KR20070084558A - 하전된 입자에 노출된 표면의 보호 - Google Patents

하전된 입자에 노출된 표면의 보호 Download PDF

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Abstract

본 발명은 극자외선(EUV) 방사선(14)에 노출된 챔버(10)에 위치한 거울(20)의 표면을 보호하는 방법에 관한 것이다. EUV 방사선은 EUV 방사선 및 전기적으로 하전된 입자 둘 다를 방출하는 플라스마(12)로부터 생성된다. 유기 분자를 챔버에 공급하며, 이는 EUV 방사선과 상호작용하여 거울 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성한다. 플라스마로부터 방출된 하전된 입자는 증착물과 충돌하여 증착물이 거울 표면으로부터 스퍼터링되도록 야기시킨다. 거울 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 거울 표면으로부터의 증착물의 제거 속도 중 하나 이상을 조절함으로써, 코팅의 두께를 능동적으로 조절하여, 코팅의 형성으로 인해 하전된 입자의 직접적인 거울 표면 상으로의 충돌을 방지하고, 거울 표면의 반사율 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 방법은 챔버로부터 EUV 방사선의 투과에 사용되는 윈도우의 표면을 보호하는데 적합하다.

Description

하전된 입자에 노출된 표면의 보호{PROTECTION OF SURFACES EXPOSED TO CHARGED PARTICLES}
본 발명은 고도로 하전된 입자에 노출된 표면의 보호에 관한 것이다. 본 발명의 구체적인 용도는 극자외선(EUV) 방사선을 반사시키기 위한 광학 시스템에 사용되는 다층 거울의 보호, 및 EUV 방사선이 포토리쏘그래피(photolithography) 챔버로 투과될 때 통과하는 표면의 보호에 있다.
반도체 디바이스 제조에서 포토리쏘그래피는 중요한 공정 단계이다. 개략적으로, 포토리쏘그래피에서는, 회로 디자인이 웨이퍼(wafer) 표면에 증착된 포토레지스트(photoresist) 층 상에 이미지화된 패턴을 통해 웨이퍼로 전사된다. 그 후, 웨이퍼는 새로운 디자인이 웨이퍼 표면으로 전사되기 전에 다양한 에칭 및 증착 공정을 거친다. 이러한 순환 공정은 계속되어 반도체 디바이스의 다층을 형성한다.
반도체 디바이스 제조에 사용되는 리쏘그래피 공정에서는, 디바이스에서의 매우 작은 특징부들이 정밀하게 재현될 수 있도록 광학 분해능을 개선시키기 위해 매우 짧은 파장의 방사선을 사용하는 것이 유리하다. 종래 기술에서는, 여러 파장 중 단색의 가시광선을 사용해 왔으며, 보다 최근에는 248nm, 193nm 및 157nm의 방사선을 비롯한 원자외선(DUV) 범위의 방사선을 사용해 왔다. 또한, 광학 분해능을 더욱 개선시키기 위해, 13.5nm의 방사선을 비롯한 극자외선(EUV) 범위의 방사선을 사용하는 것이 제안되어 왔다.
리쏘그래피에 있어서 EUV 방사선을 사용하는 것은 리쏘그래피 장비, 및 EUV 방사선을 상기 장비로 공급하는 장치의 렌즈에 대해 여러 가지 새로운 문제점을 일으킨다.
한 가지 문제점은 EUV 방사선이 대기압에서 대부분의 기체를 통과하는 투과성이 열등하고, 따라서, 리쏘그래피 공정에 포함되는 대부분의 기계, 전기 및 광학 장치는 고순도 진공 환경에서 작동되어야 한다는 것이다. 다른 문제점은 DUV 리쏘그래피에서 방사선의 투사 및 포커싱(focussing)에 사용되는 렌즈 재료, 예컨대 칼슘 플루오라이드가 EUV 방사선의 투과에 적합하지 않으며, 일반적으로 투과형 광학 디바이스(렌즈) 대신 반사형 광학 디바이스(거울)를 사용할 필요가 있다는 것이다. 이러한 거울은 몰리브덴과 규소의 교호층으로부터 형성되는 경향이 있으며, 각각의 층들은 전형적으로 5 내지 10nm 두께이고, 일반적으로 규소 층 또는 루테늄 또는 다른 금속 종의 층으로 종결된다.
EUV 방사선의 공급원은 리쏘그래피 장비에 인접하게 위치한 챔버 내에서 전형적으로 하우징된다. 상기 공급원을 극 청정 리쏘그래피 장비로부터 분리하기 위해, 종종 분광 순도 필터(spectral purity filter(SPF))를 윈도우로서 사용하며 이를 통해 EUV 방사선이 리쏘그래피 장비로 투과된다. 전형적으로, SPF는 일반적으 로 지르코늄, 니켈 또는 규소로부터 형성된 매우 얇은 포일을 포함한다.
EUV 방사선의 공급원은 주석, 리튬 또는 제논의 여기에 기초할 수 있다. 예를 들면, 제논을 EUV 공급원에 사용하는 경우, 정전기 방전 또는 강한 레이저 조명에 의해 제논을 자극시킴으로써 제논 플라스마가 생성된다. 상기 플라스마에서의 고도로 하전된 제논 종 Xe+10의 Xe+11로의 전자 전이는 EUV 방사선을 생성시킨다. 따라서, EUV 방사선의 공급원은 고도로 하전된 입자의 공급원으로 또한 작용한다. 이러한 입자는 다층 거울의 표면 및 챔버내에 위치한 SPF에 충돌할 수 있으며, 상기 표면으로부터 원자들이 스퍼터링되도록 야기된다. 이는 거울의 반사율을 감소시킬 수 있고, 따라서 리쏘그래피 장비로 투과되는 EUV 방사선의 강도를 감소시킨다. 챔버로부터의 EUV 방사선 출력 강도가 감소됨에 따라, EUV 방사선을 사용하는 리쏘그래피에 적용되는 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 품질 변화가 야기될 수 있다. 이들 성분들의 고비용으로 인해, 이들을 대체하는 것이 항상 바람직하지는 않고, 대부분의 경우 완전히 비실용적이다. 또한, SPF에서 "구멍"의 생성으로 인해 리쏘그래피 장비에 오염물이 생길 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 극자외선(EUV) 방사선을 생성시키는 장치의 개략도이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 하전된 입자에 의한 충돌로 인한 손상으로부터 표면을 보호하는 방법이 제공되며, 이 방법은 상기 표면을 하전된 입자에 노출시키는 동안, 상기 표면으로 탄소 공급원을 공급하여 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키는 단계, 및 표면 상에 증착물의 증착 속도 및 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 코팅의 두께를 능동적으로 조절하는 단계를 포함한다.
증착물의 증착 속도 및 (증착물에 대한 하전된 입자의 충돌을 통한) 표면으로부터 증착물의 후속적인 제거 속도 중 하나 이상을 조절함으로써, 코팅의 두께를 소정의 두께로 또는 그 부근의 두께로 능동적으로 조절할 수 있으며, (코팅이 형성되기 때문에) 하전된 입자의 직접적인 표면 상으로의 충돌을 방지하고 표면의 반사율 또는 투과율 손실이 최소화된다. 또한, 탄소 공급원의 신중한 공급은 거울 환경에 필연적으로 존재하는 불순물을 함유하는 배경 탄소의 효과를 없앨 수 있다. 이러한 접근의 추가의 잇점은 탄소질 종의 빠른 전환 속도로 인해, 후자의 탄소질 종을 보다 반응성의 용이하게 제거된 화학 상태로 유지시킨다는 것을 포함한다. 그렇지 않은 경우, 탄소질 증착물의 노화는 그의 흑연화를 유도하여, 제거될 수 없는 광학적으로 유해하며 매우 안정한 표면 코팅을 생성한다.
표면에서의 탄소 공급원의 분압 조절은 증착 속도를 조절하는 한 가지 매커니즘을 제공할 수 있다. 탄소 공급원의 분압을 조정함으로써, 탄소질 증착물의 정상(定常) 상태 범위를 허용될 수 있는 수준으로 조절할 수 있다. 분압은 탄소 공급원의 표면으로의 공급 속도를 조절함으로써 편리하게 조절될 수 있다. 박막 적층에 민감한 적당한 센서, 예컨대 석영 결정 진동자 또는 표면 탄성파 장치를 사용하여 코팅의 두께를 모니터링함으로써, 탄소 공급원을 표면으로 공급하는 속도를 조정하는 질량 유량 제어기로 신호를 보낼 수 있다.
하전된 입자의 코팅으로의 공급 속도를 조절함으로써 충돌 속도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 하전된 입자가 증착물과 충돌하기 전에 가스 커튼(gas curtain)을 통해 상기 입자를 통과시킴으로써, 하전된 입자 일부를 선택적으로 중성화시킬 수 있다. 이러한 경우, 탄소 공급원의 고정된 분압은 가변성 압력의 가스 커튼과 함께 제공되어 코팅의 두께가 조절될 수 있다. 가스 커튼의 압력을 탄소 공급원의 분압과 유사한 방식으로 조절할 수 있다. 임의적으로, 버퍼 기체를 공급하여 표면 근처에서 정압을 유지시킬 수 있다. 버퍼 기체와 탄소 공급원 혼합물의 허용가능한 총 압력의 최대치는 기체 종의 EUV 방사선에 대한 흡수 단면에 따라 좌우되며, 전형적으로 0.1mbar 미만일 것이다.
바람직하게는, 하전된 입자는 표면을 하우징한 챔버에 위치한 하전된 입자의 공급원으로부터 방출된다. 바람직한 실시양태에서, 하전된 입자의 공급원은 전자기 방사선, 바람직하게는 EUV 방사선을 또한 방출시키기 위해 챔버내에서 생성된 플라스마이며, 이는 탄소 공급원과 상호작용하여 탄소질 증착물을 형성하는 표면으로부터 2차 전자의 방출을 자극시킴으로써 표면 상에 탄소질 증착물의 증착을 촉진시킨다. 다수의 상이한 재료, 예컨대 리튬, 주석 및 제논 중 하나를 플라스마 공급원으로서 사용할 수 있다.
표면은 챔버로부터 EUV 방사선을 방출시키기 위한 윈도우(예컨대, 전형적으로 지르코늄, 니켈 또는 규소로부터 형성된 포일)의 표면일 수 있다. 다르게는, 표면은 반사 표면, 예컨대 다층 거울의 표면일 수 있다. 상기 성분들의 표면에 실질적으로 일정한 두께를 유지시킴으로써, 윈도우의 투과율 및 거울의 반사율을 실질적으로 일정한 수준으로 유지시킬 수 있으므로, 챔버로부터 방출된 EUV 방사선의 실질적으로 일정한 강도가 유지되며, 따라서 리쏘그래피 장비에 대한 안정한 EUV 방사선 공급원이 제공된다.
탄소 공급원은 바람직하게는 유기 분자의 공급원이다. 탄소 공급원의 선택은 표면 상의 해리 화학 흡착의 확률 및 속도, 2차 전자에 의한 활성화에 대해 적당한 단면, 중합에 대한 안정성, 및 EUV 방사선으로의 기체 상 흡착 단면을 비롯한 다수의 기준에 의해 결정된다. 예를 들면, 일산화탄소, 알케인, 알킨, 알켄, 아릴 옥시게네이트, 방향족, 질소-함유 종 및 할로겐-함유 종을 포함한다.
제 2 양태에서, 본 발명은 극자외선(EUV) 방사선 및 하전된 입자가 생성되는 챔버 내에 위치한 표면의 보호 방법을 제공하며, 상기 방법은 탄소 공급원을 챔버로 공급하여 EUV 방사선의 존재하에 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키는 단계, 상기 코팅을 하전된 입자와 충돌시켜 이로부터 증착물을 제거하는 단계, 및 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 소정의 값 또는 그 부근의 값으로 코팅의 두께를 유지시키는 단계를 포함한다.
제 3 양태에서, 본 발명은 하전된 입자에 의한 충돌로 인한 손상으로부터 표면을 보호하는 장치를 제공하며, 상기 장치는 표면이 하전된 입자에 노출되는 동안 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키기 위한 탄소 공급원을 표면으로 공급하는 수단, 및 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 코팅의 두께를 능동적으로 조절하는 수단을 포함한다.
제 4 양태에서, 본 발명은 극자외선(EUV) 방사선을 생성시키는 장치를 제공하며, 상기 장치는 윈도우(이를 통해 EUV 방사선이 챔버로부터 출력됨)를 갖는 챔버, 챔버내에 위치된 EUV 방사선 및 하전된 입자의 공급원, 공급원으로부터 윈도우를 향해 EUV 방사선을 포커싱하기 위한 챔버내에 위치된 하나 이상의 반사 표면, EUV 방사선 존재하에 상기 하나 이상의 반사 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키기 위한 탄소 공급원을 챔버로 공급하는 수단, 및 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 소정의 값 또는 그 부근의 값으로 코팅의 두께를 유지시키는 수단을 포함한다.
본 발명의 방법 양태와 관련하여 상기 기재한 특징은 장치 양태에 동등하게 적용할 수 있고, 또한 그 반대도 성립한다.
이제, 본 발명의 실시양태를 첨부 도면을 참고하여 예시적으로 설명할 것이며, 극자외선(EUV) 방사선을 생성시키는 장치의 예를 개략적으로 설명할 것이다. 상기 장치는 EUV 방사선의 공급원(12)을 함유하는 챔버(10)를 포함한다. 공급원(12)은 방전 플라스마 공급원 또는 레이저-생성된 플라스마 공급원일 수 있다. 방전 플라스마 공급원에서는, 두 개의 전극들 사이의 매질에서 방전을 일으키며, 방전으로부터 생성된 플라스마는 EUV 방사선을 방출한다. 레이저-생성된 플라스마 공급원에서는, 타깃에 포커싱된 강한 레이저 빔에 의해 타깃이 플라스마로 전환된다. 방전 플라스마 공급원 및 레이저-생성된 플라스마 공급원에 대한 타깃에 대해 적합한 매질은 제논이며, 이때 제논 플라스마는 13.5nm의 파장에서 EUV 방사선을 방사한다. 그러나, 다른 재료, 예컨대 리튬 및 주석을 타깃 재료로서 사용할 수 있으며, 따라서 본 발명은 사용되는 특정 재료 또는 매카니즘에 제한되지 않고 EUV 방사선을 생성시킬 수 있다.
챔버(10)에서 생성된 EUV 방사선(14로 나타냄)은, 예컨대 챔버(10, 16)의 벽에 형성된 하나 이상의 윈도우(18)를 통해 챔버(10)와 광학적으로 연결 또는 접속된 다른 챔버(16)로 공급된다. 챔버(16)는 리쏘그래피 장비를 하우징하는데, 이는 기판 표면(예컨대, 반도체 웨이퍼) 상의 포토레지스트의 선택적인 조명에 대한 마스크 또는 레티클(reticle)로 EUV 방사선 빔을 투사한다. 윈도우(18)를 향하는 공급원(12)에 의해 생성된 EUV 방사선을 지향(指向)하기 위해, 챔버(10)는 다층 거울(MLM)(20)에 의해 제공된 복수개의 반사 표면을 하우징한다. MLM(20)은 복수개의 층을 포함하며, 각각의 층은 기부로부터 몰리브덴의 제 1 층 및 규소의 제 2 층을 포함한다. 전형적으로 루테늄으로부터 형성된 금속 층이 각각 MLM(20)의 상부 표면에 형성되어 MLM(20)의 내산화성을 개선시키면서 그 위로 입사하는 실질적인 모든 EUV 방사선을 투과시킨다. 윈도우(18)는, 오염물이 챔버(10)로부터 리쏘그래피 장비 챔버(16)로 들어가는 것을 방지하면서 EUV 방사선을 챔버(16)로 투과시키기 위해 전형적으로 지르코늄, 니켈 또는 규소로부터 형성된 매우 얇은 포일을 포함하는 분광 순도 필터(SPF)에 의해 제공된다.
대부분의 기체를 통과하는 EUV 방사선의 열등한 투과율로 인해, 진공을 챔버(10, 16) 안에 생성시키기 위한 진공 펌핑 시스템(도시되지 않음)이 제공된다. 챔버에 존재할 수 있는 복잡하고 다양한 기체 및 오염물을 고려하여, 펌핑 시스템은 각각의 챔버에 대해 극저온 진공 펌프 및 이송 펌프(예컨대, 러핑(roughing) 펌프에 의해 백킹되는 터보분자(turbomolecular) 펌프) 둘 다를 포함할 수 있다.
또한, EUV 방사선 공급원(12)은 하전된 입자의 공급원일 수 있다. 예를 들면, 제논 플라스마를 EUV 공급원으로서 사용하는 경우, Xe+10 이온이 상기 공급원으로부터 방출될 수 있다. 이들 이온은 SPF(18)의 표면 및 챔버(10) 내에 위치된 MLM(20)에 충돌하여, 원자가 상기 표면들로부터 스퍼터링되도록 야기시킬 수 있다. 스퍼터링이 진행되는 경우, 이는 MLM(20)의 반사율을 감소시키며, 따라서 챔버(16)로 투과되는 EUV 방사선의 강도를 감소시키고, SPF(18)에서 "구멍"을 생성시켜 챔버(16)의 오염물이 생길 수 있다.
EUV 방사선의 존재하에, 2차 전자가 SPF(18) 및 MLM(20)의 표면내로부터 방출되고, 이때 전자는 표면에 존재하는 종들과 상호작용할 수 있다. 특히, 흡착된 탄화수소 오염물의 균열은 SPF(18) 및 MLM(20)에 부착된 흑연-유형의 탄소 층들을 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 화학식 CxHy를 갖는 탄화수소는 하기 화학식 1과 같이 EUV 방사선 존재하에 SPF(18) 및 MLM(20)의 표면 상의 탄소(C)의 양(x)의 증착(흡착)에 의해 해리된다:
Figure 112007038355117-PCT00001
SPF(18) 및 MLM(20)의 표면 상의 탄소 층은 명백하게 보통은 바람직하지 않을 것이다: SPF(18)의 표면의 탄소 코팅의 존재는 그의 투과율을 감소시키지만, MLM(20)의 표면의 탄소 코팅은 그의 반사율을 감소시킬 것이다. 그러나, 고도로 하전된 이온, 예컨대 Xe+10의 존재하에, 상기 장치의 성분들의 표면들 상의 탄소 코팅의 형성은 상기 이온의 표면들과의 충돌로 인한 스퍼터링으로부터 표면을 보호하는 작용을 할 수 있다. 이러한 관점으로, EUV 방사선하에 SPF(18) 및 MLM(20)의 표면 상의 탄소질 증착물의 조절된 증착을 위한 탄소 공급원을 서플라이(supply)(22)로부터 챔버(10)로 도입시킨다. 신중한 탄소 공급원의 공급은 챔버(10)에 필연적으로 존재하는 배경 탄소-함유 불순물의 효과를 없앨 수 있다.
바람직하게는, 탄소 공급원은 일산화탄소, 알킨, 알켄, 아릴 옥시게네이트, 방향족, 질소-함유 종 및 할로겐-함유 종으로 이루어진 군 중에서 선택된다. 적합한 옥시게네이트의 예는 알콜, 에스터 및 에터이다. 적합한 질소-함유 화합물의 예는 아민, 피롤 및 그의 유도체, 및 피리딘 및 그의 유도체이다. 적합한 할로겐-함유 화합물의 예는 포화된 아릴 하이드라이드, 불포화된 아릴 하이드라이드, 포화된 알킬 하이드라이드 및 불포화된 알킬 하이드라이드이다. 하나의 바람직한 실시양태에서, 탄소 공급원은 에틴(C2H2)이다.
챔버 내의 탄소 공급원의 분압, 및 그에 따른 SPF(18) 및 MLM(20)의 표면 상 의 탄소질 증착물의 속도를 조절함으로써, 탄소질 증착 및 공급원(12)으로부터 방출된 이온과의 충돌로 인한 탄소질 증착물의 제거 간에 평형을 이룰 수 있으며, 이 후 코팅 두께는 여전히 실질적으로 일정하다. MLM(20)에서 탄소 공급원, EUV 방사선 및 이온에 대해 유사한 노출을 갖도록 전략적으로 위치하고, 표면 중 하나 상의 코팅의 적층에 대해 민감한 센서(24), 예컨대 석영 결정 진동자 또는 표면 탄성파 장치를 사용하여 코팅의 두께를 모니터링할 수 있다. 센서(24)는 그 위에 형성된 코팅의 두께를 표시하는 신호를 제어기(26)로 출력하고, 이는 서플라이(22)로부터 주입구(30)를 통한 챔버(10)로의 탄소 공급원의 공급 속도를 조절하기 위해 상기 수신된 신호에 응답하여 조절 신호를 질량 유량 제어기(28)로 출력한다. 탄소 공급원의 챔버(10)로의 공급 속도를 변화시킴으로써, 챔버(10) 내의 탄소 공급원의 분압을 조심스럽게 조절할 수 있으며, 이에 의해 MLM(20) 및 SPF(18) 상의 코팅의 형성 속도가 조절되어 소정의 값 또는 그 부근의 값으로 코팅의 두께를 유지시킬 수 있다.
탄소질 증착물이 SPF(18) 및 MLM(20)의 표면에 형성되는 속도를 조절하는 것과 달리, 또는 그 외에도, 공급원(12)으로부터 방출된 이온에 의해 상기 표면으로부터 증착물을 제거하는 속도를 조절하도록 장치를 설정할 수 있다. 예를 들면, 기체를 그의 공급원으로부터 챔버(10)로 도입시켜 공급원(12)과 MLM(20) 사이에 가스 커튼을 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 가스 커튼을 형성시키기 위한 기체 공급원에 의해 기체 서플라이(22)를 대체할 수 있다. 공급원(12)으로부터 방출된 이온 일부는 가스 커튼 내의 기체와 충돌하여 중성화되고, 이에 의해 이온이 코팅과 충 돌하는 속도를 감소시킨다. 비교적 고밀도의 가스 커튼은 바람직하지 않지만, 그럼에도 불구하고 공급원으로부터 방출된 EUV 방사선의 기체에 의한 흡착으로 인해 가변성의 비교적 저밀도의 가스 커튼이 비교적 일정한 코팅 두께를 유지시키는데 이로울 수 있다. 탄소 공급원의 공급 속도의 조절과 유사하게, 가스 커튼을 형성하기 위한 기체의 공급 속도를 질량 유량 제어기(28)(이는 센서(24)에 형성된 코팅의 두께에 응답하는 제어기(26)로부터의 신호 출력을 사용한다)에 의해 조절할 수 있다. 서플라이(22)를 가스 커튼을 형성시키기 위한 기체의 공급원으로 대체하는 것과 대조적으로, 조절 신호를 별도의 질량 유량 제어기로 공급하여 가스 커튼을 형성하기 위한 기체의 공급 속도를 조절하는 제어기(26)와 함께, 별도의 주입구를 통해 기체의 챔버로의 공급을 위한 서플라이(22)와 대항하게 또는 인접하게 가스 커튼을 위한 별도의 기체의 공급원을 구비시킬 수 있다.
요약하면, 본 발명은 극자외선(EUV) 방사선에 노출된 챔버에 위치한 거울 표면의 보호 방법에 관한 것이다. EUV 방사선은 EUV 방사선 및 전기적으로 하전된 입자 둘 다를 방출하는 플라스마로부터 생성된다. 유기 분자를 챔버에 공급하며, 이는 EUV 방사선과 상호작용하여 거울 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성한다. 플라스마로부터 방출된 하전된 입자는 증착물과 충돌하여 증착물이 거울 표면으로부터 스퍼터링되도록 야기시킨다. 거울 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 거울 표면으로부터의 증착물의 제거 속도 중 하나 이상을 조절함으로써, 코팅의 두께를 능동적으로 조절하여, 코팅의 형성으로 인해 하전된 입자의 직접적인 거울 표면 상으로의 충돌을 방지하고, 거울 표면의 반사율 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 방법은 챔버로부터 EUV 방사선의 투과에 사용되는 윈도우의 표면을 보호하는데 적합하다.

Claims (37)

  1. 하전된 입자에 의한 충돌로 인한 손상으로부터 표면을 보호하는 방법으로서,
    상기 표면이 하전된 입자에 노출되는 동안, 상기 표면으로 탄소 공급원을 공급하여 상기 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키는 단계, 및
    상기 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 상기 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 상기 코팅의 두께를 능동적으로 조절하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착 속도를 표면에서의 탄소 공급원의 분압을 조절함으로써 조절하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄소 공급원의 분압을 탄소 공급원의 표면으로의 공급 속도를 조절함으로써 조절하는 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅의 두께를 모니터링하고, 상기 탄소 공급원의 분압을 상기 코팅의 두께에 따라 변화시키는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄소 공급원이 유기 분자의 공급원인 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 탄소 공급원을 일산화탄소, 알케인, 알킨, 알켄, 아릴 옥시게네이트, 방향족, 질소-함유 종 및 할로겐-함유 종으로 이루어진 군 중에서 선택하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 옥시게네이트가 알콜, 에스터 및 에터를 포함하는 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 질소-함유 화합물이 아민, 피롤 및 그의 유도체, 및 피리딘 및 그의 유도체를 포함하는 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 할로겐-함유 화합물이 포화된 아릴 하이드라이드, 불포화된 아릴 하이드라이드, 포화된 알킬 하이드라이드 및 불포화된 알킬 하이드라이드를 포함하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충돌 속도를 하전된 입자의 코팅으로의 공급 속도를 조절함으로써 조절하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하전된 입자의 공급 속도를 하전된 입자의 일부를 증착물과 충돌하기 전에 선택적으로 중성화시킴으로써 조절하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하전된 입자를 증착물과 충돌하기 전에 기체에 통과시킴으로써 선택적으로 중성화시키는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하전된 입자를 상기 표면을 하우징하는 챔버에 위치한 그의 공급원으로부터 방출시키는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하전된 입자의 공급원이 챔버 내에서 생성된 플라스마인 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    전자기 방사선을 상기 하전된 입자의 공급원에 의해 또한 생성시켜 탄소질 증착물 의 표면으로의 증착을 촉진시키는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전자기 방사선이 극자외선(EUV) 방사선인 방법.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면이 EUV 방사선을 챔버로부터 방출시키기 위한 윈도우의 표면인 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면이 반사 표면인 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 반사 표면이 다층 거울의 표면인 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 거울이 복수개의 층들을 포함하되, 각각의 층이 몰리브덴의 제 1 층 및 규소의 제 2 층을 포함하는 방법.
  21. 극자외선(EUV) 방사선 및 하전된 입자가 생성되는 챔버내에 위치한 표면을 보호하는 방법으로서,
    탄소 공급원을 상기 챔버로 공급하여 EUV 방사선의 존재하에 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키는 단계,
    상기 코팅을 하전된 입자와 충돌시켜 이로부터 증착물을 제거하는 단계, 및
    상기 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 상기 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 상기 코팅의 두께를 소정의 값 또는 그 부근의 값으로 유지시키는 단계를 포함하는 방법.
  22. 하전된 입자에 의한 충돌로 인한 손상으로부터 표면을 보호하는 장치로서,
    상기 표면이 하전된 입자에 노출되는 동안 탄소 공급원을 상기 표면으로 공급하여 상기 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키기 위한 수단, 및
    상기 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 상기 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 상기 코팅의 두께를 능동적으로 조절하는 수단을 포함하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 조절 수단이 표면에서의 탄소 공급원의 분압을 조절하는 수단을 포함하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 분압 조절 수단이 탄소 공급원의 반사 표면으로의 공급 속도를 조절하는 수단 을 포함하는 장치.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 코팅의 두께를 모니터링하고 모니터링된 두께를 표시하는 신호를 상기 분압 조절 수단으로 출력하는 수단을 포함하고, 상기 분압 조절 수단이 상기 모니터링된 두께에 따라 표면에서의 탄소 공급원의 분압을 조정하도록 형성된 장치.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄소 공급원이 유기 분자의 공급원인 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 탄소 공급원이 일산화탄소, 알케인, 알킨, 알켄, 아릴 옥시게네이트, 방향족, 질소-함유 종 및 할로겐-함유 종으로 이루어진 군 중에서 선택되는 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 옥시게네이트가 알콜, 에스터 및 에터를 포함하는 장치.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 질소-함유 화합물이 아민, 피롤 및 그의 유도체, 및 피리딘 및 그의 유도체를 포함하는 장치.
  30. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 할로겐-함유 화합물이 포화된 아릴 하이드라이드, 불포화된 아릴 하이드라이드, 포화된 알킬 하이드라이드 및 불포화된 알킬 하이드라이드를 포함하는 장치.
  31. 제 22 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면이 하전된 입자의 공급원을 하우징하는 챔버에 위치된 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 하전된 입자의 공급원이 플라스마인 장치.
  33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 하전된 입자의 공급원이 또한 탄소질 증착물의 표면 상에 증착을 촉진시키기 위한 전자기 방사선의 공급원인 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 전자기 방사선이 극자외선 방사선인 장치.
  35. 제 22 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면이 다층 거울의 표면인 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 거울이 복수개의 층들을 포함하되, 각각의 층이 몰리브덴의 제 1 층 및 규소의 제 2 층을 포함하는 장치.
  37. 극자외선(EUV) 방사선을 생성시키기 위한 장치로서,
    EUV 방사선이 챔버로부터 출력되어 통과하는 윈도우를 갖는 챔버,
    상기 챔버내에 위치된 EUV 방사선 및 하전된 입자의 공급원,
    상기 챔버내에 위치되어 상기 공급원으로부터 윈도우를 향해 EUV 방사선을 포커싱하기 위한 하나 이상의 반사 표면,
    탄소 공급원을 상기 챔버로 공급하여 EUV 방사선 존재하에 상기 하나 이상의 반사 표면 상에 탄소질 증착물의 코팅을 형성시키기 위한 수단, 및
    상기 반사 표면 상의 증착물의 증착 속도 및 상기 증착물에 대한 하전된 입자의 충돌 속도 중 하나 이상을 조절하여 상기 코팅의 두께를 소정의 값 또는 그 부근의 값으로 유지시키는 수단을 포함하는 장치.
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