DE10237901B3 - Device for suppressing partial emission of a radiation source based on a hot plasma, especially an EUV radiation source, has a debris filter with plates radially aligned with the optical axis of a radiation source - Google Patents

Device for suppressing partial emission of a radiation source based on a hot plasma, especially an EUV radiation source, has a debris filter with plates radially aligned with the optical axis of a radiation source Download PDF

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Abstract

Device for suppressing partial emission of a radiation source based on a hot plasma, especially an EUV radiation source, has a debris filter (1) with plates (11) radially aligned with the optical axis (2) of a radiation source. The plates have a pair of parallel edges and are arranged orthogonal between an inner and an outer sleeve surface. The sleeve surfaces are tensioned by the parallel edges of the plates and are arranged in a rotational symmetrical manner to the optical axis so that a plasma for a spatial angle by a plates bundle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Unterdrückung von Teilchenemission bei einer Strahlungserzeugung in Röntgenstrahlungsquellen auf Basis eines heißen Plasmas, insbesondere EUV-Strahlungsquellen.The invention relates to an arrangement for oppression of particle emission when generating radiation in X-ray sources based on a hot Plasma, especially EUV radiation sources.

Weiche Röntgenstrahlung bzw. extrem ultraviolette (EUV-) Strahlung finden in vielen technischen Bereichen Anwendung. Durch die Entwicklung von hochreflektierenden dielektrischen Mehrschichtspiegeln (multi-layer dielectric mirrors), die als Optiken für diesen Spektralbereich geeignet sind, gewinnt EUV-Strahlung auch zunehmend für die nächste Generation der Halbleiter-Lithographie an Bedeutung, um die Belichtung immer kleinerer Strukturen von ULSI-Schaltkreisen (Ultra Large Scale Integration) zu ermöglichen.Soft x-rays or extreme Ultraviolet (EUV) radiation can be found in many technical areas Application. Through the development of highly reflective dielectric Multi-layer dielectric mirrors that act as optics For this EUV radiation is increasingly gaining in the spectral range for the next Generation of semiconductor lithography in importance to the exposure ever smaller structures of ULSI circuits (Ultra Large Scale Integration).

Die nunmehr in den Mittelpunkt des Interesses gerückten EUV-Strahlungsquellen können zukünftig jedoch nur dann mit Erfolg eingesetzt werden, wenn sie ausreichend intensive Strahlung im Wellenlängenbereich um 13,5 nm und zugleich wenig Debris emittieren. Die Generierung von Debris, das heißt die Emission von Materie in Form von neutralen und geladenen Teilchen aus dem Strahlung emittierenden Plasma sowie aus den zur Erzeugung des Plasmas verwendeten Elementen (durch Elektrodenabbrand oder Targetzerstäubung), ist derzeit als wesentlichstes Problem anzusehen. Diese Debris-Emission verkürzt die Lebensdauer der Kollektoroptik, die als erstes optisches Element zwischen Entstehungsort und Anwendung der EUV-Strahlung angeordnet ist, sowie der nachfolgenden Kollimator- und Abbildungsoptiken erheblich. Die Lebensdauer der Kollektoroptik in lithographischen Belichtungsmaschinen soll jedoch mindestens ein Jahr betragen, die der nachfolgenden Objektive sogar mehrere Jahre. Dies lässt sich bei einer hohen Debris-Emission nicht erreichen, selbst wenn die Strahlungsquelle eine ausreichend hohe Leistung aufweist, um das sinkende Reflexionsvermögen der optischen Oberflächen in gewissem Umfang auszugleichen.Which is now the focus of the Interest EUV radiation sources can future However, they can only be used successfully if they are sufficient intense radiation in the wavelength range around 13.5 nm and at the same time emit little debris. The generation of debris, that is the emission of matter in the form of neutral and charged particles from the radiation-emitting plasma and from the generation of the plasma used elements (by electrode erosion or Targetzerstäubung) is currently the most important problem. This debris emission shortened the lifespan of the collector optics, which is the first optical element between the place of origin and the application of EUV radiation is significant, as well as the subsequent collimator and imaging optics. The Lifetime of the collector optics in lithographic exposure machines however, should be at least one year, that of the following Lenses even for several years. This is not possible with a high debris emission reach even if the radiation source is sufficiently high Performance has to reflect the decreasing reflectivity of the optical surfaces compensate to a certain extent.

Verschiedene Typen von Debris-Filtern, die bisher bekannt geworden sind, erreichen mit ihren Eigenschaften nicht den erforderlichen Grad der Debris-Reduzierung.Different types of debris filters, that have become known so far achieve with their properties not the required degree of debris reduction.

Solche Filter bestehen zum Beispiel aus konzentrischen Kegeln, die als Prallbleche des Filters ankommende Debris-Teilchen absorbieren, wenn diese zuvor durch Stöße mit Gasteilchen ihre ursprünglich strahlungskonforme Ausbreitungsrichtung geändert haben. Die Prallbleche reduzieren jedoch geometrisch die Transmission der Strahlung durch „Schattenwurf" der Kanten. Werden zur Erhöhung der Filterwirkung die Anzahl der Filterwände erhöht bzw. die Wandabstände reduziert, wird zwangsläufig das Strahlenbündel enger begrenzt und die Transmission der Strahlung weiter reduziert.Such filters exist, for example from concentric cones that arrive as baffle plates of the filter Debris particles absorb if they have previously been impacted by gas particles their originally have changed the radiation-compliant direction of propagation. The baffle plates however, geometrically reduce the transmission of the radiation by "casting shadows" on the edges to increase the Filter effect increases the number of filter walls or reduces the wall spacing, will inevitably ray beam more narrowly limited and the transmission of the radiation further reduced.

Andererseits kann eine Anordnung von Blechen seitlich zur Ausbreitungsrichtung der Strahlung eine hohe Transmission garantieren.On the other hand, an arrangement of sheets laterally to the direction of propagation of the radiation guarantee high transmission.

Eine solche Filtereinrichtung für eine Röntgenstrahlungsquelle ist aus der Patentschrift US 4 837 794 bekannte In dieser Schrift wird offenbart, zur Verhinderung des Austritts heißer Gase und anderer unerwünschter Komponenten von plasmagenerierter Röntgenstrahlung außerhalb des vom Austrittsfenster begrenzten Strahlenbündels konische Prallbleche anzuordnen sowie ein ständig erneuerbares UV-Filter und ein Magnetfeld zur Ablenkung von Primärelektronen in der Vakuumkammer vor dem Austrittsfenster der Strahlungsquelle einzusetzen.Such a filter device for an X-ray source is from the patent US 4,837,794 Known In this document, to prevent the escape of hot gases and other undesirable components of plasma-generated X-rays outside the bundle of rays delimited by the exit beam, conical baffle plates as well as a constantly renewable UV filter and a magnetic field for deflecting primary electrons in the vacuum chamber in front of the exit window Use radiation source.

Eine an die vorstehenden Geometrien anknüpfende Lösung ist in der Veröffentlichung WO 99/4904 A1 beschrieben. Die hier offenbarten Filter für die EUV-Lithographie bestehen aus parallelen Blechen oder Folien, die entweder vom Strahlungszentrum (Plasma) im gewünschten Raumwinkel als Fächer von ebenen Flächen oder als ineinander geschachtelte Kegelmantel- oder Pyramidenmantelflächen auseinanderlaufen. Allen diesen Gebilden ist gemeinsam, dass die Bleche – verlängert in Richtung des Plasmas – im Zentrum des emittierenden Plasmas zusammentreffen, d.h.. dass sie punktsymmetrisch zum Quellort ausgerichtet sind. Der nutzbare Raumwinkel ist jedoch durch vorstehende Anordnungen eng begrenzt. Werden die Bleche zur Vergrößerung des Raumwinkels in einem größeren Abstand angeordnet, wird die Filterwirkung reduziert. Schnelle geladene und ungeladene Teilchen werden mit dieser Anordnung nur unzureichend aus dem austretenden Strahlenbündel ausgefiltert oder es muss durch die Ineinanderschachtelung insbesondere bei den ebenflächigen Gebilden eine ungleichmäßige Abschattung in verschiedenen Raumrichtungen in Kauf genommen werden.One to the geometries above anknüpfende solution is in publication WO 99/4904 A1 described. The filters for EUV lithography disclosed here exist from parallel sheets or foils, either from the radiation center (Plasma) in the desired Solid angle as a fan of flat surfaces or diverge as nested conical or pyramid surfaces. All these structures have in common that the sheets - extended in Direction of the plasma - in Center of the emitting plasma, i.e. that they are aligned symmetrically to the source location. The usable solid angle is however narrowly limited by the above arrangements. Will the Sheets to enlarge the Solid angle arranged at a greater distance, the filter effect is reduced. Fast charged and uncharged With this arrangement, particles are only insufficiently released ray beam filtered out or it has to be nested in particular with the flat Form an uneven shading be accepted in different spatial directions.

Weiterhin bekannt gewordene mechanische Verschlüsse (Shutter), die nach jedem Strahlungsimpuls den Strahlengang schnell verschließen, um die langsameren Teilchen zu blockieren, können aus technischen Gründen die geforderten Wiederholraten (bis zu 10 kHz) bei großem Öffnungswinkel nicht realisieren.Mechanical closures that have become known, which quickly close the beam path after each radiation pulse in order to for technical reasons, the slower particles can be blocked required repetition rates (up to 10 kHz) with a large aperture angle do not realize.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Möglichkeit zur Debris-Filterung bei plasmagenerierten Strahlungsquellen, insbesondere EUV-Strahlungsquellen, zu finden, die eine große Apertur der Strahlungsquelle und eine zuverlässige Rückhaltung geladener und ungeladener Teilchen gestattet, ohne wesentliche Sektoren des nutzbaren Strahlungs-Raumwinkels unzureichend zu filtern und ohne eine wesentliche Transmissionsminderung zu verursachen.The invention has for its object a new possibility for debris filtering in the case of plasma-generated radiation sources, in particular EUV radiation sources, to find that a large aperture the radiation source and reliable retention of charged and uncharged Particles allowed without significant sectors of the usable radiation solid angle insufficient filtering and without a significant reduction in transmission to cause.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Unterdrückung von Teilchenemission einer Strahlungsquelle auf Basis eines heißen Plasmas, insbesondere einer EUV-Strahlungsquelle, bei der zur Erzeugung des Plasmas eine Vakuumkammer mit einer Austrittsöffnung zum Abstrahlen der generierten Strahlung in einen definierten Raumwinkel sowie ein Debrisfilter zur Ausfilterung von unerwünschter Partikelemission, das im Strahlengang zwischen dem Plasma und einer ersten Kollektoroptik angeordnet ist, vorhanden sind, wobei das Debrisfilter aus einer Vielzahl von in Strahlungsrichtung ausgerichteten Lamellen besteht, dadurch gelöst, dass die Lamellen bezüglich einer vorgegebenen optischen Achse der Strahlungsquelle radial ausgerichtet und gleichverteilt angeordnet sind, die Form von ebenen Flächen mit einem Paar paralleler Kanten aufweisen und orthogonal zwischen einer inneren und einer äußeren Hüllfläche angeordnet sind, wobei die Hüllflächen durch die parallelen Kanten der Lamellen parallel zueinander aufgespannt werden und rotationssymmetrisch zur optischen Achse angeordnet sind, so dass das Plasma für einen um die optische Achse vorgewählten Raumwinkel von einem Lamellenbüschel überdacht (d.h. mit einem haubenähnlichen Gebilde abgeschirmt) ist.According to the invention the task at Arrangement for suppressing particle emission from a radiation source based on a hot plasma, in particular an EUV radiation source, in which a vacuum chamber with an outlet opening for emitting the generated radiation into a defined solid angle and a debris filter for filtering out undesired particle emission, which is in the Beam path between the plasma and a first collector optics are present, wherein the debris filter consists of a plurality of lamellae aligned in the radiation direction, solved in that the lamellae are radially aligned and evenly distributed with respect to a predetermined optical axis of the radiation source, the shape of have flat surfaces with a pair of parallel edges and are arranged orthogonally between an inner and an outer envelope surface, the envelope surfaces being stretched parallel to one another by the parallel edges of the lamellae and are arranged rotationally symmetrical to the optical axis, so that the plasma is covered by a bundle of lamellae for a preselected solid angle about the optical axis (ie shielded with a hood-like structure).

Zur vorteilhaften Ausführung des Lamellengebildes können die Lamellen in unterschiedlicher Weise geformt sein.For advantageous execution of the Lamellar structure can the slats can be shaped in different ways.

Eine zweckmäßige Form sind Trapezflächen, wobei die Lamellen von zwei Hüllflächen in Form von parallelen Kegelmantelflächen, deren Symmetrieachsen koaxial zur optischen Achse der Strahlungsquelle ausgerichtet sind, begrenzt sind.A convenient shape are trapezoidal surfaces, whereby the slats of two enveloping surfaces in shape of parallel conical surfaces, whose axes of symmetry coaxial to the optical axis of the radiation source are aligned, are limited.

In einer besonders vorteilhaften Ausformung sind die einzelnen Lamellen Segmente eines Kreisringes. Dabei werden die Lamellen von zwei einhüllenden Flächen . (Hüllflächen) in Form von konzentrischen Kugelkalotten, deren Mittelpunkte dem Zentrum der Strahlungsemission zugeordnet sind, begrenzt.In a particularly advantageous Formation are the individual lamella segments of an annulus. The slats are made up of two enveloping surfaces. (Enveloping surfaces) in the form of concentric Spherical caps, the center of which is the center of the radiation emission are assigned.

Es erweist sich als zweckmäßig, die äußere Hüllfläche als äußere Begrenzungsfläche des Debrisfilters, vorzugsweise eine Kugelkalotte, mit einem Spektralfilter zu überspannen. Sie kann aber auch vorteilhaft selbst körperlich als feinmaschige Stützstruktur zur Erhöhung der mechanischen Stabilität eines folienartigen Spektralfilters ausgebildet sein.It proves to be expedient to have the outer envelope surface as the outer boundary surface of the Debris filter, preferably a spherical cap, with a spectral filter to span. But it can also be advantageous physically as a fine-meshed support structure to increase mechanical stability a foil-like spectral filter.

Das Spektralfilter ist vorzugsweise mindestens eine Filterfolie aus einem der Materialen Beryllium, Zirkonium, Silizium und Siliziumnitrid (Si3N4). Dabei sind auch Kombinationen von unterschiedlichen Filterfolien sinnvoll.The spectral filter is preferably at least one filter film made of one of the materials beryllium, zirconium, silicon and silicon nitride (Si 3 N 4 ). Combinations of different filter foils are also useful.

Da für Röntgen- und insbesondere EUV-Strahlung regelmäßig Spiegeloptiken zur Strahlfokussierung eingesetzt werden, ist zwar ein möglichst großer Raumwinkel der emittierten Strahlung durch das Debrisfilter wirksam von Partikeln zu befreien und darf nicht abgeschattet werden, jedoch kann die Strahlung in unmittelbarer Umgebung der optischen Achse der Strahlungsquelle von Reflexionsoptiken häufig nicht genutzt werden (z.B. bei ringförmigen Optiken, die unter streifendem Einfall reflektieren). Dadurch ist es von Vorteil, wenn ein rotationssymmetrischer Zentralbereich des Debrisfilters lichtundurchlässig gestaltet wird, der dann als Träger der Lamellen verwendet werden kann. Diese Gestaltung erweist sich auch als vorteilhaft bei der Realisierung eines drehbaren Debrisfilters.As for X-ray and especially EUV radiation regular mirror optics be used for beam focusing is possible greater Solid angle of the emitted radiation through the debris filter is effective to get rid of particles and must not be shadowed, however the radiation in the immediate vicinity of the optical axis of the Radiation sources are often not used by reflection optics (e.g. at annular Optics that reflect under grazing incidence). This is it is advantageous if a rotationally symmetrical central region of the Debris filter opaque is designed, which then as a carrier the slats can be used. This design proves also advantageous when implementing a rotatable debris filter.

Um die Debris-Partikel schneller in Kontakt mit den Lamellen zu bringen, ist das Debrisfilter zweckmäßig um die Symmetrieachse der Lamellenanordnung drehbar, und die Drehgeschwindigkeit wird so eingestellt, dass ω > α·v/L gilt, wobei v die maximale Partikelgeschwindigkeit der Debris-Partikel, α der Winkelabstand und L die Länge der Lamellen sind.In order to bring the debris particles into contact with the lamellae more quickly, the debris filter is expediently rotatable about the axis of symmetry of the lamella arrangement, and the rotational speed is set such that ω> αv / L applies, where v is the maximum particle speed of the debris particles, α is the angular distance and L is the length of the lamellae.

Dafür kann das Debrisfilter einerseits auf einer in der Symmetrieachse massiv angeordneten Welle gelagert und diese von einem Motor angetrieben werden. Andererseits ist auch eine Gestaltung sinnvoll, bei der das Debrisfilter am größten Umfang seiner äußeren Hüllfläche gelagert und mittels eines Tangentialantriebs rotierbar ist.The debris filter can do this on the one hand mounted on a shaft arranged massively in the axis of symmetry and these are powered by a motor. On the other hand, too a design makes sense in which the debris filter is mounted on the largest circumference of its outer envelope surface and is rotatable by means of a tangential drive.

Zur weiteren Verbesserung der Filterwirkung ist es zweckmäßig, dass am Debrisfilter eine Gaszufuhreinrichtung vorgesehen ist, um das Debrisfilter von einem Puffergas zu durchspülen. Dabei besteht die Gaszufuhreinrichtung aus einer ringförmigen Anordnung gleichmäßig um die Symmetrieachse des Debrisfilters angeordneter Düsen, die in Richtung der Lamellen ausgerichtet sind. Die Gasdurchströmung des Debrisfilters kann sowohl in Ausbreitungsrichtung der emittierten Strahlung (von innen) als auch entgegen der Strahlungsrichtung (von außerhalb des Debrisfilters) erfolgen.To further improve the filtering effect it is appropriate that a gas supply device is provided on the debris filter in order to Flush the debris filter with a buffer gas. There is a gas supply device from an annular Arrangement evenly around the Axis of symmetry of the debris filter arranged in the direction of the lamellae are aligned. The gas flow through the debris filter can both in the direction of propagation of the emitted radiation (from the inside) as well as against the radiation direction (from outside the debris filter) respectively.

Zur Erreichung einer maximalen Filterwirkung und einer möglichst geringen Abschattung der emittierten Strahlung haben die Lamellen in Richtung der Strahlungsausbreitung vorzugsweise eine Länge zwischen 10 mm und 40 mm und weisen eine sehr geringe Dicke auf, die zwischen 50 μm und 100 μm betragen kann. Die Länge der Lamellen in Richtung der Strahlungsausbreitung wird zweckmäßig durch den lotrechten Abstand zwischen der inneren und der äußeren Hüllfläche der Lamellen festgelegt.To achieve a maximum filter effect and one if possible The slats have little shading of the emitted radiation in the direction of the radiation propagation preferably a length between 10 mm and 40 mm and have a very small thickness that between 50 μm and 100 μm can. The length the slats in the direction of the radiation propagation is expediently by the vertical distance between the inner and outer envelope surface of the slats.

Benachbarte Lamellen des erfindungsgemäßen Debrisfilters schließen vorteilhaft jeweils einen Winkel von wenigen Grad ein. Vorzugsweise haben die Lamellen zueinander einen Winkelabstand von 1 ° oder noch darunter.Adjacent lamellae of the debris filter according to the invention conclude advantageously an angle of a few degrees. Preferably the slats have an angular distance of 1 ° or more underneath.

Die Lamellen des Debrisfilters bestehen zweckmäßig aus keramischem Material, insbesondere Metalloxidkeramik.The lamellae of the debris filter consist of appropriately ceramic material, especially metal oxide ceramic.

Eine weitere Ausführung sieht metallische Lamellen für das Debrisfilter vor. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Lamellen eine elektrische Zusatzfilterwirkung erreichen sollen. Dazu können zum einen alle Lamellen des Debrisfilters auf ein gemeinsames Potential gelegt sein. Zum anderen ist es vorteilhaft, wenn die Lamellen des Debrisfilters elektrisch so geladen sind, dass benachbarte Lamellen auf unterschiedlichem Potential liegen.Another version provides metallic fins for the debris filter. This is particularly advantageous if the slats are to achieve an additional electrical filter effect. You can do this On the one hand, all lamellae of the debris filter must be connected to a common potential. On the other hand, it is advantageous if the lamellae of the debris filter are electrically charged so that neighboring lamellae are at different potentials.

Zur Erreichung einer zusätzlichen magnetischen Filterwirkung bestehen die Lamellen des Debrisfilters vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material.To achieve an additional The lamellae of the debris filter consist of a magnetic filter effect preferably made of a ferromagnetic material.

Die Grundidee der Erfindung basiert auf der Überlegung, dass die bekannten Debrisfilter entweder den zentralen Bereich des emittierten Strahlungskegels unzureichend filtern oder aber eine unerwünschte Abschattung im nutzbaren Strahlungskegel verursachen, weil die Prallbleche nicht für alle Teile der emittierten Strahlung geeignet ausgerichtet werden können. Die Erfindung löst dieses Problem, indem eine im Wesentlichen kugelsymmetrische Lamellenstruktur mit einem in der optischen Achse der Austrittsöffnung der Strahlungsquelle liegenden Schnittpunkt der Lamellen eingesetzt wird. Der scheinbare Widerspruch, dass damit das Zentrum des Strahlungskegels stark abgeschattet wird, konnte dadurch ausgeräumt werden, dass für reale Röntgenoptiken, die Spiegeloptiken sind und nur ringförmige Strahlungsbündel erfassen, diese Abschattung überhaupt keine Nachteile mit sich bringt.The basic idea of the invention is based on the consideration that the known debris filter either the central area of the insufficiently filter the emitted radiation cone or one undesirable Cause shading in the usable radiation cone because the baffle plates not for all parts of the emitted radiation are appropriately aligned can. The invention solves this problem by creating a substantially spherical lamellar structure with one in the optical axis of the outlet opening of the radiation source lying intersection of the slats is used. The apparent one Contradiction that the center of the radiation cone is strongly shadowed could be cleared out be that for real x-ray optics, the mirror optics are and only detect ring-shaped radiation beams, this shading at all brings no disadvantages.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es somit möglich, für eine im Plasma generierte Strahlung, insbesondere für EUV-Strahlungsquellen, eine effektive Debrisfilterung zu erreichen, die bei einer großen Apertur der Strahlung ohne wesentliche Minderung der Transmission eine zuverlässige Rückhaltung geladener und ungeladener Teilchen unterschiedlicher Genese gestattet.With the arrangement according to the invention is it possible for one radiation generated in plasma, especially for EUV radiation sources, a to achieve effective debris filtering with a large aperture reliable retention of radiation without significant reduction in transmission charged and uncharged particles of different genetics allowed.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:The invention is based on the following of embodiments are explained in more detail. The drawings show:

1: eine Prinzipansicht der erfindungsgemäßen Anordnung in einer Draufsicht und einer Schnittdarstellung, 1 1 shows a basic view of the arrangement according to the invention in a top view and a sectional view,

2: eine Variante des Debrisfilters mit kegelförmigen Begrenzungsflächen, 2 : a variant of the debris filter with conical boundary surfaces,

3: eine Variante des Debrisfilters mit sphärischen Begrenzungsflächen, 3 : a variant of the debris filter with spherical boundary surfaces,

4: eine Ausführung eines drehbaren Debrisfilters mit zentralem Antrieb, 4 : a version of a rotatable debris filter with a central drive,

5: eine Ausführung eines drehbaren Debrisfilters mit Tangentialantrieb, 5 : a version of a rotatable debris filter with tangential drive,

6: eine Ausgestaltung des Debrisfilters mit zusätzlicher Gasdurchströmung entgegen der Strahlungsausbreitung, 6 : an embodiment of the debris filter with additional gas flow against the radiation propagation,

7: eine Ausgestaltung des Debrisfilters mit zusätzlicher Gasdurchströmung in Richtung der Strahlungsausbreitung, 7 an embodiment of the debris filter with additional gas flow in the direction of the radiation propagation,

8: eine Gestaltung des Debrisfilters, bei dem alle Lamellen auf einheitliches Potential gelegt sind, 8th : a design of the debris filter, in which all lamellae are set to a uniform potential,

9: eine Beschaltung der Lamellen des Debrisfilters mit unterschiedlichen Potentialen, 9 : wiring the lamellae of the debris filter with different potentials,

10: eine Ausgestaltung der Erfindung mit einer zusätzlichen Filterfolie. 10 : An embodiment of the invention with an additional filter film.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält im Wesentlichen ein Debrisfilter 1, das in seinem Grundaufbau – wie in 1 schematisch in einer Draufsicht (links) und einer Schnittzeichnung (rechts) dargestellt – aus einer Vielzahl von Lamellen 11, die gleichmäßig um eine Achse, die der optischen Achse 2 der Strahlungsquelle entspricht, verteilt sind und radial von dieser nach außen gerichtet sind. Um in der optische Achse 2 eine übermäßige Dichte und Überschneidungen der Lamellen 11 zu umgehen, ist ein zentraler zylindrischer Träger 12 vorhanden, an dem die Lamellen 11 befestigt sind. Der Träger 12 kann auch beliebige andere Formen aufweisen, z.B. ein Kegel oder Kegelstumpf sein.The arrangement according to the invention essentially contains a debris filter 1 , which in its basic structure - as in 1 schematically shown in a top view (left) and a sectional drawing (right) - from a large number of lamellas 11 that are even around an axis, that of the optical axis 2 corresponds to the radiation source, are distributed and are directed radially outward therefrom. Around in the optical axis 2 an excessive density and overlap of the slats 11 to circumvent is a central cylindrical beam 12 present on which the slats 11 are attached. The carrier 12 can also have any other shape, for example a cone or a truncated cone.

Die Lamellen 11 sind so gestaltet, dass sie einerseits der allseitigen Lichtemission des räumlich eng begrenzten Plasmas 3 und andererseits den beschränkten Abstrahlungsmöglichkeiten der gesamten Strahlungsquelle Rechnung tragen. Dazu wird das Plasma 3 mindestens in einem ausreichend großen Raumwinkel von Lamellen 11 umgeben, so dass sie um das Plasma 3 einen napfartigen Innenraum bilden. Die Anzahl der Lamellen 11 wird dabei vom erforderlichen Winkelabstand bestimmt, der auch vom Gesamtdurchmesser des Debrisfilters 1 abhängt. Der Winkelabstand der Lamellen 11 sollte im Bereich von wenigen Grad liegen. Bei einem Durchmesser des zentralen Trägers 12 von mehr als 20 mm ist z.B. ein Winkelabstand von 1° sinnvoll, womit sich die Anzahl der Lamellen 11 zu 360 Stück ergibt. Mit einer Lamellendicke von 100 μm ergibt sich dann ein Verhältnis von Lamelle 11 zu Lamellenzwischenraum von etwa 1:1, das sich nach außen zugunsten der Lamellenzwischenräume vergrößert. The slats 11 are designed so that on the one hand they emit light from all sides of the spatially limited plasma 3 and on the other hand take into account the limited radiation possibilities of the entire radiation source. This is the plasma 3 at least in a sufficiently large solid angle of slats 11 surrounded so that they are around the plasma 3 form a bowl-like interior. The number of slats 11 is determined by the required angular distance, which is also the total diameter of the debris filter 1 depends. The angular distance between the slats 11 should be in the range of a few degrees. With a diameter of the central beam 12 An angle of 1 °, for example, is more than 20 mm, which increases the number of slats 11 to 360 pieces. With a lamella thickness of 100 μm, this results in a ratio of lamella 11 to lamella space of about 1: 1, which increases outwards in favor of the lamella spaces.

Wegen der angestrebten Punktform des Plasmas 3 ist die am besten angepasste Form der Lamellen 11 gemäß der rechten Darstellung von 1, die ein Zentralschnitt entlang der Ebene A-A ist, ein Kreisringsektor.Because of the targeted point shape of the plasma 3 is the most adapted shape of the slats 11 according to the right representation of 1 , which is a central section along plane AA, an annulus sector.

Als Umhüllende für alle Lamellen 11 kann in diesem Fall ein geometrisches Gebilde aus zwei konzentrischen Kugelflächen mit unterschiedlichen Radien, einer dem Plasma 3 zugewandten inneren Kugelkalotte 13 und einer äußeren Kugelkalotte 14, angegeben werden. Die Differenz der Radien der Kugelkalotten 13 und 14 ergibt die in Strahlrichtung wirksame Länge L der Lamellen 11. Sie ist je nach Partikelgeschwindigkeit der Debris-Emission und in Abhängigkeit von Zusatzmaßnahmen (auf die weiter unten noch eingegangen wird) zwischen 10 mm und 40 mm anzupassen. Vorzugsweise soll eine Länge L = 30 mm angenommen werden. Die Dicke der Lamellen 11, die bei den in der rechten Darstellung von 1 sichtbaren beiden Lamellen 11 senkrecht zur Zeichenebene verläuft, soll zwischen 50 μm und 100 μm betragen, um eine möglichst geringe Transmissionsbeeinträchtigung zu erreichen.As an envelope for all slats 11 can in this case be a geometric structure consisting of two concentric spherical surfaces with different radii, one the plasma 3 facing inner spherical cap 13 and an outer spherical cap 14 , can be specified. The difference in the radii of the spherical caps 13 and 14 gives the effective length L of the slats in the beam direction 11 , Depending on the particle speed of the debris emission and depending on additional measures (which will be discussed further below), it is to be adjusted between 10 mm and 40 mm. A length L = 30 mm should preferably be assumed. The thickness of the slats 11 that in the right representation of 1 visible two slats 11 perpendicular to the plane of the drawing should be between 50 μm and 100 μm wear in order to achieve the lowest possible transmission impairment.

Eine herstellungstechnisch einfachere Lamellenform ist in 2 dargestellt. Hier handelt es sich um trapezförmige Lamellen 15, die an einem kegelstumpfförmigen Träger 12 befestigt sind. Ihre Umhüllenden sind zwei parallelen Mantelflächen von koaxialen Kegelstümpfen, einem inneren Kegelmantel 16 und einem äußeren Kegelmantel 17.A lamellar shape that is simpler to manufacture is in 2 shown. These are trapezoidal slats 15 attached to a frustoconical support 12 are attached. Their envelopes are two parallel surfaces of coaxial truncated cones, an inner cone 16 and an outer cone jacket 17 ,

Außerdem ist die begrenzte Austrittsöffnung 31 der zur Plasmaerzeugung vorhandenen Vakuumkammer (nicht dargestellt) schematisch dargestellt, um zu zeigen, dass in der Regel ein Debrisfilter ausreichend ist, um diese Austrittsöffnung vollständig abzudecken.In addition, the limited exit opening 31 the vacuum chamber (not shown) for plasma generation is shown schematically to show that a debris filter is usually sufficient to completely cover this outlet opening.

Die zunächst nachteilig erscheinende Abschattung eines zentralen Bereiches der emittierten Strahlung um die optische Achse 2 durch den lichtundurchlässigen Träger 12 erweist sich als durchaus akzeptabel, wenn man bedenkt, dass bei den für Röntgen- und insbesondere EUV-Strahlungsquellen zur Strahlfokussierung eingesetzten Reflexionsoptiken (unter streifendem Einfall oder mit dielektrischen Spiegeloptiken nach Gregory, Cassegrain oder Newton) ohnehin meist nur ein Strahlungsring zur Fokussierung aufgenommen werden kann. Dieser Sachverhalt ist in 2 ebenfalls dargestellt und wird schematisch durch Spiegelflächen der ersten Kollektoroptik 4 angedeutet, die axialsymmetrisch bezüglich der optischen Achse 2 angeordnet ist und einen ringförmigen Hauptspiegel 41 und einen kleinen zentralen Fangspiegel 42. Damit weist das erfindungsgemäße Debrisfilter 1 trotz der unumgänglichen Abschattung im zentralen Bereich der Lamellenstruktur (d.h. entlang der optischen Achse 2) im Sinne der erforderlichen Strahlfokussierung keinen wesentlichen Transmissionsverlust auf.The shading of a central area of the emitted radiation around the optical axis, which initially appears to be disadvantageous 2 through the opaque support 12 proves to be perfectly acceptable if you consider that with the reflection optics used for X-ray and in particular EUV radiation sources for beam focusing (with grazing incidence or with dielectric mirror optics according to Gregory, Cassegrain or Newton) usually only one radiation ring can be picked up for focusing anyway , This fact is in 2 also shown and is shown schematically by mirror surfaces of the first collector optics 4 indicated the axially symmetrical with respect to the optical axis 2 is arranged and an annular main mirror 41 and a small central secondary mirror 42 , The debris filter according to the invention thus has 1 despite the inevitable shading in the central area of the slat structure (ie along the optical axis 2 ) no significant loss of transmission in the sense of the required beam focusing.

3 zeigt erneut die Lamellen 11 in Form von Kreisringsegmenten. Die innere Kugelkalotte 13 und äußere Kugelkalotte 14, die die Lamellen 11 in Strahlungsrichtung umhüllen, sind in diesem Fall Halbkugelschalen. Wegen der begrenzten Apertur der Vakuumkammer zur Erzeugung des Plasmas 3, die – wie in 2 – als Austrittsöffnung 31 partiell und stilisiert dargestellt ist, verbleibt von der emittierten und debrisgefilterten Strahlung ein äußerer Raumwinkelbereich 18, dessen Strahlung die Austrittsöffnung 31 der Vakuumkammer nicht passiert, sondern in der Vakuumkammer verbleibt. Da dieser ungenutzte Strahlanteil im ringförmigen äußeren Winkelbereich 18 ebenfalls von Debris befreit ist, können dort Messeinrichtungen für die Überwachung der Qualität und Konstanz der emittierten Strahlung angeordnet werden, die damit ebenfalls vor Debrisschädigung geschützt sind. Für EUV-Strahlung sind das – wie in 3 beispielhaft gezeigt – insbesondere ein Spektrograph 5 zur Messung der spektralen Zusammensetzung der emittierten Strahlung und ein Energiemonitor 6 zur Überwachung der Strahlungsleistung und deren Konstanz. Weitere Messeinrichtungen können nach Belieben ringförmig in dem äußeren Raumwinkelbereich 18 ergänzend angeordnet werden. 3 shows the slats again 11 in the form of circular ring segments. The inner spherical cap 13 and outer spherical cap 14 that the slats 11 envelop in the direction of radiation are in this case hemispherical shells. Because of the limited aperture of the vacuum chamber for generating the plasma 3 who - as in 2 - as an outlet opening 31 is shown partially and stylized, an outer solid angle range remains from the emitted and debris-filtered radiation 18 whose radiation is the exit opening 31 does not happen in the vacuum chamber, but remains in the vacuum chamber. Because this unused beam component in the ring-shaped outer angular range 18 is also exempt from debris, measuring devices for monitoring the quality and consistency of the emitted radiation can be arranged there, which are thus also protected against debris damage. For EUV radiation these are - as in 3 shown by way of example - in particular a spectrograph 5 for measuring the spectral composition of the emitted radiation and an energy monitor 6 for monitoring the radiation power and its constancy. Additional measuring devices can be ring-shaped in the outer solid angle range as desired 18 be arranged in addition.

Weiter zeigt 3 Strahlverlauf der vom Plasma 3 emittierten Strahlung, die die Austrittsöffnung 31 der Vakuumkammer infolge der zentralen Abschattung durch den Lamellenträger 12 als Strahlungsring verlässt. Dieses ringförmige Strahlungsbündel wird nachfolgend von einer Kollektoroptik 4 mit streifendem Einfall gebündelt. Das kann – wie in 3 – zeigt ein Woltersches System sein, das aus einem elliptischen Reflektorring 43 und einem hyperbolischen Reflektorteil 44 zusammengesetzt ist. Auch hier ist die zentrale Abschattung ohne Relevanz für die fokussierbare EUV-Strahlung.Next shows 3 Beam path from the plasma 3 emitted radiation through the exit opening 31 the vacuum chamber due to the central shading by the lamella support 12 leaves as a radiation ring. This ring-shaped radiation beam is then bundled by a collector optics 4 with grazing incidence. That can - as in 3 - shows to be a Wolterian system consisting of an elliptical reflector ring 43 and a hyperbolic reflector part 44 is composed. Here, too, the central shading is irrelevant to the focusable EUV radiation.

Zur Erhöhung der Wirksamkeit des Debrisfilters 1 sind unterschiedliche Maßnahmen möglich.To increase the effectiveness of the debris filter 1 different measures are possible.

Dazu sind in den 4 und 5 Gestaltungen zur Erzielung einer Rotation des Debrisfilters 1 vorgestellt. Durch die Rotation kommen die Debris-Partikel schneller mit einer der Lamellen 11 in Kontakt, wodurch z.B. die Länge L der Lamellen 11 geringer gewählt werden oder eine sonst zur Stoßablenkung der Debris-Partikel erforderliche Gasdurchströmung entfallen kann. Die Rotationsgeschwindigkeit wird so eingestellt, dass die Partikel während des Durchquerens der Lamellenzwischenräume des Debrisfilters 1 sicher in Kontakt mit einer der Lamellen 11 kommen und daran haften bleiben. Die Rotationsgeschwindigkeit ergibt sich dabei zu ω = α·v/L, wobei v die Partikelgeschwindigkeit, α der Winkelabstand und L die Länge der Lamellen 11 sind.These are in the 4 and 5 Designs to achieve rotation of the debris filter 1 presented. Due to the rotation, the debris particles come faster with one of the lamellae 11 in contact, which means, for example, the length L of the slats 11 can be chosen lower or a gas flow otherwise required for deflecting the debris particles can be omitted. The rotation speed is set so that the particles while crossing the lamella spaces of the debris filter 1 securely in contact with one of the slats 11 come and stick to it. The speed of rotation results from this ω = αv / L , where v is the particle velocity, α is the angular distance and L is the length of the lamellae 11 are.

4 zeigt eine Variante, bei der in den Träger 12 der Lamellen 11 eine Antriebswelle 71 für einen axialen Motor 7 integriert ist. 4 shows a variant in which in the carrier 12 of the slats 11 a drive shaft 71 for an axial motor 7 is integrated.

Eine elegantere Variante zur Rotation des Debrisfilters 1 ist in 5 gezeigt. Hier wird das Debrisfilter 1 mit einem Tangentialantrieb 72 von außen angetrieben, so dass keine störenden Komponenten und Zuleitungen in den Innenraum des Strahlungskegels um die optische Achse 2 eingebracht werden müssen.A more elegant variant for rotating the debris filter 1 is in 5 shown. Here's the debris filter 1 with a tangential drive 72 driven from the outside, so that no disturbing components and leads into the interior of the radiation cone around the optical axis 2 must be introduced.

Eine weitere Ausgestaltung des Debrisfilters 1 besteht – wie in 6 gezeigt – in der Ergänzung der Anordnung (z.B. nach 2 oder 3) durch eine Gaszufuhreinrichtung 8 für ein sogenanntes Puffergas, das das Debrisfilter 1 in Richtung auf das Plasma 3 gerichtet durchströmt. Dazu weist die Gaszufuhreinrichtung 8 ringförmig um die Symmetrieachse des Debrisfilters 1 gleichmäßig verteilte Düsen 81 auf, die entgegen der Strahlungsrichtung auf das Plasma 3 ausgerichtet sind. Somit kommen die Debrispartikel schneller in Kontakt mit den Lamellen 11. Als Puffergas wird üblicherweise Helium aufgrund seiner vergleichsweise geringen Strahlungsabsorption im EUV-Wellenlängenbereich verwendet.A further embodiment of the debris filter 1 is - as in 6 shown - in the addition of the arrangement (e.g. after 2 or 3 ) by a gas supply device 8th for a so-called buffer gas, which is the debris filter 1 towards the plasma 3 directional flow. For this purpose, the gas supply device 8th ring-shaped around the axis of symmetry of the debris filter 1 evenly distributed nozzles 81 on the opposite direction of radiation to the plasma 3 are aligned. As a result, the debris particles come into contact with the lamellae more quickly 11 , Helium is usually used as the buffer gas due to its comparatively low radiation absorption in the EUV wavelength range.

7 zeigt für den gleichen Wirkungsmechanismus der Stoßablenkung der Debrispartikel eine Gaszufuhreinrichtung 8, bei der die ringförmige Anordnung der Düsen 81 das Puffergas aus Richtung des Plasmas 3 in Richtung der Lamellen 11 bzw. deren Zwischenräumen (d.h. annähernd in Strahlungsausbreitungsrichtung) ausströmen lässt. 7 shows for the same effectiveness mechanism of the shock deflection of the debris particles a gas supply device 8th , in which the annular arrangement of the nozzles 81 the buffer gas from the direction of the plasma 3 towards the slats 11 or their gaps (ie approximately in the direction of radiation propagation) can flow out.

In den 8 und 9 sind als Zusatzmaßnahme die Lamellen 11 auf definierte Potentiale gelegt, um mit Hilfe elektrischer Felder geladene Debris-Teilchen besser ausfiltern zu können. Dazu genügt es zum einen, das gesamte Debrisfilter – wie in 8 gezeigt – an ein gemeinsames Potential zu legen oder – gemäß 9 – eine Anordnung gegeneinander isolierter Lamellen 11 vorzusehen, so dass benachbarte Lamellen 11 abwechselnd mit unterschiedlichem Potential in Verbindung stehen.In the 8th and 9 are the slats as an additional measure 11 placed on defined potentials in order to better filter out charged debris particles with the help of electrical fields. On the one hand, the entire debris filter - as in 8th shown - to put on a common potential or - according to 9 - An arrangement of mutually insulated slats 11 to be provided so that adjacent slats 11 alternately associated with different potential.

Ohne Zeichnung erwähnt werden soll auch noch die Fertigung der Lamellen 11 des Debrisfilters 1 aus magnetischem, insbesondere ferromagnetischem Material, um paramagnetische oder ferromagnetische Debris-Partikel einfacher ausfiltern zu können.The production of the slats should also be mentioned without a drawing 11 of the debris filter 1 made of magnetic, in particular ferromagnetic, material in order to be able to filter out paramagnetic or ferromagnetic debris particles more easily.

Zur weiteren Ausgestaltung des Debrisfilters 1 ist in 10 eine perspektivische Zeichnung gewählt worden, die auf die Darstellung der einzelnen Lamellen 11 verzichtet und nur die Hüllflächen in Form der inneren und äußeren Kugelkalotten 13 und 14 zeigt. In diesem Beispiel weist die äußere Kugelkalotte 14 eine netzartige Stützstruktur 19 auf, auf die eine zusätzliche Filterfolie 9 aufgespannt ist, die im Wesentlichen nur die gewünschte Strahlung (z.B. EUV-Strahlung im Bereich um 13,5 nm) durchlässt oder zumindest intensive unerwünschte Spektralanteile (z. B. Vakuum-UV-, UV-, und sichtbare Anteile mit Wellenlängen >20 nm) absorbiert. Beispiele für einsetzbare Filterfolien 9 sind Beryllium-Folie, Zirkonium-Folie, Silizium-Folie oder Siliziumnitrid-Folie (Si3N4). Dabei können die genannten Folienmaterialen auch in Kombination miteinander eingesetzt werden. Die Stützstruktur 19 kann prinzipiell beliebig – z.B. wabenartig – gestaltet sein, wenn dadurch nicht zuviel Schattenwurf zusätzlich zu dem der Lamellen 11 erzeugt wird. Es ist deshalb ratsam die Stützstruktur 19 im Wesentlichen – wie in 10 gezeigt – an die Lamellenrichtung anzupassen (oder die Lamellen 11 selbst als einen Strukturteil in Meridianrichtung zu verwenden) und dazu kreuzend in geeigneten Abständen kreisförmige Linien auf der äußeren Kugelkalotte 14 mit schnur- oder drahtförmigem Material zu belegen. Diese kreisförmigen Linien können eine Auswahl von Kleinkreisen (d.h. von Breitenkreisen bezüglich der als optische Achse 2 gewählten Symmetrieachse) der äußeren Kugelkalotte 14 sein. Es sind aber auch einander kreuzende Kreise bzw. Teilkreise (d.h. kreisförmige Linien entlang der äußeren Kugelkalotte 14 mit unterschiedlicher Richtung ihrer Orthogonalen gegenüber der optischen Achse 2) sinnvoll. Die so gestaltete Stützstruktur 19 wird dann von der Filterfolie 9 vollständig überspannt.For further design of the debris filter 1 is in 10 a perspective drawing has been chosen based on the representation of the individual slats 11 dispensed with and only the envelope surfaces in the form of the inner and outer spherical caps 13 and 14 shows. In this example, the outer spherical cap shows 14 a net-like support structure 19 on which an additional filter film 9 is spanned, which essentially only transmits the desired radiation (e.g. EUV radiation in the range around 13.5 nm) or at least intensive undesired spectral components (e.g. vacuum UV, UV and visible components with wavelengths> 20 nm ) absorbed. Examples of filter films that can be used 9 are beryllium foil, zirconium foil, silicon foil or silicon nitride foil (Si 3 N 4 ). The film materials mentioned can also be used in combination with one another. The support structure 19 can in principle be of any design - for example honeycomb-like, if this does not result in too much shadow casting in addition to that of the slats 11 is produced. It is therefore advisable to support structure 19 essentially - as in FIG 10 shown - to adapt to the slat direction (or the slats 11 itself as a structural part in the meridian direction) and crossing circular lines on the outer spherical cap at suitable intervals 14 to be covered with cord or wire material. These circular lines can be a selection of small circles (ie latitude circles with respect to the optical axis 2 selected axis of symmetry) of the outer spherical cap 14 his. But they are also intersecting circles or partial circles (ie circular lines along the outer spherical cap 14 with different directions of their orthogonal to the optical axis 2 ) makes sense. The support structure designed in this way 19 is then removed from the filter film 9 completely spanned.

Es sind weitere Gestaltungsvarianten der Erfindung möglich, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen. Ausgegangen wurde in den vorhergehend beschriebenen Beispielen ebenen Lamellen 11, die radial um die optische Achse 2 der Strahlungsquelle gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei die Lamellen 11 in Strahlungsrichtung von konzentrischen Kugelkalotten 13 und 14 oder von koaxialen Kegelmänteln 16 und 18 umhüllt werden. Dabei ist die vorgeschlagene Befestigung an einem zentralen Träger 12 jedoch nicht die einzige Lösung, sondern es sind alle ring- oder plattenförmigen Befestigungselemente, die im Wesentlichen in Radialrichtung der optischen Achse 2 der vom Plasma 3 ausgehenden Strahlung keinen nennenswerten Schatten werfen, als zur Erfindung gehörig zu verstehen. Insbesondere sollen auch beliebige käfigähnliche Gittergebilde als im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre liegend betrachtet werden, wenn diese ohne erfinderisches Zutun eine andere, jedoch wesentlich radial ausgedehnte Lamellenform ihrer Gitterelemente aufweisen, die vom Zentrum der Strahlerzeugung in Richtung der gewünschten Strahlausbreitung keinen nennenswerten Schatten erzeugen.Further design variants of the invention are possible without leaving the scope of this invention. Flat slats were assumed in the examples described above 11 that are radial around the optical axis 2 the radiation source are arranged evenly distributed, the slats 11 in the radiation direction of concentric spherical caps 13 and 14 or from coaxial cone shells 16 and 18 to be enveloped. The proposed attachment to a central support 12 however, not the only solution, but rather all ring-shaped or plate-shaped fastening elements that are essentially in the radial direction of the optical axis 2 that of the plasma 3 outgoing radiation do not cast any noteworthy shadow than to be understood as belonging to the invention. In particular, any cage-like lattice structures should also be regarded as lying within the scope of the teaching according to the invention if, without inventive step, they have a different, but substantially radially expanded lamella shape of their lattice elements which do not produce any significant shadow from the center of the beam generation in the direction of the desired beam spread.

11
Debrisfilterdebris filter
1111
Lamellenslats
11a, 11b11a, 11b
Lamellen unterschiedlichen Potentialsslats different potential
1212
Trägercarrier
1313
innere Kugelkalotteinner spherical cap
1414
äußere Kugelkalotteouter spherical cap
1515
trapezförmige Lamellentrapezoidal slats
1616
innerer Kegelmantelinternal cone shell
1717
äußerer Kegelmantelouter cone jacket
1818
äußerer Raumwinkelbereichouter solid angle range
1919
Stützstruktursupport structure
22
optische Achseoptical axis
33
Plasmaplasma
3131
Austrittsöffnung (der Vakuumkammer)Outlet opening (the Vacuum chamber)
44
Reflexionsoptikreflective optics
4141
Hauptspiegelmain mirror
4242
FangspiegelFangspiegel
4343
elliptischer Reflektorringelliptic reflector ring
4444
hyperbolischer Reflektorteilhyperbolic reflector part
55
Spektrographspectrograph
66
Energiemonitorenergy monitor
77
Antriebsmotordrive motor
7171
Antriebswelledrive shaft
7272
TangentialantriebTangent
88th
GaszufuhreinrichtungGas supply means
8181
Düsejet
99
Filterfoliefilter foil

Claims (24)

Anordnung zur Unterdrückung von Teilchenemission einer Strahlungsquelle auf Basis eines heißen Plasmas, insbesondere einer EUV-Strahlungsquelle, bei der zur Erzeugung des Plasmas (3) eine Vakuumkammer mit einer Austrittsöffnung (31) zum Abstrahlen der generierten Strahlung in einen definierten Raumwinkel sowie ein Debrisfilter (1) zur Ausfilterung von unerwünschter Partikelemission, das im Strahlengang zwischen dem Plasma (3) und einer ersten Kollektoroptik (4) angeordnet ist, vorhanden sind, wobei das Debrisfilter (1) aus einer Vielzahl von in Strahlungsrichtung ausgerichteten Lamellen (11) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) – bezüglich einer vorgegebenen optischen Achse (2) der Strahlungsquelle radial ausgerichtet und gleichverteilt angeordnet sind, – die Form von ebenen Flächen mit einem Paar paralleler Kanten aufweisen, – orthogonal zwischen einer inneren und einer äußeren Hüllfläche (13, 14; 16, 17) angeordnet sind, wobei die Hüllflächen (13, 14; 16, 17) durch die parallelen Kanten der Lamellen (11) parallel zueinander aufgespannt werden und rotationssymmetrisch zur optischen Achse (2) angeordnet sind, so dass das Plasma (3) für einen um die optische Achse (2) vorgewählten Raumwinkel von einem Lamellenbüschel überdacht ist.Arrangement for suppressing particle emission from a radiation source based on a hot plasma, in particular an EUV radiation source, in which to generate the plasma ( 3 ) a Vacuum chamber with one outlet opening ( 31 ) to emit the generated radiation in a defined solid angle and a debris filter ( 1 ) to filter out undesirable particle emissions that occur in the beam path between the plasma ( 3 ) and a first collector optics ( 4 ) is present, the debris filter ( 1 ) from a large number of lamellae aligned in the direction of radiation ( 11 ), characterized in that the slats ( 11 ) - with respect to a given optical axis ( 2 ) the radiation source is radially aligned and evenly distributed, - has the shape of flat surfaces with a pair of parallel edges, - orthogonal between an inner and an outer envelope surface ( 13 . 14 ; 16 . 17 ) are arranged, the envelope surfaces ( 13 . 14 ; 16 . 17 ) due to the parallel edges of the slats ( 11 ) are spanned parallel to each other and rotationally symmetrical to the optical axis ( 2 ) are arranged so that the plasma ( 3 ) for one around the optical axis ( 2 ) the selected solid angle is covered by a tuft of lamellas. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) Trapezflächen (15) sind.Arrangement according to claim 1 , characterized in that the slats ( 11 ) Trapezoidal surfaces ( 15 ) are. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) von zwei parallelen Kegelmantelflächen (16; 17), deren Symmetrieachsen koaxial zur optischen Achse (2) der Strahlungsquelle ausgerichtet sind, begrenzt sind. Arrangement according to claim 2, characterized in that the lamellae ( 11 ) of two parallel conical surfaces ( 16 ; 17 ) whose axes of symmetry are coaxial to the optical axis ( 2 ) the radiation source are aligned, are limited. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) Kreisringsegmente sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the lamellae ( 11 ) Are circular ring segments. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) von zwei konzentrischen Kugelkalotten (13; 14), deren Mittelpunkte dem Zentrum der emittierten Strahlung zugeordnet sind, begrenzt sind.Arrangement according to claim 4, characterized in that the lamellae ( 11 ) of two concentric spherical caps ( 13 ; 14 ) whose centers are assigned to the center of the emitted radiation are limited. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Kugelkalotte (14) als Spektralfilter ausgebildet ist.Arrangement according to claim 5, characterized in that the outer spherical cap ( 14 ) is designed as a spectral filter. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Kugelkalotte (14) als Stützstruktur (19) für ein folienartiges Spektralfilter (9) ausgebildet ist.Arrangement according to claim 6, characterized in that the outer spherical cap ( 14 ) as a support structure ( 19 ) for a foil-like spectral filter ( 9 ) is trained. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektralfilter mindestens eine Filterfolie (9) einem der Materialen Beryllium, Zirkonium, Silizium und Siliziumnitrid (Si3N4) ist.Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the spectral filter at least one filter film ( 9 ) one of the materials beryllium, zirconium, silicon and silicon nitride (Si 3 N 4 ). Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein rotationssymmetrischer zentraler Bereich des Debrisfilters (1) lichtundurch- lässig ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that a rotationally symmetrical central region of the debris filter ( 1 ) is opaque. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtundurchlässige zentrale Bereich als Träger (12) der Lamellen (11) ausgebildet ist. Arrangement according to claim 9, characterized in that the opaque central region as a carrier ( 12 ) of the slats ( 11 ) is trained. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Debrisfilter (1) in dessen Symmetrieachse drehbar um die optische Achse (2) gelagert ist und die Drehgeschwindigkeit so eingestellt ist, dass ω > α· v/L, wobei v die maximale Partikelgeschwindigkeit der Debris, α der Winkelabstand und L die Länge der Lamellen (11) sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the debris filter ( 1 ) in its axis of symmetry rotatable about the optical axis ( 2 ) is stored and the speed of rotation is set so that ω> αv / L , where v is the maximum particle velocity of the debris, α is the angular distance and L is the length of the lamellae ( 11 ) are. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Debrisfilter (1) auf einer in der Symmetrieachse massiv angeordneten Antriebswelle (71) gelagert ist und diese von einem Motor (7) angetrieben wird.Arrangement according to claim 11, characterized in that the debris filter ( 1 ) on a drive shaft massively arranged in the axis of symmetry ( 71 ) is stored by a motor ( 7 ) is driven. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Debrisfilter (1) am größten Umfang seiner äußeren Hüllfläche (14; 17) gelagert und mittels eines Tangentialantriebs (72) rotierbar ist.Arrangement according to claim 11, characterized in that the debris filter ( 1 ) on the largest circumference of its outer envelope surface ( 14 ; 17 ) stored and by means of a tangential drive ( 72 ) is rotatable. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchströmung der Lamellen (11) des Debrisfilter (1) mit einem Puffergas eine Gaszufuhreinrichtung (8) vorhanden ist, die eine Vielzahl von auf einem Ring (81) angeordneten Düsen (81) enthält, wobei die Düsen (81) gleichverteilt um die Symmetrieachse des Debrisfilters (1) angeordnet und in Richtung der Lamellen (11) ausgerichtet sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that for the flow through the slats ( 11 ) of the debris filter ( 1 ) a gas supply device with a buffer gas ( 8th ) is present, which is a variety of on a ring ( 81 ) arranged nozzles ( 81 ) contains, the nozzles ( 81 ) evenly distributed around the symmetry axis of the debris filter ( 1 ) arranged and in the direction of the slats ( 11 ) are aligned. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Lamellen (11) in Richtung der Strahlungsausbreitung durch den lotrechten Abstand zwischen innerer und äußerer Hüllfläche (13, 14; 16, 17) festgelegt ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that the length of the slats ( 11 ) in the direction of the radiation propagation due to the vertical distance between the inner and outer envelope surface ( 13 . 14 ; 16 . 17 ) is set. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) in Richtung der Strahlungsausbreitung eine Länge zwischen 10 mm und 40 mm aufweisen.Arrangement according to claim 1, characterized in that the lamellae ( 11 ) have a length between 10 mm and 40 mm in the direction of radiation propagation. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) eine Dicke zwischen 50 μm und 100 μm aufweisen.Arrangement according to claim 1, characterized in that the lamellae ( 11 ) have a thickness between 50 μm and 100 μm. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lamellen (11) jeweils einen Winkel von wenigen Grad einschließen.Arrangement according to claim 1, characterized in that adjacent slats ( 11 ) each enclose an angle of a few degrees. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) mit einem Winkelabstand von einem Grad angeordnet sind.Arrangement according to claim 18, characterized ge indicates that the slats ( 11 ) are arranged at an angular distance of one degree. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) des Debrisfilter (1) aus Keramik, insbesondere Metalloxidkeramik bestehen.Arrangement according to claim 1, characterized in that the lamellae ( 11 ) of the debris filter ( 1 ) consist of ceramic, in particular metal oxide ceramic. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) des Debrisfilters (1) metallisch sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the lamellae ( 11 ) of the debris filter ( 1 ) are metallic. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) des Debrisfilters (1) elektrisch geladen sind, wobei alle Lamellen (11) auf ein gemeinsames Potential gelegt sind.Arrangement according to claim 21, characterized in that the lamellae ( 11 ) of the debris filter ( 1 ) are electrically charged, with all slats ( 11 ) are based on a common potential. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) des Debrisfilters (1) elektrisch geladen sind, wobei benachbarte Lamellen (11) auf unterschiedliches Potential gelegt sind.Arrangement according to claim 21, characterized in that the lamellae ( 11 ) of the debris filter ( 1 ) are electrically charged, with adjacent slats ( 11 ) have different potential. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) des Debrisfilters (1) aus ferromagnetischem Material bestehen.Arrangement according to claim 21, characterized in that the lamellae ( 11 ) of the debris filter ( 1 ) consist of ferromagnetic material.
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