JP5733687B2 - Method for manufacturing plasma light source - Google Patents
Method for manufacturing plasma light source Download PDFInfo
- Publication number
- JP5733687B2 JP5733687B2 JP2011199463A JP2011199463A JP5733687B2 JP 5733687 B2 JP5733687 B2 JP 5733687B2 JP 2011199463 A JP2011199463 A JP 2011199463A JP 2011199463 A JP2011199463 A JP 2011199463A JP 5733687 B2 JP5733687 B2 JP 5733687B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- electrode
- light source
- plasma light
- insulator
- 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)
- X-Ray Techniques (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
本発明は、ＥＵＶ放射のためのプラズマ光源の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a plasma light source for EUV radiation.
次世代半導体の微細加工のために極端紫外光源を用いるリソグラフィが期待されている。リソグラフィとは回路パターンの描かれたマスクを通して光やビームをシリコン基盤上に縮小投影し、レジスト材料を感光させることで電子回路を形成する技術である。光リソグラフィで形成される回路の最小加工寸法は基本的には光源の波長に依存している。従って、次世代の半導体開発には光源の短波長化が必須であり、この光源開発に向けた研究が進められている。 Lithography using an extreme ultraviolet light source is expected for fine processing of next-generation semiconductors. Lithography is a technique for forming an electronic circuit by exposing a resist material to light and a beam by reducing and projecting them onto a silicon substrate through a mask on which a circuit pattern is drawn. The minimum processing dimension of a circuit formed by photolithography basically depends on the wavelength of the light source. Therefore, it is essential to shorten the wavelength of the light source for next-generation semiconductor development, and research for this light source development is underway.
次世代リソグラフィ光源として最も有力視されているのが、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光源であり、およそ１〜１００ｎｍの波長領域の光を意味する。以下、この領域の光をプラズマ光又は単にＥＵＶと呼ぶ。
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。
The most promising next generation lithography light source is an extreme ultra violet (EUV) light source, which means light in a wavelength region of about 1 to 100 nm. Hereinafter, the light in this region is called plasma light or simply EUV.
Since plasma light (EUV) has a high absorptivity with respect to all substances and a transmissive optical system such as a lens cannot be used, a reflective optical system is used. In addition, the optical system in this region is very difficult to develop and exhibits reflection characteristics only at a limited wavelength.
現在、１３．５ｎｍに感度を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜反射鏡が開発されており、この波長の光と反射鏡を組み合わせたリソグラフィ技術が開発されれば３０ｎｍ以下の加工寸法を実現できると予測されている。さらなる微細加工技術の実現のために、波長１３．５ｎｍのリソグラフィ光源の開発が急務であり、高エネルギー密度プラズマからの輻射光が注目されている。 Currently, a Mo / Si multilayer reflector having a sensitivity of 13.5 nm has been developed, and if a lithography technique combining light of this wavelength and the reflector is developed, it is expected that a processing dimension of 30 nm or less can be realized. ing. Development of a lithography light source with a wavelength of 13.5 nm is urgently required to realize further microfabrication technology, and radiation from a high energy density plasma has attracted attention.
光源プラズマ生成はレーザー照射（ＬＰＰ：Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式と、パルスパワー技術によって駆動されるガス放電（ＤＰＰ：Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式とに大別できる。ＤＰＰは、投入した電力が直接プラズマエネルギに変換されるので、ＬＰＰに比べて変換効率で優位であるうえに、装置が小型で低コストという利点がある。 Light source plasma generation can be broadly classified into a laser irradiation (LPP: Laser Produced Plasma) method and a gas discharge (DPP: Discharge Produced Plasma) method driven by a pulse power technique. DPP has the advantage that the input power is directly converted into plasma energy, so that it has an advantage in conversion efficiency as compared with LPP, and the apparatus is small in size and low in cost.
プラズマから有効波長領域（ｉｎ−ｂａｎｄ）の放射光への変換効率（Ｐｌａｓｍａ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｅ．ｃｉｅｎｃｙ：Ｐ．Ｃ．Ｅ）は次式（１）のように表される。
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。
The conversion efficiency (plasma conversion E. science: PCE) from the plasma to the radiation in the effective wavelength region (in-band) is expressed by the following equation (1).
P. C. E = (P inband × τ) / E (1)
Here, P inband is the EUV radiation output in the effective wavelength region, τ is the radiation duration, and E is the energy input to the plasma.
有効波長領域に放射スペクトルを持つ元素としては、Ｘｅ，Ｓｎ，Ｌｉ等が代表的であり、実験の容易さ、取り扱いやすさから開発初期はＸｅを中心に研究が進められてきた。しかし、近年では高出力、高効率を理由にＳｎが注目を浴び研究が進められている。また、有効波長領域にちょうどＬｙｍａｎ−α共鳴線を有する水素様Ｌｉイオン（Ｌｉ２＋）に対する期待も高まってきている。 Xe, Sn, Li and the like are typical elements having a radiation spectrum in the effective wavelength region, and research has been progressed mainly on Xe in the early stages of development because of ease of experimentation and ease of handling. However, in recent years, Sn has been attracting attention and research is being promoted because of its high output and high efficiency. In addition, expectation for hydrogen-like Li ions (Li 2+ ) having just a Lyman-α resonance line in the effective wavelength region is increasing.
高温高密度プラズマからの放射スペクトルは、基本的にはターゲット物質の温度と密度によって決まり、プラズマの原子過程を計算した結果によると、ＥＵＶ放射領域のプラズマにするにはＸｅ，Ｓｎの場合で電子温度、電子密度がそれぞれ数１０ｅＶ、１０１８ｃｍ−３程度，Ｌｉの場合で２０ｅＶ、１０１８ｃｍ−３程度が最適とされている。 The radiation spectrum from a high-temperature, high-density plasma is basically determined by the temperature and density of the target material. According to the calculation result of the atomic process of the plasma, the electron in the case of Xe, Sn is used to make the plasma in the EUV radiation region. The optimum temperature and electron density are several tens of eV and about 10 18 cm −3 , respectively, and in the case of Li, about 20 eV and 10 18 cm −3 are optimum.
ガス放電（ＤＰＰ）方式の光源プラズマ生成手段として、特許文献１〜３が既に開示されている。 Patent Documents 1 to 3 have already been disclosed as gas discharge (DPP) type light source plasma generation means.
特許文献１〜３に開示されたプラズマ光源は、１対の対向する同軸状電極間でプラズマを封じ込める構造のものであり、２つ同軸状電極から進展する面状放電（電流シート）を、同軸状電極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ものである。 The plasma light sources disclosed in Patent Documents 1 to 3 have a structure in which plasma is confined between a pair of opposing coaxial electrodes, and a planar discharge (current sheet) that develops from two coaxial electrodes is coaxial. The plasma is contained by colliding at the center between the electrode-like electrodes and changing the current path.
ここで、プラズマ媒体の供給は、同軸状電極を構成する中心電極とガイド電極の間を絶縁体である多孔質セラミックで構成し、多孔質セラミックを通して同軸状電極内にプラズマ媒体（例えばリチウム）を供給していた。
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。
Here, the plasma medium is supplied by forming a porous ceramic as an insulator between the center electrode and the guide electrode constituting the coaxial electrode, and passing the plasma medium (for example, lithium) into the coaxial electrode through the porous ceramic. I was supplying.
Therefore, it was necessary to adjust the dimensional accuracy of the porous ceramic by machining after sintering.
しかし、上記機械加工を行う際において、発生したバリが多孔部を覆ってしまうため、絶縁体の表面部に微細孔が現れない状態となってしまうことがあった。そのため、部品最表面部における液体リチウムの浸み出しの均一性が損なわれるという問題を有していた。 However, when the above machining is performed, the generated burrs cover the porous portion, so that there is a case where the micropores do not appear on the surface portion of the insulator. For this reason, there has been a problem that the uniformity of the seepage of liquid lithium at the outermost surface portion of the component is impaired.
本発明は、かかる問題点を解決するために創案したものである。すなわち、本発明の目的は、多孔体金属の表面において発光物質の浸み出しが均一化されたプラズマ光源製造方法を提供することにある。 The present invention has been developed to solve such problems. In other words, an object of the present invention is to provide a plasma light source manufacturing method in which the leaching of a luminescent material is made uniform on the surface of a porous metal.
本発明によれば、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が提供される。
According to the present invention, there is provided a plasma light source manufacturing method for forming a tubular discharge between a pair of coaxial electrodes to contain plasma in an axial direction,
Each of the coaxial electrodes includes a rod-shaped center electrode extending on a single axis, a tubular guide electrode that surrounds the center electrode at an interval, and an insulator that is located between the center electrode and the guide electrode and that insulates between them Consists of
The insulator comprises an inner and outer insulating dense portion, and a conductive porous portion sandwiched therebetween, and the conductive porous portion is
(A) Sintering conductive metal fine particles to form a porous body,
(B) machining the shape of the porous body;
(C) A method for producing a plasma light source is provided, wherein the surface of the porous body facing the plasma and the opposite surface are produced by electrolytic etching.
また、本発明によれば、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。 According to the invention, the conductive metal is made of tungsten, titanium, or copper.
また、本発明によれば、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。 Further, according to the present invention, the electrolytic etching uses sodium hydroxide as a solute of an electrolytic solution, and uses the insulator as a positive electrode and a titanium electrode as a negative electrode.
上記本発明の方法によれば、電解エッチングすることによって、導電性多孔部分の表面に微細孔が現れている状態にすることで、導電性多孔部分の表面において発光物質の浸み出しが均一化される。
According to the above-described method of the present invention, the leaching of the luminescent material is made uniform on the surface of the conductive porous portion by performing electrolytic etching so that micropores appear on the surface of the conductive porous portion. Is done.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明によるプラズマ光源の原理図である。
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。
FIG. 1 is a principle diagram of a plasma light source according to the present invention.
In this figure, the plasma light source of the present invention includes a pair of coaxial electrodes 10, a discharge environment holding device 20, and a voltage application device 30.
１対の同軸状電極１０は、対称面１を中心として対向配置されている。
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。
The pair of coaxial electrodes 10 are disposed opposite to each other with the symmetry plane 1 as the center.
Each coaxial electrode 10 includes a rod-shaped center electrode 12, a tubular guide electrode 14, and a ring-shaped insulator 16.
棒状の中心電極１２は、単一の軸線Ｚ−Ｚ上に延びる導電性の電極である。
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。
The rod-shaped center electrode 12 is a conductive electrode extending on a single axis ZZ.
In this example, the end face of the center electrode 12 facing the symmetry plane 1 is arcuate. This configuration is not essential, and a concave hole may be provided on the end surface to stabilize the planar discharge 2 and the tubular discharge 4 described later, or a flat surface.
ガイド電極１４は、中心電極１２の対向する先端部を一定の間隔を隔てて囲み、その間にプラズマ媒体を保有するようになっている。ガイド電極１４は、この例では、対称面１側に位置する小径中空円筒部分１４ａと、その反対側に位置し小径中空円筒部分１４ａより大径の大径中空部分１４ｂとからなる。また、ガイド電極１４の対称面１に対向する小径中空円筒部分１４ａの端面は、この例では円弧状であるが平面でもよい。
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。
The guide electrode 14 surrounds the opposite end portions of the center electrode 12 with a certain interval, and holds a plasma medium therebetween. In this example, the guide electrode 14 includes a small-diameter hollow cylindrical portion 14a located on the side of the symmetry plane 1 and a large-diameter hollow portion 14b located on the opposite side and having a larger diameter than the small-diameter hollow cylindrical portion 14a. Further, the end surface of the small-diameter hollow cylindrical portion 14a facing the symmetry plane 1 of the guide electrode 14 is an arc shape in this example, but may be a flat surface.
In this example, the plasma medium may be a solid plasma medium such as Sn or Li at room temperature.
リング状の絶縁体１６は、中心電極１２とガイド電極１４の間に位置する中空円筒形状の電気的絶縁体であり、中心電極１２とガイド電極１４の間を電気的に絶縁する。
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。
The ring-shaped insulator 16 is a hollow cylindrical electrical insulator positioned between the center electrode 12 and the guide electrode 14 and electrically insulates between the center electrode 12 and the guide electrode 14.
In this example, the insulator 16 includes a small-diameter portion that fits inside the small-diameter hollow cylindrical portion 14a and a large-diameter portion that fits inside the large-diameter hollow portion 14b.
The shape of the insulator 16 is not limited to this example, and may be other shapes as long as the center electrode 12 and the guide electrode 14 are electrically insulated.
上述した１対の同軸状電極１０は、各中心電極１２が同一の軸線Ｚ−Ｚ上に位置し、かつ互いに一定の間隔を隔てて対称に位置する。 In the pair of coaxial electrodes 10 described above, the center electrodes 12 are located on the same axis ZZ and are symmetrically spaced apart from each other.
放電環境保持装置２０は、同軸状電極１０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同軸状電極１０を保持する。プラズマ発生に適した温度は、例えば０〜３００℃であり、プラズマ発生に適した圧力は、例えば１〜１０×１０−６ｔｏｒｒの真空度である。
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。
The discharge environment holding device 20 supplies a plasma medium into the coaxial electrode 10 and holds the coaxial electrode 10 at a temperature and pressure suitable for plasma generation. The temperature suitable for plasma generation is, for example, 0 to 300 ° C., and the pressure suitable for plasma generation is, for example, a vacuum degree of 1 to 10 × 10 −6 torr.
The discharge environment holding device 20 can be constituted by, for example, a vacuum chamber 22, an exhaust device 24, a gas supply system, a temperature controller, and a plasma medium supply device. The vacuum chamber 22 and the exhaust device 24 are essential, but the gas supply system, temperature controller, and plasma medium supply device are not essential.
電圧印加装置３０は、各同軸状電極１０に極性を反転させた放電電圧を印加する。
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。
The voltage application device 30 applies a discharge voltage with the polarity reversed to each coaxial electrode 10.
In this example, the voltage application device 30 includes a positive voltage source 32, a negative voltage source 34, and a trigger switch 36.
The positive voltage source 32 applies a positive discharge voltage higher than that of the guide electrode 14 to the center electrode 12 of the coaxial electrode 10 on one side (left side in this example).
The negative voltage source 34 applies a negative discharge voltage lower than that of the guide electrode 14 to the center electrode 12 of the other coaxial electrode 10 (right side in this example).
The trigger switch 36 operates the positive voltage source 32 and the negative voltage source 34 at the same time, and simultaneously applies positive and negative discharge voltages to the respective coaxial electrodes 10.
With this configuration, the plasma light source of the present invention forms a tubular discharge (described later) between the pair of coaxial electrodes 10 to contain the plasma in the axial direction.
図２（Ａ）は、図１の同軸状電極の拡大図である。
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。
FIG. 2A is an enlarged view of the coaxial electrode of FIG.
In this figure, the insulator 16 is integrally formed with an insulating dense portion 16a (ceramics or the like) through which the liquefied plasma medium cannot continuously penetrate and a conductive porous portion 16b through which the liquefied plasma medium continuously penetrates. It is a part.
絶縁性緻密部分１６ａはアルミナ等の絶縁性セラミックスであり、導電性多孔部分１６ｂを構成する導電性金属は、タングステン、チタン、銅等の導電性金属であることが好ましい。
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。
The insulating dense portion 16a is preferably an insulating ceramic such as alumina, and the conductive metal constituting the conductive porous portion 16b is preferably a conductive metal such as tungsten, titanium, or copper.
The particle size and firing temperature of the insulating dense portion 16a are set so that the liquefied plasma medium cannot continuously penetrate. Further, the particle diameter and the firing temperature of the conductive porous portion 16b are set so that the liquefied plasma medium continuously penetrates.
絶縁性緻密部分１６ａは、プラズマ媒体を内部に保有するリザーバー１８を有してもよい。この場合において、リザーバー１８は、絶縁性緻密部分１６ａの内部に設けられ、軸線Ｚ−Ｚを中心とする中空円筒形の空洞である。
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。
The insulating dense portion 16a may include a reservoir 18 that holds a plasma medium therein. In this case, the reservoir 18 is a hollow cylindrical cavity provided inside the insulating dense portion 16a and centering on the axis ZZ.
The reservoir 18 is closed by a closing plate 15, and the closing plate 15 is detachably fixed by a nut 13 that is screwed with a screw shaft 12 a provided on the back side of the center electrode 12. It is desirable. With this configuration, the plasma medium can be appropriately supplied to the reservoir 18 by attaching and detaching the closing plate 15. The closing plate 15 is a heat-resistant metal plate or a heat-resistant ceramic that can withstand the temperature of the liquefied plasma medium. Good.
With this configuration, the plasma medium can be appropriately supplied to the reservoir 18 by attaching and detaching the closing plate 15.
上述したプラズマ光源を用い、絶縁体１６をプラズマ媒体６（Ｓｎ，Ｌｉ等）が溶融して導電性多孔部分１６ｂを拡散、浸みだしできる温度に維持し、同軸状電極間の絶縁体表面部にプラズマ媒体の薄膜を形成する。
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。
Using the plasma light source described above, the insulator 16 is maintained at a temperature at which the plasma medium 6 (Sn, Li, etc.) melts and the conductive porous portion 16b can be diffused and soaked, and is formed on the insulator surface between the coaxial electrodes. A thin film of plasma medium is formed.
Further, the electrode conductors (the center electrode 12 and the guide electrode 14) are maintained at a high temperature at which the vapor of the plasma medium 6 does not aggregate.
なお、絶縁性緻密部分１６ａと導電性多孔部分１６ｂ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。 The shapes of the insulating dense portion 16a and the conductive porous portion 16b are not limited to this example, and may be other shapes as long as the center electrode 12 and the guide electrode 14 are electrically insulated.
図２（Ｂ）は、導電性多孔部分１６ｂの部分拡大図である。
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。
FIG. 2B is a partially enlarged view of the conductive porous portion 16b.
In this figure, the conductive porous portion 16b has a plasma side surface portion 16c and a closing plate side surface portion 16d.
導電性多孔部分１６ｂは、導電性金属の微粒子（例えば、タングステン微粒子）を焼結したものを機械加工した際に発生するバリを取り除くために、プラズマ側表面部１６ｃ及び閉鎖板側表面部１６ｄ（またはいずれか一方）に対して電解エッチングを行っている。
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。
The conductive porous portion 16b has a plasma-side surface portion 16c and a closing plate-side surface portion 16d (in order to remove burrs generated when machining a sintered metal fine particle (for example, tungsten fine particle). Alternatively, electrolytic etching is performed on either one).
As a result, it is possible to remove the burrs that have covered the porous portion on the surface of the component, so that the leaching of the light emitting substance (for example, liquid lithium) can be kept uniform.
なお、この例においては、電解エッチングは、水酸化ナトリウムを電解液として用い、正極に対象物品（導電性多孔部分１６ｂ）、負極にチタン電極を用い、さらに、電解電圧は１０Ｖ程度の条件で実施している。 In this example, electrolytic etching is performed using sodium hydroxide as the electrolyte, the target article (conductive porous portion 16b) as the positive electrode, a titanium electrode as the negative electrode, and an electrolytic voltage of about 10V. doing.
図３は、本発明によるプラズマ光源の作動説明図である。この図において、（Ａ）は面状放電の発生時、（Ｂ）は面状放電の移動中、（Ｃ）はプラズマの形成時、（Ｄ）はプラズマ封込み磁場の形成時を示している。
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。
FIG. 3 is an operation explanatory view of the plasma light source according to the present invention. In this figure, (A) shows the occurrence of a sheet discharge, (B) shows the movement of the sheet discharge, (C) shows the formation of plasma, and (D) shows the formation of the plasma confined magnetic field. .
Hereinafter, with reference to this figure, the manufacturing method of the plasma light source of this invention is demonstrated.
本発明のプラズマ光源の製造方法では、上述した１対の同軸状電極１０を対向配置し、放電環境保持装置２０により同軸状電極１０内をプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持し、電圧印加装置３０により各同軸状電極１０に極性を反転させた放電電圧を印加する。 In the method for manufacturing a plasma light source according to the present invention, the pair of coaxial electrodes 10 described above are arranged to face each other, the discharge environment holding device 20 holds the inside of the coaxial electrode 10 at a temperature and pressure suitable for plasma generation, and voltage is applied. A discharge voltage with the polarity reversed is applied to each coaxial electrode 10 by the device 30.
図３（Ａ）に示すように、この電圧印加により、１対の同軸状電極１０に絶縁体１６の表面でそれぞれ面状の放電電流（以下、面状放電２と呼ぶ）が発生する。面状放電２は、２次元的に広がる面状の放電電流である。 As shown in FIG. 3A, by applying this voltage, a planar discharge current (hereinafter referred to as planar discharge 2) is generated on the surface of the insulator 16 in the pair of coaxial electrodes 10 respectively. The planar discharge 2 is a planar discharge current that spreads two-dimensionally.
なおこの際、左側の同軸状電極１０の中心電極１２は正電圧（＋）、ガイド電極１４は負電圧（−）に印加され、右側の同軸状電極１０の中心電極１２は負電圧（−）、そのガイド電極１４は正電圧（＋）に印加されている。
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。
At this time, the center electrode 12 of the left coaxial electrode 10 is applied with a positive voltage (+), the guide electrode 14 is applied with a negative voltage (−), and the center electrode 12 of the right coaxial electrode 10 is applied with a negative voltage (−). The guide electrode 14 is applied to a positive voltage (+).
Alternatively, both guide electrodes 14 may be grounded and held at 0 V, one center electrode 12 may be applied to a positive voltage (+), and the other center electrode 12 may be applied to a negative voltage (−).
また本発明において、絶縁体１６は、プラズマ媒体を主成分とする常温で固体の絶縁化合物で構成されているので、面状放電２により、絶縁化合物の表面が気化してプラズマ媒体６として同軸状電極間に供給される。 Further, in the present invention, since the insulator 16 is made of an insulating compound that is solid at room temperature and has a plasma medium as a main component, the surface of the insulating compound is vaporized by the planar discharge 2 to form the plasma medium 6 coaxially. Supplied between the electrodes.
図３（Ｂ）に示すように、面状放電２は、自己磁場によって電極から排出される方向（図で中心に向かう方向）に移動する。 As shown in FIG. 3B, the planar discharge 2 moves in a direction (direction toward the center in the figure) discharged from the electrode by the self magnetic field.
図３（Ｃ）に示すように、面状放電２が１対の同軸状電極１０の先端に達すると、１対の面状放電２の間に挟まれたプラズマ媒体６が高密度、高温となり、各同軸状電極１０の対向する中間位置（中心電極１２の対称面１）に単一のプラズマ３が形成される。 As shown in FIG. 3C, when the sheet discharge 2 reaches the tip of the pair of coaxial electrodes 10, the plasma medium 6 sandwiched between the pair of sheet discharges 2 becomes high density and high temperature. A single plasma 3 is formed at an intermediate position (symmetric surface 1 of the center electrode 12) of the coaxial electrodes 10 facing each other.
さらに、この状態において、対向する１対の中心電極１２は、正電圧（＋）と負電圧（−）であり、同様に対向する１対のガイド電極１４も、正電圧（＋）と負電圧（−）であるので、図３（Ｄ）に示すように、面状放電２は対向する１対の中心電極１２同士、及び対向する１対のガイド電極１４の間で放電する管状放電４に繋ぎ換えられる。ここで、管状放電４とは、軸線Ｚ−Ｚを囲む中空円筒状の放電電流を意味する。
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。
Further, in this state, the pair of opposed center electrodes 12 are a positive voltage (+) and a negative voltage (−), and similarly, the pair of opposed guide electrodes 14 are also a positive voltage (+) and a negative voltage. Since (−), as shown in FIG. 3D, the planar discharge 2 is transformed into a tubular discharge 4 that discharges between a pair of opposed center electrodes 12 and between a pair of opposed guide electrodes 14. It can be reconnected. Here, the tubular discharge 4 means a hollow cylindrical discharge current surrounding the axis ZZ.
When this tubular discharge 4 is formed, a plasma confinement magnetic field (magnetic bin) indicated by reference numeral 5 in the figure is formed, and the plasma 3 can be confined in the radial direction and the axial direction.
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。
That is, the central portion of the magnetic bin 5 is large due to the pressure of the plasma 3 and both sides thereof are small, and a magnetic pressure gradient in the axial direction toward the plasma 3 is formed. The plasma 3 is constrained to an intermediate position by this magnetic pressure gradient. Furthermore, the plasma 3 is compressed (Z pinch) in the center direction by the self-magnetic field of the plasma current, and the restraint by the self-magnetic field also acts in the radial direction.
In this state, if the energy corresponding to the emission energy of the plasma 3 is continuously supplied from the voltage application device 30, the plasma light 8 (EUV) can be stably generated for a long time with high energy conversion efficiency.
上述した本発明の方法によれば、電解エッチングすることによって、導電性多孔部分１６ｂの表面に微細孔が現れている状態にすることで、導電性多孔部分１６ｂの表面において発光物質の浸み出しが均一化される。 According to the above-described method of the present invention, the fine pores appear on the surface of the conductive porous portion 16b by electrolytic etching, so that the luminescent material oozes out on the surface of the conductive porous portion 16b. Is made uniform.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, is shown by description of a claim, and also includes all the changes within the meaning and range equivalent to description of a claim.
１ 対称面、２ 面状放電、３ プラズマ、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、
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
1 symmetry plane, 2 planar discharge, 3 plasma, 4 tubular discharge,
5 plasma confinement magnetic field (magnetic bin), 6 plasma medium,
8 plasma light, 10 coaxial electrode, 12 center electrode,
12a Screw shaft, 13 nut, 14 guide electrode,
14a small diameter hollow cylindrical part, 14b large diameter hollow part, 15 closing plate,
16 Insulator, 16a Insulating dense part, 16b Conductive porous part,
16c plasma side surface part, 16d closing plate side surface part,
18 reservoir, 20 discharge environment holding device,
22 vacuum chamber, 24 exhaust system,
30 voltage application device, 32 positive voltage source, 34 negative voltage source,
36 Trigger switch
Claims (3)
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。 A method of manufacturing a plasma light source, in which a tubular discharge is formed between a pair of coaxial electrodes to confine plasma in an axial direction,
Each of the coaxial electrodes includes a rod-shaped center electrode extending on a single axis, a tubular guide electrode that surrounds the center electrode at an interval, and an insulator that is located between the center electrode and the guide electrode and that insulates between them Consists of
The insulator comprises an inner and outer insulating dense portion, and a conductive porous portion sandwiched therebetween, and the conductive porous portion is
(A) Sintering conductive metal fine particles to form a porous body,
(B) machining the shape of the porous body;
(C) A method for producing a plasma light source, wherein the surface of the porous body facing the plasma and the opposite surface are produced by electrolytic etching.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011199463A JP5733687B2 (en) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | Method for manufacturing plasma light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011199463A JP5733687B2 (en) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | Method for manufacturing plasma light source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013062118A JP2013062118A (en) | 2013-04-04 |
| JP5733687B2 true JP5733687B2 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=48186618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011199463A Expired - Fee Related JP5733687B2 (en) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | Method for manufacturing plasma light source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5733687B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109951941B (en) * | 2019-03-22 | 2020-05-22 | 西安交通大学 | Double-layer plasma generator and application thereof |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03110741A (en) * | 1989-09-25 | 1991-05-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Processing method for single sheet type grid for ion gun |
| JP2529811B2 (en) * | 1993-07-28 | 1996-09-04 | 栄電子工業株式会社 | Small-diameter hole drilling apparatus and small-diameter hole drilling method using the same |
| JP5455661B2 (en) * | 2009-01-29 | 2014-03-26 | ギガフォトン株式会社 | Extreme ultraviolet light source device |
| JP5212917B2 (en) * | 2009-09-01 | 2013-06-19 | 株式会社Ｉｈｉ | Plasma light source |
-
2011
- 2011-09-13 JP JP2011199463A patent/JP5733687B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013062118A (en) | 2013-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5479723B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| KR101415886B1 (en) | Plasma light source | |
| KR101370615B1 (en) | Plasma light source system | |
| JP5212917B2 (en) | Plasma light source | |
| JP5733687B2 (en) | Method for manufacturing plasma light source | |
| JP5622081B2 (en) | Plasma light source | |
| JP5212918B2 (en) | Plasma light source | |
| JP5656014B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| JP5590305B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| JP5757112B2 (en) | Method for manufacturing plasma light source | |
| JP5659543B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| JP2013254693A (en) | Plasma light source | |
| JP5953735B2 (en) | Plasma light source | |
| JP5552872B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| JP5622026B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| JP5948810B2 (en) | Plasma light source | |
| JP5621979B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| JP5510722B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
| JP2012191040A (en) | Plasma light source system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140723 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150227 |
|
| 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: 20150323 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5733687 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150405 |
|
| 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 |