KR102116787B1 - 극자외선 광원용 타겟 재료 서플라이 - Google Patents
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Abstract
극자외선(EUV) 광원용 타겟 재료 공급 장치는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에 형성된 측벽을 갖춘 포함하는 튜브를 포함한다. 튜브의 외측면 중 적어도 일부분은 전기 절연성 재료를 포함하고, 제1 단부는 가압된 타겟 재료를 받아들이고, 제2 단부에는 가압된 타겟 재료가 통과하여 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어내는 오리피스가 형성되어 있다. 타겟 재료 공급 장치는 또한 튜브의 외측면 상에 전기 도전성 코팅을 포함한다. 이 코팅은 튜브의 외측면을 접지에 전기적으로 접속시켜 외측면 상의 표면 전하를 줄이도록 구성되어 있다.
Description
본 발명은 극자외선(EUV) 광원용 타겟 재료 공급 장치에 관한 것이다.
극자외선("EUV") 광, 예컨대, 대략 13nm의 파장의 광을 포함하여 대략 50nm 이하의 파장을 가지는 전자기 방사선(종종 소프트 엑스선이라고도 함)은 기판, 예컨대, 실리콘 웨이퍼 내에 매우 작은 특징부(feature)를 만들기 위한 포토리소그래피 공정에서 사용될 수 있다.
EUV 광을 산출하는 방법은 재료를 EUV 범위 내의 방출선을 가진 원소, 예컨대, 크세논, 리튬, 또는 주석을 가지는 플라즈마 상태로 변환하는 단계를 포함하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 종종 레이저 생성 플라즈마("LPP")라 불리는 하나의 이러한 방법에서, 필요한 플라즈마는 구동 레이저라 불릴 수 있는 증폭된 광 빔으로, 예컨대, 방울, 스트림 또는 재료의 클러스터 형태의 타겟 재료를 조사(irradiate)함으로써 만들어질 수 있다. 이러한 프로세스를 위해, 플라즈마는 밀봉된 용기, 예컨대, 진공 챔버 내에서 만들어지고, 다양한 타입의 측정 장비를 이용하여 모니터되는 것이 전형적이다.
하나의 일반적인 형태에서, 극자외선(EUV) 광원용 타겟 재료 공급 장치는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 및 제2 단부 사이에 형성된 측벽을 구비한 튜브를 포함한다. 튜브의 외측면 중 적어도 일부분을 전기 절연성 재료를 포함하고, 제1 단부는 가압된 타겟 재료를 받고, 제2 단부에는 가압된 타겟 재료를 통과시켜 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어내는 오리피스(orifice)가 형성되어 있다. 타겟 재료 공급 장치는 또한 튜브의 외측면 상에 전기 도전성 코팅을 포함한다. 이 코팅은 튜브의 외측면을 접지에 전기적으로 접속시켜, 외측면 상의 표면 전하를 줄이도록 구성되어 있다.
구현방법들은 하나 이상의 아래의 특징을 포함할 수 있다. 전기 도전성 코팅은 이리듐일 수 있다. 전기 도전성 코팅은 크롬일 수 있다. 전기 도전성 코팅은 50nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 전기 도전성 코팅은 오리피스의 일부분 상에 존재할 수 있다. 전기 도전성 코팅은 튜브의 내측면 상에 존재할 수 있다. 이 장치는 튜브에 연결된 변조기를 포함할 수 있고, 이 변조기는 튜브를 변조 주파수로 편향시키도록 구성될 수 있다. 전기 도전성 코팅은 변조기의 외측면 상에 존재할 수 있다. 전기 도전성 코팅은 튜브의 측벽 및 제2 단부의 일부분 상에 존재할 수 있다.
몇몇 구현에서, 이 장치는 튜브의 제1 단부를 수용하는 도전성 피팅(fitting), 및 도전성 피팅과 튜브의 측벽의 외측면 상에 존재하는 전기 도전성 코팅의 일부분 간의 도전 연결을 포함할 수 있다. 전기 도전성 코팅은 이러한 도전 연결일 수 있다. 이러한 도전 연결은 금속 피팅 및 전기 도전성 코팅과 집적 물리적으로 접촉하는 별개의 금속 엘리먼트일 수 있다.
타겟 재료는 용융된 주석일 수 있다. 타겟 재료 방울의 스트림은 오리피스에서부터 레이저 빔을 받는 타겟 영역을 향해 진행할 수 있고, 방울 스트림 내의 제1 방울과 방울 스트림 내의 제2 방울은 상이한 시간에 실질적으로 동일한 공간적 위치의 타겟 영역을 통과할 수 있다.
다른 일반적인 형태에서, 극자외선(EUV) 광원을 위한 타겟 재료 방울 스트림을 전달하는 어셈블리가 코팅된다. 이 어셈블리는 적어도 그 일부분이 전기 절연성인 외측면을 가진 튜브, 제1 단부, 및 가압된 타겟 재료를 통과시켜 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어 내도록 구성된 오리피스가 형성되어 있는 제2 단부를 포함한다. 이 어셈블리는 금속 재료의 소스를 포함하는 챔버 내에 놓여진다. 이 어셈블리는 금속 재료 소스에 대하여 하나의 각도를 이루도록 위치 조절되고, 제2 단면 및 측벽의 외측면의 적어도 일부분이 금속 재료로 코팅되는데, 소스와 어셈블리 사이의 거리를 선택하여 코팅의 두께를 조절할 수 있다.
구현방법은 하나 이상의 아래의 특징을 포함할 수 있다. 금속 재료는 크롬일 수 있다. 금속 재료는 이리듐일 수 있다. 코팅의 두께는 50nm 미만일 수 있다. 코팅의 두께는 대략 10nm 내지 50nm일 수 있다. 금속 증기가 챔버 내에서 발생될 수 있고, 금속 재료로 제2 단부 및 측벽의 외측면의 적어도 일부분을 코팅하는 것은 금속 증기를 제2 단부 및 측벽의 외측면 상으로 스퍼터링(sputtering)하는 것을 포함할 수 있다. 오리피스의 내측은 오리피스의 폭의 절반 거리만큼 코팅될 수 있다. 금속 증기는 대략 30초 내지 1분인 노출 시간 동안 제2 단부 및 측벽의 외측면 상에 스퍼터링될 수 있다. 캐필러리의 제2 단부 및 바깥 측벽의 일부분을 금속 재료로 코팅한 후, 변조기가 캐필러리 튜브에 연결될 수 있다. 챔버 내에 놓인 어셈블리는 캐필러리 튜브에 연결된 변조기를 포함할 수 있고, 변조기의 외측면의 적어도 일부분은 금속 재료로 코팅될 수 있다. 이 변조기는 캐필러리 튜브의 측벽의 일부를 둘러싼 압전 튜브를 포함할 수 있다.
다른 일반적인 형태에서, 극자외선(EUV) 광원에서 타겟 재료 방울의 스트림을 산출하는 것은 절연 튜브의 외측면 상의 금속 코팅을 접지에 전기적으로 접속시키는 단계, 절연 튜브와 유체 교류하는 저장소에 담겨 있는 타겟 재료에 압력을 가하는 단계, 튜브의 제1 단부를 통해 가압된 타겟 재료를 받는 단계, 및 타겟 재료를 튜브의 제2 단부에 형성된 오리피스를 통과 시켜 방울 스트림을 만들어내는 단계를 포함한다. 진공 챔버 내에서 타겟 영역을 향해 진행하는 방울들은 타겟 재료 방울을 플라즈마로 변환하기에 충분한 레이저 빔을 수신하도록 구성되어 있고, 스트림 내의 제1 방울과 스트림 내의 제2 방울은 상이한 시간에 실질적으로 동일한 타겟 영역 내의 공간적 위치를 통과한다.
구현방법은 아래의 또는 다른 특징을 포함할 수 있다. 상기 압력은 적어도 4000psi일 수 있다.
상술된 임의의 기술의 구현방법은 타겟 재료 공급 장치, 노즐 어셈블리, EUV 광원, EUV 시스템, 키트(kit), 방법, 프로세스, 디바이스, 또는 장치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현의 상세한 내용은 첨부된 도면과 아래의 설명에 나열되어 있다. 다른 특징들은 아래의 설명 및 도면 및 청구항으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 레이저 생성 플라즈마 극자외선 광원의 블록도이다.
도 2a는 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 2b는 장치의 일부분 상에 표면 전하를 가지는, 도 2a의 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 3a는 전기 도전성 코팅을 가진 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 3b는 단면 3b-3b을 따라 취해진 도 3a의 타겟 재료 공급 장치의 튜브의 단면도이다.
도 4는 전기 도전성 코팅을 가진 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 5는 전기 도전성 코팅을 가진 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 6은 예시적인 스퍼터 챔버의 도면이다.
도 7은 타겟 재료 공급 장치를 금속화하는 예시적인 프로세스이다.
도 8a 및 8b는 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 투시도이다.
도 9는 EUV 광원에서 금속화된 타겟 재료 공급 장치를 이용하는 예시적인 프로세스이다.
도 2a는 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 2b는 장치의 일부분 상에 표면 전하를 가지는, 도 2a의 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 3a는 전기 도전성 코팅을 가진 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 3b는 단면 3b-3b을 따라 취해진 도 3a의 타겟 재료 공급 장치의 튜브의 단면도이다.
도 4는 전기 도전성 코팅을 가진 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 5는 전기 도전성 코팅을 가진 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 측면도이다.
도 6은 예시적인 스퍼터 챔버의 도면이다.
도 7은 타겟 재료 공급 장치를 금속화하는 예시적인 프로세스이다.
도 8a 및 8b는 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치의 투시도이다.
도 9는 EUV 광원에서 금속화된 타겟 재료 공급 장치를 이용하는 예시적인 프로세스이다.
전기 도전성 면 또는 코팅을 가진 타겟 재료 공급 장치 또는 노즐 어셈블리가 개시된다. 이 장치는 극자외선(EUV) 광원 내에서 타겟 재료 방울을 만들기 위해 사용된다. 이 장치는 오리피스를 통해 가압된 타겟 재료를 통과시켜, 방울의 스트림으로 시작하여, 타겟 재료의 연속적인 스트림을 만들어내는 전기 절연 튜브를 포함한다. 레이저 빔에 의해 조사된 때, 이 방울들은 플라즈마 상태로 변환되고 EUV 광을 방출한다.
절연 튜브 내에 담겨 있고 그것을 통과하는 타겟 재료가 통상적으로 전기 도전성이기 때문에, 절연 튜브는 표면 전하를 가지지 않거나 극히 작은 표면 전하를 가질 것이고 튜브를 빠져 나가는 타겟 재료가 작은 표면 전하를 전달하거나 표면 전하를 전달하지 않을 것으로 예상된다. 그러나, 경험적 증거는 예상과 달리 절연 튜브의 표면 상에 표면 전하가 축적되고, 빠져 나오는 타겟 재료가 전하를 가질 수 있음을 말해준다. 방울 상의 전하는 방울들이 오리피스에서부터, 레이저 빔을 수신하는 타겟 영역까지 이동할 때, 방울들이 그들의 예상 궤적으로부터 이탈하게 만들 수 있다. 방울의 플라즈마 상태로의 변환이 그 방울을 조사하는 레이저 빔에 의존하기 때문에, 타겟 영역 내의 방울들의 일정한 공간적 위치는 성공적으로 조사되어 플라즈마 상태가 되는 방울의 수를 증가시킴으로써 EUV 광원의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, EUV 광원의 성능은 펌프 레이저의 펄스와 정확히 동일한 속도(또는 주파수), 또는 거의 동일한 속도를 가진 방울을 만들어 냄으로써 향상될 수 있다. 펌프 레이저의 펄스는 전형적으로 노즐로부터 나오는 타겟 재료의 연속 스트림으로부터 처음 분리되는(break off) 방울의 속도보다 훨씬 낮은 반복률(또는 주파수)를 가진다. 작은 초기 방울들이 상대적인 속도를 가져서, 복수의 작은 초기 방울들을 합쳐지게 하여 레이저 펄스와 동일한 속도를 가지는 더 큰 방울을 지속적으로 형성하게 하는 변조 체계(modulation regime)를 선택함으로써, 펌프 레이저의 속도에 더 근접한 낮은 속도를 가진 더 큰 방울들이 형성될 수 있다. 그러나, 절연 튜브 상의 표면 전하 및 작은 초기 방울 내의 전하의 존재는 방울들 간의 쿨롬 반발(Coulomb repulsion)로 인해 레이저 펄스의 속도인 더 큰 방울의 형성을 방해할 수 있다. 쿨롬 반발은 방울 스트림에 수직인 방향으로 방울들을 밀어 내고 변위시키는 추가적인 힘을 야기한다. 절연 튜브 상의 표면 전하를 감소 또는 제거하는 것이 작은 초기 방울을 동일한 선형 궤적으로 정렬시키는데 도움을 줄 수 있고, 그 방울들이 펌프 레이저의 속도에 더 가까운 속도를 가지는 더 큰 방울로 합쳐지기 쉽게 된다.
아래에 더 상세하게 서술된 바와 같이, 절연 튜브의 표면 상에 금속 코팅과 같은 금속부를 포함시키면, 절연 튜브의 표면이 접지에 연결될 수 있게 함으로써 표면 전하가 감소 또는 제거될 수 있다. 이처럼, 절연 튜브 상에 금속부를 포함시킴으로써, EUV 광원의 효율이 향상될 수 있다. 또한, 타겟 재료 상의 동작 압력이 증가할수록 초기의 작은 방울의 전하의 영향이 더 확연해질 수 있기 때문에, 도전성 코팅으로 인해 EUV 광원이, 예컨대, 4000 psi(pounds-per-square-inch) 이상과 같은 더 높은 동작 압력에서 실행될 수 있게 된다.
타겟 재료 공급 장치의 더 상세한 설명을 제공하기에 앞서, LPP EUV 광원의 컴포넌트들의 설명이 먼저 기술될 것이다.
도 1을 참조하면, LPP EUV 광원(100)은 타겟 위치(105)를 향해 빔 경로를 따라 진행하는 증폭된 광 빔(110)으로 타겟 위치(105)에 있는 타겟 혼합물(114)을 조사함으로써 형성된다. 조사 위치라고도 불리는 타겟 위치(105)는 진공 챔버(130)의 내부(107)에 있다. 증폭된 광 빔(110)이 타겟 혼합물(114)을 타격한 때, 타겟 혼합물(114) 내의 타겟 재료는 EUV 범위 내의 방출선을 가진 원소를 가진 플라즈마 상태로 변환된다. 생성된 플라즈마는 타겟 혼합물(114) 내의 타겟 재료의 구성성분에 따라 특정한 특성을 가진다. 이러한 특성은 플라즈마에 의해 생성되는 EUV 광의 파장 및 플라즈마로부터 방출되는 찌꺼기의 종류 및 양을 포함할 수 있다.
광원(100)은 또한 액체 방울, 액체 스트림, 고체 입자 또는 클러스터, 액체 방울 내에 포함된 고체 입자, 또는 액체 스트림 내에 포함된 고체 입자의 형태인 타겟 혼합물(114)을 전달, 제어, 및 방향조절(direct)하는 타겟 재료 전달 시스템(125)을 포함한다. 타겟 혼합물(114)은, 예컨대, 물, 주석, 리튬, 크세논 또는 플라즈마 상태로 변환된 때 EUV 범위 내의 방출선을 가지는 임의의 재료와 같은 타겟 재료를 포함한다. 예를 들어, 원소 주석은 순수한 주석(Sn); 주석 화합물, 예컨대, SnBr4, SnBr2, SnH4; 주석 합금, 예컨대, 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금, 또는 이러한 합금의 임의의 조합으로서 사용될 수 있다. 타겟 혼합물(114)은 또한 논-타겟 입자(non-target particle)와 같은 불순물을 포함할 수 있다. 그러므로, 불순물이 없는 상황에서, 타겟 혼합물(114)는 오직 타겟 재료로만 구성된다. 타겟 혼합물(114)은 타겟 재료 전달 시스템(125)에 의해 진공 챔버(130)의 내부(107) 및 타겟 위치(105)로 전달된다.
광원(100)은 구동 레이저 시스템(115)의 이득 매체(들) 내의 분포 반전(population inversion)으로 인해 증폭된 광 빔(110)을 산출하는 구동 레이저 시스템(115)을 포함한다. 광원(100)은 레이저 시스템(115)과 타겟 위치(105) 사이에 빔 전달 시스템을 포함하는데, 이 빔 전달 시스템은 빔 트랜스포트 시스템(120) 및 포커스 어셈블리(122)를 포함한다. 빔 트랜스포트 시스템(120)은 레이저 시스템(115)으로부터 증폭된 광 빔(110)을 수신하고, 필요한 경우 증폭된 광 빔(110)을 스티어링(steer) 및 조절하고, 증폭된 광 빔(110)을 포커스 어셈블리(122)로 출력한다. 포커스 어셈블리(122)는 증폭된 광 빔(110)을 수신하고, 그 빔(110)을 타겟 위치(105)로 집중시킨다.
일부 구현에서, 레이저 시스템(115)은 하나 이상의 메인 펄스 및, 몇몇 경우에, 하나 이상의 프리 펄스(pre-pulse)를 제공하기 위한 하나 이상의 광 증폭기, 레이저, 및/또는 램프를 포함할 수 있다. 각각의 광 증폭기는 고이득으로 희망의 파장을 광학적으로 증폭시킬 수 있는 이득 매체, 여기 소스, 및 내부 광학부재들을 포함한다. 광 증폭기는 레이저 캐비티를 형성하는 레이저 미러 또는 다른 피드백 장치를 포함할 수도 있고, 또는 포함하지 않을 수도 있다. 그러므로, 레이저 시스템(115)은 레이저 캐비티가 존재하지 않더라도 레이저 증폭기의 이득 매체 내의 분포 반전으로 인해 증폭된 광 빔(110)을 산출한다. 또한, 레이저 시스템(115)은 레이저 시스템(115)에 충분한 피드백을 제공하기 위해, 레이저 캐비티가 있다면, 코히어런트(coherent) 레이저 빔인 증폭된 광 빔(110)을 산출할 수 있다. 용어 "증폭된 레이저 빔"은 하나 이상의: 반드시 코히어런트 레이저 오실레이션은 아니고 단지 증폭된 레이저 시스템으로부터의 광, 및 증폭되고 코히어런트 레이저 오실레이션인, 레이저 시스템(115)으로부터의 광을 아우른다.
레이저 시스템(115) 내의 광 증폭기는 이득 매체로서, C02를 포함하고 대략 9100 내지 11000nm 및 특히 대략 10600nm 파장의 광을 1000 이상의 이득으로 증폭할 수 있는 충진 가스를 포함할 수 있다. 레이저 시스템(115)에 사용하기 적합한 증폭기 및 레이저는 펄스식 레이저 장치, 예컨대, DC 또는 RF 여기(excitation)를 통해, 예컨대, 대략 9300nm 또는 대략 10600nm의 방사선을 산출하고, 예컨대, 10kW 이상의 비교적 높은 파워 및, 예컨대, 50kHz 이상의 높은 펄스 반복률로 동작하는 펄스식 가스방전 CO2 레이저 장치를 포함할 수 있다. 레이저 시스템(115) 내의 광 증폭기는 또한 레이저 시스템(115)을 더 고출력으로 동작시킬 때 사용될 수 있는 물과 같은 냉각 시스템을 포함할 수 있다.
광원(100)은 증폭된 광 빔(110)을 통과시켜 타겟 위치(105)에 도달하게 할 수 있는 애퍼어처(140)를 가진 수집 미러(135)를 포함한다. 수집 미러(135)는, 예컨대, 타겟 위치(105)에 주 초점을 가지고, EUV 광이 광원(100)으로부터 출력될 수 있고, 예컨대, (도시되지 않은) 집적회로 리소그래피 툴로 입력될 수 있는 위치인 중간 위치(145)에 보조 초점(중간 초점이라고도 함)을 가지는 타원형 미러일 수 있다. 광원(100)은 또한 포커스 어셈블리(122) 및/또는 빔 트랜스포트 시스템(120)으로 들어가는 플라즈마에 의해 생성된 찌꺼기의 양을 줄임과 동시에, 증폭된 광 빔(110)이 타겟 위치(105)에 도달하는 것을 가능하게 하기 위해, 수집 미러(135)에서 타겟 위치(105)로 갈수록 점점 가늘어지는 개방형의 속이 빈 원뿔형 슈라우드(shroud)(150)(예컨대, 가스 콘)을 포함할 수 있다. 이러한 목적으로, 타겟 위치(105)를 향하게 방향조절된 가스 흐름이 슈라우드 내에 제공될 수 있다.
광원(100)은 또한 방울 위치 탐지 피드백 시스템(156), 레이저 제어 시스템(157), 및 빔 제어 시스템(158)에 접속되어 있는 마스터 컨트롤러(155)를 포함할 수 있다. 광원(100)은, 예컨대, 타겟 위치(105)에 대한 방울의 위치를 나타내는 출력을 제공하고, 이 출력을, 예컨대, 방울 위치 및 궤적을 계산할 수 있는 방울 위치 탐지 피드백 시스템(156)에 제공하는 하나 이상의 타겟 또는 방울 이미저(160)를 포함할 수 있는데, 상기 방출 위치 및 궤적으로부터 매 방울마다 또는 평균적으로 방울 위치 오차가 계산될 수 있다. 그러므로, 방울 위치 탐지 피드백 시스템(156)은 방울 위치 오차를 마스터 컨트롤러(155)에 입력으로서 제공한다. 그러므로, 마스터 컨트롤러(155)는 레이저 위치, 방향, 및 타이밍 보정 신호를, 예컨대, 예컨대, 레이저 타이밍 회로를 제어하기 위해 사용될 수 있는 레이저 제어 시스템(57)에, 및/또는 챔버(130) 내의 빔 초점 스폿의 위치 및/또는 초점 파워를 변경하기 위해 빔 트랜스포트 시스템(120)의 증폭된 광 빔 위치 및 형상을 제어하기 위한 빔 제어 시스템(158)에 제공할 수 있다.
타겟 재료 전달 시스템(125)은, 예컨대, 희망의 타겟 위치(105)에 도달하는 방울의 오차를 보정하기 위해 전달 메커니즘(127)에 의해 방출되는 방울의 릴리스 포인트를 수정하기 위한 마스터 컨트롤러(155)로부터의 신호에 응답하여 동작 가능한 타겟 재료 전달 제어 시스템(126)을 포함한다.
부가적으로, 광원(100)은 펄스 에너지, 파장의 함수인 에너지 분포, 특정 파장 대역 내 에너지, 특정 파당 대역 외 에너지, 및 EUV 강도의 각 분포 및/또는 평균 파워를 포함하는 하나 이상의 EUV 광 파라미터를 측정하는 광원 탐지기(165)를 포함할 수 있는데, 이러한 파라미터로 제한되는 것은 아니다. 광원 탐지기(165)는 마스터 컨트롤러(155)에 의해 사용되는 피드백 신호를 발생시킨다. 이 피드백 신호는, 예컨대, 효과적이고 효율적인 EUV 광원 산출에 대한 정확한 위치 및 시간에 방울을 적절하게 인터셉트하기 위해 레이저 펄스의 타이밍 및 초점과 같은 파라미터 내의 오차를 나타낼 수 있다.
광원(100)은 또한 광원(100)의 다양한 섹션들을 정렬시키기 위해, 또는 증폭된 광 빔을 타겟 위치(105)로 스티어링하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있는 가이드 레이저(175)를 포함할 수 있다. 가이드 레이저(175)와 관련하여, 광원(100)은 가이드 레이저(175)로부터의 광 및 증폭된 광 빔(110)의 일부를 샘플링하기 위한, 포커스 어셈블리(122) 내에 위치하는 계측 시스템(124)을 포함한다. 다른 구현에서, 계측 시스템(124)은 빔 트랜스포트 시스템(120) 내에 위치한다. 계측 시스템(124)은 광의 서브셋을 샘플링하거나 리디렉팅(re-direct)하는 광학 엘리먼트를 포함할 수 있는데, 이러한 광학 엘리먼트들은 가이드 레이저 빔 및 증폭된 광 빔(110)의 파워를 견딜 수 있는 임의의 재료로 만들어진다. 마스터 컨트롤러(155)가 가이드 레이저(175)로부터 샘플링된 광을 분석하고, 그 정보를 이용하여 빔 제어 시스템(158)을 통해 포커스 어셈블리(122) 내의 컴포넌트들을 조절하기 때문에, 빔 분석 시스템은 계측 시스템(124) 및 마스터 컨트롤러(155)로 만들어질 수 있다.
그러므로, 요약하자면, 광원(100)은 타겟 위치(105)에 있는 타겟 혼합물(114)을 조사하여 타겟 혼합물(114) 내의 타겟 재료를 EUV 범위 내의 광을 방출하는 플라즈마로 변환하기 위해, 빔 경로를 따라 보내지는 증폭된 광 빔(110)을 산출한다. 증폭된 광 빔(110)은 레이저 시스템(115)의 디자인 및 특성을 기초로 결정되는 특정 파장(소스 파장이라고도 함)에서 동작한다. 부가적으로, 증폭된 광 빔(110)은 타겟 재료가 충분한 피드백을 레이저 시스템(115)에 다시 제공하여 코히어런트 레이저 광을 산출할 때, 또는 구동 레이저 시스템(115)이 적절한 광 피드백을 제공하여 레이저 캐비티를 형성하는 경우의 레이저 빔일 수 있다.
아래에 서술된 바와 같이, 타겟 혼합물(114)을 방출하는 전달 메커니즘(127)은 전기 도전성 재료로 코팅된 표면을 가진 절연성 튜브를 갖춘 타겟 재료 서플라이 장치를 포함할 수 있다. 접지 또는 작은 DC 전위에 접속된 때, 이러한 전기 도전성 코팅은 절연 튜브 상의 표면 전하가 제거되거나 상당히 감소되는 것을 가능하게 한다.
도 2a를 참조하면, 타겟 재료 공급 장치(200)의 측단면도가 도시되어 있다. 이 장치(200)는 가압된 유체(210)를 담고 있는 저장소(205) 및 개구(207)를 통해 저장소(205)와 유체 교류하는 캐필러리 튜브(220)를 포함한다. 유체(210)에 가해지는 압력은, 예컨대, 2000psi 내지 10,000psi일 수 있다. 유체(210)는 전기 도전성이고, 예컨대, 주석과 같은 용융된 금속일 수 있다. 캐필러리 튜브(220)는 유리와 같은 절연 재료로 만들어진다. 예컨대, 유리는 퓨징된 실리카(fused silica) 또는 석영일 수 있다.
캐필러리 튜브(220)는 용융된 금속(210)을 받아들이는 제1 단부(222), 측벽(224), 오리피스(228)를 형성하는 제2 단부(226)를 포함한다. 압력은 용융된 금속(210)이 개구(207)를 통해 캐필러리 튜브(220)의 제1 단부(222)로 흐르게 하는데, 여기서 용융된 금속(210)은 오리피스(228)를 통해 포싱되고(force), 연속적인 스트림(240)으로 빠져나간다. 연속적인 스트림(240)이 오리피스(228)로부터 멀어져 타겟 위치(105)를 향해 진행할 때, 연속 스트림(240)은 초기 소형 방울(242)로 나누어진 후, 순차적으로 더 큰 방울(244)로 합쳐지고, 그 중 하나 이상이 증폭된 광 빔(110)에 의해 타격되고, EUV 광을 발생시키기 위한 플라즈마 상태로 변환된다. 이상적으로, 연속 스트림(240), 초기 소형 방울(242) 및 더 큰 최종 방울(244)은 "Z" 방향으로 나란하고, 오리피스(228)로부터 타겟 위치(105)까지 예상된 궤적 "TE"을 따라 이동한다.
이 장치(200)는 또한 전기 구동 엘리먼트(260)를 포함할 수 있다. 전기 구동 엘리먼트(260)는, 예컨대, 압전 엘리먼트일 수 있다. 전기 구동 엘리먼트(260)는 타겟 재료(210)에 그리고 전기 구동 엘리먼트(260)를 구동시키는 신호 발생기(265)에 동작적으로 연결된다. 도 2a의 예에서, 전기 구동 엘리먼트(260)는 튜브(220)를 편향(deflect)시키고, 스트림(240)을 교란시키기(disturb) 위해 튜브(220)에 연결된다. 예를 들어, 구동될 때, 전기 구동 엘리먼트(260)는 하나 이상의 주파수로 튜브(220)를 선택적으로 쥐어짜거나(squeeze) 이동시킬 수 있다. 전기 구동 엘리먼트는, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합된, 2012년 4월 17일에 발행된 미국특허번호 제8,158,960호에 서술되어 있다.
도 2b를 참조하면, 캐필러리 튜브(220)를 통해 도전성 유체가 흐름에도 불구하고, 표면 전하(235)는 예상과 달리 캐필러리 튜브(220)의 외측면(221)에 축적될 수 있다. 예를 들어, 전하를 띤 입자(235)는 측벽(224)의 외측면, 제2 단부(226), 및/또는 전기 구동 엘리먼트(260)의 전기 절연부 상에 축적될 수 있다.
표면 전하(235)의 존재는 초기 소형 방울(242)의 공간적 위치를 예상된 궤적 "TE"으로부터 "X" 및 "Y" 방향으로 편향시킬 수 있다. 예를 들어, 표면 전하(235)는 축적되고 자연적으로(spontaneously) 방전될 수 있고, 이는 방울(242)들을 그들의 예상 경로로부터 편향시키는 전기장을 만들어낸다. 그 결과, 초기 소형 방울(242)은 "Z" 방향으로 나란하지 않게 되고, 그러므로 방울 스트림은 조사하는 레이저 빔에 대한 최적의 정렬 상태를 잃을 수 있다. 더욱이, 표면 전하(235)에 의해 유도된 전기장은 연속 스트림(240)을 전기적으로 편광시켜, 초기 금속 방울(242)을 대전시킬 수 있다. 전기적으로 대전된 방울들은 서로 밀어내므로, 이는 초기 소형 방울(242)의 추가적인 합쳐짐을 방해할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 예시적인 타겟 재료 공급 장치(300)는 금속 코팅(330)을 가진 캐필러리 튜브(320)를 포함한다. 이 장치(300)는 도 1에 대하여 서술한 전달 메커니즘(127)의 전부 또는 일부일 수 있다. 캐필러리 튜브(320)는 전기 절연성인 재료(예컨대, 석영)로 이루어진다. 금속 코팅(330)은 캐필러리 튜브(320)의 외측면 상의 표면 전하를 제거 또는 줄이기 위해 캐필러리 튜브(320)의 표면이 접지 또는 작은 DC 전위에 전기적으로 연결되는 것을 가능하게 한다. 표면 전하를 제거 또는 줄임으로써, 장치(300)에 의해 산출되는 전기 도전성 방울들은 타겟 위치(105)에서 더 일정한 공간적 위치를 가지게 되고, 증폭된 광 빔(110) 내의 펄스의 주파수와 동일하거나 거의 동일한 주파수를 가진 큰 방울로 합쳐지는 것이 더 쉬워지게 된다.
장치(300)에서, 캐필러리 튜브(320)는 측벽(324), 제2 단부(326), 및 제1 단부(322)를 포함한다. 측벽(324)은 제1 단부(322)와 제2 단부(326) 사이에 있다. 제2 단부(326)는 개별 방울(도시되지 않음)로 나누어지는 연속적인 제트(jet)를 형성하기 위해 가압된 타겟 재료가 통과하는 오리피스(328)를 형성하는 노즐(327)을 포함한다. 오리피스(328)는 예컨대, 대략 1㎛ 내지 대략 30㎛의 직경 "d"을 가질 수 있다. 제1 단부(322)는 접지에 연결된 금속 피팅(340) 내에 수용된다. 금속 피팅(340)은 가압된 타겟 재료를 담고 있는 저장소(도시되지 않음)에 직접 또는 간접적으로 연결된다.
캐필러리 튜브(320)의 외측면 상에 있는 금속 코팅(330)은 제2 단부(326)의 외측면 상에서, 측벽(324)의 외측면을 따라 뻗어 있다. 금속 코팅(330)은 또한 오리피스 개구의 내부로 뻗을 수 있다. 금속 코팅(330)은 도전성 와이어와 같은 전기 도전성 엘리먼트(350)를 통해 금속 피팅(340)에 전기적으로 접속되어 있다. 몇몇 구현에서, 금속 코팅(330)은 또한 캐필러리 튜브(320)와 접지 사이에 2개의 전기적 연결을 제공하기 위해 금속 피팅(340)에 직접적인 물리적 접촉에 의해 접속될 수 있다.
이 장치(300)는 또한, 구동된 때, 캐필러리 튜브(320)를 통해 흐르는 타겟 재료 내의 교란(disturbance)을 만드는 전기 구동 엘리먼트(360)를 포함한다. 예컨대, 전기 구동 엘리먼트(360)는 압전성(piezoelectric)일 수 있다. 도 3a에 도시된 예에서, 전기 구동 엘리먼트(360)는 금속 코팅(330)이 캐필러리 튜브(320) 상에 배치된 후 캐필러리 튜브(320) 위에 놓여진다.
도 3b는 단면 3B-3B을 따라 취해진 튜브(320)의 단면을 도시한다. 도 3b의 예에서, 튜브(320)는 타겟 재료를 포함하지 않는다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 금속 코팅(330)은 측벽(324) 상에 있고, 노즐(327)은 오리피스(328)를 형성한다.
도 4를 참조하면, 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치(400)는 외측면에 금속 코팅(430)을 가진 캐필러리 튜브(420)를 포함한다. 캐필러리 튜브(420)는 전기 절연성인 재료(예컨대, 석영)로 만들어진다. 금속 코팅(430)은 캐필러리 튜브(420)가 캐필러리 튜브(420)의 외측면 상의 표면 전하를 제거하거나 줄이기 위해 접지 또는 작은 DC 전위에 전기적으로 연결되는 것을 가능하게 한다. 캐필러리 튜브(420)는 측벽(424), 제2 단부(426) 및 제1 단부(422)를 포함한다. 제2 단부(426)는 오리피스(428)를 형성하는 노즐(427)을 포함하고, 제1 단부(422)는 접지에 연결된 금속 피팅(440) 내에 수용되어 있다. 금속 피팅(440)은 가압된 타겟 재료를 담고 있는 저장소(도시되지 않음)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 있다.
장치(400)는 장치(300)(도 3a 및 3b)와 유사하지만, 예외적으로 장치(400)에서는, 금속 코팅(430)을 금속 피팅(440)에 전기적으로 연결하는 뚜렷한 전기 도전성 엘리먼트가 존재하지 않는다. 그 대신, 금속 코팅(430)은 제2 단부(426)의 외측면의 적어도 일부를 덮고, 금속 피팅(440)과 금속 코팅(430)의 물리적 접촉을 통해 금속 피팅(440)에 직접 연결되도록 측벽(424)의 전체 길이를 따라 뻗어 있다. 그러므로, 장치(400)의 제2 단부(426)는 (도 3a에 도시된 금속 와이어(350)와 같은) 추가적인 엘리먼트 없이 금속 코팅(430)을 통해 접지에 연결되어 있다.
장치(400)는 또한 캐필러리 튜브(420)를 통해 흐르는 용융된 금속 내의 교란을 만드는 전기 구동 엘리먼트(460)를 포함할 수 있다. 예컨대, 전기 구동 엘리먼트(460)는 압전성일 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 금속 코팅(430)은 캐필러리 튜브(420) 상에 있고, 전기 구동 엘리먼트(460)는 금속 코팅(430)이 캐필러리 튜브(420)상에 배치된 후 캐필러리 튜브(420) 위에 놓여진다.
도 5를 참조하면, 다른 예시적인 타겟 재료 공급 장치(500)의 측 투시도가 도시되어 있다. 장치(500)는 캐필러리 튜브(520), 전기 구동 엘리먼트(560), 및 금속 피팅(540)을 포함한다. 캐필러리 튜브(520) 및 전기 구동 엘리먼트(560)는 적어도 일부가 석영과 같은 절연성 재료로 만들어져 있다. 캐필러리 튜브(520)는 오리피스(528)를 형성하는 단부(526)를 포함한다. 가압된 타겟 재료는 저장소(도시되지 않음)로부터 캐필러리 튜브(520)로 흐르고 오리피스(528)를 통해 튜브(520)를 빠져나간다. 오리피스(528)를 빠져나가는 타겟 재료는 상술한 바와 같이 방울을 형성한다.
장치(500)는 금속 코팅(530)이 전기 구동 엘리먼트(560) 및 캐필러리 튜브(520) 상에 배치되어 있다는 점에서 장치(300)(도 3a 및 3b) 및 장치(400)(도 4)와 상이하다. 전기 구동 엘리먼트(560)에 의해 덮인 캐필러리 튜브(520)의 일부분도 금속 코팅을 포함할 수 있다. 금속 코팅(530)은 캐필러리 튜브(520)와 전기 구동 엘리먼트(560)에 의해 형성되어 있는 장치(500) 부분의 전체 외측면을 덮을 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 금속 코팅(530)은 튜브(520)의 표면으로부터 축적된 표면 전하를 제거하기 위해 접지에 연결될 수 있다.
금속 코팅(530)을 접지에 연결하기 위해, 전기 도전성 엘리먼트(550)는 금속 픽스처(540)(시스템 접지에 있음)에, 그리고 금속 코팅(530)에 연결된다. 예를 들어, 도전성 엘리먼트(550)는 그 일단이 캐필러리 튜브(520) 둘레에 감겨 있고 금속 코팅(530)과 접촉하고, 그 타단이 금속 픽스처의 일부분이거나 금속 픽스처와 전기적으로 접촉하고 있는 금속 엘리먼트 둘레에 감겨 있는 플렉시블 금속 와이어일 수 있다. 대안으로서 또는 부가적으로, 와이어는 오리피스(528) 부근에서 캐필러리 튜브(520)의 일부분 둘레에 감겨 있을 수 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 타겟 재료 공급 장치의 전기 절연성 부분을 금속화하는 예시적인 기술이 도시되어 있다. 도 6은 타겟 재료 공급 장치(620)가 프로세싱을 위해 설치되어 있는 스퍼터 코터(sputter coater)(600)를 도시한다. 도 7은 타겟 재료 공급 장치를 금속 코팅으로 코팅하는 예시적인 프로세스(700)를 도시한다. 프로세스(700)는 챔버 스퍼터 코터(600)를 이용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 스퍼터 코터(600)는 뉴저지주 무어스타운의 덴튼 배큠("Denton Vacuum")으로부터 사용가능한 터보 스퍼터 코터("Turbo Sputter Coater")일 수 있다.
스퍼터 코터(600)는 "Z" 방향을 따라 재료(607)를 분출하는 스퍼터링 타겟(605)을 가진 챔버(602)를 포함한다. 재료(607)는 임의의 전기 도전성 재료일 수 있다. 예를 들어, 재료(607)는 크롬, 이리듐, 또는 임의의 다른 금속 재료일 수 있다. 재료(607)는 타겟 재료 공급 장치(620)의 외측면 상에 금속 코팅(또는 금속 층)(610)을 형성한다. 코팅(610)은 또한 노즐 오리피스 내부로도 짧은 거리만큼 뻗을 수 있다. 장치(620)는 또한 전기 절연성 재료로 만들어진 튜브(626), 및 튜브(626)의 일부분을 둘러싸는 압전 엘리먼트(628)를 포함한다. 압전 엘리먼트(628)는 외측면 가지고, 그 표면의 적어도 일부분은 절연성이다. 장치(620)는 전면(622) 및 측면(624)을 포함한다.
장치(620)는 픽스처(630)에 의해 챔버(602) 내에 고정되어 있다. 픽스처(630)는 "z" 방향에 대하여 "A" 각도로 장치(620)를 고정시킨다. "A" 각도로 장치(620)를 고정시키는 것은 코팅(610)을 형성하는 금속 재료(607)가 장치(620)의 전면(622) 및 측면(624)으로 떨어지게 만든다.
도 7을 참조하면, 프로세스(700)는 장치(620)를 금속화하기 위해 챔버(602)와 함께 사용될 수 있다. 장치(620)가 챔버(602) 내에 놓여진다(710). 장치(620)가 "A" 각도로 위치 조절된다(720). 장치(620)를 "A" 각도로 위치 조절하는 것은 표면(622)에서 표면(624)까지의 연속적인 도전성 경로의 증착(deposition)을 보장하는데 도움을 준다. 또한, 장치(620)를 챔버(601) 내에서 "A" 각도로 위치 조절함으로써, 금속 재료(607)는 장치(620)의 전면(622) 및 측면(624) 상에 놓여지게 된다.
스퍼터링 타겟(605)은 장치(620)의 전면(622) 및 측면(624)의 외측면 중 적어도 일부분을 코팅하기 위해 금속 재료(607)를 방출한다(730). 장치(620)는 대략 30초 내지 1분 동안 스퍼터링된 금속 재료(607)에 노출될 수 있다. 장치(620)가 금속 재료(607)에 노출된 후, 절연성 튜브(626) 및 압전 엘리먼트(628)의 외측면 상에 금속 코팅(610)이 존재하게 된다. 금속 코팅(610)은 경로의 일단을 전면(622), 그리고 경로의 타단을 측면(624)에 가지는 연속 도전성 경로를 형성한다. 금속 코팅(610)은 또한 장치(620)의 내부에 있는 측면(629)의 일부분을 코팅할 수 있다.
금속 코팅(610)이 장치(620)의 하나 이상의 측면 상에 있는 것으로 도 6에 도시되어 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 예를 들어, 금속 코팅(610)은 전면(622) 또는 측면(624)의 전체 외측면을 덮는 것이 아니라, 전면(622) 상에 일단을 가지고, 측면(624) 상에 제2단을 가지는 연속 도전성 스트립으로서 형성될 수 있다.
스퍼터링 타겟(605)으로부터 장치(620)의 거리 및 노출 시간은 금속 코팅(610)의 두께를 결정하고, 이 두께는 금속 코팅(610)이 오리피스(627)를 막지 않도록 선택된다. 오리피스(627)는 대략 1 내지 10㎛의 직경을 가질 수 있다. 그 사용에 있어서, 장치(620)는 가압된 용융 금속을 오리피스(627)를 통해 지나가게 함으로써 금속 방울의 스트림을 만들어낸다. 그러므로, 금속 코팅(610)은 오리피스(627)가 막히지 않도록 충분히 얇게, 그러나 금속 코팅(610) 상의 임의의 두 지점 사이에 연속적인 전기 도전성 경로를 형성할 만큼 충분히 두껍게 형성되어 있다. 예를 들어, 금속 코팅(610)은 대략 10 내지 50nm의 두께를 가질 수 있다. 금속 코팅(610)이 오리피스(627)을 막히지 않게 남겨둘 만큼 충분히 얇기 때문에, 오리피스(627)보다 직경이 훨씬 더 큰 오리피스를 가진 튜브 상에 사용될 수 있었던 코팅 방법은 프로세스(700)를 달성하기 위해 적용 또는 수정 가능하지 않다.
금속 코팅(610)의 두께가 반드시 균일하지는 않지만, 금속 코팅(610)은 그 전체가 오리피스(627)를 막지 않으면서 전기 도전성을 유지할만큼 충분한 두께를 가진다. 금속 코팅(610)의 명목 두께는 스퍼터링 타겟(605)에서부터 장치(620)의 전면(622)까지의 거리 "d"에 의해, 그리고 노출 시간에 의해 결정된다. 예를 들어, 10 내지 50 nm 두께의 금속 코팅을 만들기 위해, 스퍼터링 타겟(605)과 전면(622) 사이의 거리 "d"는 대략 2 인치(5.08cm)일 수 있고, 노출 시간은 대략 30초 내지 1분일 수 있다.
도 6 및 7의 예에서, 압전 엘리먼트는 금속 코팅(610)이 적용되기 전에 장치의 튜브에 연결되어 있는데, 이로 인해 압전 엘리먼트의 외측면도 금속 코팅(610)을 가지게 된다. 그러나, 도 8a 및 8b에 도시된 예와 같은 일부 구현에서, 압전 엘리먼트는 튜브가 금속으로 코팅된 후 장치의 튜브에 연결될 수 있다.
도 8a 및 8b를 참조하면, 예시적인 장치(800)는 튜브(820)에 연결되어 있는 압전 엘리먼트(810)를 포함한다. 압전 엘리먼트(810)는 금속 코팅(822)이 튜브(820)의 단부(826) 및 측벽(824)에 적용된 후 튜브(820)에 연결된다. 단부(826)에는 오리피스(828)가 형성되어 있다. 금속 코팅(822)은 오리피스(828)를 막지 않는다.
도 8a 및 8b에 도시된 예에서, 압전 엘리먼트(810)는 원통형이고, 튜브(820)의 외측면을 둘러싸기 위한 충분히 큰 직경인 둥근 또는 원형 개구(812)가 형성되어 있는 측벽(811)을 가진다. 압전 엘리먼트(810)의 개구(812)는 압전 엘리먼트(810)를 튜브(820)에 연결시키기 위해 튜브(820) 상에서 미끄러진다. 압전 엘리먼트(810) 및 튜브(820)는 접착제를 통해 서로 더 연결될 수 있다.
압전 엘리먼트(810)는 압전 엘리먼트(810)를 구동시키는 구동기에 접속된 리드 와이어(도시되지 않음)를 포함한다. 금속 코팅(822)이 튜브(820)에 적용된 후 압전 엘리먼트(810)를 튜브(820)에 연결하는 것은 금속 코팅(822)과 의도하지 않게 접촉됨으로써 접지되거나 쇼트(short)된 리드 와이어의 발생을 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 튜브(820)의 표면 중 절연성 부분은 압전 엘리먼트(810)의 외측면 상의 표면 전하의 축적을 회피 또는 감소시키기 위해 개별적으로 금속화될 수 있다.
도 9를 참조하면, EUV 광원에서 타겟 재료 방울의 스트림을 산출하는 예시적인 프로세스(900)가 도시되어 있다. 예시적인 프로세스(900)는 EUV 광원(100)(도 1)을 통해 수행될 수 있다. 예시적인 프로세스(900)는 타겟 혼합물(114)을 산출하는 전달 메커니즘(127)의 전부 또는 일부인 장치(300)(도 3a 및 3b)를 참조하여 서술된다. 그러나, 프로세스(900)는 전달 메커니즘(127)의 전부 또는 일부인 임의의 장치(300, 400, 500, 620, 및 800)를 통해 수행될 수 있다.
절연성 캐필러리 튜브(320)의 외측면 상에 있는 금속 코팅(330)이 접지에 접속된다(910). 금속 코팅(330)을 접지에 접속시키는 것은 캐필러리 튜브(320)의 표면 상에 있는 표면 전하를 제거 또는 감소시킨다. 금속 코팅(330)은 금속 코팅(330)에, 및 접지된 EUV 광원(100)의 일부분에 전기 도전성 엘리먼트(350)(예컨대, 플렉시블 금속 와이어)를 접속시킴으로써 접지에 접속될 수 있다. 예를 들어, 금속 피팅(340)은 접지된다. 그러므로, 전기 도전성 엘리먼트(350)는 측벽(324)의 바깥면 둘레 및 금속 피팅(340) 상의 도전성 엘리먼트의 둘레를 엘리먼트(350)로 감음으로써 접지에 전기적으로 접속될 수 있다.
다른 구현에서, 금속 코팅(330)은 금속 코팅(330)을 금속 피팅(340)에 물리적 접촉에 의해 직접 접속시킴으로써 접지에 접속된다. 예를 들어, 금속 코팅(330)은 제2 단부(326) 상에 그리고 측벽(324)의 전체 길이를 따라 형성될 수도 있고, 그 다음 금속 피팅(340)에 직접 접속되어 그러한 직접 접속이 만들어진다. 다른 구현에서, 금속 코팅(330)은 직접 접속 및 개별 전기 도전성 엘리먼트(예컨대, 플렉시블 금속 와이어) 양측 모두를 통해 접지에 접속된다. 몇몇 경우에, 접지에 접속되는 대신에, 금속 코팅(330)은 작은 전기적 DC 전위에 접속될 수 있다. 예를 들어, 금속 코팅(330)은 튜브(320)의 표면 상에 형성된 양의 전하를 더 빠르게 제거하기 위해 음의 DC 전위에 접속될 수 있다.
캐필러리 튜브(320)의 단부와 유체 교류하는 저장소 내에 담겨 있는 유체에 압력이 가해진다(920). 이 유체는 캐필러리 튜브(320) 내의 오리피스(328)를 통과함으로써 액체 방울(또는 타겟)의 스트림으로 변환되는 타겟 재료이다. 타겟 재료 방울의 스트림 내의 방울들은, 증폭된 광 빔(110)에 의해 조사될 때 EUV를 산출한다. 예컨대, 타겟 재료는 주석, 리튬, 크세논, 또는 이들 금속의 조합일 수 있다. 주석 원소는 순수한 주석으로서, SnBr2, SnBr4, SnH4와 같은 주석 화합물로서, 주석-갈륨, 주석-인듐, 주석-인듐-갈륨 합금과 같은 주석 합금으로서 사용될 수 있다. 타겟 재료에 가해지는 압력(또는 동작 압력)은 적어도 2,000psi일 수 있고, 10,000psi만큼 클 수도 있다. 예를 들어, 가해지는 압력은 2000psi, 2500psi, 또는 4000psi일 수 있다. 이러한 압력은 타겟 재료가 저장소로부터 흘러 캐필러리 튜브(320)의 제1 단부(318)를 통해 받아지도록 만든다(930). 타겟 재료는 캐필러리 튜브(320)를 통과하여 오리피스(328)를 통해 빠져나가 방울의 스트림을 만들어낸다(940). 타겟 재료는 연속적인 제트로 오리피스(328)를 빠져나간 후, 개별 방울의 스트림으로 나누어진다.
다시 도 1을 참조하면, 타겟 방울은 진공 챔버(130) 내에서 증폭된 광 빔(110)을 수신하는 타겟 영역(105)으로 진행한다. 레이저 빔이 방울을 조사한 때, 방울은 EUV 광을 방출하는 플라즈마로 변환된다. 방울들이 하나씩 타겟 위치(105)를 통과하므로, 각각의 방울들은 상이한 시간에 타겟 위치(105)를 통과한다. 튜브(320)의 표면이 접지되어 있기 때문에, 스트림 내의 방울의 공간적 위치는 튜브(320)와 타겟 위치(105) 사이의 예상된 궤적과 다르지 않거나 오직 약간만 다르다. 그러므로, 첫번째 방울이 타겟 위치(105)를 통과할 때 그 공간적 위치는 이후에 두번째 방울이 타겟 위치(105)를 통과할 때 그 공간적 위치와 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 스트림 내의 각각의 방울들이 장치로부터 25cm 떨어진 타겟 위치를 통과할 때 그 각각의 공간적 위치의 표준 편차는 10㎛ 미만일 수 있다. 표준 편차는 대략 5㎛ 이하일 수 있다. 다른 예에서, 스트림 내의 방울들이 타겟 위치를 통과할 때 그들의 공간적 위치의 표준 편차는 증폭된 광 빔(110)의 대부분의 개별 방울을 조사하여 플라즈마로 변환될 수 있도록 하는 것이다.
다른 구현도 아래의 청구항의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 다중 노즐 어셈블리가 스퍼터 코터(600)의 챔버(602) 내에서 동시에 코팅될 수 있다. 타겟 재료 공급 장치(300, 400, 500, 620, 및 800)의 임의의 절연성 튜브는 금속 또는 다른 전기 도전성 재료로 만들어질 수 있다. 타겟 재료 공급 장치(300, 400, 500, 620, 및 800)의 임의의 절연성 튜브는 도 1의 전달 메커니즘(127)의 일부 또는 전부로서 사용될 수 있다. 상술된 임의의 금속 코팅은 임의의 전기 도전성 재료, 또는 전기 도전성 재료의 조합으로 이루어질 수 있다. 각각의 튜브(320, 420, 520, 626, 및 820)에는 통로가 형성되어 있다. 이 통로는 임의의 형상의 단면을 가질 수 있다. 타겟 재료는 용융된 금속일 수 있다. 예를 들어, 타겟 재료는 용융된 주석일 수 있다.
Claims (30)
- 극자외선(EUV) 광원용 타겟 재료 공급 장치로서,
제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 형성된 측벽을 포함하는 튜브로서, 상기 튜브의 외측면 중 적어도 일부는 전기 절연성 재료를 포함하고, 상기 제1 단부는 가압된 타겟 재료를 받아들이고, 상기 제2 단부에는 상기 가압된 타겟 재료가 통과하여 타겟 재료 방울의 스트림을 산출하는 오리피스가 형성되어 있는, 상기 튜브; 및
상기 튜브의 외측면 상에서 상기 오리피스가 형성되어 있는 상기 튜브의 제2 단부 상에 상기 제2 단부의 말단까지 연장되어 있는 전기 도전성 코팅을 포함하고,
상기 코팅은 상기 튜브의 외측면을 접지에 전기적으로 연결하여 상기 외측면 상의 표면 전하를 줄이도록 구성되어 있는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 이리듐인, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 크롬인, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 50nm 이하의 두께를 가지는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 상기 오리피스의 일부분 상에 있는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 상기 튜브의 내측면 상에 있는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 튜브에 연결된 변조기를 더 포함하고, 상기 변조기는 상기 튜브를 변조 주파수로 편향시키도록 구성되어 있는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 상기 변조기의 외측면 상에 있는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 상기 튜브의 상기 측벽 상에 있는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 튜브의 상기 제1 단부를 수용하는 도전성 피팅(fitting); 및
상기 도전성 피팅과, 상기 튜브의 상기 측벽 상에 있는 상기 전기 도전성 코팅의 일부분 사이의 도전성 연결을 더 포함하는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치. - 제 10 항에 있어서, 상기 전기 도전성 코팅은 상기 도전성 연결인, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 도전성 연결은 상기 도전성 피팅 및 상기 전기 도전성 코팅과 직접 물리적으로 접촉하는 별개의 금속 엘리먼트인, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 타겟 재료는 용융된 주석이고, 오리피스가 상기 용융된 주석을 통과시켜 주석 방울의 스트림을 만들어내는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 타겟 재료 방울의 스트림은 상기 오리피스로부터 레이저 빔을 수광하는 타겟 영역을 향해 진행하고, 상기 방울 스트림 내의 제1 방울과 상기 방울 스트림 내의 제2 방울은 상이한 시간에 실질적으로 동일한 공간적 위치의 상기 타겟 영역을 통과하는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치.
- 극자외선(EUV) 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법으로서,
금속 재료의 소스를 포함하는 챔버 내에 상기 어셈블리를 배치하는 단계로서, 상기 어셈블리는 적어도 일부분이 전기 절연성인 외측면, 제1 단부, 및 가압된 타겟 재료를 통과시켜 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어내도록 구성된 오리피스가 형성되어 있는 제2 단부를 구비한 튜브를 포함하는, 단계;
상기 어셈블리를 상기 금속 재료의 소스에 대하여 각도를 이루도록 위치 조절하는 단계;
상기 제2 단부 및 측벽의 외측면 중 적어도 일부분을 금속 재료로 코팅하는 단계로서, 상기 소스와 상기 어셈블리 사이의 거리는 상기 코팅의 두께를 조절하도록 선택되는, 단계; 및
상기 튜브의 외측면 상에서 상기 오리피스가 형성되어 있는 상기 튜브의 제2 단부 상에 상기 제2 단부의 말단까지 연장되어 있는 전기 도전성 코팅을 접지에 전기적으로 연결하는 단계
를 포함하는,
EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법. - 제 15 항에 있어서, 상기 코팅의 두께는 50nm 미만인, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 챔버 내에 금속 증기를 발생시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 단부 및 상기 측벽의 외측면 중 적어도 일부분을 금속 재료로 코팅하는 단계는 상기 제2 단부 및 상기 측벽의 외측면 상에 상기 금속 증기를 스퍼터링하는 단계를 포함하는, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 오리피스 폭의 절반만큼 상기 오리피스의 내측면을 부분적으로 코팅하는 단계를 더 포함하는, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 금속 증기는 상기 제2 단부 및 상기 측벽의 외측면 상에 30초 내지 1분인 노출 시간 동안 스퍼터링되는, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 금속 재료는 크롬인, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 금속 재료는 이리듐인, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 금속 재료로 상기 튜브의 제2 단부 및 외측면의 일부분을 코팅한 후, 상기 튜브에 변조기를 연결하는 단계를 더 포함하는, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 챔버 내에 놓인 상기 어셈블리는 상기 튜브에 연결된 변조기를 더 포함하고, 상기 변조기의 외측면의 적어도 일부분은 상기 금속 재료로 코팅되어 있는, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 23 항에 있어서, 상기 변조기는 상기 튜브의 측벽의 일부를 둘러싸는 압전 튜브를 포함하는, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 코팅의 두께는 10nm 내지 50nm인, EUV 광원용의 타겟 재료 방울의 스트림을 전달하는 어셈블리를 코팅하는 방법.
- 극자외선(EUV) 광원에서 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어내는 방법으로서,
절연성 튜브의 외측면 상에서 오리피스가 형성되어 있는 절연성 튜브의 제2 단부 상에 상기 제2 단부의 말단까지 연장되어 있는 금속 코팅을 접지에 전기적으로 연결하는 단계;
상기 절연성 튜브와 유체 교류하는 저장소 내에 담겨 있는 타겟 재료에 압력을 가하는 단계;
상기 튜브의 제1 단부를 통해 가압된 타겟 재료를 받아들이는 단계; 및
상기 튜브의 제2 단부에 의해 형성된 상기 오리피스를 통해 상기 타겟 재료를 통과시켜 상기 방울 스트림을 만들어내는 단계를 포함하고,
상기 방울은 진공 챔버 내에서 타겟 재료 방울을 플라즈마로 변환시킬 만큼 충분한 레이저 빔을 수광하도록 구성된 타겟 영역을 향해 진행하고, 상기 스트림 내의 제1 방울 및 상기 스트림 내의 제2 방울은 상이한 시간에 상기 타겟 영역 내의 실질적으로 동일한 공간적 위치를 통과하는, EUV 광원에서 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어내는 방법. - 제 26 항에 있어서, 상기 압력은 적어도 4000psi인, EUV 광원에서 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어내는 방법.
- 제 26 항에 있어서, 상기 금속 코팅은 10nm 내지 50nm의 두께를 가지는, EUV 광원에서 타겟 재료 방울의 스트림을 만들어내는 방법.
- 극자외선(EUV) 광원용 타겟 재료 공급 장치로서,
제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 형성된 측벽을 포함하는 튜브로서, 상기 튜브의 외측면 중 적어도 일부는 전기 절연성 재료를 포함하고, 상기 제1 단부는 가압된 타겟 재료를 받아들이고, 상기 제2 단부에는 상기 가압된 타겟 재료가 통과하여 타겟 재료 방울의 스트림을 산출하는 오리피스가 형성되어 있는, 상기 튜브; 및
상기 튜브의 외측면 상에서 상기 오리피스가 형성되어 있는 상기 튜브의 제2 단부 상에 상기 제2 단부의 말단까지 연장되어 있는 전기 도전성 코팅을 포함하고,
상기 전기 도전성 코팅은 상기 튜브의 외측면을 접지에 전기적으로 연결하여 상기 외측면 상의 표면 전하를 줄이도록 구성되고, 상기 전기 도전성 코팅은 50nm 이하의 두께를 가지는, EUV 광원용 타겟 재료 공급 장치. - 극자외선(EUV) 광원용 장치로서,
제1 단부, 제2 단부, 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에서 내부 공간을 형성하는 측벽, 및 상기 내부 공간 내의 벽을 포함하는 구조체 ― 상기 벽은 상기 구조체의 제2 단부로부터 상기 구조체의 제1 단부를 향해 연장되며, 상기 벽은 상기 구조체의 제1 단부로부터 상기 구조체의 제2 단부에 이르는 통로 중 적어도 일부를 형성하며, 상기 벽에는 상기 구조체의 제2 단부에 오리피스가 형성되어 있고, 상기 통로 및 상기 오리피스는 전기 도전성 재료를 통과시키도록 구성됨 ―; 및
상기 구조체의 외측면 상에서 상기 오리피스가 형성되어 있는 상기 구조체의 제2 단부 상에 상기 제2 단부의 말단까지 연장되어 있는 전기 도전성 코팅을 포함하고,
상기 구조체의 외측면 중 적어도 일부는 전기 절연성 재료를 포함하는, 극자외선(EUV) 광원용 장치.
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