KR102606557B1 - 멀티-미러 레이저 지속형 플라즈마 광원 - Google Patents

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Abstract

멀티-미러 레이저 지속형 플라즈마 광대역 광원이 개시된다. 광원은 가스를 함유하기 위한 가스 함유 구조를 포함할 수 있다. 광원은 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스, 및 플라즈마를 지속시키기 위해 펌프 조명의 일부를 가스로 지향시키도록 구성된 제1 반사기 요소를 포함한다. 제1 반사기는 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 일부를 수집하도록 구성된다. 광원은 또한 제1 반사기의 반대편에 위치된 하나 이상의 추가적인 반사기 요소를 포함한다. 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 흡수되지 않은 펌프 조명 및 제1 반사기 요소에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 플라즈마로 다시 반사하도록 구성된다.

Description

멀티-미러 레이저 지속형 플라즈마 광원
본 발명은 일반적으로 레이저 지속형 플라즈마(LSP; laser sustained plasma) 광대역 광원, 및 특히 다수의 반사기 요소들을 갖는 LSP 램프하우스(lamphouse)에 관한 것이다.
끊임 없이 축소되는 반도체 디바이스들의 검사에 사용되는 개선된 광원들에 대한 필요성은 계속해서 증가하고 있다. 하나의 그러한 광원은 레이저 지속형 플라즈마(LSP) 광대역 광원을 포함한다. LSP 광대역 광원들은 고전력 광대역 광을 생성할 수 있는 LSP 램프들을 포함한다. LSP 램프들은 플라즈마를 점화 및/또는 지속시키기 위해 레이저 방사를 가스 볼륨에 포커싱하기 위해 타원면 미러들을 사용함으로써 동작한다. 현재의 타원면 미러들은 큰 수집 극각(polar angle)(예를 들어, 120도) 및 낮은 수집 입체각(예를 들어, 3π 미만)을 가지며, 이는 낮은 수집 효율을 초래한다. 추가로, 수집 애퍼처에서의 포커싱된 스폿 크기는 큰 수집 극각(예를 들어, 120도 극각)으로 인해 이상적인 것보다 더 크다.
따라서, 위에서 식별된 종래의 접근법들의 단점들을 개선하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 가스를 함유하기 위한 가스 함유 구조를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 플라즈마를 지속시키기 위해 펌프 조명의 일부를 가스로 지향시키도록 구성된 제1 반사기 요소를 포함한다. 다른 실시예에서, 제1 반사기는 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 적어도 일부를 수집하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 시스템은 또한 제1 반사기의 반대편에 위치된 하나 이상의 추가적인 반사기 요소를 포함한다. 다른 실시예에서, 제1 반사기 요소의 반사성 표면은 하나 이상의 추가적인 반사기 요소의 반사성 표면을 향한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 흡수되지 않은 펌프 조명 및 제1 반사기 요소에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 플라즈마로 다시 반사하도록 구성된다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 가스를 함유하기 위한 가스 함유 구조를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 플라즈마를 지속시키기 위해 펌프 조명의 일부를 가스로 지향시키도록 구성된 타원면 미러를 포함한다. 다른 실시예에서, 타원면 미러는 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 적어도 일부를 수집하고 광대역 광의 일부를 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션으로 지향시키도록 구성된다. 다른 실시예에서, 시스템은 타원면 미러 위에 위치된 하나 이상의 구면 미러를 포함한다. 다른 실시예에서, 타원면 미러의 반사성 표면은 하나 이상의 구면 미러의 반사성 표면을 향한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 구면 미러는 흡수되지 않은 펌프 조명 및 타원면 미러에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 플라즈마로 다시 반사하도록 구성된다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 방법은 펌프 조명을 생성하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은, 제1 반사기 요소를 통해 플라즈마를 지속시키기 위해 가스 함유 구조 내의 가스 내로 상기 펌프 조명의 일부를 지향시키는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 일부를 제1 반사기 요소를 통해 수집하고 광대역 광의 일부를 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션으로 지향시키는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 흡수되지 않은 펌프 조명 및 제1 반사기 요소에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 하나 이상의 추가적인 반사기 요소를 통해 플라즈마로 다시 반사하는 단계를 포함한다.
전술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 둘 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며 청구된 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 다수의 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 당업자들에 의해 더 양호하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 종래의 LSP 광대역 광원의 개략적인 예시이다.
도 2a는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, LSP 광대역 광원의 개략적인 예시이다.
도 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 플라즈마를 지속 및 가열하는 LSP 광대역 광원의 하나 이상의 펌프 소스들의 개략적인 예시이다.
도 2c는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, LSP 광대역 광원에서 광 수집의 개략적인 예시이다.
도 2d는 가스 함유 구조를 형성하도록 구성된 제1 반사기 요소 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들 중 하나를 포함하는 LSP 광대역 광원의 개략적인 예시이다.
도 3a는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1에 도시된 LSP 광대역 소스와 도 2a에 도시된 LSP 광대역 광원을 비교하는 그래프를 예시한다.
도 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1에 도시된 LSP 광대역 광원 및 도 2a에 도시된 LSP 광대역 광원에 대응하는 포커싱된 스폿들의 예시이다.
도 3c는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1에 도시된 LSP 광대역 광원의 광 수집 효율, 도 2a에 도시된 LSP 광대역 광원의 광 수집 효율, 및 극 방출 각도의 함수로서 도 2a에 도시된 LSP 광대역 광원의 입체각 도함수를 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 적층된 구성의 2개의 추가적인 반사기 요소들을 갖는 LSP 광대역 광원의 개략적인 예시이다.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 적층된 구성의 3개의 추가적인 반사기 요소들을 갖는 LSP 광대역 광원의 개략적인 예시이다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, LSP 광대역 광원의 개략적인 예시이다.
도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 2a 내지 도 6 중 임의의 것(또는 이들의 임의의 조합)에 예시된 LSP 광대역 광원을 구현하는 광학적 특성화 시스템의 개략적인 예시이다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 반사 측정 및/또는 타원 측정 구성으로 배열된 광학 특성화 시스템의 간략화된 개략도를 예시한다.
도 9는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 2a 내지 도 8 중 임의의 것 또는 이들의 임의의 조합에서 예시된 LSP 광대역 광원과 같은 LSP 광대역 광원을 구현하는 광학 특성화 시스템의 개략적 예시이다.
도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, LSP 광대역 광원을 구현하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
이제 첨부된 도면들에서 예시되는 개시된 요지에 대해 상세히 참조할 것이다.
일반적으로 도 2a 내지 도 10을 참조하면, 본 개시에 따른, 멀티-미러 레이저 지속형 플라즈마 광대역 광원이 설명된다.
도 1은 종래의 LSP 광대역 광원(100)의 개략적인 예시이다. 광대역 광원(100)은 펌프 조명(104)을 생성하도록 구성된 펌프 소스(102) 및 플라즈마(110)를 점화 및/또는 지속시키기 위해 펌프 조명(104)의 일부를 가스 함유 구조(108)에 함유된 가스로 지향시키도록 구성된 타원면 반사기 요소(106)를 포함한다. 타원면 반사기 요소(106)는 플라즈마(110)로부터 방출된 광대역 광(115)의 일부(예를 들어, 하부 2π 광)를 수집하도록 구성된다. 플라즈마(110)로부터 방출된 광대역 광(115)은 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션들(예를 들어, 검사 또는 계측)을 위해 하나 이상의 추가적인 광학기(예를 들어, 콜드 미러(112))를 통해 수집될 수 있다.
본 명세서에서 광대역 광원(100)은 3π(또는 그 미만)의 총 수집 각도를 갖는다는 것에 유의한다. 광대역 광원(100)은 플라즈마(110)로부터 방출된 광대역 광(115)을 수집하기 위해 120도 타원면 미러(즉, 120도의 극각을 갖는 타원면 미러)를 활용한다. 그러나, 그러한 소스(100)는 큰 소스 에텐듀(etendue)를 갖고, 제1 반사기 요소는 고배율을 요구한다. 큰 소스 에텐듀 및 고배율의 결과로서, 수집 애퍼처에서의 포커싱된 스폿 크기가 크고 수집 효율이 낮다. 광대역 광원(100)은 플라즈마로부터 방출된 광대역 방사(115)를 재순환시킬 수 없으며, 이는 플라즈마가 단지 1차 열 광원을 통해 가열되게 한다는 것에 유의한다.
소스(100)의 단점들에 기초하여, 본 개시의 실시예들은 총 수집 입체각을 3π보다 크게(예를 들어, 3π 내지 4π) 증가시키도록 구성된 멀티-미러 LSP 광대역 광원에 관한 것이며, 이는 결국 수집 효율을 증가시키고 소스의 포커싱된 스폿 크기를 감소시킨다. 수집 효율을 증가시키는 것은 또한 120도 극각 소스(100)와 동일한 레이저 전력으로 1.5X 광 이득으로 이어질 수 있다.
도 2a는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, LSP 광대역 광원(200)의 개략적인 예시이다. 일 실시예에서, 광대역 광원(200)은 펌프 조명(204)의 하나 이상의 빔들을 생성하기 위한 하나 이상의 펌프 소스들(202)을 포함한다. 하나 이상의 펌프 소스들(202)은 플라즈마를 점화 및/또는 지속시키기에 적합한 본 기술분야에 공지된 임의의 펌프 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 펌프 소스들(202)은 하나 이상의 레이저들(즉, 펌프 레이저들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 펌프 소스들(202)은 적외선(IR) 레이저, 가시광 레이저, 자외선(UV) 레이저 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 광대역 광원(200)은 플라즈마(210)를 점화 및/또는 지속시키기 위해 제1 반사기 요소(206)의 초점에서 가스 함유 구조(208) 내에 포함된 가스에 펌프 조명(204)의 일부를 포커싱하도록 구성된 제1 반사기 요소(206)를 포함한다.
다른 실시예에서, 제1 반사기 요소(206)는 120도 미만의 수집 극각을 갖는다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206)는 대략 90도의 수집 극각을 가질 수 있다. 본 명세서에서 도 2a에 도시된 수집 각도는 단지 예시적인 목적들을 위해 제공되며, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 것에 유의한다.
다른 실시예에서, 광대역 광원(200)은 제1 반사기 요소(206) 반대편에 위치된 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)을 포함한다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206)의 반사성 표면은 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)의 반사성 표면을 향할 수 있다. 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 제1 반사기 요소(206) 위에 위치될 수 있지만, 반드시 요구되는 것은 아니다. 본 명세서에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 최상부 반사기 요소(들)로 지칭될 수 있고, 제1 반사기 요소(206)는 최하부 반사기 요소로 지칭될 수 있지만, 그러한 지정은 비제한적이라는 것에 유의한다.
하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 펌프 소스(202)로부터 플라즈마(210)로 그리고/또는 제1 반사기 요소(206)의 초점으로부터 하나 이상의 컴포넌트들로 펌프 조명(204)을 전달하도록 구성된 하나 이상의 개구들(220)을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 개구들(220)은 하나 이상의 추가적인 광학기들(예를 들어, 광학 특성화 시스템의 입구 애퍼처 등)에 광대역 광(215)을 전달하도록 구성될 수 있다.
제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 플라즈마 생성 분야에 알려진 임의의 반사기 요소들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 반사기 요소(206)는 반사성 타원 섹션(즉, 타원면 반사기)을 포함할 수 있고, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 하나 이상의 구면 섹션들(즉, 구면 반사기들)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 각각 타원면 반사기 및 구면 반사기로 제한되지 않는다는 것에 유의한다. 오히려, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 플라즈마 생성 분야에 알려진 임의의 반사기 형상들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206) 및/또는 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 하나 이상의 타원면 반사기들, 하나 이상의 구면 반사기들 및/또는 하나 이상의 포물면 반사기들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 단일 반사성 구면 섹션(214)을 포함한다. 단일 반사성 구면 섹션은 제1 반사기 요소(206)의 초점을 둘 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 반사기 요소(206)는 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)보다 더 작은 곡률 반경을 갖는다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206)는 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)의 곡률 반경(R2)보다 더 작은 곡률 반경(R1)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206)는 곡률 반경(R1 = 100 mm)을 가질 수 있는 한편, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 곡률 반경(R2 = 160 mm)을 가질 수 있다. 본 명세서에서 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)이 본 기술분야에 알려진 임의의 원뿔 상수(k)를 가질 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 원뿔 상수 k = 0(즉, 구면 미러)을 가질 수 있다. 다른 예를 들어, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 원뿔 상수 k = -1(즉, 포물면 미러)을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 이들이 3π 내지 4π의 조합된 수집 입체각을 갖도록 구성된다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 3.4π 내지 3.6π의 조합된 수집 입체각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 3.5π의 조합된 수집 입체각을 갖는다. 본 명세서에서 플라즈마 광원의 방출 입체각(예를 들어, 거의 4π)이 상부 2π 및 하부 2π로 분할된다는 것에 유의한다.
도 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 플라즈마(210)를 지속 및 가열하는 LSP 광대역 광원(200)의 하나 이상의 펌프 소스들(202)의 개략적인 예시이다. 간략화를 위해, 플라즈마(210)로부터 방출된 광대역 광(215)은 도 2b에 도시되지 않는다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 펌프 소스들(202)은 제1 반사기 요소(206)의 초점 중 하나에 배열되고, 펌프 소스(202)로부터의 펌프 조명(204)은 플라즈마(210)를 지속시키기 위해 제1 반사기 요소(206)의 제2 초점으로 포커싱된다. 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 흡수되지 않은 펌프 조명(218)을 제1 반사기 요소(206)의 초점에서 플라즈마(210)로 다시 반사하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 재포커싱된 펌프 조명(218)은 플라즈마(210)에 의해 흡수될 추가적인 기회를 가질 수 있고, 이로써 플라즈마(210)를 추가로 가열하고 소스(200)의 효율을 증가시킨다.
도 2c는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, LSP 광대역 광원(200)에서 광 수집의 개략적인 예시이다. 간략화를 위해, 초기 펌프 조명(204) 및 재순환된 펌프 조명(218)은 도 2c에 도시되지 않는다. 제1 반사기 요소(206)는 다운스트림 애플리케이션들에서 사용하기 위해 하부 2π 광을 수집하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206)는 하부 2π 광을 제1 반사기 요소(206)의 제2 초점에 포커싱할 수 있다.
도 2a를 다시 참조하면, 동작 동안, 플라즈마(210)는 펌프 조명(204, 218)의 일부를 흡수하고 광대역 광(215)을 방출한다. 이 실시예에서, 광대역 광(215)의 대략 절반은 플라즈마(210)에 대한 추가적인 가열 전력을 제공하기 위해 제1 반사기 요소(206) 초점에서 플라즈마(210)로 다시 포커싱된다. 본 명세서에서 상부 2π 입체각으로 방출된 광의 적어도 일부(즉, 상부 2π 광대역 광(215) 및 상부 2π 흡수되지 않은 펌프 조명(218))는 플라즈마(210)를 가열하기 위한 광자 에너지의 효과적인 사용을 부스팅하는 것을 돕기 위해 연속적으로 재순환된다는 것에 유의한다. 이 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 제1 반사기 요소(206)에 의해 수집되지 않은 상부 2π 광을 수집하도록 구성된다. 예를 들어, 상부 2π 입체각으로 방출된 광대역 광(215)은 먼저 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214) 둘 모두의 초점(예를 들어, 플라즈마(210)가 위치됨)에 다시 포커싱된다. 이 예에서, 제1 반사기 요소(206)는 이어서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)로부터 제1 반사기 요소(206)의 제2 초점(예를 들어, 수집 애퍼처의 위치)까지 다시 제1 반사 요소(206)로 재포커싱된 광대역 광(215)을 중계할 수 있다. 이 실시예에서, 상부 2π 및 하부 2π 광은 동일한 수집 에텐듀 내에서 수집될 수 있으며, 이는 증가된 수집 입체각(예를 들어, 4π 근처)을 초래한다는 것에 유의한다.
일부 실시예들에서, 펌프 조명(204)은 IR 광을 포함한다. 이 실시예에서, 플라즈마(210)에 포커싱된 IR 광은 2π 입체각을 점유한다. 예를 들어, IR 광의 상당 부분은 플라즈마(210)를 통해 그의 제1 경로 상에서 플라즈마(210)에 의해 흡수되는 한편, 나머지 IR 광은 플라즈마(210)를 통해 전파되고 최상부 반사기 요소(들)(214)에 의해 플라즈마(210)에 재포커싱된다. 추가적으로, 리턴된 IR 광의 상당 부분이 다시 플라즈마(210)에 의해 재흡수되어, IR 광의 매우 작은 부분이 광대역 광원(200) 밖으로 누설되게 한다. 이 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 광학기는 플라즈마(210)로부터 플라즈마 수집 평면(217)으로 광대역 광(215)의 관심 스펙트럼을 반사하도록 구성된 콜드 미러(212)를 포함할 수 있는 한편, 광 스펙트럼의 다른 부분(흡수되지 않은 펌프 조명을 포함함)은 콜드 미러(212)를 통해 투과된다. 본 명세서에서, 이러한 프로세스는 이중 흡수를 통해 전체 IR 흡수 효율을 증가시킨다는 것에 유의한다.
가스 함유 구조(208)는 플라즈마/가스 벌브, 플라즈마/가스 셀, 플라즈마/가스 챔버 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 가스 함유 구조를 포함할 수 있다. 추가로, 가스 함유 구조(208) 내에 함유된 가스는 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 네온(Ne), 질소(N2) 등 중 적어도 하나를 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 가스를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 광대역 광원(200)은 램프(예를 들어, 플라즈마 셀 또는 플라즈마 벌브)의 삽입을 허용하도록 구성된 개방형 액세스 홀(209)을 포함한다. 예를 들어, 광원(200)의 가스 함유 구조(208)는 개방형 액세스 홀(209)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 제1 반사기 요소(206)는 개방형 액세스 홀(209)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 가스 함유 구조(208)가 플라즈마 벌브 또는 플라즈마 셀인 경우에, 가스 함유 구조(208)의 투명한 부분들(예를 들어, 유리)은 임의의 수의 형상들을 취할 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 가스 함유 구조(208)는 원통형 형상, 구면 형상, 카디오이드(cardioid) 형상 등을 가질 수 있다.
제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 플라즈마-기반 광대역 광원들의 기술분야에 알려진 플라즈마(210)로부터 임의의 파장의 광대역 광을 수집하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 자외선(UV) 광, 진공 UV(VUV) 광, 심 UV(DUV) 광, 및/또는 극단 UV(EUV) 광을 수집하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 광대역 광원(200)은 플라즈마(210)로부터 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션들(도 2a 내지 도 2c에서 생략 부호로 표시됨)로 광대역 광 출력(215)을 지향시키도록 구성된 하나 이상의 추가적인 광학기를 더 포함한다. 하나 이상의 추가적인 광학기는, 하나 이상의 미러들, 하나 이상의 렌즈들, 하나 이상의 필터들, 하나 이상의 빔 분할기들 등을 포함하지만, 이제 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다.
본 개시의 많은 실시예들이 플라즈마 셀 또는 플라즈마 벌브, 예를 들어, 도 2a에 도시된 실시예들을 갖는 것으로 도시되었지만, 그러한 구성은 본 개시의 범위에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다. 하나 이상의 대안적인 실시예들에서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214) 중 하나는 가스 함유 구조(208) 자체를 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)의 표면들에 의해 정의된 볼륨 내에 가스를 함유하도록 밀봉될 수 있다. 이 예에서, 제1 반사기 요소(206) 및 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)의 표면들은 가스 챔버로서 작용하는, 플라즈마 셀 또는 플라즈마 벌브와 같은 내부 가스 함유 구조가 필요하지 않다. 이 경우, 개구(220)는 펌프 광(204) 및 플라즈마 광대역 광(215) 둘 모두가 이를 통과할 수 있게 하기 위해 윈도우(230)(예를 들어, 유리 윈도우)로 밀봉될 것이다. 일 실시예에서, 제1 반사기 요소(206)는 개구(209) 없이 구성될 수 있다. 제1 반사기 요소(206)와 추가적인 반사기 요소(214) 사이의 개구는 밀봉들(232)로 밀봉될 수 있다.
도 3a는 광대역 소스(100)와 광대역 광원(200)을 비교하는 그래프(300)를 예시한다. 이 예에서, 소스(100)의 반사기 요소(106)는 광대역 광원(200)의 제1 반사기 요소(206)보다 더 큰 수집 각도를 갖는다. 예를 들어, 소스(100)의 제1 반사기 요소(106)는 120도 수집 극각을 가질 수 있는 한편, 광대역 광원(200)의 제1 반사기 요소(206)는 90도 수집 극각을 가질 수 있다. 추가로, 이 예에서, 수집 평면(217)에서의 다운스트림 광학기의 수집 개구수(numerical aperture, NA)는 소스(100) 및 소스(200) 둘 모두에 대해 동일하다.
도 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 광대역 광원(100) 및 광대역 광원(200)에 각각 대응하는 포커싱된 스폿들(310, 320)의 예시이다. 일 실시예에서, 소스(100)의 반사기 요소(106)는 포커싱된 스폿(310)을 생성하고, 광대역 광원(200)의 제1 반사기 요소(206)는 포커싱된 스폿(320)을 생성한다. 이 예에서, 광대역 광원(100)의 포커싱된 스폿(310)은 (소스(200)에 비해) 소스(100)의 더 큰 수집 극각(예를 들어, 120도)로 인해, 광대역 광원(200)의 포커싱된 스폿(320)(예를 들어, 대략 1000 ㎛)보다 더 크다(예를 들어, 대략 2000 ㎛). 광대역 광원(200)의 더 작은 크기의 스폿(320)은 (예를 들어, 광대역 광원(200)에 대해 4π 및 소스(100)에 대해 3π 또는 그 근처에서) 광대역 광원(200)이 더 높은 수집 효율을 디스플레이할 수 있게 한다는 것에 유의한다.
도 3c는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 소스(100)의 수집 광 효율(380), 광대역 광원(200)의 수집 광 효율(370), 및 광원들(100 및 200) 둘 모두의 입체각 도함수(360)를 극 방출 각도의 함수로서 도시하는 그래프(350)이다.
일 실시예에서, 그래프(350)에 도시된 광원(200)의 입체각 도함수(360)는 입체각 대 극각의 도함수이다. 이 실시예에서, 입체각 도함수(360)는 극각 Ψ = 90 도에서 최대값에 도달한다.
다른 실시예에서, 그래프(350)는 광원(200)의 입체각 당 수집 효율(370) 및 광원(100)의 입체각 당 수집 효율(380)을 예시한다. 이 실시예에서, 수집 효율(370, 380)은 각각 새로운 설계 및 구식 설계에 대한 극 방출 각도의 함수이다. 추가로, 입체각 당 수집 효율은 거의 모든 극각들에서 구식 설계(수집 효율(380))에 비해 새로운 설계(수집 효율(370))에 대해 더 높다. 새로운 설계에서, 입체각 당 수집 효율(370)은 극각 Ψ = 90 도에서 최대값에 도달하며, 여기서 입체각은 가장 높은 도함수를 갖는다. 다른 한편으로, 구식 설계에서, 입체각 당 최대 수집 효율(380)은 입체각 도함수가 최대값이 아닌 극각에서 최대값에 도달한다. 따라서, 새로운 설계에 대한 전체적인 수집 효율은 이전 접근법들의 효율보다 더 높다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 적층된 구성의 2개의 추가적인 반사기 요소들을 갖는 LSP 광대역 광원(400)의 개략적인 예시이다. 일 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들은 제1 반사성 구면 섹션(414a) 및 제2 구면 섹션(414b)을 포함한다. 제1 반사성 구면 섹션(414a) 및 제2 구면 섹션(414b)은 제1 반사기 요소(406)의 초점에 공동으로 중심을 둘 수 있다. 제2 섹션(414b)이 제1 섹션에 의해 수집되지 않은 상부 2π 광을 수집할 수 있기 때문에, 그러한 이중-미러 구성은 소스의 수집 입체각을 증가시킨다. 추가로, 그러한 이중-미러 구성은 더 큰 반사성 구면 섹션의 제조 가능성을 위해 측방향 직경을 감소시킨다.
제1 반사성 구면 섹션(414a) 및 제2 구면 섹션(414b)은 펌프 조명(204)이 구면 섹션들(414a, 414b)을 통과할 수 있게 하도록 구성되고 광대역 광(215)을 하나 이상의 다운스트림 컴포넌트들로 통과시키도록 추가로 구성되는 하나 이상의 개구들(420)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 구면 섹션(414b)은 펌프 소스(202)로부터 제1 구면 섹션(414a)의 제1 개구(420a)를 통해 플라즈마(210)로 펌프 조명(204)을 통과시키도록 구성된 제2 개구(420b)를 포함할 수 있다. 추가로, 제1 개구(420a)는 제1 반사기 요소(406)의 초점으로부터의 수집된 광대역 광(215)을 제2 개구(420b)를 통해 하나 이상의 컴포넌트들로 통과시키도록 구성될 수 있다. 더욱이, 제2 구면 섹션(414b)은 펌프 조명(218) 및 광대역 광(215)의 추가적인 재순환을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 구형 섹션(414b)의 곡률 반경은 제1 구형 섹션(414a)의 곡률 반경보다 더 크다. 또한, 제1 구면 섹션(414a) 또는 제2 구면 섹션(414b) 중 적어도 하나는 제1 반사기 요소(406)의 곡률 반경보다 더 큰 곡률 반경을 갖는다.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 적층된 구성의 3개의 추가적인 반사기 요소들(514)을 갖는 LSP 광대역 광원(500)의 개략적인 예시이다. 일 실시예에서, 하나 이상의 반사기 요소들은 제1 반사성 구면 섹션(514a), 제2 구면 섹션(514b) 및 제3 구면 섹션(514c)을 포함한다. 제1 반사성 구면 섹션(514a), 제2 구면 섹션(514b) 및 제3 구면 섹션(514c)은 제1 반사기 요소(506)의 초점에 공동으로 중심을 둘 수 있다.
제1 반사성 구면 섹션(514a), 제2 구면 섹션(514b) 및 제3 구면 섹션(514c)은 펌프 조명(204)이 구면 섹션들(514a, 514b 및 514c)을 통과할 수 있게 하도록 구성되고 광대역 광(215)을 하나 이상의 다운스트림 컴포넌트들로 통과시키도록 추가로 구성되는 하나 이상의 개구들(520)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 구면 섹션(514c)은 제3 개구(520c)를 포함할 수 있고, 제2 구면 섹션(514b)은 제2 개구(520b)를 포함할 수 있고, 제1 구면 섹션(514a)은 제1 구면 개구(520a)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 제2 구면 섹션(514b)은 제1 반사기 요소(506)에 의해 수집되지 않은 광에 대해 펌프 조명(218) 및 광대역 광(215)의 추가적인 재순환을 제공할 수 있는 한편, 제3 구면 섹션(514c)은 제2 구면 섹션(514c)에 의해 수집되지 않은 펌프 조명(218)의 재순환을 제공한다. 다른 실시예에서, 제3 구면 섹션(514c)의 곡률 반경은 제2 구면 섹션(514b) 및 제1 구면 섹션(514a)의 곡률 반경보다 더 크다.
본 명세서에서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 다수의 추가적인 반사기 요소들의 적층된 구성은 추가적인 반사기 요소들(414a-414b 및 514a-514c)의 크기를 감소시킬 수 있다는 것에 유의한다. 이러한 크기의 감소는 본 개시의 하나 이상의 실시예들의 수집 효율을 개선시킨다. 추가적으로, 미러 크기의 이러한 감소는 더 높은 수집 효율을 위해 더 큰 수집 입체각을 허용하는 미러들의 제조 가능성을 개선시킨다.
추가로, 소스(200) 내의 추가적인 반사기 요소들의 최대 수가 3개로서 도시되었지만, 이는 본 개시의 범위에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다는 것에 유의한다. 예를 들어, 소스(200)는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 6개의 추가적인 반사기 요소들(등)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 수의 추가적인 반사기 요소들을 구비할 수 있다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 대안적인 및/또는 추가적인 실시예들에 따른, 광대역 광원(200)의 개략적인 예시이다.
이 실시예에서, 제1 반사기 요소(606)는 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(614)의 곡률 반경보다 더 큰 곡률 반경을 갖는다. 이 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(614)은 펌프 조명(204) 및 수집 경로(217)의 섀도우에 배열된다. 또한, 이 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(614)은 플라즈마 광대역 방사(215)를 다시 플라즈마(610)로 재포커싱하도록 구성된다.
도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 2a 내지 도 6 중 임의의 것(또는 이들의 임의의 조합)에 예시된 LSP 광대역 광원(200)을 구현하는 광학적 특성화 시스템(700)의 개략적인 예시이다.
본 명세서에서, 시스템(700)은 임의의 이미징, 검사, 계측, 리소그래피, 또는 본 기술분야에 알려진 다른 특성화/제조 시스템을 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 이와 관련하여, 시스템(700)은 견본(707)에 대해 검사, 광학 계측, 리소그래피, 및/또는 이미징을 수행하도록 구성될 수 있다. 견본(707)은 웨이퍼, 레티클/포토마스크 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 샘플을 포함할 수 있다. 시스템(700)은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 LSP 광대역 광원(200)의 다양한 실시예들 중 하나 이상을 통합할 수 있다는 것에 유의한다.
일 실시예에서, 견본(707)은 견본(707)의 이동을 용이하게 하기 위해 스테이지 조립체(712) 상에 배치된다. 스테이지 조립체(712)는 X-Y 스테이지, R-θ 스테이지 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 스테이지 조립체(712)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 스테이지 조립체(712)는 견본(707)에 대한 초점을 유지하기 위해 검사 또는 이미징 동안 견본(707)의 높이를 조정할 수 있다.
다른 실시예에서, 조명 아암(703)은 광대역 광원(200)으로부터의 조명을 견본(707)으로 지향시키도록 구성된다. 조명 아암(703)은 본 기술분야에 알려진 임의의 수 및 유형의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 조명 아암(703)은 하나 이상의 광학 요소들(702), 빔 분할기(704) 및 대물 렌즈(706)를 포함한다. 이와 관련하여, 조명 아암(703)은 LSP 광대역 광원(200)으로부터의 조명을 견본(707)의 표면 상에 포커싱하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 광학 요소들(702)은, 하나 이상의 미러들, 하나 이상의 렌즈들, 하나 이상의 편광기들, 하나 이상의 격자들, 하나 이상의 필터들, 하나 이상의 빔 분할기들 등을 포함하지만, 이제 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 광학 요소들 또는 광학 요소들의 조합을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 수집 아암(705)은 견본(707)으로부터 반사, 산란, 회절 및/또는 방출된 광을 수집하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 수집 아암(705)은 견본(707)으로부터의 광을 검출기 조립체(714)의 센서(716)로 지향시키고 그리고/또는 포커싱할 수 있다. 센서(716) 및 검출기 조립체(714)는 본 기술분야에 알려진 임의의 센서 및 검출기 조립체를 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 센서(716)는 CCD(charge-coupled device) 검출기, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 검출기, TDI(time-delay integration) 검출기, PMT(photomultiplier tube), APD(avalanche photodiode) 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 추가로, 센서(716)는 라인 센서 또는 전자-충격된 라인 센서를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예에서, 검출기 조립체(714)는 하나 이상의 프로세서들(720) 및 메모리(722)를 포함하는 제어기(718)에 통신가능하게 결합된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서들(720)은 메모리(722)에 통신가능하게 결합될 수 있으며, 하나 이상의 프로세서들(720)은 메모리(722) 상에 저장된 프로그램 명령들의 세트를 실행하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서들(720)은 검출기 조립체(714)의 출력을 분석하도록 구성된다. 일 실시예에서, 프로그램 명령들의 세트는 하나 이상의 프로세서들(720)로 하여금 견본(707)의 하나 이상의 특성들을 분석하게 하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 프로그램 명령들의 세트는, 견본(707) 및/또는 센서(716)에 대한 초점을 유지하기 위해, 하나 이상의 프로세서들(720)로 하여금 시스템(700)의 하나 이상의 특성들을 수정하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서들(720)은 LSP 광대역 광원(200)으로부터의 조명을 견본(707)의 표면 상에 포커싱하기 위해 대물 렌즈(706) 또는 하나 이상의 광학 요소들(702)을 조정하도록 구성될 수 있다. 다른 예를 들어, 하나 이상의 프로세서들(720)은 견본(707)의 표면으로부터 조명을 수집하고 수집된 조명을 센서(716) 상에 포커싱하기 위해 대물 렌즈(706) 및/또는 하나 이상의 광학 요소들(702)을 조정하도록 구성될 수 있다.
시스템(700)은 암시야 구성, 명시야 배향 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 광학 구성으로 구성될 수 있다는 것에 유의한다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 반사 측정 및/또는 타원 측정 구성으로 배열된 광학 특성화 시스템(800)의 간략화된 개략도를 예시한다. 도 2a 내지 도 7과 관련하여 설명된 다양한 실시예들 및 컴포넌트들이 도 8의 시스템으로 확장되도록 해석될 수 있다는 것에 유의한다. 시스템(800)은 본 기술분야에 알려진 임의의 타입의 계측 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(800)은 LSP 광대역 광원(200), 조명 아암(816), 수집 아암(818), 검출기 조립체(828), 및 하나 이상의 프로세서들(720) 및 메모리(722)를 포함하는 제어기(718)를 포함한다.
이 실시예에서, LSP 광대역 광원(200)으로부터의 광대역 조명은 조명 아암(816)을 통해 견본(707)으로 지향된다. 다른 실시예에서, 시스템(800)은 수집 아암(818)을 통해 샘플로부터 나오는 조명을 수집한다. 조명 아암 경로(816)는 광대역 빔을 수정 및/또는 컨디셔닝하기에 적합한 하나 이상의 빔 컨디셔닝 컴포넌트들(820)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 빔 컨디셔닝 컴포넌트들(820)은 하나 이상의 편광기들, 하나 이상의 필터들, 하나 이상의 빔 분할기들, 하나 이상의 디퓨저들, 하나 이상의 균질화기들, 하나 이상의 아포다이저(apodizer)들, 또는 하나 이상의 빔 성형기들 또는 하나 이상의 렌즈들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예에서, 조명 아암(816)은 샘플 스테이지(812) 상에 배치된 견본(207) 상에 빔을 포커싱하고 그리고/또는 지향시키기 위해 제1 포커싱 요소(822)를 활용할 수 있다. 다른 실시예에서, 수집 아암(818)은 견본(707)로부터 조명을 수집하기 위한 제2 포커싱 요소(826)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 검출기 조립체(828)는 견본(707)으로부터 수집 아암(818)을 통해 나오는 조명을 캡처하도록 구성된다. 예를 들어, 검출기 조립체(828)는 견본(707)으로부터 (예를 들어, 정반사, 확산 반사 등을 통해) 반사되거나 산란된 조명을 수신할 수 있다. 다른 예를 들어, 검출기 조립체(828)는 견본(707)에 의해 생성된 조명(예를 들어, 빔의 흡수와 연관된 발광 등)을 수신할 수 있다. 검출기 조립체(828)는 본 기술분야에 알려진 임의의 센서 및 검출기 조립체를 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 센서는 CCD 검출기, CMOS 검출기, TDI 검출기, PMT, APD 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
수집 아암(818)은, 하나 이상의 렌즈들, 하나 이상의 필터들, 하나 이상의 편광기들 또는 하나 이상의 위상 플레이트들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 제2 포커싱 요소(826)에 의해 수집된 조명을 지향시키고 그리고/또는 수정하기 위해 임의의 수의 수집 빔 컨디셔닝 요소들(830)을 더 포함할 수 있다.
시스템(800)은, 하나 이상의 조명 각도들을 갖는 분광 타원계, (예를 들어, 회전 보상기들을 사용하는) 뮬러(Mueller) 매트릭스 요소들을 측정하기 위한 분광 타원계, 단일 파장 타원계, 각도 분해 타원계(예를 들어, 빔-프로파일 타원계), 분광 반사계, 단일 파장 반사계, 각도 분해 반사계(예를 들어, 빔-프로파일 반사계), 이미징 시스템, 동공 이미징 시스템, 스펙트럼 이미징 시스템, 또는 산란계와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 본 기술분야에 알려진 임의의 타입의 계측 도구로서 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에서의 구현에 적합한 검사/계측 도구들의 설명은, 2012년 7월 9일에 출원되고 발명의 명칭이 "Wafer Inspection System"인 미국 특허 출원 제13/554,954호; 2009년 7월 16일에 공개되고 발명의 명칭이 "Split Field Inspection System Using Small Catadioptric Objectives"인 미국 공개 특허 출원 2009/0180176호; 2007년 1월 4일에 공개되고 발명의 명칭이 "Beam Delivery System for Laser Dark-Field Illumination in a Catadioptric Optical System"인 미국 공개 특허 출원 제2007/0002465호; 1999년 12월 7일에 발행되고 발명의 명칭이 "Ultra-broadband UV Microscope Imaging System with Wide Range Zoom Capability"인 미국 특허 제5,999,310호; 2009년 4월 28일에 발행되고 발명의 명칭이 "Surface Inspection System Using Laser Line Illumination with Two Dimensional Imaging"인 미국 특허 제7,525,649호; Wang 등에 의해 2013년 5월 9일에 공개되고 발명의 명칭이 "Dynamically Adjustable Semiconductor Metrology System"인 미국 공개 특허 출원 제2013/0114085호; Piwonka-Corle 등에 의해 1997년 3월 4일에 발행되고 발명의 명칭이 "Focused Beam Spectroscopic Ellipsometry Method and System"인 미국 특허 제5,608,526호; 및 Rosencwaig 등에 의해 2001년 10월 2일에 발행되고 발명의 명칭이 "Apparatus for Analyzing Multi-Layer Thin Film Stacks on Semiconductors"인 미국 특허 제6,297,880호 상기 특허들 각각은 그 전체가 참조로 본 명세서에 통합된다.
본 개시의 하나 이상의 프로세서들(720)은 본 기술분야에 공지된 임의의 프로세싱 요소들을 포함할 수 있다. 이러한 관점에서, 하나 이상의 프로세서들(720)은 소프트웨어 알고리즘들 및/또는 명령들을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서-유형의 디바이스를 포함할 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계들은 단일 컴퓨터 시스템 또는 대안적으로 다수의 컴퓨터 시스템들에 의해 수행될 수 있음을 인식해야 한다. 일반적으로, 용어 "프로세서"는, 비일시적 메모리 매체(722)로부터의 프로그램 명령들을 실행하는 하나 이상의 프로세싱 및/또는 로직 요소들을 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 더욱이, 개시된 다양한 시스템들의 상이한 서브시스템들은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계들 중 적어도 일부를 수행하기에 적합한 프로세서 및/또는 로직 요소들을 포함할 수 있다.
메모리 매체(722)는 연관된 하나 이상의 프로세서들(720)에 의해 실행가능한 프로그램 명령들을 저장하는데 적합한 본 기술분야에 공지된 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(722)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(722)는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예를 들어, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 메모리(722)는 본 명세서에서 설명된 다양한 단계들의 하나 이상의 결과들 및/또는 출력들을 저장하도록 구성된다. 메모리(722)는 하나 이상의 프로세서들(720)을 수납하는 공통 제어기에 수납될 수 있는 것에 추가로 유의한다. 대안적인 실시예에서, 메모리 매체(722)는 하나 이상의 프로세서들(720)의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서들(720)은 네트워크(예를 들어, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스가능한 원격 메모리(예를 들어, 서버)에 액세스할 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(718)의 하나 이상의 프로세서들(720)은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 다양한 프로세스 단계들 중 임의의 것을 실행할 수 있다. 본 명세서에서, 시스템(700)의 하나 이상의 컴포넌트들은 본 기술분야에 알려진 임의의 방식으로 시스템(700)의 다양한 다른 컴포넌트들에 통신가능하게 결합될 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 조명 시스템(700), 검출기 조립체(714), 제어기(718) 및 하나 이상의 프로세서들(720)은 유선(예를 들어, 구리 와이어, 광섬유 케이블 등) 또는 무선 연결(예를 들어, RF 결합, IR 결합, 데이터 네트워크 통신(예를 들어, WiFi, WiMax, 블루투스 등))을 통해 서로 및 다른 컴포넌트들에 통신가능하게 결합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 LSP 광대역 광원(200) 및 시스템들(700, 800)은 프로세스 도구에 물리적으로 결합되지 않은 도구로서 본 명세서에서 해석되는 "독립형 도구"로서 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 그러한 검사 또는 계측 시스템은 유선 및/또는 무선 부분들을 포함할 수 있는 송신 매체에 의해 프로세스 도구(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 프로세스 도구는 리소그래피 도구, 에칭 도구, 성막 도구, 연마 도구, 도금 도구, 세정 도구, 또는 이온 주입 도구와 같은, 본 기술분야에 알려진 임의의 프로세스 도구를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 시스템들에 의해 수행되는 검사 또는 측정의 결과들은 피드백 제어 기술, 피드포워드 제어 기술 및/또는 인-시튜 제어 기술을 사용하여 프로세스 또는 프로세스 도구의 파라미터를 변경하는 데 사용될 수 있다. 프로세스 또는 프로세스 도구의 파라미터는 수동으로 또는 자동으로 변경될 수 있다.
도 9는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 2a 내지 도 8 중 임의의 것 또는 이들의 임의의 조합에서 예시된 LSP 광대역 광원과 같은 LSP 광대역 광원(200)을 구현하는 광학 특성화 시스템(900)의 개략적 예시이다. 일 실시예에서, 시스템(900)은 광대역 광원(200)으로부터 광대역 광(215)을 수신하기 위한 수집 애퍼처(934)에 결합된 조명기 아암(950)을 포함한다. 조명 아암(950)이 본 기술분야에 알려진 임의의 검사, 계측 또는 다른 이미징 시스템을 위한 조명기로서의 역할을 할 수 있고, 단지 예시적인 목적들을 위해 본 명세서에서 제공된다는 것에 유의한다.
다른 실시예에서, 시스템(900)은 조명 경로(즉, 펌프 조명(204)의 경로)를 따라 NA 렌즈(922), 보상 플레이트(924), 및 실린더 렌즈(926)를 포함한다. 또한, 시스템(900)은 수집 경로(217)(즉, 광대역 광(215)의 경로)를 따라 윈도우(930) 및 컬러 필터(CF)(932)를 포함한다.
일 실시예에서, 조명기 아암(950)은 광대역 광(215)을 성형 및/또는 컨디셔닝하기 위한 하나 이상의 컴포넌트들을 포함한다. 예를 들어, 선택된 조명 조건(예를 들어, 조명 필드 크기, 빔 형상, 각도, 스펙트럼 콘텐츠 등)을 제공하기 위해, 하나 이상의 컴포넌트들은 하나 이상의 렌즈들(952, 956), 하나 이상의 미러들, 하나 이상의 필터들, 또는 하나 이상의 빔 성형 요소들(954)(예를 들어, 균질화기, 빔 성형기 등)을 포함할 수 있다.
도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, LSP 광대역 광원(200-800)을 구현하기 위한 방법(1000)을 예시하는 흐름도이다. 본 명세서에서 방법(1000)의 단계들은 광대역 광원(200) 및/또는 시스템들(700, 800, 또는 900)에 의해 전부 또는 부분적으로 구현될 수 있다는 것에 유의한다. 그러나, 추가적인 또는 대안적인 시스템-레벨 실시예들이 방법(1000)의 단계들 전부 또는 일부를 수행할 수 있다는 점에서, 방법(1000)이 광대역 광원(200) 및/또는 시스템들(700, 800 또는 900)로 제한되지 않는다는 것이 추가로 인식된다.
단계(1002)에서, 펌프 소스는 펌프 조명을 생성한다.
단계(1004)에서, 제1 반사기 요소는 플라즈마를 지속시키기 위해 펌프 조명의 일부를 가스 함유 구조의 가스로 지향시키도록 구성된다.
단계(1006)에서, 제1 반사기 요소는 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 일부를 수집하고 광대역 광의 일부를 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션들로 지향시킨다. 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션들은 검사 또는 계측 중 적어도 하나를 포함한다.
단계(1008)에서, 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들은 흡수되지 않은 펌프 조명 및 제1 반사기 요소에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 플라즈마로 다시 반사하도록 구성된다.
동작 동안, 펌프 소스(202)는 펌프 조명(204)을 생성한다. 제1 반사기 요소(206)는 플라즈마(210)를 지속시키기 위해 펌프 조명(204)을 가스 함유 구조(208)로 지향시킨다. 플라즈마(210)는 제1 반사기 요소(206)에 의해 수집된 광대역 광(215)을 방출하고, 제1 반사기 요소(206)는 광대역 광(215)을 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션들(예를 들어, 계측 또는 검사)로 지향시킨다. 하나 이상의 추가적인 광학기는 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션들로 광대역 광(215)을 지향시키는 것을 도울 수 있다. 하나 이상의 추가적인 반사기 요소들(214)은 흡수되지 않은 펌프 조명 및 제1 반사기 요소(206)에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 다시 플라즈마(210)로 반사하여 플라즈마를 추가로 가열한다. 플라즈마(210)는 펌프 조명(204)의 일부를 흡수하고 광대역 방사(215)를 방출하며, 이는 또한 플라즈마(210)로 재포커싱되어 플라즈마를 가열한다.
당업자는, 본 명세서에서 설명된 컴포넌트들, 디바이스들, 객체들 및 이들을 수반하는 논의들이 개념적인 명확성을 위한 예시들로서 사용되었고 다양한 구성 수정들이 고려됨을 인식할 것이다. 결국, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기술된 특정 예시들 및 수반된 논의는 이들의 보다 일반적인 클래스들을 대표하도록 의도된다. 일반적으로, 임의의 특정 예시의 사용은 그 클래스를 대표하는 것으로 의도되며, 특정 컴포넌트들, 디바이스들 및 객체들의 비-포함이 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다.
본 명세서에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수 용어들의 사용에 있어서, 당업자들은 문맥 및/또는 적용에 적절하도록 복수로부터 단수로 및/또는 단수로부터 복수 변환할 수 있다. 다양한 단수/복수 치환들은 명확성을 위해 본 명세서에서 명시적으로 기재되지 않는다.
본 명세서에서 설명된 요지는 때때로 다른 컴포넌트들 내에 포함되거나 그에 연결된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 이러한 예시된 아키텍처들은 단지 예시적이며, 실제로 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처들이 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 개념적 관점에서, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트들의 임의의 배열은, 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관된다". 따라서, 본 명세서에서 특정 기능을 달성하도록 조합된 임의의 2개의 컴포넌트들은, 아키텍처들 또는 중간적 컴포넌트들과 무관하게 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관되는" 것으로 간주될 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 2개의 컴포넌트들은 또한 원하는 기능성을 달성하기 위해 서로 "연결된" 또는 "결합된" 것으로 간주될 수 있으며, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트들은 또한 원하는 기능성을 달성하기 위해 서로 "결합가능한" 것으로 간주될 수 있다. 결합가능한 특정 예시들은 물리적으로 정합가능한 및/또는 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 무선으로 상호작용가능한 및/또는 무선으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 논리적으로 상호작용하는 및/또는 논리적으로 상호작용가능한 컴포넌트들을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 것을 이해해야 한다. 일반적으로, 본원 및 특히 첨부된 청구항들(예를 들어, 첨부된 청구항들의 본문들)에서 사용된 용어들은 일반적으로 "열린" 용어들로 의도되는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다(예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "포함하지만 이에 제한되지 않는" 것으로, "갖는"이라는 용어는 "적어도 포함하는" 것으로, "포함한다"는 용어는 "포함하지만 제한되지는 않는다"로 해석되어야 한다. 특정 수의 도입된 청구항 인용이 의도되면, 이러한 의도는 청구항에서 명시적으로 인용될 것이고, 이러한 인용의 부재는 어떠한 이러한 의도도 존재하지 않음이 당업자들에 의해 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 다음의 첨부된 청구항들은 청구항 인용들을 도입하기 위해, "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 도입 어구들의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 어구들의 사용은, 동일한 청구항이 도입 어구들 "하나 이상" 또는 "적어도 하나", 및 "a" 또는 "an"과 같은 부정 관사를 포함하는 경우에도, 부정 관사 "a" 또는 "an"에 의한 청구항 인용의 도입이 이러한 도입된 청구항 인용을 포함하는 임의의 특정 청구항을 오직 하나의 이러한 인용만을 포함하는 발명들로 제한한다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안되며(예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 통상적으로 "적어도 하나" 또는 ‘하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함); 이는 청구항 인용들을 도입하기 위해 사용되는 정관사들의 사용에 대해서도 동일하게 적용된다. 또한, 특정 수의 도입된 청구항 인용이 명시적으로 인용되는 경우에도, 본 기술분야의 통상의 기술자들은, 이러한 인용이 통상적으로 적어도 그 인용된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 함을 인식할 것이다.(예를 들어, 다른 수정자들 없이 "2 개의 인용들"의 단순한 인용은 통상적으로 적어도 2 개의 인용들 또는 둘 이상의 인용들을 의미한다). 또한, "A, B 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관행이 사용되는 그러한 경우들에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 관행을 이해할 관점에서 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 오직 A, 오직 B, 오직 C, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 것 등의 시스템들을 포함할 것이지만 이에 제한되는 것은 아니다). "A, B 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관행이 사용되는 그러한 경우들에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 관행을 이해할 관점에서 의도된다(예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 오직 A, 오직 B, 오직 C, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 것 등의 시스템들을 포함할 것이지만 이에 제한되는 것은 아니다). 설명에서든, 청구항들에서든 또는 도면들에서든 둘 이상의 대안적 용어를 제시하는 가상으로 임의의 분리된 단어 및/또는 어구는 용어들 중 하나, 또는 용어들 중 어느 하나 또는 둘 모두의 용어들을 포함할 가능성들을 고려하도록 이해되어야 하는 것이 당업자들에게 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 문구는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성들을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
본 개시 및 그에 수반되는 많은 이점들은 전술한 설명에 의해 이해될 것이며, 개시된 요지를 벗어나지 않으면서 또는 이의 실질적 이점들 모두를 희생하지 않으면서 컴포넌트들의 형태, 구성 및 배열에서 다양한 변화들이 행해질 수 있음은 자명할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명적인 것이며, 다음의 청구항들의 의도는 그러한 변화들을 아우르고 포함하는 것이다.

Claims (24)

  1. 시스템에 있어서,
    가스를 함유하기 위한 가스 함유 구조(gas containment structure);
    펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
    플라즈마를 지속시키기 위해 상기 펌프 조명의 일부를 상기 가스 내로 지향시키도록 구성된 제1 반사기 요소 - 상기 제1 반사기는 상기 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 적어도 일부를 수집하도록(collect) 구성됨 -; 및
    상기 제1 반사기의 반대편에 위치된 하나 이상의 추가적인 반사기 요소 - 상기 제1 반사기 요소의 반사성 표면이 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소의 반사성 표면을 향하고, 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 흡수되지 않은 펌프 조명 및 상기 제1 반사기 요소에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 상기 플라즈마로 다시 반사하도록 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소 중 하나 및 상기 제1 반사기 요소는 상기 가스 함유 구조를 형성하고, 상기 제1 반사기 요소 및 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는, 상기 제1 반사기 요소 및 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소의 표면들에 의해 정의된 볼륨 내에 가스를 함유하도록 밀봉되는 것인, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 상기 제1 반사기 요소에 의해 수집되지 않은 상부 2π 광의 일부를 반사하도록 구성되는 것인, 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 상기 상부 2π 광의 일부를 상기 제1 반사기 요소의 제1 초점에 포커싱하도록 구성되는 것인, 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 2π 광의 일부는 상기 제1 반사기 요소의 제2 초점으로 더 중계되는 것인, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사기 요소는 반사성 타원면 섹션을 포함하는 것인, 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 하나 이상의 반사성 구면 섹션을 포함하는 것인, 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 단일 반사성 구면 섹션을 포함하는 것인, 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는, 제1 반사성 구면 섹션 및 제2 구면 섹션을 포함하고, 상기 제1 반사성 구면 섹션의 곡률 반경은 상기 제2 구면 섹션의 곡률 반경보다 작은 것인, 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사기 요소는 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소의 곡률 반경보다 더 작은 곡률 반경을 갖는 것인, 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사기 요소는 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소의 곡률 반경보다 더 큰 곡률 반경을 갖는 것인, 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사기 요소 및 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 3π 내지 4π의 조합된 수집 입체각(combined collection solid angle)을 갖는 것인, 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반사기 요소 및 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 3.4π 내지 3.6π의 조합된 수집 입체각을 갖는 것인, 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 상기 제1 반사기 요소 위에 위치되는 것인, 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는 상기 펌프 소스로부터 상기 플라즈마로 펌프 조명을 전달하도록 구성된 애퍼처(aperture)를 포함하는 것인, 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 펌프 소스는 하나 이상의 레이저를 포함하는 것인, 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 펌프 소스는, 적외선 레이저, 가시광 레이저, 또는 자외선 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사기 요소 및 상기 하나 이상의 추가적인 요소는 상기 플라즈마로부터 광대역 UV, VUV, DUV, 또는 EUV 광 중 적어도 하나를 수집하도록 구성되는 것인, 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 가스는, 아르곤, 크립톤, 또는 크세논 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
  19. 삭제
  20. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마로부터 출력된 광대역 광을 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션으로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 추가적인 수집 광학기를 더 포함하는, 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션은, 검사 또는 계측 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
  22. 시스템에 있어서,
    가스를 함유하기 위한 가스 함유 구조;
    펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
    플라즈마를 지속시키기 위해 상기 펌프 조명의 일부를 상기 가스 내로 지향시키도록 구성된 타원면 미러 - 상기 타원면 미러는 상기 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 적어도 일부를 수집하고 상기 광대역 광의 일부를 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션으로 지향시키도록 구성됨 -; 및
    상기 타원면 미러 위에 위치된 하나 이상의 구면 미러 - 상기 타원면 미러의 반사성 표면이 상기 하나 이상의 구면 미러의 반사성 표면을 향하고, 상기 하나 이상의 구면 미러는 흡수되지 않은 펌프 조명 및 상기 타원면 미러에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 상기 플라즈마로 다시 반사하도록 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 구면 미러 중 하나 및 상기 타원면 미러는 상기 가스 함유 구조를 형성하고, 상기 타원면 미러 및 상기 하나 이상의 구면 미러는, 상기 타원면 미러 및 상기 하나 이상의 구면 미러의 표면들에 의해 정의된 볼륨 내에 가스를 함유하도록 밀봉되는 것인, 시스템.
  23. 방법에 있어서,
    펌프 조명을 생성하는 단계;
    제1 반사기 요소를 통해 플라즈마를 지속시키기 위해 가스 함유 구조 내의 가스 내로 상기 펌프 조명의 일부를 지향시키는 단계;
    상기 플라즈마로부터 방출된 광대역 광의 일부를 상기 제1 반사기 요소를 통해 수집하고 상기 광대역 광의 일부를 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션으로 지향시키는 단계; 및
    흡수되지 않은 펌프 조명 및 상기 제1 반사기 요소에 의해 수집되지 않은 광대역 광을 하나 이상의 추가적인 반사기 요소를 통해 상기 플라즈마로 다시 반사하는 단계
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소 중 하나 및 상기 제1 반사기 요소는 상기 가스 함유 구조를 형성하고, 상기 제1 반사기 요소 및 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소는, 상기 제1 반사기 요소 및 상기 하나 이상의 추가적인 반사기 요소의 표면들에 의해 정의된 볼륨 내에 가스를 함유하도록 밀봉되는 것인, 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다운스트림 애플리케이션은, 검사 또는 계측 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.
KR1020227002609A 2019-07-19 2020-06-29 멀티-미러 레이저 지속형 플라즈마 광원 KR102606557B1 (ko)

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