CN101790764B - 用于激光致等离子体euv光源的气体管理系统 - Google Patents
用于激光致等离子体euv光源的气体管理系统 Download PDFInfo
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Abstract
本文记载设备及其相应使用方法，该设备可包括界定闭环流体路径的密封结构以及在等离子体场所产生等离子体的系统，例如激光致等离子体系统，其中等离子体场所可与流体路径流体连通。对该设备而言，可将气体设置在可包含离子止动缓冲气和/或腐蚀剂的密封结构中。可提供泵以强制气体通过闭环流体路径。可提供从在流体路径中的流动的气体去除热量的一个或多个热交换器。在一些配置中，可使用过滤器从在流体路径中流动的气体中去除至少一部分靶核素。
Description
相关申请的交叉引用
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)”的美国专利申请S/N.11/897,644的优先权，并且还涉及提交于2006年2月21日的题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/358,992(委托案号为2005-0081-01)、提交于2007年7月13日的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCEHAVING A DROPLET STREAM PRODUCED USING A MODULATEDDISTURBANCE WAVE(具有使用经调制的干扰波产生的微滴流的激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/827,803(委托案号2007-0030-01)、提交于2007年4月10日的题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV LIGHT SOURCE (激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/786,145(委托案号2007-0010-02)、作为2003年4月8日提交的题为“EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE(远紫外光源)”的美国专利申请S/N.10/409,254(委托案号2002-0030-01)的延续的提交于2005年4月14日的题为“EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE(远紫外光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/107,535(委托案号2002-0030-08)、提交于2006年2月21日的题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE-PULSE(具有前脉冲的激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/358,988(委托案号2005-0085-01)、提交于2005年2月25日的题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY(EUV等离子体源靶传递的方法和装置)”的共同待审美国专利申请S/N.11/067,124(委托案号2004-0008-01)、提交于2005年6月29日的题为“LPPEUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERY SYSTEM(LPPEUV等离子体源材料靶传递系统)”的共同待审美国专利申请S/N.11/174,443(委托案号2005-0003-01)、题为“SOURCE MATERIALDISPENSER FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源的源材料配给器)”的共同待审美国专利申请(委托案号2005-0102-01)、提交于2006年2月21日的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/358,992(委托案号2005-0081-01)、提交于2005年6月29日的题为“LPP EUV LIGHT SOURCEDRIVE LASER SYSTEM(LPP EUV光源驱动激光系统)”的共同待审美国专利申请S/N.11/174,299(委托案号2005-0044-01)、提交于2006年4月17日的题为“ALTERNATIVE FUELS FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源的选择性燃料)”的共同待审美国专利申请S/N.11/406,216(委托案号2006-0003-01)、提交于2006年10月13日的题为“DRIVE LASERDELIVERY SYSTEMS FOR EUV LIGHT SOURCE (EUV光源的驱动激光传递系统)”的共同待审美国专利申请S/N.11/580,414(委托案号2006-0025-01)、提交于2006年12月22日的题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV IGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/644,153(委托案号2006-006-01)、提交于2006年8月16日的题为“EUV OPTICS(EUV光学器件)”的共同待审美国专利申请S/N.11/505,177(委托案号2006-0027-01)、提交于2006年6月14日的题为“DRIVELASER FOR EUV LIGHT SOURCE(EUV光源的驱动激光器)”的共同待审美国专利申请S/N./452,501(委托案号2006-0001-01)、在2005年8月9日授予Webb 等人的题为“LONG DELAY AND HIGH TIS PULSESTRTCHER(长延时和高TIS脉冲展宽器)”的共同待审美国专利No.6,928,093、提交于2006年3月31日的题为“CONFOCAL PULSESTRETCHER(共焦脉冲展宽器)”的美国申请No.11/394,512(委托案号2004-0144-01)、提交于2005年5月26日的题为“SYSTEMS AND METHODSFOR IMPLEMENTING AN INTERACTION BETWEEN A LASER SHAPEDAS A LINE BEAM AND A FILM 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)”的美国申请No.11/138,001(委托案号2004-0128-01)、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 LITHOGRAPHYLIGHT SOURCE WITH BEAM DELIVERY(具有光束传递的激光平板印刷光源)”的美国申请No.10/141,216、在2003年9月23日授予Knowles等人的题为“VERY NARROW BAND，TWO CHAMBER，HIGH REP RATE GASDISCHARGE LASER SYSTEM(极窄波段、双腔室、高REP比气体排放激光器系统)”的美国专利No.6,625,191(美国申请No.10/012,002，委托案号2001-0090-01)、2003年4月15日授予Ness等人的题为“INJECTIONSEEDED LASER WITH PRECISE TIMING CONTROL(具有精确时间控制的注入种子激光器)”的美国专利No.6,549,551(美国申请No.09/848,043，委托案号2001-0020-01)、以及在2003年5月20日授予Myers等人的题为“VERY NAROW BAND，TWO CHAMBER，HIGH REP RATE GASDISCHARGE LASER SYSTEM(极窄波段、双腔室、高REP比气体排放激光器系统)”的美国专利No.6,567,450(美国申请09/943,343，委托案号2001-0084-01)、提交于2006年8月25日的题为“SOURCE MATERIALCOLLECTION UNIT FOR A LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHTSOURCE(激光致等离子体EUV光源的源材料聚集单元)”的共同待审美国专利申请S/N.11/509,925(委托案号2005-0086-01)，这些文献的全部内容援引包含于此。
领域
本公开涉及远紫外(“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光源腔室外例如由平版印刷扫描器/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——可用于平版印刷工艺以在例如硅晶片的衬底中产生极小的特征结构。
产生EUV光的方法包括但不一定局限于，将具有例如氙、锂或锡中的至少一种元素的材料转换成等离子体状态，在EUV范围内具有一条或多条发射谱线。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用激光束照射例如具有要求的线放射元素的材料微滴、材料流或材料簇团的靶材料而产生。
一种具体的LPP技术涉及用一个或多个高能脉冲照射靶材料微滴。就此而言，CO2激光器作为在LPP过程中产生高能脉冲的驱动激光器具有某些优势。对于例如熔融锡微滴的某些靶材料来说尤为如此。例如，一个优势可包括产生相对高转换效率(例如输出EUV带内功率和驱动激光器输入功率之比)的能力。
在更理论性的方面，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电子温度的高度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。在一种常见配置中，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将光聚集、引导(并在一些配置中聚焦)至中间位置，例如聚焦点。聚集的光随后可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光必须在光源中从等离子体至中间位置行进大约1-2米，结果在某些情形下，将光源腔室中的大气限制成具有相对低的带内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)，则聚光镜的寿命可能是影响效率、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，这将使聚光镜表面质量降低。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。
通常，对于上述结构，由于多数靶材料沿背离聚光器表面的方向(即激光束方向)移动，因此碰撞在聚光器上的来自微滴靶的中性原子和簇团量可能很小。在没有碎屑减缓和/或聚光器清洗技术时，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 LIGHTSOURCE(激光致等离子EUV光源)”的共同待审、共同拥有美国专利申请S/N.11/786,145(委托案号2007-0010-02)披露了一种设备，其中例如等于或高于大约100毫托压力的氢的流动缓冲气体用于腔室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/步进器以实现相当大量的EUV平版印刷制造。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光源腔室内传递的5-20kW功率来说，计算指出大约此功率的20％-80％可被传递至腔室内的缓冲气体。
有鉴于此，申请人披露一种用于激光致等离子体EUV光源的气体管理系统及其相应使用方法。
概述
在第一方面，本文描述一种设备，其可包括：界定闭环流体路径的密封结构；在等离子体场所产生等离子体的系统，该场所与流体路径流体连通；设置在密封结构中的气体；强制气体通过闭环流体路径的泵；从在流体路径中流动的气体去除热量的热交换器；以及从在流体路径中流动的气体中去除至少一部分靶核素(target species)的过滤器。
在这个方面的一种应用中，等离子体可包括锡，且过滤器可去除从包含氢化锡、氧化锡、溴化锡及其组合的化合物组中选择的化合物。
在这个方面的一个实施例中，密封结构可形成有入口和出口，且该设备可进一步包括连接于入口的气源以及连接于出口以调节离开密封结构的气体的调节装置，所述调节装置选自包括气体稀释机构、洗涤器或其组合的一组调节装置。
在这个方面的一种实现中，密封结构可包括与导向管流体连通的容腔，所述导向管位于容腔的外部。
在另一方面，本文描述一种设备，其可包括：形成有通孔的EUV反射光学器件；界定穿过通孔的闭环流体路径的密封结构；在等离子体场所产生等离子体的系统，所述场所与流体路径流体连通；设置在密封结构中的气体；以及强制气体通过闭环流体路径的泵。
在这个方面的一种实现中，密封结构可包括与导向管流体连通的容腔，所述导向管位于容腔的外部。
在这个方面的一个实施例中，设备还可包括：在容腔中建立第一和第二隔室的气体流动约束构件；所述闭环流体路径从第一隔室延伸通过形成在光学器件中的通孔至第二隔室，并且在一具体实施例中，光学器件可形成有边缘，所述容腔可形成有容腔壁并且所述约束构件可设置在聚光器边缘和容腔壁之间以约束其间的流动。
在这个方面的一种配置中，气体可在到达泵之前通过温控多通道结构。
在另一方面，本文中描述一种设备，其可包括：密封结构；在密封结构中的等离子体场所产生形成EUV辐射的等离子体并释放至少5kW功率进入腔室的系统，在密封结构中至少一个位置以高于100毫托的压力设置于腔室内的气体；以及使气体在密封结构中循环的闭环循环系统，所述循环系统包括使气体每次通过环路时冷却的至少一个热交换器。
在这个方面的一种实现中，气体可以大于50标准升/分钟的平均流速流过闭环循环系统。
在这个方面的一个实施例中，密封结构可包括容腔且热交换器可位于容腔内。
在这个方面的一种配置中，热交换器可以是温控多通道结构。
在本方面的一个实施例中，闭环循环系统可在系统中维持低于1000摄氏度的平均气体温度。
在另一方面，本文描述一种设备，其可包括：密封结构；在密封结构的等离子体场所产生等离子体的系统，所述等离子体形成EUV辐射和离开等离子体的离子；与该场所相隔距离d的光学器件；设置在等离子体和光学器件之间的气体，该气体建立足以在距离d上作用以在离子到达光学器件前使离子能量减至低于100eV的气体数量密度；以及使气体在密封结构中循环的闭环循环系统，所述循环系统包括从流过环路的气体去除热量的至少一个热交换器。
在这个方面的一种实现中，光学器件可将EUV辐射引导至中间位置，且该设备可进一步包括设置在等离子体场所和中间位置之间的多通道结构。
在这个方面的一个实施例中，气体可包括体积大于50％的氢。
在这个方面的一种配置中，气体可包括从包括HBr、HI、Br2、Cl2、HCl或其组合的一组腐蚀气体中选取的腐蚀气体。
在这个方面的一种配置中，气体可建立足以在距离d上作用以在离子到达光学器件前使离子能量减至低于30eV的气体数量密度n。
在这个方面的一种配置中，该系统可包括：提供微滴的微滴发生器，所述微滴包括锡；以及照射微滴以产生等离子体的激光器，所述激光器包括含CO2的增益介质。
附图简述
图1示出激光致等离子体EUV光源的简化示意图；
图2A示出使用SRIM软件的计算曲线图，其示出离子在200mm的距离d内在50毫托的氩气中显著发散但不停止前进；
图2B示出使用SRIM软件的计算曲线图，其示出离子在大约170mm的距离d内在400毫托的氢气中发散范围较小(相比图2A)并有效地停止前进。
图3示出离子在三种不同的氢气压力下在距离等离子体16.5cm的位置停止前进的测量曲线图；
图4A示出在距离等离子体16.5cm的位置处的最大观察能量相对于具有图3的曲线150所示的最初离子能量的离子的氢气压力的曲线图；
图4B示出作为氢气压力函数的在经过145cm距离d之后的带内EUV信号；以及作为氢气压力函数的离子流，该离子流在距离等离子体16.5cm的位置计算为∫I(E)dE；
图4C示出针对使用SRIM仿真软件计算得到的各种最初离子能量的作为气体压力(对于氢气和氦气)函数的离子射程(cm)的曲线图；
图5示出简化的EUV光源的剖视图，该图示出EUV光源气体管理系统的一个实施例；
图5A示出图5所示EUV光源的侧视图；
图5B示出沿图5的剖切线5B-5B观察到的图5所示多通道结构的剖视图，其示出具有同轴的、圆锥形风环的多通道结构；
图5C示出沿图5的剖切线5B-5B观察到的图5所示多通道结构的剖视图，其示出具有收敛的、平板式风环的多通道结构；
图6示出具有径向风环的多通道结构的代替性实施例；
图7示出沿图6的剖切线7-7观察到的图6的多通道结构的剖视图；
图8示出简化的EUV光源的剖视图，其示出具有通过辐射区并基本垂直于椭圆形聚光镜的轴的气体流的EUV光源气体管理系统的另一实施例；
图9示出简化的EUV光源的剖视图，其示出具有在等离子体腔室内形成涡流的气体流的EUV光源气体管理系统的另一实施例；
图10示出简化的EUV光源的剖视图，其示出具有延伸通过聚光镜内的中央孔的护罩以及约束在聚光镜和腔室壁之间流动的流动约束构件的EUV光源气体管理系统的另一实施例；
图11示出简化的EUV光源的剖视图，其示出具有延伸通过聚光镜内的中央孔的护罩以及约束在护罩和腔室壁之间流动的流动约束构件的EUV光源气体管理系统的另一实施例；
图11A示出形成有多个通孔以使气体通过的聚光镜；
图11B示出具有沿其反射表面行进以将气体释放到聚光镜表面上的导管的聚光镜；以及
图12示出简化的EUV光源的剖视图，其示出具有等离子体辐射模块、两个泵/传热模块以及扫描器接口模块的EUV光源气体管理系统的另一实施例。
详细说明
最先参见图1，图中示出根据实施例一个方面的例如激光致等离子体EUV光源20的EUV光源的示意图。如图1所示并在下文中进一步详细说明的那样，LPP光源20可包括用于产生一串光脉冲并将光脉冲传入腔室26的系统22。对于源20，光脉冲可沿一条或多条光束路径从系统22行进并进入腔室26以照射辐射区28处的一个或多个靶。
用于图1所示设备22的合用激光器可包括脉冲激光设备，例如工作在例如10kW或更高的相对较高功率和例如50kHz或更高的高脉冲重复率的例如通过DC或RF激励在9.3μm、9.6μm或10.6μm下产生辐射的脉冲气体放电CO2激光设备。在一种具体实现中，激光器可具有MOPA配置，这种配置具有多级轴向流RF泵抽CO2放大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腔室之前对激光脉冲进行放大、整形和/或聚焦。连续泵抽的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用CO2激光设备(O-PA1PA2PA3配置)公开于2005年6月29日提交的题为“LPP EUVLIGHT SOURCE DRIVE LASER SYSTEM(LPP EUV光源驱动激光器系统)”的共同待审美国专利申请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可适用，例如工作在高功率和高脉冲重复率下的准分子或分子氟激光器。其实例包括例如具有纤维形或盘形有源介质的固态激光器、MOPA配置的准分子激光器系统，例如美国专利No.6,625,191、6,549,551和6,567,450中所示的，可采用这样一种准分子激光器，其具有一个或多个腔室，例如一个振荡器腔室以及一个或多个放大腔室(这些放大腔室是并联或串联)；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准分子或分子氟放大器或振荡器腔室的固态激光器。其它的设计也是可行的。
如图1进一步所示，EVU光源20也可包括靶材料传递系统90，例如将进入腔室26内部的靶材料微滴传至辐射区28，在那里微滴将与一个或多个光脉冲相互作用，例如与零个、一个或多个前脉冲相互作用，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、氙或其组合的材料。例如锡、锂、氙等EUV放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放射元素传至辐射区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，可在包括室温或接近室温的各个温度下(例如锡合金SnBr4)或在高于室温的温度下(例如纯锡)或在低于室温的温度下(例如SnH4)将靶材料提供至辐射区28，并且在一些场合中靶材料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)”的共同待审美国专利申请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1，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Si等衬底上有交替的钼层和硅层的分梯度多层涂层的截头椭圆形式的聚光镜。图1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可以是例如椭圆镜，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，EUV光可从EUV光源20输出并输入至利用EUV光的设备，例如集成电路平版印刷工具(图1中未示出)。另外如图所示，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。将领会，可使用其它光学器件来代替椭圆形镜以将光聚集和引导至中间位置以随后传递给利用EUV光的设备，例如该光学器件可以是抛物线形的或可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)”的共同待审美国专利申请S/N.11/505,177(委托案号2006-0027-01)，其内容援引包含于此。
对于设备20来说，可使用温度控制系统将光学器件20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例如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以使例如水或液态镓的热交换流体流过的一个或多个冷却通道。
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/或作用入射光的器件，并包括但不局限于透镜、窗、滤光器、楔形镜、棱镜、棱栅、光栅、标准具、散射器、传输光纤、检测器和其它仪表器件、孔腔、光阑(stop)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，本文中的术语“光学器件”及其衍生物不意味着局限于单单在例如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上的一个或多个特定波长范围内操作或在该范围内更优越的器件。
继续参见图1，EUV光源20还可包括EUV控制器60，该EUV控制器60还可包括驱动激光器控制系统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用以传入腔室26内和/或用以控制光束传递的光脉冲，例如可通过致动器移动的光学器件，以调节光束聚焦、光束偏转、光束形状等。用于脉冲整形、聚焦、偏转和/或调整脉冲焦度的合用光束传递系统记载于2006年2月21日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHTSOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/358,992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与腔室26流体连通。脉冲成形可包括使用例如脉冲展宽器和/或脉冲修整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可例如计算微滴位置和轨迹，籍此可在逐微滴基础上或以平均值计算微滴误差。随后可将微滴误差作为输入提供给控制器60，控制器60可例如将位置、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，从而例如改变传递至腔室26中的辐射区28的光脉冲的位置和/或焦度。另外对EUV光源20来说，靶材料传递系统90可具有可响应于来自控制器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某个量)工作的控制系统，从而例如修正释放点、释放时序和/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)离开该配给器的一股或多股微滴流，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，可生成微滴并将其传递给辐射区28以使一个或多个微滴可同时停留在辐射区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)受到辐射，从而形成适于暴露给一个或多个后继激光脉冲(例如主脉冲)的扩大靶以产生EUV放射。在一个实施例中，多孔配给器可用来形成“喷淋头”效应。一般来说，对EUV光源20而言，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孔，靶材料通过该孔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“LASERPRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE-PULSE(具有前脉冲的激光致等离子体EUV光源)”共同待审美国专利申请S/N.11/358,988(委托案号2005-0085-01)、2005年2月25日提交的题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY(EUV等离子体源靶传递的方法和装置)”的共同待审美国专利申请S/N.11/067,124(委托案号2004-0008-01)、以及2005年6月29日提交的题为“LPPEUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERY SYSTEM(LPPEUV等离子体源材料靶传递系统)”的共同待审美国专利申请S/N.11/174,443(委托案号2005-0003-01)、2007年7月13日提交的题为“LASERPRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE HAVING A DROPLETSTREAM PRODUCED USING A MODULATED DISTURBANCE WAVE(具有使用经调制的干扰波产生的微滴流的激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/827,803(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、极化等。对EUV光源20来说，这些仪器可配置成当例如平版印刷扫描器的下游工具联机时工作，例如通过例如使用采光镜对一部分EUV输出予以采样、或对“非聚集的”EUV光进行采样，和/或可在例如平版印刷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，可产生一般沿所有方向离开等离子体的离子。一般来说，离开等离子体的离子的初始能量将在一定范围内变化，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，这些离子如果不被消除的话会使例如镜、激光输入窗、计量窗、滤光器等附近光学器件劣化。
图1示出流动气体可设置在等离子体(辐射区28)和光学器件之间，该气体建立足以在距离d上作用以在离子到达光学器件前将离子能量减小至目标最大能级的气体数量密度n(即分子数/体积)。例如，可提供足以使离子能量减小至大约10-200eV之间、并且在一些情形下低于30eV的目标最大能级的气体数量密度。对图1所示设备的操作来说，构想了在距离d上建立某一目标气体数量密度的流动气体将在EUV发光期间存在并流动。在选择适当的气体成分和气体数量密度时可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吸收率(例如，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距离内提供可接受的带内EUV吸收率)。
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。例如，对产生具有最大初始离子能量并具有与等离子体大约15cm距离d的离子的等离子体来说，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。对于一些配置而言，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)离子的能量减低至低于选定能量所需的气体数量密度(在给定距离d上作用)。从该数量密度可计算出该气体预期的EUV吸收。进一步可以理解，引入到腔室内的气体可与腔室条件、离子和/或等离子体反应以分裂和/或创生离子，例如对清洗/腐蚀和/或离子减速可能有效的原子氢和/或氢离子。
图1进一步示出光源20可包括气体管理系统，该系统包括：受调节的气体源100，用以将一种或多种气体引入腔室26；可调泵102，用来将气体从腔室26中去除；以及外部导向管104，用来建立闭环流动路径。图1还示出光源20可包括强制气体流过闭环流动路径的泵106、从在流体路径中流动的气体去除热量的热交换器108以及从流体通道中流动的气体去除至少一部分靶核素(例如尘粒)的过滤器110。这些尘粒会使光学组件劣化和/或吸收EUV光。可提供阀112、调节器或类似器件以计量引至泵102或106的气体量。如图所示，可提供调节装置114以在气体释放前稀释和/或净化气体。通过这种配置，可将流动气体设置在光学器件30和辐射区28之间。可通过泵102从腔室26去除气体以响应来自气体源100的气体添加而维持腔室26中的恒定气压，和/或从腔室26去除尘粒、蒸汽、金属尘等，和/或在腔室26中建立压力梯度以在光学器件28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106、热交换器108和过滤器110可配合工作以去除热量并由此控制腔室26中的温度，控制光学器件30的温度和/或从腔室26中去除尘粒、蒸汽、金属尘等和/或在腔室26中提供压力梯度，例如以在光学器件28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100和泵102、106的控制以维持选定的气体压力/压力梯度和/或维持经过腔室26的选定流速和/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，选定的流速尤其取决于腔室的光源功率输入、气体混合量、热交换器108的效率以及其它组件冷却系统(例如聚光镜冷却系统)的效率。
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，可采用大约500mJ的激光脉冲能量和10-100kHz范围的EUV输出重复率以及大约200-400slm(标准升/分钟)或更大的流速。
对于光源20，气体源100可将若干种气体(例如H2、He、Ar和HBr)分别或独立地引入，或这些气体可作为混合物被引入。另外，尽管图1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。气体可通过气罐提供或在本地产生。例如，气体源100可包括即刻实现的氢/氘发生器。有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挂牌和销售，其产品名为Hydrogen Generator，详情例如可见www-domnickhunter-com网站。
根据所使用的气体，调节装置114可提供合用化学洗涤器，例如用来洗涤腐蚀气蒸汽，和/或稀释气体源以在释放入大气之前稀释要逸出的气体。例如，当使用H2时(在4-25％的数量密度下是易爆的)，空气中例如N2的稀释气体可用来在释放前减小H2的浓度(通常低于4％并且更佳地低于0.4％)。替换地或者加上使用稀释气体，可将可能具有铂催化剂的催化剂转化器用来将氢转化成水。
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。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。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％的H2和1-50％的HBr。
图2A示出使用SRIM软件的计算曲线图，其示出具有初始能量10KeV的离子在200mm的距离d内在50毫托的氩气中显著发散但不停止前进。另一方面，图2B示出使用SRIM软件的计算曲线图，其示出具有初始能量10KeV的离子在大约170mm的距离d内在400毫托的氢气中发散范围较小(相比图2A)并有效地停止前进。
图3示出离子在三种不同的氢气压力下停止前进的测量曲线图。如图所示，在没有任何止动气体(例如氢气)时，离子能量的分布由曲线150表示，其表示最大初始离子能量大约为3keV。这些离子通过使用优选强度的CO2激光脉冲照射Sn平靶以进行带内转换(例如CE～4.5％)而产生。使用离开辐射区大约16.5cm并定位成与输入激光束轴呈大约45°角地接受离子的法拉第筒(来自Kimball Physics的型号FC-73A)予以测量。曲线152表示，对于初始最大离子能大约为3keV的离子而言，最大离子能量在120毫托的均匀、非流动氢气中在16.5cm的距离d上减至大约1.5keV。曲线154表示对于初始最大离子能大约3keV的离子而言，最大离子能量在210毫托的均匀、非流动氢气中在16.5cm的距离d上减至大约0.9keV。曲线156表示，对初始最大离子能大约为3keV的离子而言，最大离子能量在290毫托的均匀、非流动氢气下在16.5cm的距离d上减至大约0.25keV。图3还示出对于三种氢气压力在2m路径上计算得到的EUV传输率，在120毫托压力下的氢气具有96％的传输率，在210毫托压力下的氢气具有93％的传输率，而在290毫托压力下的氢气具有90％的传输率。
图4A示出使用距离辐射区16.5cm并与输入激光束轴相差大约45度角的法拉第筒得到的、具有如图3的曲线150所示初始离子能量的离子的最大观察能量相对于氢气压力的曲线图。图4B作为氢气压力的函数示出在通过145cm距离后的测得归一化带内EUV信号，并作为氢气压力的函数示出离子流，离子流计算为∫I(E)dE。图4C作为气体压力的函数示出使用(如上所述)SRIM仿真软件计算得到的针对各种初始离子能量以及针对氢气和氦气的离子射程(cm)的曲线图。
上述数据论述了一种离子减缓技术，该离子减缓技术可通过可接受水平的EUV吸收率将离子流(即能量集成的信号)抑制至少四个数量级。在某些情形中，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(在没有离子缓冲的情形下)和104抑制因子(由于上述缓解作用)作为考量，在大量制造环境下聚光镜大约1年的工作估计有超过1012次脉冲的聚光镜寿命。
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减缓技术结合，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日的题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/786,145(委托案号2007-0010-02)，其内容援引包含于此。
图5示出具有腔室26的光源200的气体管理组件，所述腔室26中设有带通孔的光学器件30，例如近正交入射的椭圆形聚光镜以将EUV光从通过产生EUV辐射的驱动激光器(未示出)射出靶材料微滴的辐射区28引向中间区40以供扫描器202接下来使用。
如图5所示，该气体管理系统可包括界定一条或多条闭环流动路径的密封结构，该密封结构具有与一个或多个导向管204a、b流体连通的容腔，例如腔室26。尽管图5和5A示出该气体管理系统具有四个外部导向管204a-d，然而要理解，可使用四个以上或少至一个的外部导向管。
继续参见图5，可以看出在每个闭环流动路径中，气体被引导通过形成在光学器件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5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，尽管如下文所述，可使用其它通孔来使气体流过光学器件30。
对于图示的源200，热交换器206可由多个彼此间隔、平行、环形的金属板构成，每个金属板在腔室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通道以使例如水的热交换流体流过，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。可以理解，可提供一个或多个流体调节器(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5和图5B还示出来自通孔的一部分气体可通过多通道结构210在腔室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之间并包括多个同轴的、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并设计成使EUV光朦胧减至最小。另外，可选择风环位置以使其对应于例如由于扫描器中的阻塞而无法为扫描器202使用的光路。可提供一个或多个径向构件213以支承同轴的、圆锥形风环。图5C示出另一实施例，其中风环212由如图所示朝向中间区40收拢的平板构成。如图所示，可设置凸缘211以约束腔室26的壁和多通道结构210之间的流动。
图6和图7示出多通道结构210的另一种配置，这种结构包括多个径向取向的风环212。作为代替，可采用具有同轴圆锥和径向风环两者的多通道结构。对于图5-7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通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的气体和/或使不理想地吸收EUV辐射的靶材料蒸汽(例如当将锡用作靶材料时为锡蒸汽)冷凝和/或为气体流动提供显著的阻滞，由此在腔室26中建立某一压力梯度，使多通道结构210、210、210上游例如在辐射区28和光学器件30之间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，以及使多通道结构210、210、210下游例如在多通道结构210、210、210和中间区40之间具有相对低的气体压力以例如使EUV吸收减至最小。
对所示设备来说，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减缓技术结合使用，例如使用如上所述的离子减缓气体、使用箔屏蔽(具有或不具有离子减缓或偏转气体)、使用电场和/或磁场来使离子偏转或减缓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、与之相连或形成一体。在设备工作时，例如微滴的靶材料被一个或多个脉冲辐射以产生等离子体。典型地，所辐射的靶材料沿光束方向移动并展开至很宽的立体角。大部分材料可被多通道结构210、210、210聚集，多通道结构210、210、210也可以是温控的。例如，用于聚集和引导LPP靶材料的温控光束止动件在于2006年8月25日提交的题为“SOURCE MATERIAL COLLECTION UNITFOR A LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源的源材料聚集单元)”的共同待审美国专利申请S/N.11/509,925(委托案号2005-0086-01)中披露和要求保护，其全部内容援引包含于此。另外参见提交于2007年4月10日的题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV LIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/786,145(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，例如当采用锡时作为源材料时，例如纯锡或例如SnBr4、SnH4、SnBr2等锡化合物，副产品可包括锡和包括氧化物在内的锡化合物。例如源自聚光镜腐蚀的灰尘和其它尘粒也可出现在腔室中。这些副产品尤其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室内去除。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可聚集液态金属的底部。通道的位置和方向可相对于EUV源取向配置(例如使光源轴可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，在某些应用中，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，促进冷凝且可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还可充当冷凝例如腔室中存在的Sn蒸汽的蒸汽的冷阱。
图5示出气体从多通道结构210大致沿中间区40的方向流动。图5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200来说，热交换器214可由多个间隔的、平行的环形金属板构成，这些金属板在腔室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通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/或使可能不理想地吸收EUV辐射的靶材料蒸汽(例如当将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，在该位置气体将再次流过形成在光学器件30中的通孔。要理解，可提供一个或多个流体调节器(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中的一个或其两者可包括可选的过滤器218a、b和/或附加的、可选的热交换器220a、b。对于光源200，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核素，例如可能使光学组件劣化和/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中去除蒸汽，例如锡蒸汽。
图5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引入腔室26，例如用于离子止动(例如H2(氕和/或氘同位素)和/或氦)和/或用于从腔室26内的表面(例如光学器件30的表面)蚀去等离子体产生的碎屑沉积物(例如HBr、HI、Br2、Cl2、HCl、H2或其组合)。要理解，光源222可包括一个或多个流体调节器(未示出)。
图5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以及可选的调节装置226(例如上面结合图1所示调节装置114描述的用来在释放前稀释和/或洗涤气体)，用以有选择地从腔室26和/或气体管理系统的其它部分(例如导向管204a、b等)以连续或个别量的方式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224不受高温气体影响。
可通过气体源222将新鲜气体加至腔室26和/或通过泵224从腔室26去除气体以去除热量并由此控制腔室26中的温度，和/或从腔室26去除尘粒、蒸汽、金属尘等，和/或在腔室26中提供一定压力梯度以例如在光学器件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室的选定区内的选定气体数量密度和/或压力梯度，和/或维持流过腔室26的选定流速和/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5进一步示出多个气体监测器228中的一个测量一种或多种气体特征，所述特征包括但不局限于气体温度、压力、成分(例如He/H2比)、HBR数量密度等，该监测器可设置在腔室26内或设置成与之流体连通以向气体管理系统控制器230提供一个或多个指示信号，控制器230则可控制泵、调节器等以维持选定的气体温度、压力和/或成分。例如，质谱仪残余气体监测器可用来测量HBR数量密度。
图5还示出气体管理系统可包括用于维持中间区40或其附近的预选定流(流速和/或流动方向)、温度、气体数量密度和/或尘粒量级的构造。具体地说，气体管理系统可设计成符合由扫描器制造者等规定的这些参数中的一个或多个的规范。如图所示，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，以使气体从扫描器202流出并流向中间区40。图5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和可选的调节装置236，用以有选择地抽空中间区40。
图8示出具有界定闭环流体路径的密封结构的LPP EUV光源的气体管理系统的另一实施例，该密封结构具有与导向管204流体连通的容腔，例如腔室26，导向管204位于腔室26外部。如图所示，流体路径引导气体垂直于光学器件30的光轴248流过的辐射区28并在如上所述例如椭圆形聚光镜的光学器件30和多通道结构210、210、210之间(如上所述并具有如上所述的流动约束凸缘211)。另外如图所示，气体管理系统可包括如上所述的泵208和热交换器250，该热交换器250具有多个隔开的金属板，这些金属板平行设置，其中一个或多个金属板形成有内部通道以使冷却流体流过。在闭环系统中也可采用如上所述的可选的过滤器(未示出)。
图9示出具有界定闭环流体路径的密封结构的LPP EUV光源的气体管理系统的另一实施例，其中气体被引入辐射区周围的体积以产生涡流并由此增加气体混合并将热量从等离子体传递给气体，并且在某些情形下使滞流区减至最小。如图所示，气体从具有切向部分的一个或多个导向管204a’、b’、c’、d’引入腔室26以在腔室26内和辐射区28附近形成涡流。
图10示出具有界定闭环流体路径的密封结构的LPP EUV光源的气体管理系统的另一实施例，该密封结构具有与导向管204流体连通的容腔，例如腔室26，导向管204位于腔室26外部。还可以看出可提供如上所述的泵208以使气体环流通过该闭环。图10进一步示出在腔室26中可设置例如椭圆形聚光镜的光学器件30，该光学器件30形成有允许激光束通过并到达辐射区28的中央通孔。另外可以看到，可将气体流动约束构件280设置在腔室26中，该气体流动约束构件280从光学器件30边缘处或附近的位置延伸至腔室26壁处或其附近的位置以在腔室26中建立隔室282、284。可在光学器件30/约束构件280和/或约束构件280/腔室壁之间提供例如1-3mm的间隙以允许光学器件30膨胀/收缩，并同时保持合适的气体流动约束。对于该设备，气体流动约束构件280可与光学器件30一体形成或作为单独组件形成。通过这种配置，可以看出闭环流体路径可从隔室282通过形成在光学器件30中的通孔延伸并进入隔室284。另外如图所示，该设备可包括如上所述的多通道结构210、210、210，该结构具有如上所述的流动约束凸缘211。注意：还可在闭环系统中采用如上所述的热交换器(未示出)和/或过滤器(未示出)。
图10还示出可在通孔中设置护罩300，该护罩300尤其用来减少到达光束传递光学器件302a、b的等离子致碎屑量，该护罩300如图所示地设置成与腔室26和辐射区28流体连通。对于图示的设备，护罩300可以是具有面向辐射区的小直径端的圆锥形。护罩300可与辐射区相隔一适当距离以防止护罩过热。光束传递光学器件302a、b可耦合于致动器(该致动器可位于或不位于隔室282内)并可用于脉冲整形、聚焦、转向和/或调节传递至辐射区28的脉冲的焦度，并且可用于使激光输入窗304位于相对于辐射区28的远端位置，以使得不建立辐射区28和窗304之间的视线碎屑路径，由此减小窗304上的碎屑沉积。尽管示出两个反射光学器件，然而应当理解可采用两个以上或少至一个的光学器件。用于脉冲整形、聚焦、转向和/或调节脉冲焦度的合用光束传递系统披露于2006年2月21日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUVLIGHT SOURCE(激光致等离子体EUV光源)”的共同待审美国专利申请S/N.11/358,992(委托案号为2005-0081-01)，其内容援引包含于此。如本文所披露的，一个或多个光束传递系统光学器件可与腔室26流体连通。
图11示出与图10所示和如上所述的配置具有一个或多个相同组件的LPPEUV光源的气体管理系统的另一实施例，其包括界定闭环流体路径的密封结构，该密封结构具有：与导向管204流体连通的容腔，例如腔室26，导向管204位于腔室26外部；泵208；可形成有中央通孔的光学器件30，例如椭圆形聚光镜；护罩300可位于通孔中；与腔室26和辐射区28流体连通的光束传递光学器件302a、b；以及设置在远端的激光输入窗304。
对于图11所示实施例而言，气体流动约束构件280可设置在腔室26内，该构件280从护罩300外表面处或附近的位置延伸至腔室26壁或其附近的位置以在容腔中建立隔室282、284。对该设备而言，气体流动约束构件280可一体地形成有护罩300或可以是单独构件。通过这种配置，可以看到闭环流体路径可从隔室282开始延伸通过形成在光学器件30中的通孔并进入隔室284。
图11A示出另一种可能，其中光学器件30形成有多个相对小的通孔(其中通孔375a、b、c已被标出)，这允许在闭环流体路径中流动的气体流过光学器件中的孔以到达光学器件和辐射区28之间的空间。图11B示出又一种可能性，其中一个或多个管380位于光学器件30反射表面附近(例如在大约1-2mm内)，每个管形成有多个相对小的孔以将气体释放到光学器件30的表面上。可采用这些结构的任意一种，其中气体流过或不流过中央通孔(如上所述)。对于这些结构，可选择管和/或通孔的布置以使其与例如因为扫描器中的阻塞和/或其它结构的堵塞(例如碎屑缓解结构、多通道结构等)而无法为扫描器所使用的光路对应。
图12示出具有界定闭环流体路径的密封结构的LPP EUV光源的气体管理系统的另一实施例，该密封结构具有与导向管204a’、204b’流体连通的容腔，例如腔室26，导向管204a’、204b’如上所述位于腔室26的外部。如图所示，腔室26可包括等离子体辐射模块400、泵/热交换器模块402、泵/热交换器模块404以及扫描器接口模块406。对该设备而言，腔室26可由组装在一起的分立模块或一整体形成的单元构成。
对于图示的设备，光学器件30可设置在腔室26中，例如形成有中央通孔以使来自激光源(未示出)的激光束通过并抵达辐射区28的椭圆形聚光镜。另外如图所示，光学器件可将来自辐射区28的光聚焦至中间区40，从而产生在中间区40具有顶点的延伸通过腔室26的EUV光的光锥。
图12进一步示出泵/热交换器模块402包括：如上所述的泵208a’、b’；以及热交换器214a；并且泵/热交换器模块404包含如上所述的泵208c’、d’以及热交换器214b。对该设备而言，热交换器214a、b可包括多个间隔设置、平行、环形的金属板，这些金属板延伸在EUV光锥周围并且每块金属板的尺寸被设计成延伸至靠近或位于EUV光锥边缘(由椭圆形光学器件30限定)的内环面边，如图所示。一个、一些或全部金属板可形成有一个或多个内部通道以使例如水的热交换流体通过，从而冷却每块金属板。热交换器214a、b可用来使流过热交换器214a、b的气体冷却和/或使不理想地吸收EUV辐射的靶材料(例如当将锡用作靶材料时为锡蒸汽)蒸汽冷凝。一旦冷却，气体可流过泵208a’-d’，该泵可以是例如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’至等离子体辐射模块400中的某些位置。如图所示，可在热交换金属板的外径和泵之间提供空间以形成真空腔。对于该设备而言，金属板可几乎填满腔室的整个长度，因此这种结构对气体流动的阻抗可相当小，不会限制泵的泵抽速度。同时，金属板的工作面积将很大以提供很高的气体冷却效率。
要理解可提供一个或多个流体调节器(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。对该设备而言，导向管204a’、b’中的一者或两者可包括可选的过滤器218a、b(如上所述)和/或附加的、可选的热交换器220a、b(如上所述)。
继续参见图12，可以看出多通道结构210a’沿等离子体辐射模块400和泵/热交换器模块402之间的气体流动路径设置，第二多通道结构210b’沿泵/热交换器模块402和泵/热交换模块404之间的气体流动路径设置，而第三多通道结构210C’沿泵/热交换器模块404和扫描器接口模块406之间的气体流动路径设置。对于图示的设备，每个多通道结构可包括多个同轴的圆锥形风环(见图5B)、平板状风环(见图5C)和/或径向取向的风环(见图7)，这些风环设置成使光从光学器件30行进至中间区40并可设计成使EUV光朦胧减至最小。另外，可选择风环位置以使其对应于由于例如扫描器中的阻塞而无法为扫描器202使用的光路。每个多通道结构可设置在如图所示形成于各模块外壳中的开口中，以约束在多通道结构和各模块外壳之间的流动。
尽管以满足35U.S.C.§112所需的详细程度在本专利申请中描述和解说的具体实施例完全能够达成一个或多个上述目的进而解决问题、或为了任何其它原因或上述实施例目的，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、解说和表述。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意指将所要求的元素解释成“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通过引用包含在本文中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应具有该含义，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贡献给公众，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记载。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”明确记载的，或者在方法权利要求的场合下将该元素记载为“步骤”而不是“动作”。
Claims (20)
1.一种气体管理系统，包括：
界定闭环流体路径的密封结构；
在等离子体场所产生等离子体的系统，所述场所与所述流体路径流体连通；
设置在所述密封结构中且设置在所述等离子体场所和光学器件之间的气体，所述气体建立足以在所述等离子场所和所述光学器件之间的距离上作用以在离子到达所述光学器件之前将离子能量减小至目标最大能级的气体数量密度；
强制所述气体流过所述闭环流体路径的泵；
从在所述流体路径中流动的气体去除热量的热交换器；以及
从在所述流体路径中流动的气体去除至少一部分靶核素的过滤器。
2.如权利要求1所述的气体管理系统，其特征在于，所述等离子体包括锡，并且所述过滤器去除从包含氢化锡、氧化锡、溴化锡的化合物组中选择的化合物。
3.如权利要求1所述的气体管理系统，其特征在于，所述密封结构形成有入口和出口，并且所述气体管理系统进一步包括连接于所述入口的气源以及连接于所述出口以调节离开所述密封结构的气体的调节装置，所述调节装置选自包括气体稀释机构、洗涤器或其组合的一组调节装置。
4.如权利要求1所述的气体管理系统，其特征在于，所述密封结构包括容腔，所述容腔与位于所述容腔外部的导向管流体连通。
5.一种气体管理系统包括：
形成有通孔的EUV反射光学器件；
界定穿过所述通孔的闭环流体路径的密封结构；
在等离子体场所产生等离子体的系统，所述场所与所述流体路径流体连通；
设置在所述密封结构中的气体；以及
强制所述气体通过所述闭环流体路径的泵。
6.如权利要求5所述的气体管理系统，其特征在于，所述密封结构包括容腔，所述容腔与位于容腔的外部的导向管流体连通。
7.如权利要求6所述的气体管理系统，其特征在于，还包括：
在所述容腔中建立第一和第二隔室的气体流动约束构件，所述闭环流体路径从所述第一隔室延伸通过形成在所述光学器件中的所述通孔至所述第二隔室。
8.如权利要求7所述的气体管理系统，其特征在于，所述光学器件形成有边缘，所述容腔形成有容腔壁并且所述约束构件设置在所述聚光器边缘和容腔壁之间以约束其间的流体。
9.如权利要求5所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体在到达所述泵之前通过温控多通道结构。
10.一种气体管理系统，包括：
密封结构；
在所述密封结构中的等离子体场所产生形成EUV辐射的等离子体并将至少5kW功率释放入腔室的系统；
在所述密封结构中至少一个位置以高于100毫托的压力设置于所述腔室内且设置在所述等离子体场所和光学器件之间的气体，所述气体建立足以在所述等离子场所和所述光学器件之间的距离上作用以在离子到达所述光学器件之前将离子能量减小至目标最大能级的气体数量密度；以及
使气体在所述密封结构中循环的闭环循环系统，所述循环系统包括使气体每次通过该环路时冷却的至少一个热交换器。
11.如权利要求10所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体以大于50标准升/分钟的平均流速流过所述闭环循环系统。
12.如权利要求10所述的气体管理系统，其特征在于，所述闭环结构包括容腔且所述热交换器位于所述容腔内。
13.如权利要求10所述的气体管理系统，其特征在于，所述热交换器包括温控多通道结构。
14.如权利要求10所述的气体管理系统，其特征在于，所述闭环循环系统维持低于1000摄氏度的平均气体温度。
15.一种气体管理系统，包括：
密封结构；
在所述密封结构的等离子体场所产生等离子体的系统，所述等离子体形成EUV辐射和离开所述等离子体的离子；
与所述场所相隔距离d的光学器件；
设置在所述等离子体场所和光学器件之间的气体，所述气体建立足以在距离d上作用以在所述离子到达所述光学器件前使离子能量减至低于100eV的气体数量密度；以及
使气体在所述密封结构中循环的闭环循环系统，所述循环系统包括从流过该环路的气体去除热量的至少一个热交换器。
16.如权利要求15所述的气体管理系统，其特征在于，所述光学器件将EUV辐射引导至中间位置，并且所述气体管理系统进一步包括设置在所述等离子体场所和所述中间位置之间的多通道结构。
17.如权利要求15所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体包括体积大于50％的氢。
18.如权利要求17所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体包括从包括HBr、HI、Br2、Cl2、HCl或其组合的一组腐蚀气体中选取的腐蚀气体。
19.如权利要求15所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体建立足以在距离d上作用以在所述离子到达所述光学器件前使离子能量减至低于30eV的气体数量密度。
20.如权利要求15所述的气体管理系统，其特征在于，所述系统包括：提供微滴的微滴发生器，所述微滴包括锡；以及照射所述微滴以产生等离子体的激光器，所述激光器包括含CO2的增益介质。
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