KR101503894B1

KR101503894B1 - 레이저 생성 플라즈마 ｅｕｖ 광원용 가스 관리 시스템

Info

Publication number: KR101503894B1
Application number: KR1020107005798A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 엔. 비카노프; 알렉산더 아이. 에르쇼프; 아이고르 브이. 포멘코프; 데이비드 씨. 브랜트
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-15
Publication date: 2015-03-19
Also published as: JP2010538420A; EP2181448B1; CN101790764A; KR20100057851A; US20100140514A1; US8198615B2; EP2181448A1; US20120305810A1; EP2181448A4; US7655925B2; WO2009032054A1; CN101790764B; US8785892B2; TW200922386A; JP5552051B2; US20090057567A1; TWI369926B

Abstract

폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조, 및 흐름 경로와 유체 교류하는 플라즈마 위치에 플라즈마를 발생시키는 시스템, 예컨대, 레이저 생성 플라즈마 시스템을 포함하는 디바이스 및 대응하는 사용 방법이 개시된다. 본 디바이스에 대하여, 가스는 이온 정지 완충 가스, 및/또는 에천트를 포함할 수 있는 인클로징 구조 내에 배치될 수 있다. 폐루프 흐름경로를 통해 가스를 가압하기 위해 펌프가 제공될 수 있다. 흐름 경로 내에 흐르는 가스로부터 열을 제거하기 위한 하나 이상의 열 교환기가 제공될 수 있다. 몇몇 배열에서, 흐름 경로 내에 흐르는 가스로부터 목적물의 적어도 일부를 제거하기 위해 필터가 사용될 수 있다.

Description

레이저 생성 플라즈마 ＥＵＶ 광원용 가스 관리 시스템{GAS MANAGEMENT SYSTEM FOR A LASER-PRODUCED-PLASMA EUV LIGHT SOURCE}

본 발명은, 예컨대, 리소그래피 스캐너/스테퍼에 의한, EUV 광원 챔버의 외부 사용을 위해, 타겟 재료로부터 생성되고 중간 영역으로 수집되고 지향되는 플라즈마로부터 EUV 광을 제공하는 극자외선("EUV") 광원에 관한 것이다.

극자외선 광, 예컨대, 대략 13.5nm 파장의 광을 포함하여, 대략 50nm 이하의 파장을 가지는 전자기 방사선(종종 소프트 X레이라고도 함)은 기판, 예컨대, 실리콘 웨이퍼에 초소형 피처를 산출하기 위한 포토리소그래피 공정에서 사용될 수 있다.

EUV 광을 산출하는 방법은 EUV 범위 내의 하나 이상의 방출선으로, 적어도 하나의 원소, 예컨대, 크세논, 리튬, 또는 주석을 가진 플라즈마 상태로 재료를 변환하는 것을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 종종, 레이저 생성 플라즈마("LPP")라 불리는, 하나의 이러한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 원하는 라인-방출 원소를 가진 재료의 방울, 스트림, 또는 클러스터와 같은 타겟 재료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다.

하나의 특별한 LPP 기술은 타겟 재료 방울을 하나 이상의 고 에너지 펄스로 조사하는 것을 포함한다. 이러한 관련하여, CO₂ 레이저는 LPP 프로세스에서 고 에너지 펄스를 산출하는 구동 레이저로서 어떠한 이점을 나타낼 수 있다. 이것은 용해된 주석 방울과 같은 특정 타겟 재료에 대하여 특히 그러할 수 있다. 예를 들어, 한가지 이점은, 예컨대, 구동 레이저 입력 파워에 대한 출력 EUV 대역내 파워의 비율과 같은 비교적 높은 변환효율을 산출할 수 있는 능력을 포함할 수 있다.

더 이론적인 관점에서, LPP 광원은 수십 eV의 전자온도를 가진 고도로 이온화된 플라즈마를 생성하는, 크세논(Xe), 주석(Sn), 또는 리튬(Li)과 같은 소스 원소에 레이저 에너지를 디포지팅(depositing)함으로써 EUV 복사를 발생시킨다. 비-여기(de-excitation) 및 이러한 이온의 재결합동안 발생된 에너지 복사는 플라즈마로부터 모든 방향으로 방출된다. 하나의 일반적인 배열에서, 타원 형상을 가진 거의 수직인 입사 미러(종종 "수집 미러"라고도 함)는 중간 위치, 예컨대, 초점으로 광을 수집, 지향하기 위해(그리고, 몇몇 실시예에서, 포커싱하기 위해) 플라즈마로부터 일정한 거리에 위치된다. 그 다음, 수집된 광은 중간 위치에서부터 한 세트의 스캐너 광학부재로, 최종적으로 웨이퍼로 중계될 수 있다. 전형적인 설정에서, EUV 광은 소스 내에서 플라즈마로부터 중간 위치까지 대략 1-2m 이내로 진행해야 하고, 결과적으로 임의의 환경에서, 광원 챔버 내의 대기를 대역내(in-band) EUV 광을 비교적 적게 흡수하는 가스로 한정시키는 것이 유리할 수 있다.

예컨대, 시간당 100개 이상의 웨이퍼를 노출하는 대량생산(HVM) 환경에 사용하도록 설계된 EUV 광원에 대하여, 수집 미러의 수명은 효율, 정지시간, 및 궁극적으로 비용에 영향을 미치는 중요 파라미터일 수 있다. 동작중, 플라즈마의 부산물인 찌꺼기(debris)가 발생되는데, 이는 수집 미러의 표면 및 다른 광학부재를 열화시킬 수 있다. 이러한 찌꺼기는 높은 에너지의 이온, 중성 원자, 및 타겟 재료의 클러스터의 형태일 수 있다. 이러한 3가지 타입의 찌꺼기 중에서, 수집 미러 코팅에 가장 해로운 것은 전형적으로 이온 플럭스(flux)이다.

일반적으로, 상기 서술된 구성에 대하여, 수집기에 충돌하는 방울 타겟으로부터의 중성 원자의 양 및 클러스터는, 대부분의 타겟 재료가 수집기 표면으로부터 먼쪽을 가리키는 방향으로(즉, 레이저 빔의 방향으로) 이동하므로, 작을 수 있다. 찌꺼기 제거 및/또는 수집기 세척 기술없이, 타겟 재료의 증착 및 오염은 물론, 수집기 다층 코팅의 스퍼터링, 및 입사 입자의 주입(implantation)은 미러의 반사율을 상당히 감소시킬 수 있다. 이에 관하여, 동시계류중이며 동소유된 2007년 4월 10일에 출원된 "레이저 생성 플라즈마 EUV 광원"이란 제목의 미국특허 출원번호 제11/786,145호는 이온이 플라즈마로부터 전형적으로 대략 15cm 거리에 위치된 수집 미러에 도달하기 전에, 플라즈마 내의 이온을 대략 30eV 아래로 감속시키기 위해, 대략 100mTorr 이상의 압력의 수소와 같은 흐름 완충 가스가 챔버내에 사용된 디바이스를 개시한다.

효율적인 대용량 EUV 포토리소그래피를 가능하게 하기 위해, 대략 100W 이상의 EUV 파워가 스캐너/스테퍼로 전달될 필요가 있을 것으로 현재 예측된다. 이러한 출력 파워를 얻기 위해, 5-20kW의 구동 레이저, 예컨대, CO₂ 레이저는 주석 방울의 스트림과 같은 소스 재료를 조사하기 위해 사용될 수 있다. EUV 광원 챔버 내에서 전달되는 5-20kW의 파워 중 대략 20%-80%가 챔버 내의 완충 가스로 전달될 수 있음이 계산된다.

상기 내용을 고려하여, 본 출원인은 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원용 가스 관리 시스템, 및 대응하는 사용 방법을 개시한다.

제 1 형태에서, 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조; 폐루프 흐름 경로와 유체 교류하는 플라즈마 위치에 플라즈마를 발생시키는 시스템; 인클로징 구조 내에 배치된 가스; 가스를 폐루프 흐름 경로를 통해 가압하는 펌프; 폐루프 흐름 경로 내에 흐르는 가스로부터 열을 제거하기 위한 열 교환기; 및 폐루프 흐름 경로 내에 흐르는 가스로부터 목적물의 적어도 일부를 제거하는 필터;를 포함하는 디바이스가 개시된다.

본 형태의 하나의 애플리케이션에서, 플라즈마는 주석을 포함할 수 있고, 필터는 수소화 주석(tin hydrides), 산화 주석(tin oxides), 및 브롬화 주석(tin bromides), 및 이들의 조합으로 구성된 컴파운드 그룹으로부터 선택된 컴파운드를 제거할 수 있다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 인클로징 구조는 주입구 및 배출구가 형성되어 있고, 본 디바이스는 주입구에 연결된 가스원, 및 인클로징 구조를 빠져나가는 가스를 조절하기 위해 배출구에 연결된 컨디셔너를 포함하고, 이 컨디셔너는 가스 희석 메카니즘, 스크러버, 또는 이들의 조합으로 구성된 컨디셔너 그룹으로부터 선택된다.

본 형태의 하나의 구현에서, 인클로징 구조는 가이드웨이와 유체교류하는 용기를 포함할 수 있고, 이 가이드웨이는 용기의 외부에 존재한다.

다른 형태에서, 관통홀과 함께 형성된 EUV 반사 광학부재; 관통홀을 통과하는 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조; 폐루프 흐름 경로와 유체교류하는 플라즈마 위치에, 플라즈마를 발생시키는 시스템; 인크로징 구조 내에 배치된 가스; 및 폐루프 흐름 경로를 통해 가스를 가압하는 펌프;를 포함하는 디바이스가 개시된다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 본 디바이스는 용기 내에 제1 구획 및 제2 구획을 형성하는 가스 흐름 제한 부재를 더 포함할 수 있고, 폐루프 흐름 경로는 제1 구획으로부터 관통홀을 통해 제2 구획으로 뻗어 있고, 특수한 실시예에서, 광학부재는 에지를 가지도록 형성될 수 있고, 용기는 용기벽이 형성될 수 있고, 제한 부재는 수집기 에지와 용기 벽 사이의 흐름을 제한하기 위해 그 사이에 배치될 수 있다.

본 형태의 하나의 배열에서, 가스는 펌프에 도달하기 전에 온도 조절된 멀티-채널 구조를 통과할 수 있다.

다른 형태에서, 인클로징 구조; 인클로징 구조 내의 플라즈마 위치에 플라즈마 생성 EUV 복사를 발생시키고, 챔버 내에 적어도 5kW의 파워를 릴리즈하는 시스템; 인클로징 구조 내의 적어도 하나의 위치에서 100mTorr를 초과하는 압력으로 챔버내에 배치된 가스; 및 인클로징 구조를 통해 가스를 순환시키고, 각각 루프를 통과하는 가스를 냉각시키는 적어도 하나의 열 교환기를 갖춘 폐루프 순환 시스템;을 포함하는 디바이스가 개시된다.

본 형태의 하나의 구현에서, 가스는 50slpm(standard leters per minute)보다 큰 평균 흐름 속도로 폐루프 순환 시스템을 통해 흐를 수 있다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 인클로징 구조는 용기를 포함할 수 있고, 열 교환기는 용기 내에 위치될 수 있다.

본 형태의 하나의 배열에서, 열 교환기는 온도 조절된 멀티-채널 구조일 수 있다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 폐루프 순환 시스템은 시스탬 내에 섭씨 1000도 미만의 평균 가스 온도를 유지할 수 있다.

다른 형태에서, 인클로징 구조; 인클로징 구조 내의 플라즈마 위치에, EUV 복사 및 플라즈마를 빠져나가는 이온을 산출하는 플라즈마를 발생시키는 시스템; 플라즈마 위치로부터 거리 d만큼 떨어진 광학부재; 플라즈마와 광학부재 사이에 배치되고, 이온이 광학부재에 도달하기 전에 이온 에너지를 100eV 아래로 감소시키도록 거리 d에 걸처 동작하기에 충분한 가스 수 밀도를 형성하는 가스; 및 인클로징 구조를 통해 가스를 순환시키고, 루프를 통해 흐르는 가스로부터 열을 제거하는 적어도 하나의 열 교환기를 갖춘 폐루프 순환 시스템;을 포함하는 디바이스가 개시된다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 광학부재는 EUV 복사를 중간 위치로 다이렉팅할 수 있고, 본 디바이스는 플라즈마 위치와 중간 위치 사이에 배치된 멀티-채널 구조를 더 포함할 수 있다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 가스는 부피 기준으로 50% 초과의 수소를 포함할 수 있다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 가스는 HBr, HI, Br₂, Cl₂, HCl, 또는 이들의 조합으로 구성된 에천트 가스 그룹으로부터 선택된 에천트 가스를 포함할 수 있다.

본 형태의 하나의 실시예에서, 가스는 이온이 광학부재에 도달하기 전에 이온 에너지를 30eV 아래로 감소시키도록, 거리 d에 걸처 동작하기에 충분한 가스 수 밀도 n를 형성할 수 있다.

본 형태의 하나의 배열에서, 본 시스템은 주석을 포함하는 방울을 제공하는 방울 발생기; 및 플라즈마를 발생시키기 위해 방울을 조명하고, CO₂를 포함하는 이득 매체를 가진 레이저를 포함한다.

도 1은 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원의 간략화된 단면도를 도시하고,
도 2a는 이온이 200mm의 거리 d에 걸쳐 50mTorr의 아르곤 가스에서 상당히 산란되지만 정지되지는 않음을 보여주는 SRIM 소프트웨어를 사용하여 계산된 플롯을 도시하고,
도 2b는 이온이 170mm의 거리 d에서 400mTorr의 수소 가스 압력에서 (도 2a와 비교하여) 덜 산란되고 효과적으로 정지될 수 있음을 보여주는 SRIM 소프트웨어를 사용하여 계산된 플롯을 도시하고,
도 3은 플라즈마로부터 16.5cm의 거리에서 3개의 상이한 수소 압력에서의 이온 정지를 도시하는 측정된 플롯을 도시하고,
도 4a는 도 3의 곡선(150)에서 볼 수 있는 초기 이온 에너지에 대한 수소 압력 대 플라즈마로부터 16.5cm 거리에서의 최대 관측 에너지의 플롯을 도시하고;
도 4b는 수소 압력의 함수로서 145cm의 거리 d를 통과한 후 대역내 EUV 신호, 및
플라즈마로부터 16.5cm의 거리에 ∫I(E)dE로 계산된 이온 플럭스와 수소 압력의 함수로서 이온 플럭스를 도시하고,
도 4c는 SRIM 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 계산된 다양한 초기 이온 에너지에 대한 가스 압력(수소 및 헬륨 가스에 대한) 가스 압력의 함수로서 이온 범위(cm)의 플롯을 도시하고,
도 5는 EUV 광원 가스 관리 시스템의 하나의 실시예를 보여주는 EUV 광원의 간략화된 단면도를 도시하고,
도 5a는 도 5에 도시된 EUV 광원의 측면도를 도시하고,
도 5b는 동심의 원뿔형 날개를 가진 멀티-채널 구조를 도시하는 도 5의 라인 5B-5B를 따라 보았을 때 도 5에 도시된 멀티-채널 구조를 통한 단면도를 도시하고,
도 5c는 수렴하는 평판 날개를 가진 멀티-채널 구조를 도시하는 도 5의 라인 5B-5B를 따라 보았을 때 도 5에 도시된 멀티-채널 구조를 통한 단면도를 도시하고,
도 6은 방사형 날개를 가진 멀티-채널 구조의 대안의 실시예를 도시하고,
도 7은 도 6의 라인 7-7을 따라 보았을 때 도 6의 멀티-채널 구조의 단면도를 도시하고,
도 8은 조사 영역을 통과하고, 타원형 수집 미러의 축에 실질적으로 수직인 가스 흐름을 가진 EUV 광원 소스 관리 시스템의 다른 실시예를 보여주는 EUV 광원의 간략화된 단면도를 도시하고,
도 9는 플라즈마 챔버 내에 소용돌이를 생성하는 가스 흐름을 가진 EUV 광원 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 보여주는 EUV 광원의 간략화된 단면도를 도시하고,
도 10은 수집기 미러 내의 중심 홀을 통해 뻗은 쉬라우드, 및 수집기 미러와 챔버 벽 사이의 흐름을 제한하는 흐름 제한 부재를 갖춘 EUV 광원 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 보여주는 EUV 광원의 간략화된 단면도를 도시하고,
도 11은 수집기 미러 내의 중심 홀을 통해 뻗은 쉬라우드 및 쉬라우드와 챔버 벽 사이의 흐름을 억제하는 흐름 억제 부재를 갖춘 EUV 광원 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 보여주는 EUV 광원의 간략화된 단면도를 도시하고,
도 11a는 가스를 미러를 통해 패싱하기 위한 복수의 관통홀과 함께 형성된 수집기 미러를 도시하고,
도 11b는 수집기 미러 표면에 가스를 릴리즈하기 위해 반사면을 따라 이동하는 튜브를 가진 수집기 미러를 도시하고, 그리고
도 12는 플라즈마 조사 모듈, 2개의 펌프/열 전달 모듈, 및 스캐너 인터페이스 모듈을 갖춘 EUV 광원 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 보여주는 EUV 광원의 간략화된 단면도를 도시한다.

먼저 도 1을 참조하면, 하나의 형태의 실시예에 따른 EUV 광원, 예컨대, 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원(20)의 개략적인 도면이 도시되어 있다. 도 1에 도시되고 아래에서 자세히 서술된 바와 같이, LPP 광원(20)은 일련의 광 펄스를 발생시키고, 그 광 펄스를 챔버(26)로 전달하는 시스템(22)을 포함할 수 있다. 광원(20)에 대하여, 광 펄스는 조사 영역(28)에서 하나 이상의 타겟을 조명하기 위해, 시스템(22)으로부터 챔버(26)로 하나 이상의 빔 경로를 따라 진행할 수 있다.

도 1에 도시된 디바이스(22)에 사용하기 적합한 레이저는 펄스식 레이저 디바이스, 예컨대, 비교적 높은 파워, 예컨대, 10kW 이상의 파워, 및 높은 펄스 반복율, 예컨대, 50kHz 이상의 반복율로 동작하고, 예컨대, DC 또는 RF 여기와 함께, 9.3μm, 9.6μm 또는 10.6μm의 복사를 산출하는 펄스식 가스 방전 CO₂ 레이저 디바이스를 포함할 수 있다. 하나의 특별한 구현에서, 레이저는 다단의 축-흐름 RF-펌프식 CO2 증폭기를 가진 MOPA 구성을 가질 수 있고, 낮은 에너지, 및 높은 반복율, 예컨대, 50kHz 동작이 가능한 Q-스위칭식 마스터 오실레이터(MO)에 의해 개시되는 시드 펄스를 가질 수 있다. MO로부터, 레이저 펄스는 LPP 챔버로 들어가기 전에 증폭되고, 쉐이핑(shaping)되고, 그리고/또는 포커싱될 수 있다. 연속 펌프식 CO₂ 증폭기가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 오실레이터 및 3개의 증폭기(O-PA1-PA2-PA3 구성)를 가진 적합한 CO₂ 레이저 디바이스가 2005년 6월 29일에 출원된 "LPP EUV 광원 구동 레이저 시스템"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/174,299호에 개시되어 있다.

특정 애플리케이션에 따라, 다른 타입의 레이저, 예컨대, 높은 파워 및 높은 펄스 반복률로 동작하는 엑시머 또는 분자 플루오르 레이저가 적합할 수 있다. 예로서, 예컨대, 섬유, 로드 또는 디스크 형상의 액티브 매체를 갖춘 솔리드 스테이트 레이저, 예컨대, 미국특허 제6,625,191호, 제6,549,551호, 및 제6,567,450호에서 알 수 있는 바와 같은, MOPA 구성의 엑시머 레이저 시스템, 예컨대, 하나의 오실레이터 챔버 및 (직렬 또는 병렬인) 하나 이상의 증폭기 챔버와 같은, 하나 이상의 챔버를 가진 엑시머 레이저, 마스터 오실레이터/파워 오실레이터(MOPO) 배열, 파워 오실레이터/파워 증폭기(POPA) 배열, 또는 하나 이상의 엑시머 또는 분자 플루오르 증폭기 또는 오실레이터 챔버를 시딩하는 솔리드 스테이트 레이저가 적합할 수 있다. 다른 설계도 가능하다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, EUV 광원(20)은 또한, 예컨대, 타겟 재료의 방울을 챔버(26)의 내부로, 최종적으로 플라즈마를 산출하고, EUV 방출을 일으키는방울이 하나 이상의 광 펄스, 예컨대, 0, 1, 또는 하나 이상의 프리-펄스, 및 그후 하나 이상의 메인 펄스와 상호작용하는 곳인 조사 영역(28)으로 운반하는 타겟 재료 운반 시스템(90)을 포함할 수 있다. 타겟 재료는 주석, 리튬, 크세논 또는 이들의 조합을 포함하는 재료를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. EUV 방출 원소, 예컨대, 주석, 리튬, 크세논 등은 액체 방울, 및/또는 액체 방울에 포함된 고체 입자의 형태이거나, 또는 EUV 방출 원소를 조사 영역(28)으로 불연속적인, 반연속적인, 그리고/또는 연속적인 크기로 운반하는 임의의 다른 형태일 수 있다. 예를 들어, 원소 주석은 순수한 주석으로, 예컨대, SnBr₄, SnBr₂, SnH₄와 같은 주석 화합물, 예컨대, 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금과 같은 주석 합금, 또는 이들의 조합으로 사용될 수 있다. 사용된 재료에 따라, 타겟 재료는 상온 또는 거의 상온(예컨대, 주석 합금, SnBr₄), 상승된 온도(예컨대, 순수한 주석), 또는 상온 이하의 온도(예컨대, SnH₄)를 포함하는 다양한 온도로 조사 영역(28)에 존재할 수 있고, 몇몇 경우에, 예컨대, SnBr₄의 경우에, 비교적 휘발성일 수도 있다. LPP EUV 광원에서 이러한 재료의 사용에 관한 더욱 상세한 사항은 동시계류중인 2006년 4월 17일에 출원된 EUV 광원을 위한 대안의 연료란 제목의 미국특허 출원번호 제11/406,216호에 제공되어 있다.

도 1을 계속 참조하면, EUV 광원(20)은 또한, 예컨대, SiC, 다결정 Si, 단결정 Si 등, 기판 위에 몰리브덴과 실리콘의 교대의 층을 가진, 예컨대, 등급화된 다층 코팅을 가진 절단된 타원형태의 수집 미러와 같은 광학부재(30)를 포함할 수 있다. 도 1은 광학부재(30)가 시스템(22)에 의해 발생된 광 펄스가 조사 영역(28)에 도달하도록 광학부재(30)를 통과할 수 있게 하는 관통홀과 함께 형성될 수 있음을 보여준다. 도시된 바와 같이, 광학부재(30)는, 광학부재(30) 상의 가장 가까운 동작가능한 포인트가 조사 영역(28)으로부터 거리 d에 위치되도록, 위치조절될 수 있다. 다른 광학부재가 EUV 광을 사용하는 디바이스로의 후속 전달을 위해 중간 위치로 광을 수집하고 지향하기 위해 타원형 미러를 대신하여 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예컨대, 광학부재는 포물션형일 수 있고, 또는 중간 위치에 대하여 링형상의 단면을 가진 빔을 전달하도록 구성될 수 있고, 이는, 예컨대, 2006년 8월 16일에 출원된 "EUV 광학부재"란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/505,177호를 참조할 수 있다.

디바이스(20)에 대하여, 광학부재(30)를 소정의 동작 온도 범위 내로 유지하기 위해 온도 제어 시스템이 사용될 수 있다. 온도 제어 시스템은 가열, 예컨대, 수집기 머리 기판 뒤쪽에 위치된 하나 이상의 히터, 및/또는 냉각, 예컨대, 열교환 유체, 예컨대, 물 또는 액체 갈륨을 통과시키기 위해 수집기 미러 기판 내에 형성된 하나 이상의 냉각 채널을 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "광학부재" 및 그 파생어는 입사광을 반사시키고, 그리고/또는 전달하고, 그리고/또는 작용하는 컴포넌트를 포함하지만 이에 제한되지는 않으며, 렌즈, 윈도우, 필터, 예컨대, 스펙트럼 필터, 웨지, 프리즘, 그리즘, 그레이딩, 에탈론, 디퓨저, 전송 섬유, 디텍터, 및 다른 기기 컴포넌트, 애퍼어처, 액시콘, 스탑 및 다층 미러를 포함한 미러, 거의 수직인 입사 미러, 그레이징 입사 미러, 스페큘러 반사기, 및 디퓨즈 반사기 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 또한, 특별히 명시되지 않는다면, 본 명세서에서 사용된 용어 "광학부재" 및 그 파생어는, EUV 출력 광 파장, 조사 레이저 파장, 측정에 적합한 파장, 또는 임의의 다른 특정 파장 또는 파장대역과 같은, 하나 이상의 특정 파장 범위에서만 동작하거나 유리한 컴포넌트로 제한되는 의미가 아니다.

도 1을 계속 참조하면, EUV 광원(20)은 또한 시스템(22) 내의 하나 이상의 램프 및/또는 레이저 디바이스를 트리거링하고, 그로 인해 챔버(26)로 전달하기 위한 광 펄스를 발생시키고, 그리고/또는 빔 전달을 제어하기 위한 구동 레이저 제어 시스템(65)을 갖춘 EUV 컨트롤러(60)를 더 포함할 수 있고, EUV 컨트롤러는, 예컨대, 빔 포커싱, 빔 스티어링, 빔 형상 등을 조절하기 위해 액추에이터를 통해 이동가능한 광학부재이다. 펄스 쉐이핑, 펄스의 초점 파워를 포커싱, 스티어링, 및/또는 조절하기 위한 적절한 빔 전달 시스템은 2006년 2월 21일에 출원된 "레이저 생성 플라즈마 EUV 광원"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/358,992호에 개시되어 있다. 상기 특허에 개시된 바와 같이, 하나 이상의 빔 전달 시스템 광학부재는 챔버(26)와 유체 교류할 수 있다. 펄스 쉐이핑은, 예컨대, 펄스 스트레처 및/또는 펄스 트리밍을 사용하여 펄스 지속시간을 조절하는 것을 포함한다.

EUV 광원(20)은 또한, 예컨대, 조사 영역(28)에 대하여, 하나 이상의 방울의 위치를 나타내는 출력을 제공하는 하나 이상의 방울 이미저(70)를 갖출 수 있는 방울 위치 검출 시스템을 포함할 수 있다. 이미저(70)는, 예컨대, 방울 위치 및 궤적을 계산할 수 있는 방울 위치 검출 피드백 시스템(62)에 그 출력을 제공하고, 방울 에러는, 예컨대, 방울 대 방울 기준 또는 평균으로 계산될 수 있다. 방울 에러는 그 다음, 소스 타이밍 회로를 제어하고, 그리고/또는 위치 및 성형 시스템을 제어하기 위해, 예컨대, 챔버(26) 내의 조사 영역(28)으로 전달되는 광 펄스의 초점 파워 및/또는 위치를 변경하기 위해, 예컨대, 입력, 방향, 및/또는 타이밍 보정 신호를 시스템(22)에 제공할 수 있는 컨트롤러(60)에 입력으로서 제공될 수 있다. 또한 EUV 광원(20)에 대하여, 타겟 재료 운반 시스템(90)은, 예컨대, 원하는 조사 영역(28)에 도달한 방울 내의 에러를 보정하기 위해 릴리스 포인트, 릴리스 타이밍, 및/또는 방울 변조를 조절하기 위해, 컨트롤러(60)로부터의 (몇몇 구현에서, 상술된 방울 에러 또는 그로부터 유도된 몇몇 값을 포함하는) 신호에 응답하여 동작하는 제어 시스템을 포함할 수 있다.

EUV 광원(20)에 대하여, 방울 운반 시스템은, 예컨대, 1) 디스펜서를 빠져나가는 하나 이상의 방울 스트림, 또는 2)디스펜서를 빠져나가고, 후속하여 표면장력으로 인해 방울로 나누어지는 하나 이상의 연속적 스트림 중 하나를 생성하는 방울 디스펜서를 포함할 수 있다. 어느 경우든, 방울이 발생되고, 조사 영역(28)으로 운반되어, 하나 이상의 방울은 조사 영역(28) 내에 동시에 존재할 수 있어, 하나 이상의 방울은 EUV 복사를 발생시키기 위해, 하나 이상의 후속하는 레이저 펄스, 예컨대, 메인 펄스에 노출하기 적합한 팽창된 타겟을 형성하기 위해, 개시 펄스, 예컨대, 프리-펄스에 의해 동시에 조사될 수 있다. 하나의 실시예에서, 다공(multi-orifice) 디스펜서가 "샤워헤드-타입" 효과를 만들기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, EUV 광원(20)에 대하여, 방울 디스펜서는 변조식이거나 비변조식일 수 있고, 하나 이상의 방울 스트림을 생성하기 위해 타겟 재료가 통과하는 하나 또는 수개의 구멍을 포함할 수 있다. 상술된 디스펜서에 관한 더욱 상세한 내용 및 그와 관련된 장점은 2006년 2월 21일에 출원된 "프리-펄스를 가진 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/358,988호, 2005년 2월 25일에 출원된 "EUV 플라즈마 소스 타겟 운반 방법 및 장치"란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/067,124호, 및 2005년 6월 29일에 출원된 "LPP EUV 플라즈마 소스 재료 타겟 운반 시스템"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/174,443호, 및 2007년 7월 13일에 출원된 "변조된 디스터번스 웨이브를 사용하여 생성된 방울 스트림을 가진 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/827,803호에서 찾을 수 있다.

EUV 광원(20)은 광원(20)에 의해 발생된 EUV 광의 다양한 특성을 측정하기 위한 (도시되지 않은) 하나 이상의 EUV 측정기기를 포함할 수 있다. 이러한 특성은, 예컨대, 강도(예컨대, 전체 강도 또는 특정 스펙트럼 대역 내의 강도), 스펙트럼 대역폭, 편광 등을 포함할 수 있다. EUV 광원(20)에 대하여, 측정기기는, 예컨대, EUV 출력의 일부를 샘플링함으로써, 예컨대, 픽오프 미러를 사용하거나 "제어되지 않는" EUV 광을 샘플링함으로써, 다운스트림 툴, 예컨대, 포토리소그래피 스캐너가 온라인인 동안 동작하도록 구성될 수 있고, 그리고/또는, 예컨대, EUV 광원(20)의 전체 EUV 출력을 측정함으로써, 다운스트림 툴, 예컨대, 포토리소그래피 스캐너가 오프라인인 동안 동작하도록 구성될 수 있다.

상기 서술된 바와 같이, 조사 영역(28)에서의 타겟의 조사는 플라즈마를 생성하고 EUV 복사를 발생시킨다. 또한, 이러한 프로세스의 부산물로서, 플라즈마를 전형적으로 모든 방향으로 빠져나가는 이온이 발생될 수 있다. 일반적으로, 플라즈마를 빠져나가는 이러한 이온의 초기 에너지는 일정 범위에 걸쳐 다양할 것이고, 이 범위는 다수의 요인에 의해 영향을 받는다. 이러한 요인은 조사하는 광의 파장, 에너지, 강도, 및 펄스 형상, 및 타겟 재료의 성분, 크기, 형상, 및 형태를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 또한 상기 서술된 바와 같이, 이러한 이온은, 약화되지 않는다면, 미러, 레이저 입력 윈도우, 측정 윈도우, 필터 등과 같은 주변 광학부재를 열화시킬 수 있다.

도 1은 흐름 가스가 플라즈마(조사 영역(28))와 광학부재 사이에 배치될 수 있음을 보여주고, 이 가스는 이온이 광학부재에 도달하기 전에 이온 에너지를 타겟 최대 에너지 레벨로 감소시키도록, 거리 d에 걸쳐 동작하기에 충분한 가스 수 밀도(gas numver density) n(즉, 분자 수/체적)을 형성한다. 예를 들어, 대략 10-200eV 사이, 및 몇몇 경우에 30eV 미만의 타겟 최대 에너지 레벨로 이온 에너지를 감소시키기 충분한 가스 수 밀도가 제공될 수 있다. 도 1에 도시된 디바이스의 동작에 대하여, 거리 d에 걸친 타겟 가스 수 밀도를 형성하는 가스가 존재하고, EUV 광 발생 동안 흐르고 있는 것으로 예상된다. 적합한 가스성분 및 가스 수 밀도를 선택함에 있어서 고려될 수 있는 요소들은 (예컨대, 대략 10-30cm의 거리에 걸쳐 대략 30eV 아래로 이온을 감속시키는) 이온 정지 파워의 가스 성분, 및 (예컨대, LPP 광원에 대하여, EUV 광이 플라즈마로부터 수집 밀러로, 그 다음 중간 영역(40)으로 진행하는 대략 1-2m의 거리에 걸쳐 수용가능한 대역내 EUV 흡수를 제공하는) 수 밀도의 함수인 가스의 EUV 흡수율을 포함한다.

특정 애플리케이션에 따라, 적합한 가스는, 수소, 예컨대, 50% 초과의 수소(경수소(potium) 및/또는 중수소(deuterium) 동위원소), 헬륨 및 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 최대 초기 이온 에너지 및 플라즈마로부터 대략 15cm의 거리 d를 가진 플라즈마 발생 이온에 대하여, 이온 에너지를 30eV 아래로 감소시키기 위해 적합한 가스는 상온에서 대략 500mtorr 압력의 수소 가스일 수 있다. 몇몇 배열에 대하여, 대략 500mtorr 내지 2000mtorr 범위의 압력이 채용될 수 있다. (www.srim.org 웹사이트에서 사용가능한) SRIM(Stopping and Range of Ions in Matter) 소프트웨어는 (초기 이온 에너지를 가진) 이온의 에너지를 선택된 에너지 아래로 감소시키기 위해 필요한 (주어진 거리 d에 걸쳐 동작가능한) 가스 수 밀도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이 수 밀도로부터, 가스에 의한 예상 EUV 흡수율이 계산될 수 있다. 이온, 예컨대, 세척/에칭, 및/또는 이온 감속에 영향을 줄 수 있는 수소 원자 및/또는 수소 이온을 해리시키거나, 그리고/또는 생성하도록, 챔버 내로 주입된 가스가 광, 이온, 및/또는 플라즈마와 반응할 수 있음을 이해해야 한다.

도 1은 또한 광원(20)이 하나 이상의 가스를 챔버(26)로 주입하기 위한 레귤레이팅된 가스원(100), 및 챔버(26)로부터 가스를 제거하기 위한 조절가능한 펌프(102), 및 폐루프 흐름 경로를 형성하기 위한 외부 가이드웨이(104)를 포함하는 가스 관리 시스템을 포함할 수 있음을 보여준다. 도 1은 또한 광원(20)이 폐루프 흐름 경로를 통해 가스를 가압하는 펌프(106), 흐름 경로 내를 흐르는 가스로부터 열을 제거하는 열 교환기(108), 및 목표물, 예컨대, 오염물 중 적어도 일부를 흐름 경로 내를 흐르는 가스로부터 제거하는 필터(110)를 포함할 수 있음을 보여준다. 이러한 오염물은 광 컴포넌트를 열화시키고, 그리고/또는 EUV 광을 흡수할 수 있다. 밸브(112), 레귤레이터, 또는 그와 유사한 디바이스는 펌프(102 또는 106)로 지향된 가스의 양을 측정하기 위해 제공될 수 있다. 도시된 바와 같이, 컨디셔너(114)는 릴리즈 전에 가스를 희석시키고, 그리고/또는 스크럽(scrub)하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 배열과 함께, 흐름 가스는 광학부재(30)와 조사 영역(28) 사이에 배치될 수 있다. 펌프(102)를 통해 챔버(26)로부터 가스를 제거하는 것은 가스원(100)로부터의 가스 추가에 응답하여 챔버(26)내에 일정한 가스 압력을 유지하기 위해, 그리고/또는 오염물, 증기, 금속 먼지 등을 챔버(26)로부터 제거하기 위해, 그리고/또는, 예컨대, 광학부재(30)와 조사 영역(28) 사이에 비교적 높은 압력, 및 조사 영역(28)과 중간 영역(40) 사이에 비교적 낮은 압력을 유지하기 위해, 챔버(26) 내에 압력 경사(gradient)를 형성하도록 수행될 수 있다. 또한, 펌프(106), 열 교환기(108), 및 필터(110)는 열을 제거하고, 그로인해 챔버(26) 내부의 온도를 제어하기 위해, 광학부재(30)의 온도를 제어하기 위해, 그리고/또는 오염물, 증기, 금속 먼지 등을 챔버(26)로부터 제거하기 위해, 그리고/또는, 예컨대, 광학부재(30)와 조사 영역(28) 사이에 비교적 높은 압력, 및 조사 영역(28)과 중간 영역(40) 사이에 비교적 낮은 압력을 유지하도록, 챔버(26) 내에 압력 경사를 제공하기 위해 협력할 수 있다.

가스원(100) 및 펌프(102, 106)의 제어는 선택된 가스 압력/압력 경사를 유지하기 위해, 그리고/또는 선택된 가스 성분, 예컨대, 선택된 수개의 가스, 예컨대, H₂, HBr, He 등의 선택된 비율을 유지하기 위해, 협동적으로 사용될 수 있다. 전형적으로, 선택된 흐름 속도는 특히 챔버로의 광원 파워 입력, 가스 혼합량, 열 교환기(108)의 효율, 다른 컴포넌트 냉각 시스템, 예컨대, 수집기 미러 냉각 시스템의 효율에 의존할 수 있다.

예를 들어, Sn 타겟 및 조사 영역(28)으로부터 대략 15cm에 위치된 광학부재(30)를 가진 CO₂ 레이저 시스템에 대하여, 대략 500mJ의 레이저 펄스 에너지, 및 10-100kHz 범위의 EUV 출력 반복률, 대략 200-400slpm 이상의 흐름 속도가 채용될 수 있다.

광원(20)에 대하여, 가스원(100)는 수개의 가스, 예컨대, H₂, He, Ar, 및 HBr을 개별적으로 그리고 독립적으로 주입할 수 있고, 또는 가스는 혼합되어 주입될 수도 있다. 또한, 도 1이 가스가 하나의 위치에서 주입되는 것을 도시하고 있으나, 가스는 복수의 위치에서 주입될 수 있고, 복수의 위치에서 제거될 수 있고, 그리고/또는 복수위 위치에서 순환하도록 비워질(evacuate) 수 있음을 이해해야 한다. 가스는 탱크를 통해 공급될 수 있고, 또는 지역적으로 발생될 수도 있다. 예를 들어, 가스원(100)은 온-디맨드 수소/중수소 발생기를 포함할 수 있다. 몇몇 타입은 중성자 교환막을 사용하여 물/중수로부터 수소/중수소를 추출하는 디바이스를 포함하여 사용가능하다. 이러한 디바이스는 'Domnick Hunter'에 의해 제품명 'Hydrogen Generator'로 판매되고 있으며, 예컨대, 'www.domnickhunter.com' 웹사이트에서 더욱 상세한 내용을 얻을 수 있다.

사용되는 가스에 따라, 컨디셔너(114)는 예컨대, 에천트 가스 증기를 스크럽(scrub)하기 위한 적합한 화학적 스크러버, 및/또는 대기로 배출되기 전 빠져나가는 가스를 희석시키기 위해 희석 가스의 소스를 제공할 수 있다. 예를 들어, (4-25%의 가스 농도에서 폭발성이 있는) H₂가 사용된 때, N₂ 또는 공기와 같은 희석 가스가 배출전 H₂ 농도를 (일반적으로 4% 아래로, 더욱 바람직하게는 0.4% 아래로) 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 희석 가스 사용의 대안으로서 또는 부가적으로, 아마도 백금 촉매를 갖춘 촉매식 변환기가 수소를 물로 변환하기 위해 사용될 수 있다.

이온 에너지를 감소시키기 위한 적합한 가스는 수소(경수소, 및 중수소 동위원소), 헬륨, 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 광학부재의 표면에 증착된 오염물을 제거하기 위한, 할로겐 함유 가스와 같은 세척/에칭 가스가 포함될 수 있다. 예를 들어, 에천트 가스는 HBr, HI, Br₂, Cl₂, HCl, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 타겟 재료로서 Sn 또는 Sn 컴파운드가 사용된 때, 적합한 컴포지션은 50-99% H₂, 및 1-50% HBr을 포함할 수 있다.

도 2a는 10keV의 초기 에너지를 가진 이온이 200mm의 거리 d에 걸처 50mTorr의 아르곤 가스에서 상당히 산란되지만 정지되지는 않음을 보여주는 SRIM 소프트웨어를 사용하여 계산된 플롯을 도시한다. 한편, 도 2b는 10keV의 초기 에너지를 가진 이온이 170mm의 거리 d에 걸처 400mTorr의 수소 (도 2a와 비교하여) 덜 산란하고, 효과적으로 정지됨을 보여주는 SRIM 소프트웨어를 사용하여 계산된 플롯을 도시한다.

도 3은 3개의 상이한 수소 압력에서의 이온 정지를 보여주는 측정된 플롯을 도시한다. 도시된 바와 같이, 임의의 정지 가스, 예컨대, 수소없이, 이온 에너지의 분포는 최대 초기 이온 에너지가 대략 3keV임을 보여주는 곡선(150)으로 표현된다. 이러한 이온은 대역내 변환(예컨대, CE~4.5%)을 위한 최적의 강도의 CO₂ 레이저 펄스로 평평한 Sn 타겟을 조사함으로써 발생된다. 측정은 조사 존으로부터 대략 16.5cm에 위치되고, 입력 레이저 빔 축으로부터 대략 45도의 각도로 이온을 받도록 위치된 패러데이 컵('Kimball Physics'로부터의 모델 FC-73A)을 사용하여 수행되었다. 곡선(152)은 대략 3keV의 초기 최대 이온 에너지를 가진 이온에 대하여, 최대 이온 에너지가 균일하고 흐르지 않는 120mTorr의 수소 가스에서 16.5cm의 거리 d에 걸쳐 대략 1.5keV로 감소됨을 보여준다. 곡선(154)은 대략 3keV의 초기 최대 이온 에너지를 가진 이온에 대하여, 최대 이온 에너지가 균일하고 흐르지 않는 210mTorr의 수소 가스에서 16.5cm의 거리 d에 걸쳐 대략 0.9keV로 감소됨을 보여준다. 곡선(156)은 대략 3keV의 초기 최대 이온 에너지를 가진 이온에 대하여, 최대 이온 에너지가 균일하고 흐르지 않는 290mTorr의 수소 가스에서 16.5cm의 거리 d에 걸쳐 대략 0.25keV로 감소됨을 보여준다. 도 3은 또한 3개의 수소 압력에 대하여 2m 경로에 걸쳐 계산된 EUV 투과율을 보여주는데, 120mTorr의 수소 가스에서 96%의 투과율, 210mTorr의 수소 가스에서 93%의 투과율, 및 290mTorr의 수소 가스에서 90%의 투과율을 가진다.

도 4a는 입력 레이저 빔 축으로부터 대략 45도의 각도로 조사 존으로부터 16.5cm에 위치된 패러데이 컵을 사용하여, 도 3의 곡선(150)에 도시된 바와 같은 초기 이온 에너지를 가진 이온에 대한, 최대 관측 에너지 대 수소 압력의 플롯을 도시한다. 도 4b는 145cm의 거리를 통과한 후 측정된 노멀라이징된 대역내 EUV 신호를 수소 압력의 함수로서 도시하고, 그리고 수소 압력의 함수로서 ∫I(E)dE로 계산되는 이온 플럭스를 도시한다. 도 4c는 (상기 서술된 바와 같은) SRIM 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 계산된 수소 및 헬륨 가스에 대하여, 다양한 이온 에너지에 대한 가스 압력의 함수로서 이온 범위(cm)의 플롯을 도시한다.

상기 데이터는 적합한 레벨의 EUV 흡수율로 적어도 10⁴만큼 이온 플럭스(즉, 에너지 통합된 신호)를 억제하기 위해 사용될 수 있는 이온 경감 기술을 증명한다. 몇몇 경우에, 수집기 미러 반사 코팅은 대략 500개의 희생층을 가질 수 있고, 여전히 완전한 EUV 반사율을 제공한다. (이온 경감없이) 백만 펄스당 0.2층의 측정된 부식율, 및 10⁴의 억제 팩터(상기 서술된 경감으로 인한)를 고려하면, 대량생산 환경에서 수집기 미러의 대략 1년의 동작에 대응하는 10¹²펄스를 초과하는 수집기 수명이 추정된다.

상기 서술된 이온 정지 가스 및/또는 에천트 가스의 사용은, 특정 애플리케이션에 따라, 단독으로 사용될 수도 있고, 또는 (감속 또는 굴절 가스를 사용하거나 사용하지 않는) 포일 쉴드의 사용, 이온을 굴절시키거나 감속시키는 전기장 및/또는 자기장의 사용, 및 이온 플럭스를 감소시키기 위한 펄스 쉐이핑의 사용과 같은 하나 이상의 이온 경감 기술과 결합하여 사용될 수도 있고, 이는 예컨대, 2007년 4월 10일에 출원된 "레이저 생성 플라즈마 EUV 광원"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제 11/786,145호를 참조할 수 있다.

도 5는 관통홀과 함께 형성된 광학부재(30), 예컨대, EUV 광을 타겟 조사 방울이 (도시되지 않은) 구동 레이저에 의해 조사되는 곳인, 조사 영역(28)으로부터 스캐너(202)에 의한 후속 사용을 위해 중간 영역(40)으로 지향시키기 위한, 예컨대, 거의 수직 입사의, 타원형 수집기 미러가 배치되어 있는 챔버(26)를 갖춘 광원(200)의 가스 관리 컴포넌트를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 가스 관리 시스템은 하나 이상의 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조를 포함할 수 있고, 이 인클로징 구조는 하나 이상의 가이드웨이(204a,b)와 유체교류하는 용기, 예컨대, 챔버(26)를 가지고, 각각의 가이드웨이(204a,b)는 챔버(26)의 외부에 위치한다. 도 5 및 5a가 4개의 외부 가이드웨이(204a-d)를 가진 가스 관리 시스템을 도시하고 있으나, 4개보다 많거나 적은 외부 가이드웨이가 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.

도 5를 계속 참조하면, 각각의 폐루프 흐름 경로 내에서, 가스는 광학부재(30) 내에 형성된 관통홀을 통해 조사 영역(28)을 향하도록 지향됨을 알 수 있다. 관통홀로부터, 가스 중 일부는 열 교환기(206)를 통해 펌프(208a,b)로 흐른다. 도 5에 도시된 광학부재(30)에 대하여, 관통홀은 또한 레이저 빔을 (도시되지 않은) 광원으로부터 조사 영역(28)으로 통과시키는 기능을 하지만, 아래에 서술된 바와 같이, 다른 관통홀이 광학부재(30)를 통해 가스를 흐르게 하기 위해 사용될 수 있다.

도시된 광원(200)에 대하여, 열 교환기(206)는 복수의 서로 이격된 평행한 환형의 금속판으로 구성될 수 있고, 이 각각의 판은 챔버(26)의 원주 둘레로 뻗어 있다. 이러한 판 중 하나, 일부 또는 모두는 각각의 판을 냉각시키기 위한, 열 교환 유체, 예컨대, 물을 통과시키기 위한 하나 이상의 내부 통로를 가지도록 형성될 수 있다. 열 교환기(206)는 열 교환기(206)를 통해 흐르는 가스를 냉각시키고, 그리고/또는 바람직하지 않게 EUV 복사를 흡수하고 그리고/또는 광학부재를 오염시킬 수 있는 타겟 재료 증기, 예컨대, 타겟 재료로서 주석이 사용된 때, 주석 증기를 응축시키는 기능을 할 수 있다. 냉각된 후, 가스는, 예컨대, 터보-펌프 또는 루트-타입 부스터일 수 있는 펌프(208a,b)를 통과할 수 있고, 그후 외부 가이드웨이를 통해 가스가 광학부재(30)에 형성된 관통홀을 통해 다시 한번 흐르는 위치로 지향된다. 가스 관리 시스템을 통하는 흐름을 밸런싱하기 위해, (도시되지 않은) 하나 이상의 흐름 레귤레이터가 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 예컨대, 하나의 레귤레이터가 각각의 펌프 주변에 제공될 수 있다.

도 5 및 5b는 관통홀로부터의 가스의 일부가 멀티-채널 구조(210)를 통해 챔버(26) 내로 흐를 수 있음을 보여준다. 도시된 바와 같이, 멀티-채널 구조(210)는 조사 영역(28)과 중간 영역(40) 사이에 배치될 수 있고, 광이 광학부재(30)로부터 진행할 수 있도록 허용하게 배열되어 있고, EUV 광 차단(obscuration)을 최소화하도록 설계된 복수의 동심의 원뿔형 날개(212)를 포함할 수 있다. 또한, 날개 위치는, 예컨대, 스캐너 내의 차단으로 인한, 스캐너(202)에 의해 사용불가능한 광 경로에 대응하도록 선택될 수 있다. 하나 이상의 방사형 부재(213)가 동심의 원뿔형 날개를 지지하기 위해 제공될 수 있다. 도 2c는 도 2에 도시된 바와 같이, 날개(212")가 중간 영역(40)을 향해 집중되어 있는 평평한 판으로 구성된 다른 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 챔버(26)와 멀티-채널 구조(210) 사이의 흐름을 제한하기 위해 플랜지(211)가 제공될 수 있다.

도 6 및 7은 복수의 방사형 방향의 날개(212')를 포함하는 멀티-채널 구조(210')에 대한 대안의 배열을 도시한다. 대안으로서, 동심의 원뿔형 방사형 날개를 갖춘 멀티-채널 구조가 채용될 수 있다. 도 5-7에 도시된 멀티-채널 구조(210, 210', 210")에 대하여, 날개 중 하나, 일부, 또는 모두는 각각의 날개를 냉각시키기 위한 열교환 유체, 예컨대 물 또는 액체 갈륨을 흘리기 위한 내부 통로를 가지도록 형성될 수 있다. 멀티-채널 구조(210, 210', 210")는 멀티-채널 구조(210, 210', 210")를 통해 흐르는 가스를 냉각시키고, 그리고/또는 EUV 복사를 바람직하지 않게 흡수하는 타겟 재료 증기, 예컨대, 타겟 재료로 주석이 사용된 때 주석 증기를 응축시키고, 그리고/또는 가스 흐름에 상당한 저항을 제공하여, 멀티-채널 구조(210, 210', 210")의 업스트림, 예컨대, 조사 영역(28)과 광학부재(30) 사이에, 이온 정지 및/또는 에칭 파워를 제공하기 위해 비교적 높은 가스 압력, 및 멀티-채널 구조(210, 210', 210")의 다운스트림에, 예컨대, 멀티-채널 구조(210, 210', 210")와 중간 영역(40) 사이에, EUV 흡수를 최소화 하기 위해, 비교적 낮은 가스 압력을 가지도록 챔버(26) 내에 가스 경사를 형성하는 기능을 한다.

도시된 디바이스에 대하여, 멀티-채널 구조(210, 210', 210")는 조사 영역(28)으로부터의 소스 재료를 수용하도록 위치될 수 있다. 본 명세서에 서술된 바와 같이, 특정 애플리케이션에 따라, 구조(210, 210', 210")는 단독으로 사용될 수도 있고, 상술된 바와 같은 이온 감속 가스의 사용, (이온 감속 또는 굴절 가스와 함께 또는 그러한 가스 없이) 포일 쉴드의 사용, 이온을 굴절시키거나 감속시키기 위한 전기장 및/또는 자기장의 사용, 및 펄스 성형된 빔의 사용과 같은 하나 이상의 다른 찌꺼기 경감 기술과 결합하여 사용될 수 있다.

멀티-채널 구조(210, 210', 210")와 통합 형성되거나, 그에 부착되거나, 그로부터 분리될 수 있는 빔 스탑이 제공될 수 있다. 디바이스의 동작에 있어서, 방울과 같은 타겟 재료는 플라즈마를 발생시키기 위해 하나 이상의 펄스에 의해 조사된다. 전형적으로, 조사된 타겟 재료는 빔 방향에 따라 이동하고, 넓은 입체각(solid angle)으로 퍼진다. 대부분의 재료는 온도제어될 수 있는 멀티-채널 구조(210, 210', 210")에 의해 수집될 수 있다. 예를 들어, LPP 타겟 재료를 수집하고 지향하도록 온도 조절된 빔 스탑은 2006년 8월 25일에 출원된 "레이저 생성 플라즈마 EUV 광원을 위한 소스 재료 수집 유닛"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/509,925호에 개시되고 청구되어 있다. 또한 2007년 4월 10일에 출원된 "레이저 생성 플라즈마 EUV 광원"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/786,145호를 참조할 수 있다.

타겟 재료 조사의 부산물은 금속 먼지, 타겟 재료 증기, 및 미세 방울 또는 클러스터를 포함할 수 있고, 예컨대, 주석, 예컨대, 순수한 주석 또는 주석 컴파운드, 예컨대, SnBr₄, SnH₄, SnBr₂ 등이 소스 재료로서 사용된 경우, 부산물은 산화물을 포함한 주석 및 주석 컴파운드를 포함할 수 있다. 예컨대, 수집 미러로부터의 먼지 및 다른 오염물은 챔버 내에도 존재할 수 있다. 이러한 부산물은 특히 광학부재를 손상시키고, EUV 복사를 흡수/산란시킬 수 있다.

제한하지 않는 예로서, 멀티-채널 구조(210, 210', 210")는 액체 및 고체(몇몇 경우에 재용해하는 고체)를 수집하고, 증기를 응축시키는 기능을 할 수 있다. Sn을 포함한 타겟 재료에 대하여, 멀티-채널 구조(210, 210', 210")의 동작가능한 표면의 일부 또는 모두는 Sn의 용융점보다 큰 온도, 예컨대, 대략 230C 초과의 온도로 유지될 수 있다. 이러한 온도에서, 미세 방울은 멀티-채널 구조(210, 210', 210")의 표면에 달라붙고, 몇몇 경우에, 중력에 의해 아래로 흐를 수 있다. 교체화된 금속 먼지는 용융된 재료로 재용융될 수 있고, 또한 아래로 흐를 수 있다. Sn의 컴파운드(예컨대, 산화물)은 또한 액체 흐름에 의해 가두어질 수 있고, 챔버로부터 제거될 수 있다. 멀티-채널 구조(210, 210', 210")는 표면에서 액체 금속이 수집되는 바닥으로 액체 금속 흐름을 다이렉팅하기 위한 (도시되지 않은) 상호연결 채널을 가질 수 있다. 채널의 위치 및 방향은 멀티-채널 구조(210, 210', 210") 상에서 적절한 액체의 흐름을 보장하기 위해 EUV 소스 방향에 상대적으로 구성될 수 있다(예컨대, 광원 축은 수평에 대하여 대략 28도로 기울어질 수 있다). 한편, 몇몇 애플리케이션에서, 멀티-채널 구조(210, 210', 210")의 동작 표면의 일부 또는 모두는 Sn의 용융점 보다 낮은 온도로, 예컨대, (Sn을 함유한 타겟 재료를 위해) 대략 230C 아래의 온도로 유지될 수 있다. 이러한 온도는 응축을 촉진하고, 액체 및 고체가 멀티-채널 구조(210, 210', 210")상에 축척되는 것을 가능하게 할 수 있다. 멀티-채널 구조(210, 210', 210")는 또한 챔버 내에 존재하는 증기, 예컨대, Sn 증기를 응축시키는 냉각 트랩으로서 기능할 수 있다.

도 5는 멀티-채널 구조(210)로부터, 가스가 대체로 중간 영역(40)의 방향으로 흐름을 보여준다. 도 5는 또한 멀티-채널 구조(210)를 빠져나가는 가스 중 일부 또는 모두가 열 교환기(214)를 통해, 펌프(216a,b)로 패싱할 수 있음을 보여준다. 도시된 광원에 대하여, 열 교환기(214)는 챔버(26)의 둘레를 둘러싸도록 뻗은 복수의 이격된, 평행한, 환형 형상의 금속판으로 구성될 수 있다. 이 금속판의 하나, 일부, 또는 모두는 각각의 판을 냉각시키기 위해, 열교환 유체, 예컨대 물을 통과시키기 위한 하나 이상의 내부 통로와 함께 형성될 수 있다. 열 교환기(214)는 열 교환기(214)를 통과하는 가스를 냉각시키고, 그리고/또는 EUV 복사를 바람직하지 않게 흡수할 수 있는 타겟 재료 증기, 예컨대, 주석이 타겟 재료로서 사용된 경우 주석 증기를 응축시키는 기능을 할 수 있다. 냉각된 후, 가스는 예컨대, 터보-펌프 또는 루트-타입 부스터일 수 있는 펌프(216a,b)로 통과할 수 있고, 그후 외부 가이드웨이(204a,b)를 통해 가스가 한번더 광학부재(30) 내에 형성된 관통홀을 통해 흐르게 될 위치로 지향된다. 가스 관리 시스템을 통한 흐름을 밸런싱하기 위해, (도시되지 않은) 하나 이상의 레귤레이터가 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 예컨대, 각각의 펌프 부근에 하나의 레귤레이터가 제공될 수 있다. 가이드웨이(204a,b) 중 하나 또는 모두는 옵션의 필터(218a,b), 예컨대, 스크러버, 및/또는 부가적인 옵션의 열 교환기(220a,b)를 포함할 수 있다. 도시된 광원에 대하여, 필터(218a,b)는 흐름 경로 내를 흐르는 가스로부터, 광 컴포넌트를 열화시키고, 그리고/또는 EUV 광을 흡수할 수 있는 목적물, 예컨대, 오염물의 적어도 일부를 제거하는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 주석 함유 재료가 플라즈마를 발생시키기 위한 소스 재료로서 사용된 때, 수소화 주석, 산화 주석, 및 브롬화 주석과 같은 오염물이 가스 내에 존재할 수 있고, 이는 광 컴포넌트를 열화시키고, 그리고/또는 EUV 광을 흡수할 수 있다. 이러한 오염물은 하나 이상의 적합한 필터, 예컨대, 제올라이트(zeolite) 필터, 냉각 트랩, 화학적 흡수기 등을 사용하여 제거될 수 있다. 열 교환기(220a,b)는, 예컨대, 상술된 바와 같은, 공간적으로 떨어져 있고 내부적으로 냉각되는 복수의 평행한 금속판으로 구성될 수 있고, 가이드웨이(204a,b) 내의 가스를 냉각시키고, 그리고/또는 가스 스트림으로부터 증기, 예컨대, 주석 증기를 응축시켜 제거하는 기능을 할 수 있다.

도 5는 또한, 예컨대, 이온 정지를 위해, 그리고/또는 광학부재(30)의 표면과 같은, 챔버(26) 내의 표면으로부터 증착된 플라즈마 발생된 찌꺼기(예컨대, HBr, HI, Br₂, Cl₂, HCl, H₂ 또는 이들의 조합)를 에칭하기 위해, 챔버(26) 내로, 하나 이상의 가스(예컨대, H₂(경수소 및/또는 중수소 동위원소) 및/또는 He)를, 연속적으로 또는 불연속적인 양으로, 선택적으로 주입하기 위한 레귤레이팅된 가스원(222)을 포함할 수 있음을 보여준다. 가스원(222)은 (도시되지 않은) 하나 이상의 흐름 레귤레이터를 포함할 수도 있음을 이해해야 한다.

도 5는 또한 챔버(26) 및/또는 가스 관리 시스템의 다른 부분, 예컨대, 가이드웨이(204a,b) 등으로부터 가스의 일부 또는 모두를 선택적으로 제거하기 위해, (예컨대, 도 1에 도시된 컨디셔너(114)를 참조하여, 상술된 바와 같이, 배출전 가스를 희석시키고, 그리고/또는 스크럽하기 위해) 조절가능한 펌프(224), 예컨대, 터보펌프 또는 루트 부스터, 및 옵션의 컨디셔너(226)를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, (도시되지 않은) 열 교환기는 고온의 가스로부터 펌프를 보호하기 위해 펌프(224)의 업스트림에 위치될 수 있다.

가스원(222)을 통해 챔버(26)에 신선한 가스를 추가하는 것, 및/또는 펌프(224)를 통해 챔버(26)로부터 가스를 제거하는 것은 열을 제거하여 챔버(26) 내의 온도를 제어하기 위해, 그리고/또는 챔버(26)로부터 오염물, 증기, 금속 먼지 등을 제거하기 위해, 그리고/또는, 예컨대, 광학부재(30)와 조사 영역(28) 사이에 비교적 높은 압력, 및 조사 영역(28)과 중간 영역(40) 사이에 더 작은 비교적 낮은 압력을 유지하기 위해 수행될 수 있다.

가스원(222) 및 펌프(216a,b 및 224)의 제어는 챔버의 선택된 영역 내에 선택된 가스 수 밀도, 및/또는 압력 경사를 유지하기 위해, 그리고/또는 챔버(26)를 통한 선택된 흐름 속도를 유지하기 위해, 그리고/또는 선택된 가스 성분, 예컨대, 수개의 가스, 예컨대, H₂, HBr, He 등의 선택된 비율을 유지하기 위해 사용될 수 있다.

도 5는 또한 가스 온도, 압력, 성분, 예컨대, He/H₂ 비율, HBR 가스 농도 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 가스 특성을 측정하는 하나 이상의 가스 모니터(228)가 챔버(26) 내에 배치될 수 있고, 차례로, 예컨대, 선택된 가스 온도, 압력, 및/또는 성분을 유지하도록 펌프, 레귤레이터를 제어할 수 있는 가스 관리 시스템 컨트롤러(230)로 가스의 특성을 나타내는 하나 이상의 신호를 제공하기 위해, 챔버(26)와 유체 교류하도록 위치될 수 있음을 보여준다. 예를 들어, 차등 펌핑을 가진 대용량-스펙트로미터 잔여 가스 모니터가 HBR 가스 농도를 측정하기 위해 사용될 수 있다.

도 5는 또한 중간 영역(40)에서 또는 그 부근에서 소정의 흐름(흐름 속도 및/또는 흐름 방향), 온도, 가스 수 밀도, 및/또는 오염물 레벨을 유지하기 위한 설비를 포함하는 가스 관리 시스템이 제공될 수 있음을 보여준다. 더욱 상세하게, 가스 관리 시스템은 EUV 광 입력 포트에서 스테퍼/스캐너로 들어가는, 오염물, 예컨대, 주석, 및 주석 컴파운드, 세척/에천트 가스, 예컨대, HBr, 열 등을 제한하는 스테퍼/스캐너 제조자에 의해 개발된 하나 이상의 명세사항에 대한 명세사항을 충족시키도록 설계될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 중간 영역(40) 부근의 가스 관리는 가스가 디바이스(12)로부터 중간 영역(40)을 향해 흐르도록 스캐너 입력에서의 압력보다 낮은 압력의 유지를 포함할 수 있다. 도 2는 또한 가스 관리 시스템이 중간 영역(40)을 선택적으로 진공화하기 위해, 상기 서술된 바와 같이, 중간 영역(40)으로부터 조사 영역(28)을 향해 흐르는 가스의 스트림을 제공하는 가스원(232), 펌프(234), 및 옵션의 컨디셔너를 포함할 수 있음을 보여준다.

도 8은 챔버(26)의 외부에 위치한 가이드웨이(204')와 유체교류하는 용기, 예컨대, 챔버(26)를 갖춘 LPP EUV 광원용 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 흐름 경로는 광학부재(30)의 축(248)에 수직인 조사 영역(28)을 통하여, 광학부재(30), 예컨대, 상기 서술된 타원형 수집기 미러와, (상기 서술된 흐름 억제 플랜지(211)를 갖춘 상기 서술된) 멀티-채널 구조(210, 210', 210") 사이로 가스를 지향시킨다. 도시된 바와 같이, 가스 관리 시스템은 상기 서술된 펌프(208), 및 예컨대, 평행하게 배열된 복수의 서로 이격된 금속판을 가진 열 교환기(250)를 포함할 수 있고, 상기 판 중 하나 이상은 냉각 유체가 흐를 수 있는 내부 통로를 가지도록 형성된다. (도시되지 않은) 상기 서술된 옵션의 필터는 폐루프 시스템에 채용될 수 있다.

도 9는 조사 영역을 둘러싸는 체적으로 주입되는 가스가 소용돌이를 형성하고, 그로 인해 가스 혼합, 및 플라즈마로부터 가스로의 열 전달을 증가시키고, 몇몇 경우에, 정체 구역(stagnation zone)을 최소화하는 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조를 가진 LPP EUV 광원용 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 가스는 챔버(26) 내에, 그리고 조사 영역(28) 부근에 소용돌이를 생성하기 위해 탄젠셜 성분을 가지도록, 하나 이상의 가이드웨이(204a", b", c", d")로부터 챔버(26)로 지향된다.

도 10은 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조를 가진 LPP EUV 광원용 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 도시하는데, 이 인클로징 구조는 챔버(26)의 외부에 있는 가이드웨이(204")와 유체교류하는 용기, 예컨대, 챔버(26)를 가진다. 또한, 상기 서술된 펌프(208)가 폐루프를 통해 가스를 순환시키기 위해 제공될 수 있음을 알 수 있다. 도 10은 또한 광학부재(30), 예컨대, 타원형 미러가 챔버(26) 내에 배치될 수 있고, 이 광학부재(30)는 레이저 빔이 통과하여 조사 영역(28)에 도달할 수 있게 하는 중심의 관통홀을 가지도록 형성되어 있음을 보여준다. 또한, 챔버(26) 내에 구획(282, 284)을 형성하기 위해 광학부재(30)의 가장자리 또는 그 부근의 위치로부터 챔버(26)의 벽 또는 그 부근의 위치까지 뻗어 있는 가스 흐름 억제 부재(280)가 챔버(26) 내에 배치될 수 있음을 알 수 있다. 광학부재(30)/억제 부재(280) 및/또는 억제 부재(280)/챔버 벽 사이에 적절한 가스 흐름 억제를 유지하면서 광학부재(30)의 팽착/수축을 허용하기 위해, 예컨대, 1-3mm의 갭이 제공될 수 있다. 이 디바이스에 대하여, 가스 흐름 억제 부재(280)는 광학부재(30)와 통합적으로 형성될 수도 있고, 또는 개별 컴포넌트일 수도 있다. 이러한 배열과 함께, 폐루프 흐름 경로는 구획(282)으로부터 광학부재(30)에 형성된 관통홀을 통해 구획(284)으로 뻗을 수 있음을 알 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 이 디바이스는 상술된 흐름 억제 플랜지(211)를 가진, 상술된 멀티-채널 구조(210, 210', 210")를 포함할 수 있다. 또한, 상기 서술된 (도시되지 않은) 열 교환기 및/또는 상기 서술된 (도시되지 않은) 필터가 폐루프 시스템에 채용될 수 있다.

도 10은 또한 도시된 바와 같이, 특히 챔버(26) 및 조사 영역(28)과 유체교류하도록 배치된 빔 전달 광학부재(302a,b)에 도달하는 플라즈마 발생된 찌꺼기의 양을 줄이는 기능을 하는 쉬라우드(shroud)(300)가 관통홀 내에 위치될 수 있음을 보여준다. 도시된 디바이스에 대하여, 쉬라우드(300)는 조사 존과 마주하는 작은 직경의 끝부를 가진 원뿔형상일 수 있다. 쉬라우드(300)는 쉬라우드 과열을 방지하기 위해 조사 존으로부터 적절한 거리에 위치될 수 있다. 빔 전달 광학부재(302a,b)는 (구획(282) 내에 위치하거나 하지 않을 수 있는) 액추에이터에 연결될 수 있고, 펄스 쉐이핑, 포커싱, 스티어링, 및/또는 조사 영역(28)으로 전달되는 펄스의 초점 파워를 조절하기 위해 사용될 수 있고, 레이저 입력 윈도우(304)가 조사 영역(28)에 대하여 원격 위치에 위치될 수 있게 하는 기능을 하여, 조사 영역(28)과 윈도우(304) 사이의 시선 방향의(line-of-sight) 찌꺼기 경로가 형성되지 않고, 그로인해 윈도우(304)상의 찌꺼기 증착을 감소시킨다. 2개의 반사 광학부재가 도시되어 있으나, 2개보다 많거나 적은 광학부재가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 펄스 쉐이핑, 포커싱, 스티어링, 및/또는 펄스의 초점 파워의 조절을 위해 적합한 빔 전달 시스템은 2006년 2월 21일에 출원된 "레이저 생성 플라즈마 EUV 광원"이란 제목의 동시계류중인 미국특허 출원번호 제11/358,992호에 개시되어 있다. 상기 출원에 개시된 바와 같이, 하나 이상의 빔 전달 시스템 광학부재는 챔버(26)와 유체교류할 수 있다.

도 11은 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조, 챔버(26) 외부에 위치한 가이드웨이(204")와 유체교류 하는 용기, 예컨대, 챔버(26)를 가진 인클로징 구조, 펌프(208), 광학부재(30), 예컨대, 퉁심의 관통홀을 갖도록 형성된 타원형 미러 관통홀 내에 위치될 수 있는 쉬라우드(300), 챔버(26) 및 조사 영역(28)과 유체교류하도록 배치된 빔 전달 광학부재 (302a,b), 및 원격 위치의 레이저 입력 윈도우(304)를 포함하기 위해, 도 10에 도시되고 상기 서술된 배열과 공통인 하나 이상의 컴포넌트를 가진 LPP EUV 광원용 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 도시한다.

도 11에 도시된 실시예에 대하여, 용기 내에 구획(282', 284')을 형성하기 위해 쉬라우드(300)의 외측면 또는 그 부근의 위치로부터 챔버(26) 및 그 부근의 위치까지 뻗어 있는 가스 흐름 억제 부재(280')가 챔버(26) 내에 배치될 수 있다. 이 디바이스에 대하여, 가스 흐름 부재(280')는 쉬라우드(300)와 통합적으로 형성될 수도 있고, 또는 개별 컴포넌트일 수도 있다. 이러한 배열과 함께, 폐루프 흐름 경로는 구획(282')으로부터 광학부재(30)에 형성된 관통홀을 통해 구획(284')으로 뻗을 수 있음을 알 수 있다.

도 11a는 광학부재(30)가 폐루프 흐름 경로 내를 흐르는 가스가 광학부재와 조사 영역(28) 사이의 공간에 도달하기 위해 광학부재 내의 홀을 통해 흐를 수 있게 하는, (관통홀(375a,b,c)로 표기된) 복수의 비교적 작은 관통홀을 가지도록 형성된 다른 가능성을 도시한다. 도 11b는 하나 이상의 튜브(380)가 광학부재(30)의 반사면 부근, 예컨대, 대략 1-2mm 내에 위치된 또 다른 가능성을 도시하고, 각각의 튜브는 광학부재(30)의 표면 상에 가스를 릴리즈하기 위해 복수의 비교적 작은 홀을 가지도록 형성된다. 이러한 구성 중 하나는 (상기 서술된) 중앙의 관통홀을 통한 가스 흐름과 함께, 또는 그러한 가스 흐름없이 사용될 수 있다. 이러한 구성에 대하여, 튜브 및/또는 관통홀의 배치는 예컨대, 스캐너 내의 차단(obscuration)으로 인해, 그렇지 않다면, 다른 구조, 예컨대, 찌꺼기 경감 구조, 멀티-채널 구조 등에 의해 차단된, 스캐너에 의해 사용할 수 없는 광 경로에 대응하도록 선택될 수 있다.

도 12는 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조를 가진 LPP EUV 광원용 가스 관리 시스템의 다른 실시예를 도시하고, 인클로징 구조는 상기 서술된 챔버(26) 외부에 있는 가이드웨이(204a', 204b')와 유체교류하는 용기, 예컨대, 챔버(26)를 가진다. 도시된 바와 같이, 챔버(26)는 플라즈마 조사 모듈(400), 펌프/열 교환기 모듈(402), 펌프/열 교환기 모듈(404), 및 스캐너 인터페이스 모듈(406)을 포함할 수 있다. 본 디바이스에 대하여, 챔버(26)는 함께 조립되는 개별 모듈로 이루어지거나, 하나의 통합적으로 형성된 유닛일 수 있다.

도시된 디바이스에 대하여, 광학부재(30),예컨대, (도시되지 않은) 광원으로부터의 레이저 빔이 통과하여 조사 영역(28)에 도달할 수 있게 하는 중앙의 관통홀을 가지도록 형성된 타원형 수집기 미러가 챔버(26) 내에 위치될 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 광학부재는 조사 영역(28)으로부터의 광을 중간 영역(40)으로 포커싱하여, 중간 영역(40)에 꼭지점을 가진 챔버(26)를 통해 뻗어나가는 EUV 광의 콘을 생성한다.

도 12는 또한 펌프/열 교환기 모듈(402)이 상기 서술된 펌프(208a' b'), 및 열 교환기(214a)를 포함하고, 펌프/열 교환기 모듈(404)이 상기 서술된 펌프(208c' c'), 및 열 교환기(214b)를 포함함을 보여준다. 본 디바이스에 대하여, 열 교환기(214a,b)는 EUV 광 콘 둘레로 뻗은 복수의 이격되어 있는 평행한 환형 금속판으로 구성될 수 있고, 각각의 판은 도시된 바와 같이, (타원형 광학부재(30)에 의해 형성된) EUV 광 콘의 가장자리 또는 그 부근에 위치한 안쪽 원형 가장자리까지 뻗도록 개별적으로 크기조절된다. 이 판 중 하나, 일부, 또는 모두는 각각의 판을 냉각시키기 위해, 열 교환 유체, 예컨대, 물을 통과시키기 위한 하나 이상의 내부 통로를 가지도록 형성될 수 있다. 열 교환기(214a,b)는 열 교환기(214a,b)를 통해 흐르는 가스를 냉각시키고, 그리고/또는 EUV 복사를 바람직하지 않게 흡수하는 타겟 재료 증기, 예컨대, 타겟 재료로서 주석이 사용된 경우 주석 증기를 응축시키는 기능을 할 수 있다. 냉각된 후, 가스는 예컨대, 터보-펌프 및/또는 루트 타입 부스터일 수 있는 펌프(208a'-d')를 통과할 수 있고, 그 다음 외부 가이드웨이(204a',b')를 통해 플라즈마 조사 모듈(400) 내의 위치로 지향된다. 도시된 바와 같이, 진공 캐비티를 형성하기 위해 열 교환기 판의 외경과 펌프 사이에 공간이 제공될 수 있다. 본 디바이스에 대하여, 이 판은 챔버의 전체 길이를 거의 채울 수 있고, 그러므로 가스 흐름에 대한 이러한 구조의 저항이 매우 작아, 펌프의 펌핑 속도를 제한하지 않는다. 동시에, 이 판의 동작 면적은 가스 냉각에 대해 높은 효율을 제공하기 위해 넓을 수 있다.

가스 관리 시스템을 통한 흐름을 밸런싱하기 위해, (도시되지 않는) 하나 이상의 흐름 레귤레이터가 제공될 수 있는데, 예를 들자면, 각각의 펌프 부근에 하나의 레귤레이터가 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 본 디바이스에 대하여, 가이드웨이(204a',b') 중 하나 또는 모두는 (상기 서술된) 옵션의 필터(218a,b), 및/또난 (상기 서술된) 부가적이고 옵션인 열 교환기(220a,b)를 포함할 수 있다.

도 12를 계속 참조하면, 멀티-채널 구조(210a')가 플라즈마 조사 모듈(400)과 펌프/열 교환기 모듈(402) 사이의 가스 흐름 경로를 따라 위치되어 있고, 제2 멀티-채널 구조(210b')가 플라즈마 펌프/열 교환기 모듈(402)과 펌프/열 교환기 모듈(404) 사이의 가스 흐름 경로를 따라 위치되어 있고, 그리고 제3 멀티-채널 구조(210c')가 플라즈마 펌프/열 교환기 모듈(404)과 스캐너 인터페이스 모듈(406) 사이의 가스 흐름 경로를 따라 위치되어 있음을 알 수 있다. 도시된 디바이스에 대하여, 각각의 멀티-채널 구조는 광이 광학부재(30)로부터 중간 영역(40)으로 진행할 수 있게 배열되어 있고, EUV 광 차단을 최소화하도록 설계된, 복수의 동심의 원뿔형 날개(도 5B 참조), 판형 날개(도 5C 참조), 및/또는 방사형 방향의 날개(도 7 참조)를 포함할 수 있다. 또한, 날개 위치는, 예컨대, 스캐너 내의 차단으로 인해 스캐너(202)에 의해 사용할 수 없는 광 경로에 대응하도록 선택될 수 있다. 각각의 멀티-채널은 멀티-채널 구조와 각각의 모듈 하우징 사이의 흐름을 억제하기 위해, 도시된 바와 같이, 각각의 모듈 하우징 내에 형성된 개구 내에 위치될 수 있다.

특허법의 발명의 상세한 설명의 기재요건을 충족시키기 위해 요구되는 세부사항에서 본 특허 출원에 서술되고 도시된 특정 실시예가 임의의 상기 서술된 목적, 임의의 다른 이유에 의해 해결되어야할 문제, 또는 상기 서술된 실시예의 형태의 목적을 완전히 달성할 수 있으나, 상기 서술된 실시예는 본 출원에 의해 광범위하게 고려될 수 있는 본 발명의 예시, 설명 및 대표일 뿐임을 당업자들은 이해해야 한다. 아래의 청구항에서 단수인 구성요소에 대한 언급은, 분명하게 언급되어 있지 않다면, 그 청구 구성요소가 "하나 및 오직 하나"로 해석되고자 한 것이 아니라, "하나 이상의"로 해석되도록 의도된 것이다. 당업자들이 알고 있거나 이 후 알게될 상기 서술된 실시예의 임의의 구성요소에 대한 모든 구조 및 기능적 동등물은 참조에 의해 분명하게 통합되고, 청구항의 범위에 포함되도록 의도된 것이다. 명세서 및 청구항에 사용된 임의의 용어, 및 명세서 및 청구항에서 분명하게 주어진 의미들은 그러한 용어에 대한 임의의 사전적 의미 또는 다른 통상적으로 사용되는 의미에 관계없이 그러한 의미를 가진다. 실시예로서 명세서에 서술된 디바이스 또는 방법이 본 출원에 서술된 각각의 모든 문제를 다루거나 해결하기 위해 필수적인 것으로 의도되지 않았고, 이는 본 청구항의 범위에 속한다. 본 개시물에서 구성요소, 컴포넌트, 또는 방법 단계는 그 구성요소, 컴포넌트, 방법 단계가 청구항에 명백하게 기재되어 있는지 여부와 관계없이 대중에게 헌납할 의도가 아니다. 그 구성요소가 문구 "~ 수단"을 사용하여 분명하게 언급되어 있지 않다면, 또는 방법 청구항에서, 그 구성요소가, "동작" 대신 "단계"로 인용된다면, 첨부된 청구항 내의 어떠한 청구 구성요소도 기능식 청구항으로 해석되지 않아야 한다.

Claims

폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조;
상기 폐루프 흐름 경로와 유체교류하는 플라즈마 위치에서 플라즈마를 발생시키는 시스템;
관통홀을 구비하여 형성된 EUV 반사 광학부재로서, 상기 EUV 반사 광학부재는 상기 플라즈마 위치로부터 거리 d만큼 떨어져 위치하고, 상기 폐루프 흐름 경로는 상기 관통홀과 유체교류하는 상기 EUV 반사 광학부재;
상기 인클로징 구조 내에 배치된 가스;
상기 폐루프 흐름 경로를 통해 상기 가스를 가압하는 펌프;
상기 폐루프 흐름 경로 내에 흐르는 가스로부터 열을 제거하는 열 교환기; 및
상기 폐루프 흐름 경로 내에 흐르는 가스로부터 목적물의 적어도 일부를 제거하는 필터를 포함하고,
상기 가스는 플라즈마 생성 이온이 상기 EUV 반사 광학부재에 도달하기 전에 상기 플라즈마 생성 이온의 이온 에너지를 100eV 아래로 감소시키기 위해 상기 거리 d에 걸쳐 동작할 수 있는 가스 수 밀도를 형성하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 1 항에 있어서, 상기 플라즈마는 주석을 포함하고, 상기 필터는 수소화 주석(tin hydrides), 산화 주석(tin oxides), 및 브롬화 주석(tin bromides)을 포함하는 혼합물 그룹으로부터 선택된 혼합물을 제거하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 1 항에 있어서, 상기 인클로징 구조는 주입구 및 배출구가 형성되어 있고, 상기 디바이스는 상기 주입구에 연결된 가스원, 및 상기 인클로징 구조를 빠져나가는 가스를 조절하기 위해 상기 배출구에 연결된 컨디셔너를 더 포함하고, 상기 컨디셔너는 가스 희석 메카니즘, 스크러버, 또는 이들의 조합으로 구성된 컨디셔너 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 1 항에 있어서, 상기 인클로징 구조는 용기 외부의 가이드웨이와 유체교류하는 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
관통홀을 구비하여 형성된 EUV 반사 광학부재;
상기 관통홀을 통과하는 폐루프 흐름 경로를 형성하는 인클로징 구조;
상기 폐루프 흐름 경로와 유체교류하는 플라즈마 위치에서 플라즈마를 발생시키는 시스템으로서, 상기 플라즈마 위치는 상기 EUV 반사 광학부재로부터 거리 d만큼 떨어져 위치하는 시스템;
상기 인클로징 구조 내에 배치된 가스; 및
상기 폐루프 흐름 경로를 통해 상기 가스를 가압하는 펌프;를 포함하고,
상기 가스는 플라즈마 생성 이온이 상기 EUV 반사 광학부재에 도달하기 전에 상기 플라즈마 생성 이온의 이온 에너지를 100eV 아래로 감소시키기 위해 상기 거리 d에 걸쳐 동작할 수 있는 가스 수 밀도를 형성하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 5 항에 있어서, 상기 인클로징 구조는 용기 외부의 가이드웨이와 유체교류하는 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 6 항에 있어서,
상기 용기 내에 제1 구획 및 제2 구획을 형성하는 가스 흐름 제한 부재;를 더 포함하고,
상기 폐루프 흐름 경로는 상기 제1 구획으로부터 상기 EUV 반사 광학부재 내에 형성된 관통홀을 통해 상기 제2 구획까지 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 7 항에 있어서, 상기 EUV 반사 광학부재는 에지가 형성되어 있고, 상기 용기는 용기 벽이 형성되어 있고, 상기 가스 흐름 제한 부재는 수집기 에지와 용기 벽 사이의 흐름을 제한하기 위해 수집기 에지와 용기 벽 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 5 항에 있어서, 상기 가스는 펌프에 도달하기 전에 온도 조절식 멀티-채널 구조를 통과하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
인클로징 구조;
상기 인클로징 구조 내의 플라즈마 위치에서 EUV 복사를 생성하는 플라즈마를 발생시키고, 챔버로 적어도 5kW의 전력을 방출하는 시스템;
관통홀을 구비하여 형성된 EUV 반사 광학부재로서, 상기 EUV 반사 광학부재는 상기 플라즈마 위치로부터 거리 d만큼 떨어져 위치하는 EUV 반사 광학부재;
상기 인클로징 구조 내의 적어도 하나의 위치에서 100mTorr를 초과하는 압력으로 상기 챔버 내에 배치된 가스; 및
상기 인클로징 구조를 통해 가스를 순환시키는 폐루프 순환 시스템;을 포함하고,
상기 폐루프 순환 시스템은 상기 루프를 통해 각각의 경로상의 상기 가스를 냉각시키는 적어도 하나의 열 교환기를 포함하고, 상기 폐루프 순환 시스템은 상기 관통홀과 유체교류하고, 상기 가스는 플라즈마 생성 이온이 상기 EUV 반사 광학부재에 도달하기 전에 상기 플라즈마 생성 이온의 이온 에너지를 100eV 아래로 감소시키기 위해 상기 거리 d에 걸쳐 동작할 수 있는 가스 수 밀도를 형성하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 가스는 50slpm 보다 큰 평균 흐름 속도로 상기 폐루프 순환 시스템을 흐르는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 인클로징 구조는 용기를 포함하고, 상기 열 교환기는 상기 용기 내에 위치된 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 열 교환기는 온도 제어식 멀티-채널 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 폐루프 순환 시스템은 섭씨 1000도 미만의 평균 가스 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
인클로징 구조;
상기 인클로징 구조 내의 플라즈마 위치에서, EUV 복사 및 플라즈마를 빠져나가는 이온을 생성하는 플라즈마를 발생시키는 시스템;
관통홀을 구비하여 형성되고, 상기 플라즈마 위치로부터 거리 d만큼 떨어져 위치한 EUV 반사 광학부재;
상기 플라즈마 위치와 상기 EUV 반사 광학부재 사이에 배치되고, 상기 이온이 상기 EUV 반사 광학부재에 도달하기 전에 상기 이온의 이온 에너지를 100eV 아래로 감소시키기 위해 상기 거리 d에 걸쳐 동작할 수 있는 가스 수 밀도를 형성하는 가스; 및
상기 인클로징 구조를 통해 가스를 순환시키고, 루프를 통해 흐르는 가스로부터 열을 제거하는 적어도 하나의 열 교환기를 갖춘 폐루프 순환 시스템을 포함하고,
상기 폐루프 순환 시스템은 상기 관통홀과 유체교류하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 15 항에 있어서, 상기 EUV 반사 광학부재는 EUV 복사를 중간 위치로 지향시키고, 상기 디바이스는 상기 플라즈마 위치와 상기 중간 위치 사이에 배치된 멀티-채널 구조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 15 항에 있어서, 상기 가스는 체적당 50% 보다 큰 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 17 항에 있어서, 상기 가스는 HBr, HI, Br₂, Cl₂, HCl 또는 이들의 조합으로 이루어진 에천트 가스 그룹으로부터 선택된 에천트 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 15 항에 있어서, 상기 가스는 상기 이온이 상기 광학부재에 도달하기 전에 이온 에너지를 30eV 아래로 감소시키도록 상기 거리 d에 걸쳐 동작할 수 있는 가스 수 밀도를 형성하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 15 항에 있어서, 상기 시스템은 방울을 제공하는 방울 발생기 및 상기 플라즈마를 생성하기 위해 방울을 조명하는 레이저를 포함하고, 상기 방울은 주석을 포함하고, 상기 레이저는 CO₂를 포함하는 이득 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.