TWI776120B - 監測光學元件、雷射來源及euv輻射產生設備 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種用於監測一光學元件(2)之配置(1),其包括:一光源(5),其用於將輻射(9)發射至該光學元件(2)之一表面(8)上;一偵測器(6),其用於偵測至少部分在該光學元件(2)之該表面(8)處反射之該輻射(9);及一固持件(7),其用於該光學元件(2),該光源(5)及該偵測器(6)經整合於該固持件(7)中。該固持件(7)具有一冷卻液(12)可流動通過之一冷卻區域(10),該冷卻區域(10)與該光學元件(2)接觸。該固持件(7)亦包括該光源(5)與該偵測器(6)之間的光束路徑(14)延伸穿過之一貯槽(13),其用於在發生一洩漏時接收在該光學元件(2)處漏出之冷卻液(12)。本發明亦係關於一種具有此一配置(1)之雷射來源及一種具有此一配置(1)之EUV輻射產生設備。
Description
本發明係關於一種用於監測一光學元件之一配置,其包括:一光源,其用於將輻射發射至該光學元件之一表面上;一偵測器,其用於偵測至少部分在該光學元件之該表面處反射之該輻射;及一固持件,其用於該光學元件,該光源及該偵測器經整合於該固持件中。本發明亦係關於一種具有此一配置之雷射來源及一種具有此一配置之EUV輻射產生設備。
EP1398612B1中揭示上文進一步所描述之類型之一配置。在此一配置中,在光學元件之表面處反射且由偵測器偵測之輻射之強度取決於光學元件之表面性質。因此,此處所描述之配置用於監測光學元件之功能,尤其是偵測光學元件之損壞或老化。由光源發射之輻射之波長在此經選擇使得至少一些發射輻射在表面處反射。光學元件可經配置於具有不同於光源之輻射之一波長的一雷射光束之光束路徑中。依此方式,亦可檢查相對於其表面之功能透射雷射光束之波長的光學元件。
除表面性質改變之外,就直接用一冷卻液(例如水)冷卻之一光學元件而言,若光學元件中存在一破裂或裂紋,則冷卻液漏出至環境中。一些光學元件經安裝於其中需要防止大量冷卻液流出之區域中。例如,配置於一真空環境中(例如在一雷射諧振器或一EUV輻射產生設備中)之光學元件一般在除氣方面受到嚴格要求。洩漏方面之嚴格要求亦應用於配置於具有高干擾場之一射頻區域中或其附近之光學元件,例如一氣體雷射之一雷射諧振器中所發生。另外,在此等光學元件中,通常存在可用安裝空間很小之問題。
WO2017/063686A1描述一種用於保護一真空環境免於在一光學組件處洩漏之裝置及方法。裝置具有一偵測裝置用於在一冷卻介質自一冷卻區域溢出至真空環境中時偵測光學組件處之洩漏。冷卻區域可在光學組件之一底座中形成一腔,腔由光學組件之表面之一部分區域鄰接。若偵測到冷卻介質自冷卻區域溢出至真空環境中,則可中斷冷卻介質至冷卻區域中之一供給線路。
本發明係基於提供一種用於監測一光學元件之配置、一種具有至少一此配置之雷射來源及一種具有至少一此配置之EUV輻射產生設備的目的,其等允許高效監測光學元件之洩漏。
本發明之一態樣係關於一種開頭部分中所提及之類型之配置,其中固持件具有一冷卻液可流動通過之一冷卻區域,該冷卻區域與光學元件接觸,且其中固持件包括光源與偵測器之間的光束路徑延伸穿過之一貯槽,其用於在發生一洩漏時接收在光學元件處漏出之冷卻液。
本發明提出使用存在於配置中之光源及偵測器之組合來監測直接用冷卻液冷卻之光學元件之一洩漏。此一洩漏可發生於光學元件出現一破裂或一破裂時,此時冷卻液自冷卻區域在損壞光學元件處或經由損壞光學元件漏出至環境中。為監測洩漏,在配置中(通常在固持件中)附接光源與偵測器之間的光束路徑延伸穿過之一液體貯槽,其用於接收少量冷卻液。
若貯槽完全或部分填充冷卻液,則入射於偵測器上之強度(或等效地,入射於偵測器上之輻射功率)相較於無冷卻液位於貯槽中之情況而改變。一般而言,由於存在冷卻液,入射於偵測器上且在表面處反射之輻射之強度降低。貯槽中存在冷卻液會影響(例如)由光源發射之輻射之吸收、折射(角度或發散變化)、散射等等,其使用偵測器來偵測。若已偵測到一洩漏,則可中斷冷卻介質至冷卻區域中之一供給線路。替代地,資訊可用於區分涉及冷卻劑漏出之一真實破裂與其他誤差訊息(參閱下文)。
在一實施例中,固持件經定向使得貯槽在重力方向上定位於光學元件之(監測)表面下方。形成於固持件中之貯槽大體上在周邊方向上延伸於小於(例如)+/-30°之一小角範圍內。因此,為將貯槽定位於監測表面下方,需要使固持件適當定向(即,使其沿其縱軸線旋轉或定向),固持件在水平方向上延伸,使得形成貯槽之周邊方向上之角範圍定位於監測表面下方。在其中依上述方式定向固持件之狀態中,通常使用一固定裝置來固定固持件,固定裝置形成配置之部分或其中安裝配置之一光學系統之部分。
可藉由將貯槽配置於表面下方來確保冷卻液獨立於其中發生一裂紋或破裂之光學元件上之位點而進入貯槽。貯槽通常經配置以在固持件中在縱向方向上相對於光學元件或監測表面橫向偏移。貯槽之上側大體上在重力方向上定位於監測表面之下邊緣下方的一位準處。光學元件之監測表面應被理解為未由固持件固持之光學元件之表面之暴露部分。
在此實施例之一發展中,面向表面之貯槽之一上邊緣區段在重力方向上定位於遠離表面之貯槽之一上邊緣區段下方,或反之亦然。在此情況中,貯槽之上邊緣可(例如)依一階梯方式組態或依相對於水平面之一角度傾斜定向。在兩種情況中,可由於過量冷卻液無法依一非所要方式輕易流過遠離表面之貯槽之上邊緣部分而進入環境中的事實而抑制貯槽溢出。即使面向表面之邊緣區段定位於遠離表面之邊緣部分上方,但亦可使貯槽中及因此光源與偵測器之間的光束路徑中之冷卻液之容量受限於一最大容量或可防止溢出,其使一洩漏之偵測較容易。
在另一實施例中,貯槽形成於固持件中之一凹槽中(例如在一孔中),光源抑或偵測器經配置於固持件中。固持件在此經定向使得光源或偵測器在重力方向上配置於受監測之表面下方。光源之一光出射面或偵測器之一偵測器面通常形成凹槽之底部或凹槽之底部之一部分區域。依此方式,確保自光源至偵測器之光束路徑穿過貯槽。光源及偵測器通常使用密封構件(例如O形環或其類似者)來整合至固持件中,因此無冷卻液可自凹槽向下排出。此係必需的,因為光源及偵測器通常在遠離凹槽之其後側處具有電接觸點。光源可經組態為(例如)一發光二極體或一雷射二極體。偵測器可經組態為(例如)一光二極體。
在另一實施例中,光源經組態及定向以依相對於重力方向大於10° (且通常小於30°)之一角度將輻射發射至表面上,及/或偵測器經組態或經定向用於偵測在表面處依相對於重力方向大於10° (且通常小於30°)之一角度反射之輻射。此通常由光源之縱軸線及/或偵測器之縱軸線達成,縱軸線通常與輻射離開光源之方向或輻射入射於偵測器上之方向一致,其依相對於重力方向大於10°之一對應角定向。
受監測表面可為在重力方向上延伸之一平坦表面。特定言之,在此情況中,光源及偵測器通常依相對於光學元件之受監測表面之相同角定向。受監測表面亦可為一彎曲表面及/或相對於重力方向傾斜之一表面。光源經較佳組態及定位使得發射輻射(光束路徑中不存在冷卻液)經導引至光學元件之受監測表面上之中心處。
光源或偵測器依相對於重力方向之一角度定向係有利的,因為在此情況中,若發生一洩漏,則由光源發射之輻射依一對應角穿過冷卻液之水平定向表面且在程序中遭受折射以引起離開冷卻液或進入冷卻液之輻射自一標稱光束方向(不存在冷卻液)偏轉。因此,就一足夠大偏轉角而言,偵測器偵測到比不存在冷卻液之情況少很多之輻射。可基於降低偵測強度來識別一洩漏,如下文將進一步更詳細解釋。
若固持件經定向使得光源實質上定位於固持件之最低點處,則凹槽內之發射輻射之光束路徑之長度實際上不起作用,因為冷卻液在任何情況下均充當一光楔。若固持件經定向使得偵測器實質上配置於固持件之最低點處,則其中配置偵測器且接收冷卻液之凹槽具有一相對較大長度及/或一較小寬度係有利的,因此輻射在進入冷卻液時幾乎完全折射向凹槽之側向邊緣且不入射於偵測器上。
在另一實施例中,光源具有一(凸)彎曲光出射面。若一光源採用其中光出射面大體上球面彎曲且充當一會聚透鏡之一發光二極體之形式,則情況通常如此。若固持件經定向使得光源及形成於其上方之凹槽定位於光學元件之受監測表面下方,則光出射面作為一會聚透鏡之功能因由冷卻液(例如水)潤濕光出射面而受負面影響。若此功能減弱,則由光源發射之輻射比不存在冷卻液之情況更強發散,由此偵測器上之偵測輻射強度亦降低且因此可在光學元件上偵測一洩漏。
在另一實施例中,光源經組態用於發射IR波長範圍內之輻射。因此,偵測器經調適及亦經組態用於偵測IR波長範圍內之輻射。在此情況中,由光源發射之輻射通常具有約1 µm至約2 µm之間的IR波長範圍內之(若干)波長,因為水之一強吸收帶定位於該處,在此情況中,水通常用作冷卻液。因此,在穿過冷卻液時,光源之輻射被吸收,因此亦可依此方式偵測一洩漏。用於識別水之此一「光障壁」(不經由一光學元件之表面反射或偏轉)可在市場上購得,例如參考具有約1480 nm之光源之一波長之來自Balluff (www.balluff.com)之BOH TJ-T80-001-01-S49F之資料表。
在另一實施例中,固持件具有用於將冷卻液自光學元件供給至貯槽中之一供給輪廓(結構)。如上文進一步所描述,固持件經定向使得(例如)呈凹槽形式之貯槽幾乎配置於固持件之最低點處係有利的,因此自光學元件漏出之冷卻液流入至凹槽中。為能夠偵測到甚至最小量之漏出冷卻液,在光學元件處漏出之冷卻液依一針對性方式在貯槽之方向上被引導或供給至貯槽係有用的。依此方式,加速反應時間且提高漏出冷卻液不會流過偵測貯槽之可靠性。供給輪廓可具有各種組態。
在此實施例之一發展中,供給輪廓係延伸相鄰於表面定位之固持件之一內邊緣與貯槽之間的一傾斜供給部分。傾斜供給部分可(例如)為相對於固持件之一縱軸線旋轉對稱地延伸之一輪廓,例如一錐面或曲面。替代地或另外,可在固持件中提供呈一通道型凹陷或其類似者之形式的一供給輪廓,冷卻液可在貯槽之方向上自光學元件沿供給輪廓引導。供給輪廓可在相鄰於表面定位之固持件之內邊緣處具有一相對較大寬度,其在貯槽之方向上減小以在可行情況下將自光學元件漏出之所有冷卻液引導至貯槽中。
在另一實施例中,配置具有用於將冷卻液供給至冷卻區域之一供給裝置,冷卻區域通常在固持件中形成一腔。供給裝置通常具有經由固持件中之一入口通至固持件內之冷卻區域中之一供給線路。可(例如)依WO2017/063686A (其在上文被引用且其全文以引用的方式併入本申請案中)中所描述之方式實現冷卻液之供給及排放。
冷卻區域可(例如)在固持件中形成一環形腔,其包圍光學元件且(例如)在光學元件之周邊側面處與光學元件接觸。冷卻區域通常具有用於自冷卻區域排放冷卻液之一出口。冷卻液可經由出口藉由一排放線路供給至一冷卻裝置,其中冷卻裝置將由冷卻液吸收之熱輸出至環境或另一介質。冷卻裝置、供給線路及排放線路可形成一閉合冷卻迴路。替代地,經加熱冷卻液可排放至環境,例如在使用冷卻水時。
在另一實施例中,配置具有用於比較由偵測器偵測之輻射強度與一參考強度之一評估裝置,其中評估裝置經較佳組態以在由偵測器偵測之輻射強度與參考強度偏差一指定值(臨限值)時輸出一誤差信號及/或輸出一控制信號來撤銷啟動供給裝置。評估裝置可為(例如)一微處理器或其類似者。如EP1398612B1 (其在開頭部分中被引用且其全文以引用的方式併入本申請案中)中所描述,比較偵測輻射之強度與儲存於評估裝置中之一參考強度。若由偵測器偵測之輻射強度與參考強度偏差指定值,則偏差可歸因於表面之損壞或老化(如EP1398512B1中所描述)或歸因於存在一洩漏(如上文進一步所描述)。
兩種情況不必彼此絕對區分,因為兩種情況均存在一誤差。若要區分兩種誤差情況,則可針對兩種情況各指定導致一各自不同誤差信號及/或控制信號輸出之不同臨限值。替代地或另外,由偵測器偵測之強度隨時間之發展可用於進行以下區分:表面性質之一變化通常發生於一相對較長時標內,而一洩漏導致偵測強度在一相對較短時段內降低。
定位於貯槽中之冷卻液之表面通常不平和而是隨時間波動之事實實際上不影響偵測:由評估裝置評估偵測強度可考量短期波動及強度與參考值非常短暫地偏差指定值。
評估裝置可輸出一誤差信號以向一操作者指示需要將冷卻區域與冷卻裝置或供給裝置手動分離(且切斷雷射或雷射光束)。替代地,可藉由評估裝置輸出一控制信號來執行一自動分離,控制信號饋送至供給裝置以撤銷啟動其。撤銷啟動之方式可(例如)使得(例如)藉由關閉一可控閥來關閉供給裝置之一供給線路,可控閥係為此提供且藉由控制信號切換至一適合切換位置中。若存在一洩漏,則評估裝置通常亦輸出一控制信號來切斷(雷射)輻射來源。
此處所描述之配置通常亦包括光學元件,其表面受監測且其通常藉由其側向邊緣來固持於固持件中。光學元件或其基板材料可(例如)由硒化鋅(ZnS)、砷化鎵(GaAs)或金剛石形成。配置通常安裝於一光學系統中,其中在安裝狀態中,固持件經特別定向使得貯槽在重力方向上定位於光學元件之受監測表面下方(參閱上文)。固持件在此可由一固定裝置(例如)使用固定螺釘來固定於其定向上。光學元件之受監測表面在此通常定向成實質上平行於重力方向,但此非絕對必需。
本發明之另一態樣係關於一種雷射來源(特定言之,一種CO2
雷射來源),其包括用於監測一光學元件(特定言之,該雷射來源之一輸出耦合鏡或一輸出耦合窗)之上文進一步所描述之一配置。該配置可用於監測面向該雷射來源之一雷射諧振器之一內側的該輸出耦合鏡或窗之一表面。該配置亦可用於監測遠離該雷射諧振器之該輸出耦合鏡或窗之一外側,如EP139612B1 (其在開頭部分中被引用)中所描述。
本發明之一態樣係關於一種EUV輻射產生設備,其具有用於監測一光學元件之上文進一步所描述之一配置。該光學元件可為一雷射來源之一光學元件,例如上文進一步所描述之輸出耦合鏡或該雷射來源之一輸出耦合窗。該光學元件亦可配置於該雷射來源外部。例如,該光學元件可為形成該EUV輻射產生設備之一驅動器雷射配置之部分的一光學放大器之一窗。如WO2017/063686A1 (其在開頭部分中被引用)中所描述,經組態用於將一真空環境與用於將一雷射光束饋送至該真空環境中之一光束引導分離的一EUV輻射產生設備之一光學元件亦可由上文進一步所描述之配置監測。
在上文進一步所描述之所有實例中,可在無額外組件(例如一水感測器)之情況下實現光學元件之洩漏監測,因此可具成本效益地執行洩漏監測。另外,洩漏監測實際上無需額外安裝空間。
自[實施方式]及附圖明白本發明之進一步優點。亦可在各情況中單獨或以任何所要組合採用上述特徵及下文將進一步提及之特徵。所展示及所描述之實施例不應被理解為一詳盡清單,而是具有用於繪示本發明之一例示性特性。
圖1a至圖1c展示用於監測呈一雷射來源之一輸出耦合鏡2之形式之一光學元件之功能及可能洩漏之一配置1。部分透射輸出耦合鏡2用於將一雷射光束3耦合出雷射來源之一雷射諧振器4。作為此處所描述之輸出耦合鏡2之一替代,受監測之光學元件亦可為雷射諧振器4之(部分)透射輸出耦合窗。
配置1包括在所展示之實例中依一發光二極體之形式組態一光源5及在所展示之實例中依一光二極體之形式組態之一偵測器6,兩者在面向雷射諧振器4之輸出耦合鏡2之側上整合至輸出耦合鏡2之一固持件7中。光源5及偵測器6在此相對於輸出耦合鏡2彼此直徑對置定位且依相對於面向雷射諧振器4之輸出耦合鏡2之一平面反射表面8之相同角度α定向且在固持件7之縱向方向上相對於輸出耦合鏡2橫向偏移。發光二極體5及光二極體6同時形成相對於大氣之諧振器內部真空之一終端。
由光源5以一參考強度IR
發射之輻射9指向輸出耦合鏡2之表面8上之中心。光源5經設計用於依相對於輸出耦合鏡2之表面大於10°且小於30°之一角度α (在所展示之實例中為20°)發射輻射9且依相對於輸出耦合鏡2之表面8之此一角度α配置。偵測器6經適當設計及定向以偵測具有一輻射強度ID
之輻射9,其由表面8反射至與表面8對置定位之偵測器6上。
配置1之固持件7具有一冷卻區域10,其係沿輸出耦合鏡2之一圓形周邊面延伸之一環形腔。一供給裝置11用於經由形成於固持件7中之一入口將一冷卻液12供給至冷卻區域10中。冷卻區域10中之冷卻液12與輸出耦合鏡2直接接觸以冷卻輸出耦合鏡2。一出口(經加熱冷卻液經由其來離開固持件7且經由一排放線路排放)形成於環形冷卻區域10之直徑對置側上。
固持件7經配置使得輸出耦合鏡2之受監測表面8在重力方向Z上(即,垂直)定向。固持件7經另外定向(即,圍繞其縱軸線(其水平延伸)旋轉)使得光源5及偵測器6在重力方向Z上彼此上下定位。因此,在所展示之實例中,光源5及偵測器6兩者依相對於重力方向Z成20°之一角度α定向。就所展示之固持件7之定向而言,光源5在重力方向Z上配置於輸出耦合鏡2之暴露表面8下方,即,在未固持於固持件7中之表面8之部分下方。因此,在固持件7中呈一孔之形式的一凹槽13 (其底部配置光源5)亦配置於輸出耦合鏡2之暴露表面8下方。
若輸出耦合鏡2中存在一裂紋或一破裂,則冷卻液12可經由輸出耦合鏡2進入雷射諧振器4。為儘快偵測到此洩漏,配置於表面8下方之凹槽13可用作用於接收漏出冷卻液12之一貯槽,如圖1b及圖1c中所繪示。光源5與偵測器6之間的輻射9之光束路徑14在此穿過凹槽13。凹槽13亦依相對於輸出耦合鏡2之表面8之一角度(具體而言,依20°之角度α)定向。固持件7具有一錐形延伸內輪廓15,其在固持件7之縱向方向上自固持件7之一內邊緣7a (其相鄰於表面8定位且形成固持件7之一最小內徑)延伸至凹槽13。錐形內輪廓15形成呈一傾斜供給部分之形式的一供給輪廓,其用於將在輸出耦合鏡2處漏出之冷卻液12供給至凹槽13。錐形或可能依一圓形方式延伸之傾斜供給部分15亦可在縱向方向上僅延伸於內邊緣7a與凹槽13之間的固持件7之一部分區域上方。
鄰接傾斜供給部分15之凹槽13之上邊緣依相對於水平面之一角度對應延伸且具有一第一邊緣區段16a,第一邊緣區段16a面向輸出耦合鏡2之表面8且冷卻液12經由第一邊緣區段16a進入凹槽13。貯槽13亦具有一第二邊緣區段16b,第二邊緣區段16b在縱向方向上遠離輸出耦合鏡之表面8,在重力方向Z上定位於第一邊緣區段16a上方,且依此方式抑制過量冷卻液12自貯槽13洩漏至遠離表面8之固持件7之一區域中,即,貯槽13之上邊緣呈階梯狀。另一錐形延伸面在縱向方向上鄰接第二邊緣區段16b。如圖1a至圖1c中由虛線所繪示,固持件7在兩個上邊緣區段16a、16a之間具有一通道型凹陷15a,其在周邊方向上環繞延伸且亦形成用於在周邊方向上將冷卻液12供給至貯槽13的一供給輪廓。
如圖1b中可見,填充有冷卻液12且光源5之輻射9穿過之傾斜孔或凹槽13具有一楔形形狀。因此,由光源5發射之輻射9依相對於法線方向成20°之一角度α入射於冷卻液12之表面上。在冷卻液12之表面處,輻射9進入雷射諧振器4內之真空環境且在此於冷卻液12之表面處折射。若冷卻液12係水(如在本實例中,其具有約1.33之一折射率n),則輻射9在穿過冷卻液12之表面時偏轉約7°,即,輻射依約13°之一角度α'入射於輸出耦合鏡2之表面8上。由於此偏轉,由偵測器6偵測之強度ID
比凹槽13中不存在冷卻液12之情況顯著降低。
如圖1c中可見,呈發光二極體5之形式之光源具有用作一會聚透鏡之一球面彎曲光出射面5a。若切口13中存在冷卻液12,則光出射面5a由冷卻液12潤濕,其減小光出射面5a作為一會聚透鏡之效應。因此,發生圖1c中所繪示之效應(即,輻射9自發光二極體5發散射出),其亦減小由偵測器6偵測之強度ID
。
若凹槽13中存在冷卻液12,則可歸因於光源5依冷卻液12之一吸收帶所處的一波長發射輻射9的事實而進一步減小由偵測器6偵測之輻射9之強度ID
。例如,光源5可經組態以發射約1 μm至約2 μm之間的IR波長範圍內之輻射9。在此情況中,在穿過冷卻液12時,一些輻射9經吸收於冷卻液中,因此亦減小偵測器6處所偵測之輻射9之強度ID
。替代地,光源5可經組態以發射可見光或另一波長範圍內之輻射9。
偵測器6處所量測之反射輻射9之強度ID
不僅取決於貯槽13中是否存在冷卻液12,且亦取決於表面8之性質,且因此為輸出耦合鏡2之表面8之任何損壞及老化之一量測。將由偵測器6偵測之輻射強度ID
饋送至一評估裝置17 (例如一微處理器)以比較偵測光強度ID
與一儲存參考強度IR
。所使用之參考強度IR
可為(例如)由一如新輸出耦合鏡2 (無洩漏)量測之光強度ID
。若由偵測器6量測之光強度ID
與儲存參考強度IS
偏差一指定界定值IS
(臨限值),則評估裝置17輸出一誤差訊息或一誤差信號,切斷雷射,且撤銷啟動供給裝置11以防止冷卻液12進一步供給至冷卻區域中。為此,評估裝置17將作用於一可控閥上之一控制信號18輸出至供給裝置11。若要區分輸出耦合鏡2存在一洩漏或老化,則可在評估裝置17中使用兩個不同臨限值IS
。
作為面向雷射諧振器4之輸出耦合鏡2之表面8之圖1a至圖1c中所展示之監測的另外例或替代例,亦可依上文進一步所描述之方式監測遠離雷射諧振器4之輸出耦合鏡2之表面。
圖1a至圖1c中所展示之具有雷射諧振器4之配置1可用作(例如)一EUV輻射產生設備20中之一CO2
雷射來源21,如圖2中所繪示。除雷射來源21之外,EUV輻射產生設備20亦包括具有三個光學放大器或放大器級23a至23c之一放大器配置22、一光束引導裝置24 (未更詳細繪示)及一聚焦裝置25。聚焦裝置25用於將雷射光束3 (其由雷射來源21產生,由放大器配置22放大,且在圖1a至圖1c中所展示之輸出耦合鏡2處射出)聚焦於一真空室28中之一目標區域處,一目標材料26經引入真空室28中。在用雷射光束3照射時,目標材料26轉變成一電漿態且在此發射使用一集光鏡27聚焦之EUV輻射。雷射來源21與放大器配置22一起形成EUV輻射產生設備20之一驅動器雷射配置29。圖1a至圖1c中所展示之配置1亦可用於監測配置於雷射來源21外部之EUV輻射產生設備20之光學元件,例如用於監測放大器級23a至23c之(輸出耦合)窗或用於監測聚焦裝置25或可能監測將光束引導裝置24與真空室28分離之一窗。
1:配置
2:輸出耦合鏡/光學元件
3:雷射光束
4:雷射諧振器
5:光源/發光二極體
5a:光出射面
6:偵測器/光二極體
7:固持件
7a:內邊緣
8:表面
9:輻射
10:冷卻區域
11:供給裝置
12:冷卻液
13:凹槽/貯槽/切口
14:光束路徑
15:錐形內輪廓/傾斜供給部分/供給輪廓
15a:通道型凹陷/供給輪廓
16a:第一邊緣區段/上邊緣區段
16b:第二邊緣區段/上邊緣區段
17:評估裝置
18:控制信號
20:EUV輻射產生設備
21:雷射來源
22:放大器配置
23a:光學放大器/放大器級
23b:光學放大器/放大器級
23c:光學放大器/放大器級
24:光束引導裝置
25:聚焦裝置
26:目標材料
27:集光鏡
28:真空室
29:驅動器雷射配置
a:角度
a':角度
ID:光強度/輻射強度
IR:參考強度
IS:臨限值/指定值
Z:重力方向
圖1a至圖1c展示用於監測一雷射來源之一輸出耦合鏡之洩漏之一配置之三個示意性縱向截面;及
圖2展示具有此一雷射來源之一EUV輻射產生設備之一示意圖。
在以下附圖描述中,相同元件符號用於相同組件或具有相同功能之組件。
1:配置
2:輸出耦合鏡/光學元件
3:雷射光束
4:雷射諧振器
5:光源/發光二極體
5a:光出射面
6:偵測器/光二極體
7:固持件
8:表面
9:輻射
11:供給裝置
12:冷卻液
13:凹槽/貯槽/切口
14:光束路徑
16a:第一邊緣區段/上邊緣區段
16b:第二邊緣區段/上邊緣區段
17:評估裝置
18:控制信號
a':角度
IR:參考強度
IS:臨限值/指定值
Z:重力方向
Claims (13)
- 一種用於監測一光學元件(2)之配置(1),其包括:一光源(5),其用於將輻射(9)發射至該光學元件(2)之一表面(8)上;一偵測器(6),其用於偵測至少部分在該光學元件(2)之該表面(8)處反射之該輻射(9);一固持件(7),其用於該光學元件(2),該光源(5)及該偵測器(6)經整合於該固持件(7)中,該配置(1)之特徵在於:該固持件(7)具有一冷卻液(12)可流動通過之一冷卻區域(10),該冷卻區域(10)與該光學元件(2)接觸,且該固持件(7)包括該光源(5)與該偵測器(6)之間的光束路徑(14)延伸穿過之一貯槽(13),該貯槽(13)用於在發生一洩漏時接收在該光學元件(2)處漏出之冷卻液(12)。
- 如請求項1之配置,其中該固持件(7)經定向使得該貯槽(13)在重力方向(Z)上定位於該光學元件(2)之該表面(8)下方。
- 如請求項2之配置,其中面向該表面(8)之該貯槽(13)之一上邊緣區段(16a)在重力方向(Z)上定位於遠離該表面(8)之該貯槽(13)之一上邊緣區段(16b)下方,或反之亦然。
- 如請求項1之配置,其中該貯槽在該固持件(7)中形成一凹槽(13)。
- 如請求項1之配置,其中該光源(5)經組態用於依相對於重力方向(Z)大於10°之一角度(α)將該輻射(9)發射至該表面(8)上,及/或該偵測器(6)經組態用於偵測依相對於重力方向(Z)大於10°之一角度(α)在該表面(8)處反射之該輻射(9)。
- 如請求項1之配置,其中該光源(5)具有一彎曲光出射面(5a)。
- 如請求項1之配置,其中該光源(5)經組態用於發射IR波長範圍內之輻射(9)。
- 如請求項1之配置,其中該固持件(7)具有用於將該冷卻液(12)自該光學元件(2)供給至該貯槽(13)中之一供給輪廓(15、15a)。
- 如請求項8之配置,其中該供給輪廓包括延伸於相鄰於該表面(8)定位之該固持件(7)之一內邊緣(7a)與該貯槽(13)之間的一傾斜供給部分(15)。
- 如請求項1之配置,其進一步包括用於將該冷卻液(12)供給至該冷卻區域(10)之一供給裝置(11)。
- 如請求項10之配置,其進一步包括用於比較由該偵測器(6)偵測之該輻射(9)之強度(ID)與一參考強度(IR)之一評估裝置(17),其中該評估裝置(17)經較佳組態以在由該偵測器(6)偵測之該輻射(9)之該強度(ID)與該參考強度(IR)偏差一指定值(IS)時輸出一誤差信號及/或輸出一控制信號(18)來 撤銷啟動該供給裝置(11)。
- 一種雷射來源(21),特定言之,一種CO2雷射來源,其包括如請求項1-11中任一項之用於監測該雷射來源(21)之一光學元件,特定言之,一輸出耦合鏡(2)或一輸出耦合窗,之配置(1)。
- 一種EUV輻射產生設備(20),其包括如請求項1至11中任一項之用於監測一光學元件(2)之配置(1)。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19839930C1 (de) * | 1998-09-02 | 1999-09-09 | Jurca Optoelektronik Gmbh | Verfahren zur Überwachung der Funktionalität des transparenten Schutzelementes einer transparenten Laseroptik sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
DE102007030398A1 (de) * | 2007-06-29 | 2009-01-02 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Temperatur und/oder einer temperaturabhängigen Kenngröße eines optischen Elements |
DE102008004745A1 (de) * | 2008-01-16 | 2009-07-23 | Daimler Ag | Sensoreinrichtung |
EP1398612B1 (de) * | 2002-09-12 | 2010-03-03 | Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH | Vorrichtung zur Überwachung der Funktionalität eines optischen Elements |
CN102445314A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-05-09 | 安徽省电力公司合肥供电公司 | 激光成像sf6气体漏点定位系统 |
DE102012102785B3 (de) * | 2012-03-30 | 2013-02-21 | Marius Jurca | Verfahren und Überwachungseinrichtung zur Erfassung und Überwachung der Verschmutzung einer optischen Komponente in einer Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung |
WO2015120889A1 (de) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Einrichtung und verfahren zum schutz einer vakuum-umgebung vor leckage und euv-strahlungserzeugungsvorrichtung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3459942A (en) * | 1966-12-05 | 1969-08-05 | Gen Electric | High frequency light source |
US4639264A (en) | 1983-08-26 | 1987-01-27 | Ciga-Geigy Corporation | Herbicidal N-arylsulfonyl-N'-(4-mercaptomethylpyrimdinyl)-ureas |
CN1300471C (zh) | 2001-06-21 | 2007-02-14 | 日立建机株式会社 | 施工机械的液压驱动装置及液压驱动方法 |
EP3362839B1 (de) | 2015-10-14 | 2021-01-27 | TRUMPF Lasersystems for Semiconductor Manufacturing GmbH | Polarisatoranordnung, euv-strahlungserzeugungsvorrichtung damit und verfahren zur linearen polarisation eines laserstrahls |
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-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19839930C1 (de) * | 1998-09-02 | 1999-09-09 | Jurca Optoelektronik Gmbh | Verfahren zur Überwachung der Funktionalität des transparenten Schutzelementes einer transparenten Laseroptik sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
EP1398612B1 (de) * | 2002-09-12 | 2010-03-03 | Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH | Vorrichtung zur Überwachung der Funktionalität eines optischen Elements |
DE102007030398A1 (de) * | 2007-06-29 | 2009-01-02 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Temperatur und/oder einer temperaturabhängigen Kenngröße eines optischen Elements |
DE102008004745A1 (de) * | 2008-01-16 | 2009-07-23 | Daimler Ag | Sensoreinrichtung |
CN102445314A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-05-09 | 安徽省电力公司合肥供电公司 | 激光成像sf6气体漏点定位系统 |
DE102012102785B3 (de) * | 2012-03-30 | 2013-02-21 | Marius Jurca | Verfahren und Überwachungseinrichtung zur Erfassung und Überwachung der Verschmutzung einer optischen Komponente in einer Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung |
WO2015120889A1 (de) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Einrichtung und verfahren zum schutz einer vakuum-umgebung vor leckage und euv-strahlungserzeugungsvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3914889B1 (de) | 2022-10-05 |
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TW202035962A (zh) | 2020-10-01 |
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