JP5685910B2 - プラズマ光源とプラズマ光発生方法 - Google Patents
プラズマ光源とプラズマ光発生方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5685910B2 JP5685910B2 JP2010269091A JP2010269091A JP5685910B2 JP 5685910 B2 JP5685910 B2 JP 5685910B2 JP 2010269091 A JP2010269091 A JP 2010269091A JP 2010269091 A JP2010269091 A JP 2010269091A JP 5685910 B2 JP5685910 B2 JP 5685910B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- plasma
- coaxial
- discharge
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
なおこの要因は、電流路の繋ぎ変えが、プラズマ電流路間の繋ぎ変えであり、繋ぎ変えの前後における電流路抵抗の差が小さいためと考えられる。
前記各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、該中心電極を一定の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リング状の絶縁体とからなり、
前記各中心電極は、同一の軸線上に位置し、かつそれぞれの先端が互いに間隔を隔てて対向しており、
さらに、前記1対の同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加して、各同軸状電極にそれぞれ面状放電を発生させ、該面状放電により各同軸状電極の対向する中間位置であって中心電極先端の中点以外の位置に単一のプラズマを形成し、次いで前記面状放電を1対の同軸状電極間の管状放電に繋ぎ換えて前記プラズマを封じ込めるプラズマ封込み磁場を形成するプラズマ制御装置を備え、
前記プラズマ制御装置は、
前記1対の同軸状電極のガイド電極を電気的に直接結合する連結導電体と、
一方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より高い正の放電電圧を印加する正電圧源と、
他方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より低い負の放電電圧を印加する負電圧源と、
前記正電圧源と負電圧源の印加タイミングを制御するタイミング制御装置と、を有する、ことを特徴とするプラズマ光源が提供される。
前記各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、該中心電極を一定の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リング状の絶縁体とからなり、
さらに、プラズマ制御装置を備え、該プラズマ制御装置は、
前記1対の同軸状電極のガイド電極を電気的に直接結合する連結導電体と、
一方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より高い正の放電電圧を印加する正電圧源と、
他方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より低い負の放電電圧を印加する負電圧源と、
前記正電圧源と負電圧源の印加タイミングを制御するタイミング制御装置と、を有し、
前記各中心電極を、同一の軸線上に位置し、かつそれぞれの先端を互いに間隔を隔てて対向させ、
前記同軸状電極内にプラズマ媒体を供給しかつプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持し、
前記1対の同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加して、各同軸状電極にそれぞれ面状放電を発生させ、該面状放電により各同軸状電極の対向する中間位置であって中心電極先端の中点以外の位置に単一のプラズマを形成し、次いで前記面状放電を1対の同軸状電極間の管状放電に繋ぎ換えて前記プラズマを封じ込めるプラズマ封込み磁場を形成する、ことを特徴とするプラズマ光発生方法が提供される。
従って、2つプラズマ源から進展する面状放電(電流シート)を、プラズマ源間の中央部で衝突させ、かつ電流路の繋ぎ変えにより、プラズマの封じ込めを行うことができ、かつ電流路の繋ぎ変えを安定して行うことができる。
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及び放電環境保持装置20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に対向する端面に凹穴12aが設けられ、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なっている。なお、この構成は必須ではなく、中心電極12の対称面1に対向する端面は、円弧状でも平面でもよい。
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、温度調節器、真空装置、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。なおこの構成は必須ではなく、その他の構成であってもよい。
プラズマ制御装置30は、1対の同軸状電極10に極性を反転させた放電電圧を印加して、各同軸状電極10にそれぞれ面状放電2を発生させ、面状放電2により各同軸状電極10の対向する中間位置であって中心電極先端の中点以外の位置に単一のプラズマ3を形成し、次いで面状放電2を1対の同軸状電極間の管状放電4に繋ぎ換えてプラズマ3を封じ込める磁場を形成する機能を有する。
「中間位置であって中心電極先端の中点以外の位置」とは、例えば一方の中心電極12の近傍である。なお、この位置は、任意に調整できることが好ましい。
連結導電体32は、この例では電気抵抗の小さい導体、例えば、金又は銅等の導電体からなる金属線、棒、プレート等であり、1対のガイド電極14の対向する先端部に両端部がロウ付け等で結合されている。連結導電体32は、1本に限定されず、複数でもよい。
連結導電体32の電気抵抗は、小さいほど好ましく、1対の同軸状電極10の電位が静的には同電位であり、過渡的にも印加電圧の10%未満であるのが好ましい。
また、連結導電体32の構成はこの例に限定されず、例えば、1対のガイド電極14の先端部を電気的に直接結合してもよい。また1対のガイド電極14を単一のガイド電極14に置き換え、その一部に必要な開口(例えばガスや光の開口)を設けてもよい。
負電圧源36は、他方(図で右側)の同軸状電極10の中心電極12にガイド電極14より低い負の放電電圧を印加する。
この図において、正電圧源34と負電圧源36は、それぞれ高電圧蓄電装置37とトリガスイッチ38とを有する。
またこの例では、電流計Aと抵抗R1を有し、電流計Aを用いて充電電圧を確認するようになっている。
このギャップスイッチ38cの作動により、ギャップスイッチ38cが短絡し、放電用コンデンサ37bに充電された高電圧がそれぞれの同軸状電極12に印加される。
また、正電圧源34の放電用コンデンサ37bの一端が接地(アース)され、他端はガイド電極14より高い正(+)の高電圧に印加される。
また、負電圧源36の放電用コンデンサ37bの一端が接地(アース)され、他端はガイド電極14より低い負(−)の高電圧に印加される。
正電圧源34と負電圧源36の高電圧は、好ましくは10〜15kVの正電圧又は負電圧である。
タイマー41による設定時間は、好ましくは200〜1000nsである。
本発明において、電圧印加時の電流波形は、周期Tのサイン波であり、その4分の1周期(T/4)は、0.5〜3μsであることが好ましく、1〜2μsであることが特に好ましい。
以下、この図を参照して、本発明のプラズマ光発生方法を説明する。
さらに、本発明では、プラズマ制御装置30により、1対の同軸状電極10に極性を反転させた放電電圧を印加して、各同軸状電極10にそれぞれ面状放電2を発生させ、面状放電2により各同軸状電極10の対向する中間位置であって中心電極先端の中点以外の位置に単一のプラズマ3を形成し、次いで面状放電2を1対の同軸状電極間の管状放電4に繋ぎ換えてプラズマ3を封じ込めるプラズマ封込み磁場5を形成する。
なおこの際、左側の同軸状電極10の中心電極12はガイド電極14より高い正電圧(+)に印加され、右側の同軸状電極10の中心電極12はガイド電極14より低い負電圧(−)に印加されている。
なお、両方のガイド電極14は、連結導電体32により電気的に直接結合され、かつそれぞれ接地させて0Vに保持されている。
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。
すなわち、磁気ビン5はプラズマ3の圧力により中央部は大きくその両側が小さくなり、プラズマ3に向かう軸方向の磁気圧勾配が形成され、この磁気圧勾配によりプラズマ3は中間位置に拘束される。さらにプラズマ電流の自己磁場によって中心方向にプラズマ3は圧縮(Zピンチ)され、半径方向にも自己磁場による拘束が働く。
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。
この図において、(A)(B)は特許文献1における電流路の繋ぎ変えの前と後をそれぞれ示し、(C)(D)は本発明における電流路の繋ぎ変えの前と後をそれぞれ示している。
従って、図4(A)における同一の同軸状電極10の中心電極12からガイド電極14までのプラズマ3を介しての電流路抵抗と、図4(B)における一方の中心電極12から他方の中心電極12までのプラズマを介しての電流路抵抗との差が小さい。
従って、特許文献1における電流路の繋ぎ変えでは、電流路抵抗と電圧差が実質的に同等の2つの電流路を繋ぎ変えるので、電流路の繋ぎ変えを安定して行うことが困難であった。
従って、本発明における電流路の繋ぎ変えでは、電流路抵抗が大きく電圧差が小さい電流路から、電流路抵抗が小さく電圧差が大きい電流路に繋ぎ変えるので、電流路の繋ぎ変えを安定して行うことができる。
この例において、1対の同軸状電極10の中心電極12及びガイド電極14の軸方向長さが相違する。
この長さの相違量は、中心電極12及びガイド電極14の長い側の面状放電2がその出口近傍に達した時点で、短い側の面状放電2が長い側の出口近傍に達するように設定する。
言い換えれば、面状放電2が発生する絶縁体16の表面間の中点が、各同軸状電極10の対向する中間位置であって中心電極先端の中点1以外の位置になるように設定する。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
この図において、(A)(B)は本発明における電流路の繋ぎ変えの前と後をそれぞれ示している。
従って、本発明における電流路の繋ぎ変えでは、電流路抵抗が大きく電圧差が小さい電流路から、電流路抵抗が小さく電圧差が大きい電流路に繋ぎ変えるので、電流路の繋ぎ変えを安定して行うことができる。
また、図7(B)では、正極電流と負極電流の放電タイミングが0.5〜1.0μsずれており、その結果、正極電流(細線)と負極電流(破線)の位相もずれている。この場合、EUV信号(太線)は負極電流(破線)の最初のピーク位置と負極電流の次のピーク位置より遅れた位置の2箇所で発生しており、その最大値は60〜70Vである。
また、図8(B)では、正負極遅延時間が200〜800nsの範囲で1〜69mJのEUV出力が得られた。
また、正負極遅延時間は、好ましくは、200〜1000nsの範囲であり、さらに好ましくは、300〜700nsであるといえる。
この例では、負極電流のピーク位置と、EUV信号の発生位置とが一致するように、放電回路を設定した。
すなわち、中心電極12とガイド電極14の間に発生した放電電流が同軸状電極10の先端に達するまでの時間をτ1とし、放電電圧をそれぞれの同軸状電極10に印加してから放電電流がピークに達するまでの時間をτ2とした場合、τ1=τ2になるように、正電圧源34及び負電圧源36の上述した印加電圧V、浮遊インダクタンスL、放電用コンデンサ37bの静電容量C、及び抵抗R1、R2、R3、及びRを設定することが好ましい。
従って、2つプラズマ源から進展する電流シートを、プラズマ源間の中央部で衝突させ、かつ電流路の繋ぎ変えにより、プラズマ3の封じ込めを行うことができ、かつ電流路の繋ぎ変えを安定して行うことができる。
4 管状放電、5 プラズマ封込み磁場(磁気ビン)、6 プラズマ媒体、
7 レーザー光、8 プラズマ光(EUV)、
10 同軸状電極、12 中心電極、12a 凹穴、
14 ガイド電極、16 絶縁体、
20 放電環境保持装置、30 プラズマ制御装置、
32 連結導電体、34 正電圧源、36 負電圧源、
37 高電圧蓄電装置、37a 高電圧電源、
37b 放電用コンデンサ、38 トリガスイッチ、
38a 高電圧パルス発生器、38b 昇圧トランス、
38c ギャップスイッチ、
40 タイミング制御装置、41 タイマー
Claims (5)
- 対向配置された1対の同軸状電極と、該同軸状電極内にプラズマ媒体を供給しかつプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持する放電環境保持装置と、を備え、
前記各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、該中心電極を一定の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リング状の絶縁体とからなり、
前記各中心電極は、同一の軸線上に位置し、かつそれぞれの先端が互いに間隔を隔てて対向しており、
さらに、前記1対の同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加して、各同軸状電極にそれぞれ面状放電を発生させ、該面状放電により各同軸状電極の対向する中間位置であって中心電極先端の中点以外の位置に単一のプラズマを形成し、次いで前記面状放電を1対の同軸状電極間の管状放電に繋ぎ換えて前記プラズマを封じ込めるプラズマ封込み磁場を形成するプラズマ制御装置を備え、
前記プラズマ制御装置は、
前記1対の同軸状電極のガイド電極を電気的に直接結合する連結導電体と、
一方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より高い正の放電電圧を印加する正電圧源と、
他方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より低い負の放電電圧を印加する負電圧源と、
前記正電圧源と負電圧源の印加タイミングを制御するタイミング制御装置と、を有する、ことを特徴とするプラズマ光源。 - 前記タイミング制御装置は、一方の同軸状電極に放電電圧を印加し、所定の設定時間後に、他方の同軸状電極に放電電圧を印加するように、設定時間を設定するタイマーを備える、ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ光源。
- 前記1対の同軸状電極の中心電極及びガイド電極の軸方向長さが相違する、ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ光源。
- 前記正電圧源及び負電圧源は、前記放電電圧をそれぞれの同軸状電極に印加し、中心電極とガイド電極の間に発生した放電電流が同軸状電極の先端に達した時点で、放電電流が最大となるように設定された放電回路を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ光源。
- 対向配置された1対の同軸状電極と、該同軸状電極内にプラズマ媒体を供給しかつプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持する放電環境保持装置と、を備え、
前記各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、該中心電極を一定の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リング状の絶縁体とからなり、
さらに、プラズマ制御装置を備え、該プラズマ制御装置は、
前記1対の同軸状電極のガイド電極を電気的に直接結合する連結導電体と、
一方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より高い正の放電電圧を印加する正電圧源と、
他方の同軸状電極の中心電極に前記ガイド電極より低い負の放電電圧を印加する負電圧源と、
前記正電圧源と負電圧源の印加タイミングを制御するタイミング制御装置と、を有し、
前記各中心電極を、同一の軸線上に位置し、かつそれぞれの先端を互いに間隔を隔てて対向させ、
前記同軸状電極内にプラズマ媒体を供給しかつプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持し、
前記1対の同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加して、各同軸状電極にそれぞれ面状放電を発生させ、該面状放電により各同軸状電極の対向する中間位置であって中心電極先端の中点以外の位置に単一のプラズマを形成し、次いで前記面状放電を1対の同軸状電極間の管状放電に繋ぎ換えて前記プラズマを封じ込めるプラズマ封込み磁場を形成する、ことを特徴とするプラズマ光発生方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010269091A JP5685910B2 (ja) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010269091A JP5685910B2 (ja) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012119555A JP2012119555A (ja) | 2012-06-21 |
JP5685910B2 true JP5685910B2 (ja) | 2015-03-18 |
Family
ID=46502061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010269091A Expired - Fee Related JP5685910B2 (ja) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5685910B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5754594B2 (ja) * | 2011-09-13 | 2015-07-29 | 株式会社Ihi | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58154200A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-13 | Fujitsu Ltd | X線露光装置 |
JPS6134839A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-19 | Hitachi Ltd | プラズマx線発生装置 |
JP5479723B2 (ja) * | 2008-12-18 | 2014-04-23 | 株式会社Ihi | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 |
-
2010
- 2010-12-02 JP JP2010269091A patent/JP5685910B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012119555A (ja) | 2012-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101431748B1 (ko) | 플라즈마 광원과 플라즈마 광의 발생 방법 | |
TW469756B (en) | Plasma focus high energy photon source | |
KR101370615B1 (ko) | 플라즈마 광원 시스템 | |
JP2013089634A (ja) | プラズマ光源 | |
US20130228709A1 (en) | Target supply device | |
JP5685910B2 (ja) | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 | |
JP2007123138A (ja) | 極端紫外光光源装置 | |
JP5772424B2 (ja) | プラズマ光源 | |
JP5772423B2 (ja) | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 | |
JP5754594B2 (ja) | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 | |
Neff et al. | Pinch plasma radiation sources for the extreme ultraviolet | |
JP5659543B2 (ja) | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 | |
JP6015149B2 (ja) | プラズマ光源 | |
JP5948810B2 (ja) | プラズマ光源 | |
JP5953735B2 (ja) | プラズマ光源 | |
NL2007740C2 (en) | Method and apparatus for the generation of short-wavelength radiation by means of a gas discharge-based high-frequency, high-current discharge. | |
JP5621979B2 (ja) | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 | |
JP5622026B2 (ja) | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 | |
JP5590305B2 (ja) | プラズマ光源とプラズマ光発生方法 | |
JP6822098B2 (ja) | アブレーションの調整方法 | |
JP2006351435A (ja) | プラズマ発生装置 | |
JP7095236B2 (ja) | プラズマ光源システム | |
JP6834694B2 (ja) | プラズマ光源 | |
JP5757112B2 (ja) | プラズマ光源の製造方法 | |
Lu et al. | Post-discharge study of laser-triggered vacuum discharge for highly repetitive powerful EUV source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131029 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140616 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140619 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140812 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150106 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5685910 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |