KR102214860B1 - 타겟 재료의 공급 및 회수를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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치라그 라자구루
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Abstract

타겟 재료 저장소를 갖는 액적 생성기를 포함할 수 있는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템이 개시되고, 타겟 저장소에는 액적 생성기의 노즐 부분이 소정 온도로 유지되는 동안 타겟 재료가 보충될 수 있다. 사용 타겟 재료를 선택적으로 배출하기 위한 시스템 또한 개시된다.

Description

타겟 재료의 공급 및 회수를 위한 방법 및 장치{METHOD OF AND APPARATUS FOR SUPPLY AND RECOVERY OF TARGET MATERIAL}
본 개시내용은 EUV 시스템에서 타겟 재료의 공급 및 회수에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼 등의 기판에 극도로 작은 피처를 생성하기 위해 포토리소그래피 공정에서는 극 자외선, 예를 들어 대략 50 nm 이하의 파장을 가지고(종종 연질 X선으로도 지칭됨) 약 13.5 nm의 파장의 광을 포함하는 전자기 방사선이 이용될 수 있다. 본원에서 광이라는 용어는, 이러한 용어를 사용하여 기술하는 방사선이 스펙트럼의 가시 영역에 있지 않을 수 있음에도 이러한 용어를 사용할 것이다.
EUV 광을 생성하기 위한 방법은 타겟 재료를 액체 상태로부터 플라즈마 상태로 변환하는 것을 포함한다. 타겟 재료는 EUV 범위에 하나 이상의 방출선을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들면 제논, 리튬 또는 주석을 포함하는 것이 바람직하다. 레이저 생성 플라즈마("LPP")라 불리는 한 가지 이러한 방법에서는, 레이저 빔을 이용하여 필요한 선-방출 원소를 갖는 타겟 재료를 조사함으로써 필요한 플라즈마가 생성될 수 있다.
타겟 재료는 많은 형태를 취할 수 있다. 재료는 고체 또는 용융 상태일 수 있다. 용융된 경우, 재료는 연속적인 스트림 또는 불연속적인 액적의 스트림 등과 같이 여러 다른 방식으로 분배될 수 있다. 일례로서, 이어지는 논의 중 많은 부분에서 타겟 재료는 불연속적인 액적의 스트림으로서 분배되는 용융된 주석이다. 그러나 통상의 기술자라면 이와 다른 형태의 재료와 전달 모드가 이용될 수도 있음을 이해할 것이다.
이와 같이 한 가지 LPP 기술은 타겟 재료 액적의 스트림을 생성하고 레이저 광 펄스로 액적의 적어도 일부를 조사하는 것을 수반한다. 보다 이론적으로 말하면, 수십 eV의 전자 온도를 갖는 고도 이온화 플라즈마를 생성하는 적어도 하나의 EUV 방출 원소, 예컨대 제논(Xe), 주석(Sn), 또는 리튬(Li)을 갖는 타겟 재료에 레이저 에너지를 주입함으로써 LPP 광원이 EUV 방사선을 생성하는 것이다.
이러한 이온의 하방 천이 및 재결합 동안에 생성되는 고에너지 방사선이 플라즈마로부터 모든 방향으로 방출된다. 한 가지 공통된 구성으로는, 광을 중간 위치에 수집하고 지향(일부 구성에서는 포커싱)시키기 위해 근사 수직 입사 미러(종종 "컬렉터 미러" 또는 단순히 "컬렉터"라고 지칭됨)가 배치된다. 그 후 수집된 광은 중간 위치로부터 스캐너 광학 장치의 세트로, 그리고 종국적으로는 웨이퍼로 전달될 수 있다.
액적의 스트림은 액적 생성기에 의해 생성된다. 종종 노즐 또는 노즐 어셈블리라 불리는, 액적을 릴리스하는 액적 생성기의 부분이 진공 챔버 내에 위치한다. 용융된 주석이 불연속적인 액적의 스트림으로 분배되는 예를 고려할 때, 타겟 재료를 액적 생성기에 공급하고 기화되지 않은 타겟 재료를 회수하는데에 기술적인 어려움이 생긴다. 이는 부분적으로 액적 생성기가 작동 시에 타겟 재료의 용융점 이상의 온도로 유지되어야 한다는 점에 기인한다. 이는 또한 액적 생성기의 내측이 노즐로부터 용융된 타겟 재료를 방출하기 위해 압력 유지되어야 한다는 점에 기인한다.
일반적으로, 액적 생성기를 감압 및 냉각하고, 액적 생성기를 개방하며, 고체 상태의 타겟 재료를 액적 생성기 내에 로딩하고, 액적 생성기를 폐쇄하고, 액적 생성기를 재가압 및 가열함으로써 액적 생성기에 타겟 재료를 공급할 수 있다. 주석을 액적 생성기에 공급하는 이러한 방법은 상당히 시간 소모적이며 노동 집약적일 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이는 또한 액적 생성기를 오프라인 상태로 하는 것을 수반하며, 결과적으로 상당한 다운타임이 유발된다. 이는 액적 생성기가 빈번히 리로딩되어야 하도록 설계가 이루어지는 경우 특히 문제된다.
또한, 액적 생성기가 중단되고 타겟 재료의 용융점 이하로 냉각되는 경우 액적 생성기를 재기동하는 것이 곤란할 수 있다. 이는 적어도 부분적으로 노즐이 매우 작은 오리피스를 가질 수 있기 때문이다. 노즐의 온도가 타겟 재료의 용융점 이하로 떨어질 수 있도록 허용하게 되면, 노즐 내의 타겟 재료가 고형화될 수 있다. 이는 오염 입자가 형성되도록 하거나 형성될 수 있게 한다. 이러한 입자는, 타겟 재료를 재용융하기 위해 노즐이 재가열되는 경우 타겟 재료로부터 석출될 수 있다. 일부 입자는 또한, 열 수축과 팽창 및 이와 연관되는 기계적 응력의 영향으로 인하여 또는 액적 생성기가 비워질 때 표면 장력에 의하여 노즐 상류의 표면으로부터 벗어날 수 있다. 이러한 입자가 노즐을 막아, 액적 생성기의 재기동이 어려워지거나 불가능해질 수 있다. 마찬가지로, 액적 생성기에서 타겟 재료가 다 떨어진 경우, 액적 생성기의 노즐을 냉각하게 되면 노즐의 무결성에 심각한 악영향을 미칠 수 있고, 액적 생성기의 재기동이 어려워지거나 불가능해질 수도 있다.
따라서, 전체 액적 생성기를 안전하게 핸들링할 수 있는 온도로 냉각시키고 타겟 재료를 보충하는 방법이, 항상 액적 생성기를 리로딩하는 실현가능한 방법은 아닐 수도 있다. 또한, 셧다운이 필요할 때마다 또는 타겟 재료가 보충될 필요가 있을 때마다 액적 생성기를 교체 또는 수리할 필요성으로 인하여, EUV 광 생성 시스템에 상당한 다운타임을 유발하게 되고, 액적 생성기의 가용 수명이 제한되기도 한다.
챔버 내에 액적으로 유입되지만 기화되지 않은 타겟 재료의 회수와 관련해서도 유사한 문제가 있다. 이는 예를 들어, 액적 생성기가 연속하여 운영되고 액적을 기화시키는 레이저를 기동하고 중단함으로써 광의 생성이 제어되는 시스템에서 발생할 수 있다. 바람직하게는 진공 챔버 내의 진공 상태를 깨뜨리지 않고도 진공 챔버로부터 미사용 타겟 재료를 제거하기 위해 대비가 이루어져야 한다.
따라서 과도한 다운타임을 요하지 않고도 타겟 재료를 액적 생성기에 공급하고 미사용 타겟 재료를 제거할 필요가 있다. 또한 리로드 동작 이후에 액적 생성기가 신뢰성있게 재기동될 수 있게 하는 방식으로 액적 생성기에 공급해야 할 필요가 있다. 리로딩 되는 동안에도 제 위치에 유지될 수 있고 작동 상태로 남아 있을 수 있는 액적 생성기를 설계하는 것이 유리할 것이다. 또한 기화되지 않은 타겟 재료를 신속하고 효율적으로 제거할 수 있어야 한다.
다음의 내용은 하나 이상의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 이러한 실시예에 대한 단순화된 요약을 제공한다. 이러한 요약은 예상되는 모든 실시예에 대한 광범위한 개괄이 아니며, 모든 실시예의 주요 또는 중요 요소를 식별하거나 임의의 실시예 또는 모든 실시예의 범위를 정하고자 하는 것이 아니다. 유일한 목적은 이후 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서설로서 단순화된 형태로 하나 이상의 실시예에 대한 일부 개념을 제시하고자 하는 것이다.
일 양태로서, EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템이 제공되며, 이러한 타겟 재료 전달 시스템은, 타겟 재료 저장소, 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 제1 부분을 갖는 도관, 상기 도관의 제2 부분과 유체 연통하는 노즐, 및 상기 노즐 및 상기 제2 부분에서의 상기 타겟 재료의 용융점 이상의 제1 온도로 상기 노즐 및 상기 제2 부분을 유지할 수 있도록 구성되는 히터를 포함하고, 상기 도관은, 상기 제1 부분의 온도가 실질적으로 상기 제1 온도보다 낮은 주변 온도 상태인 경우 상기 제2 부분이 상기 제1 온도로 유지될 수 있도록 온도차를 유지할 수 있게 구성된다. 상기 도관은 동결 밸브(freeze valve)를 포함할 수 있다. 또한 상기 도관은 스테인리스 스틸 등의 열전도율이 낮은 재료로 만들어질 수 있다. 상기 도관은 상기 도관을 충분히 길게 함으로써 온도차를 유지할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 도관은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 섹션을 포함할 수 있고, 상기 섹션은 절연 재료로 만들어질 수 있다.
다른 양태로서, EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템과 상기 타겟 재료 전달 시스템에 타겟 재료를 공급하도록 구성되는 타겟 재료 공급 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템이 제공되고, 상기 타겟 재료 전달 시스템은, 타겟 재료 저장소; 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 노즐; 및 상기 노즐 내의 타겟 재료를 액체 형태로 유지하기에 충분한 온도 이상으로 상기 노즐을 유지할 수 있도록 구성되는 히터를 포함한다. 상기 타겟 재료 공급 시스템은 타겟 재료를 보유하기 위한 저장소를 포함한다. 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은, 상기 타겟 재료 저장소와 상기 저장소 사이에 개재되는 타겟 재료 이송 시스템을 더 포함하고, 상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하도록 구성된다.
상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하기 위한 밸브를 포함할 수 있고, 상기 밸브는 액적 생성기 플라즈마 소스 재료 저장소로부터 상기 저장소를 선택적으로 격리하기 위한 것이다. 상기 저장소는 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성되고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 히터를 포함할 수 있다.
상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소와 상기 타겟 재료 저장소 사이에 열 작동식 밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 타겟 재료 이송 시스템은, 상기 타겟 재료 전달 시스템이 상기 저장소와는 독립적으로 이동될 수 있도록, 상기 저장소와 상기 타겟 재료 저장소 사이에 연성 라인을 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템과 상기 타겟 재료 전달 시스템에 타겟 재료를 공급하도록 구성되는 타겟 재료 공급 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템이 제공된다. 타겟 재료 전달 시스템은, 타겟 재료 저장소; 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 노즐; 및 상기 노즐 내의 타겟 재료를 액체 형태로 유지하기에 충분한 온도 이상으로 상기 노즐을 유지할 수 있도록 구성되는 히터를 포함한다. 상기 타겟 재료 공급 시스템은 타겟 재료를 보유하기 위한 제1 저장소 및 제2 저장소를 포함한다. 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은, 상기 타겟 재료 저장소와 상기 제1 저장소 및 제2 저장소 사이에 개재되는 타겟 재료 이송 시스템을 더 포함하고, 상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 제1 저장소와 상기 제2 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하도록 구성된다.
상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 제1 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하기 위한 밸브를 포함할 수 있고, 상기 밸브는 상기 타겟 재료 저장소로부터 상기 제1 저장소를 선택적으로 격리하기 위한 것이다. 상기 제1 저장소는 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성될 수 있고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 제1 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 히터를 포함할 수 있다. 상기 제2 저장소는 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성될 수 있고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 제2 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 히터를 포함할 수 있다.
상기 제1 저장소 및 제2 저장소는 각각 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성될 수 있고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 제1 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 제1 히터 및 상기 제2 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 제2 히터를 포함할 수 있다.
상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 제1 상태 및 제2 상태를 가지도록 구성될 수 있고, 상기 제1 상태에서는 상기 제1 저장소가 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하지만 상기 제2 저장소는 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하지 않으며, 상기 제2 상태에서는 상기 제1 저장소가 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하지 않고 상기 제2 저장소가 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통한다.
상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 제1 저장소와 상기 타겟 재료 저장소 사이에 열 작동식 밸브를 더 포함하고 상기 제2 저장소와 액적 생성기 플라즈마 소스 재료 저장소 사이에 열 작동식 밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 타겟 재료 이송 시스템은, 상기 타겟 재료 전달 시스템이 상기 제1 저장소와는 독립적으로 이동될 수 있도록, 상기 제1 저장소와 상기 저장소 사이에 연성 라인을 더 포함할 수 있다. 상기 타겟 재료 이송 시스템은, 상기 타겟 재료 전달 시스템이 상기 제2 저장소와는 독립적으로 이동될 수 있도록, 상기 제2 저장소와 상기 저장소 사이에 연성 라인을 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템과 상기 타겟 재료 전달 시스템에 타겟 재료를 공급하도록 구성되는 타겟 재료 공급 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템이 제공되고, 타겟 재료 전달 시스템은, 타겟 재료 저장소; 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 노즐; 및 상기 노즐 내의 타겟 재료를 액체 형태로 유지하기에 충분한 온도 이상으로 상기 노즐을 유지할 수 있도록 구성되는 히터를 포함한다. 상기 타겟 재료 공급 시스템은 펠릿 형태로 타겟 재료를 보유하기 위한 저장소를 포함하며, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은, 상기 타겟 재료 저장소와 상기 저장소 사이에 개재되는 타겟 재료 이송 시스템을 더 포함하고, 상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 펠릿의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하도록 구성된다.
상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하기 위한 밸브를 포함할 수 있고, 상기 밸브는 액적 생성기 플라즈마 소스 재료 저장소로부터 상기 저장소를 선택적으로 격리하기 위한 것이다. 상기 저장소는 상기 경로 내로 상기 펠릿을 한 번에 하나씩 분배하기 위한 분배 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 분배 메커니즘은 복수의 개구부가 형성된 구조를 갖는 요소를 포함할 수 있고, 각각의 상기 개구부는 상기 펠릿 중 하나를 수용하도록 하는 치수를 가진다. 상기 분배 메커니즘은 각각의 상기 개구부를 제1 위치로부터 제2 위치로 순차적으로 이동시키도록 상기 요소에 기계적으로 결합되는 메커니즘을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 위치에서는 상기 개구부 중 하나가 상기 저장소로부터 펠릿을 수용하고 상기 제2 위치에서는 상기 펠릿이 상기 경로 내로 릴리스된다.
또 다른 양태로서, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템이 제공되며, 이러한 핸들링 시스템은 EUV 광원의 진공 챔버의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템, 및 상기 진공 챔버의 벽에 위치하는 타겟 재료 회수 시스템으로서, 조사되지 않고 상기 조사 영역을 통과한 사용 타겟 재료를 수용하도록 구성되는 타겟 재료 회수 시스템을 포함하고, 상기 타겟 재료 회수 시스템은, 상기 진공 챔버의 내측과 유체 연통하며 상기 사용 타겟 재료를 수용하도록 구성되는 제1 포트, 상기 진공 챔버의 외측과 유체 연통하는 제2 포트, 및 상기 사용 타겟 재료를 보유하기 위한, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 캐비티를 포함한다. 시스템은 또한, 캐비티로 하여금 제1 온도 상태 및 제2 온도 상태를 갖도록 하기 위한 온도 제어기를 포함하고, 상기 제1 온도 상태에서는 상기 캐비티 내의 고체 상태의 사용 타겟 재료가 상기 제2 포트로부터 상기 제1 포트를 밀봉하고, 상기 제2 온도 상태에서는 상기 캐비티 내의 액체 상태의 사용 타겟 재료가 상기 제1 포트로부터 상기 제2 포트 밖으로 상기 캐비티를 통해 흐르게 된다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원 시스템에 대한 개괄적이고도 광범위한 개념을 축척에 맞지 않게 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 액적 분배기의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 양태에 따른 액적 분배기의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 것과 같은 액적 생성기를 로딩하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 액적 분배기의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 양태에 따른 액적 분배기의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 것과 같은 액적 생성기를 로딩하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 액적 분배기의 평면도이다.
도 9는 도 8a 및 8b에 도시된 것과 같은 액적 생성기를 로딩하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 10a, 10b, 10c는 도 1에 도시된 것과 같은 시스템에서 배치되었으나 기화되지는 않은 타겟 재료를 제거하기 위한 시스템에 대해 부분적으로 절단된 평면도로 나타낸다.
이제 도면을 참조하여 다양한 실시예에 관해 설명하는데, 도면에서는 유사한 구성요소를 지칭하기 위해 유사한 도면 부호가 사용된다. 이어지는 내용에서는, 설명의 목적으로, 하나 이상의 실시예에 대해 철저히 이해할 수 있게 하기 위해 수많은 세부 사항이 제시된다. 그러나 일부 또는 모든 경우에, 이하 기술되는 설계 세부 사항을 채용하지 않고도 이하 기술되는 임의의 실시예를 실시할 수가 있다는 점이 명백할 것이다. 다른 경우로, 하나 이상의 실시예에 대한 설명을 용이하게 하기 위해 공지된 구조 및 장치는 블록도 형태로 도시된다. 다음의 내용은 하나 이상의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 이러한 실시예에 대한 단순화된 요약을 제공한다. 이러한 요약은 예상되는 모든 실시예에 대한 광범위한 개괄이 아니며, 모든 실시예의 주요 또는 중요 요소를 식별하거나 임의의 실시예 또는 모든 실시예의 범위를 정하고자 하는 것이 아니다. 유일한 목적은 이후 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서설로서 단순화된 형태로 하나 이상의 실시예에 대한 일부 개념을 제시하고자 하는 것이다.
먼저 도 1을 참조하면, 예시적인 EUV 광원, 예컨대 본 발명의 실시예의 일 양태에 따른 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원(20)에 대한 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, EUV 광원(20)은 펄스형 또는 연속 레이저 소스(22)를 포함할 수 있고, 이러한 소스는 예를 들면 10.6 ㎛의 방사선을 생성하는 펄스형 가스 방전 CO2 레이저 소스일 수 있다. 이러한 펄스형 가스 방전 CO2 레이저 소스는 높은 동력과 높은 펄스 반복률로 작동하는 DC 또는 RF 여기(excitation)를 가질 수 있다.
EUV 광원(20)은 또한 액체 액적 또는 연속적인 액체 스트림의 형태로 타겟 재료를 전달하기 위한 타겟 전달 시스템(24)을 포함한다. 이러한 타겟 재료는 주석 또는 주석 화합물로 만들어질 수 있지만, 이와 다른 재료가 이용될 수도 있다. 타겟 전달 시스템(24)은 플라즈마를 생성하기 위해 타겟 재료가 조사될 수 있는 조사 영역(28)에 챔버(26)의 내측으로 타겟 재료를 유입시킨다. 일부 경우에서는, 타겟 재료가 조사 영역(28)을 향해 또는 조사 영역(28)으로부터 멀어지도록 방향 조종할 수 있게 하기 위해서 타겟 재료 상에 전하가 위치된다. 본원에서 사용될 때 조사 영역이란 타겟 재료 조사가 이루어질 수 있는 영역이며, 실제로 어떠한 조사도 발생하지 않고 있는 시기에도 조사 영역이라는 점에 주목해야 한다.
계속하여 도 1을 참조하면, 광원(20)은 또한 컬렉터(30) 등의 하나 이상의 광학 요소를 포함할 수 있다. 컬렉터(30)는 수직 입사 반사체, 예컨대 다층 미러 또는 "MLM"로 구현된 반사체, 즉 열 유도 층간 확산을 효율적으로 차단하기 위해 각각의 계면에 부가적인 박형 배리어 층을 갖는 Mo/Si 다층이 코팅된 SiC 기판으로 구현된 반사체일 수 있다. 이와 다른 기판 재료, 예컨대 Al 또는 Si 또한 이용될 수 있다. 컬렉터(30)는, 레이저 광이 조사 영역(28)을 통과하여 이에 도달할 수 있게 하기 위한 개구부를 갖는 편장형 타원면의 형태일 수 있다. 컬렉터(30)는 예를 들면, 조사 영역(28)에 제1 초점을 갖고 이른바 중간점(40)(중간 초점으로도 불림; EUV 광이 EUV 광원(20)으로부터 출력되고, 예를 들면 광을 이용하여 공지된 방식으로 실리콘 웨이퍼 가공물(52)을 처리하는 집적 회로 리소그래피 툴(50)로 입력되는 포인트)에 제2 초점을 갖는 타원면 형상일 수 있다. 그 다음에 실리콘 웨이퍼 공작물(52)은 집적 회로 소자를 얻기 위해 공지된 방식으로 추가 처리될 수 있다.
EUV 광원(20)은 또한 EUV 광원 제어기 시스템(60)을 포함할 수 있고, 이는 또한 예를 들어 레이저 빔 위치설정 시스템(미도시)과 함께 레이저 발사 제어 시스템(65)을 포함할 수 있다. EUV 광원(20)은 또한 하나 이상의 액적 이미저(70)를 포함할 수 있는 타겟 위치 검출 시스템을 포함할 수 있고, 액적 이미저는 예를 들면 조사 영역(28)에 대한 타겟 액적의 상대 위치 또는 절대 위치를 나타내는 출력을 생성하고 이러한 출력을 타겟 위치 검출 피드백 시스템(62)에 제공한다. 타겟 위치 검출 피드백 시스템(62)은 이러한 출력을 이용하여 타겟 위치 및 궤적을 계산할 수 있고, 이로부터 타겟 오차가 계산될 수 있다. 타겟 오차는 매 액적별로, 또는 평균적으로, 또는 이와 다른 기준으로 계산될 수 있다. 그 다음 타겟 오차는 광원 제어기(60)에 대한 입력으로 제공될 수 있다. 이에 응답하여, 광원 제어기(60)는 레이저 위치, 방향, 또는 타이밍 수정 신호 등의 제어 신호를 생성할 수 있고, 이러한 제어 신호를 레이저 빔 위치설정 제어기(미도시)에 제공할 수 있다. 레이저 빔 위치설정 시스템은 제어 신호를 이용하여 레이저 타이밍 회로를 제어하고 및/또는 레이저 빔 위치 및 형상화 시스템(미도시)을 제어할 수 있고, 예를 들면 챔버 내에서 레이저 빔 초점 스팟의 위치 및/또는 초점 파워를 변경할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광원(20)은 타겟 전달 제어 시스템(90)을 포함할 수 있다. 타겟 전달 제어 시스템(90)은 신호에 응답하여, 예를 들면 위에서 기술된 타겟 오차, 또는 시스템 제어기(60)에 의해 제공된 타겟 오차로부터 유도된 특정 양에 응답하여, 조사 영역(28) 내에서의 타겟 액적의 위치의 오차를 수정하도록 작동가능하다. 이는 예를 들면, 타겟 전달 메커니즘(92)이 타겟 액적을 릴리스하는 포인트를 다시 위치설정함으로써 이루어질 수 있다. 타겟 전달 메커니즘(92)은 챔버(26) 내로 연장되며 타겟 전달 메커니즘(92) 내의 타겟 재료를 가압 상태에 두기 위해 타겟 재료 및 가스 소스가 외부적으로 공급되기도 한다.
도 2는 챔버(26) 내로 타겟 재료를 전달하기 위한 타겟 전달 메커니즘(92)을 보다 상세하게 나타낸다. 도 2에 도시된 일반화된 실시예에 대해서, 타겟 전달 메커니즘(92)은 주석 등의 용융된 타겟 재료를 보유하는 저장소(94)를 포함할 수 있다. 가열 요소(미도시)가 타겟 전달 메커니즘(92) 또는 이의 선택된 섹션을 타겟 재료의 용융점 이상의 온도로 제어가능하게 유지한다. 용융된 타겟 재료는 피드 라인(96)을 통해 유입되는 아르곤 등의 불활성 기체를 이용함으로써 가압 상태로 할 수 있다. 바람직하게는 압력에 의해 타겟 재료가 필터(98)의 세트를 강제로 통과하게 된다. 필터(98)로부터, 재료는 밸브(100)를 통과하여 노즐(102)에 이를 수 있다. 예를 들어 밸브(100)는 열적 밸브일 수 있다. 밸브(100)를 구축하기 위해 펠티에 소자가 활용될 수 있어, 밸브(100)를 폐쇄하도록 필터(98)와 노즐(102) 사이의 타겟 재료를 동결시키고 밸브(100)를 개방하도록 고형화된 타겟 재료를 가열하게 된다. 도 2에 따르면 또한, 타겟 전달 시스템(92)은 이동가능한 부재(104)에 결합되어 이동가능한 부재(104)의 이동에 의해 액적이 노즐(102)로부터 릴리스되는 포인트의 위치가 변화된다. 이동가능한 부재(104)의 이동은 액적 릴리스 포인트 위치설정 시스템에 의해 제어되며, 이에 대해서는 Cymer 사에 양도되고 동시 계류 중인 미국 특허 출원 제13/328,628호에 기술되어 있으며, 이러한 출원의 전체 내용은 원용에 의해 본원에 포함된다.
타겟 전달 메커니즘(92)에 대하여, 하나 이상의 조절식(modulating) 또는 비조절식 타겟 재료 분배기가 이용될 수 있다. 예를 들어, 오리피스로 형성된 모세관을 갖는 조절식 분배기가 이용될 수 있다. 노즐(102)은 하나 이상의 전자-구동식 요소, 예컨대 압전 재료로 만들어진 액추에이터를 포함할 수 있고, 이는 모세관을 변형하고 노즐(102)로부터 소스 재료의 릴리스를 조절하도록 선택적으로 확장 또는 수축될 수 있다. 액적 분배기를 조절하는 예는, 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY"이고 2005년 2월 25일에 출원된 미국 출원 제11/067,124호로부터의 미국 특허 제7,838,854호, 발명의 명칭이 "LPP EUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERY SYSTEM"이고 2008년 3월 12일에 출원된 미국 출원 제12/075,631호로부터의 미국 특허 제7,589,337호, 발명의 명칭이 "SOURCE MATERIAL DISPENSER FOR EUV LIGHT SOURCE"이고 2006년 2월 21일에 출원된 미국 특허 출원 제11/358,983호에서 찾을 수 있고, 이러한 각각의 문헌 전체 내용은 원용에 의해 본원에 포함된다. 비조절식 액적 분배기의 예는, 발명의 명칭이 "LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE-PULSE"이고 2006년 2월 21일에 출원된 동시 계류 중인 미국 특허 출원 제11/358,988호에서 찾을 수 있으며, 이러한 문헌 전체 내용은 원용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 액적 생성기에 타겟 재료를 리로딩하는 방법은 액적 생성기의 제2 섹션, 즉 적어도 노즐 어셈블리(102)를 포함하는 섹션을 타겟 재료의 용융점 이상의 온도로 유지하면서 액적 생성기의 제1 섹션, 즉 적어도 저장소(94)를 포함하는 섹션만을 냉각하는 것을 수반한다. 이와 같이, 노즐 어셈블리(102)는 입자가 형성되지 않거나 생기지 않는 조건으로 유지된다. 이는 액적 생성기가 성공적으로 재기동될 수 있는 확률을 높인다.
동시에, 저장소(94)의 온도를 타겟 재료의 용융점 이상으로 유지하게 될 히터를 턴오프함으로써 저장소(94)의 온도는 떨어지게 되거나 떨어지도록 허용된다. 대안으로서, 저장소(94)의 강제 냉각이 이용될 수 있다. 다시 말해서, 저장소(94)는 저장소(94) 내의 타겟 재료가 액체에서 고체로의 전이를 겪는 온도까지 냉각될 수 있어 저장소는 안전하게 핸들링될 수 있고, 즉 개방되어 고체 상태의 타겟 재료의 새로운 부분이 로딩될 수 있다.
리로드에 이어서, 액적 생성기 저장소(94)는 타겟 재료의 용융점 이상의 온도로 가열될 수 있고 액적 생성기(92)는 동일한 노즐 어셈블리를 이용하여 짧은 시간 내에 재기동될 수 있다. 타겟 재료 저장소(94) 및 노즐 어셈블리(102)는 각각 서로 독립적으로 제어될 수 있는 자신의 히터 세트를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같은 시스템을 구현함에 있어서, 저장소(94)의 온도가 실질적으로 타겟 재료의 용융점 미만으로, 즉 주석의 경우 섭씨 약 20 내지 약 230 도의 범위로 떨어지면서도 노즐 어셈블리(102)의 온도가 그 이상의 온도로, 즉 섭씨 약 240 내지 270도의 범위로 유지될 수 있도록, 액적 생성기(92)가 노즐 어셈블리(102)와 저장소(94) 사이에서 충분히 낮은 열 전도율을 가지게 하기 위한 조치를 취하는 것이 바람직하다. 이는 액적 생성기(92)의 이러한 두 개의 요소들을 연결하는 재료를 낮은 열 전도율을 갖는 재료로 선택함으로써 달성될 수 있다. 이러한 재료의 일례는 스테인리스 스틸이다. 이는 또한 저장소(94)와 노즐 어셈블리(102)를 연결하는 액적 생성기의 섹션의 길이를 늘리고 단면을 줄임으로써 성취될 수 있다. 연결 섹션의 늘어난 길이는 도 3에 도시된 바와 같은 연결 블록(106)을 포함할 수 있다. 연결 블록(106)은 도시된 바와 같이 필터(98) 및 밸브(100)의 상류, 또는 노즐(102) 상류의 어떤 다른 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 밸브(100)는 제거될 수 있고, 저장소(94)와 노즐 어셈블리(102)를 연결하는 튜브(108)의 일부가, 노즐 어셈블리(102) 내부에 용융 상태로 남아 있는 타겟 재료를 리로드 중에 저장소(94) 내로 유입될 수 있는 공기에 노출되지 않도록 보호하는 밸브로 기능할 수 있다. 용융 상태의 타겟 재료가 공기에 노출되면, 타겟 재료의 급속한 산화를 유발할 수 있고, 타겟 재료 안으로 산소가 위험할 정도로 높은 농도로 유입될 수 있다(결과적으로 산화물 입자가 형성됨). 튜브(108)의 부분을 밸브로 이용하게 되면 또한 EUV 챔버(26) 내의 진공을 보호하게 되고, 타겟 재료가 기압의 영향 하에 노즐(102)을 통해 흐르는 것을 방지한다.
신뢰할만한 밸브 동작을 달성하기 위해서, 튜브(108)는 작은 내경을 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예로서 내경은 대략 0.5 내지 2 밀리미터의 범위이다. 또한 튜브(108)는 타겟 재료에 의해 표면이 상당히 양호하게 웨팅(wetting)되는 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 예를 들어 타겟 재료가 주석이면 튜브(108)는 몰리브덴으로 만들어질 수 있다.
또한 액적 생성기(92)는, 액적 생성기(92)를 이루는 컴포넌트들의 온도 구배에 의해 응력이 안전하게도 이러한 컴포넌트들을 만드는데 사용된 재료의 인장 강도를 넘지 않도록 설계되는 것이 바람직하다.
이제 도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 것과 같은 구성에 타겟 재료를 로딩하기 위한 단계는 다음과 같을 것이다. 액적 생성기(92)가 감압된 후에, 노즐 어셈블리(102) 내의 타겟 재료를 용융 상태로 유지하기에 충분히 높은 온도로 노즐 어셈블리(102)를 유지하면서 단계 S1에서 저장소(94)의 온도는 안전하게 핸들링할 수 있는 온도까지 낮춰진다. 그 다음 단계 S2에서 저장소(94)는 개방되며 단계 S3에서 고체 상태의 타겟 재료를 저장소(94) 내부에 배치한다. 그 후 단계 S4에서 저장소(94)는 폐쇄되고 단계 S5에서 주석의 용융점 이상의 온도로 가열된다. 그 다음 액적 생성기(92)는 재가압된다.
상기 시스템은 노즐 어셈블리(102)를 냉각 후 재가열할 필요가 없다는 장점을 갖는다. 그러나 액적 생성기(92)를 리로딩하기 위해 작동 해제 상태로 할 필요가 있다는 단점이 있다. 타겟 재료의 공급이 보충되는 동안에도 액적 생성기(92)가 실질적으로 연속으로 작동할 수 있게 하는 시스템을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 도 5에 도시되어 있다. 저장소(92)는 밸브(114)를 갖는 파이프(112)를 이용하여 외측 저장소(110)에 결합될 수 있다. 본원에서 "외측"이라 함은 액적 생성기(92)의 외측을 의미한다. 밸브(114)는 동결 밸브일 수 있다. 이러한 구성은 Cymer 사에 양도된 미국 특허 제7,122,816호에 나타나 있고, 이러한 출원의 전체 내용은 원용에 의해 본원에 포함된다. 이러한 시스템에서 오퍼레이터는, 밸브(114)를 폐쇄하고 외측 저장소(110)를 감압 및 냉각하며, 외측 저장소(110)를 개방하고 고체 상태의 타겟 재료를 첨가하며, 외측 저장소(110)를 폐쇄하고, 외측 저장소(110) 내의 타겟 재료를 가열하여 액화시킴으로써 외측 저장소(110)를 충진할 수 있다. 그 후 오퍼레이터는 밸브(114)를 개방함으로써 외측 저장소(110)가 액적 생성기 저장소(94)와 유체 연통 상태가 되도록 할 수 있고 용융된 타겟 재료가 저장소(94)로 흐르게 할 수 있다. 예를 들어 액적 생성기 저장소(94)에서 레벨 검출기에 의해 낮은 레벨이 검출되는 경우 외측 저장소(110)의 주기적인 재충진이 필요하지만, 이러한 재충진은 액적 생성기(92)가 작동 상태인 동안 이루어질 수 있어 시간을 절약하게 된다.
도 5에 도시된 구성에서, 액적 생성기(92)는 가열된 연성 라인(116)에 의해 외측 저장소(110)에 연결된다. 이에 의해 액적 생성기(92)는 외측 저장소(110)와는 실질적으로 독립적으로 이동가능하게 된다. 이동가능한 부재(104)를 이동시키는 시스템은 외측 저장소(110)의 질량을 이동시킬 필요가 없기 때문에, 액적 생성기(92)의 반복가능하고 제어가능한 위치설정이 단순화된다. 외측 저장소는 액적 생성기보다 큰 타겟 재료 용량을 가질 수 있다. 이로써 또한 이동가능한 부재에 결합되는 시스템이 다루어야 하는 타겟 재료의 질량이 줄어들게 된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 외측 저장소(118) 및 제2 외측 저장소(120)가 제공된다. 외측 저장소(118)는 제1 밸브(124)에 의해 공통 라인(122)에 연결된다. 외측 저장소(120)는 제2 밸브(126)에 의해 공통 라인(122)에 연결된다. 공통 라인(122)은 가열된 연성 라인(116)에 의해 액적 생성기(92)에 연결된다. 바람직하게 밸브(124, 126)는, 타겟 재료를 용융시킬 정도로 충분히 고온인 경우 실질적으로 개방되고 타겟 재료를 용융시킬 수 없을 정도로 저온인 경우에는 폐쇄되는 동결 밸브이다.
위에서 언급한 이유로 인하여 액적 생성기(92)의 질량을 최소화하기 위해, 액적 생성기 저장소(94)의 용적은 외측 저장소(118, 120)의 용적보다 작은 것이 바람직하다.
이제 도 7을 참조하면, 도 6에 도시된 것과 같은 구성에서 타겟 재료를 로딩하는 단계는 다음과 같을 수 있다. 처음에, 단계 S10에서 적어도 제1 외측 저장소(118)에 타겟 재료가 로딩되고 이러한 저장소가 폐쇄된다. 그 후 단계 S12에서 제1 외측 저장소(118) 내의 타겟 재료가 용융된다. 그 다음 단계 S14에서 제1 외측 저장소(118)가 가압된다. 그 다음에 단계 S16에서 제1 밸브(124)가 개방된다. 단계 S18 및 S20에서는 제1 외측 저장소(118)가 고갈될 때까지 타겟 재료가 공급된다. 본원에서 고갈된다는 표현은 제1 외측 저장소(118) 내의 타겟 재료의 양이 미리정해진 임계치 아래로 떨어짐을 의미한다는 점을 이해할 것이다.
바로 직전에 기술한 단계가 실행되면서, 단계 S24, S26 및 S28에서 제2 외측 저장소(120)에 타겟 재료가 로딩되고, 이러한 저장소가 가열 및 가압된다. 제1 외측 저장소(118) 내의 타겟 재료가 고갈되기 전에는 언제라도 이러한 단계들이 실행될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이렇게 이루어질 때, 단계 S22에서 제1 밸브가 폐쇄되고 단계 S30에서 제2 밸브가 개방되어 제2 외측 저장소(120)가 액적 생성기 저장소(94)에 연결된다. 직전에 기술한 단계가 실행되면서, 단계 S10, S12 및 S14에서 제1 외측 저장소(118)에 타겟 재료가 로딩되고, 이러한 저장소가 가열 및 가압된다. 제2 외측 저장소(120) 내의 타겟 재료가 고갈되기 전에는 언제라도 이러한 단계들이 실행될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이렇게 이루어질 때, 단계 S36에서 제2 밸브가 폐쇄되고 단계 S16에서 제1 밸브가 개방되어 제1 외측 저장소(118)가 액적 생성기 저장소(94)에 연결된다. 그 다음 제2 외측 저장소(120)가 위에서 기술한 바와 같이 재충진되고, 제2 외측 저장소(120)가 액적 생성기 저장소(94)에 용융된 타겟 재료를 공급하기 시작할 준비가 되도록 상기 단계들이 타이밍 설정되고 순차적으로 진행되며, 이러한 순차적인 진행은 무기한으로 계속된다. 이런 식으로 액적 생성기(92)에 타겟 재료의 거의 고갈되지 않는 공급이 이루어질 수 있고 재충진을 위해 다운타임의 필요성 없이 연속하여 작동될 수 있다.
일례로서, 상기 연속적인 재충진 방법에서는 액적 생성기의 저장소(94)가 제1 외측 저장소(118) 및 제2 외측 저장소(120)보다 작은 용적을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 액적 생성기 저장소(94)의 용적은 약 50 입방 센티미터 내지 약 150 입방 센티미터의 범위일 수 있다. 이보다 큰 제1 외측 저장소(118) 및 제2 외측 저장소(120)의 용적은 예를 들면 약 200 입방 센티미터 내지 약 400 입방 센티미터의 범위일 수 있다.
이러한 구성에서, 액적 생성기 저장소(94)에 현재 타겟 재료를 공급하는 외측 저장소는 액적 생성기(92) 내의 압력보다 약간 높은 압력으로 유지되어 액적 생성기 저장소(94)의 연속적인 충진을 가능하게 한다. 일단 제1 외측 저장소(118)가 고갈되면, 밸브(124, 126)가 순차적으로 작동하여 제2 외측 저장소(120)로 스위칭된다. 동시에 제1 외측 저장소(118)는 액적 생성기(92)로부터 격리되고, 냉각되며, 고체 상태의 타겟 재료가 로딩된다. 그 다음 제1 외측 저장소(118)가 가열되어 액적 생성기(92)에 타겟 재료를 공급할 준비가 된 상태로 유지된다. 이러한 방식으로, 액적 생성기(92)에 대한 타겟 재료의 공급이 실질적으로 연속적으로 이루어질 수 있기 때문에 사이클링 시간은 문제가 되지 않는다. 또한 이러한 방법에 의해서, 보다 높은 압력의 이용 및 보다 신속하며 정확한 방향 조종의 가능성을 갖는 저 질량의 액적 생성기(92)의 이용이 가능해진다.
도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 타겟 재료를 보충하기 위한 시스템은 타겟 재료의 펠릿(124)으로 재충진될 수 있는 호퍼(122)를 포함할 수 있다. 이러한 호퍼(122)는 인라인 차단 밸브(128)를 포함하는 전달 라인(126)에 의해 액적 생성기 저장소(94)에 연결될 수 있다. 차단 밸브(128)가 폐쇄되는 동안 호퍼(122)가 충진될 수 있다. 그 후 액적 생성기(92)는 다음의 일련의 동작을 이용하여 재충진될 수 있다.
호퍼(122)에 연결된 진공 라인(130)이 개방된다. 진공 라인(130)이 개방되어 있는 동안 호퍼(122)에 연결된 불활성 기체 공급 라인(132) 또한 개방된다. 이로써 호퍼(122)로부터 불순물을 씻어내는 정화가 이루어진다.
그 다음 진공 라인(130)이 턴오프되고 불활성 기체 공급 라인(132) 내의 압력이 액적 생성기 저장소(94) 내의 압력에 부합하도록 상승된다. 그 다음 차단 밸브(128)가 개방되고 호퍼(122) 내의 압력이 액적 생성기 저장소(94) 내의 압력보다 약간 더 높은 레벨로 상승된다. 그 다음에 호퍼(122) 내의 펠릿(124)이 호퍼(122) 내의 분배 메커니즘(134)에 보내지며 분배 메커니즘은 펠릿(124) 중 하나를 전달 라인(126)에 분배한다.
도 8a 및 8b에 도시된 실시예에서, 분배 메커니즘(134)은 디스크(136)로서 구성된다. 디스크(136)에는 펠릿(124) 중 하나를 수용하는 치수의 적어도 2개의 개구부(138)가 구비된다. 도 8b에 도시된 예시적인 실시예에서, 디스크(136)에는 8개의 동일한 간격의 원주방향 개구부(138)가 구비된다. 그러나 통상의 기술자라면, 다른 수와 다른 배열의 개구부(138) 또한 이용될 수 있다는 점을 인식할 것이다. 디스크(136)는, 각각의 개구부(138)가 펠릿(124)을 수용하는 제1 위치로부터 펠릿(124)이 전달 라인(126)으로 진입하는 제2 위치로 이동하도록 회전된다. 디스크(136)는 디스크(136)에 결합되는 축(142)을 갖는 모터(140)에 의해 회전되는 것이 바람직하다. 모터(140)는 제어기(144)에 의해 제어되며, 이러한 제어기는 밸브(128)의 동작을 또한 제어할 수 있다. 분배 메커니즘(134)이 펠릿(124)을 분배하는 빈도는 제어기(144)에 의해 구현되는 타겟 재료 소비 알고리즘에 의해 제어될 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 도 8a 및 8b에 도시된 것과 같은 구성에서 타겟 재료를 로딩하는 단계는 다음과 같을 수 있다. 처음에 단계 S40에서 밸브(128)가 폐쇄된다. 그 다음에 단계 S42에서 호퍼(122)에 펠릿(124)이 로딩된다. 그 후 단계 S44에서 호퍼(122)가 위에서 기술된 바와 같이 정화된다. 그 다음 단계 S46에서 호퍼(122)는 가압된다. 그 후 단계 S48에서 밸브(128)가 개방된다. 단계 S50에서, 호퍼(122) 내의 압력은 전달 라인 내의 압력을 넘어서는 레벨로 상승되고 분배 메커니즘은 전달 라인에 펠릿을 전달하도록 작동된다.
바람직한 실시예로서, 펠릿(124)은 실질적으로 구형이다. 개구부(138)는 펠릿(124) 중 하나를 수용하도록 하는 형상과 치수를 갖는다.
호퍼(122)는 빈번한 재충진의 필요성을 피하기 위해서 충분한 수의 펠릿(124)을 수용하는 치수이지만, 액적 생성기(92)의 질량이 방향 조종이 더 어려워지는 수준까지 커질 정도로 많은 펠릿(124)을 수용하는 치수는 아니다.
진공 챔버(26)에서 기화되지 않은 타겟 재료를 회수하는 데에도 기술적으로 어려움이 있다. 다시 일례로서 용융된 주석을 이용하는 경우, 이러한 주석을 포획하기 위해 통상적으로 캐쳐 모듈이 사용된다. 이러한 캐쳐 모듈은 결국 용융된 주석으로 가득찰 것이다. 캐쳐 모듈을 조립해제할 필요없이 캐쳐 모듈을 낮은 동작 압력으로 유지하면서 캐쳐 모듈로부터 타겟 재료를 배출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 진공 상태를 깨뜨리지 않고도 주석의 추출을 가능하게 하는 밸브를 제공하는 것이 바람직하다. 용융 상태의 주석은 실질적으로 모든 금속에 반응성이 높으므로, 진공 챔버(26)의 격리를 허용하는 밸브와 주석의 부식 효과를 견뎌낼 수 있는 주변 대기를 조성해주는 것이 필요하다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 양태에 따라, 시스템은 캐쳐 모듈(146)을 포함하고, 이러한 캐쳐 모듈은 챔버(26) 내의 진공과 주변 대기 간에 격리를 유지하면서 타겟 재료의 제거를 위해 밸브 동작을 수행하도록 구성된다. 캐쳐 모듈(146)은, 챔버(26)의 바닥 표면(148)에, 조사 영역(28)을 통과하였지만 기화되지 않은 타겟 재료의 액적(152)을 유입 포트(150)가 수용하게 될 위치에 통합된다. 유입 포트(150)는 캐쳐 모듈(146)의 캐비티(154) 내로 연장된다.
캐비티(154)는 유출 포트(156)와 유입 포트(150)의 바닥 사이에 잔여 타겟 재료가 항상 존재하도록 구성되고, 즉 특정량의 타겟 재료가 항상 유출 포트(156)와 유입 포트(150)의 바닥을 분리하는 캐비티(154)에 남아 있게 된다. 배출 동작이 완료됨에 따라 캐쳐 모듈(146)은 냉각 요소(158)에 의해 냉각된다. 타겟 재료의 상 변화와 연관되는 밀도의 변화로 인하여 캐비티(154) 내의 타겟 재료 용적이 줄어들게 되며 유입 포트(150)의 단부 근방의 타겟 재료가 수축될 것이고, 결과적으로 유입 포트(150)와 유출 포트(156)를 격리하는 기밀 진공 밀봉이 이루어진다. 캐비티(154) 내의 타겟 재료가 용융되고 유입 포트(150)와 유출 포트(156) 간에 유체 연통이 다시 구축되도록 냉각 요소(158)의 동작을 중단함으로써 새로운 배출 동작이 시작된다. 주어진 동작에서 추출된 타겟 재료의 양은, 이러한 추출 동작이 너무 빈번히 수행될 필요가 없도록 충분히 커야 하지만, 유출 포트(156)와 유입 포트(150)의 바닥 사이에 항상 타겟 재료가 존재하도록 충분히 작아야 한다.
바람직한 실시예로서, 유입 포트(150)는 원통형 튜브로서 구성되는 것이 바람직하다. 캐비티(154)는 원통형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 유출 포트(156) 또한 원통형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서 유출 포트(156)는 캐비티(154)와 일체를 이루지만 다른 구성도 가능하다.
앞선 설명은 다수의 실시예에 대한 예시를 포함한다. 물론 앞서 언급한 실시예를 기술할 목적으로 컴포넌트 또는 방법의 모든 예상가능한 조합을 기술한다는 것은 불가능하고, 통상의 기술자라면 다양한 실시예의 많은 추가적인 조합과 치환이 가능하다는 점을 인식할 것이다. 따라서 기술된 실시예는 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에 있는 모든 이러한 변경, 수정, 및 변형을 포괄하는 것으로 의도된다. 나아가 "구비"라는 용어가 상세한 설명 또는 청구범위에서 사용되는 한, 이러한 용어는 "포함"이라는 용어가 청구항의 전이 어휘로 사용될 때 해석되는 바와 같이 "포함"이라는 용어와 마찬가지로 포괄적인 것으로 의도된다. 나아가, 기술된 양태 및/또는 실시예의 요소가 단수형으로 기술되거나 청구될 수 있지만, 단수로 제한된다고 명시적으로 언급되지 않는 한 복수가 예상된다. 부가적으로, 달리 언급되지 않는 한, 임의의 양태 및/또는 실시예 모두 또는 그 일부가 임의의 다른 양태 및/또는 실시예와 함께 이용될 수 있다.

Claims (27)

  1. EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템으로서, 상기 타겟 재료 전달 시스템은:
    타겟 재료 저장소;
    상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 제1 부분을 갖는 도관;
    상기 도관의 제2 부분과 유체 연통하는 노즐; 및
    상기 노즐 및 상기 제2 부분에서의 상기 타겟 재료의 용융점 이상의 제1 온도로 상기 노즐 및 상기 제2 부분을 유지할 수 있도록 구성되는 히터
    를 포함하고, 상기 도관은, 상기 제1 부분의 온도가 실질적으로 상기 제1 온도보다 낮은 주변 온도 상태인 경우 상기 제2 부분이 상기 제1 온도로 유지될 수 있도록 온도차를 유지할 수 있게 구성되고,
    상기 도관은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 섹션을 포함하고, 상기 섹션은 절연 재료로 만들어지는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
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  7. EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템과 상기 타겟 재료 전달 시스템에 타겟 재료를 공급하도록 구성되는 타겟 재료 공급 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템으로서,
    상기 타겟 재료 전달 시스템은:
    타겟 재료 저장소;
    상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 노즐; 및
    상기 노즐 내의 타겟 재료를 액체 형태로 유지하기에 충분한 온도 이상으로 상기 노즐을 유지할 수 있도록 구성되는 히터를 포함하고,
    상기 타겟 재료 공급 시스템은 타겟 재료를 보유하기 위한 저장소를 포함하며,
    상기 타겟 재료 핸들링 시스템은, 상기 타겟 재료 저장소와 상기 저장소 사이에 개재되는 타겟 재료 이송 시스템을 더 포함하고, 상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하도록 구성되고,
    상기 타겟 재료 이송 시스템은, 상기 타겟 재료 전달 시스템이 상기 저장소와는 독립적으로 이동될 수 있도록, 상기 저장소와 상기 타겟 재료 저장소 사이에 연성 라인을 더 포함하는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하기 위한 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 액적 생성기 플라즈마 소스 재료 저장소로부터 상기 저장소를 선택적으로 격리하기 위한 것인, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 저장소는 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성되고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 히터를 포함하는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소와 상기 타겟 재료 저장소 사이에 열 작동식 밸브를 더 포함하는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  11. 삭제
  12. EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템과 상기 타겟 재료 전달 시스템에 타겟 재료를 공급하도록 구성되는 타겟 재료 공급 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템으로서,
    상기 타겟 재료 전달 시스템은:
    타겟 재료 저장소;
    상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 노즐; 및
    상기 노즐 내의 타겟 재료를 액체 형태로 유지하기에 충분한 온도 이상으로 상기 노즐을 유지할 수 있도록 구성되는 히터를 포함하고,
    상기 타겟 재료 공급 시스템은 타겟 재료를 보유하기 위한 제1 저장소 및 제2 저장소를 포함하며,
    상기 타겟 재료 핸들링 시스템은, 상기 타겟 재료 저장소와 상기 제1 저장소 및 제2 저장소 사이에 개재되는 타겟 재료 이송 시스템을 더 포함하고, 상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 제1 저장소와 상기 제2 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하도록 구성되는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 제1 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 타겟 재료의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하기 위한 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 상기 타겟 재료 저장소로부터 상기 제1 저장소를 선택적으로 격리하기 위한 것인, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 저장소는 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성되고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 제1 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 히터를 포함하는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 저장소는 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성되고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 제2 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 히터를 포함하는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 저장소 및 제2 저장소는 각각 고체 형태로 소정량의 타겟 재료를 수용하도록 구성되고, 상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 상기 제1 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 제1 히터 및 상기 제2 저장소 내의 고체 상태의 타겟 재료가 액체 상태의 타겟 재료가 되도록 하기 위한 제2 히터를 포함하는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 타겟 재료 핸들링 시스템은 제1 상태 및 제2 상태를 가지도록 구성되며, 상기 제1 상태에서는 상기 제1 저장소가 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하지만 상기 제2 저장소는 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하지 않으며, 상기 제2 상태에서는 상기 제1 저장소가 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하지 않고 상기 제2 저장소가 상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
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  22. EUV 광원의 조사 영역에 타겟 재료를 전달하도록 구성되는 타겟 재료 전달 시스템과 상기 타겟 재료 전달 시스템에 타겟 재료를 공급하도록 구성되는 타겟 재료 공급 시스템을 포함하는 EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템으로서,
    상기 타겟 재료 전달 시스템은:
    타겟 재료 저장소;
    상기 타겟 재료 저장소와 유체 연통하는 노즐; 및
    상기 노즐 내의 타겟 재료를 액체 형태로 유지하기에 충분한 온도 이상으로 상기 노즐을 유지할 수 있도록 구성되는 히터를 포함하고,
    상기 타겟 재료 공급 시스템은 펠릿 형태로 타겟 재료를 보유하기 위한 저장소를 포함하며,
    상기 타겟 재료 핸들링 시스템은, 상기 타겟 재료 저장소와 상기 저장소 사이에 개재되는 타겟 재료 이송 시스템을 더 포함하고, 상기 타겟 재료 이송 시스템은 상기 저장소로부터 상기 타겟 재료 저장소로 상기 펠릿의 이송을 위한 경로를 선택적으로 구축하도록 구성되는, EUV 광원 타겟 재료 핸들링 시스템.
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