具有涂覆于圆柱形对称元件上的目标材料的激光产生的等离子体光源制造技术

本发明专利技术针对于具有涂覆于圆筒的外表面上的例如氙等目标材料的激光产生的等离子体光源。实施例包含用于使所述圆筒旋转的轴承系统，所述轴承系统具有用于减少污染物材料及/或轴承气体到LPP室中的泄漏的结构。揭示用于涂覆及补充所述圆筒上的目标材料的注入系统。揭示用于准备所述圆筒上的目标材料表面的刮刷器系统，所述准备是例如使所述目标材料表面平滑。还揭示用于冷却及维持所述圆筒及上覆于所述圆筒上的壳体的温度的系统。

Laser generated plasma source with target material coated on cylindrical symmetrical element

The invention is directed at a plasma light source produced by laser with target material such as xenon, which is coated on the outer surface of the cylinder. An embodiment includes a bearing system for rotating the cylinder with a structure for reducing the leakage of contaminant materials and / or bearing gases into the LPP chamber. An injection system for coating and replenish the target material on the cylinder is disclosed. A scraper system for preparing the surface of the target material on the cylinder is disclosed, for example, the surface of the target material is smoothed. A system for cooling and maintaining the temperature of the cylinder and the shell overlying the cylinder is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有涂覆于圆柱形对称元件上的目标材料的激光产生的等离子体光源相关申请案的交叉参考本申请案涉及且主张来自以下所列申请案(“相关申请案”)的最早可用有效申请日期的权益(例如，主张除临时专利申请案之外的最早可用优先权日期或依据35USC§119(e)主张临时专利申请案、相关申请案的任一及所有父代申请案、祖父代申请案、曾祖父代申请案等的权益)。相关申请案：出于USPTO非法定要求的目的，本申请案构成以下美国临时专利申请案的正式(非临时)专利申请案：所述美国临时专利申请案标题为具有涂覆于圆柱形对称元件上的目标材料的激光产生的等离子体光源(LASERPRODUCEDPLASMALIGHTSOURCEHAVINGATARGETMATERIALCOATEDONACYLINDRICALLY-SYMMETRICELEMENT)，专利技术人为阿列克谢库里特森(AlexeyKuritsyn)、布莱恩阿尔(BrianAhr)、鲁迪加西亚(RudyGarcia)、弗兰克希莱塞(FrankChilese)及奥列格科迪金(OlegKhodykin)，于2015年11月16日提出申请，申请序列号为62/255,824。
本专利技术一般来说涉及基于等离子体的光源，所述基于等离子体的光源用于产生以下范围内的光：真空紫外线(VUV)范围(即，具有约100nm到200nm的波长的光)、极紫外线(EUV)范围(即，具有介于10nm到124nm的范围内的波长的光且包含具有13.5nm的波长的光)，及/或软性X射线范围(即，具有约0.1nm到10nm的波长的光)。本文中所描述的一些实施例是尤其适于在计量及/或掩模检查活动(例如光化掩模检查且包含空白或经图案化掩模检查)中使用的高亮度光源。更一般来说，本文中所描述的基于等离子体的光源也可用作(直接或在具有适当修改的情况下)用于图案化芯片的所谓的大批量制造(HVM)光源。
技术介绍
基于等离子体的光源(例如激光产生的等离子体(LPP)源)可用于产生用于例如缺陷检查、光学光刻或计量等应用的软性X射线、极紫外线(EUV)及/或真空紫外线(VUV)光。总而言之，在这些等离子体光源中，由具有适当发射线或发射带元素(例如氙、锡、锂或其它)的目标材料形成的等离子体发射具有所要波长的光。举例来说，在LPP源中，目标材料由激发源(例如脉冲激光光束)辐照以产生等离子体。在一种布置中，目标材料可涂覆于圆筒的表面上。在脉冲辐照位于辐照位点处的小目标材料区域之后，正旋转及/或正轴向平移的圆筒向辐照位点呈现新目标材料区域。每一辐照脉冲在目标材料层中产生凹坑。这些凹坑可利用补充系统而重新填充以提供理论上可无限地向辐照位点呈现目标材料的目标材料递送系统。通常，激光被聚焦到直径小于约100μm的焦点。期望以相对高准确性将目标材料递送到焦点以维持稳定光源位置。在一些应用中，氙(例如，呈形成于圆筒的表面上的氙冰层的形式)在用作目标材料时可提供某些优点。举例来说，由1μm驱动激光器辐照的氙目标材料可用于产生尤其适于在计量工具或掩模/表膜检查工具中使用的相对明亮EUV光源。氙是相对昂贵的。出于此原因，期望减少所使用的氙量，且特定来说期望减少倾倒到真空室中的氙量，例如因蒸发而损失的氙或者为产生均匀目标材料层而从圆筒刮掉的氙。此过量氙吸收EUV光且减弱到系统的所递送亮度。对于这些源，从等离子体发出的光通常经由反射性光学器件(例如收集器光学器件(例如，接近法线入射或切线入射镜))而收集。收集器光学器件沿光学路径将所收集光引导且在一些情形中聚焦到中间位置，在所述中间位置处，所述光接着被下游工具(例如光刻工具(即，步进器/扫描仪)、计量工具或掩模/表膜检查工具)使用。对于这些光源，LPP室期望超净真空环境以减少光学器件及其它组件的污垢且增加光(例如，EUV光)从等离子体到收集器光学器件且接着前进到中间位置的透射。在基于等离子体的照射系统的操作期间，可从各种源发射包含颗粒(例如，金属)及烃或有机物(例如来自润滑脂的废气)的污染物，所述源包含但不限于目标形成的结构及使所述结构旋转、平移及/或稳固的机械组件。这些污染物有时可到达反射性光学器件或其它组件(例如激光输入窗或诊断滤光器/检测器/光学器件)并造成对所述反射性光学器件的光污染诱发的损坏或者所述其它组件的性能的损坏/降级。另外，如果使用气体轴承，那么轴承气体(例如空气)在释放到LPP室中的情况下可吸收EUV光，从而降低EUV光源输出。鉴于上述情况，申请人揭示一种具有涂覆于圆柱形对称元件上的目标材料的激光产生的等离子体光源及对应使用方法。
技术实现思路
在第一方面中，本文中揭示一种装置，所述装置具有：定子主体；圆柱形对称元件，其可围绕轴旋转且具有涂覆有形成等离子体的目标材料的表面以供由驱动激光器辐照以在激光产生的等离子体(LPP)室中产生等离子体，所述元件从第一端延伸到第二端；气体轴承组合件，其将所述圆柱形对称元件的所述第一端耦合到所述定子主体，所述气体轴承组合件形成轴承气流且具有通过将障壁气体引入到与所述轴承气流流体连通的第一空间中而减少轴承气体到所述LPP室中的泄漏的系统；及第二轴承组合件，其将所述圆柱形对称元件的所述第二端耦合到所述定子主体，所述第二轴承也具有通过将障壁气体引入到与所述第二轴承流体连通的第二空间中而减少污染物材料从所述第二轴承到所述LPP室中的泄漏的系统。在一个实施例中，所述第二轴承组合件是磁性轴承，且所述污染物材料包括由所述磁性轴承产生的污染物，例如颗粒。在另一实施例中，所述第二轴承组合件是经润滑轴承，且所述污染物材料包括由所述经润滑轴承产生的污染物，例如润滑脂废气及颗粒。在另一实施例中，所述第二轴承组合件是气体轴承组合件，且所述污染物材料是轴承气体。在此方面的特定实施例中，所述圆柱形对称元件安装于心轴上，且减少轴承气体到所述LPP室中的泄漏的所述系统包括：第一环形凹槽，其处于定子主体或心轴中、与所述第一空间流体连通且经布置以从所述第一空间的第一部分排出所述轴承气体；第二环形凹槽，其处于所述定子主体或心轴中、与所述第一空间流体连通且经布置以在第二压力下将障壁气体输送到所述第一空间的第二部分中；及第三环形凹槽，其处于所述定子主体或心轴中、与所述第一空间流体连通，所述第三环形凹槽沿平行于所述轴的轴向方向安置于所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间且经布置以将所述轴承气体及所述障壁气体输送出所述第一空间的第三部分以在所述第三部分中产生小于第一压力及所述第二压力的第三压力。在此方面的一个特定实施例中，所述圆柱形对称元件安装于心轴上，且减少污染物材料到所述LPP室中的泄漏的所述系统包括：第一环形凹槽，其处于所述定子主体或心轴中、与所述第一空间流体连通且经布置以从所述第一空间的第一部分排出污染物材料；第二环形凹槽，其处于所述定子主体或心轴中、与所述第一空间流体连通且经布置以在第二压力下将障壁气体输送到所述第一空间的第二部分中；及第三环形凹槽，其处于所述定子主体或心轴中、与所述第一空间流体连通，所述第三环形凹槽沿平行于所述轴的轴向方向安置于所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间且经布置以将所述污染物材料及所述障壁气体输送出所述第一空间的第三部分以在所述第三部分中产生小于第一压力及所述第二压力的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：定子主体；圆柱形对称元件，其可围绕轴旋转且具有涂覆有形成等离子体的目标材料的表面以供由驱动激光器辐照以在激光产生的等离子体LPP室中产生等离子体，所述元件从第一端延伸到第二端；气体轴承组合件，其将所述圆柱形对称元件的所述第一端耦合到所述定子主体，所述气体轴承组合件形成轴承气流且具有通过将障壁气体引入到与所述轴承气流流体连通的第一空间中而减少轴承气体到所述LPP室中的泄漏的系统；及第二轴承组合件，其将所述圆柱形对称元件的所述第二端耦合到所述定子主体，所述第二轴承具有通过将障壁气体引入到与所述第二轴承流体连通的第二空间中而减少污染物材料从所述第二轴承到所述LPP室中的泄漏的系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.16 US 62/255,824;2016.09.14 US 15/265,5151.一种装置，其包括：定子主体；圆柱形对称元件，其可围绕轴旋转且具有涂覆有形成等离子体的目标材料的表面以供由驱动激光器辐照以在激光产生的等离子体LPP室中产生等离子体，所述元件从第一端延伸到第二端；气体轴承组合件，其将所述圆柱形对称元件的所述第一端耦合到所述定子主体，所述气体轴承组合件形成轴承气流且具有通过将障壁气体引入到与所述轴承气流流体连通的第一空间中而减少轴承气体到所述LPP室中的泄漏的系统；及第二轴承组合件，其将所述圆柱形对称元件的所述第二端耦合到所述定子主体，所述第二轴承具有通过将障壁气体引入到与所述第二轴承流体连通的第二空间中而减少污染物材料从所述第二轴承到所述LPP室中的泄漏的系统。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二轴承组合件是磁性轴承，且所述污染物材料包括由所述磁性轴承产生的污染物。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二轴承组合件是经润滑轴承，且所述污染物材料包括由所述经润滑轴承产生的污染物。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二轴承组合件是气体轴承组合件，且所述污染物材料是轴承气体。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述圆柱形对称元件安装于心轴上，且减少轴承气体到所述LPP室中的泄漏的所述系统包括：第一环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述第一空间流体连通且经布置以从所述第一空间的第一部分排出所述轴承气体；第二环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述第一空间流体连通且经布置以在第二压力下将障壁气体输送到所述第一空间的第二部分中；及第三环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述第一空间流体连通，所述第三环形凹槽沿平行于所述轴的轴向方向安置于所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间，且经布置以将所述轴承气体及所述障壁气体输送出所述第一空间的第三部分以在所述第三部分中产生小于第一压力及所述第二压力的第三压力。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述圆柱形对称元件安装于心轴上，且减少污染物材料到所述LPP室中的泄漏的所述系统包括：第一环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述第一空间流体连通且经布置以从所述第一空间的第一部分排出污染物材料；第二环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述第一空间流体连通且经布置以在第二压力下将障壁气体输送到所述第一空间的第二部分中；及第三环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述第一空间流体连通，所述第三环形凹槽沿平行于所述轴的轴向方向安置于所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间，且经布置以将所述污染物材料及所述障壁气体输送出所述第一空间的第三部分以在所述第三部分中产生小于第一压力及所述第二压力的第三压力。7.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括位于所述圆柱形对称元件的所述第一端处的驱动单元，所述驱动单元具有用于使所述圆柱形对称元件沿所述轴平移的线性电动机组合件及用于使所述圆柱形对称元件围绕所述轴旋转的旋转电动机。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述形成等离子体的目标材料是氙冰。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述轴承气体选自由氮、氧、净化空气、氙及氩组成的气体群组。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述障壁气体选自由氙及氩组成的气体群组。11.一种装置，其包括：定子主体；圆柱形对称元件，其可围绕轴旋转且具有涂覆有形成等离子体的目标材料的表面以供由驱动激光器辐照以在激光产生的等离子体LPP室中产生等离子体，所述元件从第一端延伸到第二端；磁性液体旋转密封件，其将所述元件的所述第一端耦合到所述定子主体；及轴承组合件，其将所述圆柱形对称元件的所述第二端耦合到所述定子主体，所述轴承具有通过将障壁气体引入到与第二轴承流体连通的空间中而减少污染物材料从所述轴承到所述LPP室中的泄漏的系统。12.根据权利要求11所述的装置，其中将所述元件的所述第二端耦合到所述定子主体的所述轴承组合件是磁性轴承。13.根据权利要求11所述的装置，其中将所述元件的所述第二端耦合到所述定子主体的所述轴承组合件是经润滑轴承。14.根据权利要求11所述的装置，其中所述圆柱形对称元件安装于心轴上，且减少污染物材料到所述LPP室中的泄漏的所述系统包括：第一环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述空间流体连通且经布置以从所述空间的第一部分排出污染物材料；第二环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述空间流体连通且经布置以在第二压力下将障壁气体输送到所述空间的第二部分中；及第三环形凹槽，其处于所述定子主体及所述心轴中的一者中、与所述空间流体连通，所述第三环形凹槽沿平行于所述轴的轴向方向安置于所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间，且经布置以将所述污染物材料及所述障壁气体输送出所述空间的第三部分以在所述第三部分中产生小于第一压力及所述第二压力的第三压力。15.根据权利要求11所述的装置，其进一步包括位于所述圆柱形对称元件的所述第一端处的驱动单元，所述驱动单元具有用于使所述圆柱形对称元件沿所述轴平移的线性电动机组合件及用于使所述圆柱形对称元件围绕所述轴旋转的旋转电动机，且其中所述装置进一步包含波纹管以适应所述圆柱形对称元件相对于所述定子的轴平移。16.根据权利要求11所述的装置，其中所述形成等离子体的目标材料是氙冰。17.根据权利要求11所述的装置，其中所述轴承组合件是气体轴承组合件，且所述污染物材料是轴承气体。18.根据权利要求17所述的装置，其中所述轴承气体选自由氮、氧、净化空气、氙及氩组成的气体群组。19.根据权利要求11所述的装置，其中所述障壁气体选自由氙及氩组成的气体群组。20.一种装置，其包括：圆柱形对称元件，其可围绕轴旋转且具有涂覆有形成等离子体的目标材料带的表面以供由驱动激光器辐照以产生等离子体；子系统，其用于补充所述圆柱形对称元件上的形成等离子体的目标材料；及锯齿状刮刷器，其经定位以刮擦所述圆柱形对称元件上的形成等离子体的目标材料以形成厚度均匀的形成等离子体的目标材料。21.根据权利要求20所述的装置，其中所述驱动激光器是脉冲驱动激光器，且具有最大直径D的凹坑在脉冲辐照之后形成于所述圆柱形对称元件上的所述形成等离子体的目标材料中，且其中所述锯齿状刮刷器包括沿平行于所述轴的方向具有长度L的至少两个齿，其中L>3*D。22.根据权利要求20所述的装置，其进一步包括：壳体，其上覆于所述表面上且形成有开口以暴露形成等离子体的目标材料以供由所述驱动激光器辐照；及刮刷器，其在所述壳体与所述形成等离子体的目标材料之间形成密封。23.一种装置，其包括：圆柱形对称元件，其可围绕轴旋转且具有涂覆有形成等离子体的目标材料带的表面；子系统，其用于补充所述圆柱形对称元件上的形成等离子体的目标材料；刮刷器，其经定位以刮擦所述圆柱形对称元件上的形成等离子体的目标材料以形成厚度均匀的形成等离子体的目标材料；壳体，其上覆于所述表面上且形成有开口以暴露形成等离子体的目标材料以供由驱动激光器辐照以产生等离子体；及安装系统，其用于将所述刮刷器附接到所述壳体且用于允许所述刮刷器在不需要使所述壳体相对于所述圆柱形对称元件移动的情况下被替换。24.一种装置，其包括：圆柱形对称元件，其可围绕轴旋转且具有涂覆有形成等离子体的目标材料带的表面；子系统，其用于补充所述圆柱形对称元件上的形成等离子体的目标材料；刮刷器，其经定位以在刮刷器边缘处刮擦所述圆柱形对称元件上的形成等离子体的目标材料以...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·库里岑，B·阿尔，R·加西亚，F·基莱塞，O·霍德金，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US