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CN105122140B - 辐射收集器、辐射源以及光刻设备 - Google Patents

辐射收集器、辐射源以及光刻设备 Download PDF

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CN105122140B CN201480021392.8A CN201480021392A CN105122140B CN 105122140 B CN105122140 B CN 105122140B CN 201480021392 A CN201480021392 A CN 201480021392A CN 105122140 B CN105122140 B CN 105122140B
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Abstract

一种辐射收集器(141)，包括：多个反射表面(400‑405)，其中所述多个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面(40‑45)中的一个椭圆面的一部分重合；其中所述多个椭圆面具有共同的第一焦点(12)和第二焦点(16)；所述多个反射表面中的每个反射表面与所述多个椭圆面中不同的椭圆面重合；其中，所述多个反射表面被配置为接收源自第一焦点(12)的辐射，并且向第二焦点(16)反射辐射。图11示出的设备(820)包括冷却系统(832)和反射器(831)，其中冷却系统被配置为冷却反射器，所述冷却系统包括：多孔结构(823)，所述多孔结构与辐射收集器热接触，其中所述多孔结构被配置为接收液相状态的冷却剂；冷凝器(825)，所述冷凝器被配置为从(826)所述多孔结构接收蒸汽相状态的冷却剂，冷凝所述冷却剂，由此使所述冷却剂经历转化为液相状态的相变并输出液相状态的冷凝的冷却剂以进入(827)所述多孔结构。

Description

辐射收集器、辐射源以及光刻设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年4月17日递交的美国临时申请61/812,961的权益，并且其通过引用全文并入本文。
技术领域
本发明涉及一种辐射收集器、辐射源以及光刻设备。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)的制造过程中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。
光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术越来越成为允许制造微型IC或其他器件和/或结构的更加关键的因素。
图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式(1)所示：
其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k1是依赖于过程的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)可知，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k1的值。
为了缩短曝光波长并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如波长在13-14nm范围内的电磁辐射。这样的辐射被称为极紫外辐射或者软x射线辐射。可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。
EUV辐射可以使用等离子体产生。用于产生EUV辐射的辐射源可以激发燃料以产生发射EUV辐射的等离子体。等离子体例如可通过引导激光束到达燃料而形成，燃料例如为合适材料(例如，锡)的液滴或者合适的气体或蒸汽流，例如氙气或锂蒸汽。等离子体发射的EUV辐射被使用辐射收集器收集，该辐射收集器接收EUV辐射并且将EUV辐射聚焦成光束。该辐射源可以包括被设置为为等离子体提供真空环境的封闭壳体或腔室。以这种方式使用激光束的辐射源通常被称为激光产生等离子体(LPP)源。在替代的辐射源中，等离子体通过在燃料(例如锡)所位于的间隙上放电产生。这种辐射源通常被称为放电产生等离子体(DPP)源。
发明内容
可能期望提供一种相对于现有技术是新颖的并且是创新的辐射收集器。
根据本发明的一方面，提供了一种辐射收集器，包括：多个反射表面，其中所述多个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面中的一个椭圆面的一部分重合；其中所述多个椭圆面具有共同的第一焦点和第二焦点；所述多个反射表面中的每个反射表面与所述多个椭圆面中不同的椭圆面重合；其中，所述多个反射表面被配置为接收源自第一焦点的辐射，并且向第二焦点反射辐射。
辐射收集器可以为正入射收集器。辐射收集器可以具有用于反射EUV辐射的多层结构。
本发明的优点在于其允许辐射收集器的构造方面的一些设计灵活性。
反射表面可以围绕所述辐射收集器的光轴布置。
反射表面可以绕光轴周向地延伸。
所述多个反射表面可以通过一个或多个中间表面连接。所述多个反射表面的一部分也可以只通过一个或多个中间表面连接，而其余的反射表面可以通过诸如框架或支撑件等连接装置连接，而不通过中间表面彼此连接。此外，多个反射表面可以仅通过这种连接装置都连接在一起。
每个中间表面可以被设置为基本上平行于从第一焦点到相应的中间表面的方向。
中间表面可以在反射表面后面被底切(undercut)。
在所述一个或多个中间表面中的至少一个中可以设置一个或多个孔(即，开口)。
所述多个反射表面的内反射表面可以与所述多个椭圆面的内椭圆面重合。
所述多个反射表面中的每个反射表面距离光轴的距离可以随与每个反射表面重合的椭圆面的尺寸增大。
所述辐射收集器可以被配置为使得设置有沿光轴的可用长度，在该可用长度中可以在辐射收集器与第一和第二焦点之间(即，在辐射收集器与第一焦点之间或在辐射收集器与第二焦点之间)定位污染物阱。
所述污染物阱可以为旋转的翼片阱。提供其中可以设置旋转的翼片阱的可用长度是有利的，因为它使入射到辐射收集器上的污染物的量降低(相比不存在旋转的翼片阱的情况)。
所述多个反射表面可以具有使所述辐射收集器作为针对红外线辐射或具有给定波长的另一种辐射的衍射光栅的长度。
反射表面可以每个都具有0.1-5mm范围内的长度，例如约1mm的长度。
中间表面可以每个都具有约为的长度，其中n是整数，λIR是红外线辐射的波长，其中辐射收集器作为针对该红外线辐射的波长的衍射光栅，并且θ是红外线辐射在辐射收集器的反射表面上的入射角。
中间表面可以每个都具有0.1-1mm范围内的长度，例如约0.5mm的长度。
所述多个反射表面可以包括多于10个的反射表面，优选地多于50个反射表面，甚至更优选地多于100个反射表面，以及最优选地多于200个反射表面。
每个中间表面可以被设置为基本上平行于从第二焦点到中间表面的方向。
内反射表面可以与外椭圆面重合，其中内反射表面是多个反射表面中最接近光轴的反射表面，并且外椭圆面是多个椭圆面中最大的椭圆面。
所述多个反射表面中的每个反射表面距离光轴的距离可以随与每个反射表面重合的椭圆面的尺寸减小。
根据本发明的第二方面，提供了一种包括辐射收集器的辐射源，所述辐射收集器包括：多个反射表面，其中所述多个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面中的一个椭圆面的一部分重合；其中所述多个椭圆面具有共同的第一焦点和第二焦点；所述多个反射表面中的每个反射表面与所述多个椭圆面中不同的椭圆面重合；其中，所述多个反射表面被配置为接收源自第一焦点的辐射，并且向第二焦点反射辐射。
所述多个反射表面可以通过一个或多个中间表面连接，并且其中在所述一个或多个中间表面中设置一个或多个孔。
辐射源还可以包括被配置为通过一个或多个孔传递气体的气体源。
污染物阱可以定位在第一焦点和辐射收集器之间。
污染物阱可以为旋转的翼片阱。
本发明第一方面的特征可以与本发明第二方面的特征组合。
根据本发明的第三方面，提供了一种光刻设备，其被设置为将EUV辐射从辐射源投影到衬底上，其中辐射源包括辐射收集器，所述辐射收集器包括：多个反射表面，其中所述多个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面中的一个椭圆面的一部分重合；其中所述多个椭圆面具有共同的第一焦点和第二焦点；所述多个反射表面中的每个反射表面与所述多个椭圆面中不同的椭圆面重合；其中，所述多个反射表面被配置为接收源自第一焦点的辐射，并且向第二焦点反射辐射。
根据本发明的第四方面，提供了一种被配置为冷却反射器的冷却系统，所述冷却系统包括：多孔结构，所述多孔结构与辐射收集器热接触，其中所述多孔结构被配置为接收液相状态的冷却剂；冷凝器，所述冷凝器被配置为从所述多孔结构接收蒸汽相状态的冷却剂，冷凝所述冷却剂，由此使所述冷却剂经历转化为液相状态的相变并输出液相状态的冷凝的冷却剂以进入所述多孔结构。
所述多孔结构可以包括毛细结构延伸穿过的材料。
所述多孔结构可以包括金属。
所述金属可以包括铜。
所述冷却系统可以被配置为使得冷却剂通过毛细作用被分配通过所述多孔结构。
所述冷却剂可以包括甲醇。
所述冷却系统还可以包括非多孔片，所述非多孔片被配置为相对反射器密封所述多孔结构。
所述非多孔片可以包括非多孔的铜板。
冷却系统可以被配置为冷却形成光刻设备一部分的反射器。
冷却系统可以被配置为冷却用于光刻设备的辐射源的辐射收集器。
根据本发明的第五方面，提供了一种包括根据第四方面的冷却系统和反射器的设备，其中冷却系统被配置为冷却反射器。
反射器可以包括基板，并且其中冷却系统可以被配置为接触所述基板。
所述基板可以包括铜。
所述基板可以包括Al Si-40。
基板的距离多孔层最远的表面可以设置有平滑层，所述平滑层被配置为提供平滑表面。
所述平滑层可以包括磷酸镍。
所述反射器可以形成光刻设备的一部分。
反射器可以包括根据第一方面所述的辐射收集器。
本发明第三方面的特征可以与本发明第一和/或第二方面的特征组合。
第四方面的特征可以与本发明第一、第二或第三方面的特征组合。
下面参考随附的附图详细描述本发明的进一步的特点和优点以及本发明的各个实施例的结构和操作。应当注意，本发明不限于本文所描述的具体实施例。本文所呈现的这些实施例仅用于说明性的目的。基于本文所包含的教导，附加的实施例对本领域技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中：
图1示意地示出了根据本发明的实施例的光刻设备；
图2为光刻设备的更详细视图；
图3为包括辐射收集器14的辐射源SO的示意图；
图4为图3的辐射收集器的正视图；
图5为被图3和4的辐射收集器反射、入射到远场位置的辐射的示意图；
图6a为从图3和4的辐射收集器反射的、入射到图5的线C-D上的辐射的强度的示意性图形；
图6b为当辐射收集器包含像差时，从图3和4的辐射收集器反射的、入射到图5的线C-D上的辐射的强度的示意性图形；
图7为包括辐射收集器141的辐射源SO的示意图，其中辐射收集器141包括六个反射表面；
图8为从图7的辐射收集器反射的入射到线C-D上的辐射的强度的示意性图形；
图9为包括辐射收集器的替代实施例的辐射源SO的示意图；
图10a为根据本发明的实施例的辐射收集器的一部分的示意图；
图10b为现有技术的辐射收集器的一部分的示意图；
图10c为根据本发明的替代实施例的辐射收集器的一部分的示意图；以及
图11为被配置为冷却辐射收集器的冷却系统的示意图。
参考下面阐述的详细说明并结合附图，本发明的特点和优点将更加明显。在附图中，相似的参考标记通常表示相同的、功能相似的和/或结构相似的元件。
具体实施方式
本说明书公开了结合本发明特点的一个或多个实施例。所公开的实施例(多个实施例)只例示本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例(多个实施例)。本发明通过本文所附的权利要求书限定。
图1示意地示出了根据本发明一个实施例的包括源模块SO的光刻设备LA。所述设备还包括：
-照射系统(照射器)IL，其配置成调节辐射束B(例如极紫外(EUV)辐射)。
-支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA，并与配置用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；
-衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和
-投影系统(例如反射式投影系统)PS，其配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。
照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备LA的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。
术语“图案形成装置”MA应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予给辐射束的图案可以与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层(例如集成电路)相对应。
图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
如同照射系统IL，投影系统PS可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。可能希望将真空环境用于EUV辐射，因为气体可能会吸收太多的EUV辐射。因此可以借助真空壁和真空泵在投影系统中将真空环境提供给辐射束B的大致整个路径。
如图所示，设备是反射型的(例如采用反射式掩模)。
光刻设备LA可以是具有两个(双台)或更多个衬底台WT(和/或两个或更多个图案形成装置支撑结构MT)的类型。在这种“多台”机器中，可以在一个或更多个衬底台WT上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它的衬底台用于曝光。
参照图1，所述照射器IL接收来自辐射源SO的EUV辐射束。用以产生EUV辐射的方法包括但不必受限于将材料转换成具有至少一种具有在EUV范围中的一个或更多个发射线的元素(例如氙、锂或锡)的等离子体状态。在一种这样的方法(通常称为激光产生的等离子体(“LPP”))中，所期望的等离子体可以通过用激光束照射燃料(例如具有所需的线发射元素的材料的液滴、束流或簇)产生。该辐射源SO可以是包括激光器(在图1中未示出)的EUV辐射系统的一部分，所述激光器用于提供激光束以激发该燃料。所形成的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用设置在辐射源内的辐射收集器收集。激光器和辐射源可以是分立的实体(例如当CO2激光器被用于提供用于燃料激发的激光束时)。在这种情况下，激光器不被看作形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统的帮助，将所述辐射束从激光器传到辐射源。
在替代的方法(通常被称为放电产生等离子体(“DPP”))中，通过使用放电产生EUV发射等离子体以汽化燃料。燃料可以为具有在EUV范围中的一个或更多个发射线的元素(例如氙、锂或锡)。放电可以通过电源产生，所述电源可以形成辐射源的一部分或者可以为通过电连接装置与辐射源连接的分立的实体。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如琢面场和光瞳反射镜装置。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已经被图案形成装置(例如，掩模)MA反射后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器PS2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器PS1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。
图示的设备可被用在至少一种下面的模式中：
1.在步进模式中，支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT基本保持静止，同时赋予给辐射束的全部图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。衬底台WT然后沿X和/或Y方向移动，使得能够曝光不同的目标部分C。
2.在扫描模式中，支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT同步地被扫描，同时赋予给辐射束的图案被投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向可以由投影系统PS的放大(缩小)倍率和图像翻转特征决定。
3.在另一模式中，支撑结构(例如，掩模台)MT基本保持静止，支撑可编程图案形成装置，并且移动或扫描衬底台WT，同时赋予给辐射束的图案被投影到目标部分C上。在该模式中，通常使用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或者在扫描期间连续的辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案形成装置。这种操作模式能够容易地被应用于无掩模光刻术中，该无掩模光刻术利用例如上面提到的类型的可编程反射镜阵列等可编程图案形成装置。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图2更详细地示出了光刻设备LA，包括辐射源SO、照射系统IL和投影系统PS。辐射源SO被构造和设置为使得可以在辐射源SO的壳体2中保持真空环境。
激光器4布置成将激光能量经由激光束6沉积到由流体发射器8提供的燃料中，例如锡(Sn)或锂(Li)。液体(即，融化的)锡(可以为液滴形式)或液体形式的其它金属在当前被认为是用于EUV辐射源的燃料的最有前途的并且因此是最可能的选择。激光能量沉积到燃料上会在等离子体形成区域12产生高度离子化的等离子体，其具有几十电子伏特(eV)的电子温度。在这些离子的去激发和再结合期间产生的高能辐射由等离子体10发射，通过近正入射辐射收集器14(有时常被称为正入射辐射收集器)收集和聚焦。图2所示的辐射收集器14是辐射收集器可以采取的形状的一个实例。辐射收集器14的其它实施例可以与图2所示的辐射收集器不同地成形。下面详细描述辐射收集器14的实施例。辐射收集器14可以具有多层结构。辐射收集器14可以按照多个椭圆面成形，所述椭圆面具有两个焦点。第一焦点可以位于等离子体形成区域12处，并且另一个第二焦点可以位于中间焦点16处，下面讨论。
可以设置第二激光器(未示出)，第二激光器配置成在激光束6入射到燃料上之前预热燃料。使用这种方法的LPP源可以称为双激光脉冲(DLP)源。这样的第二激光器可以被描述为向燃料目标提供预脉冲，例如以改变该目标的性质，以便提供变化的目标。性质上的改变例如可以为温度、尺寸、形状等等的改变，并且通常由目标的受热产生。
虽然图1中未示出，但是燃料发射器可以包括或结合喷嘴，所述喷嘴配置成沿朝向等离子体形成区域12的轨迹引导燃料液滴。
通过辐射收集器14反射的辐射B被聚焦在点16处以形成等离子体形成区域12的像，该像随后作为照射器IL的辐射源。辐射B可以包括多个子束。辐射B所聚焦的点16通常称为中间焦点，并且辐射源SO布置成使得中间焦点16位于包围结构2中的开口18处或其附近。用于发射辐射的等离子体10的像形成在中间焦点16上。
随后，辐射B穿过照射系统IL，照射系统IL可以包括布置成在图案形成装置MA处提供辐射束B的期望的角分布以及在图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均匀性的琢面场反射镜装置20和琢面光瞳反射镜装置22。在辐射束在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射时，图案化束24被形成，并且图案化束24通过投影系统PS经由反射元件26、28成像到由晶片台或衬底台WT保持的衬底W上。
在照射系统IL和投影系统PS中通常可以存在比图示的元件更多的元件。此外，可以存在比图中示出的反射镜更多的反射镜，例如在投影系统PS中可以存在除图2中示出的元件之外的1-6个附加的反射元件。
EUV辐射可以替代地由气体或蒸汽产生，例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽。气体或蒸汽被转化成发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射的等离子体10。等离子体10例如通过导致产生至少部分电离的等离子体的放电产生。可以使用氙、锂、锡蒸汽或任何其他合适的气体或蒸汽的例如10Pa的分压，以提供有效辐射产生。在一个实施例中，激发的锡(Sn)的等离子体被用于产生EUV辐射。
图3示意性地示出了辐射源SO的实施例，其例如可以为激光产生等离子体(LPP)源。辐射源SO包括辐射收集器14和污染物阱35，但是污染物阱35的存在是可选的。EUV辐射从等离子体形成区域12发射。辐射收集器14包括反射表面，该反射表面将从等离子体形成区域12发射的EUV辐射朝向中间焦点16反射，使得被辐射收集器14引导的辐射基本上在中间焦点16处会聚。反射表面围绕辐射收集器的光轴O布置。图4中示出了从中间焦点16观察的辐射收集器14的示意图。
辐射收集器14包括围绕辐射收集器的光轴O布置的表面400、405和410。在该实施例中，表面400、405和410周向地围绕光轴O延伸。孔450出现在辐射收集器14的中心处。一个或多个激光束6(如图2所示)可以穿过孔450以便将燃料转化为发射EUV的等离子体10。辐射收集器14的内表面400(即，最接近光轴O的表面)和外表面405(即，距离光轴O最远的表面)分别根据内椭圆面40和外椭圆面45成形。内椭圆面40和外椭圆面45每个具有共同的第一焦点和第二焦点，在每个实例中，第一焦点处于或接近等离子体形成区域12，并且第二焦点处于或接近中间焦点16的位置。
虽然提到第一焦点处于或接近等离子体形成区域12并且第二焦点处于或接近中间焦点16的位置，但是应当领会：等离子体形成区域12和中间焦点16可以不为精确的点，而是可以从它们的中心以一种或多种尺寸延伸。例如等离子体形成区域12可以具有约600微米的直径(发射EUV的等离子体可以具有约600微米的直径)。中间焦点16的范围受封闭结构2(参见图2)中的开口18的大小限制。在中间焦点16处的EUV辐射可以具有小于或等于开口18的直径的束腰，使得在中间焦点16处的基本上所有的EUV辐射穿过开口18并且进入照射器IL。这避免了当EUV辐射进入照射器IL时EUV辐射的过大的损失。开口18可以具有约6mm的直径。辐射收集器141可以被配置为使得形成在中间焦点12处的发射EUV的等离子体的像具有约6mm的直径。像的直径取决于由辐射收集器141提供的放大率，其可以例如被计算为sin(角度no.582)/sin(角度no.580)或者sin(角度no.583)/sin(角度no.581)。可以通过调整由辐射收集器提供的放大率来调整像的直径，例如以适应在中间焦点处不同直径的开口18(参见图2)。
内表面400与内椭圆面40的一部分的圆周重合。外表面405与外椭圆面45的一部分的圆周重合。内表面400和外表面405为反射表面，并且将来自等离子体形成区域12的EUV辐射朝向中间焦点16反射。内反射表面400反射EUV辐射以形成内辐射子束500，并且外反射表面405反射EUV辐射以形成外辐射子束505。子束500、505一起形成图2中所示的辐射束B。
内和外反射表面400和405通过中间表面410连接。中间表面410被设置为基本上平行于从等离子体形成位置12到中间表面410的方向，例如由贯穿等离子体形成位置12和反射表面的端部的平面形成(如在图3的剖面中所示的)。中间表面410因此基本上平行于来自等离子体形成区域12的EUV辐射的传播方向。中间表面410因此基本上没有入射到其上的EUV辐射。中间表面410可以包括一个或多个孔(如图3所示)，气体可以通过一个或多个孔被引入到辐射源SO中。可以从气体源引入该气体。例如，气体源可以被配置为通过该一个或多个孔传递气体。气体源可以从中间表面410朝向辐射收集器14的EUV反射表面传递气体。该气体例如可以为氢气、包括自由基的气体、卤素气体或惰性气体。该气体可以在辐射收集器和等离子体形成位置12之间形成气体缓冲，其可以起到保护辐射收集器以防源自燃料和等离子体形成区域12的污染物的作用。例如污染物可以与可能阻止污染物到达辐射收集器14的气体的分子碰撞。该气体可以附加地或者替代地起到从辐射收集器14的表面清洁掉任何污染物的作用。
辐射子束500和505穿过中间焦点16到达远场位置200。远场位置200例如可以定位在距离中间焦点16约1米的距离处。如图2中示出的琢面场反射镜装置20例如可以设置在该远场位置200处。图5示意性地示出了入射到远场位置200上的EUV辐射。辐射子束500和505在该远场位置200处基本上具有圆形的内范围和外范围，并且基本上关于光轴O同心。辐射子束500和505相对于光轴O形成内束角580和外束角581(参见图3)。内束角580和外束角581限定EUV辐射入射到远场位置200上的内范围和外范围。如上所述，琢面场反射镜装置20可以设置在该远场位置200处。琢面场反射镜装置20连同琢面光瞳反射镜装置22可以被设置为反射EUV辐射，以便提供具有期望角分布和辐射强度的期望均匀性的辐射束。琢面场反射镜装置20可以被配置为接收具有特定内束角580和特定外束角581的EUV辐射。通常地，内束角580和外束角581可以由辐射源SO和照射器IL的设计限制条件确定。
基本上没有EUV辐射的阴影环510在辐射子束500和505之间延伸。基本上没有EUV辐射的中心阴影区域550被内辐射子束500的内范围包围。
图6a为入射到远场位置200上的EUV辐射沿着图5所示的线C-D的强度的示意性图形。辐射子束500和505入射到远场位置200上的强度朝向光轴O增大。这可能是由于来自等离子体形成区域12的EUV辐射的各向异性的发射。例如，从等离子体形成区域12沿着内辐射收集器角582发射的EUV辐射的强度可能大于沿着外辐射收集器角583发射的EUV辐射的强度。在远场位置200处辐射子束500和505与阴影环510之间的边界图示在图5和6a中，如从大的EUV辐射强度突然转变成基本上没有EUV辐射，反之亦然。然而，在实际中反射表面400和405可能包含来自椭圆面40和45的椭圆形形状的像差。反射表面400和405中的像差可能导致一些EUV辐射在靠近阴影环510的边缘处被反射到阴影环510中。图6b为当反射表面400和405中的像差导致一些EUV辐射被反射到阴影环510中时，入射到远场位置200上的辐射沿线C-D(同样如图5所示)的强度的示意性图形。
再次参见图3，污染物阱35定位在等离子体形成区域12和辐射收集器14之间。图3所示以及下面描述的污染物阱35为旋转的翼片阱，但是也可以使用其它形式的污染物阱。污染物阱35可以具有基本上圆形的外周，并且可以具有延伸通过其中心的孔，如图3所示。该孔可以允许一个或多个激光束6穿过污染物阱35，以便将燃料转化为发射EUV的等离子体10。污染物阱35包括一系列翼片叶片，它们从孔的外周径向向外延伸到污染物阱35的外周。污染物阱35被旋转使得翼片叶片可以与穿过污染物阱的污染物碰撞，由此捕获该污染物。
污染物阱35被配置为从燃料和等离子体形成区域12捕获污染物，并且阻止捕获的污染物到达辐射收集器14。来自燃料和等离子体形成区域12的污染物可以包括燃料的原子、离子和颗粒。到达辐射收集器14的污染物可以沉积在辐射收集器14的反射表面400、405上，并且可能降低反射表面的反射性，并因此降低被辐射收集器14反射的EUV辐射的总量。污染物阱35的翼片叶片可以具有足够小的截面面积，使得穿过污染物阱14的EUV辐射不会明显地被污染物阱35阻碍。污染物阱35因此不会显著降低反射到中间焦点16和远场位置200的EUV辐射的总量。然而，污染物阱35可以具有阻挡EUV辐射的内部351。内部351例如可以包括被配置为驱动污染物阱35旋转的电机或其它驱动装置。内部351限定内辐射收集器角582，该内辐射收集器角为从等离子体形成区域12发射的EUV辐射可以被辐射收集器14收集并且被反射至中间焦点16所处的最小角。内辐射收集器角例如可以为约15度。内反射表面400以内辐射收集器角582收集辐射，并且被定位成与等离子体形成区域12足够接近，以便将辐射沿着内束角580引导至中间焦点16。反射表面405的外范围限定外辐射收集器角583，该外辐射收集器角为从等离子体形成区域12发射的EUV辐射被辐射收集器14收集并且被反射至中间焦点16所处的最大角。
等离子体10可以达到例如可以超过1000℃的非常高的温度。因此，希望将污染物阱35定位在距离等离子体形成区域12足够远的距离处，使得污染物阱35不会暴露于可能损坏污染物阱35的来自等离子体形成区域12的高的热负荷。
一些被污染物阱35捕获的污染物可以随后从污染物阱35排出。污染物可以沿任何方向排出，但是尤其可以从污染物阱35沿径向向外排出(由于污染物阱的旋转运动)。因此，希望将污染物阱35定位在距离辐射收集器14足够远的距离处，使得从污染物阱35排出的污染物基本上不会到达辐射收集器14。特别地，希望在辐射收集器沿着光轴O的范围和污染物阱35沿着光轴O的范围之间只有很少或者没有轴向重叠(这会导致径向排出的污染物直接入射到辐射收集器上)。因此，希望沿着光轴O在辐射收集器和等离子体形成位置12之间提供可以定位污染物阱35的可用的长度。
该可以定位污染物阱的可用的长度(在不存在污染物阱和辐射收集器的任何轴向重叠的情况下)可以取决于辐射收集器14的形状和定位，并且特别地取决于辐射收集器14沿着光轴O的深度230。例如，图3所示的并且按照椭圆面40和45成形的辐射收集器14提供了在等离子体形成区域12和辐射收集器14之间可以定位污染物阱35的可用的长度。因此，在辐射收集器14和污染物阱35之间没有轴向重叠，如图3所示。
希望提供辐射收集器14和等离子体形成区域12之间的足够的可用长度220，使得污染物阱35可以被定位在距离等离子体形成区域12足够远的距离处，以避免破坏来自等离子体10的热负荷，并且可以被定位在距离辐射收集器14足够远的距离处，以使得在辐射收集器14和污染物阱35之间没有轴向重叠。因此，图3所示的并且按照两个椭圆面40和45成形的辐射收集器14具有如下优点：它提供了等离子体形成区域12和辐射收集器14之间的足够的可用长度220，同时保持内和外束角580和581，并且以内辐射收集器角582收集辐射。
当与包括单一的反射表面的现有技术的辐射收集器相比时，由图3所示的实施例提供的可用长度220是有利的。这种现有技术的辐射收集器将按照单一的椭圆面成形，并且将具有比根据本发明的实施例的辐射收集器沿光轴O更深的深度。这种现有技术的辐射收集器不会提供等离子体形成区域12和辐射收集器之间的可以定位污染物阱的足够的可用长度。例如，包括单一的反射表面的辐射收集器可能被构造为收集与图3所示的辐射收集器14相同的角范围上的EUV辐射。这种辐射收集器例如可以包括按照椭圆面40成形的单一的反射表面。然而，为了收集相同角范围内的辐射，这种辐射收集器会绕椭圆面40沿远离光轴O的方向延伸，由此增大了辐射收集器的深度230并且降低了可用长度220。为了使辐射收集器提供具有与图3所示的外束角580相等的外束角的EUV辐射，反射表面400将需要绕着椭圆面40延伸，使得它沿着光轴O延伸超过等离子体形成区域12。因此，在辐射收集器14和等离子体形成区域12之间没有提供定位污染物阱35的长度。如果提供污染物阱，在辐射收集器14和污染物阱35之间将会有轴向重叠。这会导致从污染物阱沿径向排出的污染物入射到收集器上。本发明的实施例避免了该问题。
根据本发明的实施例的辐射收集器可以包括多于两个的反射表面。多于两个的反射表面中的每一个可以与不同的椭圆面的一部分重合。图7示意性地示出了根据本发明的实施例的、包括辐射收集器141的辐射源SO。辐射收集器141包括成形的六个反射表面400-405，其中反射表面400-405中的每一个反射表面与六个椭圆面40-45中的一个椭圆面重合。在一实施例中，椭圆面40-45都具有共同的第一椭圆焦点和第二椭圆焦点。在每个实例中，第一焦点处于或接近等离子体形成区域12，并且第二焦点处于或接近中间焦点16的位置。反射表面围绕辐射收集器的光轴O布置。反射表面400-405基本上周向地围绕光轴O延伸。
反射表面400-405通过一系列中间表面410连接。每个中间表面410被设置为基本上平行于从等离子体形成位置12到中间表面410的方向。中间表面410因此基本上平行于来自等离子体形成区域12的EUV辐射的传播方向。中间表面410因此基本上没有入射到其上的EUV辐射。一个或多个中间表面410中可以设置一个或多个孔(如图7所示)，可以通过一个或多个孔引入气体。该气体可以为氢气，其可以起到保护辐射收集器141以防源自燃料和等离子体形成区域12的污染物的作用。该气体可以附加地或者替代地起到从辐射收集器14的表面清洁掉任何污染物的作用。该气体可以由气体源(未示出)通过该一个或多个孔传递，该气体源可以被配置为通过该一个或多个孔传递气体。
反射表面400-405反射EUV辐射，以分别形成辐射子束500-505。辐射子束500-505穿过中间焦点16，并且入射到远场位置200。辐射子束500-505相对于光轴O形成内束角580和外束角581。内束角580和外束角581限定EUV辐射入射到远场位置200上的内范围和外范围。
图7所示的辐射收集器141收集与图3所示的辐射收集器14相同角范围内(在内辐射收集器角582和外辐射收集器角581之间)的EUV辐射。辐射收集器141还反射EUV辐射以形成辐射子束500-505，该辐射子束形成与由辐射收集器14形成的辐射子束500、505相同的相对于光轴O的内束角580和相同的相对于光轴O的外束角581。因此，由辐射收集器141收集的EUV辐射在远场位置200处具有与由辐射收集器14收集的EUV辐射相同的内和外范围。然而，辐射收集器141具有比辐射收集器14更小的沿光轴O的深度230。更小的深度230可以增大等离子体形成区域12和辐射收集器之间的可以定位污染物阱35的长度220。
图8为由辐射收集器141收集的入射到远场位置200上的EUV辐射沿线C-D(参见图5)的强度的示意性图形。辐射强度分布包括基本上没有EUV辐射存在的中心阴影区域550。阴影环510在辐射子束500-505之间延伸。阴影环510由辐射收集器141的中间表面410导致，基本上没有EUV辐射入射到中间表面上并且因此基本上没有EUV辐射从中间表面上反射。阴影环510在EUV辐射强度中形成槽，如图8所示。然而，反射表面中的像差导致一些EUV辐射被反射到阴影环510中。辐射收集器141的中间表面非常短并且因此阴影环510具有非常小的径向范围，使得被反射到阴影环510中的EUV辐射使在EUV辐射强度中的由阴影环510导致的槽没有下降到零。
通常地，在从辐射收集器反射的辐射强度中的槽的宽度和深度可以通过减小连接辐射收集器的反射表面的辐射收集器的中间表面的长度来减小。中间表面的长度可以通过增大形成辐射收集器的反射表面的数量并由此增大与辐射收集器的反射表面重合的椭圆面的数量来减小。
例如，辐射收集器14(图3所示)包括两个反射表面400和405，每个反射表面与两个椭圆面40和45中的一个重合。连接反射表面400、405的中间表面410形成具有足够大的径向范围以在由辐射收集器14产生的辐射强度分布中形成显著的槽的阴影环510(图6b所示)。作为对照，辐射收集器141(图7所示)包括六个反射表面400-405，每个反射表面与六个椭圆面40-45中的一个重合。连接辐射收集器141的反射表面400-405的中间表面410因此比连接辐射收集器14的反射表面400、405的中间表面410更短。因此，由辐射收集器141形成的阴影环410具有比由辐射收集器14形成的阴影环更小的径向范围。从辐射收集器141反射的辐射强度分布中的槽因此比从辐射收集器14反射的辐射强度分布中的槽更窄和更浅。
可能期望在远场位置200处提供具有基本上平滑的辐射强度分布(在中心阴影区域的任一侧)的EUV辐射。这例如可以允许琢面场反射镜装置20和琢面光瞳反射镜装置22提供具有期望角分布和期望的辐射强度的均匀性的辐射束。增大辐射收集器的反射表面的数量并因此增大辐射收集器成形所依照的椭圆面的数量可以最终减小由辐射收集器反射的辐射强度分布中的任何槽的宽度和深度，使得槽变得微不足道。不包含实质槽的基本上平滑的辐射强度分布因此可以通过用许多按照许多椭圆面成形的反射表面形成辐射收集器而获得。例如，辐射收集器可以包括按照多于六个的椭圆面成形的多于六个的反射表面(即，在图7中示出多于六个)。辐射收集器的一些实施例例如可以包括按照多于十个的椭圆面成形的多于10个的反射表面。辐射收集器的一些实施例例如可以包括按照多于30个的椭圆面成形的多于30个的反射表面。如上所述，增大反射表面的数量提供如下优点：从反射表面反射的辐射之间的槽被减小。对反射表面的数量的实际限制可能由辐射收集器141接收辐射的最大角583(其可被称为辐射收集器的开口角583)、结合对可以设置在特定的角范围上的反射表面的数量的制造限制来产生。
除了EUV辐射，辐射收集器还可以暴露给红外线辐射或(D)UV辐射。红外线辐射可以来自用于将燃料转化为发射EUV的等离子体10的一个或多个红外线激光器。红外线辐射可以被辐射收集器反射并且通过中间焦点16引导至远场位置200。到达远场位置200的红外线辐射可能导致光刻设备的部件的不期望的加热。因此可能希望减少被辐射收集器反射并朝向中间焦点16引导的任何红外线辐射。这可以通过在辐射收集器的反射表面中形成凹槽或脊、使得反射表面作为针对红外线辐射的衍射光栅并且因此基本上不向中间焦点16反射红外线辐射而获得。
根据本发明的实施例的辐射收集器的反射表面可以具有使辐射收集器作为针对红外线辐射的衍射光栅的长度。如果反射表面的长度处于红外线辐射的波长的量级，那么辐射收集器可以作为针对红外线辐射的衍射光栅。因为EUV辐射的波长基本上短于红外线辐射的波长，反射表面和中间表面的长度可以为使得辐射收集器朝向中间焦点16反射EUV辐射，但是作为针对红外线辐射的衍射光栅并因此基本上不向中间焦点16反射红外线辐射。这种辐射收集器例如可以包括具有处于红外线辐射的波长量级的长度的反射表面。中间表面还可以具有处于红外线辐射的波长量级的长度。
分别在图3和7中示出的辐射收集器14和141都包括多个反射表面400-405，其中多个反射表面中的每一个与多个椭圆面40-45中的一个重合。多个椭圆面40-45具有共同的第一焦点和第二焦点。第一焦点处于或靠近等离子体形成位置12，并且第二焦点处于或靠近中间焦点16。多个反射表面400-405被配置为从第一焦点接收辐射并且向第二焦点反射辐射。多个反射表面400-405通过一个或多个中间表面410连接。每个中间表面410被设置为基本上平行于从第一焦点到中间表面410的方向。多个反射表面距离光轴O的距离随着每个反射表面所重合的椭圆面的尺寸增大。多个反射表面的内反射表面400因此与多个椭圆面中的内椭圆面40重合。
辐射收集器14和141沿光轴O具有深度230。辐射收集器14和141被成形以减小辐射收集器的深度230。辐射收集器14和141因此具有比包括按照单一的椭圆面成形的单一的反射表面的辐射收集器更平坦的外形。辐射收集器14和141被配置为使得在辐射收集器与第一和第二焦点之间提供可以定位污染物阱35的、沿光轴O的可用长度220。通常地，辐射收集器包括的反射表面的数量越大，辐射收集器可获得的深度230越小，并且其外形越平坦(对于给定的辐射收集器和束角)。通常地，可获得的深度230越小，可用的长度220越大。
然而，根据本发明的实施例的辐射收集器可以被成形为具有基本上不平坦的外形。
图9示意性地示出了包括具有基本上不平坦的外形的辐射收集器241的辐射源SO的实施例。辐射收集器241按照椭圆面60-65成形。在一个实施例中，所有椭圆面60-65具有共同的第一焦点和第二焦点，在每个实例中，第一焦点处于或靠近等离子体形成区域12，并且第二焦点处于或靠近中间焦点16的位置。辐射收集器241包括分别与椭圆面60-65重合的反射表面600-605。
反射表面600-605每个都反射EUV辐射，以分别形成辐射子束700-705。辐射子束700-705穿过中间焦点16并且入射到远场位置200上。辐射子束700-705相对于光轴O形成内束角580和外束角581。
在图9所示的实施例中，椭圆面65与图3和7所示的椭圆面40相同。因此，反射表面600以与反射表面400相同的内辐射收集器角582收集辐射。内辐射子束700还形成与内辐射子束500相同的相对于光轴的内束角580。辐射收集器241延伸以收集达到并且包括外辐射收集器角584的EUV辐射，使得外辐射子束705形成与外辐射子束505相同的相对于光轴的外束角581。因此，辐射收集器241形成在远场位置200具有与由辐射收集器14和141形成的辐射子束500-505相同的内和外范围的辐射子束700-705。
反射表面被一系列中间表面610连接。每个中间表面610基本上平行于从中间焦点16到中间表面610的方向。因此，每个中间表面基本上平行于已被反射表面600-605朝向中间焦点16反射的EUV辐射的传播方向。因此，中间表面610具有从等离子体形成区域12入射到其上的EUV辐射，该EUV辐射后续不被反射向中间焦点16。相比从辐射收集器14和141反射向中间焦点16的EUV辐射，这可能导致在中间焦点16处的EUV辐射的一些损失。然而，辐射收集器241在比辐射收集器14和141更宽的角范围上从等离子体形成区域12收集辐射。辐射收集器241的更宽角范围的收集可以补偿由于辐射收集器241的中间表面610导致的任何EUV辐射损失。
中间表面610可以包括在中间表面610中的一个或多个孔(如图9所示)，可以通过该一个或多个孔引入气体。该气体可以为氢气，其可以起到保护辐射收集器141以防源自燃料和等离子体形成区域12的污染物的作用。该气体可以附加地或者替代地起到从辐射收集器241的表面清洁掉任何污染物的作用。该气体可以由气体源通过该一个或多个孔传递。
由于中间表面610基本上与被反射表面600-605反射的EUV辐射的传播方向平行，辐射子束700-705在它们之间基本上没有阴影环。EUV辐射在远场位置200(中心阴影区750的每一侧)处的强度分布因此基本上是连续的。
辐射收集器241具有与辐射收集器14和141不同的形状。每个中间表面610被设置为基本上平行于从第二焦点(处于或靠近中间焦点的位置)到中间表面610的方向。多个反射表面600-605距离光轴O的距离随着与每个反射表面重合的椭圆面的尺寸减小。因此，多个反射表面的内反射表面600(即，最接近光轴O的反射表面)与多个椭圆面的外椭圆面600重合。
辐射收集器241的与辐射收集器14和141基本上不同的形状导致基本上不同的入射角和反射角，该入射角和反射角是来自等离子体形成区域12的EUV辐射与各自的辐射收集器的反射表面形成的角度。反射表面的反射率可以随入射到反射表面上的辐射的入射角的函数变化。例如，当入射角接近直角时反射表面可以最具反射性。EUV辐射与辐射收集器14和141的反射表面形成的入射角可以比EUV辐射与辐射收集器241的反射表面形成的入射角更接近直角。因此，具有与辐射收集器14和141的形状等同的形状的辐射收集器可以比具有与辐射收集器241的形状等同的形状的辐射收集器从等离子体形成区域12反射更多的EUV辐射。
辐射收集器14和141允许等离子体形成区域12和辐射收集器14和141之间可以定位污染物阱35的可用长度220。然而，辐射收集器241不允许等离子体形成区域12和辐射收集器241之间的可用长度。因此，如果在等离子体形成区域12和辐射收集器241之间定位污染物阱，污染物阱可能与辐射收集器241轴向重叠。结果，由污染物阱在径向方向上排出的任何污染物(其可能由于污染物阱的旋转产生)会入射到辐射收集器241上。
已经描述了本发明的实施例，该实施例在内辐射收集器角582和外辐射收集器角583、584之间收集EUV辐射，并且将EUV辐射反射成形成相对于光轴O的内束角580和外束角581的辐射子束。然而，本发明的其它实施例可以具有除上面描述的和图中图示的之外的内和外辐射收集器角以及内和外束角。可以根据入射到远场位置200上的辐射的期望的内和外范围以及根据辐射收集器、中间焦点16和远场位置200的相对几何形状确定这些角度。例如，如果远场位置200和/或中间焦点16相对于辐射收集器沿着光轴O被移动，那么可能希望改变内和外束角，以便保持入射到远场位置200上的辐射的内和外范围。附加地或替代地，对于本发明的一些实施例，根据远场位置200的构造，可能希望改变入射到远场位置200上的辐射的内和外范围。通常地，可以通过辐射源SO和照射器IL的设计确定并限制内束角580、外束角581、内辐射收集器角582和外辐射收集器角583、584。因此，可以通过改变辐射收集器的设计来改变这些角度，以便满足辐射源SO和照射器IL的设计限制条件。
如上所述，红外线辐射可以入射到在EUV辐射源SO中的辐射收集器(例如，图2、3、7和9所示的辐射收集器14、141、241)上。例如，一个或多个红外线激光(例如，CO2激光)可以入射到等离子体形成区域12上，以便激发燃料以形成发射EUV的等离子体。来自一个或多个红外线激光的一些红外线辐射可以在等离子体形成位置12被等离子体和/或燃料反射，使得它入射到辐射收集器上。入射到辐射收集器上的一部分红外线辐射可以被辐射收集器朝向中间焦点16反射。朝向中间焦点16反射的红外线辐射可以进入照射系统IL(图2所示)并且可以随后被反射向光刻设备LA的另一光学部件。
被反射向中间焦点16并进入照射系统IL的红外线辐射可以被照射系统IL中的光学部件和/或被光刻设备LA的其它光学部件吸收。红外线辐射被光学部件吸收可能导致光学部件被红外线辐射加热。光学部件的加热可能导致光学部件的全部或部分膨胀，这可能改变光学部件的光学特性。光学部件的光学特性的变化可能影响穿过光刻设备传播的EUV辐射束，并且可能最终影响通过图案化的EUV辐射束施加到衬底W上的图案。
因此，期望减少被反射收集器朝向中间焦点16反射的红外线辐射的量，使得入射到光刻设备的光学部件上的红外线辐射的量降低。在图2、3、7和9所示的辐射收集器14、141、241的实施例中，被朝向中间焦点16反射的红外线辐射的量可以通过配置辐射收集器14、141、241使得它们作为针对红外线辐射的衍射光栅而被减少。例如，形成辐射收集器的多个反射表面可以具有处于红外线辐射的波长量级的长度，使得红外线辐射被辐射收集器衍射，而不被反射向中间焦点16。
图10a示意性示出根据本发明的实施例的辐射收集器341的一部分的近视图。辐射收集器341包括多个反射表面801，每个反射表面与多个椭圆面800中的一个的一部分重合。多个椭圆面800中的每个具有共同的第一焦点和第二焦点(未示出)。第一焦点处于或靠近辐射源SO的等离子体形成区域12，辐射收集器341形成辐射源的一部分。第二焦点处于或靠近辐射源SO的中间焦点16的位置。反射表面801被配置为从等离子体形成区域12接收EUV辐射(由箭头805表示)并且将辐射反射向中间焦点16。
多个反射表面801通过多个中间表面802连接。中间表面802例如可以包括孔(未示出)。可以通过该孔引入气流(例如氢气气流)，如上所述，例如参考附图3。
反射表面803和中间表面802的设置产生具有周期性结构的辐射收集器341，该周期性结构可以由图10a中指示的节距803和深度D表征。节距803等于每个反射表面801的长度，并且深度D等于中间表面802的长度。辐射收集器341的节距803和深度D可以在辐射收集器341的基本上整个范围上近似相同。当节距803和深度D被配置为使得辐射收集器作为针对红外线辐射的衍射光栅时尤其可以是这样。这有利地减少了反射向中间焦点16的红外线辐射的量，并且因而降低了入射到光刻设备LA的光学部件上的红外线辐射的量。
为了配置辐射收集器341使得它作为针对具有波长λIR的红外线辐射的衍射光栅，可以根据方程(2)设置辐射收集器341的周期性结构的深度D。
其中n是整数，并且θ是辐射(具有波长λIR)在辐射收集器341的反射表面801上的入射角。这可能导致从相邻的反射表面801上反射的红外线辐射束具有约的路径长度差。从相邻的反射表面801上反射的红外线辐射束因此是彼此异相的，并且将破坏性地彼此干涉，由此减小了反射向中间焦点16的红外线辐射的量。相反，红外线辐射被衍射以形成不向中间焦点16传播的更高级的干涉条纹。
在一个实施例中，辐射收集器341例如可以被配置为作为针对具有约10μm(例如，10.6μm)的波长λIR的红外线辐射的衍射光栅。红外线辐射可以垂直入射到辐射收集器341上。在该实施例中，满足方程(2)的最小深度D(当方程(2)中n＝0时)约为2.65μm。对于方程(2)中的n＝50的值，深度D约等于0.53mm。
在另一实施例中，具有约10μm波长的红外线辐射可以以约20°的入射角θ入射到辐射收集器341上。在该实施例中，满足方程(2)的最小深度D(当方程(2)中n＝0时)约为2.5μm。对于方程(2)中的n＝50的值，深度D约等于0.5mm。
在一个实施例中，辐射收集器341可以具有约等于1mm的节距803。辐射收集器341例如可以具有约等于0.5mm的深度D。该辐射收集器341可以作为针对红外线辐射(例如，具有约10μm波长的辐射)的衍射光栅。辐射收集器341例如可以包括多于200个反射表面。例如，辐射收集器341可以包括约240个反射表面801，它们每个与约240个椭圆面中的不同的椭圆面重合。
如上所述地配置辐射收集器341使得它作为针对红外线辐射的衍射光栅相对于作为针对红外线辐射的衍射光栅的现有技术的辐射收集器是有利的。图10b示意性示出现有技术的辐射收集器810的一部分的近视图。辐射收集器810包括被配置为反射入射到辐射收集器810上的EUV辐射815的反射表面811。反射表面811包括一系列在反射表面中的槽812，其被配置为使反射表面作为针对红外线辐射的衍射光栅。
在被配置为反射EUV辐射的辐射收集器810的制造过程中，可以抛光辐射收集器的反射表面810，以便增大该表面的反射性。在图10b中示出的反射表面811的抛光过程中，在反射表面811中的槽812的一些区域可能不能被用于抛光反射表面811的设备触及。结果，反射表面811的形成槽812的一些部分可能没有被抛光。例如，槽812的角没有被抛光。这可能导致在辐射收集器810的抛光过程中例如约10％的反射表面811没有被抛光。结果，反射表面811的没有被抛光的区域的反射性会降低，并且由此更少的EUV辐射将被辐射收集器收集并被提供给光刻设备LA。
与图10b图示的现有技术的辐射收集器810相比，图10a中图示的辐射收集器341的反射表面801的基本上整个范围在辐射收集器341的抛光过程中可被接近。这可以增大反射表面801的反射性，并且可以允许更多的EUV辐射被反射向辐射源SO的中间焦点16。可以通过例如在反射表面802后面底切中间表面802来改善在辐射收集器810的抛光过程中辐射表面801的可接近性。图10c为辐射收集器341的示意图，在该辐射收集器中，在反射表面802后面底切中间表面802。这可以改善反射表面802在辐射收集器341的抛光过程中的可接近性，并且因此可以增大辐射反射器341的反射性。
辐射收集器的反射表面(例如图10a所示的辐射收集器341的反射表面802)被配置为反射给定波长范围内的辐射。例如，在EUV辐射源SO中的辐射收集器包括被配置为反射EUV辐射的反射表面。一些入射到辐射收集器上的红外线辐射因此可以被辐射收集器吸收，而不被辐射收集器反射(因为辐射收集器的反射表面没有被配置为反射红外线辐射)。例如，在EUV辐射源SO中，辐射反射器可以吸收约17kW的功率。红外线辐射被辐射收集器的吸收可能导致辐射收集器的加热。可能希望冷却辐射收集器，以避免辐射收集器过热。例如，可以设置在辐射收集器上的涂层可能在阈值温度以上被破坏。因此希望将辐射收集器的温度保持在阈值温度以下，以避免对辐射收集器的损伤，由此延长辐射收集器的使用寿命。希望将辐射收集器的温度保持在其之下的阈值温度例如可以为约60℃。
图11为设置有冷却系统832的辐射收集器820的示意图。辐射收集器820包括被配置为反射入射到其上的EUV辐射835的反射镜结构831。反射镜结构831包括基板822、平滑层821和多层结构828。基板822例如可以被机械加工以包括使得反射镜结构831作为针对红外线辐射的衍射光栅的槽(未示出)。可以领会的是，在基板822包括槽的实施例中，平滑层821和多层结构828的一些部分将被定位在基板822的槽中，并且因而平滑层821和多层结构828将也包括槽(未示出)。这种设置例如可以被用于构造与图10b中示出的辐射收集器相似的辐射收集器。然而，可以领会的是，在衍射光栅从与多个椭圆面重合的多个反射表面形成的实施例中(例如，图10a和10c中所示的辐射收集器341)，单个的反射表面不设置槽，因为它是多个反射表面的组合形成针对红外线辐射的衍射光栅。同样，图11中图示的辐射收集器820的一部分可以代表多个反射表面(它们一起形成针对红外线辐射的衍射光栅)的单个的反射表面的一部分，并且因而基板822、平滑层821和多层结构828可以不设置槽。
基板822例如可以包括SiSiC。SiSiC具有低的热膨胀系数(例如，＜5μm/mK)，并且具有高的热导率(例如，150W/mK)。因此，SiSiC可以承受受热时相对小的膨胀，并且可以有效地从反射镜结构831传走热量(例如通过传导至冷却系统832)。
基板822设置有平滑层821。平滑层可以改善多层结构828沉积所在的表面的质量(例如，降低表面粗糙度)。这可能在基板822设置有槽的实施例中特别重要。然而，在基板822中不设置槽的实施例中，可以可选地不包括平滑层821，使得多层结构直接设置在基板822上。
平滑层821例如可以包括磷酸镍。磷酸镍具有约13μm/mK的热膨胀系数。在基板822包括SiSiC并且平滑层821包括磷酸镍的实施例中，因此在基板822的热膨胀系数和平滑层821的热膨胀系数之间存在相对较大的差异。这导致当反射镜结构831被加热(例如，通过吸收红外线辐射)时基板822和平滑层821膨胀不同的量。这可能不期望地在反射镜结构831中引入可能损坏反射镜结构831的应力。因此，希望使用热膨胀系数更紧密地匹配的基板822材料和平滑层821材料，以便降低反射镜结构831中引入的应力。
例如，基板822可以包括铜，并且平滑层821可以包括磷酸镍。铜具有约16μm/mK的热膨胀系数，并且因此铜的热膨胀系数和磷酸镍的热膨胀系数之间的差仅仅约3μm/mK(相比之下，基板822包括SiSiC的实施例中＞8μm/mK)。由于铜具有约390W/mK的高热导率，因此其用作基板822具有附加的优点。
在替代的实施例中，基板822例如可以包括Al Si-40，平滑层821例如可以包括磷酸镍。在该实施例中，基板822的热膨胀系数和平滑层821的热膨胀系数之间的差例如可以小于0.5μm/mK。
多层结构828例如可以包括多个交替的成对的第一材料和第二材料，它们具有不同的折射率。第一材料和第二材料的交替层的折射率和厚度可以被配置为使得多层结构作为针对EUV辐射的布拉格反射器。第一材料和第二材料例如可以包括钼和硅。
被配置冷却反射镜结构831的冷却系统832可以为两相冷却系统，在该两相冷却系统中冷却剂在液相状态和气相状态之间转变。冷却剂例如可以包括甲醇。冷却系统832包括被配置为接收处于液相状态的冷却剂的多孔结构。该多孔结构823可以包括具有高热导率的材料。该多孔结构823例如可以包括多孔铜，该多孔铜包括一层毛细结构延伸穿过的铜。多孔结构823替代地可以包括毛细结构延伸穿过的另一种材料(例如，不同的金属)。多孔结构823例如可以被密封在多孔结构的基板822一侧上，以阻止液相冷却剂从多孔结构823中泄漏。多孔结构823例如可以用铜板密封。多孔结构823和密封铜板例如可以使用3D打印技术制造。
多孔结构823的高热导率降低了反射镜结构831和多孔结构823中的液相冷却剂之间的热长度，使得热量可以有效地从反射镜结构831传导到液相冷却剂。被传导给液相冷却剂的热量可能引起冷却剂相变为蒸汽相状态。冷却剂从液相变成蒸汽相状态的相变吸收热能，并且因而起到冷却反射镜结构831的作用。
已经经历从液相状态到蒸汽相状态的相变的冷却剂移动到冷却系统832的转变区824。蒸汽相冷却剂移动穿过转变区824并且移动到冷凝器825。蒸汽相冷却剂通过转变区824的移动由图11中的箭头826表示。冷凝器825将蒸汽相冷却剂冷凝，以便使蒸汽相冷却剂经历向液相状态转化的相变。冷凝器吸收在相变过程中释放的任何热能，并且从反射镜结构831输送掉热量。
已经在冷凝器825中冷凝成液相状态的冷却剂从冷凝器825输出，用于进入多孔结构823(由图11中的箭头827表示)。转变区824例如可以包括一个或多个通道，通过该通道液相冷却剂可以从冷凝器825被输送到多孔结构822。
冷却剂通过多孔结构823、转变区824和冷凝器825的移动形成两相冷却循环，该两相冷却循环将热量从反射镜结构831传递到冷凝器825，并且因此起到冷却反射镜结构831的作用。
在多孔结构832中的毛细作用可以确保液相冷却剂在整个多孔结构823上基本均匀地分布，这可以导致基本上均匀的冷却被提供给反射镜结构831。由于其降低了形成在反射镜结构831中的明显的温度梯度，因此这是有利的。在反射镜结构831中的温度梯度可能导致局部的热点，所述热点处于比反射镜结构831的周围区域更高的温度。这可能导致反射镜结构831的某些区域比反射镜结构831的其它区域膨胀到更大的程度。这在反射镜结构831中引起应力并且可能使反射镜结构831变形。
在这方面，当与例如通过使液体冷却剂(例如水)流过与反射镜结构831热接触地定位的冷却剂通道来向反射镜结构提供冷却相比，上述冷却系统832是特别有利的。这种设置导致在反射镜结构831的某些部分和冷却剂通道之间不一致的热长度，这导致在反射镜结构831中不期望的温度梯度。
上述冷却系统832在提供液体冷却剂通道方面是更有利的，因为冷却系统832中的冷却剂的压力可以比液体冷却剂通道中的液体冷却剂的压力更低。例如，在冷却剂包括甲醇的实施例中，冷却系统832中的甲醇的压力可以为约0.2bar。该压力可以足够低以使甲醇没有在反射镜结构832上施加可能导致反射镜结构831变形的实质性的压力。相比之下，在冷却剂通道中的液体冷却剂的压力可能实际上更高，这可能会由于冷却剂通道中的压力导致反射镜结构的某些区域变形。此外，当与例如水流过冷却剂通道相比，在冷却系统832中使用两相冷却剂(即，甲醇)降低了冷却系统的部件腐蚀的风险和/或冷却剂从冷却系统泄漏的风险。
由于上面给出的原因，两相冷却系统(例如冷却系统832)可以有利地用于向辐射收集器820提供有效的冷却。这种冷却系统可以降低辐射收集器的反射镜结构的变形，并且因此可以增大被辐射收集器收集的辐射量。此外，两相冷却系统可以减少对辐射收集器的任何损坏，并且因此可以延长辐射收集器的使用寿命，由此降低成本。
例如可以使用两相冷却系统冷却上述的以及附图中所示的辐射收集器的任意实施例。此外，两相冷却系统可以有利地用于冷却现有技术的辐射收集器，例如按照单一的椭圆面形成的辐射收集器。两相冷却系统还可以有利地用于冷却光刻设备中在操作过程中易受加热影响的其它光学部件。
术语“EUV辐射”可以被认为包含具有5-20nm范围内的波长的电磁辐射，例如13-14nm范围内的波长。EUV辐射可以具有小于10nm的波长，例如5-10nm(例如6.7nm或6.8nm)范围内的波长。
虽然在本文中是具体参照光刻设备在制造IC中的应用，但是应该理解到，这里描述的光刻设备可以有其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该看到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将这里公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
所描述的实施例(多个实施例)以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用表示所描述的实施例(多个实施例)可以包括特定的特征、结构或特点，但是每个实施例不是必须包括该特定的特征、结构或特点。而且，这些用语并不必须指代相同的实施例。另外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特点时，应当理解在本领域技术人员的知识范围内，可以将这些特征、结构或特点用于与其它实施例结合，而不管是否明确地描述。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。

Claims (14)

1.一种正入射辐射收集器，包括：
多个反射表面，其中所述多个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面中的一个椭圆面的一部分重合；其中
所述多个椭圆面具有共同的第一焦点和第二焦点；
所述多个反射表面中的每个反射表面与所述多个椭圆面中不同的一个椭圆面重合；
其中，所述多个反射表面被配置为接收源自第一焦点的辐射，并且将所述辐射反射至第二焦点，
其中所述第一焦点和第二焦点位于所述反射表面的同一侧。
2.如权利要求1所述的正入射辐射收集器，其中所述反射表面围绕所述正入射辐射收集器的光轴布置。
3.如前述权利要求中任一项所述的正入射辐射收集器，其中所述多个反射表面具有使所述正入射辐射收集器作为针对红外线辐射的衍射光栅的长度。
4.如权利要求1所述的正入射辐射收集器，其中所述多个反射表面通过一个或多个中间表面连接。
5.如权利要求4所述的正入射辐射收集器，其中所述中间表面每个都具有约为的长度，其中n是整数，λIR是红外线辐射的波长，其中正入射辐射收集器作为针对该红外线辐射的波长的衍射光栅，并且θ是红外线辐射在正入射辐射收集器的反射表面上的入射角。
6.如权利要求4或5所述的正入射辐射收集器，其中每个中间表面被设置为基本上平行于从第一焦点到相应的中间表面的方向。
7.如权利要求4或5所述的正入射辐射收集器，其中所述中间表面在反射表面后面被底切。
8.如权利要求4或5所述的正入射辐射收集器，其中在所述一个或多个中间表面中的至少一个中设置一个或多个孔。
9.如权利要求1或2所述的正入射辐射收集器，其中所述多个反射表面中的内反射表面与所述多个椭圆面中的内椭圆面重合。
10.如权利要求2所述的正入射辐射收集器，其中所述多个反射表面中的每个反射表面距离光轴的距离随与每个反射表面重合的椭圆面的尺寸增大。
11.如权利要求2所述的正入射辐射收集器，其中所述正入射辐射收集器被配置为使得设置有沿光轴的可用长度，在该可用长度中能够在正入射辐射收集器与第一和第二焦点之间定位污染物阱。
12.一种包括冷却系统和反射器的设备，所述反射器包括如权利要求1至11中任一项所述的正入射辐射收集器，其中所述冷却系统被配置为冷却反射器，所述冷却系统包括：
多孔结构，所述多孔结构与正入射辐射收集器热接触，其中所述多孔结构被配置为接收液相状态的冷却剂；
冷凝器，所述冷凝器被配置为从所述多孔结构接收蒸汽相状态的冷却剂，冷凝所述冷却剂，由此使所述冷却剂经历转化为液相状态的相变并输出液相状态的冷凝的冷却剂以进入所述多孔结构。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述多孔结构包括毛细结构延伸穿过的材料。
14.如权利要求12或13所述的设备，其中所述冷却系统被配置为使得冷却剂通过毛细作用被分配通过所述多孔结构。
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