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JP2012191040A - Plasma light source system - Google Patents

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JP2012191040A
JP2012191040A JP2011054181A JP2011054181A JP2012191040A JP 2012191040 A JP2012191040 A JP 2012191040A JP 2011054181 A JP2011054181 A JP 2011054181A JP 2011054181 A JP2011054181 A JP 2011054181A JP 2012191040 A JP2012191040 A JP 2012191040A
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Japan
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mirror
plasma light
plasma
light source
hollow
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JP2011054181A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Kuwabara
一 桑原
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma light source system which can extend the lifetime of device by minimizing damage due to thermal load even when the output of plasma light generated is increased significantly.SOLUTION: In a vacuum chamber 21 which is evacuated internally, the plasma light source system comprises: a plurality of plasma light sources 10 emitting plasma light 8 periodically at a plurality of light-emitting points 1a set on the circumference of a circle centered on a central axis 7; a mirror rotating body 40 which reflects the plasma light 8 at each light-emitting point 1a toward a focal point 9 located on the central axis 7; a rotary drive device 48 which rotationally drives the mirror rotating body 40 about the central axis 7; and a cooler 50 which cools the interior of the mirror rotating body 40.

Description

本発明は、EUV放射のためのプラズマ光源システムに関する。   The present invention relates to a plasma light source system 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板上に縮小投影し、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 irradiating a resist material by reducing and projecting light or a beam 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。この領域の光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。また極端紫外光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. The light in this region has a high absorptance with respect to all substances, and a transmissive optical system such as a lens cannot be used. Therefore, a reflective optical system is used. In addition, the optical system in the extreme ultraviolet region is very difficult to develop, and exhibits a reflection characteristic 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方式(LPP:Laser Produced Plasma)とパルスパワー技術によって駆動されるガス放電方式(DPP:Discharge Produced Plasma)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ーに変換されるので、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。   The light source plasma generation can be broadly classified into a laser irradiation method (LPP: Laser Produced Plasma) and a gas discharge method (DPP: Discharge Produced Plasma) 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 compared to LPP, and the apparatus is small in size and low in cost.

ガス放電方式による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 emission spectrum from the high-temperature and high-density plasma by the gas discharge method is basically determined by the temperature and density of the target material. According to the calculation result of the atomic process of the plasma, Xe, Sn can be used to make the plasma in the EUV radiation region. In this case, the electron temperature and the electron density are optimally about several tens of eV and about 10 18 cm −3 respectively, and in the case of Li, about 20 eV and about 10 18 cm −3 are optimal.

なお、上述したプラズマ光源は、非特許文献1,2および特許文献1に開示されている。   The plasma light source described above is disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 1.

佐藤弘人、他、「リソグラフィ用放電プラズマEUV光源」、OQD−08−28Hiroto Sato et al., “Discharge Plasma EUV Light Source for Lithography”, OQD-08-28 Jeroen Jonkers,“High power extreme ultra−violet(EUV) light sources for future lithography”,Plasma Sources Science and Technology, 15(2006) S8−S16Jeroen Jonkers, “High power extreme-violet (EUV) light sources for future lithography”, Plasma Sources Science and Technology 16 (Science 16)

特開2004−226244号公報、「極端紫外光源および半導体露光装置」Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-226244, “Extreme Ultraviolet Light Source and Semiconductor Exposure Apparatus”

EUVリソグラフィ光源には、高い平均出力、微小な光源サイズ、飛散粒子(デブリ)が少ないこと等が要求される。現状では、EUV発光量が要求出力に対して極めて低く、高出力化が大きな課題の一つである。   An EUV lithography light source is required to have a high average output, a small light source size, a small amount of scattered particles (debris), and the like. At present, the EUV emission amount is extremely low with respect to the required output, and high output is one of the major issues.

現在、EUV放射のためのプラズマ光源は、高繰り返しのパルス光源を用いる方向で開発が進められている。
しかし、実用出力を目指す、高繰り返し運転化(10〜100kHz)においては、従来技術を大きく上回るエネルギー変換効率(例えば10%以上)を達成したとしても、リソグラフィ光源に要求される1kW出力を達成するには10kW以上の電力を光源部に投入する必要がある。
Currently, plasma light sources for EUV radiation are being developed in the direction of using high repetition pulse light sources.
However, at high repetition operation (10 to 100 kHz) aiming at practical output, even if energy conversion efficiency (for example, 10% or more) far exceeding the conventional technology is achieved, 1 kW output required for a lithography light source is achieved. In this case, it is necessary to supply power of 10 kW or more to the light source unit.

一方、高出力化のために入力エネルギーを大きくすると熱負荷によるダメージがプラズマ生成装置や光学系の寿命の低下を招いてしまう問題点があった。   On the other hand, when the input energy is increased to increase the output, there is a problem that damage due to a thermal load causes a decrease in the lifetime of the plasma generation apparatus and the optical system.

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、発生するプラズマ光の出力を大幅に高めた場合でも熱負荷によるダメージを抑えて装置寿命を延ばすことができるプラズマ光源システムを提供することにある。   The present invention has been developed to solve such problems. That is, an object of the present invention is to provide a plasma light source system that can extend the life of the apparatus by suppressing damage due to thermal load even when the output of the generated plasma light is significantly increased.

本発明によれば、内部が真空排気される真空チャンバー内で、中心軸を中心とする円周上に設置された複数の発光点でプラズマ光を周期的に発光する複数のプラズマ光源と、
前記各発光点におけるプラズマ光を前記中心軸上に位置する集光点に向けて反射するミラー回転体と、
該ミラー回転体を前記中心軸まわりに回転駆動する回転駆動装置と、
前記ミラー回転体の内部を冷却する冷却装置と、を備えることを特徴とするプラズマ光源システムが提供される。
According to the present invention, a plurality of plasma light sources that periodically emit plasma light at a plurality of light emitting points installed on a circumference centered on the central axis in a vacuum chamber in which the inside is evacuated,
A mirror rotator that reflects the plasma light at each of the light emitting points toward a condensing point located on the central axis;
A rotational drive device for rotationally driving the mirror rotator about the central axis;
And a cooling device for cooling the inside of the mirror rotating body.

本発明の実施形態によれば、前記ミラー回転体は、前記各発光点におけるプラズマ光を前記中心軸上に位置する集光点に向けて反射する反射ミラーと、
該反射ミラーの背面を気密に囲むミラー支持体と、
該ミラー支持体に一端が固定され前記中心軸に沿って延び、他端が真空チャンバーの外側に位置し、ミラー支持体内部から前記他端まで連通する中空孔を有する中空回転軸と、を有する。
According to an embodiment of the present invention, the mirror rotating body reflects the plasma light at each light emitting point toward a condensing point located on the central axis, and
A mirror support that hermetically surrounds the back of the reflecting mirror;
A hollow rotating shaft having one end fixed to the mirror support and extending along the central axis, the other end positioned outside the vacuum chamber, and having a hollow hole communicating from the inside of the mirror support to the other end .

前記冷却装置は、前記中空孔の内面に接触することなく該中空孔を通して中空回転軸の外側からミラー支持体の内部まで連通する中空の冷却水導水管と、
該冷却水導水管を介して反射ミラーの背面に向けて冷却水を噴射し、かつ前記中空孔と冷却水導水管との隙間から冷却水を回収する冷却水供給装置と、を有する。
The cooling device includes a hollow cooling water conduit that communicates from the outside of the hollow rotating shaft to the inside of the mirror support through the hollow hole without contacting the inner surface of the hollow hole;
A cooling water supply device that injects cooling water through the cooling water conduit toward the back of the reflecting mirror and collects the cooling water from a gap between the hollow hole and the cooling water conduit;

また、前記真空チャンバーは、前記中空回転軸が貫通する貫通支持部を有しており、
該貫通支持部内に中空回転軸の軸方向に間隔を隔てて位置し、中空回転軸を気密にシールする複数の磁性流体シールと、
該磁性流体シール間の空間を真空排気する真空排気装置とを有する。
Further, the vacuum chamber has a through support portion through which the hollow rotating shaft passes,
A plurality of magnetic fluid seals positioned in the through-supporting portion at an interval in the axial direction of the hollow rotary shaft and hermetically sealing the hollow rotary shaft;
An evacuation device for evacuating the space between the magnetic fluid seals.

また、前記中空回転軸に固定され、前記ミラー回転体の前記中心軸を中心とする回転バランスを調整するバランスウエイトを有する。   Moreover, it has a balance weight which is fixed to the hollow rotating shaft and adjusts the rotation balance around the central axis of the mirror rotating body.

また、前記バランスウエイトは、前記回転駆動装置の支持位置を中心とする前記ミラー回転体の回転モーメントとバランスする重量を有する、ことが好ましい。   Further, it is preferable that the balance weight has a weight that balances with a rotational moment of the mirror rotating body centering on a support position of the rotation driving device.

上述した本発明の構成によれば、プラズマ光を反射するミラー回転体の内部を冷却する冷却装置を備えるので、プラズマ光の出力を大幅に高めた場合でも熱負荷によるミラー回転体のダメージを抑えて装置寿命を延ばすことができる。   According to the configuration of the present invention described above, since the cooling device that cools the inside of the mirror rotating body that reflects the plasma light is provided, even when the output of the plasma light is greatly increased, the damage to the mirror rotating body due to the thermal load is suppressed. The device life can be extended.

また、ミラー回転体は、反射ミラー、ミラー支持体、及び中空回転軸からなり、前記冷却装置は、中空回転軸の中空孔を介して反射ミラーの背面を冷却水で直接冷却するので、反射ミラーの反射率が低く、熱負荷が大きい場合でも、効率的に反射ミラーを冷却してそのダメージを防止することができる。   The mirror rotating body includes a reflecting mirror, a mirror support, and a hollow rotating shaft, and the cooling device directly cools the back surface of the reflecting mirror with cooling water through the hollow hole of the hollow rotating shaft. Even when the reflectance is low and the heat load is large, the reflecting mirror can be efficiently cooled to prevent the damage.

また、特に前記冷却装置は、中空の冷却水導水管と冷却水供給装置からなり、冷却水導水管は前記中空孔の内面に接触することなく、冷却水導水管を介して反射ミラーの背面に向けて冷却水を噴射し、かつ前記中空孔と冷却水導水管との隙間から冷却水を回収するので、回転抵抗が小さく、ミラー回転体の高速回転に影響を与えることなく、熱負荷による反射ミラーのダメージを抑えることができる。
In particular, the cooling device includes a hollow cooling water conduit and a cooling water supply device, and the cooling water conduit is not in contact with the inner surface of the hollow hole and is disposed on the back surface of the reflecting mirror via the cooling water conduit. The cooling water is jetted toward and the cooling water is collected from the gap between the hollow hole and the cooling water conduit, so that the rotational resistance is small and the reflection due to the heat load is not affected without affecting the high speed rotation of the mirror rotating body. Mirror damage can be suppressed.

本発明と関連するプラズマ光源の実施形態図である。It is embodiment drawing of the plasma light source relevant to this invention. 図1のプラズマ光源の作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the plasma light source of FIG. 本発明によるプラズマ光源システムの第1実施形態の平面図である。1 is a plan view of a first embodiment of a plasma light source system according to the present invention. 図3の側面図である。FIG. 4 is a side view of FIG. 3. 本発明によるプラズマ光源システムの第2実施形態の側面図である。It is a side view of 2nd Embodiment of the plasma light source system by this invention.

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、本発明と関連するプラズマ光源の実施形態図であり、このプラズマ光源10は、1対の同軸状電極11、放電環境保持装置20、及び電圧印加装置30を備える。
1対の同軸状電極11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11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。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a plasma light source related to the present invention. The plasma light source 10 includes a pair of coaxial electrodes 11, a discharge environment holding device 20, and a voltage application device 30.
The pair of coaxial electrodes 11 are arranged opposite to each other with the symmetry plane 1 as the center. Each coaxial electrode 11 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。
管状のガイド電極14は、中心電極12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。プラズマ媒体は、例えばXe,Sn,Li等のガスである。
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。
The rod-shaped center electrode 12 is a conductive electrode extending on a single axis ZZ.
The tubular guide electrode 14 surrounds the central electrode 12 with a certain interval, and holds a plasma medium therebetween. The plasma medium is a gas such as Xe, Sn, or Li.
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.

1対の同軸状電極11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 11, the center electrodes 12 are located on the same axis ZZ, and are symmetrically spaced from each other at a constant interval.

放電環境保持装置20は、同軸状電極11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11を保持する。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。   The discharge environment holding device 20 supplies a plasma medium into the coaxial electrode 11 and holds the coaxial electrode 11 at a temperature and pressure suitable for plasma generation. The discharge environment holding device 20 can be constituted by, for example, a vacuum chamber, a temperature controller, a vacuum device, and a plasma medium supply device.

電圧印加装置30は、各同軸状電極11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11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11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12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11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 11. 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 11 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 11 (right side in this example).
The trigger switch 36 simultaneously activates the positive voltage source 32 and the negative voltage source 34 to apply positive and negative discharge voltages to the respective coaxial electrodes 12 simultaneously.
With this configuration, the plasma light source of the present invention forms a tubular discharge between the pair of coaxial electrodes 11 to contain the plasma in the axial direction.

図2は、図1の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)はプラズマ閉込め磁場の形成時を示している。
以下、この図を参照して、プラズマ光発生方法を説明する。
FIG. 2 is an operation explanatory view of the plasma light source of FIG. In this figure, (A) shows the occurrence of a planar discharge, (B) shows the movement of the planar discharge, (C) shows the formation of plasma, and (D) shows the formation of a plasma confining magnetic field. .
Hereinafter, the plasma light generation method will be described with reference to this drawing.

上記プラズマ光発生方法では、上述した1対の同軸状電極11を対向配置し、放電環境保持装置20により同軸状電極11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、電圧印加装置30により各同軸状電極11に極性を反転させた放電電圧を印加する。   In the plasma light generation method described above, the pair of coaxial electrodes 11 described above are arranged to face each other, a plasma medium is supplied into the coaxial electrode 11 by the discharge environment holding device 20, and held at a temperature and pressure suitable for plasma generation. Then, the voltage application device 30 applies a discharge voltage with the polarity reversed to each coaxial electrode 11.

図2(A)に示すように、この電圧印加により、1対の同軸状電極11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り、以下「電流シート」と呼ぶ。
なおこの際、左側の同軸状電極11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11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。
As shown in FIG. 2A, 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 11 by applying this voltage. The planar discharge 2 is a planar discharge current that spreads two-dimensionally, and is hereinafter referred to as a “current sheet”.
At this time, the center electrode 12 of the left coaxial electrode 11 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 11 is applied with a negative voltage (−). The guide electrode 14 is applied to a positive voltage (+).

図2(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. 2 (B), 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2(C)に示すように、面状放電2が1対の同軸状電極11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11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. 2 (C), when the sheet discharge 2 reaches the tips of the pair of coaxial electrodes 11, 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 11 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2(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で示すプラズマ閉込め磁場(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。
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. 2D, the planar discharge 2 is applied to the tubular discharge 4 that discharges between the pair of opposed center electrodes 12 and between the 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 sealed in the radial direction and the axial direction.
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.

上述した装置と方法によれば、対向配置された1対の同軸状電極11を備え、1対の同軸状電極11にそれぞれ面状の放電電流(面状放電2)を発生させ、面状放電2により各同軸状電極11の対向する中間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閉込め磁場5(磁気ビン5)を形成するので、EUV放射のためのプラズマ光を長時間(μsecオーダーで)安定して発生させることができる。   According to the apparatus and method described above, a pair of coaxial electrodes 11 arranged opposite to each other are provided, and a planar discharge current (planar discharge 2) is generated in each of the pair of coaxial electrodes 11 to thereby generate a planar discharge. 2, a single plasma 3 is formed at the opposite intermediate position of each coaxial electrode 11, and then the planar discharge 2 is switched to a tubular discharge 4 between a pair of coaxial electrodes to contain the plasma 3. Since the magnetic field 5 (magnetic bin 5) is formed, plasma light for EUV radiation can be stably generated for a long time (on the order of μsec).

また、従来のキャピラリー放電や真空光電金属プラズマと比較すると、1対の同軸状電極11の対向する中間位置に単一のプラズマ3が形成され、かつエネルギー変換効率を大幅(10倍以上)に改善できるので、プラズマ形成中における各電極の熱負荷が小さくなり、構成機器の熱負荷によるダメージを大幅に低減できる。   In addition, compared with conventional capillary discharge or vacuum photoelectric metal plasma, a single plasma 3 is formed at an intermediate position where a pair of coaxial electrodes 11 face each other, and the energy conversion efficiency is greatly improved (10 times or more). As a result, the thermal load on each electrode during plasma formation is reduced, and the damage caused by the thermal load on the components can be greatly reduced.

また、1対の同軸状電極11の対向する中間位置にプラズマ光の発光源であるプラズマ3が形成されるので、発生したプラズマ光の有効な放射立体角を大きくできる。   In addition, since the plasma 3 which is a light source of plasma light is formed at an intermediate position where the pair of coaxial electrodes 11 are opposed to each other, the effective radiation solid angle of the generated plasma light can be increased.

しかし、上述したプラズマ光源により、従来技術と比較してエネルギー変換効率を大幅に改善できるが、そのエネルギー変換効率は依然として低く(例えば10%程度)、光源部に投入する電力1kWに対して発生可能なプラズマ光の出力は0.1kW程度に過ぎない。
そのため、リソグラフィ光源に要求されるプラズマ光の出力(例えば1kW)を達成するために、更なる工夫が必要であった。
However, although the above-described plasma light source can greatly improve the energy conversion efficiency compared with the prior art, the energy conversion efficiency is still low (for example, about 10%) and can be generated for 1 kW of electric power input to the light source unit. The output of the plasma light is only about 0.1 kW.
Therefore, in order to achieve the plasma light output (for example, 1 kW) required for the lithography light source, further ingenuity is required.

図3は、本発明によるプラズマ光源システムの第1実施形態の平面図であり、図4は図3の側面図である。
図3、図4において、本発明のプラズマ光源システムは、複数(この例では4つ)のプラズマ光源10(この例では、10A,10B,10C,10D)と、ミラー回転体40を備える。
FIG. 3 is a plan view of the first embodiment of the plasma light source system according to the present invention, and FIG. 4 is a side view of FIG.
3 and 4, the plasma light source system of the present invention includes a plurality of (in this example, four) plasma light sources 10 (in this example, 10A, 10B, 10C, and 10D) and a mirror rotating body 40.

なお、プラズマ光源10を構成する放電環境保持装置20と電圧印加装置30は、複数のプラズマ光源10にそれぞれ設けるのが好ましいが、その一部又は全部を共用してもよい。   Note that the discharge environment holding device 20 and the voltage application device 30 constituting the plasma light source 10 are preferably provided in each of the plurality of plasma light sources 10, but some or all of them may be shared.

複数(4つ)のプラズマ光源10(10A,10B,10C,10D)は、それぞれ、所定の発光点1aでプラズマ光8を周期的に発光する。この周期は1kHz以上、プラズマ光の発光時間は1μsec以上、プラズマ光の出力は0.1kW以上であるのがよい。また、各プラズマ光源10の周期、発光時間および出力はそれぞれ等しいことが好ましい。
また、各プラズマ光源10は、図1に示したように対向配置された1対の同軸状電極11と、同軸状電極11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20と、各同軸状電極11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とを備え、1対の同軸状電極11の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ようになっている。
The plurality (four) of plasma light sources 10 (10A, 10B, 10C, 10D) periodically emit plasma light 8 at a predetermined light emitting point 1a. The period is preferably 1 kHz or more, the emission time of plasma light is 1 μsec or more, and the output of plasma light is preferably 0.1 kW or more. Moreover, it is preferable that the period, light emission time, and output of each plasma light source 10 are equal.
Moreover, each plasma light source 10 supplies a plasma medium into a pair of coaxial electrodes 11 arranged opposite to each other as shown in FIG. 1, and maintains the temperature and pressure suitable for plasma generation. A discharge environment holding device 20 and a voltage applying device 30 for applying a discharge voltage with the polarity reversed to each coaxial electrode 11 to form a tubular discharge between the pair of coaxial electrodes 11 to generate plasma. It can be contained in the axial direction.

ミラー回転体40は、反射ミラー42、ミラー支持体44及び中空回転軸46からなる。   The mirror rotating body 40 includes a reflecting mirror 42, a mirror support body 44, and a hollow rotating shaft 46.

この例において、プラズマ光源10の複数の発光点1aは、中心軸7を中心とする円周上に設置されている。円周上の間隔は、好ましくは互いに等しく設定するのがよい。またこの例で、中心軸7は鉛直軸である。   In this example, the plurality of light emitting points 1 a of the plasma light source 10 are installed on a circumference around the central axis 7. The intervals on the circumference are preferably set equal to each other. In this example, the central axis 7 is a vertical axis.

反射ミラー42は、プラズマ光源10の複数の発光点1aにおけるプラズマ光8を集光点9に集光する。
反射ミラー42は、前記中心軸7上に位置し、プラズマ光源10の各発光点1aからのプラズマ光8を中心軸7上に位置する集光点9に向けて反射するようになっている。この例において、反射ミラー42は、凹面ミラーであるが、平面ミラーであってもよい。
また、反射ミラー42と発光点1aとの間に、図示しない集光ミラーを設け、集光ミラーと反射ミラー42とで、発光点1aにおけるプラズマ光8を集光点9に集光してもよい。
The reflection mirror 42 condenses the plasma light 8 at the plurality of light emitting points 1 a of the plasma light source 10 at the condensing point 9.
The reflection mirror 42 is located on the central axis 7, and reflects the plasma light 8 from each light emitting point 1 a of the plasma light source 10 toward the condensing point 9 located on the central axis 7. In this example, the reflection mirror 42 is a concave mirror, but may be a plane mirror.
Further, a condensing mirror (not shown) is provided between the reflecting mirror 42 and the light emitting point 1a, and the plasma light 8 at the light emitting point 1a is condensed on the condensing point 9 by the condensing mirror and the reflecting mirror 42. Good.

ミラー支持体44は、反射ミラー42の背面(図で下面)を気密に囲み内部が中空の中空部材である。
中空回転軸46は、ミラー支持体44に一端46a(図で上端)が固定され、中心軸7に沿って延び、他端46b(図で下端)が真空チャンバー21の外側(図で下方)に位置し、ミラー支持体44の内部から他端46bまで連通する中空孔47を有する。
The mirror support 44 is a hollow member that hermetically surrounds the back surface (lower surface in the drawing) of the reflection mirror 42 and is hollow inside.
The hollow rotating shaft 46 has one end 46 a (upper end in the figure) fixed to the mirror support 44, extends along the central axis 7, and the other end 46 b (lower end in the figure) outside the vacuum chamber 21 (downward in the figure). A hollow hole 47 is located and communicates from the inside of the mirror support 44 to the other end 46b.

真空チャンバー21は、上述した放電環境保持装置20の構成部材であり、プラズマ光源10、反射ミラー42及びミラー支持体44を気密に囲み内部が真空排気される。   The vacuum chamber 21 is a constituent member of the discharge environment holding device 20 described above, and hermetically surrounds the plasma light source 10, the reflection mirror 42, and the mirror support 44, and the inside is evacuated.

図4において、本発明のプラズマ光源システムは、さらに、回転駆動装置48を備える。
回転駆動装置48は、各プラズマ光源10の発光時に反射ミラー42がそのプラズマ光源に向くように、中心軸7を中心に反射ミラー42を回転させるようになっている。
In FIG. 4, the plasma light source system of the present invention further includes a rotation driving device 48.
The rotation driving device 48 rotates the reflection mirror 42 about the central axis 7 so that the reflection mirror 42 faces the plasma light source when each plasma light source 10 emits light.

回転駆動装置48は、この例では、軸受マウント48a、軸受48b、歯車装置49a、及び駆動モータ49bを備える。   In this example, the rotary drive device 48 includes a bearing mount 48a, a bearing 48b, a gear device 49a, and a drive motor 49b.

軸受マウント48aは、真空チャンバー21の外部(図で下方)に固定され、内部に複数の軸受48bを有し、中空回転軸46を中心軸7のまわりに回転可能に支持する。
歯車装置49aは、ミラー回転体49の中空回転軸46に固定された従動歯車と、これと歯合する駆動歯車とからなる。駆動モータ49bは、高速回転用の電動機であり駆動歯車を回転駆動する。
なお、本発明の回転駆動装置48は、この例に限定されず、歯車装置以外の回転手段を用いてもよい、
The bearing mount 48 a is fixed to the outside of the vacuum chamber 21 (downward in the drawing), has a plurality of bearings 48 b inside, and supports the hollow rotary shaft 46 so as to be rotatable around the central axis 7.
The gear device 49a includes a driven gear fixed to the hollow rotating shaft 46 of the mirror rotating body 49 and a driving gear meshing with the driven gear. The drive motor 49b is an electric motor for high-speed rotation and rotationally drives the drive gear.
In addition, the rotation drive device 48 of the present invention is not limited to this example, and rotation means other than the gear device may be used.

また、この実施形態において、プラズマ光源10は、4台であるが、2〜3台でも、5台以上でもよい。また、特に、発光間隔を短縮し、高繰返し運転(1〜10kHz)を実現するためには、多いほど好ましく、例えば10以上であるのが好ましい。   In this embodiment, the number of plasma light sources 10 is four, but may be two or three or five or more. In particular, in order to shorten the light emission interval and realize high repetition operation (1 to 10 kHz), the larger the number, the more preferable, for example, 10 or more.

上述した本発明の第1実施形態によれば、複数のプラズマ光源10を同一円周上に設置し、反射ミラー42による集光点9を上記円の中心軸線上に作り、円の中心部に設置した反射ミラー42で円中心を通る垂直軸上に集光させる配置とし、さらに、円周上に配置された個々のプラズマ光源10の発光タイミングと同期して、反射ミラー42の反射面がそのプラズマ光源10に対面するように回転させることにより、集光点9から高出力、かつ微小サイズのプラズマ光を周期的に発光させることができる。   According to the above-described first embodiment of the present invention, a plurality of plasma light sources 10 are installed on the same circumference, and a condensing point 9 by the reflection mirror 42 is formed on the center axis of the circle, and is formed at the center of the circle. The reflecting mirror 42 is arranged to collect light on a vertical axis passing through the center of the circle, and the reflecting surface of the reflecting mirror 42 is synchronized with the light emission timing of each plasma light source 10 arranged on the circumference. By rotating the plasma light source 10 so as to face the plasma light source 10, it is possible to periodically emit a high-power and minute-size plasma light from the condensing point 9.

また、EUV領域のミラーは反射率が低い(例えば70%前後)が、図3の構成では、単一の反射ミラー42による1回の反射でプラズマ光8を集光点9に集光するので、反射効率を高くでき、発生したEUV光の利用効率を大きくできる。   Further, although the EUV region mirror has a low reflectance (for example, around 70%), in the configuration of FIG. 3, the plasma light 8 is condensed on the condensing point 9 by one reflection by the single reflecting mirror 42. The reflection efficiency can be increased and the utilization efficiency of the generated EUV light can be increased.

図4において、本発明のプラズマ光源システムは、さらに、冷却装置50を備える。冷却装置50は、この例では、中空の冷却水導水管52と冷却水供給装置54からなる。   In FIG. 4, the plasma light source system of the present invention further includes a cooling device 50. In this example, the cooling device 50 includes a hollow cooling water conduit 52 and a cooling water supply device 54.

中空の冷却水導水管52は、この例では下端52bが真空チャンバー21の外部(この例では冷却水供給装置54)に固定された鉛直中空管であり、中空回転軸46の中空孔47の内面に接触することなく中空孔47を通して中空回転軸46の外側からミラー支持体42の内部まで連通し、その上端52aが反射ミラー42の背面近傍に位置するようになっている。   In this example, the hollow cooling water conduit 52 is a vertical hollow tube whose lower end 52b is fixed to the outside of the vacuum chamber 21 (in this example, the cooling water supply device 54). The upper end 52 a is communicated from the outside of the hollow rotating shaft 46 to the inside of the mirror support 42 through the hollow hole 47 without contacting the inner surface, and the upper end 52 a is positioned in the vicinity of the back surface of the reflecting mirror 42.

冷却水供給装置54は、冷却水回収タンク55と、図示しない冷却水ポンプとを備える。冷却水ポンプは、冷却水導水管52の下端52bから冷却水導水管52を介して反射ミラー42の背面に向けて冷却水を噴射する。また、冷却水回収タンク55は、中空回転軸46の中空孔47と冷却水導水管52との隙間から冷却水を回収するようになっている。   The cooling water supply device 54 includes a cooling water recovery tank 55 and a cooling water pump (not shown). The cooling water pump injects cooling water from the lower end 52 b of the cooling water conduit 52 toward the back surface of the reflection mirror 42 via the cooling water conduit 52. Further, the cooling water recovery tank 55 is configured to recover the cooling water from the gap between the hollow hole 47 of the hollow rotary shaft 46 and the cooling water conduit 52.

上述した冷却装置50の構成により、EUV領域のミラーは反射率が低く(例えば70%前後)、その分、ミラー自体の熱吸収量が増大するが、高速回転するミラー回転体49は、冷却装置50(冷却水導水管52と冷却水供給装置54)に全く接触しないので、高速回転用のシール装置(例えばオイルシール)が不要であり、冷却装置50に起因する回転抵抗を小さくできる。
また冷却装置50は、中空回転軸46の中空孔47を介して反射ミラー42の背面を冷却水で直接冷却するので、反射ミラー42の反射率が低く、熱負荷が大きい場合でも、効率的に反射ミラー42を冷却してそのダメージを防止することができる。
Due to the configuration of the cooling device 50 described above, the mirror in the EUV region has a low reflectance (for example, around 70%), and the amount of heat absorption of the mirror increases accordingly. 50 (the cooling water conduit 52 and the cooling water supply device 54) are not in contact at all, so that a high-speed rotation sealing device (for example, an oil seal) is unnecessary, and the rotational resistance caused by the cooling device 50 can be reduced.
Further, since the cooling device 50 directly cools the back surface of the reflecting mirror 42 with the cooling water through the hollow hole 47 of the hollow rotating shaft 46, even when the reflectance of the reflecting mirror 42 is low and the heat load is large, it is efficiently The reflection mirror 42 can be cooled to prevent the damage.

図4において、本発明のプラズマ光源システムは、さらに貫通支持部62、複数の磁性流体シール64、及び真空排気装置66を備える。
貫通支持部62は、真空チャンバー21の外面に気密に固定され、中空回転軸46が貫通する貫通孔62aを有する。
In FIG. 4, the plasma light source system of the present invention further includes a penetration support portion 62, a plurality of magnetic fluid seals 64, and a vacuum exhaust device 66.
The penetration support part 62 is hermetically fixed to the outer surface of the vacuum chamber 21 and has a through hole 62 a through which the hollow rotary shaft 46 passes.

複数(この例では2つ)の磁性流体シール64は、貫通支持部62の貫通孔62aと中空回転軸46の間に中空回転軸46の軸方向に間隔を隔てて位置し、中空回転軸46の外面を気密にシールする。
磁性流体シールとは、磁性流体が磁場に反応する力を用い、リング状のマグネットをステンレスなどの強磁性材料で挟み込んだ磁気回路部品と組み合わせて使うことにより、磁性流体の液体Oリングを中空回転軸46上に形成し、駆動部などから発生するゴミ、オイルミストなどが真空チャンバー21内へ浸入するのを防ぐものである。
A plurality (two in this example) of magnetic fluid seals 64 are located between the through hole 62 a of the through support portion 62 and the hollow rotary shaft 46 with a space in the axial direction of the hollow rotary shaft 46. Seal the outer surface of the airtight.
The magnetic fluid seal uses the force that magnetic fluid reacts to a magnetic field, and uses a ring-shaped magnet in combination with a magnetic circuit component sandwiched between ferromagnetic materials such as stainless steel. It is formed on the shaft 46 and prevents dust, oil mist, and the like generated from the drive unit or the like from entering the vacuum chamber 21.

貫通支持部62は、さらに複数の磁性流体シール64の間の空間とその外面とを連通する半径方向孔62bを有する。
真空排気装置66は、この半径方向孔62bに接続された排気管65を有しており、排気管65を介して磁性流体シール64の間の空間を真空排気する。
The penetration support part 62 further has a radial hole 62b that communicates the space between the plurality of magnetic fluid seals 64 and the outer surface thereof.
The vacuum exhaust device 66 has an exhaust pipe 65 connected to the radial hole 62 b, and evacuates the space between the magnetic fluid seals 64 through the exhaust pipe 65.

上述した構成により、本発明では、磁性流体シール64を複数段とし、そのシール間も真空排気することにより、高速回転でもリーク量を大幅に低減、ないし皆無にすることができる。   With the configuration described above, in the present invention, the magnetic fluid seal 64 has a plurality of stages, and the space between the seals is evacuated, so that the amount of leakage can be greatly reduced or eliminated even at high speed.

図5は、本発明によるプラズマ光源システムの第2実施形態の側面図である。
この図の例で、中心軸7は水平軸である。また、本発明のプラズマ光源システムは、さらに、バランスウエイト68を備える。
バランスウエイト68は、この例では、中空回転軸46の他端46b近傍に固定され、ミラー回転体40の中心軸7を中心とする回転バランスを調整するようになっている。
FIG. 5 is a side view of a second embodiment of the plasma light source system according to the present invention.
In the example of this figure, the central axis 7 is a horizontal axis. The plasma light source system of the present invention further includes a balance weight 68.
In this example, the balance weight 68 is fixed in the vicinity of the other end 46b of the hollow rotary shaft 46, and adjusts the rotational balance around the central axis 7 of the mirror rotating body 40.

また、この例で、バランスウエイト68は、回転駆動装置48の支持位置(例えば軸受48bの中心位置)を中心とするミラー回転体40の回転モーメントとバランスする重量を有する。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
In this example, the balance weight 68 has a weight that balances with the rotational moment of the mirror rotating body 40 around the support position of the rotation drive device 48 (for example, the center position of the bearing 48b).
Other configurations are the same as those of the first embodiment.

上述したバランスウエイト68を備えることにより、ミラー回転体40の中心軸7を中心とする回転バランスを調整して、ミラー回転体40の高速回転を可能にできる。
また、高速回転機構の軸受マウント48aに対して、真空中の反射ミラー42及びミラー支持体44とは反対側に反射ミラー42及びミラー支持体44の重量とバランスするバランスウエイト68を備えるので、軸受48bに作用する回転モーメントを低減してミラー回転体40の回転軸7を水平に保持することができる。
By providing the balance weight 68 described above, the rotation balance around the central axis 7 of the mirror rotating body 40 can be adjusted, and the mirror rotating body 40 can be rotated at high speed.
The bearing mount 48a of the high-speed rotation mechanism is provided with a balance weight 68 that balances the weight of the reflection mirror 42 and the mirror support 44 on the side opposite to the reflection mirror 42 and the mirror support 44 in vacuum. The rotational moment acting on 48b can be reduced, and the rotating shaft 7 of the mirror rotating body 40 can be held horizontally.

上述したように、本発明の構成によれば、プラズマ光8を反射するミラー回転体40の内部を冷却する冷却装置50を備えるので、プラズマ光8の出力を大幅に高めた場合でも熱負荷によるミラー回転体40のダメージを抑えて装置寿命を延ばすことができる。   As described above, according to the configuration of the present invention, the cooling device 50 that cools the inside of the mirror rotating body 40 that reflects the plasma light 8 is provided. Therefore, even when the output of the plasma light 8 is greatly increased, the heat load is increased. It is possible to extend the life of the apparatus by suppressing damage to the mirror rotating body 40.

また、ミラー回転体40は、反射ミラー42、ミラー支持体44、及び中空回転軸46からなり、冷却装置50は、中空回転軸46の中空孔47を介して反射ミラー42の背面を冷却水で直接冷却するので、反射ミラー42の反射率が低く、熱負荷が大きい場合でも、効率的に反射ミラー42を冷却してそのダメージを防止することができる。   The mirror rotating body 40 includes a reflecting mirror 42, a mirror support 44, and a hollow rotating shaft 46. The cooling device 50 cools the back surface of the reflecting mirror 42 with cooling water through a hollow hole 47 of the hollow rotating shaft 46. Since it is directly cooled, even when the reflectance of the reflection mirror 42 is low and the heat load is large, the reflection mirror 42 can be efficiently cooled and its damage can be prevented.

また、特に冷却装置50は、中空の冷却水導水管52と冷却水供給装置54からなり、冷却水導水管52は中空回転軸46の中空孔47の内面に接触することなく、冷却水導水管52を介して反射ミラー42の背面に向けて冷却水を噴射し、かつ中空孔47と冷却水導水管52との隙間から冷却水を回収するので、回転抵抗が小さく、ミラー回転体の高速回転に影響を与えることなく、熱負荷による反射ミラーのダメージを抑えることができる。   In particular, the cooling device 50 includes a hollow cooling water conduit 52 and a cooling water supply device 54, and the cooling water conduit 52 does not contact the inner surface of the hollow hole 47 of the hollow rotating shaft 46, and the cooling water conduit The cooling water is jetted toward the back surface of the reflecting mirror 42 through 52 and the cooling water is recovered from the gap between the hollow hole 47 and the cooling water conduit 52, so that the rotational resistance is small and the mirror rotating body rotates at high speed. The reflection mirror can be prevented from being damaged by the heat load without affecting the resistance.

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、1a 発光点、
2 面状放電(電流シート)、3 プラズマ、
4 管状放電、5 プラズマ閉込め磁場、
6 プラズマ媒体、7 中心軸、
8 プラズマ光(EUV)、9 集光点、
10(10A,10B,10C,10D) プラズマ光源、
11 同軸状電極、12 中心電極、12a 凹穴、
14 ガイド電極、14a 開口、
16 絶縁体(多孔質セラミック)、
20 放電環境保持装置、21 真空チャンバー、
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、
40 ミラー回転体、42 反射ミラー(凹面ミラー)、
44 ミラー支持体、46 中空回転軸、
46a 一端、46b 他端、47 中空孔、
48 回転駆動装置、48a 軸受マウント、48b 軸受、
49a 歯車装置、49b 駆動モータ、
50 冷却装置、52 冷却水導水管、
52a 上端、52b 下端、
54 冷却水供給装置、55 冷却水回収タンク、
62 貫通支持部、62a 貫通孔、62b 半径方向孔、
64 磁性流体シール、65 排気管、
66 真空排気装置、68 バランスウエイト
1 symmetry plane, 1a emission point,
2 sheet discharge (current sheet), 3 plasma,
4 Tubular discharge, 5 plasma confinement magnetic field,
6 plasma medium, 7 central axis,
8 plasma light (EUV), 9 focusing point,
10 (10A, 10B, 10C, 10D) plasma light source,
11 Coaxial electrode, 12 Center electrode, 12a Recessed hole,
14 guide electrode, 14a opening,
16 Insulator (porous ceramic),
20 discharge environment holding device, 21 vacuum chamber,
30 voltage application device, 32 positive voltage source,
34 Negative voltage source, 36 Trigger switch,
40 mirror rotating body, 42 reflecting mirror (concave mirror),
44 mirror support, 46 hollow rotating shaft,
46a one end, 46b the other end, 47 hollow hole,
48 rotary drive, 48a bearing mount, 48b bearing,
49a gear device, 49b drive motor,
50 cooling device, 52 cooling water conduit,
52a upper end, 52b lower end,
54 cooling water supply device, 55 cooling water recovery tank,
62 through support, 62a through hole, 62b radial hole,
64 magnetic fluid seal, 65 exhaust pipe,
66 Vacuum exhaust device, 68 Balance weight

Claims (6)

内部が真空排気される真空チャンバー内で、中心軸を中心とする円周上に設置された複数の発光点でプラズマ光を周期的に発光する複数のプラズマ光源と、
前記各発光点におけるプラズマ光を前記中心軸上に位置する集光点に向けて反射するミラー回転体と、
該ミラー回転体を前記中心軸まわりに回転駆動する回転駆動装置と、
前記ミラー回転体の内部を冷却する冷却装置と、を備えることを特徴とするプラズマ光源システム。
A plurality of plasma light sources that periodically emit plasma light at a plurality of light emitting points installed on a circumference centered on the central axis in a vacuum chamber in which the inside is evacuated;
A mirror rotator that reflects the plasma light at each of the light emitting points toward a condensing point located on the central axis;
A rotational drive device for rotationally driving the mirror rotator about the central axis;
And a cooling device for cooling the inside of the mirror rotating body.
前記ミラー回転体は、前記各発光点におけるプラズマ光を前記中心軸上に位置する集光点に向けて反射する反射ミラーと、
該反射ミラーの背面を気密に囲むミラー支持体と、
該ミラー支持体に一端が固定され前記中心軸に沿って延び、他端が真空チャンバーの外側に位置し、ミラー支持体内部から前記他端まで連通する中空孔を有する中空回転軸と、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システム。
The mirror rotator includes a reflecting mirror that reflects the plasma light at each light emitting point toward a condensing point located on the central axis;
A mirror support that hermetically surrounds the back of the reflecting mirror;
A hollow rotating shaft having one end fixed to the mirror support and extending along the central axis, the other end positioned outside the vacuum chamber, and having a hollow hole communicating from the inside of the mirror support to the other end The plasma light source system according to claim 1.
前記冷却装置は、前記中空孔の内面に接触することなく該中空孔を通して中空回転軸の外側からミラー支持体の内部まで連通する中空の冷却水導水管と、
該冷却水導水管を介して反射ミラーの背面に向けて冷却水を噴射し、かつ前記中空孔と冷却水導水管との隙間から冷却水を回収する冷却水供給装置と、を有することを特徴とする請求項2に記載のプラズマ光源システム。
The cooling device includes a hollow cooling water conduit that communicates from the outside of the hollow rotating shaft to the inside of the mirror support through the hollow hole without contacting the inner surface of the hollow hole;
A cooling water supply device for injecting cooling water toward the back surface of the reflecting mirror through the cooling water conduit and collecting the cooling water from the gap between the hollow hole and the cooling water conduit. The plasma light source system according to claim 2.
前記真空チャンバーは、前記中空回転軸が貫通する貫通支持部を有しており、
該貫通支持部内に中空回転軸の軸方向に間隔を隔てて位置し、中空回転軸を気密にシールする複数の磁性流体シールと、
該磁性流体シール間の空間を真空排気する真空排気装置とを有する、ことを特徴とする請求項2に記載のプラズマ光源システム。
The vacuum chamber has a through support part through which the hollow rotating shaft passes,
A plurality of magnetic fluid seals positioned in the through-supporting portion at an interval in the axial direction of the hollow rotary shaft and hermetically sealing the hollow rotary shaft;
The plasma light source system according to claim 2, further comprising an evacuation device that evacuates a space between the magnetic fluid seals.
前記中空回転軸に固定され、前記ミラー回転体の前記中心軸を中心とする回転バランスを調整するバランスウエイトを有する、ことを特徴とする請求項2に記載のプラズマ光源システム。   The plasma light source system according to claim 2, further comprising a balance weight that is fixed to the hollow rotation shaft and adjusts a rotation balance around the central axis of the mirror rotating body. 前記バランスウエイトは、前記回転駆動装置の支持位置を中心とする前記ミラー回転体の回転モーメントとバランスする重量を有する、ことを特徴とする請求項5に記載のプラズマ光源システム。   6. The plasma light source system according to claim 5, wherein the balance weight has a weight that balances a rotational moment of the mirror rotating body centering on a support position of the rotation driving device.
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