングすることによって製造される、ことを特徴とするプラズマ光源の製造方法。 - 前記導電性金属は、タングステン、チタン、銅のいずれかからなる、ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ光源の製造方法。
- 前記電解エッチングは、電解液の溶質として水酸化ナトリウムを使用し、かつ、正極に前記絶縁体、負極にチタン電極を用いる、ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ光源の製造方法。
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