反射器的制作方法
相關(guān)申請的交叉引用
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本發(fā)明涉及一種可以形成光刻系統(tǒng)的一部分的反射器。本發(fā)明還涉及一種光刻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
反射器被用在euv光刻設(shè)備中，因為euv輻射在大多數(shù)材料中被強烈地吸收，并且因而透射透鏡對于euv光刻設(shè)備并不實用。當反射器被用于反射euv輻射時，一些euv輻射被反射器吸收(euv輻射的反射不是100％的效率)。euv輻射被反射器的吸收導(dǎo)致反射器加熱，并且這將進而導(dǎo)致反射器的扭曲。反射器的扭曲是不期望的，因為它將引入像差到euv輻射束中。如果反射器為衍射光柵，那么不期望的加熱作用可能將使光柵扭曲，使得衍射光柵不再以期望的方式產(chǎn)生衍射級。
可能期望的是消除或減輕至少一個與已知的反射器相關(guān)的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種反射器，包括由襯底支撐的板，其中所述板具有反射表面，并且通過無粘合劑結(jié)合被固定至襯底，并且其中在反射器中設(shè)置冷卻通道陣列。
因為在板和襯底之間不存在粘合劑允許熱量更容易進入襯底中，因而該反射器是有利的。熱量然后可以通過流過冷卻通道陣列的液體被移除。
所述冷卻通道陣列的通道可以由襯底的表面中的開口通道形成，所述開口通道被所述板封閉以形成所述通道。
以這種方式形成通道是直接的。其允許形成具有亞毫米級尺寸的通道。
所述板和襯底之間的無粘合劑結(jié)合可以包括直接結(jié)合或光學(xué)接觸結(jié)合。
所述襯底可以為通過粘合劑的層固定至另一個襯底的中間襯底。
所述中間襯底可以具有約2mm或更小的厚度。
所述板和所述襯底可以由相同的材料形成。所述材料可以為半導(dǎo)體、金屬或金屬合金。
所述材料可以為硅、sisic、sic、銅或藍寶石中的一種。
所述板和所述襯底可以由不同的材料形成。例如，所述板可以由硅、sic、銅或鋁中的一種形成，而所述襯底由微晶玻璃、堇青石、ule、石英或不脹鋼中的一種形成。每一個通道可以具有250微米或更大的寬度。
每一個通道可以具有小于1mm的寬度。每一個通道可以具有小于0.5mm的寬度。
當以橫截面觀察時通道的每一側(cè)的尺寸小于1000微米。
冷卻通道陣列的通道的橫截面可以大致呈矩形。
所述板可以固定在襯底的彎曲表面上。
所述板的反射表面可以是彎曲的。所述板的相反表面可以是平的。
反射器還可以包括入口管道和出口管道，所述入口管道被配置為將液體傳送至冷卻通道陣列中，所述出口管道被配置為從冷卻通道陣列中移除液體。
所述反射器可以為反射鏡或衍射光柵。
所述板的反射表面可以包括金屬層。
所述冷卻通道陣列的通道可以由襯底的表面中的開口通道形成，所述開口通道被中間板封閉以形成通道。所述反射器還可以包括第二冷卻所述通道陣列，所述第二冷卻通道陣列的多個通道由在中間板中的開口通道形成，中間板中的開口通道被板封閉。
封閉中間板中的開口通道的板可以為具有反射表面的板。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種反射器，包括由襯底支撐的反射表面，其中所述反射器設(shè)置有致動器，所述致動器被配置為施加引起反射器彎曲的扭矩。
所述致動器可以被配置為使反射器至少凹面彎曲。
可以沿反射器的側(cè)邊設(shè)置所述致動器。
所述致動器可以至少部分地位于反射器內(nèi)。
所述反射器被安裝在鄰近反射器的側(cè)邊延伸的安裝件上，并且其中，設(shè)置致動器，所述致動器在唇部之間延伸，所述唇部從反射器伸出并且在安裝件的外側(cè)，所述致動器大致沿安裝件橫向延伸，其中延長的致動器引起扭矩被施加至反射器，所述扭矩圍繞安裝件起作用。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種反射器，包括由襯底支撐的反射表面，其中在反射器的下面設(shè)置至少一個線性致動器，所述至少一個線性致動器被配置為施加將至少部分抵消反射表面的向外彎曲和/或膨脹的力。
至少部分抵消反射表面的向外彎曲和/或膨脹將減小由反射器反射的輻射束的像差。
可以設(shè)置至少三個線性致動器，第一線性致動器被配置為施加向內(nèi)拉襯底和反射表面的力，并且第二和第三線性致動器被配置為施加向外推襯底和反射表面的力。
線性致動器可以沿反射器的長度延伸。
所述反射器可以由沿反射器的側(cè)邊延伸的安裝件保持。
所述安裝件可以作為樞軸，反射器能夠圍繞所述樞軸發(fā)生彎曲。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種光刻系統(tǒng)，包括輻射源和光刻設(shè)備，其中包括由襯底支撐的反射表面的反射器形成所述光刻系統(tǒng)的一部分，并且被配置為反射輻射束，其中反射器的底表面設(shè)置有加熱器，所述加熱器具有與入射到反射器上的輻射束的覆蓋范圍大致對應(yīng)的覆蓋范圍。
加熱器可以減小在反射器上的熱梯度，并且由此可以減小由熱梯度引起的反射器的總體彎曲。這將減小被反射器反射的輻射束的像差。
可以在反射器中鄰近反射表面設(shè)置冷卻通道陣列。
在反射器中鄰近襯底的底表面可以設(shè)置附加的冷卻通道陣列。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種光刻系統(tǒng)，包括輻射源和光刻設(shè)備，其中包括由襯底支撐的反射表面的反射器形成所述光刻系統(tǒng)的一部分，并且被配置為反射輻射束，其中所述光刻系統(tǒng)還包括附加的輻射束源，所述附加的輻射束源被配置為提供附加的輻射束至反射表面的包圍或基本上包圍輻射束在反射表面上的覆蓋范圍的區(qū)域。
附加的輻射束將加熱反射表面的包圍或基本上包圍輻射束的范圍的區(qū)域，并且由此較小或消除在輻射束的覆蓋范圍的邊緣處的曲率。這將減小被反射器反射的輻射束的像差
附加的輻射束可以加熱其所入射的區(qū)域，使得該區(qū)域具有與被輻射束加熱的范圍基本上相同的溫度。
反射表面的附加的輻射束所入射的區(qū)域可以部分地在輻射束的覆蓋范圍的外部并且可以部分地與輻射束的覆蓋范圍重疊。
附加的輻射束的強度可以被設(shè)置為使得由輻射束和附加的輻射束的組合傳送給反射器的總熱量在它們重疊的位置基本上恒定。
本發(fā)明的第一至第五方面中的任一方面的特征可以彼此組合。根據(jù)本發(fā)明的第一至第三方面中的任一方面的反射器可以形成光刻系統(tǒng)的一部分。
本發(fā)明的任一方面的反射器可以為反射鏡或衍射光柵。
輻射束可以為euv輻射束。
附圖說明
現(xiàn)在將僅僅通過示例的方式參照所附的示意性附圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中：
圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的光刻系統(tǒng)的示意圖；
圖2為可以形成圖1的光刻系統(tǒng)的一部分的光刻設(shè)備的示意圖；
圖3為可以形成圖1的光刻系統(tǒng)的一部分的自由電子激光器的示意圖；
圖4為可以形成圖1的光刻系統(tǒng)的一部分并且使用能量回收射頻加速器(linac)的自由電子激光器的示意圖；
圖5以截面透視圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的反射器。
圖6示意性地示出了圖1的反射器的分解圖；
圖7以截面圖示意性地示出了圖1的反射器；
圖8以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；
圖9以兩個截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；
圖10以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；
圖11以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；
圖12以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；
圖13示意性地示出了從上方觀察的圖12的反射器；
圖14以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；
圖15以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；
圖16示意性地示出了從下方觀察的圖15的反射器；
圖17以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器；以及
圖18示意性地示出了從上方觀察的圖17的反射器。
具體實施方式
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的光刻系統(tǒng)ls。通常地，光刻系統(tǒng)包括輻射源和至少一個光刻設(shè)備。如圖1所示的光刻系統(tǒng)ls包括輻射源so、束傳遞系統(tǒng)bds和多個光刻工具laa-lan。輻射源so被配置成產(chǎn)生極紫外(euv)輻射束b(其可被稱作主束)，且可(例如)包括至少一個自由電子激光器。光刻工具中的每一個可以是接收輻射束的任何工具。工具laa-lan通常在本發(fā)明中被稱作光刻設(shè)備，但應(yīng)了解，工具不受此限制。例如，工具可包括光刻設(shè)備、掩模檢查設(shè)備、空間圖像測量系統(tǒng)(aims)。
束傳遞系統(tǒng)bds包括分束光學(xué)裝置。分束光學(xué)裝置將主輻射束b分成n個單獨的輻射束ba-bn(其可被稱作分支束)，每個單獨輻射束引導(dǎo)至n個光刻設(shè)備la1至lan中的不同光刻設(shè)備。
束傳遞系統(tǒng)bds還可包括束擴展光學(xué)元件和/或束成形光學(xué)元件。束擴展光學(xué)元件可被布置成增大主輻射束b和/或分支輻射束ba-bn的橫截面面積。這降低在束擴展光學(xué)元件下游的反射鏡上的熱負荷的功率密度。這可允許在束擴展光學(xué)元件下游的反射鏡具有較低規(guī)格、具有較少冷卻，且因此較不昂貴。進一步，這些反射鏡上的較低功率密度導(dǎo)致由于熱膨脹造成的其光學(xué)表面的變形較小。另外或替代地，降低在下游反射鏡上的熱負荷的功率密度可允許這些反射鏡接收較大掠入射角度的主輻射束或分支輻射束。例如，反射鏡可以接收5度而非(比如)2度的掠入射角度的輻射。這是有利的，因為其允許反射鏡更小(沿與投影到反射鏡的表面上的束傳播的方向?qū)?yīng)的方向)。束成形光學(xué)元件可被布置成改變主輻射束b和/或分支輻射束的橫截面形狀和/或強度輪廓。
在替代實施例中，束傳遞系統(tǒng)bds可不包括束擴展光學(xué)元件或束成形光學(xué)元件。
在一些實施例中，束傳遞系統(tǒng)bds可包括束減少光學(xué)裝置，該束減少光學(xué)裝置可被布置成減小主輻射束b和/或分支輻射束中的一個或多個的橫截面面積。如上文所論述，束擴展光學(xué)元件可降低由束傳遞系統(tǒng)bds內(nèi)的反射鏡接收的熱負荷的功率密度，這可以是期望的。然而，束擴展光學(xué)元件也將增大所述反射鏡的大小，這可能是不期望的。束擴展光學(xué)元件和束減少光學(xué)裝置可用以達到所要的束大小，其可以是導(dǎo)致低于給定閾值水平的光學(xué)像差的最小束橫截面。
參看圖2，光刻設(shè)備laa包括照射系統(tǒng)il、被配置成支撐圖案形成裝置ma(例如，掩模)的支撐結(jié)構(gòu)mt、投影系統(tǒng)ps和被配置成支撐襯底w的襯底臺wt。照射系統(tǒng)il被配置成在由該光刻設(shè)備laa接收的分支輻射束ba入射于圖案形成裝置ma上之前調(diào)節(jié)分支輻射束ba。投影系統(tǒng)ps被配置成將輻射束ba”(現(xiàn)在由圖案形成裝置ma圖案化的)投影至襯底w上。襯底w可包括之前形成的圖案。當為這種狀況時，光刻設(shè)備將圖案化的輻射束ba”與之前形成于襯底w上的圖案對準。
由光刻設(shè)備laa接收的分支輻射束ba從束傳遞系統(tǒng)bds經(jīng)由照射系統(tǒng)il的圍封結(jié)構(gòu)中的開口108而傳遞至照射系統(tǒng)il內(nèi)?？蛇x地，分支輻射束ba可聚焦以在開口108處或附近形成中間焦點。
照射系統(tǒng)il可包括琢面場反射鏡裝置110和琢面光瞳反射鏡裝置111。琢面場反射鏡裝置110和琢面光瞳反射鏡裝置111一起向輻射束ba提供所要的橫截面形狀和所要的角度分布。輻射束ba從照射系統(tǒng)il傳遞且入射于由支撐結(jié)構(gòu)mt保持的圖案形成裝置ma上。圖案形成裝置ma反射且圖案化輻射束以形成圖案化的束ba”。除了琢面場反射鏡裝置110和琢面光瞳反射鏡裝置111以外或代替琢面場反射鏡裝置110和琢面光瞳反射鏡裝置111，照射系統(tǒng)il也可包括其它反射鏡或裝置。例如，照射系統(tǒng)il可包括可獨立移動反射鏡的陣列?？瑟毩⒁苿臃瓷溏R可以(例如)測量跨度小于1毫米?？瑟毩⒁苿臃瓷溏R可(例如)為微機電系統(tǒng)(mems)裝置。
在從圖案形成裝置ma改變方向(例如，反射)后，圖案化的輻射束ba”進入投影系統(tǒng)ps。投影系統(tǒng)ps包括多個反射鏡113、114，其被配置成將輻射束ba”投影至由襯底臺wt保持的襯底w上。投影系統(tǒng)ps可將減小因子應(yīng)用于輻射束，從而形成具有小于圖案形成裝置ma上的對應(yīng)特征的特征的圖像。例如，可應(yīng)用為4的減小因子。盡管投影系統(tǒng)ps在圖2中具有兩個反射鏡，但投影系統(tǒng)可包括任何數(shù)量的反射鏡(例如，六個反射鏡)。
光刻設(shè)備laa可操作以在輻射束ba’的橫截面賦予輻射束ba′圖案，且將圖案化的輻射束投影至襯底的目標部分上，由此將襯底的目標部分曝光于圖案化的輻射。光刻設(shè)備laa可(例如)以掃描模式使用，其中在將賦予給輻射束ba”的圖案投影至襯底w上時，同步地掃描支撐結(jié)構(gòu)mt和襯底臺wt(即，動態(tài)曝光)。通過投影系統(tǒng)ps的縮小率和圖像反轉(zhuǎn)特性確定襯底臺wt相對于支撐結(jié)構(gòu)mt的速度和方向。入射到襯底w上的圖案化的輻射束ba”可包括輻射帶。輻射帶可被稱作曝光狹縫。在掃描曝光期間，襯底臺wt和支撐結(jié)構(gòu)mt的移動使得曝光狹縫在襯底w的目標部分上行進，由此使襯底w的目標部分曝光于圖案化的輻射。應(yīng)了解，曝光襯底w的目標部分內(nèi)的給定部位的輻射的劑量依賴于當在該部位上掃描曝光狹縫時輻射束ba”的功率和該位置曝光于輻射的時間量(在此情況下忽略圖案的影響)。術(shù)語“目標部位”可用以表示襯底上被曝光于輻射(且可計算其所接收的輻射的劑量)的部位。
輻射源so、束傳遞系統(tǒng)bds和光刻設(shè)備laa-lan可全部被構(gòu)造且被布置成使得其可與外部環(huán)境隔離?？稍谳椛湓磗o、束傳遞系統(tǒng)bds和光刻設(shè)備laa-lan的至少部分中提供真空，以便最小化euv輻射的吸收。光刻系統(tǒng)ls的不同部分可設(shè)置有處于不同壓力下的真空(即，被保持處于低于大氣壓力的不同壓力下)。
再次參看圖1，輻射源so被配置成產(chǎn)生具有足夠功率的euv輻射束b以供應(yīng)每個光刻設(shè)備laa-lan。如上所指出，輻射源可包括自由電子激光器。
自由電子激光器包括電子源和周期性磁場，該電子源可操作以產(chǎn)生聚束式相對論性電子束，并且相對論性電子的聚束被引導(dǎo)穿過周期性磁場。周期性磁場是由波蕩器產(chǎn)生且使電子遵循圍繞中心軸線的振蕩路徑。由于磁性結(jié)構(gòu)引起的加速度，電子大體上在中心軸線的方向上自發(fā)地輻射電磁輻射。相對論性電子與波蕩器內(nèi)的輻射相互作用。在某些條件下，這種相互作用使電子一起聚束成微聚束，這種微聚束在波蕩器內(nèi)的輻射的波長下被調(diào)制，且激勵輻射沿著中心軸線的相干發(fā)射。
電子遵循的路徑可以是正弦且平坦的或平面的，其中電子周期性地橫穿中心軸線；或可以是螺旋形，其中電子圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)。振蕩路徑的類型可影響由自由電子激光器發(fā)射的輻射的偏振。例如，使電子沿著螺旋路徑傳播的自由電子激光器可發(fā)射橢圓偏振輻射，其對于通過一些光刻設(shè)備進行襯底w的曝光而言是期望的。
圖3為自由電子激光器fel的示意性描繪，其包括注入器121、線性加速器122、聚束壓縮器123、波蕩器124、電子減速器126和束收集器100。
注入器121被布置成產(chǎn)生聚束式電子射束e，且包括電子源，諸如，熱離子陰極或光子陰極和加速電場。注入器121可包括電子槍和電子升壓器。電子槍可包括在真腔室內(nèi)部的光電陰極，其被布置成接收脈沖的激光束。激光束中的光子由光電陰極吸收，激勵光電陰極中的電子，從而導(dǎo)致一些電子從光電陰極的發(fā)射。光電陰極保持在高負電壓(例如，數(shù)百千伏量級的電壓)下，且因此用以加速從光電陰極發(fā)射的電子遠離光電陰極，由此形成電子束。由于激光束是脈沖的，因此電子從光電陰極成聚束地發(fā)射，聚束對應(yīng)激光束的脈沖。從光電陰極發(fā)射的電子束e由電子升壓器加速。電子升壓器可(例如)將電子聚束加速至超過大約5mev的能量。在一些實施例中，電子升壓器可將電子聚束加速至超過大約10mev的能量。在一些實施例中，電子升壓器可將電子聚束加速至高達大約20mev的能量。
電子束e中的電子由線性加速器122進一步加速。在一示例中，線性加速器122可包括沿著一共同軸線在軸向間隔的多個射頻腔和一個或多個射頻電源，一個或多個射頻電源可操作以在成聚束的電子在它們之間傳遞時控制沿著共同軸線的電磁場，以便對每一聚束的電子加速。腔可以是超導(dǎo)射頻腔。有利地，這允許：以高占空比施加相對大電磁場；較大束孔徑，從而導(dǎo)致尾場造成較少損耗；并且允許增大傳輸至束(如與經(jīng)由腔壁而耗散相反)的射頻的份數(shù)。替代地，腔可以是常規(guī)傳導(dǎo)的(即，不超導(dǎo))，且可由(例如)銅形成。
可經(jīng)過若干加速度步驟達到束e的最終能量。例如，可通過由束傳遞元件(彎曲件、漂移空間等)分離的多個線性加速器模塊發(fā)送束e。替代地或另外，可經(jīng)由同一線性加速器模塊重復(fù)地發(fā)送束e，其中束e中的能量的增益和/或損失對應(yīng)于重復(fù)的數(shù)量。也可使用其它類型的線性加速器。例如，可使用激光尾場加速器(wakefieldaccelerator)或反向自由電子激光器加速器。
可以將注入器121和線性加速器122看成形成可操作以產(chǎn)生聚束式電子束的電子源。
電子束e穿過安置于線性加速器122與波蕩器124之間的聚束壓縮器123。聚束壓縮器123被配置成使電子束e中的電子聚束且在空間上壓縮電子束e中的現(xiàn)有成聚束的電子。一種類型的聚束壓縮器123包括橫向地引導(dǎo)電子束e的輻射場。電子束e中的電子與輻射相互作用且與附近其它電子聚束在一起。另一類型的聚束壓縮器123包括磁性彎道(chicane)，其中在電子傳遞穿過彎道時由電子遵循的路徑長度依賴于其能量。此類型的聚束壓縮器可用以壓縮已在線性加速器122中通過電位在(例如)射頻下振蕩的多個導(dǎo)體加速的電子聚束。
電子束e接著穿過波蕩器124。通常，波蕩器124包括多個模塊。每一模塊包括周期性磁體結(jié)構(gòu)，周期性磁體結(jié)構(gòu)可操作以產(chǎn)生周期性磁場且被布置成沿著該模塊內(nèi)的周期性路徑來引導(dǎo)由注入器121和線性加速器122產(chǎn)生的相對論性電子束e。結(jié)果，在每一波蕩器模塊內(nèi)，電子大體上在其經(jīng)由該模塊的周期性路徑的中心軸線的方向上輻射電磁輻射。波蕩器124還可包括重新聚焦電子束e的機構(gòu)，諸如，在一或多對鄰近模塊之間的四極磁體。用以重新聚焦電子束e的機構(gòu)可減小電子聚束的大小，這可改進電子與波蕩器124內(nèi)的輻射之間的耦合，從而增加輻射的發(fā)射的激勵。
在電子移動通過每一波蕩器模塊時，它們與輻射的電場相互作用，從而與輻射交換能量。一般而言，除非條件接近于共振條件，否則在電子與輻射之間交換的能量的量將快速振蕩，共振條件是由如下給出：
其中λem為輻射的波長，λu為用于電子傳播通過的波蕩器模塊的波蕩器周期，γ為電子的勞倫茲因子，且k為波蕩器參數(shù)。a依賴于波蕩器124的幾何結(jié)構(gòu)：對于產(chǎn)生圓形偏振輻射的螺旋波蕩器，a＝1；對于平面波蕩器，a＝2，且對于產(chǎn)生橢圓偏振的輻射(即，既非圓形偏振，也非線性偏振)的螺旋波蕩器，1＜a＜2。在實踐中，每一電子聚束將具有一定能量擴展度，但可盡可能地最小化這種擴展度(通過產(chǎn)生具有低發(fā)射率的電子束e)。波蕩器參數(shù)k通常近似為1且由下式給出：
其中q和m分別為電荷和電子質(zhì)量，b0為周期性磁場的振幅，且c為光速。
共振波長λem等于由移動通過每一波蕩器模塊的電子自發(fā)地輻射的第一諧波波長。自由電子激光器fel可以以自放大自發(fā)發(fā)射(sase)模式操作。以sase模式操作可要求在電子束e進入每一波蕩器模塊之前的所述電子束e中的電子聚束的低能量擴展度。替代地，自由電子激光器fel可包括可通過波蕩器124內(nèi)的受激勵發(fā)射放大的種子輻射源。自由電子激光器fel可作為再循環(huán)放大器自由電子激光器(rafel)而操作，其中由自由電子激光器fel產(chǎn)生的輻射的一部分用以播種進一步產(chǎn)生輻射。
移動通過波蕩器124的電子可使輻射的振幅增大，即，自由電子激光器fel可具有非零增益?？稍诜瞎舱駰l件時或在條件接近但稍微偏離共振時實現(xiàn)最大增益。產(chǎn)生于波蕩器124中的輻射離開波蕩器作為輻射束bfel，輻射束bfel可(例如)對應(yīng)于圖1中的輻射束b。
可將圍繞每一波蕩器模塊的中心軸線的區(qū)域視為“良好場區(qū)域”。良好場區(qū)域可以是圍繞中心軸線的體積，其中對于沿著波蕩器模塊的中心軸線的給定位置，體積內(nèi)的磁場的幅值和方向基本上恒定。在良好場區(qū)域內(nèi)傳播的電子聚束可滿足等式(1)的共振條件且因此將放大輻射。另外，在良好場區(qū)域內(nèi)傳播的電子束e應(yīng)不經(jīng)歷由于未經(jīng)補償?shù)拇艌鲈斐傻牡娘@著未預(yù)期分裂。
每一波蕩器模塊可具有可接受的初始軌跡范圍。以在此可接受初始軌跡范圍內(nèi)的初始軌跡進入波蕩器模塊的電子可滿足等式(1)的共振條件，并且與該波蕩器模塊中的輻射相互作用以激勵相干輻射的發(fā)射。相比之下，以其它軌跡進入波蕩器模塊的電子可不激勵相干輻射的顯著發(fā)射。
例如，通常，對于螺旋波蕩器模塊，電子束e應(yīng)與波蕩器模塊的中心軸線基本上對準。電子束e與波蕩器模塊的中心軸線之間的傾斜或角度通常應(yīng)不超過1/10ρ，其中ρ為皮爾斯(pierce)參數(shù)。否則，波蕩器模塊的轉(zhuǎn)換效率(即，轉(zhuǎn)換成該模塊中的輻射的電子束e的能量的部分)可下降至所要的量以下(或可幾乎下降為零)。在一實施例中，euv螺旋波蕩器模塊的皮爾斯參數(shù)可以是0.001的量級，其指示電子束e相對于波蕩器模塊的中心軸線的傾斜應(yīng)小于100微拉德。
對于平面波蕩器模塊，較大初始軌跡范圍是可接受的。倘若電子束e保持基本上垂直于平面波蕩器模塊的磁場且保持在平面波蕩器模塊的良好場區(qū)域內(nèi)，則可激勵輻射的相干發(fā)射。
在電子束e的電子移動通過每一波蕩器模塊之間的漂移空間時，電子并不遵循周期性路徑。因此，在此漂移空間中，盡管電子與輻射在空間上重疊，但其不與輻射交換任何顯著大的能量且因此有效地從輻射解耦或退耦。
聚束式電子束e具有有限發(fā)射率，并且因此，除非被重新聚焦，否則其直徑將增大。因此，波蕩器124還包括用于在一或多對鄰近模塊之間重新聚焦電子束e的機構(gòu)。例如，可在每一對鄰近模塊之間提供四極磁體。四極磁體減小電子聚束的大小且將電子束e保持于波蕩器24的良好場區(qū)域內(nèi)。這改進了電子與下一波蕩器模塊內(nèi)的輻射之間的耦合，從而增大輻射的發(fā)射的激勵。
符合共振條件的電子在進入波蕩器124時將在其發(fā)射(或吸收)輻射時損失(或取得)能量，使得不再滿足共振條件。因此，在一些實施例中，波蕩器124可以是逐漸減小的。即，周期性磁場的振幅和/或波蕩器周期λu可沿著波蕩器124的長度變化以便在電子聚束被導(dǎo)向通過波蕩器124時將電子聚束保持處于或接近于共振?？赏ㄟ^在每一波蕩器模塊內(nèi)和/或從模塊至模塊改變周期性磁場的振幅和/或波蕩器周期λu來實現(xiàn)逐漸變小。另外或替代地，可通過改變在每一波蕩器模塊內(nèi)和/或從模塊至模塊波蕩器124的螺旋性(由此變化參數(shù)a)來實現(xiàn)逐漸變小。
在離開波蕩器124之后，電子束e由收集器(dump)100吸收。收集器100可包括足夠量的材料用以吸收電子束e。材料可具有用于誘發(fā)放射性的閾值能量。電子進入具有低于閾值能量的能量的收集器100可僅產(chǎn)生伽瑪射線簇射，但將不誘發(fā)任何顯著水平的放射性。材料可具有高閾值能量以用于因電子沖擊誘發(fā)放射性。例如，束收集器可包括鋁(a1)，其具有大約17mev的閾值能量。期望在電子束e中的電子進入收集器100之前減小電子的能量。這去除或至少減少了從收集器100移除和處置放射性廢料的需求。這是有利的，因為放射性廢料的移除需要周期性地關(guān)閉自由電子激光器fel并且放射性廢料的棄置可成本高并且可具有嚴重的環(huán)境意義。
可通過引導(dǎo)電子束e通過安置于波蕩器124與束收集器100之間的減速器126而在電子束e中的電子進入收集器100之前減小電子束e中的電子的能量。
在一實施例中，離開波蕩器24的電子束e可通過使電子相對于線性加速器22中的射頻(rf)場以180度的相位差返回穿過線性加速器122而減速。線性加速器中的rf場因此用以使從波蕩器24輸出的電子減速。當電子在線性加速器122中減速時，其能量中的一些轉(zhuǎn)移到線性加速器122中的rf場。來自減速電子的能量因此由線性加速器122恢復(fù)且可用以使從注入器121輸出的電子束e加速。這種布置被稱為能量恢復(fù)線性加速器(erl)。使用erl的自由電子激光器fel的一示例顯示于圖4中。
參看圖4，離開線性加速器122的相對論性電子束e進入操縱單元125。操縱單元125可操作以更改相對論性電子束e的軌跡以便將電子束e從線性加速器122引導(dǎo)至波蕩器124。操縱單元125可(例如)包括被配置成在操縱單元125中產(chǎn)生磁場的一個或多個電磁體和/或永久磁體。磁場對電子束e施加用以更改電子束e的軌跡的力。在離開線性加速器122后，電子束e的軌跡由操縱單元125更改以便將電子引導(dǎo)至波蕩器124。
在操縱單元125包括一個或多個電磁體和/或永久磁體的實施例中，磁體可被布置為形成磁偶極、磁四極、磁六極和/或被配置成將力施加到電子束e的任何其它種類的多極磁場布置中的一個或多個。操縱單元125可另外或替代地包括一個或多個帶電板，一個或多個帶電板被配置成在操縱單元125中建立電場，使得將力施加到電子束e。一般而言，操縱單元125可包括可操作以將力施加到電子束e以更改其軌跡的任何設(shè)備。
在圖4中所描繪的自由電子激光器的實施例中，離開波蕩器124的電子束e’進入第二操縱單元127。第二操縱單元127更改離開波蕩器124的電子束e’的軌跡以便將電子束e′引導(dǎo)回穿過線性加速器122。第二操縱單元127可類似于操縱單元125，并且可(例如)包括一個或多個電磁體和/或永久磁體。第二操縱單元127不影響離開波蕩器124的輻射束bfel的軌跡。因此，操縱單元125將電子束e′的軌跡和輻射束bfel解耦。在一些實施例中，可在電子束e′到達第二操縱單元127之前從將輻射束bfel的軌跡和電子束e′的軌跡(例如，使用一個或多個磁體)解耦。
第二操縱單元127在電子束e’離開波蕩器124之后將電子束e’引導(dǎo)至線性加速器122。已穿過波蕩器124的電子聚束可以相對于線性加速器122中的加速場(例如，射頻場)以大約180度的相位差進入線性加速器122。電子聚束與線性加速器122中的加速場之間的相位差使電子由場減速。減速電子e′將他們能量中的一些返回傳遞至線性加速器122中的場，由此增加使從電子源121到來的電子束e加速的場的強度。這種布置因此恢復(fù)給予線性加速器122中的電子聚束的能量中的一些(當電子聚束由線性加速器加速時)以便使從電子源121到來的隨后電子聚束加速。這種布置可被稱為能量恢復(fù)linac。
由線性加速器122減速的電子e’由束收集器100吸收。操縱單元125可以可操作以從由線性加速器122加速的電子束e的軌跡解耦已由線性加速器122減速的電子束e’的軌跡。這可允許在已加速電子束e引導(dǎo)至波蕩器124時由束收集器100吸收已減速的電子束e’。
自由電子激光器fel可包括束合并單元(未顯示)，束合并單元使來自源121的束e的軌跡與來自操縱單元127的束e′的軌跡基本上重疊。由于以下事實合并是可能的：在由加速器122加速之前，束e的能量顯著小于束e’的能量?？赏ㄟ^產(chǎn)生基本上恒定磁場而從已減速電子束e’的軌跡解耦已加速電子束e的軌跡。已加速電子束e與已減速電子束e’之間的能量的差使兩個電子束的軌跡由恒定磁場更改不同量。因此，兩個電子束的軌跡將變得從彼此解耦。
替代地，操縱單元125可(例如)可操作以產(chǎn)生與形成加速電子束e和減速電子束e’的電子聚束具有基本上恒定相位關(guān)系的周期性磁場。例如，在來自己加速電子束e的電子聚束進入操縱單元125時，操縱單元125可產(chǎn)生用以引導(dǎo)電子至波蕩器124的磁場。在來自減速電子束e′的電子聚束進入操縱單元125時，操縱單元125可產(chǎn)生用以將電子引導(dǎo)至束收集器100的磁場。替代地，在來自減速電子束e’的電子聚束進入操縱單元125時，操縱單元125可產(chǎn)生極小磁場或不產(chǎn)生磁場使得電子通過操縱單元125并傳遞至束收集器100。
替代地，自由電子激光器fel可包括分束單元(未圖示)，其與操縱單元125分離且被配置成在操縱單元125的上游從已減速電子束e′的軌跡解耦已加速電子束e的軌跡。分束單元可(例如)可操作以產(chǎn)生，該周期性磁場與形成加速電子束e和減速電子束e’的電子聚束具有基本上恒定相位關(guān)系。
當作為減速器操作時，線性加速器122可操作以將電子e’的能量減小至低于閾值能量。低于此閾值能量的電子可能不在束收集器100中誘發(fā)任何顯著水平的放射性。
在一些實施例中，與線性加速器122分離的減速器(未圖示)可用以使穿過波蕩器124的電子束e’減速。電子束e′可除了由線性加速器122減速以外或替代地由線性加速器122減速，電子束e′也可由減速器減速。例如，第二操縱單元127可在電子束e’由線性加速器122減速之前將電子束e′引導(dǎo)通過減速器。另外或替代地，電子束e’可在已由線性加速器122減速之后并且在由束收集器100吸收之前穿過減速器。替代地，電子束e′可在離開波蕩器124之后不穿過線性加速器122并且可在由束收集器100吸收之前由一個或多個減速器減速。
自由電子激光器fel可形成圖1的光刻系統(tǒng)ls的部分，其中由自由電子激光器產(chǎn)生的輻射最終由一個或多個光刻設(shè)備laa-lan內(nèi)的一個或多個襯底w接收。這些襯底w可被認為包括被布置成接收圖案化的輻射的目標部分。在光刻系統(tǒng)ls內(nèi)，經(jīng)由以下將輻射從自由電子激光器fel輸送至襯底：(i)束傳遞系統(tǒng)bds(例如，包括束擴展光學(xué)元件和分束光學(xué)裝置)；和(ii)在光刻設(shè)備laa-lan內(nèi)的光學(xué)元件(例如，光學(xué)元件110、111、113、114)。
光刻系統(tǒng)的光學(xué)元件可以包括反射器。例如，掠入射反射鏡可以被用于將來自自由電子激光器fel輻射束b傳送至光刻設(shè)備。例如，一個或多個掠入射衍射光柵可以被用于將輻射束分成多個輻射束，用于向不同的光刻設(shè)備傳送。類似地，光刻設(shè)備laa-lan的光學(xué)元件可以包括反射器(例如，反射鏡，例如圖2中所示的光學(xué)元件110、111、113、114)。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例的反射器的示意圖。圖5所示的反射器為衍射光柵2，但是在替代實施例中，反射器可以為反射鏡(術(shù)語反射器可以被認為包含反射鏡和衍射光柵)。圖5為示出衍射光柵的一半的截面透視圖。衍射光柵2包括設(shè)置在襯底8上的板4。板4的表面設(shè)置有金屬層，所述金屬層對于掠入射輻射(例如，euv輻射)是反射性的。板4因而具有反射表面5。在衍射光柵2的板4上設(shè)置有周期性結(jié)構(gòu)(未示出)。周期性結(jié)構(gòu)用于衍射以掠入射角度入射在衍射光柵2上的輻射束(例如，euv輻射)。
在圖5和其它附圖中示出了包括正交的u、v和w方向的坐標系。為方便起見，在輻射束以掠入射角度入射到反射器上時使用該坐標系(掠入射可以被認為是輻射束相對于反射器的表面呈約5度或更小的角度)。對于平面反射器，u方向與投影到平面反射器的表面上的輻射束的傳播方向?qū)?yīng)。v方向垂直于u方向，并且位于平面反射器的平面上。w方向垂直于平面反射器的表面。為方便起見使用該坐標系，并且該坐標系不意在對反射器在光刻設(shè)備或光刻系統(tǒng)中的定向進行限制。
圖5所示的衍射光柵2的周期性結(jié)構(gòu)例如可以包括與u方向平行延伸的線，或者可以包括相對于u方向呈角度延伸的線。
入射到衍射光柵2上的輻射束的在橫截面可以大致呈圓形，或者可以呈橢圓形(例如具有約5∶1的長軸/短軸比)。在輻射束的橫截面呈圓形的情況下，由于輻射束的掠入射角度，輻射束在延伸光柵2上具有覆蓋范圍6，所述覆蓋范圍在u方向上比在v方向上明顯更長(如陰影面積示意性地示出的)。對于橫截面呈橢圓形的輻射束也是一樣。輻射束的覆蓋范圍6可以例如沿u方向延伸幾十厘米，并且可以沿v方向延伸例如小于10厘米。
衍射光柵的板4可以由硅或一些其它的合適材料形成。該板例如可以具有小于1mm的厚度，例如約0.7mm。衍射光柵2的板4由襯底8支撐。襯底8可以由硅形成，或者可以由一些其它的合適的材料形成。襯底8例如可以具有20mm或更大的厚度。襯底8例如可以具有約50mm或更大的寬度，并且例如可以具有約300mm或更小的長度。板4例如還可以具有約50mm或更大的寬度，并且例如可以具有約300mm或更小的長度。板4例如可以由硅晶片形成(例如，被圖案化和蝕刻以提供衍射光柵的光柵結(jié)構(gòu))。通常地，板4可以在長度上與輻射束的范圍6是大致相稱的。板4的寬度可以與輻射束的范圍6的寬度是大致相稱的，或者可以顯著大于該寬度(例如，如果反射器呈大致方形或大致圓形)。
襯底8設(shè)置有冷卻通道陣列10、液體入口管道12和液體出口管道14?？梢栽趫D6中更清晰地看到它們。圖6為衍射光柵2的一部分的分解透視圖，其中板4與襯底8分離以使冷卻通道陣列10可見。如圖6所示，通道10可以被形成為襯底8中的槽，并且在液體入口管道12和液體出口管道14之間延伸，所述液體入口管道和液體出口管道也可以被形成為襯底中的槽。因而，形成在襯底8中的通道10和管道12、14都不具有上表面，而是相反地為開口通道。當板與襯底8接觸時板4為通道10和管道12、14提供上表面。
圖7為衍射光柵2的沿u方向截取的截面圖，并且更詳細地示出了冷卻通道陣列10。如圖所示，每一個通道16具有由襯底8形成的底面和壁，并且具有由板4形成的頂棚。通道16例如可以具有約500微米的間距，并且例如可以具有約500微米的深度。每一個通道例如可以具有約250微米的寬度。如上所述，板4例如可以具有約0.7mm的厚度。
組合地參照圖5-7，水(或一些其它液體)通過入口管道12被供應(yīng)，經(jīng)過冷卻通道陣列10行進至出口管道14，并且從出口管道被移除。水例如可以以約3升每分鐘的流速流過衍射光柵2。輻射束以如圖5示意性示出的覆蓋范圍6入射到衍射光柵2上。被衍射光柵2吸收的來自輻射束的熱量傳給經(jīng)過冷卻通道陣列10的水。被加熱的水攜帶熱量離開冷卻通道陣列10，并且然后流出出口導(dǎo)管14，由此從衍射光柵2中移除熱量。
代替水冷卻，可以采用例如基于co2的兩相冷卻以增大冷卻效率。
可以使用無粘合劑結(jié)合將板4固定在襯底8上。無粘合劑結(jié)合的示例是光學(xué)接觸結(jié)合和直接結(jié)合。無粘合劑結(jié)合的這些形式使用分子間力(例如范德華力)以將兩個表面結(jié)合在一起。例如在
使用無粘合劑結(jié)合代替使用粘合劑將板4固定在襯底8上的優(yōu)點在于避免了會由粘合劑引起的熱阻。約0.1mm的粘合劑層可能具有等于60mm的硅的熱阻，并且因而將對從板4到冷卻通道陣列10的其它部分的熱傳遞由實質(zhì)的負面影響。
從輻射束向硅板4傳遞的熱量傳遞至冷卻通道陣列10的壁，并且通過這些壁傳遞至襯底8的主體中。因此，在通道16中行進的水接收來自形成通道的頂棚的板4、來自通道的壁以及來自通道的底面的熱量。硅的導(dǎo)熱系數(shù)足夠好使得通道16的壁和底面的溫度約等于通道的頂棚的溫度(即，板4的溫度)。冷卻通道陣列10為從衍射光柵2向水的熱傳遞提供表面面積，該表面面積幾倍地大于(例如，三倍地或更多倍地大于)在使用常規(guī)的單一的反射器-水界面時(即，在不存在冷卻通道陣列并且替代地水流過反射表面5下面的單一的寬的通道)所提供的表面面積。因而，冷卻通道陣列10提供從衍射光柵2向水的熱傳遞，其比由常規(guī)的反射器-水界面所提供的明顯更有效。
雖然提到板4和襯底8由硅形成，但是它們可以由任何合適的材料形成。然而，硅是有利的，因為它是具有相對高的導(dǎo)熱系數(shù)和相對地的熱膨脹系數(shù)的常用材料。此外，可以使用無粘合劑結(jié)合將板4和襯底8保持在一起?？梢允褂锰娲陌雽?dǎo)體材料，例如sisic或sic。再者，可以使用無粘合劑結(jié)合。硅的界面層可以在使用無粘合劑結(jié)合之前設(shè)置在sisic或sic的表面上。可以使用同樣具有相對高的導(dǎo)熱系數(shù)(但是比硅更高的熱膨脹系數(shù))的銅形成板4和襯底8?？梢允褂脽o粘合劑結(jié)合將銅板和襯底保持在一起。可以使用藍寶石(氧化鋁)形成板4和襯底8。藍寶石具有相對高的導(dǎo)熱系數(shù)，但是也具有相對高的熱膨脹系數(shù)(與硅相比)?？梢允褂脽o粘合劑結(jié)合將藍寶石板和襯底保持在一起?？梢允褂娩X形成板4和襯底8?？梢允褂脽o粘合劑結(jié)合將鋁板和襯底保持在一起?？梢允褂面囆纬砂?和襯底8?？梢允褂脽o粘合劑結(jié)合將鎳板和襯底保持在一起。
板4和襯底8可以由相同的材料或不同的材料形成。在后者的情況下，板4可以由具有相對高的導(dǎo)熱系數(shù)的材料形成，并且襯底8可以由具有相對低的導(dǎo)熱系數(shù)的材料形成。通過由具有相對高的導(dǎo)熱系數(shù)的材料(例如，硅、sic、銅或鋁)形成板4，熱量被有效地從表面?zhèn)鬟f給冷卻通道。通過由具有相對低的導(dǎo)熱系數(shù)的材料(例如，微晶玻璃、堇青石、ule、石英或不脹鋼)形成襯底8，襯底的熱膨脹在很大程度上被阻止，因為熱量將僅以相對有限的程度穿透襯底。
雖然結(jié)合圖5-7中示出的實施例描述了上面提到的材料，但是它們可以與本發(fā)明的任何實施例結(jié)合使用。
上面提到的通道尺寸僅僅是示例，并且可以使用其它尺寸。其即與圖5-7所示的實施例結(jié)合應(yīng)用，也與本發(fā)明的其它實施例結(jié)合應(yīng)用。通常地，增大板4的每單位表面面積由通道提供的表面面積將提高熱量從衍射光柵2(反射鏡)傳遞給通道中的水的效率(通道和水之間的接觸表面面積被增大)。然而，如果通道的寬度從250微米開始減少，那么推動水經(jīng)過通道所需要的壓力將顯著增大。此外，在可制造性方面，可以使用刀片將具有約250微米的寬度的通道切割刀襯底中，但是切割明顯窄于該寬度的通道可能需要其他的可能更昂貴并且可能更難以實施的技術(shù)(例如，蝕刻)。類似地，可能很難在通道之間形成具有小于約250微米的寬度的壁。然而，再者，其例如可以使用蝕刻或其它技術(shù)完成。形成具有小于250微米的寬度的通道可能比形成具有小于250微米的寬度的壁更容易。雖然可以提供具有小于250微米的寬度的通道(例如，具有小至100微米的寬度的通道)，但是上面提到的優(yōu)點源自于不使通道明顯窄于250微米。雖然可以提供具有小于250微米的寬度的壁(例如，具有小至100微米的寬度的壁)，但是使比具有250微米或者更大的寬度更容易。
通道可以被制成比250微米更寬。這樣做將減小通道的密度，并且因而減小用于從衍射光柵2向流過通道的水傳熱的接觸表面面積。然而，比250微米更寬的通道仍然可以比例如水流過板的后面的平坦的非結(jié)構(gòu)化的空間的實例(即，如果不存在微結(jié)構(gòu))顯著地提供更有效率的從衍射光柵2向水的熱傳遞。通道例如可以具有小于1mm的寬度。通道例如可以具有約0.5mm或更小的寬度。
熱量通過其從衍射光柵2傳遞至水的表面面積可以通過增大通道的深度而增大。該方法的好處是增大表面面積不會增大推動水通過冷卻通道陣列所需要的壓力。此外，刀片仍然可以被用來切割形成微結(jié)構(gòu)的槽。
單一的通道16可以依據(jù)圍繞通道的界面的周長被限定。參照圖7，圍繞圖示的通道的截面的周長為250微米(底面)+500微米x2(壁)+250微米(頂棚)，即1.5mm的總截面周長。在本發(fā)明的實施例中，冷卻通道陣列的通道例如可以具有約1mm或更大的截面周長。通道例如可以具有約3mm或更小的截面周長，并且可以為2mm或更小。冷卻通道陣列的通道的間距例如可以為2mm或更小，并且例如可以為1mm或更小。冷卻通道陣列的通道的間距例如可以為250微米或更大。
可以是這樣的，通道的每一個側(cè)面的尺寸沿橫截面觀察時可以以若干微米描述，不會超過幾百微米(即，可以依據(jù)小于1000微米被表達)。在其應(yīng)用的情況下，通道可以被描述為微通道。
冷卻通道陣列的通道的橫截面例如可以大致呈矩形。大致矩形的橫截面比例如大致圓形的橫截面提供更大的通道和水的接觸面積。冷卻通道陣列可以具有一些其它的非圓形的橫截面形狀。其可以具有非橢圓形的橫截面形狀。
雖然已經(jīng)以衍射光柵為例描述了本發(fā)明的上述實施例，但是本發(fā)明的實施例可以包括反射鏡，以代替衍射光柵。
反射鏡的實施例可以包括平反射鏡或曲面反射鏡。在一個實施例中，曲面反射鏡可以通過成形襯底8以提供期望的曲率并且然后在板4被結(jié)合到襯底上之前彎曲板4而形成。在替代實施例中，襯底8可以是平坦的，并且期望的曲率可以被打磨到板4上。該第二實施例的潛在缺點是曲率可以被打磨到板上的程度受板的厚度的限制。然而，掠入射反射鏡可以設(shè)置有有益的曲率(例如，作為具有對于1度的掠入射角度的約1m的焦距和5mm的束直徑的聚焦反射鏡)，并且可以具有小于約0.4mm的反射鏡的邊緣和中心的厚度差。因而，第二實施例允許制得實際上有益的曲面反射鏡。
如上面提到的，粘合劑的熱阻遠大于硅的熱阻(例如，以幾百倍的因數(shù))。該熱阻的差可以被用于提供衍射光柵中的一定熱絕緣，例如如圖8示意性地示出的。圖8以截面圖示出了衍射光柵2。在圖8中，冷卻通道陣列10被形成在被使用粘合劑層18固定在另一個襯底19上的中間襯底8中。中間襯底8例如可以具有約2mm或更小的厚度。中間襯底8的將發(fā)生的變形量為跨過中間襯底的溫度梯度和中間襯底的厚度的乘積。因為中間襯底8是薄的，因此由其上的溫度梯度導(dǎo)致的中間襯底的變形量小(與較厚的中間襯底所觀察到的變形量相比)。通過粘合劑18與中間襯底8熱絕緣的另一個襯底19具有基本上均勻的溫度，并且因而不會經(jīng)歷顯著的變形。
在圖9所示的實施例中，可以設(shè)置多層冷卻通道陣列(圖示了三層冷卻通道陣列10a-10c)。圖9所示的冷卻通道陣列例如可以通過在襯底8中形成槽、在硅板20中形成槽并且使用無粘合劑結(jié)合(例如，直接結(jié)合)將硅板20結(jié)合在襯底8上而產(chǎn)生?？梢栽诹硪粋€板22中形成槽，然后該另一個板可以使用無粘合劑結(jié)合而結(jié)合在第一板20的頂部。板4然后可以使用無粘合劑結(jié)合而結(jié)合在第二板22上。正如將理解的，以這種方式提供附加的通道陣列增大了用于板4的每單位面積向水熱傳遞的接觸表面面積。這允許更多的熱量通過冷卻通道10a-10c被帶走，并且因而減小了傳給襯底8的熱量的量。進而其減小了可能在襯底8中出現(xiàn)的溫度梯度，由此減小了襯底的變形。可以提供任意數(shù)量的通道陣列，雖然制造復(fù)雜性將隨著陣列的數(shù)量的增大而增大。
從入射輻射束傳遞的熱量可能導(dǎo)致反射器不同形式的變形。在一種形式中，傳送給反射器的反射表面的熱量引起在反射表面和設(shè)置反射表面的襯底的底部之間的熱梯度。因此，反射表面將比襯底的底部膨脹更大的量。這將導(dǎo)致反射器的凸面彎曲出現(xiàn)。該變形形式可以被稱為總體彎曲。
一種不同的彎曲形式可以被稱為局部彎曲。參照圖5，反射器2的輻射束入射的面積(覆蓋范圍6)將比反射器的輻射束沒有入射的面積更多地被加熱。作為結(jié)果，被照射的區(qū)域的局部將發(fā)生膨脹。這將導(dǎo)致反射器的被照射的區(qū)域彎曲，使得被照射的區(qū)域相對于沒有被照射的周圍區(qū)域向外膨脹。由于反射器的彎曲局部化，因此該變形可以被稱為局部彎曲。
反射器可以經(jīng)歷總體彎曲和/或局部彎曲。本發(fā)明的實施例可以減小反射器的總體彎曲和/或局部彎曲。反射器的主導(dǎo)的彎曲形式可以取決于該反射器的設(shè)計。例如，主導(dǎo)的彎曲形式可以取決于冷卻通道陣列10的有效性、整個反射器的厚度和/或被輻射束照射(沿v方向)的反射器的比例。
圖10以截面圖示意性地示出了設(shè)置有冷卻通道陣列10的反射器2，所述冷卻通道陣列鄰近反射器的反射表面5。反射器2例如可以與圖5-7所述的實施例對應(yīng)。熱量通過流過冷卻通道陣列10的水從反射器2中被移除。箭頭30示意性地表示板的被輻射束照射的區(qū)域。如箭頭30示意性地表示的，輻射束的強度朝向其邊緣減小。加熱器32設(shè)置在反射器2的底表面上。在該實施例中，加熱器為電阻加熱器，但是可以使用任何合適形式的加熱器。電阻加熱器32具有與入射到反射器2上的輻射束30的覆蓋范圍大致對應(yīng)的覆蓋范圍。電阻加熱器32被配置為傳送基本上平衡從入射輻射束30傳遞至反射器2的熱量的熱量。在該背景下，因為反射器的在冷卻通道陣列10下面的厚度大于反射器的在冷卻通道陣列上面的厚度，因此更多的熱量應(yīng)當被傳送給反射器的底表面，以便平衡該熱量的作用與被傳送給反射器的頂表面的熱量的作用。由電阻加熱器32傳送的熱量的空間分布可以基本上與由輻射束30傳送的熱量的空間分布對應(yīng)。
如果不存在電阻加熱器32，那么從反射器2的頂部到冷卻通道陣列10的熱梯度會導(dǎo)致反射器的總體彎曲。然而，通過使用電阻加熱器32在反射器2的底表面上提供熱量，并且布置熱量以基本上平衡由輻射束30傳送的熱量，施加了沿相反方向的總體彎曲?？傮w彎曲至少部分地相互抵消，由此減小了反射器2的總體彎曲。因為由于在反射器的底部附近沒有冷卻通道陣列在反射器2內(nèi)的熱量分布是不對稱的，所以可能仍然剩余一定的總體彎曲。
圖11以截面圖示意性地示出了反射器2，該反射器與圖10所示的反射器大致對應(yīng)，但是其包括鄰近反射器的底部設(shè)置的的第二冷卻通道陣列34(除了鄰近反射器的反射表面5的冷卻通道陣列10)。與圖10所示的實施例一樣，熱量被從輻射束30傳遞給反射器2。同樣通過電阻加熱器32為反射器2的底部提供熱量。電阻加熱器32具有與入射到反射器2上的輻射束30的覆蓋范圍大致對應(yīng)的覆蓋范圍。電阻加熱器32被配置為為反射器2的底部提供熱量，該熱量基本上與輻射束30傳遞給反射器的熱量對應(yīng)。由電阻加熱器32提供的熱量的量可以基本上對應(yīng)于由入射輻射束30傳送的熱量的量。由電阻加熱器32傳送的熱量的空間分布可以基本上對應(yīng)于由輻射束30傳送的熱量的空間分布。
熱量通過流過冷卻通道陣列10、34的水從反射器2中被移除。冷卻通道陣列被配置為在反射器2的相反側(cè)上提供對應(yīng)的冷卻量。由于傳送給反射器2的底部并從反射器的底部移除的熱量基本上等于傳送給反射器的頂部并從反射器的頂部移除的熱量，在反射器內(nèi)的熱量分布從反射器的頂部到底部是大致對稱的。因此，總體彎曲被減小并且可以基本上被消除。
根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器2在圖12中以截面圖示意性地示出，并且在圖13中從上部被觀察。在該實施例中，反射器2設(shè)置有致動器40，所述致動器沿著反射器的側(cè)邊(或者鄰近反射器的側(cè)邊)延伸。反射器2包括由襯底8支撐的反射表面5。反射表面5可以直接設(shè)置在襯底8上。替代地，反射表面可以設(shè)置在由襯底支撐(直接地或者間接地)的板或其它結(jié)構(gòu)上。反射器2例如可以包括其它實施例的特征(例如，通道)。
致動器40例如可以至少部分地設(shè)置在反射器2的內(nèi)部。致動器是旋轉(zhuǎn)的，并且旋轉(zhuǎn)以施加扭矩至反射器2，如箭頭42示意性地表示的。使用致動器40施加扭矩將趨于使反射器2彎曲，使得它具有圓柱形曲面。圓柱形曲面可以圍繞v方向。正如示意性地示出的，致動器40可以施加導(dǎo)致反射器2凹面彎曲的扭矩。
圖12示意性地示出了入射到反射器2上的輻射束30。輻射束30具有如圖13所示意性地示出的范圍6。如上面解釋的，輻射束30將熱量傳遞給反射器2，并且該熱量可能導(dǎo)致反射器的局部和總體彎曲。反射器2的總體彎曲可以包括反射器的凹面彎曲。反射器2的局部彎曲可以包括在輻射束30入射到反射器的地方的局部的膨脹(即在范圍6處的膨脹)。通過在反射器2的側(cè)邊施加導(dǎo)致反射器的凹面彎曲的扭矩，致動器40將部分地補償反射器的總體彎曲。致動器40還可以部分地補償反射器2的局部彎曲。
在圖14中圖示了施加導(dǎo)致反射器2的凹面彎曲的扭矩的替代實施例。在圖14的實施例中，致動器55在唇部之間延伸，所述唇部在反射器2的側(cè)邊向下伸出。反射器2安裝在安裝件54上，所述安裝件鄰近反射器2的側(cè)邊延伸。安裝件54作為樞軸，反射器可以圍繞所述樞軸發(fā)生彎曲。根據(jù)需要，致動器55被設(shè)置為延長和被縮短。延長致動器55圍繞安裝件54施加扭矩，這引起反射器的凹面彎曲。
可以使用其它構(gòu)造的致動器和樞軸施加扭矩引起反射器2的凹面彎曲。
圖12和13所示的實施例以及圖14所示的實施例的優(yōu)點在于其相對直接地實施或應(yīng)用。相同的優(yōu)點可以適用于用于施加導(dǎo)致反射器的凹面彎曲的其它構(gòu)造的致動器和樞軸。雖然這些實施例可能沒有完全消除曲率，但是曲率可以減小至在期望的應(yīng)用中(例如，在光刻設(shè)備或光刻系統(tǒng)中)可接受的水平。即，反射表面5的反射輻射束30的部分的曲率可以減小至使得允許反射的輻射束被用在光刻工藝中的水平。由反射器2導(dǎo)致的像差可以在閾值水平以下。
圖15以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器2，并且圖16示出了從下方觀察的反射器。反射器2包括由襯底8支撐的反射表面5。反射表面5可以直接設(shè)置在襯底8上。替代地，反射表面可以設(shè)置在由襯底支撐(直接地或者間接地)的板或的其它結(jié)構(gòu)上。反射器2例如可以包括其它實施例的特征(例如，通道)。
在該實施例中，三個線性致動器50-52在v方向上沿反射器2延伸。線性致動器50-52可以沿著反射器2的長度延伸。線性致動器50-52被配置為施加向上推反射器2的底部或者向下拉它的力(為了方便起見，這里術(shù)語“向上”和“向下”與圖15所示的反射器的定向結(jié)合地使用，并且并非意在是限制性的)。反射器2安裝在鄰近反射器2的側(cè)邊延伸的安裝件54上。安裝件54作為樞軸，反射器可以圍繞樞軸發(fā)生彎曲。
當輻射束30入射到反射器2上時，這將導(dǎo)致反射器2的中心向上彎曲(總體彎曲)。中央致動器51向下拉動反射器2以至少部分地補償導(dǎo)致反射器向上彎曲的力。在中央致動器51的兩側(cè)上的致動器50、52可以向上推動反射器2，以部分地補償由中央致動器51施加的向下的力。在中央致動器51的兩側(cè)上的致動器50、52可以位于輻射束的范圍的外部。這可以減小這些側(cè)致動器50、52施加對反射的輻射束的屬性具有負面影響的局部彎曲的程度。線性致動器50-52施加將至少部分地抵消反射器2的反射表面5的向外彎曲和/或膨脹的力。
在簡化的實施例中，可以使用單一的致動器。例如，可以使用中央致動器51向下拉動反射器2，并且可以省略其它致動器50、52。這可以提供總體彎曲的一定的修正。使用多于一個的致動器(例如，三個致動器)是有利的，因為相比僅存在單一的致動器的情況其允許更復(fù)雜的力分布圖被施加在反射器2上。除了至少部分地補償反射器2的總體局部彎曲外，三個致動器還可以至少部分地補償一些局部彎曲(反射表面5的向外的膨脹)。由致動器50-52施加的力可以部分地彼此補償，使得在安裝件54處施加的凈力減小(與僅存在中央致動器51時施加的力相比)?？梢蕴峁┒嘤谌齻€的致動器，例如提供更復(fù)雜的力分布圖以被施加。
圖17以截面圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的反射器2，并且圖18示出了從上方觀察的實施例。反射器2包括由襯底8支撐的反射表面5。在圖示的實施例中，反射器2包括設(shè)置在反射器的反射表面5下面的冷卻通道陣列10。冷卻通道陣列10例如可以與圖5-9中圖示的冷卻通道陣列對應(yīng)。在替代的布置中，冷卻通道陣列10可以不出現(xiàn)在該實施例中。反射表面5可以直接設(shè)置在襯底8上。替代地，反射表面可以設(shè)置在由襯底支撐(直接地或者間接地)的板或其它結(jié)構(gòu)上。
輻射束向反射器2的中央?yún)^(qū)域傳送熱量。輻射束30由實線箭頭示意性地圖示。如上所提到的，輻射束將導(dǎo)致反射表面5的局部彎曲。在圖17和18所示的實施例中，使用由附加的輻射束源(未示出)產(chǎn)生的附加的輻射束60在反射器上提供熱負荷。在圖17中通過虛線的箭頭示意性地圖示了附加的輻射束60。
附加的輻射束60入射到反射表面5的包圍或基本上包圍輻射束30的覆蓋范圍6的區(qū)域61，并將熱量傳送給該區(qū)域。在圖18中通過虛線箭頭示意性地表示了區(qū)域61的內(nèi)邊界和外邊界。反射表面5的附加的輻射束60入射其上的區(qū)域61可以部分地在輻射束的范圍6的外部，并且可以與輻射束的范圍部分地重疊。
附加的輻射束60加熱其所入射的區(qū)域，使得它具有與被輻射束30加熱的區(qū)域基本上相同的溫度。
入射的輻射束30的強度在輻射束的邊緣處逐漸減小(即，輻射束不具有所謂的“平頂”(top-hat)函數(shù)的形式，而是具有一些其它形式，諸如高斯函數(shù))。其通過在輻射束30的邊緣處較短的實線箭頭示意性地圖示。因此，反射器2在輻射束30的邊緣處(即，在范圍6的邊緣處)可以接收減少的量的熱量。附加的輻射束60在其與在反射器2上的輻射束30的較低的強度的邊緣重疊的區(qū)域可以被提供較低的強度。附加的輻射束60的強度可以被布置為使得由輻射束30和附加的輻射束60的組合傳送給反射器2的總熱量在它們重疊的位置基本上保持恒定。因而，在輻射束30的強度較低的位置，附加的輻射束60的強度較高，并且在輻射束30的強度較高的位置，附加的輻射束60的強度較低。
因為包圍(或基本上包圍)輻射束30的區(qū)域61被加熱至與由輻射束30加熱的區(qū)域基本上相同的溫度，因此反射表面的局部彎曲被阻止或減小。如圖所示，反射器2的中央部分基本上免于局部彎曲，其中局部彎曲已經(jīng)被向外移動到位于輻射束30的覆蓋范圍的外部的位置。
附加的輻射束源例如可以提供附加的輻射束60作為掃描輻射束，所述掃描輻射束在反射器2上的將被加熱的位置上被掃描。附加的輻射束例如可以是紅外線的(例如，具有1.05μm或10.6μm的波長)。在這些波長容易使用大功率激光器。替代地，附加的輻射束60可以為紫外的(例如，具有192nm的波長)，例如使用激光產(chǎn)生的紫外輻射。使用紫外波長可以提供反射器2的更高有效率的加熱，因為金屬的反射表面5在紫外線波長中比在紅外線波長中可以具有更高的吸收系數(shù)。
在一個實施例中，附加的輻射束60可以為電子束。電子束可以例如使用被用于掃描陰極射線管電視機中的電子束的機制被掃描。
本發(fā)明的實施例提及使用水從反射器2中傳遞熱量。然而，也可以使用任意的合適的液體。使用低溫冷卻劑的優(yōu)點是在低溫溫度下硅的熱膨脹系數(shù)較小并且硅的導(dǎo)熱系數(shù)較大。在123k的溫度下，硅的熱膨脹系數(shù)為零，并且導(dǎo)熱系數(shù)為約6或者更大的因數(shù)(與室溫相比)。因此冷卻反射器2至約123k的溫度是有利的。
當使用低溫冷卻劑冷卻時，可能發(fā)生兩相冷卻(即，由低溫液體吸收的熱量可能將低溫液體轉(zhuǎn)化為氣體)。低溫冷卻可以比使用例如水的冷卻明顯地更有效。
對于本發(fā)明的任意實施例，可以在反射器2的頂表面上設(shè)置金屬表面。金屬表面可以提供反射器的反射表面5。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的反射器可以為衍射光柵，或者可以為反射鏡。
本發(fā)明的不同實施例的特征可以被組合在一起。例如，冷卻通道陣列可以設(shè)置在本發(fā)明的任意實施例中。
光刻系統(tǒng)ls可包括任何數(shù)量的光刻設(shè)備。形成光刻系統(tǒng)ls的光刻設(shè)備的數(shù)量可(例如)依賴于自自由電子激光器輸出的輻射的量和在束傳遞系統(tǒng)bds中損失的輻射的量。形成光刻系統(tǒng)ls的光刻設(shè)備的數(shù)量可另外或替代地依賴于光刻系統(tǒng)ls的布局和/或多個光刻系統(tǒng)ls的布局。
光刻系統(tǒng)ls的實施例也可包括一個或多個掩模檢查設(shè)備mia和/或一個或多個空間檢查測量系統(tǒng)(aims)。在一些實施例中，光刻系統(tǒng)ls可包括兩個掩模檢查設(shè)備以允許一些冗余。這可允許在一個掩模檢查設(shè)備正被修復(fù)或經(jīng)歷維修時使用另一掩模檢查設(shè)備。因此，一個掩模檢查設(shè)備始終可供使用。掩模檢查設(shè)備可比光刻設(shè)備使用更低的功率輻射束。另外，應(yīng)了解，使用本發(fā)明所描述的類型的自由電子激光器fel而產(chǎn)生的輻射可用于除了光刻術(shù)或光刻術(shù)有關(guān)應(yīng)用以外的應(yīng)用。
術(shù)語“相對論性電子”應(yīng)被解釋為表示具有相對論能量的電子。電子可被認為在其動能相當于或大于其靜止質(zhì)量能量(511kev，以自然單位計)時具有相對論能量。實際上，形成自由電子激光器的部分的粒子加速器可將電子加速至比其靜止質(zhì)量能量大得多的能量。例如，粒子加速器可將電子加速至＞10mev、＞100mev、＞1gev或更大的能量。
輻射源so可包括可操作以產(chǎn)生一euv輻射束的一個或多個自由電子激光器fel。然而，應(yīng)了解，在其它實施例中，輻射源so可包括產(chǎn)生輻射的其它裝置。例如，輻射源so可包括一個或多個“激光產(chǎn)生等離子體”(lpp)源。實際上，應(yīng)理解，在一些實施例中，輻射源so可利用可操作以提供適于光刻的輻射束的任何裝置。
已在輸出euv輻射束的自由電子激光器fel的情況下描述了本發(fā)明的實施例。然而，自由電子激光器fel可被配置成輸出具有任何波長的輻射。因此，本發(fā)明的一些實施例可包括輸出不是euv輻射束的輻射束的自由電子激光器。
應(yīng)了解，術(shù)語“掠入射角度”指入射輻射束的傳播方向與入射輻射束入射于其上的反射性表面之間的角度。這個角度與入射角互補，即，掠入射角度與入射角的總和為直角。掠入射角度例如可以為約5度或更小。
術(shù)語“euv輻射”可被認為涵蓋具有在4nm至20nm的范圍內(nèi)(例如，在13nm至14nm的范圍內(nèi))的波長的電磁輻射。euv輻射可具有小于10nm的波長，例如，在4nm至10nm的范圍內(nèi)，諸如，6.7nm或6.8nm。本發(fā)明的實施例可以使用非euv輻射(例如，可以使用duv輻射)。
光刻設(shè)備laa至lan可用于ic的制造中。替代地，本發(fā)明中描述的光刻設(shè)備laa至lan具有其它應(yīng)用?？赡艿钠渌鼞?yīng)用包括制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(lcd)、薄膜磁頭等。
雖然上文已描述本發(fā)明的特定實施例，但應(yīng)了解，可以用與所描述的方式不同的其它方式來實施本發(fā)明。以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說清楚的是，在不背離下文闡述的權(quán)利要求的范圍的情況下，可以對所描述的發(fā)明進行修改。
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