KR101791443B1 - 극단 자외광 생성 시스템 및 방법과 레이저 장치 - Google Patents
극단 자외광 생성 시스템 및 방법과 레이저 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101791443B1 KR101791443B1 KR1020127025751A KR20127025751A KR101791443B1 KR 101791443 B1 KR101791443 B1 KR 101791443B1 KR 1020127025751 A KR1020127025751 A KR 1020127025751A KR 20127025751 A KR20127025751 A KR 20127025751A KR 101791443 B1 KR101791443 B1 KR 101791443B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser light
- delete delete
- light
- droplet
- pulse laser
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10061—Polarization control
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
- H01L21/0275—Photolithographic processes using lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08054—Passive cavity elements acting on the polarization, e.g. a polarizer for branching or walk-off compensation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
- H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
- H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
- H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
- H05G2/008—X-ray radiation generated from plasma involving a beam of energy, e.g. laser or electron beam in the process of exciting the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/20—Lasers with a special output beam profile or cross-section, e.g. non-Gaussian
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08059—Constructional details of the reflector, e.g. shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2383—Parallel arrangements
Abstract
레이저 장치에 사용되는 극단 자외광 생성 시스템을 제공할 수 있다. 극단 자외광 생성 시스템은 하나 이상의 레이저광을 위한 하나 이상의 윈도우와 타겟 물질을 공급하기 위한 타겟 공급부를 포함하는 챔버와, 레이저광의 광로 상에 설치되고, 하나 이상의 레이저광의 편광 상태를 제어하는 하나 이상의 편광 제어부를 포함할 수 있다.
Description
본 개시는 극단 자외광 생성 시스템 및 방법과 레이저 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치의 집적이 증가함에 따라, 반도체 처리의 포토리소그래피의 사용을 위한 전송 패턴의 미세화가 급격히 진행되고 있다. 차세대에서는, 70nm 내지 45nm의 미세가공 또는 32nm 이하의 미세가공이 요구되고 있다. 따라서, 예를 들어, 32nm 이하의 미세가공의 요구를 충족시키기 위해서는, 대략 13nm의 파장을 갖는 극단 자외(EUV: extreme ultraviolet)광을 생성하는 극단 자외광 생성 시스템을 축소 투영 반사 광학 시스템과 조합시킨 노광 장치의 개발이 예상된다.
EUV 광 생성 시스템에는 크게 3가지 유형이 있다. 즉, 레이저 빔을 타겟에 인가하는 것에 의해 생성되는 플라즈마를 이용하는 레이저 생성 플라즈마(LPP: laser produced plasma) 타입의 시스템, 방전에 의해 생성되는 플라즈마를 이용하는 방전 생성 플라즈마(DPP: discharge produced plasma) 타입의 시스템, 및 궤도 방사를 이용하는 싱크로트론 방사(synchrotron radiation) 타입의 시스템이 있다.
본 개시의 하나의 관점에 의한 극단 자외광 생성 시스템은 레이저 장치와 함께 사용될 수 있으며, 이 극단 자외광 생성 시스템(extreme ultraviolet light generation system)은 하나 이상의 레이저광을 위한 하나 이상의 윈도우(window)와, 타겟 물질을 공급하기 위한 타겟 공급부(target supply unit)를 구비하는 챔버(chamber); 및 레이저광의 광로 상에 설치되고, 하나 이상의 레이저광의 편광 상태(polarization state)를 제어하는 하나 이상의 편광 제어부(polarization control unit)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 특징에 따라 극단 자외광을 생성하는 데에 사용되는 레이저광을 출력하는 레이저 장치는, 레이저광의 편광 상태(polarization state)를 제어하는 편광 제어부를 포함할 수 있다.
하나 이상의 레이저광을 타겟 물질에 조사하여 극단 자외광을 생성하는 방법은 하나 이상의 레이저광의 편광 상태를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
이들 및 본 개시의 다른 목적, 특징, 관점 및 장점에 대해서는, 본 개시의 바람직한 실시예를 설명하는 이하의 상세한 설명과 첨부 도면으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 p 편광의 레이저광 및 s 편광의 레이저광의 금속 Sn에 의한 흡수(흡수되는 입사 레이저광 에너지의 비율)를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 도 3에 나타내는 편광 제어 기구를 사용한 편광 제어를 설명한다.
도 5는 본 개시의 제1 실시예의 변형예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 10은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트, 프리 플라즈마, 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 11은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 본 개시의 제1 실시예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 13은 본 개시의 제1 실시예의 변형예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 14는 본 개시의 제2 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 15는 도 14에 나타내는 EUV 광 생성 시스템의 XV-XV선을 따라 절취한 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 16은 본 개시의 제2 실시예에 의한 편광 제어 기구의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 17은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 18은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 19는 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 20은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 21은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트, 프리 플라즈마, 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 22는 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트, 프리 플라즈마, 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 23은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 24는 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 25는 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 26은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 27은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 28은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 29는 본 개시의 제4 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 30은 도 29에 나타내는 EUV 광 생성 시스템의 XXX-XXX선을 따라 절취한 단면의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 31은 본 개시의 제5 실시예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 32는 도 31에 나타내는 프리 펄스 레이저에 사용되는 편광 제어 소자의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 33은 도 32에 나타내는 편광 제어 소자를 확대한 길이방향 부분 단면도이다.
도 34는 본 개시의 제5 실시예의 변형예에 의한 편광 제어 소자의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 35는 본 개시의 제5 실시예의 변형예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 36은 본 개시의 제6 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 37은 본 개시의 제6 실시예의 변형예에 있어서, 마스터 오실레이터가 출력하는 레이저광의 펄스 파형의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 38은 본 개시의 제7 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 39는 본 개시의 제7 실시예의 변형예에 있어서, 마스터 오실레이터가 출력하는 레이저광의 펄스 파형의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 40은 본 개시의 제8 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 41은 본 개시의 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 42는 본 개시의 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 챔버 내에 필름형 타겟을 공급하는 필름형 타겟 공급 유닛의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 43은 본 개시의 제10 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 44는 본 개시의 제10 실시예에 있어서의, 톱햇(top-hat)형의 프리 펄스 레이저광을 집광한 톱햇 프리 펄스 집광 레이저광과 드롭렛의 관계를 개략적으로 나타낸다.
도 45는 도 44에서의 드롭렛 및 그 부근을 확대하여 나타낸다.
도 46은 본 개시의 제10 실시예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 47은 본 개시의 제10 실시예의 제1 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 48은 본 개시의 제10 실시예의 제2 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 49는 본 개시의 제10 실시예의 제3 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 50은 본 개시의 제11 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 51은 본 개시의 제12 실시예에 의한 편광 제어 기구의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 52는 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 53은 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 54는 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 55는 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 56은 본 개시의 제13 실시예에 의한 편광 제어 기구의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 57은 본 개시의 제14 실시예에 의한 편광 제어 소자의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 58은 도 57에 나타내는 편광 제어 소자를 확대한 길이방향 부분 단면도를 나타낸다.
도 59는 도 57의 편광 제어 소자의 배치예를 나타낸다.
도 2는 p 편광의 레이저광 및 s 편광의 레이저광의 금속 Sn에 의한 흡수(흡수되는 입사 레이저광 에너지의 비율)를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 도 3에 나타내는 편광 제어 기구를 사용한 편광 제어를 설명한다.
도 5는 본 개시의 제1 실시예의 변형예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 10은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트, 프리 플라즈마, 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 11은 본 개시의 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 본 개시의 제1 실시예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 13은 본 개시의 제1 실시예의 변형예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 14는 본 개시의 제2 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 15는 도 14에 나타내는 EUV 광 생성 시스템의 XV-XV선을 따라 절취한 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 16은 본 개시의 제2 실시예에 의한 편광 제어 기구의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 17은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 18은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 19는 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 20은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 21은 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트, 프리 플라즈마, 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 22는 본 개시의 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트, 프리 플라즈마, 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 23은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 24는 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 25는 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 26은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프리 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 27은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 28은 본 개시의 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 29는 본 개시의 제4 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 30은 도 29에 나타내는 EUV 광 생성 시스템의 XXX-XXX선을 따라 절취한 단면의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 31은 본 개시의 제5 실시예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 32는 도 31에 나타내는 프리 펄스 레이저에 사용되는 편광 제어 소자의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 33은 도 32에 나타내는 편광 제어 소자를 확대한 길이방향 부분 단면도이다.
도 34는 본 개시의 제5 실시예의 변형예에 의한 편광 제어 소자의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 35는 본 개시의 제5 실시예의 변형예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 36은 본 개시의 제6 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 37은 본 개시의 제6 실시예의 변형예에 있어서, 마스터 오실레이터가 출력하는 레이저광의 펄스 파형의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 38은 본 개시의 제7 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 39는 본 개시의 제7 실시예의 변형예에 있어서, 마스터 오실레이터가 출력하는 레이저광의 펄스 파형의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 40은 본 개시의 제8 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 41은 본 개시의 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 42는 본 개시의 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 챔버 내에 필름형 타겟을 공급하는 필름형 타겟 공급 유닛의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 43은 본 개시의 제10 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 44는 본 개시의 제10 실시예에 있어서의, 톱햇(top-hat)형의 프리 펄스 레이저광을 집광한 톱햇 프리 펄스 집광 레이저광과 드롭렛의 관계를 개략적으로 나타낸다.
도 45는 도 44에서의 드롭렛 및 그 부근을 확대하여 나타낸다.
도 46은 본 개시의 제10 실시예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 47은 본 개시의 제10 실시예의 제1 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 48은 본 개시의 제10 실시예의 제2 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 49는 본 개시의 제10 실시예의 제3 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 50은 본 개시의 제11 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 51은 본 개시의 제12 실시예에 의한 편광 제어 기구의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 52는 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 53은 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 드롭렛을 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 54는 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 55는 본 개시의 제12 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정에서, 프레그먼트 및 플라즈마를 프리 펄스 레이저광의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 56은 본 개시의 제13 실시예에 의한 편광 제어 기구의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 57은 본 개시의 제14 실시예에 의한 편광 제어 소자의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 58은 도 57에 나타내는 편광 제어 소자를 확대한 길이방향 부분 단면도를 나타낸다.
도 59는 도 57의 편광 제어 소자의 배치예를 나타낸다.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서, 각 도면은 본 개시된 내용을 이해할 수 있는 정도로 부재 등의 형상, 크기, 및/또는 위치 관계를 예시적으로 나타내고 있는 것에 불과하다. 따라서, 본 개시는 각 도에서 예시된 부재 등의 형상, 크기, 및/또는 위치 관계에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면의 간략화를 위하여, 단면에서의 해칭의 일부 등이 생략되어 있다. 또한, 본 개시에서의 수치는 본 개시의 바람직한 예에 불과하다. 따라서, 본 개시는 예시된 수치에 한정되지 않는다.
제1
실시예
먼저, 본 개시의 제1 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서는, 타겟 물질을 플라즈마화할 때에, 2단계의 레이저 조사를 행하는 경우를 예시한다. 그러나, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다.
도 1은 제1 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(1)은 타겟 물질을 조사하는 레이저광[프리 펄스 레이저광(pre-pulse laser beam) L1 및 메인 펄스 레이저광(main pulse laser beam) L2]을 출력하는 드라이버 레이저; 그 내부에서 EUV 광이 생성되는 챔버(11); 드라이버 레이저로부터의 레이저광(L1, L2)을 챔버(11) 내의 소정의 위치에 집광하는 집광 광학계를 구비할 수 있다.
드라이버 레이저는 프리 펄스 레이저 장치와 메인 펄스 레이저 장치를 포함할 수 있다. 프리 펄스 레이저 장치는 프리 펄스 레이저(PL), 릴레이 광학계(R4) 및 편광 제어 기구(10)를 포함할 수 있다. 메인 펄스 레이저 장치는 마스터 오실레이터(master oscillator) MO, 전치 증폭기(PA), 메인 증폭기(MA), 및 릴레이 광학계(R1~R3)를 포함할 수 있다.
프리 펄스 레이저(PL)는 프리 펄스 레이저광(L1)를 출력한다. 프리 펄스 레이저광(L1)은 챔버(11) 내에 공급된 타겟 물질을 조사하여, 타겟 물질을 확산 타겟에 변용시킬 수 있다. 본 명세서에서, "확산 타겟"(diffused target)은 프리 플라즈마(pre-plasma)와 프레그먼트(fragment) 중 적어도 한쪽을 포함하는 상태의 타겟이라고 정의한다. "프리 플라즈마"는 플라즈마 상태 또는 플라즈마와 원자나 분자의 혼재 상태라고 정의한다. "프레그먼트"는 레이저 조사에 의해 타겟 물질이 분열해서 변용한 클러스터, 마이크로 드롭렛 등의 구름, 또는 이들이 혼재하는 미립자군이라고 정의한다.
프리 펄스 레이저(PL)로부터 출력된 프리 펄스 레이저광(L1)은 릴레이 광학계(R4)에 의해 그 빔 단면적이 확대되어도 된다. 다음에, 편광 제어 기구(10)에 의해 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태가 제어될 수 있다. 편광 상태가 제어된 프리 펄스 레이저광(L1)은 집광 광학계에서의 레이저광 도입 미러(M1)를 투과할 수 있다. 그 후, 프리 펄스 레이저광(L1)은 챔버(11)에 설치된 윈도우(W1)를 투과하여, 챔버(11) 내의 축외 포물면 미러(off-axis paraboloidal mirror)(M2)에 의해 반사되어 챔버(11) 내의 소정의 위치(플라즈마 생성 영역(P1))에 집광될 수 있다. 그리고, 축외 포물면 미러(M2)는 챔버(11)의 외부에 배치되어도 된다. 이 경우, 축외 포물면 미러(M2)에 의해 반사된 레이저광은 윈도우(W1)를 투과하여 챔버(11) 내에 입사하고, 챔버(11) 내의 소정의 위치(플라즈마 생성 영역(P1))에 집광될 수 있다. 또한, 프리 펄스 레이저광(L1) 및/또는 메인 펄스 레이저광(L2)가 통과하는 공간이, 챔버(11)의 내압 정도로 유지되어 있는 경우, 윈도우(W1)는 생략해도 상관없다. 이 경우, 챔버(11)는 레이저광이 통과하는 관통 구멍(through-hole)을 구비하는 것이 바람직하다.
마스터 오실레이터(MO)는 메인 펄스 레이저광(L2)을 출력할 수 있다. 전치 증폭기(PA) 및 메인 증폭기(PA)는 내부에 이득 매체를 포함하고, 각 이득 매체는 하나 이상의 소정의 파장을 가지는 레이저광을 증폭할 수 있다. 마스터 오실레이터(MO)는 이 소정의 파장과 정합하는 파장을 가지는 메인 펄스 레이저광(L2)을 출력하는 것이 바람직하다. 마스터 오실레이터(MO)는 이들에 한정되지 않으며, 예를 들어 싱글 라인 레이저광 또는 멀티 라인 레이저광을 출력하는 1개의 레이저 발진기로 해도 되고, 또는 각각 싱글 라인 레이저광 또는 멀티 라인 레이저광을 출력하는 복수 개의 레이저 발진기와 복수 개의 레이저 발진기로부터의 레이저광을 조합하여 조합된 레이저광(L2)으로 하는 콤바이너(combiner)를 포함해도 된다. 여기서, 레이저 발진기는, 이들에 한정되지 않으며, 양자 캐스케이드 레이저 등의 반도체 레이저 발진기, CO2 가스 레이저 등의 가스 레이저 발진기, 비선형 결정을 포함하는 광 파라메트릭 발진기 등의 고체 레이저 발진기, 또는 분포 귀환형(distributed-feedback) 레이저 발진기라도 된다. 마스터 오실레이터(MO)는 레이저 발진기로부터 출력된 레이저광 중 원하는 파장 대역의 레이저광만을 선택적으로 분리시키는 격자(grating) 등의 파장 선택부를 포함해도 된다. 이 구성에 의해, 마스터 오실레이터(MO)로부터 출력되는 레이저광의 파장을 광로 하류측의 증폭기[전치 증폭기(PA) 및/또는 메인 증폭기(MA)]에서 증폭되는 파장에 정합시킬 수 있다. 또한, 마스터 오실레이터(MO)는 레이저 발진기가 발진하는 레이저광의 파장을 제어하기 위해 공진기 길이를 조정하는 공진기 길이 조정부(resonator length regulating unit) 등을 포함해도 된다.
메인 펄스 레이저광(L2)이 전치 증폭기(PA)에 의해 효율적으로 증폭 되도록, 릴레이 광학계(R1)는 메인 펄스 레이저광(L2)의 빔 단면적 및/또는 단면 형상을 조절해도 된다. 전치 증폭기(PA)는, 예를 들면 CO2 가스를 주된 이득 매체로 한 증폭기로 된다. 전치 증폭기(PA)는 마스터 오실레이터(MO)로부터 출력된 메인 펄스 레이저광(L2) 중 전치 증폭기(PA)에서 증폭되는 파장과 정합하는 파장의 레이저광을 증폭할 수 있다.
전치 증폭기(PA)에서 증폭된 메인 펄스 레이저광(L2)이 메인 증폭기(MA)에 의해 효율적으로 증폭되도록, 릴레이 광학계(R2)는 메인 펄스 레이저광(L2)의 빔 단면적 및/또는 단면 형상을 조절해도 된다. 메인 증폭기(MA)는 전치 증폭기(PA)와 마찬가지로, 예를 들면, CO2 가스를 주된 이득 매체로 한 증폭기로 된다. 메인 증폭기(MA)는 전치 증폭기(PA)에서 증폭된 메인 펄스 레이저광(L2) 중 메인 증폭기(MA)에서 증폭되는 파장과 정합하는 파장의 레이저광을 증폭할 수 있다. 제1 실시예에서, 전치 증폭기(PA)와 메인 증폭기(MA)는 동종의 이득 매체를 사용하기 때문에, 증폭되는 레이저광의 파장은 실질적으로 동일하다.
메인 증폭기(MA)에 의해 증폭된 메인 펄스 레이저광(L2)은, 그 후, 릴레이 광학계(R3)를 통과함으로써, 빔의 확산 각이 조정되어 대략 평행 광으로 된다. 메인 펄스 레이저광(L2)은 집광 광학계에서의 레이저광 도입 미러(M1)에 의해 반사된 후, 프리 펄스 레이저광(L1)과 대략 동일한 광로를 통하여 챔버(11) 내에 도입될 수 있다. 챔버(11) 내에 도입된 메인 펄스 레이저광(L2)은 축외 포물면 미러(M2)에 의해 반사됨으로써, 챔버(11) 내의 소정의 위치(플라즈마 생성 영역(P1))에 집광된다.
챔버(11)에는 드롭렛 생성부(12)가 설치되어도 된다. 드롭렛 생성부(12)는 내부에 축적된 타겟 물질을 플라즈마 생성 영역(P1)을 향해 토출할 수 있다. 타겟 물질은, 예를 들면 Sn이 될 수 있다. Sn은 용융한 상태로 드롭렛 생성부(12)에 축적할 수 있어도 된다. 드롭렛 생성부(12)는 노즐(12a)을 구비할 수 있으며, 노즐(12a)를 통하여 드롭렛(D)이 토출될 수 있다. 드롭렛 생성부(12)는, 예를 들면, 용융한 Sn에 압력을 가함으로써 Sn을 액적(드롭렛(D))으로서 노즐(12a) 선단을 통하여 토출해도 된다. 다만, 드롭렛 생성부(12)는 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 이 구성에 추가로 또는 대신하여, 노즐(12a)과 대향하도록 전극을 배치하고, 노즐(12a) 선단과 타겟 물질 사이에 작용하는 정전기력에 의해 용융 Sn을 인출해도 된다. 드롭렛 생성부(12)로부터 토출된 드롭렛(D)이 플라즈마 생성 영역(P1)에 도달하는 시점에서, 프리 펄스 레이저광(L1)이 드롭렛(D)에 조사될 수 있다. 이로써, 드롭렛(D)이 플라즈마 생성 영역(P1)에서 확산 타겟에 변용할 수 있다. 확산 타겟은 시간의 진행과 함께 확산되고, 그 구성 입자가 존재하는 범위가 확대된다. 구성 입자가 소정 밀도 이상으로 존재하는 범위를, 여기서 확산 타겟의 크기라고 정의한다. 확산 타겟이 소정의 크기로 된 타이밍(예를 들면, 프리 펄스 레이저광(L1)의 조사로부터 10ns~10㎲ 이후)에서 메인 펄스 레이저광(L2)이 확산 타겟에 조사될 수 있다. 이로써, 확산 타겟이 가열되고, 플라즈마화할 수 있다.
챔버(11) 내에는, 레이저광에 따라 조사되지 않고, 플라즈마 생성 영역(P1)을 통과한 드롭렛(D) 또는 레이저광의 조사에 의해 확산되지 않은 드롭렛(D)의 일부분을 회수하는 타겟 회수부(target collection unit)(13)가 설치되어도 된다.
또한, 챔버(11) 내에는, 플라즈마 생성 영역에서 생성된 플라즈마로부터 방사된 광 중에서 적어도 EUV 광(L3)을 선택적으로 반사하는 EUV 집광 미러(M3)가 설치되어도 된다. EUV 집광 미러(M3)는, 예를 들면 축외 포물면 미러(M2)와 플라즈마 생성 영역(P1) 사이에, 반사면이 플라즈마 생성 영역(P1)을 향해 배치되어도 된다. 반사면의 형상은, 예를 들면 회전 타원면(spheroidal)이다. 반사면인 회전 타원면의 제1 초점이 플라즈마 생성 영역(P1)과 중첩되도록 EUV 집광 미러(M3)가 위치 결정되는 것이 바람직하다. EUV 집광 미러(M3)에는, 예를 들면, 그 중앙부를 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(M3a)이 설치될 수 있다. 축외 포물면 미러(M2)에 의해 반사된 레이저광(L1, L2)은 이 관통 구멍(M3a)을 통과하여 플라즈마 생성 영역에 집광된다.
EUV 광(L3)은 EUV 집광 미러(M3)에 의해 반사됨으로써, 회전 타원면의 제2 초점에 집광될 수 있다. 이 제2 초점은 중간 집광점(IF)이라고 할 수 있다. 챔버(11)와 노광 장치(도시하지 않음)의 접속 부분에는 노광 장치 접속부(20)가 설치되고, 노광 장치 접속부(20)에는 핀홀이 형성된 격벽(21)이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 중간 집광점(IF)에 집광된 EUV 광(L3)은 격벽(21)의 핀홀을 통과하고, 도시하지 않은 광학계를 통하여 노광 장치에 도입될 수 있다.
드롭렛(D) 표면에서의 레이저광의 흡수율은 레이저광의 편광 상태와 입사 각도에 의존할 수 있다. 이하, 도면을 참조에 상세하게 설명한다. p 편광(p-polarized)의 레이저광 및 s 편광(s-polarized)의 레이저 광의 금속 Sn에 의한 흡수율을 도 2에 나타낸다. 그리고, 도 2에서 예시하는 레이저광의 파장은 1.06 ㎛이지만, 다른 파장의 레이저광에서도, 이하의 경향은 크게 변화하지 않는다. 도 2에서, 레이저광의 입사 각도를 0°로부터 증대시키는 경우의 흡수율의 증감에 주목한다. 이 경우, p 편광의 레이저광에 대하는 금속 Sn의 흡수율은 입사 각도가 80°정도를 초과하기까지는 입사 각도가 커지게 되고, 85°정도를 넘으면 급격하게 하강한다. 한편, s 편광의 레이저광에 대하는 금속 Sn의 흡수율은 입사 각도가 0°부근에서는, p 편광의 경우와 대략 같은 정도의 흡수율이지만, 입사 각도가 90°에 가까워지면서 서서히 하강한다.
이와 같이, 금속 Sn은 레이저광의 입사 각도가 큰 부분만큼 p 편광의 레이저광을 많이 흡수하는 경향이 있지만, 그 입사 각도가 큰 부분만큼 s 편광의 레이저광을 흡수하기 어려워지는 경향이 있다. 이 관계를, 예를 들면 구형의 드롭렛(D)과 집광했을 때의 단면 형상이 원형인 프리 펄스 레이저광(L1)의 조합에 적용시킨 것을 고려한다. 여기서, 프리 펄스 레이저광(L1)의 집광 프로파일의 직경은 드롭렛(D)의 직경과 동일하고, 또한 조사광 축이 드롭렛(D)의 중심을 통과하고, 또한 프리 펄스 레이저광(L1)의 빔은 평행하다. 이 경우, 하면, 레이저광이 조사되는 드롭렛(D) 표면의 영역은 대략 반구형의 영역으로 된다. 대략 반구형의 영역에서의 중앙 부분에서는 프리 펄스 레이저광(L1)이 대략 수직(0°)으로 입사하므로, p 편광과 s 편광 모두 프리 펄스 레이저광(L1)이 대략 동일한 수준으로 흡수된다. 한편, 반구형의 영역의 중앙으로부터의 거리가 커짐에 따라, 프리 펄스 레이저광(L1)의 입사 각도가 90°에 가까워진다. 이해를 용이하게 하기 위하여, 프리 펄스 레이저광(L1)을 태양 광이라고 하고, 드롭렛(D)이 주야 평분시의 지구인 것으로 하여 설명한다. 프리 펄스 레이저광(L1)이 s 편광의 레이저광인 경우, 극 부근의 지표면에 대하여 큰 입사 각도로 s 편광의 레이저광이 입사하므로, 극 부근에서는 프리 펄스 레이저광(L1)의 흡수율은 매우 낮다. 이에 대하여, 새벽녘과 저녁의 광이 있는 적도 부근에서는, 지표면에 대하여 큰 입사 각도로 외관상 p 편광의 레이저광이 입사하므로, 비교적 높은 흡수율로 흡수된다. 결과적으로, 극 부근과 새벽, 저녁의 적도 부근은 레이저광(L1)의 흡수율이 상이하다. 여기서, 공의 표면에 대하여 프리 펄스 레이저광(L1)을 방사 편광으로 입사시키는 경우를 가정한다. 이 경우, 지구를 비유해서 말하면, 극 부근에서도, 새벽과 저녁의 적도 부근에서도 마찬가지로 큰 입사 각도로 p 편광의 레이저광을 입사시키는 것이 가능하다. 이에 반하여, 방위각으로 편광된 프리 펄스 레이저광(L1)이 드롭렛(D)에 입사하는 경우, 극 부근에서도, 새벽과 저녁의 적도 부근에서도 마찬가지로 큰 입사 각도로 s 편광의 레이저광을 입사시키는 것이 가능하다. 그 결과, 프리 펄스 레이저광(L1)의 에너지는 드롭렛(D)의 중앙부 부근에서는 흡수되지만, 중앙부로부터의 거리가 커짐에 따라 반사된다. 이상과 같이, 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 제어함으로써, 프리 펄스 레이저광(L1)의 드롭렛(D) 표면에서의 흡수율을 제어할 수 있다. 이것은, 프리 펄스 레이저광(L1)의 드롭렛(D) 표면에서의 열 입력 분포를 제어할 수 있다는 것을 의미한다. 열 입력 상태가 변화하면, 그에 따라 확산 타겟 상태가 변화한다. 즉, 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 제어함으로써, 확산 타겟 상태를 제어하는 것이 가능해진다.
제1 실시예에서는, 드롭렛(D)에 조사되는 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광을 방사 편광으로 한다. 이로써, 드롭렛(D)의 반구형의 실질적으로 조사 표면 모두에 대하여 프리 펄스 레이저광(L1)이 p 편광의 상태로 입사할 수 있다. 따라서, 공간적으로 랜덤인 직선 편광이나 직선 편광의 프리 펄스 레이저광(L1)을 조사한 경우에 비하여, 드롭렛(D) 표면에서의 레이저 에너지 흡수율이 증가하고, 드롭렛(D)에 비교적 높은 에너지를 흡수시킬 수 있다. 다시 말하면, 프리 펄스 레이저광(L1)을 방사 편광으로 함으로써, 다른 편광 상태인 경우에 비하여, 더 낮은 레이저 에너지로 원하는 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 제1 실시예에 의한 편광 제어 기구의 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3은 제1 실시예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 4는 도 3에 나타내는 편광 제어 기구에 의한 편광 제어의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 제1 실시예에서는, 프리 펄스 레이저(PL)가 직선 편광의 프리 펄스 레이저광(L1a)을 출력하는 경우를 예로 든다.
편광 제어 기구(polarization control mechanism)
도 3에 나타낸 바와 같이, 편광 제어 기구(10)는 n각 형태(본 예에서는 팔각형)의 n분할 파장판(101)이 될 수 있다. n분할 파장판(101)은 각각이 이등변 삼각형의 형상인 복수 개의 판형의 TN(Twisted Nematic)셀(111~11n)로 구성될 수 있다. n분할 파장판(101)은 TN셀(111~11n)의 이등변 삼각형의 각각의 정점을 집합시켜, 판형으로 조합시켜 형성될 수 있다. 따라서, 각 TN셀(111~11n)의 정점의 내각은 360°를 TN셀(111~11n)의 수(본 예에서는, 8개)로 제산한 각도(본 예에서는, 45°)로 된다. 각 TN셀(111~11n)의 파장판으로서의 광학 축의 방향은 인접하는 TN셀(111~11n) 끼리 소정 각도씩 상이하다. 소정 각도는, 예를 들면, 180°을 TN셀(111~11n)의 수로 제산한 각도(본 예에서는, 22.5°)로 주어질 수 있다. 각 TN셀(111~11n)을 투과한 레이저광의 편광 방향은 각 TN셀(111~11n)의 광학 축과 레이저광의 직선 편광 방향이 이루는 각도에 따라 변환될 수 있다. 이로써, 각 TN셀(111~11n)을 투과한 레이저광의 편광 방향이 단면의 각 부분에서 각각 소정의 편광 방향으로 변환될 수 있다. 따라서, 이와 같은 n분할 파장판(101)을 편광 제어 기구(10)로서 사용함으로써, 직선 편광의 프리 펄스 레이저광(L1a)을 방사 편광의 프리 펄스 레이저광(L1b)으로 변환하는 것이 가능해진다. 본 예에서는 직선 편광의 레이저광을 방사 편광의 레이저광으로 변환하는 예를 나타냈으나, 소정 방향의 광학 축을 가지는 각 TN셀을 적절히 배치함으로써, 투과하는 레이저광을 방위각으로 편광된 레이저광으로 변환하는 것도 가능하다.
편광 제어 기구의
변형예
또한, 제1 실시예에 의한 편광 제어 기구(10)는 도 5에 나타내는 편광 제어 기구(210)로 치환하는 것도 가능하다. 도 5는 제1 실시예의 변형예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 변형예에 의한 편광 제어 기구(210)는 위상 보상판(phase compensation plate)(211), 편광 회전판(polarization rotation plate)(212) 및 세타 셀(theta cell)(213)을 포함할 수 있다. 위상 보상판(211)은, 예를 들면 광학 투과 면의 상부를 투과하는 프리 펄스 레이저광(L1a)의 위상을 90°변화시킬 수 있다. 위상 보상판(211)의 하부는 프리 펄스 레이저광(L1a)의 위상을 변화시키지 않고 투과시킬 수 있다. 또한, 편광 회전판(212)은 입사한 프리 펄스 레이저광(L1a)의 위상을 90°변화시킬 수 있다. 세타 셀(213)은 셀 내의 액정의 분자 배향을 입사광의 진행 방향에 따라 회전시킬 수 있는 구조로 되어 있고, 입사광의 편광 축도 분자 배향과 마찬가지로 회전시킬 수 있는 소자이다. 따라서, 위상 보상판(211) 및 편광 회전판(212)을 투과한 직선 편광의 프리 펄스 레이저광(L1a)은 세타 셀(213)을 투과할 때 선광 효과(optical rotation effect)를 받음으로써, 방사 편광의 프리 펄스 레이저광(L1b)으로 변환될 수 있다. 그리고, 위상 보상판(211)과 편광 회전판(212)의 순서는 바꿔도 된다. 또한, 본 변형예에 의한 편광 제어 기구(210)에 의하면, 직선 편광의 프리 펄스 레이저광(L1a)을 방위각으로 편광된 프리 펄스 레이저광으로 변환하는 것도 가능하다.
다음에, 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 6~도 11은 제1 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정을 나타낸다. 도 6, 도 8 및 도 10은 각 단계에서 드롭렛(D), 프리 플라즈마(PP1), 프레그먼트(DD1), 및/또는 플라즈마(PR1)를 프리 펄스 레이저광(L1)의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 7, 도 9 및 도 11은 플라즈마 생성 과정의 각 단계에서 드롭렛(D), 프리 플라즈마(PP1), 프레그먼트(DD1), 및/또는 플라즈마(PR1)를 각각 프리 펄스 레이저광(L1)의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 드롭렛(D)에 대하여 프리 펄스 레이저광(L1)을 집광한 집광빔(이하, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)이라고 함)을 조사한다. 여기서, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)은 축외 포물면 미러(M2)에 의해 반사된 프리 펄스 레이저광(L1)이다. 축외 포물면 미러(M2)에 의한 반사광은 편광 상태가 변환되지 않는다. 따라서, 제1 실시예에서의 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 편광 상태는 프리 펄스 레이저광(L1b)과 같은 방사 편광이다. 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 집광 위치(플라즈마 생성 영역(P1))에서의 스폿 직경은 드롭렛(D)의 직경과 대략 동일하거나 큰 것이 바람직하다.
이 방사 편광인 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)을 드롭렛(D)에 조사한 경우, 도 7에 나타낸 바와 같이, 드롭렛(D) 표면에서의 레이저광이 조사된 영역 내에서는, p 편광의 상태로 레이저광이 입사할 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)이 조사된 드롭렛(D)의, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)가 조사된 측에 프리 플라즈마(PP1)가 전개될 수 있다. 이 경우, 도 9에 나타낸 바와 같이, 직선 편광이나 공간적으로 랜덤인 직선 편광의 레이저광을 드롭렛(D)에 조사한 경우에 비하여, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 광축 방향으로부터 보면, 드롭렛(D)을 더 등방성으로 확산된 프리 플라즈마(PP1)으로 변용시킬 수 있다. 그리고, 이 경우의 프리 플라즈마(PP1)의 직경이 확대되는 속도는 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 에너지를 조정함으로써 조정 가능하다. 프리 플라즈마(PP1)의 직경이 소정의 타이밍에서, 예를 들면 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)(도 10 참조)의 초점 위치에서의 스폿 직경(직경)과 같은 정도로 되도록, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 에너지를 조절해도 된다(도 8 또는 도 9 참조). 또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)이 조사된 드롭렛(D)의, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)이 조사된 측과 반대 측에 입상의(granular) 타겟 물질이 비산된다(이하, 프레그먼트(DD1)라고 함).
다음에, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 조사에 의해 드롭렛(D)으로부터 변용한 프리 플라즈마(PP1)와 프레그먼트(DD1) 중 적어도 한쪽에 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)를 조사해도 된다. 여기서, 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)은 축외 포물면 미러(M2)에 의해 반사된 메인 펄스 레이저광(L2)이다. 또한, 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)은 원형의 단면 형상인 경우가 많다. 이 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)의 집광 위치(플라즈마 생성 영역(P1))에서의 조사 빔 직경은, 소정의 타이밍에서, 확산 타겟의 직경과 같은 정도가 되도록 조절되어도 되고, 확산 타겟의 직경보다 커지도록 조절되어도 된다. 본 실시예에서는, 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)이 원형의 단면 형상이다. 또한, 프리 플라즈마(PP1)가 등방적인 구형으로 확산되어 있다. 즉, 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)의 집광 위치에서의 조사 빔 직경을 프리 플라즈마(PP1)의 직경에 정합시켜 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)을 프리 플라즈마(PP1)에 조사하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 드롭렛(D)에 대하여 방사 편광으로 프리 펄스 레이저광을 조사함으로써, 프리 펄스 레이저광의 흡수율을 높일 수 있다. 따라서, 드롭렛(D)을 확산 타겟에 변용시키기 위한 에너지를 저감할 수 있다. 이 확산 타겟에 대하여 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)을 대략 같은 직경으로 조사함으로써, 플라즈마 생성에 기여하지 않는 레이저 에너지를 매우 적게 할 수 있는 가능성이 있다. 이 결과, 더 낮은 에너지로 EUV 광을 생성하는 것이 가능해진다. 바꾸어 말하면, 에너지 변환 효율(CE)의 향상을 실현하는 것이 가능해진다. 여기서, CE는 타겟 물질에 조사하는 레이저광의 에너지에 대한 포집되는 EUV 광의 에너지의 비율로서 정의된다.
본 실시예에서는, 프리 플라즈마(PP1)의 직경이 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)의 빔 직경과 대략 같은 크기가 되는 타이밍에서, 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)을 프리 플라즈마(PP1)에 대하여 조사하고 있었지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 프레그먼트(DD1)의 분포 범위의 직경이 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)의 빔 직경과 동등한 크기가 되는 타이밍에서, 프레그먼트(DD1)에 대하여 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)를 조사해도 된다.
프리 펄스 레이저(pre-pulse laser)
다음에, 제1 실시예에 의한 프리 펄스 레이저(PL)에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제1 실시예에서는, 프리 펄스 레이저(PL)로서 피코초 오더의 펄스 폭을 갖는 펄스 레이저광을 출력하는 자기 모드 동기 티탄 사파이어 레이저를 예로 들지만, 이에 한정되지 않는다. 도 12는 제1 실시예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 프리 펄스 레이저(PL)는 반도체 포화가능 흡수 미러(M12)와 출력 커플러(M17)에 의해 구성되는 공진기를 구비해도 된다. 이 공진기 내에는, 반도체 포화가능 흡수 미러(M12)에 입사하는 레이저광을 수속시키는 오목면 고반사 미러(M13)와, 예를 들면 외부의 여기광 소스로부터 출력된 여기 광(LE)은 투과시키고 공진기 내부의 레이저광은 반사하는 고반사 미러(M11)와, 외부로부터의 여기광(LE)에 의해 여기되고 레이저 발진하는 티탄 사파이어 결정(TS1)과 공진기 내부의 레이저광을 반사하는 고반사 미러(M14)와, 티탄 사파이어 결정(TS1)으로부터 출력된 레이저광으로부터 원하는 파장의 레이저광을 분류한 2개의 프리즘(M15, M16)이 반도체 포화가능 흡수 미러(M12) 측으로부터 차례로 배치될 수 있다. 그리고, 티탄 사파이어 결정(TS1)의 광 입출력 단면은, 입사 레이저광의 반사를 억제하기 위하여, 브루스터 컷(Brewster-cut)되어 있어도 된다. 이 구성에 있어서, 외부의 예를 들면, Nd:YVO4 레이저로부터 출력되는 레이저광의 제2 고조파의 광을 여기 광(LE)으로서 고반사 미러(M11)를 투과시켜 도입해도 된다. 그리고, 반도체 포화가능 흡수 미러(M12)의 회복 시간과 공진기 내부를 광이 왕복하는 거리에 의해 결정되는 길이방향 모드를 동기함으로써, 레이저 발진시켜도 된다. 이로써, 프리 펄스 레이저(PL)로부터 피코초의 펄스 폭을 가지는 펄스 레이저광이 출력될 수 있다. 이와 같은 피코초 오더의 펄스 폭을 갖는 펄스 레이저광을 프리 펄스 레이저광(L1)에 사용함으로써, 단위 시간당의 조사 에너지 밀도를 높게 할 수 있으므로, 드롭렛을 확산 타겟에 효율적으로 변용할 수 있다.
또한, 이와 같은 피코초 오더의 펄스 폭을 가지는 펄스 레이저광을 프리 펄스 레이저광(L1)에 사용하고, 또한 예를 들면, 타겟에 Sn의 고체 타겟을 사용한 경우에는, 고체 타겟의 내부를 파괴하지 않고 표면 부분만을 순간적으로 가열할 수 있다. 다시 말하면, 타겟의 전체 용적 중 표면의 매우 적은 용적만을 프리 플라즈마화하는 것이 가능해진다. 이 프리 플라즈마에 메인 펄스 집광 레이저광을 조사함으로써, 마찬가지로, 데브리의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 그리고, 타겟의 크기에 따라, 프리 펄스 레이저광(L1)의 펄스 에너지가 불충분한 경우가 있다. 이와 같은 경우, 프리 펄스 레이저광(L1)을 재생 증폭기(regenerative amplifier) 등으로 증폭하고 나서 타겟에 조사해도 된다.
프리
펄스 레이저의
변형예
또한, 제1 실시예에 의한 프리 펄스 레이저(PL)는 도 13에 나타내는 프리 펄스 레이저(PL210)로 치환하는 것도 가능하다. 본 변형예에서는, 프리 펄스 레이저(PL210)로서 피코초 오더의 펄스 폭을 가지는 펄스 레이저광을 출력하는 모드 동기화 Yb-도핑 파이버 레이저를 예로 들지만, 이에 한정되지 않는다. 도 13은 제1 실시예의 변형예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 변형예에 의한 프리 펄스 레이저(PL210)는 레이저광의 광로를 구성하는 복수 개의 광섬유(130), 복수 개의 광섬유(130)를 결합하는 결합부(134), 결합된 광섬유(130)의 각각의 단부에 각각 제공되고 공진기를 협력하여 형성하는 반도체 포화가능 흡수 미러(SESAM)(131) 및 출력 커플러(138), 반도체 포화가능 흡수 미러(131)에서 반사된 레이저광을 빔 정형해서 광섬유(130)의 분기의 일단에 입사시키는 복수 개의 렌즈(M31 및 M32), 공진기 중의 레이저광의 편광 상태를 제어하는 편광 제어부(132), 공진기 중에 광섬유(130)의 분기의 일단으로부터 펌프 광을 도입하는 광 펌프(133), 광섬유(130)의 일부에 설치되어 펌프 광을 레이저 증폭하는 Yb-도핑 파이버(135), Yb-도핑 파이버(135)의 분기의 일단으로부터 방사상으로 출사한 레이저광을 콜리메이트화하는 콜리메이터 렌즈(M33), 콜리메이트 화된 레이저광을 파장 선택하여 출력하는 그레이팅 페어(grating pair)(136), 이러한 분기의 터닝 포인트를 형성하는 고반사 미러(M34), 및 목적으로 하는 파장의 레이저광만을 출력 커플러(138)로부터 출력시키는 아이솔레이터(137)를 구비해도 된다. 이상의 같은 피코초 오더의 펄스 폭을 가지는 파이버 레이저를 프리 펄스 레이저(PL210)에 사용함으로써, 단위 시간당의 조사 에너지 밀도를 높게 할 수 있으므로, 드롭렛을 확산 타겟에 효율적으로 변용할 수 있다.
Sn를 타겟 물질로서 사용한 경우, 조사되는 레이저광의 파장이 짧을수록, 드롭렛(D)에 의한 레이저광의 흡수율이 높아진다. 예를 들면, 프리 펄스 레이저(PL)에 Nd:YAG 레이저를 사용한 경우, 이 레이저의 제1 고조파(λω=1064nm)의 광보다, 제2 고조파(λ2ω=532nm)의 광이나 제3 고조파(λ3ω= 266nm)의 광을 프리 펄스 레이저광(L1)에 사용한 것이 드롭렛(D)에 의한 흡수율이 향상될 수 있다.
이상과 같이, 제1 실시예에 의하면, 타겟 물질을 확산 타겟으로 변용시키기 위한 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 제어하는 것이 가능하므로, CE을 향상시킬 수 있다.
제2
실시예
본 개시의 제2 실시예에 의하면, 레이저광의 편광 상태를 제어함으로써, 플라즈마 생성시에 발생한 데브리를 효율적으로 회수하는 것이 가능하다. 이하, 본 개시의 제2 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제2 실시예에서는, 플라즈마 생성시에 발생한 이온을 포함하는 대전 입자를 포함하는 데브리에 의한 악영향을, 자장을 사용하여 저감한다. 도 14는 제2 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 15는 도 14에 나타내는 EUV 광 생성 시스템의 XV-XV선에 따른 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 제2 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(2)은 도 1에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(1)과 유사한 구성을 구비해도 된다. 다만, 제2 실시예에서는, 편광 제어 기구(10)를 편광 제어 기구(310)로 대체한다. 이 편광 제어 기구(310)에 대하여는, 후술에서 상세하게 설명한다.
EUV 광 생성 시스템(2)은, 도 15에 나타낸 바와 같이, 코일(14A, 14B)과 데브리 회수부(15A, 15B)를 구비할 수 있다. 코일(14A, 14B)은 전자석을 구성하는 한 쌍의 코일로 이루어지고, 코일에 의해 생성되는 자장의 중심축이 플라즈마 생성 영역(P1)을 통과하도록 챔버(11)의 외부에 배치되어 있어도 된다. 데브리 회수부(15A, 15B)는 챔버(11)의 내부에 설치되어도 되고, 코일(14A, 14B)에 의해 생성되는 자장의 중심축 상에 배치되는 것이 바람직하다. 데브리 회수부(15A, 15B)는, 각각 예를 들면, 한쪽의 단이 플라즈마 생성 영역(P1)을 향하여 개구된 원통형의 형상으로 된다. 코일(14A, 14B)에 의해 생성되는 자장에 의해 트랩된 데브리는, 자장의 자력선을 따라 이동하고, 그 후 데브리 회수부(15A, 또는 15B)에 들어갈 수 있다. 이로써, 플라즈마 생성 영역(P1)에서 발생한 이온을 포함하는 대전 입자를 포함하는 데브리를 회수할 수 있다.
플라즈마 생성시에 발생한 데브리를 회수하는 경우, 플라즈마 상태를 제어함으로써, 데브리를 더 효율적으로 회수하는 것이 가능해진다. 플라즈마 상태는 그 전단에서 확산 타겟 상태를 제어함으로써 제어할 수 있다. 또한, 확산 타겟 상태는 드롭렛(D)에 조사하는 프리 펄스 레이저광의 편광 상태를 제어함으로써 제어할 수 있다. 이하, 제2 실시예에 의한 프리 펄스 레이저광의 편광 상태의 제어 기구에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 16은 제2 실시예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 편광 제어 기구(310)는 입사하는 직선 편광의 프리 펄스 레이저광(L1a)의 편광 방향을 소정 각도만큼 회전시키는 반파장판(311)을 포함해도 된다. 반파장판(311)은, 예를 들면, 황화카드뮴 단결정 등의 결정으로 된다. 반파장판(311)은, 회전 후의 프리 펄스 레이저광(L1c)의 편광 방향이 코일(14A, 14B)에 의해 생성되는 자장의 방향(MD)과 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 결정의 광학 축의 방향과 프리 펄스 레이저광의 직선 편광 방향이 이루는 각도를 θ로 하면, 프리 펄스 레이저광(L1a)은 반파장판(311)을 투과함으로써, 편광 방향이 2θ만큼 회전하고 직선 편광의 레이저광으로 변환될 수 있다. 따라서, 반파장판(311)을 회전시킴으로써, 자장의 방향과 대략 일치하도록 프리 펄스 레이저광(L1c)의 편광 방향을 조정할 수 있다.
여기서, 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 17~도 22는 제2 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정을 개략적으로 나타낸다. 도 17, 도 19 및 도 21은 각 단계에서, 드롭렛(D), 프리 플라즈마(PP2), 및 플라즈마(PR2)를 각각 프리 펄스 레이저광(L11)의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 18, 도 20 및 도 22는 각 단계에서, 드롭렛(D), 프리 플라즈마(PP2), 및 플라즈마(PR2)를 각각 프리 펄스 레이저광(L11)의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
먼저, 도 17에 나타낸 바와 같이, 프리 펄스 레이저광(L11)을 집광한 프리 펄스 집광 레이저광(LF11)을 드롭렛(D)에 대하여 조사한다. 프리 펄스 집광 레이저광(LF11)의 편광 상태는 직선 편광이다. 이 직선 편광의 프리 펄스 집광 레이저광(LF11)을 드롭렛(D)에 조사한 경우를 설명한다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 드롭렛(D)에서의 프리 펄스 집광 레이저광(LF11)의 조사 영역 중, 자장 방향(MD)의 둘레부 표면에는 프리 펄스 집광 레이저광(LF11)이 p 편광으로 입사하는 광이 많아지므로, 상대적으로 레이저광의 흡수율이 높아진다. 한편, 조사 영역 중, 자장 방향(MD)과 수직인 방향의 둘레부 표면에는 프리 펄스 집광 레이저광(LF11)이 s 편광으로 입사하는 광이 많아지므로, 상대적으로 레이저광의 흡수율이 낮아진다. 레이저광의 흡수율이 높은 부분은, 상대적으로 타겟 물질로의 열 입력이 많기 때문에, 비교적 고온의 플라즈마가 생성된다. 한편, 레이저광의 흡수율이 낮은 부분은, 상대적으로 타겟 물질로의 열 입력이 적기 때문에, 비교적 저온의 플라즈마가 생성된다. 고온의 플라즈마는 저온의 플라즈마에 비해 확산 속도가 빠르다. 이 결과, 드롭렛(D)으로부터 발생하는 프리 플라즈마(PP2)는 도 19 및 도 20에 나타낸 바와 같이, 자장 방향(MD)으로 신장된 형상으로 된다. 메인 펄스 레이저광(L2)을 집광한 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)을 이 신장된 프리 플라즈마(PP2)에 대하여 조사하면, 도 21 및 도 22에 나타낸 바와 같이, 자장 방향(MD)으로 신장된 플라즈마(PR2)가 생성된다. 이와 같이 신장시킨 플라즈마(PR2)가 생성되는 때 방출되는 데브리는, 자장 방향(MD)에 속도 벡터(velocity vector)를 가진다. 자장 방향(MD)에 속도 벡터를 가지는 데브리는 자장에 의해 더 확실하게 트랩된다. 이 결과, 데브리의 회수 효율이 향상되는 것을 기대할 수 있다. 그리고, 이 경우, 프레그먼트(DD1)는 전기적으로 중성이므로 자장의 영향은 받지 않는다. 또한, 프레그먼트(DD1)는 메인 펄스 레이저광의 조사에 의해 플라즈마를 생성하고, 자장에 의해 자장 방향(MD)에 신장된 형상으로 된다.
이상의 구성에 의해, 플라즈마 생성시에 발생한 데브리를 효율적으로 회수하는 것이 가능해진다.
제3
실시예
다음에, 본 개시의 실시예(3)에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 상세하게 설명한다. 제3 실시예에서는, 제1 실시예의 EUV 광 생성 시스템와 유사한 구성을 구비하는 EUV 광 생성 시스템을 사용하고, 드롭렛(D)으로서 매스 리미티드 드롭렛(mass-limited droplet)을 사용한다. 매스 리미티드 드롭렛은 드롭렛을 구성하는 대략 모든 원자가 EUV 광을 발생시키도록 여기되는 경우에, 원하는 EUV 광출력을 제공하는데 필요한 최소의 원자 수로 구성된다. 매스 리미티드 드롭렛의 직경은, 예를 들면, 원하는 EUV 광출력을 100W이고, 출력이 10kW, 반복 주파수가 100kHz인 레이저에 의해 타겟을 여기하는 경우, 약 10㎛정도라고 추측될 수 있다.
여기서, 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 23~도 28은 제3 실시예에 의한 플라즈마 생성 과정을 나타낸다. 도 23, 도 25 및 도 27은, 각 단계에서, 드롭렛(D), 확산 타겟(PP3), 및 플라즈마(PR3)를 각각 프리 펄스 레이저광(L1)의 광축과 수직인 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타내고, 도 24, 도 26 및 도 28은, 각 단계에서, 드롭렛(D), 확산 타겟(PP3), 및 플라즈마(PR3)를 각각 프리 펄스 레이저광(L1)의 광축 방향에서 본 상태를 개략적으로 나타낸다.
먼저, 도 23에 나타낸 바와 같이, 프리 펄스 레이저광(L1)을 집광한 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)을 드롭렛(D)에 조사한다. 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 편광 상태는 방사 편광으로 된다. 이 방사 편광의 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)을 드롭렛(D)에 조사한 경우, 도 24에 나타낸 바와 같이, 구형의 드롭렛(D)의 조사 표면에 대하여, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 주로 p 편광으로 입사할 수 있다. 그러므로, 드롭렛(D)은 등방적으로 확산되고, 등방적인 분포를 가지는 확산 타겟(PP3)으로 변용할 수 있다. 이와 같은 확산 타겟(PP3)에 대하여 원형의 단면 형상의 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)을 조사하면, 도 25~도 28에 나타낸 바와 같이, 확산 타겟(PP3) 전체를 가열할 수 있고, 고온의 플라즈마(PR3)가 발생될 수 있다. 이 결과, 드롭렛(D)의 대략 모든 원자를 여기하여, EUV 광(L3)을 생성할 수 있다.
이상의 구성에 의해, 드롭렛(D)을 효율적으로 여기하고, 데브리의 발생을 억제할 수 있다.
제4
실시예
다음에, 본 개시의 제4 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제4 실시예에서는, 프리 펄스 레이저광(L1)이 메인 펄스 레이저광(L2)과 상이한 광축으로 드롭렛(D)에 집광된다. 도 29는 제4 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(4)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 30은 도 29에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(4)의 XXX-XXX선에 따른 단면의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 29에 나타낸 바와 같이, 제4 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(4)은 도 1에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(1)과 유사한 구성을 구비한다. 다만, 제4 실시예에서는, 메인 펄스 레이저광(L2)만이 윈도우(W1)를 통해 챔버(11) 내에 도입된다. 그러므로, 레이저광 도입 미러(M1)는 고반사 미러로 대체할 수 있다.
도 30에 나타낸 바와 같이, EUV 광 생성 시스템(4)에서, 프리 펄스 레이저광(L1)은 메인 펄스 레이저광(L2)과 상이한 축외 포물면 미러(M4)로 반사되어 상이한 윈도우(W3)를 통해 챔버(11) 내의 플라즈마 생성 영역(P1)에 집광되어도 된다.
이와 같이, 프리 펄스 레이저광(L1)이 메인 펄스 레이저광(L2)과 상이한 광축으로 드롭렛(D)에 집광되는 경우라도, 전술한 바와 같은 편광 제어 기구(10, 또는 210) 등을 사용하여 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 제어함으로써, 전술한 제1 실시예 또는 제3 실시예와 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하다.
제5
실시예
다음에, 본 개시의 제5 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 전술한 실시예에서는, 프리 펄스 레이저(PL 또는 PL210)와 플라즈마 생성 영역(P1) 사이의 광로 상에, 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 제어하는 편광 제어 기구(10, 210 또는 310)를 배치하였다. 이에 대하여, 제5 실시예에서는, 프리 펄스 레이저 자체에 편광 제어 기구를 설치해도 된다.
도 31은 제5 실시예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 31에 나타낸 바와 같이, 제5 실시예에 의한 프리 펄스 레이저(PL510)에는, 공진기를 형성하는 2개의 미러 중, 리어 측의 미러에 반사형의 편광 제어 소자(51)가 이용될 수 있다(도 31의 (a) 참조). 프리 펄스 레이저(PL510)는, 편광 제어 소자(51)를 적당히 선택함으로써, 방사 편광의 프리 펄스 레이저광(L1b)을 출력하도록(도 31의 (b) 참조), 방위각으로 편광된 프리 펄스 레이저광(L1d)을 출력하도록(도 31의 (c) 참조) 구성할 수 있다. 프론트 측의 미러에는, 예를 들면, 출력 커플러인 프론트 미러(M51)가 사용된다. 편광 제어 소자(51)와 프론트 미러(M51) 사이에는, 레이저 매질(52)을 포함하는 용기가 배치되어도 된다.
편광 제어 소자
편광 제어 소자(51)의 일례를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 설명에서는, 방사 편광의 프리 펄스 레이저광(L1b)을 생성할 때 사용하는 편광 제어 소자(51)을 예시한다. 도 32는 도 31에 나타내는 편광 제어 소자의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 33은 도 32에 나타내는 편광 제어 소자를 확대한 부분 종단면도이다. 도 32에 나타낸 바와 같이, 제5 실시예에 의한 편광 제어 소자(51)에는, 고반사 미러(501)의 반사면에 동심원 형의 회절 격자(511)가 형성된, 이른바 원형 회절 격자 미러(510)를 사용할 수 있다. 또한, 도 33에 나타낸 바와 같이, 고반사 미러(501)에서는, 유리 기판(513)의 반사면에 다층막(512)이 형성되어 있어도 된다. 이 다층막(512)의 최상층에 동심원의 회절 격자(511)가 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 동심원의 회절 격자(511)가 형성된 원형 회절 격자 미러(510)는 레이저 매질(52)이 발진하는 레이저광 중, 방위각으로 편광된 레이저광을 투과시키고 방사 편광의 레이저광을 반사한다. 따라서, 원형 회절 격자 미러(510)를 레이저 공진기의 리어 미러로서 사용한 경우, 공진기 내부에서는 방사 편광의 레이저광만이 증폭될 수 있다. 즉, 프리 펄스 레이저(PL510)로부터 출력되는 프리 펄스 레이저광(L1)은 방사 편광의 프리 펄스 레이저광(L1b)이 된다.
편광 제어 소자의
변형예
또한, 도 31에 나타내는 편광 제어 소자(51)에는, 도 34에 나타낸 바와 같은 리어 미러 유닛(520)을 사용하는 것도 가능하다. 도 34는 제5 실시예의 변형예에 의한 편광 제어 소자의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 34에 나타낸 바와 같이, 리어 미러 유닛(520)에서는, 악시콘 미러(522)와 W-악시콘 미러(523)이 동축으로 조합되어 역반사체(retroreflector)로서 기능할 수 있다. 즉, 리어 미러 유닛(520)은, 이른바 트리플 악시콘 유닛의 구성을 구비할 수 있다. 악시콘 미러(522) 및 W-악시콘 미러(523)의 각각의 반사면은, 레이저 매질(52)에 의해 증폭되는 레이저광의 광축에 대하여 45°의 경사를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 각 반사면에는, 유전체 다층막이 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이 유전체 다층막에 p 편광으로 입사하는 레이저광 및 s 편광으로 입사하는 레이저광에 대한 반사율을 제어함으로써, 방사 편광 또는 방위각으로 편광된 레이저광을 출력하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 유전체 다층막에 p 편광으로 입사하는 레이저광에 대하는 반사율을 s 편광으로 입사하는 레이저광에 대한 반사율보다 높게 함으로써, 방사 편광의 프리 펄스 레이저광(L1b)을 생성하는 것이 가능해진다. 한편, 예를 들면, 유전체 다층막에 s 편광으로 입사하는 레이저광에 대하는 반사율을 p 편광으로 입사하는 레이저광에 대한 반사율보다 높게 함으로써, 방위각으로 편광된 프리 펄스 레이저광(L1d)을 생성하는 것이 가능해진다.
프리
펄스 레이저의
변형예
도 35는 제5 실시예의 변형예에 의한 프리 펄스 레이저의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 35에 나타낸 바와 같이, 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 제어하는 편광 제어 소자로서 투과형의 편광 제어 소자(53)를 사용해도 된다. 이와 같은 구성에 의해서도, 방사 편광 또는 방위각으로 편광된 프리 펄스 레이저광(L1)을 생성할 수 있다.
이상과 같이, 제5 실시예에 의하면, 전술한 각 실시예와 마찬가지로, 드롭렛(D)으로서 공급된 타겟 물질(Sn)을 플라즈마화하는 레이저광 중 적어도 타겟 물질을 확산 타겟화하는 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 제어할 수 있다. 이로써, CE를 개선하는 것이 가능해진다.
제6
실시예
다음에, 본 개시의 제6 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제6 실시예에서는, 한 번의 레이저광 조사에 의해 드롭렛을 플라즈마화하는 경우를 예로 든다. 도 36은 제6 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 36에 나타낸 바와 같이, 제6 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(6)은 도 1에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(1)과 유사한 구성을 구비한다. 다만, 제6 실시예에서는, 메인 펄스 레이저광(L2)만이 윈도우(W1)를 통해 챔버(11) 내에 도입된다. 또한, 제6 실시예의 변형예에 있어서는, 프리 펄스 레이저광(L21) 및 메인 펄스 레이저광(L22)이 윈도우(W1)를 통해 챔버(11) 내에 도입되어도 된다. 그러므로, 레이저광 도입 미러(M1)는 단순한 고반사 미러라도 된다.
또한, 도 36에 나타낸 바와 같이, 마스터 오실레이터(MO)로부터 출력된 메인 펄스 레이저광(L2a)의 광로 상에, 메인 펄스 레이저광(L2a)의 편광 상태를 제어하기 위한 편광 제어 기구(610)가 설치된다. 이 편광 제어 기구(610)는 메인 펄스 레이저광(L2a)이 증폭기에 입사하는 전에 메인 펄스 레이저광(L2a)의 편광 상태를 제어할 수 있는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 편광 제어 기구(610)를 예를 들면, 투과형의 광학 소자에 의해 구성한 경우, 편광 제어 기구(610)를 마스터 오실레이터(MO)와 증폭기 사이의 광로 상에 배치함으로써, 편광 제어 기구(610)의 온도가 변화하는 것에 의한 편광 제어 기구(610)의 성능 열화를 억제할 수 있다. 그리고, 도 36에서는, 편광 제어 기구(610)가 직선 편광의 메인 펄스 레이저광(L2a)를 방사 편광의 메인 펄스 레이저광(L2b)로 변환하는 경우를 예로 들고 있다.
이와 같이, 메인 펄스 레이저광(L2)만의 조사에 의해 드롭렛(D)을 플라즈마화하는 경우라도, 메인 펄스 레이저광(L2)의 편광 상태를 방사 편광 또는 방위각 편광으로 제어함으로써, 드롭렛(D) 표면에서의 레이저 에너지 흡수율을 향상시키는 것이 가능해진다. 바꾸어 말하면, CE의 향상 실현하는 것이 가능해진다.
변형예
도 37은 제6 실시예의 변형예에서 마스터 오실레이터가 출력하는 레이저광의 시간적인 강도 변화를 나타내는 시간 파형도이다. 제6 실시예의 변형예에 있어서는, 도 37에 나타낸 바와 같이, 마스터 오실레이터(MO)가 프리 펄스 레이저광(L21)과 메인 펄스 레이저광(L22)의 양쪽을 시간차 t를 두고 출력하도록 구성할 수도 있다. 이로써, 전술한 제1~5 실시예 중 어느 하나와 마찬가지로, 드롭렛(D)에 프리 펄스 레이저광(L21)을 조사함으로써 확산 타겟화한 후, 확산 타겟에 메인 펄스 레이저광(L22)을 조사함으로써 플라즈마화하도록 구성된다. 그리고, 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제6 실시예와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
제7
실시예
다음에, 본 개시의 제7 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제7 실시예에서는, 한 번의 레이저광 조사에 의해 드롭렛을 플라즈마화하는 경우로서, 마스터 오실레이터가 편광 제어된 메인 펄스 레이저광을 출력하는 경우를 예로 든다. 도 38은 제7 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 38에 나타낸 바와 같이, 제7 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(7)은, 도 36에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(6)과 유사한 구성을 구비해도 된다. 다만, 제7 실시예에서는, 편광 제어 기구(610)가 생략되는 동시에, 마스터 오실레이터(MO)를 편광 제어 소자(710)를 구비한 마스터 오실레이터(MO710)로 대채할 수 있다. 제7 실시예에 있어서도, 윈도우(W1)를 통하여 메인 펄스 레이저광(L32)만이 챔버(11) 내에 도입될 수 있다. 제7 실시예의 변형예에서, 프리 펄스 레이저광(L41) 및 메인 펄스 레이저광(L42)이 윈도우(W1)를 통해 챔버(11) 내에 도입될 수 있다. 그러므로, 레이저광 도입 미러(M1)는 단순한 고반사 미러로 해도 된다.
이 구성에 있어서, 마스터 오실레이터(MO710)에 구비되는 편광 제어 소자(710)에는, 예를 들면, 도 31~도 35중 어느 하나에 나타낸 편광 제어 소자(51 또는 53)를 사용할 수 있다. 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~6 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
변형예
도 39는 제7 실시예의 변형예에서 마스터 오실레이터가 출력하는 레이저광의 시간적인 강도 변화를 나타내는 시간 파형도이다. 전술한 제6 실시예의 변형예와 마찬가지로, 실시 형태(7)의 변형예에서는, 도 39에 나타낸 바와 같이, 마스터 오실레이터(MO710)가 프리 펄스 레이저광(L41)와 메인 펄스 레이저광(L42)의 양쪽을 시간차 t를 두고 출력하도록 구성할 수도 있다. 이로써, 전술한 제1~6 실시예 중 어느 하나와 마찬가지로, 드롭렛(D) 중 적어도 일부를 드롭렛(D)에 프리 펄스 레이저광(L41)을 조사함으로써 확산 타겟화한 후, 확산 타겟에 메인 펄스 레이저광(L42)을 조사함으로써 플라즈마화하도록 구성된다. 그리고, 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제7 실시예와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
제8
실시예
다음에, 본 개시의 제8 실시예에 의한 EUV 광 발생 장치에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제8 실시예에서는, 프리 펄스 레이저광을 방사 편광의 광으로 하고, 메인 펄스 레이저광을 방위각으로 편광된 광으로 한다. 그리고, 제8 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하지만, 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 40은 제8 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 40에 나타낸 바와 같이, 제8 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(8)은, 도 1에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(1)과 유사한 구성을 가지며, 마스터 오실레이터(MO)를, 레이저광을 방위각으로 편광된 레이저광으로 변환하는 편광 제어 소자(810)를 구비한 마스터 오실레이터(MO810)로 대체할 수 있다. 따라서, 마스터 오실레이터(MO810)로부터 출력되는 메인 펄스 레이저광(L52)은 방위각으로 편광된 레이저광이다.
이와 같이, 프리 펄스 레이저광(L1)을 방사 편광으로 하고, 메인 펄스 레이저광(L52)을 방위각 편광으로 함으로써, 프리 펄스 레이저광(L1)의 흡수율을 높여 확산 타겟의 생성을 효율화할 수 있다. 이 결과, EUV 광(L3)의 발광 효율의 향상이 가능해진다. 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~7 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
제9
실시예
다음에, 본 개시의 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제9 실시예에서는, 타겟으로서 드롭렛(D) 대신에 고체 타겟을 사용한다. 그리고, 제9 실시예에서는, 전술한 제1 실시예를 인용해 설명하지만, 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 41은 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 42는, 도 41에 나타내는 EUV 광 생성 시스템의 XLII-XLII선에 따른 단면의 구성을 개략적으로 나타내고, 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 챔버 내에서 필름형 타겟을 공급하는 필름형 타겟 공급 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 41에 나타낸 바와 같이, 제9 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(9)은 도 29 및 도 30에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(4)과 유사한 구성을 구비한다. 다만, 도 41 및 도 42에 나타낸 바와 같이, EUV 광 생성 시스템(9)에서는, 드롭렛 생성부(12)를 필름형 타겟 공급 유닛(910)으로 대체되어 있다.
도 42에 나타낸 바와 같이, 필름형 타겟 공급 유닛(910)은 적어도 하나가 구동식의 복수 개의 롤러(921)에 지지되어 회전하는 필름형 타겟(DF)을 구비한다. 필름형 타겟(DF)은 타겟 물질인 Sn으로 된 리본도 되고, 리본 모양의 부재에 Sn을 코팅한 것이라도 된다. 이 필름형 타겟(DF)은, 예를 들면, 챔버(11)의 외부로부터 내부의 플라즈마 생성 영역(P1)을 통과하도록 설치되어 있다. 필름형 타겟 공급 유닛(910)에는, 적어도 플라즈마 생성시에, 회전 구동식의 롤러(921)가 구동된다. 이로써, 필름형 타겟(DF)에서의 미사용의 영역이, 플라즈마 생성시에, 플라즈마 생성 영역(P1)에 공급된다. 필름형 타겟(DF)에 편광이 제어된 프리 펄스 레이저광을 조사함으로써 레이저 에너지가 효율적으로 흡수되어 확산 타겟이 생성된다. 그 후, 확산 타겟에 메인 펄스 레이저광을 조사함으로써, 플라즈마가 생성되고, EUV 광이 발생한다. 이와 같이, 타겟의 형태에 의하지 않고 편광 제어된 레이저광을 조사함으로써, 효율적으로 EUV 광을 발생시키는 것이 가능해진다.
그리고, 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~8 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
제10
실시예
다음에, 본 개시의 제10 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제10 실시예에서는, 레이저광의 광축에 수직인 평면에서의 광강도 분포를 조정해도 된다. 광강도 분포를, 드롭렛의 조사 위치에서의 레이저광의 광강도 분포가 소정 영역으로부터 넓은 영역 내에서 원하는 균일성을 가지도록 조정해도 된다. 소정 영역은, 예를 들면, 드롭렛이 구형인 경우, 드롭렛 직경 이상의 직경을 가지는 원형 영역을 의미한다. 레이저광의 광강도 분포의 원하는 균일성은 광강도의 최대값과 최소값의 차이가 소정 범위 이내로 되는 분포를 의미한다. 제10 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 다른 구성에 대하여만 설명하지만, 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 43은 제10 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 43에 나타낸 바와 같이, 제10 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(1010)은, 도 1에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(1)과 유사한 구성을 가지고, 드롭렛 상에 집광된 프리 펄스 레이저광의 광축에 수직인 평면에서의 광강도 분포를 조정하는 톱햇 변환 기구(top-hat transformation mechanism)(1000)을 추가로 구비해도 된다. 이 톱햇 변환 기구(1000)는 예를 들면 프리 펄스 레이저(PL)와 편광 제어 기구(10) 사이에 배치되어도 된다. 또는, 톱햇 변환 기구(1000)를 편광 제어 기구(10)로부터 광로 하류측에 배치해도 된다. 이하, 톱햇 변환 기구(1000)에 의해 조정된 프리 펄스 레이저광(L1)을 톱햇 프리 펄스 레이저광(L1001)이라고 한다. 또한, 그 외의 구성은, 도 1에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(1)과 유사하다.
여기서, 톱햇 프리 펄스 레이저광(L1001)과 드롭렛(D)의 관계에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는, 드롭렛(D)으로서 매스 리미티드 드롭렛(mass-limited droplet)을 예로 든다. 도 44는 제10 실시예에서의 톱햇 프리 펄스 레이저광을 집광한 톱햇 프리 펄스 집광 레이저광과 드롭렛의 관계를 개략적으로 나타낸다. 도 45는 도 44에서의 드롭렛 및 그 근방을 확대하여 나타낸다.
도 44에 나타낸 바와 같이, 톱햇 프리 펄스 레이저광(L1001)을 집광한 톱햇 프리 펄스 집광 레이저광(LF1001)의 광강도 프로파일 S는, 적어도 드롭렛(D)의 직경 Dd 이상의 원 내의 범위 Dt에서 평탄한 형상을 가진다. 그리고, 범위 Dt 내의 광강도는 반드시 균일한 필요는 없다. 여기서, 광강도 프로파일 S는 단면에 따른 광강도 분포를 의미한다.
여기서, 범위 Dt 내에서의 광강도 프로파일 S의 균일성에 대하여 설명한다. 도 44 및 도 45에서, 드롭렛(D)의 직경을 Dd, 소정 조사 회수를 계수(modulus)로 하여 플라즈마 생성 영역(P1)에서 레이저 조사된 시점에서의 드롭렛(D)의 중심 위치의 불균일의 범위의 반폭을 ΔX, 광강도 프로파일 S에서의 평탄한 범위를 Dt, 범위 Dt 내에서의 강도의 최대값을 Imax, 범위 Dt 내에서의 강도의 최소값을 Imin으로 하면, 요구되는 범위 Dt는 이하의 식 1로 표현되고, 범위 Dt 내에서의 광강도 프로파일 S의 균일성 C는 이하의 식 2에 의해 표현된다.
[식 1]
Dt≥Dd+2ΔX
[식 2]
C=(Imax-Imin)/(Imax＋Imin)×100(%)
이와 같이, 광강도 프로파일 S는 범위 Dt 내에서 복수 개의 피크와 복수 개의 극소값이 존재하고 있어도 된다. 다만, 이 경우, 인접하는 피크와 극소값의 간격은 드롭렛(D)의 직경 Dd에 대하여 충분히 작은 것이 바람직하다. 균일성 C는 20% 이하인 것이 바람직하고, 10% 이하이면, 더 바람직하다.
이와 같은 평탄한 광강도 분포를 가지는 프리 펄스 집광 레이저광을 드롭렛에 조사함으로써, 조사 시에서의 드롭렛 위치의 불균일 ΔX가 있어도, 확산 타겟의 생성 위치가 안정될 것이다. 그 결과, 확산 타겟에 메인 펄스 레이저광이 조사되어 플라즈마가 생성되고, EUV 광을 발광시킨 경우의 EUV 에너지의 안정성이 개선된다.
톱햇 변환 기구(top-hat transformation mechanism)
다음에, 제10 실시예에 의한 톱햇 변환 기구에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 46은 제10 실시예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 46에 나타낸 바와 같이, 톱햇 변환 기구(1000)는 고정밀도 회절 광학 소자(DOE)(1001)로 이루어진다. DOE(1001)는 프리 펄스 레이저광(L1)이 입사하는 면 또는 출사하는 면에 고정밀도의 회절 격자를 구비한다. DOE(1001)로부터 출사한 프리 펄스 레이저광(L1)은 3차원 회절된다. 이 결과, 프리 펄스 레이저광(L1)은 조정되어, 톱햇 프리 펄스 레이저광(L1001)으로 된다. 출력된 톱햇 프리 펄스 레이저광(L1001)은 집광 광학계(M)를 통과함으로써 톱햇 프리 펄스 집광 레이저광(LF1001)으로 되어, 드롭렛(D)의 조사 위치에서, 광강도 분포가 소정 영역에서 대략 균일해지도록, 챔버(11) 내의 플라즈마 생성 영역(P1)에 집광된다. 그리고, 집광 광학계(M)에는 편광 제어 기구(10), 레이저광 도입 미러(M1), 축외 포물면 미러(M2) 등이 포함된다. 또한, 도 46에는 투과형의 DOE를 예시하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 반사형의 DOE를 사용해도 된다.
톱햇
변환 기구의 제1
변형예
도 47은 제10 실시예의 제1 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 47에 나타낸 바와 같이, 제10 실시예에 의한 톱햇 변환 기구(1000)는 위상 광학 소자(1002)를 사용하여 구성할 수도 있다. 위상 광학 소자(1002)는 프리 펄스 레이저광(L1)이 입사하는 면 또는 출사하는 면이 파형 형상을 가진다. 그러므로, 위상 광학 소자(1002)를 통과한 프리 펄스 레이저광(L1)은 통과하는 위치에 따른 위상 시프트를 받는다. 이 결과, 프리 펄스 레이저광(L1)이 조정되어, 톱햇 프리 펄스 레이저광(L1001)으로 된다. 집광 광학계(M)에 의해 톱햇 프리 펄스 집광빔(LF1001)으로 되어, 드롭렛(D)의 조사 위치에서, 광강도 분포가 소정 영역에서 대략 균일해지도록, 챔버(11) 내의 플라즈마 생성 영역(P1)에 집광된다. 그리고, 도 47에는 투과형의 위상 광학 소자를 예시하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 반사형의 위상 광학 소자를 사용해도 된다.
톱햇
변환 기구의 제2 변형예
도 48은 제10 실시예의 제2 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 48에 나타낸 바와 같이, 제10 실시예에 의한 톱햇 변환 기구(1000)는 프리 펄스 레이저광(L1)에서의 광강도 분포가 평탄한 부분만을 통과시키는 마스크(mask)(1003)와 마스크(1003)를 통과한 후에 확산된 프리 펄스 레이저광(L1)을 콜리메이트화하는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)(1004)로 구성할 수도 있다. 이 경우, 마스크(1003)의 상(image)을 콜리메이터 렌즈(1004)와 집광 광학계(M)에 의해, 드롭렛 조사 위치에 결상시킨다.
톱햇
변환 기구의 제3
변형예
도 49는 제10 실시예의 제3 변형예에 의한 톱햇 변환 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 49에 나타낸 바와 같이, 제10 실시예의 제3 변형예에 의한 톱햇 변환 기구(1000)는 프리 펄스 레이저광(L1)이 입사하는 면 또는 출사하는 면에 복수 개의 미소한 오목면 렌즈가 2차원으로 배열된 마이크로 플라이 아이(micro fly-eye) 광학 소자(1005)에 의해 구성할 수도 있다. 입사광이 마이크로 플라이 아이 광학 소자(1005)의 각각의 오목 렌즈에 의해 소정 각도로 넓힐 수 있고, 넓힌 각각의 광을 집광 광학계(M)에 의해 집광 광학계의 초점 면에 중첩시키는 것이 가능하다. 그 결과, 이른바 코엘러 조명(Koehler illumination)에 의해, 집광 광학계(M)의 초점 면에서의 광강도 분포를 평탄화시킬 수 있다. 또한, 마이크로 플라이 아이 광학 소자(1005)는 미소한 볼록 렌즈로 구성한 마이크로 플라이 아이 렌즈로 해도 된다.
또한, 도 46~도 49에 나타내는 톱햇 변환 기구의 예에서는 집광 광학계와 톱햇 변환 기구로 구성되는 경우를 나타냈으나, 집광 광학계와 톱햇 변환 기구가 일체화된 하나의 소자로 구성되어도 된다. 예를 들면, 집광 렌즈에 회절 광학 소자로서 기능하는 요철이 형성된 소자나 집광 미러에 위상 시프트의 기능이 구비된 광학 소자라도 된다. 그리고, 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~9 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
제11
실시예
다음에, 본 개시의 제11 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 전술한 제10 실시예에 의한 톱햇 변환 기구는, 예를 들면, 프리 펄스 레이저광(L1)을 메인 펄스 레이저광(L2)과는 다른 광축으로 조사하는 경우에도 적용할 수 있다.
도 50은 본 제11 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 50에 나타낸 바와 같이, 본 제11 실시예에 의한 EUV 광 생성 시스템(1011)은, 도 29 및 도 30에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(4)과 유사한 구성을 가지며, 편광 제어 기구(10)의 광로 하류측에, 톱햇 변환 기구(1000)가 설치된다. 또는, 톱햇 변환 기구(1000)를 편광 제어 기구(10)의 광로 상류측에 배치해도 된다. 그 외의 구성은, 도 29 및 도 30에 나타내는 EUV 광 생성 시스템(4)과 유사하다. 다만, 도 30에 나타내는 프리 펄스 레이저광(L1)을 플라즈마 생성 영역(P1)에 집광하는 축외 포물면 미러(M4)를, 도 50에 나타낸 예에서는, 반사면이 평면의 고반사 미러(M5) 및 챔버(11) 내에 배치된 축외 포물면 미러(M6)로 대체가능하다. 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~10 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 드롭렛(D)에 의한 프리 펄스 집광 레이저광의 흡수율이 최적화할 수 있고, 프리 펄스 집광 레이저광을 드롭렛(D)에 조사할 때, 균일한 광강도로 조사할 수 있다. 그리고, 확산 타겟의 생성에 필요한 에너지를 저감할 수 있고, 생성된 확산 타겟 상태를 안정시킬 수 있다. 그 결과, 고변환 효율을 유지한 상태로, EUV 광의 에너지 안정성이 개선될 수 있다.
제12
실시예
타겟에 조사하는 프리 펄스 레이저광 및/또는 메인 펄스 레이저광은, 전술한 방사 편광, 방위각 편광, 또는 직선 편광의 레이저광에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 원 편광이나 공간적으로 랜덤인 직선 편광의 레이저광도 가능하다. 그래서, 제12 실시예에서는, 프리 펄스 레이저광 및/또는 메인 펄스 레이저광을 원 편광의 레이저광에 제어하는 경우를 예로 든다.
도 51은 제12 실시예에 의한 편광 제어 기구의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 51에 나타낸 바와 같이, 제12 실시예에서는, 편광 제어 기구로서, 투과형의 4분의1 파장판(quarter wave plate)(120)을 사용해도 된다. 4분의1 파장판(120)은 입사면이 입사광(L120)의 광축에 대하여 수직으로 되도록 배치되어도 된다. 이 경우, 도 51에 나타낸 바와 같이, 직선 편광의 입사광(L120)의 편광 방향(S120)이 4분의1 파장판(120)을 형성하는 결정의 광학 축(D120)에 대하여 45°경사져 있으면, 4분의1 파장판(120)을 투과한 출사광(L121)이 원 편광의 레이저광으로 될 수 있다. 또는, 광학 축(D120)에 대한 직선 편광의 입사광(L120)의 편광 방향(S120)의 경사를 광학 축(D120)에 대하여 -45°로 하면, 출사광(L121)의 원 편광의 회전 방향이 역전할 수 있다. 이와 같이, 4분의1 파장판(120)을 사용함으로써, 직선 편광의 레이저광을 원 편광의 레이저광으로 변환할 수 있다.
예를 들면, 도 52 및 도 53에 나타낸 바와 같이, 타겟인 드롭렛(D)에 조사되는 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)을 원 편광의 레이저광으로 한 경우, 드롭렛(D)의 표면에서의 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 흡수율의 분포는, 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 광축(AF)을 축으로 하는 축 대칭이 될 수 있다. 이 경우, 광축(AF)이 드롭렛(D)의 중심과 대략 일치하는 것이 바람직하다. 그 결과, 도 54 및 도 55에 나타낸 바와 같이, 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)가 광축(AF)에 대하여 축 대칭으로 확산될 수 있다. 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)은 축 대칭으로 확산된 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)에 조사되어도 된다.
이와 같이, 프리 펄스 레이저광(L1)의 편광 상태를 원 편광으로 하면, 드롭렛(D)에 의한 프리 펄스 집광 레이저광(LF1)의 흡수율의 분포가 광축(AF)을 중심으로 축 대칭이 될 수 있다. 이로써, 드롭렛(D)으로부터 확산되는 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)의 분포도, 마찬가지로 광축(AF)을 중심으로 하는 축 대칭이 될 수 있다. 이와 같이, 타겟 물질이 축 대칭으로 확산된 경우, 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)에 의해 조사되는 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)는 단면이 원형으로 될 수 있다. 메인 펄스 집광 레이저광(LF2)의 빔 단면 형상을 원형으로 하고, 타겟 물질의 조사 단면과 대략 동일 형태로 함으로써, CE를 개선할 수 있는 경우가 있다.
또한, 제12 실시예에 의한 편광 제어 기구와 전술한 톱햇 변환 기구를 프리 펄스 레이저광(L1)만이 통과하는 광로 상에 모두 설치해도 된다. 이로써, 플라즈마 생성 영역(P1)에서의 드롭렛(D)의 위치가 변동한 경우라도, 균일한 광강도로 원 편광의 톱햇 프리 펄스 집광 레이저광(LF1001)이 드롭렛(D) 조사 표면 전체에 조사되므로 톱햇 프리 펄스 집광 레이저광(LF1001)의 흡수율의 분포를 광축(AF)을 중심으로 하는 축 대칭으로 할 수 있다. 그 결과, 생성된 확산 타겟의 상태의 불균일이 억제되는 동시에, 광축(AF)을 중심으로 하는 축 대칭으로 타겟을 확산시킬 수 있고, EUV 광(L3)을 더 안정적으로 생성할 수 있다.
상기에서는, 편광 제어 기구에 투과형의 4분의1 파장판(120)을 사용하였지만, 이에 한정되지 않고, 반사형의 4분의1 파장판을 사용해도 된다. 또한, 제12 실시예에서는, 4분의1 파장판을 사용하여 직선 편광의 레이저광을 원 편광의 레이저광으로 변환하는 경우를 예로 들었다. 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~11 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
제13
실시예
또한, 타겟에 조사되는 프리 펄스 레이저광 및/또는 메인 펄스 레이저광은 타원 편광이라도 된다. 타원 편광의 레이저광은, 도 56에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 바비네 솔레이유 보상판(Babinet-Soleil compensator)(121)을 사용한 편광 제어 기구에 의해 얻는 것이 가능하다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
도 56에 나타낸 바와 같이, 바비네 솔레이유 보상판(121)은 제1 결정(122) 및 제2 결정(123)을 포함해도 된다. 제1 결정(122) 및 제2 결정(123)은 각각 웨지 기판의 형상을 가져도 된다. 여기서, 제1 결정(122) 및 제2 결정(123) 중 어느 한쪽을 그 광학 축 방향으로 이동시킴으로써, 바비네 솔레이유 보상판(121) 전체의 두께가 변화할 수 있다. 이것을 이용함으로써, 입사광에 대한 출사광의 위상차를 0에서 λ/2까지 자유롭게 변경할 수 있다.
이 바비네 솔레이유 보상판(121)은 입사면이 입사광(L120)의 광축에 대하여 수직이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 도 56에 나타낸 바와 같이, 직선 편광의 입사광(L120)의 편광 방향(D122)에 대하여 바비네 솔레이유 보상판(121)의 광학 축(D121)이 45°기울어져 있고, 또한 제2 결정(123)을 D121의 방향으로 변위시켜 위상차를 조절함으로써, 바비네 솔레이유 보상판(121)을 투과한 출사광(L121)의 편광 상태를 제어할 수 있다. 예를 들면, 출사광(L121)을 타원 편광의 레이저광으로 할 수 있다. 프리 펄스 레이저광(L1)을 타원 편광의 레이저광으로 함으로써, 드롭렛(D)으로부터 생성되는 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)의 확대를 원하는 분포로 제어할 수 있다. 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~12 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
제14
실시예
타겟에 조사되는 프리 펄스 레이저광 및/또는 메인 펄스 레이저광은 공간적으로 랜덤인 직선 편광의 레이저광이라도 된다. 이와 같은 레이저광은, 도 57에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 랜덤 위상 판(140)을 사용한 편광 제어 기구에 의해 얻는 것이 가능하다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
도 57 및 도 58에 나타낸 바와 같이, 랜덤 위상 판(140)은, 예를 들면 직경(DM)의 원반에서의 광의 입사면, 출사면 또는 반사면에, 미소한 픽셀 사이즈 d의 요철이 랜덤으로 2차원으로 배열된 구성을 구비해도 된다. 이 랜덤 위상 판(140)은 직경(DM)의 입사 빔을 픽셀 사이즈 d의 미소 빔으로 분할할 수 있다. 볼록부(141)를 통과한 미소 빔과 오목부(142)를 통과한 미소 빔과의 위상차가, 예를 들면 π가 되도록 할 수 있다. 이것은, 예를 들면, 도 58에 나타낸 바와 같이, 볼록부(141)와 오목부(142)의 단차(또는 볼록부(141)의 두께)를 Δt로 하고, 입사 빔의 파장을 λ로 하고, 굴절률을 n1로 하면, Δt=λ／2(n1-1)을 만족시키는 것에 의해 가능하다. 그리고, 상기에서는, 투과형의 랜덤 위상 판(140)을 예로 들었지만, 반사형의 랜덤 위상 판에서도 마찬가지로, 예를 들면 π의 위상차를 갖게 할 수 있다. 또한, 도 59에 나타낸 바와 같이, 랜덤 위상 판(140)은 집광 렌즈(143)(또는 집광 미러)의 직전에 배치해도 된다.
이와 같이, 프리 펄스 레이저광(L1)을 공간적으로 랜덤인 직선 편광으로 함으로써, 드롭렛 표면에서의 레이저광의 흡수율을 균일화할 수 있다. 이로써, 드롭렛(D)으로부터 생성되는 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)의 확대를 레이저광의 광축을 중심으로 한 축 대칭으로 할 수 있다. 이 결과, CE를 개선할 수 있는 경우가 있다. 또한, 공간적으로 랜덤인 직선 편광으로 한 결과, 프리 펄스 레이저광(L1)의 빔 프로파일을, 도 59에 나타낸 바와 같은, 대략 균일한 강도 분포의 프로파일(톱햇 형상(144))로 하는 것이 가능해진다.
프리 펄스 레이저광(L1)만이 통과하는 광로 상에 랜덤 위상 판(140)을 배치함으로써, 대략 균일한 빔 프로파일을 가지는 레이저광을 드롭렛에 조사할 수 있다. 이로써, 드롭렛(D)으로부터 생성되는 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)의 위치 안정성이 향상되는 경우가 있다. 또한, 메인 펄스 레이저광(L2)만이 통과하는 광로 상에 다른 랜덤 위상 판을 배치함으로써, 대략 균일한 강도 분포의 메인 펄스 레이저광을 프리 플라즈마(PP1) 및/또는 프레그먼트(DD1)에 조사할 수 있으므로, 대략 균일한 강도 분포의 EUV 광(L3)을 발생시키는 것이 가능하게 되는 경우가 있다. 그 외의 구성 및 효과는, 전술한 제1~13 실시예 중 어느 하나와 유사하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
상기 실시 형태 및 그 변형예는 본 개시를 실시하기 위한 예에 불과하며, 본 개시는 이들에 한정되지 않고, 사양 등에 따라 여러 가지로 변형되는 것은 본 개시된 범위 내이고, 또한 본 개시된 범위 내에서, 다른 다양한 실시 형태가 가능한 것은 상기 기재로부터 자명하다. 예를 들면, 각 실시예에 대하여 적당히 예시한 변형예는, 다른 실시형태에 대하여 적용할 수도 있는 것은 물론이다.
본 출원은 2010년 3월 29일에 출원된 일본특허출원 2010-076268호와 2010년 11월 12일에 출원된 일본특허출원 2010-254251호에 대하여 우선권을 주장하며, 각 개시 내용을 본원에 참조에 의해 원용한다.
Claims (48)
- 레이저 장치와 함께 사용되는 극단 자외광 생성 시스템(extreme ultraviolet light generation system)으로서,
하나 이상의 레이저광을 위한 하나 이상의 윈도우(window) 및 타겟 물질을 공급하기 위한 타겟 공급부(target supply unit)를 구비하는 챔버(chamber),
레이저광의 광로 상에 설치되고, 하나 이상의 레이저광의 편광 상태(polarization state)를 제어하는 하나 이상의 편광 제어부(polarization control unit),
상기 챔버에 설치되어, 상기 챔버 내에 상기 레이저광이 조사된 상기 타겟 물질로부터 방사되는 하전 입자(charged particle)를 트랩하기 위한 자장(magnetic field)을 생성하는 자장 생성부(magnetic field generation unit), 및
트랩된 상기 하전 입자를 회수하기 위한 회수부(collection unit)
를 포함하고,
상기 하나 이상의 레이저광이, 상기 챔버 내에 공급되는 미조사 상태(unirradiated)의 타겟 물질에 조사되는 제1 레이저광, 및 상기 제1 레이저광이 조사된 상기 타겟 물질에 조사되는 제2 레이저광을 포함하고,
상기 하나 이상의 편광 제어부가, 상기 제1 레이저광을 직선 편광의 레이저광으로 변환하는 제1 편광 제어부, 및 상기 제2 레이저광을 원편광의 레이저광으로 변환하는 제2 편광 제어부를 포함하는,
극단 자외광 생성 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 레이저광이 상기 타겟 물질에 대하여 동일한 방향으로 조사되는, 극단 자외광 생성 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 레이저광이 상기 타겟 물질에 대하여 각각 서로 상이한 방향으로 조사되는, 극단 자외광 생성 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 편광 제어부가 상기 레이저광을 편광 방향이 상기 자장의 방향과 일치하는 직선 편광의 레이저광으로 변환하는, 극단 자외광 생성 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 타겟 물질이 드롭렛(droplet)의 형태로 상기 챔버 내에 공급되는, 극단 자외광 생성 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 드롭렛은 매스 리미티드 드롭렛(mass-limited droplet)인 것인, 극단 자외광 생성 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 레이저광이 상기 드롭렛에 조사되는 시점에서, 상기 레이저광의 광축에 수직인 평면에서의 상기 레이저광의 광강도 분포(beam profile)가 상기 드롭렛 중의 적어도 최대 단면적에서 실질적으로 균일해지도록 상기 광강도 분포를 조정(control)하는 톱햇 변환 기구(top-hat transformation mechanism)를 더 포함하는 극단 자외광 생성 시스템. - 레이저광을 출력하는 레이저 장치,
하나 이상의 레이저광을 위한 하나 이상의 윈도우(window) 및 타겟 물질을 공급하기 위한 타겟 공급부(target supply unit)를 구비하는 챔버(chamber),
레이저광의 광로 상에 설치되고, 하나 이상의 레이저광의 편광 상태(polarization state)를 제어하는 하나 이상의 편광 제어부(polarization control unit),
상기 챔버에 설치되어, 상기 챔버 내에 상기 레이저광이 조사된 상기 타겟 물질로부터 방사되는 하전 입자(charged particle)를 트랩하기 위한 자장(magnetic field)을 생성하는 자장 생성부(magnetic field generation unit), 및
트랩된 상기 하전 입자를 회수하기 위한 회수부(collection unit)
를 포함하고,
상기 하나 이상의 레이저광이, 상기 챔버 내에 공급되는 미조사 상태(unirradiated)의 타겟 물질에 조사되는 제1 레이저광, 및 상기 제1 레이저광이 조사된 상기 타겟 물질에 조사되는 제2 레이저광을 포함하고,
상기 하나 이상의 편광 제어부가, 상기 제1 레이저광을 직선 편광의 레이저광으로 변환하는 제1 편광 제어부, 및 상기 제2 레이저광을 원편광의 레이저광으로 변환하는 제2 편광 제어부를 포함하는,
극단 자외광 생성 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 레이저광의 광축에 수직인 평면에 따른 상기 레이저광의 소정의 위치에서의 광강도 분포(beam profile)가 소정의 영역에서 균일하게 되도록 상기 광강도 분포를 조정하는 톱햇 변환 기구(top-hat transformation mechanism)를 더 포함하는 극단 자외광 생성 시스템. - 레이저 시스템과 함께 사용되어, 하나 이상의 레이저광을 위한 하나 이상의 입사구 및 타겟 물질을 공급하기 위한 타겟 공급부(target supply unit)를 구비하는 챔버(chamber),
레이저광의 광로 상에 설치되고, 하나 이상의 레이저광의 편광 상태(polarization state)를 제어하는 하나 이상의 편광 제어부(polarization control unit),
상기 챔버에 설치되어, 상기 챔버 내에 상기 레이저광이 조사된 상기 타겟 물질로부터 방사되는 하전 입자(charged particle)를 트랩하기 위한 자장(magnetic field)을 생성하는 자장 생성부(magnetic field generation unit), 및
트랩된 상기 하전 입자를 회수하기 위한 회수부(collection unit)
를 포함하는 장치를 사용하여 극단 자외광을 생성하는 방법으로,
상기 하나 이상의 레이저광이, 상기 챔버 내에 공급되는 미조사 상태(unirradiated)의 타겟 물질에 조사되는 제1 레이저광, 및 상기 제1 레이저광이 조사된 상기 타겟 물질에 조사되는 제2 레이저광을 포함하고,
상기 하나 이상의 편광 제어부에 의해, 상기 제1 레이저광을 직선 편광의 레이저광으로 변환하고, 상기 제2 레이저광을 원편광의 레이저광으로 변환하는 것을 포함하는,
방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010076268 | 2010-03-29 | ||
| JPJP-P-2010-076268 | 2010-03-29 | ||
| JP2010254251A JP5765759B2 (ja) | 2010-03-29 | 2010-11-12 | 極端紫外光生成装置および方法 |
| JPJP-P-2010-254251 | 2010-11-12 | ||
| PCT/JP2011/058468 WO2011122689A1 (en) | 2010-03-29 | 2011-03-25 | System and method for generating extreme ultraviolet light, and laser apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130038823A KR20130038823A (ko) | 2013-04-18 |
| KR101791443B1 true KR101791443B1 (ko) | 2017-10-30 |
Family
ID=44069939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020127025751A KR101791443B1 (ko) | 2010-03-29 | 2011-03-25 | 극단 자외광 생성 시스템 및 방법과 레이저 장치 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US8669543B2 (ko) |
| EP (1) | EP2554027A1 (ko) |
| JP (1) | JP5765759B2 (ko) |
| KR (1) | KR101791443B1 (ko) |
| WO (1) | WO2011122689A1 (ko) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9265136B2 (en) | 2010-02-19 | 2016-02-16 | Gigaphoton Inc. | System and method for generating extreme ultraviolet light |
| JP2013004258A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Gigaphoton Inc | 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法 |
| JP5926521B2 (ja) * | 2011-06-15 | 2016-05-25 | ギガフォトン株式会社 | チャンバ装置 |
| JP5765759B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2015-08-19 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光生成装置および方法 |
| WO2013029906A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Asml Netherlands B.V. | Radiation source |
| US8599487B2 (en) * | 2011-11-21 | 2013-12-03 | Coherent, Inc. | Beam-combiner for fiber-delivered laser-beams of different wavelengths |
| TWI596384B (zh) * | 2012-01-18 | 2017-08-21 | Ａｓｍｌ荷蘭公司 | 光源收集器元件、微影裝置及元件製造方法 |
| JP5975461B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2016-08-23 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | レーザーコンプトン散乱装置 |
| NL2010849A (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-16 | Asml Netherlands Bv | Photon source, metrology apparatus, lithographic system and device manufacturing method. |
| WO2013190944A1 (ja) * | 2012-06-22 | 2013-12-27 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光生成システム |
| JP6305426B2 (ja) * | 2012-12-20 | 2018-04-04 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | Ｅｕｖリソグラフィ装置用ビーム搬送装置 |
| CN103149804B (zh) * | 2013-01-22 | 2015-03-04 | 华中科技大学 | 一种基于径向偏振激光驱动的极紫外光源产生装置及方法 |
| WO2014120985A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-07 | Kla-Tencor Corporation | Euv light source using cryogenic droplet targets in mask inspection |
| US8791440B1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-07-29 | Asml Netherlands B.V. | Target for extreme ultraviolet light source |
| JP6364002B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2018-07-25 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光生成システム |
| NL2013246A (en) * | 2013-08-26 | 2015-03-02 | Asml Netherlands Bv | Radiation source and lithographic apparatus. |
| KR102314640B1 (ko) * | 2014-01-27 | 2021-10-20 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 방사선 소스 |
| JP6367941B2 (ja) * | 2014-07-11 | 2018-08-01 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光生成装置 |
| WO2016012192A1 (en) * | 2014-07-21 | 2016-01-28 | Asml Netherlands B.V. | Radiation source |
| US20170311429A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Asml Netherlands B.V. | Reducing the effect of plasma on an object in an extreme ultraviolet light source |
| US10048199B1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-08-14 | Asml Netherlands B.V. | Metrology system for an extreme ultraviolet light source |
| KR102386039B1 (ko) * | 2017-07-12 | 2022-04-14 | 트럼프 레이저시스템즈 포 세미컨덕터 매뉴팩처링 게엠베하 | 편광기 장치 및 편광기 장치를 포함하는 euv 복사선 생성 디바이스 |
| JP7343511B2 (ja) * | 2018-02-28 | 2023-09-12 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 放射源 |
| US11239001B2 (en) * | 2018-09-27 | 2022-02-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd | Method for generating extreme ultraviolet radiation and an extreme ultraviolet (EUV) radiation source |
| US11262591B2 (en) * | 2018-11-09 | 2022-03-01 | Kla Corporation | System and method for pumping laser sustained plasma with an illumination source having modified pupil power distribution |
| EP4165739A4 (en) * | 2020-06-11 | 2023-08-02 | Andrew Hing Cheong Kung | LIGHT SOURCE GENERATING APPARATUS, LIGHT SOURCE GENERATING METHOD AND DEFECT DETECTION SYSTEM THEREOF |
| JP2022044162A (ja) | 2020-09-07 | 2022-03-17 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法 |
| CN112600056B (zh) * | 2020-12-01 | 2022-03-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种基于光参量啁啾脉冲放大的径向或角向偏振光激光装置 |
| JP2023096935A (ja) | 2021-12-27 | 2023-07-07 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光生成装置及び電子デバイスの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005017274A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Northrop Grumman Corp | 先行パルスにより強化されたレーザ生成プラズマｅｕｖ光源 |
| US20080210889A1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Takashi Suganuma | Extreme ultra violet light source apparatus |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5375130A (en) * | 1993-05-13 | 1994-12-20 | Trw Inc. | Azimuthal and radial polarization free-electron laser system |
| JPH07230061A (ja) * | 1994-02-17 | 1995-08-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 偏光コヒーレント合波レーザ |
| US7928416B2 (en) | 2006-12-22 | 2011-04-19 | Cymer, Inc. | Laser produced plasma EUV light source |
| US7916388B2 (en) * | 2007-12-20 | 2011-03-29 | Cymer, Inc. | Drive laser for EUV light source |
| JP3698677B2 (ja) * | 2002-03-15 | 2005-09-21 | 川崎重工業株式会社 | レーザパルス制御方法と装置およびｘ線発生方法と装置 |
| WO2004076952A1 (ja) | 2003-02-27 | 2004-09-10 | Laserfront Technologies, Inc. | ヒートシンク、レーザモジュール、レーザ装置及びレーザ加工装置 |
| DE102004005242B4 (de) * | 2004-01-30 | 2006-04-20 | Xtreme Technologies Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur plasmabasierten Erzeugung intensiver kurzwelliger Strahlung |
| US7087914B2 (en) * | 2004-03-17 | 2006-08-08 | Cymer, Inc | High repetition rate laser produced plasma EUV light source |
| JP2005276673A (ja) | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Komatsu Ltd | Ｌｐｐ型ｅｕｖ光源装置 |
| DE102005014433B3 (de) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Xtreme Technologies Gmbh | Verfahren und Anordnung zur effizienten Erzeugung von kurzwelliger Strahlung auf Basis eines lasererzeugten Plasmas |
| JP4885587B2 (ja) | 2006-03-28 | 2012-02-29 | 株式会社小松製作所 | ターゲット供給装置 |
| JP5075389B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2012-11-21 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光源装置 |
| JP5108367B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-12-26 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光源装置 |
| JP5234448B2 (ja) | 2007-08-09 | 2013-07-10 | 国立大学法人東京工業大学 | 放射線源用ターゲット、その製造方法及び放射線発生装置 |
| JP5133740B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-01-30 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光源装置 |
| US8536551B2 (en) * | 2008-06-12 | 2013-09-17 | Gigaphoton Inc. | Extreme ultra violet light source apparatus |
| JP5833806B2 (ja) * | 2008-09-19 | 2015-12-16 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置用レーザ光源装置及び極端紫外光源装置用レーザ光源の調整方法 |
| JP5536401B2 (ja) * | 2008-10-16 | 2014-07-02 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置および極端紫外光光源装置 |
| JP5722061B2 (ja) * | 2010-02-19 | 2015-05-20 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法 |
| JP5765759B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2015-08-19 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光生成装置および方法 |
-
2010
- 2010-11-12 JP JP2010254251A patent/JP5765759B2/ja active Active
-
2011
- 2011-03-25 US US13/126,671 patent/US8669543B2/en active Active
- 2011-03-25 EP EP20110716318 patent/EP2554027A1/en not_active Withdrawn
- 2011-03-25 KR KR1020127025751A patent/KR101791443B1/ko active IP Right Grant
- 2011-03-25 WO PCT/JP2011/058468 patent/WO2011122689A1/en active Application Filing
-
2014
- 2014-01-10 US US14/152,813 patent/US9130345B2/en active Active
-
2015
- 2015-08-07 US US14/821,442 patent/US9509115B2/en active Active
-
2016
- 2016-11-15 US US15/352,543 patent/US10074956B2/en active Active
-
2018
- 2018-08-08 US US16/058,180 patent/US10630042B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005017274A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Northrop Grumman Corp | 先行パルスにより強化されたレーザ生成プラズマｅｕｖ光源 |
| US20080210889A1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Takashi Suganuma | Extreme ultra violet light source apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10074956B2 (en) | 2018-09-11 |
| US20180351320A1 (en) | 2018-12-06 |
| KR20130038823A (ko) | 2013-04-18 |
| EP2554027A1 (en) | 2013-02-06 |
| US20150351210A1 (en) | 2015-12-03 |
| US10630042B2 (en) | 2020-04-21 |
| US9509115B2 (en) | 2016-11-29 |
| JP2011228256A (ja) | 2011-11-10 |
| WO2011122689A1 (en) | 2011-10-06 |
| US8669543B2 (en) | 2014-03-11 |
| US20170063020A1 (en) | 2017-03-02 |
| US20140124685A1 (en) | 2014-05-08 |
| US20120146507A1 (en) | 2012-06-14 |
| US9130345B2 (en) | 2015-09-08 |
| JP5765759B2 (ja) | 2015-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101791443B1 (ko) | 극단 자외광 생성 시스템 및 방법과 레이저 장치 | |
| US9402297B2 (en) | Extreme ultraviolet light generation system | |
| US9072152B2 (en) | Extreme ultraviolet light generation system utilizing a variation value formula for the intensity | |
| US9497842B2 (en) | System and method for generating extreme ultraviolet light | |
| US9167678B2 (en) | System and method for generating extreme ultraviolet light | |
| KR101753163B1 (ko) | 극단 자외 광원 장치 및 극단 자외 광의 발생 방법 | |
| EP2721908B1 (en) | Extreme ultraviolet light generation system | |
| JP5802410B2 (ja) | 極端紫外光生成装置 | |
| US20150123019A1 (en) | System and method for generating extreme ultraviolet light | |
| JP6101741B2 (ja) | 極端紫外光生成装置および方法 | |
| JP6038849B2 (ja) | 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| GRNT | Written decision to grant |