特表 2024-531679 電子ビームおよび液滴ベースの極紫外線光源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-29

(54)【発明の名称】電子ビームおよび液滴ベースの極紫外線光源装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 63/08 20060101AFI20240822BHJP

【ＦＩ】

H01J63/08

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024515716

(86)(22)【出願日】2022-09-07

(85)【翻訳文提出日】2024-03-11

(86)【国際出願番号】 KR2022013487

(87)【国際公開番号】W WO2023038448

(87)【国際公開日】2023-03-16

(31)【優先権主張番号】10-2021-0121130

(32)【優先日】2021-09-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513311848

【氏名又は名称】慶熙大學校産學協力團

【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ－ＩＮＤＵＳＴＲＹ ＣＯ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＧＲＯＵＰ ＯＦ ＫＹＵＮＧ ＨＥＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

【住所又は居所原語表記】１７３２， ＤＥＯＧＹＥＯＮＧ－ＤＡＥＲＯ，ＧＩＨＥＵＮＧ－ＧＵ， ＹＯＮＧＩＮ－ＳＩ， ＧＹＥＯＮＧＧＩ－ＤＯ， ＲＥＰＵＢＬＩＣ ＯＦ ＫＯＲＥＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】パク，ギュ・チャン

(72)【発明者】

【氏名】ユ，スン・テ

(57)【要約】

本発明の一実施例による光源装置は、電子ビームおよび金属液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）ベースで極紫外線光源を出力する光源装置であって、チャンバと、カソード電極と、炭素系物質を含み、カソード電極上に離隔配置された複数のエミッタとをそれぞれ備え、チャンバの内部で電子ビームを生成する電子ビーム放出部と、チャンバの内部に位置しかつ、電子ビーム放出部から離隔して位置するアノード電極と、チャンバの内部のうち電子ビーム放出部とアノード電極との間の空間に金属液滴を噴射する液滴生成装置と、を含み、チャンバ内でアノード電極に向かう電子ビームによって液滴がイオン化されてプラズマが発生し、プラズマから極紫外線が生成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子ビームおよび金属液滴ベースで極紫外線光源を出力する光源装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの内部で電子ビームを生成する電子ビーム放出部であって、カソード電極と、炭素系物質とを含み、前記カソード電極上に離隔配置された複数のエミッタとをそれぞれ備える、電子ビーム放出部と、
前記チャンバの内部に位置しかつ、前記電子ビーム放出部から離隔して位置するアノード電極と、
前記チャンバの内部のうち前記電子ビーム放出部と前記アノード電極との間の空間に金属液滴を噴射する液滴生成装置と、を含み、
前記チャンバ内で前記アノード電極に向かう前記電子ビームによって前記液滴がイオン化されてプラズマが発生し、前記プラズマから極紫外線が生成される光源装置。

【請求項2】

前記電子ビーム放出部は、複数個が備えられ、
複数の前記電子ビーム放出部で生成された各電子ビームは、少なくとも１つのアノード電極に向かって互いに異なる角度または方向に進行しかつ、１つずつ出力されるか、または同時に複数個が出力される、請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記各電子ビーム放出部は、前記チャンバ内の一側に配置され、
前記アノード電極は、前記極紫外線光源の出口が位置した前記チャンバ内の他側に配置される、請求項２に記載の光源装置。

【請求項4】

前記アノード電極は、前記他側で前記出口を挟んでその周辺に配置され、前記出口に対応する開口を備えた、請求項３に記載の光源装置。

【請求項5】

前記チャンバ内の一側および他側は、互いに対向するアーチ形状を有し、
前記アノード電極は、前記他側のアーチ形状に対応する形状を有する、請求項３または４に記載の光源装置。

【請求項6】

前記チャンバ内の一側で前記各電子ビーム放出部を挟んでその周辺に配置されかつ、前記各電子ビーム放出部の間の空間にも配置されて、前記極紫外線を反射する反射層をさらに含む、請求項３または４に記載の光源装置。

【請求項7】

前記チャンバ内の一側および他側は、互いに対向するアーチ形状を有し、
前記反射層は、前記一側のアーチ形状に対応する形状を有する、請求項６に記載の光源装置。

【請求項8】

前記アノード電極は、前記各電子ビームによって発生してその開口を通過する複数の極紫外線光源に対して中間集光（ＩＦ）の役割を果たす、請求項４に記載の光源装置。

【請求項9】

前記複数のエミッタは、先の尖ったエミッタチップを含み、前記炭素系物質は、カーボンナノチューブを含む、請求項１に記載の光源装置。

【請求項10】

前記電子ビーム放出部は、前記エミッタ上に離隔配置されたゲート電極をさらに含む、請求項１に記載の光源装置。

【請求項11】

前記ゲート電極のうち前記複数のエミッタに対向する部分は、伝導性材質のメッシュ構造を含む、請求項１０に記載の光源装置。

【請求項12】

前記電子ビーム放出部は、前記ゲート電極上に離隔配置されて、負の電圧が印加されて電子ビームを集束する少なくとも１つの集束電極をさらに含む、請求項１０に記載の光源装置。

【請求項13】

前記集束電極は、第１集束電極と、前記第１集束電極上に離隔配置された第２集束電極とを含み、
前記第１および第２集束電極は、電子ビームが通過するように互いに対向する開口をそれぞれ備えかつ、前記第２集束電極の開口が前記第１集束電極の開口より小さい、請求項１２に記載の光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子ビームおよび液滴ベースの極紫外線光源装置に関し、より詳しくは、電子ビームと液滴を用いて極紫外線光源を出力する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

極紫外線（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＥＵＶ）は、Ｘ線と深紫外線（ｄｅｅｐ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＤＵＶ）領域との間である約１０ｎｍから１００ｎｍに至る波長帯域の電磁波である。最近、極紫外線領域を扱う応用分野において、コンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）な極紫外線光源装置の開発に多くの研究が集中している。

【0003】

例えば、半導体製造のためのナノメートルサイズの微細パターン工程に極紫外線リソグラフィ（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）装置が用いられている。しかし、現在、極紫外線リソグラフィ装置は、高出力のレーザをベースとし、海外の特定会社の製品としてのみ販売されている。特に、このような極紫外線リソグラフィ装置はレーザベースであるので、非常に高価であり、内部構造が複雑であり、大きな体積を占めるだけでなく、その出力特性による非常に高出力のレーザによって、多くのくず（ｄｅｂｒｉｓ）が発生して維持補修が難しい問題点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明は、内部構造が単純であり、コンパクトな大きさを有し、製造費用を低減できる極紫外線光源技術を提供することを目的とする。

【0005】

また、本発明は、レーザに比べて低出力の電子ビームを用いることにより、くず（ｄｅｂｒｉｓ）を減らして維持補修に有利な極紫外線光源技術を提供することを他の目的とする。

【0006】

さらに、本発明は、より効率的に複数の電子ビームを活用して光量の出力が向上した極紫外線光源技術を提供することをさらに他の目的とする。

【0007】

ただし、本発明が解決しようとする課題は以上に言及した課題に制限されず、言及されていない他の課題は以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するための、本発明の一実施例による光源装置は、電子ビームおよび金属液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）ベースで極紫外線光源を出力する光源装置であって、チャンバと、カソード電極および炭素系物質を含む、カソード電極の上に離隔配置された複数のエミッタとをそれぞれ備え、チャンバの内部で電子ビームを生成する電子ビーム放出部と、チャンバの内部に位置しかつ、電子ビーム放出部から離隔して位置するアノード電極と、チャンバの内部のうち電子ビーム放出部とアノード電極との間の空間に金属液滴を噴射する液滴生成装置と、を含み、チャンバ内でアノード電極に向かう電子ビームによって液滴がイオン化されてプラズマが発生し、プラズマから極紫外線が生成される。

【0009】

電子ビーム放出部は、複数個が備えられ、複数の電子ビーム放出部で生成された各電子ビームは、少なくとも１つのアノード電極に向かって互いに異なる角度または方向に進行しかつ、１つずつ出力されるか、同時に複数個が出力される。

【0010】

各電子ビーム放出部は、チャンバ内の一側に配置され、アノード電極は、極紫外線光源の出口が位置したチャンバ内の他側に配置される。

【0011】

アノード電極は、他側で出口を挟んでその周辺に配置され、出口に対応する開口を備えることができる。

【0012】

チャンバ内の一側および他側は、互いに対向するアーチ形状を有し、アノード電極は、他側のアーチ形状に対応する形状を有することができる。

【0013】

本発明の一実施例による光源装置は、チャンバ内の一側で各電子ビーム放出部を挟んでその周辺に配置されかつ、各電子ビーム放出部の間の空間にも配置されて、極紫外線を反射する反射層をさらに含むことができる。

【0014】

チャンバ内の一側および他側は、互いに対向するアーチ形状を有し、反射層は、一側のアーチ形状に対応する形状を有することができる。

【0015】

アノード電極は、各電子ビームによって発生してその開口を通過する複数の極紫外線光源に対して中間集光（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｏｃｕｓ；ＩＦ）の役割を果たすことができる。

【0016】

複数のエミッタは、先の尖ったエミッタチップを含み、炭素系物質は、カーボンナノチューブを含むことができる。

【0017】

電子ビーム放出部は、エミッタ上に離隔配置されたゲート電極をさらに含むことができる。

【0018】

ゲート電極のうち複数のエミッタに対向する部分は、伝導性材質のメッシュ（ｍｅｓｈ）構造を含むことができる。

【0019】

電子ビーム放出部は、ゲート電極上に離隔配置されて、負の電圧が印加されて電子ビームを集束する少なくとも１つの集束電極をさらに含むことができる。

【0020】

集束電極は、第１集束電極と、第１集束電極上に離隔配置された第２集束電極とを含み、第１および第２集束電極は、電子ビームが通過するように互いに対向する開口をそれぞれ備えかつ、第２集束電極の開口が第１集束電極の開口より小さい。

【発明の効果】

【0021】

上記のように構成される本発明は、電子ビームをベースとし、電子ビーム放出部とは別に実現されたアノード電極を用いて極紫外線光源を発生させるので、内部構造が単純であり、コンパクトな大きさを有し、製造費用を低減できるという利点がある。

【0022】

また、本発明は、レーザに比べて低出力の電子ビームを用いることが可能で、アノード電極への悪影響を低減してくず（ｄｅｂｒｉｓ）などを減らして維持補修に有利という利点があり、複数の電子ビームを用いて極紫外線光量を増加させることができる効果がある。

【0023】

さらに、本発明は、チャンバ内の一側のアーチ形状である反射層の構造と、チャンバ内の他側のアーチ形状であるアノード電極の構造とによって、極紫外線光源に対する反射機能および集光機能が相互補完的に同時に実現され、光量の出力が向上できるという利点がある。

【0024】

本発明から得ることのできる効果は以上に言及した効果に制限されず、言及されていない他の効果は以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施例による極紫外線光源装置１０の構成図を示す。

【図2】本発明の一実施例による極紫外線光源装置１０の構成図を示す。

【図3】本発明の一実施例による極紫外線光源装置１０の構成図を示す。

【図4】電子ビーム放出部２００の詳細な構成を示す。

【図5】図５（ａ）および図５（ｂ）は、電子ビーム放出部２００の一実施例であって、その斜視図および断面図を示す。

【図6】電子ビーム放出部２００の他の例であって、図４にて集束電極２５１、２５２が追加された場合のその断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の上記の目的と手段およびそれによる効果は、添付した図面に関する以下の詳細な説明を通じてより明らかになり、それによって本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができる。また、本発明を説明するにあたり、本発明にかかる公知の技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにしうると判断された場合、その詳細な説明を省略する。

【0027】

他に定義がなければ、本明細書で使用されるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解できる意味で使用できる。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、明らかに特に定義されていない限り、理想的にまたは過度に解釈されない。

【0028】

以下、添付した図面を参照して、本発明による好ましい一実施例を詳細に説明する。

【0029】

図１～図３は、本発明の一実施例による極紫外線光源装置１０の構成図を示す。ただし、図１は、複数の電子ビーム放出部２００が同時に電子ビームを放出する場合を示し、図２および図３は、複数の電子ビーム放出部２００が図１と異なる方向に電子ビームを放出する場合を示す。特に、図２および図３は、複数の電子ビーム放出部２００が１つずつ順次に電子ビームを放出する場合をそれぞれ示す。

【0030】

図１を参照すれば、本発明の一実施例による極紫外線光源装置１０は、チャンバ１００と、チャンバ１００の内部に位置する電子ビーム放出部２００と、アノード電極３００と、液滴生成装置４００とを含む。例えば、極紫外線光源装置１０は、半導体製造のための微細パターン工程でリソグラフィ装置として用いられるが、これに限定されるものではない。

【0031】

チャンバ１００は、電子ビームの入射による金属液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）のイオン化によって発生するプラズマを維持する。チャンバ１００の内部空間のうちプラズマが維持される領域を、便宜上、「プラズマ領域」と称する。チャンバ１００は、プラズマ領域で発生する極紫外線（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ；ＥＵＶ）の光源が出力される出口１１０を含むことができる。チャンバ１００の内部は、真空状態であってもよい。

【0032】

図４は、電子ビーム放出部２００の詳細な構成を示す。また、図５（ａ）および図５（ｂ）は、電子ビーム放出部２００の一実施例であって、その斜視図および断面図を示し、図６は、電子ビーム放出部２００の他の例であって、図４にて集束電極２５１、２５２が追加された場合のその断面図を示す。

【0033】

電子ビーム放出部２００は、電子ビーム（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ、ｅ^－）を生成して放出する構成である。この時、電子ビーム放出部２００は、レーザベースではない、電界によって電子を放出する炭素系のエミッタ２３０をベースとする。

【0034】

電子ビーム放出部２００は、チャンバ１００の内部に位置し、チャンバ１００内で電子ビーム放出部２００と離隔して設けられたアノード電極３００に向かって電子ビームを照射する。図４～図６を参照すれば、電子ビーム放出部２００は、カソード電極２１０と、カソード電極２１０上に位置する複数のエミッタ２３０と、複数のエミッタ２３０と離隔して複数のエミッタ２３０上に位置するゲート電極２４０を含む。

【0035】

カソード電極２１０およびアノード電極３００は、伝導性材質を含み、通常用いられる負極および正極である。例えば、カソード電極２１０およびアノード電極３００は、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒなどの金属、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）、導電性ポリマー、またはグラフェンなどを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

【0036】

従来技術の場合、電子ビーム放出部内にカソード電極、エミッタ、およびアノード電極が共に備えられる場合が一般的であり、この場合、電子ビーム放出部の体積が大きくなりうる。これに対し、本発明は、アノード電極３００が電子ビーム放出部２００内に備えられず、チャンバ１００の内部で電子ビーム放出部２００と離隔して別の構成として設けられる。これによって、本発明は、複数の電子ビーム放出部２００を備えても全体的な体積を低減できるという利点がある。

【0037】

また、本発明は、複数の電子ビーム放出部２００がチャンバ１００内に別に備えられた共通のアノード電極３００を用いて電子ビームを放出可能なため、カソード電極、エミッタ、およびアノード電極が電子ビーム放出部内に共に備えられる場合より、内部構造が単純であり、コンパクトな大きさを有し、製造費用を低減できるという利点がある。

【0038】

複数のエミッタ２３０は、カソード電極２１０から供給された電子をアノード電極３００に向かって放出させる構成である。エミッタ２３０は、先の尖ったエミッタチップで構成されるか、平らなエミッタ層で構成されてもよい。この時、エミッタチップは、針状の形状以外にも、錐形、三角形などの多様な形状に形成されてもよい。例えば、エミッタ２３０は、カソード電極２１０上に横方向および縦方向にそれぞれ一定の間隔をもって配列される。

【0039】

エミッタ２３０は、炭素系物質を含むことができる。例えば、炭素系物質は、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＣＮＴ）、カーボンナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、酸化亜鉛ナノワイヤ、カーボンナノファイバー、導電性ナノロッド、グラファイト、またはナノグラフェンなどを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

【0040】

ただし、エミッタ２３０がカーボンナノチューブで実現された場合、カーボンナノチューブ特有の高効率電界放出特性を得ることができる。例えば、このようなカーボンナノチューブのエミッタ２３０は、レーザ気相蒸着法（ｌａｓｅｒ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）、アーク放電法（ａｒｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）、熱－ＣＶＤ（ｔｈｅｒｍａｌ－ＣＶＤ）、プラズマ－ＣＶＤ、ＨＦ－ＣＶＤ（ｈｏｔ ｆｉｌａｍｅｎｔ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法で形成できるが、これに限定されるものではない。

【0041】

一方、エミッタ２３０は、電界放出基板２２０上に設けられる。この時、電界放出基板２２０は、電界放出素子においてエミッタを備えるように設けられる通常のウェハであってもよい。すなわち、電界放出基板２２０は、カソード 電極 ２１０上に設けられてエミッタ２３０を実装する。

【0042】

ゲート電極２４０は、入力される電圧に応じてエミッタ２３０から放出される電子の流れを調整する構成である。ゲート電極２４０のうち複数のエミッタ２３０と向かい合う部分、すなわち複数のエミッタ２３０に対向する部分は、伝導性材質（例えば、金属など）のメッシュ（ｍｅｓｈ）構造２４１を含むことができる。例えば、メッシュ構造２４１は、薄い金属線が互いに距離をおいて網（ｎｅｔ）状に織り込まれた構成であるか、金属板において複数の開口が形成された構成であってもよい。ゲート電極２４０は、このようなメッシュ構造２４１の金属線間の空間または複数の開口を通して電子ビームを通過させながら、エミッタ２３０から放出された電子を拡散させることができる。

【0043】

ゲート電極２４０は、導電性材質を含む。例えば、ゲート電極２４０は、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒなどの金属、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）、導電性ポリマー、またはグラフェンなどを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

【0044】

複数のエミッタ２３０周囲のカソード電極２１０とゲート電極２４０との間には、図示しない絶縁層（または絶縁スペーサ）が位置してもよい。この時、絶縁層の厚さは、複数のエミッタ２３０それぞれの高さより大きく作製されて、ゲート電極２４０が複数のエミッタ２３０と接触しないようにする。ゲート電極２４０は、このような絶縁層によってカソード電極２１０および複数のエミッタ２３０と絶縁状態を維持することができる。

【0045】

カソード電極２１０には低電圧（負の電圧）が印加されるか、または接地が連結され、アノード電極３００には５ｋＶ以上の高電圧（正の電圧）が印加される。また、ゲート電極２４０にはパルス電圧が印加される。すなわち、カソード電極２１０とゲート電極２４０との電圧差によって複数のエミッタ２３０の周囲に電界が形成され、この電界によって複数のエミッタ２３０から電子ビームが放出され、放出された電子ビームは、アノード電極３００の高電圧に引かれて加速される。

【0046】

この時、ゲート電極２４０のパルス電圧は、高い周波数または低いパルス幅を有する電圧であって、例えば、１００ｋＨｚ以上の高周波数特性を有することができる。このようなパルス電圧は、電子ビームの高速スイッチングを可能にし、駆動電力を低下させる効果につながる。

【0047】

図５に示されるように、電子ビーム放出部２００は、集束電極２５１、２５２なしに実現されてもよく、図６に示されるように、ゲート電極２４０上に離隔配置された少なくとも１つ以上の集束電極２５１、２５２を含むように実現されてもよい。例えば、ゲート電極２４０上に離隔配置された第１集束電極２５１と、第１集束電極２５１上に離隔配置された第２集束電極２５２とが備えられる。

【0048】

電子ビーム放出部２００は、複数のエミッタ２３０に対応するメッシュ構造２４１の周縁に固定されてメッシュ構造２４１を支持する支持体２４２を含むことができる。また、複数のエミッタ２３０周囲のカソード電極２１０と支持体２４２との間に第１絶縁層２６１が位置することができる。

【0049】

第２絶縁層２６２がゲート電極２４０と第１集束電極２５１との間に位置してゲート電極２４０と第１集束電極２５１とを絶縁させることができ、第３絶縁層２６３が第１集束電極２５１と第２集束電極２５２との間に位置して第１集束電極２５１と第２集束電極２５２とを絶縁させることができる。もちろん、第４絶縁層（図示せず）が第２集束電極２５２上に位置して第２集束電極２５２の上部を絶縁させてもよい。

【0050】

第２絶縁層２６２、第１集束電極２５１、第３絶縁層２６３、第２集束電極２５２、および第４絶縁層（図示せず）は、電子ビーム通過のための各々の開口を備える。この時、第２絶縁層２６２と第３絶縁層２６３の開口は、同じ大きさに形成されてもよい。

【0051】

第１集束電極２５１の開口２７１は、その直径がゲート電極２４０のメッシュ構造２４１の全体直径より小さい大きさであってもよく、第２集束電極２５２の開口２７２は、その直径が第１集束電極２５１の開口２７１の直径より小さくてもよい。もちろん、第２集束電極２５２上に離隔配置された追加的な集束電極（図示せず）が備えられてもよいし、この場合、当該集束電極の開口は、その直径が第２集束電極２５２の開口２７２の直径より小さくてもよい。すなわち、第１集束電極２５１および第２集束電極２５２の順（すなわち、上側方向の順）に小さい大きさの開口が備えられる。

【0052】

第１および第２集束電極２５１、２５２には負（－）の電圧が印加される。これによって、ゲート電極２４０のメッシュ構造２４１を通過した電子ビームは、第１集束電極２５１の開口２７１と第２集束電極２５２の開口２７２とを順次に経て、第１および第２集束電極２５１、２５２の加える斥力によって集束できる。

【0053】

このような構造によって、電子ビーム放出部２００は、その内部構造の単純化が可能であり、コンパクトな大きさを有し、製造費用を低減できるという利点がある。このような利点は、アノード電極３００が、従来技術とは異なり、別にチャンバ１００の内部に設けられることにより、さらに倍加される。

【0054】

すなわち、第１および第２集束電極２５１、２５２を備えた電子ビーム放出部２００は、電子ビームを集束してアノード電極３００に到達する電子ビームの大きさを低減することができ、その結果、金属くず（Ｄｅｂｒｉｓ）の生成を減らしてアノード電極３００の使用寿命を伸ばすことができる。

【0055】

液滴生成装置４００は、チャンバ１００の内部に金属液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ、Ｄ）を噴射する装置である。特に、液滴生成装置４００は、チャンバ１００の内部のうち電子ビーム放出部２００とアノード電極３００との間の空間に金属液滴（Ｄ）を噴射する。これによって、電子ビーム放出部２００から放出されてアノード電極３００に向かって加速進行する電子ビームは、その経路の途中に噴射された金属液滴（Ｄ）に入射（照射）しながら金属液滴を気化させる。電子ビームによって気化した金属液滴はイオン化されてプラズマを発生させ、このような金属液滴の周囲を取り囲むプラズマ領域で極紫外線（ＥＵＶ）が生成される。すなわち、電子ビームによって金属液滴（Ｄ）から発生したプラズマが極紫外線（ＥＵＶ）を生成する光源として機能する。このように生成された極紫外線光源（ＥＵＶ）は、チャンバ１００の出口１１０を通してチャンバ１００の外部に出力される。

【0056】

すなわち、金属液滴（Ｄ）は、電子ビームの入射時にプラズマを発生させる金属放射物質を含むことができる。例えば、金属放射物質は、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）およびアルミニウム（Ａｌ）のうちの１つ以上の金属を含むことができる。例えば、液滴生成装置４００は、予め設定された体積のスズなどの金属液滴（Ｄ）を予め設定された時間周期によって落下させる構成からなる。

【0057】

図１～図３を参照すれば、電子ビーム放出部２００は、複数個が備えられる。この時、複数の電子ビーム放出部２００で生成された各電子ビームは、少なくとも１つのアノード電極３００に向かって互いに異なる角度または方向に進行することができる。また、各電子ビームは、１つずつ出力されるか、同時に複数個が出力される。

【0058】

すなわち、複数の電子ビーム放出部２００は、各ゲート電極２４０に印加されるゲート電圧のパルス駆動によって１つずつ順次に電子ビームを生成するか、同時に複数個が電子ビームを生成することができる。この時、制御部（図示せず）を介して、複数の電子ビーム放出部２００で１つずつ順次に電子ビームを生成するようにするか、または同時に複数の電子ビームを生成するようにするなどの制御が可能である。これによって、金属液滴（Ｄ）が存在する領域には、複数の電子ビーム放出部２００によって生成された各電子ビームが１つずつ入射するか、同時に複数個が入射することができる。

【0059】

例えば、図１～図３を参照すれば、各電子ビーム放出部２００は、チャンバ１００内の一側に配置され、アノード電極３００は、チャンバ１００内の他側、すなわちチャンバ１００の出口１１０が位置した側に配置される。

【0060】

この時、アノード電極３００は、チャンバ１００内の他側で出口１１０を挟んでその周辺に配置され、当該出口１１０に対応する開口を備えることができる。すなわち、アノード電極３００は、チャンバ１００内の他側で出口１１０の周辺に配置され、その開口が出口１１０に対応するように配置される。

【0061】

特に、チャンバ１００内の一側および他側は、互いに対向するアーチ形状に形成される。この場合、アノード電極３００は、当該他側のアーチ形状に対応するアーチ形状に配置される。このような構造によって、アノード電極３００は、各電子ビームによって発生してチャンバ１００内の他側方向に進行してその開口を通過する複数のＥＵＶに対して中間集光（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｏｃｕｓ；ＩＦ）の役割を果たすことができる。

【0062】

すなわち、複数の電子ビーム放出部２００の各電子ビームによって発生した複数のＥＵＶがアノード電極３００の開口を経て、アノード電極３００の電磁的斥力によって集光できる。このような各電子ビームは、当該電子ビーム放出部２００のゲート電極に印加される駆動パルス電圧に応じて、図２および図３に示されるように、１つずつ放出されるか、図１に示されるように、複数個が同時に放出される。

【0063】

また、ＥＵＶを反射する反射層５００がチャンバ１００内に追加的に備えられてもよい。例えば、ある電子ビームの入射によって発生したＥＵＶは、チャンバ１００の出口１１０に直に出力されず、反射層５００によって少なくとも１回反射した後に、チャンバ１００の出口１１０に出力される。このような反射機能がアーチ形状に適用されることにより、複数の電子ビームによって発生した各ＥＵＶは、チャンバ１００の出口１１０に向かう方向に集光可能であり、これによって出口１１０を透過するＥＵＶの強度が高くなる。

【0064】

このような反射機能の円滑な作用のために、反射層５００は、チャンバ１００内の一側に配置されるが、その一側に位置した各電子ビーム放出部２００を挟んでその周辺に配置される。もちろん、反射層４００は、互いに離隔した各電子ビーム放出部２００の間の空間にも配置可能である。

【0065】

また、チャンバ１００内の一側および他側が互いに対向するアーチ形状に形成され、反射層５００も、当該一側のアーチ形状に対応する形状に形成される。この場合、反射層５００による上述したＥＵＶに対する反射機能と、チャンバ１００内の他側のアーチ形状のアノード電極３００によるＥＶＵに対する集光機能とが相互補完的に同時に実現され、光量の出力が向上できるという利点がある。

【0066】

この時、反射層５００は、チャンバ１００の出口１１０に向かう方向への凹んだ反射面を含む。例えば、反射層５００としては、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）とが交互に多層積層されたものを用いることができるが、これに限定されるものではない。

【0067】

本発明の詳細な説明では具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限度内で様々な変形が可能であることはもちろんである。そのため、本発明の範囲は説明された実施例に限らず、後述する特許請求の範囲およびこの特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。

【産業上の利用可能性】

【0068】

上述のように構成される本発明は、電子ビームをベースとし、電子ビーム放出部とは別に実現されたアノード電極を用いて極紫外線光源を発生させるので、内部構造が単純であり、コンパクトな大きさを有し、製造費用を低減できるという利点がある。また、本発明は、レーザに比べて低出力の電子ビームを用いることが可能で、アノード電極への悪影響を低減してくず（ｄｅｂｒｉｓ）などを減らして維持補修に有利という利点があり、複数の電子ビームを用いて極紫外線光量の出力を向上させることができる効果がある。さらに、本発明は、チャンバ内の一側のアーチ形状である反射層の構造と、チャンバ内の他側のアーチ形状であるアノード電極の構造とによって、極紫外線光源に対する反射機能および集光機能が相互補完的に同時に実現され、光量の出力が向上できるという利点がある。

【符号の説明】

【0069】

１０ ：極紫外線光源装置
１００：チャンバ
１１０：出口
２００：電子ビーム放出部
２１０：カソード電極
２２０：電界放出基板
２３０：エミッタ
２４０：ゲート電極
２４１：メッシュ構造
２４２：支持体
２５１、２５２：集束電極
２６１、２６２、２６３：絶縁層
３００：アノード電極
４００：液滴生成装置
５００：反射層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図6】

【国際調査報告】