用于EUV的自由电子激光器辐射源制造技术

协调了在电子聚束的加速阶段电子聚束穿过线性加速器(LINAC)与在电子聚束的减速阶段电子聚束穿过所述LINAC。根据重复电子聚束序列而将每个连续电子聚束对在时间上间隔开相应的聚束间隔。电子源在所述电子聚束序列中提供清除间隙以允许在波荡器处的离子的清除。所述电子源根据清除间隙序列而提供所述清除间隙，使得对于多个能量恢复LINAC中的每个和对于实质上所有所述清除间隙：对于在加速阶段或减速阶段中的所述清除间隙的每次穿过所述LINAC，协调了所述清除间隙与在减速阶段或加速阶段中穿过所述LINAC的所述清除间隙中的另外一个清除间隙，由此维持所述LINAC的能量恢复操作。

Free electron laser radiation source for EUV

In the accelerated phase of the electron bunching, the electron beam passes through the linear accelerator (LINAC) and the electron beam passes through the LINAC during the deceleration phase of the electron bunching. Each of the successive electron bunching pairs is spaced at intervals corresponding to the bunching interval according to the repeated electron bunching sequence. The electronic source provides clearance clearance to allow ions in the undulator at the electron beam in the sequence. The electronic source according to the sequence and provide the clearance clearance, making for a plurality of energy recovery in each LINAC and for virtually all the clearance: for in the acceleration stage and deceleration phases in the clearance of each pass through the LINAC, coordinating the clearance and in the deceleration phase or acceleration phase through the LINAC of the clearance in a clearance, thereby maintaining the LINAC energy recovery operation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于EUV的自由电子激光器辐射源相关申请的交叉引用本申请主张于2014年8月15日提交的欧洲申请14181152.1和于2015年6月4日提交的欧洲申请15170640.5的权益，并且它们通过引用而全文并入到本专利技术中。
本专利技术涉及到自由电子激光器(FEL)辐射源，例如，被配置成产生具有在4nm至25nm的范围内的波长的辐射的FEL辐射源。辐射源可例如被配置成向光刻设备提供辐射以用于将图案从图案形成装置投影到衬底上。
技术介绍
使用自由电子激光器(FEL)辐射源以产生所需波长的辐射是已知的，其中包括周期性序列的电子聚束的电子束被传递通过波荡器以产生辐射。这些源可用以产生在4nm至25nm的范围内的辐射，例如，极紫外(EUV)辐射。在已知的FEL辐射源中，离子是从电子束中的残余气体通过碰撞电离而产生的。在具有数百MeV的束能量及数十mA的束电流的EUVFEL源中的离子产生的预期速率是使得在不存在对抗措施的情况下，电子束能在少于10秒内被完全中和(例如，对于每米电子束离子电荷与电子电荷匹配)。结果，波荡器处的电子聚束的发射度能够显著超过10mmmRad，且转换效率将会预期下降多于10倍，因而不能有效地使EUVFEL操作。为了抵消离子浓度积聚，已建议若干策略，包括沿着电子束置放引出电极、或以选定的成对电子聚束之间具有短的额外间隙(也被称作清除间隙)来实施束电流图案。短的额外间隙也可被认为表示电子聚束序列中的遗漏聚束。清除间隙的使用旨在对于以其它方式在聚束式电子束的电位中被捕获的离子给予一定时间来漂移离开。根据已知建议清除间隙的使用可能不完全地移除所捕获的离子，但可允许减轻对FEL操作可能有害的快速离子不稳定性。已知FEL源包括用于使电子聚束在它们穿过波荡器之前(和之后)加速(和减速)的LINAC。能够使用能量恢复LINAC，其通常被设计成以接近于零的平衡空腔负荷(例如，加速束与减速束中的电流匹配，且在加速及减速时所引出和存放的能量几乎匹配)而工作。在电子聚束之间清除间隙的使用可使能量恢复LINAC的操作失真。在单通LINAC系统的情况下，G.H.Hoffstaetter等人已在PhysicsResearchA，557(2006年)，205至212的NuclearInstruments&Methods中提出在单通LINAC中的LINAC模块内在使电子束加速和减速时的清除间隙(例如，遗漏聚束的串列)匹配。在每个电子聚束绕回路循环一次并且在加速时仅穿过所述单通LINAC一次、以及在其减速时仅穿过所述单通LINAC一次的情况下，则在单通LINAC中的清除间隙的匹配式相对地直接明了的，且可由以合适的规则速率来提供遗漏聚束的要求来实现。本专利技术的目的是提供一种能够提供离子积聚的减少的改善型的、或至少替代的FEL辐射源及这种源的操作方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供用于电子源的定时图案设计规则和用于FEL辐射源内的路径长度的设计规则，使得来自所述源的束电流被周期性地中断，且由此形成于所述束中的间隙在加速及减速阶段期间在共同传播通过多个LINAC段时实质上交叠。根据本专利技术的另一方面，提供一种自由电子激光器(FEL)辐射源，包括：电子源，用于产生电子聚束；多个线性加速器(LINAC)，用于使所述电子聚束加速及减速；波荡器，所述波荡器被配置成使得在操作中所述电子聚束穿过所述波荡器的过程或动作产生处于所需波长的辐射；和多个操控单元，用于沿着介于所述电子源、所述多个LINAC和所述波荡器之间的所需电子聚束路径来引导所述电子聚束。所述FEL辐射源被配置成操作使得在操作中：每个电子聚束在加速阶段期间沿着所述电子聚束路径从所述电子源穿过所述多个LINAC中的每个LINAC至少一次，随后穿过所述波荡器，之后在减速阶段期间穿过所述多个LINAC至少一次；协调在电子聚束的加速阶段中电子聚束穿过所述LINAC(的过程或动作)与在电子聚束的减速阶段中电子聚束穿过所述LINAC(的过程或动作)，以提供所述LINAC的能量恢复操作；和根据重复电子聚束序列，每个连续的电子聚束对在时间上间隔开相应的聚束间隔。所述电子源被配置用以在所述电子聚束序列中提供清除间隙以用于允许在所述波荡器处的离子清除；和所述电子源被配置用以根据清除间隙序列而提供所述清除间隙，使得对于所述多个能量恢复LINAC中的每个和对于实质上所有所述清除间隙：对于在加速阶段或减速阶段中所述清除间隙的每次穿过所述LINAC，协调所述清除间隙与在减速阶段或加速阶段中穿过所述LINAC的所述清除间隙中的另外一个清除间隙，由此维持所述LINAC的能量恢复操作。所述电子聚束序列中的所述清除间隙也可提供在所述电子束路径的其它部分处以及在所述波荡器中(例如，在所述路径中的所述电子束相比于在其它部分中更多地聚焦的部分中)的离子清除。所述电子束更多地聚焦的所述路径的这些部分可包括所述路径的实质上笔直的段，例如，LINAC、在弯曲或拐弯之前或之后的匹配段、以及所述波荡器中的一个或更多个。在操作中，每个电子聚束在加速阶段期间穿过每个LINAC至少两次、并且在减速阶段期间穿过每个LINAC至少两次。所述清除间隙及所述清除间隙中的所述另外一个清除间隙可被协调，使得所述清除间隙的之前和/或之后的电子聚束在它们穿过所述LINAC期间可具有不同相位，差可以是大约180度。所述电子聚束序列可包括周期性电子聚束序列，且所述清除间隙可通过提供来自所述周期性电子聚束序列中的遗漏电子聚束和/或比所述序列的正常聚束携载实质上更低电荷的聚束来提供。例如，携载实质上更低电荷的聚束可携载小于序列的正常聚束的电荷的50％，视情况小于序列的正常聚束的电荷的20％、视情况小于序列的电荷的10％。携载实质上更低电荷的聚束可实质上不携载电荷。所述清除间隙序列可使得以取决于所述电子聚束路径的长度的选定周期性速率来提供所述清除间隙，所述电子聚束路径包括多个回路，并且所述回路中的包括所述波荡器的一个回路的长度具有与所述回路中的至少一个其它回路的长度的选定关系，其中所述选定周期性速率和在回路长度之间的所述选定关系用以提供在操作中所述清除间隙的所述协调。所述多个LINAC包括第一LINAC和第二LINAC，所述第一LINAC和所述第二LINAC被布置成使得在操作中每个电子聚束在加速阶段期间穿过所述第一LINAC和所述第二LINAC中的每个至少两次、且在减速阶段期间穿过所述第一LINAC及所述第二LINAC中的每个至少两次，且在所述电子聚束的路径中存在一点(Z)使得：电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述点(Z)至通往所述第二LINAC的入口(K)以使所述电子聚束在其减速阶段中第一次穿过所述第二LINAC的距离(ZK)大致等于电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第一LINAC的出口(B)至通往所述第二LINAC的入口(C)以使所述电子聚束在其加速阶段中第一次穿过所述第二LINAC的距离(BC)；电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第二LINAC的出口(D)至通往所述第一LINAC的入口(E)以使所述电子聚束在其加速阶段中第二次穿过所述第一LINAC的距离(DE)大致等于电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自由电子激光器(FEL)辐射源，包括：电子源，用于产生电子聚束；多个线性加速器(LINAC)，用于使所述电子聚束加速及减速；波荡器，所述波荡器被配置成使得在操作中所述电子聚束穿过所述波荡器产生处于所需波长的辐射；多个操控单元，用于沿着介于所述电子源、所述多个线性加速器和所述波荡器之间的所需电子聚束路径来引导所述电子聚束，其中所述自由电子激光器辐射源被配置成操作使得在操作中：每个电子聚束在加速阶段期间沿着所述电子聚束路径从所述电子源穿过所述多个线性加速器中的每个线性加速器至少一次，随后穿过所述波荡器，随后在减速阶段期间穿过所述多个线性加速器至少一次；协调在电子聚束的加速阶段中电子聚束穿过所述线性加速器与在电子聚束的减速阶段中电子聚束穿过所述线性加速器，以提供所述线性加速器的能量恢复操作；和根据重复电子聚束序列，每个连续电子聚束对在时间上间隔开相应的聚束间隔，所述电子源被配置用以在所述电子聚束序列中提供清除间隙，以用于允许在所述波荡器处的离子清除；和所述电子源被配置用以根据清除间隙序列而提供所述清除间隙，使得对于所述多个能量恢复线性加速器中的每个和对于实质上所有所述清除间隙：对于在加速阶段或减速阶段中所述清除间隙的每次穿过所述线性加速器，协调所述清除间隙与在减速阶段或加速阶段中穿过所述线性加速器的所述清除间隙中的另外一个清除间隙，由此维持所述线性加速器的能量恢复操作。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.15 EP 14181152.1;2015.06.04 EP 15170640.51.一种自由电子激光器(FEL)辐射源，包括：电子源，用于产生电子聚束；多个线性加速器(LINAC)，用于使所述电子聚束加速及减速；波荡器，所述波荡器被配置成使得在操作中所述电子聚束穿过所述波荡器产生处于所需波长的辐射；多个操控单元，用于沿着介于所述电子源、所述多个线性加速器和所述波荡器之间的所需电子聚束路径来引导所述电子聚束，其中所述自由电子激光器辐射源被配置成操作使得在操作中：每个电子聚束在加速阶段期间沿着所述电子聚束路径从所述电子源穿过所述多个线性加速器中的每个线性加速器至少一次，随后穿过所述波荡器，随后在减速阶段期间穿过所述多个线性加速器至少一次；协调在电子聚束的加速阶段中电子聚束穿过所述线性加速器与在电子聚束的减速阶段中电子聚束穿过所述线性加速器，以提供所述线性加速器的能量恢复操作；和根据重复电子聚束序列，每个连续电子聚束对在时间上间隔开相应的聚束间隔，所述电子源被配置用以在所述电子聚束序列中提供清除间隙，以用于允许在所述波荡器处的离子清除；和所述电子源被配置用以根据清除间隙序列而提供所述清除间隙，使得对于所述多个能量恢复线性加速器中的每个和对于实质上所有所述清除间隙：对于在加速阶段或减速阶段中所述清除间隙的每次穿过所述线性加速器，协调所述清除间隙与在减速阶段或加速阶段中穿过所述线性加速器的所述清除间隙中的另外一个清除间隙，由此维持所述线性加速器的能量恢复操作。2.根据权利要求1所述的辐射源，其被配置成使得在操作中，每个电子聚束在加速阶段期间穿过每个线性加速器至少两次、并且在减速阶段期间穿过每个线性加速器至少两次。3.根据权利要求1或2所述的辐射源，其中所述清除间隙和所述清除间隙中的所述另外一个清除间隙被协调，使得所述清除间隙的先前和/或之后的电子聚束在它们穿过所述线性加速器期间大致异相。4.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源，其中所述电子聚束序列包括周期性电子聚束序列，并且所述清除间隙是通过提供来自所述周期性电子聚束序列中的遗漏电子聚束而提供。5.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源，其中所述清除间隙序列使得以取决于所述电子聚束路径的长度的选定周期性速率来提供所述清除间隙，所述电子聚束路径包括多个回路，并且所述回路中的包括所述波荡器的回路的长度具有与所述回路中的至少一个其它回路的长度的选定关系，其中所述选定周期性速率和在回路长度之间的所述选定关系用以提供在操作中所述清除间隙的所述协调。6.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源，其中所述多个线性加速器包括第一线性加速器和第二线性加速器，所述第一线性加速器和所述第二线性加速器被布置成使得在操作中每个电子聚束在加速阶段期间穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器中的每个至少两次、且在减速阶段期间穿过所述第一线性加速器及所述第二线性加速器中的每个至少两次，且在所述电子聚束的路径中存在一点(Z)使得：电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述点(Z)至通往所述第二线性加速器的入口(K)以使所述电子聚束在其减速阶段中第一次穿过所述第二线性加速器的距离(ZK)大致等于电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第一线性加速器的出口(B)至通往所述第二线性加速器的入口(C)以使所述电子聚束在其加速阶段中第一次穿过所述第二线性加速器的距离(BC)；电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第二线性加速器的出口(D)至通往所述第一线性加速器的入口(E)以使所述电子聚束在其加速阶段中第二次穿过所述第一线性加速器的距离(DE)大致等于电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第二线性加速器的出口(L)至通往所述第一线性加速器的入口(M)以使所述电子聚束在其减速阶段中第一次穿过所述第一线性加速器的距离(LM)；电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第一线性加速器的出口(F)至通往所述第二线性加速器的入口(G)以使所述电子聚束在其加速阶段中第一次穿过所述第二线性加速器的距离(FG)大致等于电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第一线性加速器的出口(N)至通往所述第二线性加速器的入口(O)以使所述电子聚束在其减速阶段中第二次穿过所述第二线性加速器的距离(NO)；电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第二线性加速器的出口(H)至所述波荡器中的所述点(Z)的距离(HZ)大致等于电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从所述第二线性加速器的出口(P)至通往所述第一线性加速器的入口(Q)以使所述电子聚束在其减速阶段中第二次穿过所述第一线性加速器的距离(PQ)。7.根据权利要求6所述的辐射源，其中所述清除间隙是以重复率R设置，且R或R*n(n是整数)大致等于每AZ/c一次，其中AZ是电子聚束沿着所述电子聚束路径从通往所述第一线性加速器的用于在所述电子聚束加速阶段期间使其第一次穿过所述第一线性加速器的入口至所述点(Z)的距离，且c是所述电子聚束沿着所述电子聚束路径的平均速度。8.根据权利要求6或7所述的辐射源，其中对于沿着所述电子聚束路径的被描述为大致相等的每对距离(ZK＝BC、DE＝LM、FG＝NO、HZ＝PQ)，电子聚束沿着所述对的那些距离之一(ZK、DE、FG或HZ)的行进时间与电子聚束沿着所述对的那些距离的所述另一个(BC、LM、NO、PQ)的所述行进时间大致相同，视情况相差小于+/-ΔL/4，其中ΔL是清除间隙持续时间，其中c是所述电子聚束沿着所述电子聚束路径的所述平均速度。9.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源，所述辐射源被配置用以操作使得两个或三个清除间隙同时存在于所述电子聚束路径上。10.根据权利要求1至5中任一项所述的辐射源，其中所述多个线性加速器包括第一线性加速器和第二线性加速器，所述第一线性加速器和所述第二线性加速器被布置成使得在操作中每个电子聚束在加速阶段期间穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器中的每个至少两次，且在减速阶段期间穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器中的每个至少两次，且在所述电子聚束的所述路径中存在一点(Z)使得：所述距离AC、CE、EG、GZ、ZK、KM、MO及OQ大致相等，其中：AC是电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第一线性加速器的入口(A)至通往所述第二线性加速器的所述入口(C)以使所述电子聚束在其加速阶段中第一次穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器的距离；CE是电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第二线性加速器的所述入口(C)至通往所述第一线性加速器的所述入口(E)以使所述电子聚束在其加速阶段中第二次穿过所述第一线性加速器的距离；EG是电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第一线性加速器的所述入口(E)至通往所述第二线性加速器的所述入口(G)以使所述电子聚束在其加速阶段中第二次穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器的距离；GZ是电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第二线性加速器的所述入口(G)至所述波荡器中的一点(Z)以使所述电子聚束在其加速阶段中第二次穿过所述第二线性加速器的距离；KM是电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第二线性加速器的所述入口(K)至通往所述第一线性加速器的所述入口(M)以使所述电子聚束在其减速阶段中第一次穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器的距离；MO是电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第一线性加速器的所述入口(M)至通往所述第二线性加速器的所述入口(O)以使所述电子聚束在其减速阶段中第一次穿过所述第一线性加速器的距离；OQ是电子聚束在其减速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第二线性加速器的所述入口(O)至通往所述第一线性加速器的所述入口(Q)以使所述电子聚束在其减速阶段中第二次穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器的距离。11.根据权利要求10所述的辐射源，其中所述清除间隙是以重复率R设置，且R或R*n(n是整数)大致等于每AC/c一次，其中c是所述电子聚束沿着所述电子聚束路径的平均速度。12.根据权利要求10或11所述的辐射源，所述辐射源被配置成操作使得八个或九个清除间隙同时存在于所述电子聚束路径上。13.根据权利要求10至12中任一项所述的辐射源，其中电子聚束沿着所述距离AC、CE、EG、GZ、ZK、KM、MO和OQ中的每个的行进时间大致相同，视情况相差小于+/-ΔL/4，其中ΔL是清除间隙持续时间。14.根据权利要求1至5中任一项所述的辐射源，其中所述多个线性加速器包括第一线性加速器和第二线性加速器，所述第一线性加速器和所述第二线性加速器被布置成使得在操作中每个电子聚束在加速阶段期间穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器中的每个至少两次且在减速阶段期间穿过所述第一线性加速器和所述第二线性加速器中的每个至少两次，且在所述电子聚束的所述路径中存在一点(Z)使得：所述距离AC、EG、ZK和MO大致相等；和所述距离CE、GZ、KM和OQ大致相等，其中：AC是电子聚束在其加速阶段中沿着所述电子聚束路径从通往所述第一线性加速器的所述入口(A)至通往所述第二线性加速器的所述入口(C)以使所述电子聚束在其加速阶段中第...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德雷·亚历山德罗维奇·尼基佩洛夫，T·J·克嫩，J·J·M·范海尔福尔特，W·J·恩格伦，G·J·H·布鲁斯阿德，G·G·波尔特，E·R·鲁普斯特拉，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL