KR102597847B1 - 고휘도 lpp 소스 및 방사선 생성과 잔해 완화를 위한 방법 - Google Patents
고휘도 lpp 소스 및 방사선 생성과 잔해 완화를 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102597847B1 KR102597847B1 KR1020207015967A KR20207015967A KR102597847B1 KR 102597847 B1 KR102597847 B1 KR 102597847B1 KR 1020207015967 A KR1020207015967 A KR 1020207015967A KR 20207015967 A KR20207015967 A KR 20207015967A KR 102597847 B1 KR102597847 B1 KR 102597847B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- annular groove
- input
- interaction zone
- target
- laser
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 89
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 65
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 32
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 15
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000001900 extreme ultraviolet lithography Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZJUGRUTVANEDW-UHFFFAOYSA-N bromine fluoride Chemical compound BrF MZJUGRUTVANEDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N fluoridochlorine Chemical compound ClF OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000002483 hydrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- PDJAZCSYYQODQF-UHFFFAOYSA-N iodine monofluoride Chemical compound IF PDJAZCSYYQODQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 lithium are used Chemical class 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005329 nanolithography Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
- H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
- H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
- H05G2/006—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas details of the ejection system, e.g. constructional details of the nozzle
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
- H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
- H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
- H05G2/005—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas containing a metal as principal radiation generating component
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
- H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
- H05G2/008—X-ray radiation generated from plasma involving a beam of energy, e.g. laser or electron beam in the process of exciting the plasma
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
상호작용 구역(5)에 집속된 레이저 빔(7)을 위한 입력 창(6)를 갖는 진공 챔버(1), 단파장 방사선 빔(9)의 출구를 위한 출력 창(8); 환형 홈(11)을 갖는 회전 타겟 어셈블리(3); 상기 환형 홈의 근위 벽(14)이 특히 레이저 펄스 동안 상기 상호작용 구역과 상기 입력 및 출력 창 양자의 사이에 가시선을 제공하도록 설계되면서, 상기 환형 홈(11)의 원위 벽(13)의 표면 상에 원심력에 의해 형성된 용융 금속의 층으로서의 타겟(4)을 포함하는 고휘도 LPP 소스 및 단파장 방사선을 생성하는 방법. 잔해 입자를 완화시키는 방법은 회전 타겟 어셈블리를 빠져 나가는 잔해 입자의 액적 분획이 입력 및 출력 창을 지향하지 않도록 충분히 빠른 타겟 궤도 속도를 사용하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 x선, 극자외선(extreme ultraviolet, EUV) 또는 진공 자외선을 포함하지만, 주로 13.5nm 파장에서 극자외선(EUV) 영역에서의 단파장 방사선을 생성하기 위한 고휘도 방사선 소스(high-brightness radiation source), 및 고온 레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma, LPP)로부터의 방사선 생성과 잔해 완화 양자를 위한 방법에 관한 것이다. 적용 범위는 리소그래피 공정(lithographic process)의 작동 파장에서 화학선 EUV 마스크 검사(actinic EUV mask inspection)와 같은 다양한 유형의 검사를 포함한다.
10nm 이하 크기의 구조를 가진 집적 회로(IC)의 대규모 생산을 위한 차세대 투영 리소그래피는 다층 Mo/Si 미러(multilayer Mo/Si mirrors)의 유효 반사에 해당하는 13.5+/-0.135nm 범위 내에서의 EUV 방사선의 사용을 기초로 한다. IC가 결함이 없도록 제어하는 것은 현대 나노 리소그래피의 가장 중요한 계측 공정 중 하나이다. 리소그래피 생산의 일반적인 추세는 대량 생산에서 극심한 시간소모와 비용이 많이 드는 IC 검사에서 리소그래피 마스크의 분석으로 전환하는 것이다. 마스크 결함의 경우, 이들 결함이 포토레지스트(photoresist)를 구비한 실리콘 기판 상으로 투영되어, 인쇄된 칩 상에 결함이 나타난다. EUV 리소그래피의 마스크는 상부에 13.5nm 파장에서 방사선을 흡수하는 물질로 토폴로지 패턴(topological pattern)이 도포된 Mo/Si 미러이다. 마스크 검사 공정을 위한 가장 효율적인 방법은 화학선 방사선, 즉 그 파장이 소위 화학선 검사(Actinis Inspection)라고 하는 리소그래피의 작동 파장과 일치하는 방사선에 대해 동일한 파장에서 수행된다. 13.5nm 파장의 방사선에 의한 이러한 스캐닝은 10nm보다 더 우수한 해상도로 결함을 검출할 수 있게 한다.
따라서, 마스크의 생산 공정에 있어서 및 전체 작동 기간 동안 결함이 없는 리소그래피 마스크의 제어는 EUV 리소그래피의 주요 과제 중 하나인 반면, 리소그래피 마스크의 진단용 장치 및 그 장치의 주요 소자(고휘도 화학선 소스)의 생성이 EUV 리소그래피 개발의 우선 순위이다. 이러한 목적을 위해, 13.5+/-0.135nm의 스펙트럼 대역에서 고휘도 방사선(Ｂ13,5≥100W/mm2·sr) 및 작은 값의 에텐듀(etendue, G=S·Ω≤10-3mm2sr)를 가진 EUV 소스를 기반으로 한, 비교적 소형이고 경제적인 장치의 개발이 요구되며, 여기서 S는 mm2 단위의 소스 면적이고, Ω은 스테라디안 단위의 출력 EUV 방사선의 입체각이다.
EUV 리소그래피용 방사선 소스는 CO2 레이저를 포함한 강력한 레이저 시스템에 의해 생성된 Sn-플라즈마를 사용하고 있다. 이러한 소스는 EUV 마스크의 검사에 필요한 파워 레벨을 몇 자릿수만큼을 초과하는 EUV 방사선의 파워를 갖는다. 따라서, 마스크 검사를 위한 이러한 소스의 사용은 과도한 복잡성 및 비용으로 인해 부적합하다. 이러한 점에서, EUV 마스크의 화학선 검사를 위한 고휘도 EUV 소스의 생성에 대한 다른 접근법이 필요하다.
EUV 방사선의 고휘도 소스에 있어서 2007년 11월 12일에 발행된 특허 US7307375로부터 공지된, 접근법들 중 하나에 따르면, 가스, 특히 Xe에서 무전극 Z-핀치(electrodeless Z-pinch)를 생성하기 위해 펄스 유도 방전(pulsed inductive discharge)이 사용된다. 이 장치는 방전 구역의 일부를 둘러싸는 자기 코어의 1차 권선 코일에 연결된 펄스 출력 시스템을 포함한다. 이 경우, Z-핀치는 개구 직경이 약 3mm인 절연 세라믹(SiC) 슬리브 내부에 형성된다. 이로 인해 충분히 강한 침식이 일어나고, 이는 슬리브가 자주 주기적으로 교체되어야 함을 의미한다. 소스는 단순화, 소형화 및 상대적으로 저렴한 비용에 의해 특징이 결정된다. 그러나, 방사 플라즈마의 크기는 비교적 크고, 소스의 보고된 최대 휘도(~10W/mm2sr)는 리소그래피 마스크 검사를 포함하여 다수의 응용에 필요한 것보다 더 낮다.
이러한 단점은 2015년 3월 19일에 발행되었고, 또한 레이저 생산 플라즈마로부터 EUV 방사선을 생성하는 새로운 방법을 포함하는 특허 출원 US20150076359에 따른 장치에서 대부분 회피된다. 이 발명의 실시예에서, 타겟 물질은 액체 질소에 의해 냉각된 회전 실린더의 표면 상에 동결된 크세논이다. 컬렉터 미러(collector mirror)에 의해 모인 레이저 플라즈마 방사선은 중간 집속점(intermediate focus)으로 향한다. 장치 및 방법은 광학상 어떠한 오염도 없는 경우 최대 80W/mm2.sr의 방사선 소스의 더 큰 휘도인 EUV 범위에서 작은 크기의 플라즈마 방출을 달성할 수 있게 한다. 이 방법의 단점은 플라즈마 형성 타겟 물질(plasma-forming target material)의 고효율이 불충분하고, 크세논의 높은 비용으로 그것의 재순환을 위한 복잡한 시스템을 필요로 한다는 점이다.
2012년 3월 1일에 발행된 특허 US8344339에서는, 레이저 생성 플라즈마로부터 EUV 방사선을 생성하기 위한 공지된 장치가 플라즈마 형성 타겟 물질로 만들어진 회전 로드(rod)를 수용하는 진공 챔버(vacuum chamber), 레이저 빔(laser beam)과 타겟의 상호작용 구역(interaction zone)에 집속된(focused) 레이저 빔을 위한 입력 창(input window), 및 광 컬렉터(optical collector) 쪽으로 출력 창(output window)을 빠져 나가는 상기 레이저 생성 플라즈마로부터 생성된 EUV 빔을 포함한다. EUV 방사선의 생성 장치 및 방법은 주석(Sn)이 가장 효과적인 플라즈마 형성 타겟 물질로서 사용되고 로드는 또한 회전 외에도 왕복 축 운동을 수행한다는 사실을 특징으로 한다. 그러나, 이들 장치 및 방법은 단파장 방사선 소스의 출력 특성의 안정성에 영향을 미치는, 장치의 장기간 연속 작동이 이루어지는 동안 펄스에서 펄스로의 타겟의 고체 표면의 프로파일(profile)의 비재현성을 포함하는 다수의 단점을 갖는다. 타겟 어셈블리(assembly)의 복잡한 움직임과 그것의 주기적 교체가 필요하다는 점 때문에, 설계의 복잡성은 또 다른 단점이다. EUV 방사선을 생성하는 동안 잔해 입자가 부산물로 생성되어 광학 표면을 손상시킬 수 있다. 이 소스에서 생성된 잔해의 레벨이 너무 높아 해당 소스의 적용 가능성을 심각하게 제한한다.
방사선 소스의 작동이 이루어지는 동안 플라즈마의 부산물로서 생성된 잔해는 고에너지 이온, 중성 원자 및 타겟 물질의 클러스터(clusters) 형태일 수 있다.
예를 들어, 2013년 8월 27일에 발행된 미국 특허 8519366에 개시된 자기 완화(magnetic mitigation) 기술은 자기장을 인가하도록 배열되어, 적어도 하전된 잔해 입자가 완화된다. 이 특허에서 EUV 방사선용 및/또는 X선용 소스에 사용하기 위한 잔해 완화 시스템은 회전 가능한 포일 트랩(foil trap) 및 상기 포일 트랩에 완충 가스를 공급하기 위한 가스 유입구를 포함하여, 타겟 물질의 중성 원자 및 클러스터가 효과적으로 완화된다.
2007년 11월 27일에 발행된 미국 특허 7302043으로부터 공지된 또 다른 잔해 완화 기술은 제 1 회전주기 동안 적어도 하나의 조리개(aperture)를 통해 단파장 방사선의 통과를 허용하도록 구성된 회전 셔터 어셈블리를 적용하고, 그 후 제 2 회전주기 동안 적어도 하나의 조리개를 통한 잔해의 통과를 차단하기 위해 셔터를 회전시키도록 배치된다.
그러나, 소형 방사선 소스에서 이러한 잔해 완화 기술을 사용하는 것이 복잡하여, 이들 잔해 완화 기술은 기술적으로 구현하기가 매우 어렵다.
본 발명에 의해 해결될 기술적인 문제점은 EUV 리소그래피에서 마스크의 화학선 검사를 포함하여, 주로 EUV 계측, 나노 및 미세 구조의 검사를 위한 레이저 생성 플라즈마에 기초한 고휘도, 저잔해 방사선 소스의 생성과 관련된다.
상기 목적은 레이저 생성 플라즈마(LPP)로부터 단파장 방사선을 생성하기 위한 장치에 의해 달성 가능하며, 이러한 장치는 상호작용 구역에 타겟을 공급하는 회전 타겟 어셈블리에 결합된 회전 구동 유닛(rotational drive unit)을 포함하는 진공 챔버, 상기 상호작용 구역에 집속된 펄스 레이저 빔을 위한 입력 창, 단파장 방사선 빔의 출구를 위한 출력 창, 및 가스 유입구를 포함한다.
상기 장치는 상기 회전 타겟 어셈블리가 회전축에 대해 원위 벽(distal wall) 및 근위 벽(proximal wall)을 갖는 환형 홈을 가지며; 플라즈마 형성 타겟 물질은 상기 환형 홈의 내부에 위치한 용융 금속이고, 상기 타겟은 상기 환형 홈의 원위 벽의 표면에 원심력에 의해 형성된 상기 용융 금속의 층이며, 상기 환형 홈의 근위 벽은 특히 레이저 펄스 동안 상호작용 구역과 입력 및 출력 창 양자 사이에서 가시선(line of sight)을 제공하도록 설계된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 환형 홈의 근위 벽은 홈 원주 상에 배치된 n쌍의 개구를 가지며, 상기 각각의 쌍에서, 제 1 개구는 상호작용 구역 내로 입력되는 집속 레이저 빔을 위해 제공되고, 제 2 개구는 타겟 어셈블리 회전 속도(ν)와 상기 개구 쌍의 개수(n)를 곱한 값과 동일한 주파수(f): f=ν·n를 따르는 레이저 펄스 동안 상기 상호작용 구역으로부터 출력되는 단파장 방사선 빔을 위해 제공되며, 상기 상호작용 구역과 상기 입력 및 출력 창 양자의 사이에서 가시선을 제공하도록 타이밍된 상기 레이저 펄스로 환형 홈 회전 각도를 조정하는 동기화 시스템을 추가로 포함한다. 본 발명의 다른 변형에서, 상기 환형 홈의 근위 벽은 상기 홈의 전체 둘레를 따라 슬릿(slit)을 구비하여, 한편으로는 상기 상호작용 구역과 다른 한편으로는 상기 입력 및 출력 창 사이에서 직접적인 가시성을 제공한다.
본 발명의 실시예에서, 한 쌍의 개구 각각은 결합될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 환형 홈의 근위 벽은 자신의 전체 둘레를 따라 슬릿을 구비하여, 상기 상호작용 구역과 상기 입력 및 출력 창 양자의 사이에서 가시선을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 회전 타겟 어셈블리에는 타겟 물질을 위한 고정 가열 시스템이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 레이저 빔 및 단파장 방사선 빔은 상기 상호작용 구역을 통과하는 회전 평면의 일측에 위치되고, 상기 상호작용 구역에서 환형 홈 표면에 대한 법선 벡터(normal vector)는 상기 회전 평면의 반대측에 위치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 레이저 빔 및 단파장 방사선 빔은 상기 상호작용 구역을 통과하는 회전 평면의 일측에 위치되고, 상기 회전 구동 유닛은 상기 회전 평면의 반대측에 위치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 환형 홈에는 커버가 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 입력 창과 상기 환형 홈의 근위 벽 사이에 집속된 레이저 빔의 일부는 상기 입력 창으로부터 상기 환형 홈의 근위 벽으로의 가스 유동이 공급되는 제 1 케이싱(first casing)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 환형 홈의 근위 벽과 상기 출력 창 사이의 단파장 방사선 빔의 일부는 상기 출력 창으로부터 상기 환형 홈의 근위 벽으로의 가스 유동이 공급되는 제 2 케이싱(second casing)에 의해 둘러싸여 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 자기장 생성 장치는 상기 제 1 및 제 2 케이싱의 외부 표면에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 케이싱은 함께 통합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 입력 및 출력 창에는 이들 창으로부터 잔해를 증발시킴으로써 고효율 세정을 수행하는 히터가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 입력 및 출력 창에는 가스 화학 세정 시스템이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 플라즈마 형성 타겟 물질은 특히 Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi 또는 이들의 합금을 포함하며, 고효율 극자외선(EUV) 광 생성을 제공하는 금속으로부터 선택된다.
또 다른 특징에 있어서, 본 발명은 레이저 생성 플라즈마로부터 방사선을 생성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 회전 타겟 어셈블리 내부에서 구현되는, 환형 홈의 표면에 용융 금속의 층으로서 원심력에 의해 타겟을 형성하는 단계; 특히 레이저 펄스 동안 상호작용 구역과 입력 및 출력 창 양자의 사이에서 가시선을 제공하면서, 진공 챔버의 입력 창을 통해 상기 상호작용 구역으로 펄스 레이저 빔을 보내는 단계; 레이저 빔에 의해 회전 타겟 어셈블리의 표면 상의 타겟을 조사(irradiating)하는 단계; 및 생성된 단파장 방사선 빔을 진공 챔버의 출력 창을 통해 통과시키는 단계를 포함한다.
또 다른 특징에 있어서, 본 발명은 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스에서 잔해를 완화시키는 방법에 관한 것으로, 레이저 빔이 입력 창을 통해 입사되고 생성된 단파장 방사선 빔이 진공 챔버의 출력 창을 통해 방출되는 동안, 회전 타겟 어셈블리의 표면 상의 타겟을 펄스 레이저 빔으로 조사하는 것을 특징으로 하며, 상기 방법은 상기 회전 타겟 어셈블리의 내부에서 구현되는, 환형 홈의 표면에 용융 금속의 층으로서 원심력에 의해 타겟을 형성하는 단계, 및 상기 회전 타겟 어셈블리를 빠져 나가는 잔해 입자의 액적 분획이 상기 입력 및 출력 창을 지향하지 않도록 충분히 빠른 상기 회전 타겟 어셈블리의 궤도 속도(VR)를 사용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 홈은 회전축에 대해 원위 벽 및 근위 벽을 구비하고; 상기 근위 벽은, 상기 회전 타겟 어셈블리의 궤도 속도(VR)에 개구 쌍의 개수(n)를 곱하고 궤도 원의 길이(2πR)로 나눈 값과 동일한 주파수(f): f=VR·n/(2πR)에 따르는 레이저 펄스 동안, 상호작용 구역으로 입력된 집속 레이저 빔 및 상기 상호작용 구역으로부터 출력된 단파장 방사선 빔을 위해 배열된 n쌍의 개구를 구비하며, 상기 방법은, 상기 환형 홈의 상기 원위 벽의 표면 상에 타겟을 형성하는 단계, 2개의 개구에 의해 상기 상호작용 구역과 상기 입력 및 출력 창 양자의 사이에서 가시선을 제공하는 단계, 레이저 빔에 의해 상기 회전 타겟 어셈블리의 표면 상의 타겟을 조사하고 생성된 단파장 방사선 빔을 진공 챔버의 상기 출력 창을 통해 통과시키는 단계, 2개의 개구의 조리개에 의해 상기 상호작용 구역으로부터 생성된 잔해 유동을 제한하는 단계, 다음 작동주기까지 상기 근위 벽의 회전으로 인해 상기 상호작용 구역과 상기 입력 및 출력 창 양자의 사이에 상기 가시선을 폐쇄함으로써 상기 근위 벽을 통한 잔해의 통과를 차단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 개구는 회전하는 잔해 포획 표면으로서 작용하는 연장된 채널이며, 상기 방법은 2개의 연장된 채널의 표면 상에 상기 잔해 입자를 포획하는 단계, 및 상기 포획된 잔해 입자를 원심력에 의해 상기 홈으로 다시 배출시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 자기 완화, 가스 커튼(gas curtain) 및 포일 트랩(foil traps)과 같은 잔해 완화 기술이 추가로 사용된다.
본 발명의 기술적 결과는 잔해량이 매우 적은 단파장 방사선의 고휘도 소스를 생성하여, 수명 증가 및 작동 비용 감소를 보장한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 장점 및 특징은 첨부 도면을 참조하여 예로서 주어진 다음의 예시적인 실시예의 비제한적인 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
본 발명의 본질은 도면에 의해 설명된다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 레이저 생성 플라즈마로부터 방사선을 생성하기 위한 장치 및 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5는 고효율 EUV 광 생성을 제공하는, 다양한 타겟 물질에 대한 레이저 플라즈마의 특징적인 방출 스펙트럼을 도시한다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 잔해의 액적 분획을 완화시키는 메커니즘을 개략적으로 도시한다.
도 8은 회전 타겟 어셈블리의 개구를 통한 잔해의 통과를 차단하는 메커니즘을 개략적으로 도시한다. 도면에서, 장치의 매칭 소자는 동일한 참조 번호를 갖는다.
이들 도면은 본 발명의 기술적 해결책을 구현하기 위한 옵션의 전체 범위를 포함하지 않고, 더욱이 이를 제한하지도 않으며, 본 발명 구현예의 특정한 경우의 예시적인 재료일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 레이저 생성 플라즈마로부터 방사선을 생성하기 위한 장치 및 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5는 고효율 EUV 광 생성을 제공하는, 다양한 타겟 물질에 대한 레이저 플라즈마의 특징적인 방출 스펙트럼을 도시한다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 잔해의 액적 분획을 완화시키는 메커니즘을 개략적으로 도시한다.
도 8은 회전 타겟 어셈블리의 개구를 통한 잔해의 통과를 차단하는 메커니즘을 개략적으로 도시한다. 도면에서, 장치의 매칭 소자는 동일한 참조 번호를 갖는다.
이들 도면은 본 발명의 기술적 해결책을 구현하기 위한 옵션의 전체 범위를 포함하지 않고, 더욱이 이를 제한하지도 않으며, 본 발명 구현예의 특정한 경우의 예시적인 재료일 뿐이다.
도 1에 개략적으로 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 생성 플라즈마(LPP)로부터 단파장 방사선을 생성하는 장치는 타겟(4)을 상호작용 구역(5)에 공급하는 회전 타겟 어셈블리(3)를 포함하는 진공 챔버(1), 상기 상호작용 구역에 집속된 펄스 레이저 빔(7)을 위한 입력 창(6), 단파장 방사선 빔(9)의 출구를 위한 출력 창(8), 및 가스 유입구(10)를 포함한다.
회전 타겟 어셈블리(3)는 회전축(12)에 대해 원위 벽(13) 및 근위 벽(14)을 갖는 환형 홈(11)을 갖는다.
플라즈마 형성 타겟 물질(15)은 환형 홈(11)의 내부에 위치한 용융 금속이고, 타겟(4)은 환형 홈(11)의 원위 벽(13)의 표면(16)에 원심력에 의해 형성된 상기 용융 금속의 층이다.
환형 홈(11)의 근위 벽(14)은, 특히 레이저 펄스 동안, 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하도록 설계된다. 이러한 목적을 위해, 근위 벽(14)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 제 1 및 제 2 개구(17, 18) 중 어느 하나를 구비하거나, 또는 그 어느 하나의 전체 둘레를 따라 슬릿을 구비할 수 있다.
회전 타겟 어셈블리(3)는 바람직하게는 디스크(disc) 형상이다. 그러나, 회전 타겟 어셈블리(3)는 휠(wheel), 낮은 다면체 프리즘, 또는 다른 형상을 가질 수 있다.
본 발명에 따라 구현된 레이저 생성 플라즈마로부터 방사선을 생성하는 장치는 다음과 같은 장점을 갖는다:
- 고체와 달리 액상 타겟을 사용하면, 타겟 표면의 재현성을 보장하여 단파장 방사선 소스의 출력 특성의 펄스간 안정도(pulse to pulse stability)를 높인다.
- 단파장 방사선 소스의 장기 안정성은 상호작용 구역에서 타겟 물질의 지속적인 순환, 재생 및 보충으로 인해 달성된다.
- 금속, 특히 주석 Sn의 레이저 생성 플라즈마를 사용하면, 특히 EUV 리소그래피의 작동 파장 13.5nm에서 단파장 방사선 소스의 고휘도 및 고효율 양자를 보장한다.
- 아날로그와 달리, 회전 타겟 어셈블리의 제안된 설계는 그 어셈블리를 넘어서는 잔해 입자의 유출을 크게 제한하여, 단파장 방사선 소스의 청결도 및 타겟 물질의 최소 소비를 보장한다.
- 장치의 설계를 단순화하고, 그 작동 비용을 줄인다.
본 발명의 실시예에서, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하기 위해, 환형 홈(11)의 근위 벽(14)은 홈 원주 상에 배열된 n쌍의 개구(17 및 18)를 갖는다. 각각의 쌍에서, 제 1 개구(17)는 상호작용 구역(5)으로 입력된 집속 레이저 빔(7)을 위해 제공되고, 제 2 개구(18)는 타겟 어셈블리 회전 속도(ν)와 개구 쌍의 개수(n)를 곱한 값과 동일한 주파수(f): f=ν·n에 따르는 레이저 펄스 동안 상호작용 구역으로부터 출력되는 단파장 방사선 빔(9)을 위해 제공된다. 개구 쌍의 수(n)는 수십 내지 수백의 범위일 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에서, 장치는 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6 및 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하도록 타이밍된 레이저 펄스로 환형 홈(11) 회전 각도를 조정하는, 단순화를 위한 동기화 시스템(도시되지 않음)을 사용하여 작동할 수 있다.
동기화 시스템은 자신의 원주를 따라 위치된 n개의 방사상 마커를 구비한 회전 타겟 어셈블리의 표면을 조사하는 보조 연속파 레이저를 포함할 수 있고, 이들 n개의 방사상 마커 각각은 n개의 제 1 개구(17) 중 하나의 축에 대해 동일한 각도에 있다. 이 경우에, 광 검출기는 마커에 의해 변조된, 보조 레이저 방사선의 반사된 연속 신호를 감지하고, 환형 홈(11)의 회전 각도에서 메인 펄스 레이저를 시작하는데, 이는 근위 벽(14)에서 제 1 및 제 2 개구(17, 18)를 통해 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 사이에서 가시선을 제공한다.
이러한 실시예에서, 회전 타겟 어셈블리(3)로부터 잔해가 빠져 나갈 수 있는 한 쌍의 작은 개구(17, 18)만 존재하기 때문에, 잔해 플럭스(flux)의 가장 강력한 제한이 달성된다. 이와 함께, 근위 벽(14)을 통한 잔해 통과의 차단은 다음 단파장 방사선 생성주기까지 근위 벽(14)의 회전에 기인하여 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에 가시선을 폐쇄함으로써 제공된다.
개구(17, 18) 내로 통과하는 타겟 물질의 미세 액적은 대부분 이들 개구의 축에 대해 소정의 각도로 이동한다. 따라서, 높은 확률로, 미세 액적은 개구의 회전 벽에 떨어지고, 표면에 의해 흡수된 다음, 원심력의 작용 하에서 환형 홈(11)으로 다시 배출된다. 따라서, 타겟의 플라즈마 형성 물질은 환형 홈(11)을 떠나지 않아서, 재급유할 필요 없이 소스 수명을 증가시킨다.
바람직하게는, 개구(17, 18)는 연장된 채널이며, 자신들의 표면 상의 잔해 입자를 효율적으로 흡수한 다음 포획된 잔해 입자를 원심력에 의해 환형 홈(11)으로 다시 배출한다.
개구(17 및 18)의 축은 도 1에 도시된 바와 같이 회전의 한 표면 또는 회전의 다른 표면에 위치될 수 있다. 환형 홈(11)의 근위 벽(14)에서 제 1 및 제 2 개구(17, 18)의 형상은 원통형, 원뿔형, 직사각형 또는 슬롯형일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 한 쌍의 개구(17 및 18) 각각은 서로 연결되거나 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 환형 홈(11)의 근위 벽(14)은 자신의 전체 둘레를 따라 슬릿을 구비하고 있어서, 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6 및 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공한다. 이러한 배열에서, 레이저 펄스들과 환형 홈(11)의 회전 각도 간의 동기화는 필요하지 않다. 이것은 높은 펄스 반복 주파수(f)에서, 심지어 10MHz까지 장치의 작동을 단순화시킨다.
회전 타겟 조립체(3)의 원위 벽(13) 상의 타겟(4)의 궤도 속도(VR)는 레이저 빔(7)의 방향 및 단파장 방사선 빔(9) 양자에 대해 대체로 수직이며, 이는 잔해 입자가 창(6 및 8)으로 들어가는 것을 방지한다. 따라서 회전 타겟 어셈블리(3)를 빠져 나가는 잔해 입자의 액적 분획이 입력 및 출력 창(6 및 8)을 지향하지 않도록 하기 위해, 회전 타겟 어셈블리(3)의 궤도 속도(VR)는 충분히 빨라야 한다.
회전 타겟 어셈블리(3)의 좌표 시스템에서, 상호작용 구역(5)으로부터의 타겟 물질의 플라즈마, 증기, 클러스터 및 액적의 이동은 실질적으로 상호작용 구역(5)에서 타겟(4)의 표면에 대한 법선 벡터(20)의 방향과 가까운 방향으로 발생한다. 회전 속도가 충분히 빠를 때, 타겟(4)의 표면은 회전축(12)에 평행하고, 자신의 표면에 대한 법선은 회전 평면(19)에 놓여 상호작용 구역(5)과 교차한다. 이러한 점 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 자신들의 정점을 제외한 레이저 빔(7) 및 단파장 방사선 빔(9)은 상호작용 구역(5)과 교차하는 회전 평면(19)의 외부에 위치한다. 이는 잔해 입자가 창(6 및 8)으로 들어가는 것을 추가로 방지한다.
원심력이 충분히 클 때, 타겟(4)의 표면은 회전축(12)에 대해 평행하고, 그 표면에 대한 법선은 회전 평면(19)에 놓여 상호작용 구역(5)과 교차한다. 이러한 점 때문에, 바람직한 실시예에서, 자신들의 정점을 제외한 레이저 빔(7) 및 단파장 방사선 빔(9)은 회전 평면(19)의 외부에 위치한다. 이는 또한 잔해 입자가 창(6 및 8)으로 들어가는 것을 방지한다.
상호작용 구역(5)으로부터 잔해 입자의 또 다른 실질적인 배출 방향은 다음과 같은 요인에 의해 결정된다; 타겟(4) 내부의 레이저에 의해 야기된 충격파는 환형 홈(11)의 표면(16)으로부터 반사된 후 표면(16)에 대해 대체로 법선 벡터(20) 방향으로 배향된 미세 액적의 배출을 생성할 수 있다. 이러한 점 때문에, 잔해 입자가 창(6 및 8)으로 들어가는 것을 방지하기 위해, 레이저 빔(7) 및 단파장 방사선 빔(9)은 바람직하게는 상호작용 구역(5)을 통과하는 회전 평면(19)의 일측에 위치하며, 상호작용 구역(5)에서 환형 홈 표면(16)에 대한 법선 벡터(20)는 회전 평면(19)의 반대측에 위치된다.
본 발명의 이러한 실시예에서, 잔해 입자의 실질적인 배출 방향은 입력 및 출력 창(6 및 8)으로의 방향과 상당히 상이하고, 환형 홈의 근위 벽(9)은 회전 타겟 어셈블리(3)로부터 잔해 입자가 빠져 나가는 것을 방지하는 효과적인 보호 실드(shield)가 된다.
환형 홈(11)의 근위 벽(14)은 적어도 하나의 환형 구멍 또는 홈을 가질 수 있거나 또는 잔해 입자가 회전 타겟 어셈블리(3)를 떠나는 것의 차단을 향상시키기 위해 이중 또는 삼중화될 수 있다.
또한, 잔해 입자가 회전 타겟 어셈블리(3)를 떠나는 것을 방지하기 위해, 환형 홈(11)에는 바람직하게는 커버(21)가 제공된다.
용융 금속의 플라즈마 및 증기를 포함하는 잔해 입자로부터 창(6 및 8)을 추가로 보호하기 위해, 입력 창(6)과 환형 홈(11)의 근위 벽(14) 사이의 집속된 레이저 빔(7)의 일부는, 입력 창(6)으로부터 환형 홈(11)의 근위 벽(14)으로의 가스 유동이 공급되는 제 1 케이싱(22)에 의해 둘러싸여 있다. 유사하게, 환형 홈(11)의 근위 벽(14)과 출력 창(8) 사이의 단파장 방사선 빔(9)의 일부는, 출력 창(8)으로부터 환형 홈(11)의 근위 벽(14)으로의 가스 유동이 공급되는 제 2 케이싱(23)에 의해 둘러싸여 있다. 가스 유동은 가스 유입구(10)에 의해 공급된다.
진공 챔버(1)의 출력 창(8)은 개구일 수 있거나 단파장 방사선에 대해 비교적 높은 투명도를 갖는 스펙트럼 필터를 가질 수 있다. 단파장 방사선은 비활성 가스로 채워진 광학 박스(25)에서 진공 챔버(1) 외부에 위치된 컬렉터 미러(24)로 지향될 수 있다.
케이싱(22 및 23) 내부의 가스 유동은 타겟 물질의 플라즈마 및 증기가 창(6 및 8)을 향해 이동하는 것을 방지하여, 이들 창(6 및 8)을 오염으로부터 보호한다.
이온 스트림(ion streams)으로부터의 추가적인 보호를 위해, 자기장 생성 장치(26), 예를 들어, 영구 자석은 제 1 및 제 2 케이싱(22 및 23)의 외부 표면 상에 배열된다. 자기장은 바람직하게는 레이저 빔(7) 및 단파장 방사선 빔(9)의 축을 가로질러 배향되어, 플라즈마가 창(6 및 8)을 향해 이동하는 것을 방지한다.
높은 방사선 투명도와 잔해 입자의 증착을 위한 넓은 표면적을 결합한 포일 트랩이, 잔해 완화의 추가적인 개선을 제공하기 위해, 제 1 및 제 2 케이싱(22 및 23)에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제 1 및 제 2 케이싱(22 및 23)은 함께 통합될 수 있다.
회전 구동 유닛(2)에 의해 집속 레이저 빔(7) 및 단파장 방사선 빔(9)의 차단을 회피하기 위해, 빔(7, 9)은 바람직하게는 상호작용 구역(5)을 통과하는 회전 평면(19)의 일측에 위치하고, 회전 구동 유닛(2)은 도 1에 도시된 바와 같이 회전 평면(19)의 반대측에 위치한다.
회전 타겟 어셈블리(3)의 다른 설계 변형은 회전축(12)을 수직으로 하거나 또는 수직에 대해 경사지게 할 수 있다.
바람직하게는, 타겟 어셈블리 회전 속도(ν)는 다음과 같은 인자를 제공하도록, 20Hz 내지 10kHz의 범위에서 충분히 빠르다:
- 회전 타겟 어셈블리(3)를 빠져 나가는 잔해 입자의 액적 분획의 대부분은 입력 및 출력 창(6, 8)을 지향하지 않는다.
- 타겟(4)의 표면은 회전축(12)에 대해 평행에 가깝다.
- 개구(17, 18)를 갖는 배치에서, 이들 개구(17, 18)는 다음 방사선 생성주기까지 근위 벽(14)의 회전으로 인해 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에 가시선을 폐쇄함으로써 근위 벽(14)을 통한 잔해의 통과를 차단한다.
- 개구(17, 18)로 들어가는 액적은 이들 개구의 벽과 충돌하여, 잔해 입자를 포획한다.
- 원심력은 ~100μm 치수를 구비한 포획된 액적을 환형 홈(11)으로 다시 배출하기에 충분한 크기이다.
잔해 입자는 용융 금속의 액적, 증기 및 이온으로 구성된다. 액적의 일반적인 속도는 Sn의 경우 ~102m/s, Li의 경우 ~103m/s, 증기의 경우 ~103m/s, 이온의 경우 105m/s이다.
종합적으로, 단파장 방사선의 고휘도 LPP 소스가 본 발명에 따라 제조되는 경우, 그 소스의 순도는 다음의 인자로 인해 달성된다:
- 회전 타겟 어셈블리의 빠른 궤도 속도는 액적 분획의 매우 효율적인 완화 및 잔해의 증기 분획의 부분적인 완화를 제공한다.
- 가스 유동은 효과적으로 증기 분획을 완화하고 부분적으로 잔해의 이온 분획을 완화한다.
- 자기장은 잔해 입자의 이온 분획을 효과적으로 완화한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 회전 타겟 어셈블리(3)에는 타겟 물질(15)을 위한 고정 가열 시스템(28)이 제공된다. 타겟 물질을 회전 타겟 어셈블리(3) 내부에서 용융 상태로 유지하기 위해, 가열 시스템(28)은 접촉 유도 가열을 제공하지 않아야 한다. 고정 가열 시스템(28)은 용융 금속의 온도를 최적의 온도 범위로 유지하는 옵션을 가질 수 있다.
고압의 포화 증기를 갖는, 리튬과 같은 금속이 사용될 때, 입력 및 출력 창(6, 8)에는 400-500℃까지 가열함으로써 창(6, 8)으로부터 잔해를 매우 효율적으로 증발 세정하는 히터(29)가 제공될 수 있다. 이 온도는 Li 포화 증기의 압력이 유입 증기의 압력보다 높도록 보장한다. 도 1은 출력 창(8)에 대해서만 히터(29)를 도시하지만, 이러한 증발 세정은 입력 창(6)에도 사용될 수 있다.
또한, 입력 및 출력 창(6 및 8)에는 가스 화학 세정 시스템이 설치될 수 있다. 세정 가스는 창 표면에 박막으로 형성된 증착된 잔해 물질을 제거하기 위해 사용된다. 사용되는 가스는 수소, 수소 함유 가스, 산소 함유 가스, 불소 가스, 불화 염소 가스, 불화 브롬 가스 또는 불화 요오드 가스 중 어느 하나일 수 있다. 본 발명의 실시예 중 하나에 따르면, 단파장 방사선 펄스는 광-유도된 표면 활성화와 함께 저온 플라즈마를 생성한다. 이 두 가지가 결합되어 증착된 잔해를 빠르고 효율적으로 제거하는 반응성이 높은 환경을 조성한다. 세정 가스 분압 및 표면 온도를 제어함으로써, 비교적 높은 수준의 정밀도로 플라즈마 환경 및 세정 속도를 제어할 수 있다. 이를 위해, 히터(29)는 가스 화학 세정 시스템과 함께 사용될 수 있다. 기본 수소 화합물의 대부분은 휘발성이기 때문에, 현재 원자 수소는 주로 다른 유형의 오염 물질을 제거하는데 사용된다.
자외선에서 소프트 x선 대역에 이르는 단파장 스펙트럼에서 높은 광학 출력으로 고온 레이저 생성 플라즈마를 생산하려면, 타겟의 레이저 방사선의 출력 밀도가 1010 내지 1012W/cm2이어야 하고 레이저 펄스의 길이는 100ns 내지 0.5ps이어야 한다.
레이저 빔(7)을 생성하기 위해, 임의의 펄스 또는 변조 레이저 또는 몇가지 레이저가 사용될 수 있다. 레이저는 고체(solid state), 파이버(fiber), 디스크(disk) 또는 가스 방전일 수 있다. 레이저 방사선의 평균 출력은, 예를 들어, 직경이 약 100μm인 타겟 상의 작은 집속점에 레이저 빔을 집속시키는, 10W에서 약 1kW 이상의 범위일 수 있다.
레이저 펄스 반복 주파수(f)는 1kHz 내지 10MHz일 수 있다. 이 범위에서, 더 낮은 출력 레이저 에너지에서의 더 높은 펄스 반복률이 잔해 입자의 비말을 감소시키기 위해 바람직하다.
본 발명의 실시예에서, 플라즈마 형성 타겟 물질은 고효율 극자외선(EUV) 광 생성을 제공하는 금속, 특히, Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, 또는 이들의 합금으로부터 선택된다.
도 2는 동일한 조건 하에서 얻어진 레이저 생산 플라즈마의 스펙트럼(30, 31 및 32)을 도시하며, 여기서 타겟 물질은 각각 순수한 Sn, 공융 합금(eutectic alloy) Sn/In=52/48(비율은 합금 조성을 의미함) 및 순수한 In이다. 이들 타겟 물질을 사용하여 EUV 영역에서 유사한 높은 스펙트럼 휘도에 도달하는 것을 관찰할 수 있다. 13.5nm+/-0.135nm 내에서 레이저 에너지의 대역 내 EUV 에너지로의 높은 변환 효율(CE13.5)을 가지면서, 13.5nm에서 고휘도를 달성하기 위해서는, Sn 또는 Sn합금을 사용하는 것이 바람직하다. 공융 합금 Sn/In을 이용하는 것은 합금의 용융 온도가 125℃이고, 순수한 Sn의 용융 온도(232℃)보다 상당히 낮기 때문에 바람직할 수 있다.
Bi, Pb 및 이들의 합금, 특히 용융 온도가 125℃인 공융 합금 Bi/Pb=56.5/43.5를 포함하도록, 낮은 용융 온도 타겟 물질이 또한 선택될 수 있다. 도 3은 Bi/Pb 공융 합금을 타겟으로 사용하는 레이저 생성 플라즈마의 스펙트럼(33)을 도시한다. EUV 영역에서 최대 강도를 갖도록 스펙트럼이 선택된다.
도 4는 Li을 타겟 물질로 사용하는 레이저 생성 플라즈마의 스펙트럼(34)을 도시한다. 다음과 같은 이유로 Li을 타겟 물질로 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
- 최대 2.5%까지의 높은 변환 효율(CE13.5),
- 400-500℃에서 광학 소자의 효율적인 증발 세정을 제공하는 Li의 높은 포화 증기압,
- EUV 광학에 대한 방사선 부하를 감소시키는 광원의 높은 스펙트럼 순도,
- Li의 낮은 원자량 및 Li 플라즈마에 의해 생성된 이온의 낮은 에너지. 양자는, 특히 출력 창으로 사용되는 스펙트럼 순도 필터에 대한 이온 충격(ion bombardment)으로 인한 광학 소자의 열화(degradation) 위험을 감소시킨다.
Ga 및 그 합금을 타겟 재료로 사용함으로써, 실온에 가까운 낮은 용융 온도를 달성할 수 있다. 도 5는 레이저 생성 플라즈마의 스펙트럼(35, 36, 37)을 도시하며, 여기서 타겟 물질은 각각 합금 Sn/Ga=8.5/91.5, Sn/Ga=25/75 및 Ga로 선택되었다. 이들 타겟 물질은 20-30℃의 낮은 용융 온도에서 고강도 EUV 방사선을 달성할 수 있게 한다. 낮은 타겟 용융 온도는 결국 레이저 생성 플라즈마로부터 방사선을 생성하기 위한 장치의 엔지니어링을 단순화시킨다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5의 스펙트럼은 1064nm 파장에서, 17ns의 레이저 펄스 지속시간 및 타겟에서 1.1·1011W/cm2의 레이저 출력 밀도로 작동하는 고체 Nd-YAG 레이저로 획득되었다.
예로서, 본 발명에 따른 EUV 마스크 검사를 위한 고휘도 LPP EUV 광원은 다음과 같이 설계될 수 있다(이에 제한되지는 않음):
- 레이저의 타입: 고체 또는 파이버
- 레이저 파장(λ) = 1-2um
- 펄스 반복 주파수 10-30kHz
- 레이저 펄스 에너지 1-50mJ/펄스
- 궤도 타겟 속도 200m/s까지
- 변환 효율(CE13.5) - 3%까지
- EUV 방사선 수집 입체각(Ω) = 0.04sr
- EUV 소스의 휘도(B13.5) - 2kW/mm2sr까지
도 1에 개략적으로 도시된, 특히 고휘도 LPP 소스에서 실현되는 단파장 방사선을 생성하는 방법은, 회전 타겟 어셈블리(3) 내부에 구현된 환형 홈(11)의 표면(16) 상에 용융 금속의 층으로서 원심력에 의해 타겟(4)을 형성하는 단계; 특히 레이저 펄스 동안 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하면서 진공 챔버(1)의 입력 창(6)을 통해 펄스 레이저 빔(7)을 상호작용 구역(5)으로 보내는 단계를 포함한다. 상기 방법은 레이저 빔(7)에 의해 회전 타겟 어셈블리(3)의 표면 상의 타겟(4)을 조사하는 단계 및 생성된 단파장 방사선 빔(9)을 진공 챔버(1)의 출력 창(8)을 통해 통과시키는 단계를 추가로 포함한다.
진공 챔버(1)는 오일이 없는 펌프 시스템을 사용하여 10-5-10-8bar 미만으로 배기되어, 타겟 물질과 상호작용할 수 있는 질소 및 탄소와 같은 가스 성분을 제거한다.
회전 타겟 어셈블리(3)는 샤프트를 갖는 전기 모터 또는 임의의 다른 회전 구동 유닛에 의해 구동된다.
타겟 물질은 바람직하게는 타겟 물질을 최적의 온도 범위 내로 유지하기 위해서 타겟 물질의 온도 안정화를 가능하게 하도록 구성된 유도 가열 시스템(28)을 사용하여 용융 상태로 유지된다.
단파장 방사선을 위한 고휘도 LPP 소스의 상기 설명에서 실현된 잔해 입자를 완화시키는 새로운 방법이 잔해의 액적 분획의 유동(38)의 속도 다이어그램을 도시하는 도 6 및 도 7에 개략적으로 도시되어 있다.
도 6은 타겟(4)의 궤도 속도(VR)가 0: VR=0이고; 액적 분획의 특성 탈출 속도(characteristic escape velocity)는 Vd0이며, 단파장 방사선 빔(9)의 특징이 개구 각도(α)에 의해 정해지고; 액적 분획의 유동(38)의 특징은 총 탈출 각도(
)에 의해 정해지는 가상의 경우를 도시한다. 각도(α)는 또한 LPP 소스의 출력 창(8)의 수집 각도에 대응한다. VR=0인 경우, 액적 분획의 유동(38)은 도 6에 도시된 바와 같이 실질적으로 출력 창(8)을 향하게 된다.
그러나, 각각의 액적의 속도 벡터 가 충분히 큰 궤도 속도 성분 에 추가되면, 도 7에 도시된 바와 같이 액적 분획의 유동(38)이 출력 창(8) (및/또는 입력 창(6))으로 지향하지 않도록 상황이 변경될 것이다. 따라서, 상기 단순화된 고려에 의하여, 본 발명에 따라 구성된 LPP 소스에서 잔해를 완화시키는 방법은 회전 타겟 어셈블리를 빠져 나가는 잔해 입자의 액적 분획이 입력 및 출력 창(6 및 8)을 지향하지 않도록 충분히 빠른 회전 타겟 어셈블리(3)의 궤도 속도(VR)를 사용하는 단계로 구성된다.
액적 분획의 유동이 입력 또는 출력 창(6, 8)으로 지향되지 않는 조건은 다음 식으로 기술된다.
예를 들어, Sn이 플라즈마 형성 타겟 물질로서 사용될 때, 액적 분획의 특성 탈출 속도는 Vd0 
100m/s이다. 그런 다음, 수집 각도 α
12°, 총 탈출 각도 =90° 및 타겟 궤도 원의 반경 R=10cm인 경우, 타겟(4)의 궤도 속도(VR)는 80m/s 이상이어야 한다. 이러한 예는 상호작용 구역과 입력 및 출력 창 양자의 사이에서 가시선을 제공하기 위해, 환형 홈(11)의 근위 벽(14)이 자신의 전체 둘레를 따라 슬릿을 구비하는 본 발명의 실시예에 해당한다.
도 1에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에서, 잔해 입자의 모든 유형의 개선된 완화는 근위 벽(14)에서 2개의 개구(17, 18)의 조리개에 의한 잔해 유동의 제한으로 인해 달성되는데, 개구(17, 18)의 조리개는 레이저 펄스 동안 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6 및 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공한다. 이러한 실시예에서, 잔해 입자의 개선된 완화는 또한, 다음 단파장 방사선 생성주기까지 근위 벽(14)의 회전으로인하여 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에 가시선을 폐쇄함으로써, 근위 벽(14)을 통한 잔해 통과의 차단으로 인해 달성된다.
도 8은 회전 타겟 어셈블리에서 개구(18)를 통한 잔해의 통과를 차단하는 메커니즘을 개략적으로 도시한다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 속도 Vx < VR을 갖는 상호작용 구역(5)에서 생성된 모든 액적은 방사선 수집 각도(α) 내로 떨어지지 않는다. (회전 좌표계에서) 총 속도 Vd0가 VR을 초과하고, 성분 Vx가 VR에 근접하는 액적의 일부만이 수집 각도(α) 내로 향한다.
이러한 액적이 수집 각도(α)의 방향으로 속도(Vy)를 갖는 경우, 원위 벽과 근위 벽 사이의 거리(ΔR)를 가로지르는 데 시간 Δt=ΔR/Vy가 소요된다. 단파장 빔 출력을 위한 개구(18)는 Δx=VR·Δt로 시프트될 것이다. 이 개구(18)의 크기(d)는 방사선 수집 각도에 의해 d=2·ΔR·sin(α/2)로 주어진다. 변위(displacement)가 이 개구의 직경보다 큰 경우, 액적이 개구 내로 통과하지 않는 바, 즉 Vy <VR /(2·sin(α/2))인 액적이 차단된다. 따라서, sin(α/2)=0.1 및 VR=200m/s인 경우, 속도(Vd0)가 (Vy 2+VR 2)1/2=1020m/s보다 작은 모든 액적은 막히거나 차단된다.
따라서, 제안된 잔해 완화 방법은 다음 작동주기까지 근위 벽의 회전으로 인해 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에 가시선을 폐쇄함으로써, 근위 벽을 통한 파편 통과의 차단을 제공한다.
잔해 완화를 개선하기 위해, 개구(17, 18)는 표면이 회전 잔해 트랩으로서 작용하고 포획된 잔해 입자를 원심력에 의해 홈(11)으로 다시 배출하는 연장된 채널의 형태로 제조될 수 있다. 이와 함께, 한 쌍의 개구(17 및 18)는 LPP 소스의 설계 및 작동을 단순화하기 위해 결합될 수 있다.
이온화된 중성 잔해 입자가 창(6 및 8) 쪽으로 이동하는 것을 방지하기 위해, 자기장 생성 장치(26), 포일 트랩(27) 및 가스 유입구(10)에 의해 제공되는 포일 트랩 또는 가스 커튼으로의 버퍼 가스의 유동에 대한 장치들이 본 발명 도 1의 바람직한 실시예에서 추가로 사용된다.
일반적으로, 본 발명에 따라 배열된 장치 및 방법은 긴 수명 및 낮은 작동 비용을 특징으로 하는 고휘도 저잔해 단파장 방사선 소스를 제공한다.
제안된 장치 및 방법은 EUV 계측과 나노 및 마이크로 구조의 검사를 포함하여 다양한 응용분야를 위한 것이다. 본 발명의 주요 결과 중 하나는 EUV 리소그래피에서 화학선 마스크 검사를 위한 광원의 요구사항을 충족시키는 방사선 소스의 개발을 가능하게 하는 것이다.
1: 진공 챔버 2: 회전 구동 유닛
3: 회전 타겟 어셈블리 4: 타겟
5: 상호작용 구역 6: 입력 창
7: 레이저 빔 8: 출력 창
9: 단파장 방사선 빔 10: 가스 유입구
11: 환형 홈 12: 회전축
13: 원위 벽 14: 근위 벽
15: 용융 금속 16: 원위 벽의 내부 표면
17: n 제 1 개구 18: n 제 2 개구
19: 상호작용 구역을 통과하는 회전 평면
20: 원위 벽에 대한 법선 21: 커버
22: 제 1 케이싱 23: 제 2 케이싱
24: 컬렉터 미러 25: 광학 박스
26: 자기장 생성 장치 27: 포일 트랩
28: 고정 가열 시스템 29: 히터
30: Sn-플라즈마의 스펙트럼 31: Sn/In 52/48-플라즈마의 스펙트럼
32: In-플라즈마의 스펙트럼 33: Bi/Pb 56,5/43,5-플라즈마의 스펙트럼
34: Li-플라즈마의 스펙트럼 35: Sn/Ga 8,5/91,5-플라즈마의 스펙트럼
36: Sn/Ga 25/75-플라즈마의 스펙트럼
37: Ga-플라즈마의 스펙트럼 38: 액적 분획의 유동
3: 회전 타겟 어셈블리 4: 타겟
5: 상호작용 구역 6: 입력 창
7: 레이저 빔 8: 출력 창
9: 단파장 방사선 빔 10: 가스 유입구
11: 환형 홈 12: 회전축
13: 원위 벽 14: 근위 벽
15: 용융 금속 16: 원위 벽의 내부 표면
17: n 제 1 개구 18: n 제 2 개구
19: 상호작용 구역을 통과하는 회전 평면
20: 원위 벽에 대한 법선 21: 커버
22: 제 1 케이싱 23: 제 2 케이싱
24: 컬렉터 미러 25: 광학 박스
26: 자기장 생성 장치 27: 포일 트랩
28: 고정 가열 시스템 29: 히터
30: Sn-플라즈마의 스펙트럼 31: Sn/In 52/48-플라즈마의 스펙트럼
32: In-플라즈마의 스펙트럼 33: Bi/Pb 56,5/43,5-플라즈마의 스펙트럼
34: Li-플라즈마의 스펙트럼 35: Sn/Ga 8,5/91,5-플라즈마의 스펙트럼
36: Sn/Ga 25/75-플라즈마의 스펙트럼
37: Ga-플라즈마의 스펙트럼 38: 액적 분획의 유동
Claims (19)
- 레이저 생성 플라즈마(LPP)로부터 단파장 방사선 빔을 생성하기 위한 장치에 있어서,
상기 장치는 타겟(4)을 상호작용 구역(5)에 공급하는 회전 타겟 어셈블리(3)에 결합된 회전 구동 유닛(2)을 포함하는 진공 챔버(1), 상기 상호작용 구역에 집속된 펄스 레이저 빔(7)을 위한 입력 창(6), 단파장 방사선 빔(9)의 출구를 위한 출력 창(8), 및 가스 유입구(10)를 포함하고,
상기 회전 타겟 어셈블리(3)의 궤도 속도(VR)는 80m/s 보다 크며,
상기 회전 타겟 어셈블리(3)는 회전축(12)에 대해 원위 벽(13) 및 근위 벽(14)을 갖는 환형 홈(11)을 가지며,
플라즈마 형성 타겟 물질(15)은 상기 환형 홈(11) 내부에 위치한 용융 금속이고, 상기 타겟(4)은 상기 환형 홈(11)의 상기 원위 벽(13)의 표면(16) 상에 원심력에 의해 형성된 상기 용융 금속의 층이며,
상기 환형 홈(11)의 상기 근위 벽(14)은 특히 레이저 펄스 동안 상기 상호작용 구역(5)과 상기 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 환형 홈(11)의 상기 근위 벽(14)은 홈 원주 상에 배열된 n쌍의 개구(17 및 18)를 가지며, 상기 n쌍의 각각에서, 제 1 개구(17)는 상기 상호작용 구역(5)으로 입력된 집속 레이저 빔(7)을 위해 제공되고, 제 2 개구(18)는 타겟 어셈블리 회전 속도(ν)와 상기 개구 쌍의 개수(n)를 곱한 값과 동일한 주파수(f): f=ν·n에 따르는 상기 레이저 펄스 동안 상기 상호작용 구역으로부터 출력되는 단파장 방사선 빔(9)을 위해 제공되며,
상기 장치는 상기 상호작용 구역(5)과 상기 입력 및 출력 창(6 및 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하도록 타이밍된 레이저 펄스로 상기 환형 홈(11) 회전 각도를 조정하는 동기화 시스템을 추가로 포함하는 장치. - 제2항에 있어서,
한 쌍의 개구(17 및 18) 각각은 결합되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 환형 홈(11)의 상기 근위 벽(14)에는 자신의 전체 둘레를 따라 슬릿을 구비하여, 상기 상호작용 구역(5)과 상기 입력 및 출력 창(6 및 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 회전 타겟 어셈블리(3)에는 상기 타겟 물질(15)을 위한 고정 가열 시스템(28)이 제공되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔(7) 및 상기 단파장 방사선 빔(9)은 상기 상호작용 구역(5)을 통과하는 회전 평면(19)의 일측에 위치되며, 상기 상호작용 구역(5)에서 상기 환형 홈 표면(16)에 대한 법선 벡터(20)는 상기 회전 평면(19)의 반대측에 위치되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔(7) 및 상기 단파장 방사선 빔(9)은 상기 상호작용 구역(5)을 통과하는 회전 평면(19)의 일측에 위치되며, 상기 회전 구동 유닛(2)은 상기 회전 평면(19)의 반대측에 위치되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 환형 홈(11)에는 커버(21)가 제공되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 입력 창(6)과 상기 환형 홈(11)의 상기 근위 벽(14) 사이의 상기 집속된 레이저 빔(7)의 일부는 상기 입력 창(6)으로부터 상기 환형 홈(11)의 상기 근위 벽(14)으로의 가스 유동이 공급되는 제 1 케이싱(22)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 환형 홈(11)의 상기 근위 벽(14)과 상기 출력 창(8) 사이의 상기 단파장 방사선 빔(9)의 일부는 상기 출력 창(8)으로부터 상기 환형 홈(11)의 상기 근위 벽(14)으로의 가스 유동이 공급되는 제 2 케이싱(23)에 의해 둘러싸여 있는 장치. - 제9항에 있어서,
자기장 생성 장치(26)는 상기 제 1 및 제 2 케이싱(22 및 23)의 외부 표면에 배치되는 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 케이싱(22 및 23)은 함께 통합되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 입력 및 출력 창(6, 8)에는 상기 창(6, 8)으로부터의 잔해를 증발시킴으로써 고효율 세정을 수행하는 히터(29)가 제공되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 입력 및 출력 창(6, 8)에는 가스 화학 세정 시스템이 제공되는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 형성 타겟 물질은 특히 Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi 또는 이들의 합금을 포함하는, 고효율 극자외선(EUV) 광 생성을 제공하는 금속으로부터 선택되는 장치. - 레이저 생성 플라즈마로부터 방사선을 생성하는 방법에 있어서,
상기 방법은 회전 타겟 어셈블리(3) 내부에 구현된 환형 홈(11)의 표면(16) 상에 용융 금속의 층으로서 원심력에 의해 타겟(4)을 형성하는 단계,
특히 레이저 펄스 동안 상호작용 구역(5)과 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하면서 진공 챔버(1)의 입력 창(6)을 통해 펄스 레이저 빔(7)을 상호작용 구역(5)으로 보내는 단계,
레이저 빔(7)에 의해 회전 타겟 어셈블리(3)의 표면 상의 타겟(4)을 조사하는 단계, 및
생성된 단파장 방사선 빔(9)을 진공 챔버(1)의 출력 창(8)을 통해 통과시키는 단계를 포함하고,
상기 회전 타겟 어셈블리를 빠져 나가는 잔해 입자의 액적 분획이 상기 입력 및 출력 창(6 및 8)을 지향하지 않도록, 상기 회전 타겟 어셈블리의 궤도 속도(VR)는 충분히 빠르며, 80/s 보다 큰 방법. - 레이저 생산 플라즈마(LPP) 소스에서 잔해를 완화시키는 방법에 있어서,
상기 방법은 회전 타겟 어셈블리(3)의 표면 상의 타겟(4)을 펄스 레이저 빔(7)으로 조사하면서, 상기 레이저 빔(7)은 입력 창(6)을 통해 들어가고 생성된 단파장 방사선 빔(9)은 진공 챔버(1)의 출력 창(8)을 통해 나가는 것을 특징으로 하며,
상기 방법은 상기 회전 타겟 어셈블리(3) 내부에 구현된 환형 홈(11)의 표면(16) 상에 용융 금속의 층으로서 원심력에 의해 상기 타겟(4)을 형성하는 단계, 및
상기 회전 타겟 어셈블리를 빠져 나가는 잔해 입자의 액적 분획이 상기 입력 및 출력 창(6 및 8)을 지향하지 않도록 충분히 빠른, 80m/s 보다 큰, 상기 회전 타겟 어셈블리(3)의 궤도 속도(VR)를 사용하는 단계를 포함하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 환형 홈(11)은 회전축(12)에 대해 원위 벽(13) 및 근위 벽(14)을 구비하고; 상기 근위 벽(14)은, 회전 타겟 어셈블리의 궤도 속도(VR)에 개구 쌍의 개수(n)를 곱하고 궤도 원의 길이(2πR)로 나눈 값과 동일한 주파수(f): f=VR·n/(2πR)에 따르는 레이저 펄스 동안, 상호작용 구역(5)으로 입력된 상기 레이저 빔(7) 및 상기 상호작용 구역(5)으로부터 출력된 단파장 방사선 빔(9)을 위해 배열된 n쌍의 개구(17, 18)를 구비하며,
상기 방법은 상기 환형 홈(11)의 상기 원위 벽(13)의 표면(16) 상에 상기 타겟(4)을 형성하는 단계,
2개의 개구(17, 18)에 의해 상기 상호작용 구역(5)과 상기 입력 및 출력 창(6 및 8) 양자의 사이에서 가시선을 제공하는 단계,
레이저 빔(7)에 의해 회전 타겟 어셈블리(3)의 표면 상의 타겟(4)을 조사하고, 생성된 단파장 방사선 빔(9)을 진공 챔버(1)의 상기 출력 창(8)을 통해 통과시키는 단계,
2개의 개구(17, 18)의 조리개에 의해 상기 상호작용 구역(5)으로부터 생성된 잔해 유동을 제한하는 단계, 및
다음 작동주기까지 상기 근위 벽(14)의 회전으로 인해 상기 상호작용 구역(5)과 상기 입력 및 출력 창(6, 8) 양자의 사이에서 가시선을 폐쇄함으로써, 상기 근위 벽(14)을 통한 상기 잔해의 통과를 차단하는 단계를 포함하는 방법. - 제17항에 있어서,
개구(17, 18)는 회전하는 잔해 포획 표면으로서 작용하는 연장된 채널이고,
상기 방법은 상기 연장된 채널(17, 18)의 상기 표면 상에 상기 잔해 입자를 포획하는 단계, 및
상기 포획된 잔해 입자를 원심력에 의해 상기 홈(11)으로 다시 배출하는 단계를 포함하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 방법은 자기 완화, 가스 커튼 및 포일 트랩과 같은 잔해 완화 기술이 추가로 사용되는 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141042 | 2017-11-24 | ||
| RU2017141042A RU2670273C2 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Устройство и способ для генерации излучения из лазерной плазмы |
| PCT/RU2018/000520 WO2019103648A1 (en) | 2017-11-24 | 2018-08-08 | High-brightness lpp source and methods for generating radiation and mitigating debris |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200092974A KR20200092974A (ko) | 2020-08-04 |
| KR102597847B1 true KR102597847B1 (ko) | 2023-11-03 |
Family
ID=63113080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207015967A KR102597847B1 (ko) | 2017-11-24 | 2018-08-08 | 고휘도 lpp 소스 및 방사선 생성과 잔해 완화를 위한 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10638588B2 (ko) |
| EP (1) | EP3714476B1 (ko) |
| JP (1) | JP6860185B2 (ko) |
| KR (1) | KR102597847B1 (ko) |
| CN (1) | CN111406303B (ko) |
| RU (1) | RU2670273C2 (ko) |
| WO (1) | WO2019103648A1 (ko) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10887973B2 (en) * | 2018-08-14 | 2021-01-05 | Isteq B.V. | High brightness laser-produced plasma light source |
| RU2743572C1 (ru) * | 2020-09-04 | 2021-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эуф Лабс" | Высокояркостный источник коротковолнового излучения (варианты) |
| RU2709183C1 (ru) * | 2019-04-26 | 2019-12-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эуф Лабс" | Источник рентгеновского излучения с жидкометаллической мишенью и способ генерации излучения |
| RU2706713C1 (ru) * | 2019-04-26 | 2019-11-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эуф Лабс" | Источник коротковолнового излучения высокой яркости |
| RU2726316C1 (ru) * | 2020-01-25 | 2020-07-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эуф Лабс" | Высокояркостный источник коротковолнового излучения на основе лазерной плазмы |
| EP3926656B1 (en) * | 2019-04-26 | 2023-11-22 | Isteq B.V. | X-ray source with rotating liquid-metal target |
| RU195771U1 (ru) * | 2019-10-29 | 2020-02-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" | Лазерный генератор ионов |
| US11515050B1 (en) * | 2019-11-22 | 2022-11-29 | X Development Llc | Mitigating plasma instability |
| CN116195369A (zh) * | 2020-09-04 | 2023-05-30 | Isteq 私人有限公司 | 具有多段式集光器模块的短波长辐射源 |
| RU2749835C1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-06-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ формирования пространственных конфигураций лазерных источников в схемах прямого облучения сферических мишеней на установках для лазерного термоядерного синтеза |
| CN114485279B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-03-07 | 北京大学 | 一种用于重频激光打靶的溅射屏蔽系统及方法 |
| RU2765486C1 (ru) * | 2021-06-07 | 2022-01-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Термоядерная мишень непрямого инициирования |
| WO2023079042A1 (en) | 2021-11-03 | 2023-05-11 | Isteq B.V. | High-brightness laser produced plasma source and method of generating and collecting radiation |
| CN114302552B (zh) * | 2021-12-09 | 2023-02-07 | 清华大学 | 复合转换靶 |
| WO2023135322A1 (en) | 2022-01-17 | 2023-07-20 | Isteq B.V. | Target material, high-brightness euv source and method for generating euv radiation |
| JP2023149176A (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-13 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
| JP2023148403A (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-13 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
| JP2023173942A (ja) * | 2022-05-27 | 2023-12-07 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179881A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Ushio Inc | 極端紫外光光源装置 |
| JP2008277529A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置の光学素子洗浄方法及び光学素子洗浄装置 |
| JP2009111298A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Ushio Inc | 極端紫外光光源装置 |
| US20120050708A1 (en) | 2010-08-30 | 2012-03-01 | Media Lario S.R.L | Source-collector module with GIC mirror and tin rod EUV LPP target system |
| US20150076359A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-03-19 | Kla-Tencor Corporation | System and Method for Generation of Extreme Ultraviolet Light |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2206186C2 (ru) * | 2000-07-04 | 2003-06-10 | Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований | Способ получения коротковолнового излучения из газоразрядной плазмы и устройство для его реализации |
| EP1305984B1 (en) * | 2000-07-28 | 2010-11-24 | Jettec AB | Method and apparatus for generating x-ray radiation |
| US6977383B2 (en) * | 2003-01-02 | 2005-12-20 | Jmar Research, Inc. | Method and apparatus for generating a membrane target for laser produced plasma |
| US7307375B2 (en) * | 2004-07-09 | 2007-12-11 | Energetiq Technology Inc. | Inductively-driven plasma light source |
| WO2007051537A2 (en) * | 2005-11-02 | 2007-05-10 | University College Dublin, National University Of Ireland, Dublin | High power euv lamp system |
| KR101396158B1 (ko) * | 2006-05-16 | 2014-05-19 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | Ｅｕｖ 램프 및 연질 ｘ-선 램프의 전환 효율을 증가시키는 방법, 및 ｅｕｖ 방사선 및 연질 ｘ-선을 생성하는 장치 |
| NL1036614A1 (nl) * | 2008-03-21 | 2009-09-22 | Asml Netherlands Bv | A target material, a source, an EUV lithographic apparatus and a device manufacturing method using the same. |
| JP5454881B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2014-03-26 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法 |
| JP4893730B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2012-03-07 | ウシオ電機株式会社 | 極端紫外光光源装置 |
| WO2011124434A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Asml Netherlands B.V. | Euv radiation source and euv radiation generation method |
| TWI596384B (zh) * | 2012-01-18 | 2017-08-21 | Ａｓｍｌ荷蘭公司 | 光源收集器元件、微影裝置及元件製造方法 |
| JP5724986B2 (ja) * | 2012-10-30 | 2015-05-27 | ウシオ電機株式会社 | 放電電極 |
| JP6241062B2 (ja) * | 2013-04-30 | 2017-12-06 | ウシオ電機株式会社 | 極端紫外光光源装置 |
| US9338870B2 (en) * | 2013-12-30 | 2016-05-10 | Asml Netherlands B.V. | Extreme ultraviolet light source |
-
2017
- 2017-11-24 RU RU2017141042A patent/RU2670273C2/ru active
-
2018
- 2018-08-08 WO PCT/RU2018/000520 patent/WO2019103648A1/en unknown
- 2018-08-08 CN CN201880075848.7A patent/CN111406303B/zh active Active
- 2018-08-08 KR KR1020207015967A patent/KR102597847B1/ko active IP Right Grant
- 2018-08-08 JP JP2020543042A patent/JP6860185B2/ja active Active
- 2018-08-08 EP EP18880978.4A patent/EP3714476B1/en active Active
- 2018-08-14 US US16/103,243 patent/US10638588B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179881A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Ushio Inc | 極端紫外光光源装置 |
| JP2008277529A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置の光学素子洗浄方法及び光学素子洗浄装置 |
| JP2009111298A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Ushio Inc | 極端紫外光光源装置 |
| US20120050708A1 (en) | 2010-08-30 | 2012-03-01 | Media Lario S.R.L | Source-collector module with GIC mirror and tin rod EUV LPP target system |
| US20150076359A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-03-19 | Kla-Tencor Corporation | System and Method for Generation of Extreme Ultraviolet Light |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10638588B2 (en) | 2020-04-28 |
| EP3714476A1 (en) | 2020-09-30 |
| EP3714476B1 (en) | 2021-06-23 |
| RU2017141042A (ru) | 2018-08-10 |
| JP6860185B2 (ja) | 2021-04-14 |
| EP3714476A4 (en) | 2021-01-06 |
| WO2019103648A1 (en) | 2019-05-31 |
| US20190166679A1 (en) | 2019-05-30 |
| KR20200092974A (ko) | 2020-08-04 |
| JP2021504763A (ja) | 2021-02-15 |
| CN111406303B (zh) | 2023-08-08 |
| RU2017141042A3 (ko) | 2018-08-21 |
| CN111406303A (zh) | 2020-07-10 |
| RU2670273C2 (ru) | 2018-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102597847B1 (ko) | 고휘도 lpp 소스 및 방사선 생성과 잔해 완화를 위한 방법 | |
| JP5819993B2 (ja) | Ｅｕｖ光源内の光学系洗浄のためのシステム及び方法 | |
| US6831963B2 (en) | EUV, XUV, and X-Ray wavelength sources created from laser plasma produced from liquid metal solutions | |
| US10887973B2 (en) | High brightness laser-produced plasma light source | |
| KR100777414B1 (ko) | 방사선 발생 장치, 리소그래피 장치, 디바이스 제조방법 및그에 의해 제조되는 디바이스 | |
| JP2010123929A (ja) | 極端紫外光光源装置 | |
| JP2008277481A (ja) | 極端紫外光源装置 | |
| RU2658314C1 (ru) | Высокояркостный источник эуф-излучения и способ генерации излучения из лазерной плазмы | |
| US7460646B2 (en) | Device for and method of generating extreme ultraviolet and/or soft-x-ray radiation by means of a plasma | |
| US10871647B2 (en) | Apparatus and method for prevention of contamination on collector of extreme ultraviolet light source | |
| RU2743572C1 (ru) | Высокояркостный источник коротковолнового излучения (варианты) | |
| RU2726316C1 (ru) | Высокояркостный источник коротковолнового излучения на основе лазерной плазмы | |
| JP3790814B2 (ja) | Ｘ線照射装置における飛散物除去方法及び装置 | |
| KR102451515B1 (ko) | 잔해물 경감 시스템, 방사선 소스 및 리소그래피 장치 | |
| US11841625B2 (en) | Device and method to remove debris from an extreme ultraviolet (EUV) lithography system | |
| US11252810B2 (en) | Short-wavelength radiation source with multisectional collector module and method of collecting radiation | |
| WO2022050875A1 (en) | Short- wavelength radiation source with multisectional collector module | |
| WO2023135322A1 (en) | Target material, high-brightness euv source and method for generating euv radiation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |