KR102618012B1 - 극자외 광원 내의 타겟의 이동 속성의 결정 기술 - Google Patents

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KR102618012B1 KR1020237005083A KR20237005083A KR102618012B1 KR 102618012 B1 KR102618012 B1 KR 102618012B1 KR 1020237005083 A KR1020237005083 A KR 1020237005083A KR 20237005083 A KR20237005083 A KR 20237005083A KR 102618012 B1 KR102618012 B1 KR 102618012B1
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세사르 페르난데스-에스파사
제시 퀸 오들레
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

궤적을 따라 타겟 공간을 향해 이동할 때 현재 타겟의 이동 속성을 측정하기 위한 방법이 기술된다. 이러한 방법은, 상기 현재 타겟이 상기 타겟 공간에 진입하기 전에 상기 현재 타겟과 복수 개의 진단 프로브 각각 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광의 복수 개의 2차원 표현을 검출하는 단계; 광의 검출된 복수 개의 2차원 표현의 분석에 기초하여 상기 현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 결정하는 단계 - 상기 결정하는 단계는 상기 현재 타겟이 상기 타겟 공간에 진입하기 전에 완료됨 -; 및 현재 타겟의 결정된 하나 이상의 이동 속성이 허용가능한 범위 밖이면, 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성을 조절하는 단계를 포함한다.

Description

극자외 광원 내의 타겟의 이동 속성의 결정 기술{DETERMINING MOVING PROPERTIES OF A TARGET IN AN EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016 년 9 월 14 일자로 출원된 미국 출원 번호 제 15/265,376 의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용에 의해 본 명세서에 원용된다.
개시된 기술 요지는 레이저 생성 플라즈마 극자외 광원 내에서 그 궤적을 따르는 타겟의 양태를 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
예를 들어 약 50 nm 이하(또한 가끔 소프트 x-레이라고도 불림)의 파장을 가지는 전자기 방사선이고, 약 13 nm의 파장을 가진 광을 포함하는 극자외(EUV) 광은 예를 들어 실리콘 웨이퍼에서 극히 작은 피쳐를 생성하기 위한 포토리소그래피 프로세스에서 사용될 수 있다.
EUV 광을 생성하는 방법은, 플라즈마 상태에서 EUV 범위 내의 방출선을 가지는 예를 들어 제논, 리튬, 또는 주석의 원소를 가지는 재료를 변환하는 것을 포함하지만 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")라고 불리는 이러한 하나의 방법에서, 요구되는 플라즈마는, 예를 들어 액적, 플레이트, 테이프, 스트림, 또는 재료의 클러스터의 형태인 타겟 재료를 구동 레이저라고 불릴 수 있는 증폭된 광 빔으로써 조사함으로써 생성될 수 있다. 이러한 프로세스의 경우, 플라즈마는 통상적으로 실링된 용기, 예를 들어 진공 챔버 내에서 생성되고 다양한 타입의 계측 장비를 사용하여 모니터링된다.
일반적인 일부 양태에서, 궤적을 따라 타겟 공간을 향해 이동할 때 현재 타겟의 이동 속성을 측정하기 위한 방법이 수행된다. 이러한 방법은, 상기 현재 타겟이 상기 타겟 공간에 진입하기 전에 상기 현재 타겟과 복수 개의 진단 프로브 각각 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광의 복수 개의 2차원 표현을 검출하는 단계; 광의 검출된 복수 개의 2차원 표현의 분석에 기초하여 상기 현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 결정하는 단계 - 상기 결정하는 단계는 상기 현재 타겟이 상기 타겟 공간에 진입하기 전에 완료됨 -; 및 현재 타겟의 결정된 하나 이상의 이동 속성이 허용가능한 범위 밖이면, 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성을 조절하는 단계를 포함한다.
구현예들은 후속하는 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은, 상기 방사선 펄스를 상기 타겟 공간 내에서 현존 타겟(present target)과 상호작용시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 현존 타겟은 상기 타겟 공간에 진입한 상기 현재 타겟 또는 상기 타겟 공간에 진입한 다른 타겟 중 하나이고, 상기 다른 타겟은, 상기 현재 타겟이 상기 타겟 공간에 진입하는 시간에 후속하는 시간에 상기 타겟 공간에 진입한다. 다른 타겟은 궤적을 따라 상기 현재 타겟에 인접할 수 있다. 다른 타겟은 상기 궤적을 따라 상기 다른 타겟과 상기 현재 타겟 사이에 있는 중간 타겟에 인접할 수 있다.
방사선 펄스는 현존 타겟의 적어도 일부를 방사선 펄스가 현존 타겟과 상호작용하면 극자외 광을 방출하는 플라즈마로 변환할 수 있다. 방사선 펄스는 에너지를 현존 타겟에 전달하여 현존 타겟의 기하학적 분포를 변경할 수 있다.
상기 방법은, 상기 현재 타겟을 상기 궤적을 따라, 레이저-생성 플라즈마 극자외 광원 내에 규정된 상기 타겟 공간을 향해 릴리스하는 단계를 더 포함할 수 있다.
검출되는 광의 2차원 표현은 상기 광의 2차원 이미지일 수 있다.
상기 방법은, 적어도 하나의 진단 프로브를 축방향에 수직인 제 1 방향과 상기 축방향에 의해 규정되는 평면을 따라 상기 현재 타겟을 향해 지향시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 현재 타겟은 상기 축방향에 나란한 성분을 가지는 방향에 따라 이동한다. 상기 방사선 펄스는 상기 축방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향에 따라서 상기 타겟 공간을 향해 지향될 수 있다.
상기 방법은, 상기 현재 타겟이 타겟 공간에 진입하기 전에 각각의 진단 프로브가 별개의 진단 위치에서 상기 현재 타겟과 상호작용하도록, 상기 진단 프로브를 상기 현재 타겟을 향해 지향시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
각각의 진단 프로브는 진단 광 빔일 수 있다. 상기 현재 타겟과 각각의 진단 프로브 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광은 상기 현재 타겟의 표면으로부터 산란되는 진단 광 빔을 포함할 수 있다. 상기 현재 타겟과 진단 프로브 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광은, 상기 진단 광 빔의 적어도 일부를 차단하는 상기 현재 타겟의 음영을 포함할 수 있다.
현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성은 현재 타겟의 위치, 속도, 및 가속도 중 하나 이상을 결정함으로써 결정될 수 있다. 현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성은 현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 3차원 좌표계의 각각의 차원에 따라서 결정함으로써 결정될 수 있다. 방사선 펄스의 하나 이상의 특성은 방사선 펄스의 릴리스 타이밍 및 방사선 펄스가 이동하는 방향을 조절함으로써 조절될 수 있다.
상기 방법은, 상기 현재 타겟이 상기 타겟 공간에 진입하기 전에 상기 현재 타겟과 각각의 진단 프로브 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광의 복수 개의 1차원 값을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 현재 타겟은, 이전의 인접한 타겟이 상기 타겟 공간 내에서 이전 방사선 펄스와 상호작용한 이후에 상기 복수 개의 진단 프로브와 상호작용할 수 있다. 상기 현재 타겟은, 상기 현재 타겟이 플라즈마 반발력(pushback force)에 의해 적어도 부분적으로 영향받는 동안 상기 복수 개의 진단 프로브와 상호작용할 수 있다.
상기 방법은, 상기 광의 검출된 복수 개의 2차원 표현을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 분석하는 단계는, 각각의 표현 내에서 하나 이상의 관심 영역을 식별하는 것 - 각각의 관심 영역은 상기 현재 타겟의 상기 궤적을 따르는 위치에 대응함 -; 각각의 관심 영역에 대하여, 상기 관심 영역의 중앙 구역을 결정하는 것; 및 결정된 중앙 구역에 기초하여 상기 현재 타겟의 위치를 3차원에서 유도하는 것을 포함한다.
일반적인 다른 양태에서, 각각의 타겟이 그 궤적을 따라 타겟 공간을 향해 이동할 때 복수 개의 타겟 중 각각의 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 측정하기 위한 방법이 수행된다. 이러한 방법은: 복수 개 중 각각의 타겟이 타겟 공간에 도달하기 전에 그리고 이전의 인접한 타겟이 타겟 공간에 진입한 후에, 상기 타겟의 궤적을 따르는 진단 위치에서 복수 개의 진단 프로브를 복수 개의 타겟 중 각각의 타겟과 상호작용하는 단계를 포함한다. 복수 개의 타겟 중 각각의 타겟에 대하여: 복수 개의 타겟 중 각각의 타겟에 대하여: 상기 타겟과 상기 진단 프로브 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광의 복수 개의 2차원 표현이 검출되고; 검출된 2차원 표현이 분석되며; 검출된 2차원 표현의 분석에 기초하여, 3차원 좌표계의 각 차원에 따른 상기 타겟의 하나 이상의 이동 속성이 결정되고; 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성이 조절될 필요가 있는지 여부가 결정된 하나 이상의 이동 속성에 기초하여 결정된다.
구현예들은 후속하는 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은, 복수 개의 타겟 중 각각의 타겟에 대하여: 상기 타겟과 진단 프로브 사이의 각각의 상호작용과 연관된 시간을 검출하는 단계; 검출된 시간을 분석하는 단계; 및 상기 검출된 시간의 분석에 기초하여, 상기 3차원 좌표계의 차원 중 적어도 하나에 따라 상기 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
타겟의 하나 이상의 이동 속성은 타겟의 위치, 속도, 및 가속도 중 하나 이상을 결정함으로써 결정될 수 있다.
광의 2차원 표현은 상기 광의 2차원 이미지를 검출함으로써 검출될 수 있다. 검출된 2차원 이미지는, 이미지 내의 하나 이상의 관심 영역을 식별하고 각각의 식별된 관심 영역에 대한 도심을 계산함으로써 분석될 수 있다.
상기 방사선 펄스의 하나 이상의 특성이 조절될 필요가 있는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 타겟의 결정된 하나 이상의 이동 속성이 허용가능한 범위 밖이면 상기 방사선 펄스의 하나 이상의 특성이 조절될 필요가 있다고 결정하는 것을 포함할 수 있다. 방사선 펄스의 하나 이상의 특성은 방사선 펄스의 릴리스 타이밍 및 방사선 펄스가 이동하는 방향을 조절함으로써 조절될 수 있다.
광의 2차원 표현은 타겟이 타겟 공간에 진입하기 전에 검출될 수 있다. 검출된 2차원 표현은 타겟이 타겟 공간에 진입하기 전에 분석될 수 있다. 그리고, 타겟의 하나 이상의 이동 속성이 타겟이 타겟 공간에 진입하기 전에 결정될 수 있다.
타겟은, 상기 타겟이 플라즈마 반발력에 의해 적어도 부분적으로 영향받는 동안 상기 복수 개의 진단 프로브와 상호작용할 수 있다.
일반적인 다른 양태에서, 장치는: 타겟을 타겟 공간을 향해 릴리스하도록 구성되는 타겟 전달 시스템 - 상기 타겟은 플라즈마로 변환되면 방출 극자외(EUV) 광을 방출하는 재료를 포함함 -; 타겟 공간 및 상기 타겟 전달 시스템과 상기 타겟 공간 사이의 영역을 규정하는 챔버 - 상기 타겟 공간은 복수 개의 방사선 펄스를 수광하도록 위치설정되고, 타겟 공간 내에서 타겟과 상호작용하는 각각의 방사선 펄스는 상기 타겟의 적어도 일부가 EUV 광을 방출하는 플라즈마로 변환되게 함 -; 진단 시스템; 및 제어 시스템을 포함한다. 진단 시스템은: 복수 개의 진단 프로브를 생성하는 프로브 모듈 - 각각의 진단 프로브는 타겟이 타겟 공간에 진입하기 전에 상기 영역 내에서 타겟과 상호작용함 -; 및 진단 프로브 및 타겟 사이의 상호작용으로부터 생성된 광의 복수 개의 2차원 표현을 검출하는 검출 모듈을 포함한다. 제어 시스템은 진단 시스템에 연결되고: 검출 모듈로부터 복수 개의 2차원 표현을 수신하고; 수신된 2차원 표현을 분석하며; 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 상기 분석에 기초하여 결정하도록 구성된다.
구현예들은 후속하는 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 시스템은, 상기 타겟의 결정된 하나 이상의 이동 속성이 허용가능한 범위 밖이면, 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성을 조절하도록 구성될 수 있다. 각각의 진단 프로브는 진단 광 빔일 수 있다. 상기 타겟과 각각의 진단 프로브 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광은 상기 타겟의 표면으로부터 산란되는 진단 광 빔을 포함할 수 있다. 상기 타겟과 각각의 진단 프로브 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광은, 상기 진단 광 빔의 적어도 일부를 차단하는 상기 타겟의 음영을 포함할 수 있다.
도 1a 는 연장된 타겟 영역에서 -X 방향에 따라 타겟 공간을 향해 이동하는 타겟의 이동 속성을 검출하기 위한 진단 시스템을 포함하는 레이저 생성 플라즈마 극자외 광원의 블록도이다;
도 1b 는 도 1a 의 광원을 보여주는 개략도인데, X 방향은 면 밖으로 나오는 방향이고 타겟 궤적은 면 속으로 들어간다;
도 2a 는 이전 방사선 펄스와 선행 타겟이 도 1 의 EUV 광원의 타겟 공간 내의 타겟 위치에서 서로 상호작용하기 직전의 시점을 보여주는 개략도이다;
도 2b 는 현재 방사선 펄스 및 현재 타겟이 도 1 의 EUV 광원의 타겟 공간 내의 타겟 위치에서 서로 상호작용하기 직전의 시점을 보여주는 개략도이다;
도 3 은 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 진단 시스템의 블록도이다;
도 4 는 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 제어 시스템의 블록도이다;
도 5 는 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 진단 시스템의 블록도이다;
도 6 은 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 제어 시스템의 블록도이다;
도 7 은 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 진단 시스템의 블록도이다;
도 8 은 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 제어 시스템의 블록도이다;
도 9a 는 진단 방사선 빔과 현재 타겟 사이의 상호작용의 클로즈업을 보여주는 개략도인데, 진단 방사선 빔 축은 현재 타겟의 궤적에 대략적으로 수직이고, 현재 타겟 궤적은 X 방향에 정렬된다;
도 9b 는 진단 방사선 빔과 현재 타겟 사이의 상호작용의 클로즈업을 보여주는 개략도인데, 진단 방사선 빔 축은 현재 타겟의 궤적에 대략적으로 수직이고, 현재 타겟 궤적은 X 방향에서 오프셋되고 Y 방향과 나란하다;
도 9a 는 진단 방사선 빔과 현재 타겟 사이의 상호작용의 클로즈업을 보여주는 개략도인데, 진단 방사선 빔은 평면에 있는 축을 따라 지향되고, 현재 타겟 궤적은 X 방향에 정렬된다;
도 9a 는 진단 방사선 빔과 현재 타겟 사이의 상호작용의 클로즈업을 보여주는 개략도인데, 진단 방사선 빔은 평면에 있는 축을 따라 지향되고, 현재 타겟 궤적은 X 방향에서 오프셋되고 Y 방향과 나란하다;
도 10 은 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 진단 시스템의 블록도이다;
도 11 은 도 1 의 EUV 광원과 상호작용하도록, 제 1 타겟 위치로 지향되는 예비 방사선 펄스 및 제 2 타겟 위치로 지향되는 메인 방사선 펄스를 보여주는 개략도이다;
도 12 는 도 1 의 EUV 광원에서 사용되기 위한 예시적인 광학 소스의 블록도이다;
도 13 은 연장된 타겟 영역 내에서의 현재 타겟의 이동 속성을 결정하도록 EUV 광원(제어 시스템의 제어 하에)에 의해 수행되는 예시적인 프로시저의 흐름도이다;
도 14a 는 도 1 의 EUV 광원의 Z 방향에 따라 바라본 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 이전 방사선 펄스 및 종래의 타겟이 타겟 공간 내의 타겟 위치에서 서로 상호작용하기 직전의 시점을 보여준다;
도 14b 는 X 방향에 따라 바라본 도 14a 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이고, 도 14a 와 동일한 시점을 보여준다;
도 15a 는 도 1 의 EUV 광원의 Z 방향에 따라 바라본 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 이전 방사선 펄스 및 종래의 타겟이 타겟 공간 내의 타겟 위치에서 서로 상호작용하기 직후의 시점을 보여준다;
도 15b 는 X 방향에 따라 바라본 도 15a 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이고, 도 15a 와 동일한 시점을 보여준다;
도 16a 는 도 1 의 EUV 광원의 Z 방향에 따라 바라본 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 현재 타겟이 연장된 타겟 영역 내에서 진단 시스템의 제 1 진단 광 빔과 상호작용하는 시점을 보여준다;
도 16b 는 X 방향에 따라 보이는 도 16a 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이며, 도 16a 와 동일한 시점을 보여준다;
도 17a 는 도 1 의 EUV 광원의 Z 방향에 따라 바라본 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 현재 타겟이 연장된 타겟 영역 내에서 진단 시스템의 제 2 진단 광 빔과 상호작용하는 시점을 보여준다;
도 17b 는 X 방향에 따라 보이는 도 17a 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이며, 도 17a 와 동일한 시점을 보여준다;
도 18a 는 도 1 의 EUV 광원의 Z 방향에 따라 바라본 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 현재 타겟이 연장된 타겟 영역 내에서 제 2 진단 광 빔과 상호작용한 이후, 그리고 현재 방사선 펄스가 타겟 공간으로 지향되는 중인 시점을 보여준다;
도 18d 는 X 방향에 따라 보이는 도 18a 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이며, 도 18a 와 동일한 시점을 보여준다;
도 19a 는 Z 방향에 따라 보이는 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 현재 타겟이 타겟 공간 내에서 현재 방사선 펄스와 상호작용하는 중인 시점을 보여준다;
도 19b 는 X 방향에 따라 바라본 도 19a 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이고, 도 19a 와 동일한 시점을 보여준다;
도 19a 는 Z 방향에 따라 보이는 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 현재 타겟이 타겟 공간 내에서 현재 메인 방사선 펄스와 상호작용하고 EUV 광을 생성하고 있는 동안의 시점을 보여준다;
도 19d 는 X 방향에 따라 보이는 도 19c 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이며, 도 19c 와 동일한 시점을 보여준다;
도 20a 는 도 1 의 EUV 광원의 Z 방향에 따라 바라본 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도인데, 현재 타겟이 연장된 타겟 영역 내에서 진단 시스템의 세 개의 진단 광 빔과 상호작용한 이후, 그리고 현재 방사선 펄스가 타겟 공간으로 지향되는 중인 시점을 보여준다;
도 20b 도 14b 는 X 방향에 따라 바라본 도 20a 의 예시적인 진단 시스템, 연장된 타겟 영역, 및 타겟 공간의 개략도이고, 도 20a 와 동일한 시점을 보여준다;
도 21a 는 도 1 의 EUV 광원의 예시적인 진단 시스템의 블록도이다;
도 21b 는 도 21a 의 진단 시스템의 2차원 기록 디바이스를 사용하여 기록되는 예시적인 이미지이다;
도 22 는 도 21b 에 도시되는 것과 같은 이미지를 처리하기 위하여 도 21a 의 진단 시스템과 공동으로 사용될 수 있는 제어 시스템의 블록도이다;
도 23 은 도 22 의 제어 시스템 내의 분석 모듈의 블록도이다;
도 24 는 타겟의 음영이 두 개 이상의 2차원 기록 디바이스를 사용하여 이미징되는 예시적인 진단 시스템의 개략도이다;
도 25 는 타겟에서 산란되는 광이 두 개 이상의 2차원 기록 디바이스를 사용하여 이미징되는 예시적인 진단 시스템의 개략도이다;
도 26 은 타겟으로부터 반사된 광이 두 개 이상의 2차원 기록 디바이스를 사용하여 이미징되는 예시적인 진단 시스템의 개략도이다;
도 27 은 타겟과 진단 프로브 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광의 1차원 양태 및 2차원 이미지 양자 모두를 기록하는 예시적인 진단 시스템의 블록도이다; 그리고
도 28 은 도 22 의 제어 시스템에 의해 수행되는 예시적인 프로시저의 흐름도이다.
도 1a 및 도 1b 를 참조하면, 극자외(EUV) 광원(100)은 타겟과 방사선 펄스 사이의 상호작용에 의해 생성된 EUV 광(155)을 출력 장치(160)로 공급한다. EUV 광원(100)은 현재 타겟(110)이 연장된 타겟 영역(115) 내에서 이동할 때 현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성(예컨대 속력, 속도, 및 가속도)을 측정 및 분석하는 피쳐 또는 컴포넌트를 포함한다. 현재 타겟(110)은 개략적으로 그 방향이 타겟(또는 축상) 방향 AT라고 간주될 수 있는 궤적(TR)에 따라서 챔버(175) 내에 규정된 타겟 공간(120)을 향해 이동한다. 현재 타겟(110)의 축방향 AT는 3 차원 좌표계, 즉, 챔버(175)에 의해 규정되는(X, Y, Z) 좌표계 내에 놓여 있다. 현재 타겟(110)의 축방향 AT는 대략적으로 챔버(175)의 좌표계의 -X 방향과 평행한 성분을 가진다. 그러나, 현재 타겟(110)의 축방향 AT는 -X 방향에 수직인 방향 Y 및 Z 중 하나 이상과 나란한 성분을 가질 수도 있다.
도 1b 및 도 2b 를 참조하면, EUV 광원(100)은 타겟 공간(120)을 향해 지향되는 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 현재 타겟(110)의 결정된 이동 속성의 분석에 기초하여 조절한다. 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 조절하면 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에서의 현존 타겟(110')과 방사선 펄스(135) 사이의 상대적인 정렬이 개선된다. 현존 타겟(110')은 방사선 펄스(135)(직전에 조절됨)가 타겟 공간(120) 내에 도달하는 시간에 타겟 공간(120)에 진입한 타겟이다. 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 이렇게 조절하면, 현존 타겟(110')과 방사선 펄스(135) 사이의 상호작용이 개선되고 이러한 상호작용에 의해 생성되는 EUV 광(150)(도 1a 에 도시된 바와 같음)의 양이 증가된다.
일부 구현형태들에서, 현존(present) 타겟(110')은 현재(current) 타겟(110)이다. 이러한 구현형태에서, 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성의 조절인 상대적으로 짧은 시간 프레임 안에서 이루어진다. 상대적으로 짧은 시간 프레임이란, 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성이 현재 타겟(110)의 이동 속성의 분석이 완료된 후 현재 타겟(110)이 타겟 공간(120)에 진입하는 시간까지 동안에 조절된다는 것을 의미한다. 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성이 상대적으로 짧은 시간 프레임 안에 조절될 수 있기 때문에, 현재 타겟(110)(그 이동 속성이 직전에 분석된 바 있음) 및 방사선 펄스(135) 사이의 상호작용에 영향을 줄 충분한 시간이 있다.
다른 구현형태들에서, 현존 타겟(110')은 다른 타겟, 즉 현재 타겟(110)이 아니고 시간 상 현재 타겟(110)에 후속하는 타겟이다. 이러한 구현형태에서, 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성의 조절은, 현재 타겟(110)(그 이동 속성이 직전에 분석된 바 있음) 및 방사선 펄스(135) 사이의 상호작용에 영향을 주는 것이 가능하지 않도록 상대적으로 긴 시간 프레임 안에서 이루어진다. 반면에, 다른(또는 후속) 타겟 및 방사선 펄스(135) 사이의 상호작용에 영향을 주는 것이 가능하다. 상대적으로 긴 시간 프레임은, 현재 타겟(110)의 이동 속성의 분석이 완료된 후 현재 타겟(110)이 타겟 공간(120)에 진입하는 시간까지보다 큰 시간 프레임이다. 상대적으로 긴 시간 프레임에 따라서, 다른 타겟은 현재 타겟(110)에 인접한 것일 수 있다. 또는, 다른 타겟은 현재 타겟(110)에 인접한 중간 타겟에 인접한 것일 수 있다.
EUV 광원(100)은 타겟 공간(120)을 향해 지향되는 현재 타겟(110) 및 각각의 타겟의 이동 속성을 결정하고, 짧은 시간 윈도우 내에 방사선 펄스(135)의 특성(또는 특성들)을 조절할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 현재 타겟(110)의 이동 속성은, 이전의 인접한 타겟(110P)이 이전 방사선 펄스(135P)(도 2a)와 상호작용한 이전에 하지만 다음 타겟이 연장된 타겟 영역(115)에 진입하기 전에 결정된다. 이러한 방식으로, 특정 방사선 펄스에 대한 특정한 조절이 특정 방사선 펄스가 상호작용할 타겟의 결정된 이동 속성에 맞춤될 수 있도록, 타겟 공간(120)으로 지향되는 모든 또는 거의 모든 타겟의 이동 속성이 결정될 수 있다.
이러한 연장된 타겟 영역(115) 내에서 그리고 짧은 시간 윈도우 내에 현재 타겟(110)의 이동 속성을 측정 및 분석함으로써, 현재 타겟(110)이 타겟 공간(120)을 향해 이동할 때에 인가되는 다양한 힘과 영향의 영향 또는 효과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 타겟(110)에 인가되는 힘과 영향에는, 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에서의 종래의 타겟(110P)(도 2a 에 도시되는) 및 광학 소스(140)에 의해 공급되는 이전 방사선 펄스(135P)(도 2a 에 도시되는) 사이의 상호작용으로부터 형성되는 잔여 플라즈마(130)에 기인하여 현재 타겟(110)에 인가되는 플라즈마 반발력(125)이 있다. 이러한 플라즈마 반발력(125)은 플라즈마 파워가 증가함에 따라 커질 수 있고, 플라즈마 파워는 이전 방사선 펄스(135P)의 파워 및 이전 방사선 펄스(135P)와 종래의 타겟(110P) 사이의 상호작용의 효율에 따라 달라진다. 따라서, 이러한 출력 파워가 증가됨에 따라, 플라즈마 반발력(125)을 고려하고 그 영향을 감소시키기 위해서 조절하는 것이 중요해진다. 현재 타겟(110)에 인가된 다른 힘과 영향에는, 현재 타겟(110)이 타겟 공간(120)을 향해 이동할 때에 그 생성 및 수송이 불안정성하다는 것 및 현재 타겟(110)이 타겟 공간(120)을 향해 이동할 때에 다른 가스 흐름(예컨대 수소 가스)과 상호작용하는 것에 기인한 타겟 궤적에 대한 교란이 있다.
현재 타겟(110)(및 종래의 타겟(110P) 및 이러한 타겟 전후에 릴리스된 타겟)은 타겟 전달 시스템(145)에 의해 생성되고 궤적 또는 경로(TR)에 따라 타겟 공간(120)을 향해 지향되며, 현재 타겟(110)은 자기 자신의 축방향 AT을 따라서 궤적(TR)에 따른 각각의 포인트에 지향된다. 일부 구현형태들에서, 타겟 전달 시스템(145)으로부터의 즉각적으로 릴리스되면, 현재 타겟(110)의 축방향 AT는 3 차원 좌표계(X, Y, Z)의 -X 방향과 정렬되거나 평행하다. 현재 타겟(110)은 소정 속도로 그리고 자신의 축방향 AT를 따라 이동하고, 이러한 운동은 타겟 전달 시스템(145)의 속성에 기초하여 예측될 수 있다. 타겟 전달 시스템(145)에 의해 릴리스된 각각의 타겟은 다소 상이한 실제 궤적을 가질 수 있고, 궤적은 타겟의 릴리스 시각에서의 타겟 전달 시스템(145)의 물리적 속성 및 챔버(175) 내의 환경에 따라 달라진다.
그러나, 위에서 논의된 바와 같이, 현재 타겟(110)에 인가되는 다양한 힘과 영향(예컨대 X 방향 및 Y 및 Z 방향을 따라 인가되는 플라즈마 반발력(125))은 현재 타겟(110)의 운동이 예측된 운동으로부터 벗어나거나 달라지게 할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 반발력(125)은 현재 타겟(110)(및 현존 타겟(110'))을 X 방향을 따라 감속하거나 현재 타겟(110)이 예측불가능한 방식으로 Y 또는 Z 방향을 따라 이동하게 할 수 있다. 이러한 힘과 영향(예컨대 플라즈마 반발력(125))의 현존 타겟(110')(현재 타겟(110)일 수 있음)의 운동에 대한 영향을 고려하지 않으면, 광학 소스(140)에 의해 생성되고 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)를 향해 지향되는 방사선 펄스(135)가 현존 타겟(110')을 완전히 벗어나게 될 수 있고, 또는 현존 타겟(110')이 타겟 위치(122)에 도달할 때 현존 타겟(110')과 효율적으로 상호작용할 수 없을 수 있다. 이러한 비효율적인 상호작용은 현존 타겟(110')에 의해 생성되는 EUV 광(150)의 양이 감소되게 할 수 있고, 따라서 광원(100)으로부터 리소그래피 노광 장치와 같은 출력 장치(160)를 향해 출력되는 EUV 광(155)의 양이 감소되게 할 수 있다. 또한, 이러한 비효율적 상호작용은 현존 타겟(110')이 방사선 펄스(135)와 상호작용한 후에 현존 타겟의 재료로부터 과다한 잔해를 생성할 수 있다. 이러한 잔해가 챔버(175)의 내부 또는 그 광학기를 오염시키고, 챔버 내부 및/또는 챔버(175) 내의 광학기가 오염되면 내부 및/또는 광학기를 세척하거나 광학기를 교체하기 위해서 EUV 광원(100)을 강제로 중지시켜야 할 수 있다.
현재 타겟(110)은 그 속도(예시적인 이동 속성)를, 예를 들어 대략 0.1 내지 10 m/s만큼 변경하는 플라즈마 반발력(125)을 경험할 수 있다. 현재 타겟(110)의 속도에 대한 이러한 변화를 결정하기 위해서, EUV 광원(100)은 속도의 변화를 약 0.1 m/s 이하(예를 들어, 약 0.04 m/s 또는 0.02 m/s 이하)의 레벨 내로 검출하여 타겟 위치(122)에서의 방사선 펄스와 현존 타겟(110') 사이의 상대 위치에 허용가능한 정확도, 예를 들어 5 μm 미만의 상대 위치를 보장할 수 있어야 한다.
다시 도 1a 를 참조하면, 연장된 타겟 영역(115)은 플라즈마 반발력(125)이 현재 타겟(110)에 영향을 주고 현재 타겟(110)의 운동이 요구되는 운동으로부터 벗어나게 하는 영역이다. 이러한 편차를 정량화함으로써, 방사선 펄스(135)가 타겟 공간(120) 내에서 현존 타겟(110')과 효율적으로 상호작용하도록 보장하려면 방사선 펄스(135)를 어떻게 조절해야 하는지를 결정할 수 있다. 현존 타겟(110')이 현재 타겟(110)이 아닌 타겟이라면, 현재 타겟(110)에 미치는 다양한 힘의 영향이 현존 타겟(110')에 미치는 다양한 힘의 영향과 유사해서 이러한 분석이 현재 타겟(110)이 아닌 타겟과 상호작용하는 조절 방사선 펄스(135)에 적용될 수 있다고 가정할 수 있다.
그러므로, 연장된 타겟 영역(115)은 종래의 타겟(110P)(도 2a 에 도시된 바와 같음)과 이전 방사선 펄스(135P)(도 2a 에 도시된 바와 같음)와의 상호작용으로부터 형성되는 잔여 플라즈마(130)를 포함할 수 있다. 연장된 타겟 영역(115)과 타겟 전달 시스템(145) 사이의 제 1 영역(165)은 플라즈마 반발력(125)이 현재 타겟(110)에 대해 훨씬 낮은 영향을 가지는 영역이라고 간주될 수 있다. 따라서, 연장된 타겟 영역(115) 내에서의 현재 타겟(110)의 이동 속성(예컨대 속력 또는 방향)은 제 1 영역(165) 내에서의 현재 타겟(110)의 이동 속성과 달라질 것이 기대된다. 이러한 차이 때문에 방사선 펄스(135)가 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에 도달할 때에 현존 타겟(110')과 효과적으로 상호작용하게 하는 것이 어려워질 수 있는데, 그 이유는 현존 타겟(110')이 타겟 공간(120) 내에 계획된 것과 다른 위치에 도달할 수 있고 따라서 방사선 펄스(135)가 현존 타겟(110')과 완전히 또는 부분적으로 만나지 않을 수 있기 때문이다.
현재 타겟(110)의 이동 속성을 측정하기 위하여, EUV 광원(100)은 도 1a 에 도시된 바와 같이 연장된 타겟 영역(115)내에서 현재 타겟(110)과 상호작용하는 하나 이상의 진단 프로브(107)를 제공하는 진단 시스템(105)을 포함한다. 구체적으로 설명하면, 하나 이상의 진단 프로브(107)는 이전의 인접한 타겟(110P)이 이미 타겟 공간(120) 내에서 이전 방사선 펄스(135P)와 상호작용한 이후에만 연장된 타겟 영역(115) 내에서 현재 타겟(110)과 상호작용한다. 하나 이상의 진단 프로브(107)는 -X 방향 및 -Y 방향의 평면에 있는 방향을 따라, 예를 들어 -Y 방향을 따라 지향될 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 진단 프로브(107)는 연장된 타겟 영역(115)을 통과하는 각각의 모든 타겟(110)과 상호작용하도록 구성되어, 진단 시스템(105)이 각각의 모든 타겟(110)에 대한 정보를 분석하게 할 수 있다.
현재 타겟(110)과 하나 이상의 진단 프로브 사이의 상호작용(107)에 의해 진단 시스템(105)에 의해 검출될 수 있는 정보(예컨대 광 또는 광자)가 릴리스된다. 진단 시스템(105)은 릴리스된 정보에 기초하여 데이터를 출력하고, 해당 데이터가 현재 타겟(110)의 이동 속성을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. EUV 광원(100)은 진단 시스템(105)으로부터 이러한 데이터를 수신하는 제어 시스템(170)을 더 포함한다. 제어 시스템(170)은 이러한 데이터를 분석하고 이러한 분석에 기초하여 현재 타겟(110)의 이동 속성을 결정한다.
EUV 광원(100)은 연장된 타겟 영역(115) 내에서의 현재 타겟(110)의 이동 속성의 측정 및 분석을 수행하고, 또한 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에서 현존 타겟(110')과 상호작용할 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 변하게 함으로써, 현존 타겟(110') 및 방사선 펄스(135)가 효율적으로 서로 상호작용하여 EUV 광(150)을 생성하게 한다. 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에서 현존 타겟(110')과 상호작용하는 방사선 펄스(135)는, 이전 방사선 펄스(135P)를 생성한 후에 광학 소스(140)에 의해 생성된 바로 다음 방사선 펄스일수도 아닐 수도 있다.
EUV 광원(100)이 측정 및 분석 및 방사선 펄스(135)에 대한 조절 또는 변경을 수행하는 시간 프레임은, 타겟 전달 시스템(145)이 궤적(TR)에 따라 각각의 타겟을 생성하고 릴리스하는 레이트 및 타겟 전달 시스템(145) 및 타겟 공간(120) 사이의 거리 중 하나 이상에 의해 제약된다. 예를 들어, 타겟 전달 시스템(145)이 50 kHz의 반복률로 타겟을 생성하고, 타겟 전달 시스템(145)으로부터 릴리스될 때에 초당 70 미터(m/s)라면, 궤적(TR) 내의 각각의 타겟은 궤적(TR)에 따라 약 1.4 밀리미터(mm)만큼 물리적으로 분리 또는 이격된다. 이러한 예시적인 조건이 주어지면, 각각의 타겟은 진단 시스템(105)의 진단 프로브(들)(107)의 경로와 매 20 마이크로초(μs)마다 교차한다. 이러한 예에서, EUV 광원(100)은 현재 타겟(110)에 대한 측정 및 분석을 수행하고 종래의 타겟(110P) 및 이전 방사선 펄스(135P)가 상호작용한 직후 모두 20 μs의 시간 프레임 내에서, 또한 타겟들 사이의 간격(이러한 예에서는 1.4 mm일 수 있음)보다 적은 거리 내에서 방사선 펄스(135)에 대한 변경을 실천해야 한다.
플라즈마 반발력(125)은 타겟 공간(120)으로부터 연장되고, 힘의 크기는 타겟 공간(120)으로부터의 거리와 함께 떨어진다. 예를 들어, 플라즈마 반발력(125)은 거리의 선형 배수 관계로 또는 거리의 제곱의 관계로 떨어질 수 있다. 예를 들어, 타겟 공간(120) 내에서 생성되는 플라즈마 반발력(125)은, 타겟 공간(120)으로부터 방향들 중 임의의 방향에 따라, 예를 들어 현재 타겟(110)에 X 방향에 따라 1.0 내지 1.5 mm 또는 심지어 10 mm까지 멀리 영향을 줄 수 있다. 대조적으로, 타겟 공간(120) 및 타겟 전달 시스템(145) 사이의 거리는 약 1 미터 (m)이다.
EUV 광원(100)은 타겟 공간(120), 제 1 영역(165), 및 제 1 영역(165)보다 타겟 공간(120)에 근접한 연장된 타겟 영역(115)을 모두 3 차원 좌표계(X, Y, Z) 내에서 규정하는 |챔버(175)를 포함한다. 타겟 전달 시스템(145)은 제 1 영역(165) 및 연장된 타겟 영역(115) 양자 모두를 오버랩하는 궤적 또는 경로(TR)에 따라 현재 타겟(110)을 방출하도록 구성된다. 위에서 논의된 바와 같이, 타겟 전달 시스템(145)은 타겟들의 스트림을 특정 레이트로 릴리스하고, EUV 광원(100)은 현재 타겟(110)의 이동 속성(또는 속성)에 대해 측정 및 분석을 수행하기 위해 필요한 시간의 총량을 결정하고 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에서 현존 타겟(110')과 상호작용하는 방사선 펄스(135)에 대한 변화에 영향을 줄 때에 이러한 레이트를 고려해야 한다.
EUV 광원(100)은 플라즈마로부터 방출되는 EUV 광(150)을 가능한 많이 수집하고 해당 EUV 광(150)을 수집된 EUV 광(155)으로서 출력 장치(160)를 향해 재지향하는 광 수집기(180)를 포함한다.
EUV 광원(100)은 방사선 펄스 또는 펄스들(135P, 135)을 광학 소스(140)로부터 타겟 공간(120)으로 그리고 대략적으로 Z 방향에 따라(빔 또는 빔들(135, 135P)은 Z 방향에 상대적인 소정 각도에 있을 수 있음) 지향시키는 빔 전달 시스템(185)을 포함한다. 빔 전달 시스템(185)은 방사선 펄스(135, 135P)의 빔의 방향 또는 각도를 변경하는 광학 조향 컴포넌트(185A) 및 방사선 펄스(135, 135P)의 빔을 타겟 공간(120)에 포커싱하는 초점 어셈블리(185B)를 포함할 수 있다. 예시적인 광학 조향 컴포넌트(185A)는 방사선 펄스의 빔을 필요에 따라 굴절 또는 반사에 의하여 조향하고 지향시키는 렌즈 및 미러와 같은 광학 요소를 포함한다. 빔 전달 시스템(185)은 광학 컴포넌트(185A) 및 초점 어셈블리(185B)의 다양한 피쳐를 제어하거나 이동시키는 작동 시스템을 더 포함할 수 있다.
타겟들(예컨대 현존 타겟(110'), 현재 타겟(110), 종래의 타겟(110P)) 각각, 및 타겟 전달 시스템(145)에 의해 생성되는 모든 다른 타겟은 플라즈마로 변환되면 EUV 광을 방출하는 재료를 포함한다. 각각의 타겟은 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에서의 광학 소스(140)에 의해 생성된 방사선 펄스(135)와의 상호작용을 통해 적어도 부분적으로 또는 거의 플라스마로 변환된다.
타겟 전달 시스템(145)에 의해 생성되는 각각의 타겟(현재 타겟(110) 및 종래의 타겟(110P)을 포함함)은 타겟 물질 및 선택적으로 비-타겟 입자와 같은 불순물을 포함하는 타겟 혼합물이다. 타겟 물질은 EUV 범위 내에 방출선을 가지는 플라즈마 상태로 변환될 수 있는 물질이다. 타겟 물질은, 예를 들어 액체 또는 용융된 금속의 액적, 액체 스트림, 고체 입자 또는 클러스터의의 일부, 액체 액적 내에 포함된 고체 입자, 타겟 재료의 포말(foam), 또는 액체 스트림의 일부 내에 포함된 고체 입자일 수 있다. 타겟 물질은, 예를 들어 물, 주석, 리튬, 제논, 또는 플라즈마 상태로 변환될 경우 EUV 범위 내에 방출선을 가지는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타겟 물질은, 순수 주석(Sn); SnBr4, SnBr2, SnH4와 같은 주석 화합물; 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금, 또는 이들의 합금의 임의의 조합과 같은 주석 합금으로서 사용될 수 있는 주석 원소일 수 있다. 불순물이 없는 경우에서는, 타겟 재료는 오직 타겟 물질만을 포함한다. 본 명세서에서 제공되는 설명은 각각의 타겟이 주석과 같은 용융된 금속으로 이루어진 액적인 일 예이다. 그러나, 타겟 전달 시스템(145)에 의해 생성되는 각각의 타겟은 다른 형상을 가질 수 있다.
현재 타겟(110)은, 용융된 타겟 재료를 지나 타겟 전달 시스템(145)의 노즐을 통과함으로써, 그리고 현재 타겟(110)이 타겟 공간(120) 내로 흘러들어가게 함으로써 타겟 공간(120)으로 제공될 수 있다. 일부 구현형태들에서, 현재 타겟(110)은 힘에 의해서 타겟 공간(120)으로 지향될 수 있다. 현재 타겟(110)은 하나 이상의 방사선 펄스(135)와 이미 상호작용한 재료일 수 있고, 또는 현재 타겟(110)은 하나 이상의 방사선 펄스(135)와 아직 상호작용하지 않은 재료일 수 있다.
광학 소스(140)는 빔 전달 시스템(185)을 이용하여 타겟 공간(120)을 향해 지향되는 복수 개의 방사선 펄스를 생성하도록 구성된다. 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에서 타겟과 상호작용하는 각각의 방사선 펄스는 해당 타겟의 적어도 일부를 EUV 광(150)을 방출하는 플라즈마로 변환한다.
EUV 광원(100)은 광학 소스(140) 및 제어 시스템(170)에 커플링되는 조절 시스템(190)을 더 포함한다. 제어 시스템(170)은 제어 신호를 조절 시스템(190)으로 보냄으로써 방사선 펄스(135) 및 현존 타겟(110') 사이의 상대 위치를 제어하도록 구성된다. 제어 신호는 조절 시스템(190)이 방사선 펄스(135)의 릴리스의 타이밍 및 방사선 펄스(135)가 이동하는 방향 중 하나 이상을 조절하게 한다.
도 3 을 참조하면, 예시적인 진단 시스템(305)이 도시된다. 진단 시스템(305)은, 제어 시스템(170) 또는 제어 시스템(470)(후술됨)의 제어 하에, 진단 프로브(107)로서 현재 타겟(110)의 궤적(TR)을 향해 지향되는 적어도 두 개의 진단 광 빔(320, 330)을 생성하는 조명 모듈(300)일 수 있는 프로브 모듈(300)을 포함한다. 위에서 논의된 바와 같이, 진단 프로브(107)(이러한 경우에, 진단 광 빔(320, 330))는 연장된 타겟 영역(115) 내에서 현재 타겟(110)과 상호작용한다. 따라서, 진단 광 빔(320)은 위치(322) 및 시간 T320에서 연장된 타겟 영역(115) 내에서 현재 타겟(110)과 상호작용하도록 지향되고, 진단 광 빔(330)은 위치(328) 및 시간 T330에서 연장된 타겟 영역(115) 내에서 현재 타겟(110)과 상호작용하도록 지향된다. 시간 T330은 시간 T320 이후이다. 진단 광 빔(320, 330)은 현재 타겟(110)이 횡단하는 레이저 커튼을 형성한다. 도 3 에 도시된 바와 같은 일부 구현형태들에서, 진단 광 빔(320, 330)은 -X 방향에 직각(약 90˚인 각도)으로 궤적(TR)과 교차하는 경로를 따라 지향될 수 있다.
더욱이, 진단 광 빔(320, 330)은 X 방향을 따라 공지된 거리만큼, 예를 들어 △d라고 지칭될 수 있는 값만큼 서로 분리된다. 예를 들어, 이격거리 △d는 타겟들 사이의 간격보다 적을 수 있고, 진단 광 빔(320, 330) 및 현재 타겟(110) 사이의 상호작용에 기초하여 수행되는 측정이 더 정밀해지도록 타겟들 사이의 간격에 기초하여 결정되거나 설정될 수 있다. 일반적으로 어느 정도까지는, 이격거리 △d가 커지면 수행되는 측정의 정밀도도 높아진다. 예를 들어, 이격거리 △d는 250 μm와 800 μm 사이일 수 있다.
진단 광 빔(320, 330) 및 현재 타겟(110) 사이의 상호작용에 의해 제어 시스템(170 또는 470)은 -X 방향에 따라서 현재 타겟(110)의 속도 V와 같은 이동 속성을 결정할 수 있게 된다. 많은 타겟들에 걸쳐서 속도 V 또는 변하는 속도 V의 경향을 결정하는 것이 가능하다. 또한 현재 타겟(110)의 운동에 대해서 몇 가지를 가정한다면 진단 광 빔(320, 330)만을 사용하여 -X 방향에 따라 현재 타겟(110)의 이동 속성의 변화를 결정하는 것이 가능하다.
일부 구현형태들에서, 조명 모듈(300)은 두 개의 진단 광 빔으로 분할되는 광 빔을 생성하는 단일 광원을 포함한다(이러한 예시적인 디자인이 도 5 에 도시됨). 예를 들어, 단일 광원은 YAG 레이저와 같은 고상 레이저일 수 있고, 이것은 50 W 파워로 1070 nm에서 동작하는 네오디뮴-도핑된 YAG(Nd:YAG) 레이저일 수 있다. 이러한 예에서, 조명 모듈(300)은 YAG 레이저로부터의 광 빔을 타겟(110)의 궤적(TR)을 향해 진단 광 빔(320, 330)으로서 지향되는 두 개의 분리 진단 광 빔으로 분할하는 하나 이상의 광학 요소(예컨대 빔 스플리터 또는 미러)를 더 포함한다. 다른 구현형태들에서, 조명 모듈(300)은, 자기 자신의 진단 광 빔(320, 330)을 각각 생성하는 두 개의 레이저와 같은 한 쌍의 광원을 포함한다.
진단 시스템(305)은 검출 모듈(335)을 더 포함한다. 검출 모듈(335)은, 연장된 타겟 영역(115) 내에서 현재 타겟(110) 및 각각의 진단 광 빔(320, 330) 사이의 상호작용으로부터 생기는 데이터를 검출한 뒤 검출된 데이터를 제어 시스템(170 또는 470)으로 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 검출 모듈(335)은, 각각의 진단 광 빔(320, 330)이 타겟(110)에 충격을 줄 때 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 광(340, 350)의 세기와 같은 1차원 양태 또는 특성을 검출함으로써 각각의 상호작용을 검출할 수 있다. 더욱이, 제어 시스템(170 또는 470)은 검출 모듈(335)로부터의 데이터를 분석하고, 이러한 분석에 기초하여, 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 광(340, 350)의 최대 세기가 검출 모듈(335)에 도달하는 시간을 검출할 수 있다. 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 광(340, 350)은 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 각각의 진단 광 빔(320, 330)의 일부일 수 있다. EUV 광원(100)이 현재 타겟(110)의 궤적에 생기는 변화를 검출할 수 있는 정확도는 검출 모듈(335)의 분해능으로 한정된다.
일부 구현형태들에서, 검출 모듈(335)은 광검출기에 진입하기 전에 광(340, 350)을 검출하고 변경하기 위한 광검출기 및 하나 이상의 광학 컴포넌트, 예컨대 반사성 또는 굴절 광학기, 필터, 애퍼쳐를 포함한다.
조명 모듈(300)에 의해 생성되는 진단 프로브(및 진단 광 빔(320, 330))의 파장은, 검출 모듈(335)이 현재 타겟(110)으로부터 반사된 광(340, 350)을 방사선 펄스(135)로부터의 부유 광과 구별할 수 있도록, 광학 소스(140)에 의해 생성되는 방사선 펄스(135)의 파장으로부터 충분히 떨어져 있어야 한다. 일부 구현형태들에서, 진단 광 빔(320, 330)의 파장은 532 nm 또는 1550 nm이다.
또한, 진단 시스템(105, 305)이 진단 광 빔(320, 330) 중 하나 이상의 편광 상태를 변경하는 광학기를 포함하는 것도 가능하다.
일부 구현형태들에서, 레이저 소스에 의해 생성되는 진단 광 빔(320, 330)은 가우시안 빔이고, 따라서 각각의 진단 광 빔(320, 330)의 광학 세기의 측면 프로파일은 가우시안 함수로써 기술될 수 있다. 이러한 함수에서, 광학 세기는 광 빔(320 또는 330)의 축으로부터의 횡단 거리와 상관된다. 진단 광 빔(320, 330)의 횡단 프로파일은 검출 모듈(335)이 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 광(340, 350)을 어떻게 측정하는지도 역시 결정하는데, 그 이유는 진단 광 빔(320, 330)의 상이한 횡단 프로파일이 검출 모듈(335)에 의해 검출되는 광(340, 350)의 하나 이상의 양태를 변경할 수 있기 때문이다. 진단 광 빔(320 또는 330)의 횡단 프로파일은, 진단 광 빔(320, 330)이 도 7 에 도시된 바와 같이 현재 타겟(110)의 궤적(TR)과 비-직각 각도를 가지는 경로를 따라 지향되어야 하는 경우에 Y 방향에 성분을 가지는 현재 타겟(110)의 이동 속성을 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
제어 시스템(170 또는 470)은 진단 시스템(105, 305)으로부터 출력되는 데이터를 분석하고 방사선 펄스(135) 및 현존 타겟(110') 사이의 상대 위치를 이러한 분석에 기초하여 제어하도록 구성된다. 이를 위하여, 도 4 를 참조하면, 예시적인 제어 시스템(470)은 진단 시스템(305)으로부터의 출력을 수신하는 검출 서브-제어기(400)를 포함한다. 검출 서브-제어기(400)는 진단 시스템(305)의 검출 모듈(335)로부터의 출력을 분석하고, 현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 이러한 분석에 기초하여 결정한다. 또한, 검출 서브-제어기(400)는 광학 소스(140)로부터 출력된 방사선 펄스(135)에 조절이 이루어져야 하는지 여부를 이러한 결정에 기초하여 결정한다; 조절이 필요하다면, 검출 서브-제어기(400)는 광학 소스(140)와 인터페이싱하는 광학 소스 서브-제어기(405)로 적절한 신호를 전송한다.
일부 구현형태들에서, 진단 시스템(305)의 검출 모듈(335)은 광(340, 350)의 광자가 검출될 때 생성되는 전압 신호와 같은 1차원 신호를 출력한다. 따라서, 검출 모듈(335)은 광(340, 350)의 1차원 양태(예컨대 광자)를 검출한다. 검출 서브-제어기(400)는, 검출 모듈(335)로부터의 출력(예컨대 전압 신호)을 현재 타겟(110)과 진단 광 빔(320) 사이의 상호작용으로부터 생성된 광(340)과 연관된 값, 및 현재 타겟(110)과 진단 광 빔(330) 사이의 상호작용으로부터 생성된 광(350)과 연관된 값으로 변환한다. 이러한 두 개의 값이 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 검출 서브-제어기(400)는 검출 모듈(335)로부터의 전압 신호를 현재 타겟(110)과 진단 광 빔(320) 사이의 상호작용으로부터 생성된 광(340)의 최대 세기에 대응하는 제 1 값, 및 현재 타겟(110)과 진단 광 빔(330) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(350)의 최대 세기에 대응하는 값으로 변환할 수 있다. 최대 세기의 이러한 두 개의 값은, 더 상세히 후술되는 바와 같이 디지털적으로 시간 스탬핑된 후 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
서브-제어기(400)는 필드-프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA)와 같은 필드-프로그래밍가능 하드웨어 회로(400A)를 포함할 수 있는데, 이것은 제조된 후에 고객 또는 디자이너에 의해 구성되도록 설계된 집적 회로이다. 회로(400A)는 검출 모듈(335)로부터 타임 스탬프의 값을 수신하고, 수신된 값에 계산을 수행하며, 하나 이상의 룩업 테이블을 사용하여 현존 타겟(110')이 타겟 위치(122)에 도달하는 시간을 추정하는 전용 하드웨어일 수 있다. 특히, 회로(400A)는, 그 이동이 회로(400A)에 의해 직전에 분석된 바 있는 현재 타겟(110)과 상호작용하는 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 조절할 수 있도록, 상대적으로 짧은 시간 프레임 내에 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 조절할 수 있게끔 계산을 신속하게 수행하기 위하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 회로(400A)는 타임 스탬프들에 감산 스텝을 수행하여 차이 값 △T를 결정할 수 있다. 회로(400A)는 이격거리 △d의 저장된 값, 및 진단 광 빔(330)이 현재 타겟(110)의 궤적(TR)과 교차한 지점과 타겟 위치(122) 사이의 X 방향에 따른 거리 DRB2의 값에 액세스한다. 그러므로 회로(400A)는 서브-제어기(400) 내에 또는 제어 시스템(470)의 다른 컴포넌트 내에 다른 소프트웨어를 요구하지 않는 간단하고 빠른 기법을 사용하여 계산을 신속하게 수행할 수 있다. 예를 들어, 회로(400A)는, 이격거리 △d의 값이 주어질 때 차이 △T의 특정한 값에 대한 속도 V의 세트, 및 속도 V로 나누어진 DRB2의 다양한 값과 상관되는 타겟 위치(122)로의 도달 시간의 세트를 저장하는 이동 시간 룩업 테이블에 액세스하여, 제어 시스템(470)의 다른 컴포넌트에 의해 사용되도록 서브-제어기(400)로의 도달 시간을 신속하게 출력할 수 있다.
제어 시스템(470)은, 빔 전달 시스템(185)과 인터페이싱하도록 특히 구성되는 서브-제어기(410), 프로브 모듈(300)과 인터페이싱하도록 특히 구성되는 서브-제어기(412), 및 타겟 전달 시스템(145)과 인터페이싱하도록 특히 구성되는 서브-제어기(415)를 더 포함한다. 더욱이, 제어 시스템(470)은 도 1 에는 도시되지 않는 광원(100)의 다른 컴포넌트와 인터페이싱하도록 특히 구성되는 다른 서브-제어기를 포함할 수 있다.
일반적으로, 제어 시스템(470)은 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어 중 하나 이상을 포함한다. 제어 시스템(470)은 메모리(450)를 더 포함할 수 있고, 이것은 판독-전용 메모리 및/또는 랜덤 액세스 메모리일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 실행되도록 저장하기에 적합한 스토리지 디바이스는, 예를 들자면 EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 디바이스와 같은 반도체 메모리 디바이스; 내장 하드 디스크 또는 착탈식 디스크와 같은 자기 디스크; 자기-광학적 디스크; 및 CD-ROM 디스크를 포함하는, 모든 형태의 비-휘발성 메모리를 포함한다. 제어 시스템(470)은 하나 이상의 입력 디바이스(455)(예컨대 키보드, 터치 스크린, 마이크로폰, 마우스, 핸드-헬드 입력 디바이스, 등) 및 하나 이상의 출력 디바이스(460)(예컨대 스피커 및 모니터)를 더 포함할 수 있다.
제어 시스템(470)은 하나 이상의 프로그래밍가능한 프로세서(465), 및 프로그래밍가능한 프로세서(예컨대 프로세서(465))에 의해 실행되도록 머신-판독가능 스토리지 디바이스에 유형화되어 구현되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품(467)을 포함한다. 하나 이상의 프로그래밍가능한 프로세서(465)는 각각, 입력 데이터를 처리하여 적합한 출력을 생성함으로써 원하는 기능을 수행하도록, 명령들의 프로그램을 실행할 수 있다. 일반적으로, 프로세서(465)는 메모리(450)로부터 명령 및 데이터를 수신한다. 앞선 기기들 모두는 특수하게 설계된 ASIC(주문형 집적회로)에 의하여 보완되거나 그 안에 통합될 수 있다.
더욱이, 서브-제어기(400, 405, 410, 412, 415) 중 임의의 하나 이상은 자기 자신의 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어 및 전용 메모리, 입력 및 출력 디바이스, 프로그래밍가능한 프로세서, 및 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 서브-제어기(400, 405, 410, 412, 415) 중 임의의 하나 이상은 메모리(450), 입력 디바이스(455), 출력 디바이스(460), 프로그래밍가능한 프로세서(465), 및 컴퓨터 프로그램 제품(467)에 액세스하고 사용할 수 있다.
제어 시스템(470)이 분리되고 독립된 유닛으로서 도시되지만, 컴포넌트들 각각 및 서브-제어기(400, 405, 410, 412, 415)는 광원(100) 내의 별개의 유닛일 수 있다.
도 5 를 참조하면, 예시적인 진단 시스템(505)은, 제어 시스템(170, 470, 670)의 제어 하여 광 빔(510)을 생성하는 단일 광원(502), 광학 컴포넌트(515, 517)의 세트, 진단 프로브(107)로서의 역할을 하는 진단 광 빔(520, 530)의 쌍을 포함하는 조명 모듈(500)과 같은 프로브 모듈을 가지는 것으로 도시된다. 이러한 세트의 광학 컴포넌트(515, 517)는 광 빔(510)을 두 개의 진단 광 빔(520, 530)으로 분할하고 진단 광 빔(520, 530)을 현재 타겟(110)의 궤적(TR)을 향해 지향시키도록 구성되고 설계된다. 일부 예들에서, 광학 컴포넌트는 광 빔(510)을 진단 광 빔(520, 530)으로 분할하는 빔 스플리터(515)이다. 예를 들어, 빔 스플리터(515)는 유전체 미러, 빔 스플리터 큐브, 또는 편광 빔 스플리터일 수 있다. 반사 광학기와 같은 하나 이상의 광학 컴포넌트(517)는, 진단 광 빔(520, 530) 양자 모두가 현재 타겟(110)의 궤적(TR)을 향해 지향되게끔 진단 광 빔(520, 530) 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 재지향시키도록 배치될 수 있다. 광학 컴포넌트(515, 517)의 세트는 도시되지 않거나 도시된 것과 다른 구성인 다른 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다.
진단 시스템(505)은 검출 모듈(535)을 포함하는데, 이것은 각각의 진단 광 빔(520, 530)이 타겟(110)과 충돌할 때 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 광(540, 550)을 검출하도록 구성된다. 검출 모듈(535)은 광(광자의 형태)을 전류로 변환하고, 전류에 관계되는 전압을 출력하는 포토다이오드와 같은 디바이스를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 검출 모듈(535)로부터의 출력은 1차원 전압 신호를 구성하고, 이것이 제어 시스템(670)에 출력된다. 검출 모듈(535)은 필요에 따라 광학 필터, 증폭기, 및 빌트인 렌즈를 더 포함할 수 있다. 포토다이오드는 광(540, 550)으로부터의 광이 포토다이오드에 흡수되면 전류를 생성하고, 생성된 전류에 대응하는 전압 신호를 출력한다. 검출 모듈(535)은 전압 신호로서, 광(540)이 검출되면 아날로그 펄스(560)를 생성하고 광(550)이 검출되면 아날로그 펄스(570)를 생성한다. 이러한 펄스(560, 570)가 추가적인 처리를 위해서 검출 모듈(535)로부터 제어 시스템(670)으로 출력된다.
도시된 바와 같이, 검출 모듈(535)은 상호작용들 양자 모두(즉, 광(540, 550)양자 모두)를 검출할 수 있는 포토다이오드 검출기와 같은 단일 디바이스를 포함한다. 단일 디바이스를 요구하는 이러한 디자인은 복잡도를 줄이고, 데이터가 더 효율적으로 분석될 수 있게 한다. 다른 구현형태들에서, 검출 모듈(535)은 하나 이상의 포토-트랜지스터, 광-의존적 저항, 및 광전자증배기(photomultiplier) 튜브를 포함한다. 다른 구현형태들에서, 검출 모듈(535)은 초전기(pyroelectric) 검출기, 볼로미터(bolometer), 또는 교정된 전하결합 소자(CCD) 또는 CMOS와 같은 하나 이상의 열 검출기를 포함한다.
도 6 을 참조하면, 진단 시스템(505)으로부터의 출력을 처리하여 X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도(이동 속성)의 값을 결정하기 위한 예시적인 제어 시스템(670)이 도시된다. 예시적인 제어 시스템(670)은 진단 시스템(505)으로부터 펄스(560, 570)를 수신하는 검출 서브-제어기(600)를 포함한다. 검출 서브-제어기(600)는 펄스(560, 570)를 수신하고, 필요에 따라 이러한 신호를 필터링하며, 이러한 신호를 증폭하고, 미분하는 판별기(discriminator) 모듈(605)을 포함한다. 각각의 현재 타겟(110) 신호(펄스(560, 570)로부터 생성됨)의 도함수가 0값을 지날 때, 판별기 모듈(605)은 디지털 트리거 펄스(610, 620)를 각각 생성한다. 판별기 모듈(605)은 필터 및 이득 회로를 포함하는 전기 회로 및 미분 성능을 가진 피크 예측 회로일 수 있다.
검출 서브-제어기(600)는 디지털 트리거 펄스(610, 620)를 수신하고 각각의 트리거 펄스(610, 620)를 T520 및 T각530으로 디지털적으로 타임 스탬핑하는 시간 모듈(625)을 더 포함한다. 타임 스탬프들(T520 및 T530) 사이의 차이가 △T로 주어진다. 검출 서브-제어기(600)는 △T 값이 입력되는 이동 속성 모듈(635)을 포함한다. 따라서, 검출 서브-제어기(600)는 현재 타겟(110)으로부터 반사된 각각의 광(540, 550)과 연관된 신호를, 추가 분석을 위해 사용될 수 있는 타임 스탬프와 같은 각각의 단일 데이터 값으로 변환한다.
또한, 이동 속성 모듈(635)은 메모리(450)로부터 △d 값에 액세스하는데, 이것은 이동 속성 모듈(635)에 내장되거나 외부에 있을 수 있다. 이동 속성 모듈(635)은 연장된 타겟 영역(115) 내의 현재 타겟(110)의 속도 값을 결정한다. 예를 들어, 이동 속성 모듈(635)은 △T의 결정된 값 및 △d 값을 사용하고, 이러한 값들을 메모리(450)와 같은 메모리 내에 저장된 미리 결정된 값과 비교하여 현재 타겟(110)의 속도 값을 결정할 수 있다. 다른 예로서, 이동 속성 모듈(635)은 △d/△T일 때 방향 X를 따른 현재 타겟(110)의 평균 속도 V를 계산할 수 있다.
또한, 이동 속성 모듈(635)은 현재 타겟(110)의 운동에 대한 가정이 이루어지면 현재 타겟(110)의 가속도를 추정 또는 결정할 수 있다. 많은 타겟들에 걸쳐서 속도 V 또는 변하는 속도 V의 경향을 결정하는 것이 가능하다.
또한, 이동 속성 모듈(635)은 현존 타겟(110')(현재 타겟(110)일 수 있음)이 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에 있을 예측 시간을 결정한다. 이동 속성 모듈(635)은 타겟 위치(122)로의 현재 타겟(110)의 예측 도달 시간을 결정할 수 있는데, 그 이유는 현재 타겟(110)의 속도 V 값이 타겟 위치(122)에 상대적인 현재 타겟(110) 및 진단 방사선 빔(530)에 대한 정보와 함께 결정되었기 때문이다. 구체적으로 설명하면, 이동 속성 모듈(635)은, 진단 광 빔(530)이 현재 타겟(110)의 궤적(TR)과 교차한 곳과 타겟 위치(122) 사이의 X 방향에 따른 거리 DRB2를 알고 있다. 이동 속성 모듈(635)은 현재 타겟(110)이 진단 광 빔(530)의 경로를 통과한 시간도 알고 있다. 따라서, 타겟 위치(122)에 현재 타겟(110)이 도달하는 것이 거리 DRB2를 속도 V로 나눈 것(또는 DRB2/V)으로서 추정 또는 결정하는 것이 가능하다.
이동 속성 모듈(635)로부터의 출력은 제어 신호이고, 광학 소스(140)에 커플링된 조절 시스템(190)과 인터페이싱하는 광학 소스 서브-제어기(405)로 지향된다. 이동 속성 모듈(635)로부터의 신호는, 조절 시스템(190)이 광학 소스(140)의 양태를 조절하여 방사선 펄스(135)의 릴리스 타이밍 및 방사선 펄스(135)가 이동하는 방향 중 하나 이상을 조절하게 하는 명령을 제공한다.
도 7 을 참조하면, 다른 구현형태들에서, 예시적인 진단 시스템(705)은 진단 프로브(107)로서 세 개의 진단 광 빔(720, 725, 730)을 생성하는 조명 모듈(700)을 포함한다. 진단 광 빔(720, 725, 730)은 현재 타겟(110)의 궤적(TR)에 따라 각각의 위치(722, 724, 728)를 향해 지향되고 각각의 시간 T722, T724, T728에서 현재 타겟(110)과 상호작용한다. 진단 광 빔(720, 725, 730)과 현재 타겟(110) 사이의 각각의 상호작용이 광(740, 745, 750)을 생성한다. 그러므로, 진단 시스템(705)은 검출 모듈(735)을 포함하는데, 이것은 각각의 진단 광 빔(720, 725, 730)이 타겟(110)과 상호작용할 때 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 광(740, 745, 750)을 검출하도록 구성된다. 검출 모듈(735)은 광을 전류로 변환하는 포토다이오드와 같은 디바이스를 포함할 수 있다. 진단 시스템(705)은 제어 시스템(870)에 커플링될 수 있는데, 이것은 제어 시스템(170)의 특정한 구현형태이고 도 8 을 참조하여 설명될 것이다.
제 3 진단 광 빔(725)을 포함함으로써, -X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도 V와 같은 이동 속성을 결정하는 것뿐만 아니라 -X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 이동 속성의 변화를 결정할 수 있다. 따라서, 제 3 진단 광 빔(725)을 사용하면 제어 시스템(170)이 현재 타겟(110)의 -X 방향에 따른 속도 V 및 가속도 A 양자 모두를 결정할 수 있게 된다.
추가하여, 제 3 진단 광 빔(725)이 궤적(TR)에 대해 비-직각 각도로 궤적(TR)을 향해 지향되기 때문에, 제어 시스템(870)은 후술되는 바와 같이, -X 방향에 수직인 방향, 예를 들어 Y 방향에 따른 현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성(예컨대 속도 또는 궤적)을 결정할 수 있다.
진단 광 빔(720, 730)은 현재 타겟(110)의 궤적(TR)에 -X 방향에 대해 직각(90˚) 또는 근사적으로 직각 각도로 교차하는 경로를 따라 지향된다. 진단 광 빔(725)은 -X 방향에 대해 비-직각 각도(예를 들어, 약 45˚의 각도)로 현재 타겟(110)의 궤적(TR)과 교차하는 경로를 따라 지향된다. 따라서, 진단 광 빔(720, 730)은 대략적으로 -Y 방향에 따라 이동하는 반면에, 진단 광 빔(725)은 X와 Y에 의해 규정되는 평면 내의 방향에 따라(대략적으로 -Y 방향 그리고 -X 또는 X 방향에 따라) 이동한다.
위에서 논의된 바와 같이, 진단 광 빔(720, 725, 730)은 현재 타겟(110)이 타겟 공간(120)을 향해 이동할 때에 그리고 연장된 타겟 영역(115) 내에 있는 동안 현재 타겟(110)과 상호작용한다. 진단 광 빔(720, 725, 730)은 X 방향에 따라 후술되는 바와 같이 공지된 거리만큼 서로 분리되고, 이러한 공지된 정보가 현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, -X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도 및 가속도가 결정될 수 있다. 추가하여, Y 방향에 따른 변위 또는 운동에 대한 정보도 결정될 수 있다.
도 8 을 참조하면, 예시적인 검출 서브-제어기(800)는 진단 시스템(705) 및 현재 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 얻어진 데이터를 분석하기 위하여 제어 시스템(870)의 일부로서 설계될 수 있다. 예를 들어, 검출 서브-제어기(800)는 진단 시스템(705)으로부터 출력된 펄스(760, 765, 770)를 수신한다. 펄스(760, 765, 770)는 각각의 광(740, 745, 750)이 검출될 때 검출 모듈(735)에 의해 생성되는 아날로그 펄스에 대응한다.
X 방향에 따른 진단 광 빔들(720, 730) 사이의 거리가 알려져 있고 △d1(X)라고 표시될 수 있다. 일 예에서, 이격거리 △d1(X)는 100 μm이다. 따라서, 진단 광 빔(720, 730)은 제어 시스템(870)에 의하여, 연장된 타겟 영역(115) 내에서의 -X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도 V1을, 예를 들어 도 5 및 도 6 에서 전술된 방법을 이용하여 결정하기 위해서 사용될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제어 시스템(170)은 궤적(TR)에 따른 각각의 위치(722, 728)에서 각각의 진단 광 빔(720, 730) 및 현재 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(740, 750)과 연관된 타임 스탬프 T722 및 T728을 결정한다. 제어 시스템(870)은 이러한 타임 스탬프들 사이의 차이 △T1(X)를 계산한다. 제어 시스템(870)은 연장된 타겟 영역(115) 내에서의 -X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도 V1 의 값을 결정된 값 △T1(X) 및 △d1(X)에 기초하여 결정한다. 예를 들어, 제어 시스템(870)은 X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도 V1을 △d1(X)/△T1(X)와 같이 계산할 수 있다.
추가하여, 제어 시스템(870)은 궤적(TR)에 따른 위치(724)에서 진단 광 빔(725)과 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(745)과 연관된 타임 스탬프 T724를 결정한다. 위치(722, 724)에서의 진단 광 빔들(720 및 725) 사이의 -X 방향에 따른 거리는 알려져 있고 △d2(X)로 표시될 수 있다. 위치(724, 728)에서의 진단 광 빔들(725 및 730) 사이의 -X 방향에 따른 거리도 역시 알려져 있고 △d3(X)로 표시될 수 있다. 이러한 추가 정보를 사용하면, 제어 시스템(870)은 타임 스탬프 T724 및 T722 사이의 시간차 △T2(X) 및 타임 스탬프 T728 및 T724 사이의 시간차 △T3(X)를 계산할 수 있다. 그러므로, 제어 시스템(870)은 현재 타겟이 위치들(722 및 724) 사이를 이동할 때 -X 방향에 따른 현재 타겟의 속도 V2를 △d2(X)/△T2(X)와 같이 결정하고, 및 현재 타겟이 위치들(724 및 728) 사이를 이동할 때 현재 타겟의 -X 방향에 따른 속도 V3를 △d3(X)/△T3(X)와 같이 결정할 수 있다.
진단 광 빔(725)은 진단 광 빔(720, 730) 중 하나 이상과 조합되어 사용되어, 현재 타겟(110)의 -X 방향에 따른 이동 속성(예를 들어, 가속도 A)의 변화를 결정할 수 있다. 특히, 제어 시스템(870)은 위치(724)에서 진단 광 빔(725)과 현재 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(745)과 연관된 타임 스탬프 T724를 결정한다. 이러한 방식으로, 진단 광 빔(720) 및 진단 광 빔(725) 사이의 현재 타겟(110)에 대하여, 속도 V2(X)가 타임 스탬프 T722 및 T724 사이의 차이 △T2(X) 및 위치들(722 및 724) 사이의 거리 △d2(X)에 기초하여 결정될 수 있다. 더욱이, 진단 광 빔(725) 및 진단 광 빔(730) 사이의 현재 타겟(110)에 대하여, 속도 V3(X)가 타임 스탬프 T724 및 T728 사이의 차이 △T3(X) 및 위치들(724 및 728) 사이의 거리 △d3(X)에 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 두 속도 사이의 차이(V2(X) - V3(X))가 시간차로 나누어져서 현재 타겟(110)의 -X 방향에 따른 가속도를 얻을 수 있다. 예를 들어, 현재 타겟(110)이 시간 T724에서 속도 V2(X)를 가지고 시간 T728에서 속도 V3(X)를 가지며, 따라서 가속도 A가 (V2(X) - V3(X)/(T724-T728)가 되도록 결정될 수 있다고 가정한다.
위에서 논의된 바와 같이, 조명 모듈(700) 내의 레이저 소스에 의해 생성된 진단 광 빔(720, 725, 730)은 가우시안 빔일 수 있다. 이러한 경우에, 각각의 진단 광 빔(720, 725, 730)의 광학 세기의 횡단 프로파일은 가우시안 함수로 기술될 수 있다. 이러한 함수에서, 광학 세기는 광 빔(720, 725 또는 730)의 축으로부터의 횡단 거리와 상관된다. 가우시안 형상이 상대적으로 간단하기 때문에, 진단 광 빔(725)의 이러한 특정 양태가 진단 광 빔(720, 725, 730) 및 현재 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 형성된 데이터를 처리하기 위하여 사용될 수 있다.
진단 광 빔(725)은 현재 타겟(110)의 궤적을 결정하기 위하여, 특히 현재 타겟(110) 여행이 Y 방향에 따라 이동하는 거리 또는 속도를 결정하기 위하여 제어 시스템(870)에 의해 사용될 수 있다. 이것은 진단 광 빔(725)이 X와 Y 방향에 의해 규정되는 평면에서 소정 각도로 지향되기 때문에 결정될 수 있다.
도 9a 에 도시된 바와 같이, 진단 광 빔(720)은 위치(722)에서 궤적(TR)과 교차한다. 진단 광 빔(720)은 자신의 축(920A)에 의해 규정되는 방향을 따라 이동하는데, 이것은 대략적으로 -Y 방향으로 정렬된다. 도 9a 에서, 현재 타겟(110)은 X 방향과 대략적으로 정렬되고(Y=0 에 있음), 따라서 현재 타겟(110)은 측정가능한 Y 방향 성분을 가지지 않는다. 대조적으로, 도 9b 에서, 현재 타겟(110)은 X 방향으로부터 -Y 방향에 따라 양 dY만큼 오프셋된다. 그러나, 이러한 오프셋이 진단 광 빔(720)의 축(920A)과 여전히 정렬되기 때문에, 현재 타겟으로부터의 반사 광(740)은 큰 폭으로 변하지 않을 것이다. 더욱이, 반사된 광(740)이 양자 모두의 예(도 9a 및 도 9b)에서 검출되는 시간은, 타겟(110) 및 진단 광 빔(720) 사이의 상호작용이 거의 동일한 시간에 일어나기 때문에 같거나 거의 같다. 진단 광 빔(720)의 세기가 빔 웨이스트로부터의 거리에 의존하는 양만큼 변하지만, 이러한 변화는 측정가능하거나 반사된 광(740)의 세기에 생기는 변화로서 나타날 만큼 충분히 크지 않을 수 있다는 것에 주의한다.
대조적으로, 도 9c 에 도시된 바와 같이, 진단 광 빔(725)은 위치(724C)에서 궤적(TR)과 교차하고 현재 타겟(110)은 시간 T724C에서 진단 광 빔(725)과 상호작용한다. 이러한 경우에, 진단 광 빔(725)은 XY 평면에 있고 그 축(925A)이 X 및 Y 방향 양자 모두에 성분을 가지는 방향을 따라 이동한다. 따라서, 빔(725)의 세기는 가우시안 함수에 따라 X 및 Y 방향 양자 모두에 따라서 감소한다. 현재 타겟(110)은 -X 방향에 따라 정렬되고 Y 방향에 따라서는 큰 운동을 가지지 않는다. 대조적으로, 도 9d 에 도시된 바와 같이, 현재 타겟(110)은 거리 dY만큼 Y 방향에 따라 천이된다. 도 9d 에서, 진단 광 빔(725)은 그 축(925A)이 X 및 Y 방향 양자 모두에서 성분을 가지도록 지향되고, 오프셋된 현재 타겟(110)은 상이한 위치(724D)에서 그리고 역시 시간 T724C보다 늦는 T724D에서 광 빔(725)의 최고 세기와 상호작용할 것이다. 그러므로, 검출 모듈(735)은 도 9d 에서 반사된 광(745D)을, 도 9c 에서 반사된 광(745C)을 검출할 때보다 늦은 시간에 검출한다. 반사된 광(745C 또는 745D)이 검출 모듈(735)에 의해 검출되는 이러한 시간 상 차이가 현재 타겟(110)이 Y 방향에 따라 얼마나 멀리 있는지를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 현재 타겟(110)에 대한 시간차 △T2(X)가 종래의 타겟(110P)에 대한 시간차 △T2(X)보다 크면, 이것은 현재 타겟(110)이 종래의 타겟(110P)에 비하여 Y 방향에 따라 이동되었다는 것을 의미한다. 대조적으로, 현재 타겟(110)에 대한 시간차 △T2(X)가 종래의 타겟(110P)에 대한 시간차 △T2(X)보다 작으면, 이것은 현재 타겟(110)이 종래의 타겟(110P)에 비하여 -Y 방향에 따라 이동되었다는 것을 의미한다.
도 10 을 참조하면, 다른 구현형태들에서, 예시적인 진단 시스템(1005)은 광 빔(1010)을 생성하는 단일 광원(1002)을 포함하는 조명 모듈(1000)을 포함한다. 진단 시스템(1005)은 진단 프로브 또는 프로브(107)의 역할을 하는 복수 개의 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)을 생성한다. 이를 위하여, 조명 모듈(1000)은 회절 광학기(1015) 및 포커싱 렌즈와 같은 굴절 광학기(1017)를 포함한다. 광 빔(1010)은 회절 광학기(1015)를 통해 지향되는데, 이것은 광 빔(1010)을 복수 개의 광 빔으로 분할하고, 이들이 별개의 방향을 따라 이동하고 굴절 광학기(1017)를 통해 지향되어 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)을 생성한다. 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)은 현재 타겟(110)의 궤적(TR)을 향해 지향된다. 회절 광학기(1015)는 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)이 궤적(TR)에서 설정된 거리(예를 들어, 0.65 mm)만큼 분리되도록 광 빔(1010)을 분할할 수 있다. 더욱이, 굴절 광학기(1017)는 진단 광 빔(1020, 1025, 1030) 각각의 초점들(또는 빔 웨이스트)이 궤적(TR)과 중첩한다는 것을 보장할 수 있다.
회절 광학기(1015) 및 굴절 광학기(1017)의 디자인 때문에, 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)은, 궤적(TR)을 향해 팬아웃되고 상이하고 별개인 각도에서 궤적(TR)과 교차하도록 지향된다. 예를 들어, 진단 광 빔(1025)은 -X 방향에 직각 또는 근사적으로 직각인 각도에서 궤적(TR)과 교차할 수 있다. 진단 광 빔(1020)은 -X 방향에 대해 90˚보다 작은 각도에서 궤적(TR)과 교차할 수 있고, 진단 광 빔(1030)은 -X 방향에 대해 90˚보다 큰 각도에서 궤적(TR)과 교차할 수 있다. 진단 광 빔(1020, 1025, 1030) 각각은 가우시안 빔일 수 있어서, 각각의 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)의 광학 세기의 횡단 프로파일이 가우시안 함수로써 기술될 수 있다. 각각의 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)의 빔 웨이스트는 궤적(TR) 또는 -X 방향에서 중첩하도록 구성될 수 있다.
회절 광학기(1015)는 입력 광 빔(1010)의 별개이고 공간적으로 이격된 복제본들을 생성하는 사각형 또는 이진 위상 회절 격자일 수 있다. 진단 광 빔들(1020, 1025, 1030) 사이의 이격거리는 타겟이 타겟 전달 시스템(145)으로부터 릴리스되는 레이트 및 타겟의 크기 및 재료에 따라서 조절되거나 맞춤화될 수 있다. 회절 광학기(1015)로 네 개 이상의 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)을 생성하는 것도 역시 가능하다. 이렇게 많은 진단 광 빔을 생성함으로써, 연장된 타겟 영역(115)을 통과하는 현재 타겟(110)의 위치를 기록 또는 검출할 수 있고, 따라서 현재 타겟(110)의 속도 및 가속도를 더 정확하게 결정할 수 있게 되며, 또한 현재 타겟(110)의 역학(dynamics)을 플라즈마 반발력(125)의 결과로서 이해하기 위한 툴을 제공한다.
일부 구현형태들에서, 회절 광학기(1015)는 이진 위상 회절 격자이다.
진단 시스템(1005)은 현재 타겟(110)이 각각의 진단 광 빔(1020, 1025, 1030)을 통해 지나갈 때에 현재 타겟으로부터 반사되는 광(1040, 1045, 1050)을 수신하는 검출 모듈(1035)을 더 포함한다. 검출 모듈(1035)은, 광(1040, 1045, 1050)의 광자를 전류로 변환하고, 전류에 기초하여 1차원 전압 신호를 출력하는 검출 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출 모듈(1035)은 광(1040, 1045, 1050)을 전기 신호로 변환하는 포토다이오드와 같은 광자 검출 디바이스를 포함할 수 있다.
도 11 을 참조하면, 일부 구현형태들에서, 현존 타겟(110')은 타겟 공간(120) 내에서 두 방사선 펄스와 상호작용한다. 예를 들어, 광학 소스(140)는 예비 방사선 펄스(1135A)를 타겟 공간(1120) 내의 제 1 타겟 위치(1122A)에 공급하고 메인 방사선 펄스(1135B)를 타겟 공간(1120) 내의 제 2 타겟 위치(1122B)로 공급하도록 구성될 수 있다. 방사선 펄스(1135A, 1135B)는 Z 방향에 따라 지향될 수 있다.
제 1 타겟 위치(1122A)에서의 예비 방사선 펄스(1135A) 및 현존 타겟(1110')사이의 상호작용은, 현존 타겟(1110')이 타겟 공간(1120)을 통해 이동할 때 변형되고 기하학적으로 팽창되도록 그 형상을 변경하게 한다. 제 2 타겟 위치(1122B)에서의 메인 방사선 펄스(1135B) 및 변경된 현존 타겟(1110') 사이의 상호작용은, 변경된 현존 타겟(1110')의 적어도 일부를 EUV 광(1150)을 방출하는 플라즈마(1130)로 변환한다. 현존 타겟(1110')의 재료 중 일부가 예비 방사선 펄스(1135A)와 상호작용할 때 플라즈마로 변환될 수 있다. 그러나, 예비 방사선 펄스(1135A)의 속성은, 예비 방사선 펄스(1135A)에 의해 현존 타겟(1110')에 가해지는 주된 동작이 현존 타겟(1110')의 기하학적 분포의 변형 및 수정이 되도록 선택되고 제어된다.
예비 방사선 펄스(1135A)와 현존 타겟(1110') 사이의 상호작용은, 재료가 현존 타겟(1110')의 표면으로부터 삭마되게 하고, 이러한 삭마(ablation)는 현존 타겟(1110')이 예비 방사선 펄스(1135A)와의 상호작용 이전의 현존 타겟(1110')의 형상과 다른 형상을 가지도록 현존 타겟을 변형하는 힘을 제공한다. 예를 들어, 예비 방사선 펄스(1135A)와의 상호작용 전에는 현존 타겟(1110')이 타겟 전달 시스템(145)을 벗어날 때에 액적에 유사한 형상을 가질 수 있는 반면에, 예비 방사선 펄스(1135A)와의 상호작용 이후에는 현존 타겟(1110')의 형상이 제 2 타겟 위치(1122B)에 도달할 때 디스크의 형상에 더 가까워지도록(예컨대 팬케이크 형상) 변형된다. 예비 방사선 펄스(1135A)와의 상호작용 이후에, 현존 타겟(1110')은 이온화되지 않거나(플라즈마가 아닌 재료) 또는 최소로 이온화된 재료일 수 있다. 예비 방사선 펄스(1135A)와의 상호작용 이후에, 현존 타겟(1110')은, 예를 들어 액체 또는 용융된 금속의 원반, 보이드 또는 큰 갭을 가지지 않는 타겟 재료의 연속 세그먼트, 마이크로- 또는 나노입자의 미스트, 또는 원자 증기의 클라우드일 수 있다.
추가하여, 재료가 현존 타겟(1110')의 표면으로부터 삭마되게 하는 예비 방사선 펄스(1135A)와 현존 타겟(1110') 사이의 상호작용은, 현존 타겟(1110')이 도 11 에 도시된 바와 같이 Z 방향에 따른 어느 정도의 추진 또는 속력을 얻게 할 수 있다. 현존 타겟(1110')이 제 1 타겟 위치(1122A)로부터 제 2 타겟 위치(1122B)로 X 방향에서 이동할 때 팽창하는 것과 Z 방향에서의 획득된 속력은 예비 방사선 펄스(1135A)의 에너지, 및 특히 현존 타겟(1110')에 전달된(즉, 포획된) 에너지에 따라 달라진다.
광학 소스(140)는, 각각의 타겟 위치(1122A, 1122B)로 지향되는 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔 및 메인 방사선 펄스(1135B)의 빔을 생성하도록 설계될 수 있다. 더욱이, 위에서 논의된 바와 같이, EUV 광원(100)은 타겟 공간(120)을 향해 지향되는 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 현재 타겟(110)의 결정된 이동 속성 또는 속성들의 분석에 기초하여 조절한다. 따라서, EUV 광원(100)이 예비 방사선 펄스(1135A)의 하나 이상의 특성, 메인 방사선 펄스(1135B)의 하나 이상의 특성, 또는 예비 방사선 펄스(1135A) 및 메인 방사선 펄스(1135B)의 하나 이상의 특성 양자 모두를 조절하는 것도 가능하다.
도 12 를 참조하면, 예시적인 광학 소스(1240)는 타겟 공간(1120) 내의 각각의 타겟 위치(1122A, 1122B)로 지향되는 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔 및 메인 방사선 펄스(1135B)의 빔을 생성하도록 설계된다.
광학 소스(1240)는 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔이 통과하는 일련의 하나 이상의 광학 증폭기를 포함하는 제 1 광학 증폭기 시스템(1200), 및 메인 방사선 펄스(1135B)의 빔이 통과하는 일련의 하나 이상의 광학 증폭기를 포함하는 제 2 광학 증폭기 시스템(1205)을 포함한다. 제 1 시스템(1200)의 하나 이상의 증폭기는 제 2 시스템(1205) 내에 있을 수 있다; 또는 제 2 시스템(1205) 내의 하나 이상의 증폭기는 제 1 시스템(1200) 내에 있을 수 있다. 또는, 제 1 광학 증폭기 시스템(1200)이 제 2 광학 증폭기 시스템(1205)과 완전히 별개일 수도 있다.
추가하여, 필수적이지는 않지만, 광학 소스(1240)는 제 1 펄스형 광 빔(1211)을 생성하는 제 1 광 발생기(1210) 제 2 펄스형 광 빔(1216)을 생성하는 제 2 광 발생기(1215)를 포함할 수 있다. 광 발생기들(1210, 1215) 각각은, 예를 들어 레이저, 마스터 발진기와 같은 시드(seed) 레이저, 또는 램프일 수 있다. 광 발생기(1210, 1215)로서 사용될 수 있는 예시적인 광 발생기는, 예를 들어 100 kHz의 반복률에서 동작할 수 있는 Q-스위치드(switched), 무선 주파수(RF) 펌프드(pumped), 축상 흐름, 탄소 이산화물(CO2) 발진기이다.
광학 증폭기 시스템(1200, 1205) 내의 광학 증폭기들 각각은 각각의 빔 경로 상에 이득 매질을 포함하는데, 이들을 따라서 각각의 광 발생기(1210, 1215)로부터의 광 빔(1211, 1216)이 전파된다. 광학 증폭기의 이득 매질이 여기되면, 이득 매질은 광 빔에 광자를 제공하여 광 빔(1211, 1216)을 증폭하고, 예비 방사선 펄스 빔(1135A) 또는 메인 방사선 펄스 빔(1135B)을 형성하는 증폭된 광 빔을 생성한다.
광 빔(1211, 1216) 또는 방사선 펄스 빔(1135A, 1135B)의 파장은, 방사선 펄스 빔(1135A, 1135B)이 광학 소스(1240) 내의 임의의 포인트에서 결합된다면 서로로부터 분리될 수 있도록 서로 구별될 수 있다. 방사선 펄스 빔(1135A, 1135B)이 CO2 증폭기에 의해 생성되면, 예비 방사선 펄스 빔(1135A)은 10.26 마이크로미터(μm) 또는 10.207 μm의 파장을 가질 수 있고, 메인 방사선 펄스 빔(1135B)은 10.59 μm의 파장을 가질 수 있다. 파장은, 분산형 광학기 또는 이색성 미러 또는 빔 스플리터 코팅을 사용하여 빔(1135A, 1135B)이 더 쉽게 분리될 수 있도록 선택된다. 양자 모두의 빔(1135A, 1135B)이 동일한 증폭기 체인 내에서 서로 전파되는 경우에(예를 들어, 광학 증폭기 시스템(1200)의 증폭기 중 일부가 광학 증폭기 시스템(1205) 내에 있는 경우), 이렇게 구별되는 파장이 두 개의 빔(1135A, 1135B)이 동일한 증폭기를 횡단하고 있더라도 이들 사이의 상대 이득을 조절하기 위해서 사용될 수 있다.
예를 들어, 빔(1135A, 1135B)이 분리되면, 챔버(175) 내의 두 개의 별개의 위치(예컨대, 각각 제 1 및 제 2 타겟 위치(1122A, 1122B))로 조향 또는 포커싱될 수 있다. 특히, 빔(1135A, 1135B)이 분리되면, 타겟이 제 1 타겟 위치(1122A)로부터 제 2 타겟 위치(1122B)로 이동하면서 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔과 상호작용한 이후에도 타겟(1110)이 팽창될 수 있게 된다.
광학 소스(1240)는, 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔 및 메인 방사선 펄스(1135B)의 빔을 오버레이하고 빔들(1135A, 1135B)을 광학 소스(1240) 및 빔 전달 시스템(185) 사이의 거리의 적어도 일부에 대해서 동일한 광로 상에 배치하는 빔 경로 결합기(1225)를 포함할 수 있다. 또한, 광학 소스(1240)는, 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔을 메인 방사선 펄스(1135B)의 빔으로부터 분리시켜 두 개의 빔(1135A, 1135B)이 챔버(175) 내에서 별개로 조향되고 포커싱될 수 있게 하는 빔 경로 분리기(1226)를 포함할 수 있다.
또한, 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔은 메인 방사선 펄스(1135B)의 빔의 펄스 에너지보다 적은 펄스 에너지를 가지도록 구성될 수 있다. 이것은, 예비 방사선 펄스(1135A)가 현존 타겟(1110')의 기하학적 구조를 변경하기 위해서 사용되는 반면에, 메인 방사선 펄스(1135B)는 변경된 현존 타겟(1110')을 플라즈마(1130)로 변환하기 위해서 사용되기 때문이다. 예를 들어, 예비 방사선 펄스(1135A)의 에너지는 메인 방사선 펄스(1135B)의 에너지보다 5 배 내지 100 배 적을 수 있다.
일부 구현형태들에서, 각각의 광학 증폭기 시스템(1200, 1205)은 세 개의 광학 증폭기의 세트를 포함하는데, 하지만 하나의 증폭기 또는 네 개 이상의 증폭기가 사용될 수도 있다. 일부 구현형태에서, 각각의 시스템(1200, 1205) 내의 광학 증폭기 각각은 CO2를 포함하는 이득 매질을 포함하고, 약 9.1 μm 내지 약 11.0 μm 사이, 특히, 약 10.6 μm의 파장의 광을 1000 보다 큰 이득으로 증폭할 수 있다. 각각의 시스템(1200, 1205) 내의 광학 증폭기는 이와 유사하게 또는 상이한 파장에서 동작될 수 있다. 광학 증폭기 시스템(1200, 1205)에서 사용되기에 적합한 증폭기 및 레이저는, DC 또는 RF 여기에 의하여, 예를 들어 10 kW 이상의 상대적으로 높은 파워에서 그리고 50 kHz 이상의 높은 펄스 반복 레이트에서 동작하고 약 9.3 μm또는 약 10.6 μm에서 방사선을 생성하는 펄스형 가스 방전 CO2 증폭기와 같은 펄스형 레이저 디바이스를 포함할 수 있다. 시스템(1200, 1205) 각각에서 사용될 수 있는 예시적인 광학 증폭기는 무마모(wear-free) 가스 순환 및 용량성 RF 여기를 가지는 축상 흐름 고-파워 CO2 레이저이다.
추가적으로, 필수적인 것은 아니지만, 광학 증폭기 시스템(1200 및 1205) 중 하나 이상은 사전 증폭기로서의 역할을 하는 제 1 증폭기를 포함할 수 있다. 사전 증폭기가 존재하면 이것은 확산-냉각된 CO2 레이저 시스템일 수 있다.
광학 증폭기 시스템(1200, 1205)은 도 12 에는 도시되지 않고 각각의 광 빔(1211, 1216)을 지향시키고 성형하기 위한 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 증폭기 시스템(1200, 1205)은 미러와 같은 반사 광학기, 빔 스플리터 또는 부분-투과성 미러, 및 이색성 빔 스플리터와 같은 부분-투과성 광학기를 포함할 수 있다.
광학 소스(1240)는, 광 빔(1211, 1216)을 광학 소스(1240) 통해 지향시키기 위한 하나 이상의 광학기(예컨대 미러와 같은 반사성 광학기, 빔 스플리터와 같은 부분 반사성 및 부분 투과성 광학기, 프리즘 또는 렌즈와 같은 굴절 광학기, 수동 광학기, 능동 광학기 등)를 포함할 수 있는 광학 시스템(1220)을 더 포함한다.
광학 증폭기가 분리된 전용 시스템일 수 있지만, 광학 증폭기 시스템(1200)의 증폭기 중 적어도 하나는 광학 증폭기 시스템(1205) 내에 있을 수 있고, 광학 증폭기 시스템(1205)의 증폭기 중 적어도 하나는 광학 증폭기 시스템(1200) 내에 있을 수 있다. 증폭기 및 광학기 중 적어도 일부가 광학 증폭기 시스템(1200, 1205)들 사이에서 중첩되는 이러한 시스템에서, 예비 방사선 펄스(1135A)의 빔 및 메인 방사선 펄스(1135B)의 빔은, 빔(1135A)의 하나 이상의 특성이 변하면 빔(1135B)의 하나 이상의 특성이 변하게 될 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지가 되도록 서로 결합될 수 있다.
도 13 을 참조하면, 프로시저(1300)는 현존 타겟(110')에 인가되는 플라즈마 반발력(125)을 보상하기 위해서 EUV 광원(100)에 의해 수행된다(제어 시스템(170, 470, 670 또는 870)의 제어 하에). 본 명세서에서 설명되지 않는 다른 프로시저는 동작 중에 EUV 광원(100)에 의해서 수행될 수 있다. 프로시저(1300)는, 연장된 타겟 영역(115)과 적어도 부분적으로 일치하는 잔여 플라즈마(130)를 형성하는 것을 포함하는데, 잔여 플라즈마는 타겟 공간(120) 내에서의 종래의 타겟(110P)과 이전 방사선 펄스(135P)사이의 상호작용으로부터 형성되는 플라즈마이다(1305). 도 14a 및 도 14b 에 도시된 바와 같이, 종래의 타겟(110P)은 이전 방사선 펄스(135P)가 타겟 위치(122)에 접근할 때 타겟 위치(122)에 접근한다. 이전 방사선 펄스(135P) 및 종래의 타겟(110P)이 상호작용한 후에, 도 15a 및 도 15b 에 도시된 바와 같이 잔여 플라즈마(130)가 형성되고 플라즈마 반발력(125)이 생성된다.
현재 타겟(110)은 타겟 전달 시스템(145)으로부터 궤적(TR)에 따라 타겟 공간(120)을 향해 릴리스된다(1310). 현재 타겟(110)은, 종래의 타겟(110P)과 이전 방사선 펄스(135P) 사이의 상호작용으로부터 형성되는 잔여 플라즈마(130)(1305) 이전에 릴리스될 수 있다(1310). 예를 들어, 도 14a 및 도 14b 에 도시된 바와 같이, 현재 타겟(110)은 타겟 전달 시스템(145)으로부터 궤적(TR)에 따라 타겟 공간(120)을 향해 릴리스되었다(1310).
현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성(현재 타겟(110)이 연장된 타겟 영역(115) 내에 있을 때)이 결정된다(1315). 현재 타겟의 이동 속성은 연장된 타겟 영역(115) 내의 제 1 위치(예컨대 위치(322))에서의 제 1 진단 광 빔(예컨대 빔(320)) 및 현재 타겟(110) 사이의 제 1 상호작용을 검출하고, 연장된 타겟 영역(115) 내의 제 2 위치(예컨대 위치(328))에서의 제 2 진단 광 빔(예컨대 빔(330)) 및 현재 타겟(110) 사이의 제 2 상호작용을 검출함으로써 결정될 수 있다(1315). 제 1 진단 광 빔(예컨대 빔(320))은 제 1 위치(예컨대 위치(322))에 있는 현재 타겟(110)을 향해 지향되고, 제 2 진단 광 빔(예컨대 빔(330))은 제 2 위치(예컨대 위치(328))에 있는 현재 타겟(110)을 향해 지향된다.
제 1 상호작용은 현재 타겟으로부터 반사되는 제 1 진단 광 빔(예컨대 광 빔(320))의 적어도 일부를 검출함으로써(예를 들어, 검출 모듈(335)에서) 검출될 수 있다(예를 들어, 광(340)이 검출된다). 제 2 상호작용은 현재 타겟(110)으로부터 반사되는 제 2 진단 광 빔(예컨대 광 빔(330))의 적어도 일부를 검출 모듈(335)에 의해서 검출함으로써(예를 들어, 검출 모듈(335)에서) 검출될 수 있다(예를 들어, 광(350)이 검출된다). 현재 타겟(110)의 이동 속성 또는 속성들은 반사된 부분의 이러한 검출에 기초하여 결정될 수 있다(1315).
예를 들어, 도 16a 내지 도 17b 를 참조하면, 진단 시스템(305)은 제어 시스템(170, 470, 670, 870)과 조합되어 사용되어 현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 결정한다. 도 16a 및 도 16b 에서, 현재 타겟(110)은 진단 광 빔(320)과 상호작용하고, 그러한 상호작용으로부터 나온 광(340)이 검출 모듈(335)에 의해 검출된다. 도 17a 및 도 17b 에서, 현재 타겟(110)은 이제 진단 광 빔(330)과 상호작용하고, 그러한 상호작용으로부터 나온 광(350)이 검출 모듈(335)에 의해 검출된다. 검출 모듈(335)은, 현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 결정하기 위한 처리를 위해서 데이터를 제어 시스템(170, 470, 670, 870)에 출력한다.
제어 시스템(170, 470, 670, 870)은 결정된 이동 속성 중 임의의 것이 허용가능한 범위(1320) 밖에 있는지 여부를 결정한다. 이동 속성 중 임의의 것이 허용가능한 범위 밖에 있으면(1320), 제어 시스템(170, 470, 670, 870)은 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성(예를 들어, 예비 방사선 펄스(1135A) 및 메인 방사선 펄스(1135B) 중 하나 이상의 하나 이상의 특성)을 조절하고, 이를 통하여 현재 타겟(110)의 이동 속성 또는 속성들에 기초하여 방사선 펄스(135) 및 현존 타겟(110') 사이의 상대 위치를 제어한다(1325). 방사선 펄스(135)(1325 에서 조절되었을 수 있음)는, 방사선 펄스(135) 및 현존 타겟(110')이 타겟 공간(120) 내에서 상호작용하도록 타겟 공간(120)을 향해 지향된다(1330). 예를 들어, 도 18a 및 도 18b 에 도시된 바와 같이, 현존 타겟(110')은 타겟 공간(120) 내의 타겟 위치(122)에 접근하고 있으며, 역시 타겟 위치를 향해 지향되는 방사선 펄스(135)가 조절된 바 있다. 그리고, 도 19a 및 도 19b 에 도시된 바와 같이, 현존 타겟(110')은 타겟 위치(122)에서 현재 방사선 펄스(135)와 상호작용하고 있다.
결정될 수 있는(1315) 이동 속성 또는 속성들은 3차원 좌표계의 방향 X, Y, 또는 Z 중 임의의 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속력, 속도, 방향, 가속도, 또는 위치 중 하나 이상을 포함한다.
도 11 에 도시된 바와 같은 일부 구현형태들에서, 방사선 펄스(135)는 에너지를 현존 타겟(110')에 전달하여 현존 타겟(110')의 기하학적 분포를 변경하는 예비 방사선 펄스(1135A)일 수 있다. 그러하다면, 프로시저(1300)는 현재 예비 방사선 펄스(1135A)를 현존 타겟(110')을 향해 지향시킨 후에, 메인 방사선 펄스(1135B)를 현존 타겟(110')을 향해 지향시키고 이를 통하여 현존 타겟(110')의 적어도 일부를 EUV 광(1150)을 방출하는 플라즈마로 변환하는 것을 더 포함할 수 있다. 도 19c 및 도 19d 는 EUV 광(1150)을 생성하기 위한 메인 방사선 펄스(1135B) 및 현존 타겟(110') 사이의 상호작용을 보여준다.
프로시저(1300)는 결정된(1315) 하나 이상의 이동 속성을 분석하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(170, 470, 670, 870)은 -X 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도를 결정하고, 현존 타겟(110')이 언제 타겟 위치(122)에 도달할 것인지를 예측할 수 있다. 방사선 펄스(135) 및 현존 타겟(110')이 타겟 위치(122)에서 효율적으로 상호작용 1325)하도록, 제어 시스템(170, 470, 670, 870)은 방사선 펄스(135)가 언제 릴리스되는지를 조절할 수 있거나 방사선 펄스(135)의 방향을 조절할 수 있다. 그러므로 방사선 펄스(135) 및 현존 타겟(110') 사이의 상대 위치에 대한 조절은 현재 타겟(110)의 결정된 이동 속성의 분석에 기초한다.
도 19c 에 역시 도시되는 바와 같이, 다음 현재 타겟(110N)은, 타겟(110)이 타겟 전달 시스템(145)으로부터 릴리스되는 레이트에 따라서 소정 시점에 릴리스된다.
일부 구현형태들에서, 현재 타겟(110)의 가속도 A 및 속도 V가 결정될 수 있다(1315). 이러한 구현형태에서, 결정하는 것(1315)은 연장된 타겟 영역 내의 제 3 위치에서의 제 3 진단 광 빔과 현재 타겟 사이의 제 3 상호작용을 더 포함할 것이고, 제 3 위치는 제 1 및 제 2 위치와 별개이다. 예를 들어, 도 20a 및 도 20b 에 도시된 바와 같이, 현재 타겟(110)은 타겟 공간(120)을 향해 지향되고, 연장된 타겟 영역(115) 내에 있는 동안 현재 타겟(110)은 각각의 위치(722, 724, 728)에서 진단 광 빔(720, 725, 730)과 순차적으로 상호작용할 것이다. 위에서 논의된 바와 같이, 결과적으로 얻어지는 광(740, 745, 750)이 검출 모듈(735)에 의해서 검출되고, 이것은 제어 시스템(170, 470, 670, 870)에 의해 분석되는 데이터를 출력하고, 제어 시스템은 이러한 데이터를 사용하여 현재 타겟(110)의 가속도 A 및 속도 V를 결정할 수 있다. 또한, 제어 시스템(170, 470, 670, 870)은 현재 타겟(110) 및 제 3 진단 빔(725) 사이의 상호작용으로부터 얻어진 추가 정보를 사용하여 -X 방향에 수직인 방향(예컨대 Y 방향)에 따른 현재 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 결정할 수 있다.
다시 도 3 을 참조하면, 다른 구현형태들에서, 진단 시스템(305)의 검출 모듈(335)은, 추가적으로 또는 대안적으로, 별개의 진단 위치(322 및 328)에서 각각의 진단 광 빔(320 및 330) 및 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(340 및 350)의 2차원 표현(예컨대 이미지)을 검출하도록 설계된다. 이를 위하여, 검출 모듈(335)은 후술되는 바와 같은 이미지 기록 디바이스(예컨대 카메라)를 포함한다. 더욱이, 광(540, 550 및 740, 745, 750)의 2차원 표현의 검출을 각각의 검출 모듈(535 및 735) 내에서 구현하는 것도 역시 가능하다. 일부 구현형태들에서, 제어 시스템(170, 470, 670, 870)은 2차원 표현을 분석하여 1차원 양태(예컨대 광의 세기)를 분석할 필요가 없이 타겟(110)의 이동 속성 모두를 결정할 수 있다.
또는, 2차원 표현을 검출 및 기록하고 이러한 2차원 표현으로부터의 정보만을 사용하여 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 결정하도록 진단 시스템(105)을 구성하는 것이 가능하다. 처음에는 2차원 표현만을 사용하는 디자인이 도 24 내지 도 26 을 참조하여 후술되고 논의되며, 그 뒤에 2차원 표현 및 1차원 양태(예컨대 광의 세기) 양자 모두를 사용하는 디자인이 도 27 을 참조하여 설명되고 논의된다.
진단 프로브(예를 들어, 광 빔) 및 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광의 2차원 표현(예컨대 이미지)을 검출하도록 구성되는 진단 시스템(2105)의 예시적인 디자인이 도 21a 에 도시되고 이제 설명된다. 광의 2차원 표현을 검출함으로써, 진단 시스템(2105)은 다음에 설명되는 바와 같은 진단 능력의 모든 것이 가능해지도록 제어 시스템(170)에 충분한 정보를 제공한다. 진단 시스템(2105)은 진단 프로브와 타겟 전달 시스템(145)으로부터 방출되는 각각의 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광의 2차원 표현을 검출하도록 구성된다.
예를 들어, 제어 시스템(170)은, 3 차원 좌표계의 X, Y, 및 Z 방향 중 임의의 방향에 따른 현재 타겟(110)의 위치를, 현재 방사선 펄스(135)의 초점의 근접 범위(예를 들어, 1 mm) 내에서 결정할 수 있다. 제어 시스템(170)은 X, Y, 및 Z 방향 중 임의의 방향에 따른 현재 타겟(110)의 속도를 결정할 수 있고, 동시에 다른 타겟(110)이 연장된 타겟 영역(115)에 진입하기 전에 현존 타겟(110')과 상호작용하는 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 조절할 수 있다. 이러한 검출 및 분석이 타겟(110)에 대해서 수행될 수 있고, 방사선 펄스(135)를 변경하기 위한 작동 시스템이 충분히 빠르다면, 검출 및 분석이 수행되는 동일한 타겟(110)에 피드백 제어가 수행될 수 있다. 제어 시스템(170)은 X, Y, 또는 Z 방향 중 임의의 방향에 따른 현재 타겟(110)의 이동 속성(예컨대 위치)을 결정할 수 있다. 제어 시스템(170)은 X, Y, 및 Z 방향 중 임의의 방향 또는 모든 방향에 따른 각각의 타겟(110)의 이동 속성 또는 속성들을 결정하고, 연장된 타겟 영역(115) 내에 진입하는 각각의 타겟(110)에 대해서, 현존 타겟(110')과 상호작용하는 방사선 펄스(135)의 하나 이상의 특성을 조절할 수 있다. 따라서, 이러한 결정 및 조절은 타겟(110)이 타겟 전달 시스템(145)으로부터 릴리스되는 레이트 이상인 반복률로 이루어진다. 예를 들어, 이러한 반복률은 적어도 50 KHz일 수 있다. 이것은 현재 타겟(110)의 이동 속성의 결정 및 현존 타겟(110')과 상호작용하는 방사선 펄스(135)의 조절은 20 μs 시간 프레임 이내에서 발생한다는 것을 의미한다. 제어 시스템(170)은 방사선 펄스(135)의 초점 근처에서 타겟(110)의 역학 및 운동을 결정하여 타겟(110)에 대한 플라즈마 반발력(125)의 영향을 관측할 수 있다.
진단 시스템(2105)은 적어도 두 개의 진단 프로브(2120, 2130)를 생성하도록 설계되는 프로브 모듈(2100)을 포함한다. 도 21a 에는 두 개의 진단 프로브(2120, 2130)만이 도시되지만, 세 개 이상이 사용될 수도 있다. 진단 프로브(2120 또는 2130)는 자신의 궤적(TR)에 따른 하나 이상의 위치에서 그리고 하나 이상의 시간에서 타겟(110)과 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 진단 프로브(2120)는 제 1 위치 LTR1 및 제 1 시간 T2120에서 타겟(110)과 상호작용할 수 있고, 및 진단 프로브(2130)는 제 2 위치 LTR2 및 제 2 시간 T2130에서 타겟(110)과 상호작용할 수 있다. 다른 예로서, 진단 프로브(2120)는 제 1 시간 T2120 및 제 2 시간 T2130 양자 모두에서 타겟(110)과 상호작용할 수 있고, 진단 프로브(2130)는 제 1 시간 T2120 및 제 2 시간 T2130 양자 모두에서 타겟(110)과 상호작용할 수 있다.
프로브 모듈(2100)은 진단 프로브(2120, 2130)로서 진단 광 빔을 생성하는 이미징 모듈일 수 있다. 일부 구현형태들에서, 프로브 모듈(2100)은 진단 프로브(2120, 2130)로서 진단 레이저 빔을 생성하는 레이저 소스이다. 진단 프로브(2120, 2130)의 파장은 타겟(110)과의 상호작용의 다른 양태에 영향을 준다. 예를 들어, 진단 프로브(2120, 2130)의 파장은 타겟(110)이 산란되는지 여부에 영향을 줄 수 있다. 다른 예로서, 검출 모듈(2135)(후술됨)의 응답성, 광 분해능, 샘플링 레이트, 프레임 레이트, 및 노광 시간 중 임의의 하나 이상은 진단 프로브(2120, 2130)의 파장에 따라 달라진다.
진단 레이저 빔은 방사선 펄스(135)의 파장과 별개인 파장을 가질 수 있고 진단 광 빔(2120, 2130) 및 타겟(110) 사이의 임의의 간섭을 방지하거나 감소시키기에 충분한 파워를 가질 수 있다. 또한, 진단 프로브(2120, 2130)의 파장도 타겟 공간(120) 내에 생성되는 플라즈마(130)의 방출선(emission line)과의 중첩을 방지 또는 감소시키도록 선택된다. 진단 프로브(2120, 2130)의 파장은 진단 프로브(2120, 2130)가 통과하여 지향되는 광학 요소들 중 임의의 것의 파장 대역과 매칭되거나 일치하도록 선택되어야 한다. 더욱이, 진단 프로브(2120, 2130)의 빔 품질, 안정성, 파워 레벨과 같은 다른 양태는 응용예에 따라서 선택되거나 조절될 수 있다. 진단 프로브(2120, 2130)의 파장은 검출 모듈(2135)(후술됨)에 의해 기록되는 신호 대 잡음 비가 높아지도록 선택된다. 예를 들어, 진단 광 빔(2120, 2130)의 파장은 약 1030 nm와 같은 적외선 구역 내에 있을 수 있고, 약 9.6 W의 파워를 가질 수 있다. 진단 광 빔(2120, 2130)은 레이저 광일 수 있다. 다른 예들에서, 진단 광 빔(2120, 2130)의 파장은 가시 범위에 있다.
진단 광 빔(2120, 2130)은 광의 시준된 빔일 수 있고(도 24 및 도 25 에 도시된 바와 같이), 또는 궤적(TR) 상에 또는 근접하게 포커싱되는 광의 빔일 수 있다(도 26 및 도 27 에 도시된 바와 같이). 진단 광 빔(2120, 2130)은 X와 Y 방향에 의해 규정되는 평면(XY 평면)에 있는 방향을 따라 지향될 수 있다. 도 21a 의 예에 도시된 바와 같이, 진단 광 빔(2120, 2130)은 -Y 방향에 따라 지향된다. 진단 광 빔(2120, 2130)은 그들의 방향에 따라 서로 중첩할 수 있다. 더욱이, 진단 광 빔(2120, 2130)이 서로 중첩하거나(도 24 에 도시된 바와 같이) 또는 궤적(TR)에 따라 도 24 및 도 25 에 도시된 바와 같이 일정 거리만큼 이동할 때 여러 위치 및 시간에서 타겟(110)과 중첩할 수 있다.
프로브 모듈(2100)은 예를 들어, 1020 nm 및 1070 nm 사이의 적외선 파장, 및 50W까지의 파워와 빔 품질 M2이 1 에 접근하는 조절가능한 연속파 레이저 생성 진단 광 빔(2120, 2130)일 수 있다. 레이저는 파이버 레이저 소스일 수 있다. 다른 구현형태들에서, 프로브 모듈(2100)은 펄스형 레이저일 수 있다.
일부 구현형태들에서, 진단 광 빔(2120, 2130)은 궤적(TR)에 교차하는 커튼으로서 연속적으로 생성될 수 있다. 다른 구현형태들에서, 진단 광 빔(2120, 2130)은 어떤 시간에만, 예를 들어 타겟(110)이 궤적(TR)에 따라 특정한 위치에 있는 때에만 생성된다. 이러한 경우에, 프로브 모듈(2100)은 제어 시스템으로부터의 타이밍 신호에 의해 트리거링(또는 펄싱)되어 특정한 시간에 하나 이상의 진단 광 빔(2120, 2130)을 생성할 수 있다.
진단 시스템(2105)은, 타겟(110)이 궤적(TR)에 따라 연장된 타겟 영역(115)을 통해 이동할 때 현재 타겟(110)과 진단 프로브(2120, 2130) 중 하나 이상의 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광(2140, 2150)의 하나 이상의 2차원 표현(2141, 2151)을 기록하는 검출 모듈(2135)을 더 포함한다. 검출 모듈(2135)은 기록 2차원 표현(2141, 2151)을 기록하기 위한 하나 이상의 2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)를 포함한다. 검출 모듈(2135)은 필요에 따라서, 후술되는 바와 같은 이미징 렌즈 또는 미러와 같은 다른 광학 요소를 더 포함할 수 있다.
도 21a 에는 오직 두 개의 기록 디바이스(2135A, 2135B)만이 도시되지만, 응용예에 따라서 세 개 이상 또는 오직 하나의 기록 디바이스가 사용될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 세 방향(X, Y, 및 Z) 모두에서 타겟(110)의 궤적을 재구성하기 위해 타겟(110)의 운동에 대한 충분한 정보를 수집하기 위해서 적어도 두 개의 기록 디바이스(2135A, 2135B)가 사용된다. 타겟(110)의 가속도에 관련하여 타당한 가정이 이루어지면, 세 방향(X, Y, 및 Z) 모두에서의 타겟(110)의 궤적은 하나의 기록 디바이스만 가지고 재구성될 수 있다.
진단 프로브(2120, 2130)가 광 빔인 일부 구현형태들에서, 생성되는 광(2140, 2150)은 타겟(110)을 횡단하거나(traverse) 가로질러 지나가는 진단 광 빔(2120, 2130)인데, 이러한 횡단된 광은 도 24 에 도시된 바와 같이 진단 광 빔의 적어도 일부를 차단하는 타겟(110)의 음영을 포함한다. 이러한 종류의 구성은 횡단된 광 빔 내에 2차원 표현(2141, 2151)으로서 음영을 생성하고, 음영그래프(shadowgraph) 구성이라고 간주될 수 있다. 이러한 구현형태에서, 2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)는 그 위에 프로브 모듈(2100)이 배치되는 측면에 반대인 타겟 궤적(TR)의 측면에 배치될 수 있다.
진단 프로브(2120, 2130)가 광 빔인 다른 구현형태들에서, 생성되는 광(2140, 2150)은 현재 타겟(110)이 자신의 궤적(TR)에 따라 이동할 때 도 25 내지 도 27 에 도시된 바와 같이 현재 타겟으로부터 산란되거나 반사되는 광이다. 이러한 구현형태에서, 2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)는 그 위에 프로브 모듈(2100)이 배치되는 측면과 같은 타겟 궤적(TR)의 측면에 배치될 수 있다.
각각의 2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)는 광(2140, 2150)의 2차원 표현(2141, 2151)(이미지로 간주될 수 있음)을 캡쳐하는 카메라일 수 있다. 따라서, 예를 들어 2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)는 수 천 또는 수백만 개의 포토-사이트(또는 픽셀)의 2차원 어레이를 포함한다. 광(2140, 2150)은 각각의 픽셀의 감광 구역 상으로 지향되고, 거기에서 수집되어 전압 신호가 되는 전자로 변환되며, 이러한 신호의 어레이는 2차원 이미지(2141, 2151)를 형성한다. 기록 디바이스(2135A)는, 그 2차원 어레이가 다음 두 축들: Z 방향인 제 1 축 및 XY 평면에 있는 축인 제 2 축에 의해 규정되는 평면에 있도록 배치된다. 따라서, 기록 디바이스(2135A)의 2차원 어레이에 대한 법선은 XY 평면에 있다. 도 21a 의 예에 도시된 바와 같이, 기록 디바이스(2135A)는 그 2차원 어레이가 XZ 평면에 있고 그 법선이 Y 방향에 따르도록 배치된다. 이와 유사하게, 기록 디바이스(2135B)는, 그 2차원 어레이가 Z 방향인 제 1 축 및 XY 평면에 있는 축인 제 2 축에 의해 규정되는 평면에 있도록 배치된다. 따라서, 기록 디바이스(2135B)의 2차원 어레이에 대한 법선은 XY 평면에 있다. 도 21a 의 예에 도시된 바와 같이, 기록 디바이스(2135B)도 역시 그 2차원 어레이가 XZ 평면에 있고 그 법선이 Y 방향에 따르도록 배치된다. 다른 예시적인 구성이 지금부터 제공된다.
2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)는 제어 시스템(170)에 의해 제어되어 특정한 시간에 이미지를 기록할 수 있다. 2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)는 표현(2141, 2151)을 분석을 위해 제어 시스템(170)에 전송한다. 제어 시스템(170)은 2차원 표현(2141, 2151)을 분석하여 X, Y, 및 Z 방향 중 하나 이상의 방향에 따른 타겟(110)의 이동 속성을 결정한다.
기록 디바이스(2135A, 2135B)는, 현재 타겟(110)에 대한 광(2140, 2150)의 2차원 이미지(2141, 2151)를, 타겟이 연장된 타겟 영역(115)에 진입하기 전에 하지만 종래의 타겟(110P)이 이전 방사선 펄스(135P)와 상호작용한 후에 검출, 기록, 및 출력하기에 충분히 빠른 "고속" 카메라여야 한다. 진단 시스템(2105)이 타겟 공간(120)을 향해 지향된 모든 타겟에 대해 분석을 수행할 수 있으려면, 카메라의 프레임 레이트는 타겟 전달 시스템(145)이 타겟을 생성하는 레이트 이상이어야 한다. 따라서, 타겟 전달 레이트가 50 kHz이면, 카메라의 프레임 레이트는 50 kHz 이상이어야 한다. 적합한 고속 카메라(2135A, 2135B)의 일 예는 상보적 금속-산화물 반도체(CMOS)이다. 이러한 카메라는 약 300 μs의 노광 시간, 약 1696x1710 픽셀의 예시적인 분해능, 약 8 μm의 픽셀 크기, 및 1.0 의 이득을 가질 수 있다.
다른 구현형태들에서, 카메라(2135A, 2135B)는 전하결합 소자(CCD) 또는 적외선 카메라이다.
본 명세서에서 논의된 바와 같이, 진단 시스템(2105)은 연장된 타겟 영역(115) 내에서 타겟(110)의 이동 속성을 결정하기에 유용하다. 그럼에도 불구하고, 진단 시스템(2105)은 연장된 타겟 영역(115) 내가 아닌 다른 위치에서도 타겟(110)의 이동 속성을 결정하기 위해서 유용할 수 있다. 따라서, 다른 구현형태들에서, 진단 시스템(2105)은 연장된 타겟 영역(115) 밖의 영역에서 셋업된다. 예를 들어, 이러한 구현형태에서, 진단 시스템(2105)은, 진단 프로브(2120, 2130)가 연장된 타겟 영역(115) 및 타겟 전달 시스템(145) 사이인 제 1 영역(165) 내에서 타겟(110)과 완전히 또는 부분적으로 상호작용하도록 셋업된다. 제 1 영역(165)은 플라즈마 반발력(125)이 현재 타겟(110)에 훨씬 적거나 중요하지 않은 영향을 미치는 영역이라고 간주될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 타겟(110)은 진단 프로브(2120, 2130) 중 하나 이상과 두 위치에서, 즉, 제 1 시간 T2120에 제 1 위치 LTR1과 제 2 시간 T2130에 제 2 위치 LTR2와 상호작용한다. 상기 타겟(110)과 하나 이상의 진단 프로브 사이의 상호작용(2120, 2130)을 두 개의 위치에서 수행함으로써, 제어 시스템(170)은 위치 LTR1에서의 챔버(175)의 X, Y, 및 Z 방향의 타겟(110)의 위치 P1(X, Y, Z) 및 위치 LTR2에서의 챔버(175)의 X, Y, 및 Z 방향의 타겟(110)의 위치 P2(X, Y, Z)를 유도할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 챔버(175) 내에서의 타겟(110)의 위치 P1(X, Y, Z) 및 P2(X, Y, Z)는 우선 기록 디바이스(2135A, 2135B)의 센서에 의해 캡쳐되는 2차원 이미지(2141, 2151) 내의 하나 이상의 관심 영역(ROI)의 위치를 식별함으로써 결정될 수 있다. 타겟(110)의 위치 P1(X, Y, Z) 및 P2(X, Y, Z)는 다음 데이터 중 하나 이상을 사용하여 계산된다: 기록된 이미지 내의 하나 이상의 관심 영역(ROI), 타겟(110)이 제 1 위치 LTR1과 교차하는 시간(이것은 타겟(110)이 진단 프로브(2120)와 상호작용하는 시간에 대응함), 타겟(110)이 제 2 위치 LTR2와 교차하는 시간(이것은 타겟(110)이 진단 프로브(2130)와 상호작용하는 시간에 대응함), 및 기록 디바이스(2135A, 2135B)의 센서들의 각각의 평면. 센서(2135A)의 평면은 두 직선에 의해 규정된다: 챔버(175)의 Z 방향과 나란한 Zs 방향에 따른 직선, 및 Xs 방향이 챔버(175)의 X 방향과 평행하고 Ys 방향이 챔버(175)의 Y 방향과 평행한 Xs-Ys 평면에서의 한 방향에 따른 직선.
도 21b 를 참조하면, 이미지 내의 하나 이상의 관심 영역(ROIs)은 광(2140, 2150)이 각각의 기록 디바이스(2135A, 2135B)의 센서에 충돌하는 곳에 있는 이미지 내의 픽셀에 대응한다. 예를 들어, 도 21b 를 참조하면, 카메라(2135B)에 의해 캡쳐된 예시적인 표현(2151)이 표시된다. 이러한 예에서, 제어 시스템(170)은 타겟(110)이 위치 LTR2를 통과할 때 타겟의 위치에 대응하는 이미지 내의 구역을 나타내는 단일 ROI를 식별한다. 제어 시스템(170)은 이러한 표현(2151)을 분석하고 도심(centroid)이라고 불릴 수 있는 ROI의 중심 모멘트를 결정한다. ROI의 중심 모멘트는 C(Xs, Ys, Zs)로 표시될 수 있다.
예를 들어, ROI의 Y 방향에 따른 도심은 Centroid(Y) = 라는 식에 의해서 제공될 수 있는데, 여기에서 mi는 픽셀 i에서의 전압 또는 전류의 값이고 Yi는 픽셀 i의 좌표이며 I는 ROI 내에 포함된다. 유사한 계산이 X 및 Z 방향에 대해서 수행될 수 있다. 더욱이, 유사한 분석이 카메라(2135A)에 의해 캡쳐된 표현(2141)에 대해서 수행된다.
ROI의 중심 모멘트가 설정되면, 제어 시스템(170)은 판독되는 픽셀 행 및 열의 개수를 조절함으로써 전체 ROI를 규정하는데, 판독되는 픽셀들의 개수는 기록 디바이스(2135A, 2135B)의 프레임 레이트에 따라 달라진다. ROI는 시청되는 중인 타겟(110)의 볼륨과 매칭하도록 규정될 수 있다.
제어 시스템(170)이 표현(2151) 내에서 각각의 ROI를 식별하면, 제어 시스템(170)은 ROI를 분석하여 챔버(175) 내의 위치 LTR2 에서의 타겟(110)의 위치 P2를 X, Y, 및 Z 방향을 따라 결정한다. 예를 들어, 제어 시스템(170)은 각각의 ROI의 중심 모멘트(예컨대 도심) C(Xs, Ys, Zs)를 Xs, Ys, 및 Zs 방향 각각에 따라서 결정할 수 있고, 각각의 도심 C(Xs, Ys, Zs)가 결정되면, 제어 시스템(170)은 타겟(110)의 위치 P2 를 챔버(175)의 위치 LTR2에서 X, Y, 및 Z 방향에 따라 추정할 수 있다.
챔버(175)의 Z 방향에 따른 타겟(110)의 위치 P2 는 센서의 Zs 방향(CZs)에 따른 ROI의 중심(도심)과 선형으로 상관되는데, 그 이유는 기록 디바이스(2135A)의 센서의 Zs 방향이 챔버(175)의 Z 방향과 평행하기 때문이다. 따라서, P2(Z) = Factor * CZs인데, 여기에서 Factor는 픽셀의 크기 및 기록 디바이스(2135B 또는 2135A)의 광학적 배율 중 하나 이상에 의존할 수 있는 상수 값이다.
챔버(175)의 X 방향에 따른 타겟(110)의 위치 P2 및 챔버(175)의 Y 방향에 따른 타겟(110)의 위치 P2는 Xs-Ys 방향(CXsYs)을 따라 취해진 도심을 사용하여 추정될 수 있다. 그러나, Xs-Ys 방향에 따른 도심 CXsYs가 Xs-Ys 평면에 있기 때문에, 챔버(175)의 X 방향에 따른 타겟(110)의 위치 P2 및 챔버(175)의 Y 방향에 따른 타겟(110)의 위치 P2를 추가 정보가 없이 결정하는 것은 가능하지 않다.
일부 구현형태들에서, 챔버(175)의 X 방향 및 Y 방향 양자 모두에 따라 위치 P2를 결정하기 위해 사용되는 추가 정보는, 기록 디바이스(2135B)의 센서의 평면과 구별되는 평면에 있는 센서를 가지는 제 2 기록 디바이스(예컨대 기록 디바이스(2135A)에서 위치 LTR2에서의 타겟(110)의 이미지를 획득하는 것을 포함한다. 다른 구현형태들에서, 사용되는 추가 정보는, 타겟(110)이 위치 LTR1과 교차하는 시간 T2120 및 타겟(110)이 위치 LTR2와 교차하는 시간 T2130 사이의 시간차일 수 있다.
기록 디바이스(2135B)(또는 2135A)의 센서 평면에서의 도심의 값을 챔버(175)의 좌표계로 변환하기 위하여 필요한 다른 추가 정보는, 기록 디바이스(2135B)(및 2135A)가 챔버(175)의 X 및 Y 방향에 대해서 위치설정되는 각도를 포함한다. 이러한 값은 공지된 값이고, 기록 디바이스(2135A, 2135B)가 챔버(175) 내에서 셋업될 때 측정되거나 결정될 수 있다.
위치 P1(X, Y, Z) 및 P2(X, Y, Z)가 결정되면, 제어 시스템(170)은 위치들(LTR1 및 LTR2) 사이의 타겟(110)의 평균 속도 V(X, Y, Z)를 X, Y, 및 Z 방향에서 다음과 같이 유도할 수 있다. X 방향에서의 평균 속도 V(X)는 [P2(X) ... P1(X)]/[T2130 ... T2120]로 주어지고; Y 방향에서의 평균 속도 V(Y)는 [P2(Y) ... P1(Y)]/[T2130 ... T2120]로 주어지며; Z 방향의 평균 속도 V(Z)는 [P2(Z) ... P1(Z)]/[T2130 ... T2120]로 주어진다.
다른 예시적인 구현예에서, 타겟(110)은 진단 프로브(2120, 2130)(또는 제 3 진단 프로브 미도시) 중 하나 이상과 제 1 위치 LTR1 및 제 2 위치 LTR2와 별개인 제 3 위치 LTR3에서 상호작용한다. 예를 들어, 제 3 위치 LTR3는 궤적(TR)에 따라 제 2 위치 LTR2 및 타겟 공간(120) 사이일 수 있다. 이러한 추가적 상호작용이 검출 모듈(2135)에 의하여 기록된다. 제어 시스템(170)은 타겟(110)의 이동 속성에 대한 추가 정보를 유도할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(170)은 제 3 위치 LTR3에서의 타겟(110)의 위치 P3(X, Y, Z)를 X, Y, 및 Z 방향에서 유도할 수 있다. 또한, 제어 시스템(170)은 타겟(110)의 가속도 A(X, Y, Z)를 다음 세 개의 선형 방정식을 사용하여 X, Y, 및 Z 방향 각각에 따라 유도할 수 있다.
제 1 수학식은 위치 LTR3에서의 타겟(110)의 X 방향에 따른 위치인 P3(X) 및 위치 LTR2 및 위치 LTR3 사이에서의 타겟(110)의 X 방향에 따른 가속도 A23(X) 사이의 관계를 다음과 같이 제공한다:
P3(X) = P2(X) + V(X)*T23 + 1/2*A23(X)*T23 2,
여기에서 T23은 타겟(110)이 위치 LTR2로부터 위치 LTR3로 이동하는 데에 걸리는 시간이다.
제 1 수학식은 위치 LTR3에서의 타겟(110)의 Y 방향에 따른 위치인 P3(Y) 및 Y 방향에 따른 타겟(110)의 가속도 A23(Y) 사이의 관계를 다음과 같이 제공한다:
P3(Y) = P2(Y) + V(Y)*T23 + 1/2*A23(Y)*T23 2,
여기에서 T23은 타겟(110)이 위치 LTR2로부터 위치 LTR3로 이동하는 데에 걸리는 시간이다.
제 3 수학식은 위치 LTR3에서의 타겟(110)의 Z 방향에 따른 위치인 P3(Z) 및 Z방향에 따른 타겟(110)의 가속도 A23(Z) 사이의 관계를 다음과 같이 제공한다:
P3(Z) = P2(Z) + V(Z)*T23 + 1/2*A23(Z)*T23 2,
여기에서 T23은 타겟(110)이 위치 LTR2로부터 위치 LTR3로 이동하는 데에 걸리는 시간이다.
이러한 세 개의 선형 방정식들이 A23(X), A23(Y), 및 A23(Z)에 대해서 솔빙될 수 있다. 선형 방정식을 사용하는 이러한 예시적인 접근법은 임의의 개수의 위치 L 및 위치 P(X, Y, Z)로 확장되어 타겟(110)의 궤적을 결정하기 위한 추가 데이터를 획득할 수 있다.
도 22 를 참조하면, 예시적인 제어 시스템(2270)이 도시된다. 제어 시스템(2270)은 진단 시스템(2105)을 제어하고, 진단 시스템(2105)으로부터 온 정보를 분석하며, 이러한 분석에 기초하여 광원(100)의 양태를 어떻게 변경할지를 결정하도록 구성된다. 이를 위하여, 제어 시스템(2270)은 트리거 소스(2271), 분석 모듈(2272), 및 판정 모듈(2274)을 포함하는 진단 서브-제어기(2200)를 포함한다. 판정 모듈(2274)의 출력은 광학 소스 서브-제어기(2205), 빔 전달 서브-제어기(2210), 타겟 전달 서브-제어기(2215), 및 광원(100)의 다른 양태를 제어할 수 있는 다른 서브-제어기(2220) 중 하나 이상으로 전송된다. 판정 모듈(2274)의 출력도 프로브 서브-제어기(2212)로 전송될 수 있는데, 이것은 프로브 모듈(2100)의 동작을 제어한다.
트리거 소스(2271)는, 진단 시스템(2105)의 하나 이상의 컴포넌트가 동작하도록 지시하기 위해서, 하나 이상의 디지털 트리거 신호를 진단 시스템(2105)으로 제공하는 임의의 적합한 소스일 수 있다. 일부 구현형태들에서, 트리거 소스(2271)는 타겟 전달 시스템(145)으로부터의 타겟(110)의 릴리스와 연관된다. 다른 구현형태들에서, 트리거 소스(2271)는, 특정한 위치에서 타겟(110)으로부터 산란되는 광을 검출하도록 궤적(TR)에 따라 배치된 포토다이오드와 같은 광자 검출 디바이스로부터의 출력과 연관된다. 이러한 구현형태에서, 트리거 소스(2271)는 포토다이오드로부터의 출력을 수신하고 하나 이상의 디지털 타임 스탬프 신호를 출력하는 판별기를 포함할 수 있다. 하나 이상의 2차원 기록 디바이스(2135A, 2135B)에게 언제 2차원 표현을 기록할지 지시하기 위하여, 트리거 신호 또는 트리거 소스(2271)로부터의 신호가 검출 모듈(2135)로 공급된다. 트리거 소스(2271)가, 트리거 신호의 개시에 따라서, 검출 모듈(2135)로 출력되기 전에 각각의 트리거 신호에 추가되는 시간 지연 신호를 포함하는 것도 역시 가능하다. 예를 들어, 트리거 소스(2271)가 종래의 타겟(110P)에 대하여 포토다이오드로부터의 출력을 수신하면, 현재 타겟(110)이 진단 프로브(2120, 2130)를 통과할 때에만 광을 기록하도록 검출 모듈(2135)을 동작시키기 위해서, 시간 지연 신호가 각각의 트리거 신호에 추가될 수 있다.
더욱이, 트리거 소스(2271)로부터의 각각의 트리거 신호는, 검출 모듈(2135) 내의 기록 디바이스(2135A, 2135B)가 타겟(110)과 진단 프로브(2120, 2130) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광을 얼마나 오래 기록해야 하는지에 따라서, 가변이거나 조절가능한 길이 또는 지속기간을 가질 수 있다. 따라서, 트리거 소스(2271)로부터의 각각의 트리거 신호의 지속기간은 기록 디바이스(2135A, 2135B)에게 셔터와 같은 역할을 수행한다.
도 22 를 참조하면, 분석 모듈(2272)은 검출 모듈(2135)로부터 2차원 표현(이미지)을 수신하고, 이미지에 처리를 수행한다. 분석 모듈(2272)은 이미지에 다양한 타입의 분석을 수행하도록 구성되는 다양한 서브-모듈을 포함한다. 예를 들어, 분석 모듈(2272)은 검출 모듈(2135)로부터 이미지를 수신하고 데이터를 처리하기 적합한 포맷으로 변환하는 입력 서브-모듈(2300)을 포함할 수 있다. 분석 모듈(2272)은 검출 모듈(2135)로부터의 이미지를 준비시키는(예를 들어, 배경 노이즈를 제거하고, 이미지를 필터링하며, 및 이득 보상을 수행함) 전-처리 서브-모듈(2305)을 포함할 수 있다. 분석 모듈(2272)은 이미지 내에서 하나 이상의 관심 영역(ROI)을 식별하는 것처럼 이미지 데이터를 처리하는 이미지 서브-모듈(2310)을 포함할 수 있는데, 각각의 ROI는 타겟(110)의 그 궤적(TR)에 따른 위치에 대응한다. 이미지 서브-모듈(2310)은 이미지 내의 각각의 ROI의 면적을 계산하고, 각각의 관심 영역의 도심을 계산한다. 분석 모듈(2272)은 계산된 데이터(예컨대 ROI의 면적과 도심)를 판정 모듈(2274)로 출력되도록 준비하는 출력 서브-모듈(2315)을 포함할 수 있다.
판정 모듈(2274)은 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 분석 모듈(2272)로부터의 출력에 기초하여 결정하고, 이동 속성 중 임의의 것이 허용가능한 범위 밖인지 여부를 결정한다. 이동 속성 중 임의의 것이 허용가능한 범위 밖이면, 판정 모듈(2274)은 또한 광원(100)의 다른 양태가 조절될 필요가 있는지 여부를 결정한다.
도 24 를 참조하면, 예시적인 진단 시스템(2405)은, 광이 타겟(110)을 타겟(110)의 일측으로부터 조명하는 동안 이미징이 타겟(110)의 타측에서 수행되는 음영그래프 구성으로 설계된다. 진단 시스템(2405)은 프로브 모듈(2400) 및 검출 모듈(2435)을 포함한다.
프로브 모듈(2400)은 두 개 이상의 광원(2402, 2404)을 포함하고, 각각의 광원(2402, 2404)은 각각의 진단 광 빔(2420, 2430)을 생성하고 궤적(TR)을 향해 지향시키도록 구성된다. 이러한 예에서 진단 광 빔(2420, 2430)은 광 빔(2420, 2430)의 각각의 축 A2 및 A4 에 대해 횡단 방향을 따라 팽창되고, 각각의 굴절 광학기(2412, 2414)를 사용하여 시준된다. 광원(2402, 2404)은 연속파 레이저 소스일 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 진단 광 빔(2420, 2430)은 타겟(110)이 그 궤적(TR)의 프로브 거리 DP를 따라 이동할 때 타겟과 상호작용한다. 프로브 거리 DP는, 검출 모듈(2435)이 궤적(TR)에 따라 복수 개의 위치에서 진단 광 빔(2420, 2430) 및 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성된 광을 기록하게 하는 크기를 가진다. 따라서, 도 24 의 예에서, 타겟(110)과 각각의 진단 광 빔(2420, 2430) 사이의 상호작용은, 타겟이 위치 LTR1을 통과하는 것에 대응하는 t1, 및 타겟이 위치 LTR2를 통과하는 것에 대응하는 t2의 두 시간에 각각 기록되는 광(2140, 2150)을 생성한다. 도 24 에는 두 기록 위치가 표시되지만, 타겟(110)의 이동 속성에 대해서 얼마나 많은 정보가 요구되는지에 따라서, 오직 하나의 위치에서 기록하거나 세 개 이상의 위치에서 기록함으로써 타겟(110)의 이동 속성을 정확하게 결정하는 것이 가능하다.
검출 모듈(2435)은 광원(2402, 2404)이 배치되는 측과 반대인 궤적(TR)의 측에 배치되는 두 개 이상의 2차원 기록 디바이스(2435A 및 2435B)를 포함한다. 이러한 방식으로, 기록 디바이스(2435A)는 진단 광 빔(2420)과 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(2440)의 2차원 표현(2441)을 기록하도록 배치되고, 기록 디바이스(2435B)는 진단 광 빔(2430)과 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(2450)의 2차원 표현(2451)을 기록하도록 배치된다. 기록 디바이스(2435A)는, 자신의 센서 평면에 대한 법선이 챔버(175)의 X 방향에 대해 각도 αA에 있도록 위치되고, 기록 디바이스(2435B)는 자신의 센서 평면에 대한 법선이 챔버(175)의 X 방향에 대해 각도 αB에 있도록 위치된다.
진단 광 빔(2420, 2430)의 생성과 각각의 기록 디바이스(2435A, 2435B)에서의 표현(2441, 2451)의 기록의 타이밍을 배치하는 데에는 두 가지 방법이 있다. 양자 모두의 방법에서, 기록 디바이스(2435A)는 광(2440)의 표현(2441)을 기록하고 기록 디바이스(2435B)는 광(2450)의 표현(2451)을 기록한다.
제 1 방법에서, 진단 광 빔(2420, 2430)은 연속적으로 생산되고 궤적(TR)을 횡단하도록 지향된다. 기록 디바이스(2435A, 2435B)에 있는 셔터는, 표현(2441, 2451)이 특정 타겟에 대해서 두 개의 시간에만 기록되도록 구성된다; 제 1 시간은 타겟(110)이 위치 LTR1을 통과할 때 발생되고(그 시점에 셔터가 짧게 개방됨) 및 제 2 시간은 타겟(110)이 위치 LTR2를 통과할 때 발생된다(그 시점에 셔터가 짧게 개방됨).
제 2 방법에서, 진단 광 빔(2420, 2430)은 두 개의 시간에 광을 생성하도록 펄싱된다; 첫 번째 시간은 타겟(110)이 위치 LTR1을 통과할 때이고 두 번째 시간은 타겟이 위치 LTR2를 통과할 때이다. 기록 디바이스(2435A, 2435B)에 있는 셔터는, 기록 디바이스(2435A)가 위치 LTR1 및 LTR2에서 타겟(110)과 상호작용할 때 펄스형 진단 빔(2420)으로부터 양자 모두의 시간에 생성되는 광(2440)을 포함하는 표현(2441)을 기록하고, 기록 디바이스(2435B)가 위치 LTR1 및 LTR2에서 타겟(110)과 상호작용할 때 펄스형 진단 빔(2430)으로부터 양자 모두의 시간에 생성되는 광(2450)을 포함하는 표현(2451)을 기록하도록, 충분히 길게 개방된다.
타겟(110)이 위치 LTR1을 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것은 타겟(110)이 진단 광 빔(2420)을 차단함으로써 형성되는 음영(2442)으로서 표현(2441) 내에 나타난다. 타겟(110)이 위치 LTR1을 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것도 역시 타겟(110)이 진단 광 빔(2430)을 차단함으로써 형성되는 음영(2452)으로서 표현(2451) 내에 나타난다. 이와 유사하게, 타겟(110)이 위치 LTR2를 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것은 타겟(110)이 진단 광 빔(2420)을 차단함으로써 형성되는 음영(2443)으로서 표현(2441) 내에 나타난다. 타겟(110)이 위치 LTR2를 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것도 역시 타겟(110)이 진단 광 빔(2430)을 차단함으로써 형성되는 음영(2453)으로서 표현(2451) 내에 나타난다.
도 25 를 참조하면, 예시적인 진단 시스템(2505)은, 이미징이 광이 타겟(110)을 조명하는 측면과 같은 타겟(110)의 측면에서 수행되는 산란 이미징 구성으로 설계된다. 진단 시스템(2505)은 프로브 모듈(2500) 및 검출 모듈(2535)을 포함한다.
프로브 모듈(2500)은 진단 광 빔(2520)을 생성하고 궤적(TR)을 향해 지향시키도록 구성되는 광원(2502)을 포함한다. 진단 광 빔(2520)은 자신의 축에 대한 그 횡방향에 따라 확장되고, 굴절 광학기(2512)를 사용하여 시준된다. 광원(2502)은 연속파 레이저일 수 있다. 진단 광 빔(2520)은 타겟(110)이 그 궤적(TR)의 프로브 거리 DP를 따라 이동할 때 타겟과 상호작용한다. 프로브 거리 DP는, 검출 모듈(2535)이 궤적(TR)에 따라 t1 및 t2에 각각 대응하는 복수 개의 위치(LTR1 및 LTR2)에서 진단 광 빔(2520) 및 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성된 광(2540A, 2540B, 2550A, 2550B)을 기록하게 하는 크기를 가진다. 도 25 에는 두 기록 위치가 표시되지만, 타겟(110)의 이동 속성에 대해서 얼마나 많은 정보가 요구되는지에 따라서, 오직 하나의 위치에서 기록하거나 세 개 이상의 위치에서 기록함으로써 타겟(110)의 이동 속성을 정확하게 결정하는 것이 가능하다.
검출 모듈(2535)은 광원(2502)과 동일한 측면에 배치되는 두 개 이상의 2차원 기록 디바이스(2535A 및 2535B)를 포함한다. 이러한 방식으로, 기록 디바이스(2535A)는 위치 LTR1에서 진단 광 빔(2520)과 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(2540A) 및 위치 LTR2에서 진단 광 빔(2520)과 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(2540B)의 2차원 표현(2541)을 기록하도록 배치된다. 또한, 기록 디바이스(2535B)는 위치 LTR1에서 진단 광 빔(2520)과 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(2550A) 및 위치 LTR2에서 진단 광 빔(2520)과 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광(2550B)의 2차원 표현(2551)을 기록하도록 배치된다.
전술된 설명과 유사하게, 기록 및 진단 시스템(2505)에 의해 수행되는 이미징을 타이밍하기 위한 두 가지 주된 방법이 존재한다. 제 1 방법에서, 광 빔(2520)은 연속적으로 생산되고 궤적(TR)을 횡단하도록 지향된다. 기록 디바이스(2535A, 2535B)에 있는 셔터는, 표현(2541, 2551)이 특정 타겟에 대해서 두 개의 시간에만 기록되도록 구성된다; 제 1 시간은 타겟(110)이 위치 LTR1을 통과할 때 t1 에서 발생되고(그 시점에 데이터를 획득하기 위해 셔터가 짧게 개방됨) 및 제 2 시간은 타겟(110)이 위치 LTR2를 통과할 때 t2 에서 발생된다(그 시점에 셔터가 역시 데이터를 획득하기 위해 짧게 개방됨). 더 많은 위치가 기록되고 있다면, 셔터는 그러한 추가적 위치에 대해서도 개방되도록 구성될 것이다. 제 2 방법에서, 광 빔(2520)은 두 시간 t1 및 t2에서 광을 생성하도록 펄싱되고, 기록 디바이스(2535A, 2535B)에 있는 셔터는 전체 프로브 거리 DP를 커버하고 따라서 양자 모두의 펄스에서 상호작용을 캡쳐할만큼 충분히 길게 개방된다.
타겟(110)이 위치 LTR1을 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것은 표현(2551) 내에서 타겟(110)으로부터 기록 디바이스(2535B)를 향해 반사 또는 산란되는 광 빔(2520)로부터 형성되는 명 스폿(2552)으로서 나타난다. 타겟(110)이 위치 LTR1을 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것도 역시 표현(2541) 내에서 타겟(110)으로부터 기록 디바이스(2535A)를 향해 반사 또는 산란되는 광 빔(2520)로부터 형성되는 명 스폿(2542)으로서 나타난다. 타겟(110)이 위치 LTR2를 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것은 표현(2551) 내에서 타겟(110)으로부터 기록 디바이스(2535B)를 향해 반사 또는 산란되는 광 빔(2520)로부터 형성되는 명 스폿(2553)으로서 나타난다. 타겟(110)이 위치 LTR2를 통과할 때 타겟이 존재하면, 이것도 역시 표현(2541) 내에서 타겟(110)으로부터 기록 디바이스(2535A)를 향해 반사 또는 산란되는 광 빔(2520)로부터 형성되는 명 스폿(2543)으로서 나타난다.
도 26 을 참조하면, 다른 구현형태에서, 진단 시스템(2605)은 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)이 궤적(TR)에 또는 인접하게 포커싱되도록 설계된다. 진단 시스템(2605)은 광 빔(2610)을 생성하는 단일 광원(2602)을 포함하는 프로브 모듈(2600)을 포함한다. 진단 시스템(2605)은 진단 프로브의 역할을 하는 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)을 생성한다.
이를 위하여, 프로브 모듈(2600)은 분할 광학기(2615) 및 포커싱 렌즈와 같은 굴절 광학기(2617)를 더 포함한다. 광 빔(2610)은 분할 광학기(2615)를 통해 지향되는데, 이것은 광 빔(2610)을 복수 개의 광 빔으로 분할하고, 이들이 별개의 방향을 따라 이동하고 굴절 광학기(2617)를 통해 지향되어 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)을 생성한다. 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)은 현재 타겟(110)의 궤적(TR)을 향해 지향된다. 분할 광학기(2615)는 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)이 궤적(TR)에서 설정된 거리(예를 들어, 0.65 mm)만큼 분리되도록 광 빔(110)을 분할할 수 있다. 더욱이, 굴절 광학기(2617)는 진단 광 빔(2620, 2625, 2630) 각각의 초점들(또는 빔 웨이스트)이 궤적(TR)과 중첩한다는 것을 보장할 수 있다.
분할 광학기(2615) 및 굴절 광학기(2617)의 디자인 때문에, 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)은, 궤적(TR)을 향해 팬아웃되고 상이하고 별개인 각도에서 궤적(TR)과 교차하도록 지향된다. 예를 들어, 진단 광 빔(2625)은 -X 방향에 직각 또는 근사적으로 직각인 각도에서 궤적(TR)과 교차할 수 있다. 진단 광 빔(2620)은 -X 방향에 대해 90°보다 작은 각도에서 궤적(TR)과 교차할 수 있고, 진단 광 빔(2630)은 -X 방향에 대해 90°보다 큰 각도에서 궤적(TR)과 교차할 수 있다. 진단 광 빔(2620, 2625, 2630) 각각은 가우시안 빔일 수 있어서, 각각의 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)의 광학 세기의 횡단 프로파일이 가우시안 함수로써 기술될 수 있다. 각각의 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)의 빔 웨이스트는 궤적(TR) 또는 -X 방향에서 중첩하도록 구성될 수 있다.
일부 구현형태들에서, 분할 광학기(2615)는 입력 광 빔(2610)의 별개이고 공간적으로 이격된 복제본들을 생성하는 사각형 또는 이진 위상 회절 격자와 같은 회절 광학기이다. 진단 광 빔들(2620, 2625, 2630) 사이의 이격거리는 타겟이 타겟 전달 시스템(145)으로부터 릴리스되는 레이트 및 타겟의 크기 및 재료에 따라서 조절되거나 맞춤화될 수 있다. 일부 구현형태들에서, 분할 광학기(2615)는 이진 위상 회절 격자와 같은 회절 광학기이다.
분할 광학기(2615)로 네 개 이상의 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)을 생성하는 것도 역시 가능하다. 이렇게 많은 진단 광 빔을 생성함으로써, 연장된 타겟 영역(115)을 통과하는 현재 타겟(110)의 위치를 기록 또는 검출할 수 있고, 따라서 현재 타겟(110)의 속도 및 가속도를 더 정확하게 결정할 수 있게 되며, 또한 현재 타겟(110)의 역학(dynamics)을 플라즈마 반발력(125)의 결과로서 이해하기 위한 툴을 제공한다.
회절 광학기가 전술되지만, 대안적으로 다른 종류의 광학기도 분할 광학기(2615)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 분할 광학기(2615)는 복굴절 결정, 세기 빔 스플리터, 편광 빔 스플리터, 또는 이색성 빔 스플리터 중 임의의 하나 이상을 대안적으로 또는 추가적으로 포함할 수 있다.
진단 시스템(2605)은 현재 타겟(110)이 각각의 진단 광 빔(2620, 2625, 2630)을 통해 지나갈 때에 현재 타겟으로부터 반사되는 광(2640, 2645, 2650)을 수신하는 검출 모듈(2635)을 더 포함한다. 검출 모듈(2635)은 이미징 렌즈(2637) 및 2차원 기록 디바이스(2636)를 포함한다. 이미징 렌즈(2637)는 가능한 많은 광(2640, 2645, 2650)을 캡쳐하고, 이것을 이미지 기록 디바이스(2636)의 이미지 평면에 포커싱한다.
이미지 기록 디바이스(2636)는 각각의 반사된 광(2640, 2645, 2650)의 2차원 표현(이미지)을 캡쳐하는 카메라이다. 카메라(2636)는 2차원 이미지의 세트를 제어 시스템(2270)에 출력하고, 이것은 이러한 2차원 이미지의 세트를 사용하여, 전술된 바와 같이 X 방향뿐만 아니라 Y 및 Z 방향에서도 타겟(110)의 이동 속성을 결정한다. 카메라(2636)는, 다음 타겟이 연장된 타겟 영역(115)에 진입하기 전에 특정 타겟(110)에 대해서 각각의 반사된 광(2640, 2645, 2650)의 2차원 이미지를 검출, 기록, 및 출력할 만큼 충분히 고속이라는 점에서 "고속" 카메라일 것이다.
카메라(2636)는 반사된 광(2640, 2645, 2650)의 각각의 이미지를 캡쳐하고, 이미지들의 세트를 제어 시스템(2270)에 출력하며, 제어 시스템은 전술된 바와 같이 챔버(175)의 X, Y, 및 Z 방향 각각에 따라서 타겟(110)의 위치를 결정하기 위하여 이미지 세트를 분석하고 이미지 내의 각각의 ROI의 도심을 계산한다.
도 27 을 참조하면, 진단 시스템(2705)은 상기 진단 프로브와 타겟(110) 사이의 상호작용으로부터 생성되는 광의 1차원 특성 또는 값(예컨대 전술된 바와 같이 광자의 개수) 및 2차원 표현 양자 모두를 검출하도록 설계된다. 이를 위하여, 진단 시스템(2705)은, 그 검출 모듈(2735)이 광(2740, 2745, 2750)을 분할하여 이러한 광의 일부가 포토다이오드(2738) 상에 충돌하고 광의 일부가 2차원 기록 디바이스(2736) 상에 충돌하게 하도록 설계된다는 점을 제외하고는 진단 시스템(2605)과 유사하게 설계된다. 이러한 방식으로, 포토다이오드(2738)는 각각의 반사된 광(2740, 2745, 2750)의 1차원 양태를 캡쳐한다; 예를 들어, 포토다이오드(2738)는 광자들의 개수를 캡쳐하고 광자들의 개수에 대응하는 전압 신호를 출력한다. 포토다이오드(2738)는 전술된 검출 모듈(535)의 포토다이오드와 유사하게 동작한다. 2차원 기록 디바이스(2736)는 전술된 기록 디바이스(2636)와 유사하게 동작한다.
진단 시스템(2705)에 연결되는 제어 시스템(170)은, 포토다이오드(2738)로부터 펄스를 수신하고 처리하여, 타임 스탬프 및 따라서 이동 속성을 계산할 때에 사용하기 위한 시간차를 결정하기 위하여 도 6 및 도 8 에 도시된 바와 같은 검출 서브-제어기(600 또는 800)를 포함한다. 진단 시스템(2705)에 연결된 제어 시스템(170)은, 2차원 기록 디바이스(2736)로부터 출력되는 이미지를 수신하고 처리하기 위해서 도 22 에 도시된 바와 같은 진단 서브-제어기(2200)를 더 포함한다. 제어 시스템(170)은 궤적을 따르는 다양한 위치에서 챔버(175)의 X 방향에 따른 타겟(110)의 위치 P를 포토다이오드(2738)로부터 얻어진 데이터에 기초하여 결정할 수 있다. 제어 시스템(170)은 챔버(175)의 Y 및 Z 방향에 따른 타겟(110)의 위치 P를 도 21a 및 도 21b 에서 전술된 것과 유사한 방식으로 2차원 기록 디바이스(2736)로부터 얻어진 데이터에 기초하여 결정할 수 있다.
도 28 을 참조하면, 프로시저(2800)는 타겟(110)에 인가되는 플라즈마 반발력(125)을 보상하기 위해서 EUV 광원(100)에 의해 수행된다(제어 시스템(2270)의 제어 하에). 프로시저(2800)는 복수 개의 타겟(110)을 그들의 각각의 궤적을 따라 타겟 공간(120)을 향해 릴리스하는 것을 포함한다(2805). 타겟 공간(120)은 복수 개의 방사선 펄스(135)를 수광하도록 위치설정된다. 타겟(110)이 타겟 공간(120)에 도달하기 전 그리고 이전의 인접한 타겟(110P)이 타겟 공간(120) 내에서 이전 방사선 펄스(135P)와 상호작용한 후에, 복수 개의 진단 광 프로브(예컨대 프로브(2120, 2130))는 타겟(110)의 궤적(TR)에 따른 진단 위치(예컨대 위치 LTR1, LTR2)에서 타겟(110)과 상호작용된다(2810). 제어 시스템(2270)의 제어 하에, 검출 모듈(2135)은 타겟(110)과 진단 광 프로브 사이의 상호작용에 기인하여 생성되는 광(예컨대 광(2140, 2150))의 복수 개의 2차원 표현(예컨대 2차원 이미지)을 검출한다(2815). 제어 시스템(2270)은 검출된 2차원 표현(예를 들어, 이미지)을 분석한다(2820). 제어 시스템(2270)은 타겟(110)의 하나 이상의 이동 속성을 검출된 2차원 표현에 기초하여 결정한다(판정 모듈(2274)을 통해)(2825).
진단 위치에서 타겟(110)과 상호작용하는 복수 개의 진단 광 프로브(2810)는, 예를 들어 도 24 의 진단 광 프로브(2420, 2430), 도 25 의 진단 광 프로브(2520), 또는 도 26 의 진단 광 프로브(2620, 2625, 2630)와 같이 본 명세서에서 설명되는 진단 광 프로브 중 임의의 것일 수 있다.
제어 시스템(2270)은 2차원 이미지를 다음과 같이 분석한다. 예를 들어, 입력 서브-모듈(2300)은 이미지의 데이터를 처리하기에 적합한 포맷으로 변환할 수 있다. 전-처리 서브-모듈(2305)은, 예를 들어 배경 노이즈를 제거하고, 이미지를 필터링하며, 신호를 증폭함으로써 이미지를 준비한다. 이미지 서브-모듈(2310)은 각각의 이미지 내에서 하나 이상의 관심 영역(ROI)을 결정하는데, 각각의 ROI는 타겟(110)의 궤적(TR)에 따른 타겟의 위치에 대응한다. 이미지 서브-모듈(2310)은 이미지 내의 각각의 ROI의 엔서클드 에너지(encircled energy)를 계산하고, 각각의 관심 영역의 도심을 계산한다. 출력 서브-모듈(2315)은 계산된 데이터(예컨대 ROI의 면적과 도심)를 판정 모듈(2274)로 출력되도록 준비한다.
판정 모듈(2274)은 또한 이동 속성 중 임의의 것이 허용가능한 범위 밖인지 여부를 결정하고(2830), 이동 속성 중 임의의 것이 허용가능한 범위 밖이면 광원(100)의 양태가 조절될 필요가 있는지 여부도 결정한다(2835). 예를 들어, 판정 모듈(2274)은, 방사선 펄스(135) 및 현존 타겟(110')이 서로 효율적으로 상호작용하도록 방사선 펄스(135)의 타이밍 또는 방사선 펄스(135)가 이동하는 방향이 조절될 필요가 있는지를 결정할 수 있다(2840). 판정 모듈(2274)은 타겟(110)과 관련된 일부 장기의 동적 이슈를 보상하기 위해서 타겟 전달 시스템(145)의 양태가 조절될 필요가 있다고 결정할 수 있다. 조절이 이루어진 후에(예컨대 2840 에서), 방사선 펄스(135)는 현존 타겟(110')이 타겟 공간(120) 내에 있는 동안 현존 타겟(110')을 향해 지향되어, 방사선 펄스(135)를 현존 타겟(110')과 상호작용시킨다(2845).
타겟의 하나 이상의 이동 속성은 시스템 좌표, 예를 들어 챔버(175)의 X, Y, 또는 Z 방향 중 임의의 것에 대해서 결정될 수 있다. 결정되는 타겟(110)의 이동 속성에는, 위에서 논의된 바와 같이 챔버(175)의 X, Y, 또는 Z 방향 중 임의의 방향에 따른 타겟의 위치, 속도, 및 가속도가 있다.
검출된 2차원 이미지는 이미지의 하나 이상의 관심 영역을 식별하고 각각의 식별된 관심 영역에 대한 중앙 영역 또는 모멘트(도심)를 계산함으로써 분석될 수 있는데, 이러한 관심 영역은 이미지 내의 타겟(110)의 위치에 대응한다.
광의 2차원 표현이 검출되고 분석될 수 있으며, 타겟의 하나 이상의 이동 속성이 특정 타겟이 타겟 공간(120)에 진입하기 전에 해당 특정 타겟에 대해서 결정될 수 있다. 더욱이, 일부 구현형태들에서, 타겟(110)이 플라즈마 반발력(125)에 의해 영향받는 중에 타겟(110)은 복수 개의 진단 프로브(2140, 2150)와 상호작용한다.
포토다이오드(2738)도 진단 시스템(2705) 내에 구현된다면, 프로시저(2800)는 타겟과 진단 프로브 사이의 각각의 상호작용과 연관되는 시간을 검출하는 것; 검출된 시간을 분석하는 것; 및 검출된 시간의 분석에 기초하여 축방향(X 방향)에 따른 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.
포토다이오드(2738)(2차원 기록 디바이스(2736)와 공동으로 사용됨)는 시간 스탬핑을 위해서 사용될 수 있고, 따라서 진단 시스템(2705)의 타이밍 양태를 제어하기 위한 제어 시스템(2270)의 트리거 소스(2271)를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 타임 스탬프는 검출 모듈(2735) 및 프로브 모듈(2700) 중 하나 이상을 트리거링하기 위하여 사용될 수 있다.
다른 구현형태들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.
다른 구현형태들에서, 현재 타겟(110)의 검출되는 이동 속성은 현재 타겟(110)의 속력, 현재 타겟(110)의 방향 또는 궤적, 및 현재 타겟(110)의 가속도이다.
일부 구현형태들에서, 진단 시스템(105)은 하나 이상의 진단 프로브(107)를 제공하여 이들이 제 1 영역(165) 내에서 또는 부분적으로 제 1 영역(165) 내에서 타겟(110)과 상호작용하게 하도록 구현된다. 예를 들어, 진단 시스템(2105)은 이러한 방식으로 구현될 수 있다.

Claims (24)

  1. 진단 장치로서,
    타겟 공간을 향하여 이동 중인 타겟의 타겟 궤적을 향해 적어도 2개의 프로브 광 빔을 지향시키도록 구성된 프로브 모듈 - 각각의 상기 적어도 2개의 프로브 광 빔은 상기 타겟 궤적을 따라 프로브 거리 DP를 규정하는 범위를 가지며, 각각의 상기 적어도 2개의 프로브 광 빔은 현재 타겟(current target)이 타겟 공간에 진입하기 전에 상기 현재 타겟과 상호작용함 -;
    상기 프로브 모듈에 대해 상대적으로 배열되며, 복수 개의 검출 장치를 포함하는 검출 모듈을 포함하되, 각각의 검출 장치는 각각의 프로브 광 빔에 대하여 상기 현재 타겟의 복수 개의 2차원 표현을 검출하도록 구성되고, 상기 현재 타겟의 각각의 2차원 표현은 상기 프로브 광 빔 중 하나와 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로부터 생성되는 것인, 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    검출 장치에서 검출되는 상기 현재 타겟의 2차원 표현은 복수 개의 위치 및 시간에서 하나의 프로브 광 빔과 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로부터 생성되는, 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출 모듈과 통신하고 상기 현재 타겟의 제1의 3차원 위치 및 상기 현재 타겟의 제2의 3차원 위치를 결정하도록 구성되는 제어 시스템을 더 포함하는, 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 검출 모듈로부터의 출력을 분석하고 분석에 기초하여 상기 현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 결정하도록 구성되는, 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검출 모듈과 통신하는 제어 시스템을 더 포함하되, 제어 시스템은 상기 검출 모듈로부터의 출력에 기초하여 상기 현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 결정하고 상기 검출 모듈로부터의 상기 출력에 기초하여 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성을 조절하도록 광원에 지시하는 신호를 상기 광원에 전송하도록 구성되는, 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 검출 장치는, 각각의 검출 장치가 해당 검출 장치와 정렬된 단일한 프로브 광 빔으로부터 생성되는, 상기 현재 타겟의 복수 개의 2차원 표현을 검출하도록 상기 단일한 프로브 광 빔과 정렬되는, 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로브 모듈은 상기 현재 타겟이 타겟 공간에서 방사선 펄스와 상호작용하기 전에 상기 타겟 궤적을 향해 상기 적어도 2개의 프로브 광 빔을 지향시키도록 구성되는, 진단 장치.
  8. 진단 방법으로서,
    현재 타겟이 타겟 공간에 도달하기 전에, 타겟 궤적을 따른 복수 개의 위치에서 복수 개의 진단 광 빔을 상기 현재 타겟과 상호작용시키는 단계; 및
    각각의 복수 개의 별개의 이미지 평면에서, 상기 타겟 궤적을 따른 복수 개의 위치에서 복수 개의 진단 광 빔과 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로 인해 생성된 상기 현재 타겟의 복수 개의 2차원 표현을 검출하는 단계를 포함하는, 진단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    각각의 상기 복수 개의 별개의 이미지 평면에서 상기 복수 개의 2차원 표현의 검출에 기초하여, 타겟 궤적을 따라 상기 현재 타겟의 제1의 3차원 위치 및 상기 현재 타겟의 제2의 3차원 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 진단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    각각의 상기 복수 개의 별개의 이미지 평면에서 상기 복수 개의 2차원 표현의 검출에 기초하여, 상기 현재 타겟의 속력, 속도, 및 가속도 중 하나 이상을 결정하는 단계를 더 포함하는, 진단 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    각각의 상기 복수 개의 별개의 이미지 평면에서 상기 복수 개의 2차원 표현의 검출에 기초하여 상기 현재 타겟의 하나 이상의 이동 속성을 결정하고, 상기 하나 이상의 이동 속성의 결정에 기초하여 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성을 조절하도록 광원에 지시하는 신호를 상기 광원에 전송하는 단계를 더 포함하는, 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 진단 광 빔을 상기 현재 타겟과 상호작용시키는 것은, 상기 타겟 공간에서 방사선 펄스와 상기 현재 타겟 사이의 상호작용에 앞서 일어나는, 진단 방법.
  13. 진단 장치로서,
    타겟 공간을 향하여 이동 중인 타겟의 타겟 궤적을 향해 프로브 광을 지향시키도록 구성된 프로브 모듈 - 상기 프로브 광은 상기 타겟 궤적을 따라 프로브 거리 DP를 규정하는 범위를 가지며, 상기 프로브 광은 현재 타겟이 타겟 공간에 진입하기 전에 상기 현재 타겟과 상호작용함 -;
    상기 프로브 모듈에 대해 상대적으로 배열되며, 복수 개의 검출 장치를 포함하는 검출 모듈을 포함하되, 각각의 검출 장치는 상기 현재 타겟의 복수 개의 2차원 표현을 검출하도록 구성되고, 상기 현재 타겟의 각각의 2차원 표현은 상기 프로브 광과 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로부터 생성되는 것인, 진단 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    검출 장치에서 검출되는 상기 현재 타겟의 2차원 표현은 복수 개의 위치 및 시간에서 프로브 광과 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로부터 생성되는, 진단 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 검출 모듈과 통신하고, 상기 검출 모듈로부터의 출력을 분석하고 분석에 기초하여 상기 현재 타겟의 하나 이상의 속성을 결정하도록 구성되는 제어 시스템을 더 포함하는, 진단 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 검출 모듈로부터의 상기 출력에 기초하여 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성을 조절하도록 광원에 지시하는 신호를 상기 광원에 전송하도록 구성되는, 진단 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 프로브 모듈은 상기 현재 타겟이 타겟 공간에서 방사선 펄스와 상호작용하기 전에 상기 타겟 궤적을 향해 상기 프로브 광을 지향시키도록 구성되는, 진단 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 프로브 광은 하나 이상의 프로브 광 빔을 포함하되, 각각의 프로브 광 빔은 타겟과 상호작용할 때 시준된 빔인, 진단 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 프로브 광은 하나 이상의 프로브 광 빔을 포함하되, 각각의 프로브 광 빔은 프로브 광 빔의 빔 웨이스트가 타겟 궤적과 중첩되도록 포커싱된 빔인, 진단 장치.
  20. 진단 방법으로서,
    현재 타겟이 타겟 공간에 도달하기 전에, 타겟 궤적을 따른 복수 개의 위치에서 진단 광을 상기 현재 타겟과 상호작용시키는 단계; 및
    각각의 복수 개의 별개의 이미지 평면에서, 상기 타겟 궤적을 따른 복수 개의 위치에서 진단 광과 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로 인해 생성된 상기 현재 타겟의 복수 개의 2차원 표현을 검출하는 단계를 포함하는, 진단 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 타겟 궤적을 따른 복수 개의 위치에서 진단 광을 상기 현재 타겟과 상호작용시키는 것은, 이전의 인접한 타겟이 상기 타겟 공간에 진입한 후에 상기 진단 광을 상기 현재 타겟과 상호작용시키는 것을 포함하는, 진단 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    각각의 상기 복수 개의 별개의 이미지 평면에서 상기 복수 개의 2차원 표현의 검출에 기초하여 상기 현재 타겟의 하나 이상의 속성을 결정하고, 상기 하나 이상의 속성의 결정에 기초하여 상기 타겟 공간으로 지향되는 방사선 펄스의 하나 이상의 특성을 조절하도록 광원에 지시하는 신호를 상기 광원에 전송하는 단계를 더 포함하는, 진단 방법.
  23. 진단 장치로서,
    타겟 공간을 향하여 이동 중인 타겟의 타겟 궤적을 향해 프로브 광을 지향시키도록 구성된 프로브 모듈 - 상기 프로브 광은 상기 타겟 궤적을 따라 프로브 거리 DP를 규정하는 범위를 가지며, 상기 프로브 광은 현재 타겟이 타겟 공간에 진입하기 전에 상기 현재 타겟과 상호작용함 -;
    상기 프로브 모듈에 대해 상대적으로 배열되며, 복수 개의 검출 장치를 포함하는 검출 모듈 - 각각의 검출 장치는 상기 현재 타겟의 복수 개의 2차원 표현을 검출하도록 구성되고, 상기 현재 타겟의 각각의 2차원 표현은 상기 프로브 광과 상기 현재 타겟 사이의 상호작용으로부터 생성되는 것임 -; 및
    상기 프로브 모듈 및 상기 검출 모듈과 통신하고 분석 모듈을 포함하는 제어 시스템을 포함하되, 상기 분석 모듈은:
    상기 검출 모듈로부터 검출된 2차원 표현을 수신하고;
    각각의 2차원 표현에서, 상기 현재 타겟의 위치에 각각 대응하는 하나 이상의 관심 영역을 식별하며;
    각각의 관심 영역의 면적과 도심(centroid)을 계산하도록 구성되는, 진단 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 검출 모듈에 하나 이상의 트리거 신호를 제공하도록 구성되는 트리거 소스를 포함하고, 상기 트리거 신호는 개개의 2차원 표현을 기록하도록 상기 검출 장치에 지시하는, 진단 장치.
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