KR101953712B1

KR101953712B1 - 방사선 소스, 계측 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR101953712B1
Application number: KR1020167018014A
Authority: KR
Inventors: 호이먼 마르테인 페트뤼스 크리스티아누스 반
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2019-05-17
Also published as: CN105814662B; NL2013809A; US10420197B2; KR20160095085A; TWI635367B; CN105814662A; US9924585B2; IL245915B; TW201523169A; WO2015086258A1; US20160316550A1; IL245915A0; US20180160520A1

Abstract

방사선 소스 장치는, 플라즈마 방출 방사선(plasma emitted radiation)을 방출하는 플라즈마가 드라이빙 방사선(50)에 의한 기체 매질의 여기(excitation of gaseous medium)에 후속하여 발생되는, 기체 매질로 가압되는 컨테이너를 포함하며, 이 컨테이너는 플라즈마 방출 방사선이 출력 방사선으로서 컨테이너를 빠져나오기 전에 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 방사선을 실질적으로 제거(66, 67)하도록 동작할 수 있다. 컨테이너는, 드라이빙 방사선을 컨테이너 외측으로부터 컨테이너 내측으로 투과시키도록 동작할 수 있는 인렛 방사선 투과 요소(64)와, 플라즈마 방출 방사선의 적어도 일부를 컨테이너 내측으로부터 컨테이너 외측으로 출력 방사선으로서 투과시키도록 동작할 수 있는 아울렛 방사선 투과 요소(65)를 포함하며, 인렛 방사선 투과 요소와 아울렛 방사선 투과 요소 중의 하나 이상이 평행 평면 플레이트를 포함한다.

Description

방사선 소스, 계측 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법{RADIATION SOURCE, METROLOGY APPARATUS, LITHOGRAPHIC SYSTEM AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2013년 12월 13일자로 출원된 EP 출원 13197290의 이점을 청구하며, 이 특허 출원은 그 전체 내용이 원용에 의해 본 명세서에 통합되어 있다.

발명의 분야

본 발명은 플라즈마 기반 방사선 소스(광자 소스)에 관한 것이다. 이러한 소스는 예컨대 리소그래피 기술에 의한 디바이스의 제조에 이용할 수 있는 방법 및 계측에서 고휘도 조명(high brightness illumination)을 제공하기 위해 이용될 수 있으며, 본 발명은 리소그래피 기술을 이용하여 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방사선 소스는 광범위의 상황에서 응용예를 찾을 수 있다. 일례의 응용예로서, 이하에서는 계측에서의 광원으로서 본 발명을 이용하는 것을 설명할 것이다. 계측의 응용예의 특정한 분야로서, 이하에서는 그 예를 위하여 리소그래피에 의한 디바이스의 제조에서의 계측을 언급할 것이다.

"광" 및 "광원"이라는 표현은, 가시 파장의 방사선으로의 어떠한 제한을 두지 않고, 발생된 방사선 및 방사선(또는 광자) 소스 자체를 지칭하기 위해 사용되는 것이 편리할 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)의 층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지의 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 패턴 전체를 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 방사선 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에 이 방향과 평행한 방향(동일 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다.

리소그래피 공정에서는, 예컨대 공정 제어 및 검증을 위해 생성된 구조체의 측정을 자주 행하는 것이 바람직하다. 크리티컬 디멘전(CD)을 측정하기 위해 종종 이용되는 스캐닝 전자 현미경과, 디바이스에서의 2개의 층의 정렬의 정확도인 오버레이를 측정하기 위한 특수 장치를 포함한, 이러한 측정을 행하기 위한 다양한 장치가 공지되어 있다. 최근에, 리소그래피 분야에서 사용하기 위한 다양한 형태의 산란계(scatterometer)가 개발되었다. 이들 디바이스는 방사선 빔을 타겟 상으로 지향시키고, 산란된 방사선의 하나 이상의 특성을 측정한다. 측정된 이들 특성으로부터, 타겟의 대상 특성(a property of interest of the target)이 결정될 수 있다. 산란계 및 이러한 기술은 예는 특허 출원 US 2006/066855 A1, WO　2009/078708, WO　2009/106279, 및 US　2011/0027704　A에서 찾아볼 수 있다.

한 가지 상업적으로 이용 가능한 계측 장치에서, 광원은 크세논(Xe) 아크-방전 램프이다. 이 램프로부터의 광은 최종 스테이지가 고-NA 대물렌즈(high-NA objective)를 포함하는 장치 센서의 조명 브랜치를 통해 측정 타겟 상으로 이미징된다. 측정 스폿은 예컨대 25㎛의 직경을 가질 수도 있다. 각각의 측정을 위해 요구된 시간은 실제로는 소정의 파장 또는 웨이브 대역에서 광원의 휘도에 좌우된다. 후세대의 장치는 측정 시간을 동일하거나 더 짧게 유지하면서 더 낮은 투과율(transmittance)을 갖는 센서 설계 및 증가된 스펙트럼 대역폭을 제공하도록 요망된다. 이러한 요구를 충족하기 위해서는 상당한 소스 휘도 개선이 필요하다.

플라즈마 기반 방사선(광자) 소스, 예컨대 레이저 피구동 광원(laser driven light sources, LDLS)은 더 높은 휘도를 제공한다. 레이저 에너지 및 전기 방전을 통한 에너지의 인가에 의해 기체 매질(gaseous medium)에서 플라즈마가 생성된다. 방사선의 스펙트럼 분포는 본질적으로 넓은 대역 또는 좁은 대역일 수도 있으며, 파장은 근적외(near infrared) 대역, 가시 대역, 및/또는 자외(UV) 대역에 있어도 된다. 공개된 특허 출원 US 2011/204265 A1은 (적어도 부분적으로) UV 대역에서 출력 방사선을 발생하기 위한 레이저 피구동 광원을 포함하는 플라즈마 기반 광원을 개시하고 있다. LDLS가 갖고 있는 문제점 중의 하나는 사용되는 크세논 아크-방전 벌브의 수명이 짧다는 것이다.

본 발명의 제1 양태에서는 방사선 소스 장치가 제공되며, 상기 방사선 소스 장치는, 플라즈마 방출 방사선(plasma emitted radiation)을 방출하는 플라즈마가 드라이빙 방사선(driving radiation)에 의한 기체 매질의 여기(excitation of gaseous medium)에 후속하여 발생되는, 상기 기체 매질로 가압되는 컨테이너를 포함하며, 상기 컨테이너는 상기 플라즈마 방출 방사선이 출력 방사선으로서 상기 컨테이너를 빠져나오기 전에 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 방사선을 실질적으로 제거하도록 동작할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에서는 방사선 소스 장치가 제공되며, 상기 방사선 소스 장치는, 플라즈마 방출 방사선을 방출하는 플라즈마가 드라이빙 방사선에 의한 기체 매질의 여기에 후속하여 발생되는, 상기 기체 매질로 가압되는 컨테이너를 포함하며, 상기 컨테이너가, 상기 드라이빙 방사선을 상기 컨테이너 외측으로부터 상기 컨테이너 내측으로 투과시키도록 동작할 수 있는 인렛 방사선 투과 요소(inlet radiation transmitting element)와, 상기 플라즈마 방출 방사선의 적어도 일부를 상기 컨테이너 내측으로부터 상기 컨테이너 외측으로 출력 방사선으로서 투과시키도록 동작할 수 있는 아울렛 방사선 투과 요소(outlet radiation transmitting element)를 포함하며, 상기 인렛 방사선 투과 요소와 상기 아울렛 방사선 투과 요소 중의 하나 이상이 평행 평면 플레이트를 포함한다.

본 발명의 제3 양태에서는 방사선 소스가 제공되며, 상기 방사선 소스는, 플라즈마 방출 방사선을 방출하는 플라즈마가 드라이빙 방사선에 의한 기체 매질의 여기에 후속하여 발생되는, 상기 기체 매질로 가압되는 컨테이너를 포함하며, 상기 컨테이너가, 상기 드라이빙 방사선을 상기 컨테이너 외측으로부터 상기 컨테이너 내측으로 투과시키도록 동작할 수 있는 인렛 방사선 투과 요소와, 상기 플라즈마 방출 방사선의 적어도 일부를 상기 컨테이너 내측으로부터 상기 컨테이너 외측으로 출력 방사선으로서 투과시키도록 동작할 수 있는 아울렛 방사선 투과 요소를 포함하며, 상기 플라즈마의 중앙이 상기 컨테이너의 가장 근접한 벽부로부터 만큼보다 상기 아울렛 방사선 투과 요소 및/또는 상기 인렛 방사선 투과 요소로부터 상당히 더 떨어져 있다.

방사선 소스는 예컨대 리소그래피에서의 계측에 적용될 수도 있다. 또 다른 양태에서의 본 발명은 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 형성된 구조체의 특성을 측정하는 방법을 제공하며, 상기 방법은,

(a) 위에서 설명한 본 발명의 제1 양태, 제2 양태, 또는 제3 양태에 따른 방사선 소스 장치의 출력 방사선을 사용하여 상기 구조체를 조명하는 단계;

(b) 상기 구조체에 의해 회절된 방사선을 검출하는 단계; 및

(c) 상기 회절된 방사선의 특성으로부터 상기 구조체의 하나 이상의 특성을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 기판 상의 구조체의 특성을 측정하기 위한 검사 장치를 제공하며, 상기 장치는, 상기 구조체를 위에 갖고 있는 기판을 위한 지지체와, 사전에 정해진 조명 조건 하에서 상기 구조체를 조명하고, 상기 조명 조건 하에서 컴포넌트 타겟 구조체에 의해 회절된 방사선의 사전에 정해진 부분을 검출하는 광학 시스템과, 상기 구조체의 상기 특성의 측정치를 획득하기 위해, 검출된 방사선의 특성을 나타내는 정보(information characterizing the detected radiation)를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 광학 시스템이 위에서 설명한 본 발명에 따른 방사선 소스 장치를 포함한다.

본 발명은 또한 리소그래피 시스템을 제공하며, 상기 리소그래피 시스템은 리소그래피 장치를 포함하며, 상기 리소그래피 장치가, 패턴을 조명하도록 구성된 조명 광학 시스템과, 패턴의 이미지를 기판 상에 투영하도록 구성된 투영 광학 시스템과, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 검사 장치를 포함하며, 상기 리소그래피 장치는 추후의 기판에 패턴을 부여함에 있어서 상기 검사 장치로부터의 측정 결과를 사용하도록 구성된다.

본 발명은 또한 리소그래피 공정을 이용하여 일련의 기판 상에 디바이스 패턴이 부여되는 디바이스를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 형성된 구조체의 특성을 측정하는 전술한 방법을 이용하여 상기 기판의 적어도 하나의 기판 상의 상기 디바이스 패턴의 일부분으로서 형성되거나 상기 디바이스 패턴의 옆에 형성된 적어도 하나의 복합 타겟 구조체를 검사하는 단계와, 검사 방법의 결과에 따라 그 이후의 기판에 대한 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가의 특징 및 장점과 본 발명의 각종 실시예의 구조 및 동작이 첨부 도면을 참조하여 아래에 상세하게 설명되어 있다. 본 발명은 본 명세서에 개시되는 구체적인 실시예로 한정되지 않는다는 것에 유의하여야 한다. 이러한 실시예는 단지 예시를 위해 제공된 것이며, 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 당업자에 의해 추가의 실시예가 이루어질 수 있음은 자명할 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서만 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 셀 또는 클러스터를 도시하는 도면이다.
도 3은 광자 소스를 통합하고 있는 광학 장치의 개략도를 도시하며, 이 예에서의 장치는 계측에 사용된 산란계의 형태를 갖고 있다.
도 4는 도 3의 장치에서 사용된 방사선 소스의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 소스 장치의 개략도이다.

본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 실시될 수도 있는 일례의 환경을 설명하는 것이 유익할 것이다.

도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는, 방사선 빔(B, 예컨대 UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL)과, 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정 파라미터에 따라 패터닝 장치를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 패터닝 장치 지지체 또는 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)와, 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정 파라미터에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT)과, 패터닝 장치(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여한 패턴을 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 다른 형태의 광학 요소, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.

패터닝 장치 지지체는 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 설계, 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 분위기에 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치를 유지한다. 패터닝 장치 지지체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 장치 지지체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 패터닝 장치 지지체는 패터닝 장치가 예컨대 투영 시스템에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 모든 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 편이 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확하게 대응하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.

패터닝 장치는 투과형일 수도 있고 또는 반사형일 수도 있다. 패터닝 장치의 예로는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블)을 갖는 타입의 것으로 될 수도 있다. 이러한 "멀티 스테이지" 장치에서는, 추가의 테이블이 병행하여 사용될 수도 있고, 또는 하나 이상의 테이블을 노광을 위해 사용하면서 다른 하나 이상의 테이블 상에서 예비 단계를 수행할 수도 있다.

리소그래피 장치는 또한 기판의 적어도 일부분이 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 예컨대 물과 같은 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체에 의해 덮여질 수 있는 유형의 것으로도 될 수 있다. 액침액은 또한 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구도(numerical aperture)를 증가시키기 위한 것으로 당해 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 여기에서 사용된 바와 같은 "액침"이라는 표현은 기판과 같은 구조체가 액체에 잠겨져야 하는 것을 의미하지 않고, 단지 노광 동안 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수광한다. 예컨대, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사선 소스와 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사선 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사선 소스가 수은 램프인 경우에, 이 방사선 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사선 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면에서의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기는 방사선 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 조절하기 위해 사용될 수 있다.

방사선 빔(B)은 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치에 의해 패터닝된다. 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 종단한 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)이 방사선 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 2-D 인코더 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟 영역(C)을 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와 반대되는 것으로서의), 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다.

패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역을 점유하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역(C) 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 하나보다 많은 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다. 소형 정렬 마커가 다이 내에서 디바이스 피처 중에 포함될 수도 있으며, 그 경우 마커는 가능한 한 작게 되고, 인접한 피처와는 상이한 이미징 또는 프로세스 조건을 요구하지 않는 것이 바람직하다. 정렬 마커를 검출하는 정렬 시스템은 아래에 추가로 설명되어 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사선 빔(B)에 부여한 패턴 전체를 한 번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.

2. 스캔 모드에서는, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사선 빔(B)에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.

3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사선 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

리소그래피 장치(LA)는 2개의 기판 테이블(WTa, WTb) 및 이 기판 테이블이 이들 간에 교환될 수 있는 2개의 스테이션, 즉 노광 스테이션과 측정 스테이션을 갖는 소위 듀얼 스테이지 타입의 것이다. 하나의 기판 테이블 상의 하나의 기판이 노광 스테이션에서 노광되고 있는 동안, 또 다른 기판이 측정 스테이션에 있는 다른 기판 테이블 상에 탑재될 수 있고, 다양한 예비 단계가 수행된다. 예비 단계는, 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면 레벨을 맵핑하는 것과, 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판 상의 정렬 마커의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 리소그래피 장치의 처리량에 있어서의 상당한 증가를 가능하게 한다. 위치 센서(IF)가 측정 스테이션에 있을 뿐만 아니라 노광 스테이션에도 있지만 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없다면, 기판 테이블의 위치가 둘 모두의 스테이션에서 추적(track)될 수 있도록 하기 위해 제2 위치 센서가 제공될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는, 기판에 대한 노광 전 프로세스 및 노광 후 프로세스를 수행하기 위한 장치를 포함하는, 리소셀(lithocell) 또는 클러스터(cluster)로도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성한다. 종래에는, 이들은 레지스트층을 침적하기 위한 스핀 코터(spin coater, SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기(DE), 칠 플레이트(chill plate, CH) 및 베이크 플레이트(bake plate, BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판을 픽업하고, 이들 기판을 상이한 공정 장치 간에 이동시키며, 그리고나서 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay, LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로서도 지칭되는 이들 디바이스는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있으며, 이 트랙 제어 유닛은 그 자체가 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 제어되고, 이 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어한다. 그러므로, 처리량 및 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.

도 3은 도 2의 리소셀과 함께 계측을 수행하는데 적합한 산란계 형태의 광학 장치의 개략도이다. 이 장치는 리소그래피에 의해 형성된 피처의 크리티컬 디멘전(CD)을 측정하고, 층들 간의 오버레이를 측정하는 등을 위해 사용될 수 있다. 기판(W) 상에 제품 피처 또는 전용의 계측 타겟이 형성된다. 이 장치는 독립형 디바이스이어도 되고, 또는 예컨대 측정 스테이션에 있는 리소그래피 장치(LA), 또는 리소그래피 셀(LC) 중의 하나에 통합될 수도 있다. 장치 도처에서 여러 개의 분기(branch)를 갖는 광축은 점선 O로 표시되어 있다. 이 장치에서, 소스(11)에 의해 방출된 광은 렌즈(12, 14) 및 대물 렌즈(16)를 포함하는 광학 시스템에 의해 빔 스플리터(15)를 통해 기판(W) 상으로 지향된다. 이들 렌즈는 이중 시퀀스의 4F 배열(double sequence of a 4F arrangement)로 배치된다. 소스의 이미지를 기판 상에 제공하는 동시에 공간 주파수 필터링을 위해 중간 퓨필 평면(intermediate pupil-plane)의 액세스를 허용한다면, 상이한 렌즈 배열이 이용될 수 있다. 따라서, 방사선이 기판 상에 입사하는 각도 범위는, 여기에서 퓨필 평면(켤레 퓨필 평면(conjugate pupil plane))으로서 지칭되는 기판 평면의 공간 스펙트럼을 표현하는 평면에서의 공간 세기 분포를 정함으로써 선택될 수 있다. 구체적으로, 이것은, 렌즈 12와 14 사이에 적합한 형태의 애퍼처 플레이트(13)를 삽입함으로써 행해질 수 있으며, 그 평면에는 대물 렌즈 퓨필 평면의 역-투영 이미지(back-projected image)가 있게 된다. 예컨대, 예시된 바와 같이, 애퍼처 플레이트(13)는 상이한 조명 모드가 선택될 수 있도록 하는 상이한 형태를 가질 수 있으며, 그 중의 2개가 13N 및 13S로 표시되어 있다. 예시된 예에서의 조명 시스템은 오프축 조명 모드(off-axis illumination mode)를 형성한다. 제1 조명 모드에서, 애퍼처 플레이트 13N은, 단지 설명을 목적으로 "북쪽"으로서 지정된 방향으로부터의 오프축을 제공한다, 제2 조명 모드에서, 애퍼처 플레이트 13S는 유사 조명을 제공하지만 "남쪽"으로 표시된 반대 방향으로부터의 오프축을 제공하기 위해 이용된다. 상이한 애퍼처를 사용함으로써 다른 모드의 조명도 가능하다. 원하는 조명 모드 외측의 임의의 불필요한 광이 원하는 측정 신호와 간섭할 것임에 따라 퓨필 평면의 나머지는 어두운 것이 바람직하다.

기판(W) 상의 타겟에 의해 회절된 적어도 0차 및 -1차와 +1차 중의 하나가 대물 렌즈(16)에 의해 모아지고, 빔 스플리터(15)를 반대로 통과하도록 지향된다. 제2 빔스플리터(17)는 회절 빔을 2개의 측정 분기로 분할한다. 제1 측정 분기에서, 광학 시스템(18)은 0차 및 1차 회절 빔을 이용하여 제1 센서(19)(예컨대, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 타겟의 회절 스펙트럼(퓨필 평면 이미지)을 형성한다. 각각의 회절 차수는 센서 상의 상이한 점(point)을 때리며, 이로써 이미지 처리가 차수를 비교하고 대비(contrast)할 수 있게 된다. 센서(19)에 의해 캡쳐된 퓨필 평면 이미지는 계측 장치를 포커싱하거나 및/또는 1차 회절 빔의 세기 측정치를 정규화하기 위해 이용될 수 있다. 퓨필 평면 이미지는 재구성과 같은 다수의 측정 목적을 위해 사용될 수 있다.

제2 측정 분기에서, 광학 시스템(20, 22)은 센서(23)(예컨대, CCD 또는 CMOS 센서) 상에 기판(W) 상의 타겟의 이미지를 형성한다. 제2 측정 분기에서, 퓨필 평면에 켤레를 이루는 평면에 애퍼처 스톱(21)이 제공된다. 애퍼처 스톱(21)은 센서(23) 상에 형성된 타겟의 이미지가 -1차 또는 +1차 빔으로만 형성되도록 0차 회절 빔을 차단하도록 기능한다. 그러므로, 센서(23)에 의해 검출된 이미지는 "다크-필드(dark-field)" 이미지로서 지칭된다. "이미지"라는 용어는 여기에서는 넓은 의미로 사용된다는 것에 유의하기 바란다. -1차 빔과 +1차 빔 중의 하나만이 제공되는 경우에는, 그러한 격자 라인의 이미지가 형성되지 않을 것이다.

센서(19, 23)에 의해 캡쳐된 이미지는 이미지 프로세서 및 컨트롤러(PU)에 출력되며, 이미지 프로세서 및 컨트롤러의 기능은 수행되는 측정의 특정한 타입에 좌우될 것이다. 장치 및 그 응용예에 대한 보다 구체적인 내용은 본 명세서의 서두에 언급된 종래의 특허 출원에서 찾아볼 수 있다. 본 발명은 공지의 장치에서 사용된 Xe 아크 램프보다 높은 휘도를 제공하기 위한 광원(11)의 구조 및 작동에 관련된다.

도 4는 레이저 피구동 광자 소스 장치, 즉 방사선 소스의 주요 부품을 개략적으로 도시하고 있다. 중앙의 부품은 사전에 정해진 기체 분위기를 포함하고 있는 예컨대 유리 캡슐과 같은 벌브(40)이다. 벌브(40)는 벌브 내의 기체를 전계를 이용하여 이온화함으로써 벌브 내의 기체를 여기하기 위해 설계된 아크 벌브이다. 예컨대 적합한 가스는 크게논(Xe) 또는 크세논-아르곤 혼합물이어도 된다. 이 분위기 내에서, 아래에 설명될 방식으로 플라즈마(42)가 생성되며, 플라즈마가 광(보다 일반적으로는 원하는 파장의 방사선의 광자)을 방출한다. 집광 광학장치(44)는 광섬유(48)에 연결될 수 있는 적어도 하나의 방사선 빔(46)을 형성한다. 광섬유(48)는 방사선을 요구되는 점에 전달한다.

도 3의 장치에서의 소스로서 광자 소스가 사용되는 때에, 광섬유(48)의 말단이 도 3에 도시된 소스(11)를 형성한다. 집광 광학장치(44)는 여기에서는 간략한 렌즈로서 도시되어 있지만, 실제 실시예에서는 당연히 더 복잡한 것일 수 있다. 굴절성 광학장치가 아닌 반사성 광학장치가 사용될 수도 있다.

이 실시예에서의 플라즈마(42)는 이 예에서는 레이저(52)에 의해 발생되는 드라이브 방사선(50)의 인가에 의해 발생된다. 드라이브 광학장치(54)는 레이저를 포커싱하여, 레이저의 가장 좁은 점을 플라즈마(42)가 형성되고 유지되도록 요구되는 지점에 도달하게 한다.

레이저(52)는 현재 또는 미래에 이용 가능한 다수의 상이한 타입의 고파워 레이저 중의 하나이어도 된다. 레이저는 예컨대 Nd:YAG 레이저, CO₂ 레이저, 다이오드 레이저, 또는 광섬유 레이저이어도 된다. 드라이브 광학장치(54)는 여기에서는 간략한 렌즈로서 도시되어 있지만, 실제 실시예에서는 당연히 더 복잡한 것일 수도 있다. 굴절성 광학장치가 아닌 반사성 광학장치가 사용될 수도 있다. 레이저 방사선의 윤곽 또는 스펙트럼 특성에 있어서 레이저 방사선을 상태조절하기 위해 추가의 부품이 제공될 수도 있다. 예컨대, 빔 확장기가 사용될 수도 있다.

레이저 방사선은 예컨대 700 내지 2000nm와 같은 적외선 파장의 것이어도 된다. 플라즈마(42)는 통상적으로 적외 대역, 가시 대역 및/또는 예컨대 200nm 또는 그 아래까지의 자외 대역에서 더 짧은 파장의 방사선을 발생할 것이다. 이 중에서, 플라즈마 방사선은 계측 장치 또는 기타 응용예에서 사용하기 위해 요구되는 파장의 것이다.

레이저 에너지(50)는, 매우 좁게 포커싱되더라도, 콜드 스타트(cold start)로부터 플라즈마(42)를 점화하기에 반드시 충분한 것은 아니다. 따라서, 전극(60, 62)은 플라즈마(42)를 점화하기 위해 적절한 파워 및 제어 회로(도시하지 않음)가 제공된다. 이들 전극은 종래의 가스 방전 램프에서 사용된 것과 유사하여도 되지만, 작동 착수 단계 동안에만 사용된다.

도면에서, 본 설명을 위해 X, Y 및 Z가 정해진다. Z 축은 광축 O와 정렬된다. Y 방향은 전극(60, 62)과 정렬된다. X 축은 전극을 가로지르고 도면의 평면에 수직 방향이다. 본 장치는 본 장치의 적용에 편리한 어떠한 배향으로도 이들 축으로 구성되거나 탑재될 수 있다. 벌브(40)의 방사선 투과 재료 이외에는 Z 방향에서 플라즈마(42)에서부터 집광 광학장치(44)까지의 광학 경로를 가로막는 부품이 없다는 것에 유의하기 바란다. 또한 이 예에서는 X 방향(이 도면에 도시되지 않은)에서도 광의 경로를 가로막는 것이 없다.

플라즈마(42) 또는 요구된 방사선이 얻어지게 하는 적어도 플라즈마의 영역이 대략 원통 또는 시거(cigar)의 형상을 갖는 형태로 길게 늘어진 것이어도 된다는 것을 이해할 것이다. 이 형상을 설명을 위해 원통으로서 지칭할 것이다. 원통의 길이는 L이고, 직경은 d이다. 실제 플라즈마는 이 원통 영역에 중심을 두고 있는 길게 늘어진 형태의 클라우드(cloud)를 포함할 것이다. 집광 광학장치(44)는 자신의 광축 O가 플라즈마의 길이 방향(longitudinal direction), 즉 이 예에서는 Z 방향과 정렬되는 상태로 배열된다. 그러므로, 플라즈마(42)의 면적은 원통의 일단부의 면적인 πd²/4로 된다. L이 d보다 상당히 크게 구성되는 때에, 광자가 이 작은 면적을 통해 집광 광학장치에 진입할 수 있는 플라즈마의 깊이는 가로 방향(transverse direction)에서 플라즈마를 보는 것과 비교하여 더 커진다. 이것은 소정의 크기 및 세기의 플라즈마에 대해서 그 면적에 걸쳐 더 큰 휘도가 보여지게 한다. 광학 소스(또는 리시버)의 에탕듀(etendue)는 대략적으로 말하자면 소스(리시버)의 면적과 그 탈출(진입) 각도의 곱이다. 집광 광학장치(44)의 에탕듀는, 임의의 이미징 시스템과 마찬가지로, 개구도의 제곱(NA2)과 스폿 크기의 곱이다. 그 다음으로, NA가 진입 각도에 의해 결정된다. 방사 플라즈마의 에탕듀는 일반적으로 집광 광학장치(44)의 에탕듀보다 커지게 될 것이다. 집광 광학장치(44)는 예시된 바와 같이 원통을 따라 중간에 있는 가상의 소스 포인트(61)에 포커싱될 수 있다. 실현 가능한 예에서, 발광 플라즈마 영역(42)의 길이 L은 밀리미터의 정도, 즉 0.5 내지 5mm일 수 있다. 직경 d는 0.01 내지 2mm의 범위, 예컨대 0.1 내지 1mm로 훨씬 작게 될 수 있다.

실제로, 플라즈마(42)는 요구된 방사선을 거의 흡수하지 않으며, 이로써 원통의 길이 L을 따라 어느 곳으로도 방출되는 광자가 집광 광학장치(44)의 엔트런스 콘(entrance cone) 및 광섬유(48) 내로 이동할 수 있게 된다. 따라서, 가로 방향에 비하여, 플라즈마는 가로 방향에서 볼 때보다 더 밝게 보인다(입체각 당의 단위 면적 당 광속이 큼(greater luminous flux per unit area per unit solid angle)). 미국 공개 특허 US 2011/204265 A1에서 설명된 바와 같은 몇몇 레이저 피구동 광원이 가로 방향으로 방출된 광을 포획하려는 반면, 여기에서 예시된 광자 소스는 플라즈마의 향상된 휘도 및 더 짧은 연장정도(smaller extent)를 이용하기 위해 길이 방향으로 방출된 광을 포획한다. 둘 중 어느 하나의 포획 구성이 본 명세서에 개시된 신규의 개념과 함께 사용될 수 있다.

도 4의 방사선 소스가 갖는 문제점은 벌브(40)가 대개는 여기에서 제시된 사용에 최적화되지 않은 설계를 갖는 크세논(Xe) 아크-방전 램프의 형태라는 점이다. 정상적으로는, 가압된 크세논이 위치되는 유리로 이루어진 벌브를 포함하는 이러한 크세논 아크-방전 램프는 2개의 전극(60, 62) 사이에 전기 아크를 발생시킴으로써 플라즈마가 생성되는 모드로 사용된다. 그러나, 벌브(40)가 도 4에 예시된 바와 같은 레이저 피구동 광자 소스 장치에 사용되고 있는 때에는, 벌브(40)는 장애로 인한 곤란을 겪는 경향이 있다. 이것은 유리에서 발생되는 열응력 및 UV 방사선에 의한 유리의 솔라리제이션(solarization)으로 인한 것일 것으로 생각된다. 또 다른 문제점은 벌브(40)의 유리가 비점수차(astigmatism)를 야기한다는 점이며, 그러므로 벌브(40)의 유리가 곡선으로 되어, 렌즈처럼 동작한다. 제조 공차로 인해, 벌브(40)의 유리는 설계된 것처럼 결코 완벽하지 않으며, 이로써 비점수차는 벌브(40)의 하류측에 있는 광학 시스템(44)에서 신뢰할 수 있게 처리될 수 없다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 소스 장치를 도시한다. 플라즈마 발생/여기 및 후속 방사선의 집광/이송은 도 4에 관련하여 앞서 설명한 것과 동일한 구조 및 프로세스를 따른다는 것에 유의하여야 한다.

도 5는 도 4의 벌브(40)를 대체하는 본 발명의 컨테이너(400)를 도시한다. 컨테이너(400)는 가압된 크세논(예컨대, 냉각 시에는 10-20 bar, 고온인 때에는 50-100 bar)을 포함하고 있다.

컨테이너(400)는 밀폐(airtight)(밀봉식으로 실링된(hermetically sealed)) 컨테이너이다. 일실시예에서, 컨테이너(400)는 또한 적어도 하나의 방사선 투과 요소, 예컨대 인렛 방사선 투과 윈도우(64) 및/또는 아울렛 방사선 투과 요소(65)를 포함한다.

일실시예에서, 컨테이너(400)는 적어도 하나의 필터 부품, 예컨대 필터 부품(66, 67)을 포함한다. 방사선 소스는 도시된 방사선 소스의 형태를 취할 필요는 없고, 다른 어떠한 적합한 형태도 취할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

드라이브 방사선(50)은 광학장치(54)를 플라즈마(42) 상으로 포커싱함으로써 포커싱되어 인렛 방사선 투과 요소(64)를 통해 컨테이너(400)에 진입하게 될 수 있다. 플라즈마(42)에 의해 발생된 방사선은 아울렛 방사선 투과 요소(65)를 통해 컨테이너(400)를 빠져나와서 집광 광학장치(44)에 의해 집광될 수 있다.

일실시예에서, 필터 부품(66)은 인렛 방사선 투과 요소(64)를 통해 컨테이너(400)를 빠져나오는 자외 방사선(10-400nm 파장 방사선)을 차단한다. 일실시예에서, 필터 부품(67)은 아울렛 방사선 투과 요소(65)를 통해 컨테이너(400)를 빠져나오는 자외 및/또는 적외(700-1000nm 파장) 방사선을 차단할 수 있다.

필터 부품(66, 67)은 코팅의 형태일 수도 있다. 코팅은 플라즈마(42)와 대면하는 방사선 투과 요소(64, 65)의 면 또는 플라즈마(42)에 대해 상호 반대쪽의 면 상에 있어도 된다. 필터 부품(66, 67)이 플라즈마(42)의 측면 상에 있게 되는 이점은 필터 부품(66, 67)이 필터링 아웃되는 방사선으로부터 방사선 투과 요소(64, 65)를 보호한다는 점이다. UV 방사선이 필터링 아웃되면, 필터 부품(66, 67)이 플라즈마(42)의 측면 상에 있게 되는 이점은 방사선 투과 요소(64, 65)가 UV 방사선에 의한 솔라리제이션에 민감한 경우에 이러한 솔라리제이션으로부터 방사선 투과 요소(64, 65)를 보호할 수 있다.

필터 부품(66, 67)은 광학 경로에 제공될 수도 있으며, 요구된 파장에 의해 고정되는 가변 두께를 갖는 적합한 재료로 구성될 수 있다. 필터 부품(66, 67)은 또한 집광 광학장치(44)의 다른 부품과 일체화될 수도 있다.

일실시예에서, 필터 부품(66, 67)과 방사선 투과 요소(64, 65)는 단일 부품으로 통합될 수도 있다. 예컨대, 방사선 투과 요소(64, 65)는 요구된 파장 대역의 방사선을 흡수하는 재료로 구성될 수 있다. 예컨대, 10-400nm의 파장을 갖는 방사선(UV 방사선)을 흡수하기 위해, TiO₂를 함유하는 방사선 투과 요소(TiO₂로 코팅되어 방사선에 대해 투과성을 나타내는 유리 또는 기타 재료, 또는 TiO₂로 도핑되어 방사선에 투과성을 나타내는 유리 또는 기타 재료)가 사용될 수 있다.

방사선의 빔(46)으로 UV 방사선이 요구되는 경우, 아울렛 방사선 투과 요소(65)는 독일 하나우에 소재한 Heraeus Quartzglass로부터 이용 가능한 합성 용융 실리카인 suprasil(RTM)으로 구성될 수 있다.

방사선 투과 요소(64, 65)는 기밀식이어야 하고 적합한 코팅된/비코팅된 재료로 이루어져야 한다. 방사선 투과 요소(64, 65)는 어떠한 크기, 형상 또는 두께이어도 되거나 및/또는 평탄하거나/곡선형이어도 된다. 일실시예에서, 방사선 투과 요소(64, 65) 중의 적어도 하나는 평행 평면 플레이트를 포함한다. 이것은 도 4에서와 같은 벌브(40)가 갖는 비점수차의 문제점이 해소됨에 따라 이롭다.

일실시예에서, 컨테이너(400)는 사용 시에 플라즈마(42)의 중앙(61)과 방사선 투과 윈도우(64, 65) 간의 거리가 벌브(40)에서의 거리보다 훨씬 크도록 하는 크기 및/또는 형상으로 이루어진다. 이것은 방사선 투과 윈도우(64, 65)에서 발생되는 어떠한 열응력이 벌브(40)에서의 열응력보다 훨씬 낮을 것이고, 그에 따라 컨테이너(400)의 수명이 벌브(40)의 수명보다 훨씬 커지게 될 것이기 때문에 이롭다. 일실시예에서, 플라즈마(42)의 중앙(61)은 전극(60, 62)의 선단부의 사이에 이들 선단부로부터 등거리에 있거나 및/또는 드라이브 광학장치(54)의 초점에 있다.

벌브(40) 형태의 종래 기술의 컨테이너는 그 형상이 실질적으로는 구체이다. 따라서, 플라즈마(42)의 중앙(61)까지의 벌브의 벽부(광 투과 윈도우(64, 65)와 등가의)의 거리는 벌브(40)의 구체의 반경과 대략 동일하다. 따라서, 종래 기술의 벌브에서, 플라즈마(42)의 중앙(61)에서부터 광 투과 윈도우(64, 65)까지의 거리는 약

이며, 여기서 V는 벌브(40)의 체적이다. 본 발명의 발명자는 플라즈마(42)의 중앙(61)이 플라즈마 방출 방사선(plasma emitted radiation)이 충돌하고 플라즈마 방출 방사선에 민감한 벽부로부터 더 멀리 위치되는 구성을 이용함으로써 벌브의 수명이 현저하게 증가될 수 있다는 것을 이해하였다. 일실시예에서, 이것은 측벽이, 적어도 중앙부에서, 이들 상에 충돌하는 플라즈마 방출 방사선을 방사선 투과 요소(64, 65)보다 더 견뎌낼 수 있는 재료로 구성되는 구체가 아닌 형상의 컨테이너(예컨대, 길게 늘어진 컨테이너)를 가짐으로써 달성된다.

도 5에 예시된 바와 같이, 컨테이너(400)는 광학축 O로 길이 방향으로 팽창하는 일정 체적의 가스(a volume of gas)를 포함하고 있을 수 있다. 중앙에는 플라즈마 주위 체적부(600), 일측 상에는 인렛 체적부(610) 및 타측 상에는 아울렛 체적부(620)가 있다. 사용 시에, 플라즈마(42)는 플라즈마 주위 체적부(600)에 있다. 드라이빙 방사선(50)은 인렛 체적부(610)를 통과한다. 플라즈마 방출 방사선은 아울렛 체적부(620)를 통과한다.

플라즈마 주위 체적부(600)는 방사선과 인렛 및 아울렛 개구부(601, 602)를 제외한 플라즈마(42)를 실질적으로 둘러싸며, 플라즈마(42)를 둘러싸는 가스를 담아두기 위한 것이다.

일실시예에서, 플라즈마 주위 체적부(600)의 크기는 종래 기술의 벌브 체적부의 크기와 유사하다. 일실시예에서, 플라즈마 주위 체적부(600)의 체적은 200000㎣ 미만, 바람직하게는 100000㎣ 미만, 심지어는 1000㎣ 미만, 또는 심지어는 100㎣ 미만이다. 이것은, 플라즈마(42)가 안정하게 되고, 플라즈마(42)를 둘러싸는 가스가 플라즈마 주위 체적부가 더 큰 경우에 발생할 수도 있는 것과 같이 플라즈마(42)를 너무 많이 냉각시키지 않도록, 상당히 작은 체적이 되는 이점을 갖는다.

일실시예에서, 플라즈마 주위 체적부(600)의 광학축 O에 수직한 평면에서의 평균 단면적은 인렛 체적부(610) 및/또는 아울렛 체적부(620)의 평균 단면적보다 작다. 이 구성은, 종래 기술에 비교하여 상대적으로 큰 체적의 가스를 갖는 컨테이너(400)에 대해서도, 여전히 전체적으로 구체 모양의 체적의 컨테이너에 비하여 거리 D의 증가를 허용하고 다량의 플라즈마 방출 방사선의 집광을 허용하면서, 플라즈마(42)가 안정하게 되도록 한다(플라즈마(42)를 둘러싸는 가스의 양이 전체 체적에 비교하여 상대적으로 작기 때문에).

일실시예에서, 플라즈마(42)의 중앙(61)은 컨테이너(400)의 가장 근접한 벽부로부터 만큼보다 아울렛 방사선 투과 요소(65) 및/또는 인렛 방사선 투과 요소(64)로부터 상당히 더 떨어져 있다. 일실시예에서, 플라즈마(42)의 중앙(61)은 컨테이너(400)의 가장 근접한 벽부로부터 만큼보다 아울렛 방사선 투과 요소(65) 및/또는 인렛 방사선 투과 요소(64)로부터 적어도 3배(바람직하게는 적어도 6배) 더 떨어져 있다. 그러므로, 일실시예에서, 플라즈마 주위 체적부(600)를 규정하는 컨테이너(400)의 벽부(플라즈마(42)의 중앙(61)에 가장 근접하고 전극(60, 62)을 포함하지 않는)는 컨테이너(400)의 총 체적보다 훨씬 작은 체적을 규정한다. 이것은 인렛 및 아울렛 방사선 투과 요소(64, 65)가 강한 플라즈마 방출 방사선으로부터 보호되도록 하면서 플라즈마(42)가 안정하게 된다는 것을 의미한다.

일실시예에서, 플라즈마(42)의 중앙(61)과 인렛 방사선 투과 요소(64) 간의 거리와, 플라즈마의 중앙과 아울렛 방사선 투과 요소(65) 간의 거리 중의 적어도 하나는 적어도

의 3배이며, 여기서 V는 플라즈마 주위 체적부(600)의 체적이다. 바람직한 실시예에서, 플라즈마의 중앙과 인렛 방사선 투과 요소 간의 거리와, 플라즈마의 중앙과 아울렛 방사선 투과 요소 간의 거리 중의 적어도 하나는 적어도

의 6배이다.

일실시예에서, 플라즈마(42)는 인렛 및 아울렛 방사선 투과 요소(64, 65)의 하나 또는 둘 모두로부터 적어도 10mm의 지점에 형성된다. 바람직한 실시예에서, 인렛 및 아울렛 방사선 투과 요소(64, 65)의 적어도 하나는 플라즈마(42)로부터 적어도 20mm, 보다 바람직하게는 적어도 30mm, 또는 심지어는 35, 40 또는 50mm 이상에 위치된다.

컨테이너(400)는 z 방향으로 연장되는 대칭축 O를 포함한다. 플라즈마(42)는 대칭축 O 상에 형성된다. 인렛 및 아울렛 방사선 투과 요소(64, 65)는 길이 방향을 규정하는 대칭축 O에 수직으로 위치된다. 드라이빙 방사선(50)은 길이방향 축 O에 대해 실질적으로 평행하게 이동한다. 플라즈마(42)에 의해 방출된 방사선은 아울렛 방사선 투과 요소(65)를 통해 빠져나오고, 대칭축 O에 실질적으로 평행하다.

일실시예에서, 드라이브 광학장치(54) 및/또는 집광 광학장치(44)는 적어도 일부분이 각각 인렛 방사선 투과 요소(64)와 아울렛 방사선 투과 요소(65)에 의해 형성된다. 즉, 방사선 투과 요소(64, 65) 중의 하나 또는 둘 모두가 평행 평면 플레이트의 형태로 되지 않을 수도 있다. 그러나, 방사선 투과 요소(64, 65)를 평행 평면 플레이트로 하는 것은 컨테이너(400)의 제조에서의 문제점을 더 적어지게 한다.

컨테이너(400)는 적어도 2개의 전극(60, 62)을 포함한다. 전극(60, 62)은 축 O의 양쪽 측면 상에 제공된다. 컨테이너(400)의 몸체부(410)는 고상 재료(solid material)로 구성되어 있는 것으로 예시되어 있다. 이것은 반드시 그러할 필요는 없다. 그러나, 이것은 강도 및/또는 열전달을 고려하면 이로울 것이다. 바람직하게는, 몸체부(410)(구체적으로는, 예컨대 컨테이너(400) 벽부의 중앙부와 같은 플라즈마 주위 체적부(600)를 규정하는 벽부)는 플라즈마 방출 방사선에 의한 조사(irradiation)를 방사선 투과 요소(64, 65)보다 더 견뎌낼 수 있는 재료로 구성된다. 컨테이너(400)의 몸체부(410)의 내부 표면은 반사성 재료로 구성될 수도 있다. 이것은 플라즈마(42)에 의해 방출된 방사선이 역으로 플라즈마(42)에 반사되는 것에 의해 플라즈마(42)의 온도를 유지하는데 도움을 줄 수 있다.

일실시예에서, 컨테이너(400)는, 절삭된 원뿔(truncated cone)의 작은 쪽 직경의 단부들이 서로 대면하는 상태로 길이방향 축 O 둘레에 회전 대칭으로 배향된 실질적으로 2개의 절삭된 원뿔 형상의 내부 체적부를 가질 수도 있다. 2개의 절삭된 원뿔들 사이의 중앙부는 원통형, 구체형, 타원형 등이어도 되고, 플라즈마(42)를 유지하도록 설계된다.

밀폐 컨테이너(400)의 벽부는 예컨대 플라즈마(42)에 의해 발생된 UV 방사선을 차단하는 재료와 같은 원하지 않는 방사선(또는 모든 방사선)을 차단할 수 있는 적합한 재료로 이루어질 수도 있다. 더욱이, 컨테이너(400)는 어플리케이션 요구를 충족하기 위해 어떠한 치수, 형상 및 벽 두께로도 될 수 있다.

일실시예에서, 컨테이너(400)가 밀폐식이고, 자외광이 출력 방사선(44)(예컨대, 방사선 투과 요소(64, 65)에서의)으로부터 필터링 아웃되기 때문에, 공기에 반응하는 자외광에 의해 생성되는 오존이 발생하지 않는다는 이점이 있다.

플라즈마의 파워를 더 작은 길이에서 집중시키기 위해 플라즈마의 길이 L을 감소시켜 소스에서의 플라즈마 형상에 대한 제약이 상대적으로 완화되도록 시도하기 위한 설계 방안을 취하는 것이 보편적이다. 몇몇 종래 예에서는 플라즈마가 점화 전극 사이에서 Y 방향으로서 도시된 것으로 세로로(longitudinally) 연장하는 반면, 예시된 소스에서는, 정상적인 작동에서의 플라즈마는, 길이 방향에서의 선(ray)이 가려지지 않고 집광 광학광치(44)에 의해 포획될 수 있도록 배열된다. 마찬가지로, 다른 종래의 예에서는 플라즈마가 Z 방향으로서 도시된 것으로 연장하지만, 이것은 드라이빙 레이저 광학장치에 의해 가려지고, 사용 가능한 광은 플라즈마로부터 X 및 Y 방향으로 방출된 후에 곡선형 미러에 의해 포획된다. 그러므로, 다수의 종래의 예는 플라즈마로부터 가로로 방출된 광자를 포획하는 것에 의존한다. 본 발명의 실시예 또한 또는 대안으로 플라즈마로부터 가로로 방출된 광자를 포획하는 것에 의존할 수도 있다.

플라즈마 소스에 의해 방출된 방사선의 세기 윤곽이 집광 광학장치(44)의 시계에 걸쳐 완벽하게 균일하지는 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 플라즈마 치수에 대한 제약이 전술한 바와 같이 완화되지만, 여전히 집광 광학장치(44)의 진입 NA는 방사선으로 합리적으로 균일하게 채워져야 한다. 플라즈마의 종횡비 L/d가 커질수록, 방사선이 균일하게 분포되는 에탕듀는 작아질 것이다. 예컨대 방사선 소스 장치가 도 3의 장치에서 애퍼처(13)를 가로질러 균질한 라이트 필드(light field)를 전달하도록 사용되는 때에는, 광을 보다 균질하게 하기 위한 광의 혼합이 바람직할 수도 있다. 광섬유(48) 내에서 충분한 혼합이 자연적으로 발생할 수도 있고, 또는 추가의 방안이 취해질 수도 있다. 또한, 인렛 및 아울렛 방사선 투과 요소(64, 65)의 광학 특성은 드라이브 레이저 빔 또는 플라즈마(42)로부터 집광 광학장치(44)로 방출하는 선의 품질을 저하시키지 않는 핵심 지점에서는 충분히 양호하여야 한다. 인렛 및 아울렛 방사선 투과 요소(64, 65) 및 필터(66, 67)의 광학 특성은 당연히 집광 광학장치(44) 및 포커싱 광학장치(54)를 설계 및 구축하는데 고려되어야 한다. 집광 광학장치(44) 및 포커싱 광학장치(54)의 기능적인 요소는 필요한 경우 컨테이너(400) 내부에 배치될 수 있거나 및/또는 컨테이너(400)의 벽부와 일체화될 수도 있다.

일실시예에서, 컨테이너(400)는 길이방향 축 O 주위에 실질적으로 회전 대칭을 이룬다. 화살표 "710"으로 예시한 바와 같이 길이방향 축 O에 대해 컨테이너(400)를 회전시키기 위해 로테이터(700)가 제공될 수도 있다. 이것은 발생되는 플라즈마(42)로 인한 어떠한 고르지 않은 가열 부하(예컨대, 컨테이너(400)에서의 가스의 대류로 인한)가 컨테이너(400)의 둘레 주위에 동일한 영향을 갖게 될 수 있기 때문에 이롭다. 그 결과, 커다란 열 구배가 방지될 수 있다. 부가하여, 본 실시예는 컨테이너(400) 내의 가스의 밀도의 변화를 이용한다. 가장 고온의 가스, 즉 플라즈마(42) 내의 가스는 가장 덜 조밀할 것이고, 플라즈마(42) 내에서 형성되지 않은 가스의 다른 부분은 보다 조밀할 것이다. 플라즈마(42) 내에 있지 않은 가스의 가장 고온의 부분은 더 차가운 부분보다 낮은 밀도를 가질 것이다. 원심력의 결과로, 차갑고 보다 조밀한 가스는 컨테이너(400)의 외측으로 푸시될 것이며, 더 가벼운 가스 및 플라즈마(42)는 길이방향 축 O를 따라 중앙에 집중될 것이다. 이것은 플라즈마(42)의 크기를 감소시키는 효과를 가지며, 따라서 플라즈마(42)의 세기에 긍정적인 영향을 갖는다. 이것은 플라즈마(42)의 크기가 감소될 것이고, 플라즈마가 더욱 포인트 소스처럼 동작하여, 방사선 소스의 전체 효율을 증가시킬 것이기 때문이다. 이에 부가하여, 컨테이너(400) 내에서의 가스의 어떠한 대류는 그렇게 강하지 않아서, 플라즈마를 더 따뜻하게 하고, 컨테이너(400) 내의 열 구배를 더 낮게 한다. 최종적으로, 플라즈마(42)는 플라즈마(42)가 되고 있는 가장 고온의 가스의 존재에 의해 더 고온으로 유지되는 것이 이로울 것이다. 회전에 적합한 속도는 분당 100회를 넘는 회전, 예컨대 분당 500회를 넘는 회전, 가능하게는 분당 1000회 이상의 회전이어도 된다.

본 명세서에서는 집적회로의 제조에서 리소그래피 장치를 사용하는 것을 구체적으로 언급하였을 수도 있지만, 본 명세서에 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 레티클, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 다른 응용예를 가질 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 리소그래피와 동떨어져 있는 산업 가공 어플리케이션에 적용될 수도 있다. 그 예로는 광학 부품의 생산, 자동차 제조, 건축, 객체 데이터가 제품 위의 어떠한 공간 분포로 이루어진 측정치 형태로 존재하는 임의의 수의 어플리케이션을 들 수 있다. 리소그래피의 예에서와 같이, 다변량 분석(multivariate analysis)이 행해지는 측정치의 세트는 상이한 제품 유닛, 및/또는 동일한 제품 유닛을 측정하는 상이한 경우에 대해 이루어진 측정치일 수 있다. 위에서는 광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예를 이용하는 것을 구체적으로 언급하였을 수도 있지만, 본 발명은 예컨대 임프린트 리소그래피와 같은 다른 타입의 리소그래피에도 이용될 수 있으며, 문맥이 허용하는 곳에서는 광학 리소그래피로 한정되지 않는다. 임프린트 리소그래피에서는, 패터닝 장치에서의 토포그래피가 기판 상에 생성되는 패턴을 규정한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급되는 레지스트의 층으로 프레스될 수 있으며, 그러므로 이 레지스트가 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화된다. 패터닝 장치가 레지스트에서 멀어지게 이동됨에 따라 레지스트에 패턴이 잔류하게 되며, 그 후 레지스트가 경화된다.

본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126nm의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5∼20nm 범위의 파장을 가짐)뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포괄한다. 전술한 바와 같이, 구동 시스템의 맥락에서의 방사선이라는 용어는 또한 마이크로파 방사선도 포괄할 수 있다.

문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 표현은 굴절성, 반사성, 자기성, 전자기성, 및 정전성 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.

특정 실시예에 대한 전술한 설명은, 과도한 실험 없이도 본 발명의 전반적인 개념에서 벗어나지 않고서, 당해 기술 분야에서의 지식을 적용함으로써 이러한 특정 실시예와 같은 다양한 응용예를 위해 용이하게 수정되거나 및/또는 적합화될 수 있는 본 발명의 전반적인 본질을 전체적으로 보여줄 것이다. 따라서, 이러한 적합화 및 수정은, 본 명세서에서 제공된 교시 및 지침에 기초하여, 개시된 실시예의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 것이라 할 수 있다. 또한, 본 명세서의 어법 및 용어는 본 명세서의 용어 및 어법이 교시 및 지침에 비추어 당업자에 의해 해석되도록 한정의 의도가 아니라 예로서 기술하기 위한 것이라는 것을 이해할 것이다.

본 발명의 요지 및 범위는 전술한 예시 실시예의 어떠한 것에 의해서도 한정되지 않고, 이하의 청구범위 및 그 등가 구성에 따라서만 정해져야 한다.

Claims

방사선 소스 장치에 있어서,
플라즈마 방출 방사선(plasma emitted radiation)을 방출하는 플라즈마가 드라이빙 방사선에 의한 기체 매질의 여기(excitation of gaseous medium)에 후속하여 발생되는, 상기 기체 매질로 가압되는 컨테이너를 포함하며,
상기 컨테이너는 상기 플라즈마 방출 방사선이 출력 방사선으로서 상기 컨테이너를 빠져나오기 전에 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 모든 방사선을 제거하도록 구성되는,
방사선 소스 장치.
제1항에 있어서,
상기 컨테이너는 상기 플라즈마 방출 방사선의 적어도 일부를 상기 컨테이너 내측으로부터 상기 컨테이너 외측으로 투과시키도록 동작할 수 있는 아울렛 방사선 투과 요소(outlet radiation transmitting element)를 더 포함하는, 방사선 소스 장치.
제2항에 있어서,
상기 아울렛 방사선 투과 요소는 평행 평면 플레이트를 포함하는, 방사선 소스 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 아울렛 방사선 투과 요소는 상기 플라즈마로부터 적어도 10mm에 위치되는, 방사선 소스 장치.
방사선 소스 장치에 있어서,
플라즈마 방출 방사선을 방출하는 플라즈마가 드라이빙 방사선에 의한 기체 매질의 여기에 후속하여 발생되는, 상기 기체 매질로 가압되는 비구형의 컨테이너를 포함하며,
상기 컨테이너는,
상기 드라이빙 방사선을 상기 컨테이너 외측으로부터 상기 컨테이너 내측으로 투과시키도록 동작할 수 있는 인렛 방사선 투과 요소(inlet radiation transmitting element); 및
상기 플라즈마 방출 방사선의 적어도 일부를 상기 컨테이너 내측으로부터 상기 컨테이너 외측으로 출력 방사선으로서 투과시키도록 동작할 수 있는 아울렛 방사선 투과 요소를 포함하며,
상기 인렛 방사선 투과 요소와 상기 아울렛 방사선 투과 요소 중의 하나 이상이 평행 평면 플레이트를 포함하고,
상기 컨테이너는:
상기 드라이빙 방사선이 통과하는 인렛 체적부;
플라즈마 방출 방사선이 통과하는 아울렛 체적부; 및
상기 플라즈마를 둘러싸는 플라즈마 주위 체적부를 규정하며,
상기 방사선 소스 장치의 광학축에 수직한 평면에서의 상기 인렛 체적부 및 상기 아울렛 체적부 중 하나 또는 양자 모두의 평균 단면적이, 상기 방사선 소스 장치의 광학축에 수직한 평면에서의 상기 플라즈마 주위 체적부의 평균 단면적보다 큰,
방사선 소스 장치.
제5항에 있어서,
상기 인렛 방사선 투과 요소와 상기 아울렛 방사선 투과 요소 중의 하나 이상이 상기 플라즈마로부터 적어도 10mm에 위치되는, 방사선 소스 장치.
방사선 소스 장치에 있어서,
플라즈마 방출 방사선을 방출하는 플라즈마가 드라이빙 방사선에 의한 기체 매질의 여기에 후속하여 발생되는, 상기 기체 매질로 가압되는 비구형의 컨테이너를 포함하며,
상기 컨테이너는,
상기 드라이빙 방사선을 상기 컨테이너 외측으로부터 상기 컨테이너 내측으로 투과시키도록 동작할 수 있는 인렛 방사선 투과 요소; 및
상기 플라즈마 방출 방사선의 적어도 일부를 상기 컨테이너 내측으로부터 상기 컨테이너 외측으로 출력 방사선으로서 투과시키도록 동작할 수 있는 아울렛 방사선 투과 요소를 포함하며,
상기 플라즈마의 중앙은, 상기 컨테이너의 가장 근접한 벽부보다 상기 아울렛 방사선 투과 요소 및 상기 인렛 방사선 투과 요소 중 하나 또는 양자 모두로부터 실질적으로 더 떨어져 있고, 상기 컨테이너의 가장 근접한 벽부는 상기 플라즈마를 둘러싸는 플라즈마 주위 체적부를 규정하며,
상기 플라즈마의 중앙과 상기 인렛 방사선 투과 요소 간의 거리와, 상기 플라즈마의 중앙과 상기 아울렛 방사선 투과 요소 간의 거리 중의 적어도 하나는
의 적어도 3배이며, V는 상기 플라즈마 주위 체적부의 체적인, 방사선 소스 장치.
제7항에 있어서,
상기 플라즈마의 중앙은, 상기 컨테이너의 가장 근접한 벽부보다 상기 아울렛 방사선 투과 요소 및 상기 인렛 방사선 투과 요소 중 하나 또는 양자 모두로부터 적어도 3배 더 떨어져 있는, 방사선 소스 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 컨테이너는,
상기 드라이빙 방사선이 통과하는 인렛 체적부; 및
플라즈마 방출 방사선이 통과하는 아울렛 체적부를 규정하며,
상기 방사선 소스 장치의 광학축에 수직한 평면에서의 상기 인렛 체적부 및 상기 아울렛 체적부 중 하나 또는 양자 모두의 평균 단면적이, 상기 방사선 소스 장치의 광학축에 수직한 평면에서의 상기 플라즈마 주위 체적부의 평균 단면적보다 큰,
방사선 소스 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨테이너는 상기 플라즈마 방출 방사선이 출력 방사선으로서 상기 컨테이너를 빠져나오기 전에 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 방사선을 실질적으로 제거하도록 동작할 수 있는, 방사선 소스 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인렛 방사선 투과 요소와 상기 아울렛 방사선 투과 요소 둘 모두가 평행 평면 플레이트를 포함하는, 방사선 소스 장치.
제2항, 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아울렛 방사선 투과 요소는, 상기 플라즈마 방출 방사선이 출력 방사선으로서 상기 컨테이너를 빠져나오기 전에 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 방사선 및 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 700-1000nm의 파장을 갖는 방사선 중 하나 또는 양자 모두를 실질적으로 제거하도록 동작할 수 있는, 방사선 소스 장치.
제12항에 있어서,
상기 아울렛 방사선 투과 요소는, 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 방사선 및 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 700-1000nm의 파장을 갖는 방사선 중 하나 또는 양자 모두를 실질적으로 반사하는 것 및 흡수하는 것 중 하나 또는 양자 모두를 위한 코팅을 포함하는, 방사선 소스 장치.
제13항에 있어서,
상기 코팅은 상기 플라즈마와 대면하는 상기 방사선 투과 요소의 면 상에 있는, 방사선 소스 장치.
제12항에 있어서,
상기 아울렛 방사선 투과 요소는, 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 방사선 및 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 700-1000nm의 파장을 갖는 방사선 중 하나 또는 양자 모두를 흡수하는 재료로 구성되는, 방사선 소스 장치.
제13항에 있어서,
상기 아울렛 방사선 투과 요소는, 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 10-400nm의 파장을 갖는 방사선 및 상기 플라즈마 방출 방사선으로부터 700-1000nm의 파장을 갖는 방사선 중 하나 또는 양자 모두를 흡수하는 재료로 구성되고,
상기 코팅이 TiO₂를 포함하거나, 또는 상기 재료가 TiO₂로 도핑되는, 방사선 소스 장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
작동에 앞서 상기 플라즈마를 점화하는데 사용하기 위해, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 형성 지점(plasma forming location)의 상호 반대쪽 측면 상에 위치된 2개 이상의 전극을 더 포함하는, 방사선 소스 장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨테이너의 내부 표면 상의 적어도 일부가 상기 플라즈마 방출 방사선에 대해 적어도 부분적으로 반사성인, 방사선 소스 장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨테이너를 축을 중심으로 회전시키기 위한 로테이터를 더 포함하는, 방사선 소스 장치.
제19항에 있어서,
상기 로테이터는 상기 컨테이너를 분당 100회를 넘는 회전수로 회전시키도록 구성되는, 방사선 소스 장치.
제19항에 있어서,
상기 로테이터는 상기 컨테이너가 실질적으로 대칭을 이루는 축을 중심으로 상기 컨테이너를 회전시키기 위한 것인, 방사선 소스 장치.
제21항에 있어서,
상기 컨테이너가 회전하는 축에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 드라이빙 방사선이 상기 컨테이너에 진입하거나 상기 출력 방사선이 상기 컨테이너를 빠져나오는, 방사선 소스 장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드라이빙 방사선을 발생하고, 상기 드라이빙 방사선을 상기 컨테이너 내의 플라즈마 형성 지점 상에 포커싱되는 적어도 하나의 빔이 되게 형성하는 드라이빙 시스템; 및
출력 방사선을 집광하고, 상기 출력 방사선을 적어도 하나의 방사선 빔이 되게 형성하는 집광 광학 시스템
을 더 포함하는, 방사선 소스 장치.
제23항에 있어서,
상기 드라이빙 시스템은 상기 방사선 빔을 발생하기 위한 하나 이상의 레이저를 포함하는, 방사선 소스 장치.
제23항에 있어서,
상기 드라이빙 방사선은 제1 대역의 파장을 가지며, 상기 플라즈마 방출 방사선은 상기 제1 대역과는 상이한 제2 대역의 파장을 갖는, 방사선 소스 장치.
기판 상의 구조체의 특성을 측정하기 위한 검사 장치에 있어서,
상기 구조체를 위에 갖고 있는 기판을 위한 지지체;
사전에 정해진 조명 조건 하에서 상기 구조체를 조명하고, 상기 조명 조건 하에서 컴포넌트 타겟 구조체에 의해 회절된 방사선 중 사전에 정해진 부분을 검출하는 광학 시스템;
상기 구조체의 상기 특성의 측정치를 획득하기 위해, 검출된 방사선의 특성을 나타내는 정보(information characterizing the detected radiation)를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하며,
상기 광학 시스템이 청구항 1 내지 청구항 3 및 청구항 5 내지 8 중 어느 하나의 청구항에서 청구된 바와 같은 방사선 소스 장치를 포함하는,
기판 상의 구조체의 특성을 측정하기 위한 검사 장치.
리소그래피 시스템에 있어서,
리소그래피 장치를 포함하며, 상기 리소그래피 장치가,
패턴을 조명하도록 구성된 조명 광학 시스템;
패턴의 이미지를 기판 상에 투영하도록 구성된 투영 광학 시스템; 및
청구항 26에 따른 검사 장치를 포함하며,
상기 리소그래피 장치는 추가의 기판에 패턴을 부여함에 있어서 상기 검사 장치로부터의 측정 결과를 사용하도록 구성되는,
리소그래피 시스템.
리소그래피 공정에 의해 기판 상에 형성된 구조체의 특성을 측정하는 방법에 있어서,
(a) 청구항 1 내지 청구항 3 및 청구항 5 내지 8 중 어느 하나의 청구항에 따른 방사선 소스 장치의 출력 방사선을 사용하여 상기 구조체를 조명하는 단계;
(b) 상기 구조체에 의해 회절된 방사선을 검출하는 단계; 및
(c) 상기 회절된 방사선의 특성으로부터 상기 구조체의 하나 이상의 특성을 결정하는 단계
를 포함하는, 리소그래피 공정에 의해 기판 상에 형성된 구조체의 특성을 측정하는 방법.
리소그래피 공정을 이용하여 일련의 기판 상에 디바이스 패턴이 부여되는 디바이스를 제조하는 방법으로서, 청구항 28에서 청구된 바와 같은 방법을 이용하여 상기 기판 중 적어도 하나의 기판 상의 상기 디바이스 패턴의 일부분으로서 형성되거나 상기 디바이스 패턴 이외에 형성된 적어도 하나의 복합 타겟 구조체를 검사하는 단계와, 검사 방법의 결과에 따라 그 이후의 기판에 대한 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스를 제조하는 방법.