一种辐射源包含集光器模块，所述集光器模块包括位于具有发射等离子体的真空室中的光学集光器，还包括用于碎片减缓的装置，所述装置包括至少两个外壳，所述外壳布置成输出无碎片的短波长辐射的同心束，所述光束到达光学集光器，优选地由几个相同的反射镜组成。每个外壳外部都有永磁体，在所述外壳内部产生磁场，以减缓碎片颗粒的带电部分，并提供无碎片的短波长辐射同心束。还使用了其它碎片减缓技术。优选地，所述等离子体是由旋转目标组件提供到激光束聚焦区域的液体金属目标的激光产生等离子体。本发明专利技术的技术结果是产生了大功率、高亮度、无碎片的短波长辐射源，其具有大的、优选大于0.25sr的收集立体角。大于0.25sr的收集立体角。大于0.25sr的收集立体角。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多段式集光器模块的短波长辐射源
[0001]本专利技术涉及高亮度辐射源，其设计用于产生波长约为0.4至200nm的软X射线、极紫外(EUV)和真空紫外(VUV)辐射，本专利技术也涉及辐射收集方法，其在大收集角度下提供高效的碎片减缓，以确保大功率光源及其集成设备的长期运行。
技术介绍
[0002]高强度软X射线、极紫外(EUV)和真空紫外(VUV)范围的辐射源用于许多领域：用于显微镜、生物医学和医学诊断、材料测试、纳米结构分析、原子物理学和光刻。
[0003]通过将大功率激光的辐射聚焦在目标上和放电中，可以获得在软X射线范围(0.4
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10nm)、EUV(10
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20nm)和VUV(20
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120nm)范围内有效发射的等离子体。
[0004]根据国际专利申请PCT/EP2013/061941，于2013年8月22日公开，编号为WO 2014/00071的一种激光产生等离子体(LPP)EUV光源，带有集光器模块，包括：集光器，用于收集由产生辐射的等离子体产生的辐射，并引导产生的辐射；还包括用于抑制等离子体辐射束中的红外激光辐射的装置。
[0005]LPP EUV光源具有高亮度的特点。然而，存在保护光学集光器不受碎片影响的问题，以确保LPP EUV光源的长寿命。
[0006]在辐射源操作期间，作为等离子体副产物产生的碎片可以是高能离子、中性原子或蒸汽以及等离子体燃料材料团簇的形式。碎片颗粒会使集光器光学件退化，集光器光学件可能由位于辐射源附近的一个或多个集光器反射镜组成。除了沉积在集光器反射镜上的微滴和颗粒会降低其反射系数之外，高速颗粒还会损坏集光器反射镜，可能还会损坏位于集光器反射镜后面的光学系统的其它部分。这就迫切需要开发无碎片的高亮度短波长辐射源。
[0007]根据2013年8月22日以WO/2013/122505号公开的国际专利申请PCT/RU2012/000701，已知一种激光触发放电等离子体EUV光源。聚焦的激光束被导向其中一个电极，从而激光触发的放电具有不对称的、主要弯曲的香蕉状形状。这种放电的固有磁场具有梯度，所述梯度决定了放电等离子体向弱磁场区域的主要运动。等离子体流的方向与光学集光器的方向显著不同。为了获得高辐射功率，以高脉冲重复率产生放电。本专利技术提供了对带电粒子的简单且高效的减缓。
[0008]然而，抑制中性粒子和团簇需要使用更复杂的碎片减缓技术。
[0009]软X射线、EUV和VUV范围内的光生成使用激光产生等离子体最有效。近年来，投影极紫外光刻技术的发展在很大程度上促进了LPP辐射源的发展，所述光刻技术用于大批量生产具有7nm节点及以下的集成电路(IC)。
[0010]在2016年2月23日公开的美国专利9268031中公开了一种基于在特殊注入气体中沿短波长辐射束路径产生的辅助等离子体的碎片减缓技术。由于暴露于辅助等离子体而获得电荷的碎片随后被脉冲电场偏转。所述方法对于保护光学集光器免受碎片的离子/蒸汽部分的影响是有效的，例如，在使用氙作为等离子体燃料的源中。
[0011]然而，在使用金属作为等离子体形成材料的源中，对光学集光器元件的主要威胁是碎片颗粒的微滴部分，而这种方法对此无能为力。
[0012]根据2013年8月27日公开的美国专利8519366，已知一种使用Sn液滴目标的LPP EUV辐射源中的碎片减缓方法。所述方法涉及对碎片颗粒的带电部分进行磁减缓。除此之外，碎片技术还包括用于提供缓冲气体保护流的箔阱和端口，这提供了对液体金属目标材料的中性原子和团簇的充分有效的捕获。
[0013]然而，需要额外的、相当复杂的方法来减缓碎片颗粒的微滴部分。
[0014]2007年11月27日公开的美国专利7302043中已知的碎片减缓方法部分没有这一缺陷。所述方法使用快速旋转光闸，所述光闸(shutter)能够在一个旋转周期期间通过至少一个开口传输短波长辐射，并且在光闸的另一旋转周期期间防止碎屑通过。。
[0015]然而，在紧凑型辐射源中使用这种方法来减少碎片在技术上太难实现。
[0016]这一缺陷在很大程度上缺乏从2020年4月28日公开的美国专利10638588、2020年3月10日公开的美国专利10588210和2020年5月5日公开的美国专利申请20200163197中已知的短波长辐射源，其以全文引用的方式并入本说明书。这些专利文献中公开的源包含真空室，所述真空室具有旋转目标组件。碎片减缓装置的复杂性包括目标以大于80m/s的高线速度旋转。为了抑制碎片的离子/蒸汽部分，提供了箔阱、磁场和保护缓冲气体的定向流动。在辐射源的实施例中，可更换的碳纳米管膜(CNT膜)安装在短波长辐射束的路径中。此外，围绕发射等离子体区域的碎片防护罩固定安装，以使激光束进入脉冲发射等离子体区域，并从中射出短波长辐射束。还建议使用激光预脉冲来抑制碎片的离子部分。另一种建议的碎片减缓机制是使用高重复频率的激光脉冲，例如，约为1MHz，以确保通过后续脉冲的辐射和等离子体使由先前的激光脉冲产生的尺寸高达0.1μm的微滴蒸发。
[0017]这些方法具有足够高的碎片减缓效率，然而，其旨在收集短波长等离子体辐射的相对较小的空间角度，因此，短波长辐射束的平均功率对于许多应用来说是不够的。
技术实现思路
[0018]因此，需要消除至少一些上述缺陷。特别地，需要改进的光源，其紧凑、功率大、收集角大，并且在短波长辐射的输出光束的路径中提供基本上完全的碎片减缓。
[0019]本专利技术旨在解决与软X射线、EUV和VUV辐射的纯高亮度源的平均功率成倍增加相关的技术问题，同时确保其商业可用性和经济运行。
[0020]本专利技术的技术结果是在以大的、优选大于0.25sr的立体角传播的短波长辐射束中创建了大功率高亮度短波长辐射源，具有高效的碎片减缓。
[0021]可以通过等离子体短波长辐射源实现所述目的，所述辐射源具有集光器模块，所述集光器模块包括位于真空室中的光学集光器，其中等离子体发射短波长辐射，还包括用于在所述短波长辐射到所述光学集光器的路径上减少碎片的装置。
[0022]所述源的特征在于，碎片减缓装置包括至少两个外壳，其布置为输出到达光学集光器的短波长辐射的无碎片同心束，每个外壳外部都有永磁体，在外壳内部产生磁场，并且由永磁体形成的磁场从同心束中去除碎片颗粒的带电部分，以提供无碎片的同心束。
[0023]优选地，每个外壳的外表面包含两个基本上平行于来自等离子体的短波长辐射传播方向并平行于垂直方向或另一选定方向延伸的第一面。
[0024]优选地，每个外壳包括两个第二面，其基本上平行于来自等离子体的短波长辐射传播方向延伸，并且基本上垂直于外壳的两个第一面。
[0025]根据本专利技术的实施例，每个外壳的第一面的面积大于外壳表面的其余部分的面积，并且永磁体基本上与每个外壳的第一面接触。
[0026]根据本专利技术的实施例，每个外壳的第一面的面积小于外壳表本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有集光器模块的等离子体短波长辐射源，包括：光学集光器(3)，其位于真空室(1)中，具有发射短波长辐射的等离子体(2)，还包括用于在到达所述光学集光器(3)的所述短波长辐射路径上减少碎片的装置(4)，其中用于碎片减缓的所述装置(4)包括至少两个外壳(6)，所述外壳被布置成输出到达所述光学集光器(3)的所述短波长辐射的无碎片同心束(7)，并且在每个外壳(6)外部都有永磁体(9)，所述永磁体在外壳(6)内部产生磁场，并且由永磁体(9)形成的磁场从同心束(7)中去除碎片颗粒的带电部分，以提供无碎片的同心束。2.根据权利要求1所述的源，其中每个外壳的外表面包含两个第一面(10)，所述第一面基本上平行于来自所述等离子体(2)的短波长辐射传播方向延伸，并且可选地，所述两个第一面平行于垂直方向。3.根据权利要求2所述的源，其中每个外壳(6)包括两个第二面(12)，所述第二面基本上平行于来自所述等离子体(2)的短波长辐射传播方向延伸，并且基本上垂直于所述外壳的所述两个第一面(10)。4.根据权利要求2所述的源，其中每个外壳(6)的第一面(10)的面积大于所述外壳(6)的其余表面的面积，并且所述永磁体(9)基本上与每个外壳(6)的所述第一面(10)接触。5.根据权利要求2所述的源，其中每个外壳(6)的所述第一面(10)的面积小于所述外壳(6)的其余表面的面积，并且所述永磁体(9)位于外壳(6)的表面上，在其第一面(10)的外侧。6.根据权利要求2所述的源，其中每个外壳(6)的所述两个第一面(10)之间的角度小于30度。7.根据权利要求2所述的源，其中所述两个相邻外壳(6)的相邻面之间的角度为3至10度。8.根据权利要求1所述的源，其中位于彼此最远的外壳(6)的彼此最远部分上的所述永磁体(9)通过磁芯(11)连接。9.根据权利要求1所述的源，其中所述光学集光器(3)包含安装在每个所述无碎片同心束(7)的路径中的多个反射镜(8)。10.根据权利要求9所述的源，其中所有反射镜(8)的反射表面形成球体(15)，其中一个焦点是等离子体(2)，另一个焦点(16)是光学集光器的所有反射镜的焦点。11.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大，
申请(专利权)人：ISTEQ集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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