Способ получения мягкого рентгеновского излучения

Авторы патента:

H05G2 - Аппараты или процессы, специально приспособленные для генерирования рентгеновского излучения, без использования рентгеновских трубок, например с формированием плазмы (рентгеновские лазеры H01S 4/00; плазменная техника вообще H05H)

Владельцы патента RU 2282318:

Мешковский Игорь Касьянович (RU)

Использование: для получения мягкого рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что воздействуют на анодную мишень рентгеновской трубки пучком электронов, излучаемых катодом, одновременно с указанным воздействием анодную мишень дополнительно облучают интенсивным лазерным излучением с плотностью энергии в импульсе, выбранной исходя из обеспечения возможности ионизации атомов материала анодной мишени путем удаления электронов вплоть до электронных оболочек, на которые приходится максимум рекомбинационного излучения, лежащий в необходимом диапазоне длин волн. При этом указанный пучок электронов, излучаемых катодом, используют для удаления рекомбинирующих электронов с указанных оболочек и обеспечения возможности многократного участия электронов в процессе рекомбинации на эти оболочки. Технический результат: получение новым способом мягкого рентгеновского излучения с использованием рентгеновской трубки. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для получения мягкого рентгеновского излучения в диапазоне длин волн 10-100 Å, имеющих практическое значение, например, в рентгеновской литографии.

Актуальность проблемы получения мягкого рентгеновского излучения в диапазоне длин волн 10-100 Å связана, в частности, с внедрением методов рентгенолитографии в технологию изготовления сверхминиатюрных печатных плат, интегральных схем и иных элементов микроэлектронной техники. При использовании такой технологии источник мягкого рентгеновского излучения, выполняющий функцию источника экспонирующего излучения, осуществляет засветку нанесенного на подложку рентгеночувствительного резистивного материала, обеспечивая тем самым формирование рисунка печати. Прогресс в данной технологии, а именно переход в область субмикронных разрешений, связан с использованием длин волн, которые лежат в области мягкого рентгеновского излучения, что требует сужения его спектра и увеличения интенсивности его источников.

Известен способ получения мягкого рентгеновского излучения, реализованный в каскадном генераторе мягкого тормозного излучения, представленном в [1] - RU №2090988 (C1), H 05 H 5/00, 20.09.1997. Суть этого способа заключается в том, что формируют поток быстрых электронов, которыми бомбардируют анодную мишень, при этом возникающее в результате этой бомбардировки мягкое тормозное излучение отбирают за катодом, т.е. с направления, противоположного потоку электронов. Эмиссию электронов осуществляют путем приложения импульсного напряжения с амплитудой несколько мегавольт между холодным катодом и анодной мишенью. Ускорение электронов осуществляют в N+1 ускорительных промежутках, образованных за счет размещения между катодом и анодной мишенью N промежуточных электродов. Промежуточные электроды имеют форму дисков с отверстиями в центре и обладают высокой прозрачностью для мягкого рентгеновского излучения, распространяющегося в обратном, по отношению к потоку электронов, направлению. Полученное при таком способе мягкое рентгеновское излучение является широкополосным и располагается ниже границы указанного диапазона длин волн 10-100 Å. Технические средства, необходимые для реализации данного способа, достаточно сложны, в частности требуется применение импульсного источника напряжения с амплитудой несколько мегавольт, что является недостатком этого способа.

Известен способ получения мягкого рентгеновского излучения, реализованный в импульсной рентгеновской трубке, представленный в [2] - RU №2160480 (C1), H 01 J 35/00, H 01 J 35/02, H 05 G 1/02, 10.12.2000. Суть этого способа заключается в том, что в ускорительном промежутке между холодным катодом и анодной мишенью формируют поток электронов, взаимодействие которых с анодной мишенью дает рентгеновское излучение. Эмиссию электронов и их ускорение обеспечивают за счет приложения между катодом и анодной мишенью импульса высокого напряжения с амплитудой порядка 100 кВ и длительностью порядка 1,5·10^-10 секунд. Получаемое при взаимодействии быстрых электронов с анодной мишенью рентгеновское излучение является широкополосным, располагается ниже границы указанного диапазона длин волн 10-100 Å и содержит «мягкую» и «жесткую» составляющие спектра, причем энергетическая доля «мягкой» составляющей спектра существенно ниже «жесткой» составляющей. Низкий выход мягкого рентгеновского излучения затрудняет возможность применения такого способа в технологии рентгеновской литографии.

В качестве прототипа заявляемого изобретения принят способ получения мягкого рентгеновского излучения, реализованный в источнике мягкого рентгеновского излучения, используемом в устройстве для рентгеновской литографии, представленном в [3] - RU №2187160 (C1), G 21 K 5/00, G 03 B 42/02, 10.08.2002.

Источник мягкого рентгеновского излучения, в котором реализован способ-прототип, представляет собой рентгеновскую трубку с вращающимся анодом традиционной конструкции. Такая трубка содержит вакуумированный корпус с окном для отбора рентгеновского излучения, катодный узел с подогреваемым катодом, служащий источником электронов, и связанную с узлом вращения анодную мишень, служащую источником рентгеновского излучения.

Способ-прототип заключается в том, что в ускоряющем промежутке между катодом и анодной мишенью формируют поток электронов, которыми бомбардируют анодную мишень с получением в результате этой бомбардировки рентгеновского излучения, содержащего «мягкую» и «жесткую» составляющие спектра, причем для целей литографии «мягкую» составляющую отфильтровывают от «жесткой» с помощью поглощающего фильтра, обладающего свойством избирательности.

Физический смысл явлений, происходящих в процессе получения рентгеновского излучения в соответствии со способом-прототипом, общеизвестен и в общем виде описывается следующим. Поток электронов, испускаемый нагретым катодом в процессе термоэлектронной эмиссии, ускоряется в электрическом поле между катодом и анодной мишенью, создаваемом соответствующим источником высокого напряжения. Попав на анодную мишень, электроны тормозятся при движении в веществе мишени. В результате этого торможения возникает тормозное рентгеновское излучение, располагающееся в «мягкой» части спектрального диапазона. Мягкое тормозное рентгеновское излучение имеет сплошной непрерывный спектр, ограниченный со стороны малых длин волн. Наряду с широким спектром тормозного излучения формируются и узкие полосы рентгеновского излучения, называемого характеристическим. Характеристическое излучение возникает при условии, когда энергия бомбардирующих анод электронов достаточна для вырывания электрона с одной из близких к ядру оболочек атома. При этом на освободившееся место переходит электрон из более удаленной от ядра оболочки. Этот переход сопровождается испусканием кванта рентгеновского излучения, длина волны которого определяется зарядом ядра и энергиями состояний, между которыми совершается указанный переход.

Для рассматриваемых целей литографии используют «мягкую» составляющую спектра формируемого рентгеновского излучения, хорошо поглощаемую веществом резиста. «Жесткую» составляющую спектра при этом отфильтровывают поглощающим фильтром, обладающим свойством избирательного поглощения. Полученный в результате указанных операций расходящийся пучок мягкого рентгеновского излучения преобразуют в квазипараллельный пучок с помощью соответствующей линзы. Этим пучком мягкого рентгеновского излучения (с энергией 0,6-6 кэВ) засвечивают обрабатываемую подложку, на которой нанесены последовательные слои резиста и маски. При этом мягкое рентгеновское излучение проходит через прозрачные участки маски и попадает на резист. В результате воздействия мягкого рентгеновского излучения на чувствительный к нему материал резиста образуются «окна» - свободные от резиста участки обрабатываемой поверхности подложки, которые формируют рисунок печати, повторяющий рисунок маски.

Формируемое в способе-прототипе мягкое рентгеновское излучение является широкополосным, располагается ниже границы диапазона длин волн 10-100 Å и характеризуется сравнительно низким выходом, что, в частности, ограничивает производительность технологических процессов рентгеновской литографии.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка нового способа получения мягкого рентгеновского излучения с использованием рентгеновской трубки, характеризующегося возможностью повышения выхода, в том числе, в рассматриваемом диапазоне длин волн 10-100 Å. Решение этой задачи позволяет повысить эффективность технологических процессов рентгеновской литографии, снизить время экспозиции, повысить разрешающую способность.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения мягкого рентгеновского излучения, при котором воздействуют на анодную мишень рентгеновской трубки пучком электронов, излучаемых катодом, в отличие от прототипа, одновременно с указанным воздействием анодную мишень дополнительно облучают интенсивным лазерным излучением с плотностью энергии в импульсе, выбранной исходя из обеспечения возможности ионизации атомов материала анодной мишени путем удаления электронов вплоть до электронных оболочек (называемых ниже рабочими), на которые приходится максимум рекомбинационного излучения, лежащий в необходимом диапазоне длин волн. При этом указанный пучок электронов, излучаемых катодом, используют для удаления рекомбинирующих электронов с рабочих оболочек и обеспечения возможности многократного участия электронов в процессе рекомбинации на рабочие оболочки.

Так, при использовании в качестве рабочей оболочки «2р» и перехода «3d-2p» для получения мягкого рекомбинационного рентгеновского излучения в диапазоне длин волн 10-100 Å в качестве материала анодной мишени предлагается применять цинк, медь, железо, хром, титан, а облучение анодной мишени предлагается производить лазерным излучением с плотностью энергии в импульсе не ниже значения 10¹⁵Вт/см². При этом цинк предлагается применять при получении указанного излучения с длиной волны λ≈10,7 Å, медь - при получении указанного излучения с длиной волны λ≈ 11,6 Å, железо - при получении указанного излучения с длиной волны λ≈15,3 Å, хром - при получении указанного излучения с длиной волны λ≈19 Å, титан - при получении указанного излучения с длиной волны λ≈24 Å.

Сущность изобретения и возможность его осуществления поясняется следующим.

В результате облучения анодной мишени, изготовленной, например, из цинка, меди, железа, хрома, титана или из других сравнительно легких металлов, интенсивным лазерным излучением с плотностью энергии в импульсе не ниже значения 10¹⁵ Вт/см²происходит ионизация атомов материала анодной мишени за счет удаления электронов со своих электронных оболочек, в том числе с рабочей оболочки «2р». Этот процесс сопровождается возникновением рентгеновского излучения за счет рекомбинации электронов, удаленных полем лазерного импульса. Длина волны этого рекомбинационного рентгеновского излучения определяется степенью ионизации и структурой электронных переходов выбранной мишени. Как следует из результатов исследований, представленных в работе [4] - Saturated multikilovolt x-ray amplification with Xe clusters: single-pulse observation of Xe(L) spectral hole burning/Alex B. Borisov, Jack Davis, Xian-gyang Song, Yevgeniya Koshman, Yang Dai 3, Keith Boyer 1 and Charles K. Rhodes//J.Phys.B: At.Mol.Opt.Phys. 36(2003) L285- L294, один из максимумов рекомбинационного излучения приходится на переход «3d-2p».

Как показывают расчеты, при использовании в качестве материала анодной мишени олова (атомный номер z=50, степень ионизации n=40, энергия перехода «3d-2р» конфигураций «1s²2s²2p⁵3d-1s²2s²2p⁶» е_3d-2p=140 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈3,26 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени серебра (z=47, n=37, е_3d-2p=122 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈3,74 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени молибдена (z=42, n=32, е_3d-2p=94 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈4,8 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени цинка (z=30, n=20, е_3d-2p=42,5 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈10,7 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени меди (z=29, n=19, е_3d-2p=39 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈11,6 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени железа (z=26, n=16, е_3d-2p=29,7 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈15,3 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени хрома (z=24, n=14, е_3d-2p=24 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈19 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени титана (z=22, n=12, е_3d-2p=19 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈24 Å; при использовании в качестве материала анодной мишени алюминия (z=13, n=3, е_d-2р=3,5 а.е.) можно получить мягкое рекомбинационное рентгеновское излучение с длиной волны λ≈128 Å.

Интенсивность полученного таким образом мягкого рекомбинационного рентгеновского излучения определяется количеством ионизированных атомов и числом свободных мест рабочей оболочки «2p». Для повышения выхода мягкого рекомбинационного рентгеновского излучения в заявляемом способе, помимо облучения анодной мишени лазерными импульсами, также воздействуют на анодную мишень постоянным пучком электронов, излучаемым катодом (например, в результате термоэлектронной эмиссии). Этот пучок электронов, ускоренный электрическим полем, приложенным между катодом и анодной мишенью, обеспечивает удаление рекомбинирующих электронов с рабочей оболочки «2р», что позволяет электронам многократно участвовать в процессе рекомбинации на эту оболочку. В процессе указанной рекомбинации каждый ион генерирует рентгеновские кванты до тех пор, пока имеются свободные места на рабочей оболочке «2р». Для воссоздания свободных мест на рабочей оболочке «2р» осуществляют повторяющиеся воздействия импульса лазерного излучения на анодную мишень. В результате этих импульсных воздействий в сочетании с постоянным воздействием пучка электронов, излучаемых катодом, в заявляемом способе поддерживается устойчивый процесс рекомбинации электронов на указанную рабочую оболочку, что повышает выход мягкого рекомбинационного рентгеновского излучения.

Таким образом, за счет выбора определенного материала анодной мишени, периодической ионизации этого материала интенсивным лазерным излучением при одновременном подводе к нему постоянного пучка электронов, излучаемых катодом, в заявляемом способе обеспечивается высокий и устойчивый выход мягкого рекомбинационного рентгеновского излучения в заданном диапазоне длин волн 10÷100 Å.

Практическим доказательством возможности удаления электронов с электронных оболочек атомов за счет воздействия лазерного импульса с получением при этом рекомбинационного рентгеновского излучения определенной длины волны, зависящей от возбуждаемого вещества, могут служить результаты экспериментов, представленные в указанной выше работе [4], а также в работе [5] - Multiphoton indused X-ray emission at 4-5keV from Xe atoms with multiply core vacancies/A.McPherson, B.D.Thompson, A.B.Borisov, K.Boyer and C.K.Rhodes//Nature Vol. 370 631. Эти эксперименты связаны с получением ионов ксенона (Xe, z=54) с порядком ионизации вплоть до n=37 с помощью лазерных импульсов с интенсивностью около 10¹⁹ Вт/см². В результате осуществления этих экспериментов получено рентгеновское излучение, обусловленное рекомбинацией удаленных полем лазерного импульса электронов, при этом основную роль играет переход «3d-2p» иона Хеⁿ⁺ (n=30÷37). Длина волны полученного таким образом рекомбинационного рентгеновского излучения составила λ=2,8-2,9 Å, что определяется степенью ионизации и структурой электронных переходов ионизированного атома вещества, использованного в экспериментах.

В отличие от экспериментов, представленных в работах [4] и [5], в заявляемом способе используют вещества, пригодные для применения в анодных мишенях рентгеновских трубок и имеющие структуру электронных переходов, обеспечивающую получение мягкого рекомбинационного рентгеновского излучения в заданном диапазоне длин волн 10-100 Å, обусловленном, в частности, потребностями рентгеновской литографии. При этом используется пониженный уровень лазерного облучения (с плотностью энергии в импульсе, начиная со значения 10 Вт/см¹⁵) в сочетании с подводом свободных электронов со стороны катода, что обеспечивает устойчивый повышенный выход получаемого мягкого рекомбинационного рентгеновского излучения, достаточный для эффективного промышленного применения, в частности, в целях рентгеновской литографии.

В отличие от способов, реализованных в устройствах [1]÷[3], заявляемый способ не требует значительных уровней напряжения между катодом и анодной мишенью, что обусловлено рассмотренной выше новой функцией пучка электронов, подводимых к анодной мишени от катода.

Таким образом, рассмотренное показывает, что заявляемое изобретение осуществимо и решает поставленную задачу по разработке нового способа получения мягкого рентгеновского излучения с использованием рентгеновской трубки, характеризующегося возможностью повышения выхода, в том числе, в важном для целей рентгеновской литографии диапазоне длин волн 10-100 Å.

1. Способ получения мягкого рентгеновского излучения, при котором воздействуют на анодную мишень рентгеновской трубки пучком электронов, излучаемых катодом, отличающийся тем, что одновременно с указанным воздействием анодную мишень дополнительно облучают интенсивным лазерным излучением с плотностью энергии в импульсе, выбранной, исходя из обеспечения возможности ионизации атомов материала анодной мишени путем удаления электронов вплоть до электронных оболочек, на которые приходится максимум рекомбинационного излучения, лежащий в необходимом диапазоне длин волн, при этом указанный пучок электронов, излучаемых катодом, используют для удаления рекомбинирующих электронов с указанных оболочек и обеспечения возможности многократного участия электронов в процессе рекомбинации на эти оболочки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении мягкого рентгеновского излучения в диапазоне длин волн 10-100 Å в качестве материала анодной мишени применяют цинк, медь, железо, хром, титан, а облучение анодной мишени производят лазерным излучением с плотностью энергии в импульсе не ниже значения 10¹⁵ Вт/см².

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что применяют цинк в качестве материала анодной мишени в случае получения мягкого рентгеновского излучения с длиной волны λ≈10,7 Å.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что применяют медь в качестве материала анодной мишени в случае получения мягкого рентгеновского излучения с длиной волны λ≈11,6 Å.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что применяют железо в качестве материала анодной мишени в случае получения мягкого рентгеновского излучения с длиной волны λ≈15,3 Å.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что применяют хром в качестве материала анодной мишени в случае получения мягкого рентгеновского излучения с длиной волны λ≈19 Å.

7. Способ по п.2, отличающийся тем, что применяют титан в качестве материала анодной мишени в случае получения мягкого рентгеновского излучения с длиной волны λ≈24 Å.

Изобретение относится к устройству и способу для получения преимущественно экстремального УФ излучения, а также рентгеновского и мягкого рентгеновского излучения из плотной горячей плазмы разрядов пинчевого типа с вращающимися электродами.

Способ генерации короткоимпульсного рентгеновского и корпускулярного излучения при переходе вещества в экстремальные состояния в условиях применения пониженных напряжений // 2266628

Изобретение относится к рентгеновской технике и технике генерирования корпускулярного излучения (электроны, многозарядные ионы), которое, в свою очередь, может быть использовано в электронно-лучевых и ионно-плазменных технологиях (включая ионную имплантацию в микро- и наноэлектронике).

Источник излучения на основе плазменного фокуса с улучшенной системой импульсного питания // 2253194

Изобретение относится к источникам высокоэнергетического ультрафиолетового и рентгеновского излучения. .

Способ получения экстремального ультрафиолетового излучения и его источник, применение в литографии // 2249926

Изобретение относится к производству экстремального ультрафиолетового излучения и к области литографии. .

Устройство для получения высокотемпературной плазмы // 2231935

Изобретение относится к технике высокотемпературной плазмы и может быть использовано при разработке мощных источников рентгеновского излучения. .

Устройство для получения высокотемпературной плазмы на основе многопроволочного лайнера // 2222120

Способ получения коротковолнового излучения из газоразрядной плазмы и устройство для его реализации // 2206186

Изобретение относится к способу и устройству для получения экстремально коротковолнового УФ и мягкого рентгеновского излучения из плотной горячей плазмы разрядов пинчевого типа.

Устройство для генерации мягкого рентгеновского излучения // 2193828

Устройство для осуществления z-пинча на основе скользящего разряда // 2168290

Изобретение относится к технике высокотемпературной плазмы и может быть использовано при разработке устройств для осуществления пинча с целью генерирования, например, мощных импульсов мягкого и/или жесткого рентгеновского излучения.

Способ генерации импульсов мягкого рентгеновского излучения // 2128411

Изобретение относится к мощной импульсной технике и предназначается для решения научных задач, связанных с радиационными исследованиями. .

Способ получения коротковолнового излучения из плазмы вакуумного разряда // 2365068

Изобретение относится к способу эффективного получения коротковолнового, в частности, экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения из плазмы импульсных вакуумных разрядов преимущественно с вращающимися электродами

Устройство для получения мощного коротковолнового излучения из разрядной плазмы // 2365069

Изобретение относится к устройству для получения мощного коротковолнового, в частности, экстремального ультрафиолетового излучения преимущественно из плазмы импульсного вакуумного разряда, инициируемого лазером между вращающимися электродами

Устройство для получения электронных пучков и пучков рентгеновских лучей для внутритканевой и интраоперационной лучевой терапии // 2416439

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для получения электронных пучков или пучков рентгеновских лучей для внутритканевой и интраоперационной лучевой терапии

Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления // 2454840

Изобретение относится к способам получения рентгеновского излучения для его использования в различных областях народного хозяйства, в частности в медицине, в химической, нефтехимической и других отраслях

Способ и устройство для генерации мягкого рентгеновского излучения из плазмы газового разряда лайнерного типа // 2459393

Устройство для генерации направленного импульсного рентгеновского излучения // 2480159

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгеновским устройствам

Устройство и способ для генерации излучения из разрядной плазмы // 2496282

Группа изобретений относится к устройству и способу для генерации мощного оптического излучения, в частности, в области экстремального УФ (ЭУФ) или мягкого рентгеновского излучения в диапазоне длин волн примерно от 1 нм до 30 нм. Область применения включает ЭУФ - литографию при производстве интегральных схем или метрологию. Технический результат-повышение мощности пучка оптического излучения. В устройстве и способе для генерации излучения из разрядной плазмы осуществляют лазерно-инициируемый разряд между первым и вторым электродами с вводом энергии импульсного источника питания в плазму разряда и генерацией из плазмы разряда излучения наряду с побочным продуктом в виде нейтральных и заряженных загрязняющих частиц (debris), при этом за счет выбора места облучения электрода лазерным лучом, геометрии электродов и разрядного контура формируют асимметричный разряд преимущественно изогнутой/бананообразной формы, собственное магнитное поле которого непосредственно вблизи разряда имеет градиент, определяющий направление преимущественного движения потока разрядной плазмы от электродов в область менее сильного магнитного поля. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Источник мягкого рентгеновского излучения на основе разборной рентгеновской трубки // 2509389

Источник мягкого рентгеновского излучения на основе разборной рентгеновской трубки относится к области рентгеновской техники и предназначен для использования в качестве источника мягкого рентгеновского излучения с различными длинами волн для калибровки приемников излучения. Источник включает корпус, к которому крепится основание с расположенными на нем анодом и термокатодным узлом с электродами и нитью накала, высоковольтный и низковольтный вводы для соединения с источниками питания, а также фокусирующий электрод и систему охлаждения. Система охлаждения выполнена в виде петли трубопровода, электрически связанного с высоковольтным вводом, анод выполнен сплошным в форме параллелепипеда и зафиксирован непосредственно на трубопроводе с помощью крепежных элементов. Термокатодный узел снабжен упругодеформируемой деталью, закрепленной одним концом на одном из электродов термокатодного узла и связанной с нитью накала силовой связью с возможностью перемещения свободного конца и натяжения нити накала в процессе ее разогрева при подаче напряжения. Фокусирующий электрод выполнен в виде детали, частично охватывающей нить накала. Технический результат - упрощение конструкции и обеспечение стабильности параметров излучения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ получения направленного экстремального ультрафиолетового (эуф) излучения для проекционной литографии высокого разрешения и источник направленного эуф излучения для его реализации // 2523445

Изобретение относится к источникам получения направленного (сформированного) мягкого рентгеновского излучения, или, что то же самое, экстремального ультрафиолетового излучения (ЭУФ) с длиной волны 13,5 нм или 6,7 нм, применяемым в настоящее время или в ближайшей перспективе в проекционной литографии высокого разрешения. Технический результат - повышение эффективности и ресурса работы источников ЭУФ излучения. Плазму предварительно формируют сторонним узконаправленным инжектором, после чего нагрев электронов плазмы производят в магнитном поле в условиях электронно-циклотронного резонанса мощным электромагнитным излучением микроволнового диапазона в непрерывном режиме. Для формирования плазмы ограниченного размера используют магнитное поле и ограничивающее поперечные размеры плазмы отверстие на оси симметрии рентгеновского зеркала, при этом рабочую сторону рентгеновского зеркала изолируют от потоков плазмы, нейтральных капель материала катода и энергичных частиц. Для реализации способа в разработанный источник направленного ЭУФ излучения введен инжектор 1 узконаправленного потока плазмы 3 в магнитную ловушку 4, на выходе которой установлено рентгеновское зеркало 11, отверстие 16 на оси симметрии которого уменьшает поперечный размер потока плазмы 3. При этом рентгеновское зеркало 11 развернуто рабочей стороной от инжектора 1 плазмы, за фокальной областью 12 рентгеновского зеркала расположен уловитель плазмы 15, а конфигурация магнитного поля магнитной ловушки 4, размеры уловителя плазмы 15 и отверстия 16 на оси рентгеновского зеркала 11 подобраны таким образом, чтобы обеспечить изоляцию рабочей стороны рентгеновского зеркала 11 от потоков заряженных и нейтральных частиц. Генератор 6 электромагнитного излучения миллиметрового или субмиллиметрового диапазона длин волн для нагрева электронов плазмы 3 снабжен вогнутыми зеркалами 8, направляющими электромагнитное излучение 7 со стороны инжектора 1 на поток плазмы 3 в магнитной ловушке 4 в область электронно-циклотронного резонанса 9. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство и способ для получения высокотемпературной плазмы и эуф излучения // 2593147

Изобретение относится к области плазменной техники. Технический результат - расширение функциональных возможностей источника высокотемпературной плазмы и ЭУФ излучения за счет реализации возможности его эксплуатации в долговременном режиме при высоких яркости, мощности и эффективности. Высоковольтный и заземленный узлы выполнены со съемными осесимметричными высоковольтным и заземленным электродами, которые вне разрядной зоны отделены друг от друга щелевым зазором, соединенным с откачиваемой камерой через каналы, выполненные в заземленном узле. Съемные электроды снабжены каналом для протока охлаждающей жидкости и портами ввода и вывода охлаждающей жидкости. Источник питания содержит импульсно заряжаемые конденсаторы, подсоединенные к высоковольтному и заземленному электроду через одновитковый насыщаемый дроссель, кольцевой сердечник которого размещен снаружи съемных высоковольтного и заземленного электродов. Усовершенствование способа состоит в том, что разряд пинчевого типа зажигают между съемными высоковольтным и заземленным электродами, производят их охлаждение и вакуумную откачку газа из щелевого зазора между ними, и через 5·107 или более импульсов производят замену съемных электродов. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.