(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-25
(54)【発明の名称】液体窒素のための自己整列式真空フィードスルー
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20230518BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022559863
(86)(22)【出願日】2021-04-07
(85)【翻訳文提出日】2022-11-18
(86)【国際出願番号】 US2021026117
(87)【国際公開番号】W WO2021207316
(87)【国際公開日】2021-10-14
(31)【優先権主張番号】63/006,690
(32)【優先日】2020-04-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/041,124
(32)【優先日】2020-06-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/220,719
(32)【優先日】2021-04-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500049141
【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シーリンガー シャーマン
(72)【発明者】
【氏名】ウィルソン ロウレン
【テーマコード（参考）】
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H197CA10
2H197GA01
2H197GA05
2H197GA24
(57)【要約】
光源が、回転可能なドラムと、回転可能なドラムに結合されて回転可能なドラムの内部から窒素ガスを排気する排気管と、回転可能なドラムの内部に液体窒素を提供する、排気管内に位置した供給管と、排気管の少なくとも一部分を囲むケーシングと、を含む。光源はまた、排気管が回転可能なドラムと共に回転することを可能にする、排気管とケーシングとの間の回転式空気軸受を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源であって、回転可能なドラムと、
前記回転可能なドラムの内部から窒素ガスを排気する、前記回転可能なドラムに結合された排気管と、
前記回転可能なドラムの前記内部に液体窒素を提供する、前記排気管内に位置した供給管と、
前記排気管の少なくとも一部分を囲むケーシングと、
前記排気管が前記回転可能なドラムと共に回転することを可能にする、前記排気管と前記ケーシングとの間の回転式空気軸受と、
を備える光源。
【請求項2】
前記回転可能なドラムを回転させるモータを更に備え、前記モータは、前記排気管から独立して前記回転可能なドラムに結合されている、請求項１に記載の光源。
【請求項3】
前記排気管及び前記供給管は、鉛直方向に延在し、前記回転可能なドラムは、鉛直方向に並進可能であり、
前記回転式空気軸受は、前記排気管が前記回転可能なドラムと共に鉛直方向に並進することを可能にする、
請求項１に記載の光源。
【請求項4】
前記回転可能なドラムを回転させる、前記排気管から独立して前記回転可能なドラムに結合された第１モータと、前記回転可能なドラムを鉛直方向に並進させる、前記排気管から独立して前記回転可能なドラムに結合された第２モータと、
を更に備える、請求項３に記載の光源。
【請求項5】
前記第２モータは、前記回転可能なドラムの下方に位置し、前記排気管及び前記供給管は、前記回転可能なドラムの上方に延在する、
請求項４に記載の光源。
【請求項6】
前記ケーシングを水平にするフランジと、前記フランジに対する前記ケーシング及び前記排気管の水平方向の並進に対応する、前記ケーシングと前記フランジとの間のリニア空気軸受と、
を更に備える、請求項３に記載の光源。
【請求項7】
前記フランジに接続された第１端部と、前記ケーシングに接続された第２端部と、を有するベローズを更に備える、請求項６に記載の光源。
【請求項8】
前記ケーシング及び前記排気管の傾斜に対応する、前記ケーシングに結合されたジンバルを更に備える、請求項３に記載の光源。
【請求項9】
前記ジンバルは、前記ケーシング及び前記排気管の水平方向の並進に対応するブッシングを備える、請求項８に記載の光源。
【請求項10】
前記排気管は、断熱材を含む、請求項１に記載の光源。
【請求項11】
前記断熱材は、チタンを含む、請求項１０に記載の光源。
【請求項12】
前記断熱材は、前記排気管の第１層と前記排気管の第２層との間に真空間隙を含む、請求項１０に記載の光源。
【請求項13】
前記排気管から前記窒素ガスを受け取るチャンバであって、前記排気管が、前記チャンバ内で終端し、前記チャンバが、前記窒素ガスを排気する出力口を有する、チャンバと、前記ケーシングを前記チャンバから熱的に隔離する、前記チャンバと前記ケーシングとの間のヒータブロックと、
を更に備える、請求項１０に記載の光源。
【請求項14】
前記排気管を前記回転可能なドラムに結合するナットを更に備える、請求項１に記載の光源。
【請求項15】
光源を動作させる方法であって、ドラムを回転させるステップと、
供給管を通して前記ドラムの内部に液体窒素を提供するステップと、
前記ドラムの前記内部から、前記ドラムに接合された排気管を通して窒素ガスを排気するステップであって、前記供給管は、前記排気管内に位置する、ステップと、
前記排気管と、前記排気管の少なくとも一部分を囲むケーシングとの間の回転式空気軸受を使用して、前記排気管が前記ドラムと共に回転することを可能にするステップと、
を含む、方法。
【請求項16】
前記排気管及び前記供給管は、鉛直方向に延在し、前記方法は、前記ドラムを回転させながら、前記ドラムを鉛直方向に並進させるステップと、
前記回転式空気軸受を使用して、前記排気管が前記ドラムと共に鉛直方向に並進することを可能にするステップと、
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記ケーシングとフランジとの間のリニア空気軸受を使用して、前記フランジに対する前記ケーシング及び前記排気管の水平方向の並進に対応するステップを更に含み、前記フランジは、前記ケーシングを水平にする、
請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記ケーシングに結合されたジンバルを使用して、前記ケーシング及び前記排気管の傾斜に対応するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記ジンバルは、ブッシングを備え、前記方法は、前記ブッシングを使用して、前記ケーシング及び前記排気管の水平方向の並進に対応するステップを更に含む、請求項１８に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、極端紫外（ＥＵＶ）光源のような光源における液体窒素のための真空フィードスルーに関する。
【背景技術】
【0002】
関連出願の相互参照
本願は、２０２０年４月７日に出願された米国仮特許出願第６３／００６，６９０号及び２０２０年６月１９日に出願された同第６３／０４１，１２４号の優先権を主張し、両出願内容は全ての目的のために全体として参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２０年４月７日に出願された米国仮特許出願第６３／００６，６９０号及び２０２０年６月１９日に出願された同第６３／０４１，１２４号の優先権を主張し、両出願内容は全ての目的のために全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【0003】
ＥＵＶ光源は、固体キセノンで被覆された外面を有する回転ドラムを含んでもよい。ＥＵＶ光を放出するプラズマが、外面上のキセノンにレーザを当てることによって形成される。液体窒素がドラムの内部に供給されて、外面を低温に維持する。窒素ガスが、ドラムの内部から排気される。従来、窒素供給管及び排気管は、ドラムを回転させるシャフトの中央を通って走っている。このような配列は、可能なドラム構成を制限する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４－０３７３２４号公報
【特許文献2】米国特許出願公開第２０１９／００７５６４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従って、窒素供給管及び排気管が、ドラムの内部でドラムの動作から分離されているドラム構成が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
いくつかの実施形態では、光源が、回転可能なドラムと、回転可能なドラムに結合されて回転可能なドラムの内部から窒素ガスを排気する排気管と、排気管内に位置して回転可能なドラムの内部に液体窒素を提供する供給管と、排気管の少なくとも一部分を囲むケーシングと、を含む。光源はまた、排気管とケーシングとの間に回転式空気軸受を含むことにより、排気管が回転可能なドラムと共に回転することを可能にする。
【0007】
いくつかの実施形態では、光源を動作させる方法は、ドラムを回転させ、供給管を通してドラムの内部に液体窒素を提供し、ドラムの内部からドラムに結合された排気管を通して窒素ガスを排気することを含む。供給管は、排気管内に位置している。方法はまた、排気管と、排気管の少なくとも一部分を囲むケーシングとの間に回転式空気軸受を使用して、排気管がドラムと共に回転することを可能にすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【0008】
様々な記述された実装例についてよりよく理解するためには、次の図面と共に以下の詳細な説明を参照すべきである。
【図1】いくつかの実施形態に従うＥＵＶ光源についての断面側面図である。
【図4A】いくつかの実施形態に従う、ジンバルを有するフィードスルーアセンブリについての斜視図である。
【図5】いくつかの実施形態に従う、光源を動作させる方法についてのフローチャートである。
【0009】
同様の参照番号は、図面及び明細書の全体を通して対応する部分を指す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
ここで、様々な実施形態に詳細に参照がなされ、それらについての例が添付図面に示されている。以下の詳細な記述において、多数の具体的な詳細が示されて、様々な記述された実施形態についての完全な理解を提供する。しかしながら、様々な記述された実施形態がこれらの具体的な詳細によらずに実施されてもよいことが、当業者には明らかであろう。別の例では、周知の方法、手順、構成要素、回路、及びネットワークが詳細に記述されないことにより、実施形態の態様を不必要に不明瞭にしない。
【0011】
図１は、いくつかの実施形態に従う極端紫外（ＥＵＶ）光源１００についての断面側面図である。ＥＵＶ光源１００は、真空チャンバ１０２（例えば、ビレットアルミニウムチャンバ）を含む。真空ポンプ１１０（例えば、ターボポンプ）が、真空チャンバ１０２内に真空を提供する。レーザビーム１０３が、レーザ対物レンズ１０４及び付随するペリクルを通して真空チャンバ１０２内に導入される。レーザ対物レンズ１０４は、固体キセノンで被覆されたドラム１１８の外面にレーザビーム１０３を集束させる。レーザビーム１０３がドラム１１８の外面のキセノンに衝突すると、それはＥＵＶ光１０５を放出するプラズマをスパークさせる。ミラー１０６が、ＥＵＶ光１０５の一部分を収集し、収集されたＥＵＶ光１０５を真空チャンバ１０２内の窓１０８を通して誘導する。ドラム１１８は、回転させられ、また鉛直方向に並進させられて、その外面上の異なる領域がレーザビーム１０３に露出されることを可能にする。ドラム１１８が回転及び並進するとき、その外面上にキセノンが噴霧されることにより、キセノン被覆を維持してもよい。
【0012】
フィードスルーアセンブリ１１２が、ドラム１１８の内部に液体窒素を提供して、ドラム１１８の表面を低温に維持し、それでキセノン被覆を維持する。液体窒素は、ＥＵＶ光源１００の動作中に沸騰して蒸発する。フィードスルーアセンブリ１１２はまた、結果として生じる窒素ガスをドラム１１８から排気する。いくつかの実施形態に従う、フィードスルーアセンブリ１１２は、図２により詳細に示されている（以下に説明される）。
【0013】
ドラム１１８は、フィードスルーアセンブリ１１２に結合されているドラムアセンブリ１１４内に収容されている。ドラムアセンブリ１１４はまた、ドラム１１８を回転させる回転モータ１１６を含む。回転モータ１１６は、フィードスルーアセンブリ１１２から独立してドラム１１８に結合されている。ドラムアセンブリ１１４は、水冷流入口１２６から水を受け取る水冷式ドラムカバーを有する。ドラムアセンブリ１１４の下方に、従ってドラム１１８の下方に、ドラム１１８を鉛直方向に線形的に並進させる（すなわち、ドラムを上下に移動させる）並進モータ１２０がある。並進モータ１２０はまた、フィードスルーアセンブリ１１２から独立してドラム１１８に結合されている。対応する線形ステージ作動装置１２４が、並進モータ１２０を作動させる。ドラムアセンブリ１１４の下方に、重量補償ベローズ１２２がまた位置している。
【0014】
図２は、いくつかの実施形態に従うＥＵＶ光源１００（図１）のフィードスルーアセンブリ１１２についての断面側面図である。供給管２０２が、ドラム１１８（図１）内へと延在して、ドラム１１８の内部に液体窒素を提供する。排気管２０４が、ドラム１１８の内部から窒素ガスを排気する。供給管は、排気管２０４内に（例えば、その中央に）（例えば、供給管２０２と排気管２０４とが同軸となるように）位置している。排気管２０４は、ドラム１１８に機械的に結合されている。例えば、ナット２０６は、ドラム１１８に排気管２０４を（例えば、図３に示すように）結合する。ナット２０６は、排気管２０４及びドラム１１８と共に回転する。その代替として、別の適切な結合機構が用いられて、ドラム１１８に排気管２０４を結合させてもよい。
【0015】
ケーシング２１４（例えば、ステンレス鋼製ケーシング）が、排気管２０４の少なくとも一部分を囲んでいる。回転式空気軸受２１２が、ケーシング２１４と排気管２１４との間に位置することにより、排気管２０４がドラム１１８と共に回転することを可能にする、すなわち、排気管２０４はドラム１１８と共に回転し、一方、ケーシング２１４は回転しない。回転式空気軸受２１２は、排気管２０４とケーシング２１４との間の狭い間隙内に加圧されたガス（例えば、実質的に微粒子を含まない空気）の薄膜を含む。加圧されたガスのこの薄膜は、排気管２０４とケーシング２１４との間の実質的に摩擦のない界面として作用する。ドラム１１８を回転させる回転モータ１１６（図１）は、排気管２０４から独立してドラム１１８に結合されている。回転モータ１１６が、それでドラム１１８を回転させ、ドラム１１８の回転が、排気管２０４を回転させる。いくつかの実施形態では、供給管２０２は、固定されて、排気管２０４及びドラム１１８と共には回転しない。
【0016】
図２に示すように、供給管２０２及び排気管２０４は、ドラム１１８の上方で鉛直方向に延在している。回転式空気軸受２１２は、排気管２０４がドラム１１８と共に鉛直方向に並進することを可能にする、すなわち、排気管２０４はドラム１１８と共に鉛直方向に並進し、一方、ケーシング２１４は鉛直方向に並進しない。ドラム１１８を鉛直方向に並進させる並進モータ１２０（図１）は、排気管２０４から独立してドラム１１８に結合されている。並進モータ１２０は、それで、ドラム１１８を鉛直方向に並進させ、そしてドラム１１８の鉛直方向の並進が、排気管２０４に鉛直方向に並進させる。いくつかの実施形態では、供給管２０２は、固定されており、排気管２０４及びドラム１１８と共に鉛直方向に並進しない。
【0017】
排気管２０４は、外側層２０８の下に断熱材２１０を有する。例えば、断熱材２１０は、チタン溶接されている。断熱材２１０は、外側層２０８及び回転式空気軸受２１２を排気管２０４の内部の低温から絶縁するが、その理由は、低温が回転式空気軸受２１２を誤動作させる可能性があるからである。断熱材２１０は、排気管２０４内に低温窒素ガスがあるにもかかわらず、ケーシング２１４が室温に又は室温付近にあることを可能にし得る。別の例では、排気管２０４の内側層と外側層との間の真空間隙（例えば、真空間隙４０６、図４Ｂ～４Ｃ）は、断熱を提供する。
【0018】
排気管２０４は、ドラム１１８から出力口２２８を有するチャンバ２２６まで延在している。排気管２０４は、チャンバ２２６内で終端する。チャンバ２２６は、排気管２０４から窒素ガスを受け取り、出力口２２８を通して窒素ガスを排気する。ヒータブロック２２４は、チャンバ２２６とケーシング２１４との間に位置して、窒素ガスのために低温であるチャンバ２２６からケーシング２１４を熱的に隔離する。例えば、ヒータブロック２２４は、ケーシング２１４が室温に又は室温付近にあることを可能にする。
【0019】
ポンプリング２２２は、空気軸受２１２から空気をポンプで排気することにより、空気が真空チャンバ１０２（図１）に入るのを防止する。アルゴンパージリング２２０は、ポンプリング２２２によってほとんどがポンプで排気されるアルゴンガスを注入する。アルゴンパージリング２２０からのアルゴンガスは、空気ベアリング２１２からの空気が真空チャンバ１０２に入らないことを確実にするのに役立つ。少量のアルゴンガスが、真空チャンバに入ることがあるけれども、ＥＵＶ光源１００の機能に及ぼす影響は最小である。
【0020】
いくつかの実施形態では、フランジ２１８が使用されて、ケーシング２１４を水平にし、それでフィードスルーアセンブリ１１２を水平にする。リニア空気軸受２１６が、ケーシング２１４とフランジ２１８との間に位置することにより、フランジ２１８に対するケーシング２１４及び排気管２０４の水平方向の並進に対応する。（ヒータブロック２２４及びチャンバ２２６はまた、ケーシング２１４と共に水平方向に並進する。）リニア空気軸受２１６は、ケーシング２１４とフランジ２１８との間の狭い間隙内に加圧されたガス（例えば、実質的に微粒子を含まない空気）の薄膜を含む。加圧されたガスのこの薄膜は、ケーシング２１４とフランジ２１８との間の実質的に摩擦のない界面として作用する。リニア空気軸受２１６は、フィードスルーアセンブリ１１２とドラムアセンブリ１１４との間の不整列を、及びドラム１１８の振れを補償する。ベローズ２２３が、フランジ２１８からケーシング２１４まで（例えば、ケーシング２１４の底部まで）延在することにより、真空シールを提供する。ベローズ２２３は、フランジ２１８に接続された第１端部と、ケーシング２１４に接続された第２端部と、を有する。
【0021】
図３は、いくつかの実施形態に従う、ＥＵＶ光源１００（図１）のフィードスルーアセンブリ１１２及びドラムアセンブリ１１４についての斜視図である。ナット２０６が、フィードスルーアセンブリ１１２をドラムアセンブリ１１４に接合している。ドラムアセンブリ１１４の側面上の開口部が、レーザ対物レンズ１０４（図１）を通って真空チャンバ１０２内に入るレーザビーム１０３にドラム１１８の外面を露出させる。
【0022】
図４Ａ～４Ｃは、いくつかの実施形態に従って、リニア空気軸受２１６（図２）がジンバル４０２と置換されている代替のフィードスルーアセンブリ４００を示す。図４Ａは、フィードスルーアセンブリ４００についての斜視図である。図４Ｂ及び４Ｃは、フィードスルーアセンブリ４００についての断面側面図である、すなわち、図４Ｃの図は、図４Ｂの図に対して９０°回転させられている。フィードスルーアセンブリ４００は、例えば、レーザ対物レンズ１０４と、ミラー１０６と、窓１０８と、真空ポンプ１１０と、ドラムアセンブリ１１４（図１）と、を有する真空チャンバ１０２を含むＥＵＶ光源の一部分である。フィードスルーアセンブリ４００は、ケーシング２１４と排気管２０４との間に回転式空気軸受２１２（図４Ｂ～４Ｃ）を含む。回転式空気軸受２１２は、フィードスルーアセンブリ１１２（図２）について記述したように機能する。
【0023】
フィードスルーアセンブリ１１２（図１～３）におけるように、供給管２０２は、ドラム１１８の内部へと延在し、排気管２０４は、ドラム１１８に結合する。カップリング４１０（例えば、機械加工されたカップリング）は、フィードスルーアセンブリ４００をドラムアセンブリ１１４に結合させ、したがって排気管２０４をドラム１１８に結合させる。管４１２（図４Ａ及び４Ｂ）は、供給管２０２に接続し、そしてドラム１１８の内部に液体窒素を提供する供給管２０２に液体窒素を提供する。菅４１４は、チャンバ２２６の出力口２２８に接続して、チャンバ２２６から窒素ガスを排気する。窒素ガスは、それでドラム１１８の内部から、排気管２０４、チャンバ２２６、出力口２２８、及び管２１４を通して排気される。ヒータブロック２２４（図２～３）は、いくつかの実施形態に従うと、フィードスルーアセンブリ４００には存在していない。
【0024】
アタッチメント４１２（図４Ａ及び４Ｃ）によって真空チャンバ（例えば、真空チャンバ１０２、図１）に取り付けられているジンバル４０２は、ケーシング２１４及び排気管２０４の傾斜及び回転に対応する。ジンバル４０２内のブッシング４０４（図４Ｂ）が、（例えば、ドラム１１８の振れ、及びドラムアセンブリ１１４とフィードスルーアセンブリ４００との不整列から生じる）ケーシング２１４及び排気管２０４の水平方向の並進に対応する。
【0025】
排気管２０４は、真空間隙４０６によって、排気管２０４の内面から分離されている外側層４０８を有する。真空間隙４０６は、排気管２０４の内部に対するケーシング２１４のための断熱を提供する。例えば、真空間隙４０６は、排気管２０４内に低温窒素ガスがあるにもかかわらず、ケーシング２１４が室温に又は室温付近にあることを可能にする。
【0026】
フィードスルーアセンブリ４００は、（例えば、ドラムアセンブリ１１４の交換を可能にするために）ＥＵＶ光源の組み立て中に真空チャンバ内に下降させられ、そしてメンテナンス中に真空チャンバから上昇させられる。ジンバル４０２は、フィードスルーアセンブリ４００を再び水平にする必要無しに、メンテナンスを行うことを可能にする。
【0027】
図５は、いくつかの実施形態に従う光源（例えば、ＥＵＶ光源１００、図１）を動作させる方法５００についてのフローチャートである。方法５００において、ドラム１１８が回転させられる（５０２）。いくつかの実施形態では、ドラム１１８は、回転させられながら鉛直方向に並進させられる（５０４）。
【0028】
液体窒素が、供給管２０２を通してドラム１１８の内部に供給される（５０６）。窒素ガスが、ドラム１１８に結合された排気管２０４を通してドラム１１８の内部から排気される（５０８）。供給管２０２は、排気管２０４内に位置している。
【0029】
排気管２０４は、排気管２０４と、排気管２０４の少なくとも一部分を囲むケーシング２１４との間の回転式空気軸受２１２を使用して、ドラム１１８と共に回転することが可能にされる（５１０）。いくつかの実施形態では、回転式空気軸受２１２は、排気管２０４がドラム１１８と共に鉛直方向に並進することを可能にする（５１２）。
【0030】
いくつかの実施形態では、フランジ２１８に対するケーシング２１４及び排気管２０４の水平方向の並進は、ケーシング２１４とフランジ２１８との間のリニア空気軸受２１６（図２）を使用して対応される（５１４）。フランジ２１８は、ケーシング２１４を水平にする。
【0031】
いくつかの別の実施形態では、ケーシング２１４及び排気管２０４の傾斜は、ケーシング２１４に結合されたジンバル４０２（図４Ａ～４Ｃ）を使用して対応される（５１６）。ジンバル４０２はまた、ケーシング２１４及び排気管２０４の回転に対応してもよい。ケーシング２１４及び排気管２０４の水平方向の並進は、ジンバル４０２内のブッシング４０４（図４Ｂ）を使用して対応されてもよい（５１８）。
【0032】
図５は、特定の順序での方法５００の動作を示しているが、動作の実行が重複してもよい。例えば、動作の全てが、同時に実行される。方法５００は、より多い又はより少ない動作を含んでもよい。２つ以上の動作が、単一の動作へと組み合わされてもよい。
【0033】
以上の記述は、説明を目的としたものであり、具体的な実施形態を参照して記述されている。しかし、上述の例示的議論は、網羅的であることが意図されておらず、又は特許請求の範囲を開示されたまさにその形式に限定することは意図されていない。多くの修正及び変形が、上記の教示に鑑みて可能である。実施形態は、特許請求の範囲の基礎をなす原理及びそれらの実際の適用を最もよく説明するように選択されたものであり、それによって、当業者が、意図された特定の使用に適するような様々な変更を伴う実施形態を最良の状態で使用することを可能にする。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【国際調査報告】