KR102506251B1 - 패싯형 ｅｕｖ 광학 요소 - Google Patents
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Abstract
서로 이격되어 인접하는 패싯들 사이에 각각의 틈을 형성하는 패싯 어레이로서 구성된 콜렉터 거울과 같은 반사형 EUV 광학 기구가 개시된다. 틈은 한 패싯을 가로지르는 가스 유동에 대한 입구로서 사용되며, 그래서 유동은 광학 표면에 평행하게 도입된다. 패싯들은 EUV 광학 기구의 반사 면적의 손실이 최소화될 수 있도록 오프셋을 가지고 만들어질 수 있다. 가스는 패싯의 표면으로부터 타겟 재료를 제거하는 것을 용이하게 해준다.
Description
본 개시는 타겟 재료를 증발시켜 전자기 스펙트럼의 극자외선(EUV) 부분의 방사선을 발생시키는 시스템에서 유용한 광학 요소에 관한 것이다.
약 13.5 nm 이하의 파장의 광을 포함하는 극자외선 광, 예컨대 약 50 nm 이하의 파장을 깆는 전자기 방사선(가끔 소프트 x-선이라고도 함)이 포토리소그래피 공정에 사용되어 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 특히 작은 피쳐(feature)를 만들게 된다. 여기서 그리고 본 명세서의 다른 곳에서 "광" 이라는 용어가 사용되는데, 이러한 용어를 사용하여 설명되는 방사선은 스펙트럼의 가시 부분에 있지 않을 수있다.
EUV 광을 생성하기 위한 방법은, 타겟 재료를 액체 상태로부터 플라즈마 상태로 전환시키는 것을 포함한다. 타겟 재료는 바람직하게는 스펙트럼의 EUV 부분에서 하나 이상의 방출 선을 갖는 적어도 하나의 원소, 예컨대, 제논, 리튬, 주석 또는 몇몇 다른 재료를 포함한다. 그러한 일 방법에서, 필요한 플라즈마(종종 레이저 발생 플라즈마(LLP)라고 함)는, 조사(irradiation)하기 위해 레이저 비임을 사용하여 필요한 선방출 원소를 갖는 타겟 재료를 증발시켜 조사 영역에서 플라즈마를 형성하여 생성된다.
타겟 재료는 많은 형태를 취할 수 있다. 타겟 재료는 고체 또는 용융 상태일 수 있다. 타겟 재료는 용용되면, 서로 상이한 방식으로, 예컨대 연속적인 스트림으로 또는 개별 액적의 스트림으로서 분배될 수 있다. 일 예로, 이하의 논의에서 타겟 재료는 개별 액적의 스트림으로서 분배되는 용융 주석이다. 그러나, 당업자라면 이해는 바와 같이, 다른 타겟 재료, 타겟 재료의 물리적 상태 및 타겟 재료를 위한 전달 방식도 사용될 수 있다.
플라즈마 상태의 이온이 탈여기(de-excitation) 및 재결합 중에 발생되는 강력한 방사선이 플라즈마로부터 전방향으로 전파된다. 통상적인 일 구성에서, 준 수직 입사 거울 형태의 EUV 광학 요소(종종 "콜렉터 거울" 또는 간단히 "콜렉터"라고 함)가 광을 모으고 안내하며 또한 어떤 구성에서는 중간 위치로 집중시키도록 위치된다. 그런 다음, 모인 광은 중간 위치로부터 사용될 곳, 예컨대, 일 세트의 스캐너 광학 기구에 보내지고, EUV 방사선이 반도체 리소그래피용으로 사용되는 경우에는 최종적으로 웨이퍼에 전달된다.
타겟 재료는 타겟 재료 분배기에 의해 조사 영역에 도입된다. 타겟 재료 분배기에는 액체 또는 고체 상태의 타겟 재료가 공급된다. 타겟 재료 분배기는 고체 상태의 타겟 재료를 공급 받으면 그 타겟 재료를 용융시키게 된다. 그런 다음 타겟 재료 분배기는 용융된 타겟 재료를 조사 영역을 포함하는 진공 챔버 안으로 분배하게 된다.
타겟 재료를 증발시키는 공정에서 부스러기가 발생된다. 이 부스러기는 콜렉터 표면에 도달하면 그 콜렉터의 반사성을 악화시킬 수 있다. 어떤 시스템에서는 0.5 내지 3 mbar의 압력을 갖는 H2 가스가 부스러기 감소를 위해 진공 챔버에서 사용된다. 가스가 없는 경우, 진공 압력에서는 플라즈마로부터 방출되는 타겟 재료 부스러기로부터 콜렉터를 적절히 보호하는 것은 불가능하지는 않더라도 어려울 것이다. 수소는 약 13.5 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선에 대해 비교적 투과적이며 그래서, 약 13.5 nm의 파장에서 더 높은 흡수를 나타내는 He, Ar 또는 다른 가스와 같은 다른 후보 가스에 비해 선호된다.
H2 가스는 진공 챔버 안으로 도입되어, 플라즈마에 의해 발생된 타겟 재료의 강력한 부스러기(이온, 원자 및 클러스터)를 감속시킨다. 부스러기는 가스 분자와 충돌하여 감속된다. 이러한 목적으로, 부스러기 궤적에 반대 방행으로 향하는 H2 가스 유동이 사용된다. 이 유동은 타겟 재료가 콜렉터의 광학 코팅 상에 그리고 그 안으로 증착, 이식 및/또는 스퍼터링되어 야기되는 손상을 줄이는 역할을 한다. 이러한 방법을 사용하면, 이들 압력에서 플라즈마 지점과 콜렉터 표면 사이의 거리에서 많은 가스 충돌에 의해 수 keV의 에너지를 갖는 강력한 입자를 감속시켜 가스의 열 에너지로 되게 할 수 있다고 생각한다.
H2 가스를 진공 챔버 안으로 도입하는 다른 이유는, 콜렉터 표면의 정화를 용이하게 하는 것이다. H2 가스는 수소 라디칼(H*)로 해리될 수 있다. 그리고 이 수소 라디칼(H*)은 콜렉터 표면으로부터 타겟 재료 증착물을 제거하는데 도움을 준다. 예컨대, 타겟 재료로서 주석이 사용되는 경우, 수소 라디칼은 콜렉터 표면 상에서의 반응에 참여하고, 이 반응에 의해 휘발성 기체 스탄난(stannane)(SnH4)이 형성될 수 있는데, 이는 펌핑되어 제거될 수 있다. 이러한 화학적 경로가 효율적으로 되게 하기 위해서는, Sn과 결합하여 SnH4를 형성하기 위해 수소 라디칼이 대신 이용 가능하도록 콜렉터 표면 상에서 H 재결합율(라디칼이 결합하여 H2 분자를 형성하는 속도)이 낮은 것이 바람직하다. 일반적으로, 질화물, 탄화물, 붕화물, 및 산화물과 같은 비금속 화학물은 순수 금속에 비해 낮은 H 재결합율을 가지고 있다.
언급한 바와 같이, 조사 지점(28)에서 나오는 부스러기로부터 콜렉터(30)(도 2)의 표면을 보호하기 위한 일 방안은, 분자 수소와 같은 가스가 콜렉터 표면을 가로질러 흐르게 하는 것을 포함한다. 이 가스 유동에 의해 부스러기가 방향 전환되어, 콜렉터(30)의 표면 상으로 가는 부스러기의 흐름이 감소된다. 전체 콜렉터 표면이 가스 유동에 의해 주어지는 보호의 이득을 실질적으로 동등하게 받을 수 있도록 가스 유동은 콜렉터 표면을 가로질러 균일한 것이 바람직하다. 가스 유동이 콜렉터의 중심과 주변 모두에서 분배되는 설계에서, 콜렉터 표면을 가로지르는 유동을 유지하기 위해 가스가 300 mm 이상 이동하는 것이 필요하다. 이러한 요건 때문에 균일한 유동을 유지하는 것이 어렵다. "샤워 헤드" 콜렉터와 같은 다른 설계는 가스 유동을 콜렉터 표면에 수직하게 전달하고 그래서 균일한 평행 유동을 유지할 필요가 없는데, 하지만 콜렉터 표면에 접하는 방향인 또는 그 표면에 평행한 유동의 이득을 제공하지는 않는다.
따라서, 콜렉터의 표면에 평행한 가스 유동을 콜렉터 표면을 가로지르는 균일한 유동이 용이하게 얻어지도록 도입하는 가스 전달 시스템이 필요하다.
이하, 실시 형태에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시 형태의 간단한 요약이 주어져 있다. 이 요약은 고려되는 모든 실시 형태의 포괄적인 개관은 아니고, 모든 실시 형태의 주요한 또는 중요한 요소를 특정하거나 임의의 또는 모든 실시 형태의 범위를 규정하는 것은 아니다. 그의 유일한 목적은, 나중에 주어질 더 상세한 설명에 대한 전제로서 하나 이상의 실시 형태의 일부 개념을 간단한 형태로 제시하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 서로 이격되어 인접 패싯 사이에 틈을 형성하는 일군의 패싯으로서 콜렉터가 구성된다. 틈은 콜렉터 표면을 가로지르는 가스 유동을 위한 입구로서 사용되며, 그래서, 유동은 콜렉터 표면에 평행하게 도입된다. 패싯은 수직(z 축) 방향으로 변하는 오프셋을 가지고 만들어질 수 있고, 그래서 가스 분포의 집중화와 관련된 반사 영역의 손실이 최소화될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 반사형 EUV 광학 기구가 제공되는데, 이 광학 기구는, 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 포함하는 제 1 패싯(facet); 및 상기 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 포함하는 제 2 패싯을 포함하고, 상기 제 1 패싯은 틈에 의해 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 잇다. 제 1 패싯은 반사형 EUV 광학 기구의 광축선에 평행한 방향으로 상기 제 2 패싯으로부터 분리될 수 있고, 상기 제 1 패싯은 제 1 패싯이 제 2 패싯과 겹치는 상기 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 상기 제 2 패싯과 겹칠 수 있다. 상기 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 이 경우 상기 제 1 패싯과 제 2 패싯은 실질적으로 환형이다. 반사형 EUV 광학 기구는 상기 틈과 유체 연통하는 플레넘(plenum)을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 반사 표면을 갖는 반사형 EUV 광학 기구가 제공되는데, 상기 반사 표면은 복수의 패싯으로 구성되어 있고, 서로 인접하는 패싯들은 각각의 틈에 의해 분리되어 있다. 상기 복수의 패싯 중 적어도 하나의 패싯은, 상기 EUV 광학 기구의 광축선에 평행한 방향으로 인접 패싯으로부터 분리되어 있고, 또한 패싯이 인접 패싯과 겹치는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 인접 패싯과 겹친다. 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 이 경우 상기 패싯은 실질적으로 환형이다. 상기 복수의 환형 패싯은 실질적으로 전체 반사 표면을 함께 구성한다. 반사형 EUV 광학 기구는 상기 틈과 유체 연통하는 플레넘을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, EUV 광 소스가 제공되는데, 이 광 소소는 반사형 EUV 광학 기구를 포함하고, 이 반사형 EUV 광학 기구는 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 구성하는 제 1 패싯 및 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 구성하는 제 2 패싯을 포함하고, 상기 제 1 패싯은 틈에 의해 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있다. EUV 광 소스는 상기 틈과 유체 연통하는 가스 공급부를 또한 포함한다. 상기 제 1 패싯은 반사형 EUV 광학 기구의 광축선에 평행한 방향으로 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있고, 제 1 패싯은 제 1 패싯이 제 2 패싯과 겹치는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 상기 제 2 패싯과 겹친다. 상기 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 이 경우 상기 제 1 패싯과 제 2 패싯은 실질적으로 환형이다. 반사형 EUV 광학 기구는 상기 틈과 유체 연통하는 플레넘을 또한 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, EUV 광 소스가 제공되는데, 이는 챔버 및 이 챔버 안에 있는 반사형 EUV 광학 기구를 포함한다. 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 구성하는 제 1 환형 패싯 및 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 구성하는 제 2 환형 패싯을 포함하고, 상기 제 1 패싯은 환형 입구에 의해 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있고, 상기 반사형 EUV 광학 기구는 상기 환형 입구와 유체 연통하는 플레넘을 더 포함한다. 여기서 또한 본 명세서의 다른 곳에서 사용되는 바와 같이, 2개의 요소가 가스와 같은 유체가 완전히 방해 없이 또는 제한을 받으면서 한 요소에서 다른 요소로 흐를 수 있도록 배치되거나 그들 사이에 물리적 하드웨어를 가지고 있을 때 두 요소는 유체 연통한다. 반사형 EUV 광학 기구는 상기 챔버 내의 압력 보다 높은 압력에서 상기 플레넘과 유체 연통하는 가스 공급부를 또한 포함한다. 상기 제 1 환형 패싯은 반사형 EUV 광학 기구의 중심 광축선에 평행한 방향으로 상기 제 2 환형 패싯으로부터 분리되어 있고, 제 1 환형 패싯은 제 1 환형 패싯이 제 2 환형 패싯과 겹쳐 환형 입구를 형성하는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 상기 제 2 환형 패싯과 겹킨다. 상기 환형 입구는, 상기 가스 공급부로부터 가스를 상기 제 1 환형 패싯이 제 2 환형 패싯과 겹치는 반사 표면에 접하는 방향으로 보내도록 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 챔버 및 이 챔버 안에 있는 반사형 EUV 광학 기구를 포함하는 EUV 광 소스가 제공되며, 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 각각의 부분을 포함하는 복수의 환형 패싯을 포함하고, 상기 복수의 환형 패싯은 실질적으로 전체 반사 표면을 함께 구성하고, 환형 패싯 각각은 반사형 EUV 광학 기구의 중심 광축선에 평행한 방향으로 복수의 환형 입구 중 각각의 환형 입구에 의해 인접 환형 패싯으로부터 이격되어 있고, 상기 광학 기구는 가스 공급부를 또한 포함하고, 이 가스 공급부는 상기 챔버 내의 압력 보다 높은 압력에서 상기 복수의 환형 입구와 유체 연통하여, 가스가 가스 공급부로부터 상기 환형 입구를 통해 상기 챔버 안으로 흐르며, 상기 환형 패싯 각각은, 환형 패싯이 인접 환형 패싯과 겹쳐 복수의 환형 입구 중의 하나를 형성하는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 적어도 하나의 인접 환형 패싯과 겹쳐 있고, 따라서 복수의 환형 입구는 상기 가스 공급부로부터 가스를 상기 환형 패싯들이 서로 겹치는 반사 표면에 접하는 방향으로 보내도록 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, EUV 광 생성 방법이 제공되는데, 이 방법은 반사형 EUV 광학 기구를 제공하는 단계(상기 반사형 EUV 광학 기구는 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 포함하는 제 1 패싯 및 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 포함하는 제 2 패싯을 가지며, 상기 제 1 패싯은 틈에 의해 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있음), 및 가스 공급부로부터 가스를 상기 틈을 통해 상기 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 상기 제 2 부분을 접하는 방향으로 지나 흐르게 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형인 반사형 EUV 광학 기구를 위한 가스 쉬스(sheath)를 생성하는 방법이 제공되는 바, 이 방법은, 상기 EUV 광학 기구에 실질적으로 원형인 복수의 입구를 제공하는 단계(상기 입구들은 광축선에 중심을 두고 있고 또한 가스가 상기 입구 밖으로 유출하여 상기 EUV 광학 기구의 반사 표면을 가로질러 흐르게 하도록 향해 있음), 및 실질적으로 원형인 상기 복수의 입구에 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 반사형 EUV 광학 기구를 구성하는 방법이 제공되는 바, 이 방법은, 지지부를 제공하는 단계, 실질적으로 원형인 복수의 링형 반사 요소를 제공하는 단계(각각의 반사 요소는 다른 링형 반사 요소의 내경과 다른 내경 및 다른 링형 반사 요소의 외경과 다른 외경을 가짐), 및 실질적으로 원형인 상기 복수의 링형 반사 요소가 공통의 중심 및 공통의 촛점을 가지며, 서로 인접하는 임의의 두 원형의 링형 반사 요소에 대해, 광축선에 더 가깝게 장착되어 있는 원형의 링형 반사 요소의 외경이 광축선으로부터 더 멀리 장착되어 있는 원형의 링형 반사 요소의 내경 보다 크고, 또한 광축선에 더 가깝게 장착되어 있는 원형의 링형 반사 요소의 외측 가장자리는 광축선으로부터 더 멀리 장착되어 있는 원형의 링형 반사 요소의 내측 가장자리와 광축선의 방향으로 겹쳐, 광축선에 더 가깝게 장착되어 있는 원형의 링형 반사 요소의 외측 가장자리와 광축선으로부터 더 멀리 장착되어 있는 원형의 링형 반사 요소의 내측 가장자리 사이에, 가스가 흐를 수 있는 틈이 생기도록, 실질적으로 원형인 복수의 링형 반사 요소를 상기 지지부에 불즈 아이(bull's eye) 배열로 장착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, EUV 광학 시스템이 제공되는데, 이 광학 시스템은, 복수의 반사 패싯으로 구성된 제 1 반사 광학 요소를 포함하고, 상기 제 1 광학 요소의 패싯은, 제 1 광학 요소가 EUV 광학 시스템에서 콜렉터 거울로서 기능하고 또한 EUV 광학 시스템에서 필드 패싯 거울로서 기능하도록 충분한 개수로 구성 및 배치되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 레이저 발생 플라즈마 EUV 광 소스 시스템에 대한 전반적인 넓은 개념의 개략도로, 척도에 따른 것은 아니다.
도 2는 도 1의 시스템의 광 소스의 기능 블럭도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제 1 및 2 양태에 따른 패싯형 EUV 광학 기구의 각각의 개략적인 절취 측면도이다.
도 4a 및 4b는 도 3a 및 3b의 패싯형 EUV 광학 기구의 일부분에 대한 확대도이다.
도 5a 및 5b 각각은 도 3a 및 3b의 패싯형 광학 기구로서 역할할 수 있는 패싯형 EUV 광학 기구의 평면도이다.
도 6은 패싯형 EUV 광학 기구의 추가적인 실시 형태의 평면도이다.
도 2는 도 1의 시스템의 광 소스의 기능 블럭도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제 1 및 2 양태에 따른 패싯형 EUV 광학 기구의 각각의 개략적인 절취 측면도이다.
도 4a 및 4b는 도 3a 및 3b의 패싯형 EUV 광학 기구의 일부분에 대한 확대도이다.
도 5a 및 5b 각각은 도 3a 및 3b의 패싯형 광학 기구로서 역할할 수 있는 패싯형 EUV 광학 기구의 평면도이다.
도 6은 패싯형 EUV 광학 기구의 추가적인 실시 형태의 평면도이다.
이제 도면을 참조하여 다양한 실시 형태를 설명하며, 유사한 번호는 도면 전체에 걸쳐 유사한 요소를 나타낸다. 이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 하나 이상의 실시 형태에 대한 완전한 이해를 돕기 위해 많은 특정한 상세를 제시한다. 그러나, 일부 또는 모든 경우에, 아래에서 설명하는 실시 형태는 아래에서 설명하는 특정 설계 상세를 채택함이 없이 실시될 수 있음이 명백하다. 다른 경우, 하나 이상의 실시 형태를 설명하기 위해 잘 알려져 있는 구조 및 장치가 블럭도 형태로 나타나 있다. 이하에는, 실시 형태에 대한 기본적인 이해를 주기 위해 하나 이상의 실시 형태의 간단한 요약이 주어져 있다. 이 요약은 고려되는 모든 실시 형태의 포괄적인 개관은 아니고, 모든 실시 형태의 주요한 또는 중요한 요소를 특정하거나 임의의 또는 모든 실시 형태의 범위를 규정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 나타낸다. 이 장치는 방사선 비임(B)을 조질하는 조명 시스템(IL)을 포함한다. 상기 장치는, 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하고 제 1 포지셔너(PM)(어떤 파라미터에 따라 패터닝 장치의 위치를 정확히 잡도록 되어 있음)에 연결되어 있는 지지 구조물(예컨대, 마스크 테이블)(MT); 기판(예컨대, 레지스트 코팅 웨이퍼)(W)을 유지하고 제 2 포지셔너(PW)(어떤 파라미터에 따라 기판의 위치를 정확히 잡도록 되어 있음)에 연결되어 있는 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 패터닝 장치(MA)에 의해 방사선 비임(B)에 부여되는 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함함) 상으로 투영하는 투영 시스템(예컨대, 굴절 또는 반사 투영 렌즈 시스템)을 포함한다.
상기 조명 시스템(IL)은, 방사선을 안내하고 성형하며 또한 제어하기 위한 다양한 종류의 광학 요소, 예컨대 굴절 요소, 반사 요소, 자기 요소, 전자기 요소, 정전 요소 또는 다른 종류의 광학 요소, 또는 이것들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
지지 구조물(MT)은 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 설계 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 환경에 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건에 따라 패터닝 장치를 유지한다. 지지 구조물(MT)은 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계적 기술, 진공, 정전 기술 또는 다른 클램핑 기술을 사용할 수 있다. 지지 구조물(MT)은 예컨대 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조물(MT)에 의해, 패터닝 장치는 예컨대 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 조명 시스템(IL)은 방사선 소(SO)로부터 방사선 비임을 받는다. 방사선 소스(SO) 및 조명 시스템(IL)은 필요한 경우 비임 전달 시스템과 함께 방사선 시스템이라고 할 수 있다.
조명 시스템(IL)은 방사선 비임의 각도 세기 분포를 조절하기 위한 조절기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명 시스탬의 동공면 내에서 세기 분포의 적어도 반경 방향 외측 및/또는 내측 범위를 조절할 수 있다. 추가로, 조명 시스템(IL)은 인테그레이터(integrator) 또는 집광기와 같은 다양한 다른 부품을 포함할 수 있다. 조명 시스템은 방사선 비임의 단면에서 원하는 균일성 및 세기를 갖도록 그 방사선 비임을 조질하기 위해 사용될 수 있다.
방사선 비임(B)은 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)(지지 구조물(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에서 유지됨)에 입사되고 그 패터닝 장치에 의해 패터닝된다. 방사선 비임(B)은 패터닝 장치(MA)를 횡단한 다음에 투영 시스템(PS)을 통과하고, 이 투영 시스템은 비임을 기판(W)의 타겟부(C)에 집중시킨다. 제 2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF2)(예컨대, 간섭계 장치, 선형 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예컨대 서로 다른 타겟부(C)를 방사선 비임(B)의 경로에 위치시키도록 정확하게 움직일 수 있다. 유사하게, 예컨대, 마스크 라이브러리로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔 동안에, 제 1 포지셔너(PM) 및 다른 위치 센서(IF1)을 사용하여, 방사선 비임(B)의 경로에 대해 패터닝 장치(MA)를 정확하게 위치시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 장치에 사용될 수 있는 소스(SO)의 일 실시 형태를 더 상세히 나타낸 것이다. 보다 상세히는, 소스(SO)는, 플라즈마 형성 지점 또는 조사(irradiation) 영역(28)에서 형성되는 플라즈마로부터 EUV 방사선을 발생시킨다. 플라즈마는 타겟 재료 분배기(24)에 의해 챔버(26) 안으로 도입되는 Sn, In, Gd와 같은 적절한 타겟 재료 또는 일부 다른 재료 상으로 베이저 비임을 보내어 생성된다. 레이저 비임은 타겟 재료를 증발시켜 플라즈마를 발생시킨다. 언급한 바와 같이, 이러한 종류의 소스를 레이저에 의해 발생되는 플라즈마 또는 LPP 소스라고 한다. LPP 광 소스(SO)는, 광 펄스 열을 발생시키고 그 광 펄스를 챔버(26) 안으로 전달하기 위한 시스템(22)을 포함한다. 아래에서 상세히 설명하는 바와 같이, 각 광 펄스는 시스템(22)으로부터 비임 경로를 따라 이동하여 챔버(26) 안으로 들어가, 조사 영역(28)에서 각각의 타겟 액적을 조명하게 된다. 여기서 사용되는 조사 영역은 타겟 재료 조사가 일어나는 영역이며, 또한 심지어 조사가 실제로 일어나지 않는 때의 조사 영역이기도 하다. 이하의 예에서, 타겟 재료를 타겟 재료의 액적 형태로 분배하는 타겟 재료 분배기(24)의 예를 사용할 것이다. 그러나 타겟 재료 분배기(24)는 연속적인 흐름의 타겟 재료를 포함한 다른 형태로도 타겟 재료를 분배할 수 있음을 알 것이다.
도 2에 나타나 있는 시스템(SO)에 사용되는 적절한 레이저는 펄스성 레이저 장치, 예컨대, 예컨대 10 kW 이상의 비교적 높은 파워 및 예컨대 50 kHz 이상의 높은 펄스 반복률에서 작동하고 예컨대 DC 또는 RF 여기(excitation)로 9.3 ㎛ 또는 10.6 ㎛의 방사선을 발생시키는 펄스성 가스 방전 CO2 레이저 장치를 포함할 수 있다. 일 특별한 실시 형태에서, 레이저는 축류 RF 펌프식 CO2 레이저일 수 있는데, 이 레이저는, 복수의 증폭 단(stage)을 갖는 오실레이터-증폭기 구성(예컨대, 마스터 오실레이터/ 파워 증폭기(MOPA) 또는 파워 오실레이터/ 파워 증폭기(POPA)), 및 비교적 낮은 에너지 및 높은 반복률, 예컨대 100 kHz 작업이 가능한 Q 스위치식 오실레이터에 의해 개시되는 시드(seed) 펄스를 갖는다. 오실레이터로부터, 레이저 펄스는 조사 영역(28)에 도달하기 전에 증폭되고, 성형되며 그리고/도는 집중될 수 있다. 연속적으로 펌핑되는 CO2 증폭기가 시스템(SO)용으로 사용될 수 있다. 예컨대, 하나의 오실레이터 및 3개의 증폭기를 갖는(O-PA1-PA2-PA3 구성) 적절한 CO2 레이저 장치가 2008년 10월 21일에 허여된 미국 특허 7,439,530(이의 전체 내용은 본원에 참조로 관련되어 있음)에 개시되어 있다. 대안적으로, 레이저는, 액적이 광학 공동의 한 거울로서 역할하는 "셀프-타겟팅" 레이저 시스템으로서 구성될 수 있다. 어떤 "셀프 타겟팅" 구성에서, 오실레이터는 필요하지 않을 수 있다. 셀프-타겟팅 레이저 시스템은 2009년 2월 17일에 허여된 미국 특허 7,491,954(이의 전체 내용은 본원에 참조로 관련되어 있음)에 개시 및 청구되어 있다.
용도에 따라, 다른 종류의 레이저, 예컨대 높은 파워 및 높은 펄스 반복률에서 작동하는 에시머 또는 분자 플루오린 레이저가 또한 적합할 수 있다. 다른 예는, 예컨대 섬유, 로드, 슬라브 또는 디스크형 작용 매체를 갖는 고체 레이저를 포함하고, 하나 이상의 챔버, 예컨대, 오실레이터 챔버 및 하나 이상의 증폭 챔버(병렬 또는 직결의 증폭 챔버)를 갖는 다른 레이저 구조, 마스터 오실레이터/파워 오실레이터(MOPO) 장치, 마스터 오실레이터/파워 링 증폭기(MOPRA) 장치, 또는 하나 이상의 엑시머를 시딩하는 고체 레이저, 분자 플루오린 또는 CO2 증폭기 또는 오실레이터 챔버가 적합할 수 있다. 다른 설계도 적절할 수 있다.
도 2에 더 나타나 있는 바와 같이, 타겟 재료 분배기(24)는 타겟 재료를 챔버(26)의 내부로 조사 영역 또는 플라즈마 지점(28)으로 전달하며, 거기서 타겟 재료는 하나 이상의 광 펄스, 예컨대 제로, 하나 이상의 예비 펄스와 상호 작용할 것이며 그후에는 하나 이상의 주 펄스와 상호 작용하여, 결국에 플라즈마를 발생시키고 EUV 방출을 일으키게 된다. EUV 방출 원소, 예컨대 주석, 리튬, 제논 등은 액적의 형태 및/또는 액체에 포함되어 있는 고체 입자의 형태일 수 있다. 예컨대, 원소 주석은 순수한 주석으로서, SnBr4, SnBr2 , SnH4 와 같은 주석 화합물로서, 예컨대 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금과 같은 주석 합금으로서, 또는 이들의 조합물로서 사용될 수 있다. 사용되는 재료에 따라, 타겟 재료는, 실온 또는 실온 근처의 온도를 포함하는 댜양한 온도(예컨대, 주석 합금, SnBr4), 높은 온도(예컨대, 순수 주석), 또는 실온 보다 낮은 온도(예컨대, SnH4)에서 조사 영역(28)에 주어질 수 있고, 어떤 경우에는, 비교적 휘발성(예컨대, SnBr4)일 수 있다. LPP EUV 광 소스에 이들 재료를 사용하는 것에 관한 추가 상세는 2008년 12월 16일에 허여된 미국 특허 7,465,946(이의 전체 내용은 본원에 참조로 관련되어 있음)에 제공되어 있다. 어떤 경우에, 타겟 재료가 조사 영역(28) 쪽으로 또는 그로부터 멀어지게 향하도록 전하를 타겟 재료에 둘 수 있다.
계속 도 2를 참조하면, 광 소스(SO)는 EUV 광학 기구(30)와 같은 하나 이상의 EUV 광학 요소를 또한 포함할 수 있다. EUV 광학 기구(30)는 예컨대 다층 거울(MLM), 즉 Mo/Si 다층으로 코딩되어 있고 각 계면에 추가적인 얇은 배리어 층이 위치되어 있어 열적으로 유도되는 층간 확산을 효과적으로 차단하는 SiC 기판으로 되어 있는 수직 입사 반사기의 형태로 되어 있는 집결 거울일 수 있다. Al 또는 Si와 같은 다른 기판 재료도 사용될 수 있다. EUV 광학 기구(30)는 구체가 장형인 타원체의 형태일 수 있고 구멍(35)을 가지며, 레이저 광이 이 구멍을 통과해 조사 영역(28)에 도달하게 된다. EUV 광학 기구(30)는 예컨대, 조사 영역(28)에 있는 제 1 촛점 및 소위 중간 점(40)(중간 촛점(40)이라고도 함)에 있는 제 2 촛점을 갖는 타원체의 형상으로 되어 있고, 전술한 바와 같이 EUV 광이 EUV 광 소스(SO)로부터 출력되어 예컨대 집적회로 리소그래피 도구 안으로 입력될 수 있다.
EUV 광 소스(20)는 예컨대 레이저 비임 위치 결정 시스템(미도시)과 함께 EUV 광 소스 제어 시스템(60)을 또한 포함할 수 있으며, 이 제어 시스템은 또한 레이저 발사 제어 시스템(65)을 또한 포함할 수 있다. EUV 광 소스(20)는 타겟 위치 검출 시스템을 또한 포함할 수 있고, 이 검출 시스템은 예컨대 조사 영역(28)에 대한 타겟 액적의 절대 또는 상대 위치를 나타내는 출력을 발생시키고 이 출력을 타겟 위치 검출 피드백 시스템(62)에 제공한다. 타겟 위치 검출 피드백 시스템(62)은 이 출력을 사용하여 타겟 위치 및 궤적을 계산할 수 있고, 이로부터 타겟 오차가 계산될 수 있다. 타겟 오차는 액적별로 계산되거나 또는 평균적으로 또는 몇몇 다른 기준으로 계산될 수 있다. 그리고 타겟 오차는 광 소스 제어기(60)에 대한 입력으로 제공될 수 잇다. 그에 응하여, 광 소스 제어기(60)는 레이저 위치, 방향 또는 타이밍 보정 신호와 같은 제어 신호를 발생시킬 수 있고 또한 이 제어 신호를 레이저 비임 위치 결정 제어기(미도시)에 제공할 수 있다. 레이저 비임 위치 결정 시스템은 제어 신호를 사용하여, 레이저 타이밍 회로 및/또는 레이저 비임 위치 및 성형 시스템(미도시)을 제어하는데, 예컨대 챔버(26) 내에서 레이저 비임 촛점 위치 및/또는 촛점 파워를 변화시킬 수 있다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 타겟 재료 분배기(24)는 타겟 전달 제어 시스템(90)을 포함할 수 있다. 타겟 전달 제어 시스템(90)은, 시스템 제어기(60)에 의해 제공되는 신호, 예컨대 전술한 바와 같은 타겟 오차 또는 타겟 오차로부터 구해지는 몇몇 양에 응하여 작동하여, 조사 영역(28) 내에서의 타겟 액적의 위치 오차를 보정한다. 이는, 예컨대 타겟 전달 기구(92)가 타겟 액적을 방출하는 지점을 위치 조정하여 달성될 수 있다. 타겟 전달 기구(92)는 챔버(26) 안으로 연장되어 있고, 외부에서 타겟 재료 및 가스가 공급되어, 그 타겟 재료가 압력 하에서 타겟 전달 기구(92) 안에 배치된다. 도 2는 가스 출구(160)를 또한 나타내는데, 챔버(26)에 들어가는 가스가 그 가스 출구를 통해 배출된다.
나타나 있는 바와 같이, 소스(SO)에서 나온 광은 중간 촛점(40)을 통과하여 조명 시스템(IL)에 들어간다. 물론, 중간 촛점(400)은 소스(SO), 조명 시스템(IL)에 있을 수 있고, 또는 그들 사이에 광학적으로 개재될 수 있느데, 즉 소스(SO)를 떠나는 광은 조명 시스템(IL)에 들어가기 전에 중간 촛점을 통과하게 된다. 조명 시스템(IL)은 필드 패싯(facet) 거울(42) 및 동공(pupil) 패싯 거울(47)을 포함한다. 필드 패싯 거울(42) 및 동공 패싯 거울(47)은 패싯형 거울로 구성될 수 있다. 예컨대, 이들 거울은 약 400 개의 얇은 직사각형 거울 세그먼트(패싯)를 포함할 수 있다. 이들 거울의 제조 과정에서, 이들 패싯은 개별적으로 연마되고 성형될 수 있다.
도 3a는 콜렉터(30)의 일 버젼을 보다 상세히 나타낸 것이다. 이 콜렉터(30)는 일 군의 동심 패싯 요소(110, 112, 114, 116, 118)이 장착되는 지지부(100)를 포함한다. 도 3a의 실시 형태는 5개의 패싯 요소를 나타내고 있지만, 당업자라면 다른 수의 패싯 요소도 사용될 수 있음을 쉽게 알 것이다. 도 3a의 실시 형태에서, 패싯 요소들은 콜렉터 거울(30)의 광축선(120) 상에 각 패싯 요소의 고리 또는 링의 중심을 두고 환형으로 배열되어 있다. 또한, 패싯 요소들은 조사 영역(28)에 대응하는 공통의 촛점(F)을 갖도록 배치되어 있다.
도 3a는, 패싯 요소가 평평한 실시 형태를 나타내지만, 당업자라면 패싯 요소는 또한 만곡되어 있을 수 있음을 쉽게 알 것이다. 패싯 요소의 전방 표면, 즉 촛점(F)을 향하는 표면에는 당업계에 알려져 있는 방식으로 다층 반사 코팅이 제공될 수 있다.
패싯 요소들은 광축선(120)의 방향으로 서로 오프셋되도록 배치된다. 패싯 요소들은 또한 겹치는 표면에 접하는 방향으로 서로 겹치도록 배치된다. 이렇게 해서, 촛점(F)에서 발생된 광은 반사 표면에 부딪히게 되며, 그래서 패싯 배열체에서 반사 손실이 없다.
패싯 요소의 이러한 배치 구성에 의해, 패싯 요소들 간에 틈이 생기는데,이 틈 중의 하나가 틈(130)으로 나타나 있다. 알 수 있는 바와 같이, 틈(130) 및 다른 틈은 통로 또는 입구를 형성한다. 도 3a의 구성은, 틈과 유체 연통하는 플레넘(140)을 또한 포함한다. 도 3a의 구성은, 플레넘(140)과 유체 연통하는 가스 공급부(150)를 또한 포함한다. 여기서 그리고 청구 범위에서, 2개의 요소가 "유체 연통한다" 라고 할 때, 이는 가스와 같은 유체가 그 두 요소 사이에 직접 또는 간접적으로 흐를 수 있음을 의미하는 것이다.
가스 공급부(150)는 압력하의 가스를 플레넘(130)에 공급한다. 현재 바람직한 실시 형태에서, 가스 분자 수소 H2 이다. 가스 공급의 목적은, 플레넘(140)을 통과해 틈 밖으로 나가는 가스 유동을 형성하는 것이다. 콜렉터(30)는 보통 챔버(26) 안에 배치되므로, 가스 공급부(150)에서 나오는 가스의 압력은 챔버(26) 내의 압력 보다 높게 유지된다. 틈을 통과해 흐르는 가스는 틈의 기하학적 구조에 의해, 그 틈에 인접한 패싯의 표면에 평행한 또는 접하는 방향으로 안내된다. 이렇게 해서, 전체적인 가스 유동은 콜렉터(30)의 표면에 평행하게 또는 접하여 흐르는 가스의 시트(sheet) 또는 쉬스(sheath)를 형성한다. 이 가스 쉬스는 전술한 바와 같이 조사 지점(28)에서 발생되는 부스러기(이온을 포함함)로부터 콜렉터(30)의 반사 표면을 보호한다. 추가로, 가스의 양을 정확히 제어하기 위해 가스 유동 제어기(155)가 가스 공급부(150)와 플레넘(140) 사이에 있을 수 있다.
도 3a에 나타나 있는 구성은, 플레넘(140)으로부터 가스를 인출하여 플레넘을 통과하는 균일한 가스 유동을 촉진하는 가스 배출부(160)(도 2에 나타나 있음)를 또한 포함한다.
도 3a의 배치는, 패싯이 중심에 더 가까이 있는 인접 패싯과 겹치는 "내측 위의 외측" 배치라고 할 수 있다. 이 결과, 가스는 도 3a에 나타나 있는 바와 같이 원주로부터 중심 쪽으로 흐르게 된다. 또한, 패싯이 중심에서 더 멀리 있는 인접 패싯과 겹치는 "외측 위의 내측" 배치도 가능하다. 이러한 배치가 도 3b에 나타나 있다. 이 결과, 가스는 도 3b에 나타나 있는 바와 같이 원주로부터 중심 쪽으로 흐르게 된다.
도 4a는 도 3a의 콜렉터(30)에 있는 틈(130)의 확대도이다. 알 수 있는 바와 같이, 그 틈(130)은 서로 인접하는 패싯(112, 114)이 화살표(A)로 나타나 있는 콜렉터(30)의 광축선에 평행한 방향으로 서로 오프셋되어 형성된다. "광축선에 평행한 방향"은, (1) 광축선에 평행하고 그와 동일한 방향 및 (2) 광축선에 평행하고 그와 반대인 방향 모두를 포함한다. 도 4에는 패싯(112, 114)의 일 부분만 나타나 있음을 이해할 것이다. 패싯(112, 114) 사이의 오프셋은, 화살표(B)로 나타나 있는 방향으로 콜렉터(30)의 촛점(F)을 향하는(그래서 또한 조사 영역(28)을 향하는) 방향에 평행하다고 생각할 수 있다. 패싯(112, 114)은 플레넘(140)과 챔버(26)의 내부 사이에 가스 배리어를 형성한다. 따라서, 챔버(16) 내부 보다 높은 압력에서 플레넘(140) 안으로 도입되는 가스는 화살표(C)로 표시된 방향(패싯(114)의 표면에 실질적으로 접함)으로 틈(130)을 통과해 흐른다. 이는 다른 패싯들 사이의 오프셋에 의해 형성되는 다른 틈에 대해서도 마찬가지다. 도 4b는 도 3b의 콜렉터(30)에 있는 틈(130)의 확대도이다. 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 틈의 "외측 위의 내측" 구조로 인해 가스가 콜렉터(30)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 틈을 떠나는 것을 제외하고는, 모든 동일한 고려 사항이 적용된다.
도 5a는 도 3a의 콜렉터로서 역할할 수 있는 패싯형 거울의 평면도이다. 나타나 있는 바와 같이, 각 패싯 요소는 콜렉터(30)의 광축선(120)을 중심으로 동심으로 배치되어 있다. 또한, 각 패싯 요소는 적어도 하나의 인접하는 패싯 요소와 겹친다. 패싯 요소(112)를 특정한 예로 들면, 이 패싯 요소는 평면도에서 볼 때 링형으로 되어 있다. 그 패싯 요소는 내측 가장자리(111) 및 외측 가장자리(113)를 가지고 있다. 외측 가장자리는 패싯 요소(114)의 내측 가장자리에 의해 보이지 않으므로 가상선으로 나타나 있다. 패싯 요소(112)는, 내측 가장자리(111)의 폭, 즉 패싯 요소(112)를 구성하는 링의 중간 구멍의 폭이 되는 내경(D1) 및 패싯 요소(112)의 외측 가장자리(113)의 폭이 되는 외경(D2)을 갖는다. 패싯 요소(112)의 내경(D1)은 인접하는 패싯 요소(110)의 외경 보다 작다. 또한, 패싯 요소(112)의 외경(D2)은 인접하는 패싯 요소(114)의 내경 보다 크다. 도 5a에서 알 수 있는 바와 같이, 패싯 요소의 외경은 패싯 요소가 광축선(120)으로부터 멀어짐에 따라 점진적으로 더 크게 되어 있다. 이는 내경에 대해서도 마찬가지다.
위의 설명은 외측 요소들이 내측 요소와 겹치는 서로 인접하는 패싯 요소의 겹침의 패턴에 관한 것이다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 서로 인접하는 패싯 요소의 겹침의 패턴은 이와는 다를 수 있다. 예컨대, 내측 요소가 외측 요소와 겹칠 수 있다. 이는 도 5b에 나타나 있다. 그러나, 어떤 겹침 패턴이 사용되더라도, 조사 영역(28)에서 나오는 광의 관점에서 일군의 패싯 요소에 의해 주어지는 반사 표면에 단절이 없는 것이 바람직한데, 다시 말해, 이 관점에서 상기 틈이 겹침에 의해 보이지 않는 것이 바람직하다.
위에서 언급한 바와 같이, EUV 광학 기구(30)는 어떤 수의 패싯으로 구성될 수 있다. 적어도 하나의 틈이 있도록 적어도 2개의 패싯이 있는 것이 현재 바람직하다. 패싯의 수는 이론적으로는 어떤 수 라도될 수 있는데, 패싯의 수가 증가하면 EUV 광학 기구(30)를 만들 때 복잡성이 증가한다는 제약이 있다. 패싯의 수에 대한 다른 제약은, 위에서 언급한 방안으로도 패싯의 수가 증가함에 따라 반사 손실이 증가한다는 것인데, 왜냐하면, 패싯이 겹치더라도, 들어오는 또는 반사되는 광선에 대한 그림자 효과가 있기 때문이다.
패싯들은 모두 동일한 형상일 필요는 없고 또한 모두 동일한 반경 방향 폭을 가질 필요도 없음을 유의해야 한다.
콜렉터(30)를 위해 패싯형 거울을 사용할 때 얻어질 수 있는 일 이점은, 패싯형 거울의 패싯의 수가 증가하고 필드 패싯 거울(42)에 사용되는 패싯의 수(예컨대, 약 400 개의 패싯)에 접근하기 시작함에 따라, 콜렉터(30)로서 역할하는 패싯형 거울은 콜렉터 거울(30)과 필드 패싯 거울(42) 모두의 광학적 기능을 수행할 수 있고 그래서 별도의 필드 패싯 거울(42)이 필요 없게 된다는 것이다. 이는 중요한 이점이 될 수 있는데, 왜냐하면, 거울에서의 각 반사는 광의 양을 30% 만큼 줄일 수 있으며 그래서 거울을 제거하면 광의 전체적인 손실이 동일한 양 만큼 감소될 수 있기 때문이다. 여기서 사용되는 바와 같이, 패싯형 거울이 구성될 수 있다 라는 말은, 거울이 콜렉터(30)로서 사용될 때 별도의 필드 패싯 거울(42)의 기능을 추가적으로 수행할 수 있고 또한 그 필드 패싯 거울에 대한 필요성을 없애주도록 거울의 개별적인 패싯이 성형되고 크기 결정되며 또한 배향될 수 있음을 의미한다.
각 패싯은 복수 층 반사 표면이 배치되는 기판을 포함한다. 복수 층 반사 표면은 해당 파장(약 13.5 nm)의 광을 반사하도록 최적화되어 있다. 당업계에 알려져 있는 방식으로 패싯은 또한 기판과 복수 층 반사 표면 사이의 평탄화 층 및 복수 층 반사 표면 위에 있는 덮개 층을 또한 포함할 수 있다.
패싯 사이의 틈은, 이 틈을 떠나는 가스가 인접하는 패싯의 표면 위에서 균일하게 흐르게 안내되도록 성형되어 있다. 가스는 이원자 수소(H2)를 포함할 수 있고, 이 수소는 수소 라디칼(H*)로 해리될 수 있다. 가스는 또한 수소 라디칼(H*) 자체를 포함할 수 있다. 수소 라디칼(H*)은 콜렉터 표면 상에서 타겟 재료(여기서는 주석)와 반응하여 SnH4(스탄난(stannane))을 형성하게 된다. 틈은 각 패싯의 전방 표면 가까이에서 새로운 가스가 공급되도록 바람직하게 배치 및 분포된다. 틈은 또한 모든 영역이 틈에 의해 형성되는 가스 입구로부터 실질적으로 동일한 거리에 있도록 바람직하게 배치 및 분포된다.
서로 인접하는 패싯들 사이의 겹침의 양은, 그들 패싯 사이의 틈이 조사 영역(28)에서 보면 보이지 않도록 선택된다. 겹침의 양은, 틈이 가스를 인접하는 패싯의 표면에 접하는 방향으로 효과적으로 보내도록 틈을 위한 충분한 횡방향 연장을 제공하도록 선택된다. 또한, 당업자라면 이해하는 바와 같이, 겹침의 양은 위치 마다 다를 수 있는데, 즉 겹침의 정도는 모두 동일할 필요는 없다.
도 6은 사용 가능한 패싯의 기하학적 구조의 다른 예로서, 평행 스트립 어레이로 구성된 콜렉터 거울(30)을 나타낸다. 도 6에는, 제 2 스트립형 패싯(210)에 인접하는 제 1 스트립형 패싯(200)을 갖는 거울이 구체적으로 나타나 있으며, 제 2 스트립형 패싯은 제 3 스트립형 패싯(220)에 인접해 있다. 나타나 있는 예에서, 제 1 스트립형 패싯(200)은 제 2 스트립형 패싯(210)과 겹치고, 도면에 수직인 방향으로 제 2 스트립형 패싯(210)으로부터 이격되어 있어 그 두 스트립형 패싯 사이에 틈이 형성되어 있고, 화살표(230)로 표시된 바와 같이, 가스가 그 틈을 통과해 스트립형 패싯(210)의 표면을 가로질러 유동할 수 있다.
도 4a의 기하학적 고려 사항은 도 6의 구성에도 적용된다. 틈은 서로 인접하는 패싯 사이의 각각의 오프셋으로, 패싯의 측면 가장자리에 수직인 방향으로 형성된다. 또한 각 패싯 요소는 적어도 하나의 인접하는 패싯 요소와 겹친다. 당업자에게는 명백한 바와 같이, 서로 인접하는 패싯 요소의 겹침의 패턴은 이와 다를 수 있다. 예컨대, 내측 요소는 외측 요소와 겹칠 수 있고 또는 대안적인 겹침 패턴이 사용될 수 있다. 그러나, 어떤 겹침 패턴이 사용되더라도, 조사 영역(28)에서 나오는 광의 관점에서 일군의 패싯 요소에 의해 주어지는 반사 표면에 단절이 없는 것이 바람직한데, 다시 말해, 이 관점에서 상기 틈이 겹침에 의해 보이지 않는 것이 바람직하다.
위에서 언급한 바와 같이, EUV 광학 기구(30)는 어떤 수의 패싯으로 구성될 수 있다. 적어도 하나의 틈이 있도록 적어도 2개의 패싯이 있는 것이 현재 바람직하다. 패싯의 수는 이론적으로는 어떤 수라도 될 수 있는데, 패싯의 수가 증가하면 EUV 광학 기구(30)를 만들 때 복잡성이 증가한다는 제약이 있다. 예컨대, 언급한 바와 같이, 필드 패싯 거울은 최대 400 개의 패싯으로 구성될 수 있다. 패싯의 수에 대한 다른 제약은, 위에서 언급한 방안으로도 패싯의 수가 증가함에 따라 반사 손실이 증가한다는 것인데, 왜냐하면, 패싯이 겹치더라도, 들어오는 또는 반사되는 광선에 대한 그림자 효과가 있기 때문이다.
패싯들은 모두 동일한 형상일 필요는 없고 또한 모두 동일한 반경 방향 폭을 가질 필요도 없음을 유의해야 한다.
도 3a의 구성의 경우처럼, 콜렉터(30)를 위해 도 6에 나타나 있는 바와 같은패싯형 거울을 사용할 때 얻어질 수 있는 일 이점은, 패싯형 거울의 패싯의 수가 증가하고 필드 패싯 거울(42)에 사용되는 패싯의 수(예컨대, 약 400 개의 패싯)에 접근하기 시작함에 따라, 콜렉터(30)로서 역할하는 패싯형 거울은 콜렉터 거울(30)과 필드 패싯 거울(42) 모두의 광학적 기능을 수행할 수 있고 그래서 별도의 필드 패싯 거울(42)이 필요 없게 된다는 것이다. 이는 중요한 이점이 될 수 있는데, 왜냐하면, 거울에서의 각 반사는 광의 양을 최대 약 40% 만큼 줄일 수 있으며 그래서 거울을 제거하면 광의 전체적인 손실이 동일한 양 만큼 감소될 수 있기 때문이다. 여기서 사용되는 바와 같이, 패싯형 거울이 구성될 수 있다 라는 말은, 거울이 콜렉터(30)로서 사용될 때 별도의 필드 패싯 거울(42)의 기능을 추가적으로 수행할 수 있고 또한 그 필드 패싯 거울에 대한 필요성을 없애주도록 거울의 개별적인 패싯이 성형되고 크기 결정되며 또한 배향될 수 있음을 의미한다.
각 패싯은 복수 층 반사 표면이 배치되는 기판을 포함한다. 복수 층 반사 표면은 해당 파장(약 13.5 nm)의 광을 반사하도록 최적화되어 있다. 당업계에 알려져 있는 방식으로 패싯은 또한 기판과 복수 층 반사 표면 사이의 평탄화 층 및 복수 층 반사 표면 위에 있는 덮개 층을 또한 포함할 수 있다. 패싯 사이의 틈은, 이 틈을 떠나는 가스가 인접하는 패싯의 표면 위에서 균일하게 흐르게 안내되도록 성형되어 있어, 플라즈마에서 나오는 EUV 방사선이 이원자 수소(H2)를 수소 라디칼(H*)로 해리시킬 수 있고, 그 수소 라디칼(H*)은 콜렉터 표면 상에서 타겟 재료(여기서는 주석)와 반응하여 SnH4(스탄난)을 형성하게 된다. 틈은 각 패싯의 전방 표면 가까이에서 새로운 H2가 공급되도록 바람직하게 배치 및 분포된다. 틈은 또한 모든 영역이 틈에 의해 형성되는 H2 입구로부터 실질적으로 동일한 거리에 있도록 바람직하게 배치 및 분포된다.
서로 인접하는 패싯들 사이의 겹침의 양은, 그들 패싯 사이의 틈이 조사 영역(28)에서 보면 보이지 않도록 선택된다. 겹침의 양은, 틈이 가스를 인접하는 패싯의 표면에 접하는 방향으로 효과적으로 보내도록 틈을 위한 충분한 횡방향 연장을 제공하도록 선택된다. 또한, 당업자라면 이해하는 바와 같이, 겹침의 양은 위치 마다 다를 수 있는데, 즉 겹침의 정도는 모두 동일할 필요는 없다.
따라서, 개시된 것은, 반사형 EUV 광학 기구(30)의 반사 표면의 제 1 부분을 구성하는 제 1 패싯 및 반사형 EUV 광학 기구(30)의 반사 표면의 제 2 부분을 구성하는 제 2 패싯(114)을 포함하는 반사형 EUV 광학 기구(30)이다. 제 1 패싯(112)은 틈(130)에 의해 제 2 패싯(114)으로부터 분리되어 있다. 제 1 패싯(112)은 제 2 패싯(114)으로부터 분리되어 있고, 또한 제 1 패싯(112)은, 제 1 패싯(110)과 제 2 패싯(112)이 서로 겹치는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 제 2 패싯(114)과 겹친다.
개시된 일 실시 형태에서, 반사형 EUV 광학 기구(30)는 그의 중심 광축선(120)에 대해 바람직하게 실질적으로 회전 대칭형이고, 제 1 패싯(112)과 제 2 패싯(114)은 실질적으로 환형이다. 상기 구성은 또한 틈(130)과 유체 연통하는 플레넘(140)을 포함한다. 개시된 다른 실시 형태에서, 반사 EUV 광학 기구(30)는 바람직하게는 평행 스트립형 패싯 어레이다,
다른 방식으로 생각하면, 개시된 것은, 반사 표면을 갖는 반사형 EUV 광학 기구(30)이고, 반사 표면은 복수의 패싯(110 - 118)으로 구성되어 있으며, 서로 인접하는 패싯들은 각각의 틈으로 분리되어 있다. 복수의 패싯 중의 적어도 하나의 패싯은 EUV 광학 기구(30)의 광축선(120)에 평행한 방향으로 인접하는 패싯으로부터 분리되어 있고, 또한 패싯이 인접하는 패싯과 겹치는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 인접하는 패싯과 겹친다. 복수의 환형 패싯은 반사형 EUV 광학 기구(30)의 실질적으로 전체 반사 표면을 바람직하게 함께 구성한다.
언급한 바와 같이, EUV 광학 기구(30)는 광 소스(SO)의 작동 중에 챔버(26) 안에 배치된다. EUV 광학 기구(30)는 패싯들 사이의 틈과 유체 연통하는 플레넘(140)을 포함한다. 이 플레넘(140)은 가스 공급부(150)와 유체 연통하고, 그래서 그 가스 공급부는 상기 틈과 유체 연통하게 된다. 가스 공급부의 압력은, 챔버(26) 내부의 압력 보다 높게 설정된다. 이리하여, 상기 틈은 가스를 챔버(26) 안으로 들여 보내는 가스 입구로서 기능한다. 패싯 자체가 환형 또는 링형인 구성에서 이들 틈의 전체적인 형상은 환형 또는 링형이 될 것이다. 틈의 일반적인 구성은 인접하는 패싯의 표면에 일반적으로 평행하게 또는 접하는 방향으로 배향되는 입구 또는 통로가 될 것이다. 이렇게 해서, 틈 또는 환형 입구는 틈에 인접하는 반사 표면에 접하는 방향으로 공급부(150)로부터 가스를 보내도록 구성되어 있다.
또한 개시된 것은 EUV 광을 생성하는 방법인데, 이 방법은, 전술한 바와 같은 반사형 EUV 광학 기구(30)를 제공하는 단계, 및 가스 공급부(150)로부터 가스를 반사형 EUV 광학 기구(30) 내의 틈을 통해, 틈에 인접하는 반사형 EUV 광학 기구(30)의 반사 표면의 일부분을 접하는 방향으로 지나 흐르게 하는 단계를 포함한다.
또한 개시된 것은 반사형 EUV 광학 기구(30)를 위한 가스 쉬스를 생성하는 방법인데, 이 방법은, 전술한 바와 같은 반사형 EUV 광학 기구(30)를 제공하는 단계를 포함하고, 이 광학 기구는 EUV 광학 기구(30)의 광축선(120)에 중심을 두는 일군의 실질적으로 원형인 입구를 가지며, 이 입구의 방향은 입구 밖으로 흐르는 가스가 EUV 광학 기구(30)의 반사 표면을 가로질러 흐르도록 잡혀 있다.
전술한 바와 같은 도 5a 및 5b의 EUV 광학 기구(30)는, 지지부(100)를 제공하고 또한 패싯(110 - 118)과 같은 실질적으로 원형인 복수의 링형 반사 요소를 제공하여 구성될 수 있고, 각 반사 요소는 다른 링형 반사 요소의 내경과 다른 내경(링의 중심부에 있는 원형 구멍의 직경) 및 다른 링형 반사 요소의 외경과 다른 외경(링의 전체 직경)을 갖는다.
실질적으로 원형인 복수의 링형 반사 요소는 "불즈 아이(bull's eye)" 배열로 지지부에 장착되며, 그래서 실질적으로 원형인 복수의 링형 반사 요소는 공통의 중심 및 공통의 촛점을 갖게 된다. 실질적으로 원형인 링형 반사 요소는, 서로 인접하는 임의의 두 링형 반사 표면에 대해 광축선에 더 가까이에 장착되는 원형의 링형 반사 요소의 외경은 광축선에서 더 멀리 장착되는 원형의 링형 반사 요소의 내경보다 크도록 지지부에 장착된다. 이는 도 5a에 나타나 있다.
언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 구성의 일 잠재적인 이점은, 충분한 수의 반사 패싯을 사용하여 반사 광학 요소를 구성할 때, 패싯은 제 1 광학 요소가 EUV 광학 시스템에서 콜렉터 거울 및 필드 패싯 거울로서 기능하도록 구성 및 배치될 수 있다는 것이다.
광축선에 더 가까이에 장착되는 원형의 링형 반사 요소의 외측 가장자리는 광축선에서 더 멀리 장착되는 원형의 링형 반사 요소의 내측 가장자리와 광축선의 방향으로 겹친다. 이리하여, 광축선에 더 가까이에 장착되는 원형의 링형 반사 요소의 외측 가장자리와 광축선에서 더 멀리 장착되는 원형의 링형 반사 요소의 내측 가장자리 사이에 틈이 형성된다.
전술한 바와 같은 도 6의 EUV 광학 기구(30)는, 지지부(100)을 제공하고 또한 패싯(200 - 210)과 같은 실질적으로 스트립형인 복수의 반사 요소를 제공하여 구성될 수 있다. 실질적으로 스트립형인 복수의 반사 요소는 서로 나란히 지지부에 장착되며, 그래서, 실질적으로 스트립형인 복수의 반사 요소는 공통의 촛점을 갖게 된다.
전술한 설명은 복수의 실시 형태를 포함한다. 물론, 전술한 실시 형태를 설명하기 위해 부품 또는 방법의 모든 가능한 조헙을 설명하는 것은 가능하지 않지만, 당업자라면, 다양한 실시 형태의 많은 추가 조합 및 치환이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 실시 형태는 첨부된 청구 범위와 정신에 포함되는 모든 그러한 변경예, 수정예 및 변화예를 포함하는 것이다. 또한, "포함한다" 라는 용어가 상세한 설명 또는 청구 범위에 사용되는 경우, 그러한 용어는 "포함하는" 이라는 용어와 유사하게 포괄적인 것인데. "포함하는"은 사용될 때 청구 범위에서 전이어로서 해석되기 때문이다. 또한, 전술한 양태 및/또는 실시 형태의 요소들은 단수형으로 설명되거나 청구되지만, 단수형으로 제한한다는 것이 명시되어 있지 않는 한, 복수형도 고려된다. 추가로, 임의의 양태 및/또는 실시 형태의 전부 또는 일부는 다른 언급이 없으면 임의의 다른 양태 및/또는 실시 형태의 전부 또는 일부와 함께 사용될 수 있다.
Claims (22)
- 반사형 EUV 광학 기구로서,
상기 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 포함하는 제 1 패싯(facet);
상기 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 포함하는 제 2 패싯 - 상기 제 1 패싯은 반사형 EUV 광학 기구의 광축선에 평행한 방향으로 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있고, 상기 제 1 패싯은 상기 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 상기 제 2 패싯과 겹쳐 제 1 패싯과 제 2 패싯 사이에 틈이 형성되어 있음 -; 및
상기 틈과 유체 연통하는 플레넘(plenum)
을 포함하는, 반사형 EUV 광학 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 패싯은, 상기 반사형 EUV 광학 기구의 광축선에 평행하고 또한 광축선과 같은 방향으로 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있는, 반사형 EUV 광학 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 패싯은, 상기 반사형 EUV 광학 기구의 광축선에 평행하고 또한 그 광축선에 반대인 방향으로 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있는, 반사형 EUV 광학 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 상기 제 1 패싯과 제 2 패싯은 실질적으로 환형인, 반사형 EUV 광학 기구. - 삭제
- 반사 표면을 갖는 반사형 EUV 광학 기구로서, 상기 반사 표면은 복수의 패싯으로 구성되어 있고, 서로 인접하는 패싯들은 각각의 틈에 의해 분리되어 있고,
상기 반사형 EUV 광학 기구는 상기 틈과 유체 연통하는 플레넘을 더 포함하는, 반사형 EUV 광학 기구. - 제 6 항에 있어서,
상기 복수의 패싯 중 적어도 하나의 패싯은, 상기 EUV 광학 기구의 광축선에 평행한 방향으로 인접 패싯으로부터 분리되어 있고, 또한 패싯이 인접 패싯과 겹치는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 인접 패싯과 겹치는, 반사형 EUV 광학 기구. - 제 6 항에 있어서,
상기 반사 표면은 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 상기 패싯은 실질적으로 환형인, 반사형 EUV 광학 기구. - 제 6 항에 있어서,
상기 복수의 환형 패싯은 실질적으로 전체 반사 표면을 함께 구성하는, 반사형 EUV 광학 기구. - 삭제
- EUV 광 소스로서,
반사형 EUV 광학 기구 - 상기 반사형 EUV 광학 기구는 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 포함하는 제 1 패싯 및 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 포함하는 제 2 패싯을 포함하고, 상기 제 1 패싯은 틈에 의해 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있음 -;
상기 틈과 유체 연통하는 가스 공급부; 및
상기 틈과 유체 연통하는 플레넘
을 포함하는, EUV 광 소스 - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 패싯은 반사형 EUV 광학 기구의 광축선에 평행한 방향으로 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있고, 제 1 패싯은 제 1 패싯이 제 2 패싯과 겹치는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 상기 제 2 패싯과 겹쳐 있는, EUV 광 소스. - 제 11 항에 있어서,
상기 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 상기 제 1 패싯과 제 2 패싯은 실질적으로 환형인, EUV 광 소스. - 삭제
- EUV 광 소스로서,
챔버;
상기 챔버 안에 있는 반사형 EUV 광학 기구 - 상기 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 포함하는 제 1 환형 패싯 및 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 포함하는 제 2 환형 패싯을 포함하고, 상기 제 1 패싯은 환형 입구에 의해 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있고, 상기 반사형 EUV 광학 기구는 상기 환형 입구와 유체 연통하는 플레넘을 더 포함함 -; 및
상기 챔버 내의 압력 보다 높은 압력에서 상기 플레넘과 유체 연통하는 가스 공급부를 포함하는, EUV 광 소스. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 환형 패싯은 반사형 EUV 광학 기구의 중심 광축선에 평행한 방향으로 상기 제 2 환형 패싯으로부터 분리되어 있고, 제 1 환형 패싯은 제 1 환형 패싯이 제 2 환형 패싯과 겹쳐 환형 입구를 형성하게 되는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 상기 제 2 환형 패싯과 겹쳐 있는, EUV 광 소스. - 제 16 항에 있어서,
상기 환형 입구는, 상기 가스 공급부로부터 가스를 상기 제 1 환형 패싯이 제 2 환형 패싯과 겹치는 반사 표면에 접하는 방향으로 보내도록 구성되어 있는, EUV 광 소스. - EUV 광 소스로서,
챔버;
상기 챔버 안에 있는 반사형 EUV 광학 기구 - 상기 반사형 EUV 광학 기구는 중심 광축선에 대해 실질적으로 회전 대칭형이고, 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 각각의 부분을 포함하는 복수의 환형 패싯 및 환형 패싯이 인접 패싯으로부터 각각 분리되어 있는 틈과 유체 연통하는 플레넘을 포함하며, 상기 복수의 환형 패싯은 실질적으로 전체 반사 표면을 함께 구성하고, 환형 패싯 각각은 반사형 EUV 광학 기구의 중심 광축선에 평행한 방향으로 복수의 환형 입구 중 각각의 환형 입구에 의해 인접 환형 패싯으로부터 이격되어 있음 -; 및
가스 공급부를 포함하고,
상기 가스 공급부는 상기 챔버 내의 압력 보다 높은 압력에서 상기 복수의 환형 입구와 유체 연통하여, 가스가 가스 공급부로부터 상기 환형 입구를 통해 상기 챔버 안으로 흐르며,
상기 환형 패싯 각각은, 환형 패싯이 인접 환형 패싯과 겹쳐 복수의 환형 입구 중의 하나를 형성하게 되는 반사 표면에 실질적으로 접하는 방향으로 적어도 하나의 인접 환형 패싯과 겹쳐 있고, 복수의 환형 입구는 상기 가스 공급부로부터의 가스를 상기 환형 패싯들이 서로 겹치는 반사 표면에 접하는 방향으로 보내도록 구성되어 있는, EUV 광 소스. - EUV 광 생성 방법으로서,
반사형 EUV 광학 기구를 제공하는 단계 - 상기 반사형 EUV 광학 기구는 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 1 부분을 포함하는 제 1 패싯 및 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 제 2 부분을 포함하는 제 2 패싯을 가지며, 상기 제 1 패싯은 틈에 의해 상기 제 2 패싯으로부터 분리되어 있으며, 상기 반사형 EUV 광학 기구는 상기 틈과 유체 연통하는 플레넘을 더 포함함 -;
가스 공급부로부터의 가스를 상기 틈을 통해 상기 반사형 EUV 광학 기구의 반사 표면의 상기 제 2 부분을 접하는 방향으로 지나 흐르게 하는 단계; 및
EUV 방사선을 발생시키는 플라즈마를 생성하는 단계를 포함하는, EUV 광 생성 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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