KR101195847B1

KR101195847B1 - Ｌｐｐｅｕｖ 광원 구동 레이저 시스템

Info

Publication number: KR101195847B1
Application number: KR1020087001491A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 아이. 에르쇼프; 알렉산더 엔. 바이카노프; 올레흐 코디킨; 아이고르 브이. 포멘코프
Original assignee: 사이머 인코포레이티드
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2012-10-30
Also published as: KR20080024535A; EP1907804A4; JP2014160670A; US7482609B2; WO2007005415A3; EP1907804A2; EP1907804B1; EP2488002A2; EP2488002A3; EP2488002B1; US20060192152A1; WO2007005415A2

Abstract

구동 레이저 빔을 생성하는 구동 레이저; 제1축을 가진 구동 레이저 빔 제1경로; 구동 레이저 빔을 제1경로로부터 제2축을 가진 제2경로로 전이시키는 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘; 중앙에 위치한 조리개를 갖춘 EUV 수집기 광학 엘리먼트; 및 제2경로에 있고, 조리개 내에 위치하고, 구동 레이저 빔을 제2축을 따라 위치한 플라즈마 시작 위치로 포커싱하는 포커싱 미러를 포함하는 레이저 생산 플라즈마 EUV 시스템을 포함하는 장치 및 방법이 개시된다. 본 장치 및 방법은 포커싱 렌즈 사용에 포함된 지오메트리의 제약으로 실제적이지 않다면, 효과적인 플라즈마 생성 에너지에서 대략 100μm 미만의 EUV 타겟 방울에 포커싱하도록 하는 파장을 가진 구동 레이저에 의해 생성된 구동 레이저 빔을 포함할 수 있다. 구동 레이저는 CO₂ 레이저를 포함할 수 있다. 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘은 미러를 포함할 수 있다.

레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템, 구동 레이저, 구동 레이저 빔, 제1경로, 제2경로, 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘, EUV 수집기 광학 엘리먼트, 포커싱 미러.

Description

ＬＰＰＥＵＶ 광원 구동 레이저 시스템{LPP EUV LIGHT SOURCE DRIVE LASER SYSTEM}

본 발명은 레이저 생성 플라즈마("LPP") 극 자외선("EUV") 광원에 관한 것이다.

본 출원은 2005년 8월 31일에 출원된, "LPP EUV LIGHT SOURCE DRIVE LASER SYSTEM"이란 제목의, 미국특허 출원번호 11/217,161의 우선권을 주장하고, 본 명세서에 그 전체가 참조로써 합치된, "EUV LIGHT SOURCE OPTICAL ELEMENTS"란 제목의, 2004년 12월 22일에 출원된, 미국특허 출원번호 11/021,261; "METHOD AND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY"란 제목의, 2005년 2월 25일에 출원된 11/067,124; 및 2004년 11월 1일에 출원된, "EUV COLLECTOR DEBRIS MANAGEMENT"란 제목의 10/979,945; 2004년 11월 1일에 출원된, "EUV LIGHT SOUCE"란 제목의 10/979,919; 및 2004년 3월 17일에 출원된, "A HIGH REPETITION RATE LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE"란 제목의, 10/803,526; 2004년 7월 27일에 출원된, "EUV LIGHT SOURCE"란 제목의, 10/900,839, 및 2005년 2월 25일에 출원된, "SYSTEMS FOR PROTECTING INTERNAL COMPONENTS OF AN EUV LIGHT SOURCE FROM PLASMA-GENERATED DEBRIS"란 제목의, 11/067,099; 및 2005년 2월 28일에 출원된, "EUV LPP DRIVE LASER"란 제목의, 60/657,606;과 관련된, 2005년 1월 29일에 출원 된 미국특허 출원번호 11/174,299의 일부-계속-출원이다.

CO₂ 레이저는 대략 50nm 미만이고, 더욱 상세하게는, 예컨대, 대략 13.5nm인 레이저 생성 플라즈마("LPP") 극 자외선("EUV")용으로 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 플라즈마 형성 재료 타겟, 예컨대, 타겟 재료, 예컨대, 리튬 또는 주석과 같은 용융된 금속 타겟 재료를 포함한 액체 형태의 타겟 방울을 조사하기 위해 구동 레이저를 채용할 수 있다.

CO₂는 레이저 광 펄스 광자 에너지를 EUV 광자로 변환하는 효율에 관한, 그리고 그 내에서 EUV 광이 발생되고, EUV 광의 최종적 와트수가 생성되는 플라즈마를 형성하기 위해 타겟을 조사하기 위한 구동 레이저 펄스를 생성하기 위해 사용된 전기 에너지의 변환 효율에 관한 상대적으로 높은 변환 효율로 인해, 예컨대, 주석에 대한 우수한 구동 레이저 시스템으로서 제안되어 왔다.

본 출원인은 특정 타입의 구동 레이저, 예컨대, CO₂ 구동 레이저와 연관된 특정 문제점을 다루는, 타겟 조사 위치로 구동 레이저 펄스를 전달하기 위한 배열을 제안한다.

메인 펄스와 동일한 레이저로부터 프리-펄스(예컨대, 메인 펄스와 상이한 파장의)가, 예컨대, YAG 레이저(예컨대, 355nm - 메인 펄스, 및 532nm - 프리-펄스)와 함께 사용될 수 있다. 또한, 프리-펄스 및 메인 펄스에 대하여 개별 레이저로부터의 프리-펄스가 사용될 수 있다. 본 출원인은, 특히 CO₂ 구동 레이저 시스템과 같은, 특정 타입의 구동 레이저 시스템에서 유용한 프리-펄스 및 메인 펄스를 제공하기 위한 특정 개선방법을 제안한다.

또한, 본 출원인은 더 높은 반복율, 예컨대 18kHz 이상에서 동작을 용이하게 하는 특정 타입의 구동 레이저에 대한 특정 개선방법을 제안한다.

구동 레이저 빔을 생성하는 구동 레이저; 제1축을 가진 구동 레이저 빔 제1경로; 구동 레이저 빔을 제1경로로부터 제2축을 가진 제2경로로 전이시키는 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘; 중앙에 위치한 조리개를 갖춘 EUV 수집기 광학 엘리먼트; 및 제2경로에 있고, 조리개 내에 위치하며, 구동 레이저 빔을 제2축을 따라 위치한 플라즈마 시작 위치로 포커싱하는 포커싱 미러를 포함하는 레이저 생산 플라즈마 EUV 시스템을 포함하는 장치 및 방법이 개시된다. 본 장치 및 방법은 포커싱 렌즈 사용에 포함된 지오메트리의 제약으로 실제적이지 않다면, 효과적인 플라즈마 생성 에너지에서 대략 100μm 미만의 EUV 타겟 방울에 포커싱하도록 하는 파장을 가진 구동 레이저에 의해 생성된 구동 레이저 빔을 포함할 수 있다. 구동 레이저는 CO₂ 레이저를 포함할 수 있다. 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘은 미러를 포함할 수 있다. 포커싱 미러는 조리개 외부의 수집기 광학 엘리먼트로부터 플라즈마 시작 위치에서 생성된 플라즈마 내에서 생성된 EUV 광을 방해하지 않도록 위치하고 사이징될 수 있다. 리디렉팅 메카니즘은 회전될 수 있고, 포커싱 미러는 가열될 수 있다. 본 장치 및 방법은 프리-펄스부 및 메인 펄스부를 가진 결합된 출력 펄스를 생성하는 시드 레이저 시스템; 및 증폭기 레이저의 이득을 세츄레이팅하는 프리-펄스부없이 동시에 프리-펄스부 및 메인 펄스부를 증폭하는 증폭 레이저를 더 포함할 수 있다. 증폭 레이저는 CO₂ 레이저를 포함할 수 있다. 결합된 펄스의 프리-펄스부는 제1시드 레이저에서 생성되고, 결합된 펄스의 메인 펄스부는 제2시드 레이저에서 생성될 수 있고, 또는 결합된 펄스의 프리-펄스부 및 메인 펄스부는 단일 시드 레이저에서 생성될 수도 있다. 본 장치 및 방법은 적어도 4kHz, 예컨대, 4, 6, 8, 12, 또는 18kHz의 펄스 반복률로 시드 레이저 펄스를 생성하는 시드 레이저; 및 각각 상기 시드 레이저 펄스의 광 경로와 직렬로 위치하고, 각각 X/N의 속도로 방전하고, 각각의 N번째 시드 펄스가 X/N의 펄스 반복률인 스태거된 타이밍 패션으로 증폭하는 복수 N개의 증폭기를 더 포함할 수 있다. 각각의 개별 증폭 레이저는 시드 생성 레이저의 각각의 N번째 출력이 각각의 증폭 레이저 내에 속하도록 시드 생성 레이저의 방전과 동시에 방전될 수 있다. 시드 레이저 펄스는 프리-펄스부 및 메인 펄스부를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 형태가 유용한 DPP EUV 광원 시스템의 개략적인 블록 다이어그램 도면을 도시하고;

도 2는 본 발명의 실시예의 형태에 유용한 도 1의 광원에 대한 컨트롤 시스템의 개략적인 블록 다이어그램 도면을 도시하고;

도 3은 포커싱 렌즈를 사용하는 제안된 구동 레이저 전달 시스템의 한 예를 개략적으로 도시하고;

도 4는 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 구동 레이저 전달 시스템을 개략적으로 도시하고;

도 5는 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 구동 레이저 전달 시스템을 개략적으로 도시하고;

도 6은 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 LPP EUV 구동 레이저 시스템을 블록 다이어그램 형태로 개략적으로 도시하고;

도 7은 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 LPP EUV 구동 레이저 시스템을 블록 다이어그램 형태로 개략적으로 도시하고;

도 8은 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 LPP EUV 구동 레이저 시스템을 블록 다이어그램 형태로 개략적으로 도시하고;

도 9는 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 구동 레이저 방전 다이어그램을 도시하고;

도 10은 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 LPP EUV 구동 레이저 시스템을 블록 다이어그램 형태로 개략적으로 도시하고;

도 11은 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 LPP EUV 구동 레이저 시스템을 블록 다이어그램 형태로 개략적으로 도시하고;

도 12는 본 발명의 다른 실시예의 형태의 도면을 개략적으로 도시한다.

지금부터 도 1을 참조하면, 본 발명의 한 형태에 따른 EUV 광원, 예컨대, 레 이저 생성 플라즈마 EUV 광원(20)에 대한 포괄적인 광범위한 개념의 개략적인 도면이 도시되어 있다. 광원(20)은 펄스 레이저 시스템(22), 예컨대, 가스 방전 레이저, 예컨대, 엑시머 가스 방전 레이저, 예컨대, KrF 또는 ArF 레이저 또는 높은 파워에서 그리고 높은 펄스 반복률로 동작하는 CO₂ 레이저를 포함할 수 있고, 예컨대, 미국특허 제6,625,191호, 및 제6,549,551호, 및 제6,567,450호에 도시된 바와 같은 MOPA 구성의 레이저 시스템일 수 있다. 레이저는 또한, 예컨대, 솔리드 스테이트 레이저, 예컨대, YAG 레이저일 수 있다. 또한, 본 광원(20)은, 예컨대, 액체 방울, 액체 방울 내에 포함된 고체 입자 또는 고체 입자들 형태의 타겟을 전달하는 타겟 전달 시스템(24)을 포함할 수 있다. 이 타겟은 타겟 전달 시스템(24)에 의해서, 방전 위치 또는 파이어 볼의 시계(the sight of the fireball)로 알려진 조사 위치(28)로 챔버(26) 내부로 전달될 수 있다. 타겟 전달 시스템(24)의 실시예는 아래에 보다 상세하게 서술된다.

레이저 펄스는 펄스 레이저 시스템(22)으로부터 레이저 광학 축(55)을 따라, 챔버(26) 내의 (도시되지 않은) 윈도우를 통해 조사 위치로 전달되고, 적합하게 포커싱되고, 타겟 재료에 따라, 방전 동안 또는 후에 플라즈마로부터 릴리즈된 찌꺼기의 타입 및 양, 생성된 X선 광의 파장을 포함하는, 특정 특성을 가진, 플라즈마를 릴리즈하는 X선(또는 소프트 X선(EUV))을 형성하는 방전 또는 파이어 볼을 생성하기 위해 타겟 전달 시스템(24)에 의해 생성된 타겟의 도달과 동등하게 아래에 보다 상세하게 서술된다. 또한, 광원은 수집기(30), 예컨대, 방전 위치(28)로 들어가기 위한 레이저 광을 위한 조리개를 가진, 절단된 타원 형태의, 예컨대, 반사기를 포함할 수 있다. 수집기 시스템의 실시예는 아래에 보다 상세하게 설명된다. 수집기(30)는, 예컨대, 방전 위치(28)에 제1초점, 및 EUV 광이 광원으로부터 출력되고, 예컨대, (도시되지 않은) 집적회로 리소그라피 툴로 입력되는 소위 중간 지점(40)(또한, 중간 초점(40)이라함)에 제2초점을 가진 타원형 미러일 수 있다. 또한, 시스템(20)은 타겟 위치 검출 시스템(42)을 포함할 수 있다. 펄스 시스템(22)은 오실레이터 레이저 시스템(44) 및 증폭 레이저 시스템(48), 및 예컨대, 오실레이터 레이저 시스템(44)에 대한 자성 리액터-스위칭 펄스 압축 및 타이밍 회로(50) 및 증폭 레이저 시스템(48)에 대한 자성 리액터-스위칭 펄스 압축 및 타이밍 회로(52), 및 오실레이터 레이저 시스템(44)에 대한 펄스 파워 타이밍 모니터링 시스템(54) 및 증폭 레이저 시스템(48)에 대한 펄스 파워 타이밍 모니터링 시스템(56)을 갖춘, 예컨대, 듀얼 챔버의 가스 방전 레이저 시스템으로 구성된 마스터 오실레이터-파워 증폭기("MOPA")를 포함할 수 있다. 펄스 파워 시스템은, 예컨대, YAG 레이저로부터 레이저 출력을 생성하기 위한 파워를 포함할 수 있다. 또한, 시스템(20)은 EUV 광원 컨트롤러 시스템(60)을 포함할 수 있고, 또한, 예컨대, 타겟 위치 검출 피드백 시스템(62) 및 방전 컨트롤 시스템(65), 및 예컨대, 레이저 빔 위치조절 시스템(66)을 포함할 수 있다. 또한 본 시스템은 단일 마스터 오실레이터와 협력하는 수 개의 증폭기를 통합할 수 있다.

타겟 위치 검출 시스템은 타겟 방울의 위치에 관한, 예컨대, 방전 위치에 관한, 입력을 제공하고, 이 입력을 타겟 위치 검출 피드백 시스템에 제공하는 복수의 방울 이미저(70, 72, 및 74)를 포함할 수 있고, 이 타겟 위치 검출 피드백 시스템은 타겟 위치 및 궤적으로부터 타겟 에러가 계산되고, 평균적으로 방울 기준에 의해 방울 위에 있지 않으면, 레이저 빔 위치조절 시스템이, 예컨대, 상이한 방전 포인트(28)로 레이저 빔의 초점을 변경하기 위한, 예컨대, 레이저 위치 및 방향 변환기(68)의 위치 및 방향을 컨트롤하기 위해 사용할 수 있는, 예컨대, 레이저 빔 위치조절 시스템(66)에, 예컨대, 레이저 위치 및 방향 보정 신호를 제공할 수 있는, 시스템 컨트롤러(60)에 입력으로써 제공되는, 예컨대, 타겟 위치 및 궤적을 계산할 수 있다.

이미저(72)는 예컨대, 타겟 전달 메카니즘(92)으로부터 원하는 방전 위치(28)까지 타겟 방울(94)의 원하는 궤적 경로와 함께 배열된, 이미징 라인(75)을 따라 조준될 수 있고, 이미저(74 및 76)는, 예컨대, 원하는 방전 위치(28) 앞의 경로를 따라 몇몇 포인트(80)에서 원하는 궤적 경로를 따라 교차하는 교차 이미징 라인(76 및 78)을 따라 조준될 수 있다.

시스템 컨트롤러(60)로부터의 신호에 응답하여, 타겟 전달 컨트롤 시스템(90)은, 예컨대, 원하는 방전 위치(28)에 도달하는 타겟 방울 내의 에러를 보정하기 위해 타겟 방울(94)의 릴리즈 포인트를 타겟 전달 메카니즘(92)에 의해 릴리즈되는 것과 같도록 수정할 수 있다.

또한, 중간 초점(40) 또는 그 부근의 EUV 광원 검출기(100)는 효과적이고 효율적인 LPP EUV 광 생성을 위해 올바른 위치 및 시간에 타겟 방울을 적절하게 인터셉트하기 위해 레이저 펄스의 타이밍 및 초점과 같은 것의 에러를 나타내는 피드백 을 시스템 컨트롤러(60)에 제공할 수 있다.

지금부터 도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같은 컨트롤러 시스템(60), 및 연관된 모니터링 및 컨트롤 시스템(62, 64, 및 66)이 개략적이지만 더욱 상세하게 도시되어 있다. 본 컨트롤러는, 예컨대, 클록 버스(115)를 통해 시스템 컴포넌트에 시스템 클록(116)에 의해 제공된 시스템 클록 신호와 연관된, 타겟 위치 검출 피드백 시스템으로부터의 복수의 위치 신호(134, 136), 궤적 신호(136)를 수신할 수 있다. 컨트롤러(60)는 예컨대, 시스템 타임 내의 몇몇 포인트에서의 타겟의 실제 위치를 계산할 수 있는 프리-어라이벌(pre-arrival) 트래킹 및 타이밍 시스템(110); 예컨대, 몇몇 시스템 타임에서의 타겟 방울의 실제 궤적을 계산할 수 있는 타겟 궤적 계산 시스템(112); 예컨대, 방전이 발생한 몇몇 원하는 포인트 및 시간과 비교되는 시간적, 공간적 에러 신호를 계산할 수 있는, 방전 위치 시간적 공간적 에러 계산 시스템(114)을 포함할 수 있다.

그 다음, 컨트롤러(60)는 시간적 에러 신호(140)를 방전 컨트롤 시스템(64)에 제공하고, 공간적 에러 신호(138)를 레이저 빔 위치조절 시스템(66)에 제공할 수 있다. 방전 컨트롤 시스템은 오실레이터 레이저(44) 자성 리액터-스위칭된 펄스 압축 및 타이밍 회로(50)의 공진 충전부(118)에 공진 충전 방전 신호(122)를 계산하고 제공할 수 있고, PA 자성 리액터-스위칭된 펄스 압축 및 타이밍 회로(52)의 공진 충전부(120)에 공진 충전 방전 신호를 제공할 수 있는데, 이 두 신호는 동일한 신호일 수 있고; 오실레이터 레이저(44) 자성 리액터-스위칭된 펄스 압축 및 타이밍 회로(50)의 압축 회로부(126)에 트리거 신호(130)를, 증폭 레이저 시스템(48) 자성 리액터-스위칭된 펄스 압축 및 타이밍 회로(52)의 압축 회로부(128)에 트리거 신호(132)를 제공할 수 있는데, 이 두 신호는 동일한 신호가 아닐 수 있고, 시간적 에러 신호(140)로부터, 그리고 오실레이터 레이저 시스템 및 증폭 레이저 시스템 각각에 대한 광 출력 검출 장치(54 및 56)로부터의 입력으로부터 일부 계산될 수 있다. PA는 또한 CW 또는 CO₂레이저도 가능할 수 있다.

공간 에러 신호는, 예컨대, 방전 포인트 신호 및 조준 신호를, 방전 시간에서의 레이저 시스템 증폭 레이저(48)의 출력의 위치 및 레이저 출력 빔의 조준 방향 중 하나 또는 둘다 변경함으로써, 방전 위치(28)에 대한 초점 포인트를 변경하도록 레이저를 위치조절할 수 있는 레이저 빔 위치조절기에 제공할 수 있는 레이저 빔 위치 및 방향 컨트롤 시스템(66)에 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 형태에 따라, EUV 시스템 비용 뿐만 아니라 구동 레이저 전체 비용을 줄이기 위한, 구동 레이저 광 펄스 에너지의 EUV 광자 에너지로의 변환에 관한 구동 레이저 변환 효율("DLCE"), 및 EUV 광 에너지에 대한 구동 레이저 펄스를 생성하는 전기 에너지의 변환 효율("ECE")을 포함하는, 전체 변환 효율("TCE")을 향상시키기 위해, 본 출원인은 동일한 CO₂ 레이저로부터 구동 레이저 프리-펄스 및 구동 레이저 메인 펄스를 모두 생성할 것을 제안한다. 이것은, 또한, 레이저 광 포커싱 광학 부재의 수명 및 구동 레이저 광 입력 윈도우의 수명에 긍정적인 영향을 줄 수 있다.

본 출원인은 최근에 많은 연구, 실험, 및 분석을 통해, 예컨대, 주석-기반의 EUV LPP 플라즈마 소스 재료의 경우에, LPP EUV를 위한 CO₂ 구동 레이저의 사용이 특정한 매우 이로운 결과를 가질 수 있다고 판단하였다. 예시적인 방법으로, 비교적 높은 DLCE 및 ECE 및 그로 인한 TCE 수치는 전기 에너지의 변환, 및 또한 구동 레이저 광 에너지의 EUV로의 변환에 대하여 달성될 수 있다. 그러나, CO₂ 구동 레이저와 같은 구동 레이저는, 예컨대, Nd:YAG 레이저와 같은 솔리드 스테이트 레이저, 또는 XeF 또는 XeCl 레이저와 같은 엑시머 레이저와 달리 이러한 구동 레이저를 적절하게 포커싱할 충분한 능력이 없다는 단점이 있다. 10.6μm에서의 CO₂ 레이저 출력 펄스 광 방사선은 원하는 치수에 엄격하게 포커싱하는데 어려움이 있다.

플라즈마 형성 재료 타겟 방울(94)의 전형적인 크기는, 예컨대, 찌꺼기 발생 및 결과적인 찌꺼기 관리 관점에서 더 작은 일반적으로 더 좋은, 플라즈마 소스의 재료, 및 또한 아마도 구동 레이저 타입에 따라, 10-100마이크로미터 단위일 수 있다.

예컨대, 도 3에 비축척으로 개략적으로 도시된 바와 같이, 현재 제안된 포커싱 스킴과 함께, 직경 DD(예컨대, 대략 50mm), 및 초점 거리 LL(10.6마이크로미터 파장 방산사선을, 예컨대, 대략 100마이크로미터에서의 방울 범위의 최대 끝부로 포커싱하기 위한, 예컨대, 대략 50cm)의 포커싱 렌즈(160)를 사용하여, 레이저의 퍼짐은 2×10^-4 라디안 미만이여야 한다. 이 값은 (예컨대, 50mm의 조리개에 대하여) 1.22×10.6×10^-6/50×10^-3=2.6×10^-4의 회절 한계 미만 이여야 한다. 그러므로, 요구된 초점은 달성될 수 없고, 예컨대, 레이저 광 에너지는 타겟 방울로 들어가지 않을 것이고, CE는 감소된다.

이러한 한계를 극복하기 위해, 초점 거리는 감소되어야 하고, 렌즈(160) 및 레이저 빔(151) 직경은 증가되어야 한다. 그러나, 이는 EUV 수집 각을 감소시키는, EUV 수집기(30)로의 큰 중앙 개구를 요구하기 때문에 역효과일 수도 있다. 또한, 더 큰 개구는 상기 참조된 동시 계류 출원 중 하나 이상에 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 구동 레이저 전달 인클로저(150)에 의해 제공되는 찌꺼기 완화 효과를 제한하는 결과를 일으킨다. 이는 효율성을 감소시키고, 특히, 레이저 입력 윈도우의 수명 감소를 초래할 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 형태에 따라, 본 출원인은 도 4 및 도 5에 비축척으로 개략적으로 도시된 바와 같은 구동 레이저 방사선의 입력을 위한 개선된 방법 및 장치를 제안한다. 예컨대, CO₂ 레이저에 대하여, 높은 NA을 가진 내부 반사 광학 부재를 사용, 및, 예컨대, 반사 표면으로서, 증착된 플라즈마 개시 소스 재료, 예컨대, 주석을 사용이 제안되었다. 본 포커싱 스킴은, 예컨대, 2개의 반사 미러(170, 180)를 포함할 수 있다. 미러(170)는, 예컨대, 몰리브덴으로 만들어진, 예컨대, 평형한 또는 굴곡진 미러일 수 있다. 마지막 포커싱 미러(180)는, 예컨대, 원하는 플라즈마 개시 위치(28)에서 타겟 방울(92)과 교차하는 포커싱된 빔(176)을 형성하기 위해 포커싱 미러(180)로 리디렉팅 미러(170)에 의해 리디렉팅되는, CO₂ 구동 레이저 입력 빔(172) 내의 CO₂ 방사선을 포커싱할 수 있다.

미러(180)의 초점 거리는 50cm 보다 상당히 작을 수 있다, 예컨대, 5cm일 수 있으나, 이 수치에 제한되지 않는다. 이러한 짧은 초점 거리의 미러(180)는, 예컨대, CO₂ 방사선의 초점을, 예컨대, 100마이크로미터 미만의 방울, 및 특히 50μm 미만, 그리고 심지어 대략 10μm의 방울에 놓이도록 할 수 있다.

또한, 본 출원인은 도 5에 비축척으로 개략적으로 도시된 실시예의 형태에 따라, 미러(180') 뒤에 위치된, 히터(194), 예컨대, Mo-리본 히터로의 가열을 사용할 것을 제안한다. 주석의 용융점 이상으로의 가열, 및, 예컨대, LB462란 이름으로 MCB, Inc.에 의해 제조된, 블러시없는 저전압 모터일 수 있고, 플라즈마 발생 챔버(26)의 환경으로부터 그것을 보호하기 위한 스테인리스 강 케이스로 둘러싸일 수 있는, 예컨대, 미러(180')를 위한 회전 모터(192) 및 미러(170')에 대한 유사한 모터(190)를 사용한 회전이 사용될 수 있다. 예컨대, LPP 찌꺼기로부터의 증착으로 인해, 미러(170, 180)를 코팅하는, 플라스마 소즈 재료, 예컨대 주석의 얇은 막으로부터 레이저 방사선의 반사가 일어날 수 있다. 용융된 플라즈마 소스 재료, 예컨대 주석의 매끈한 표면을 만들기 위해 필수적이라면, 회전이 사용될 수 있다. 액체 주석의 이러한 얇은 막은 미러(170, 180)에 대한 셀프-히팅 반사 표면을 형성할 수 있다. 그러므로, 미러(170, 180) 상의 플라즈마 소스 재료 증착, 예컨대, 주석 증착은 하나 이상의 렌즈 형태의 포커싱 광학 부재에 부정적인 대신에 긍적적인 것으로 사용될 수 있다. 10.6μm 방사선에 대한 거칠기(람다/10)에 대한 요구사항은 쉽게 달성된다. 미러(170, 180)는 모터(192, 192)로 스티어링 및/또는 위 치조절될 수 있다.

액체 주석의 반사율은 5μm를 초과하는 파장에 대한 실험적 결과와 잘 일치하는 Drude의 공식으로 계산될 수 있다.

, 여기서 S는 (CGS 계에서) 금속의 도전성이고, T는 방사선에 대한 오실레이션 주기이다. 구리에 대하여, 이 공식은 10.6μm에 대하여 대략 98.5%의 반사율의 추정치를 준다. 주석에 대하여, 반사율 추정치는 96%이다.

또한, 요구된 용융점 이상으로 도 5의 미러(180')를 가열하는 것은 플라즈마 발생 위치(28)에 근접한, 방사성 열 전달 메카니즘을 가진, 또는, 예컨대, 구동 레이저 광으로부터의 대략 4% 방사선 흡수로 인한 자가-가열에 의한, 회전 미러(180') 뒤에 설치된 (도시되지 않은) 외부 히터로 수행될 수 있다.

도 4 및 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 레이저 방사선(172)은 측 포트를 통해 챔버 내로 전달될 수 있고, 그러므로, 수집기(30)의 중앙부에 과도하게 큰 조리개를 요구하지 않는다. 예를 들어, 예컨대, 엑시머 레이저 DUV 범위 내의 특정 파장에 대하여 효과적이고, CO₂와 같은 파장에 대한 포커징 렌즈에 대하여 효과적이지 않은 대략 동일한 크기의 중앙 조리개를 가진, 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른 포커싱 미러 배열이 사용될 수 있다. 또한, 챔버(26) 및 레이저 전달 인클로저(300)를 진공 밀봉하기 위해 사용될 수 있는 레이저 입력 윈도우(202)는 도 3의 전달 시스템을 가진 경우, 플라즈마 개시 위치 및 찌꺼기 발생 영역의 직접적인 시준선에 있지 않는다. 그러므로, 상기 언급된 동시계류중인 출원 중 적어도 하나에 보다 상세하게 서술되어 있는 바와 같이, 연관된 조리개 및 퍼지 가스 및 카운터 플로우 가스를 가진 레이저 전달 인클로저는 찌꺼기가 윈도우(202)에 도달하는 것을 막는데 훨씬 더 효과적일 수 있다. 그러므로, 예컨대, 마치 구동 레이저 전달 인클로저(200)의 말단 끝부에서, 도 5의 실시예의 형태에 따라 도시된 바와 같은 LPP 구동 레이저 광의 포커싱이, 예컨대, CO₂ 구동 레이저에 대하여 비교적 더 클 필요가 있다 하더라도, 조사 위치(28)로부터 인클로저(200)의 말단 끝부로의 찌꺼기 비행 경로의 간접 각(indirect angle)은 말단 끝부에 더 큰 조리개 또는 조리개를 제거하는 것을 가능하게 하고, 반면 도 3의 실시예에 도시된 인클로저(150)의 말단 끝부에 조리개를 확대하거나 또는 조리개를 제거하는 것은 (또한 몇몇 실시예에서, 챔버 윈도우로서 역할하거나, 챔버 윈도우에 의해 대체될 수 있는) 렌즈(160)로부터 찌꺼기를 떨어뜨릴 수 있는 인클로저(150)의 능력에 상당한 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 찌꺼기 관리는 중요한 요소이고, 도 4 및 5의 배열은 구동 레이저 입력 인클로저를 조사 위치(28)로 포커싱된 LPP 구동 레이저 빔(152, 176)의 광 축 밖으로 유지하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 형태에 따라, 예를 들어, 레이저 빔(172)은 외부 렌즈에 의해 포커싱될 수 있고, 초점에 가깝게 위치한 구동 레이저 입력 인클로저 콘(200)의 오픈 구멍과 함께 수렴 빔(204)을 형성할 수 있다. 직접 포커싱 스킴에 대하여, 외부 렌즈, 예컨대, 도 3의 렌즈(160)가 빔을 방울(94)에 포커싱할 때, 콘 팁은 렌즈(160)의 초점 거리에서 방울 타겟(94)과 교차하기 위해, 초점 거리로부터 임의의 상대적 거리, 예컨대, 20-50mm에 위치되어야 한다. 이것은 플라즈마의 형성에서 타겟에 의해 흡수되고, 플라즈마 내 또는 주변에서 릴리즈되는 필수적인 모든 구동 레이저 파워와 함께, 말단 끝부가 상당한 열적 부하를 받게 할 수 있다. 중간 초점을 가진 본 발명의 일 실시예에 따른 제안된 광학 배열에 대하여, 콘 팁은 초점에 (수 밀리미터 거리로) 접근될 수 있고, 콘의 출력 구멍은 매우 작을 수 있다. 이것은 가스 콘 내의 가스 압력을 상당히 증가시키고, 다른 파라미터(윈도우 보호 효율, 챔버의 펌핑 속도)를 동일하게 유지하면서도 챔버 내의 압력을 상당히 줄일 수 있게 한다. 반사 광학 부재가, 예컨대, CO₂ 레이저에 대하여 사용될 수 있다.

지금부터 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 형태를 따른, 구동 레이저 시스템(250), 예컨대, CO₂ 구동 레이저가 블록 다이어그램 형태로 개략적으로 도시되어 있고, 본 시스템은 각각, 대략 10.6μm에서 레이징하는 단일 경로 또는 복수 경로 CO₂ 가스 방전 레이저일 수 있는, 파워 증폭기("PA", 272)에 대략 10.6μm 파장의 시드 레이저 펄스를 제공하는, CO₂ 가스 방전 레이저, 또는 다른 적합한 시드 레이저일 수 있는 프리-펄스 마스터 오실레이터("MO", 252), 및 메인 펄스 마스터 오실레이터("MO", 254)를 포함할 수 있다. MO(252)의 출력은 메인 펄스의 펄스 에너지의 대략 1% 내지 10%의 펄스 에너지를 가진, 프리-펄스를 형성할 수 있고, MO(254)의 출력은 동일하거나 상이할 수 있는 파장을 가진, 대략 1×10¹⁰watts/cm² 의 펄스 에너지를 가진 메인 펄스를 형성할 수 있다.

MO(255)로부터의 출력 펄스는 PA(272) 내에서 증폭될 시드 펄스로서 제1선택된 편향의 모든 또는 필수적인 모든 광을 PA(272) 내로 반사시킬 편광 빔 스플리터(262)로, 예컨대, 미러(260)에 의해 반사될 수 있다. 제2선택된 편광의 MO(252)의 출력은 편향 빔 스플리터(262)를 통해, 다른 시드 펄스와 같이 PA(272)로 패싱될 수 있다. 그러므로, MO(252) 및 MO(254)의 출력은 MO(252)로부터의 프리-펄스부 및 MO(254)로부터의 메인 펄스부를 가진 결합된 시드 펄스(270)로 형성될 수 있다.

결합된 펄스(270)는, 예컨대, 결합된 펄스(270)가 구동 레이저 출력 펄스(274)를 형성하기 위해 증폭되될 때, PA 내의 증폭 레이징 매체의 존재를 보장하기 위해, MO(252, 254) 및 PA(272) 내의 가스 방전 사이의 적절한 타이밍을 가진, 예컨대, XLA 100 및 XLA 200 시리즈 MOPA 레이저 시스템과 같은 출원인의 양수인에 의해 판매되는 펄스 파워 서플라이 모듈을 가진, 종래 기술의 MOPA 가스 방전 레이저인 PA(272)에서 증폭될 수 있다.

MO(254) 및 MO(252)의 방전 타이밍은, 그 가스 방전이, 예컨대, 프리-펄스가 결합된 펄스(270) 내의 메인 펄스보다 약간 앞서도록, MO(252)의 방전 후 그리고 MO(252)의 방전의 대략 수 나노초 내로 그것의 가스 방전이 개시되도록 하는 시간 이 후에, 예컨대, MO(254)가 파일링되도록 한다. 당업자들은 프리-펄스 및 메인 펄스의 특성, 예컨대, 상대 강도, 피크의 분리, 절대 강도 등은 플라즈마 발생에 원하는 효과로부터 결정될 것이고, 특정 요소, 예컨대, 구동 레이저의 타입, 및 예 컨대, 그것의 파장, 타겟 재료의 타입, 및, 예컨대, 그 타겟 방울의 크기 등과 관련될 것임이 이해될 것이다.

지금부터 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 형태가 개략적인 블록 다이어그램 형태로 도시되어 있는데, 본 형태는, 예컨대, 도 6을 참조하여 상술된 바와 같이, PA(272) 내의 증폭을 위한 결합된 펄스(270)를 형성하기 위해, 캐비티 내의 생성을 위해 유용한 캐비티 내의 두, 제1프리-펄스, 및 그 다음 메인 펄스를 중개하는 Q-스위치(284)와 함께, 캐비티 뒷쪽 미러(282) 및 출력 커플러(286)를 갖춘 레이저 오실레이터 캐비티에 의해, 형성된, 예컨대, MO 이득 발생기(280)를 포함하는, 구동 레이저 시스템(250), 예컨대, CO₂ 구동 레이저 시스템을 포함할 수 있다.

지금부터 도 8을 참조하면, 18kHz 이상의 출력 펄스 반복률에서 동작할 수 있는, CO₂ 구동 레이저 시스템과 같은, 복수의 파워 증폭기 높은 반복률의 구동 레이저 시스템(300)이 도시되어 있다. 도 8의 시스템(250)은, 예컨대, 마스터 오실레이터(290), 및 복수의, 예컨대, 직렬인 3개의 PA(310, 312, 및 314)를 포함할 수 있다. 각각의 PA(310, 312, 및 314)는, 당업자들에 의해 이해되는 바와 같이, 각각이 단일 고전압 파워 서플라이에 의해(또는 각각의 개별 고출력 파워 서플라이에 의해) 초기 충전될 수 있는, 개별 펄스 파워 시스템(322, 324, 326)으로부터 가스 방전 전기 에너지를 공급받을 수 있다.

도 9를 참조하면, PA의 개수 X배의 출력 펄스 반복률, 예컨대, 도 8의 도시된 예에서 X×3, 즉 각각 6kHz에서 동작하는 3개의 PA에 대하여 18kHz를 야기할 수 있는 방전 다이어그램(292)이 도시되어 있다. 즉, MO는 MO 출력 펄스 타이밍 마크(294)에 의해 지시된 반복률로 비교적 낮은 에너지의 시드 펄스를 발생하고, 각각의 PA의 방전은 방전 타이밍 마크(296)에 의해 지시되는 대로 스태거되어, MO 출력 펄스는 타이밍 다이어그램에 도시된 바와 같이, Pa(310, 312, 314) 중 연속적으로 하나씩 증폭된다. 또한, 당업자들은 MO(290) 및 각각의 개별 PA(310, 312, 314)의 각각의 방전 간의 타이밍은 개별 PA(310, 312, 314)에서 발생하는 증폭에 대하여, 이러한 개별 PA(310, 312, 314) 내의, 예컨대, 전극간 방전에 의해, 개별 PA(310, 312, 314) 내에서 발생시키기 위해 증폭이 일어날 수 있는, 전체 광 경로 내의 위치에 MO로부터의 각각의 출력 펄스가 도달하게 하도록 조절될 필요가 있음을 이해될 것이다.

지금부터 도 10 및 11을 참조하면, 예컨대, 상술된 바와 같은 결합된 펄스(270)를 발생시키고, 또한 상술된 바와 같이 스태거 기준 상의 선택된 PA(310, 312, 314) 내의 각각의 펄스를 증폭함으로써, 결합된 프리-펄스 및 메인 펄스와 함께 더 높은 반복율의 출력 레이저 펄스(274)를 생성하기 위해, 도 6 및 7의 실시예의 피처를 결합한 구동 레이저 시스템, 예컨대, CO₂ 구동 레이저 시스템이 본 발명의 일 실시예의 형태에 따라 사용될 수 있다.

당업자들은 상술한 시스템(250)이 두 개의 MO(프리-펄스 및 메인 펄스), 및 단일 PA(단일 경로 또는 복수-경로), 및 PA에 의해 증폭되는, 단일 빔으로 결합되는 양 MO로부터의 빔, 또는 공진 캐비티 내의 Q-스위칭에 의해 형성된 결합된 빔을 갖춘 CO₂ LPP 구동 레이저를 포함할 수 있고, 그 다음, 이렇게 생성된 결합된 프리-펄스 및 메인 펄스 빔은, 예컨대, 동일한 펄스 반복률로 동작하는 또는, 일련의 PA에 의해, 결합된 펄스 생성 MO의 펄스 반복률의 i/x배인 펄스 반복률로 동작하는 단일 PA에서 증폭될 수 있고, 여기서, x는 PA의 개수이고, PA는 스태거된 방식으로 순차적으로 방전됨을 이해할 것이다. 개별 MO로부터의 두 빔을 결합하는 단계는 편광에 의해, 또는 빔 스플리터를 사용함으로써 수행될 수 있고, MO 경로 중 하나, 예컨대, 프리-펄스 MO 경로 내의 손실을 취할 수 있다. 예컨대, CO₂ 레이저의, 낮은 이득으로 인해, 동일 PA는 결합된 펄스에 포함된 프리-펄스 및 메인 펄스를 동시에 모두 증폭하기 위해 공유될 수 있음이 이해될 것이다. 이것은 특정 타입의 레이저, 예컨대, CO₂ 레이저 대하여 고유한 것이고, 다른 타입의 레이저, 예컨대, 엑시머 레이저에 대하여는 그들의 훨씬 더 큰 이득 및/또는 더 쉬운 세츄레이션으로 인해 가능하지 않을 것이다.

지금부터 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 형태의 도면이 개략적으로 도시되어 있다. 본 실시예는 구동 레이저 입력 윈도우(330)를 통해 들어가는 포커싱된 구동 레이저 빔(342)을 통과시킬 수 있는 구동 레이저 전달 인클로저(320)를 포함할 수 있다. 구동 레이저 빔(342)은 포커싱된 후 확장 빔(344)을 형성할 수 있고, 그 다음, 스티어링된 빔(346)이 수집기(30)의 중앙부(350)를 조사하여, 빔(346)이 EUV 생성 플라즈마를 형성하기 위한 타겟 방울의 조사를 위해 수집기의 초점(28)으로 다시 포커싱되도록 하는 포커싱된 구동 레이저 빔(342)에 대 한 초점, 및 미러(340) 및 빔(344) 크기를 가진, 예컨대, 평평한 스티어링 미러(340)에 의해 스티어링될 수 있다. 미러(340)는 상술한 바와 같이 회전 모터(360)에 의해 회전될 수 있다. 수집기(30)의 중앙부(350)는 DUV 범위의 구동 레이저 내에서 반사적인 재료, 예컨대, XeF 레이저에 대한 351nm에 대하여 적합한 반사성 코딩을 가진, CaF₂, 또는 CO₂ 레이저에 대하여 대략 10μm 파장에서 반사적인 재료로 형성될 수 있다.

당업자들은 상기 명세서가 구동 레이저 빔을 생성하는 구동 레이저; 제1축을 가진 구동 레이저 빔 제1경로; 구동 레이저 빔을 제1경로에서 제2축을 가진 제2경로로 전이시키는 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘; 중앙에 위치한 조리개, 즉, 충분히 큰, 예컨대, 수 스테라디안의 구동 레이저 광으로 조사된 때 플라즈마 내에서 생성된 EUV 광을 효율적으로 수집하기 위한 수집기 광학 부재와 함께, 수집기 광학 엘리먼트와 필수적으로 연관되지 않은 다른 광학 엘리먼트가 설치될 수 있는, 개구를 가진 EUV 수집기 광학 엘리먼트를 포함할 수 있는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템을 포함할 수 있는 장치 및 방법을 서술함을 이해할 것이다. 본 장치 및 방법은 제2경로 내, 그리고 조리개 내에 위치하고, 그리고 제2축을 따라 위치한 플라즈마 개시 위치 상의 구동 레이저 빔을 포커싱하는 포커싱 미러를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 참조된 동시계류중인 출원 중 하나 이상에 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 플라즈마 개시는 EUV 수집 광학 부재에 대한 초점에서, 예컨대, 엄격하게 이상적인 위치인 것으로 간주될 수 있음이 이해될 것이다. 그러나, 다양한 요 소들로 인해, 몇몇 시간, 아마도 대부분의 시간, 실제 플라즈마 개시 위치는 이상적인 개시 위치로부터 드리프트할 수 있고, 구동 레이저 빔을 다이렉팅하기 위해 컨트롤 시스템이 사용될 수 있고, 그리고/또는 레이저/타겟 교차 및 실제 플라즈마 개시 위치를 이상적인 위치로 다시 이동시키기 위한 타겟 전달 시스템이 사용될 수 있다. 그러므로, 첨부된 청구항을 포함하여, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 플라즈마 개시 위치의 개념은 비교적 고정된(또한, 예컨대, 수 kHz인 펄스 반복률과 비교되는, 비교적 느린 시간 스케일 상의 변화) 바람직한 또는 이상적인 플라즈마 개시 위치의 개념을 통합하지만, 동작상 및/또는 컨트롤 시스템 드리프트 등으로 인한, 실제 플라즈마 개시 위치는 컨트롤 시스템이 플라즈마 개시 위치를 일반적으로 여전히 최적의 수집을 위한 이상적인 또는 바람직한 위치 주변에 있는 에러 위치로부터 바람직한/이상적 위치, 예컨대, 초점으로 옮길 때 변하는 다양하게 위치할 수 있다.

본 장치 및 방법은 포커싱 렌즈를 사용에 포함된 지오메트리의 제약으로 실제적이지 않다면, 효과적인 플라즈마 생성 에너지에서 대략 100μm 미만의 EUV 타겟 방울을 포커싱하게 하는 파장을 가진 구동 레이저에 의해 생성되는 구동 레이저 빔을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이것은, 예컨대, CO₂ 레이저의 특성이지만, CO₂ 레이저가 이러한 특정 타입의 비효율성을 따르는 유일한 구동 레이저는 아니다. 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘은 미러를 포함할 수 있다. 포커싱 미러는 플라즈마 개시 위치에서 생성된 플라즈마 내에서 생성된 EUV 광이 조리개 외부의 수집기 광학 엘리먼트에 의해 차단되지 않도록 위치되고 사이징될 수 있다.

상술한 바와 같은, 이러한 장점은 다른 장점 및 바람직한 특성을 가질 수 있는 CO₂ 레이저와 같은 구동 레이저의 사용을 허용할 수 있지만, 본 발명의 일 실시예의 형태에 따른, 조리개 내의 상술된 미러 포커싱 엘리먼트가 차지하는 것과 유사한 크기의 수집기 조리개로 들어가는 빔과 포커싱 렌즈로 포커싱하는데 일반적으로 적합하지 않다.

리디렉팅 메카니즘은 회전될 수 있고, 포커싱 미러는 가열될 수 있다. 또한, 본 장치 및 방법은 프리-펄스부 및 메인 펄스부를 가진 결합된 출력 펄스를 발생시키는 시드 레이저 시스템; 및 증폭 레이저의 이득을 세츄레이팅하는 프리 펄스부 없이 프리 펄스부 및 메인 펄스부를 동시에 증폭하는 증폭 레이저를 포함할 수 있다. 당업자들은 각각의 프리-펄스 및 메인 펄스 그 자체가 그것의 시간적 길이 상의 수 피크의 펄스로 구성될 수 있고, 그 자체가 "펄스"로 간주될 수 있음이 이해될 것이다. 본 명세서 및 첨부된 청구항에 사용된 프리-펄스는 메인 펄스의 강도(예컨대, 피크 및/또는 인터벌)보다 더 작은 강도의 펄스를 의미하고, 후속하는, 다음 플라즈마의 메인 펄스의 포커싱을 통한 형성 플라즈마로의 구동 레이저 에너지의 더 큰 입력에 의해, 플라즈마 소스 재료 내의 플라즈마 형성을 개시하는데 유용하다. 이것은 메인 펄스의 프리-펄스 내의 형상, 기간, "피크"/"펄스"의 개수, 또는 시드 펄스 발생기의 출력에서의, 또는 결합된 펄스 내의, 프리-펄스부 및 메인-펄스부 내의 하나 이상의 펄스를 형성하는 것으로 볼 수 있는, 크기, 형상, 시 간적 기간, 등의 다른 특성과 무관하다.

증폭 레이저는 CO₂ 레이저를 포함할 수 있다. 결합된 펄스의 프리-펄스부는 제1시드 레이저에서 생성될 수 있고, 결합된 펄스의 메인 펄스부는 제2시드 레이저에서 생성 수 있고, 또는 결합된 펄스의 프리-펄스부 및 메인 펄스부는 단일 시드 레이저에서 생성될 수 있다. 본 장치 및 방법은 적어도 12kHz의 펄스 반복률 X, 예컨대, 18kHz에서 시드 레이저 펄스를 생성하는 시드 레이저; 및, 예컨대, 각각 X/N의 속도로, 예컨대, 전체 18kHz로 주어진, 예컨대, 3개의 PA에 대하여 6kHz로 방전되고, 시드 레이저 펄스의 광 경로에 직렬로 위치될 수 있고, 각각 스태거된 타이밍 방식으로, 증폭하는 복수 N개의 증폭 레이저를 포함할 수 있고, 각각의 N번째 시드 펄스는 X/N의 펄스 반복률이다. 각각의 개별 증폭 레이저는 시드 생성 레이저의 각각의 N번째 출력이 개별 증폭 레이저 내에 있도록, 시드 생성 레이저의 방전과 동시에 방전될 수 있다. 시드 레이저 펄스는 프리-펄스부 및 메인 펄스부를 포함할 수 있다.

상기 실시예의 형태의 목적 또는 임의의 다른 이유 또는 해결되어야 할 문제점에 대하여 임의의 상술된 목적을 완전히 달성할 수 있는 35 U.S.C. §112를 충족하도록 요구된 본 특허 출원에 상세하게 서술되고 도시된 LPP EUV 광원 구동 레이저 시스템의 특정 형태의 실시예가 서술되어 있으나, 본 발명의 본 명세서에 서술된 형태의 서술된 실시예는 단지 본 발명에 의해 광범위하게 고려된 문제를 예시적이로 설명하고 나타내는 것임을 당엄자들은 이해해야 한다. 본 명세서에 서술되고 청구된 형태의 실시예의 범위는 명백하거나, 본 명세서의 교시를 기초로 당업자들에게 명백해질 수 있는 다른 실시예를 완전히 포함한다. 본 명세서의 LPP EUV 광원 구동 레이저 시스템은 첨부된 청구항에 의해서만 완전히 제한되며, 첨부된 청구항의 내용을 벗어나지 않는다. 단독의 이러한 청구항 내의 엘리먼트에 대한 참조는 명시된 것이 없다면 "하나 또는 하나만"을 의미하는 것이 아니라, "하나 또는 그 이상"을 의미하고자 한 것이다. 당업자들이 알거나 알게 될 상술된 형태의 실시예의 임의의 엘리먼트에 대한 모든 구조적 및 기능적 동등물은 본 명세서에 참조로써 합치되며, 본 청구항에 의해 포함된다. 본 명세서 및/또는 청구항에서 사용된 임의의 용어, 및 본 출원의 명세서 및/또는 청구항에서 특별히 주어진 의미는 그 용어에 대한 임의의 사전적 의미, 또는 다른 통상적으로 사용되는 의미와 관계없이 그러한 의미를 가진다. 본 출원 내에 개시된 형태의 실시예에 의해 해결되어야 할 각각의 모든 문제점을 다루기 위해 임의의 형태의 실시예로서 본 명세서에 서술된 디바이스 또는 방법에 필수적인 것은 아니며, 그것은 본 청구항에 의해 포함된다. 본 명세서 내의 엘리먼트, 컴포넌트, 또는 방법은 그 엘리먼트, 컴포넌트, 또는 방법 단계가 청구항에 명시되어 있는지 여부에 관계없이 대중에게 오직 특정 목적을 위한 것으로 의도하지 않았다. 첨부된 청구항 내의 청구 엘리먼트는 그 엘리먼트가 "수단으로"란 구문을 사용하여 명시되지 않았다면, 또는 방법 청구항의 경우에, 그 엘리먼트가 "동작" 대신에 "단계"로 언급되지 않았다면, 35 U.S.C. §122, 6단락의 규정에 따라 해석되지 않아야 한다.

당업자들은 상술된 본 발명의 실시예의 형태는 바람직한 실시예일 뿐이며 본 발명의 개시물을 임의의 방법으로, 특히 특정의 바람직한 실시예만으로 제한하지 않음을 이해될 것이다. 당업자들은 개시된 본 발명의 실시예의 개시된 형태에 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음을 이해될 것이다. 첨부된 청구항은 본 발명의 실시예의 개시된 형태는 물론 당업자들에게 명백한 다른 동등물, 수정, 및 변형을 커버하기 위한 범위 및 의미를 정하고자 한다. 상술된 본 발명의 실시예의 개시되고 청구된 형태에 변형 및 수정과 함께 다음이 구현될 수 있다.

Claims

레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템으로서,

구동 레이저 빔을 산출하는 구동 레이저;

제1축을 가진 구동 레이저 빔 제1경로;

상기 구동 레이저 빔을 상기 제1경로에서 제2축을 가진 제2경로로 전환하는 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘;

중앙에 위치한 조리개를 가진 EUV 수집기 광학 엘리먼트;

상기 조리개 내에 위치하고 상기 제2경로에 있고, 상기 제2축을 따라 위치한 플라즈마 시작 위치에 상기 구동 레이저 빔을 포커싱하는 포커싱 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 레이저 빔은 포커싱 렌즈 사용에 포함된 지오메트리의 제약으로 실제적이지 않다면 효율적인 플라즈마 생성 에너지에서 대략 100μm 미만의 EUV 타겟 방울에 포커싱하도록 하는 파장을 가진 구동 레이저에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 레이저는 CO₂ 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 레이저 리디렉팅 메카니즘은 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 포커싱 미러는 상기 조리개의 외측의 상기 수집기 광학 엘리먼트로부터 상기 플라즈마 개시 위치에서 산출된 플라즈마에서 생성된 EUV 광을 차단하지 않기 위한 크기이고, 위치되는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 리디렉팅 메카니즘은 회전되는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 포커싱 미러는 가열되는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 시스템.
레이저 생성 플라즈마 EUV 광원으로서,

프리-펄스부 및 메인 펄스부를 가진 결합된 출력 펄스를 발생시키는 시드 레이저 시스템;

상기 프리 펄스부가 증폭 레이저의 이득을 세츄레이팅하지 않고 상기 프리 펄스부 및 상기 메인 펄스부를 동시에 증폭하는 증폭 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
제 8 항에 있어서, 상기 증폭 레이저는 CO₂ 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
제 8 항에 있어서, 상기 결합된 펄스의 상기 프리-펄스부는 제1시드 레이저에 의해 산출되고, 상기 결합된 펄스의 상기 메인 펄스부는 제2시드 레이저에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
제 8 항에 있어서, 상기 결합된 펄스의 상기 프리-펄스부 및 상기 메인 펄스부는 단일 시드 레이저에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
제 11 항에 있어서, 상기 단일 시드 레이저는 q-스위칭 오실레이터 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
레이저 생성 플라즈마 EUV 광원으로서,

적어도 12kHz의 펄스 반복률 X로 시드 레이저 펄스를 산출하는 시드 레이저;

각각 상기 시드 레이저 펄스의 광 경로에 직렬로 위치하고, 각각의 N개의 시드 펄스는 X/N의 펄스 반복률로 스태거된 타이밍 패션으로 각각 증폭하는 X/N의 속도로 방전하는 복수 N개의 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
제 13 항에 있어서, 상기 시드 생성 레이저의 각각의 N개의 출력은 각각의 증폭 레이저 내에 있도록 각각의 증폭기 레이저는 상기 시드 생성 레이저의 방전와 타이밍되는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
제 13 항에 있어서, 상기 시드 레이저 펄스는 프리-펄스부 및 메인 펄스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원.
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