基于碰撞液体射流的激光维持等离子体源的制作方法

专利2026-01-20  8


本发明大体上涉及基于等离子体的辐射源,且更特定来说,涉及包含多个液体射流以在低密度气体体积内提供稳定的高密度、低速气体区域以用于激光维持等离子体(lsp)产生的lsp宽带光源。


背景技术:

1、随着对具有越来越小的装置特征的集成电路的需求持续增长,对用于检验这些日益缩小的装置的经改进照明源的需求持续增长。一种此照明源包含激光维持等离子体(lsp)辐射源。激光维持等离子体光源能够产生高功率宽带光。激光维持等离子体光源通过将激光辐射聚焦到气体体积中以将所述气体(例如氩气或氙气)激发成能够发射光的等离子体状态而进行操作。这效应通常称为“泵送(pumping)”等离子体。

2、lsp源的辐射率的增加需要在高压环境中维持等离子体以实现等离子体区域中的更高气体密度。典型的基于高密度气体的lsp源依靠高压气体以达到所需等离子体密度。举例来说,在宽带等离子体(bbp)源中,操作压力大约为100巴。高气体密度可运用高压对流气体腔室体积或运用进入低压腔室体积中的高压气体射流来实现。对流气体体积中的流量波动可能导致等离子体不稳定性。归因于需要大量压缩气体,上文列出的解决方案还需要额外安全管理。另外,归因于周围气体体积由泵光加热,这些等离子体可能显示有限亮度,从而增大等离子体的大小,以及归因于经吸收光未到达等离子体中心而降低等离子体温度。

3、已提出使用液体射流来提供递送到lsp的局部高密度气体。在此情况下,lsp应在液体的表面附近燃烧。蒸发液体迅速膨胀成低压体积而提供高密度梯度。高局部密度及对应压力引起通过等离子体区域的快速气流,这可防止等离子体被维持。为了在此类布置所期望的超音速气流中维持等离子体,需要非常高的泵功率(超过约100kw cw)。

4、因此,将期望提供一种解决上文所识别的先前方法的一或多个缺点的系统及方法。


技术实现思路

1、根据本公开的一或多个实施例,公开一种激光维持宽带光源。在实施例中,所述光源包含气体容纳结构。在实施例中,所述光源包含多个射流喷嘴,其中所述多个射流喷嘴经配置以引导多个液体射流在所述气体容纳结构内碰撞,其中所述多个液体射流包含第一液体射流及至少第二射流。在实施例中,所述光源包含激光泵源,所述激光泵源经配置以产生光学泵以在所述气体容纳结构的区域中在所述多个液体射流的碰撞点处维持等离子体。在实施例中,所述光源包含经配置以收集从所述离子体发射的宽带光的至少部分的光收集器元件。在实施例中,所述宽带光源可并入在光学特性化系统(例如光学检验系统或计量系统)内。

2、根据本公开的一或多个实施例,公开一种宽带光产生的方法。在实施例中,所述方法包含产生多个液体射流以使其在气体容纳结构内碰撞,其中所述多个液体射流包含第一液体射流及至少第二射流。在实施例中,所述方法包含产生光学泵。在实施例中,所述方法包含将所述光学泵聚焦到所述气体容纳结构的区域中的所述多个液体射流的碰撞点处,以在所述气体容纳结构的所述区域中在所述多个所述液体射流的所述碰撞点处维持等离子体。在实施例中,所述方法包含收集从所述离子体发射的宽带光的部分及将所述宽带光的所述部分递送到在所述气体容纳结构外部的一或多个光学元件。

3、应理解,前文一般描述及下文详细描述两者仅为示范性的且说明性的,且不一定限制本公开。并入在本说明书中且构成本说明书的部分的附图说明本公开的标的物。描述及图式一起用于说明本公开的原理。



技术特征:

1.一种宽带光源,其包括:

2.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个射流喷嘴包括两个或更多个射流喷嘴。

3.根据权利要求2所述的宽带光源,其中所述多个射流喷嘴包括三个或更多个射流喷嘴。

4.根据权利要求1所述的宽带光源,其进一步包括用于将所述光学泵聚焦到所述气体容纳结构中以到达所述多个液体射流的所述碰撞点的一或多个泵聚焦光学器件。

5.根据权利要求4所述的宽带光源,其中所述一或多个泵聚焦光学器件包括透镜或镜面中的至少一者。

6.根据权利要求5所述的宽带光源,其中所述一或多个泵聚焦光学器件包括一或多个环形光学元件。

7.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个射流喷嘴流体耦合到一或多个液体源。

8.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述碰撞点周围的高压区域维持在至少20巴的压力下。

9.根据权利要求8所述的宽带光源,其中在所述高压区域外部的低压区域是维持在小于20巴的压力下。

10.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个射流中的每一者的直径在50微米与300微米之间。

11.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个射流中的每一者的速度是在10m/s与500m/s之间。

12.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个液体射流包括至少一种ar、kr、xe、n2、h2o、ch4及nh3的液体射流中的至少一者。

13.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个液体射流包括材料混合物的液体射流中的至少一者。

14.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个液体射流包括材料于液体中的悬浮物中的至少一者。

15.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述多个液体射流包括含溶质之溶剂中的至少一者。

16.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述激光泵源包括一或多个cw激光或一或多个脉冲激光中的至少一者。

17.根据权利要求1所述的宽带光源,其中所述气体容纳结构包括等离子体腔室、等离子体单元或等离子体灯中的至少一者。

18.一种系统,其包括:

19.一种方法,其包括:


技术总结
一种激光维持宽带光源包含气体容纳结构及多个射流喷嘴。所述射流喷嘴经配置以将等离子体形成材料的多个液体射流引导于在所述气体容纳结构内彼此碰撞的方向上。所述激光维持宽带光源进一步包含:激光泵源,其经配置以产生光学泵以在所述气体容纳结构的区域中在所述多个液体射流的碰撞点处维持等离子体;及光收集器元件,其经配置以收集从所述等离子体发射的宽带光。

技术研发人员:J·希拉吉,I·贝泽尔
受保护的技术使用者:科磊股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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