专利名称：具有改进气体分布的碎片抑制系统的制作方法
具有舰气体分布的碎片抑制系统本发明涉及一种碎片抑制(debris mitigation)系统，尤其是用在用于EUV 辐射和/或软X射线的辐射单元中的系统，包括碎片抑制(debns mitigation)单元，该单元具有几个允许直路辐射的通道，以及一个或几个用于缓冲气体的气 体供应的进给管道(feedppe)，所述气体供应提供给所述碎片抑制单元。本发明 还涉及一种碎片抑制单元，尤其涉及可以在这样一种碎片抑制系统中使用的箔 捕获装置(foiltop:)。本发明的碎片抑制系统尤其适用于发出波长范围约为lnm至20nrn的极端 紫外(EUV， extreme ultraviolet)辐射或软X射线的辐射单元。 一个典型的应用 领域是制造具有仅仅几个纳米大小的结构的集成电路所需的EUV-平版印刷术。用于EUV平版印刷术的EUV-辐射单元包括作为关键元件的^I寸EUV辐 射的辐射源，以及用于^t模结构投影至晶片衬底上的照明光学装置。在EUV 平版印刷术的情况下，由于针对这一波长区域的有效透射光学部件未知，因此 光学部件采用反光镜。所需的EUV辐射由等离子放电产生，形，射单元的辐 1中源。然而，这样一种等离子除了产生EUV辐射外，还刻寸出育g够沉积在照明 光学装置的光学表面上的带电或不带电粒子。根据EUV辐射源种类的不同，这 些粒子可以包括中性原子、离子、不同化学相容性的团簇或微滴。EUV辐身中源 发射的这些不希望的颗粒物的总量称为碎片(debns)。在EUV辐射单元中，靠 近辐針源的集光镜(collector mirror)主要受这些碎片的污染。为了使污染最小 化，在这类辐射单元中的辐射源和光学部件特别是集光镜之间使用碎片抑制系 统。一种碎片抑制的己知方法是在EUV辐lt源和集光镜之间提供缓冲气体。碎 片粒子为原子或离子时，由于与气体原子碰撞而 减慢并偏离它们原来的运 动方向。缓冲气体具有足够高的密度时，碎片粒子可以完全被阻挡在去往集光 镜的路上。如果碎片还包含可凝结物，如金属原子或金属微滴，则在EUV辐射 源和集光镜之间使用附加的碎片抑制单元。这样一种碎片抑制单元包括具有用于辐射直接通往集光镜的通道的结构，其中碎片物主要冷凝在该结构的壁上， 因而不会到达集光镜上。已知的碎片抑制单元包括若干薄层，这些薄层可平行地、同心式或以蜂巢结构形成方式设置，参见如WO 01/01736 Al。这种碎片抑制单元也称为箔捕获 装置(foiltrap)。WO 03/034153 Al公开了一种碎片抑制系统的实施方式，其中箔捕获體 被中部区间分隔成两个部分。缓冲气体充入该中部区间。由于这一结构，等离 子产生的区域以及包含集光镜的区域可以维持低压，而位于中部区间的缓冲气 体可以被提供较高的压力，以便有效减慢碎片粒子的速度。US 6，586,757 B2给出了被中部区间隔开的碎片抑制单元的另一个例子。在 该例中，缓冲气体从集光镜一侧提供，并通过中部区间的开口抽出。从而，位 于集光镜一侧的缓冲气体压力高于箔捕获装置的这个中部区间的气体压力。为了有效抑制碎片粒子，需要缓冲气体的压力在几厘米相互作用间距上约 为10至lOOpa (冷压)。气体原子的原子量应与要阻挡的原子或离子的原子量相 近，以保证有效的动量传递。在实践中，碎片抑制系统的大多数已知方法不能 达到战用于有效抑制碎片所需的高压。本发明的一个目的是提供一种碎片抑制系统，尤其是用于Mt EUV辐射或 软X射线的辐射单元的系统，该系统提供增强的碎片抑制性能。这一目的Mil依照权利要求1所述的碎片抑制系统而达到。权利要求11涉 及一种可用于目前的碎片抑制系统的碎片抑制单元的一个实施方式。碎片抑制 系统的有益实施方式是从属权利要求限定的主题，或在以下描述中公开。本发明中的碎片抑制系统包括碎片抑制单元，特别是箔捕获装置，所述碎 片抑制单元具有几个允许辐射直接通过该抑制单元的自由通道，以及一个或几 个用于缓冲气体的气体供应的进给管道(feed P1pe)，所述气体供应提供给所述 碎片抑制单元。碎片抑制单元具有至少一个延伸分布几个通道的内部空间，所 述内部空间优选地与所M道垂直，其中所述进给管道向所述空间开口。内部 空间优选地延伸分布抑制单元的所有通道。在本发明中，缓冲气体直接供应至碎片抑制单元的所述一个或几个内部空 间，这样，与外部空间相比，缓冲气條该碎片抑制单元中具有最大压力。从而可能维持该缓冲气体有效抑制箔捕获装置中的碎片所需的足够高的压力，同 时维持辐射单元(例如EUV辐射单元)中的辐躭源和光学部件区域中所需的低 压。已经发现，缓冲气体压力p和互作用长度d的乘积必须维持在至少100至200Pa*cm (在300K的常温下)，以保证有效地减缓或停止从EUV辐射等离子 源划寸的碎片粒子。压力p和互作用长度d的这个乘积可以M本碎片抑制系 统达到，而不会对等离子的产生形成负面影响。除了所述至少一个内部空间，本系统的碎片抑制单元优选地构造为现有技 术中已知的通常的箔捕获装置，特别是具有中心轴的箔捕获装置，箔片从该中 心轴径向延伸。根据本发明，在这样一种箔捕获装置中，内部空间通过单个箔 片上的开口简单地形成。缓冲气体可从外部或M31该箔捕获装置的中心轴供应。 在后一种情况下，进给管道形成该中心轴，并且具有足够的从中心轴伸展至内 部空间的开口或支管(sidetube)。如果这样一种箔捕获装置关于中心轴对称设计，那么也能使箔捕获装置绕 中心轴旋转。由于旋转，使得不能被缓冲气体阻挡的团簇或微滴与箔捕获^g 的箔片碰撞并凝结在那里。以箔捕获装置的旋转和所述内部空间相结合，其中 缓冲气体直接提供给该内部空间，提供了一种非常有效的碎片抑制系统。对于本领域技术人员而言，很明显，本发明中的碎片抑制系统不仅仅可以 应用于本说明书中主要描述的EUV辐射单元，也可用于可能需要碎片抑制的任 何其他应用领域。本发明说明书和权利要求书中，术语"包含"不排除其他元件或步骤，"一 种"也不排除复数。同时权利要求书中的任何参考标记也不应认为是限制这些 权利要求的保护范围。结合下述一些示例实施例中的附图，说明本碎片抑制系统以及相应的碎片抑制单元，而不限制权利要求的保护范围。所述附图为
图1为 一种已知的碎片抑制系统示意图；图2为根据本发明的碎片抑制系统的第一种实施方式的示意图；图3为根据本发明的碎片抑制系统的第二种和第三种实施方式的示意图；图4为图3的碎片抑制系统沿中心轴方向的示意图；图5为根据本发明的碎片抑制系统的第四种和第五种实施方式的示意图；图6为根据本发明的碎片抑制系统的两个另外的实施方式的示意图; 图7为根据本发明的碎片抑制系统的另一个实施方式的示意亂图8示出图7碎片抑制系统的碎片抑制单元的箔片结构示例。图1给出了本领域已知的在EUV辐射单元中，具有箔捕获装置的碎片抑制 系统的示意图。该图和下面大部分示意图均给出了 EUV等离子源2作为划寸出 EUV辐射的辐射源，所述EUV辐射用集光镜(collectormiiTor) 3收集和聚焦。 光轴用附图标记1表示，EUV辐射的一个4樣性辐射路径用附图标记8表示， 碎片粒刊debns particle)的一个代表性路径用附图标记9表示。碎片抑制系统包括位于EUV等离子源2和集光镜3之间的箔捕获装置n 。 箔捕获装置11包括多个从箔捕获装置11的中心轴10沿径向伸展的单个箔片。 这可以从图1右侧的表示沿中心轴10方向的视图看出。旨布置具有围绕光轴 1的旋转对称性(rotational symmetry )。图1中的碎片抑制系统还包括进给管道(feed pipe)5以M出口孔6供应缓 冲气体7。这些进给管道5被设置为向箔捕获装置11和集光镜3中的空间以及 箔捕获装置11和EUV等离子源2之间的空间提供缓冲气体。但是，对于这样一种布置，不能在EUV等离子源2—侧达到有效阻止碎片 粒子所需的缓冲气体最大密度。原因是ffl31如锡放电法(tin discharge)操作的 EUV等离子源2只有在缓冲气体最大压为1Pa氩气的量级下才能有效工作。更 高的压力下EUV辐射效率显著降低。因此，如上所述的缓冲气体压力p和互作 用长度d所需的条件在这样一种布置中不能达到。在集光镜3 —侧，由于与箔 捕获装置的流阻相比，集光镜的流阻很低，因此必须提供具有甚高气流的缓冲 气体以获得箔捕获装置中所需的高压。由于所有可用的缓冲气体吸收EUV辐 射，这样一种高气流会导致EUV辐射的显著弱化，而这是不允许的。图2给出了根据本发明的碎片抑制系统的一种代表性实施方式。该碎片抑 制系统的箔捕获装置11包括内部空间4，缓冲气体7从进给管道5直接供应至 内部空间4。为此，进给管道5延伸至该内部空间4。缓冲气体7从而在箔捕获 装置内部具有最大的气体密度。这使得碎片在相对较低的气流下得到最大抑制。 因此，在EUV等离子源2区域和集光镜3区域可以同时获得相对樹氐的气压条 件。图3给出了以相似示意图表示的本发明碎片抑制系统的另外二种实施方 式。在这种情况下，内部空间4 ffiil可以具有不同横截面的环形气流管道14形成，这可以例如通过比较图3a和3b看出来。环形气流管道14M31箔捕获^2 11的箔片中的大量的切口 (cutout)形成。缓冲气体可以在气流管道14中沿环 绕方向(方位角度方向)容易地流动。这在箔捕获装置ll体内产生所需的均匀 的气体分布以及在箔捕获装置ll中产生最大的气压。在这些实施方式中气体管 道5直接延伸至内部空间4。图4是图3的实施方式沿中心轴10方向的正视图。在该图中，给出了从中 心轴10延径向伸展的箔捕获装置11上的单个箔片。进给 5的出口部分被 设置为使缓冲气体7沿同一环形方向流出并流入气流管道14中，这在该图中由 其内部和外部的分界线12、 13表示。图5以示意图方式给出了本发明碎片抑制系统的另外两种实施方式。内部 空间4与图3中所示例子相同的方式形成。图5中的两个实施方式给出了气流 ■ 14的两种不同横截面。图5和图3中的实施方式的不同在于进给管道5的 布置。在本实施方式中，进给管道5的一部分形成箔捕获装置11的中心轴IO, 并且具有一个或几个延伸至气流管道14的支管。在这样一种实施方式中，由于 进给管道5与箔捕获装置11 一起旋转，使得箔捕获装置11可以绕中心轴10旋 转。这样的旋转用图6的实施方式中的箭头表示。在这些实施方式中，内部空 间4延伸至中心轴10，从而不需要图5中所示的进给管道5的支管。缓冲气体 7 M中心进给管道5中的出口孑L直接i^A内部空间4。与图5所示实施方式相 比，这具有如下优点，即不会出现由于支管的旋转产生的不希望的不平衡。而 且，在辐射光路上没有气管干扰。该实施方式还具有抑制单元易于制造的优点。 图6还给出了内部空间4的形状的另外两个示例。图7给出了另一个实施方式，其中环形气流管道18通过内部空间形成的单 一连接通道17与中心轴10的进给管道5相连。这可由具有不同切口形状的箔 捕获装置ll的不同类型的箔片实现，如图7a和7b中可以看出的。由于内部空 间，即气流管道18和连接通道17，占据了较少的对于碎片物凝结所需的箔片表 面，因lLtilil这样一禾中实施方式获得了一种改进的碎片抑制。图8中以不同视图给出了图7实施方式中箔片上不同的切口或开口。图8a给出了箔捕获装置ll的两个相邻箔片19，箔片19具有开口，所述开口形自于气体方位(azimuth)分布的环形气流管道18。图8b给出了具有开口的连续 的箔片16，所述开口用于从中心轴10沿径向给环形气流管道18的供应气流。 图8c给出了连续的箔片19，其中开口再次仅仅形成环形气流管道18。继续这 种方式，形成整个箔捕获装置ll。附图标记列表 1光轴2 EUV等离子源3 集光镜(collector mirror) 4用于缓冲气体的内部空间 5 进给Wit(feedpipe)6出口孑L7缓冲气体8辐射路径9碎片粒子路径10箔捕获装置的中心轴11箔捕获装置12外部分界线13内部分界线14气流til16具有用于径向气体供应的开口的箔片 17连接鹏 18环形气流，19具有用于环形气体供应的开口的箔片
权利要求
1.碎片抑制系统，包括一种碎片抑制单元(11)，尤其是箔捕获装置，所述碎片抑制单元(11)具有几个允许直路辐射的通道，以及一个或几个用于向所述碎片抑制单元(11)提供缓冲气体(7)的气体供应的进给管道(5)，其中所述碎片抑制单元(11)具有至少一个延伸分布几个所述通道的内部空间(4，14，18)，并且其中所述进给管道(5)向所述空间(4，14，18)开口。
2. 如禾又利要求1所述的碎片抑制系统，其特征在于所述空间(4， 14， 18) 形成气流通道(14， 18)，其集成在所述碎片抑制单元(11)中。
3. 如权利要求1所述的碎片抑制系统，其特征在于所述碎片抑制单元(ll) 具有相对于中心轴(10)的基本上旋转对称性，其中所述空间(4， 14, 18)绕 所述中心轴(10)沿环形方向伸展。
4. 如权利要求3所述的碎片抑制系统，其特征在于所舰给難(5)的出 口部分设置为，使得对于所有的进给，(5)，提供的缓冲气体7沿同一环形 方向流入所述空间(4， 14， 18)。
5. 如权利要求3所述的碎片抑制系统，其特征在于所述一个进给管道(5) ^^f述几个进给Wil (5)中的第一^括形^^述碎片抑制单元(11)的所述中心轴(10)的第一部分，禾口 形成一个或几个从所述中心轴(10)伸展到所述空间(4， 14， 18)的支管 的第二部分。
6. 如权利要求3所述的碎片抑制系统，其特征在于所述一个进给管道(5) 或所述几个进给管道(5)中的第一个形成所述中心轴(10)，并且具有一个或 几个向所述空间(4， 14， 18)开口的出口孔(6)，所述空间(4， 14， 18)伸 展到所述中心轴(10)。
7. 如权利要求5或6所述的碎片抑制系统，其特征在于，形成的所述第一 个进给管道(5)的所述支管或所述出口孔(6)，构成为将缓冲气体(7)从中 心轴(10)供应到所述空间(4， 14， 18)，以及所述几个进给WM (5)的第二 个被设置为沿朝向中心轴(10)的方向将缓冲气体(7)提供到所述空间(4， 14， 18)。
8. 如权利要求6所述的碎片抑制系统，其特征在于所述空间(4， 14， 18) 形成环形管道(14， 18)以及沿径向伸展并且连接所述-一个或几个出口孔(6)到所述环形，(14， 18)的连接管道(17)。
9. 如权利要求3所述的碎片抑制系统，其特征在于所述碎片抑制单元(ll) 以可绕所述中心轴(10)旋转的方式安装。
10. 如权利要求3、 5或6所述的碎片抑制系统，其特征在于所述碎片抑制 单元(11)为包括几个从所述中心轴(10)径向伸展的箔片(19， 16)的箔捕 获装置，并且所述内部空间(4， 14， 18)由所述箔片(19， 16)中的开口形成。
11. 碎片抑制单元，特别是用于根据以上权利要求之一的碎片抑制系统的碎 片抑制单元，所述碎片抑制单元(11)具有几个允许直路辐射的通道，以及延 伸分布几个所述通道的内部空间(4， 14， 18)。
12. 如权利要求11所述的碎片抑制单元，其特征在于，其包括几个从中心 轴(10)沿径向延伸的箔片(19， 16)，其中所述箔片(19， 16)具有形成所述 内部空间(4， 14， 18)的开口，所述内部空间(4， 14， 18)垂直于所述箔片 (19， 16)延伸。
13. 如权利要求12所述的碎片抑制单元，其特征在于所述幵口形成围绕所 述中心轴(10)以环形方向延伸的气流髓(14， 18)。
14. 如权利要求12所述的碎片抑制单元，其特征在于，所述开口形成环形 通道(14， 18)和连接通道(17)，连接通道(17)沿径向延伸并且连接的出口 孔(6)用于中心轴(10)中的缓冲气体(7)至所述环形管道(14， 18)。
全文摘要
本发明涉及一种碎片抑制系统，尤其是用在用于EUV辐射和/或X射线的辐射单元中的系统。该碎片抑制系统包括一种箔捕获装置(11)，所述箔捕获装置(11)具有多个允许直路辐射的通道，以及一个或几个用于缓冲气体(7)的气体供应的进给管道(5)，所述气体供应提供给所述箔捕获装置。该箔捕获装置具有至少一个延伸分布几个所述通道的内部空间(14)，其中所述进给管道向该空间开口。本碎片抑制系统能有效地抑制碎片。
文档编号G03F7/20GK101218543SQ200680021245
公开日2008年7月9日 申请日期2006年6月6日 优先权日2005年6月14日
发明者G·H·德拉, T·克卢肯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司