KR101909546B1 - Ｅｕｖ 광원의 광학 세정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

여기에 개시된 극자외선(EUV) 광원은 광학부; EUV 발광 플라즈마를 생성하고 상기 광학부 위에 증착물을 생성하는 제1 EUV 광 라디에이터; 및 가스 및 제2 광 라디에이터를 포함하는 세정 시스템을 포함하고, 상기 제2 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마를 생성하고 상기 가스로부터 세정 종을 생산한다.

Description

ＥＵＶ 광원의 광학 세정 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR OPTICS CLEANING IN AN EUV LIGHT SOURCE}
본 발명은 극자외선("EUV") 광원 및 이들의 동작 방법에 관한 것이다. 이러한 광원은 소스 재료로부터 플라즈마를 생성함으로써 EUV 광을 제공한다. 하나의 적용에서, EUV 광은 반도체 집적 회로를 생성하기 위해 포토리소그래피 공정에서 수집되고 사용될 수 있다.
EUV 광의 패턴화된 빔은 실리콘 웨이퍼와 같은 레지스트-코팅된(resist-coated) 기판을 노광시키도록 사용될 수 있어서 이러한 기판에 극히 작은 특징부를 생성할 수 있다. 극자외선 광(또한 소프트 x-선으로 불린다)은 일반적으로 약 5-100 nm의 범위의 파장을 갖는 전자기파로서 정의된다. 포토리소그래피를 위한 관심의 한 특정 파장은 13.5 nm에서 발생하고, 현재, 보통 13.5 nm 시스템에 대한 "인밴드(in band) EUV"로 불리는 13.5+/- 2%의 범위에서 광을 생산하기 위해 노력중이다.
EUV 광을 생산하는 방법은 EUV 범위에서 방사선을 갖는 화학 원소를 갖는 플라즈마 상태로 소스 재료를 전환하는 단계를 포함하지만 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 이러한 원소는 크세논, 리튬 및 주석을 포함하지만 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
이러한 하나의 방법에서, 자주 레이저 생성 플라즈마("LPP")로 불리는, 소망의 플라즈마가 예를 들어, 레이저 광선을, 방울, 스트림, 또는 와이어의 형태로 소스 재료에 조사함으로써 생성될 수 있다. 다른 방법에서, 자주 방전 생성 플라즈마("DPP")로 불리는, 소망의 플라즈마가 EUV 방사선을 갖는 소스 재료를 한 쌍의 전극 사이에 높고 이러한 전극 사이에 방전을 일으킴으로써 생성될 수 있다.
상술된 바와 같이, EUV 광을 생산하는 하나의 기술은 소스 재료를 조사하는 단계를 포함한다. 이러한 점에서, 적외선 파장, 즉, 9 ㎛ 내지 11 ㎛의 범위의 파장에서 광을 출력하는 CO2 레이저가 LPP 프로세스에서 소스 재료를 조사하는 소위 '구동' 레이저로서 특정 장점을 제공할 수 있다. 이것은 특별히 특정 소스 재료, 예를 들어, 주석을 함유하는 소스 재료에 있어서 사실일 수 있다. 하나의 장점은 구동 레이저 입력 전력과 출력 EUV 전력 사이에 비교적 높은 전환 효율을 나타내는 능력을 포함할 수 있다.
LPP 및 DPP 프로세스에 있어서, 플라즈마는 진공 챔버와 같은 밀봉된 용깅서 생산되고, 다양한 타입의 측량 장비를 사용하여 감시된다. 인밴드 EUV 방사선을 생성하는 것에 더하여, 이러한 플라즈마 프로세스는 또한 보통 바람직하지 않은 부산물을 생성한다. 이러한 부산물은 역외(out-of-band) 방사선, 높은 에너지 소스 재료 이온, 낮은 에너지 소스 재료 이온, 여기된 소스 재료 원자, 및 소스 재료 기화 또는 버퍼 가스 내의 가열된 소스 재료 이온에 의해 생산된 열 소스 재료 원자를 포함할 수 있다. 이러한 부산물은 또한 클러스터 및 다양한 크기의 미세방울의 형태이고 다양한 속도로 조사 사이트로부터 나가는 소스 재료를 포함할 수 있다. 이러한 클러스터 및 미세방울은 광학부 위에 직접 증착될 수 있거나 챔버 벽 또는 챔버 내의 다른 구조물로부터 '반사'되고 광학부 위에 증착될 수 있다.
불행하게도, 상술된 플라즈마 형성 부산물의 일부 또는 모두는 노멀 및 니어 노멀 입사 미러 및/또는 스침각 입사 미러에서 EUV 반사 가능한 콜렉터 미러, 측량 검출기 및 필터의 표면, 플라즈마 형성 프로세스를 이미지화하는데 사용되는 윈도우, 및 레이저 입력 윈도우/렌즈를 포함하는 (하지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다) 챔버 내의 하나 이상의 광학부의 동작 효율을 잠재적으로 손상시키거나 감소시킬 수 있다. 플라즈마 형성 부산물은 광학 요소의 작동 온도를 넘게 가열하는 것, 광학 요소를 광 투과량 또는 반사량을 감소시키는 증착물로 코팅하는 것을 포함하는 다양한 방법으로 광학 요소를 손상시킬 수 있고, 바람직하지 않은 부식을 유발할 수 있다. 또한, 플라즈마 형성 부산물은 광학부를 관통하거나 광학부내로 확산할 수 있어서 광학부의 구조적 온전성을 손상시키거나 광학 성능을 감소시킬 수 있다. 증착물은 소스 재료, 이러한 소스 재료에 존재하는 오염물, 이러한 소스 재료/오염물의 산화물, 적합하게 세정되지 않았거나 진공 환경에서 분출된 챔버 컴포넌트로부터의 유기물을 포함할 수 있지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
일부 예에서, 광학부 현장으로부터 (즉, 광학부가 챔버 내에 그리고 진공 상태에 있는 동안) 증착물을 제거하기 위해 하나 이상의 세종 종을 챔버 내로 도입시키는 것이 바람직할 수 있다. 하나의 메커니즘에서, 하나 이상의 세정 종은 증착물과 결합될 수 있고, 진공 챔버로부터 펌핑될 수 있는 휘발성 물질을 형성할 수 있다. 이러한 프로세스가 효율적이도록 하기 위해, 세정 종의 충분한 양이 증착물의 표면에 존재할 필요가 있고, 휘발성 물질이 분해되어 잔해물을 재증착시키기 전에 챔버로부터 휘발성 물질을 신속히 펌핑하는 것이 일반적으로 바람직하다. 이러한 챔버 내의 휘발성 물질은 또한 바람직하지 않게 EUV 광을 흡수할 수 있다. 이러한 흡수는 EUV 광원 출력 및/또는 효율을 감소시킬 수 있다.
동작 동안, EUV 광원으로부터의 출력 빔이 스테퍼 또는 스캐너와 같은 리소그래피 노광 툴에 의해 사용될 수 있다. 이러한 노광 툴은 먼저 광원으로부터의 빔을 균질화할 수 있고 그 다음, 예를 들어, 반사 마스크를 사용하여 빔의 단면에 패턴을 줄 수 있다. 그다음, 패턴화된 빔이 레지스트 코팅된(resist-coated) 웨이퍼의 일부에 투사될 수 있다. 일단 레지스트-코팅된 웨이퍼의 제1 부분(때로 노광 필드로 불린다)은 조명되고, 웨이퍼, 마스크 또는 양측은 레지스트-코팅된 웨이퍼의 조사가 완료될 때까지, 계속, 제2 노광 필드등을 조사하기 위해 이동될 수 있다. 이러한 프로세스 동안, 스캐너는 보통 각 노광 필드에 대해 광원으로부터 소위 펄스의 버스트를 필요로 한다. 예를 들어, 전형적인 버스트는 약 0.5 초의 시간 동안 지속될 수 있고 약 40kHz의 반복율에서 약 20,000 광 펄스를 포함할 수 있다. 버스트 기간의 길이, 펄스의 수 및 반복율이 노광 필드에 대해 특정된 EUV 출력 펄스 에너지, 및 누적된 에너지, 또는 선량에 기초하여 선택될 수 있다. 일부의 경우에, 펄스 에너지 및/또는 반복율이 버스트 기간 동안 변할 수 있고 및/또는 버스트는 하나 이상의 비출력 시간을 포함할 수 있다.
이러한 프로세스에서, 후속 버스트가 개재 기간(intervening period) 만큼 시간상 분리될 수 있다. 대략 1초가 안되는 시간 동안 지속될 수 있는 일부 개재 기간 동안, 노광 툴은 그 다음 노광 필드를 조사하기 위해 준비되고 광원으로부터 광을 필요로 하지 않는다. 보다 긴 개재 기간은 노광 툴이 웨이퍼를 변경할 때 발생할 수 있다. 훨씬 긴 개재 기간은 노광 툴이 다수의 웨이퍼를 유지하는 소위 "보트" 또는 카세트를 교환하거나, 측량을 행하거나, 하나 이상의 유지관리 기능을 행하거나, 임의의 다른 스케줄되거나 스케줄되지 않은 프로세스를 실행할 때 발생할 수 있다. 일반적으로, 이러한 개재 기간 동안, EUV 광은 노광 툴에 의해 필요하지 않고, 결과적으로, 이러한 개재 기간 중 하나, 일부 또는 모두는 광원 챔버 내의 하나 이상의 광학부로부터 증착물을 제거할 기회를 제공할 수 있다.
이러한 것들을 염두에 두고, 발명자는 EUV 광원 내의 광학 세정을 위한 시스템 및 방법을 개발하였다.
여기에 개시된 바와 같이, 제1 특징에서, 극자외선(EUV) 광원은 광학부; EUV 발광 플라즈마를 생성하고 상기 광학부 위에 증착물을 생성하는 제1 EUV 광 라디에이터; 및 가스 및 제2 광 라디에이터를 포함하는 세정 시스템을 포함하고, 상기 제2 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마를 생성하고 상기 가스로부터 세정 종을 생산한다.
하나의 실시예에서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마이고 공통 레이저 소스는 제1 EUV 광 라디에이터 생성 플라즈마 및 제2 광 라디에이터 레이저 생성 플라즈마를 위한 레이저 빔을 생성한다.
특정 실시예에서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마 및 방전 생성 플라즈마로 구성된 EUV 광 라디에이터의 그룹으로부터 선택된다.
하나의 실시예에서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마이고 제1 레이저 소스는 제1 EUV 광 라디에이터 레이저 생성 플라즈마를 위한 레이저 빔을 생성하고 제2 레이저 소스는 제2 광 라디에이터 레이저 생성 플라즈마를 위한 레이저 빔을 생성한다.
특정 실시예에서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마이고 상기 극자외선 광원은 상기 제1 EUV 광 라디에이터를 위한 소스 재료 방울 및 상기 제2 광 라디에이터를 위한 타겟 재료 방울을 생성하도록 사용되는 적어도 하나의 컴포넌트를 갖는 재료 전달 시스템을 더 포함한다.
하나의 배열에서, 상기 제2 광 라디에이터는 가스에서 브레이크다운을 생성하는 포커싱된 레이저 빔을 포함한다.
이러한 특징의 특정 설정에서, 상기 가스는 수소를 포함하고 상기 세정 종은 수소 라디칼을 포함한다.
하나의 실시예에서, 상기 제2 광 라디에이터는 탄소를 함유하는 분자를 갖는 재료를 레이저 빔으로 조사한다.
특정 실시예에서, 상기 탄소를 함유하는 분자를 갖는 재료는 오일을 포함한다.
이러한 특징의 하나의 구성에서, 제1 EUV 광 라디에이터 플라즈마 및 제2 광 라디에이터 레이저 생성 플라즈마는 챔버 내에서 생성되고, 광원은 상기 챔버 내의 가스의 흐름을, 상기 제1 EUV 광 라디에이터 플라즈마의 생성 동안의 제1 흐름 패턴으로부터, 상기 제2 광 라디에이터 레이저 생성 플라즈마의 생성 동안의, 상기 제1 흐름 패턴과 상이한 제2 흐름 패턴으로 지향시키는 흐름 제어 시스템을 더 포함한다.
다른 특징에서, 여기에 역시 개시된 바와 같이, 리소그래피 장치는 노광 장치 및 극자외선(EUV) 광원을 포함할 수 있고, 상기 극자외선 광원은 광학부; EUV 발광 플라즈마를 생성하고 상기 광학부 위에 증착물을 생성하는 제1 EUV 광 라디에이터; 및 가스 및 제2 광 라디에이터를 포함하는 세정 시스템을 포함하고, 상기 제2 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마를 생성하고 상기 가스로부터 세정 종을 생산한다.
다른 특징에서, 여기에 개시된 바와 같이, 극자외선(EUV) 광원은 광학부; 상기 광학부 위에 증착물을 생산하는 EUV 발광 플라즈마를 생성하는 시스템; 및 세정 시스템을 포함하고, 상기 세정 시스템은 가스를 포함하고, 125nm 미만의 파장을 갖는 광을 생성하고, 상기 세정 시스템은 상기 125 nm 미만의 파장을 갖는 광으로 상기 증착물을 조사하여 상기 가스로부터 세정 종을 생산한다.
이러한 특징의 하나의 실시예에서, 상기 세정 시스템은 레이저 생성 플라즈마 광 라디에이터 및 방전 생성 플라즈마 광 라디에이터로 구성된 광 라디에이터의 그룹으로부터 선택되는 광 라디에이터를 포함한다.
특정 실시예에서, 상기 세정 시스템은 70nm 미만의 파장을 갖는 광을 생성하고, 상기 70 nm 미만의 파장을 갖는 광으로 상기 증착물을 조사하여 상기 가스로부터 세정 종을 생산한다.
다른 특징에서, 역시 여기에 개시된 바와 같이, 리소그래피 장치는 노광 장치 및 극자외선(EUV) 광원을 포함할 수 있고, 상기 극자외선 광원은 광학부; 상기 광학부 위에 증착물을 생산하는 EUV 발광 플라즈마를 생성하는 시스템; 및 세정 시스템을 포함하고, 상기 세정 시스템은 가스를 포함하고, 125nm 미만의 파장을 갖는 광을 생성하고, 상기 세정 시스템은 상기 125nm 미만의 파장을 갖는 광으로 상기 증착물을 조사하여 상기 가스로부터 세정 종을 생산한다.
다른 특징에서, 역시 여기에 개시된 바와 같이, 방법은 광학부를 제공하는 단계; 버스트 기간 동안 기판 노광을 위한 EUV 발광 플라즈마를 생성하는 단계; 및 가스를 제공하고 레이저 생성 플라즈마를 생성하여 개재 기간 동안 상기 가스로부터 세정 종을 생산하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 EUV 발광 플라즈마는 상기 광학부 위에 증착물을 생산한다.
이러한 특징의 특정 실시예에서, 상기 개재 기간 동안 상기 가스로부터 세정 종을 생산하는 레이저 생성 플라즈마는 제1 레이저 생성 플라즈마이고 상기 EUV 발광 플라즈마는 제2 레이저 생성 플라즈마이고, 상기 제1 레이저 생성 플라즈마 및 제2 레이저 생성 플라즈마를 위한 방울을 생산하기 위해 공통 재료 전달 시스템이 사용되고, 상기 제1 레이저 생성 플라즈마 및 제2 레이저 생성 플라즈마를 위한 방울을 조사하기 위해 공통 레이저 소스가 사용된다.
특정 실시예에서, 상기 레이저 생성 플라즈마는 포커싱된 레이저 빔으로 가스를 조사함으로써 생성된다.
하나의 실시예에서, 상기 버스트 기간 동안의 챔버 상태는 상기 개재 기간 동안의 챔버 상태와 상이하다.
특정 실시예에서, 상기 기판 노광을 위한 EUV 발광 플라즈마 및 상기 세정 종을 생산하는 레이저 생성 플라즈마는 챔버 내에서 생성되고, 상기 방법은, 상기 버스트 기간 동안 상기 챔버 내의 가스의 흐름을 제1 흐름 패턴으로 지향시키는 단계; 및 상기 개재 기간 동안 상기 챔버 내의 가스의 흐름을, 상기 제1 흐름 패턴과 상이한 제2 흐름 패턴으로 지향시키는 단계를 더 포함한다.
특정 실시예에서, 상기 기판 노광을 위한 EUV 발광 플라즈마 및 상기 세정 종을 생산하는 레이저 생성 플라즈마는 챔버 내에서 생성되고, 상기 방법은, 상기 버스트 기간 동안 상기 챔버 내에 제1 가스 압력을 달성하는 단계; 및 상기 개재 기간 동안 상기 챔버 내에 상기 제1 가스 압력과 상이한 제2 가스 압력을 달성하는 단계를 더 포함한다.
특정 실시예에서, 상기 기판 노광을 위한 EUV 발광 플라즈마 및 상기 세정 종을 생산하는 레이저 생성 플라즈마는 챔버 내에서 생성되고, 상기 방법은, 상기 버스트 기간 동안 상기 챔버 내에 제1 가스 조성물 달성하는 단계; 및 상기 개재 기간 동안 상기 챔버 내에 상기 제1 가스 조성물과 상이한 제2 가스 조성물을 달성하는 단계를 더 포함한다.
이러한 특징의 하나의 실시예에서, 상기 기판 노광을 위한 EUV 발광 플라즈마는 펄싱된 레이저를 사용하여 생성된 레이저 생성 플라즈마이고 상기 세정 종을 생산하는 레이저 생성 플라즈마는 펄싱된 레이저를 사용하여 생성되고, 상기 방법은, 상기 버스트 기간 동안 제1 레이저 펄스 패턴을 달성하는 단계; 및 상기 개재 기간 동안 상기 제1 레이저 펄스 패턴과 상이한 제2 레이저 펄스 패턴을 달성하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 노광 장치와 결합되어 있고 광학 세정 시스템을 갖고 있는 EUV 광원의 단순화된 개략도이다.
도 1a는 DPP 광원인 제1 EUV 광 라디에이터를 갖고 있는 장치의 단순화된 개략도이다.
도 1b는 기판 노광을 위한 EUV 광을 생성하기 위한 LPP 제 EUV 광 라디에이터 및, 하나 이상의 가스를 챔버 내부로 도입시키는 가스 소스 및 상기 가스로부터 세정 종을 생산하는 제2 광 라디에이터 LPP를 포함하는 세정 시스템을 포함하는 장치의 단순화된 개략도이다.
도 2는 기판 노광을 생성하기 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 하나 이상의 가스를 챔버 내부 도입시키는 가스 공급부 및 상기 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생산하는 제2 광 라디에이터 LPP를 포함하는 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함하는 장치의 단순화된 개략도로서, 공통 레이저 시스템이 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 사용된다.
도 3은 기판 노광을 생성하기 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 하나 이상의 가스를 챔버 내부 도입시키는 가스 공급부 및 상기 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생산하는 제2 광 라디에이터 LPP를 포함하는 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함하는 장치의 단순화된 개략도로서, 공통 재료 전달 시스템이 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 사용된다.
도 4는 기판 노광을 생성하기 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 하나 이상의 가스를 챔버 내부 도입시키는 가스 공급부 및 상기 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생산하는 제2 광 라디에이터 LPP를 포함하는 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함하는 장치의 단순화된 개략도로서, 공통 레이저 시스템 및 공통 재료 전달 시스템이 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 사용된다.
도 5는 기판 노광을 생성하기 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 하나 이상의 가스를 챔버 내부 도입시키는 가스 공급부 및 상기 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생산하는 제2 광 라디에이터 LPP를 포함하는 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함하는 장치의 단순화된 개략도로서, 제2 광 라디에이터는 레이저 유도 가스 브레이크다운을 생성하기 위해 충분한 강도에서 가스/증기를 조사함으로써 생성되는 레이저 생성 플라즈마(LPP)일 수 있다.
도 1에 일반적으로 10"로 표시된 EUV 포토리소그래피 장치의 하나의 예의 선택된 부분의 단순화된, 개략 부분도가 도시되어 있다. 장치(10")는 예를 들어, EUV 광의 패턴화된 빔에 의해 레지스터 코팅된 웨이퍼와 같은 기판(11)을 노광시키기 위해 사용될 수 있다. 장치(10")를 위해, EUV 광을 사용하는 노광 장치(12")(예를 들어, 스텝퍼, 스캐너, 스텝 및 스캔 시스템, 다이렉트 기록 시스템, 콘택트 및/또는 근접 마스크를 사용하는 디바이스등과 같은 집적 회로 리소그래피 툴)가 예를 들어, 패턴화된 빔을 생산하기 위해, 레티클과 같은 EUV 광의 빔에 의해 패터닝 광학부(13c)를 조사하는 하나 이상의 광학부(13a, 13b) 및 이러한 패턴화된 빔을 기판(11) 위에 투사하기 위한 하나 이상의 저감 투사 광학부(13d,13e)를 갖는 것으로 제공될 수 있다. 기판(11)과 패터닝 수단(13c) 사이에 제어된 상대 이동을 생성하기 위한 기계적 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, 용어 "광학부" 및 그 파생어는 입사광을 반사하고 및/또는 전송하고 및/또는 동작하는 하나 이상의 부품을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 하나 이상의 렌즈, 윈도우, 필터, 웨지, 프리즘, 그리즘, 그레이딩, 전송 섬유, 에탈론, 확산기, 호모제나이저, 검출기 및 다른 기기 부품, 개구, 액시콘 및, 다층 미러, 니어-노멀 입사 미러, 스침각 입사 미러, 스펙큘러 반사기, 확산 반사기 및 그 조합을 포함하는 미러를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 달리 특정되지 않으면, 여기에 사용되는 용어 "광학부" 및 그 파생어는 EUV 출력 광파장, 조사 레이저 파장, 측정에 적합한 파장 또는 일부 다른 파장과 같은 하나 이상의 특정 파장 범위에서만 동작하는 또는 장점을 갖는 부품에 제한되는 것은 아니다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 장치(10")는 EUV 광원(20")을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, EUV 광원(20")은 기판(11)을 조사하기 위해 노광 장치(12") 내로 경로를 따라 광학부(24)에 의해 반사되는 챔버(26") 내의 EUV 광을 방출하는 제1 EUV 광 라디에이터(22)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 노광 모드에 대해, 제1 EUV 광 라디에이터(22)는 방전 생성 플라즈마(DPP) EUV 광원(도 1b 참조), 또는 소위 하이브리드 시스템(즉, 레이저 및 전기 방전을 갖는 시스템)과 같은 당업계에 공지된 임의의 타입의 EUV 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 시스템의 하나의 타입(도시되지 않음)에서, 한 쌍의 회전, 휠 형상의 전극이 각 전극이 소스 재료 배쓰, 예를 들어, 주석 배쓰에 일부 잠긴 상태로 제공될 수 있다. 그다음, 레이저는 소스 재료 코팅된 휠에 초점을 맞추어 소스 재료를 기화시키고 전극 사이의 연속 방전을 전극 사이에 소스 재료를 위치시킬 수 있다.
장치(10")의 동작 동안, 광학부(24)와 같은, 챔버(26") 내의 광학부의 동작 광 표면의 일부 또는 모두는 광학부의 동작 효율을 감소시키는 재료 증착물로 바람직하지 않게 코팅될 수 있다. 이러한 증착물은 (소스 재료 오염물을 포함하는) 소스 재료, 산소, 물, 탄화수소와 같은 유기물, 및 (적용가능하다면) 전극과 같은 챔버 구성요소로부터 챔버로 도입된 다른 오염물, 플라즈마 생성 이온에 의해 챔버 구성요소 및 벽으로부터 스퍼터링된 금속등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유기물은 접착제, 실, 절연기등으로부터, (적용가능하다면) 방울 생성기, 펌프, 측량 기기등으로부터 도입될 수 있다. 일반적으로, 베이킹 공정이 유기물 및 일부 다른 오염물을 제거하기 위해 광원 동작 전에 채용될 수 있지만, 이것은 온전히 효과적이지 않을 수 있다. 증착물은 또한 소스 재료의 산화물 또는 질화물과 같은, 상술된 재료의 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 증착물은 챔버에 존재하는 종 및 광학부에서 발견되는 재료 구성물 사이의 반응으로부터 나온 반응 생성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 증착물은 캡핑층이 채용되지 않을 때, 예를 들어, 몰리브덴 질화물, 실리콘 산화물 등과 같은, MLM 캡핑층 재료의 산화물 또는 MLM 층의 질화물을 포함할 수 있다.
주석이 소스 재료로서 사용될 때, 플라즈마 형성의 부산물은 고 에너지의 주석 이온, 저 에너지의 주석 이온, 여기된 주석 원자, (버퍼 가스가 채용될 때) 열 이온에 의해 또는 소스 재료 기화에 의해 생성된 열 주석 원자, 및 다양한 속도로 조사 사이트를 나가고, 다양한 크기의 마이크로방울 및 클러스터의 형태의 주석 재료를 포함할 수 있다. 이러한 부산물 타입의 각각으로부터의 재료는 광학부에 증착물을 생성할 수 있다. 또한, 텅스텐, 티타늄, 탄탈륨, 청, 니켈 크롬등과 같은 입자 및 이들의 산화물/질화물 등과 같은 입자가 용해되거나 다른 방식으로 주석 내에 존재할 수 있다. 이러한 오염물은 주석 공급원에서 미량 원소로서 존재할 수 있거나, 방울 생성기 보존기, 필터, 커필러리 튜브 등과 같은 방울 생성기 컴포넌트로부터 주석으로 도입될 수 있다. 이러한 오염물은 또한 오염 이온, 원자 및/또는 화합물을 생성하는 플라즈마 형성 공정에 관련될 수 있다. 이러한 오염물은 또한 주석 클러스터/마이크로방울에 비교적 작은 양으로 존재할 수 있고, 광표면에 궁극적으로 증착될 수 있다.
예를 들어, 주석을 포함하는 소스 재료에 있어서, 증착물은 주석, 주석 산화물, 주석 수산화물, 물, 탄화수소와 같은 유기물, 금속간화합물, 상술된 오염물 및 이들의 산화물, 및 질화물 및 유기-주석 화합물을 포함할 수 있다. 다른 증착물이 가능하다. 각 증착물 타입이 세정 종 농도, 온도, 압력, 접촉 시간등과 같은 특정 세정 파라미터를 갖는 것을 특징으로 할 수 있는 특정 세정 방법 및/또는 특정 세정 종에 상이하게 반응할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 더욱이, 하나의 증착물 타입의 존재는 특정 세정 방식에 대한 다른 증착물 타입의 반응에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 주석 산화물의 존재는 수소 라디칼에 의한 주석의 에칭율을 감소시킬 수 있다.
도 1은 또한 장치(10")가 광학부(24)와 같은 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 세정 시스템은 하나 이상의 가스(28)를 챔버(26) 내에 도입시키는 가스 공급장치 및 이러한 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생성하는 하나 이상의 광 라디에이터를 포함할 수 있다. 아래에 더 설명되는 바와 같이, 세정 시스템 광 라디에이터는 도 1에 도시된 제2 광 라디에이터(30)와 같은 하나 이상의 제2 광 라디에이터를 포함할 수 있다. 이러한 제2 광 라디에이터는 전체 또는 일부가 챔버(26")내에 있을 수 있거나, 챔버(26") 외부에 있을 수 있거나 디바이스(10")의 다른 부분에 있을 수 있다. 대안으로, 아래에 더 설명되는 바와 같이, 제1 EUV 광 라디에이터(22)는 세정 모드 동안 가스(28)로부터 하나 이상의 세정 종을 생성하는데 사용될 수 있다. 광원(20")은 인밴드 EUV 광이 노광 장치(12")에 의한 기판 노광에 필요하지 않은 개재 기간 동안 세정 모드에 놓일 수 있다. 다른 대안에서, 제1 EUV 광 라디에이터(22) 및 제2 광 라디에이터(30) 모두는 하나 이상의 세정 종을 생성하기 위해 개재 기간 동안 사용될 수 있고, 및/또는 제1 EUV 광 라디에이터(22) 및 제2 광 라디에이터(30)는 하나 이상의 증착 물질에 대한 증착물 누적율을 감소시키기 위해 기판 노광 시간 동안 사용될 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, 용어 "세정 종" 및 그 파생어는 챔버 환경에서 휘발성을 갖는 반응 생성물을 생성하도록 표면 증착물과 반응하고 및/또는 챔버 환경에서 휘발성을 갖는 반응 생성물을 생성하도록 표면 증착물과 입자 사이의 반응을 촉진하는 원자, 여기된 원자, 이온, 라디칼, 분자 또는 여기된 분자와 같은 임의의 입자를 포함하는 의미로 넓게 해석되지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 가스(28)는 수소 라디칼(세정 종)을 생성하도록 (세정 시스템 라디에이터와 함께 사용될 때) 분리될 수 있는 수소 분자를 포함할 수 있다. 그다음, 이러한 수소 라디칼은 휘발성 물질을 형성하도록 증착물과 반응할 수 있는데, 예를 들어, 수소 라디칼은 주석 수소화물을 형성하도록 주석과 반응할 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, 용어 "수소" 및 그 파생어는 H2, D2, T2, DH, TH 및/또는 DT를 포함하는 원자, 이온, 여기된 원자, 라디칼 또는 분자 또는 여기된 분자로서 프로튬 "H", 중수소 "D" 및/또는 삼중수소 "T"를 포함하는 수소의 동위원소를 포함하는 것으로 넓게 이해될 수 있지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 세정 시스템 가스는 HBr, HF, HCl, HI, R-Br(여기에서 R은 탄화수소쇄 또는 고리를 나타낸다), R-F, R-Cl, R-I와 같은 할라이드 및 Br2, F2, Cl2, I2와 같은 할로겐을 포함할 수 있지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이러한 화합물의 하나 이상은 SnCl4와 같은 증착물과 반응시 휘발성 물질을 형성하는 할로겐 라디칼, 예를 들어, Cl(세정 시스템 라디에이터와 함께 사용될 때)을 형성할 수 있다.
할로겐, 헬륨, 아르곤 또는 그 조합과 같은 버퍼 가스가 제1 EUV 광 라디에이터에 의해 생성된 이온을 느리게 하기 위해 챔버(26)에 채용될 수 있다. 일부의 경우에, 이러한 버퍼 가스에서 사용된 하나, 일부 또는 모두는 세정 시스템 가스(28)의 하나, 일부 또는 모두와 동일할 수 있다. 따라서, 일부의 경우에, 공통 가스 공급장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, 수소가 기판 노광을 위한 EUV 광 생성 동안 제1 EUV 광 라디에이터에 의해 생성된 이온을 느리게 하는 버퍼 가스 및 수소 라디칼 세정 종을 생성하기 위한 세정 시스템 가스 양측 모두로서 사용될 수 있다. 그러나, 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 이루 경우에, 상이한 압력, 가스 조성물 및/또는 가스 흐름 패턴이 EUV가 기판 노광을 위해 생성되는 시간 동안 사용되기 보다는 세정 시간 동안 사용될 수 있다. 이러한 실시예중 일부에 있어서, 하나 이상의 펌프가 세정 시간의 시작시에 버퍼 가스의 챔버를 부분적으로 또는 온전히 기화시키고 및/또는 EUV가 기판 노광을 위해 생성되는 시간의 시작시에 세정 시스템 가스의 챔버를 부분적으로 또는 온전히 기화시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 기판 노광을 위해 EUV 광을 생성하는 시스템 및 세정 시스템이 동시에 동작될 수 있다.
하나의 설정에서, 도 1에 도시된 제2 광 라디에이터(30)와 같은 하나 이상의 제2 광 라디에이터가 약 125 nm 미만의 파장을 갖는 광을 생성하기 위해 제공될 수 있다. 약 35 nm 내지 125 nm의 범위의 방사선이 수소에 의해 강하게 흡수되어 수소 광 분해를 유발시키고 수소 라디칼을 생성한다. 이러한 수소 라디칼은 확산 또는 가스 흐름 이송에 의해 증착물에 도달할 수 있고 이러한 수소 라디칼은 주석 수소화물과 같은 휘발성 물질을 생성하는 주석과 같은 증착물과 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 125 nm 미만의 파장을 갖는 광이 35 nm 내지 125 nm의 대역에서 여과되거나 여과되지 않고 제2 광 라디에이터(30)와 광학부 사이의 증착물 및/또는 광학부의 표면 및/또는 가스를 조사하도록 허용된다.
특정 설정에서, 도 1에 도시된 제2 광 라디에이터(30)와 같은 하나 이상의 제2 광 라디에이터가 약 70 nm 미만의 파장을 갖는 광을 생성하기 위해 제공될 수 있다. 수소 광 분해에 더하여, 약 70 nm 미만의 파장을 가진 방사선은 세정 종을 생성하기 위해 하나 이상의 가스(28)와 반응하도록 충분한 에너지를 갖는 광전자가 생성되기에 충분한 양 만큼 광학부 내의 적어도 하나의 재료 및/또는 광학부 위에 증착된 적어도 하나의 재료의 일함수를 초과하는 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 약 70 nm 미만의 파장을 가진 방사선은 실질적인 수소 분해를 유발하기에 충분한 에너지를 갖는 광전자(즉, 약 15eV 보다 큰 광전자 에너지)가 생성되기에 충분한 양만큼 광학부 내의 적어도 하나의 재료 및/또는 광학부 상에 증착된 재료의 일함수를 초과하는 에너지를 가질 수 있다. 최종 수소 라디칼이 확산 또는 가스 흐름 이송에 의해 증착물에 도달할 수 있는 광학부(24)의 표면에 인접하여 생성될 수 있고, 주석 수소화물과 같은 휘발성 물질을 생성하는 주석과 같은 증착물과 결합될 수 있다. 예를 들어, 광전자를 생성하는 재료는 Mo/Si 다층 미러로부터의 몰리브덴(일함수 = 4.60eV) 또는 실리콘(일함수 = 4.52eV), Si3N4(일함수 =5.1eV) 또는 루테늄(일함수 = 4.71eV)와 같은 캡핑층, 또는 주석(일함수 = 4.42eV)와 같은 증착물일 수 있다. 일부 구현예에서, 70 nm 미만의 파장을 갖는 광이 70 nm 미만에서 여과되거나 여과되지 않고, 제2 광 라디에이터(30)와 광학부 사이의 증착물 및/또는 광학부의 표면 및/또는 가스를 조사하도록 허용된다.
제2 광 라디에이터의 예는 레이저 생성 플라즈마 시스템, 용량 결합된 플라즈마(CCP) 시스템 및 유도 결합된 플라즈마(ICP) 시스템을 포함하는 방전 생성 플라즈마 시스템, 마이크로웨이브 생성 플라즈마, 아크 생성 플라즈마, X-선 튜브, X-선 레이저, 소프트 X-선 레이저, 하이브리드 DPP / 레이저 시스템(상기 참조), 싱크로트론, 또는 약 125 nm 미만의 파장을 갖는 광을 생성하는 당업계에 공지된 임의의 다른 디바이스를 포함하지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
플라즈마를 생성하는 제2 광 라디에이터에 대해, 화학 종이 하나 이상의 가스(28)의 광분해(상기 참조), 광전자분해 (상기 참조), 이온 충격 분해 및/또는 전자 임팩트 분해에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 수소 분자는 광분해되고, 광전자분해되고, 이온 임팩트 분해되고 및/또는 전자 임팩트 분해되어 수소 라디칼을 생성할 수 있다. 수소 라디칼은 그다음 SnH4와 같은 휘발성 주석 화합물을 형성하기 위해 주석 증착물과 반응할 수 있다.
하나의 설정에서, 제2 광 라디에이터(30)는 하나 이상의 가스(28)와 함께 사용될 때 하나 이상의 세정 종을 생성하는 레이저 생성 플라즈마 광원일 수 있다. 이러한 레이저 생성 플라즈마는 1) 가스 입자와 광자 사이의 상호작용으로 인해 및/또는 가스 입자와 플라즈마 생성 이온 및/또는 전자 사이의 상호작용에 의해 하나 이상의 세정 종을 생성할 수 있다. 다른 보다 복잡한 메커니즘이 발생할 수 있다. 일부 경우에(아래 참조), 이러한 세정 종은 표면 증착물로부터 임의의 거리에서 생성될 수 있고 증착물과의 반응을 위해 확산하거나 또는 광표면으로 흐르도록 할 수 있다.
도 1a는 DPP 광원(20')인 제1 EUV 광 라디에이터를 갖는 장치(10')의 구체적인 예를 설명하고 있다. 도시된 바와 같이, DPP 광원(20')은 레지스트 코팅된 웨이퍼(도시되지 않음)와 같은 기판을 조사하기 위해 노광 장치(12') 내로 경로를 따라 광학부(24')에 의해 반사된 챔버(26')내의 EUV 광을 생성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 소스(20')는 챔버(26') 내의 플라즈마 사이트에서 플라즈마를 생성하는 소위 농축 플라즈마 포커스 장치일 수 있다. 농축 플라즈마 포커스 장치가 도시되어 있지만, 종래의 z 핀치 장치, 중공 캐소드 z-핀치, 상술된 하이브리드(회전 휠/레이저), 캐필러리 방전기등과 같은 다른 방전 생성 플라즈마(DPP) 장치가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 1a에 도시된 장치(10')에 대해, 소스(20')는 예를 들어, 동축으로 배열될 수 있는 한 쌍의 전극(31)을 포함할 수 있다. 하나의 설정에서, 중심 전극은 중공형일 수 있고 크세논, 주석 증기, 리튬 증기 등과 같은 활성 가스(33)가 이러한 중공 전극을 통과하여 플라즈마 사이트에 전달될 수 있다. 그다음, 이러한 중심 전극은 전기 펄스 전력 시스템에 의해 외부 전극에 비교하여 상대적으로 높은 전위로 펄싱될 수 있다. 커패시턴스 값, 애노드 길이 및 형상, 및 활성 가스 전달 시스템은 EUV 광 출력을 증가시키기 위해 최적화될 수 있다. 또한, 이러한 전극의 하나 또는 양측은 예를 들어, 전극 벽에 물을 순환시킴으로써 및/또는 히트파이프 냉각 시스템을 사용함으로써 냉각될 수 있다.
도 1a는 또한 광학부(24')가 플라즈마에 생성된 EUV 방사선을 모으고 이러한 방사선을 중간 포커스(40')쪽과 같은 원하는 방향으로 지향시키도록 사용될 수 있다는 것을 보여주고 있다. 둥지 구성으로 배열된 2개의 스침각 입사 미러가 도시되어 있지만, 2개 보다 많고 하나와 같은 소수의 스침각 입사 미러가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 각 미러의 반사면은 예를 들어, 몰리브덴, 팔라듐, 루테늄, 로듐, 금, 텅스텐, 또는 Mo/Si와 같은 다층 시스템으로 제조될 수 있다.
또한, 수소, 헬륨, 아르곤 또는 그 조합과 같은 버퍼 가스(39)는 도시된 바와 같이 챔버(26') 내에 도입될 수 있고, 펌프(41)를 통해 챔버(26')로부터 제거될 수 있다. 이러한 버퍼 가스는 보통 플라즈마 방전 동안 챔버(26') 내에 존재하고 광학 열화를 감소시키고 및/또는 플라즈마 효율을 증가시키도록 플라즈마 생성된 이온을 느리게 하도록 동작할 수 있다. DPP 광원에 대한 보다 많은 상세한 사항은 그 내용이 여기에 언급되어 통합된 EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE 표제의 2005년 12월 6일 발행된 미국 특허 번호 6,972,421에서 발견될 수 있다.
또한, 장치(10')가 광학부(24')의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 세정 시스템은 하나 이상의 가스(28')를 챔버(26) 내에 도입시키는 가스 소스 및 이러한 가스(28')로부터 하나 이상의 세정 종을 생성하는 하나 이상의 제2 광 라디에이터(30')를 포함할 수 있다. 설명을 위해, 제2 광 라디에이터(30')는 레이저 소스(43)로부터 레이저 빔에 의해 조사될 때 플라즈마(45)를 형성하는, 레이저 소스(43)와 타겟 재료를 갖고 있는 레이저 생성되는 플라즈마 광 라디에이터로서 도시되어 있다. (상술된) 논-LPP 광 라디에이터가 제2 광 라디에이터로서 사용될 수 있다.
제2 광 라디에이터(30')를 위한 적합한 타겟 재료는 주석/주석을 함유하는 재료(아래 참조), 리튬, 액체, 고체 또는 증기로서의 물, 수용액, 헬륨, 네온, 아르곤, 크세논, 크립톤, 수소 또는 그 조합을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 물, 헬륨, 네온, 아르곤, 크세논, 크립톱 또는 수소와 같은 재료를 사용하면 예를 들어, 주석을 사용하는 것과 비교하여 플라즈마 생성 부산물의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다. 일부의 경우에, 세정 시스템 타겟 재료는 광학부의 표면상의 증착물을 최소화하도록 또는, 용이하게 제거되는 증착물을 생성하도록 선택될 수 있다.
추가 적합한 재료가 유기 화합물과 같은 탄소를 함유하는 분자를 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 자연 발생할 수 있거나 합성일 수 있고, 오일, 알콜, 그리고, 벤젠, 사염화탄소와 같은 유기 용매 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 탄소를 함유하는 재료를 사용하면 보다 작은 방울이 보다 큰 방울 보다 낮은 품질의 플라즈마 생성 부산물을 생성하기 때문에 유익할 수 있는 비교적 작은 방울로 용이하게 형성될 수 있다는 장점이 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "오일" 및 그 파생어는 대기 상태에서 액체이고 유기 용매에서 소수성이지만 용해가능한 임의의 물질을 포함하는 것으로 넓게 해석된다. 일부 배열에서, 제2 광 라디에이터(30')용 비산소 함유 타겟 재료를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 구성에서, 산소는 광학부로부터 제거하기 어려운 주석 산화물과 같은 산화물 증착물을 생성할 수 있다는 점에서 유해할 수 있다. 일부 경우에, 산소는 광학부에 악영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 산소는 Mo/Si 다층 스택으로 확산될 수 있고 기포를 유발할 수 있다. 비산소 함유 타겟 재료의 예는 실리콘 기반 오일 및 퍼플루오로-카르본 오일을 포함한다. 일부 경우에, C8F18 또는 임의의 다른 C(n)F(2n+2) 오일이 사용될 수 있다.
플라즈마(45)의 위치는 단지 설명을 위해 도시되어 있다. 세정 시스템 플라즈마가 DPP 플라즈마가 생성되는 위치에서 또는 근방에서, 광학부(24')의 광축을 따른 위치에서, 중간 포커스(40')에서 또는 근방에서, 세정을 필요로 하는 광학부의 일부와 시선 내에 있는 위치에서 광학부(24')의 2개의 둥지형 미러 사이에서 또는 챔버(26')의 외부의 위치를 포함하는 임의의 다른 위치에서 생성되는 것이 유익할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 가스 흐름 패턴 내에 하나 이상의 세정 종을 생성하기 위해 제2 광 라디에이터(30')를 위치시켜 세정 종이 세정을 필요로 하는 광학부의 표면으로 이송되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 세정 시스템 플라즈마(45)의 위치는 세정 작업 동안 하나의 위치로부터 다른 위치로 이동될 수 있고 및/또는 복수의 세정 시스템 플라즈마가 동시에 생성될 수 있다.
도 1b는 장치(10)가 기판 노광을 위한 EUV 광을 생성하기 위한 LPP 제1 EUV 광 라디에이터를 포함하는 다른 특정 예를 설명하고 있다. 도시된 바와 같이, 장치(10)는 하나 이상의 가스(28")를 챔버(26) 내에 도입시키는 가스 소스 및 이러한 가스로부터 세정 종을 생성하는 제2 광 라디에이터를 포함할 수 있는 세정 시스템도 포함하고 있다. 도 1b에 도시된 실시예에서, 제2 광 라디에이터는 플라즈마(45')를 생성하는 LPP 시스템이다.
도 1b에서, 일련의 광 펄스를 생성하고 이러한 광 펄스를 광원 챔버(26) 내로 전달하기 위한 시스템(21)이 제공될 수 있다. 장치(10)에 대해, 광 펄스는 시스템(21)로부터 하나 이상의 빔 경로를 따라 챔버(26) 내로 이동할 수 있어서, 노광 장치(12) 내의 기판 노광을 위한 EUV 광 출력을 생성하기 위해 조사 영역(48)에서 소스 재료를 조명할 수 있다.
도 1b에 도시된 시스템(21)에 사용하기 위한 적합한 레이저는 예를 들어, 50kHz의 고펄스 반복율 및 10kW 이상의 비교적 높은 전력에서 동작하는 DC 또는 RF 여기에 의해, 9.3㎛ 또는 10.6㎛에서 방사선을 생성하는 펄싱된 가스 방전 CO2 레이저 장치와 같은 펄싱된 레이저 장치를 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 이러한 레이저는 예를 들어, 100kHz 동작 가능한, 고반복율 및 비교적 낮은 에너지로 Q-스위칭된 오실레이터에 의해 시작되는 시드 펄스를 갖고 증폭의 다단계를 갖는 오실레이터-증폭기 구성(예를 들어, 마스터 오실레이터/전력 증폭기(MOPA) 또는 전력 오실레이터/전력 증폭기(POPA))을 갖는 축방향-흐름 RF-펌핑된 CO2 레이저일 수 있다. 그다음, 이러한 오실레이터로부터, 이러한 레이저 펄스는 조사 영역(48)에 도달하기 전에 증폭되고, 형상화되고 및/또는 포커싱될 수 있다. 연속으로 펌핑된 CO2 증폭기가 레이저 시스템(21)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 오실레이터 및 3개의 증폭기(O-PA1-PA2-PA3 구성)를 갖는 적합한 CO2 레이저 장치가 여기에 전체 내용이 언급되어 통합된, 2008년 10월 21일에 발행되고, 이제 미국 특허 번호 7,439,530이고, 대리인 번호 2005-0044-01이고, LPP EUV LIGHT SOURCE DRIVE LASER SYSTEM 표제의, 2005년 6월 29일에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/174,299에 개시되어 있다.
대안으로, 이러한 레이저는 방울이 광학 캐비티의 하나의 미러로서 동작하는 소위 "셀프-타겟팅" 레이저 시스템으로서 구성될 수 있다. 일부 "셀프-타겟팅" 설계에서, 오실레이터는 필요하지 않을 수 있다. 셀프-타겟팅 레이저 시스템은 여기에 그 내용이 언급되어 통합된, 2009년 2월 17일 발행된, 이제는 미국 특허 번호 7,491,954이고, 대리인 번호 2006-0025-01이고, DRIVE LASER DELIVERY SYSTEMS FOR EUV LIGHT SOURCE 표제의 2006년 10월 13일에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/580,414에 개시되고 청구되어 있다.
적용에 따라, 다른 타입의 레이저, 예를 들어, 고전력 및 고펄스 반복율에서 동작하는 엑시머 또는 분자 플루오르 레이저 역시 적합할 수 있다. 다른 예는 예를 들어, 섬유, 로드, 슬랩, 또는 디스크 형상의 활성 매체를 갖는 고체 상태 레이저, 예를 들어, 오실레이터 챔버 및 (병렬 또는 직렬로 증폭 챔버를 갖는) 하나 이상의 증폭 챔버의 하나 이상의 챔버를 갖는 다른 레이저 구조, 마스터 오실레이터/전력 오실레이터(MOPO) 배열부, 마스터 오실레이터/전력 링 증폭기(MOPRA) 배열부를 포함할 수 있거나, 하나 이상의 엑시머를 제공하는 고체 상태 레이저, 분자 플루오르 또는 CO2 증폭기 또는 오실레이터 챔버가 적합할 수 있다. 다른 설계가 적합할 수 있다.
일부 예에서, 소스 재료는 먼저 프리펄스에 의해 조사될 수 있고 이후에 메인 펄스에 의해 조사될 수 있다. 프리펄스 및 메인펄스 히드는 단일 오실레이터 또는 2개의 별개의 오실레이터에 의해 생성될 수 있다. 일부 설정에서, 하나 이상의 공통 증폭기가 프리펄스 시드 및 메인 펄스 시드 모두를 증폭시키기 위해 사용될 수 있다. 다른 설계를 위해, 별개의 증폭기가 프리펄스 및 메인 펄스 시드를 증폭시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수 (RF) 방전에 의해 펌핑되는, 예를 들어, 0.05 - 0.2 atm의 부대기압에서 CO2를 포함하는 밀봉된 가스를 갖는 CO2 레이저일 수 있다. 이러한 설계에 의해, 시드 레이저는 10.5910352㎛의 파장을 갖는 10P(20)와 같은 지배적 라인중 하나로 자체 튜닝될 수 있다. 일부 경우에, Q 스위칭이 시드 펄스 파라미터를 제어하기 위해 채용될 수 있다.
상술된 CO2를 포함하는 이득 매체를 갖는 시드 레이저에 사용되기 위한 적합한 증폭기는 DC 또는 RF 여기에 의해 펌핑되는 CO2 가스를 포함하는 이득 매체를 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 이러한 증폭기는 축방향-흐름, RF-펌핑된 (연속 또는 펄스 변조되는) CO2 증폭 유닛을 포함할 수 있다. 섬유, 로드(rod), 슬랩 또는 디스크 형상의 활성 매체를 갖는 다른 타입의 증폭 유닛이 사용될 수 있다. 일부 경우에, 고체 활성 매체가 채용될 수 있다.
이러한 증폭기는 각각 자체의 챔버, 활성 매체 및 여기 소스, 예를 들어, 펌핑 전극을 갖고 있는 2개(또는 그 보다 많은) 증폭 유닛을 가질 수 있다. 예를 들어, 시드 레이저가 상술된 CO2를 포함하는, 이득 매체를 포함하는 경우에, 증폭 유닛으로서 사용되기 위한 적합한 레이저는 DC 또는 RF 여기에 의해 펌핑되는 CO2 가스를 포함하는 활성 매체를 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 이러한 증폭기는 약 10-25 미터의 전체 이득 길이를 갖고 있고, 일제히, 예를 들어, 10kW 이상의 비교적 높은 전력에서 동작하는 4개 또는 5개와 같은 복수의 축방향-흐름, RF-펌핑된(연속 또는 펄싱된) CO2 증폭 유닛을 포함할 수 있다. 섬유, 로드, 슬랩 또는 디스크 형상의 활성 매체를 갖고 있는 다른 타입의 증폭 유닛이 사용될 수 있다. 일부의 경우에, 고체 활성 매체가 채용될 수 있다.
도 1b는 레이저 소스 시스템(21)과 조사 사이트(48) 사이에서 빔을 확장, 방향조정, 및/또는 포커싱하는 것과 같은 빔 조정을 위한 하나 이상의 광학부를 갖는 빔 컨디셔닝 유닛(50)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 미러, 프리즘, 렌증을 포함할 수 있는 방향조정 시스템이 제공되고 배열될 수 있어서 레이저 초점을 챔버(26)에서 상이한 위치로 조절할 수 있다. 예를 들어, 조절 시스템은 제1 미러를 2차원으로 독립적으로 이동시킬 수 있믐 팁-틸트 기동기에 장착된 제1 평면 미러 및, 제2 미러를 2차원으로 독립적으로 이동시킬 수 있는 팁-틸트 기동기에 장착된 제2 평면 미러를 포함할 수 있다. 이러한 설계에 의해, 조절 시스템은 빔 전파의 방향(빔 축)과 실질상 직교하는 방향으로 초점을 제어가능하게 이동시킬 수 있다.
포커싱 어셈블리가 빔을 조사 사이트(48)에 포커싱하고 초점의 위치를 빔축에 따라 조정하기 위해 제공될 수 있다. 포커싱 어셈블리를 위해, 초점을 빔축을 따라 이동시키기 위해 빔축을 따른 방향으로의 이동을 위해 기동기에 결합된 포커싱 렌즈 또는 미러와 같은 광학부가 사용될 수 있다.
빔 컨디셔닝 시스템에 관해서는 표제 A HIGH REPETITION RATE LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE, 대리인 사건 번호 2003-0125-01이고, 2006년 8월 8일에 발행된 미국 특허 번호 7,087,914의, 2004년 3월 17일 출원된 미국 특허 출원 번호 10/803,526; 2007년 1월 16일 발행된 미국 특허 번호 7,164,144이고, 표제 EUV LIGHT SOURCE, 대리인 사건 번호 2004-0044-01이고, 2004년 7월 27일 출원된 미국 특허 출원 번호 10/900,839, 표제 BEAM TRANSPORT SYSTEM FOR EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE, 대리인 사건 번호 2009-0029-O1 이고, 2009년 12월 15일 출원된 미국 특허 출원 번호 12/638,092에서 상세하게 설명되어 있고, 각각의 내용은 여기에 언급되어 통합되어 있다.
또한 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판 노광을 위한 EUV 광 출력을 생성하기 위한 제1 EUV 광 라디에이터는 또한 예를 들어, 주석 방울과 같은 소스 재료를 챔버(26)의 내부의 조사 영역(48)로 전달하는 소스 재료 전달 시스템(90)을 포함할 수 있는데, 이러한 조사 영역(48)에서 방울은 하나 이상의 광 펄스, 예를 들어, 제로, 하나 이상의 프리펄스와 상호작용하고 이후에 하나의 시스템(21)로부터의 하나 이상의 메인 펄스와 상호작용하여, 궁극적으로 플라즈마를 생성하고 EUV를 방출하여 노광 장치(12)내의 레지스트 코팅된 웨이퍼와 같은 기판을 노광시킨다. 다양한 방울 디스펜서 구성 및 이들의 관련 장점에 대해서는 표제 LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE, 대리인 사건 번호 2008-0055-01이고, U.S. 2010/0294953-A1로서 2010년 11월 25일 공개되고 2010년 3월 10일 출원된 미국 특허 출원 번호 12/721,317; 표제 SYSTEMS AND METHODS FOR TARGET MATERIAL DELIVERY IN A LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE, 대리인 사건 번호 2006-0067-02이고, 2011년 1월 18일에 발행된 미국 특허 번호 7,872,245의 2008년 6월 19일 출원된 미국 특허 출원 번호 12/214,736; 표제 LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE HAVING A DROPLET STREAM PRODUCED USING A MODULATED DISTURBANCE WAVE, 대리인 사건 번호 2007-0030-01이고, 2011년 3월 1일 발행된 미국 특허 번호 7,897,947의, 2007년 7월 23일 출원된 미국 특허 출원 번호 11/827,803; 표제 LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE-PULSE, 대리인 사건 번호 2005-0085-01이고, U.S. 2006/0255298A-1로서 2006년 11월 16일에 공개되고 2006년 2월 21일에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/358,988; 표제 METHOD AND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY, 대리인 사건 번호 2004-0008-01이고, 2005년 2월 25일에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/067,124; 2008년 7월 29일에 발행된 미국 특허 번호 7,405,416; 2008년 5월 13일 발행된 미국 특허 번호 7,372,056이고, 표제 LPP EU PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERY SYSTEM, 대리인 사건 번호 2005-0003-01이고, 2005년 6월 29일 출원된 미국 특허 출원 번호 11/174,443에 보다 상세하게 설명되어 있고, 각각의 내용은 여기에 언급되어 통합되어 있다.
기판 노광을 위한 EUV 광 출력을 생성하기 위한 소스 재료는 주석, 리튬, 크세논 또는 그 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. EUV 방출 원소, 예를 들어, 주석, 리튬, 크세논등은 액체 방울 및/또는 액체 방울내에 포함된 고체 입자의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 원소 주석은 순수한 주석으로서, 주석 화합물로서, 예를 들어, SnBr4, SnBr2, SnH4로서, 주석 합금으로서, 예를 들어, 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금, 또는 그 조합으로서 사용될 수 있다. 사용된 재료에 따라, 타겟 재료는 실온 또는 근실온(예를 들어, 주석 합금, SnBr4), 고온(예를 들어, 순수한 주석) 또는 실온 아래의 온도(예를 들어, SnH4)를 포함하는 다양한 온도에서 조사 영역(28)으로 제공될 수 있고, 일부 경우에, 예를 들어, SnBr4의 경우에 비교적 휘발성이 클 수 있다. LPP EUV 광원내의 이러한 재료의 사용에 관해서는 2008년 12월 16일에 발행된 미국 특허 7,465,946인, 대리인 사건번호 2006-0003-01, ALTERNATIVE FUELS FOR EUV LIGHT SOURCE 표제의 2006년 4월 17일에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/406,216에 제공되어 있고, 그 내용은 여기에 언급되어 통합되어 있다.
계속 도 1b에서, 장치(10)는 또한 시스템(21) 내의 하나 이상의 램프 및/또는 레이저 장치를 트리거하여 챔버(26)내에 전달하기 위한 광 펄스를 생성하고 및/또는 빔 컨디셔닝 유닛(50) 내의 광학부의 이동을 제어하기 위한 구동 레이저 제어 시스템(65)을 포함할 수 있다. 이러한 장치(10)는 또한 예를 들어, 조사 영역(48)에 상대적인, 하나 이상의 방울의 위치를 나타내는 출력을 제공하는 하나 이상의 방울 이미저(70)를 포함할 수 있는 방울 위치 검출 시스템을 포함할 수 있다. 이미저(70)는 이러한 출력을 방울 위치 및 궤적을 계산할 수 있는 방울 위치 검출 피드백 시스템(62)에 제공할 수 있고, 이러한 방울 위치 및 궤적으로부터 방울 에러가 방울-방울에 기초하여, 또는 평균적으로 계산될 수 있다. 그다음, 이러한 방울은 레이저 트리저 타이밍을 제어하기 위해 및/또는 빔 컨디셔닝 유닛(500 내의 광학부의 이동을 제어하여, 챔버(26) 내의 조사 영역(48)에 전달되고 있는 광 펄스의 위치 및/또는 초점력을 변경하도록 예를 들어, 위치, 검출 및/또는 타이밍 보정 신호를 시스템(21)에 제공할 수 있는 제어기(60)에 입력으로 제공될 수 있다. 또한, EUV 광원(20)을 위해, 소스 재료 전달 시스템(90)은 요구되는 조사 영역(48)에 도달하는 방울의 에러를 보정하기 위해 예를 들어, 해제 포인트, 초기 방울 스트림 검출, 방울 해제 타이밍 및/또는 방울 모듈레이션을 수정하기 위해, 제어기(60)로부터 (일부 실시예에서 상술된 방울 에러, 또는 이로부터 유도되는 일부 양을 포함할 수 있는) 신호에 응답하여 동작가능한 제어 시스템을 가질 수 있다.
계속 도 1b에서, 장치(10)는 또한 예를 들어, 몰리브덴 및 실리콘의 대안층을 갖는 그레이디드 다층 코팅, 그리고 일부 경우에, 하나 이상의 고온 확산 배리어층, 스무딩층, 캡핑층 및/또는 에칭 정지층을 갖는 장구(長球)의 형태(즉, 그 주축을 중심으로 회전되는 타원형)로 반사면을 갖는 정상에 가까운 입사 콜렉터 미러와 같은 광학부(24")를 포함할 수 있다. 도 1b는 시스템(21)에 의해 생성된 광 펄스가 조사 영역(48)을 통과하고 도달할 수 있도록 하는 개구를 갖도록 형성될 수 있음을 보여준다. 도시된 바와 같이, 광학부(24")는 예를 들어, 조사 영역(48) 내에 또는 근방에 제1 초점을 갖고 있고 소위 중간 영역(40)에서 제2 초점을 갖고 있는 장구의 미러일 수 있고, EUV 광은 EUV 광원(20)으로부터 출력되고 EUV 광을 사용하는 노광 장치, 예를 들어, 집적 회로 리소그래피 툴로 입력될 수 있다. 다른 광학부는 EUV 광을 사용하는 장치로 연속 전달하기 위한 중간 위치로 광을 수광 및 지향시키기 위해 장구 미러 대신에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 광학부는 그 주축을 따라 회전되는 포물선형일 수 있거나 중간 위치로 링 형상 단면을 갖는 빔을 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 여기에 언급되어 그 내용이 통합된, 대리인 사건 번호 2006-0027-01의 EUV OPTICS 표제의 2006년 8월 16일에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/505,177을 참조할 수 있다.
수소, 헬륨, 아르곤 또는 조합과 같은 버퍼 가스(39')가 챔버(26) 내에 도입될 수 있고, 펌프(41')를 통해 챔버(26)로부터 제거될 수 있다. 이러한 버퍼 가스는 플라즈마 방전 동안 챔버(26) 내에 존재할 수 있고 광학 열화를 감소시키고 및/또는 플라즈마 효율을 증가시키기 위해 플라즈마 생성된 이온을 느리게 하도록 동작할 수 있다. 대안으로, 자계 및/또는 전계(도시되지 않음)가 단독으로 사용되거나 버퍼 가스와 함께 사용될 수 있어서 고속 이온 손상을 감소시킬 수 있다.
도 1b는 또한 장치(10)가 광학부(24")의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함할 수 있다는 것을 보여준다. 이러한 세정 시스템은 하나 이상의 가스를 챔버(26) 내로 도입시키는 가스 소스(28") 및 이러한 가스로부터 세정 종을 생성하는 하나 이상의 제2 광 라디에이터를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 일부 경우에, 제2 광 라디에이터는 125 mm 미만, 일부의 경우에 70 mm 미만의 파장을 가진 광을 생성할 수 있다.
상술된 바와 같이, 제2 광 라디에이터는 하나 이상의 가스(28")와의 반응을 위한 전자, 광전자, 이온 및/또는 광자를 생성함으로써 세정 종을 생성할 수 있다.
또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 제2 광 라디에이터는 기판 노광을 위한 EUV 출력을 생성하는데 사용되는 제1 EUV 광 라디에이터와 동일한 레이저 시스템(21)의 일부 또는 모든 성분을 사용하는 레이저 생성 플라즈마 광원일 수 있다. 예를 들어, MoPa 설계와 동일한 레이저는 제2 광 라디에이터 및 제1 EUV 광 라디에이터 모두를 위해 사용될 수 있거나, 별개의 시드 레이저가 사용될 수 있는데, 하나는 제2 광 라디에이터를 위해 그리고 하나는 제1 EUV 광 라디에이터를 위해 사용될 수 있고, 그 출력은 공통 증폭기를 공유한다. 또는 시스템(21)은 제1 광 라디에이터 및 제1 EUV 광 라디에이터를 위한 상이한 레이저를 포함할 수 있지만 이들은 공통 빔 컨디셔너를 통과하는 공통 빔 경로에서 함께 조합될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 광 라디에이터에 사용되는 레이저는 방울이 광학 캐비티의 하나의 미러로서 동작하는 소위 "셀프-타겟팅" 레이저 시스템일 수 있지만 제1 EUV 광 라디에이터는 MoPa와 같은 상이한 배열을 사용하고, 그 반대도 가능하다. 이러한 "셀프-타겟팅" 레이저 및 MoPa 레이저는 하나 이상의 증폭기를 공유할 수 있다.
기판을 노광을 위해 제1 EUV 광 라디에이터에 사용하기 위한 레이저 시스템(21)로부터의 출력은 제2 광 라디에이터에 사용되는 레이저 출력과 동일하거나 상이할 수 있다. 기판 노광을 위한 제2 광 라디에이터 및 제1 EUV 광 라디에이터에 대해 상이할 수 있는 레이저 파라미터는 레이저 파장, 펄스 에너지, 펄스 반복율, 펄스 패턴, 펄스 지속시간, 펄스 형상, 조사 영역에서의 강도, 프리펄싱이 채용되는지 여부, 및 적용가능하다면, 프리펄스 에너지, 프리펄스와 메인 펄스 사이의 지속시간, 파장 및 지연을 포함하지만 여기에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 이러한 레이저는 요구되는 선량을 충족시키는데 있어 융통성을 허용하기 위해 기판 노광을 위해 제1 EUV 광 라디에이터에서 사용하기 위한 레이저의 최대 펄스 에너지 아래에서 동작할 수 있거나, 한편으로, 이러한 레이저는 제2 광 라디에이터에 사용되기 위한 레이저의 최대 펄스 에너지에서 동작될 수 있다.
추가 예로서, 기판 노광을 위해 제1 EUV 광 라디에이터를 위해 사용되는 펄스 패턴은 삽입된 시간(상술된 설명 참조)에 의해 분리된, 펄스의 버스트로 구성될 수 있다. 예로서, 전형적인 버스트는 약 0.5 초의 시간 동안 지속될 수 있고 약 40kHz의 반복율에서 약 20,000 EUV 광 펄스의 연속 트레인을 포함할 수 있다. 한편, 제2 광 라디에이터를 위한 펄스 패턴은 증착물 제거를 위해 최적화될 수 있다. 하나의 실시예에서, 펄스 패턴은 예를 들어, 10-40kHz의 편안한 반복율에서 약 2 내지 100 펄스로 구성될 수 있고, 이어서 예를 들어, 0.05 밀리초 내지 0.3 ms의 OFF 시간이 이어진다. 그다음, 이러한 패턴은 필요한대로 또는 개재 기간 내에 시간이 허용하는 대로 반복될 수 있다. 이러한 패턴에 의해, 세정 종이 얻어지고, 증착물에 확산되거나 흘러 휘발성 물질을 생성하도록 할 수 있다. 그다음, 이러한 휘발성 물질은 광자, 광전자, 이온, 전자등에 의한 휘발성 물질의 분해 없이 OFF 시간 동안 증착물로부터 흐르거나(예를 들어, 가스로 흐른다) 확산될 수 있다. 일단 휘발성 물질이 증착물로부터 이동되었다면, 휘발성 물질은 챔버 밖으로 흐를 수 있거나 표면으로부터 충분한 거리를 둘 수 있어서, 휘발성 물질의 연속 분리는 재증착을 유발하지 않는다. 상술된 패턴은 수소 라디칼이 주석 증착물을 제거하기 위해 세정 종으로서 사용될 때 적합할 수 있다. 펄스의 수 및 OFF 시간의 길이는 일단 형성된 세정 종의 예상되는 수명, 증착물 근방의 가스 플로우의 속도 및 방향 및/또는 광학부 근방 환경에서의 휘발성 물질의 확산속도에 따라 조정될 수 있다.
계속 도 1b에서, 제2 광 라디에이터는 예를 들어, 방울과 같은 타겟 재료를 챔버(26)의 내에 전달하는 타겟 재료 전달 시스템(100)을 포함할 수 있는데, 챔버(26) 내에서 타겟 재료는 하나 이상의 광 펄스, 예를 들어, 제로, 하나 이상의 프리펄스와 상호작용하고, 이후로 레이저 시스템(21)으로부터의 하나 이상의 메인 펄스와 상호작용하여, 궁극적으로 플라즈마(45')를 생성하고 세정 종을 생성하기 위한 광을 방사한다. 플라즈마(45')의 위치는 단지 설명을 위해 도시되어 있다. 기판 노광을 위한 LPP 플라즈마가 생성되는 위치 또는 근방에서, 광학부(24")의 광축을 따른 위치에서, 중간 초점(40)에서 또는 근방에서, 세정을 필요로 하는 광학부의 일부와의 시선내에 있는 위치 또는 임의의 다른 적합한 위치, 예를 들어, 확산 또는 가스 플로우에 의해 세정을 필요로 하는 광학부의 표면에 이송되는 세정 종을 생성할 수 있는 위치에서 세정 시스템 플라즈마가 생성될 수 있는 것이 유익할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 세정 시스템 플라즈마(45')의 위치는 세정 시간 동안 하나의 위치로부터 다른 위치로 이동될 수 있거나 복수의 세정 시스템 플라즈마가 동시에 생성될 수 있다.
제1 및 제2 광 라디에이터를 위해 상이한 재료 전달 시스템이 채용될 때, 도 1b에 도시된 바와 같이, 다른 전달 시스템이 조사되지 않는 방울을 계속 전달하는 동안 하나의 전달 시스템은 플라즈마를 생성하기 위해 조사되는 방울을 생성할 수 있다. 이로 인해 전달 시스템은, 설정등의 동안 불안정한 스트림을 막는 결과를 가져올 수 있는 전달 시스템의 시작 및 정지에 반대로, 필요하든 안하든 관계없이 방울을 연속으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 실시예에서, 하나의 방울 스트림은 다른 방울 스트림에 비교하여 시간적으로 시프트될 수 있어서 레이저는 보다 가까운 방울 스트림을 통과하고(즉, 방울 사이를 통과하고) 보다 먼 방울 스트림내의 방울에 도달할 수 있다. 대안으로, 다른 타겟 재료 전달 시스템이 플라즈마를 생성하기 위해 조사되는 동안 하나의 타겟 재료 전달 시스템은 중단되거나, 편향되거나 차단될 수 있다(즉, 캐치에 의해).
세정 시스템 가스(28")는 (세정 시스템 라디에이터와 함께 사용될 때) 세정 종을 생성하기 위해 도 1에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 가스를 포함할 수 있다.
(상술된 바와 같은) 버퍼 가스(39')가 사용될 수 있고, 일부의 경우에, 버퍼 가스(39')에서 사용된 일부 또는 모든 가스는 세정 시스템 가스(28")의 하나의 가스, 일부 가스 또는 모든 가스와 동일할 수 있다.
제2 광 라디에이터에서 사용된 타겟 재료는 (상술된) 제1 EUV 광 라디에이터에서 사용된 것 또는 도 1a에서 상술된 다른 타겟 재료중 어느 하나와 동일할 수 있다.
하나의 실시예에서, 제2 광 라디에이터 LPP 파라미터는 하나 이상의 증착물 타입의 세정 효율을 증가시키기 위해 선택될 수 있고 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 파라미터는 예를 들어, 13.5nm +/- 2%의 대역 내로 EUV 출력을 최적화하기 위해 선택된다. 세정 시스템 LPP 및 기판 노광 LPP에 대해 상이할 수 있는 타겟 재료 파라미터는 타겟 크기, 예를 들어, 방울 직경, 타겟 조성물, 타겟 형상, 타겟 타입(즉, 방울, 와이어, 연속 스트림, 고체 타겟, 거품, 가스 분사, (아래에서 더 설명되는)광학 가스 브레이크다운을 위한 상승된 압력에서의 가스등)을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 제2 광 라디에이터의 동작 동안 상이할 수 있는 다른 시스템 파라미터는 챔버(26)내의 가스 조성물, 가스 압력 및 플로우(속도, 방향 및/또는 배기율/충전율), (예를 들어, 후측의 히터/쿨러를 사용하여 광학부의 온도가 제어되는 경우) 광학부의 온도를 포함하지만 이제 제한되는 것은 아니다.
사용시에, 장치(10)는 먼저 기판 노광을 위해 구성될 수 있다. 이러한 모드에서, 소스 재료 전달 시스템(90)은 시스템(21)로부터의 적합하게 포커싱된 레이저 빔에 의해 조사되기 위해 챔버(26) 내의 조사 영역(48)으로 주석과 같은 소스 재료의 방울을 전달하기 위해 동작될 수 있다. 빔 컨디셔닝 유닛(50)은 조사 영역(48)에서의 초점으로 레이저 빔(21)을 적합하게 조절하고 포커싱하도록 구성될 수 있다. 수소, 헬륨, 아르곤 또는 그 조합과 같은 버퍼 가스(39')는 기판 노광을 위한 EUV 출력을 위한 적합한 플로우 패턴 및 챔버 압력을 얻기 위해 필요한 대로, 펌프(41')를 통해 챔버(26) 내로 도입되고, 충전되고 배기될 수 있다.
제2 광 라디에이터 LPP는 개재 기간 동안 생성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광 라디에이터 LPP 플라즈마는 기판 노광 버스트 사이에, 기판 툴이 웨이퍼를 변경할 때, 노광 툴이 소위 "보트" 또는 카세트를 교환할 때, 하나 이상의 유지 기능을 실행할 때, 일부 다른 스케줄되거나 스케줄되지 않은 프로세스를 실행할 때 또는 노광 툴이 시간 감소를 요청하는지 여부의 세정을 지시할 수 있는 세정 스케줄에 따라 실행할 때 생성될 수 있다.
세정 시간 동안 제2 광 라디에이터 LPP를 생성하도록 장치를 구성하기 위해, 타겟 재료 전달 시스템(100)은 플라즈마(45')를 형성하기 위해 시스템(21)으로부터의 적합하게 포커싱된 레이저 빔에 의해 조사하기 위해 물, 오일, 주석, 증기등과 같은 타겟 재료를 챔버(26)의 내부에 전달하기 위해 동작될 수 있다. 빔 컨디셔닝 유닛(50)은 요구되는 위치의 초점으로 레이저 빔(21)을 적합하게 조절하고 포커싱하도록 구성될 수 있다. 이것은 기판 노광을 위한 EUV 출력 시간으로부터 세정 시간으로, 그리고 그 반대로의 이동할 때의 스티어링 광학부 및/또는 포커싱 광학부의 이동을 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 하나 이상의 레이저 빔 파라미터는 기판 노광 모드를 위한 초기 설정으로부터 세정 모드 동안 수정될 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 하나 이상의 가스 파라미터, 예를 들어, 조성물, 압력, 플로우등이 기판 노광을 위한 초기 설정으로부터 가스 소스(28")를 사용하여 수정될 수 있다. 세정 시간의 끝에서, 장치(10)는 기판 노광 LPP를 생성하기 위해 초기 설정으로 재구성될 수 있다. 상술된 바와 같이, 타겟 재료 전달 시스템(90)은 세정 모드 동안 계속 동작할 수 있고 및/또는 타겟 재료 전달 시스템(100)은 기판 노광 모드 동안 계속 동작할 수 있다.
도 2는 기판 노광 LPP를 생성하기 위한 레이저 시스템(21)을 갖고 있는 제1 EUV 광 라디에이터를 포함하는 장치(10a)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 장치(10a)는 광학부(24")와 같은 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 세정 시스템은 챔버(26a) 내에 하나 이상의 가스(28a)를 도입시키는 가스 공급원 및 이러한 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생성하는 하나 이상의 제2 광 라디에이터를 포함할 수 있다. 이러한 장치(10a)를 위해, 레이저 시스템(120)이 세정 시스템 LPP를 생성하기 위해 제공될 수 있다. 도시된 장치(10a)에 있어서, 레이저 시스템(21a, 120)은 동일한 타입일 수 있거나 상이한 타입일 수 있다.
레이저 시스템(21a, 120)이 동일한 타입인 경우에, 레이저 파장, 펄스 에너지, 펄스 반복율, 펄스 패턴, 펄스 지속시간, 펄스 형상, 조사 영역에서의 강도, 프리펄싱이 채용되는지 여부, 및 적용가능하다면, 프리펄스 에너지, 프리펄스와 메인 펄스 사이의 지속시간, 파장 및 지연과 같은 동일하거나 상이한 레이저 파라미터를 갖는 레이저가 동작될 수 있다.
또한 도시된 바와 같이, 빔 컨디셔닝 유닛(50)이 레이저 시스템(21a)로부터의 출력 빔을 포커싱하고 챔버(26a)내에 최종 초점을 방향조정하고 및/또는 축방향 이동시키기 위해 제공될 수 있고, 빔 컨디셔닝 유닛(122)이 레이저 시스템(120)로부터의 출력 빔을 포커싱하고 챔버(26a) 내에 최종 초점을 방향조정하고 및/또는 축방향 이동시키기 위해 제공될 수 있다.
장치(10a)에 있어서, 소자 재료 전달 시스템(90a)이 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP용 타겟 재료 방울을 생성하기 위해 제공되고, 타겟 재료 전달 시스템(100a)이 제2 광 라디에이터 LPP를 위한 타겟 재료 방울을 생성하기 위해 제공된다. 기판 노광 LPP 및 세정 시스템 LPP를 위한 상이한 조사 사이트가 도 2에 도시되어 있지만, 양측을 위해 동일한 위치가 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP에 사용되는 타겟 재료는 상술된 임의의 재료일 수 있고, (상술된 제2 광 라디에이터 LPP 타겟 재료중 어느 하나일 수 있는) 제2 광 라디에이터 LPP에 사용된 타겟 재료와 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 주석이 제1 EUV 광 라디에이터 LPP를 위해 사용될 수 있고 물이 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 사용될 수 있다.
수소, 헬륨, 아르곤 또는 그 조합과 같은 버퍼 가스(39a)는 필요한 대로, 펌프(41a)를 통해 챔버(26') 내에 도입되고, 충전되고 배기될 수 있다. 또한, (예를 들어, 개재 기간 동안 발생할 수 있는) 세정 시간 동안, 조성물, 압력, 플로우 방향 및 속도 등을 포함하는 플로우 패턴과 같은 하나 이상의 가스 파라미터가 기판 노광 시간 동안 사용된 파라미터로부터 수정될 수 있다.
도 3은 기판 노광 LPP를 생성하기 위한 레이저 시스템(21b)을 갖는 제1 EUV 광 라디에이터를 포함하는 장치(10b)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 장치(10b)는 광학부(24")와 같은 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 세정 시스템은 하나 이상의 가스(28b)를 챔버(26b) 내로 도입시키는 가스 공급부 및 이러한 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생성하는 하나 이상의 제2 광 라디에이터를 포함할 수 있다. 장치(10b)에 있어서, 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP를 위한 소스 재료 방울 및, 하나 이상의 세정 종을 생성하기 위한 제2 광 라디에이터 LPP를 위한 타겟 재료 방울 모두를 생성하는 재료 전달 시스템(90b)이 제공될 수 있다. 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP를 위해 사용된 소스 재료(150)는 상술된 소스 재료중 하나일 수 있다. 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 사용된 타겟 재료(152)는 상술된 세정 시스템 타겟 재료중 하나일 수 있고, 소스 재료(150)와 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 주석이 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP를 위해 사용될 수 있고, 물 또는 오일이 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 사용될 수 있다. 다른 에에서, 비교적 작은 주석 방울이 제1 EUV 광 라디에이터 LPP를 위해 사용될 수 있고 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 사용된 비교적 큰 주석 방울, 예를 들어, 상이한 크기의 캐필러리가 사용될 수 있다.
보다 상세하게, 방울 생성기의 하나 이상의 구성요소가 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 방울 및 제2 광 라디에이터 LPP 방울 모두의 생성에 채용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 방울 생성기는 하나 이상의 저장기, 캐필러리 튜브, 압전 모듈레이터, 신호 생성기, 예를 들어, 방울 생성기를 레이저 소스(21b)와 동기시키는 다양한 타이밍 및 제어 회로, 및 방울 생성기 해제 포인트를 선택적으로 이동시키기 위한 변환 시스템으로 구성될 수 있다. 가장 단순한 구성에서, 소스 재료 및 타겟 재료 모두는 공통 캐필러리 튜브를 연속으로 통과할 수 있다. 다른 실시예에서, 각 모듈이 저장부, 캐필러리 튜브 및 압전 모듈레이터를 갖는 별개의 모듈이 (기판 노광 시간으로부터 세정 시간으로의 변환 및 그 반대를 위해) 신호 생성기, 타이밍 및 제어 회로, 및 변환 시스템을 갖는 공통 베이스에 대해 교환될 수 있다. 다른 실시예에서, 온전한 세정 시스템 또는 타겟 재료 전달 시스템이 기판 노광 모드로부터 세정 모드로의 전환을 위해, 그리고 그 반대를 위해, 동일한 진공실 포트를 사용하여 온전한 기판 노광 소스 재료 전달 시스템과 교환될 수 있다. 다른 설계 역시 가능하다.
도 3에 도시된 배열에 있어서, 공통 레이저 시스템(21b)은 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 방울 및 제2 광 라디에이터 LPP 방울 모두를 조사하기 위해 사용될 수 있다. 장치(10b)에 있어서, 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 제2 광 라디에이터 LPP 모두에 대해 동일한 레이저 파라미터를 갖는 레이저가 동작될 수 있거나, 이러한 파라미터는 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 제2 광 라디에이터 LPP에 대해 상이할 수 있다. 상이할 수 있는 레이저 파라미터는 레이저 파장, 펄스 에너지, 펄스 반복율, 펄스 패턴, 펄스 지속시간, 펄스 형상, 조사 영역에서의 강도, 프리펄싱이 채용되는지 여부, 및 적용가능하다면, 프리펄스 에너지, 프리펄스와 메인 펄스 사이의 지속시간, 파장 및 지연을 포함할 수 있다.
대안으로, 도 2에 도시되고 상술된 별개의 레이저는 도 3의 재료 전달 시스템(90b)와 함께 사용될 수 있다. 수소, 헬륨, 아르곤 또는 그 조합과 같은 버퍼 가스(39b)는 필요한 대로, 펌프(41b)를 통해 챔버(26b) 내에 도입되고, 충전되고 배기될 수 있다. 또한, (예를 들어, 개재 기간 동안 발생할 수 있는) 세정 시간 동안, 하나 이상의 가스 파라미터가 조성물, 압력, 플로우 방향 및 속도 등을 포함하는 플로우 패턴과 같은 기판 노광 시간 동안 사용된 파라미터로부터 수정될 수 있다.
도 4는 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 광학부(24c)와 같은 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함하는 장치(10c)를 도시하고 있다. 이러한 세정 시스템은 하나 이상의 가스(28c)를 챔버(26c) 내로 도입시키는 가스 공급부 및, 이러한 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생산하는 하나 이상의 제2 광 라디에이터를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 장치(10c)는 기판 노광을 생산하기 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 세정을 위한 제2 광 라디에이터 LPP 모두를 생성하도록 공통 재료 전달 시스템(90c) 및 공통 레이저 시스템(21c)을 사용할 수 있다.
도 4에 도시된 장치(10c)에 있어서, 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP에 사용된 소스 재료는 (상술된 소즈 재료 또는 타겟 재료중 하나일 수 있는) 제2 광 라디에이터 LPP에 사용된 타겟 재료와 동일한 조성물를 가질 수 있다. 그러나, 방울 크기 및/또는 반복율은 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 세정 종을 생성하기 위한 제2 광 라디에이터 LPP에 대해 상이할 수 있다. 이것은 예를 들어, 캐필러리를 통해 방울 재료를 강제 통과시키기 위해 사용되는 푸셔 가스압을 변경함으로써 및/또는 캐필러리를 변형하고 방울을 생성하는데 사용되는 모듈레이션 신호를 변경함으로써 달성될 수 있다.
도 4에 도시된 장치(10c)에 있어서, 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP를 위해 소스 재료를 조사하도록 사용된 레이저 출력은 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 타겟 재료를 조사하도록 사용되는 레이저 출력과 상이할 수 있다. 구체적으로, 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터와 제2 광 라디에이터에 대해 상이할 수 있는 레이저 파라미터는 레이저 파장, 펄스 에너지, 펄스 반복율, 펄스 패턴, 펄스 지속시간, 펄스 형상, 조사 영역에서의 강도, 프리펄싱이 채용되는지 여부, 및 적용가능하다면, 프리펄스 에너지, 프리펄스와 메인 펄스 사이의 지속시간, 파장 및 지연을 포함하지만 이제 제한되는 것은 아니다.
도 4에 도시된 장치에 있어서, 소스 재료 및 타겟 재료는 동일할 수 있고, 제1 EUV 광 라디에이터 LPP에 사용되는 레이저 빔 파라미터는 제2 광 라디에이터 LPP에 사용되는 빔 파라미터와 동일할 수 있다. 이러한 경우에, 챔버 상태와 같은 다른 시스템 파라미터가 상이할 수 있다.
도 4에 도시된 장치(10c)에 있어서, 기판 노광 시간 동안(즉, 레이저 빔이 제1 EUV 광 라디에이터 LPP를 위해 소스 재료를 조사하고 있는 동안) 사용된 챔버 상태는 세정 시간 동안(즉, 레이저 빔이 제2 광 라디에이터 LPP를 위해 타겟 재료를 조사하고 있는 동안) 사용된 챔버 상태와 상이할 수 있다. 구체적으로, 기판 노광 시간과 상이할 수 있는 세정 시간에 대한 챔버 상태는 챔버(26c) 내의 가스 조성물, 가스 압력 및 가스 플로우(속도, 방향 및/또는 배기/충전의 비율)를 포함할 수 있지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상술된 바와 같이, 이러한 "챔버 상태"는 도 1 도 1a, 도 1b, 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 대한 개재 기간과 같은, 기판 노광 시간과 세정 시간 사이에서 상이할 수 있다.
일반적으로, 도 4에 도시된 장치(10c)에 있어서, 세정 시간 동안과 기판 노광 시간 사이에 적어도 하나의 레이저 파라미터 차이 또는 소스 재료/타겟 재료 차이 또는 챔버 상태 차이가 존재할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 수소, 헬륨, 아르곤 또는 그 조합과 같은 버퍼 가스(39c)는 처음에 컴파트먼트(200) 내로 (필요한 대로) 도입되고 및/또는 충전되어서 가스 쉬라우드(202)를 관통하여 화살표(204) 방향으로 챔버(26c) 내로 흐를 수 있다. 이러한 버퍼 가스는 필요한 대로, 펌프(41c)를 통해 배기될 수 있다. 하나의 펌프(41c)가 도시되어 있지만, 하나 보다 많은 펌프(41c)가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 달리 명시하지 않으면, 가스 입구 및 펌프의 위치는 단지 예로서 도시된 것이고 필요한 대로, 상이한 플로우 레이트 및/또는 플로우 패턴을 달성하기 위해 이동될 수 있다. 대안으로, 도시된 바와 같이, 매니폴드(206)가 광학부(24c)의 표면을 따라 (하술되는 바와 같은 세정 가스 및/또는) 버퍼 가스의 접면 흐름(즉, 화살표(208) 방향)을 도입하도록 제공될 수 있다. 이러한 배열에 의해, 대략 광학부(24c)로부터 조사 영역(48c)쪽으로 흐르는 버퍼 가스의 흐름이 제공될 수 있다. 기판 노광 LPP 동안 이러한 방향으로의 흐름으로 인해 조사 영역(48c)으로부터 광학부(24c)로의 플라즈마 발생 잔해의 이송이 감소될 수 있다. 또한, 버퍼 가스의 배기/충전은 온도를 제어하도록, 예를 들어, 챔버(26c) 내의 열을 제거하거나 챔버(26c) 내의 하나 이상의 구성요소 또는 광학부를 냉각시키도록 사용될 수 있다. 하나의 배열에서, 이온이 광학부(24c)에 도달하기 전에 플라즈마 생성 이온의 이온 에너지를 약 100eV 아래로 감소시키기 위해, 최단거리, d에서 동작하기에 충분한 가스 넘버 밀도를 얻도록 기판 노광 LPP와 광학부(24c) 사이에 버퍼 가스가 흐르도록 할 수 있다. 이것에 의해 플라즈마 생성 이온으로 인해 광학부(24c)의 손상을 감소시키거나 제거할 수 있다.
세정 시간에 대해, 기판 노광 시간 동안 사용된 초기 설정으로부터 가스 조성물, 압력, 플로우 등과 같은 하나 이상의 가스 파라미터가 수정될 수 있다. 예를 들어, (버퍼 가스와 동일한 조성물를 갖거나 상이한 조성물를 가질 수 있는) 세정 가스가 가스 쉬라우드(202)를 통해 흐르기 위해 챔버(26c) 내로 그리고 화살표(210) 방향으로 컴파트먼트(200) 내로 처음에 도입될 수 있다(그리고 필요한 대러 충전될 수 있다). 이러한 세정 가스는 필요한 대로, 펌프(41c)를 통해 배기될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이 매니폴드(206)가 광학부(24c)로의 세정 가스의 표면 흐름을 도입하기 위해 (즉, 화살표(208)의 방향으로 광학부(24c)의 표면을 따라 흐르도록) 제공될 수 있다. 이러한 배열에 의해, 대략 조사 영역(48c)로부터 광학부(24c)쪽으로 흐르는 세정 가스의 흐름이 제공될 수 있다. 세정 시스템 LPP 동안의 이러한 방향의 흐름은 세정 종 (예를 들어, 광 분해, 이온 분해 및/또는 전자 분해로 인해 생성된 세종 종)의 광학부(24c)의 표면으로의 흐름 및/또는 확산을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 이러한 흐름 배열은 세정 LPP가 기판 노광 LPP보다 보다 적은 (증기와 같은) 열 원자, 또는 보다 덜 해로운 플라즈마 부산물을 생성하는 실시예에서 사용될 수 있다. 이것은 타겟 재료 크기, 조성물, 플라즈마 반복율 등과 같은 파라미터 선택에 기인할 수 있다. 예를 들어, 물, 크세논, 수소, 오일등이 세정 시스템 LPP에 사용되고 주석이 기판 노광 LPP에 사용된다면, 기판 노광 LPP 동안의 플라즈마쪽으로 그리고 광학부(24c)쪽으로의 세정 동안의 흐름이 규정될 수 있다. 광학부(24c)쪽으로의 흐름은 예를 들어, 휘발성 세정 반응 산물이 비교적 작은 광 분해 단면적을 갖고 있어서 재증착의 확률이 낮은 경우에 바람직할 수 있다. 터보펌프 또는 루트 블로어와 같은 펌프(212)가 필요한 대로 컴파트먼트(200)로부터 세정 가스를 배기하기 위해 제공될 수 있다. 세정 가스 또한 필요한대로 챔버(26c)로부터 배기될 수 있다. 휘발성 세정 반응 산물이 SnH4와 같은 비교적 큰 광 분해 단면적을 갖고 있는 경우에, 광학부(24c)로부터 멀어지는 흐름이 재증착을 감소시키기 위해 바람직할 수 있다.
일부 경우에, 배기된 세정 가스는 장치(10c) 내로 다시 재순환될 수 있다. 예를 들어, 폐루프 흐름 시스템(도시되지 않음)이 배기된 가스를 장치 내로 다시 보내기 위해 채용될 수 있다. 이러한 폐루프는 하나 이상의 필터, 열 교환기, 디컴포저(예를 들어, 주석 수소화물 디컴포저, 및/또는 펌프)를 포함할 수 있다. 폐루프 흐름 경로에 대해서는 대리인 사건 번호 2007-0039-01이고, 2010년 2월 2일 발행된, GAS MANAGEMENT SYSTEM FOR A LASER-PRODUCED-PLASMA EUV LIGHT SOURCE 표제의 미국 특허 번호 7,655,925; 및 대리인 사건 번호 2010-0022-02이고, 2010년 9월 24일에 출원된, SOURCE COLLECTOR APPARATUS LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD 표제의 출원 번호 PCT EP10/64140에 보다 상세하게 설명되어 있고, 각각의 내용은 여기에 언급되어 통합되어 있다.
일부의 경우에, 챔버(26) 내의 대기는 기판 노광 모드과 상이한 세정 모드의 압력으로 유지될 수 있다. 상술된 바와 같이, 기판 노광 모드를 위한 압력은 광학부(24c)에 도달하고 손상시키기 전에 에너지 이온이 확실히 느려지도록 선택될 수 있다. 한편, 기판 노광 모드 동안의 과도한 압력은 바람직하지 않은 EUV 흡수에 이를 수 있다.
일부 실시예에서, 챔버(26c) 내의 대기는 기판 노광 시간 보다 높은 세정 시간 동안의 압력에서 유지될 수 있다. 이것은 가스가 타겟 재료로서 사용될 때 고속 이온 손상을 낮추고, 생성된 세정 종의 농도를 증가시키고 및/또는 플라즈마 산물을 증가시키기 때문에 바람직할 수 있다. 한편, 일부 배열에 있어서, 챔버(26c) 내의 대기는 기판 노광 시간 보다 낮은 세정 시간 동안의 압력에서 유지될 수 있다. 이것은 분해 체적을 증가시키고(즉, 광 분해, 이온 붑ㄴ해 및/또는 전자 분해), 광학 표면으로의 세정 종의 확산을 증가시키고, 및/또는 흡수량을 감소시키고 이로 인해 광전자를 생산하는 광학부에 도달하는 광량을 증가시키기 때문에 바람직할 수 있다. 압력은 선택된 레이저 파라미터, 선택된 타겟 재료 파라미터, 세정 시스템 플라즈마 위치 및 다른 시스템 파라미터를 포함하는 다수의 요인에 따라 선택될 수 있다.
도 5는 기판 노광을 위한 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및, 광학부(24d)와 같은 광학부의 표면으로부터 증착물을 제거하기 위한 세정 시스템을 포함하는 장치(10d)를 도시하고 있다. 이러한 세정 시스템은 하나 이상의 가스(28d)를 챔버(26d) 내로 도입시키는 가스 공급부 및 이러한 가스로부터 하나 이상의 세정 종을 생산하는 하나 이상의 제2 광 라디에이터를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 광 라디에이터는 챔버(26d) 내의 가스/증기를 조사함으로써 생성된 레이저 생성 플라즈마(LPP)일 수 있다.
도시된 바와 같이, 이러한 배열에 있어서, 제2 광 라디에이터 LPP 위치(45d)로 지향된 가스/증기의 고농도의 스트림 또는 제트는 반드시 필요한 것은 아니다. 대신에, 도시된 바와 같이, 레이저 시스템(21d)(또는 다른 레이저 시스템 - 예를 들어, 도 2 참조)의 출력은 플라즈마 및/또는 레이저 유도 스파크를 생성하는 레이저 유도 가스 브레이크다운을 생성하기에 충분한 강도에서 챔버(26d) 내의 가스/증기에 빔 컨디셔닝 유닛(50d)을 사용하여 포커싱될 수 있다/방향조정될 수 있다. 제2 레이저가 사용될 때, 제1 EUV 광 라디에이터 LPP 및 제2 광 라디에이터 LPP는 동시에 또는 대안의 방식으로 생성될 수 있다. 일반적으로, 가스 브레이크다운 임계값은 레이저 파장이 증가함에 따라 그리고 보다 높은 가스 압력에서 감소한다. 제2 광 라디에이터 LPP는 도시된 바와 같은 위치(45d)에서, 기판 노광 조사 영역(48d)에서, 조사 영역보다 광학부(24d)에 보다 가까운 위치(250)에서 또는 다른 적합한 위치(상기 참조)에서 생성될 수 있다.
이러한 배열에 있어서, 기판 노광 LPP 동안 채용된 버퍼 가스(39d)는 세정 LPP를 생성하도록 조사될 수 있다. 이러한 버퍼 가스는 조사하는 동안 흐르고 있을 수 있거나 흐르지 않을 수 있다. 소스 재료 증기 또는 세정 산물과 같은, 버퍼 가스 내의 다른 종이 플라즈마 형성에 기여할 수 있다. 예를 들어, 주석 증기 및/또는 주석 수소화물이, 존재하다면, 참여할 수 있다.
대안으로, 세정 시간 동안 사용하기 위해, 버퍼 가스의 조성물, 압력 및/또는 흐름이 (가스(28d)를) 도입시킴으로써 및/또는 가스를 챔버(26d)로부터 배기함으로써(펌프(41d)) 기판 노광 시간 동안 사용된 가스로부터, 전체 또는 일부 수정될 수 있다. 다른 실시예에서, 버퍼 가스는 전체 또는 일부 제거될 수 있고, 상이한 세정 시스템 가스가 도입될 수 있다. 제2 광 라디에이터 LPP를 생성하기 위해 사용된 가스는 세정 종을 생성하기 위해 사용된 가스와 상이할 수 있다.
예를 들어, Ar, Kr, Xe, He, Ne, H2, H2O, N2, 금속 하이브리드(ΜexΗy) 또는 그 조합과 같은 제1 가스/증기가버 내에 도입될 수 있고 제2 광 라디에이터 LPP의 사이트에 존재할 수 있고, 상술된 다른 세정 가스의 한 또는 수소와 같은 제2 가스가 예를 들어, 도 4에 도시된 매니폴드(206)를 사용하여, 광학부(24d)의 표면 근방에 수소 라디칼과같은 세정 종을 생성하기 위해 광학부(24d) 근방에 도입될 수 있다.
세정 시스템 LPP를 생성하기 위해 불활성 가스를 사용하는 것은 불활성 가스의 화학적 비활성 때문에 바람직할 수 있다.
하나의 설정에서, 약 50 - 100 ㎛의 CO2 레이저 초점 크기는 (펄스 지속시간이 100ns 이하이고) 펄스 에너지가 수십 mJ인 대기압에서 Ar, Kr 또는 Xe과 같은 가스에서의 브레이크다운을 유발하기 위해 사용될 수 있다. 레이저 생성 플라즈마로부터의 강한 UV 방사선이 진공 용기(챔버(26d) 내의 유기 오염물을 태우기 위해 사용될 수 있다.
세정 시스템에서의 사용에 더하여, 레이저 유도 스파크가, 장치(10d)에 대해 기술된 바와 같이, 광학부(24d)의 제1 초점으로 측량 카메라를 교정하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 제1 초점의 위치는 가스 브레이크다운 임계값에 가깝게 설정된 레이저 펄스의 에너지를 갖는 중간 초점(40) 내의 스파크 이미지의 크기를 봄으로써, 레이저 유도 플라즈마의 최소 크기에 의해 결정될 수 있다.
상술된 실시예는 단지 예일 뿐이고 본 발명에 의해 제시된 범위에 한정되지 않는다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 수정, 삭제 및 수정이 여기에 개시된 발명의 범위내에서 가능하다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 첨부된 청구범위는 본 발명을 한정하고, 여기에 개시된 실시예뿐만 아니라, 당업자에게 명백한 등가물 및 다른 수정 및 변화를 포함하고 있다. 구체적으로 언급되지 않으면, 첨부된 청구범위의 구성요소들은 "하나 이상"의 구성요소를 가리킨다.

Claims (20)

  1. 극자외선(EUV) 광원으로서,
    챔버;
    광학부;
    제1 타겟 재료 방울을 이용하여 상기 챔버 내에서 EUV 발광 플라즈마를 생성하고 상기 광학부 위에 증착물을 생성하는 제1 EUV 광 라디에이터; 및
    가스 및 제2 광 라디에이터를 포함하는 세정 시스템을 포함하고,
    상기 제2 광 라디에이터는 상기 챔버 내에서 상기 제1 타겟 재료 방울과는 상이한 제2 타겟 재료 방울로부터 레이저 생성 플라즈마를 생성하고 상기 가스로부터 세정 종을 생성하며, 상기 제2 광 라디에이터는 상기 EUV 발광 플라즈마를 생성하기 위해 상기 제1 EUV 광 라디에이터에 의해 채용된 제1 레이저 소스와는 상이한 제2 레이저 소스를 채용하는, 극자외선 광원.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마인, 극자외선 광원.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마 및 방전 생성 플라즈마로 구성된 EUV 광 라디에이터의 그룹으로부터 선택되는 극자외선 광원.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마이고 상기 제1 레이저 소스는 제1 EUV 광 라디에이터 레이저 생성 플라즈마를 위한 레이저 빔을 생성하고 상기 제2 레이저 소스는 제2 광 라디에이터 레이저 생성 플라즈마를 위한 레이저 빔을 생성하는 극자외선 광원.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 EUV 광 라디에이터는 레이저 생성 플라즈마이고 상기 극자외선 광원은 상기 제1 EUV 광 라디에이터를 위한 제1 소스 재료 방울 및 상기 제2 광 라디에이터를 위한 제2 타겟 재료 방울을 생성하도록 사용되는 적어도 하나의 컴포넌트를 갖는 재료 전달 시스템을 더 포함하는 극자외선 광원.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 가스는 수소를 포함하고 상기 세정 종은 수소 라디칼을 포함하는 극자외선 광원.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 타겟 재료 방울은 탄소를 함유하는 분자를 포함하는, 극자외선 광원.
  9. 제8항에 있어서, 상기 탄소를 함유하는 분자를 갖는 재료는 오일을 포함하는 극자외선 광원.
  10. 극자외선(EUV) 광원으로서,
    챔버;
    광학부;
    제1 재료 전달 시스템에 의해 제공되는 타겟 재료 방울을 이용하여 상기 챔버 내에서 EUV 발광 플라즈마를 생성하는 시스템; 및
    세정 시스템을 포함하고,
    상기 EUV 발광 플라즈마는 상기 광학부 위에 증착물을 생성하며,
    상기 세정 시스템은 가스를 포함하고, 상기 제1 재료 전달 시스템과는 상이한 제2 재료 전달 시스템에 의해 제공되는 타겟 재료 방울을 이용하여 125nm 미만의 파장을 갖는 광을 상기 챔버 내에 생성하고, 상기 세정 시스템은 상기 125 nm 미만의 파장을 갖는 광으로 상기 증착물을 조사하여 상기 가스로부터 세정 종을 생성하는, 극자외선 광원.
  11. 제10항에 있어서, 상기 세정 시스템은 레이저 생성 플라즈마 광 라디에이터 및 방전 생성 플라즈마 광 라디에이터로 구성된 광 라디에이터의 그룹으로부터 선택되는 광 라디에이터를 포함하는 극자외선 광원.
  12. 삭제
  13. 극자외선 광원 내에서 광학 세정을 위한 방법으로서,
    챔버를 제공하는 단계;
    광학부를 제공하는 단계;
    버스트 기간 동안 기판 노광을 위한 EUV 발광 플라즈마를, 제1 EUV 광 라디에이터를 이용하여 상기 챔버 내에서 제1 타겟 재료 방울로부터 생성하는 단계; 및
    가스를 제공하고, 제2 광 라디에이터를 이용하여, 상기 제1 타겟 재료 방울과는 상이한 제2 타겟 재료 방울을 사용하여 상기 챔버 내에서 레이저 생성 플라즈마를 생성하여 개재 기간 동안 상기 가스로부터 세정 종을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 EUV 발광 플라즈마는 상기 광학부 위에 증착물을 생성하며,
    상기 제2 광 라디에이터는 상기 EUV 발광 플라즈마를 생성하기 위해 상기 제1 EUV 광 라디에이터에 의해 채용된 제1 레이저 소스와는 상이한 제2 레이저 소스를 채용하는, 극자외선 광원 내에서 광학 세정을 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 개재 기간 동안 상기 가스로부터 세정 종을 생성하는 레이저 생성 플라즈마는 제1 레이저 생성 플라즈마이고 상기 EUV 발광 플라즈마는 제2 레이저 생성 플라즈마이고,
    상기 제1 레이저 생성 플라즈마 및 제2 레이저 생성 플라즈마를 위한 방울을 생성하기 위해 공통 재료 전달 시스템이 사용되는, 극자외선 광원 내에서 광학 세정을 위한 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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