[发明专利]具有旋转箔陷阱和驱动组件的碎片减缓装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于与辐射源一起使用的碎片(debris)减缓装置，该辐射源生成光学辐射，特别是超紫外辐射(EUV)或者软x射线，并且发射会沉积在所述辐射源的辐射路径内的光学表面上的不期望物质和/或颗粒，其中所述碎片减缓装置包含至少一个旋转箔陷阱且包含驱动电机和驱动轴的驱动单元，所述旋转箔陷阱固定到所述驱动轴。

本发明的碎片减缓系统特别地可适用于发射超紫外辐射或波长范围介于近似1nm至20nm的软x射线的辐照单元(irradiation unit)。示例性应用领域为用于制作具有尺寸仅为几纳米的结构的集成电路所需的EUV光刻。

用于EUV光刻的EUV辐照单元包含发射EUV辐射的辐射源和用于将掩模的结构投射在晶片衬底上的照射光学元件作为关键元件。对于EUV光刻的情形，因为用于此波长区域的有效透射光学部件是未知的，光学部件为反射镜。所需的EUV辐射由等离子体放电生成，此等离子体放电形成辐照单元的辐射源。然而，除了EUV辐射，这种等离子体还发射会沉积在照射光学元件的光学表面上的物质和/或颗粒。取决于EUV辐射源的类型，这些颗粒可包含中性原子、离子、不同化学一致性的簇或滴。EUV辐射源的这些不期望的颗粒发射的全体称为碎片。在EUV辐照单元中，靠近辐射源且可由一个或若干个镜构成的收集器会被这种碎片污染或损伤。为了最小化该污染或损伤，碎片减缓系统被用在这种辐照单元的辐射源与光学部件(特别是收集器)之间。

背景技术

已知的碎片减缓方法是在EUV辐射源和收集器之间供应缓冲气体。对于原子或离子的情形，碎片颗粒通过与气体原子碰撞而减慢并且偏离它们的原始飞行方向。使用足够高密度的缓冲气体，可以将碎片颗粒基本拦截在它们前往收集器的路途上。如果碎片还含有例如金属原子或金属滴的可凝结物质，附加碎片减缓装置被用在EUV辐射源和收集器之间。这种碎片减缓装置包含一结构，该结构具有使辐射直接通到收集器的通道，其中碎片材料主要凝结在此结构的壁上且因此不到达收集器。

例如参考WO 01/01736 A1，已知的碎片减缓装置由按平行、同心或者蜂窝状结构形成方式布置的固体材料的若干个薄片或箔组成。这样的碎片减缓部件也称为箔陷阱。

WO 03/034153 A1公开了碎片减缓装置的实施例，其中箔陷阱通过中间空间分离成两个部分。缓冲气体被馈送在此中间空间内。由于这种构造，用于等离子体生成的体积和容纳收集器的体积可以维持在低压，而中间空间内的缓冲气体可用更高压力来供应从而有效地使碎片颗粒减慢。

为了有效地抑制碎片颗粒，需要在几十厘米的相互作用距离上具有几十帕斯卡(冷压)的缓冲气体压力。缓冲气体原子的原子量应与将被拦截的原子和离子的原子量相似从而保证最有效的动量传递。

EP 1 274 287描述一种碎片减缓装置，其中箔陷阱绕中心光学轴旋转。通过此旋转，几乎不通过与缓冲气体原子碰撞而偏转且因此穿过箔陷阱的缓慢移动但较大和较重的滴可以与箔陷阱的旋转箔碰撞并且主要被这些箔的表面吸附。

在这种碎片减缓装置中，驱动单元必须旋转箔陷阱。这种驱动单元包含驱动电机和驱动轴，该旋转箔陷阱附连或固定到该驱动轴。驱动轴通常由例如滚珠轴承的两个轴承支撑，从而允许驱动轴的稳定旋转并确保旋转轴的精确对准。当将碎片减缓装置与EUV辐射源一起使用时，辐射源与碎片减缓装置以及收集光学器件一起必须在真空条件下操作，其中仅允许使用附加缓冲气体。为了避免污染这种系统的精密光学表面，整个系统内对真空的纯度要求非常高。这导致与使用驱动单元有关的问题。必须避免作为油或油脂蒸气的一部分的已经非常小部分的例如碳氢化合物。因此，不能对驱动电机的轴承施油或润滑，并且必须使用特殊的气密或真空兼容的驱动电机从而最小化释气。在这样条件下，由于不可避免的机械磨损的原因，轴承的使用寿命非常短。即便使用选定材料和最高精度的轴承，只能获得大约100小时的操作阶段。如此短的操作阶段对于在半导体生产的光刻系统中的应用是无法接受的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有旋转箔陷阱和相应驱动组件的碎片减缓装置，其允许使用EUV辐射源在照射系统内工作，驱动电机具有更长的使用寿命。

该目的利用根据权利要求1和10的碎片减缓装置和驱动组件来实现。碎片减缓装置和驱动组件的有利实施例为从属权利要求的主题或者在说明书后续部分中描述。