KR102662667B1 - 소스 플라즈마 챔버에서 불안정성 상태들을 회피하는 방법들 및 시스템들 - Google Patents
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- H05G—X-RAY TECHNIQUE
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Abstract
LPP EUV 시스템들에서, 사인곡선적 진동들 또는 불안정성들이 생성된 EUV 에너지에서 일어날 수 있다. 이는 LPP EUV 시스템이 이러한 불안정성에 접근하고 있는 경우를 검출하고, LPP EUV 시스템의 레이저 빔을 이동시켜 LPP EUV 시스템을 조정함으로써 회피된다. 검출은 생성된 EUV 에너지가 일차 임계치에 있거나 그 위에 있는 경우를 결정함으로써 행해진다. 레이저 빔을 이동시킴으로써 LPP EUV 시스템을 조정하는 것은 고정된 시간 주기 동안, 후속하여 생성된 EUV 에너지가 일차 임계치 아래에 있을 때까지, 후속하여 생성된 EUV 에너지가 고정된 시간 주기 동안 일차 임계치 아래에 있을 때까지, 또는 후속하여 생성된 EUV 에너지가 일차 임계치 아래의 이차 임계치에 또는 그 아래에 있을 때까지 행해진다.
Description
본 출원은 2015년 11월 19일에 출원된 US 출원 14/946,668의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 출원은 일반적으로 레이저 시스템에 관한 것으로, 더 명확하게는 소스 플라즈마 챔버 내에서 발생되는 극자외선 광 에너지의 진동 상태(oscillation condition)들을 회피하는 것에 관한 것이다.
반도체 산업은 점점 더 작아지는 집적 회로 치수들을 프린트할 수 있는 리소그래피 기술들을 계속해서 개발하고 있다. 극자외선("EUV") 광[때로는 연질 x-선(soft x-rays)이라고도 함]은 일반적으로 대략 10 내지 100 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선인 것으로 정의된다. EUV 리소그래피는 일반적으로 10 내지 14 nm 범위 내의 파장의 EUV 광을 포함하는 것으로 간주되며, 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 극도로 작은 피처(feature)들(예를 들어, 32 nm 이하 피처들)을 생성하는 데 사용된다. 이 시스템들은 신뢰성이 높아야 하고, 비용-효율적인 스루풋 및 합리적인 공정 관용도(process latitude)를 제공하여야 한다.
EUV 광을 발생시키는 방법들은 EUV 범위 내의 1 이상의 방출선(들)을 갖는 1 이상의 원소(예를 들어, 크세논, 리튬, 주석, 인듐, 안티몬, 텔루륨, 알루미늄 등)를 갖는 재료를 플라즈마 상태로 전환하는 단계를 포함하며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 흔히 레이저-생성 플라즈마("LPP")라고 칭하는 이러한 한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버 내의 조사 위치에서 레이저 빔으로 바람직한 선-방출 원소를 갖는 재료의 액적(droplet), 스트림 또는 클러스터(cluster)와 같은 타겟 재료를 조사함으로써 생성될 수 있다.
도 1은 LPP EUV 시스템(100)의 구성요소들 중 일부를 예시한다. CO2 레이저와 같은 레이저 소스(101)가 레이저 빔(102)을 생성하고, 이는 빔 전달 시스템(103) 및 (렌즈 및 조향 거울을 포함한) 포커싱 광학기(104)를 통과한다. 포커싱 광학기(104)는 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버(110) 내의 조사 위치에 일차 포커스 지점(primary focus point: 105)을 갖는다. 액적 발생기(106)가 적절한 타겟 재료의 액적들(107)을 생성하고, 이는 일차 포커스 지점(105)에서 레이저 빔(102)에 의해 타격(hit)되는 경우, EUV 광을 조사하는 플라즈마를 생성한다. 타원형 거울("컬렉터")(108)이 생성된 EUV 광을, 예를 들어 리소그래피 스캐너 시스템(도시되지 않음)에 전달하는 (중간 포커스 위치라고도 알려진) 포커스 스폿(focal spot: 109)에 플라즈마로부터의 EUV 광을 포커스한다. 포커스 스폿(109)은 전형적으로 EUV 광에 노광될 웨이퍼를 포함하는 스캐너(도시되지 않음) 내에 있을 것이다. 몇몇 실시예들에서, 빔들이 포커싱 광학기(104) 상에 모두 수렴하는 다수 레이저 소스들(101)이 존재할 수 있다. LPP EUV 광 소스의 한가지 타입은 반사 방지 코팅 및 약 6 내지 8 인치의 유효 어퍼처(clear aperture)를 갖는 아연 셀레나이드(ZnSe) 렌즈 및 CO2 레이저를 사용할 수 있다.
참조를 위해, 도 1에 예시된 바와 같이, 3 개의 수직축이 플라즈마 챔버(110) 내의 공간을 나타내는 데 사용된다. 액적 발생기(106)로부터 조사 위치(105)로의 축은 (도 1의 예시에서 수직인) x-축으로 정의되고; 액적들(107)은 일반적으로 액적 발생기(106)로부터 x-방향으로 조사 위치(105)까지 아래로 진행하지만, 몇몇 경우에는 액적들의 궤적이 직선을 따르지 않을 수 있다. 포커싱 광학기(104)로부터 조사 위치(105)까지의 레이저 빔(102)의 경로는 (도 1의 예시에서 수평인) z-축으로 정의되고, 레이저 빔(102)은 x-축 및 z-축에 수직인 방향으로 정의되는 y-축을 따라 포커싱 광학기(104)에 의해 이동되거나 조향된다.
작동 시, LPP EUV 시스템(100)에 의해 생성된 결과적인 EUV 에너지는 웨이퍼 EUV 노광에서 바람직하지 않은 변동들을 야기하는 진동들을 겪을 수 있다. 또한, (예를 들어, 레이저 소스 파워 변동 또는 포커싱 광학기 냉각수 온도 변동에 의해 야기되는) 포커싱 광학기의 드리프팅(drifting)이 레이저 빔을 이러한 진동의 구역으로 천천히 드리프트되도록 할 수 있다. 이러한 진동들을 감소시키거나 제거하거나, 또는 레이저 빔 위치설정에 대한 드리프팅 포커싱 광학기 효과들에 직접적으로 대처하기보다는, LPP EUV 시스템(100)이 이러한 문제들을 단순히 회피함으로써 계속 작동하는 방식이 요구된다.
일 실시예에서, 방법은: 에너지 검출기에 의해, LPP EUV 시스템의 레이저-생성 플라즈마(LPP) EUV 소스 플라즈마 챔버에서 타겟 재료의 액적을 타격하는 레이저 빔에 의해 생성되는 극자외선(EUV) 에너지의 양을 검출하는 단계; LPP EUV 시스템의 시스템 제어기에 의해, 생성된 EUV 에너지의 양이 불안정한 사인곡선적 상태(sinusoidal condition)에 접근하고 있음을 검출하는 단계; 및 시스템 제어기에 의해, LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 레이저 빔이 이동될 것을 LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기에 지시하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 레이저-생성 플라즈마(LPP) 극자외선(EUV) 시스템은: LPP EUV 시스템의 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버 내의 일차 포커스 지점에 레이저 펄스들을 발포하도록 구성되는 레이저 소스; 레이저 펄스들 중 1 이상의 타겟 재료를 타격하는 경우에 생성되는 EUV 에너지의 양을 검출하도록 구성되는 에너지 검출기; 및 생성된 EUV 에너지의 양이 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하고 있음을 검출하고, LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기가 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시킬 것을 지시하도록 구성되는 시스템 제어기를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터-판독가능한 저장 매체는 명령어들이 구현되어 있고, 명령어들은: 에너지 검출기에 의해, LPP EUV 시스템의 레이저-생성 플라즈마(LPP) EUV 소스 플라즈마 챔버에서 타겟 재료의 액적을 타격하는 레이저 빔에 의해 생성되는 극자외선(EUV) 에너지의 양을 검출하는 것; LPP EUV 시스템의 시스템 제어기에 의해, 생성된 EUV 에너지의 양이 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하고 있음을 검출하는 것; 및 시스템 제어기에 의해, LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 레이저 빔이 이동될 것을 LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기에 지시하는 것을 포함한 작업들을 수행하도록 1 이상의 프로세서에 의해 실행가능하다.
도 1은 LPP EUV 시스템의 일부분의 다이어그램;
도 2는 레이저 빔이 LPP EUV 시스템에서 Y-축을 따라 이동될 때, 레이저 빔의 위치에 대한 생성된 EUV 에너지의 일 예시를 나타내는 그래프;
도 3a는 주파수의 함수로서 에너지 변동들의 강도를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density) 그래프;
도 3b는 이제 사인곡선적 불안정성을 입증하는 주파수의 함수로서 에너지 변동들의 강도를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도 그래프;
도 4a는 일 실시예에 따른, 약간의 대역폭을 더하거나 뺀 공칭 주파수(예를 들어, 300±30 Hz)에서 작동하는 예시적인 칼만 필터(Kalman filter);
도 4b는 일 실시예에 따른, 병행하여 작동하는 다수 칼만 필터들의 일 예시 -각각의 칼만 필터는 상이한 주파수 범위에서 작동하고, 각각의 출력은 합산되어 다수 필터들의 가중 평균을 생성함- ;
도 5는 시간에 따른 진폭 -1 이상의 칼만 필터의 출력- 의 그래프;
도 6은 일 실시예에 따른, LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도;
도 7은 일 실시예에 따른, 드웰 시간 제어(Dwell Time Control)를 이용하여 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도;
도 8은 일 실시예에 따른, 지속적인 진폭 피드백(Persistent Amplitude Feedback)을 이용하여 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도;
도 9는 일 실시예에 따른, 고정된 시간 주기 동안의 진폭 피드백을 이용하여 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도; 및
도 10은 일 실시예에 따른, 히스테리시스 제어(Hysteresis Control)를 이용하여 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도이다.
도 2는 레이저 빔이 LPP EUV 시스템에서 Y-축을 따라 이동될 때, 레이저 빔의 위치에 대한 생성된 EUV 에너지의 일 예시를 나타내는 그래프;
도 3a는 주파수의 함수로서 에너지 변동들의 강도를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density) 그래프;
도 3b는 이제 사인곡선적 불안정성을 입증하는 주파수의 함수로서 에너지 변동들의 강도를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도 그래프;
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도 5는 시간에 따른 진폭 -1 이상의 칼만 필터의 출력- 의 그래프;
도 6은 일 실시예에 따른, LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도;
도 7은 일 실시예에 따른, 드웰 시간 제어(Dwell Time Control)를 이용하여 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도;
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도 9는 일 실시예에 따른, 고정된 시간 주기 동안의 진폭 피드백을 이용하여 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도; 및
도 10은 일 실시예에 따른, 히스테리시스 제어(Hysteresis Control)를 이용하여 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도이다.
LPP EUV 시스템들에서, 생성되는 EUV 에너지의 양은 액적이 레이저 빔의 펄스와 동시에 일차 포커스 지점에 도달하는 경우에 최대화된다. 거꾸로, 액적 및 레이저 빔이 둘 다 동시에 일차 포커스 지점에 도달하지 않는 경우에는, 레이저 빔에 의해 액적이 완전히 조사되지 않는다. 이러한 경우, 레이저 빔은 액적을 정면으로 타격하는 대신에 액적의 일부분만을 타격하거나 액적을 완전히 놓칠 수 있다. 이는 기대보다 낮은 레벨의 EUV 에너지가 액적으로부터 생성되게 한다. 이의 반복된 인스턴스들은 결과적인 EUV 에너지 레벨에서의 진동들 또는 불안정성들로서 나타날 수 있다. 이와 유사하게, LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기의 레이저 빔 포커싱 드리프트가 야기되는 드리프팅과 같은 다른 인자들이 마찬가지로 생성되는 EUV 에너지의 레벨에서의 불안정성들을 야기할 수 있다.
이 문제들을 다루는 종래의 접근법들은 혼합된 결과들로 진동들을 안정시키는 것을 향해 지향되었다. 본 접근법은 그 대신 EUV 에너지 생성 시 불안정성들을 야기할 수 있는 상태들을 회피하거나 우회하는 것을 추구한다. 본 접근법은 LPP EUV 시스템이 이러한 불안정성에 접근하고 있는 경우를 자동으로 검출하고, 이를 회피하도록 자동으로 조정한다.
도 2는 (도 2를 참조하여 설명되는 바와 같이) 레이저 빔이 Y-축을 따라 이동될 때, 레이저 빔의 위치에 대한 생성된 EUV 에너지를 나타내는 그래프이다. 알 수 있는 바와 같이, 생성된 EUV 에너지는 레이저 빔이 Y-축을 따라 이동됨에 따라 더 낮은 값에서 더 높은 값으로 증가한다. 하지만, 도면에도 나타낸 바와 같이, 생성된 EUV 에너지는 곡선을 따라 일부 지점 또는 일부 범위 내에서 불안정성들을 겪는다는 점에서 매끄러운 곡선이 아니다. 본 접근법은 본 명세서의 다른 부분에서 더 설명되는 바와 같은 몇몇 접근법들에 따라, LPP EUV 시스템이 불안정성들에 접근하고 있는 경우를 검출한 후 적절한 조정들을 수행함으로써 이 불안정성들을 회피한다.
도 3a는 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 주파수의 함수로서 에너지 변동들의 강도를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 그래프이다. 그래프에서, PSD는 주파수가 증가함에 따라 꾸준히 감소하는 것으로 도시된다. 도 3b는 곡선에서의 중심의 큰 에너지 스파이크(large central energy spike: 305)를 통해 사인곡선적 불안정성을 입증하는 주파수에 대한 PSD의 또 다른 그래프이다. 그러므로, 불안정성을 회피하는 것은 먼저 스파이크를 식별하는 문제이다. 당업계에 알려진 바와 같이, 이득 인자에 의해 수정되는 현재 측정 및 앞선 추산에 기초하여 칼만 필터가 현재 상태를 추산하고, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 본 명세서의 교시를 고려하여 스파이크를 빠르게 식별하는 데 사용될 수 있다.
도 4a는 약간의 대역폭을 더하거나 뺀 공칭 주파수(이 예시에서는, 300 Hz ± 30 Hz, 즉 270 Hz 내지 330 Hz)에서 작동하는 예시적인 칼만 필터(402)이며, 이는 입력으로서 PSD 데이터를 수신하고 그 주파수 범위에 대한 진폭 출력을 제공한다. 이러한 것으로서, 이 특정 필터는 270 Hz 내지 330 Hz의 그 주파수 범위에서 입력 PSD 데이터가 존재하는 경우에 진폭 출력을 제공할 것이다. 주어진 LPP EUV 시스템에서의 불안정성들을 지켜보기 위해서는 300 Hz가 바람직한 공칭 주파수일 수 있지만, 불안정성들은 근처 주파수들에서도 발생할 수 있다. 도 4b는 병행하여 작동하는 다수 칼만 필터들의 일 예시이며, 각각의 칼만 필터는 상이한 주파수 범위에서 작동하고[예를 들어, 필터(452)는 360 Hz 내지 380 Hz의 범위에서 작동하고, 필터(454)는 340 Hz 내지 360 Hz의 범위에서 작동하며, 필터(456)는 210 Hz 내지 230 Hz의 범위에서 작동하고, 도시되지 않지만 생략 부호로 나타낸 다른 필터들은 230 Hz와 340 Hz 사이에서의 범위들에서 작동함], 각각의 필터의 출력이 합산되어 다수 필터들의 가중 평균을 생성하며, 이로 인해 더 넓은 범위의 주파수들(이 경우에는, 210 Hz 내지 380 Hz)이 모니터링된다.
도 5는 시간에 따른, 예는 들어 도 4a에서와 같은 칼만 필터의 출력 또는 도 4b에서와 같은 다수 칼만 필터들의 가중 평균의 합으로부터의 진폭의 그래프이다. 알 수 있는 바와 같이, 정상 작동 시 진폭은 어느 시점에 불안정한 진동 상태로 급격히 상승할 때까지 낮고 비교적 안정된 상태로 유지된다. 이 추후 불안정한 진동 작동 상태가 본 접근법이 회피하는 것이다.
도 6은 가장 간소화된 형태로 본 접근법의 일 실시예에 따라, 도 1의 시스템(100)과 같은 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도이다. 단계(602)에서, 사인곡선적 상태에 접근함, 불안정성이 검출된다. 이 검출은 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 예시들에 의해 입증되는 바와 같이 다양한 방식들로 행해질 수 있고, 일 실시예에서 생성된 EUV 에너지를 검출하는 도 1의 EUV 에너지 검출기(111) 및 생성된 EUV 에너지가 사인곡선적 불안정성 상태에 접근하고 있음을 검출하는 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 행해진다. 단계(604)에서, 레이저 빔은 제어 메카니즘을 이용하여 조정된다. Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시킴으로써 이루어지는 이 조정은 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 예시들에 의해 입증되는 바와 같은 다양한 방식들로 행해질 수 있고, 일 실시예에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해 행해진다.
도 7은 일반적으로 본 명세서에서 드웰 시간 제어라고 칭해지는 본 접근법의 일 실시예에 따라, 도 1의 시스템(100)과 같은 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도이다. 이 실시예에서는, 단계(702)에서 도 1의 EUV 에너지 검출기(111)로부터의 출력에 기초하는 1 이상의 칼만 필터(예를 들어, 도 4a 또는 도 4b의 필터들)를 이용하여 생성된 EUV 에너지의 진폭이 결정된다. 그 후, 진폭은 단계(704)에서 일차 임계치와 비교되어, 예를 들어 일 실시예에서의 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 진폭이 일차 임계치에 있거나 그 위에 있는지(이를 만나거나 초과하는지)를 결정한다. 일차 임계치를 만나거나 초과하지 않은 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 아직 접근하지 않음을 나타냄- , 공정은 생성된 EUV 에너지의 진폭을 다시 결정하도록 단계(702)로 되돌아간다.
거꾸로, 일차 임계치를 만나거나 초과한 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 접근하고 있음을 나타냄- , 공정은 고정된 또는 사전설정된 시간 주기(드웰 시간 제어의 "드웰 시간") 동안 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시킴으로써 계속된다. 일 실시예에서, 고정된 또는 사전설정된 시간 주기 동안 레이저 빔을 이동시키는 것은 [예를 들어, Y-축을 따라 레이저 빔(102)을 이동시키기 시작하도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해] 단계(706)에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키기 시작한 후, [예를 들어, 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해] 단계(708)에서 고정된 또는 사전설정된 시간 주기 동안 대기하고 [예를 들어, Y-축을 따르는 레이저 빔(102)의 이동을 중지하도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해] 단계(710)에서 Y-축을 따르는 레이저 빔의 이동을 중지함으로써 달성된다. 그 후, 공정은 나타낸 바와 같이 단계(702)로 되돌아간다.
본 명세서의 교시를 고려하여, 단계(702) 및 단계(704)는 도 6의 단계(602)의 일 예시인 한편, 단계(706) 내지 단계(710)는 도 6의 단계(604)의 일 예시라는 것을 이해하여야 한다.
일 실시예에서, 일차 임계치는 오프라인으로, 즉 LPP EUV 시스템이 생산 작동 시 웨이퍼들을 에칭하기 위해 달리 사용되고 있지 않은 경우에 결정된다. 또한, 일차 임계치는 바람직하게는 (도 5에 나타낸 바와 같이) 통상적이거나 정상인 기계 진폭 변동들 이상의 레벨로 설정되어야 하며, 또한 바람직하게는 본 명세서에 설명된 접근법을 이용하여 불안정성 또는 진동들이 회피될 것을 보장하도록 충분히 낮게 설정되어야 한다.
본 명세서의 교시를 고려하여 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 드웰 시간은 이동할 거울 거리에 의해 나누어지는 거울 슬루 레이트(slew rate)이기 때문에, 빔 조향 거울들의 슬루 속력에 기초한다. 그러므로, 사용되는 특정 장비의 물리적 한계들(예를 들어, 거울 슬루 레이트)에 기초하는 주어진 구현에서 드웰 시간이 결정된다.
도 8은 일반적으로 본 명세서에서 지속적인 진폭 피드백이라고 칭해지는 본 접근법의 일 실시예에 따라, 도 1의 시스템(100)과 같은 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도이다. 이 실시예에서는, 단계(802)에서 도 1의 EUV 에너지 검출기(111)로부터의 출력에 기초하는 1 이상의 칼만 필터(예를 들어, 도 4a 또는 도 4b의 필터들)를 이용하여 생성된 EUV 에너지의 진폭이 결정된다. 그 후, 진폭은 단계(804)에서 일차 임계치와 비교되어, 예를 들어 일 실시예에서의 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 진폭이 일차 임계치에 있거나 그 위에 있는지(이를 만나거나 초과하는지)를 결정한다.
일차 임계치를 만나거나 초과하지 않은 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 아직 접근하지 않음을 나타냄- , 공정은 생성된 EUV 에너지의 진폭을 다시 결정하도록 단계(802)로 되돌아간다. 거꾸로, 일차 임계치를 만나거나 초과한 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 접근하고 있음을 나타냄- , 공정은 단계(806)에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키기 시작함으로써 계속된다. 일 실시예에서, 단계(806)에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키기 시작하는 것은 Y-축을 따라 레이저 빔(102)을 이동시키기 시작하도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해 달성된다.
단계(808)에서, 생성된 EUV 에너지의 진폭은 통상적으로 단계(802)에서와 동일한 접근법을 이용하여 다시 결정되고, 진폭은 단계(810)에서 일차 임계치와 다시 비교되어, 예를 들어 일 실시예에서의 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 진폭이 일차 임계치 아래에 있는지(이를 만나거나 초과하지 않는지)를 결정한다. 그러므로, 단계(808) 및 단계(810)는 레이저 빔 이동에 관한 피드백 메카니즘이다. 일차 임계치를 여전히 만나거나 초과하는 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 여전히 불안정한 진동 상태에 접근하고 있음을 나타냄- , 공정은 단계(808)로 되돌아간다. 거꾸로, 진폭이 일차 임계치 아래에 있는 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 더 이상 불안정한 진동 상태에 접근하지 않음을 나타냄- , 공정은 단계(812)에서 Y-축을 따르는 레이저 빔의 이동을 중지시킴으로써 계속된다. 일 실시예에서, 단계(812)에서 Y-축을 따르는 레이저 빔의 이동을 중지시키는 것은 Y-축을 따르는 레이저 빔(102)의 이동을 중지시키도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해 달성된다. 그 후, 공정은 나타낸 바와 같이 단계(802)로 되돌아간다.
본 명세서의 교시를 고려하여, 단계(802) 및 단계(804)는 도 6의 단계(602)의 일 예시인 한편, 단계(806) 내지 단계(812)는 도 6의 단계(604)의 일 예시라는 것을 이해하여야 한다.
도 9는 일반적으로 본 명세서에서 고정된 시간 주기 동안의 진폭 피드백이라고 칭해지는 본 접근법의 일 실시예에 따라, 도 1의 시스템(100)과 같은 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도이다. 이 실시예에서는, 단계(902)에서 도 1의 EUV 에너지 검출기(111)로부터의 출력에 기초하는 1 이상의 칼만 필터(예를 들어, 도 4a 또는 도 4b의 필터들)를 이용하여 생성된 EUV 에너지의 진폭이 결정된다. 그 후, 진폭은 단계(904)에서 일차 임계치와 비교되어, 예를 들어 일 실시예에서의 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 진폭이 일차 임계치에 있거나 그 위에 있는지(이를 만나거나 초과하는지)를 결정한다.
일차 임계치를 만나거나 초과하지 않은 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 아직 접근하지 않음을 나타냄- , 공정은 생성된 EUV 에너지의 진폭을 다시 결정하도록 단계(902)로 되돌아간다. 거꾸로, 일차 임계치를 만나거나 초과한 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 접근하고 있음을 나타냄- , 공정은 단계(906)에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키기 시작함으로써 계속된다. 일 실시예에서, 단계(906)에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키기 시작하는 것은 Y-축을 따라 레이저 빔(102)을 이동시키기 시작하도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해 달성된다.
단계(908)에서, 생성된 EUV 에너지의 진폭은 통상적으로 단계(902)에서와 동일한 접근법을 이용하여 다시 결정되고, 진폭은 단계(910)에서 일차 임계치와 다시 비교되어, 예를 들어 일 실시예에서의 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 진폭이 일차 임계치 아래에 있는지(이를 만나거나 초과하지 않는지)를 결정한다. 그러므로, 단계(908) 및 단계(910)는 레이저 빔 이동에 관한 피드백 메카니즘이다. 일차 임계치를 여전히 만나거나 초과하는 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 여전히 불안정한 진동 상태에 접근하고 있음을 나타냄- , 공정은 단계(908)로 되돌아간다. 거꾸로, 진폭이 일차 임계치 아래에 있는 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 더 이상 불안정한 진동 상태에 접근하지 않음을 나타냄- , 공정은 단계(914)에서 Y-축을 따르는 레이저 빔의 이동을 중지시키기 전에, 단계(912)에서 고정된 또는 사전설정된 시간 주기 동안 대기함으로써 계속된다. 단계(912)에서 일어나는 대기는 단순히 일차 임계치 주위에서 진동하는 것을 회피하는 데 도움이 된다. 일 실시예에서, 단계(912)에서 고정된 또는 사전설정된 시간 주기 동안의 대기는 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 달성되고, 단계(914)에서 Y-축을 따르는 레이저 빔의 이동을 중지시키는 것은 Y-축을 따르는 레이저 빔(102)의 이동을 중지시키도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해 달성된다. 그 후, 공정은 나타낸 바와 같이 단계(902)로 되돌아간다.
본 명세서의 교시를 고려하여, 단계(902) 및 단계(904)는 도 6의 단계(602)의 일 예시인 한편, 단계(906) 내지 단계(914)는 도 6의 단계(604)의 일 예시라는 것을 이해하여야 한다.
도 10은 일반적으로 본 명세서에서 히스테리시스 제어라고 칭해지는 본 접근법의 일 실시예에 따라, 도 1의 시스템(100)과 같은 LPP EUV 시스템에서 생성된 EUV 에너지의 불안정성들을 회피하는 방법의 흐름도이다. 이 실시예에서는, 단계(1002)에서 도 1의 EUV 에너지 검출기(111)로부터의 출력에 기초하는 1 이상의 칼만 필터(예를 들어, 도 4a 또는 도 4b의 필터들)를 이용하여 생성된 EUV 에너지의 진폭이 결정된다. 그 후, 진폭은 단계(1004)에서 일차 임계치와 비교되어, 예를 들어 일 실시예에서의 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 진폭이 일차 임계치에 있거나 그 위에 있는지(이를 만나거나 초과하는지)를 결정한다.
일차 임계치를 만나거나 초과하지 않은 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 아직 접근하지 않음을 나타냄- , 공정은 생성된 EUV 에너지의 진폭을 다시 결정하도록 단계(1002)로 되돌아간다. 거꾸로, 일차 임계치를 만나거나 초과한 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태에 접근하고 있음을 나타냄- , 공정은 단계(1006)에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키기 시작함으로써 계속된다. 일 실시예에서, 단계(1006)에서 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시키기 시작하는 것은 Y-축을 따라 레이저 빔(102)을 이동시키기 시작하도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해 달성된다.
단계(1008)에서, 생성된 EUV 에너지의 진폭은 통상적으로 단계(1002)에서와 동일한 접근법을 이용하여 다시 결정되고, 진폭은 단계(1010)에서 이차 임계치와 비교되어, 예를 들어 일 실시예에서의 도 1의 시스템 제어기(112)에 의해 진폭이 이차 임계치에 있거나 그 아래에 있는지를 결정한다. 진폭이 이차 임계치에 또는 그 아래에 있지 않은 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태로의 접근으로부터 아직 충분히 멀리 있지 않음을 나타냄- , 공정은 단계(1008)로 되돌아간다. 거꾸로, 진폭이 이차 임계치에 또는 그 아래에 있는 경우 -이는 LPP EUV 시스템이 불안정한 진동 상태로의 접근으로부터 충분히 멀리 있음을 나타냄- , 공정은 단계(1012)에서 Y-축을 따르는 레이저 빔의 이동을 중지시킴으로써 계속된다. 단계(1010)에서 진폭이 이차 임계치에 또는 그 아래에 있다는 결정은, 진폭이 단순히 일차 임계치 주위에서 진동하지 않는다는 것을 보장한다. 일 실시예에서, 단계(1012)에서 Y-축을 따르는 레이저 빔의 이동을 중지시키는 것은 Y-축을 따르는 레이저 빔(102)의 이동을 중지시키도록 도 1의 포커싱 광학기(104)에 지시하는 시스템 제어기(112)에 의해 달성된다. 그 후, 공정은 나타낸 바와 같이 단계(1002)로 되돌아간다.
본 명세서의 교시를 고려하여, 단계(1002) 및 단계(1004)는 도 6의 단계(602)의 일 예시인 한편, 단계(1006) 내지 단계(1012)는 도 6의 단계(604)의 일 예시라는 것을 이해하여야 한다.
이상, 개시된 방법 및 장치는 수 개의 실시예들을 참조하여 설명되었다. 당업자라면, 본 기재내용을 고려하여 다른 실시예들을 분명히 알 것이다. 기재된 방법 및 장치의 소정 실시형태들은 앞선 실시예들에서 설명된 것들 이외의 구성들을 이용하여, 또는 앞서 설명된 것들 이외의 요소들과 함께 쉽게 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 것들보다 더 복잡할 수 있는 상이한 알고리즘들 및/또는 로직 회로들이 사용될 수 있다.
또한, 공정, 장치 또는 시스템을 포함하는 다양한 방식으로 기재된 방법 및 장치가 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 설명된 방법들은 이러한 방법들을 수행하도록 프로세서에 명령하는 프로그램 명령어들에 의해 구현될 수 있으며, 이러한 명령어들은 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체, 예컨대 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크, 광학 디스크, 예컨대 CD(compact disc) 또는 DVD(digital versatile disc), 플래시 메모리 등에 기록되거나, 또는 광학 또는 전자 통신 링크들을 통해 프로그램 명령어들이 송신되는 컴퓨터 네트워크를 통해 전달된다. 본 명세서에 설명된 방법들의 단계들의 순서는 변경될 수 있고, 여전히 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 유의하여야 한다.
주어진 예시들은 단지 예시를 위한 것이며, 상이한 협약들 및 기술들과 함께 다른 구현들 및 실시예들로 확장될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 다수의 실시예들이 설명되지만, 본 명세서에 개시된 실시예(들)에 본 발명을 제한하려는 의도는 없다. 반대로, 당업자에게 분명한 모든 대안예, 변형예 및 균등물을 포괄하도록 의도된다.
본 명세서에서, 본 발명은 그 특정 실시예들을 참조하여 설명되지만, 당업자라면 본 발명이 이에 제한되지 않는다는 것을 인지할 것이다. 앞서 설명된 다양한 특징들 및 실시형태들은 개별적으로 또는 공동으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 본 발명의 더 넓은 범위 및 기술사상을 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 것들을 넘어 여하한 수의 환경들 및 적용들에서 이용될 수 있다. 따라서, 본 명세서 및 도면들은 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "포함하는", "포괄하는" 및 "갖는"이라는 용어들은 명확하게는 당업계의 제약을 두지 않은 용어들로서 읽도록 의도됨을 인지할 것이다.
Claims (16)
- 에너지 검출기에 의해, LPP EUV 시스템의 레이저-생성 플라즈마(LPP) EUV 소스 플라즈마 챔버에서 타겟 재료의 액적(droplet)을 타격하는 레이저 빔에 의해 생성되는 극자외선(EUV) 에너지의 양을 검출하는 단계;
상기 LPP EUV 시스템의 시스템 제어기에 의해, 생성되는 EUV 에너지의 양이 불안정한 사인곡선적 상태(sinusoidal condition)에 접근하고 있음을 검출하는 단계; 및
상기 시스템 제어기에 의해, 상기 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 상기 레이저 빔이 이동되도록 상기 LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기에 지시하는 단계를 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 생성되는 EUV 에너지의 양이 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하고 있음을 검출하는 단계는 생성되는 EUV 에너지의 검출된 양이 일차 임계치(primary threshold)에 있거나 그 위에 있음을 결정하는 단계를 포함하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 일차 임계치는 정상 작동 레벨의 EUV 에너지와 더 높은 불안정한 사인곡선적 레벨의 EUV 에너지 사이의 값에 설정되는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 상기 레이저 빔이 이동될 것을 지시하는 단계는:
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 시작하도록 지시하는 단계;
시간 주기 동안 대기하는 단계; 및
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 중지하도록 지시하는 단계를 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 상기 레이저 빔이 이동될 것을 지시하는 단계는:
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 시작하도록 지시하는 단계;
극자외선(EUV) 에너지 검출기에 의해, 상기 LPP EUV 시스템의 레이저-생성 플라즈마(LPP) EUV 소스 플라즈마 챔버에서 타겟 재료의 후속한 액적을 타격하는 후속한 레이저 빔에 의해 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양을 검출하는 단계;
상기 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양이 일차 임계치 아래에 있음을 결정함으로써, 상기 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양이 더 이상 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하지 않음을 검출하는 단계; 및
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 중지하도록 지시하는 단계를 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 상기 레이저 빔이 이동될 것을 지시하는 단계는:
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 시작하도록 지시하는 단계;
극자외선(EUV) 에너지 검출기에 의해, 상기 LPP EUV 시스템의 레이저-생성 플라즈마(LPP) EUV 소스 플라즈마 챔버에서 타겟 재료의 후속한 액적을 타격하는 후속한 레이저 빔에 의해 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양을 검출하는 단계;
상기 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양이 일차 임계치 아래에 있음을 결정함으로써, 상기 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양이 더 이상 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하지 않음을 검출하는 단계;
시간 주기 동안 대기하는 단계; 및
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 중지하도록 지시하는 단계를 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 상기 레이저 빔이 이동될 것을 지시하는 단계는:
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 시작하도록 지시하는 단계;
극자외선(EUV) 에너지 검출기에 의해, 상기 LPP EUV 시스템의 레이저-생성 플라즈마(LPP) EUV 소스 플라즈마 챔버에서 타겟 재료의 후속한 액적을 타격하는 후속한 레이저 빔에 의해 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양을 검출하는 단계;
상기 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양이 이차 임계치에 또는 그 아래에 있음을 결정함으로써, 상기 생성되는 후속한 EUV 에너지의 양이 더 이상 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하지 않음을 검출하는 단계; 및
상기 레이저 빔이 상기 Y-축을 따르는 이동을 중지하도록 지시하는 단계를 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
이차 임계치는 정상 작동 레벨의 EUV 에너지와 일차 임계치 사이의 값에 설정되는 방법. - 레이저-생성 플라즈마(LPP) 극자외선(EUV) 시스템에 있어서,
상기 LPP EUV 시스템의 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버 내의 일차 포커스 지점에 레이저 펄스들을 발포하도록 구성되는 레이저 소스;
상기 레이저 펄스들 중 1 이상의 타겟 재료를 타격하는 경우에 생성되는 EUV 에너지의 양을 검출하도록 구성되는 에너지 검출기; 및
시스템 제어기
를 포함하고, 상기 시스템 제어기는:
생성된 EUV 에너지의 양이 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하고 있음을 검출하고; 및
상기 LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기가 상기 LPP EUV 소스 플라즈마 챔버의 Y-축을 따라 레이저 빔을 이동시킬 것을 지시하도록 구성되는 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 생성된 EUV 에너지의 양이 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하고 있음을 검출하도록 구성되는 상기 시스템 제어기는 상기 생성된 EUV 에너지의 양이 일차 임계치에 있거나 그 위에 있음을 검출하는 것을 포함하는 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 일차 임계치는 정상 작동 레벨의 생성된 EUV 에너지와 더 높은 불안정한 사인곡선적 레벨의 생성된 EUV 에너지 사이의 값에 설정되는 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기에 상기 레이저 빔을 이동시킬 것을 지시하도록 구성되는 상기 시스템 제어기는:
상기 Y-축을 따르는 상기 레이저 빔의 이동을 시작하도록 상기 포커싱 광학기에 지시하는 것;
EUV 에너지 검출기에 의해 검출되는 바와 같은, 생성된 EUV 에너지의 후속한 양이 일차 임계치 아래에 있음을 결정함으로써, 상기 생성된 EUV 에너지의 후속한 양이 더 이상 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하지 않음을 검출하는 것; 및
상기 Y-축을 따르는 상기 레이저 빔의 이동을 중지하도록 상기 포커싱 광학기에 지시하는 것을 포함하는 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기에 상기 레이저 빔을 이동시킬 것을 지시하도록 구성되는 상기 시스템 제어기는:
상기 Y-축을 따르는 상기 레이저 빔의 이동을 시작하도록 상기 포커싱 광학기에 지시하는 것;
EUV 에너지 검출기에 의해 검출되는 바와 같은, 생성된 EUV 에너지의 후속한 양이 일차 임계치 아래에 있음을 결정함으로써, 상기 생성된 EUV 에너지의 후속한 양이 더 이상 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하지 않음을 검출하는 것;
시간 주기 동안 대기하는 것; 및
상기 Y-축을 따르는 상기 레이저 빔의 이동을 중지하도록 상기 포커싱 광학기에 지시하는 것을 포함하는 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 LPP EUV 시스템의 포커싱 광학기에 상기 레이저 빔을 이동시킬 것을 지시하도록 구성되는 상기 시스템 제어기는:
상기 Y-축을 따르는 상기 레이저 빔의 이동을 시작하도록 상기 포커싱 광학기에 지시하는 것;
EUV 에너지 검출기에 의해 검출되는 바와 같은, 생성된 EUV 에너지의 후속한 양이 이차 임계치에 또는 그 아래에 있음을 결정함으로써, 상기 생성된 EUV 에너지의 후속한 양이 더 이상 불안정한 사인곡선적 상태에 접근하지 않음을 검출하는 것; 및
상기 Y-축을 따르는 상기 레이저 빔의 이동을 중지하도록 상기 포커싱 광학기에 지시하는 것을 포함하는 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 이차 임계치는 정상 작동 레벨의 EUV 에너지와 일차 임계치 사이의 값에 설정되는 시스템. - 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 비-일시적 기록매체에 있어서, 프로세서로 하여금 제1항 내지 제8항의 방법을 수행하도록 구성된 비-일시적 기록매체.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/946,668 US9536631B1 (en) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | Systems and methods to avoid instability conditions in a source plasma chamber |
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| PCT/US2016/059950 WO2017087169A1 (en) | 2015-11-19 | 2016-11-01 | Systems and methods to avoid instability conditions in a source plasma chamber |
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| KR20180083903A KR20180083903A (ko) | 2018-07-23 |
| KR102662667B1 true KR102662667B1 (ko) | 2024-05-03 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004303725A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Xtreme Technologies Gmbh | プラズマの放射発散を安定化するための装置 |
| JP2007109451A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置の初期アライメント方法 |
| JP2010123942A (ja) | 2008-10-24 | 2010-06-03 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置 |
| JP2014531743A (ja) | 2011-08-19 | 2014-11-27 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 光ビームアラインメントのためのエネルギセンサ |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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