CN101790763B - 管理远紫外(euv)光刻装置的腔之间的气体流动的系统 - Google Patents

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Abstract

一种气体流动管理系统，包括：至少部分地围住第一空间和第二空间的第一和第二密封壁；在第一空间中产生等离子体的系统，该等离子体发出远紫外光；约束从第一空间流向第二空间的流动的伸长本体，该本体至少部分地围住一过道并具有使EUV光从第一空间进入过道的第一开口端以及使EUV光离开过道进入第二空间的第二开口端，该本体的形状建立相对第一和第二端具有减小横截面积的位置；以及离开一孔口的气体流，该孔口被设置成在本体的第一端和具有减小横截面积的位置之间的某一位置将气体引入所述过道。

Description

管理远紫外(EUV)光刻装置的腔之间的气体流动的系统
Alexander N.Bykanov
   David C.Brandt
  Igor V.Fomenkov
   William N.Partlo
本申请要求2007年8月31日提交的题为“GAS MANAGEMENTSYSTEM FOR A LASER-PRODUCED-PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源的气体管理系统)”的序列号11/897,644的美国专利申请的优先权，并同时要求2007年12月14日提交的题为“SYSTEMMANAGING GAS FLOW BETWEEN CHAMBERS OF AN EXTREMEULTRAVIOLET(EUV)PHOTOLITHOGRAPHY APPARATUS(管理远紫外(EUV)光刻装置的腔之间的气体流动的系统)”的序列号12/002,073的美国专利申请的优先权，并涉及2005年12月6日公布的题为“EXTREMEULTRAVIOLET LIGHT SOURCE(远紫外光源)”的6,972,421美国专利、提交于2007年8月31日题为“GAS MANAGEMENT SYSTEM FOR A LASERPRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源的气体管理系统)”序列号11/897,664的未决美国专利申请(委托案号2007-0039-01)、提交于2005年12月29日题为“EUV LIGHT SOURCE(EUV光源)”的序列号11/323,397的未决美国专利申请(委托案号2005-0077-02)、提交于2006年2月21日题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHTSOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/358,992的未决美国专利申请(委托案号为2005-0081-01)、提交于2007年7月13日题为“LASERPRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE HAVING A DROPLETSTREAM PRODUCED USING A MODULATED DISTURBANCE WAVE(具有使用调制的干扰波产生的微滴流的激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/827,803的未决美国专利申请(委托案号2007-0030-01)、提交于2007年4月10日题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/786,145的未决美国专利申请(委托案号2007-0010-02)、作为2003年4月8日提交的题为“EXTREMEULTRAVIOLET LIGHT SOURCE(远紫外光源)”的序列号10/409,254的美国专利申请(委托案号2002-0030-01)的延续的提交于2005年4月14日题为“EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE(远紫外光源)”的序列号11/107,535的未决美国专利申请(委托案号2002-0030-08)、提交于2006年2月21日题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITHPRE-PULSE(具有前脉冲的激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/358,988的未决美国专利申请(委托案号2005-0085-01)、提交于2005年2月25日题为“METHOD AND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCETARGET DELIVERY(EUV等离子体源靶传递的方法和装置)”的序列号11/067,124的未决美国专利申请(委托案号2004-0008-01)、提交于2005年6月29日题为“LPP EUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGETDELIVERY SYSTEM(LPP EUV等离子体源材料靶传递系统)”的序列号11/174,443的未决美国专利申请(委托案号2005-0003-01)、题为“SOURCEMATERIAL DISPENSER FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源的源材料配给器)”未决美国专利申请(委托案号2005-0102-01)、提交于2006年2月21日题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/358,992的未决美国专利申请(委托案号2005-0081-01)、提交于2005年6月29日题为“LPP EUV LIGHT SOURCEDRIVE LASER SYSTEM(LPP EUV光源驱动激光系统)”的序列号11/174,299的未决美国专利申请(委托案号2005-0044-01)、提交于2006年4月17日题为“ALTERNATIVE FUELS FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源的选择性燃料)”的序列号11/406,216的未决美国专利申请(委托案号2006-0003-01)、提交于2006年10月13日题为“DRIVE LASER DELIVERYSYSTEMS FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源的驱动激光传递系统)”的序列号11/580,414的未决美国专利申请(委托案号2006-0025-01)、提交于2006年12月22日题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV IGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/644,153的未决美国专利申请(委托案号2006-006-01)、提交于2006年8月16日题为“EUV OPTICS(EUV光学器件)”的序列号11/505,177的未决美国专利申请(委托案号2006-0027-01)、提交于2006年6月14日题为“DRIVE LASER FOR EUVLIGHT SOURCE(EUV光源的驱动激光器)”的序列号/452,501的未决美国专利申请(委托案号2006-0001-01)、Webb等人在2005年8月9日公布的题为“LONG DELAY AND HIGH TIS PULSE STRETCHER(长延时和高TIS脉冲展宽器)”的No.6,928,093未决美国专利、提交于2006年3月31日题为“CONFOCAL PULSE STRETCHER(共焦脉冲展宽器)”委托案号2004-0144-01的序列号11/394,512的美国专利申请、提交于2005年5月26日题为“SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTING ANINTERACTION BETWEEN A LASER SHAPED AS A LINE BEAM AND AFILM DEPOSITED ON A SUBSTRATE(在形成为直线光束的激光器和位于衬底上的薄膜之间实现相互作用的系统和方法)”委托案号2004-0128-01的11/138,001美国专利申请、以及2002年5月7日提交而现在是美国专利6,693,939且题为“LASER LITHOGRAPHY LIGHT SOURCE WITH BEAMDELIVERY(具有光束传递的激光光刻光源)”的序列号10/141,216美国专利申请、Knowles等人在2003年9月23日公布的题为“VERY NARROWBAND，TWO CHAMBER，HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASERSYSTEM(极窄波段、双腔、高REP率气体放电激光器系统)”的No.6,625,191美国专利、美国申请10/012,002(委托案号2001-0090-01)、2003年4月15日由Ness等人公布的题为“INJECTION SEEDED LASER WITH PRECISETIMING CONTROL(具有精确时间控制的注入种子激光器)”的申请号No.6,549,551美国专利、美国专利申请09/848,043(委托案号2001-0020-01)以及Myers等人在2003年5月20日公布的题为“VERY NAROW BAND，TWOCHAMBER，HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASER SYSTEM(极窄波段、双腔、高REP率气体放电激光器系统)”的No.6,567,450美国专利、美国专利申请09/943,343(委托案号2001-0084-01)、提交于2006年8月25日题为“SOURCE MATERIAL COLLECTION UNIT FOR A LASERPRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源的源材料聚集单元)”的序列号11/509,925的未决美国专利申请(委托案号2005-0086-01)，这些文献的所有内容援引包含于此。
领域
本公布涉及远紫外(“EUV”)光源，它提供来自等离子体的EUV光，所述等离子体源自靶材料并被聚集和引导至中间区域以在EUV光源腔外侧例如通过光刻扫描器/步进器利用。
背景
远紫外光——例如波长在50nm左右或更小(有时也称其为软x射线)并包括大约13.5nm波长光的电磁辐射——可用于光刻工艺以在例如硅晶片的衬底中产生极小的特征结构。在这种波长下，几乎所有已知的固体材料均吸收经过材料的EUV光的绝大部分。因此，所产生的EUV光必须透过真空气体并由镜面(例如切线入射或近乎垂直入射的多层镜)沿从产生点至要求曝光的工件(例如晶片、平面板等)反射(由于折射镜通常不可得)。
产生EUV光的方法包括但不一定局限于，将材料转换成具有例如氙、锂或锡的至少一种元素的等离子体状态，在EUV射程内具有一条或多条发射谱线。这些元素可包括但不局限于氙、锡、水、锂。
在通常叫作激光致等离子体(LPP)的一种这样的方法中，所要求的等离子体可通过激光束照射例如具有要求的线发射元素的材料微滴、材料流或材料簇团的靶材料而产生。在一些情形下，其它合适的能量束(例如电子束)可用来取代激光器。在通常叫作放电致等离子体(DPP)的另一方法中，可通过将具有要求线发射元素的材料设置在一对电极之间并随后在电极之间形成放电而产生等离子体。
以更理论性术语来说，LPP光源通过将激光能量沉积入例如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)的源元素，形成几十eV电子温度的高电离等离子体而产生EVU辐射。在这些离子去激发和重组合过程中产生的能量辐射从等离子体沿所有方向射出。在一种普通配置中，具有椭球形的近垂直入射镜(通常称其为“聚光镜”)被设置成离开等离子体一定距离以聚集、引导(并在一些配置中聚集)光至中间位置，例如聚焦点。所聚集的光随后从中间位置转继至一组扫描光学器件并最终到达晶片。在一种典型设置中，EUV光必须从等离子体至中间位置在光源中行进大约1-2米，因而在某些情形下，将光源腔中的氛围限制在具有相对低的带内EUV光吸收率的气体是有利的。
对于设计成用于大量制造(HVM)环境中的EUV光源来说(例如每小时曝光100个晶片或更多)，则聚光镜的寿命是影响效率、停工时间并最终影响成本的关键参数。在工作中，产生作为等离子体副产品的碎屑，这将使聚光镜表面和其它光学器件劣化。这些碎屑可能以高能离子、中性原子和靶材料簇团的形式出现。对于这三种碎屑，对聚光镜涂层最有害的一般是离子流。在没有碎屑缓蚀和/或聚集器清洗技术时，靶材料和尘粒的沉积以及聚光镜多层涂层的溅射和入射微粒的注入将使镜的反射率显著减小。就此而言，2007年4月10日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/786,145美国专利申请，委托案号2007-0010-02(其内容援引包含于此)披露了一种设备，其中例如等于或高于大约100毫托压力氢的流动缓冲气体用于腔内以在离子到达聚光镜前将等离子体中的离子减慢至低于大约30eV，所述聚光镜一般位于距离等离子体约15cm的位置。
当前设想需要将大约100W或更大的EUV功率传递给扫描器/步进器以实现高效的大批量的EUV光刻。为了获得这样的输出功率，可用5-20kW驱动激光器(例如CO2激光器)来照射例如锡微滴流的源材料。对于在EUV光源腔内传递的5-20kW功率来说，计算指出大约20％-80％的功率被传递至腔内的缓冲气体。
不像光源相对苛刻的环境(如上所述可能包含碎屑、源材料蒸汽和化合物、例如HBr的清洗腐蚀剂、例如氢的离子减速缓冲气体(它可以是相对高压和/或相对高的流量)、热等)，步进器/扫描器中的环境一般更为宽厚。事实上，在步进器/扫描器的腔内(一般包括用以建立照射、布图和投影的复杂光学器件以及使晶片台相对于布图光学器件(例如分度线)移动的复杂机械结构)，在光源腔内发现几乎完全无碎屑、气体、压力和/或热量的近似真空环境是理想的。然而，如上所述，由于无法获得固态的、非EUV吸收材料用来在例如光源腔和扫描光学器件腔之间建立合适的屏障，因此，必须研发出更为复杂的结构以分隔这些环境并同时仍然使EUV光从一个腔传至另一个腔。
有鉴于此，申请人披露一种用于管理远紫外(EUV)光刻装置的腔之间的气体流的系统及其对应的使用方法。
概述
在第一方面，本文描述了一种远紫外光刻装置的流体管理系统，其包括：至少部分地围住第一空间的第一围封壁；在第一空间内产生等离子体的系统，所述等离子体发出远紫外光；至少部分地围住第二空间的第二围封壁；约束从第一空间向第二空间流动的伸长本体，所述本体至少部分地围住一过道并具有允许EUV光从第一空间进入过道的第一开口端以及允许EUV光离开过道进入第二空间的第二开口端，该本体的形状建立具有相对于第一端和第二端横截面积减小的位置；以及离开一孔口的气体流，所述孔口设置成在本体的第一端和具有减小横截面的位置之间将气体引入过道。
在这方面的一个实施例中，系统进一步包括在过道中产生电磁场以在其中产生等离子体的源。例如，该源可包括射频线圈用以在过道中产生感性耦合的放电等离子体和/或该源可在过道中产生直流电电极放电。对于这个方面，等离子体可以是辉光放电或电晕放电等离子体。在另一配置中，源可在过道中产生射频电极放电，这种放电可以是辉光放电或电晕放电。
在这方面的一种结构中，孔口可包括形成在伸长本体中的孔，在一种具体结构中，系统可包括多个孔口，每个孔口被定位成在本体的第一端和具有减小横截面积的地点之间的各个相应位置将气体引入过道。在一种配置中，系统可包括一个或多个喷嘴，用以将流体从孔口引导向伸长本体的第一端。
在这个方面的具体实施例中，可提供将伸长本体的温度保持在预定范围内的温度控制系统。
在这个方面的一个实施例中，至少一个风环设置在伸长本体的过道中。
在本公开的另一方面，远紫外光刻装置可包括：其中储有气体的第一腔；其中储有气体的第二腔；与第二腔流体连通的中间腔；伸长本体，其约束从第一腔向中间腔的流动，该本体至少部分地围住过道并具有允许EUV光进入过道的第一开口端以及允许EUV光离开过道的第二开口端；离开孔口的气体流，所述孔口设置成在本体的第一端和第二端之间的某一位置将气体引入过道；以及从中间腔去除气体的泵。
在这个方面的一个实施例中，泵可与离开孔口的气体流以及第一和第二腔内的工作压力配合工作以建立从第二腔引入中间腔的气体流以及从孔口通过伸长本体的第一开口端并进入第一腔的气体流。
在另一方面，该装置可包括：围住第一体积的第一围封结构；在第一体积的等离子体部位产生等离子体的系统，该等离子体产生EUV辐射和离开等离子体的离子；位于第一体积内并与前述部位离开一定距离d的光学器件；介于等离子体部位和光学器件之间的气体，该气体建立足以在距离d上工作以在离子到达光学器件前使离子能量减小至低于100eV的气体数量密度；围住第二体积的第二围封结构；以及使第二体积耦合于第一体积以允许EUV辐射从第一体积传至第二体积并建立从第二体积引入系统的气体流以及从系统引入第一体积的气体流的系统。
在这个方面的一个实施例中，可将气体以压力P1设置在第一体积内，气体可以压力P2设置在第二体积中，其中P1＞P2。
在这个方面的具体结构中，系统可包括：与第二体积流体连通的中间腔；约束从第一体积至中间腔的流动的伸长本体，该本体至少部分地围住过道并具有允许EUV光进入过道的第一开口端以及允许EUV光离开过道的第二开口端；离开孔口的气体流，所述孔口设置成在本体的第一端和第二端之间的一个位置将气体引入过道；以及从中间腔去除气体的泵。
在这个方面的一种实现中，在第一体积中可设置多通道结构。
附图简述
图1示出根据实施例的一个方面的具有EUV光源的EUV光刻装置、利用EUV光的设备以及将光源耦合于设备的系统的选定部分的简化示意图；
图1A示出连接于利用EUV光的例如光刻工具的设备并具有设置在其间的耦合系统的放电致等离子体EUV光源的简化示意图；
图1B示出连接于利用EUV光的例如光刻工具的设备并具有设置在其间的耦合系统的激光致等离子体EUV光源的简化示意图；
图2示出透过简化的EUV光源的截面图，其示出EUV光源气体管理系统的一个实施例；
图2A示出沿如图2中的直线2A-2A所见的图2所示多通道结构的截面图，其示出具有同心、圆锥形风环的多通道结构；
图2B示出沿如图2中的直线2A-2A所见的图2所示多通道结构的截面图，其示出具有会聚的平板风环的多通道结构；
图3示出具有多个径向取向风环的多通道结构的选择结构；
图4示出沿如图3中的直线4-4所见的图3所示多通道结构的截面图；
图5示出管理和/或限制光源腔和例如扫描器的设备腔之间的气体流并同时允许EUV光从光源20传入设备的耦合系统的一个实施例；
图5A示出具有定向喷嘴以将流体引入由伸长本体建立的过道的耦合系统的实施例；
图5B示出具有锥形喷嘴以将流体引入由伸长本体建立的过道的耦合系统的实施例；
图5C示出沿图5A的直线5C-5C观察到的图5A所示的伸长本体的截面图，其示出将流体径向地引入过道的喷嘴；
图5D示出沿图5A的直线5C-5C观察到的图5A所示的伸长本体的截面图，其示出将流体切向地引入一过道以建立涡流的喷嘴；
图6示出具有设置在流体过道中的风环的耦合系统的另一实施例；
图6A示出沿图6中的直线6A-6A观察到的图6所示伸长本体的截面图；
图7示出具有在流体过道中产生感性耦合等离子体(ICP)的系统的耦合系统的另一实施例；
图8示出具有用于在流体过道中产生放电等离子体的系统的耦合系统的另一实施例；
图8A示出沿图8中的直线8A-8A观察到的图8所示伸长本体的截面图；
图9示出具有用于在流体过道中产生感性耦合等离子体(ICP)的系统的耦合系统的另一实施例；
图10示出具有用于使围住流体过道的伸长本体的全部或其一部分的温度保持在预定范围内的温度控制系统的耦合系统的另一实施例；
图11示出具有在流体过道中产生等离子体的系统以及产生电场偏转带电微粒的一对电极的耦合系统的另一实施例；以及
图12示出配置成允许介入过道的气体朝向过道末端的耦合系统的另一实施例。
详细说明
起初参见图1，图中示出根据实施例一个方面的总体表示为10”的EUV光刻装置的选定部分的简化示意图，该装置通过EUV光使例如晶片、平面工件的衬底曝光。对于装置10”来说，可提供一种利用EUV光的设备12”(例如步进器、扫描器、步进和扫描系统、直接写入系统、使用接触和/或毗邻掩模等器件的集成电路光刻工具)，该设备12”具有至少一个腔13”，该腔含有：一个或多个光学器件(未示出)以例如照射例如分度线的布图装置(未示出)；投影光学器件(未示出)，用以将经布图的光束投射到衬底(未示出)上；以及机械组件(未示出)，用以在衬底和布图装置之间形成受控的相对移动。如图进一步所示，装置10”可包括带腔26”的EUV光源20”，例如放电致等离子体(DPP)EUV光源(见图1A)、激光致等离子体(LPP)EUV光源(见图1B)或业内已知的任何其它形式的EUV光源，例如混合式(具有激光和放电)、同步加速器等。图1还示出该装置可包括耦合系统14”，该耦合系统具有管理和/或限制光源腔26”和设备12″的腔13”之间的气体流并同时允许EUV光从光源20”传入设备12”的至少一个腔16”。例如，如下文中更详细说明的那样，构成所谓“气栓”的耦合系统14”可具有从腔16”引入和去除气体的子系统。
图1A示出一个装置10’，该装置10’具有DPP光源20’、利用EUV光的设备12’(例如步进器、扫描器等)以及管理和/或限制光源腔26’和设备12’的腔13’之间的气体流并同时允许EUV光从光源20’传入设备12’的耦合系统14’。如图所示，源20’可以是在腔26’内的等离子体部位产生等离子体的所谓密集等离子体汇聚设备，尽管可以理解也可使用其它放电致等离子体(DPP)设备，例如传统z减流(pinch)设备、中空阴极z减流或毛细放电。对于如图所示的装置10’，源20’可包括一对电极31，这对电极可以是例如同心排列的。在一种配置中，中央电极可以是中空的并且例如氙、锡蒸汽、锂蒸汽等活性气体33可经过中空电极至等离子体部位。中央电极可随后由电脉冲功率系统脉动至相比外电极相对高的电位。可优化电容值、阳极长度和形状以及活性气体传递系统以增加EUV光输出。另外，可例如通过使水循环通过电极壁和/或使用热管冷却系统来冷却诸电极中的一个或两者。
图1A进一步示出可用来聚集产生在等离子中的EUV辐射并沿例如朝向位于耦合系统14’的腔16’内的中间焦点40’的要求方向引导辐射的镜35。尽管图示为单个切线入射镜，然而也可使用以嵌套方式排列的多个切线入射镜。每个镜的反射表面可由例如钼、钯、钌、铑、金或钨制成。
图1A还示出可在电极31和镜35之间设置在腔26’内的圆锥形嵌套式碎屑聚集器37，该聚集器37具有与从减流部位延伸出并指向镜35的光线对齐的表面。另外，例如氢、氦、氩或其组合物的缓冲气体39可引入腔26’，如图所示，并引导通过碎屑聚集器37以随后通过泵41从腔26’中除去。有关DPP光源的更多细节可从2005年12月6日公开的题为“EXTREME ULTRAVIOLETLIGHT SOURCE(远紫外光源)”的6,972,421美国专利中找到，该文献的全部内容援引包含于此。
图1B示出具有LPP光源20”的装置10”，该装置10”如图所示包括用于产生一串光脉冲并将光脉冲传入光源腔26的系统22。对于源20”来说，光脉冲可沿从系统22的一条或多条光束路径行进并进入腔26以照射辐射区28处的一个或多个靶。
用于图1所示的设备22的合适激光器可包括脉冲激光设备，例如脉冲气体放电CO2激光设备，其例如通过DC或RF激励产生9.3μm或10.6μm的辐射、工作在例如10kW或更高的相对高功率下并具有例如50kHz或更高的高脉冲重复率。在一具体实现中，激光器可具有MOPA结构，这种结构包括多级轴向流RF泵激CO2增强并具有由低能和高重复率(例如能够胜任50kHz操作)的Q切换主振荡器(MO)发起的种子脉冲。从MO开始，随后可在进入LPP腔之前对激光器脉冲进行放大、整形和/或汇聚。连续泵激的CO2放大器可用于系统22。例如，具有一个振荡器和三个放大器的合适CO2激光器设备(O-PA1-PA2-PA3结构)公开于2005年6月29日提交的题为“LPP EUV LIGHT SOURCE DRIVE LASERSYSTEM(LPP EUV光源驱动激光器系统)”的未决美国专利申请S/N 11/174,299中(委托案号2005-0044-01)，其全部内容援引包含于此。
根据特定应用，其它形式的激光器也适用，例如工作在高功率和高脉冲重复率下的受激准分子或分子氟激光器。其实例包括例如具有纤维、杆形或盘形工作介质的固态激光器、MOPA配置的受激准分子激光器系统，例如No.6,625,191，6,549,551和6,567,450美国专利所示的受激准分子激光器，可采用这样一种受激准分子激光器，其具有例如振荡器腔的一个或多个腔以及一个或多个放大腔(这些放大腔是并联或串联的)、主振荡器/功率振荡器(MOPO)配置、功率振荡器/功率放大器(POPA)配置或营造出一个或多个受激准分子或分子氟放大器或振荡器腔的固态激光器。其它的设计也是可行的。
如图1B中进一步示出那样，EUV光源20还可包括靶材料传递系统90，例如将腔26内部的靶材料微滴传至辐射区28，在那里微滴与一个或多个光脉冲相互作用，例如与零个、一个或大于一个前脉冲相互作用，并随后与一个或多个主脉冲相互作用以最终形成等离子并产生EUV射线。靶材料可包括但不一定局限于，包括锡、锂、氙或其组合物的材料。例如锡、锂、氙等EUV发射元素可以液态微滴和/或包含在液态微滴中的固态微粒形式或离散、半连续和/或连续量地将EUV发射元素传至辐射区28的任何其它形式出现。例如，元素锡可作为纯锡、作为例如SnBr4、SnBr2、SnH4的锡化合物、作为例如锡镓合金、锡铟合金、锡铟镓合金或其组合形式的锡合金。根据所使用的材料，(例如锡合金SnBr4时)可在包括室温或接近室温的各个温度下或(例如纯锡时)在高于室温的温度下或(例如SnH4时)在低于室温的温度下将靶材料提供至辐射区28，并且在一些场合中可以是相对易挥发的，例如SnBr4。关于将这些材料用于LPPEUV源的更多细节给出在2006年4月17日提交的题为“ALTERNATIVEFUELS FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源的选择性燃料)”的未决美国专利申请S/N 11/406,216中(委托案号2006-0003-01)，其内容援引包含于此。
继续参见图1B，EUV光源20也可包括光学器件30，该光学器件30具有例如在例如SiC、多晶硅Si、单晶硅Si等衬底上的分梯度的多层涂层的钼和硅的交替层的截头椭球形式的聚光镜。图1B示出光学器件30可形成有通孔以使系统22所产生的光脉冲通过光学器件30到达辐射区28。如图所示，光学器件30可以是例如椭球镜，这种镜具有在辐射区28内或附近的第一焦点以及在所谓中间区40的第二焦点，在中间区40，从EUV光源20输出的EUV光经过耦合系统14并输入至例如步进器、扫描器、步进和扫描系统、直接写入系统、使用接触和/或毗邻掩模等的装置的集成电路光刻工具的利用EUV光的设备12。
如图所示，光学器件30可设置成使光学器件30上最靠近的工作点离开辐射区28一距离d。还可考虑将其它光学器件代替椭球镜使用以聚集和引导光至中间位置以随后传递给利用EUV光的设备，例如所述光学器件可以是抛物面形的或配置成将具有环形横截面的光束传递至中间位置，参见例如2006年8月16日提交的题为“EUV OPTICS(EUV光学器件)”的S/N 11/505,177未决美国专利申请(委托案号2006-0027-01)，其内容援引包含于此。
对于源20来说，温度控制系统可用来将光学器件30保持在预选择的工作温度范围内。该温度控制系统可包括加热设置在聚光镜衬底背侧上的一个或多个欧姆加热器和/或冷却例如形成在聚光镜衬底中的一个或多个冷却通道以使例如水或液态镓的热交换流体流过。
在本文中使用的术语“光学器件”及其衍生物包括但不一定局限于反射和/或透过和/或依赖入射光工作的器件，并包括但不局限于透镜、窗、例如色谱滤光器的滤光器、楔形镜、棱镜、棱栅、光栅、校准具、散射器、传输光纤、检测器和其它仪表器件、孔口、轴棱镜、光阑和包括多层镜、近垂直入射镜、切线入射镜、镜面反射器和散射反射器的镜。此外，除非另有说明，本文中的术语“光学器件”及其衍生物不意味着局限于单独工作的器件或在例如EUV输出光波长、辐射激光波长、适于计量学的波长或任何其它特定波长或波长带宽或其附近的一个或多个规定波长范围内其优点更为突出。
继续参见图1B，EUV光源20还包括EUV控制器60，该EUV控制器60还可包括驱动激光控制系统65，用以触发系统22中的一个或多个灯和/或激光设备从而产生传入腔26的光脉冲和/或用以控制光束传递，例如可通过驱动器移动的光学器件以调整光束聚焦、光束偏转、光束形状等。用于脉冲整形、聚焦、偏转和/或调整脉冲聚焦功率的合适光束传递系统记载于2006年2月21日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的S/N 11/358,992未决美国专利申请中(委托案号2005-0081-01)，其内容援引包含于此。如本文所述，一个或多个光束传递系统光学器件可流体连通于腔26。脉冲成形可包括使用例如脉冲展宽器和/或脉冲整形来调整脉冲持续时间。
EUV光源20还可包括微滴位置检测系统，该系统可包括一个或多个微滴成像器70，该微滴成像器70提供指示一个或多个微滴例如相对于辐射区28的位置的输出。成像器70可将该输出提供给微滴位置检测反馈系统62，微滴位置检测反馈系统62可计算微滴位置和轨迹，籍此可逐个微滴地或平均地计算微滴的微滴误差。随后将微滴误差作为输入提供给控制器60，控制器60例如将位置、方向和/或时序校正信号提供给系统22以控制源时序电路和/或控制光束位置和整形系统，从而例如改变传递给腔26中的辐射区28的光脉冲的位置和/或聚焦功率。另外对EUV光源20来说，靶材料传递系统90可具有响应来自控制器60的信号(该信号在一些实现中可包括上述的微滴误差或由此得出的一些量)工作的控制系统，以例如修正泄放点、泄放时序和/或微滴调制以校正到达要求辐射区28的微滴中的误差。
对EUV光源20来说，微滴传递机构可包括例如微滴配给器，其要么形成(1)离开该配给器的一个或多个微滴流，要么形成(2)离开配给器并随后由于表面张力断裂成多个微滴的一股或多股连续流。在任一情形下，微滴可生成和传递给辐射区28以使一个或多个微滴同时留驻在辐射区28中，从而允许一个或多个微滴同时通过初始脉冲(例如前脉冲)而受到辐射，从而形成适于对一个或多个后继激光脉冲(例如主脉冲)曝光的扩大靶以产生EUV放射。在一个实施例中，多孔口配给器可用来形成“喷淋头”效应。一般来说，对EUV光源20，微滴配给器可以是调制或非调制的并可包括一个或若干个小孔口，靶材料通过小孔口以形成一股或多股微滴流。关于上述配给器的更多细节及其相对优势可在2006年2月21日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITHPRE-PULSE(具有前脉冲的激光致等离子体EUV光源)”S/N 11/358,988的未决美国专利申请(委托案号2005-0085-01)以及2005年2月25日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGETDELIVERY(EUV等离子体源靶传递的方法和装置)”的S/N 11/067,124未决美国专利申请(委托案号2004-0008-01)，2005年6月29日提交的题为“LPP EUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERYSYSTEM(LPP EUV等离子体源材料靶传递系统)”的序列号11/174,443的未决美国专利申请(委托案号2005-0003-01)、2007年7月13日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE HAVING ADROPLET STREAM PRODUCED USING A MODULATED DISTURBANCEWAVE(具有使用调制的干扰波产生的微滴流的激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/827,803的未决美国专利申请(委托案号2007-0030-01)中找到，这些文献的内容援引包含于此。
EUV光源20可包括用以测量由源20产生的EUV光的各种特性的一个或多个EUV计量仪器(未示出)。这些特性可包括例如强度(例如总强度或特定频带中的强度)、频谱带宽、偏振等。对EUV光源20来说，仪器可配置成当例如光刻扫描器的下游工具联机时工作，例如通过对一部分EUV输出予以采样、例如使用采光镜或对“非聚集”EUV光进行采样，和/或当例如光刻扫描器的下游工具脱机时工作，例如通过测量EUV光源20的全部EUV输出。
如上所述，靶在辐射区28的辐射产生等离子体并形成EUV放射。另外，作为该过程的副产品，产生的离子一般沿所有方向离开等离子体。一般来说，离开等离子体的离子的初始能量在一定范围内变化，该范围受很多因素的影响，包括但不局限于辐射光的波长、能量、强度和脉冲形状以及靶材料的成分、大小、形状和构成。上文中还指出，这些离子如果不衰弱的话会使例如镜、激光输入窗、计量窗、滤光器等附近光学器件劣化。
对于图1A和1B所示的源20、20’来说，例如流动或静止的气体可介入于等离子体部位和光学器件30(镜35)之间，该气体建立足以在距离d上工作的气体数量密度n(即分子数/体积)，其中d是等离子体部位和光学器件30/镜35之间的最近距离以在离子到达光学器件30/镜35之前使离子能量减小至靶最大能级。例如，气体数量密度足以使离子能量减小至大约10-200eV的靶最大能级，并且在一些情形下可提供低于30eV的能级。对图1A和1B所示设备的操作来说，考虑在EUV光发生期间使在距离d上建立某一靶气体数量密度的气体出现并流动。在选择适当的气体成分和气体数量密度时考虑的因素包括气体成分的离子止动能量(例如在大约10-30cm的距离上使离子减慢至大约30eV以下)以及作为数量密度函数的气体EUV吸收(例如对于LPP源，当EUV光从等离子体向聚光镜行进并随后照射在中间区40时，在大约1-2m距离内提供可接受带内EUV吸收)。
取决于具体应用，合用的气体可包括氢，例如大于50％的氢(氕和/或氘同位素)、氦及其组合物。例如，对具有最大初始离子能量(例如大约5-10keV)的等离子体产生离子以及大约离开等离子体15cm的距离d来说，使离子能量减至低于大约30eV的合用气体可以是室温下大约500毫托压力下的氢气。对于一些配置，可采用在大约500毫托至2000毫托范围内的压力。SRIM(物质中离子的止动和射程)软件(可从www-srim-org网站获得)可用来确定使(具有最初离子能量的)离子能量低于选定能量所需的气体数量密度(在给定距离d上工作)。从数量密度可计算出该气体预期的EUV吸收。进一步可以理解，引入到腔内的气体可与光、离子和/或等离子体反应以分裂和/或再生离子，例如对清洗/腐蚀和/或离子减速有效的原子氢和/或氢离子。
图1B还示出光源20可包括气体管理系统100，该系统100可包括：经调整的气体源，用以将一种或多种气体引入腔26；可调泵，用来将气体从腔26中去除，并且在一些情形下包括闭环流动路径，用于再循环和/或再次引入从腔26去除的气体。尽管EUV光源气体管理系统在本文中是结合图1B和图2中所示LPP源予以详细阐述的，然而要理解下面内容的绝大部分可等同地适用于图1A所示的DPP源20’。
继续参见图1B，可以看出气体管理系统102可用来引入气体、去除气体和/或调整耦合系统14的腔16中的气体流量，而气体管理系统104可用来引入气体、去除气体和/或调整利用EUV光的设备12的腔13中的气体流量。
例如，气体管理系统100、102、104可包括：强制气体通过闭环流动路径的泵；从在流动路径中流动的气体去除热量的热交换器和/或从在流动路径中流动的气体中去除至少一部分靶物质(例如使光学器件劣化和/或吸收EUV光的尘粒)的过滤器。阀、调节器或类似装置可用来计量被引至泵的气体的量。另外，在一些情形中，可提供空调以在气体释放到周围环境前稀释和/或净化气体。
可通过一个或多个泵从腔13、15、26去除气体以响应来自气体管理系统100、102、104的气体添加而维持各腔13、15、26中的恒定气压，和/或从腔13、15、26去除尘粒、蒸汽、金属尘等和/或在腔13、15、26中建立压力梯度以在光学器件30和辐射区28之间维持相对高的压力并在辐射区28和中间区40之间维持较小的、相对低的压力。另外，泵、热交换器和过滤器配合工作以去除热量并由此控制腔13、15、26中的温度，例如控制光学器件30的温度和/或从腔13、15、26去除尘粒、蒸汽、金属尘等和/或在腔13、15、26中提供压力梯度，例如在光学器件30和辐射区28之间维持相对高的压力并在辐射区28和中间区40之间维持较小的、相对低的压力。
可协同使用气体源和泵的控制以在腔13、15、26中或通过腔13、15、26维持选定的气体压力/压力梯度和/或维持选定的流量，和/或维持选定的气体成分，例如若干气体的选定比，例如H2、HBr、He等。典型地，选定的流量尤其取决于对腔的光源功率输入、气体混合量、热交换器的效率、其它器件冷却系统(例如聚光镜冷却系统)的效率和/或其它腔内的气体要求/局限。
作为示例，对于光学器件30设置在离辐射地点28大约15cm位置的Sn靶和CO2激光系统，腔26内可采用大约500mJ的激光脉冲能量和10-100kHz范围内的EUV输出重复率以及大约200-400slm(标准升/分钟)或更大的流量。
对于光源20，气体管理系统100可将若干种气体(例如H2、He、Ar和HBr)分别并独立地引入，或将气体作为混合物引入。另外，尽管图1B示出在一个位置引入气体，然而要理解也可在多个位置引入气体、可在多个位置去除气体和/或将气体抽出以使其在多个位置循环。气体可通过罐提供或在本地产生。例如，气体源可包括即刻实现的氢/氘发生器。若干类型是可获得的，包括使用质子交换膜从水/重水中抽取氢/氘的设备。这种设备由Domnick Hunter经营和销售，其产品名为Hydrogen Generator，详情可见www-domnickhunter-com网站。
根据所使用的气体，可提供例如合用化学洗涤剂的空调，例如用来洗涤腐蚀气蒸汽和/或稀释气体的气体源以在释放入周围环境前稀释离开的气体。例如，当使用H2时(其气体浓度在4-25％下是易爆的)，例如N2或空气的稀释气可用来减小H2在泄放前的浓度(通常低于4％并且更佳地低于0.4％)。或者，除了使用稀释气体、加上可能具有铂催化剂的催化剂转化器可用来将氢转化成水。
用于减小离子能量的合用气体可包括但不局限于氢(氕和氘同位素)、氦及其组合物。另外，可引入用于去除沉积在光学器件表面上的尘粒的清洗/腐蚀气体，例如具有卤素的气体。例如，腐蚀气体可包括HBr、HI、Br2、Cl2、HCl或其组合物。作为示例，当将Sn或Sn化合物用作靶材料时，合适的成分可包括50-99％H2和1-50％HBr。
相信这些离子缓解技术可用来抑制离子流(即能量集成信号)至具有可接受的EUV吸收水平的至少四个数量级。在一些情形下，聚光镜反射涂层可具有大约500个牺牲层并仍然提供充分的EUV反射性。将0.2层/百万脉冲的测得腐蚀速度(在没有离子缓解的情形下)和104抑制因数(由于上述缓解作用)作为考量，在大量制造环境下对应于聚光镜大约1年的工作估计有超过1012脉冲的聚光镜寿命。
根据具体场合使用如上所述离子止动气体和/或腐蚀气体可以单独使用或与一种或多种其它离子缓解技术结合，例如使用箔屏蔽(具有或不具有减缓或偏转气体)以及使用电场和/或磁场来偏转或减缓离子和/或使用脉冲整形来减少离子流，例如参见提交于2007年4月10日题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/786,145的未决美国专利申请(委托案号2007-0010-02)，其内容援引包含于此。
图2示出具有带腔26的EUV光源的EUV光刻装置200的气体管理组件，所述腔26中设有带通孔的光学器件30，例如近正交入射的椭球形聚光镜以将EUV光从通过产生EUV辐射的驱动激光器(图2未示出)射出靶材料微滴的辐射区28引导向耦合系统14中的中间区40。如图所示，来自光学器件30的EUV光经过耦合系统14并输入到利用EUV光的设备12，例如光刻步进器、扫描器等。
如图2所示，气体管理系统可包括一条或多条闭环流动路径的围封结构，该围封结构具有与一个或多个导向管204a、b流体连通的容腔，例如腔26，每个导向管204a、b位于腔26外部。
继续参见图2，可以看出在每个闭环流动路径中，气体被引导流过形成在光学器件30中的通孔并流向辐射区28。一部分气体从通孔流过热交换器206并流入泵208a、b。对于图2所示的光学器件30，通孔还发挥使激光光束从激光源(未示出)通向辐射区28的作用，尽管可提供其它通孔并用来使气体流过光学器件30。另外，可在腔26中建立其它合适的流动路径，例如参见提交于2007年8月31日题为“GAS MANAGEMENT SYSTEM FOR A LASERPRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源的气体管理系统)”序列号11/897,664的未决美国专利申请(委托案号2007-0039-01)，其内容援引包含于此。
对于图示的装置200，热交换器206可由多个彼此间隔、平行、环形的金属板构成，每个金属板围绕在腔26周缘延伸。这些金属板中的一个、一些或其全部可形成有一个或多个内部过道以使例如水的热交换流体经过，从而冷却每块板。热交换器206可用来使流过热交换器206的气体冷却和/或使不理想地吸收EUV辐射和/或弄脏光学器件的靶材料蒸汽(例如当锡用作靶材料时为锡蒸汽)冷凝。一旦冷却，气体可流过泵208a、b，所述泵208a、b可以是例如涡轮泵或叶根型增压器，并随后被引导通过外部导向管至某一位置，在该位置气体再次流过形成在光学器件30中的通孔。也可提供一个或多个流量调节器(未示出)，例如在每个泵附近提供一个调节器，以平衡遍及气体管理系统的流体。
图2和图2A还示出来自形成于光学器件30内的通孔的气体的一部分通过多通道结构210在腔26中流动。如图所示，多通道结构210可设置在辐射位置28和中间点40之间并包括多个同心的、圆锥形风环212，这些风环的排列使光从光学器件30行进至中间区40并设计成最小化EUV光变暗。另外，风环位置可选择成对应于例如由于扫描器中的阻塞而令扫描器202不可使用的光路。可提供一个或多个径向构件213以支承同心、圆锥形风环。图2B示出另一实施例，其中风环212”由如图2所示朝向中间区40收拢的平板构成。如图所示，可设置凸缘211以限制腔26的壁和多通道结构210之间的流动。
图3和图4示出多通道结构210’的另一种配置，这种结构包括多个径向设置的风环212’。作为代替，可采用具有同心圆锥和径向风环两者的多通道结构。对于图2A、2B和图3所示的多通道结构210、210’、210”，一个、一些或全部风环可形成有内部过道以使例如水或液态镓的热交换流体流过，从而冷却每个风环。多通道结构210、210’、210”可用来冷却流过多通道结构210、210’、210”的冷却气体和/或使不理想地吸收EUV辐射的靶材料蒸汽(例如当锡用作靶材料时为锡蒸汽)冷凝和/或向气体流动提供显著的阻滞，由此在腔26中建立某一压力梯度，例如在辐射区28和光学器件30之间使多通道结构210、210’、210”上游具有相对高的气体压力以例如提供离子止动和/或腐蚀功率，例如在多通道结构210、210’、210”和中间区40之间使多通道结构210、210’、210”的下游侧具有相对低的气体压力以例如最小化EUV吸收和/或最小化朝向耦合系统14和利用EUV光202的设备的流动。
对所述设备来说，多通道结构210、210’、210”的位置适于接受来自辐射区28的源材料。如本文所披露的，根据具体应用，结构210、210’、210”可单独使用或与一种或多种其它碎屑缓解技术结合使用，例如使用如上所述的离子减慢气体、使用箔屏蔽(具有或不具有离子减慢或偏转气体)、使用电场和/或磁场来使离子偏转或减慢以及使用脉冲整形光束。
可提供光束止动件，它可与多通道结构210、210’、210”分离、与之相连或与之形成一体。在设备工作时，例如微滴的靶材料通过一个或多个脉冲辐射以产生等离子体。典型地，被辐射的靶材料沿光束方向移动并散开至很宽的立体角。大部分材料可通过多通道结构210、210’、210”聚集，多通道结构210、210’、210”也可以受温度控制。例如，用于聚集和引导LPP靶材料的受温度控制的光束止动件披露和公开于提交于2006年8月25日题为“SOURCEMATERIAL COLLECTION UNIT FOR A LASER PRODUCED PLASMAEUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源的源材料聚集单元)”的序列号11/509,925的未决美国专利申请(委托案号2005-0086-01)，其全部内容援引包含于此。另外参见提交于2007年4月10日题为“LASERPRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的序列号11/786,145的未决美国专利申请(委托案号2007-0010-02)，其全部内容援引包含于此。
靶材料辐射的副产品可包括金属尘、靶材料蒸汽和微滴或簇团并具有若干形式，例如当采用锡时，例如纯锡或SnBr4、SnH4、SnBr2等锡化合物作为源材料，副产品可包括锡和包含氧化物的锡化合物。例如源自聚光镜腐蚀的灰尘和其它尘粒也可出现在腔中。这些副产品可能损害光学器件并吸收/散射EUV辐射。
作为示例而非限制，多通道结构210、210’、210”可用来聚集液体和固体(在一些情形下为再熔固体)和/或冷凝蒸汽。对于含Sn的靶材料，多通道结构210、210’、210”中的一些或全部工作表面可保持在高于Sn熔点的温度，例如高于大约230C。在该温度下，微滴可能附着于多通道结构210、210’、210”的表面，并在某些情形下因重力而向下流动。凝固的金属尘可能再熔为熔融材料并同样向下流动。锡化合物(例如氧化物)也可被液流所俘获并从腔内去除。多通道结构210、210’、210”可具有互连通道(未示出)以引导液态金属流从表面至聚集液态金属的底部。通道的位置和方向可相对于EUV源方向配置(例如使光源轴相对于水平方向倾斜大约28度)以确保液体在多通道结构210、210’、210”上正确的流动。另一方面，在一些场合中，多通道结构210、210’、210”中的一些或全部工作表面可保持在低于Sn熔点的温度，例如低于大约230C(对含锡的靶材料来说)。在这些温度下，冷凝得以促进且允许液体和固体在多通道结构210、210’、210”上聚集。多通道结构210、210’、210”可充当冷凝例如腔中存在的Sn蒸汽的蒸汽的冷阱。
图2示出气体从多通道结构210大致沿中间区40的方向流动。图2还示出离开多通道结构210的一些、一部分或全部气体可流过热交换器214并流入泵216a、b。对图示的源来说，热交换器214可由多个间隔的、平行的环形金属板构成，每个金属板围绕腔26周缘延伸。这些金属板中的一个、一些或其全部可形成有一个或多个内部过道以使例如水的热交换流体经过，从而使每块板冷却。热交换器214可用来使流过热交换器214的气体冷却和/或使不理想地吸收EUV辐射的靶材料蒸汽(例如当锡用作靶材料时为锡蒸汽)冷凝。一旦冷却，气体可流过泵216a、b，所述泵216a、b可以是例如涡轮泵或叶根型增压器，并随后被引导通过外部导向管204a、b至某一位置，在该位置气体再次流过形成在光学器件30中的通孔。要理解也可提供一个或多个流量调节器(未示出)，例如在每个泵附近提供一个调节器，以平衡遍及气体管理系统的流体。导向管204a、b可包括供选择的过滤器218a、b，例如洗涤器和/或附加的、供选择的热交换器220a、b。对于图示的光源，过滤器218a、b可用来从流动路径中流动的气体中去除至少一部分靶物质，例如可能使光学器件劣化和/或吸收EUV光的尘粒。例如，当将含锡材料用作源材料以产生等离子体时，例如氢化锡、氧化锡和溴化锡的尘粒会出现在气体中，这会使光学器件劣化和/或吸收EUV光。可使用一个或多个合用的过滤器将这些尘粒去除，例如沸石过滤器、冷阱、化学吸附剂等。热交换器220a、b可例如由多块平行金属板构成，它们彼此隔开并且内部冷却，如上所述，并可用来冷却导向管204a、b中的气体和/或冷凝并由此从气体流动中去除蒸汽，例如锡蒸汽。
图2还示出该气体管理系统可包括受调节的气体源222，用于连续或以个别量有选择地将一种或多种气体导入腔26，例如用于离子止动(例如H2(氕和/或氘同位素)和/或氦气)和/或用于从腔26中的表面(例如光学器件30的表面)蚀去等离子产生的碎屑沉积物(例如HBr、HI、Br2、Cl2、HCl、H2或其组合物)。要理解，光源222可包括一个或多个流体调节器(未示出)。
图2还示出气体管理系统可包括例如涡轮泵或叶根型增压器的可调泵224以及供选择的空调226(例如上面结合图1所示空调114描述的用来在泄放前稀释和/或洗涤气体)，用以选择地从腔26和/或气体管理系统的其它部分(例如导向管204a、b等)以连续或个别地去除一部分或全部气体。在一些情形下，可将热交换器(未示出)设置在泵224的上游以保护泵不受高温气体影响。
可通过气体源222将新鲜气体加至腔26和/或通过泵224从腔26去除气体以去除热量并由此控制腔26中的温度和/或从腔26去除尘粒、蒸汽、金属尘等和/或在腔26中提供一定压力梯度以在光学器件30和辐射区28之间维持相对大的压力并在辐射区28和中间区40之间维持较小的、相对低的压力。
气体源222以及泵216a、b和224的控制可用来维持腔的选定区内的气体数量密度和/或压力梯度和/或维持流过腔26的选定流量和/或维持选定的气体成分，例如H2、HBr、He等若干气体的选定比。
图2还示出多个气体监测器228中的一个，用来测量一个或多个气体特征，包括但不局限于气体温度、压力、成分，例如He/H2比、HBr气体浓度等，该监测器可设置在腔26内或设置成与之流体连通以向气体管理系统控制器230提供其一个或多个信号指示，控制器230则控制泵、调节器等以维持选定的气体温度、压力和/或成分。例如，具有差动泵抽的质谱仪残余气体监测器可用来测量HBr气体浓度。
图2还示出提供耦合系统14，包括用于维持预选定流(流量和/或流动方向)、温度、在中间区40或其附近的气体数量密度和/或尘粒量级的设备。具体地说，耦合系统14可设计成符合由步进器/扫描器制造者规定的一种或多种规范，这通常限制在EUV光输入端口进入步进器/扫描器的例如锡和锡化合物的尘粒、例如HBr的清洗/腐蚀气体、热量等的量。如图2所示，在中间区40附近的气体管理可包括将压力保持在低于扫描器输入端的压力，以使气体从设备12流出并流向中间区40。图2还示出气体管理系统可包括提供从中间区40流向辐射区28的气体流的气体源232以及如上所述的泵234和供选择的空调236，用以有选择地抽空中间区40。
图5示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动并同时允许EUV光从光源20传入设备12的耦合系统1014的一个实施例。如图所示，虚线1016指示EUV光从源20汇聚于中间区1018并从中间区1018发散入设备12的腔13以在其中使用。如图所示，耦合系统1014可包括围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020的壁1012。系统1014还包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13的流动的伸长本体1022。对于系统1014，本体1022可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024的第一开口端1026以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端1028。如图所示，本体1022的形状例如具有收窄区，以建立相对于第一端1026和第二端1028横截面积减小的至少一个位置1030。如图所示，减小的横截面积可沿光轴定位于与中间焦点1018相同的位置，然而可使本体1022的收窄区远离中间焦点1018。要注意，本体1022的形状可基本顺应于进入和离开中间焦点1018的光锥。如图所示，端部1026的直径可大于端部1028的直径。
继续参见图5，可以看出本体1022可形成有一个或多个孔口1032，例如贯穿本体1022壁的通孔，以将气体在本体的第一端1026和横截面积减小的位置1030之间的位置引入到过道1024，例如沿光轴离与横截面积减小的位置1030和/或中间焦点1018相隔距离X。更具体地，如图所示，可使来自受调整气体源1034的气体沿箭头1036的方向流入歧管1038，该歧管1038如图所示设置成在孔口1032的位置围住本体1022。例如，来自气体源1034的气体可以是氩、氢、氦及其组合物，或具有相对低EUV吸收并允许出现在腔26和/或腔13中的任何其它气体。
图5还示出设有凸缘1040，该凸缘1040在耦合系统1014的外壁和本体1022的壁之间延伸以约束光源20的腔26和中间腔1020之间的流体流至过道1024。如图所示，耦合系统1014可包括多个孔口1032，且这些孔口可配置成将进入过道1024的流体沿朝向本体1022的开口端1026的方向引导。在一种配置中，该系统可包括将进入过道1024的流体朝向伸长本体1022的第一端1026引导的一个或多个喷嘴(未示出)。
图5进一步示出耦合系统1014可包括围住中间腔1020的壁1012，所述中间腔1020包括位于本体1022的开口端1028和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014，可以是例如一个或多个涡轮泵或叶根型增压器的一个或多个泵1042，可设置成从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044、1046的方向流入。最后，如图所示，锥形护罩1048可从设备12伸出并伸入中间腔1020并设置成部分地围住EUV光输入孔口1042以减小和/或消除从中间腔1020流入设备12的流动。
通过图5所示和如上所述的配置，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以使来自设备12的腔13的气体进入中间腔1022(箭头1050)，抑制尘粒流进入设备12并使气体从孔口1032通过伸长本体1022的开口端1026并进入光源20的腔26(箭头1052)，这建立了使尘粒扩散入本体1022的逆流。具体地说，这些流动(箭头1050和1052)可通过使光源20的腔26中的气体处于压力P1、使设备腔13内的气体处于压力P2、且P1＞P2来达成。在一些情形下，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以引导流体从过道1024经过伸长本体1022的开口端1028并进入中间腔1020(箭头1054)。在一些情形中，腔26中的离子减慢缓冲气体可达大约200-600毫托(H2)并且孔口1032平面处的压力高于腔26的压力。在这些压力水平下，过道1024中的流态可能是粘滞性的，这允许通过加长本体1022而使得从中间焦点1018向中间腔1020的气体流量(箭头1054)减至最小。
对于图5所示的配置，使气体流对于多数实践场合沿箭头1050方向的需求暗示孔口1032平面内的最大压力受下列因素的限制：(1)泵1042的泵抽速度的限制以及(2)伸长本体从减小的横截面积至端部1028的截面阻抗。对于粘滞性或分子态的流态，伸长本体1022的阻抗则取决于锥角、横截面积减小位置的尺寸以及本体1022的长度。如上所述，来自离开横截面积减小位置某一距离的气体源1034的气体引入和/或沿朝向端部1026的方向引入气体允许增加给定伸长本体1022的流量(箭头1052)和给定泵1042的速度，同时保持沿箭头1050方向流动。
使从本体1022流出并流入腔26的流量最大化是理想的，因为尘粒(HBr、Sn蒸汽、Sn化合物)沿与气体流动相反的方向扩散的抑制因素受Pecklet数的限制，对均一横截面的圆柱形来说，该Pecklet数表达为等式：Pe＝V*L/D，其中V是抑制区中的平均流速，L是抑制区的长度而D是气体中的尘粒的扩散系数。因此，对于高流速，抑制也更高。
图5A示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动并同时使EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014’，该耦合系统1014’具有与图5所示耦合系统1014相同的一个或多个部件。
对于图示的耦合系统1014’，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014’可进一步包括约束流体从腔26流向中间腔1020和设备12的腔13的伸长本体1022。对于系统1014’，本体1022可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024的第一开口端1026以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端1028。如图所示，本体1022的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部横截面积减小的至少一个位置1030A。
继续参见图5A，可以看到本体1022可包括一个或多个喷嘴1031，每个喷嘴1031终止于各孔口1032以在本体1022端部和横截面积减小的位置1030之间将气体引入到过道1024。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032A并进入过道1024A。
图5B示出喷嘴1031’的形状包括锥形(如图所示)或采用其它形状的喷嘴，例如德-拉伐尔喷嘴(未示出)等。如图5C所示，喷嘴1031A-D”可取向以将流体径向地引入过道1024，或如图5C所示，喷嘴1031A-C”’可取向以将流体切向地引入过道1024以在过道1024中建立涡流。在一些情形下，涡流可通过改变横贯过道的流速分布曲线而减小具有相对小流速的过道中的面积量，从而增强上游尘粒抑制。
图6和6A示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动同时允许EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014A，该耦合系统1014A具有与图5所示耦合系统1014相同的一个或多个部件。
对于如图所示的耦合系统1014A，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014A可进一步包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13流动的伸长本体1022A。对于系统1014A，本体1022A可形成为至少部分地围住过道1024A并具有允许EUV光从腔26进入过道1024A的第一开口端以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端。如图所示，本体1022A的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部横截面积减小的至少一个位置1030A。
继续参见图6，可以看到本体1022A可形成有一个或多个孔口1032A，例如贯穿本体1022A壁的通孔，以将气体在本体1022A的端部和横截面积减小的位置1030A之间的位置引入到过道1024A。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032A并流入过道1024A。
图6进一步示出耦合系统1014A可包括围住中间腔1020的壁，所述中间腔1020包括位于本体1022A的开口端和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014A，可设置一个或多个泵1042以从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044的方向流动。
对照图6和图6A，可以看出可将一个或多个风环1060设置在伸长本体1022A的过道1024A中。如图所示，风环1060可横穿过伸长本体1022A并从端部1028A延伸至端部1028A和中间焦点1018之间的位置。通过这种配置，风环1060可用来减小过道1024A中从减小的横截面1034A朝向伸长本体1022A的端部1028A并进入中间腔1020(箭头1054A)的流动。如上面所指出的，增加伸长本体1022A的阻抗可增加孔口1032平面中的压力，由此抑制尘粒流入腔13同时保持沿箭头1050方向的流动，并提供给定的泵1042速度。
用更佳解析的语言来说，通道对粘滞态气体流的阻抗大致取决于通道的横向尺寸D，即1/D4。在圆柱形管的情形下，横贯尺寸是管的直径。因此，对如图所示本体1022A的阻抗具有较大贡献的是收窄区，而收窄区和端部1028A之间的圆锥部一般产生较小的贡献。然而，可通过将风环设置在与收窄部分相隔一定距离X1的位置而将圆锥分成两部分来进行改善，如图所示。这减少了横向尺寸并因此增加了阻抗。如果可能，可将风环设置在因现有EUV光变暗区而产生的阴影中，例如由光束聚集器、微滴发生器、碎屑阻挡件等产生的变暗区。作为示例，对具有40mm厚度并且位置离中间焦点大约1000mm的变暗区来说，具有大约0.2mm厚的阴影在中间焦点另一侧上建立在X1＝5mm处。
图7示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动同时允许EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014B，该耦合系统1014B具有与图5所示耦合系统1014相同的一个或多个部件。
对于如图所示的耦合系统1014B，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014B可进一步包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13流动的伸长本体1022。对于系统1014B，本体1022可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024的第一开口端以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端。如图所示，本体1022的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部横截面积减小的至少一个位置1030。
继续参见图7，可以看到本体1022可形成有一个或多个孔口1032，例如贯穿本体1022壁的通孔和/或定向喷嘴，以将气体在本体1022的端部和横截面积减小的位置1030之间的位置引入到过道1024。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032并流入过道1024。
图7还示出耦合系统1014B可包括围住中间腔1020的壁，所述中间腔1020包括位于本体1022的开口端和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014B，可设置一个或多个泵1042以从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044的方向流动。
继续参见图7，耦合系统1014B可包括在过道1024中在具有减小横截面积的位置1030或其附近产生电磁场以在其中形成等离子体1072的源1070。如图所示，源1070可包括一个或多个射频(RF)线圈，用以在过道1024中产生感性耦合的(ICP)放电等离子体1072。在功能上，气体流中的热区(例如等离子体1072)可产生对气体流的显著牵引。总地来说，气体容易在等离子体区1072周围并沿本体1022的壁流动。对于图示配置，本体1022的壁要么是非导电的(例如由陶瓷、熔凝石英等制成)要么由导电材料(例如金属)制成，一狭缝(未示出)例如从端部1026至端部1028地刺穿壁并例如通过非导体绝缘插入物(未示出)密封。
通过图7所示和上述的配置，可调节泵1042流量和受调节气体源1034流量，以使来自设备12的腔13的气体流入中间腔1022(箭头1050)，抑制尘粒流进入设备12并使气体流从孔口1032通过伸长本体1022的开口端1026并进入光源20的腔26(箭头1052)，这建立了使尘粒扩散入本体1022的逆流。具体地说，这些流动(箭头1050和1052)可通过使光源20的腔26中的气体处于压力P1、使设备的腔13内的气体处于压力P2、且P1＞P2来达成。在一些情形下，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以引导从过道1024经过伸长本体1022的开口端1028并进入中间腔1020的流动(箭头1054)。在一些情形中，腔26中的离子减慢缓冲气体可达大约200-600毫托(H2)并且孔口1032平面处的压力高于腔26的压力。在这些压力水平下，过道1024中的流态可能是粘滞性的，这允许通过加长本体1022而使得从中间焦点1018向中间腔1020的气体流量(箭头1054)减至最小。另外，泵1042流量和受调节气体源1034的流量可相对于压力P1和P2调整以在横截面积减小的位置1030处建立大约0.3-2托的压力，该压力适于ICP放电。该电离也可通过在中间焦点处具有最大强度的EUV辐射来促进。
通过这种配置，等离子体1072用来减小过道1024中从减小横截面积1030朝向伸长本体1022的端部1028并进入中间腔1020的流动(箭头1054)。如上所述，增加在伸长本体1022中的阻抗允许增加孔口1032平面内的压力，由此抑制尘粒流入腔13同时保持沿箭头1050方向的流动，并提供给定的泵1042速度。
对于图7所示的配置，等离子体1072在该区域中可具有与非电离气体大致相同的EUV光吸收性。例如，气体可电离为Z＝1，在这种情形下离子吸收性可大致与中性子相同。具体来说，在这种压力范围内的电离程度可能不是非常高(例如从1E-3至1E-6)，且电子浓度(1E-13至1E-10cm-3)可能相对较低以造成EUV辐射的任意可观量的吸收。
图8示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动同时允许EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014C，该耦合系统1014C具有与图5-7所示耦合系统1014相同的一个或多个部件。
对于如图所示的耦合系统1014C，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014C可进一步包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13流动的导电性伸长本体1022C(例如由金属或其它导电材料制成)。对于系统1014C，本体1022C可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024的第一开口端1026以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端1028。如图所示，本体1022的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部横截面积减小的至少一个位置1030。
继续参见图8，可以看到本体1022可形成有一个或多个孔口1032，例如贯穿本体1022壁的通孔和/或定向喷嘴，以将气体在本体1022的端部和横截面积减小的位置1030之间的位置引入到过道1024。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032并流入过道1024。
图8还示出耦合系统1014C可包括围住中间腔1020的壁，所述中间腔1020包括位于本体1022的开口端和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014C，可设置一个或多个泵1042以从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044的方向流动。
继续参见图8，耦合系统1014C可包括在过道1024中在具有减小横截面积的位置1030和本体1022C的端部1028之间产生电磁场以在其中形成等离子体1072C的源。对照图8和8A能最清楚地看出，例如由金属或其它导电材料制成的一个或多个导电风环1060C被设置在伸长本体1022C的过道1024C中。如图所示，风环1060C可从端部1028向端部1028A和中间焦点1018之间的某个位置延伸。图8A示出可提供由绝缘和/或介电材料制成的绝缘体1080、1082以使导电风环1060C与导电本体1022C隔离。通过这种配置，风环1060C可用来减小过道1024C中从减小横截面积1030C朝向伸长本体1022C的端部1028C并进入中间腔1020的流动(箭头1054C)(如上所述)。
图8进一步示出在过道1024中形成电场以在其中产生等离子体1072C的源可包括施加于导电风环1060C的高电压源(具有镇流电阻器的RF或DC)以及使导电本体1022C接地并在风环1070C和减小横截面积1030C之间形成放电区的导体1084。对于这种结构，可选择高电压以建立电晕放电或辉光放电等离子体。在功能上，气体流中的热区(例如等离子体1072C)可产生对气体流的显著牵引。总地来说，气体容易在等离子体区1072C周围并沿本体1022C的壁流动。
通过图8所示和如上所述的配置，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以使来自设备12的腔13的气体流入中间腔1022(箭头1050)，抑制尘粒流入设备12并使气体从孔口1032通过伸长本体1022的开口端1026并进入光源20的腔26(箭头1052)，从而建立了使尘粒扩散入本体1022的逆流。具体地说，这些流动(箭头1050和1052)可通过使光源20的腔26中的气体处于压力P1、使设备腔13内的气体处于压力P2、且P1＞P2来达成。在一些情形下，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以引导流体从过道1024经过伸长本体1022的开口端1028并进入中间腔1020(箭头1054)。在一些情形中，腔26中的离子减慢缓冲气体可达大约200-600毫托(H2)并且孔口1032平面处的压力高于腔26的压力。在这些压力水平下，过道1024中的流态可能是粘滞性的，这允许通过加长本体1022C而使得从中间焦点1018向中间腔1020的气体流量(箭头1054)减至最小。另外，泵1042流量和受调节的气体源1034流量可相对于压力P1、P2调整以在风环1060C和横截面积减小的位置1030之间建立适于RF和DC等离子体放电的压力。
通过这种配置，等离子体1072可用来减小过道1024中从减小的横截面积1030向伸长本体1022的端部1028并进入中间腔1020(箭头1054)的流动。如上所述，增加伸长本体1022中的阻抗允许增加孔口1032平面内的压力，由此抑制尘粒流入腔13同时保持沿箭头1050方向的流动，并提供给定的泵1042速度。
图9示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动同时允许EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014D，该耦合系统1014D具有与图7所示耦合系统1014相同的一个或多个部件。
对于如图所示的耦合系统1014D，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014D可进一步包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13流动的伸长本体1022。对于系统1014D，本体1022可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024的第一开口端1026以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端1028。如图所示，本体1022的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部1026、1028横截面积减小的至少一个位置1030。
继续参见图9，可以看到本体1022可形成有一个或多个孔口1032，例如贯穿本体1022壁的通孔和/或定向喷嘴，以将气体在本体1022的端部1026和横截面积减小的位置1030之间的位置引入到过道1024。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032并流入过道1024。
图9还示出耦合系统1014D可包括围住中间腔1020的壁，所述中间腔1020包括位于本体1022的开口端和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014D，可设置一个或多个泵1042以从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044的方向流动。
继续参见图9，耦合系统1014D可包括在过道1024中在具有减小横截面积的位置1030和端部1026之间产生电磁场以在其中形成等离子体1072C的源1070D。如图所示，源1070D可包括一个或多个射频(RF)线圈，用以在过道1024中产生感性耦合的(ICP)放电等离子体1072D。在功能上，气体流中的热区(例如等离子体1072D)可产生对气体流的显著牵引。总地来说，气体容易在等离子体区1072D周围并沿本体1022的壁流动。如上面所述，例如可通过增加气体从孔口1032流出并流入腔26的速度而增加对从腔26进入过道1022的尘粒的抑制。增加这种流动速度的一种方法是例如通过在该区域中产生等离子体并强制气体沿本体1022的壁流动来减小孔口1032和腔26之间过道的有效横截面积。
对于图示配置，本体1022的壁要么是非导电的(例如由陶瓷、熔凝石英等制成)要么由导电材料(例如金属)制成，一狭缝(未示出)例如从端部1026至端部1028地刺穿壁并例如通过非导体绝缘插入物(未示出)密封。
通过图9所示和如上所述的配置，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以使来自设备12的腔13的气体流入中间腔1022(箭头1050)，抑制尘粒流入设备12并使气体从孔口1032通过伸长本体1022的开口端1026并进入光源20的腔26(箭头1052)，这建立了使尘粒扩散入本体1022的逆流。具体地说，这些流动(箭头1050和1052)可通过使光源20的腔26中的气体处于压力P1、使设备腔13内的气体处于压力P2、且P1＞P2来达成。在一些情形下，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以引导流体从过道1024经过伸长本体1022的开口端1028并进入中间腔1020(箭头1054)。在一些情形中，腔26中的离子减慢缓冲气体可达大约200-600毫托(H2)并且孔口1032平面处的压力高于腔26的压力。在这些压力水平下，过道1024中的流态可能是粘滞性的，这允许通过加长本体1022C而使得从中间焦点1018向中间腔1020的气体流量(箭头1054)减至最小。另外，泵1042流量和受调节的气体源1034流量可相对于压力P1、P2调整以在孔口1032和开口端1026之间的过道1024中建立适于ICP放电的压力。也可通过EUV辐射促成电离，EUV辐射的强度随着接近中间焦点而增强。
图10示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动同时允许EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014E，该耦合系统1014E具有与图5所示耦合系统1014相同的一个或多个部件。
对于如图所示的耦合系统1014E，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014E可进一步包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13流动的伸长本体1022E。对于系统1014E，本体1022E可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024A的第一开口端以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端。如图所示，本体1022E的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部横截面积减小的至少一个位置1030。
继续参见图10，可以看出本体1022E可形成有一个或多个孔口1032，例如贯穿本体1022E壁的通孔，以将气体在本体1022E的端部和横截面积减小的位置1030A之间的位置引入到过道1024A。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032并流入过道1024。
图10进一步示出耦合系统1014E可包括围住中间腔1020的壁，所述中间腔1020包括位于本体1022E的开口端和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014E，可设置一个或多个泵1042以从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044的方向流动。通过图10所示和如上所述的配置，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以使气体沿箭头1050、1052并在某些情形下沿箭头1054的方向流动，并且这些流动可通过使光源20的腔26中的气体处于压力P1、使设备腔13内的气体处于压力P2、且P1＞P2来达成。
图10还示出一温度控制系统1100，用来使全部或一部分的伸长本体1022E的温度维持在预定范围内。具体地说，该温度控制系统1100可使本体1022E的全部或部分内表面1102冷却至低于预选温度以使其上的一种或多种尘粒冷凝，从而防止这些种类的尘粒进入设备12的腔13。
如上所述，尘粒(HBr、Sn蒸汽、Sn化合物)沿与气体流动相反的方向扩散的抑制因素受Pecklet数的限制，该Pecklet数表达为等式：Pe＝V*L/D，其中V是抑制区中的平均流速，L是抑制区的长度而D是气体中的尘粒的扩散系数。然而，这种方法不将分子对本体1022E的壁1102的附着考虑在内。如果尘粒的附着系数超过气体(例如来自源1034的H2、He或Ar)的附着系数，则保护效果可能更好得多。具体地说，例如HBr、SnBr2、SnBr4的尘粒具有远低于气体的蒸汽压力。因此，尘粒冷凝在壁1102上的可能性远高于气体冷凝的可能性。如果将壁1102冷却至低温(例如使用液态氮)，多数尘粒(包括HBr)会冷凝在壁上。可如图1所示通过使流体(其它液态N2)在形成于本体1022E中的内部过道中循环而使壁1102冷却，或者作为代替地使用Peltier元件(未示出)。冷却壁1102可施加于图1所示的本体1022E的整个长度，或仅限于例如孔口1032和端部1026之间部分的选定部分。如进一步示出的那样，可采用冷却来降低从设备12伸出的锥形护罩1048E的表面温度，以使其上的尘粒冷凝。
读者很快就能理解本文所述的一些或全部的实施例可组合。例如，本文所述的温度控制系统可与参照图6描述的风环和/或参照图6、7、8或9描述的等离子体的产生一起使用。
图11示出示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动同时允许EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014F，该耦合系统1014F具有与图7所示耦合系统1014B相同的一个或多个部件。
对于如图所示的耦合系统1014F，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014F可进一步包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13流动的伸长本体1022。对于系统1014F，本体1022可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024的第一开口端1026以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端1028。如图所示，本体1022的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部横截面积减小的至少一个位置1030。
继续参见图11，可以看到本体1022可形成有一个或多个孔口1032，例如贯穿本体1022壁的通孔和/或定向喷嘴，以将气体在本体1022的端部和横截面积减小的位置1030之间的位置引入到过道1024。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032并流入过道1024。
图11进一步示出耦合系统1014F可包括围住中间腔1020的壁，所述中间腔1020包括位于本体1022的开口端和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014F，可设置一个或多个泵1042以从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044的方向流动。
继续参见图11，耦合系统1014F可包括在过道1024中在具有减小横截面积的位置1030或其附近产生电磁场以在其中形成等离子体1072的源1070。如图所示，源1070可包括一个或多个射频(RF)线圈，用以在过道1024中产生感性耦合的(ICP)放电等离子体1072。在功能上，气体流中的热区(例如等离子体1072)可产生对气体流的显著牵引。总地来说，气体容易在等离子体区1072周围并沿本体1022的壁流动。对于图示配置，本体1022的壁要么是非导电的(例如由陶瓷、熔凝石英等制成)要么由导电材料(例如金属)制成，一狭缝(未示出)例如从端部1026至端部1028地刺穿壁并例如通过非导体绝缘插入物(未示出)密封该狭缝。
通过图11所示和如上所述的配置，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以使来自设备12的腔13的气体流入中间腔1022(箭头1050)，抑制尘粒流入设备12并使气体从孔口1032通过伸长本体1022的开口端1026并进入光源20的腔26(箭头1052)，这建立了使尘粒扩散入本体1022的逆流。具体地说，这些流动(箭头1050和1052)可通过使光源20的腔26中的气体处于压力P1、使设备腔13内的气体处于压力P2、且P1＞P2来达成。在一些情形下，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以引导流体从过道1024经过伸长本体1022的开口端1028并进入中间腔1020(箭头1054)。在一些情形中，腔26中的离子减慢缓冲气体可达大约200-600毫托(H2)并且孔口1032平面处的压力高于腔26的压力。在这些压力水平下，过道1024中的流态可能是粘滞性的，这允许通过加长本体1022而使从中间焦点1018向中间腔1020的气体流量(箭头1054)减至最小。另外，泵1042流量和受调节的气体源1034流量可相对于压力P1、P2调整以在横截面积减小的位置1030中建立大约0.5-1托的压力，这种压力适于ICP放电。也可通过EUV辐射促成电离，EUV辐射在中间焦点具有最大强度。
通过这种配置，等离子体1072可用来减小过道1024中从减小的横截面积1030向伸长本体1022的端部1028并进入中间腔1020(箭头1054)的流动。如上所述，增加伸长本体1022中的阻抗允许增加孔口1032平面内的压力，由此抑制尘粒流入腔13同时保持沿箭头1050方向的流动，并提供给定的泵1042速度。
图11进一步示出耦合系统1014F可包括一对电极1120、1122以在一部分中间腔1020中产生电磁场(例如均一电场)，从而使流入中间腔1020的带电微粒偏转朝向设备12的输入端并由此防止带电微粒带电微粒进入设备12。总地来说，一小部分尘粒会通过逆流扩散(箭头1052)、通过等离子体1072并进入中间腔1020，这些尘粒在中间腔1020通过来自扫描器的气体流被部分地止动。一些或全部的尘粒在经过等离子体区后例如由于高负电性(例如HBr)通过电子附着或由于相比载体气(例如Sn、SnBrx)的低电离电位通过电离而带电。典型地，尘粒的带电程度高于载体气的带电程度。当带电的尘粒到达中间腔1020时，带电微粒可能因电场而偏离设备12的输入孔口。在一些情形下，例如通过调节泵1042和受调节的气体源1034使平均自由行程大约为1cm的IF区保持在相对低的压力下(10毫托)，由此偏转基本不受低压阻滞气的影响。由于尘粒已从进入设备12的直接流中去除，当带电尘粒击中电极时，它们被中性化并通过泵与阻滞气一起被抽走。
读者很快就能明白本文所述的一些或全部实施例可组合在一起。例如，本文描述的带电微粒偏转系统可与参照图6描述的风环、参照图6、7、8或9描述的等离子体产生和/或参照图10描述的温度控制系统一起使用。
图12示出管理和/或限制光源20的腔26和设备12的腔13之间的气体流动同时允许EUV光从光源20传入设备12的另一实施例耦合系统1014G，该耦合系统1014G具有与图5所示耦合系统1014相同的一个或多个部件。
对于如图所示的耦合系统1014G，壁围住与设备12的腔13流体连通的中间腔1020。系统1014G可进一步包括约束从腔26向中间腔1020和设备12的腔13的流动的伸长本体1022G。对于系统1014G，本体1022G可形成为至少部分地围住过道1024并具有允许EUV光从腔26进入过道1024的第一开口端以及允许EUV光离开过道进入中间腔1020和设备12的腔13的第二开口端。如图所示，本体1022G的形状例如具有收窄区，以建立相对于各端部横截面积减小的至少一个位置1030。
继续参见图12，可以看到本体1022G可形成有一个或多个孔口1032F以将气体引入过道1024并引向本体1022的端部1026(箭头1130、1132)。更具体地，如图所示，可使来自受调节的气体源1034的例如氩、氢、氦等气体流过孔口1032并流入过道1024。对于图示的耦合系统1014G，孔口可位于中间焦点或其附近、位于横截面积减小的位置1030或其附近、位于端部1026G和横截面积减小的位置1030之间或位于端部1028G和横截面积减小的位置1030之间。
图12进一步示出耦合系统1014G可包括围住中间腔1020的壁，所述中间腔1020包括位于本体1022G的开口端和设备12的光输入孔口之间的体积。对于图示的耦合系统1014G，可设置一个或多个泵1042以从中间腔1020去除气体并使气体沿箭头1044的方向流动。
通过图12所示和如上所述的配置，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以使来自设备12的腔13的气体流入中间腔1022G(箭头1050)，抑制尘粒流入设备12并使气体从孔口1032通过伸长本体1022G的开口端1026并进入光源20的腔26(箭头1052)，这建立了使尘粒扩散入本体1022G的逆流。具体地说，这些流动(箭头1050和1052)可通过使光源20的腔26中的气体处于压力P1、使设备腔13内的气体处于压力P2、且P1＞P2来达成。在一些情形下，可调节泵1042流量和受调节的气体源1034流量以引导流体从过道1024经过伸长本体1022G的开口端1028并进入中间腔1020(箭头1054)。在一些情形中，腔26中的离子减慢缓冲气体可达大约200-600毫托(H2)并且孔口1032平面处的压力高于腔26的压力。在这些压力水平下，过道1024中的流态可能是粘滞性的，这允许通过加长本体1022G而使得从中间焦点1018向中间腔1020的气体流量(箭头1054)减至最小。
读者很快就能明白本文所述的一些或全部实施例可组合在一起。例如，本文描述的直接流系统可与参照图6描述的风环、参照图6、7、8或9描述的等离子体产生、参照图10描述的温度控制系统和/或参照图11描述的带电微粒偏转系统一起使用。
尽管为满足35U.S.C.§112在本专利申请中详细描述和解说的具体实施例完全能够达成一个或多个上述的目的进而解决一些问题或为了上述实施例目的的任何其它原因，然而本领域内技术人员应当理解，上述实施例仅为本申请广泛考量的主题事项的示例、解说和表达。在下面权利要求书中以单数形式表达的元素不旨在表示也不应当表示将所要求的这些元素解释成“一个且仅一个”，除非明确这样声明过，而是表示“一个或多个”。上述实施例任意元素的所有已知或将来为本领域内技术人员所知的结构性和功能性等效物明确地包含在本文中作为参考并旨在由本权利要求书所涵盖。在说明书和/或权利要求书中使用并在本申请的说明书和/或权利要求书中明确给出含义的任何术语具有该含义，不管针对该术语在任何词典中或其它惯常使用的含义为何。不打算或不必定使说明书中作为实施例讨论的设备或方法应付或解决本申请中给出的每个问题和所有问题，因为这是由权利要求书所涵盖的。本公开中没有任何元素、组件或方法步骤打算为公众所专用，不管这些元素、组件或方法步骤是否在权利要求书中明确地引述。在所附权利要求书中没有任何权利要求元素基于35U.S.C.§112第六段的条款作出解释，除非该元素是使用术语“用于……的装置”明确引述的，或者在方法权利要求的场合下将该元素引述为“步骤”而不是“动作”。

Claims (21)

1.一种远紫外光刻装置的流体管理系统，所述系统包括：
至少部分地围住第一空间的第一围封壁；
在所述第一空间中产生等离子体的系统，所述等离子体发射出远紫外光；
至少部分地围住第二空间的第二围封壁；
约束从所述第一空间流向所述第二空间的流体的伸长本体，所述本体至少部分地围住过道并具有使EUV光从所述第一空间进入所述过道的第一开口端以及使EUV光离开所述过道进入所述第二空间的第二开口端，所述本体具有建立相对所述第一和第二开口端具有减小横截面积的位置的形状；以及
离开孔口的气体流，所述孔口被设置成在所述本体的所述第一开口端与所述具有减小横截面积的位置之间的位置将气体引入所述过道，并且所述孔口被配置成将进入所述过道的气体沿朝向所述本体的第一开口端的方向引导。
2.如权利要求1所述的流体管理系统，其特征在于，还包括在所述过道中产生电磁场以在其中形成等离子体的源。
3.如权利要求2所述的流体管理系统，其特征在于，还包括在所述第二空间中建立电场以使带电微粒偏转的电极对。
4.如权利要求2所述的流体管理系统，其特征在于，所述源包括射频线圈，用以在所述过道中产生感性耦合放电等离子体。
5.如权利要求2所述的流体管理系统，其特征在于，所述源在所述过道中产生直流电极放电。
6.如权利要求5所述的流体管理系统，其特征在于，所述电极放电是辉光放电。
7.如权利要求5所述的流体管理系统，其特征在于，所述电极放电是电晕放电。
8.如权利要求2所述的流体管理系统，其特征在于，所述源在所述过道中产生射频电极放电。
9.如权利要求8所述的流体管理系统，其特征在于，所述电极放电是辉光放电。
10.如权利要求8所述的流体管理系统，其特征在于，所述电极放电是电晕放电。
11.如权利要求1所述的流体管理系统，其特征在于，所述孔口包括形成在所述伸长本体中的孔。
12.如权利要求1所述的流体管理系统，其特征在于，还包括将所述伸长本体的温度维持在预定范围内的温度控制系统。
13.如权利要求1所述的流体管理系统，其特征在于，还包括设置在所述伸长本体的所述过道中的至少一个风环。
14.如权利要求1所述的流体管理系统，其特征在于，所述系统包括多个孔口，每个孔口设置成在所述本体的第一开口端与所述具有减小横截面积的位置之间的各相应位置将气体引入所述过道。
15.如权利要求1所述的流体管理系统，其特征在于，所述系统包括将流体从所述孔口引向所述伸长本体的所述第一开口端的喷嘴。
16.一种远紫外光刻装置，包括：
其中置有气体的第一腔；
其中置有气体的第二腔；
与所述第二腔流体连通的中间腔；
约束从所述第一腔向所述中间腔流动的伸长本体，所述本体至少部分地围住过道并具有允许EUV光进入所述过道的第一开口端以及允许EUV光离开所述过道的第二开口端，所述本体具有建立相对所述第一和第二开口端具有减小横截面积的位置的形状；
离开孔口的气体流，所述孔口被设置成在所述本体的所述第一开口端与所述具有减小横截面积的位置之间将气体引入所述过道，并且所述孔口被配置成将进入所述过道的气体沿朝向所述本体的第一开口端的方向引导；以及
从所述中间腔移除气体的泵。
17.如权利要求16所述的远紫外光刻装置，其特征在于，所述泵与离开所述孔口的气体流以及所述第一和第二腔内的工作压力配合工作以建立从所述第二腔指向所述中间腔的气体流以及从所述孔口通过所述伸长本体的所述第一开口端并进入所述第一腔的气体流。
18.一种远紫外光刻装置，包括：
围住第一体积的第一围封结构；
在所述第一体积的等离子体部位产生等离子体的第一系统，所述等离子体产生EUV辐射和离开所述等离子体的离子；
位于所述第一体积中并与所述部位离开距离d的光学器件；
介于所述等离子体部位与所述光学器件之间的气体，所述气体建立足以在所述距离d上工作以在所述离子到达所述光学器件前使离子能量减小至低于100eV的气体数量密度；
围住第二体积的第二围封结构；以及
使所述第二体积耦合于所述第一体积的第二系统，以允许EUV辐射从所述第一体积传至所述第二体积，并能用于建立从所述第二体积指向所述第二系统中的气体流以及从所述第二系统指向所述第一体积中的气体流。
19.如权利要求18所述的远紫外光刻装置，其特征在于，在所述第一体积中以压力P1设置气体，并在所述第二体积中以压力P2设置气体，其中P1＞P2。
20.如权利要求18所述的远紫外光刻装置，其特征在于，所述第二系统包括：
与所述第二体积流体连通的中间腔；
约束从所述第一体积至所述中间腔的流动的伸长本体，所述本体至少部分地围住过道并具有允许EUV光进入所述过道的第一开口端以及允许EUV光离开所述过道的第二开口端；
离开孔口的气体流，所述孔口设置成在所述本体的所述第一开口端与所述第二开口端之间的位置将气体引入所述过道；以及
从所述中间腔移除气体的泵。
21.如权利要求18所述的远紫外光刻装置，其特征在于，还包括设置在所述第一体积中的多通道结构。
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