キャピラリーZピンチ放電型極端紫外露光光源の研究

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次世代半導体リソグラフィー用の縮小露光光源として,波長13.5nmの極端紫外(EUV)光源が注目されている。光源には,高出力かつ高品質であることが求められているが,我々は電気入力が直接プラズマのエネルギーに変換されるために,総合エネルギー効率が高くなると期待されているキセノン(Xe)を用いたキャピラリーZピンチ放電型光源について研究している。本研究では,プラズマフォーカスを比較対象とし,放電部の形状およびXeガス圧力を変化させ,このときのEUV出力を,較正されたZrフィルター,Si/Mo多層膜ミラーおよびフォトダイオードで構成される検出器により測定し,EUV発光効率の高い放電部形状および放電条件を見出すことを目的とした。また,高速度カメラによる観測を行い,ピンチダイナミクスおよびプラズマパラメーターの時間変化について検討し,以下の結果を得た。1.形状の異なるプラズマフォーカス型放電部を製作し,比較実験を行った。2.高速度カメラによる観測から,中心電極先端から放電ガスを供給するタイプでは,通常のプラズマフォーカスと同様のピンチダイナミクスが観測された。3.ピンホールカメラによるEUV発光像の観測,カロリメータによるEUV出力の計測,フォトダイオードによるEUV出力の時間変化の測定を行い,電極形状による出力に違いについて検討した。4.最適形状および最適放電条件を求めるまでには至らなかったが,プラズマフォーカスにおいても,Zピンチと同様のEUV出力が得られる可能性が示された。