KR102649379B1 - 고휘도 레이저로 생성된 플라즈마 광원 - Google Patents

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Abstract

레이저 생성 플라즈마 광원이 제공된다. 레이저 생성 플라즈마 광원은 타겟 상에 포커싱된 펄스 레이저 빔(8)을 갖는 상호작용 구역(3) 내에 상기 타겟(3)을 제공하는 회전 타겟 조립체(2)를 구비하는 진공 챔버(1)를 포함한다. 상기 타겟은 상기 회전 타겟 조립체에 구현된 환형 그루브(6)의 표면 상의 환형 용융 금속층이다. 단파장 방사선의 출력 빔(9)이 상기 상호작용 구역으로부터 방출된다. 이물질 완화 수단이 제공되며 이물질 완화 수단은 상기 상호작용 구역(4)을 둘러싸도록 단단하게 장착된 이물질 실드(24)를 포함하며, 상기 이물질 실드(24)는 정지되어 있다. 상기 이물질 실드는 상기 레이저 빔(8)을 위한 입구를 형성하는 제1개구부(25) 및 상기 출력 빔(9)을 위한 출구를 형성하는 제2개구부(26)를 포함한다.

Description

고휘도 레이저로 생성된 플라즈마 광원
본 발명은 약 0.4 내지 200 nm의 파장에서 연성 X-선, 극자외선(EUV) 및 진공 자외선(VUV) 방사선을 생성하도록 설계된 고휘도 레이저-생성 플라즈마(LPP) 광원에 관한 것이며, 이는 광원 및 통합된 장비의 장기적인 동작을 보장하기 위해 매우 효과적인 이물질 완화 기능을 제공한다. 응용 분야에는 연성 X-선 및 VUV 계측, 현미경, 생체 의학 및 의료 진단, 및 리소그래피 EUV 마스크 검사를 포함한 다양한 유형의 제어 장치가 포함된다.
고강도 연성 X-선(0.4~10nm), EUV(10~20nm) 및 VUV(20~120nm) 광원은 현미경, 재료 과학, 생체 의학 및 의료 진단, 재료 시험, 결정 및 나노구조 분석, 원자 물리학 및 리소그래피와 같은 많은 분야에서 사용된다. 이러한 광원은 현대 첨단 기술 생산의 분석 기반의 기초이며 이를 기반으로 한 신소재 및 제품 개발의 주요 도구 중 하나이다.
이러한 스펙트럼 범위의 빛 발생은 레이저-생성 플라즈마의 사용에 가장 효과적이다. 최근 몇 년 동안의 개발은 10 nm 노드 이하의 집적 회로(IC)의 대량 제조를 위한 투사 극자외선(EUV) 리소그래피의 개발로 크게 고무되었다.
UV 리소그래피는 다층 Mo/Si 미러의 유효 반사에 대응되는, 13.5±0.135 nm 범위의 방사선 사용에 기반한다. 현대 나노 리소그래피의 가장 중요한 계측학적 프로세스 중 하나는 결함이 없는 IC를 제어하는 것이다. 리소그래피 제작의 일반적인 추세는 IC 검사로부터 리소그래피 마스크 분석으로의 변화이다. 마스크 검사 프로세스는 액티닉(actinic) 방사선, 즉 리소그래피의 작동 파장과 일치하는 파장의 방사선에 의한 스캐닝의 도움으로 가장 효과적으로 수행된다(소위, 액티닉 검사(Actinic Inspection)). 따라서, 리소그래피 마스크의 무결함 생산 및 동작의 제어는 리소그래피의 핵심 문제 중 하나이며, 리소그래피 마스크의 진단을 위한 장치의 생성 및 그것의 핵심 요소인 고휘도 액티닉 소스는 EUV 리소그래피 개발의 우선 순위 중 하나이다.
EUV 리소그래피의 방사선원은 CO2 레이저를 포함하는 강력한 레이저 시스템에 의해 생성된 Sn 플라즈마를 사용하고 있다. 이러한 소스는 EUV 마스크 검사에 필요한 파워 수준을 몇 배 초과하는 EUV 방사능을 갖는다. 그러므로, 마스크 검사에 사용되는 용도로는 과도한 복잡성 및 비용 때문에 부적절하다. 이와 관련하여, EUV 마스크의 액티닉 검사를 위한 고휘도 EUV 소스 생성에 대한 다른 접근법이 필요하다.
2012년 3월 1일에 등록된 미국 특허 제8344339호에서 알려진 접근법 중 하나에 따르면, 레이저 생성 플라즈마로부터 EUV 방사선을 생성하는 것으로 알려진 장치는: 플라즈마-형성 타겟 물질로 만들어진 회전하는 로드를 수용하는 진공 챔버, 레이저 빔과 타겟의 상호작용 구역에 레이저 빔을 포커싱하기 위한 입력 창; 및 광 수집기를 향하는 출력 창이 존재하는 레이저-생성 플라즈마로부터 생성된 출력 빔을 포함한다. EUV 방사선의 생성 장치 및 방법은 주석(Sn)이 가장 효과적인 플라즈마-형성 타겟 재료로서 사용되며, 로드는 회전 외에 왕복 축 방향 운동을 수행한다는 사실을 특징으로 한다. 그러나, 이러한 장치 및 방법은 여러 가지 단점이 있는데, 이는 장치의 장기간 연속 동작 중에 펄스에서 펄스로의 타겟의 고체 표면의 프로파일의 비-재현성을 포함하며, 이것은 LPP 광원의 출력 특성의 안정성에 영향을 미친다. 타겟 조립체의 복잡한 이동 및 이의 주기적 교체가 요구됨에 따른 설계의 복잡성은 또 다른 단점이다. EUV 방사선을 생성하는 동안, 부산물로서 이물질 입자가 생성되어 광학 표면을 저하시킬 수 있다. 이러한 소스에서 생성된 이물질의 수준이 너무 높기 때문에 이의 응용 가능성이 심각하게 제한된다.
방사선원의 동작 중 플라즈마의 부산물로 생성된 이물질은 고에너지 이온, 중성 원자 또는 증기 및 타겟 물질의 클러스트 형태일 수 있다.
예를 들어, 2013년 8월 28일에 등록된 미국 특허 제8519366호에 개시된 자기 완화 기술은 하전된 이물질 입자가 완화되도록 자기장이 인가되도록 배열된다. 이 특허에서 단파장 방사선원에 사용하기 위한 이물질 완화 시스템은 중성 원자와 타겟 물질의 클러스터를 효과적으로 완화하기 위해 호일 트랩에 완충 가스를 공급하기 위한 회전식 호일 트랩과 가스 주입구를 포함한다.
2013년 4월 3일 공개된 특허 출원 US 2013/0313423 A1은 단파장 빔 경로를 가로질러 이온화된 플라즈마 제트를 유도하는 것으로 구성된 LPP 광원의 이물질 완화 방법을 개시한다. 플라즈마는 이물질 입자를 충전한 후, 펄스 전기장이 이물질 입자를 재지향한다. 이 방법은 예를 들어 크세논을 타겟 물질로 사용하는 LPP 광원에서 이물질 입자의 이온/증기 비율을 완화시키는 데에 효과적이다. 그러나, 타겟 물질로서 금속을 사용하는 LPP 광원에서, 광학 소자에 대한 주요 위협은 이물질 입자의 마이크로 액적 단편(micro-droplet fraction)이며, 이 방법은 이에 대항하는 데 효과적이지 않다.
이물질 완화 기술뿐만 아니라 플라즈마 광원의 구조에 대한 모든 접근법은 이물질 입자의 마이크로 액적 단편의 고효율 억제를 제공하지 못한다. 이는 광학 요소의 초기 오염으로 인해 광원이 통합되는 장비의 수명을 제한한다.
2007년 10월 27일에 공개된 미국 특허 제7,302,043호에 개시된 이물질 입자의 마이크로-액적 단편을 완화하기 위한 한 가지 방법으로서 하나의 잠재적 해결책을 제공한다. 이 방법은 제1회전 주기 동안 적어도 하나의 개구를 통해 단파장 방사선을 통과시키고 그 후에 셔터를 회전시켜 제2회전 주기 동안 적어도 하나의 개구를 통한 이물질의 통과를 방해하도록 구성된 회전 셔터 조립체를 적용하도록 배치된다. 그러나, 간이한 방사선원에서 그러한 이물질-완화 기술을 사용하는 복잡성은 기술적으로 구현하기가 너무 어렵다.
2018년 2월 20일에 발행된 특허 US9897930으로부터, 20 nm보다 큰 두께를 가지며 EUV 방사선에 대한 높은 투명성를 갖는 탄소 나노튜브(CNT)의 멤브렌인(membrane)이 리소그래피 장치 내의 마스크 펠리클(pellicle)로서 사용된다는 것이 알려져있다. 또한 EUV 리소그래피 소스를 위한 이물질 트래핑 시스템으로서 CNT-멤브레인을 사용하는 것이 제안되었다.
CNT-멤브레인은 저비용 및 고강도를 포함한 여러 가지 장점을 특징으로 하며, 예를 들어 M.Y. Timmermans, et al.의 "Free-standing carbon nanotube films for extreme ultraviolet pellicle application", Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS 17(4), 043504 (27 November 2018)의 발행물으로부터 알려진 바와 같이 큰 (센티미터) 크기로 자유롭게 생산될 수 있다.
그러나, CNT-멤브레인은 강력한 방사선에 의해 파괴될 가능성이 높기 때문에 EUV 리소그래피 소스에 의해 생성된 이물질 입자를 트래핑하기 위한 CNT-멤브레인의 사용은 불가능하다. 또한, 덜 강력한 방사선원에 대해서는 제한이 있다. 우리의 연구에 따르면, 300 nm 보다 큰 크기의 마이크로액적을 갖는 이물질 입자의 작은 단편은 CNT-멤브레인을 투과할 수 있으며, 따라서 오직 CNT-멤브레인을 사용하는 것만으로 LPP 광원의 순도를 보장하지 못한다.
따라서, 개선된 저-이물질 고휘도 LPP 광원에 대한 필요성이 존재한다.
따라서, 상기 언급된 단점 중 적어도 일부를 완화할 필요가 있다. 특히, 간이하며, 레이저 빔과 단파장 방사선의 출력 빔의 경로에서 이물질 입자의 흐름을 효율적으로, 바람직하게는 거의 완전한 완화를 제공하는 개선된 레이저 생성 플라즈마 광원이 요구된다.
이러한 필요성은 독립항의 특징들에 의해 충족된다. 종속항은 본 발명의 실시예들을 기술한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 생성 플라즈마 광원이 제공되며, 레이저 생성 플라즈마 광원은 회전 타겟 조립체에 구현된 환형 그루브 표면 상의 용융 금속층인 타겟 상에 포커싱된 펄스 레이저 빔을 갖는 상호작용 구역 내에 타겟을 제공하는 회전 타겟 조립체를 구비하는 진공 챔버, 상호작용 구역으로부터 방출된 단파장(이는 또한 유용한 단파장 방사선 빔으로 기재될 수 있음)의 출력 빔 및 이물질 완화 수단을 포함한다.
상기 레이저 생성 플라즈마 광원은 상기 이물질 완화 수단이 상호작용 구역을 둘러싸도록 단단하게 장착된 이물질 실드를 포함하고, 상기 이물질 실드가 상기 레이저 빔을 위한 입구를 형성하는 제1개구부 및 상기 출력 빔을 위한 출구를 형성하는 제2개구부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 이물질 실드는 특히 정지되어 있다. 즉, 이물질 실드는 타겟 조립체와 함께 회전하지 않으며, 레이저 빔과 출력 빔이 제1개구부 및 제2개구부를 통과할 수 있도록 고정된다.
상기 회전 타겟 조립체는 특히 이물질 실드 및 레이저 빔에 대하여 회전할 수 있다. 이물질 실드는 레이저 빔의 경로에 대하여 정지되어 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 용융 금속층은 상기 환형 그루브의 표면 상에 원심력에 의해 형성되며, 상기 표면은 상기 회전 타겟 조립체의 회전축을 향한다. 따라서, 상기 용융 금속층은 특히 환형 용융 금속층일 수 있다.
출력 빔은 펄스 레이저 빔 및 타겟 물질 사이의 상호작용에 의해 생성된 레이저 생성 플라즈마로부터 방출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전 타겟 조립체의 부분은 디스크 형태로 구성되며, 상기 디스크는 타겟이 위치한 환형 그루브가 있는 내부 표면 상의 환형 장벽 형태의 주변부를 갖는다. 상기 환형 그루브의 표면은 회전축을 향할 수 있다. 상기 디스크는 환형 침하 및/또는 돌출 부분들을 추가로 가질 수 있다.
상기 환형 그루브는 반경 방향 및 회전축을 따른 양방향에서 타겟 물질의 방출을 방지하기 위해 성형된 표면 프로파일을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레이저 생성 플라즈마 광원은 상기 회전 타겟 조립체의 회전축에 평행하거나 거의 평행하도록 회전 속도가 타겟의 표면에 대해 충분히 높도록 회전 타겟 조립체를 동작시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 환형 그루브의 표면은 적어도 상호작용 구역 근처에서 상기 회전 타겟 조립체의 회전축에 대하여 기울어져 있으며, 바람직하게 원뿔형 표면이다.
일 실시예에서, 상기 이물질 실드는 상호작용 구역 근처의 타겟의 각도 섹터의 반대편에 위치된다.
일 실시예에서, 상기 이물질 실드는 원형이다.
일 실시예에서, 슬릿 갭은 회전 타겟 조립체로부터 실드를 분리한다.
본 발명의 상기 실시예에서, 이물질 실드에서 제1개구부 및 제2개구부 중 적어도 하나는 원뿔형이다.
일 실시예에서, 단파장 방사선 빔의 축은 회전 타겟 조립체의 회전 평면에 대해 45°보다 큰 각도로 지향된다.
일 실싱예에서, 레이저 생성 플라즈마 광원은 회전 타겟 조립체가 80 m/s를 초과하는 선형 속도로 회전하도록 구성된다. 이물질 완화 수단은 보호 가스 흐름, 정전기 및 자기 완화, 호일 트랩, 및 탄소 나노튜브를 포함하는 멤브레인 중 하나 또는 결합을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 포커싱된 레이저 빔 및 출력 빔의 적어도 일부들은 보호 가스 흐름이 제공되는 케이스에 의해 둘러싸여 있다. 케이스는 각각의 보호 가스가 제공되는 각각의 가스 주입구를 포함할 수 있다.
일 실싱예에서, 출력 빔은 0.4 nm 내지 120 nm 범위의 파장을 갖는 광을 포함한다. 출력 빔은 특히 연성 X-선, EUV 및/또는 VUV 방사선을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 용융 금속은 Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, Zn 및/또는 그 합금으로 구성된다.
일 실시예에서, 유도 가열 시스템이 타겟 물질의 용융을 개시하기 위해 사용된다.
일 실시예에서, 레이저 생성 플라즈마 광원은 노즐을 포함하며, 상기 노즐은 상호작용 구역에 가스 흐름, 특히 고속 가스 흐름을 제공한다.
일 실시예에서, 노즐은 제1개구부에 위치하며, 레이저 빔은 노즐을 통해 상호작용 구역으로 지향된다.
일 실싱예에서, 가스는 불활성 기체이다.
일 실싱예에서, 상호작용 구역으로의 가스 스트림의 유속은 60 m/s 및 300 m/s 사이이며, 상호작용 구역 내의 가스 압력은 5 mbar 및 200 mbar 사이이다.
일 실시예에서, 노즐은 상호작용 구역으로부터 2 mm 이하의 거리에 위치된다.
일 실시예에서, 상호작용 구역을 향하는 가스 흐름은 45도 이하의 각도로 타겟의 선형 속도의 벡터에 지향된다.
일 실시예에서, 상호작용 구역으로부터 이물질 실드 내의 제1개구부 및 제2개구부 중 적어도 하나를 향하는 방향은 상호작용 구역으로부터의 이물질 입자의 액적 단편 및/또는 이온/증기 단편의 주요 출력 방향과 상당히 다르다.
일 실시예에서, 상기 상호작용 구역 내의 상기 타겟의 상기 선형 속도의 벡터 및 상기 이물질 실드 내의 상기 제1 및 제2개구부의 적어도 하나는 상기 상호작용 구역 및 상기 회적축을 통과하는 평면의 상이한 측면에 위치한다. 즉, 상기 선형 속도의 벡터는 이물질 실드 내의 제1 및 제2개구부가 위치하는 평면의 측면으로부터 떨어진 지점을 포인팅할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이물질 실드 내의 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부 중 적어도 하나의 축은 상기 상호작용 구역에 대하여 45도 미만의 각도로 지향된다.
추가 실시예에 따르면, 타겟의 선형 속도는 상호작용 구역으로부터의 이물질 입자의 마이크로액적 단편(microdroplet fractions)의 주요 출력 방향에 영향을 미치도록 20 m/s 초과로 충분히 높다.
특히, 상호작용 구역으로부터 출력된 단파장 출력 빔의 방향은 이물질 입자의 마이크로액적 단편의 주요 출력 방향과 다를 수 있다.
일 실시예에서, 20 nm보다 짧은 파장 범위에서 50%보다 큰 높은 투과도를 가지며, 상기 상호작용 구역의 가시라인(line-of-sight) 내에 설치되고 상기 출력 빔의 개구를 완전히 덮는 탄소 나노튜브(CNT) 또는 CNT 멤브레인으로 구성된 교체 가능한 멤브레인을 더 포함한다.
일 실시예에서, 타겟 물질은 주석 또는 이의 합금이다. 상기 회전 타겟 조립체는 상기 CNT 멤브레인을 관통할 수 있는 300 nm보다 큰 크기를 갖는 마이크로액적의 상기 CNT 멤브레인의 방향으로의 출력을 억제할 수 있도록 80 m/s 초과로 충분히 큰 상기 타겟의 선형 속도를 제공하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 CNT 멤브레인은 상기 상호작용 구역의 가시라인 밖의 측면 상에 코팅된다.
일 실시예에서, 상기 CNT 멤브레인은 고진공 및 중진공의 상기 진공 챔버의 구획들 사이의 창(window)의 역할을 한다.
일 실시예에서, 상기 펄스 레이저 빔은 사전-펄스 레이저 빔 및 메인-펄스 레이저 빔의 두 부분으로 구성되며, 이들의 파라미터들은 상기 이물질 입자의 빠른 이온 단편을 억제하도록 선택된다.
일 실시예에서, 상기 메인-펄스 레이저 빔에 대한 상기 사전-펄스 레이저 빔의 에너지 비율은 20% 미만이다. 상기 사전-펄스 및 상기 메인-펄스 사이의 시간 지연은 10 nm 미만이다.
일 실시예에서, 상기 펄스 레이저 빔의 레이저 펄스 반복 속도는 (방출된 단파장 방사선에 의한) 레이저 생성 플라즈마 광 및 레이저 생성 플라즈마의 플럭스에 의한 이전 레이저 펄스의 이물질 입자의 마이크로액적 단편의 고효율 증발을 제공하도록 충분히 높다.
상기 펄스 레이저 빔의 상기 레이저 펄스 반복 속도는 최대 0.1 μm의 크기를 갖는 상기 마이크로액적의 증발을 제공하도록 1 MHz 정도이다.
상기 레이저 생성 플라즈마 광원은 펄스 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 레이저 생성 플라즈마 광원은 출력 빔을 모으기 위한 콜렉터 미러를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, CNT 멤브레인은 상호작용 구역과 콜렉터 미러 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 기술적인 결과는 효율적이며 깊은 이물질 완화와 함께 고휘도의 X-선, EUV 및 VUV 방사선원을 생성하는 것으로, 서비스 수명 증가, 동작 용이성 및 낮은 동작 비용으로 특징지어진다.
상기 실시예들의 특징들은 서로 결합될 수 있음은 명확하다. 특히, 상술한 특징들과 하기에 설명될 특징들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 조합 또는 단독으로 사용될 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징은 첨부된 도면을 참고하여 예시적 방식으로, 본 발명의 예시적인 실시예들에 대한 이하의 비제한적인 설명으로부터 더 분명해질 것이다.
간이하며 레이저 빔과 단파장 방사선의 출력 빔의 경로에서 이물질 입자의 흐름의 효율적인 완화를 제공하는 개선된 레이저 생성 플라즈마 광원을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 도면을 참조하여 설명된다.
도 1 - 일 실시예에 따른 고휘도 LPP 광원의 개략적 다이아그램,
도 2 - CNT-멤브레인(membrane)의 투과 스펙트럼,
도 3 - 상기 실시예에 따른 고휘도 LPP 광원의 단순화된 개략도,
도 4 - 상기 LPP 광원의 마이크로액적 완화를 위한 테스트 결과,
도 5a, 도 5b, 도 5c - 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 고휘도 LPP 광원에서 이물질 완화 효과의 달성을 입증하는 SEM 이미지들,
도 6, 도 7, 도 8 - 본 발명의 실시예들에 따른 고휘도 레이저 생성 플라즈마 광원의 개략적인 도면들,
도 9a, 도 9b - 본 발명의 상이한 실시예들에서 회전 타겟 조립체(2)의 회전 평면에서의 광원 단면 및 이물질 입자의 액적과 이온/증기 단편들의 상대적 퍼짐 속도 다이아그램들,
도 10, 도 11, 도 12 - 레이저 사전-펄스를 사용한 이물질 완화 도면들,
도 13 - 레이저 펄스의 높은 반복 속도로 인한 이물질 완화 메커니즘의 도면,
도면에서, 장치의 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 갖는다.
이러한 도면은 본 기술의 해결책을 구현하기 위한 전체 옵션의 범위를 다루지 않고 또한 제한하지도 않으며, 도면들은 오직 구현의 특정 사례의 예시들일 뿐이다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고휘도 레이저-생성 플라즈마 광원은 회전 타겟 조립체(2)를 갖는 진공 챔버(1)를 포함하여, 회전 타겟 조립체(2)는 상호작용 구역(4) 내의 용융 금속층인 타겟(3)을 제공한다. 상기 용융 금속층은 회전 타겟 조립체에 구현된 환형 그루브(6)의 표면 상에 원심력에 의해 형성된다. 높은 펄스 반복 속도 레이저 또는 레이저 시스템에 의해 생성된 레이저 빔(8)은 상호작용 구역(4) 내의 타겟에 포커싱된다. 레이저는 진공 챔버 외부에 위치하고, 레이저 빔(8)은 입력창(7)을 통해 도입된다. 상호작용 구역(4)의 타겟(3)과 포커싱된 레이저 빔(8)의 상호작용은 타겟 재료의 고온 플라즈마를 생성한다. 고온 레이저-생성 플라즈마(LPP)는 VUV, EUV, 연질 X-선 및 0.4 내지 120 nm의 파장을 갖는 X-선을 포함하는 하나 이상의 스펙트럼 범위에서 광을 방출한다. 상호작용 구역이 회전 타겟 조립체의 한계를 벗어나게 하는, 단파장 방사선의 출력 빔(9)은 LPP 광원과 통합된 장치에서 사용하기 위한 것이다. 단파장 방사선을 사용하는 장비는 진공 챔버(1)의 클린 광학 구획에 위치한 콜렉터 미러(10)를 포함할 수 있다.
부산물로서는, 상호작용 구역(4)에서 생성된 타겟 물질의 마이크로 액적, 증기 및 이온을 포함하는 이물질 입자가 생성된다. 고휘도 LPP 광원의 청정함을 보장하기 위해서, 이물질 완화 수단을 포함한다. 바람직하게, 그들은 레이저 빔(8)과 출력 빔(9)을 둘러싸는 케이스(11, 12), 방향성 가스 흐름을 제공하는 가스 주입구(13), 예를 들어 자기 코어가 있는 영구 자석(14) 형태의 자기장 소스, 전기장 소스(미도시), 호일 트랩(15)을 포함한다. 이물질 완화 수단은 특히 도 1 및 도 2에 도시되지 않은 고정된 이물질 실드를 포함할 수 있으며, 이는 이하 도 6 내지 도 9에서 더 설명한다.
타겟 물질은 타겟에 의해 흡수된 레이저 방사선의 파워에 의해 용융 상태로 유지된다. 타겟 재료의 초기 용융을 위해, 유도 가열이 사용되는 특수 가열 시스템(16)이 사용될 수 있다.
회전 타겟 조립체(2)의 일부는 회전 구동(23)에 의해 구동되는 회전 샤프트(18)에 고정된 디스크(17)의 형태로 이루어진다. 상기 디스크는 환형 장벽(19) 형태의 주변부를 갖는다. 회전축(20)을 향하는 환형 장벽(19)의 내부 표면에는 환형 그루브(6)가 있으며, 타겟(3)은 회전축(20)을 향하는 환형 그루브의 표면 상에 위치한다. 환형 그루브 구성은 타겟 물질의 부피가 그루브의 부피를 초과하지 않는 경우, 타겟(3)의 재료가 반경 방향 및 회전축(20)을 따른 양방향으로 배출되는 것을 방지한다.
타겟 표면의 높은 안정성을 보장하기 위해, 충분히 높은 회전 주파수(f)를 사용하여 원심력의 영향으로 액체 금속 타겟(3)의 표면이 회전축(20)에 평행하게 된다. 즉, 기본적으로 축이 회전축(20, 도 1)과 일치하는 원형 원통형 표면이 된다.
환형 그루브(6)의 표면에서 반사된 후 액체 금속 타겟(3) 내부의 레이저 펄스에 의해 야기된 충격파는 상호작용 영역에서 표적 표면의 추가적인 동요를 발생시킬 수 있다. 이 때문에, 상호작용 영역에서 타겟 표면의 높은 안정성을 보장하기 위해, 적어도 상호작용 구역 근처에서 환형 그루브의 표면이 회전축으로 기울어지는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 그루브(6)의 표면은 이러한 옵션에 제한되지 않으며, 회전축(20)을 향하는 원뿔형 면과 2개의 방사형 표면으로 형성될 수 있다.
상호작용 구역(4)으로부터 나오는 마이크로액적의 방향을 제어하기 위해, 타겟의 선형 속도는 20 m/s 초과로 매우 높아야 한다. 따라서 상호작용 영역(4)에서 나오는 마이크로액적의 주요 방향이 접점에 가까워진다. 따라서, 출력 빔(9) 및 방사선의 단파장 빔에서 이물질 입자를 억제하기 위해, 마이크로액적의 주요 출력 방향과 상당히 다른 방향을 선택함으로써, LPP 광원의 순도를 보장한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 이물질 완화를 위한 수단은 상호작용 구역(4)의 가시라인(line of sight)에 설치되고 20 nm보다 짧은 파장의 범위에서 50% 초과로 높은 투명성을 가지며 출력 빔(9)의 개구를 완전히 덮는 교체 가능한 CNT-멤브레인(21)을 포함한다(도 1).
CNT-멤브레인은 프레임에 고정된 자립형 CNT 필름 형태의 광학 소자로, 높은 강도, 20 nm 미만의 파장을 갖는 방사선의 충분히 낮은 흡수를 가지며, 사용 수명을 연장하거나 다른 특성을 부여하도록 코팅 또는 충진될 수 있다.
CNT-멤브레인(21)을 변경하기 위해, 예를 들어, 진공 챔버(2)의 외부로부터 자기 커플링, 또는 글랜드(gland), 또는 진공 챔버에 설치된 미니어처 스테터 모터(이러한 옵션에 제한되지 않음)를 통해 구동될 수 있는, 터렛(turret) 또는 카세트 타입의 교체 유닛(22)이 도입된다.
CNT-멤브레인은 바람직하게는 20 내지 100 nm 범위의 두께를 가지며, 도 2에 도시된 바와 같이 싱크로트론 방사선을 사용하여 측정한 약 100 nm 두께를 갖는 CNT-멤브레인의 투과 스펙트럼에서 보여주는 것처럼 20 nm 미만의 파장의 범위에서 높은 투명성을 보장한다. 이 범위에서 투명성은 75%를 초과하며 13.5 nm의 파장에서 약 90%를 달성한다는 것을 알 수 있다. 동시에, CNT-멤브레인은 예를 들어 상호작용 구역에서 산란된 레이저 방사선의 일부로서 원하지 않는 방사선을 차단하는 스펙트럼 필터로서 작용할 수 있다.
또한, CNT-멤브레인은 예를 들어, CNT-멤브레인과 비교하여 더 좁은, 스펙트럼 순도 필터로서 작용하는 금속 호일이 코팅된 고체 베이스로서 작용할 수 있다.
높은 기계적 강도 초저 가스 투과성, 높은 내열성 및 높은 내구성은 CNT-멤브레인의 의심할 여지가 없는 이점이다.
CNT-멤브레인의 일측 면에, 최대 98%의 높은 기하학적 투명성을 갖는 지지 그리드가 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, CNT-멤브레인은 서로 상대적인 변위없이 위치하는 98%까지의 높은 기하학적 투명도를 갖는 2개의 동일한 그리드 사이에 배치될 수 있다. CNT-멤브레인 면적의 증가 및 투명도의 현저한 감소 없이 내구성을 높일 수 있으므로 오염률을 줄이고 사용 수명을 늘릴 수 있다.
고강도 및 저투과성으로 인해, CNT-멤브레인은 예를 들어, 중진공 및 고진공을 갖는 진공 챔버의 구획들 사이에, 출력창이나 가스 잠금장치로 사용될 수 있다. 따라서, 도 1은 CNT-멤브레인(21)이 콜렉터 미러(10)가 배치된 고진공을 갖는 진공 챔버의 클린 광학 구획과 케이스(12) 사이의 LPP 광원의 출력창 및 가스 게이트 또는 잠금장치 역할을 하는 변형예를 나타낸다.
동시에, CNT 멤브레인(21)과 입력창(7)으로부터 상호작용 구역(4)으로 지향된 불활성 완충 가스의 보호 흐름은 가스 주입구(13)를 통해 공급된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LPP 광원의 단순화된 다이아그램을 나타낸다. 도 1에 도시된 설계 변형과는 대조적으로, 레이저 빔(8)과 출력 빔(9)은 회전축(20)과 상호작용 영역(4)을 통과하는 평면의 양측에 위치된다. 도 3에 따른 LPP 광원을 사용하여 파면 완화 측정을 테스트하였다. 출력 빔(9)의 경로에 대한 테스트 동안, 미러-폴리싱된 실리콘(Si)으로 구성된 교체 가능한 관찰(witness) 샘플(미도시)이 설치되었다.
특성 테스트 파라미터는 다음과 같다:
타겟 회전 반경 - 0.1 m
선형 타겟 속도 - 20 내지 120 m/s
상호작용 구역에서 Si-관찰 샘플까지의 거리 - 0.44 m
타겟 물질 - 120 ℃ 이상의 온도에서 공융(eutectic) 합금 Sn/In
노출 시간 - 5 시간 또는 1.08×109 펄스
레이저의 파장, 에너지, 지속시간 및 펄스 반복 속도 - 각각 1.06　μm, 0.44 mJ, 1.85 ns, 60 kHz.
주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 관찰 샘플의 표면에 증착된 이물질 입자의 양과 크기를 계산하고 결정한다.
타겟의 빠른 회전으로 인한 이물질 완화에 더하여, 자기 완화 및 보호 완충 가스 흐름과 같은 이물질 완화 기술을 사용하는 것 또한 가능하다.
이하의 테스트가 수행되었다:
제1테스트: VR = 24 m/s, 다른 이물질 완화 기술이 사용되지 않음,
제2테스트: VR = 24 m/s, 다른 이물질 완화 기술이 사용됨,
제3테스트: VR = 120 m/s, CNT-멤브레인을 제외한 다른 이물질 완화 기술이 사용됨,
제4테스트: VR = 120 m/s, CNT-멤브레인을 포함한 모든 이물질 완화 기술이 사용됨.
처음 3가지 테스트에서는, 관찰 샘플이 CNT-멤브레인(21) 대신에 설치되었으며, 제4테스트에서는 관찰 샘플이 CNT-멤브레인(21) 바로 뒤에 설치되었다.
도 4는 제1, 제2 및 제3테스트들에서 획득한 마이크로액적의 양 및 크기 분포를 측정한 결과를 나타낸다.
제1테스트 결과는 다른 이물질 완화 기술이 없는 낮은 선형 속도에서, 직경이 300 nm보다 큰 마이크로액적이 관찰 샘플 상에 Sn/In 타겟 재료를 증착시키는 데에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다. 일주일 동안 연속 동작 시, 모든 크기의 마이크로액적이 테스트 시료 표면의 100% 이상을 덮는다.
제2테스트 결과는 자기장과 완충 가스 흐름의 사용이 이온 및 타겟 물질 증기와 같은 이물질을 억제하는 데 매우 효과적이었으며, 300 nm보다 큰 직경을 갖는 마이크로액적의 수가 제1테스트보다 약 50배 적은 것을 나타낸다. 결과를 재계산한 결과 일주일 동안 연속 동작의 경우, 모든 크기의 마이크로액적이 관찰 샘플의 약 4%를 덮는 것으로 나타났다.
제3테스트 결과는 높은(VR =120 m/s) 타겟 속도가 실질적으로 300+ nm 마이크로액적을 완전히 제거한다는 것을 보여준다. 이러한 사실은 궁극적인 출력 빔 세척을 위한 CNT-멤브레인의 매우 효율적인 사용을 위해 중요하다. 결과를 재개산한 결과 일주일 동안 연속 동작의 경우, 모든 크기의 마이크로액적이 관찰 샘플의 오직 약 0.7%를 덮는 것으로 나타났다.
도 5a, 도 5b, 도 5c는 제2, 제3, 제4 테스트들에서 획득된 관찰 샘플의 SEM 이미지를 나타낸다. 제4테스트에서, 조건은 제3테스트와 동일했지만, CNT-멤브레인(21)이 관찰 샘플 앞에 배치되었다. 회전 속도가 낮으면 샘플이 눈에 띄게 오염되는 것을 알 수 있다(도 5a). 선형 타겟 속도가 24 m/s에서 120 m/s로 증가하면 이물질 완화의 급격한 증가로 이어진다(도 5b). CNT-멤브레인 사용시, 테스트 결과는 타겟 물질의 이온와 증기가 침투하지 않는 것으로 나타났다. 약 400 nm 및 500 nm 크기의 마이크로액적 하나만이 멤브레인을 관통했는데, 이는 거의 궁극적인 출력 빔 클리닝을 나타낸다(도 5c).
제4테스트의 또 다른 결과는 Si-관찰 샘플의 마이크로액적 증착물이 CNT-멤브레인보다 45배 더 크다는 것이다. 이는 대부분의 마이크로액적이 CNT-멤브레인에서 반사된다는 것을 나타내며, 이는 CNT-멤브레인의 표면층의 비-젖음 특성 및 고탄성으로부터 기인한다. 따라서, CNT-멤브레인(21) 상에 금속 또는 기타 다른 코팅이 존재하는 경우, 그것은 상호작용 구역(4)의 가시라인 바깥의 측면에 위치하는 것이 바람직하다.
수행된 테스트를 기반으로, 300 nm보다 큰 마이크로액적이 0.005를 초과하지 않는 P>300의 확률로 멤브레인을 관통하는 것으로 추정된다: P>300≤0.005. CNT-멤브레인 상의 이러한 유형의 마이크로액적의 측정된 S 증착 속도는 연속 동작의 주간 사이클 당 4×10-5 표면의 커버리지에 해당한다. 따라서, CNT-멤브레인의 후방의 미러(10)의 경우(도 1), 이러한 크기의 마이크로액적의 증착으로 인한 반사율 손실 속도가 연속 동작 주당(per week) S×P>300≤2×10-7 %로 추정된다. 즉, 멤브레인 후방의 미러 표면의 5%의 열화는 LPP 광원의 5×106 시간의 연속 동작을 요구하도록 추정된다.
직경이 300 nm 미만인 P<300 마이크로액적이 CNT 멤브레인을 통과할 확률은 P<300≤2×10-5로 아주 작은 것으로 추정되었다.
본 발명의 바람직한 실시예들에서 타겟 물질은 주석 또는 그 합금이며, 그 결과에 기초하여 80 m/s보다 큰 선형 타겟 속도를 클리닝하는 궁극적인 출력 빔이 관통할 수 있는 300 nm보다 큰 마이크로액적의 CNT-멤브레인을 향하는 수율을 억제하기 위해 선택된다.
24 W의 비교적 작은 평균 레이저 파워에서, 스펙트럼 밴드 13.5±0.135 nm에서 EUV 소스 휘도는 B13.5 = 60 W/mm2·sr이었으며, 이는 레이저 파워을 증가시킴으로써 쉽게 스케일링될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이물질 실드(24)는 도 6에 도시된 바와 같이, 이물질 완화를 위한 수단 중 하나로서 추가로 사용될 수 있다. 이물질 실드(24)는 상호작용 구역(4)을 둘러싸도록 단단하게 장착된다; 여기서 해당 실드는 레이저 빔(8)의 입구를 형성하는 제1개구부(25) 및 출력 빔(9)에 대한 출구를 형성하는 제2개구부(26)를 포함한다. 즉, 이물질 실드(24)는 정지해 있고 회전 대상 조립체와 함께 회전하지 않는다. 따라서 이물질 실드(24)를 통한 레이저 빔(8) 공급 및 이물질 실드(24)를 통한 출력 빔(9)의 커플링이 가능하다.
도 6에 도시된 본 발명의 실시예에서, 이물질 실드(24)는 상호작용 구역(4) 근처의 타겟(3)의 각도 섹터 반대편에 위치하며, 단부들 상의 슬릿 갭(27, 28)에 의해 그로부터 분리된다. 다른 실시예에서, 실드(24)는 원형일 수 있다.
실드(24)를 사용하면 회전 타겟 조립체로부터 출력되는 이물질 입자와 및 상호작용 영역으로부터 출력된 후 그루브(6)로 복귀하는 이물질 입자가 깊게(deep) 완화된다. 더 깊은(deeper) 이물질 완화를 위해, 실드(24)는 슬릿 갭(27, 28)에 의해 회전 타겟 조립체(2)로부터 분리된다(도 6). 이 경우, 타겟은 그루브(6) 및 실드(24)의 표면에 의해 형성된 기본적으로 폐쇄된 공동(29)에 위치한다. 상호작용 구역(4)의 방사선과 함께 생성된 이물질 입자는 2 개의 작은 개구부(25, 26)를 통해서만 공동(29)에서 나올 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 실드(24) 내의 제1 및 제 2개구부(25, 26)는 원뿔형이 되도록 설계되고, 원뿔형 개구부의 정점은 상호작용 구역(4)에 위치한다. 이는 공동(29)의 이물질 입자를 보다 효율적으로 트랩하기 위해 개구부(25, 26)의 개구를 최소화할 수 있게 한다.
본 발명에 따르면, 0.4 내지 200 nm의 범위의 상이한 파장에서의 출력 방사선에 대한 레이저 에너지의 높은 변환 효율을 보장하기 위해, 타겟 물질은 Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, Zn 및 그 합금을 포함하는 무독성 가용성 금속의 그룹으로부터 바람직하게 선택된다.
20 nm보다 큰 파장 범위에서 방사선을 얻기 위해, CNT-멤브레인은 방사선 파장이 증가함에 따라 해당 범위의 투명성이 현저히 떨어지기 때문에 사용되지 않는다.
바람직하게는, 타겟 선형 속도는 80 m/s 이상이다. 이를 통해 낮은 선형 속도와 비교하여 실드(24)의 개구부(25, 26)를 향하는 회전 타겟 조립체로부터의 이물질 입자의 액적 단편의 방출을 상당히(수 배만큼) 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 그 중 하나는 도 7에 개략적으로 도시되어 있으며, 이물질 입자의 이온/증기 단편을 더욱 완화하기 위해 노즐(30)을 도입하고 상호작용 구역(4)으로 향하는 고속 가스 흐름을 형성하도록 설계한다.
실드 개구부(25)를 통해 공동(29)으로 들어가는 원뿔형 케이스(11)의 일부는 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이 노즐(30) 역할을 할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예들에서, 포커싱된 레이저 빔(8)은 노즐(30)을 통해 상호작용 구역(4)으로 지향된다. 결과적으로, 이물질 입자의 이온/증기 단편의 깊은 완화가 레이저 빔(8)의 경로에서 보장된다.
본 발명의 다른 실시예들에서, 상호작용 구역(4)으로 지향된 고속 가스 흐름은 도 8에 도시된 바와 같이 개별적으로 위치된 노즐(30)에 의해 형성될 수 있다.
아르곤 또는 기타 불활성 기체들 및 그 혼합물이 노즐(30)을 통해 가스를 내뿜는 데에 바람직하게 사용된다. 상호작용 구역(4)으로 지향된 보호 완충 가스 흐름의 속도가 60 내지 300 m/s 및 그 압력이 5 내지 20 mbar일 때, 이물질 입자의 이온/증기 단편이 효율적으로 완화된다. 상술한 가스 흐름 파라미터를 보장하기 위해, 노즐은 상호작용 구역(4)으로부터 작은 (2 mm 이하) 거리에 위치하는 것이 바람직하다. 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에서, 이물질 실드(24)는 원형이다.
일 실시예에 따르면, 레이저 및 출력 빔(8, 9)의 경로에서 이물질 완화를 위한 추가 수단은 상호작용 구역으로부터 이물질 입자의 주요 출력 방향이 이물질 실드(24)에서 개구부(25, 26)를 향하는 방향과 상당히 다른 레이저 생성 플라즈마 광원의 구성을 포함한다.
도 9a 및 도 9b에서, 상호작용 영역을 통과하는 회전 평면의 LPP 광원 단면은 노즐이 없는(도 9a) 및 노즐이 있는(도 9b) 본 발명의 실시예들에 대해 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 이물질 입자의 액적 단편(31) 및 이물질 입자의 이온/증기 단편(32)의 퍼짐 속도 다이아그램이 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 2개의 단편들의 속도는 거의 크기 차수만큼 차이가 날 수 있으므로, 다이아그램들에는 최대값에 대하여 주어진 속도가 제시된다.
도 9a에서 볼 수 있듯이, 이물질 입자(31)의 비교적 느린 액적의 일반적인 확산 방향은 상호작용 영역에서 타겟 선형 속도(VR)의 벡터(33)를 향해 편향된다. 결과적으로, 이물질 완화를 위한 수단 중 하나로 광원의 구성이 사용되며, 상호작용 구역에서의 타겟 선형 속도의 벡터(33)와 실드(24)에서의 제1 및 제2개구부 중 적어도 하나는 바람직하게 상호작용 구역(4) 및 회전축(20)을 통과하는 평면(34)의 상이한 측면들에 위치한다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 선형 타겟 속도(Vr)는 이물질 입자의 이온/증기 단편(32)의 퍼짐 방향에 거의 영향을 미치지 않는다. 상호작용 구역(4)으로부터 퍼진 이온 및 증기의 방향은 축이 상호작용 영역(4)에서 타겟 표면에 대한 법선 벡터를 따라 지향되는 원뿔형 형태의 영역(32)에 위치하며, 꼭지각은 90°이하이다. 결과적으로, 본 발명의 실시예들에서, 광원의 구성은 이물질 완화를 위한 수단 중 하나로서 사용되어, 방사선 빔 축(7, 8) 또는 개구부(25, 26) 중 적어도 하나가 상호영역 구역에서의 타겟 표면에 45도 미만의 각도로 지향된다. 본 발명의 이러한 실시예들은 도 6, 도 7 및 도 8에 도시되며, 출력 빔 축 및 이에 대응하는 제2개구부(26)의 축은 회전 타겟 조립체(2)의 회전 평면에 45°보다 큰 회전 평면의 각도 및 상호작용 구역의 타겟 표면에 45도 미만의 각도로 지향된다.
도 9b에 도시된 본 발명의 실시예들에서, 노즐(30)로부터 가스 흐름은 45도 이하의 타겟 선형 속도(VR)의 벡터(33) (즉, 접선 벡터)에 대한 각도로 상호작용 구역(4)으로 지향된다. 이로 인해, 상호작용 구역으로부터의 이온/증기 단편(32)의 주요 출력의 방향은 타겟 선형 속도(VR)의 벡터(33)을 향하여 편향되며, 뿐만 아니라 액적 단편(31)은 이물질 실드(24)의 제1 및 제2개구부(25, 26)을 향하여 지향되지 않는다.
본 발명의 이하의 실시예들은 이물질 완화 수단의 복잡성을 더 개선하는 데 초점을 맞추고 있다.
도 10에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 레이저 빔(8)은 비교적 낮은 에너지를 갖는 사전-펄스 레이저 빔 및 사전-펄스에 대하여 얼마간의 시간이 지연된 메인 펄스 레이저 빔의 2개의 부분으로 구성된다. 본 발명에 따르면, 레이저 펄스 파라미터는 이물질 입자의 고속 이온의 단편들을 완화시키는 방식으로 선택된다.
RZLINE 코드가 계산 모델링에 사용되었다. 하나의 특정 사례에서, 사전-펄스의 레이저 에너지는 0.4 mJ, 메인 펄스의 에너지는 4 mJ, 그 사이의 지연은 5 ns, 레이저 스폿의 크기는 70 ㎛, 레이저 방사선의 파장은 1 μm이며, 타겟 물질은 주석이다. 이 경우, 도 11은 6 ns의 시간에 레이저 사전-펄스에 의해 생성된 레이저 빔의 광축을 따른 타겟 물질의 증기 밀도의 분포를 도시한다. 약 1 ㎛의 파장을 갖는 레이저 빔은 ~3×1019 cm3의 원자 밀도로, 즉, 사전-펄스에 의해 타겟 표면에서 생성된 원자 구름 내부로 흡수된다. 이것은 이러한 지점에서 팽창하는 플라즈마가 타겟으로부터 더 먼 원자와 마주쳐서 속도를 줄이고 운동 에너지를 잃는다는 것을 의미한다.
레이저 펄스가 시작된 후 타겟 표면에 수직인 방향에서의 결과적인 이온 에너지 분포가 도 12에 도시된다. 시뮬레이션 결과는 사전-펄스가 없는 경우 및 5 ns의 지연에서 상이한 에너지의 사전 펄스가 있는 다양한 경우에 대해 제시된다. 도 12는 사전-펄스의 존재가 이온의 최대 에너지를 몇 배 감소시킨다는 것을 보여준다. 5 ns의 지연에서 0.2mJ의 사전-펄스 에너지가 고려된 경우 중 최적이다. 일반적으로, 메인-펄스 레이저 빔 에너지에 대한 사전-펄스 레이저 빔 에너지의 비율은 20% 미만이며 사전-펄스 및 메인-펄스 사이의 시간 지연이 10 ns 미만인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 펄스 반복 속도는 단파장 방사선과 레이저-생성 플라즈마의 플럭스에 의해 이전 펄스의 이물질 입자의 마이크로액적을 매우 효율적으로 증발시킬 수 있을 만큼 충분히 높게 선택되었다. 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 충분히 높은 펄스 반복 속도에서, 이전 임펄스에서 나온 이물질 입자의 마이크로액적 단편은 상호작용 구역에서 충분히 멀리 날아갈 시간이 없기 때문에, 다음 임펄스에서 나오는 단파장 방사선과 플라스마 흐름이 효과적으로 그것을 증발시킬 것이다.
레이저 펄스 반복률을 f, 평균 레이저 파워 P, 단파장 방사선 및 플라스마 플럭스를 생성하는 데 사용되는 레이저 에너지의 일부 χ, 드롭 속도 V d , 타겟 원자 승화 에너지 E S , 타겟 원자 밀도를 N t 로 표시했을 때, 직경 d의 마이크로액적의 증발 조건은 다음과 같다.
(1)
여기서 Q=P/f·χ 는 단파장 방사선 및 플라즈마 플럭스의 형태로 하나의 레이저 펄스의 결과로서 방출된 에너지; L=V d /f는 두 펄스 사이의 드롭으로 이동한 거리를 나타낸다. (1)로부터 레이저 주파수의 범위는 다음과 같다.
액체 Sn-타겟에 대한 파라미터의 합리적인 추정치: Nt = 3.5·1022 cm3, E s =3·1.6·10-19 J/atom, P = 103 W, χ~0.5, Vd = 3·104 cm/s는 다음을 갖는다:
이는 특히 f　>　106　sec-1　=　1　MHz 의 레이저 펄스 반복 속도에서 직경 d의 마이크로액적을 0.1　μm　=　10-5　cm까지 증발시킬 수 있음을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 액적의 벌크는 0.1 미크론 미만의 크기를 특징으로 한다. 따라서, 1MHz를 초과하는 레이저 펄스의 높은 반복 속도는 이물질 입자의 액적 단편의 깊은 억제를 제공한다.
고휘도 레이저-생성 플라즈마 광원은 이하에서 설명되고 도 1, 도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 동작된다.
진공 챔버(1)는 무-오일 진공 펌프 시스템(미도시)을 사용하여 10-5-10-8 mbar 미만의 압력으로 배기된다. 동시에, 타겟 물질과 상호작용할 수 있는 질소, 산소, 탄소 등과 같은 가스 성분이 제거된다. 광원 파워을 켠 후, 타겟 물질은 유도 가열로 사용할 수 있는 고정 가열 시스템(16)을 사용하여 용융 상태로 전환된다.
회전 타겟 조립체(2)는, 예를 들어, 진공 챔버(1)의 청정함을 보장하는 자기 커플링을 갖는 전기 모터와 같은 회전 구동 장치(23)를 사용하여 작동된다. 원심력의 작용 하에서, 타겟(3)은 회전축(20)을 향하는 환형 그루브(6)의 표면 상의 용융 금속층으로서 형성된다.
타겟(3)은 1 kHz 내지 1 MHz 이상의 범위일 수 있는 높은 펄스 반복 속도로 포커싱된 레이저 빔(8)에 노출된다. 단파장 방사선은 타겟 물질을 플라스마-형성 온도로 가열하는 레이저 빔(8)에 의해 발생한다. 레이저-생성 플라즈마는 0.4 내지 120 nm의 파장을 포함하는 단파장 범위에서 빛을 방출한다. 초점 및 타겟 물질의 레이저 방사선 파워 밀도에 따라 주로 연성 X-선(0.4-10 nm) 및/또는 EUV(10-20 nm) 및/또는 VUV(20-120 nm) 범위에서 단파장 방사선이 생성된다.
타겟으로부터의 열 전달은 회전 타겟 조립체(2)와 고정 수냉식 열 교환기(미도시) 사이의 좁은 갭(약 0.2-0.4 mm)을 통해 보장되며, 이를 통해 가스가 약 1 mbar의 압력으로 흐른다. 가스 전도도와 접촉 면적은 이러한 유형의 냉각을 위해 최대 1.5 kW의 열 파워을 제거하기에 충분하다. 동시에, 다른 냉각 방법이 회전 타겟 조립체(2)을 위해 사용될 수 있다.
출력 빔(9)은 바람직하게 상호작용 영역(4)의 가시라인(line-of-sight) 영역에 설치된 CNT-멤브레인(21)을 통해 상호작용 영역(4)에서 생성된 고온 레이저-생성 플라즈마에서 나오며, 출력 빔(9)의 개구부와 완전히 중첩한다. CNT-멤브레인(21)은 20 nm 미만의 파장 범위의 높은 (>50 %, 바람직하게는 80-90 %) 투명성으로 인해 단파장 방사선의 출력을 보장한다. 동시에, CNT-멤브레인(21)은 이물질 입자가 통과하는 것을 방지하여, 콜렉터 미러(10)의 경로에서 깊은 이물질 완화를 보장한다.
이물질 입자의 액적 단편을 억제하는 기술의 중요한 구성 요소는 액적에 상당한 접선 속도 성분을 제공하는 타겟의 높은 선형 속도를 사용하는 것이다. 이는 레이저 및 출력 빔(7, 8)의 광축의 측방향으로 액적의 벌크를 재지향시킬 수 있다. 일 실시예에서, 타겟 물질은 주석(Sn) 또는 그 합금이다. EUV 리소그래피 제작 및 계측 프로세서에 사용되는 13.5 nm±0.135 nm 스펙트럼 대역 내의 대역내 EUV 에너지로 레이저 에너지의 고변환 효율(CE13.5)을 가진 상태에서 13.5 nm에서 고휘도를 달성하기 위해 Sn 또는 Sn 합금을 사용하는 것이 바람직하다. Sn-타겟의 경우, 액적의 최대 확산 속도는 100 m/s 미만이다. 결과적으로, 80 m/s보다 큰 타겟 선형 속도는 계산 및 측정에 의해 입증된 바와 같이, 이물질 입자의 액적 단편의 고효율 완화를 달성하는 본 발명의 실시예들에 사용된다.
본 발명에 따르면, 상호작용 영역(4)은 회전 타겟 조립체에서 최소 슬릿 갭(27, 28)으로 분리된 고정된 (회전하지 않는) 이물질 실드(24)로 덮여 있고, 타겟(3) 주위에 기본적으로 폐쇄된 공동(29)을 형성하고 있으며, 공동은 레이저 및 출력 빔(7, 8)에 대해 오직 2개의 개구부(25, 26)를 갖는다. 액적 속도 벡터가 주로 개구부(25, 26)로부터 떨어져 있는 타겟 선형 속도의 벡터를 따라 지향된다는 사실로 인해 공동(29)의 벽에서 여러 번 튕겨 나온 후 이물질 입자의 액적 단편 중 가장 큰 부분이 그 내부에 남아 있게 된다. 동시에, 상호작용 구역 근처의 이물질 실드(24)의 온도가 상호작용 구역(4)에서 발생된 플라즈마 및 방사선에 의해 타겟 물질 용융 온도 이상으로 유지되므로 이물질 입자의 가장 큰 부분이 환형 그루브(6)로 되돌아가는 게 보장된다.
일 실시예에 따르면, 회전면에 대한 45° 보다 큰 각도에서 상호작용 구역에서 나오는 단파장 방사선의 출력은 이물질 입자의 액적 단편의 흐름과 이온/증기 단편의 흐름을 몇 배 정도 줄이는 데 도움이 된다. 이는 상호작용 구역으로부터 퍼지는 이물질 입자의 지표가 이질적인 것이기 때문에 발생한다. 동시에, 이러한 각도에서 단파장 방사선의 세기는 0°에서 45° 범위의 방출 각도와 관련하여 크게 변화하지 않는다.
본 발명의 실시예들에서, 노즐(30)에서 나오는 고속 가스 흐름이 사용된다. 그것은 필수적으로 레이저 빔을 둘러싼 케이스(18)의 일부(도 7)이거나 도 8 및 도 9b에 도시된 바와 같이 별도의 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 가스 흐름은 45도를 초과하지 않는 타겟(3)의 선형 속도 벡터(33)에 대한 작은 각도에서 노즐(30)을 통해 상호작용 구역(4)으로 지향된다(도 8, 도 9b).
노즐(30)은 1-2 mm의 작은 거리에서 상호작용 영역 근처에 위치해 있으므로 가스 제트는 상호작용 구역에서 확산되는 플라즈마와 증기의 운동량 값에 유사한 운동량 값을 가진다. 가스 제트와의 상호작용의 결과로, 이온과 증기가 퍼지는 주요(prevailing) 방향은 원래 방향에서 편향되고 오염물질 흐름은 레이저 및 출력 빔(7, 8)의 경로로 향하지 않는다. 한편, 가스 흐름의 압력은 확산하는 플라즈마와 증기를 효율적으로 비껴갈 수 있을 만큼 충분히 높아야 하며, 다른 한편으로는 상호작용 구역(4) 근처에서 과도하게 높은(20% 초과) 단파장 방사선 흡수가 관찰되는 압력을 초과해서는 안 된다. 평가에 의해 입증된 바와 같이, 진공 챔버(1) 배출의 적절한 속도가 보장될 경우 이러한 타협이 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예들에서, 가스 주입구(13)을 사용하여 레이저 빔(8)과 출력 빔(9)의 일부를 둘러싸는 고정 케이스(11, 12)에서 보호 완충 가스가 CNT-멤브레인(21)과 입력창(7) 사이에서 상호작용 구역(4)을 향해 연속적으로 방출된다(도 1, 도 6). 가스 흐름은 입력창(7)과 CNT-멤브레인(21)을 이물질 입자의 이온/증기 단편으로부터 보호하며, 도 1, 도 6에 도시된 케이스(11, 12) 또는 호일 트랩(15)의 벽에 이물질 입자를 증착시킨다.
또한 케이스(11, 12) 및 케이스 외부 표면에 위치한 영구 자석(14)에 의해 생성된 자기장을 사용하여 케이스(11, 12) 및 호일 트랩(15)의 표면에 하전 입자가 증착된다. 자기장은 출력 빔(9)과 레이저 빔(8)의 축에 대해 교차 방향인 것이 바람직하며, 이를 통해 하전된 입자를 직선 운동에서 CNT-멤브레인(21) 및 입력창(7)으로 편향시킬 수 있다. 이를 통해 교체 전 CNT-멤브레인(21) 및 입력창(7)의 수명을 늘리는 데 도움이 된다.
전반적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, 자기 완화, 보호 가스 흐름, 호일 트랩(15), 탄소 나노튜브로 구성된 교체 가능한 멤브레인(21), 이물질 실드(24), 상호작용 구역(4)에 고속 가스 흐름을 제공하는 노즐(30), 100 kHz 또는 1 MHz 정도의 레이저 사전-펄스 및 고속 레이저 펄스 반복 속도와 같은 하나 이상의 이물질 완화 기술이 LPP 광원의 높은 청정함을 보장하기 위해 사용된다. 이러한 완화 기술은 각각 단독으로 사용하거나 두 개 이상의 완화 기술이 결합될 수 있음은 분명하다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 가장 높은 휘도, 긴 수명 및 높은 사용 편의성을 가진 저이물질 연성 X-선, EUV 및 VUV 방사선원을 생성할 수 있다.
본 명세서에 개시된 주제(subject-matter)의 특정 측면들은 이하의 번호 조항들에 명시되어 있다. 본 발명 또는 임의의 분할 출원의 청구 범위는 이러한 측면들 중 하나 이상을 대상으로 할 수 있다.
1. 고휘도 단파장 방사선원(high-brightnnss shor-wavelength radiation source)에 있어서, 상호작용 구역으로 타겟을 제공하는 회전 타겟 조립체를 갖는 진공 챔버; 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟 상에 포커싱되는 에너지 빔; 및 상기 상호작용 구역으로부터 나오는 유용한 단파장 방사선 빔을 포함하며, 상기 회전 타겟 조립체는 환형 그루브로 구성되며, 상기 타겟은 회전축을 향하는 상기 환형 그루브의 표면에 원심력에 의해 형성된 용융된 금속인 타겟 물질의 층이며, 상기 에너지 빔은 펄스 레이저 빔 또는 전자 빔 중 하나이다.
2. 상기 1에 따른 소스에 있어서, 상기 회전 타겟 조립체는 상기 회전축을 향하는 내부 표면에, 반경 방향 및 상기 회전축을 따른 양방향으로 상기 타겟 물질의 릴리즈(release)를 방지하는 표면 프로파일을 갖는 상기 환형 그루브가 있는 링 장벽 형태의 주변 부분을 갖는 디스크이다.
3, 상기 1에 따른 소스에 있어서, 상기 단파장 방사선은 상기 타겟 물질을 플라즈마 형성 온도로 가열하는 상기 에너지 빔에 의해 생성된다.
4. 상기 1에 따른 소스에 있어서, 상기 에너지 빔은 상기 전자 빔이고, 상기 회전 타겟 조립체는 전자 건(gun)의 회전 양극이며, 상기 단파장 방사선은 상기 타겟의 전자 충격에 의해 생성된 X-선 방사선이다.
5. 상기 1에 따른 소스에 있어서, 상기 타겟 물질은 Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, Zn 및 이들의 합금을 포함하는 가용성 금속에서 선택된다.
6. 상기 1에 따른 소스에 있어서, 탄소 나노튜브 또는 CNT-멤브레인으로 구성된 교체 가능한 막을 추가로 포함하고, 이는 상기 상호작용 구역의 가시라인(line-of-sight)에 설치되며, 단파장 방사선 빔의 개구를 완전히 덮는다.
7. 고휘도 단파장 방사선원에 있어서, 타겟 물질이 용융 금속 층인 타겟 상에 포커싱되는 펄스 레이저 빔을 갖는, 상호작용 구역으로 상기 타겟을 제공하는 회전 타겟 조립체를 갖는 진공 챔버으로서, 상기 층은 상기 회전 타겟 조립체 내에 구현된 환형 그루브의 표면 상의 원심력에 의해 형성되는, 진공 챔버 및 단파장 방사선 빔 출력의 경로 상의 이물질 완화 수단들을 포함하며, 상기 타겟의 선형 속도는 상기 상호작용 구역으로부터 이물질 입자의 마이크로액적 단편의 주요 출력 방향에 영향을 미칠 정도인 20 m/s 초과로 충분히 크고, 상기 상호작용 구역으로부터의 단파장 빔 출력의 방향은 상기 이물질 입자의 마이크로액적 단편의 주요 출력 방향과 상이하며, 20 nm 미만의 파장 범위에서 50%보다 큰 높은 투명성을 갖는 탄소 나노튜브 또는 CNT 멤브레인으로 구성된 교체 가능한 멤브레인이 상기 상호작용 구역의 가시라인에 설치되며, 상기 단파장 방사선 빔의 개구를 완전히 덮는다.
8. 상기 7에 따른 소스에 있어서, 상기 타겟 물질은 주석 또는 이의 합금이며, 상기 타겟의 상기 선형 속도는 상기 CNT 멤브레인을 관통할 수 있는 300 nm보다 큰 크기를 갖는 마이크로액적의 상기 CNT 멤브레인의 방향으로의 출력을 억제할 수 있도록 80 m/s 초과로 충분히 크다.
9. 상기 7에 따른 소스에 있어서, 정전기 및 자기 완화, 보호 가스 흐름 및 호일 트랩과 같은 하나 이상의 이물질 완화 기술이 추가로 사용된다.
10. 상기 7에 따른 소스에 있어서, 상기 CNT 멤브레인은 상기 상호작용 구역의 가시라인 외측의 측면 상에 코팅된다.
11. 상기 7에 따른 소스에 있어서, 상기 CNT 멤브레인은 고진공 및 중진공을 갖는 상기 진공 챔버의 구획(compartments) 사이의 창(window) 역할을 한다.
12. 상기 7에 따른 소스에 있어서, 상기 펄스 레이저 빔은 사전-펄스 레이저 빔 및 메인-펄스 레이저 빔의 두 부분으로 구성되며, 이들의 파라미터들은 상기 이물질 입자의 빠른 이온 단편을 억제하기 위해 선택된다.
13. 상기 12에 따른 소스에 있어서, 상기 메인-펄스 레이저 빔에 대한 상기 사전-펄스 레이저 빔의 에너지 비율이 20% 미만이며, 상기 사전-펄스 및 상기 메인-펄스 사이의 시간 지연은 10 nm 미만이다.
14. 상기 7에 따른 소스에 있어서, 레이저 펄스 반복 속도는 단파장 방사선 및 레이저 생성 플라즈마의 플럭스에 의해 이전 펄스의 이물질 입자의 마이크로액적 단편의 고효율 증발을 제공하도록 충분히 높다.
15. 회전 양극을 갖는 고휘도 X-선원(high brightnee X-ray source)에 있어서, 전자 건에 의해 생성된 전자 빔이 포함된 진공 챔버를 포함하며, 상기 전자 빔은 회전 양극의 환형 그루브의 표면 상에 원심력에 의해 형성된 용융 금속층인 타겟을 갖는 상호작용 구역으로 지향된다.
16. 상기 15에 따른 소스에 있어서, 이물이 완화 수단을 포함한다.
17. 상기 16에 따른 소스에 있어서, CNT 멤브레인이 X-선 빔 출력의 경로 상에 설치된다.
18. 상기 15에 따른 소스에 있어서, 상기 회전 양극은 액체 냉각 시스템에 설치된다.
19. 상기 15에 따른 소스에 있어서, 상기 타겟 상의 상기 전자 빔의 초점의 크기는 10 미크론보다 작다.
20. 상기 15에 따른 소스에 있어서, 상기 타겟의 선형 속도는 80 m/s보다 크다.
21. 레이저 생성 플라즈마 광원(laser-produced plasma light source)에 있어서, 레이저 빔이 용융 금속인 타겟 상에 포커싱되는 레이저 빔을 갖는, 상호작용 구역으로 상기 타겟을 제공하는 회전 타겟 조립체를 갖는 진공 챔버, 상기 상호작용 구역에서 나오는 유용한 단파장 방사선 빔 및 이물질 완화 수단을 포함하며, 이물질 실드가 상기 상호작용 구역을 둘러싸도록 단단히 고정되며, 상기 실드는 상기 레이저 빔을 위한 입구를 형성하는 제1개구부 및 단파장 방사선 빔을 위한 출구를 형성하는 제2개구부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
22. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 타겟은 상기 회전 타겟 조립체에 구현된 환형 그루브의 회전 표면의 축을 향한 면에 원심력에 의해 형성된 상기 용융 금속층이다.
23. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 이물질 실드는 원형이다.
24. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 슬릿 갭은 상기 회전 타겟 조립체로부터 상기 실드를 분리한다.
25. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 이물질 실드 내의 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부 중 적어도 하나는 원뿔형이다.
26. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 단파장 방사선 빔의 축은 상기 회전 타겟 조립체의 회전 평면에 대하여 45°보다 큰 각도로 지향된다.
27. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 회전 타겟 조립체가 80 m/s를 초과하는 선형 속도로 상기 타겟을 회전시키고, 보호 가스 흐름, 정전기 및 자기 완화, 호일 트랩 및 탄소 나노튜브로 구성된 멤브레인과 같은 하나 이상의 이물질 완화 기술이 추가적으로 사용된다.
28. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 포커싱된 레이저 빔 및 상기 단파장 방사선 빔의 적어도 일부는 보호 가스 흐름이 제공되는 케이스에 의해 둘러싸여 있다.
29. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 단파장 방사선 빔은 0.4 nm 내지 120 nm 범위의 파장을 갖는 광을 포함한다.
30. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 용융 금속은 Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, Zn 및/또는 이들의 합금을 포함한다.
31. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 노즐을 더 포함하며, 상기 노즐은 상기 상호작용 구역에 고속 가스 흐름을 제공한다.
32. 상기 31에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 노즐은 상기 제1개구부에 위치되며 상기 레이저 빔은 상기 노즐을 통해 상기 상호작용 구역으로 지향된다.
33. 상기 31에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 가스는 비활성 가스를 포함한다.
34. 상기 31에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 상호작용 구역에 대한 가스 유속은 60 m/s 내지 300 m/s이며, 상기 상호작용 구역 내의 가스 압력은 5 mbar 내지 200 mbar이다.
35. 상기 31에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 노즐은 상기 상호작용 구역으로부터 2 mm 이하의 거리에 위치한다.
36. 상기 31에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 상호작용 구역을 향하는 상기 가스 흐름은 45도를 초과하지 않는 각도에서 상기 타겟의 선형 속도의 벡터로 지향된다.
37. 상기 21에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부 중 적어도 하나를 향한 상호작용 구역으로부터의 상기 방향은, 상기 이물이 실드에서 상기 상호작용 구역으로부터의 이물질 입자의 액적 단편 및/또는 이온/증기 단편의 주요 출력 방향과 상당히 상이하다.
38. 상기 36에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟의 상기 선형 속도의 벡터 및 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부 중 적어도 하나는, 상기 이물질 실드에서 상기 상호작용 구역 및 상기 회전 축을 통과하는 평면의 상이한 측면 상에 위치한다.
39. 상기 36에 따른 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서, 상기 이물질 실드에서 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부 중 적어도 하나의 축은 상기 상호작용 구역에서 타겟 표면에 대해 45° 미만의 각도로 지향된다.
특정 실시예들이 본 명세서에 개시되어 있지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 본 실시예들은 예시적이고 비-제한적인 것과 같은 모든 면에서 고려되어야하며, 첨부된 청구 범위의 의미 및 동등한 범위 내에 있는 모든 변형은 본 명세서에 포함되는 것으로 의도된다.
제안된 장치는 현미경, 재료 과학, 재료의 진단, 생물의학 및 의학 진단, 리소그래피 EUV 마스크의 액티닉 검사를 포함하여 나노 및 미세 구조 검사를 포함하는 여러 가지 응용 분야를 위해 설계되었다.

Claims (33)

  1. 레이저 생성 플라즈마 광원에 있어서,
    타겟(3) 상에 포커싱된 펄스 레이저 빔(8)을 갖는 상호작용 구역(4) 내에 상기 타겟(3)을 제공하는 회전 타겟 조립체(2)를 구비하는 진공 챔버(1), 상기 상호작용 구역으로부터 방출된 단파장 방사선의 출력 빔(9) 및 이물질 완화 수단을 포함하고, 상기 타겟은 상기 회전 타겟 조립체에 구현된 환형 그루브(6)의 표면 상의 환형 용융 금속층이며,
    상기 이물질 완화 수단은 상기 상호작용 구역(4)을 둘러싸도록 단단하게 장착된 이물질 실드(24)를 포함하고, 상기 이물질 실드는 상기 레이저 빔(8)을 위한 입구를 형성하는 제1개구부(25) 및 상기 출력 빔(9)을 위한 출구를 형성하는 제2개구부(26)를 포함하며, 상기 이물질 실드(24)는 정지되어 있으며,
    상기 제1개구부(25) 및 상기 제2개구부(26)는 상기 이물질 실드에 배열되며, 상기 상호작용 구역으로부터 상기 이물질 실드 내의 상기 제1개구부(25) 및 상기 제2개구부(26) 중 적어도 하나로 향하는 방향이 상기 상호작용 구역으로부터의 이물질 입자의 액적 단편(31) 및 이온/증기 단편(32) 중 적어도 하나의 주요 출력 방향과 다른, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용융 금속층은 상기 환형 그루브의 표면 상에 원심력에 의해 형성되며 상기 표면은 상기 회전 타겟 조립체의 회전축을 향하고, 상기 회전 타겟 조립체는 동작 중에 상기 타겟의 표면이 원심력으로 인해 상기 회전 타겟 조립체의 회전축에 실질적으로 평행하도록 구성되는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전 타겟 조립체의 부분은 환형 장벽(19) 형태의 주변부를 갖는 디스크(17)의 형태로 구성되고, 상기 환형 그루브는 상기 회전 타겟 조립체의 회전축을 향하는 상기 환형 장벽의 표면 상에 구현되며, 상기 타겟은 상기 환형 그루브(6)에 위치하는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 환형 그루브는 반경 방향 및 상기 회전축을 따른 양방향에서 타겟 물질이 방출되지 않도록 하는 표면 프로파일을 갖는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 상기 상호작용 구역에서, 상기 환형 그루브의 표면은 상기 회전 타겟 조립체의 회전축에 대하여 기울어져 있으며, 바람직하게 원뿔형 표면인, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 타겟의 선형 속도는 상기 상호작용 구역으로부터의 이물질 입자의 마이크로액적 단편(microdroplet fractions)의 주요 출력 방향에 영향을 미치도록 20 m/s 초과로 충분히 높은, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이물질 실드(24)는 원형인, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  8. 제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    슬릿 갭(27, 28)은 상기 회전 타겟 조립체로부터 상기 실드를 분리하는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  9. 제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 빔의 축은 상기 회전 타겟 조립체의 회전면에 대하여 45보다 큰 각도로 지향되고, 상기 포커싱된 레이저 빔(8) 및 상기 출력 빔(9)의 적어도 일부들은 케이스(11, 12)에 의해 둘러싸여 있으며, 각각 보호 가스의 흐름을 제공하도록 구성된, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  10. 제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 빔은 0.4 nm 내지 120 nm 범위의 파장을 갖는 광을 포함하는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  11. 제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융 금속은 Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, Zn 및 그 합금 중 적어도 하나로 구성된, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  12. 제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    타겟 물질의 용융을 개시하도록 구성된 유도 가열 시스템(16)을 더 포함하는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 상호작용 구역에 가스 흐름을 제공하도록 구성된 노즐(30)을 더 포함하는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  14. 제1항, 제2항, 제7항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1개구부 및 상기 제2개구부는 상기 상호작용 구역(4) 및 회전축(20)을 통과하는 평면(34)에 대한 상기 이물질 실드에 배치되며, 상기 이물질 실드 내의 상기 제1개구부(25) 및 상기 제2개구부(26) 중 적어도 하나는 상기 평면의 일측에 위치하며 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟의 선형 속도의 벡터(33)는 상기 평면의 상기 일측으로부터 떨어진 지점을 포인팅하는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  15. 제1항, 제2항, 제7항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이물질 실드 내의 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부 중 적어도 하나의 축은 상기 상호작용 구역에 대하여 45도 미만의 각도로 지향되는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  16. 제1항, 제2항, 제7항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    20 nm보다 짧은 파장 범위에서 50%보다 큰 높은 투과도를 가지며, 상기 상호작용 구역의 가시라인(line-of-sight) 내에 설치되고 상기 출력 빔(9)의 개구를 완전히 덮는 탄소 나노튜브(CNT)로 구성된 교체 가능한 멤브레인을 더 포함하는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 타겟(3)의 타겟 물질은 주석 또는 이의 합금이며, 상기 회전 타겟 조립체는 상기 CNT로 구성된 상기 멤브레인을 관통할 수 있는 300 nm보다 큰 크기를 갖는 타겟 물질의 마이크로액적의 상기 CNT 멤브레인의 방향으로의 출력을 억제할 수 있도록 80 m/s 초과로 충분히 큰 상기 타겟의 선형 속도를 제공하도록 구성된, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  18. 제1항, 제2항, 제7항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔은 사전-펄스 레이저 빔 및 메인-펄스 레이저 빔의 두 부분으로 구성되며, 이들의 파라미터들은 이물질 입자의 빠른 이온 단편을 억제하도록 선택되는, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 메인-펄스 레이저 빔에 대한 상기 사전-펄스 레이저 빔의 에너지 비율은 20% 미만 및 상기 사전-펄스과 상기 메인-펄스 사이의 시간 지연은 10 nm 미만 중 적어도 하나인, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  20. 제1항, 제2항, 제7항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔의 레이저 펄스 반복 속도는 단파장 방사선 및 레이저 생성 플라즈마의 플럭스에 의한 이전 레이저 펄스에 의해 발생된 이물질 입자의 마이크로액적 단편을 증발시킬 수 있도록 충분히 높게 구성된, 레이저 생성 플라즈마 광원.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔의 상기 레이저 펄스 반복 속도는 최대 0.1 μm의 크기를 갖는 상기 마이크로액적의 증발을 제공하도록 1 MHz 정도인, 레이저 생성 플라즈마 광원.
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