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CN101517490B - 包括旋转污染物陷阱的设备 - Google Patents

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CN101517490B
CN101517490B CN2007800351237A CN200780035123A CN101517490B CN 101517490 B CN101517490 B CN 101517490B CN 2007800351237 A CN2007800351237 A CN 2007800351237A CN 200780035123 A CN200780035123 A CN 200780035123A CN 101517490 B CN101517490 B CN 101517490B
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Abstract

本发明提供一种污染物陷阱设备(10)，其配置在辐射束的路径(R)上以捕获从构造用于产生所述辐射束的辐射源(50)发射的污染物。污染物陷阱设备(10)包括：具有多个限定通道(ch)的通道形成元件(11)的转子(10)，所述通道形成元件配置成基本上平行于所述辐射束的传播方向，所述转子(10)包括可充电材料并且配置成由于所述辐射源(50)的运行而会被充电；和构造成相对于转子承载结构(30)可旋转地保持所述转子(10)的轴承(20)，其中所述设备构造成(i)控制所述转子(10)的放电(ED)或改变所述转子(10)的放电(ED)方向，或(ii)抑制所述转子(10)的放电(ED)，或(iii)包括(i)和(ii)两者。

Description

包括旋转污染物陷阱的设备
技术领域
本发明涉及一种包括可旋转污染物陷阱的设备。
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。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。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在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案成像到衬底(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，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
一种包括减少碎片系统的设备可以设置有可旋转结构(称为旋转污染物陷阱)以捕获从EUV(极紫外)辐射源发出的碎片。例如，源发射微米尺寸或更小的粒子，在光刻设备中这些粒子是下游不想要的，因为这些碎片严重地削弱或污染了设备的光学元件。
例如，旋转污染物陷阱可以设置有驱动机构以旋转所述陷阱，并且陷阱的板可以相对于陷阱的旋转轴线旋转对称。期望的是，以污染物颗粒能够被有效捕获的高速旋转所述陷阱，其中旋转污染物陷阱能够获得长的运行周期，而不需要很多维护。
发明内容
本发明的实施例包括具有改进的减少碎片系统的设备。
根据实施例，提供一种污染物陷阱设备，其配置在辐射束的路径上，以捕获从构造用于产生辐射束的辐射源发射的污染物，所述污染物陷阱设备包括：
转子，所述转子具有多个限定通道的通道形成元件，所述通道形成元件配置成基本上平行于辐射束传播方向，所述转子包括可充电材料并且被配置成由于辐射源的运行而会被充电；和
轴承，所述轴承构造成相对于转子承载结构可旋转地保持所述转子，
其中所述设备构造成(i)控制或改变所述转子的放电，或(ii)抑制所述转子的放电，或(iii)包括(i)和(ii)两者。
优选地，所述转子的放电可以通过导电连接件控制，所述导电连接件与所述转子的导电部分电接触并且与所述转子承载结构的导电部分、电荷排放装置或两者电接触。
根据实施例，所述电连接件包括滑动触点。
此外，所述轴承包括径向气体轴承结构，设置在转子轴和转子承载结构的一部分之间，其中所述转子轴包括电绝缘材料以防止在气体轴承结构处、所述转子和转子承载结构的轴承表面之间的电荷流动。
在实施例中，所述轴承包括径向气体轴承结构，设置在转子轴的第一部分和所述转子承载结构的一部分之间，其中所述气体轴承结构构造成供给气体或气体混合物到所述转子轴的第一部分和所述转子承载结构之间，并且其中在所述转子轴的不同的第二部分处或其附近(i)设置放电激励结构，或(ii)构造成提供放电激励气体或气体混合物，或(iii)(i)和(ii)两者，以在所述气体轴承结构外部的区域内通过转子轴激励放电，所述第二轴部分连接到所述转子并且能够与可充电转子材料交换电荷。
其次，根据另一实施例，优选地，所述第二轴部分基本上不被所述气体轴承结构围绕并且在所述转子和所述第一轴部分之间延伸。
此外，根据还一实施例，所述放电激励气体或气体混合物具有低于所述轴承气体或气体混合物的击穿电压。
可选地，所述放电激励结构包括导电电极，延伸到或到达所述第二轴部分的外部表面附近的位置，所述电极连接到电荷排放装置或电源。
在实施例中，所述轴承包括径向流体轴承结构，设置在转子轴的一部分和所述转子承载结构的一部分之间，其中所述流体轴承结构构造成供给导电流体或流体混合物，以在所述转子轴和所述转子承载结构之间提供导电路径。
根据实施例，所述轴承包括径向气体轴承结构，并且所述通道形成元件包括限定所述通道的板，所述板配置成基本上平行于所述辐射束的传播方向，其中转子轴的一部分伸入到所述气体轴承结构内。
还有，所述设备还包括辐射系统，所述辐射系统包括辐射源。
根据实施例，提供一种光刻设备，其包括：
污染物陷阱设备，配置在辐射束的路径上以捕获从构造用于产生辐射束的辐射源发射的污染物，所述污染物陷阱设备包括：
转子，所述转子具有多个限定通道的通道形成元件，所述通道形成元件配置成基本上平行于辐射束传播方向，所述转子包括可充电材料并且配置成由于辐射源的运行会被充电；和
轴承，所述轴承构造成相对于转子承载结构可旋转地保持所述转子，
其中所述污染物陷阱设备构造成(i)控制或改变所述转子的放电，或(ii)抑制所述转子的放电，或(iii)包括(i)和(ii)两者；衬底台，所述衬底台构造成保持衬底；和
投影系统，所述投影系统构造成将图案化的辐射束投影到所述衬底上。
本发明例如提供一种光刻设备，所述光刻设备包含或包括根据权利要求1-11中任何一项所述的设备。
附图说明
下面参照附加的示意性附图，仅以实例的方式对本发明的实施例进行描述，在附图中相应的附图标记表示相应的部分，在附图中：
图1示出光刻设备的实施例；
图2A示意地示出可旋转污染物陷阱的实施例的侧视图；
图2B示意地示出污染物陷阱的实施例的正视图；
图2C示意地示出了污染物陷阱的另一实施例的正视图；
图3示意地示出了图1中的实施例的一部分，其中更详细地显示了污染物陷阱的流体轴承；
图4类似图3并且示出本发明的实施例的一部分；
图5类似图3并且示出本发明的另一实施例的一部分；
图6类似图3并且示出本发明的另一实施例的一部分；
图7类似图3并且示出本发明的另一实施例的一部分；
图8详细示出了图7中的另一实施例；
图9类似图3并且示出本发明的另一实施例的一部分；
图10类似图3并且示出本发明的另一实施例的一部分；
图11类似图2B并且示出本发明的另一实施例的一部分。
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括许多光学部件，构造用于调节辐射束PB，以将图案在横截面上赋予所调节的辐射束以形成图案化的辐射束，并且将图案化的辐射束投影到衬底W上的目标部分。在图1中，所述设备包括：
照射系统(照射器)IL，其构造用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或其他类型的辐射)。
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)MA，并与构造并配置用于根据确定的参数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，并与构造并配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和
投影系统PS，其构造并配置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(例如包括一根或多根管芯)上。
照射系统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。
支撑结构以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备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。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构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)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”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。应当注意，赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上所需的图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置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液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻中是公知的，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，可以独立地倾斜每一个小反射镜，以便沿不同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。
应该将这里使用的术语“投影系统”广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的任何术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备可以是反射型的(例如，采用反射式掩模)。替代地，所述设备可以是透射型的(例如，采用透射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的支撑结构)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在将一个或更多个其它台(和/或支撑结构)用于曝光的同时，在一个或更多个台上(和/或支撑结构)执行预备步骤。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述照射器IL，以及如果需要时的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。在实施例中，辐射源SO是等离子极紫外(EUV)源，特别地是放电等离子源，例如锡(Sn)等离子极紫外(EUV)源。例如，在这种辐射源中，锡原子用低功率激光进行加热(例如用电)。EUV辐射源也可以是不同的辐射源，例如Li或Xe“激活或裂化(fueled)”等离子辐射源。在使用过程中，等离子电子、带电粒子和其他碎片颗粒也会从源SO逃逸出来，朝向收集装置K和照射器IL。收集装置K收集来自辐射源SO的辐射。收集装置K可以配置用于将所收集的辐射传输到照射系统IL。尤其是，收集装置K可以配置用于将来自辐射源的入射辐射聚焦到小的聚焦区域或聚焦点上。
带着期望地设置减少碎片系统10、110，用来捕获从源SO发射出来的颗粒。如图1所示，减少碎片系统可以设置有一个或多个可旋转污染物陷阱10(仅显示一个)，位于源SO附近。此外，还可以设置有一个或多个污染物陷阱110，例如位于可旋转陷阱10和辐射收集装置K之间的静止的污染物陷阱110。下面描述可旋转陷阱系统10的一个或多个实施例。
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可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。所述照射器可以用来调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀度和强度分布。
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形成图案。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束PB通过投影系统PS，所述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IF2(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PB的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器IF1用于将图案形成装置MA相对于所述辐射束PB的路径精确地定位。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是他们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)上。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述设备用于以下模式的至少一种：
1.在步进模式中，在将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上的同时，将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同的目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描移动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WT进行移动或扫描。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻中。
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2A-2C示出了可旋转污染物陷阱10、10’的实施例。例如每个陷阱10、10’可以是马达驱动的风扇。如图2A-2B中示出的，可旋转陷阱10包括转子10，转子10具有多个限定通道Ch的通道形成元件11，通道被配置成基本上平行于辐射传播方向(也就是，将从源SO发射过来的辐射束分散开)。更具体地，可旋转陷阱10允许从源SO的辐射发射区域LEP(见图3)发射的辐射朝向收集装置K或随后的污染物陷阱110传输。转子10设置有轴15，轴提供旋转轴线Q，转子10能够围绕旋转轴线Q旋转。在本实施例中，轴15由转子承载结构的合适的轴承20可转动地保持，下面将更详细地说明。辐射的传输在图3中用箭头R示意地示出。期望地，转子10的旋转轴线Q的虚延长线与源SO的辐射发射区域/辐射发射点(例如，等离子体放电点)LEP重合。旋转所述转子的驱动机构，例如马达，没有具体地示出；本领域技术人员应该认识到，驱动马达可以以多种方式构造并且以不同的方式连接到所述转子。
可以以不同方式构造通道形成元件11，并且期望设置成板(例如箔片)11，如图2B、2C所示(因而形成所谓的箔片陷阱)。板11可以以不同方式配置。例如，图2B示出了污染物陷阱10的第一实施例，包括多个限定辐射传输通道Ch的板11。板11可以基本上是本身并不包括孔的实心板11。在使用过程中，通道Ch可以配置成基本上平行于辐射束传播方向。此外，这些板11基本上相对于转子10的旋转轴线Q径向地或放射地取向，并且是围绕旋转轴线Q均匀地、规则地分布。图2C示出可替换的实施例，其中这些板11不是从旋转轴线Q或轴15径向地或放射地延伸。
板11可以围绕陷阱10的中心轴线规则地并对称地分布，使得通道Ch具有基本上相同的体积。板11可以通过外部板连接器18例如在径向外侧处彼此连接，如图2C所示。板11可以在径向内侧直接地彼此连接和/或例如直接地连接到轴15。可旋转污染物陷阱10可以包括不同数量的通道Ch和各自的板11，例如相对大数目的相对窄的或类似狭缝的通道，例如至少大约100个通道，或至少大约180个通道，或仅只是小数目的通道Ch(如图2C)。
还有，转子10包括可充电材料并且总体结构可使得转子10由于辐射源SO的运行而被充电(见下面)。例如，板11和轴15基本上由导电材料形成，例如一个或多个金属或合金，例如铝、钢或其他材料。在实施例中，轴包括耐用材料，例如耐用的导电钢，或其他材料。在另一实施例中，转子轴包括耐用绝缘材料或由耐用绝缘材料组成，例如陶瓷绝缘材料，碳化硅(SiC)或其他绝缘材料(见下面图6)。
而且，转子结构可使得通道形成元件11和转子轴15例如通过合适的焊接接点或以不同的方式彼此直接地或间接地电连接。
如下面图2A和图3所示，提供轴承20，其构造成在转子承载结构30的轴容纳孔内可转动地保持轴15。轴承在图3中更详细地显示。在图中仅示意地示出了轴承20和转子承载结构30两者，并且它们能够具有多种结构。转子承载结构30包括或至少部分地由一个或多个相对坚固、耐用的导电材料形成。
例如，转子轴轴承20可以包括径向流体轴承，例如径向气体轴承。正如在现有技术中已知的，本领域技术人员应该知道径向流体轴承。下面，轴承将主要被称为“气体轴承”，然而，这不能理解为排除使用流体轴承。
例如，在本实施例中，气体轴承20可构造成提供围绕轴15的一部分的气体圆柱层或气体混合物圆柱层(或在流体轴承的情况中是流体或流体混合物)，以保持轴15与转子承载结构30的内部圆柱表面间隔分开(后面提到的内部表面也可以称为“承载结构的气体轴承表面”，并且相对的轴表面可以被称为“转子轴的气体轴承表面”，这两个表面包围了用于气体轴承的空间)。此外，轴承20也可以包括轴向气体轴承20a，其位于轴15的自由端和转子承载结构30的相对的内部表面之间。气体轴承20可以防止轴15和转子承载结构30之间的直接接触，以在两者之间提供低的摩擦力，使得轴15(和污染物陷阱转子10)可以有效地相对于承载结构30以高速(例如，超过10000转/分钟的速度)转动。气体轴承20可以是良好的热导体。由于气体轴承20内部的高压和相对薄的气体厚度，热传导率可能是良好的。用在气体轴承20中的气体也可能被加热并因此用来将热传递远离箔片陷阱。这就使得我们能够吸收大量的能量到箔片陷阱上，而没有轴15发生膨胀的风险，因而没有轴的磨损，并且不会引入使用寿命的问题。实验显示，通过轴15(例如具有滚珠轴承)的热隔离，轴15的温度将会升高超过600℃，而在具有气体轴承并且热负载类似的情况下，轴15的温度升高到接近100℃。
例如，气体轴承20、20A包括一个或多个气体入口21，以将气体提供到轴15和转子承载结构30之间的空间中(各个气流用箭头GB表示)。例如，入口21包括围绕承载结构30的轴容纳孔延伸的凹槽。此外，转子承载结构30包括一个或多个排气口22以去除轴15和转子承载结构30之间的空间中的气体(各个气流用箭头表示)。排气口22也包括围绕承载结构30的轴容纳室延伸的凹槽。轴承20也可以以多种其他方式配置并构造，正如本领域技术人员认识到的。
在使用过程中，通过入口21朝向气体轴承20和通过排气口22排出气体轴承20的气流GB之间的比值可以进行调整或控制，以在轴15和承载结构30之间保持所需的气体厚度，如本领域技术人员所知的。作为非限定的示例，在气体轴承20内的气压在运行过程中可以在大约0.1-5巴范围内。在实施例中，用在气体轴承20中的气体是氮气(N2)。
在源SO的运行过程中，当源SO发射辐射，带电碎片颗粒(包括，例如电子和/或离子)也会由源SO发射出来。转子板11能够捕获从源SO发射的碎片，包括带电颗粒，导致转子板11和轴15的充电。在非限定的示例中，污染物陷阱转子10和它的轴15相对地可以被充电超过600伏特，甚至几千伏特电荷。这种转子轴充电可能导致不可控制的穿过气体轴承20的在导电轴15和承载结构30的导电轴承表面之间的气体空间的突然放电ED(见图3)，这种放电ED会损坏气体轴承表面，并因此妨碍污染物陷阱10的运行。
根据实施例，所述设备构造成实现转子10的放电ED的控制或改变方向(redirect)，或抑制转子10的放电，或者两者。换句话说，例如，所述设备可以构造成控制转子10的电荷。因而，可以防止不可控制的放电ED，使得能够获得具有高可靠性的高速可旋转污染物陷阱10。在整个本申请中，转子轴放电ED涉及电子从轴15流动以补偿带负电的轴15，或反之亦然，流向轴15的电子流补偿正电荷的累积。
图3-11显示了本发明的另外的多个实施例。如果需要并且合适的话，一个或多个这些实施例的一个或多个方面可以与一个或多个其他实施例的一个或多个方面结合或替换。
在图4的实施例中，转子放电通过使用放电激励器结构23进行控制或改变方向。尤其地，激励器23构造成在气体轴承20的外部区域内通过轴15激励放电ED。特别地，在本实施例中，放电激励器23配置成在位于转子10附近的区域内发生利用轴15的基本上所有或大部分的放电ED，在该区域气体轴承20基本上不存在。
例如，第一轴部分15A保持在气体轴承20内，并且一体的第二轴部分15B从气体轴承伸出，连接到主体转子部分10并且能够与转子10的可充电的转子材料交换电荷。然后，如所需地，所述结构使得特定转子充电的补偿(由于辐射源的运行)全部或几乎全部通过第二轴部分15B或其他转子部分而不是通过第二轴部分15A和气体轴承20来发生。
例如，在图4的实施例中，放电激励器包括气体供给结构23，用来朝向轴15的第二轴部分15B供给放电激励气体或气体混合物GD，使得第二轴部分15B的至少一部分被放电激励气体或气体混合物GD包围，或与放电激励气体或气体混合物GD接触。然后，在实施例中，放电激励气体或气体混合物GD可以是这种类型：其具有相对低的击穿电压，例如比运行过程中用在气体轴承20中的轴承气体或气体混合物GB的击穿电压低。所提到的击穿电压依赖于气体类型、气压和击穿长度，并且对于不同的气体/气体混合物由帕邢曲线(遵循帕邢定则)来确定，或通过实验或计算来确定。因此，在本实施例中，在使用过程中，在轴15和承载结构30之间的区域内的放电激励气体/气体混合物GD的压力和该区域的径向宽度与气体/气体混合物GD结合，可使得基本上所有或几乎全部转子轴放电将会经历该放电激励气体/气体混合物GD，特别地与轴承气体/气体混合物GB的压力、气体轴承的径向宽度并结合轴承气体/气体混合物GB相关。
这样，因为由于使用了所描述的放电激励气体或气体混合物GD而非常有可能在第二轴部分15B处发生电击穿ED(或穿透)，因此，可以防止通过第一轴部分15A的放电。因此，例如，通过在轴15和(例如)承载结构30的一部分之间的所述放电激励气体/气体混合物GD引导放电ED，使得能够防止损坏轴承部分20。
作为非限定的示例，在用于气体轴承中的气体是氮气的情况中，放电激励气体可以是氩气。本领域技术人员应该认识到，不同的气体/气体混合物适于提供第二转子轴部分15B处的放电激励，例如使用并比较对应气体/气体混合物的、与轴/轴承结构相关的公知帕邢曲线。
在还一实施例中，气体供给23可以包括围绕第二轴部分15B的承载结构30中的圆柱形凹槽，用以容纳放电激励气体/气体混合物GD。而且，在实施例中，在气体供给23的下游部分内或附近可以设置有电极26，以进一步穿过放电激励气体/气体混合物GD激励放电。为此，电极26可以连接到电源以提供合适的电压到电极，以便通过电极26改变转子轴放电的方向。因而，放电激励结构可以包括电极26，例如环形电极，其延伸至或到达第二轴部分15B的外部表面附近的位置，电极希望连接到电源，或合适的电荷排放装置(例如，地)。例如，可以在轴15和电极26之间实现很好受控的辉光放电，因而可以防止轴15和气体轴承20的损坏。例如，可以形成连续的导电路径，它甚至能够在发生不可控制的放电前将电荷从轴15引导到地，因而防止材料的输运，因而延长了气体轴承表面的寿命。电极26可以具有多种结构和形状。例如，电极26包括场加强尖锐边缘或尖锐端点，以加强放电ED朝向电极的方向改变。
图5示出了另一实施例，其类似于图4的实施例，但是不包括构造成供给放电激励气体的气体供给结构。在图5的实施例中，提供导电电极26’，其延伸或伸出到第二轴部分15B的外部表面附近的位置处，电极连接到电源27。电极26’位于不形成轴承20的一部分的区域中，例如位于承载结构30的转子轴孔的局部加宽部分处。电极26’可以通过电源27充电到所需的高电压(例如在使用过程中轴15被期望是被充以负电荷的情况下的高正电压)，以改变轴放电而远离气体轴承20。
图6示出了另一实施例。在这种情况中，转子10与转子承载结构30电绝缘，使得转子不能通过气体轴承20放电。例如，出于这个目的，转子轴15’可以由电绝缘材料形成，例如电绝缘陶瓷材料。此外，或可替换地，出于这个目的，围绕气体轴承20的承载结构的一个或多个部分30A可以由电绝缘材料形成，例如电绝缘陶瓷材料。在图6中，电绝缘材料15’、30A作为阴影部分被显示。
图7和8示出了另一实施例。在这种情况中，仅一部分转子轴15包括电绝缘材料以防止电荷通过气体轴承的气体空隙在转子10和转子承载结构30的气体轴承表面之间流动。例如，轴15包括轴部分15C，轴部分15C基本上位于气体轴承20的外部，其中轴部分由电绝缘材料形成。图8详细地示出了轴15，其中第一轴部分115A和第二轴部分115B是彼此间隔分开的，并且通过电绝缘连接部分115C彼此整体地连接。连接部分115C由一种或多种绝缘材料形成并且确保在所述设备运行过程中没有或有很小的电流流过两个轴部分115A、115B之间。例如，合适的材料包括氧化物、氧化铝、碳化硅、陶瓷材料、这些材料的结合以及本领域技术人员认识到的其他材料。
图9示出了另一实施例。在这种情况中，转子10的放电(特别是轴15)通过一个或多个导电连接件29控制，所述导电连接件29一方面与轴15的导电外部表面电接触，另一方面与转子承载结构的导电部分、电荷排放装置或两者电接触。例如，电荷排放装置包括地，或另一合适的电荷接收/收集结构。
在图9的实施例中，多个滑动触点29桥接气体轴承20的气体空隙，以提供所述的导电连接件。在实施例中，滑动触点29连接到转子承载结构30并与轴15的外部表面滑动接触，以提供用于轴15和承载结构30之间的电荷交换的路径。可替换地或附加地，出于相同的目的，滑动触点可以一体地连接到轴15并且与转子承载结构30的一部分滑动接触。在实施例中，滑动触点包括导电细丝或金属丝，例如由合适的金属或合适的合金形成。
图10示出一实施例，其中利用电源27’给转子承载结构30充电到合适的放电-抵消电压，而基本上防止或减小轴的放电(在图10中，气体轴承入口和排气口看起来是将转子承载结构分成分开的部分，然而在实际应用中，并不是这种情况，使得电源27’能够给转子承载结构30的至少全部气体轴承表面充电)。例如，在期望将轴15充电到某一正电压(例如充电到电压V1＝+500V)的情况中，转子承载结构30也可以被充电到正电压(例如充电到电压V2＝+400V)以抵消任何通过气体轴承20的气体空隙的轴15的突然放电。这里，转子承载结构30可以仅仅充电到电压V2，这种电压V2和转子轴的期望电压V1之间的差值保持低于气体轴承20的特定击穿电压。在实施例中，电源27’的运行可以与辐射源SO的运行相关，例如通过合适的控制器，以仅在辐射源SO激活的情况下或依赖于辐射源SO的激活而给转子承载结构30充电。
在没有在图9中具体示出的实施例中，轴承20是径向流体轴承，构造成提供气体到轴15的一部分和转子承载结构30的一部分之间的空隙(如图2和3)。然后，如果流体轴承构造成提供导电流体或流体混合物以在转子轴和转子承载结构之间提供导电路径，以逐步地使其间的任何电压差变小，也是有利的。例如，由流体轴承20提供的流体可以至少部分地包括或由离子或离子化的轴承气体组成。在这种方式中，在轴15和转子承载结构30之间会产生辉光放电，而不是瞬间放电，其中这样的整个流体轴承20可以提供放电路径，从而以受控制的方式对转子10放电。
在实施例中，流体轴承20可以是液体轴承，构造成提供良好的导电流体(在室温下)，例如液体金属或液体合金，例如锡，或包括锡、铝和镓中的一种或多种的合金(例如以下合金中的一种：镓-铟和锡-镓-铟)。在这种情况中，轴15的受控制的放电可以仅在轴承20的液体中逐渐发展，而不会导致损坏轴15的轴承表面和环绕结构30。
反之亦然，流体轴承20可以选择成在轴15和承载结构30之间形成非常好的电绝缘，以基本上防止或减小在所述设备运行过程中穿过轴承20的任何放电。
本发明的实施例相对容易实施并且成本低。此外，在一个或多个实施例中，没有机械接触高速转子10和其轴15，在这种情况中不存在额外的磨损，也不需要额外的马达动力。在轴15上的电荷堆积可能非常迅速(＜100ns)，并且由于集肤效应，可以预期电流受迫而主要在轴15的外部表面处流动。考虑这种效应，上述实施例恰恰可以从电子受迫流动的位置处(即，从外部轴表面)取出这些电子。
本发明的一个或多个实施例包括例如用刷环实现与轴15的电接触。额外地或可替换地，总体机械结构(包括转子10和转子承载结构30)可以与其环境电绝缘，以抑制不可控制的转子轴放电，其中可以依赖于轴15和壳体30之间的良好的电容连接件来减小电压差值。在实施例中，通道形成元件11可以与其轴15电绝缘(类似于图6-8中示出的实施例)。
在另一实施例中，提供导电轴承20，其构造成相对于转子承载结构30可转动地保持(也就是承载、导向或支撑)转子10或轴15。例如，导电轴承20可以是上述的径向气体轴承20，利用导电气体或气体混合物。在实施例中，轴承20可以是导电滚珠轴承，特别地，是导电径向滚珠轴承。在后一种情况中，例如，滚珠轴承的一个或多个滚珠由导电材料形成。此外，滚珠轴承的实施例可以与上述和图中示出的一个或多个实施例结合。
图11示出了另一实施例。在这种情况中，提供转子放电激励器40，如图中那样转子放电激励器40在转子10的一部分附近或与转子10的该部分电接触。例如，转子放电激励器40包括电极或滑动触点40，配置成通过外部转子部分18对转子放电(电极或滑动触点可以是例如与通道形成元件11彼此相互连接的圆形外部转子部分)。转子放电激励器40可以与外部转子部分18直接电接触，或位于离转子一个合适的短的距离的位置处，以在运行过程中接收来自转子10的电荷。此外，转子放电激励器40可以电连接至地、电荷排放装置或电源，以将电荷从转子10导走。再次，在电极40作为放电激励器的情况中，电极40包括场加强尖锐边缘或尖锐端部，以加强放电ED朝向电极的方向改变。
一个或多个上述实施例提供不同的有益效果。例如，可旋转污染物陷阱的一个或多个实施例可以实现长的运行周期和/或可以提供对从辐射源发射的碎片的有效捕获，而不需要更多的维护。
具有可旋转污染物陷阱的本设备结构涉及光刻设备，但并不特定限制于此，因为本发明的一个或多个实施例也可以应用到光刻领域以外。
虽然本文以参考的方式将光刻设备应用于制造ICs，应该理解到这里所述的光刻设备和/或收集装置可以有其他应用，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(LCDs)、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，可以将所述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。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约248、193、157或126nm的波长)和深紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)以及粒子束，例如离子束或电子束。特别地，辐射是能够在低压环境(真空)中产生等离子体的类型。
这里使用的术语“透镜”可以认为是一个或多种类型的光学元件的组合体，包括折射型、反射型、磁学型、电磁型和静电型光学部件。
上面描述的内容是例证性的，而不是限定的。因而，应该认识到，本领域的技术人员在不脱离所附的本发明的权利要求的范围的情况下，可以对上述本发明进行更改。

Claims (12)

1.一种污染物陷阱设备，其配置在辐射束的路径上以捕获从构造成产生所述辐射束的辐射源发射的污染物，所述污染物陷阱设备包括：
转子，所述转子具有多个限定通道的通道形成元件，所述通道形成元件配置成基本上平行于所述辐射束的传播方向，所述转子包括可充电材料并且配置成由于所述辐射源的运行而会被充电；和
轴承，所述轴承构造成相对于转子承载结构可旋转地保持所述转子，
其中所述设备构造成(i)控制所述转子的放电或改变所述转子的放电方向，或(ii)抑制所述转子的放电，或(iii)包括(i)和(ii)两者。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述转子的放电能够通过导电连接件控制，所述导电连接件与所述转子的导电部分电接触并且与所述转子承载结构的导电部分、电荷排放装置或两者电接触。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述导电连接件包括滑动触点。
4.如前面权利要求中任何一项所述的设备，其中所述转子设置有转子轴，所述轴承包括设置在转子轴和转子承载结构的一部分之间的径向气体轴承结构，其中所述转子轴包括电绝缘材料以防止在气体轴承结构处且在所述转子和转子承载结构的轴承表面之间的电荷流动。
5.如权利要求1-3中任何一项所述的设备，其中所述转子设置有转子轴，所述轴承包括设置在转子轴的第一部分和所述转子承载结构的一部分之间的径向气体轴承结构，其中所述气体轴承结构构造成将气体或气体混合物供给到所述转子轴的第一部分和所述转子承载结构之间，并且其中在所述转子轴的不同的第二部分处或附近(i)设置放电激励结构，或(ii)提供放电激励气体或气体混合物，或(iii)包括(i)和(ii)两者，以在位于所述气体轴承结构外部的区域内通过转子轴激励放电，所述转子轴的第二部分连接到所述转子并且能够与可充电转子材料交换电荷。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述转子轴的第二部分基本上不被所述气体轴承结构围绕并且在所述转子和所述转子轴的第一部分之间延伸。
7.如权利要求5所述的设备，其中所述放电激励气体或气体混合物具有低于由所述气体轴承结构供给的所述气体或气体混合物的击穿电压的击穿电压。
8.如权利要求5所述的设备，其中所述放电激励结构包括导电电极，所述电极延伸到或伸出到所述转子轴的第二部分的外部表面附近的位置并连接到电荷排放装置或电源。
9.如权利要求1-3中任何一项所述的设备，其中所述转子设置有转子轴，所述轴承包括设置在转子轴的一部分和所述转子承载结构的一部分之间的径向流体轴承结构，其中所述流体轴承结构构造成供给导电流体或流体混合物，以在所述转子轴和所述转子承载结构之间提供导电路径。
10.如权利要求1-3中任何一项所述的设备，其中所述转子设置有转子轴，所述轴承包括径向气体轴承结构，并且所述通道形成元件包括限定所述通道的板，所述板配置成基本上平行于所述辐射束的传播方向，其中转子轴的一部分伸入到所述气体轴承结构内。
11.如权利要求1-3中任何一项所述的设备，还包括辐射系统，所述辐射系统包括辐射源。
12.一种光刻设备，其包括根据前面权利要求中任何一项所述的污染物陷阱设备。
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