KR101160580B1 - 플라즈마 방사선 소스를 이용하는 장치, 방사선 빔을 형성하는 방법 및 리소그래피 장치 - Google Patents

플라즈마 방사선 소스를 이용하는 장치, 방사선 빔을 형성하는 방법 및 리소그래피 장치 Download PDF

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Abstract

전자기 방사선 빔을 형성하는 장치는 플라즈마 방사선 소스(24), 및 플라즈마 소스(20)로부터 방사선의 방향에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 얇은 포일들(20)이 제공된 포일 트랩(25)을 포함한다. 플라즈마 방사선 소스(20)와 포일 트랩(24) 사이에는 그리드(22)가 배치된다. 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이에는 공간이 위치된다. 또한, 상기 장치는 그리드(22)에 전위를 인가하여 그리드(22)가 플라즈마 방사선 소스(22)에 의해 방출된 전자들을 밀어내고, 플라즈마 방사선 소스(20)에 의해 방출된 이온들을 포일 트랩(24)으로 편향시키기 위해 그리드(20)와 포일 트랩(24) 사이에 양의 공간 전하를 생성하게 하도록 구성되고 배치되는 전위 인가 회로를 포함한다.

Description

플라즈마 방사선 소스를 이용하는 장치, 방사선 빔을 형성하는 방법 및 리소그래피 장치{APPARATUS WITH PLASMA RADIATION SOURCE, METHOD OF FORMING A BEAM OF RADIATION AND LITHOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 방사선 소스를 이용하여 방사선 빔을 형성하는 장치, 방사선 빔을 형성하는 방법, 및 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하 는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
미국 특허 출원 공개공보 제 2005/0279946호는 포토리소그래피를 위한 EUV 방사선을 생성하는 플라즈마 소스의 사용을 설명한다. 또한, 플라즈마 소스가 바람직하지 않은 이온들 또는 전자들을 방출할 수 있으며, 이는 발생된 EUV 방사선을 수집하는 컬렉터 거울(collector mirror)에 손상을 야기할 수 있다는 것을 설명한다. 이러한 입자들을 극복(combat)하도록 다양한 수단(measure)들이 제안된다. 특히, 플라즈마 소스와 컬렉터 거울 사이의 EUV 방사선의 경로 내에 자기장과 조합한 포일 트랩(foil trap)이 제안된다. 대안예로서는, 플라즈마 소스로부터 컬렉터 거울까지의 EUV 경로 내에 자기장과 조합한 그리드가 제안된다. 그리드는 EUV 방사선의 전파 방향으로 가로질러 연장된다. 그리드는 궤적(trajectory)들을 자기장에 더 민감하게 하도록 그리드를 통해 이동하는 이온들을 감속시키는 역할을 한다.
미국 특허 제 6,906,788호는 방사선 시스템과 광학 요소 사이의 빔 경로 내에 위치된 제 1 스크린의 사용을 설명한다. 광학 요소로부터 양으로 하전된 입자들을 밀어내도록 제 1 스크린에 양전압(positive voltage)이 인가된다. 스크린의 적어도 1 이상의 측면 상의 빔 경로 내에 제 2 스크린이 위치되며, 제 2 스크린에는 제 1 스크린으로부터 음의 입자들을 밀어내도록 음전압이 인가된다.
포일 트랩들은 비교적 느린 이온들에 대해 효과적이라는 것이 발견되었다. 불행하게도, 포일 트랩들은 매우 빠른 이온들(예를 들어, 10 keV 이상에 대응하는 운동 에너지를 갖는 이온들)에 대해서는 덜 효과적일 수 있다.
EUV 방사선을 발생시키는 플라즈마 소스를 이용하는 포토리소그래피 장치 내의 거울들에 야기된 손상을 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전자기 방사선 빔을 형성하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 플라즈마 방사선 소스, 및 플라즈마 소스로부터 방사선의 방향에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 얇은 포일들이 제공된 포일 트랩을 포함한다. 플라즈마 방사선 소스와 포일 트랩 사이에는 그리드가 배치된다. 그리드 및 포일 트랩 사이에는 공간이 위치된다. 또한, 상기 장치는 그리드에 전위를 인가하여 그리드가 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 전자들을 밀어내고, 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 이온들을 포일 트랩으로 편향시키기 위해 그리드와 포일 트랩 사이에 양의 공간 전하를 생성하게 하도록 구성되고 배치되는 전위 인가 회로(electrical potential application circuit)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 방사선 빔을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 플라즈마 방사선 소스로부터 방사선을 발생시키는 단계; 포일 트랩을 통해 방사선을 전달하는 단계; 플라즈마 소스와 포일 트랩 사이에 위치된 그리드에 전위를 인가하는 단계- 상기 전위의 레벨은 그리드가 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 전자들을 밀어내도록 구성되며, 이때 포일 트랩과 플라즈마 소스 사이의 공간 내에 양으로 하전된 이온들의 공간 전하가 생성됨 -를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 방사선 빔을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 플라즈마 방사선 소스로부터 방사선을 발생시키는 단계; 포일 트랩을 통해 방사선을 전달하는 단계; 및 플라즈마 소스와 공간 사이에 위치된 그리드에 전위를 인가함으로써, 포일 트랩과 플라즈마 소스 사이의 공간 내에 양으로 하전된 이온들의 순(net) 공간 전하를 발생시키는 단계- 상기 전위의 레벨은 그리드가 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 전자들을 밀어내도록 구성됨 -를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 플라즈마 방사선 소스 및 플라즈마 소스로부터 방사선의 방향에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 얇은 포일들이 제공된 포일 트랩을 포함한 전자기 방사선 빔을 형성하는 장치를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 플라즈마 방사선 소스와 포일 트랩 사이에 그리드가 배치된다. 그리드 및 포일 트랩 사이에는 공간이 위치된다. 또한, 상기 장치는 그리드에 전위를 인가하여 그리드가 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 전자들을 밀어내게 하도록 구성되고 배치되며, 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 이온들을 포일 트랩으로 편향시키도록 그리드와 포일 트랩 사이에 양의 공간 전하를 생성하는 전위 인가 회로를 포함한다. 또한, 리소그래피 장치는 전자기 방사선 빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 디바이스; 및 기판 상에 패터닝된 전자기 방사선 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영 시스템을 포함한다.
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 빔을 형성하는 장치를 예시하는 도면;
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 빔을 형성하는 장치를 예시하는 도면;
도 3b는 도 3a에 예시된 장치의 일부분의 단면도;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 빔을 형성하는 장치를 예시하는 도면;
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 빔을 형성하는 장치의 일부분을 예시하는 도면; 및
도 5b는 도 5a에 예시된 장치의 일부분의 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터 및 콘덴서와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상 에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 플라즈마 소스(20), 그리드(22), 포일 트랩(24) 및 컬렉터 거울(26)을 순서대로 포함한 방사선 소스 조립체(radiation source assembly)를 나타내며, 이는 본 명세서에서 간단히 방사선(바람직하게는 EUV 방사선)이라고 칭하는 전자기 방사선으로 하여금 벽들(27) 사이에서 플라즈마 소스(20)로부터 컬렉터 거울(26)을 통과하게 하도록 배치된 순서이다. 또한, 방사선 소스는 그리드(22)와 플라즈마 소스(20) 사이에 커플링된 전압 소스(28)를 포함한다. 포일 트랩(24)은 플라즈마 소스(20)로부터 컬렉터 거울(26)로의 방사선 방향 또는 방향들에 실질적으로 평행하게 연장되는 얇은 포일들을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 포일 트랩(24)은 플라즈마 소스(20)로부터의 방사선 방향을 따라 각각 연장되고, 방사선 방향을 가로지른 평면 내의 단면을 갖는 포일들(25)을 포함하며, 상기 단면은 방사선 방향을 따르는 포일의 길이(extent)보다 훨씬 더 작고, 예를 들어 포일의 길이보다 1/10 또는 1/100보다 작다. 포일들(25) 사이에서, 플라즈마 소스(20)로부터의 방사선이 컬렉터 거울로 전파될 수 있다. 포일들(25)은 이동 방향이 EUV 방사선의 전파 방향으로부터 벗어나는 하전 입자들을 포획하는 역할을 한다. EP 1391785로부터 포일 트랩에 대한 더 많은 정보가 얻어질 수 있다. 그리드(22) 및 포일 트랩(24)은 서로 사전설정된 거리만큼 떨어져 배치된다. 상기 거리는 이온들의 순 공간 전하로 하여금 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이에서 전개(develop)되게 하도록 충분히 크게 선택되며, 순 공간 전하는 고속 이온들을 그 직선 경로로부터 편향 시키고 포일 트랩(24)의 포일들 상에 이온들을 포획하기에 충분한 각도만큼 고속 이온들을 편향시키는 전기장을 생성하도록 충분히 크다. 일 실시예에서, 사전설정된 거리는 약 10 내지 약 40 밀리미터이다. 그리드(22)는 바람직하게는 평탄한 평면 그리드이지만, 대안적으로 구부러진 그리드가 사용될 수 있다. 그리드(22)의 전체 또는 일부분은 플라즈마 소스(20)로부터 포일 트랩(24)으로의 가상선을 가로지르는 접평면을 갖는다(즉, 직교이거나 이 라인에 대해 90 도와 다른 0이 아닌 각도임). 일 실시예에서, 가상선에 대해 90 도와 다른 각도의 평면을 갖는 전체 또는 부분적으로 평면인 그리드가 사용된다. 이는 회전 대칭축이 회피되는 결과를 갖는다. 축-대칭의 부재 및 0 편향 전기장(zero deflecting electric field)을 갖는 EUV 빔을 따른 방향의 부재는 고속 이온들을 편향시키는데 유용할 수 있다.
비교적 간단한 구성이 도시되며, 이는 단지 작은 입체각(solid angle)을 포함한다는 것을 유의하여야 한다(잘 알려져 있는 바와 같이, 입체각은 3 차원에서의 방향들의 연속적인 컬렉션임). 실제로는, 더 폭넓은 입체각에 걸친 플라즈마 소스(20)로부터의 방사선이 사용될 수 있다. 이 경우, 이러한 더 큰 입체각에 걸쳐 연장된 그리드(22)가 사용될 수 있으며, 상기 그리드는 (예를 들어, 극으로부터 위도까지의) 구 표면의 부채꼴(sector)과 같은 형상의 표면을 갖는다. 대안적으로, 복수의 곧은 평면 그리드 부분들로 구성된 그리드가 사용될 수 있으며, 상기 부분들은 서로에 대해 0이 아닌 각도들로 제공되어, 부분들의 세트가 구형 부채꼴에 근접하게 된다. 이와 유사하게, 포일 트랩(24)은 그 자체로 알려져 있는 방식으로 더 큰 입체각에 걸쳐 연장될 수 있다.
전압 소스(28)는 그리드(22)에 전위를 인가하는 전위 인가 회로로서 기능한다. 그리드(22)는, 그리드(22)가 전압 소스(28)에 의해 인가된 전위에서 플라즈마 소스(20)로부터 그리드(22)에 도달하는 전자들에 대한 방벽으로서 기능하게 하는 크기의 개구부들을 갖는다. 전압 소스(28)는 그리드(22)에 커플링된 제 1 단자 및 접지에 커플링된 제 2 단자를 갖는다. 또한, 포일 트랩(24) 및 플라즈마 소스(20)의 전극은 접지에 커플링된다. 전압 소스(28)는 제 1 단자(및 그로 인한 그리드)의 전위를 그리드(22)에 직면한 플라즈마 소스(20)의 표면의 전위보다 더 낮게 하도록 설계된다. 이 표면의 전위는 시간이 흐름에 따라 변할 수 있다. 이 경우, 제 1 단자(및 그로 인한 그리드)의 전위는 플라즈마 소스(20)로부터 팽창 플라즈마(expanding plasma)가 그리드(22)에 도달하는 경우에 플라즈마 소스(20)의 표면의 전위보다 더 낮게 된다. 이때, 플라즈마 소스의 양극 및 음극은 통상적으로 동일한 전위에 있다. 대안적인 실시예로서, 플라즈마 소스(20) 및 포일 트랩(24)은 부유(floating) 전위에 있을 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 플라즈마 소스(20)의 양극-음극 시스템의 두 전극들은 팽창 플라즈마가 그리드(22)에 도달하는 경우에 동일한 전위를 가질 수 있다. 플라즈마 소스에서의 주 EUV 생성 방전은 그 때 완료될 것이다. 플라즈마 소스(20)의 이 전위- "플라즈마 소스 전위"라고 칭함 -는 반드시 접지 전위 또는 주위 벽들(27)의 전위인 것은 아님을 이해하여야 한다. 그 대신에, 이는 그리드(22)와 그리드(22)에 직면한 플라즈마 소스(20)의 표면 간의 전위 차이다. 전압 소스(28)의 제 2 단자, 플라즈마 소스(20) 및 포일 트랩(24)의 접지로의 연결은 단지 이 전위 차를 제어하는 가능한 전기 구성의 일 예시라는 것을 이해하여야 한다.
작동 시, 그리드(22)가 플라즈마 소스(20)로부터 그리드(22)로 지향되는 양전하들에 힘을 가하는 전기장을 발생시키게 하는 전위로 그리드(22)가 배치되어, 그리드로부터 전자들을 밀어내고 (양으로 하전된) 이온들을 끌어당긴다. 결과적인 필드는, 플라즈마 소스(20)에 의해 방출된 전자들의 전체 또는 일부분이 그리드(22)를 통과하는 것을 방지한다. 전위는 그리드(22)가 플라즈마 소스(20)로부터 양이온들을 통과시키게 한다(또한 심지어 가속화시키게 한다). 결과로서, 적어도 플라즈마 소스(20)로부터의 평균 순 플라즈마 전류가 0인 경우, 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 공간 내에 양의 순 공간 전하가 형성된다.
그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 공간 내에 형성되는 양의 순 공간 전하는, 플라즈마 소스(20)로부터 포일 트랩(24)을 향해 이동하는 이온들을 편향시키는 전기장을 생성한다. 결과로서, 그리드가 없는 경우보다 더 많은 이온들이 포일 트랩(24)에 의해 포획될 것이다. 이 효과는, 앞선 그리드(22) 없이 종래의 포일 트랩들에 의해 효과적으로 차단되지 않을 수 있는 고속 이온들을 트랩하는데도 효과적이라는 것이 발견되었다. 고속 이온들은, 예를 들어 z-핀치(pinch) 플라즈마 소스가 사용되는 경우에 특별한 문제일 수 있다. 편향 효과를 실현하기 위해서는, 공간 전하를 위한 방(room)을 제공하도록 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 어느 정도 최소 공간이 바람직하다. 포일 트랩의 입체각이 작은 경우, 그리드(22)와 포일 트랩(24) 간의 거리는 바람직하게는 적어도 포일 트랩(24)의 직경과 동일한 크기 차수(order of magnitude)이며, 예를 들어 플라즈마 소스(20)와 포일 트랩(24) 사이의 가상선을 가로지르는 포일 트랩(24)의 단면의 반경의 적어도 1/4 이상이고, 더 바람직하게는 적어도 1/2 이상이다. 전형적인 예시에서는, 적어도 10 밀리미터 이상의 거리가 사용된다. 방사선이 큰 입체각에 걸쳐 모이는 경우, 유사한 거리가 사용될 수 있지만, 적어도 포일 트랩의 연속하는 포일들 간의 거리의 수 배(예를 들어, 10 배)와 같아야 한다. 그리드(22)와 포일 트랩(24) 간의 거리의 상한은, 일반적으로 이용가능한 공간에 의해 결정되며, 편향의 유효성의 고려사항들에 의해 결정되지는 않는다. 전형적인 예시에서는, 40 밀리미터까지의 거리가 사용될 수 있지만, 공간이 이용가능한 경우에는 더 큰 거리들이 허용가능하다. 일 실시예에서, 전압 소스(28)는 접지에 대해, 또는 플라즈마 소스(20)의 외부가 접지 전위가 아닌 경우에는 플라즈마 소스에 대해, 그리드(22)에 0 내지 500 V 사이의 음전위를 인가하도록 구성된다.
편향 전기장은 그리드(22)를 가로지르는 양전하 구배(gradient)로 인한 것이다. 이 구배를 증가시키기 위해, 상기 장치는 플라즈마 소스(20)와 그리드(22) 사이의 공간에 인접한 벽들(27)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 벽들이 사용되고, 그리드(22)와 동일한 전위에 유지된다. 이온들의 순 공간 전하는 벽들(27) 부근에 형성되는 경향이 있으므로, 거기에 다른 이온들에 대한 편향 효과를 갖는 작은 양전하를 생성한다. 벽들(27)의 사용은, EUV 방사선이 큰 입체각에 걸쳐 수집되는 경우에 훨씬 더 유리하다.
포일 트랩(24)이 부유 전위를 갖는 경우, 포일 트랩(24)은 양으로 하전되고 시스템의 유효성을 증가시키지만, 이 경우 기생 파괴(parasitic breakdown)의 위험 이 존재하며, 이는 추가 형태의 잔해 입자들을 도입할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 그리드(22)는 접지 전위에 (또는 더 일반적으로는 플라즈마 소스(20)의 직면한 표면과 동일한 전위에) 배치될 수 있다. 이 경우, 전압 소스(28)는 접지로의 간단한 연결일 수 있다. 이 실시예는, 플라즈마가 플라즈마 소스(20)의 직면한 표면과 같은 주위 구조체들에 대해 순 양전위를 전개시키는 경향을 갖기 때문에 작동하며, 이는 전자들이 양으로 하전된 이온들보다 주위 구조체들에 의해 더 빨리 흡수되는 경향이 있기 때문이다. 따라서, 그리드(22)는 플라즈마 소스(20)의 표면과 동일한 전위(예를 들어, 접지 전위)에 있더라도 전자들에 대해 밀어내는 효과(및 이온들에 대해 끌어당기는 효과)를 자질 것이다. 그리드(22)의 밀어내는 효과는 플라즈마 내의 전자들에 해당된다(또한, 대응하여 끌어당기는 효과는 이온들에 해당된다). 하지만, 주위에 대한 그리드(22)에서의 음의 전위의 사용은 공간 전하의 발생을 더 효과적이게 할 수 있으며, 더 큰 메시 간격(mesh spacing)을 갖는 그리드(22)의 사용을 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 그리드(22)는 병렬 전도성 요소들의 적어도 2 이상의 어레이들로 구성되며, 상이한 어레이들의 요소들은 서로 교차한다. 전도성 요소들은 그리드의 통합부들이거나 엮어진(woven) 요소들일 수 있다. 대안적으로, 가공되고 에칭된 홀들을 갖는 그리드가 사용될 수 있다. 따라서, 그리드는 개구부들을 갖는다. 또 다른 대안예로서, 단지 병렬 전도성 요소들의 하나의 어레이만이 그리드(22) 내에서 사용될 수 있다. 전자들을 막는 역할을 하는 제한된 크기의 전기 개구부들 및 큰 광 투명성(optical transparency)을 제공한다면, 그리드(22)의 어 떠한 구조체도 가능하다.
일 실시예에서, 개구부들의 크기[본 명세서에서, 그리드의 (곧거나 만곡된) 평면 내의 여하한의 지점으로부터 그리드(22)의 전도성 요소 상에서 가장 가까운 지점까지의 최대 거리로서 정의함]는 그리드(22)에 의해 어디서나 전자들이 밀어내지도록 매우 작은 것이 바람직하다. 이는 크기를 그리드(22)의 플라즈마 소스 측 상의 플라즈마의 디바이(Debye) 길이의 크기 차수에서의 길이보다 더 작거나 같게 함으로써 달성될 수 있다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 디바이 길이는 플라즈마의 고유한 특성이다. 플라즈마는 전하들로부터의 거리가 증가함에 따라 그리드(22)의 요소들과 같은 하전된 구역들의 효과를 점점 더 차폐한다. 플라즈마 내의 전자들의 이동성 및 확산 계수에 의존하는 디바이 길이는 이 차폐가 우세해지기 시작하는 특성 거리를 나타낸다.
그리드(22)에 더 많은 음전위를 인가함으로써, 더 큰 크기를 갖는 개구부들을 사용하고 여전히 전자들을 밀어내는 것이 가능하다. 더 큰 크기의 개구부들은, 더 많은 EUV 방사선이 통과된다는 이점을 갖는다. 음전위는 개구부들의 중심에서 전자들에 대한 방벽을 증가시키게 한다. 최대 크기 L은 다음 식보다 작거나 같은 것이 바람직하다(또한, 실질적으로 같은 것이 더 바람직하다):
L = Rd * sqrt(1 - Vg/Vp)
이때, "Rd"는 플라즈마의 디바이 길이이고, "sqrt"는 제곱근 함수이며, Vg는 그리드 전위이고, Vp는 플라즈마 전위(플라즈마 전위와 플라즈마 소스(20) 외부의 전위, 또는 플라즈마 소스가 관련 시점에 접지 전위에 있는 일 실시예에서는 접지 간의 차)이다. 따라서, 0 및 음의 그리드 전압들에 대해 최대 그리드 개구부는 적어도 플라즈마의 디바이 길이(Rd)와 같은 것이 바람직하다. 그리드(22)의 전위가 더 음인 경우, 더 큰 개구부들이 사용될 수 있으며, 이는 더 많은 방사선을 통과시키게 한다. 전형적인 예시에서, L은 약 0.05 내지 약 1 밀리미터의 범위 내에서 선택된다. 이는 충분히 큰 광 투명성 및 전자들을 실질적으로 차단하는 충분히 작은 개구부들을 위해 제공된다.
사용 시, 고속 이온들에 의한 그리드(22)의 에칭은 그리드(22)의 주기적인 교체를 필요로 하는 문제일 수 있다. 교체 주기는 더 굵은 두께, 예를 들어 그리드를 통한 이동 방향으로의 길이에서 약 100 ㎛ 내지 약 1 mm의 크기를 갖는 그리드(22)를 이용함으로써 연장될 수 있다.
도 3a는 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 공간 내에 추가 분리부들(30)(하나만 도시됨)이 포함되는 실시예를 나타낸다. 분리부들(30)은 전도성인 것이 바람직하며, 그 전위는 그리드(22)와 동일한 전위에 유지되는 것이 바람직하다. 도 3b는 분리부(30)의 단면을 나타낸다. 일 실시예에서, 분리부(30)는 전체 포일 트랩(24)과 그리드(22) 사이의 공간으로 포일 트랩(24)의 포일들의 일부분을 연장함으로써 실현될 수 있다. 분리부들(30)은 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 공간 내의 공간 전하를 독립적인 공간 전하들로 분리한다. 공간 전하의 에지 부근의 에지 구역들이 이온들을 편향시키는데 가장 효과적이라는 것이 발견되었다. 큰 영역의 공간 전하가 사용되는 경우, 공간 전하의 직경은 이 에지 구역보다 더 크므로, 공간 전하 구역의 일부분은 편향에 최적으로 기여하지 않는다. 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 공간 내의 분리부들(30)은 더 작은 공간 전하 구역들을 생성하는 효과를 가지며, 최적 편향 특성들을 갖는 에지 구역들은 더 큰 부분을 형성한다. 따라서, 더 효율적인 편향이 실현된다. 분리부들(30)은 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 공간을 거의 (그리드(22)로부터 포일 트랩(24)으로의 방향을 가로질러) 넓은 만큼 (그리드(22)로부터 포일 트랩(24)으로의 방향으로) 긴 구획(compartment)들로 나누는 것이 바람직하다. 이는 최적 결과들을 제공하는 것이 발견되었다. 일 예시에서, 분리부들(30) 사이에서(분리부들이 반경방향으로 제공되는 경우에는, 분리부들의 반경방향 선단(radial tip)들 사이에서) 약 10 내지 약 40 밀리미터의 거리들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 구획들의 직경(그리드(22)에서 포일 트랩(24)으로의 가상선에 직교인 평면 내의 인접한 분리부들(30) 사이에 있는 최장 가상선의 길이)은 그리드(22)와 포일 트랩(24)의 거리의 1/2과 두 배 사이에 있다.
포일 트랩(24)의 연속한 포일들(25) 사이의 거리는, 전형적으로 분리부들(30) 간의 거리보다 훨씬 더 작아서, 포일 트랩(24) 내에서 관련 편향 효과를 갖는 공간 전하가 전개될 수 없게 한다. 일 예시에서, (반경방향 선단들에서의) 연속한 포일들 간의 거리는 약 1 또는 2 밀리미터이다. 대조적으로, 공간 전하의 형성을 허용하기 위해서는 분리부들(30) 사이에서 충분한 공간이 사용되어야 한다. 따라서, 포일 트랩(24)의 포일들의 연장들에 의해 분리부들(30)이 형성되는 경우, 분리부들(30)을 형성하기 위해 단지 포일 트랩(24)의 포일들(25)의 일부, 예를 들어 5 내지 30 개의 포일들 중 하나만이 연장되어야 한다. 대안예로서, 포일 트 랩(24)의 연장부들이 아닌 분리부들(30)이 사용될 수 있다. 하지만, 포일 트랩(24)의 연장부들인 분리부들(30)의 사용이 구성을 간소화할 수 있다.
그리드(22)는 실질적으로 평탄한 그리드일 수 있다(이때, 개구부들의 크기는 그리드의 두께보다 더 큼). 또 다른 실시예에서, 개구부들의 크기는 그리드의 두께보다 더 작다. 따라서, 개구부들의 벽들은 그리드(22)로부터 포일 트랩(24)의 방향으로 그 방향을 가로지른 크기보다 더 큰 거리에 걸쳐 연장된다. 이는 그리드(22)의 냉각을 개선하는 이점을 가질 수 있다. 하지만, 그리드(22)로부터 포일 트랩(24)의 방향으로의 그리드의 요소들의 연장은, 그리드(22)가 이온들을 트랩하는 강한 포일 트랩으로서 작용하는 것을 방지하도록 제한되는 것이 바람직하다. 그리드(22)는 플라즈마 소스(20)로부터 그리드(22)로 이동하는 이온들로부터 그리드(22)와 포일 트랩(24) 사이의 공간 내의 공간 전하를 생성하는데 사용되기 때문에, 그리드(22)가 너무 많은 이온들을 트랩하는 것은 바람직하지 않다. 그리드(22) 내의 개구부들의 개구부 직경의 최대 10 배의 크기가 사용되는 것이 바람직하다.
그리드 및 포일 트랩을 갖는 단일 구조체가 도시되지만, 일 실시예에서 EUV 소스의 큰 입체각을 포함하도록 서로 옆에 위치된 이러한 종류의 복수의 연결 구조체들이 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 도 5a 및 도 5b는 규칙적인 간격들로 플라즈마 소스(도시되지 않음)로부터 포일 트랩(도시되지 않음)까지의 방사선의 단면을 포함하도록 배치된 복수의 분리부들(30), 예를 들어 도 5b에 나타낸 분리부들(30)의 벌집 무늬 구조체의 단면을 갖는 실시예를 예시한다. 2 차원 구획들 에서 그리드(22)와 포일 트랩 사이의 공간을 분리하기 위해 다른 구성들이 사용될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 그리드(22)는 큰 입체각을 포함한 구의 부분의 형상을 가지며, 또는 평탄한 평면 부분들로 구성될 수 있다. 분리부들(30)은 플라즈마 소스로부터 분리부(30)의 위치로의 빔에 평행하게 지향된 복수의 평탄한 표면들의 일 세트일 수 있다. 따라서, 도 3b에 나타낸 바와 같이 모든 분리부들이 연장되는 단일 중심선 대신에, 복수의 중심선들이 존재하며, 각각의 중심선은 그 중심선들로부터 연장되는 분리부들의 그룹에 대응한다. 중심선들은, 예를 들어 2 차원 그리드의 방향으로 플라즈마 소스(20)로부터 방사되는 가상선들이다. 도 5b의 예시에서, 분리부들 간의 교차가 이러한 라인들을 형성한다.
일 실시예에서, 그리드(22) 및 포일 트랩(24)으로부터 2 차 스퍼터링(sputtered) 잔해를 제거하기 위해 포일 트랩(24) 내에 가스의 유동이 도입된다. 이 실시예 또는 또 다른 실시예에서, 플라즈마 소스(20)와 그리드(22) 사이에 추가 포일 트랩(도시되지 않음), 예를 들어 회전 포일 트랩이 추가될 수 있다. 또한, 이는 그리드의 오염물 및 이온들의 개수를 감소시킨다.
도 4는 플라즈마 소스(20)와 그리드(22) 사이에 추가 그리드(40)가 추가된 실시예를 나타낸다. 추가 그리드(40)는 추가 전압 소스(42)를 통해 접지에 커플링되었다. 추가 그리드(40)는 그리드(22)에 의해 흡수되는 전자들의 개수를 감소시키는 역할을 한다. 추가 그리드(40)는 플라즈마 소스(20)와 벽들보다 그리드(22)에 더 가까운 플라즈마 전자들의 싱크(sink)를 형성한다. 이는 그리드(22) 너머의 체적 공간 전하(volume space charge)를 증가시키며, 이는 차례로 편향 전기장을 증가시킨다. 추가 그리드(40)는 더 효과적인 전자 트랩을 초래한다. 추가 그리드(40)가 없는 경우, 플라즈마 전자들은 그리드(22)로부터 더 먼 거리의 플라즈마 소스 또는 벽들에서만 트랩될 것이다. 이 구조체들의 저항은 클 것이며, 이는 공간 전하 및 트랩된 전자들의 개수를 감소시킨다. 추가 그리드(40)는 그리드(22)보다 더 큰 공간 연장을 가지며(예를 들어, 플라즈마 소스(20)를 향하는 방향으로 플라즈마와 더 우수한 접촉을 제공함), 그리드(22)보다 더 큰 개구부 크기를 가질 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 전자기 방사선 빔을 형성하는 장치에 있어서:
    플라즈마 방사선 소스;
    상기 플라즈마 방사선 소스로부터 방사선의 방향에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 얇은 포일들이 제공된 포일 트랩(foil trap);
    상기 플라즈마 방사선 소스와 상기 포일 트랩 사이에 배치된 그리드- 상기 그리드 및 상기 포일 트랩 사이에는 공간이 위치됨 -; 및
    상기 그리드에 전위를 인가하여 상기 그리드가 상기 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 전자들을 밀어내고, 상기 플라즈마 소스로부터의 이온들을 상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간으로 끌어당겨서, 상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간에 양의 공간 전하를 생성시키고 상기 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 이온들을 상기 포일 트랩으로 편향시키도록 구성되고 배치된 전위 인가 회로(electrical potential application circuit)
    를 포함하고,
    상기 그리드와 상기 포일 트랩 간의 거리는 적어도 상기 포일 트랩의 반경의 1/2과 같은 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전위 인가 회로는, 상기 그리드가 상기 플라즈마 방사선 소스의 표면에서의 전위에 대해 음전위에 있도록 극성을 갖는 상기 그리드와 적어도 상기 그리드와 직면하는 상기 플라즈마 방사선 소스의 표면 사이에 전압 차를 인가하도록 구성된 전압 소스를 포함하는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전위 인가 회로는 상기 그리드 및 상기 그리드와 직면하는 상기 플라즈마 방사선 소스의 표면에 동일한 전위를 인가하도록 구성되는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드는 구의 단편에 일치하는 만곡된(curved) 형상, 또는 가상의 구 단편에 따라 분할된 서로에 대한 각도들을 갖는 복수의 평면 단편들을 갖는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간을 구획들로 나누는 적어도 1 이상의 분리부(separation)를 더 포함하고, 각각의 구획은 상기 포일 트랩의 포일들 간의 공간보다 더 큰 크기를 가지며, 상기 구획들은 상기 그리드로부터 상기 포일 트랩을 향해 연장되는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 1 이상의 분리부는 상기 포일 트랩의 포일들 중 하나의 연장부인 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 구획들은 상기 그리드와 상기 포일 트랩 간의 거리의 1/2 내지 2 배의 직경을 갖는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 1 이상의 분리부는 상기 플라즈마 방사선 소스로부터 방사되는 복수의 선들로부터 상호 각들(mutual angles)을 형성하며 연장되는 복수의 분리부들을 포함하는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드는 상기 플라즈마 방사선 소스로부터 상기 포일 트랩으로의 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향보다 상기 플라즈마 방사선 소스로부터 상기 포일 트랩으로의 상기 제 1 방향으로 더 연장되는 세장형(elongated) 그리드 요소를 포함하는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드의 그리드 개구부들의 크기(L)는,
    L ≤ Rd * sqrt(1 - Vg/Vp)
    에 의해 결정되고,
    상기 Rd는 상기 그리드의 플라즈마 방사선 소스 측 상에서 상기 플라즈마 방사선 소스에 의해 작동 시 발생될 플라즈마의 디바이 길이(Debye length)이고,
    상기 Vg는 상기 그리드의 전위(electrical potential)이며,
    상기 Vp는 상기 플라즈마 방사선 소스의 전위와 상기 그리드의 플라즈마 방사선 소스 측 상의 상기 플라즈마 간의 전위 차인 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드와 상기 플라즈마 방사선 소스 사이에 제 2 그리드, 및 상기 전위 인가 회로에 의해 상기 그리드에 인가된 전위보다 더 높은 추가 전위를 상기 제 2 그리드에 인가하도록 구성된 제 2 전위 인가 회로를 더 포함하는 전자기 방사선 빔 형성 장치.
  13. 방사선 빔을 형성하는 방법에 있어서:
    플라즈마 방사선 소스로부터 방사선을 발생시키는 단계;
    포일 트랩을 통해 상기 방사선을 전달하는 단계; 및
    상기 플라즈마 방사선 소스와 포일 트랩 사이에 위치된 그리드에 전위를 인가함으로써, 상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간에 양으로 하전된 이온들의 순(net) 공간 전하를 발생시키는 단계- 상기 전위의 레벨은, 상기 그리드가 상기 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 전자들을 밀어내고 상기 플라즈마 소스로부터의 이온들을 상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간으로 끌어당기도록 구성됨 -;
    를 포함하고,
    상기 그리드와 상기 포일 트랩 간의 거리는 적어도 상기 포일 트랩의 반경의 1/2과 같은 방사선 빔 형성 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 그리드에 전위를 인가하는 단계는 상기 그리드에 직면하는 상기 플라즈마 방사선 소스의 표면의 전위에 대해 상기 그리드에 음전위를 인가하는 단계인 방사선 빔 형성 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 그리드에 전위를 인가하는 단계는 상기 그리드에 직면하는 상기 플라즈마 방사선 소스의 표면 및 상기 그리드에 동일한 전위를 인가하는 단계인 방사선 빔 형성 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    양으로 하전된 이온들의 순(net) 공간 전하를 발생시키는 단계 이후에, 상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간 전하를 복수의 분리된 구획들 내의 별개의 공간 전하들로 분리하는 단계를 더 포함하는 방사선 빔 형성 방법.
  17. 삭제
  18. 제 13 항에 있어서,
    양으로 하전된 이온들의 순(net) 공간 전하를 발생시키는 단계 이후에, 상기 그리드와 상기 플라즈마 방사선 소스 사이의 제 2 그리드를 이용하여 전자들을 수집하는 단계를 더 포함하는 방사선 빔 형성 방법.
  19. 리소그래피 장치에 있어서:
    전자기 방사선 빔을 형성하도록 구성되고 배치된 빔 형성 장치- 상기 빔 형성 장치는
    플라즈마 방사선 소스;
    상기 플라즈마 방사선 소스로부터 상기 방사선의 방향에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 얇은 포일들이 제공된 포일 트랩;
    상기 플라즈마 방사선 소스와 상기 포일 트랩 사이에 배치된 그리드- 상기 그리드 및 상기 포일 트랩 사이에는 공간이 위치됨 -; 및
    상기 그리드에 전위를 인가하여 상기 그리드가 상기 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 전자들을 밀어내고, 상기 플라즈마 소스로부터의 이온들을 상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간으로 끌어당겨서, 상기 그리드와 상기 포일 트랩 사이의 공간에 양의 공간 전하를 생성시키고 상기 플라즈마 방사선 소스에 의해 방출된 이온들을 상기 포일 트랩으로 편향시키도록 구성되고 배치된 전위 인가 회로를 포함함 -;
    상기 전자기 방사선 빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 디바이스; 및
    기판 상에 상기 패터닝된 전자기 방사선 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영 시스템
    을 포함하고,
    상기 그리드와 상기 포일 트랩 간의 거리는 적어도 상기 포일 트랩의 반경의 1/2과 같은 리소그래피 장치.
  20. 삭제
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