KR20090087921A - 방사선 시스템 및 리소그래피 장치 - Google Patents

방사선 시스템 및 리소그래피 장치

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KR20090087921A KR1020097012303A KR20097012303A KR20090087921A KR 20090087921 A KR20090087921 A KR 20090087921A KR 1020097012303 A KR1020097012303 A KR 1020097012303A KR 20097012303 A KR20097012303 A KR 20097012303A KR 20090087921 A KR20090087921 A KR 20090087921A
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Abstract

광학 축선(3)을 정의하는 방사선 빔(2)을 발생시키는 방사선 시스템(1)이 제공된다. 방사선 시스템(1)은 EUV 방사선을 발생시키는 플라즈마 생성 방전 소스(4)를 포함한다. 상기 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치되는 한 쌍의 전극들(5), 및 전극들(5) 사이의 플라즈마 내의 방전을 제공하기 위해 한 쌍의 전극들(5) 사이에 플라즈마를 생성하는 시스템을 포함한다. 또한, 방사선 시스템(1)은 전극들(5)로부터 잔해(8)를 포획하는 잔해 포획 차폐물(11)을 포함한다. 잔해 포획 차폐물(11)은 광학 축선(3)에 대한 사전설정된 구면각 내에 제공되는 조준선으로부터 전극들(5)을 차폐하고, 조준선 내의 전극들(5) 사이의 중심 영역(10)에 어퍼처(12)를 제공하도록 구성되고 배치된다.

Description

방사선 시스템 및 리소그래피 장치{RADIATION SYSTEM AND LITHOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 방사선 시스템, 및 방사선 시스템을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향 (반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
EUV 방사선 이외에, EUV 리소그래피에서 사용되는 방사선 소스들은 리소그래피 공정이 수행되는 작업 환경 및 광학기에 유해할 수 있는 오염 물질을 발생시킨다. 이는, 특히 플라즈마 주석 소스(plasma tin source)와 같은 플라즈마 생성 방전 소스(plasma produced discharge source)를 통해 작동하는 EUV 소스들에 대한 경우이다. 이러한 소스는, 통상적으로 전압 차가 적용될 수 있는 한 쌍의 전극을 포함한다. 또한, 예를 들어 전극들 중 하나에 타겟되는 레이저 빔에 의해 증기가 생성된다. 따라서, 플라즈마를 생성하고, EUV 방사선이 생성되는 소위 핀치(pinch)를 야기하는 전극들 사이에서 방전이 발생할 것이다. 이 방사선 외에도, 방전 소스는 전형적으로 원자에서 복합 입자들까지 크기가 여러 가지인 모든 종류의 마이크로입자들일 수 있는 잔해 입자들을 생성하며, 이는 하전되고(charged) 하전되지 않을 수 있다. 이 잔해로부터, EUV 소스로부터 발생하는 방사선 빔들을 컨디셔닝(condition)하도록 배치되는 광학 시스템의 오염을 제한하는 것이 바람직하다. 광학 시스템의 종래의 차폐(shielding)는 주로 EUV 소스에 의해 발생된 광의 방향에 평행하게 정렬되는 다수의 조밀한 패킷 포일(closely packet foil)을 포함한 시스템을 포함한다. 예를 들어, EP1491963에 개시된 바와 같은 소위 포일 트랩(foil trap)이 일반적으로 EUV 소스에 의해 발생된 광의 방향에 평행하게 정렬된 다수의 조밀하게 패킹된 포일들을 사용한다. 마이크로-입자, 나노-입자 및 이온과 같은 오염 잔해가 포일 플레이트들에 의해 제공된 벽들에 트랩(trap)될 수 있다. 따라서, 포일 트랩은 소스로부터의 오염 물질을 트랩하는 오염물 배리어(contamination barrier)로서 기능한다. 판(platelet)들의 구성으로 인해, 포일 트랩은 광에 투명하지만 잔해를 포획할 것이며, 이는 잔해가 판들에 평행하게 이동하지 않거나 버퍼 가스에 의한 랜덤한 동작 때문이다. 방사선 시스템의 차폐를 개선하는 것이 바람직하며, 이는 몇몇[지향, 탄동(ballistic)] 입자들이 여전히 포일 트랩을 통해 전달될 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 광학 축선을 정의하는 방사선 빔을 발생시키는 방사선 시스템이 제공된다. 방사선 시스템은 EUV 방사선을 발생시키도록 구성되고 배치된 플라즈마 생성 방전 소스를 포함한다. 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치되는 한 쌍의 전극들, 및 전극들 사이에 핀치 플라즈마를 제공하기 위해 한 쌍의 전극들 사이에 방전을 생성하도록 구성되고 배치된 시스템을 포함한다. 또한, 방사선 시스템은 전극들로부터 잔해를 포획하고, 광학 축선에 대한 사전설정된 구면각 내에 제공되는 조준선(line of sight)으로부터 전극들을 차폐하며, 조준선 내의 전극들 사이의 중심 영역에 어퍼처(aperture)를 제공하도록 구성되고 배치된 잔해 포획 차폐물(debris catching shield)을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 광학 축선을 정의하는 방사선 빔을 발생시키는 방사선 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 방사선 시스템은 EUV 방사선을 발생시키도록 구성되고 배치된 플라즈마 생성 방전 소스를 포함한다. 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치되는 한 쌍의 전극들, 및 전극들 사이에 핀치 플라즈마를 제공하기 위해 한 쌍의 전극들 사이에 방전을 생성하도록 구성되고 배치된 시스템을 포함한다. 또한, 방사선 시스템은 전극들로부터 잔해를 포획하고, 광학 축선에 대한 사전설정된 구면각 내에 제공되는 조준선으로부터 전극들을 차폐하며, 조준선 내의 전극들 사이의 중심 영역에 어퍼처를 제공하도록 구성되고 배치된 잔해 포획 차폐물을 포함한다. 또한, 리소그래피 장치는 방사선 빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 디바이스, 및 기판 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영 시스템을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태들, 특징들 및 장점들이 다음의 상세한 설명, 개략적인 도면들 및 첨부된 청구항들로부터 알려질 것이다.
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부부들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 도 1의 리소그래피 장치의 방사선 시스템의 개략적인 제 1 실시예를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 2 실시예를 개략적으로 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 또 다른 실시예를 나타내는 도면;
도 5는 도 4를 참조하여 설명된 구성의 변형예를 나타내는 도면;
도 6은 도 4를 참조하여 설명된 구성의 대안적인 변형예를 나타내는 도면;
도 7은 EUV 소스로부터의 잔해의 편향 원리(deflection principle)를 개략적으로 나타내는 도면;
도 8은 잔해 편향을 제공하는 4중극 자석 구성(quadrupole magnet arrangement)을 개략적으로 나타내는 도면;
도 9a 내지 도 9c는 도 4의 구성의 또 다른 실시예를 예시하는 도면;
도 10은 방사선 시스템의 열적 세정(thermal cleaning)에 관한 그래프;
도 11은 도 10에 대해 언급된 열적 세정 원리의 일 실시예를 나타내는 도면;
도 12는 도 10에 대해 언급된 열적 세정 원리의 또 다른 실시예를 나타내는 도면;
도 13a 내지 도 13e는 연속적인 물방울의 유체 분사(droplet fluid jet)들의 실시예들을 나타내는 도면;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 시스템의 개략적인 사시도;
도 15는 도 14의 방사선 시스템의 단면의 개략적인 사시도;
도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사선 시스템의 와이핑 모듈(wiping module)의 개략적인 사시도;
도 17은 도 16의 와이핑 모듈의 개략적인 평면도;
도 18은 도 16의 와이핑 모듈의 개략적인 측단면도;
도 19는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 방사선 시스템의 와이핑 모듈의 개략적인 측단면도;
도 20은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 방사선 시스템의 와이핑 모듈의 개략적인 사시도;
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 시스템의 개략적인 측단면도; 및
도 22는 잔해 포획 차폐물의 개방된 반각(opening semi-angle)의 함수로서 수집가능한 광전력의 다이어그램이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 또는 반사 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 및/또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 회절 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형 태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로 는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric) 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 (및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터 및 콘덴서와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상 에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2에서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사선 시스템의 개략적인 제 1 실시예가 도시된다. 특히, 방사선 공간에서 방사선 빔(2)을 발생시키는 방사선 시스템(1)이 도시된다. 방사선 공간은 광학 축선(3)에 대한 사전설정된 구면각에 의해 경계된다. 방사선 시스템(1)은 EUV 방사선을 발생시키는 플라즈마 생성 방전 소스(4)를 포함한다. 상기 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치되는 한 쌍의 전극들(5), 및 전형적으로 전극들(5) 사이에 방전(7)을 제공하도록 한 쌍의 전극들 사이에 증기를 생성하는 레이저(6)를 포함하는 시스템을 포함한다. 방사선 시스템(1)으로부터 발생하는 잔해(8)는 주로 전극들(5) 상이나 그 부근에 생성된다는 것이 발견되었다. 또한, 이 효과들은 전극들(5) 사이에서 전개되는 소위 핀치의 발생을 야기한다. 전형적으로, 발생되는 EUV 광은 주석 원자(또는 또 다른 적절한 재료, 예를 들어 리튬 또는 크세논) 내의 전자 전이(electron transition)에 의해 생성되며, 이는 방전 공정에서 수 배의 전자들로 이온화된다. 잔해 입자들(8), 특히 하류 광학기를 오염시킬 수 있는 종류의 탄동 입자들은 주로 잔해 생성 구역들(9) 내에서 전극들(5) 상이나 그 부근에 생성된다는 것이 발견되었으며, 이때 중심의 EUV 소스 광은 주로 잔해 생성 구역들(9)로부터 떨어져 있는 핀치 구역(10) 내에 생성된다. 따라서, 플라즈마 생성 방전 소스(4)에 대하여, 잔해 생성 구역들(9)은 전형적으로 EUV 방사선 생성 핀치 구역(10)으로부터 떨어져 있다. 이 효과는 예시된 실시예에 의해 이용될 수 있으며, 이는 본 발명의 일 실시형태에 따 라 광학 축선(3)에 대한 사전설정된 구면각 내에 제공된 조준선으로부터 전극들(5)을 차폐하고, 조준선 내의 전극들 사이의 중심 영역에 어퍼처(12)를 제공하는 차폐물(11)을 포함한다. 따라서, 잔해 생성 구역(9)에서 발생되는 잔해(8)는 초기에(추가 전자기장이 존재하지 않는 경우, 도 5 내지 도 7에 예시된 실시예를 참조) 상기 구역(9)으로부터 실질적으로 직선으로 이동한다. 따라서, 광학 축선(3) 주위의 사전설정된 구면각의 조준선으로부터 전극들(5)을 차폐하는 차폐물(11)이 이 잔해 입자들(8)을 트랩하여, 조준선 내에서 상당량의 잔해(8)가 하류 광학기(도시되지 않음)로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 추가적으로, 차폐물(11)은 실질적으로 EUV 방사선 생성 핀치 구역(10)으로부터 발생하는 방사선은 차폐하지 않는데, 이는 차폐물이 조준선 내의 전극들(5) 사이의 중심 영역(지시된 핀치 구역(10)에 따름)에 어퍼처(12)를 제공하기 때문이며, 따라서 이는 차폐물(11)에 의해 실질적으로 방해받지 않고 하류 광학기로 이동할 수 있다. 이 방식으로, EUV 방사선을 차단하지 않으면서 (전극들로부터 발생하는) 잔해가 차폐물에 의해 차단될 수 있다. 실제로는, 두 전극들을 차폐하는 것이 편리하며, 이는 두 전극들이 잔해 생성 구역을 발생시켜 잔해(8) 생성의 원인이 될 수도 있기 때문이다.
또한, 차폐 효과는 잔해 생성 구역(9)의 최대 구면각을 차폐하기 위해, 바람직하게는 여하한의 전극들에 0.5 내지 25 mm의 거리로 충분히 가깝게 차폐물(11)을 배치시킴으로써 최적화될 수 있다.
전극들과의 거리를 최소화하기 위해, 바람직하게는 예를 들어 용융 주석의 유체 분사(fluid jet: 13)로서 제공되는 차폐물(11) 상에서 열 부하가 매우 높을 것이다. 이러한 분사는 약 75 mm의 길이와 수 mm, 예를 들어 0.5 내지 3 mm의 두께를 가질 수 있다. 유체 분사들은 본질적으로 유체 분사들의 형태로 플라즈마 방전 소스 내의 전극들을 개시하지만, 한 쌍의 전극들의 전극 부근에 제공되는 차폐물 또는 적어도 1 이상의 유체 분사는 개시되지 않는 US 2006-0011864로부터 알려져 있다는 것을 유의한다. 따라서, 잔해 포획 차폐물(11)은 예시된 바와 같이, 전극들(5)의 종축에 마주하여, 또한 일반적으로 평행하게 배치된 한 쌍의 유체 분사들(13)에 의해 제공되는 것이 바람직하다. 하지만, 소정 실시예들에서 실질적으로 전극들(5) 중 하나를 향해 플라즈마 생성을 지향하는 것이 가능할 수 있으며, 따라서 이 하나의 전극은 생성 잔해(8)의 주된 원인일 것이다. 이러한 잔해는 크기가 변할 수 있으며, 빠르게 이동할 수 있다. 예를 들어, 마이크로-입자들을 가질 수 있다: 이들은 비교적 낮은 속도들을 갖는 미크론-크기의 입자들이다. 또한, 전형적으로 꽤 높은 속도들을 갖는 나노미터-크기의 입자들인 나노-입자들; 가스 입자들로서 작용하는 개별적인 원자들인 원자 잔해; 및 이온화된 고속의 원자들인 이온들이 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 유체 분사(13)는 (도 2에 나타낸 실시예와 달리) 실질적으로 광학 축선에 대한 사전설정된 구면각 내에 제공된 조준선으로부터 전극들을 차폐하고, 조준선 내의 전극들 사이의 중심 영역(10)에 어퍼처를 제공하도록 구성되지 않고, 한 쌍의 전극들의 전극 부근에 제공될 수 있다는 것을 유의한다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 이러한 실시예에서, 유체 분사(13)는 플라즈마의 재조합 속도를 가속할 수 있으며, 이는 EUV 소스(4)의 주파수를 증가시킬 수 있으므로, 방 사선 시스템의 더 높은 전력 출력을 제공할 수 있다. 특히, 유체 분사(13)는 용융 주석을 포함할 수 있지만, 예를 들어 액체 질소 또는 액체 아르곤과 같은 액체 가스 또는 물을 포함한 다른 재료들이 동일한 재조합 효과를 제공하기에 적절할 수 있다. 후자의 장점은, 그것이 증발하여 시스템 내에 더 이상 흔적들을 남기지 않을 수 있다는 것이다. 또한, 유체는 전기적으로 전도성인 재료로 구성되는 것이 바람직하며, 접지 전위에 유지될 수 있지만, 아르곤 및 질소와 같은 다른 재료들이 사용될 수도 있다.
유체 분사의 장점은, 차단물(obstruction)이 연속적으로 교체되므로, 매우 높은 열 부하들을 견딜 수 있다는 것이다. 하지만, 다른 실시예들에서 도 2를 참조하여 앞서 설명된 바와 같이 전극들(5)의 바로 가까이에서 일반적으로 동일한 거리에 위치되면서, 유체 분사에 의해 형성되는 것이 아니라, 전극 종축에 일반적으로 평행하게 이동하는 이동 요소(도시되지 않음), 예를 들어 축방향으로 이동하는 금속 스트립에 의해 형성되고, 이동 요소를 안내하는 컨테이너 내에 냉각재를 제공함으로써 냉각될 수 있는 차폐물(11)을 제공하는 것이 가능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 개략적으로 나타내며, 이는 조준선 내의 전극들(5) 사이의 중심 영역(10)에 대해 반경방향으로 배치된 복수의 유체 분사들(13)의 형태인 차폐물을 나타낸다. 이러한 실시예에서, 유체 분사들(13)은 서로 인접하여 제공되며, 일반적으로 중심 영역(10)에 대해 일반적으로 반경방향으로 방위된 판들(14)의 정적 구성을 형성하도록 정렬될 수 있다. 본 발명의 일반적인 맥락에서, 이 판들은 판들(14) 사이에 제공된 조준선으로부터 전극들(5)을 차폐하도록 방 위되는 것이 바람직하지만, 이 실시예는 판들(14) 사이에 제공된 조준선 내에 전극들(5)을 포함하도록 판들이 방위되는 실제 적용예들을 가질 수도 있다. 이 적용예들은 유체 분사들(13)에 의해 제공되는 차폐물(11)의 열 부하 용량으로부터 유리할 수 있다. 또 다른 장점은, 본래의 분사들(13)이 연속적으로 새로워지기 때문에 잔해 증착들에 의해 오염되지 않는다는 것이다. 이는 잔해들(8)로부터의 차폐를 제공하기 위해 고형의 판들(14)(포일들)이 사용되는 종래의 포일 트랩 해결책과 대조적이다. 그러므로, 이 종래의 판들은 EUV 방사선의 적절한 투과를 방해할 수 있는 오염으로 곤란을 겪을 수 있다.
특히, 주석 플라즈마를 이용하여 작동되는 플라즈마 생성 방전 소스들(4)에 대하여, 유체 분사들에 대한 적절한 재료는 주석 또는 예를 들어 Ga-In-Sn과 같은 주석을 포함한 화합물일 수도 있으며, 이는 더 낮은 용융점 및 더 쉬운 취급 특성들을 갖기에 적절할 수 있다. 또한, 도 3은 분사들(13)이 일반적인 원형으로 치수화되는 실시예를 나타내지만, 스트립 형태들을 포함한 다른 형태가 가능할 수도 있으므로, 일반적으로 도 4에 도시된 형태의 단일 분사들의 형태인 판들(14)을 포함한 차폐물(11)을 제공할 수 있다. 이러한 액체 포일의 두께는, 전형적으로 0.5 내지 1 mm일 수 있으며, 이는 약 0.1 mm의 두께인 종래의 포일 두께보다 약간 더 두껍다. 얇은 액체 포일들은 T.Inamura, H.Tamura, H.Sakamoto의 "Characteristics of Liquid Film and Spray Injected from swirl Coaxial Injector"(Journal of Propulsion and Power 19(4), 623-639(2003))에 개시되어 있다는 것을 유의한다. 이 출판물에서, 원뿔형 포일들이 제시된다. 하지만, 본 발명의 일 실시형태에 따 르면, 특히 핀치가 전개될 수 있는 중심 구역(10)에 대해 반경방향으로 방위되는 직선 형태의 분사들을 제공하기 위해 슬릿형 노즐이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 이 정적 실시예는 EP1491963으로부터 본질적으로 알려진 회전 포일 트랩은 물론 본 명세서에서 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있다.
소정 상황들에서, 유체 분사들은 안정적이지 않을 수 있다 - 즉, 분사 직경과 거의 같은 직경을 갖는 물방울들로 자연적으로 나누어질 수 있다. 이는 직경이 비교적 큰 경우에만(> ~0.5 mm), 연속적인 분사들을 생성할 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 물방울들 사이의 제어가능한 거리와 함께 매우 작고 제어가능한 크기를 가질 수 있는 밀접하게 배치된 물방울들로 의도적으로 구성되는 분사들을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 안정된 물방울 사슬들(약 40 um 간격의 40 um 직경)을 생성하는 능력은 LPP EUV 소스에서 레이저 타겟으로서 사용하기 위해 David Brandt(세션 3-SO-04)에 의한 Barcelona에서의 EUVL Sematech conference(Conference 7870, 2006 년 10 월 17 일)에서 제시되었다.
물방울 사슬들의 안정성은, 기능적 측면들(재조합 및/또는 잔해 포획)이 최적화될 필요가 있음에 따라 상이한 구성들이 채택될 수 있다는 것을 의미한다. 도 13a 내지 도 13e는 이러한 구성들의 예시들을 나타낸다. 도 13a는 재조합 표면이 T 방향으로 이동하고 있는 연속적인 분사(13)를 도시한다. 도 13b는 T 방향으로 이동하는 물방울들(113)의 안정된 열을 도시하며, 이는 본 발명의 목적을 위해 분사(13)라고 간주될 수 있다. 물방울 사슬들의 안정성은, 이 사슬들이 본 발명을 구현하는 경우에 여분의 유연성을 추가하도록 서로 인접하여 위치될 수 있다는 것 을 의미한다. 도 13c는 물방울들(113)의 2 개의 인접한 사슬들을 나타내며, 이는 도 13b의 분사(13)에 비해 한 방향으로 연장되는 분사(13)를 효과적으로 생성한다. 물방울 사슬의 단점은, 잔해가 유체 분사를 통과하기에 가능한 경로를 갖는다는 것이다. 도 13d 및 도 13e는 물방울 사슬들이 도면의 평면 내의, 또한 분사의 이동 방향(T)에 수직인 이동경로(trajectory)를 갖는 잔해에 대하여 가상의 연속적인 분사(13)를 효과적으로 생성하기 위해 서로에 대해 이동 방향(T)으로 시프트될 수 있는 방식을 나타낸다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 또 다른 실시예를 나타내며, 이때 아래에서 포일 트랩(15)으로서도 나타내는 잔해 포획 차폐물은 중심 영역(10)에 대해 일반적으로 반경방향으로 방위된 판들(14)의 정적 구성을 포함하고, 이때 판들(14)은 판들(14) 사이에 제공된 조준선으로부터 전극들(5)을 차폐하도록 방위된다. 이 실시예에서, 적어도 몇몇 판들은 특히 소위 종래의 포일 트랩에서 사용된 포일들의 고체 성질로 구성된다. WO 99/42904 A1은 일반적으로 동일한 구성의 포일 트랩을 개시하고 있지만; 판들(14)이 광학 축선에 대한 사전설정된 구면각 내에 제공된 조준선으로부터 전극들(5)을 차폐하고, 조준선 내에서 전극들 사이의 중심 영역(10)에 어퍼처를 제공하도록 구성됨은 설명하지 않는다는 것을 유의한다. EP1491963에 개시된 형태의 종래의 회전 포일 트랩들과 비교하여, 이 정적 포일 트랩 구성은 더 쉬운 냉각 특성들의 이점을 가질 수 있는데, 이는 일 실시예에서 이 정적 포일 트랩 구성이 판들(14) 상이나 그 부근에 고안된 정적 냉각재 회로들을 이용하여 냉각될 수 있기 때문이다. 상기 구성이 정적이기 때문에, 이에 따라 냉 각이 훨씬 더 간단할 수 있으므로, 구성이 소스의 더 높은 전력 레벨들로 쉽게 스케일될 수 있다. 또한, 이 구성은 이동 부분을 필요로 하지 않는다는 장점을 가지며, 이는 판들(14)의 필요한 강도 및 치수들이 종래의 회전 구성- 이는 판들에 적용되는 원심장력들을 견딜 수 있는 공기 베어링 및 높은 인장재(tension material)와 같은 복잡한 부분들을 필요로 함 -과 상이하게 구성될 수 있기 때문에 구성적 장점들을 제공할 수 있다. 따라서, 제시된 실시예에 따르면, 반경방향으로 방위된 판들(14)이 핀치 구역(10)을 겨냥하므로, 실질적으로 EUV 방사선(16)의 투과를 방해하지 않는다. 이 포일 트랩(15)은 소정 위치들에서 잔해로 가득 찰 것이므로, 잔해가 다음 포일 트랩(15) 또는 다른 광학기를 오염시키지 않을 것을 보장하기 위해 광학 축선 중심의 느린 회전(예를 들어, 하루에 한 번)이 유용할 수 있다. 이는, 바람직한 실시예에서 광학 축선이 레벨 평면에 대해 45 도일 수 있기 때문에 유용할 수 있다. 또한, 이 원리는 동심원 및 플레이트들의 조합으로 설계될 수 있다. 또한, 반경방향으로 방위된 정적인 판들(14)을 포함하는 도시된 실시예의 지오메트리는 높은 가스 저항(gas resistance)을 갖는 적층 치수(stacking dimension)들을 가질 수 있으며, 이때 판들 간의 거리는 약 0.5 내지 2 mm, 바람직하게는 약 1 mm일 수 있다. 따라서, 원자 잔해가 더 쉽게 트랩될 수 있다. 또한, 높은 가스 저항은 핀치 구역(10) 부근에 더 낮은 버퍼 가스 압력을 허용하게 할 수 있으며, 이는 더 높은 효율성의 EUV 전력을 유도할 수 있다. 전형적으로, 이러한 버퍼 가스는 아르곤 가스일 수 있다.
아래에서 제시되는 도 10 내지 도 12를 참조하여 예시된 열적 세정 기술들 이외에, 모세관 작용(capillary action)을 통하여 판들로부터 잔해를 제거하기 위해 판들(14)이 다공성 특성의 재료로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 다공성 특성을 갖는 포일 재료(예를 들어, 소결 재료)를 이용함으로써 주석이 광학 축선으로부터 빠져나가고 배출될 수 있다(또는 교환가능한 요소 내에 버퍼링될 수 있다). 따라서, 잔해 진압 시스템의 수명이 증가될 수 있으며, 포일 트랩 세정으로 인한 정지 시간이 최소화될 수 있다.
앞서 설명된 세정 기술 이외에, 방사선 시스템은 판들(14)의 기계적 자극(excitation)을 통해 판들(14)로부터 잔해를 제거하는 자극기(excitator: 17)(도 4 참조)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일시적으로 충분히 빠르게(도수(indication)로서 ~2000 내지 3000 RPM) 모듈을 회전시킴으로써, 관련 포일들의 주석이 회전될 수 있고 게터(getter: 18)에 의해 포획될 수 있다. 일 실시예에서, 회전축은 광학 축선이지만, 다른 회전축이 가능할 수도 있다. 또한, 회전 및 진동의 조합은 선택이다. 따라서, 자극기는 원심 작용을 통해 판들로부터 잔해를 제거하는 원심기, 및 유리하게는 판들로부터 제거된 잔해(8)를 포획하는 게터(18)를 포함할 수 있다.
또한, 포일은 외부적으로 자극받을 수 있으므로(종파), 사전정의된 방향으로 주석의 흐름이 존재할 수 있다. 또한, (지향성) 가속/진동은 각각의 개별 포일 대신에 전체 모듈에 (물방울들의 스틱(stick)/슬립(slip) 효과 사이에 놓인) 자극 프로파일(들)을 제공하는데 사용될 수 있다.
도 5는 도 4를 참조하여 설명된 구성의 또 다른 실시예를 개시한다. 이 실 시예에서, 전극들(5)과 이 실시예에서는 포일 트랩(15)으로서 예시된 차폐물 사이에 편향 전자기장 유닛(19)이 배치된다. 전자기장을 적용시킴으로써, 잔해 생성 구역들(9)로부터 이동하는 하전된 잔해 입자들(8)이 편향될 수 있으며, 따라서 이는 도 7을 참조하여 훨씬 더 명확히 구성되는 바와 같이 잔해 생성 구역들(9)과 EUV 방사선 생성 핀치 구역(10) 간의 거리를 가상으로 확장하는데 사용될 수 있다. 도 5에서, 편향 필드는 광학 축선과 마주하여 배치된 한 쌍의 전극들(20)에 의해 생성된다. 따라서, 전기적으로 하전된 입자들이 편향될 수 있는 정적 전기장이 발생된다.
도 6에서, 도 5에 도시된 실시예에 대조적으로 또는 추가적으로, 광학 축선(3)을 중심으로 배치된 자석 요소들(26)(도 8 참조)로 인해 편향 전자기장이 정적 자기장(21)으로서 제공된다. 이 구성의 정면도는 도 8을 참조한다. 다양한 정적 필드 구성들이 가능하지만, 최적으로 정의된 필드는 4중극 필드로서 제공되며, 이는 일반적으로 전극들(5)의 종축에 평행하게, 또한 반경방향으로 방위된 판들(14)을 따라 방위된 평면(22)을 향하여, 일반적으로 광학 시스템(도시되지 않음)을 향하는 방향으로 이동하는 실질적으로 모든 전기적으로 하전된 입자들(8)을 편향시키도록 배치된다. 또한, 도면에 나타낸 바와 같이 이 평면(22)은 광학 축선(3)을 따라 제공되는 것이 바람직하다. 하지만, 입자들을 편향시키기 위해 축선으로부터 더 벗어나는 또 다른 구역을 선택하는 것이 가능할 수 있다. 따라서, 하전된 잔해 입자들은 포일 트랩(15)의 판들(14)을 향하여 더 쉽게 편향될 수 있으며, 이는 전극들(5) 간의 거리를 가상으로 증가시킨다. 결과로서, 주어진 정도의 잔해 진압을 달성하기 위해 판들(14)이 더 적게 요구될 수 있다. 따라서, 전형적인 거리는 0.5 내지 3 mm의 범위, 바람직하게는 약 2 mm일 수 있다. 이는 포일 트랩의 광학 투과를 상당히 증가시킨다.
도 6의 작동 원리는 다음과 같다. 직사각형(10)은 자기장이 존재하지 않는 포일 트랩의 수용 폭(acceptance width)을 나타내며, 따라서 일반적으로 EUV 방사선이 생성되는 구역(10)에 대응한다. 하지만, 상기 구역(10)의 에지들 부근에서 발생되는 입자들(8)(따라서, 잔해 생성 구역(9)으로부터 생성됨)이 이동경로(23)에 의해 예시된 바와 같이 가로막히지 않아, 이 실시예에서 포일 트랩(15)으로서 예시된 차폐물을 통해 방해받지 않고 이동할 수 있다.
(종래의 화살 표시로) 도시된 형태의 자기장을 적용함으로써, 이러한 잔해 입자들(8)이 광학 축선(3)을 향해 편향된다. 예를 들어, 이동경로(23)를 갖는 입자는 실선(24)을 따르고 포일 트랩(15)을 통해 더이상 투과되지 않도록 편향될 수 있다. 이는 포일 트랩의 입구 때문이며, 상기 입자는 다른 점선(25)으로 나타낸 바와 같이 수용 폭(10) 외부의 점으로부터 발생하는 것으로 보인다. 다시 말하면, 자기장의 적용이 차폐물의 효과적인 수용 폭을 좁히며, 이 폭은 잔해 입자들이 방해받지 않고 시스템에 들어갈 수 있는 구역을 정의한다. 따라서, 주어진 치수의 수용 폭에 대하여, 판들(11)의 개수를 감소시키고 자기장을 적용시킴으로써 광학 투과가 개선될 수 있다.
자기장이 존재하지 않는 포일 트랩의 수용 폭에 대한 전형적인 거리는 약 0.5 내지 약 2 mm의 범위, 바람직하게는 약 1 mm일 수 있다. 전형적인 포일 트랩 치수들(중심 구역(10)에 대해 내반경 30 mm, 외반경 139 mm)에 대하여, 이는 포일 트랩이 약 63 %의 광학 투과를 갖는 137 개의 포일들을 이용하게 한다. 도면이 나타내는 바와 같이, 바람직한 실시예에서 판들(14) 간의 거리(d, d')는 변할 수 있으며, 이때 전형적으로 광학 축선(3)을 향하는 거리 d는 광학 축선(3)으로부터 떨어져 있는 거리 d'에 비해 증가할 수 있다.
도 7은 자기장을 적용시킴으로써 입자들의 소스, 즉 잔해 생성 구역(9)이 가상 잔해 생성 구역(9')으로 거리 d만큼 가상으로 시프트될 수 있는 방식을 나타낸다. 따라서, 효과적인 수용 폭이 감소될 수 있다.
자기장(B)이 존재하는 겨우, 전하(q) 및 속도(v)를 갖는 입자는 다음과 같이 주어진 로렌츠 힘(Lorentz force)을 받는다.
F = qv x B
결과로서, 자기장의 방향이 속도에 수직인 경우, 입자는 다음과 같은 반경(R)을 갖는 원형 이동경로를 따른다.
Figure 112009035743724-PCT00001
본 실시예에서, 자기장으로 인한 각도 편향(α)은 자기장이 적용되는 거리에 의존하며, 이는 거의 포일 트랩의 내반경(r0)과 같다. 편향 각도는 도 3에 나타낸 바와 같이 sinα=r0/R로 주어진다. 따라서, 입자의 이탈의 뚜렷한 지점은 다음에 의해 주어진 거리(d)만큼 변위된다.
Figure 112009035743724-PCT00002
이는 작은 값들의 α에 대하여 다음과 같이 감소된다.
Figure 112009035743724-PCT00003
수학식(2)로 치환함으로써, 잔해 입자들의 특성 파라미터들 q, m 및 v에 대해 변위(d)에 관한 다음 표현이 얻어진다:
Figure 112009035743724-PCT00004
영구 자석들 또는 전자석들을 이용하여, 1 T의 차수의 자기장이 상당히 쉽게 달성될 수 있다. 자기장이 소정 타입의 잔해에 대하여 변위(d)가 0.5 mm와 같도록 적용되는 경우, 이에 따라 효과적으로 그 잔해에 대한 수용 폭이 앞서 언급된 값의 1 mm 수용 폭에 비해 2 배만큼 감소된다. 그러므로, 2 mm의 수용 폭을 갖고, 여전히 동일한 정도의 잔해 경감을 얻는 포일 트랩을 구성할 수 있다. 이러한 포일 트랩은 단지 69 개의 포일들 및 70 %의 광학 투과를 가질 수 있다. 따라서, 자기장 을 적용함으로써 광학 투과가 상당히 개선된다.
도 8은 광학 축선을 따라 보이는, 자석들(26)의 4중극 자석 구성 및 전극들(5)의 정면도를 나타낸다. 이 구성에서, 마주하는 자석들(26)의 북극-남극 라인들은 전극들(5)의 종축에 일반적으로 평행하게, 또한 교번하여 방위된다. 따라서, 광학 축선(3)과 공통 축을 갖는 평면(22)을 향하여 입자들을 내부로 편향시키기 위해, 도 6에 도시된 방위를 따르는, 즉 전극들의 종축에 일반적으로 평행한 평면에서 광학 축선(3)의 양쪽으로 자기장의 일반적인 방향을 갖는 자기장이 생성될 수 있다. 따라서, 전형적인 구성들에 대해, 양으로 하전된 입자들이 (수평 방향으로 포커스하고, 수직 방향으로 퍼뜨림으로써) 수직 평면에 포커스된다. 대안적으로, 광학 축선의 양쪽에 2 개의 동일한 자극들을 배치함으로써 유사한(하지만 보다 덜 명확한) 편향 필드가 얻어질 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사선 시스템(1)의 또 다른 실시예의 개략적인 사시도를 나타낸다. 방사선 시스템(1)은 방사선 공간에서 방사선 빔을 발생시키도록 배치된다. 도 15는 도 14의 방사선 시스템(1)의 단면의 개략적인 사시도를 나타낸다. 도 2에 나타낸 방사선 시스템과 유사하게, 도 14 및 도 15에 나타낸 방사선 시스템(1)은 EUV 방사선을 발생시키는 플라즈마 생성 방전 소스를 포함한다. 상기 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치되는 한 쌍의 전극들(5), 및 전형적으로 전극들 사이에 방전을 제공하도록 한 쌍의 전극들(5) 사이에 증기를 생성하는 레이저를 포함하는 시스템을 포함한다. 또한, 전극들(5)은 상기 전극들(5)을 상호연결하는 방전 축선(40)을 정의한다. 방전 축선(40)은 전극들 사이의 중심 영역을 가로지른다. 방사선 공간은 실질적으로 방전 축선(40)에 대해 서로 역으로 방위된 2 개의 원뿔들(41 및 42) 사이에 경계되며, 상기 2 개의 원뿔들(41 및 42)은 실질적으로 전극들(5) 사이의 중심 영역 내에 그 정점(apex: 43)을 갖는다. 2 개의 원뿔들(41 및 42)은 디아볼로(diabolo) 타입의 외형을 갖는다. 또한, 방사선 시스템(1)은 2 개의 원뿔들(41 및 42) 사이에 경계된 방사선 공간(44) 내에 제공된 조준선으로부터 상기 전극들(5)로부터의 잔해를 포획하고, 상기 조준선 내의 전극들 사이의 중심 영역에 어퍼처를 제공하도록 구성되고 배치된 잔해 포획 차폐물을 포함한다. 잔해 포획 차폐물은 방전 축선(40)을 중심으로 적어도 180 ° 이상에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 270 ° 이상에 걸쳐 주변을 둘러싸서 연장된다. 차폐물이 적어도 180 ° 이상에 걸쳐 방전 축선(40)을 둘러싸도록 배치됨으로써, 플라즈마 소스의 효과적인 광출력이 비교적 높다. 플라즈마 소스에 의해 발생되고 잔해 포획 차폐물을 통과하는 방사선 빔은 도 2에 나타낸 방사선 시스템의 실시예에 비해 더 큰 구면 연장(spherical extension)을 갖는다. 결과로서, 추가 처리를 위해 수집될 수 있는 플라즈마 소스 출력의 성능이 도 2에 나타낸 방사선 시스템에 비해 증가한다. 또한, 방전 축선(40) 주위를 둘러싸는 잔해 포획 차폐물을 360 °까지 연장시킴으로써, 최적의 효과적인 광출력이 얻어진다. 일 실시예에서, 상기 차폐물은 약 270 ° 내지 약 360 °의 원주 범위에 걸쳐 연장되고, 방전 축선 부근의 공간은 예를 들어 검사를 위해, 및/또는 한 쌍의 전극들 사이에 증기를 생성하는 시스템 및/또는 냉각 구조체와 같은 디바이스들을 배치하기 위해 이용가능하다.
도 14의 방사선 시스템(1)의 잔해 포획 차폐물은 방전 축선(40)에 대해 실질적으로 회전 대칭인 링형 또는 부분 링형(ring section shaped) 구조체를 포함한다. 결과로서, 방전 축선(40) 중심의 실질적인 원주 범위 내에서 반경 방향들을 따라, 즉 방전 축선(40) 중심으로 적어도 180 ° 이상의 원주 범위 내에서 잔해 진압이 얻어질 수 있다. 잔해 포획 차폐물은 방전 축선(40)에 대해, 일반적으로 반경방향으로 방위된 판들의 정적 구성을 포함하며, 이때 판들은 판들 사이에 제공된 조준선으로부터 전극들을 차폐하도록 방위된다. 방전 축선(40)에 대해 적어도 45 ° 이상의 각도를 갖는 방향을 따라 우수한 잔해 진압이 얻어질 수 있는 것으로 보인다. 잔해 포획 차폐물의 판들은 동심의 원뿔형 표면들을 가지며, 및/또는 적어도 1 이상의 평면 부분을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 포일들로도 불리는 판들은 방전 축선(40)에 대해 정렬되고, 방전 축선을 따르는 중심 영역에 정점을 갖는 동심의 원뿔형 표면을 갖는다. 또 다른 실시예에서, 포일들은 다수의 평면 부분으로 구성될 수 있으며, 상기 포일은 방전 축선에 대해 정렬된다. 예를 들어, 각각의 포일은 그 단면이 6각형이거나 8각형일 수 있다.
도 9는 도 4를 참조하여 설명된, 일반적으로 반경방향으로 방위된 판들(14)의 정적 구성의 또 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는, 고형의 단일체(monolithic) 판들(14) 대신에, 적어도 몇몇 판들(14) 내에 일반적으로 판들(14)을 가로질러 방위되는 횡단부(traverse: 27)들이 제공된다. 이 실시예는 EUV 소스(4)로부터 알 수 있는 바와 같이 또 다른 하류의 판들(14)에 열적 격리를 제공할 수 있다. 또한, 가능하게는 도 3에 나타낸 유체 분사들을 적용함으로써, 바람직하게는 EUV 소스(4)에 대해 가까운 쪽의 판들(14) 상에서 판들(14)에 대한 열 부하가 더 관리될 수 있다. 또한, 판들(14)의 횡단부(27)를 통해 가스(28)가 안내될 수 있으며, 이는 판들(14)의 세정을 위해, 예를 들어 수소 라디칼 가스(hydrogen radical gas)에 대해 사용될 수 있다. 따라서, 잔해가 판들(14) 상에 증착되는 것을 방지하여, EUV 광이 판들을 더이상 통과할 수 없는 상황을 방지하기 위해 판들(14)이 세정될 수 있다. 바람직하게는, 포일 트랩을 시스템 외부로 꺼내지 않고 포일 트랩이 세정될 수 있다. 또한, 나타낸 포일 트랩 실시예에서의 추가 횡단부들의 원리는 다른 형태의 포일 트랩들, 특히 정적이지 않은 포일 트랩들에 대해서도 사용될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 횡단부들은 예를 들어 판들(14)을 통해 방산할 수 있고 하류에 제공된 광학 시스템(도시되지 않음)의 오염을 야기할 수 있는 중성 나노입자들을 더 트랩하기 위하여, 판들 내부의 구역 내에 버퍼 가스 구역을 제공하도록 버퍼 가스로서 사용될 수 있다. 도 9a는 횡단부들(27)을 갖는 실시예의 측면도를 나타내며, 이는 와이어들(29) 및 판 부분들(30)을 교번하여 사용할 수 있다.
도 9b는 도 3에 도시된 유체 분사 구성과 유사한 구성을 제공하기 위해 와이어들(29)만을 갖는 실시예를 나타낸다. 또한, 도 9c는 일반적으로 전극들(5)의 종축에 평행한 축선을 따라 볼 수 있는 도 9a에 도시된 판 실시예의 평면도를 나타낸다. 도 9b의 더 개방된 구조체는 수소 라디칼에 기초한 포일 트랩 세정을 통합하 는 경우에 장점을 가지며, 이는 상기 포일들의 표면에 반응하는 H 라디칼들을 가져오기가 더 쉬워지고, 포일 트랩(15) 외부로 반응 생성물들을 수송하기가 더 쉬워지기 때문이다. 하지만, 단점은 포일 트랩(15)의 흐름 저항이 더 낮아지게 된다는 것이며, 이는 높은 버퍼 가스 압력을 달성하는 것을 더 어렵게 할 수 있다. 그러므로, 판들 내의 개구부의 양을 최적화할 필요가 있다. 그러므로, 바람직한 실시예는 대부분의 경우에 도 9a에 나타낸 바와 같이 부분적으로 개방된 포일 구조체이다. 또한, 바람직한 실시예에서 H 세정은 전류 공급기(31)를 제공함으로써 도면들에 나타낸 유선 구조체(wired structure)들과 통합되며, 이는 적어도 판(14)의 와이어들(29) 일부에 연결된다. 이제, 수 개의 와이어들(29)을 통해 전류가 동시에 흐르게 하기 위하여, 적어도 판 내의 와이어들(29) 일부가 상호연결된다. 높은 충분한 전류(예를 들어, 0.4 mm 두께의 와이어에 대해 20 A)로, 전형적으로 H2 분자들이 해리되어 H 라디칼을 발생시키는 약 2000 ℃의 온도에 도달할 필라멘트(filament)를 형성할 것이다. 그 후, 이 H 라디칼은 시스템 외부로 펌핑되는 가스 SnH4를 형성하도록 Sn과 반응할 수 있다. 그러므로, 시스템에 H2를 추가하기 위하여 상기 실시예는 H2 가스 유입구(32)를 더 포함하며, 시스템으로부터 가스를 제거하도록 진공 펌프(33)를 포함한다(도 9c에 나타냄).
대안적으로, 증발을 이용하여 포획 차폐물로부터 잔해를 제거하는 것이 가능하다. 도 10은 200 내지 800 ℃ 범위의 온도에 대해 주석 및 리튬의 제거율을 계산하도록 수행되었던 계산의 그래프를 나타낸다. 또한, 주석에 대하여, 약 900 K 의 온도에 대해 약 0.1 nm/hour의 제거율이 계산되었고, 약 1400 K의 온도에 대해 거의 기하급수적인 증가로 약 1E5 nm/hour의 제거율이 계산되었다. 따라서, 이 온도 값들 사이의 범위에서 가열 시스템(이는 EUV 소스(4)일 수 있음)을 제공함으로써, 잔해 포획 차폐물로부터 잔해를 증발시키는 온도로 잔해 차폐물의 온도를 상승시키기 위해 잔해 포획 차폐물, 특히 도 4에 나타낸 종류의 포일 트랩(15)이 선택적으로 가열될 수 있다. 또한, 사용 중에 판들 사이에 버퍼 가스 흐름을 제공하는 역할을 하고, 세정 목적 특히 잔해 포획 차폐물로부터 증발된 잔해를 비우도록 가스 흐름을 제공하기 위해 오프라인으로 사용될 수 있는 가스 공급 시스템이 제공된다. 주석 플라즈마 소스에 대한 잔해 포획 차폐물의 특히 바람직한 상승 온도는 오프라인 세정 목적에 대해 적어도 900 K 이상일 수 있다. 따라서, 대안예는 화학적으로 반응하는 세정을 위해 제공될 수 있으며, 이는 광학기 시스템에 유해할 수 있다. 940 K(667 ℃)의 판들(14)의 온도에 대해, 0.4 nm/hour의 주석 증발이 달성될 수 있다.
주석보다 리튬이 상당히 더 높은 증기 압력을 갖고(약 9 크기의 정도(orders of magnitude)), 결과로서 상당히 더 높은 제거율도 갖기 때문에(0.4 nm/hr의 제거율이 단지 550 K(277 ℃)의 온도를 필요로 함), 리튬 플라즈마 소스가 사용되는 것이 유리하다. 이는 주석-오염 표면의 증발 세정보다 상당히 더 낮은 온도로 리튬-오염 표면들의 증발 세정을 적용하게 한다; 리튬으로 오염된 컬렉터 쉘(collector shell)들의 증발 세정이 실현가능하다.
도 11은 도 10을 참조하여 앞서 설명된 세정 원리의 일반적인 예시를 개략적 으로 나타낸다. 특히, 판(14)이 가열되어, 그 위에 증착된 잔해(8)가 증발될 것이다. 판(14)을 따라 가스 흐름(34)을 제공함으로써, 증발된 잔해 예를 들어 주석 증기(35)가 판으로부터 멀리 운반될 것이며, 이를 통해 판이 세정될 수 있다. 도 11은 포일 트랩의 판(14)을 따르는 가스 흐름에 대해 설명되었지만, 일반적으로 세정 원리는 특히 컬렉터 요소와 같은 하류 광학 요소들의 EUV 거울 표면들을 세정하는데 사용될 수 있다.
도 11에서, 거울로부터 멀리 주석 증기를 수송하기 위해 가스가 거울에 걸쳐 흐르고 있는 동안에 세정될 대상물(판(14) 또는 거울 광학기)이 가열된다. 가열은 가열 디바이스를 이용하여 행해질 수 있지만, 대상물의 능동 냉각(active cooling)을 일시적으로 감소시키고 EUV 소스에 의해 발생된 열을 사용할 수도 있다.
도 12에서, 이 기술은 EUV 리소그래피 셋업의 컬렉터(36)에 대해 사용된다. 이 실시예에서, 컬렉터 쉘들은 컬렉터 쉘의 반사 측으로부터 주석을 증발시키고, 아래의 컬렉터 쉘의 후면 상에 주석 증기를 증착시키기 위하여 하나씩(one-by-one) 가열된다. 컬렉터 쉘(37)이 가열되는 경우, 전형적으로 상기 쉘들의 양쪽에서 주석을 증발시킬 것이다. 이는 상기 쉘의 후면도 주석을 증발시키고, 위의 컬렉터 쉘의 반사면 상에 이를 증착시킨다는 것을 의미한다. 이를 방지하기 위해서는, 먼저 중심 쉘을 가열한 후, 다음 쉘 등을 계속해서 가열하는 것이 바람직하다. 따라서, 컬렉터 쉘들을 올바른 순서로 세정하고, 동시에 컬렉터 쉘의 온도를 제어함으로써, 반사면 상으로의 (재)증착을 최소화할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사선 시스템의 와이핑 모듈(60)의 개략적인 사시도를 나타낸다. 와이핑 모듈(60)에는 잔해 포획 차폐물의 각각의 판 표면들(62)을 따라 이동가능한 실질적으로 평행하게 방위된 다수의 와이핑 요소들(61)이 제공된다. 도 17 및 도 18은 와이핑 모듈(60)의 또 다른 개략적인 도면을 평면도 및 측단면도로 각각 나타낸다. 단일 프레임이 와이핑 요소들(61)을 지지한다. 특히, 와이핑 모듈은 개별적인 와이핑 요소들(61)이 빗(comb)의 핑거(finger)들을 형성하는 빗-형 구조체로서 구현된다. 와이핑 요소들(61)의 폭은, 상기 요소들(61)이 인접한 판 표면들 사이의 중간 공간(intermediate space: 63)을 채우도록 선택된다. 결과로서, 세정될 표면들에 대해 와이핑 모듈(60)의 1 이상의 이동을 수행함으로써, 서로 마주하여 배치된 판 표면들이 동시에 와이핑될 수 있다. 국부적인 와이핑 요소 폭(W)은 실질적으로 2 개의 인접한 판 표면들 간의 중간 공간(63) 거리와 같다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 또 다른 실시예에서, 와이핑 요소들은 실질적으로 평행하게 방위되지 않고, 그 외에 예를 들어 세정될 판의 표면 형상을 따르도록 서로 벗어나 배치된다는 것을 유의한다.
판 표면(62)에 대한 와이핑 요소(61)의 이동 경로를 따라 와이핑 모듈(60)을 이동시킴으로써, Sn 오염물과 같은 오염 입자들이 판 표면(62)으로부터 쓸리고 및/또는 밀릴 수 있다. 포일 트랩이라고도 하는 잔해 포획 차폐물의 판들 간의 간격들이 작을 수 있기 때문에, 오염 입자들이 상기 중간 공간들을 빠르게 채워서 포일 트랩의 투과를 매우 감소시킬 수 있다. 이는 특히 도 14 및 도 15를 참조하여 설명된 바와 같이 EUV 소스에 의해 방출된 마이크로 입자 잔해에 직접 노출되는 포일 트랩들을 이용하는 경우이다. 따라서, 와이핑 모듈(60)을 적용함으로써, 판 표면 들로부터 오염 입자들이 제거되어 포일 트랩의 투과를 개선할 수 있다.
와이핑 요소들(61)이 실질적으로 평행하게 방위되기 때문에, 유사하게 방위된 판 표면들이 세정될 수 있다. 또한, 와이핑 요소들을 지지하는데 단일 프레임을 이용하는 대신에, 와이핑 요소들을 지지하기 위해 다수 지지 요소들이 사용될 수 있다. 또한, 핑거-형 와이핑 요소들의 단부들을 서로 상호연결하여, 판들을 수용하는 슬롯들을 갖는 플레이트-형 구조체를 얻을 수 있다.
본 명세서에서, 와이핑 모듈의 사용 시 와이핑 요소들은 판 표면들에 대해 이동하며, 이는 순(net) 상대 이동이 발생하도록 와이핑 요소들 또는 판들 또는 둘 모두가 이동하는 것을 의미한다는 것을 유의한다. 판 표면들에 대한 와이핑 요소들의 이동 경로를 따라, 마주하는 2 개의 판 표면들 간의 중간 공간 거리가 실질적으로 일정하게 유지되어, 효율적인 와이핑 작업을 유지한다. 대안적인 실시예에서, 상기 경로를 따르는 마주하는 판 표면들 간의 거리는 예를 들어 와이핑 요소들의 이동에 대해 국부적으로 낮은 스윕(sweep) 저항을 제공하기 위해 변한다.
와이핑 요소들(61)은 각각의 판 표면들(62)에 대한 병진(translation) 및/또는 선회(swiveling) 이동을 수행하도록 배치된다. 도 16 내지 도 18에 나타낸 실시예에서, 와이핑 요소들(61)은 병진을 수행, 즉 상기 요소들(61)은 이동 방향(M)으로 와이핑 요소들이 연장되는 평면에 대해 실질적으로 가로질러 이동한다. 판들(62)은 실질적으로 평면이다. 또한, 잔해 포획 차폐물- 포일 트랩 -의 판 구조체는 실질적으로 이동 방향(M)으로 불변이어서, 와이핑 모듈(60)의 효율적인 세정 작업을 허용한다. 이동 방향(M)은 실질적으로 소스의 광학 축선 및 방전 축선에 대해 가로지른다.
소스의 전극들 사이의 방전(7)으로부터 보면, 판들(62)은 실질적으로 고정된 내반경 거리 및 고정된 외반경 거리 사이에서 연장된다(예를 들어, 도 18 참조). 도면들에서 추론될 수 있는 바와 같이, 특히 와이핑 요소들(61)이 이동 경로의 단부 위치들- 도 18에서, 최고 및 최저 위치 -에 있는 경우에 일부 공간은 소스와 컬렉터 사이에 와이핑 모듈(60)을 수용하도록 준비되어야 한다.
오염 입자들, 예를 들어 Sn의 축적률에 의존하여, 와이핑 모듈(60)이 특정 시간 구간에, 예를 들어 매 5 분에 한번 포일 트랩의 판 표면들을 따라 이동될 수 있다. 이는 소스의 작동 시 온라인으로 행해질 수 있다. 하지만, 와이핑 동작 시 상당량의 방사선이 차단될 수 있으며, 예를 들어 도즈 센서를 갖는 피드백 시스템을 이용하여 더 긴 조명 시간으로 이 조명의 손실을 보상할 필요가 있을 수 있다. 정지 위치에서의 와이핑 모듈(60)의 비-작동 상태에서는, 여하한의 방사선 차단을 상쇄하기 위해 와이핑 모듈이 소스의 수집 각도 외부에 배치되는 것이 바람직하다. 일 예시로서, 와이핑 모듈은 비-작동 상태에서 최고 및 최저 위치에 배치될 수 있다. 대안적으로, 와이핑 모듈은 광학 축선 상에, 도 18에 나타낸 위치에 배치되어, 소스 방사선 경로들과 최적으로 정렬될 수 있으므로 광학 손실들이 비교적 작게 된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 실시예에서, 와이핑 모듈은 와이핑 이동 시 수집되는 오염 입자들로부터 와이핑 요소들(61)을 세정하도록 위치되는 1 이상의 와이퍼들(64)을 더 포함한다. 또한, 와이핑 모듈은 와이핑 요소들로부터 제거되는 오염 입자들을 수집하도록 수집 베이스(collection base: 65)를 포함하는 것이 바람직하다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 와이퍼들(64)은 모듈이 최고 위치 또는 최저 위치에 있는 경우에 와이핑 요소들을 세정하도록 위치될 수 있다. 대안적으로, 와이퍼들은 최고 위치 또는 최저 위치 중 하나에서 와이핑 요소들을 세정하도록 위치될 수도 있다. 도 18에 나타낸 실시예에서, 와이퍼들(64)은 와이핑 요소들(61)의 표면을 따라 이동을 수행한다. 1 이상의 수집 베이스(65) 내에 오염 입자들을 수집함으로써, Sn과 같은 입자들이 예를 들어 재-사용을 위해 제거될 수 있다. 본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 와이핑 요소들(61)은 정지 와이퍼(64)를 따라 이동하도록 배치되며, 이는 예를 들어 와이핑 모듈 실시예의 개략적인 단면도를 나타내는 도 19를 참조한다. 명확하게는, 와이퍼가 서로에 대해 마주하여 배치되고, 와이핑 요소들(61)을 수용하는 수용 개구부(receiving opening)를 정의하는 2 개의 와이퍼 부분들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 또 다른 실시예들에서, 와이핑 요소들은 다른 방식으로 예를 들어 수소 또는 할로겐 세정 또는 증발 공정을 이용함으로써 세정된다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 방사선 시스템의 와이핑 모듈(60)의 개략적인 사시도를 나타낸다. 여기에서, 포일 트랩의 판들(14)은 곡선이며, 특히 판들이 도 14를 참조하여 설명된 소스의 방전 축선에 대해 정렬된 동심의 원뿔 표면들을 갖는다. 판들의 정점은 실질적으로 방전 축선을 따라 중심 영역에 위치된다. 도 20에 나타낸 실시예에서, 와이핑 모듈(60)의 와이핑 요소들(61)은 각각의 판 표면들에 대한 선회 이동을 수행하도록 배치된다. 선회 이동의 선회 축 선은 실질적으로 EUV 소스의 방전 축선과 일치한다. 판들 간의 간격이 방전 축선에 대한 선회 중에 실질적으로 불변이기 때문에, 효과적이고 효율적인 와이핑 작업이 수행될 수 있다. 도 20에 나타낸 방사선 시스템에서, 더 빽빽한 구성이 얻어진다. 특히, 비-작동 상태에서의 와이퍼 모듈에 대해 실질적인 추가 공간이 요구되지 않는다. 또한, 와이핑 요소들은 작동 시 단지 최소량의 방사선을 차단하는데, 이는 와이핑 요소들이 항상 전극들 사이의 중심 영역과 정렬되기 때문이다. 또한, 와이핑 요소들의 극단 위치들에서의 세정 공정이 더 쉬워진다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 예를 들어 산화물의 감소에 의해, 또는 코팅을 적용함으로써 습윤(wetting) 특성들을 향상시키도록 와이핑 요소들의 표면이 처리된다.
설명된 와이핑 모듈 변형들은 다른 잔해 포획 차폐물 형태들과 조합하여 적용될 수도 있다는 것을 유의한다. 일 예시로서, 이러한 와이핑 모듈은 적어도 180 ° 이상에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 270 ° 이상에 걸쳐, 선택적으로는 360 °에 걸쳐 방전 축선을 중심으로 둘러싸서 연장되는 잔해 포획 차폐물과 조합하여 적용될 수 있다. 이러한 실시예에서는, 잔해 포획 차폐물이 방전 축선에 대해 회전되어, 정지 와이핑 모듈에 의해 세정 동작을 수행할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 방사선 공간 내에 방사선 빔을 발생시키는 방사선 시스템이 제공되며, 상기 방사선 시스템은 극자외 방사선을 발생시키도록 구성되고 배치된 플라즈마 생성 방전 소스를 포함하고, 상기 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치된 한 쌍의 전극들 및 상기 전극들 사이에 핀치 플라즈마를 제공하기 위해 한 쌍의 전극들 사이에 방전을 생성하도록 구성되고 배치된 시스템을 포함하며, 잔해 포획 차폐물은 상기 전극들로부터 잔해를 포획하도록 구성되고 배치된 판들을 포함하고, 와이핑 모듈에는 상기 판들의 각 표면들을 따라 이동가능한 실질적으로 평행하게 방위된 다수의 와이핑 요소들이 제공된다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 바람직한 실시예에서, 판 표면들 간의 중간 거리는 세정될 판 표면에 대한 와이핑 요소의 이동 경로를 따라 실질적으로 불변이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 시스템의 개략적인 측단면도를 나타낸다. 방사선 시스템(1)은 도 14 및 도 15를 참조하여 설명된 잔해 포획 차폐물 및 플라즈마 생성 방전 소스를 포함한다. 상기 소스는 한 쌍의 전극들(5)을 포함하며, 이 전극들 사이에서 방사선 시스템(1)의 작동 시 방전(7)이 발생된다. 서로 역으로 방위된 2 개의 원뿔들 사이에서 경계되는 방사선 공간에서, 발생되는 방사선 빔은 일반적으로 반경방향으로 방위된 판들(14)의 정적 구성을 갖는 잔해 포획 차폐물을 통과한다. 나타낸 실시예에서, 판들(14)은 링-형 포일 트랩을 형성한다. 또한, 상기 시스템(1)은 발생된 방사선 빔을 수정하는 컬렉터 구성을 포함하며, 이때 컬렉터 구성은 실질적으로 방전 축선을 중심으로 원주 방향으로 플라즈마 생성 방전 소스를 둘러싼다. 컬렉터 구성은 실질적으로 상기 플라즈마 주위를 둘러싸서 연장되는 수직 입사 반사기(44)를 포함한다. 도 21에서, 반사기(44)의 상부 단면(44a) 및 하부 단면(44b)이 도시된다. 반사기(44)는 포일 트랩을 통과한 방사선 빔을 반사시키도록 배치된다. 나타낸 실시예에서, 반사기(44)에는 반사기 표면 상에 입사하는 빔(46a 및 46b)이 중간 포커스 지점(50)을 향해 전달 되는 수 렴 빔(converging beam: 48a 및 48b)으로 변형되도록 타원 반사기 표면이 제공된다. 컬렉터 구성은 특히 잔해 포획 차폐물이 원주 방위 내에 방전 축선(40)을 완전히 둘러싸지 않는 경우에 감소된 원주 범위에 걸쳐, 예를 들어 플라즈마 소스에 대해 약 270 °의 원주 범위에 걸쳐 연장되도록 배치될 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 단일 수직 입사 컬렉터를 적용하는 대신에, 그레이징(grazing) 입사 컬렉터 또는 수직 입사 컬렉터와 그레이징 입사 컬렉터의 조합이 적용될 수 있다.
또한, 실질적으로 플라즈마 생성 방전 소스를 둘러싸는 컬렉터 구성은 플라즈마 소스의 전극들로부터 잔해를 포획하고, 방사선 공간 내에 제공된 조준선으로부터 상기 전극들을 차폐하며, 상기 조준선 내의 상기 전극들 사이의 중심 영역에 어퍼처를 제공하도록 구성되고 배치된 잔해 포획 차폐물을 갖는 본 발명에 따른 방사선 시스템과 조합하여 적용될 뿐만 아니라, 예를 들어 회전 포일 트랩 구성이 제공된 다른 방사선 시스템들과도 조합하여 적용될 수 있다는 것을 유의한다. 그러므로, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 방사선 공간 내에 방사선 빔을 발생시키는 방사선 시스템이 제공되며, 상기 방사선 시스템은 극자외 방사선을 발생시키도록 구성되고 배치된 플라즈마 생성 방전 소스를 포함하고, 상기 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치된 한 쌍의 전극들 및 상기 전극들 사이에 핀치 플라즈마를 제공하기 위해 상기 한 쌍의 전극들 사이에 방전을 생성하도록 구성되고 배치된 시스템, 및 발생된 방사선 빔을 수정하는 컬렉터 구성을 포함하며, 상기 컬렉터 구성은 실질적으로 상기 전극들을 상호연결하는 방전 축선을 중심으로 원주 방향으로 플라즈마 생성 방전 소스를 둘러싼다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 서, 컬렉터 구성은 적어도 180 ° 이상에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 270 ° 이상에 걸쳐, 선택적으로는 360 °에 걸쳐 방전 축선을 중심으로 둘러싸서 연장된다. 본 발명에 따른 또 다른 바람직한 실시예에서, 컬렉터 구성은 실질적으로 전극들 사이의 방전 축선에 대해 회전 대칭이다.
도 22는 잔해 포획 차폐물의 개방된 반각의 함수로서 수집가능한 광전력의 다이어그램을 나타낸다. 총 4π로부터 도 14의 원뿔들(41 및 42)에 할당된 입체각을 감산함으로써, 잔해 포획 차폐물을 통해 투과되는 효과적이고 수집가능한 광전력의 양이 계산될 수 있다. 개방된 반각(α)의 단일 원뿔에 의해 마주 대해진 입체각은 2π(1 - cosα)에 의해 주어진다. 따라서, 수집될 수 있는 총 입체각은 다음에 의해 주어진다:
Figure 112009035743724-PCT00005
이때 θ는 포일 트랩의 개방된 반각이다. 예를 들어, θ = 45 °인 포일 트랩은 총 4π의 입체각의 71 %를 덮는다.
잔해 포획 차폐물을 통해 실제로 투과되는 전력의 양은, 덮인 입체각에 걸쳐 잔해 포획 차폐물의 투과를 통합함으로써 계산될 수 있다. 잔해 포획 차폐물의 투과는 포일들 간의 더욱더 조밀한 간격으로 인해 θ와 더불어 증가한다.
도 22는 잔해 포획 차폐물의 개방된 반각의 함수로서 수집가능한 광전력의 다이어그램을 나타낸다. 다이어그램은 수학식(6)에 따른 차폐물의 반각의 함수로서 수집가능한 입체각을 나타내는 제 1 곡선(80)을 도시하며, 이는 광전력이 4π로 방출되고 차폐물을 통과함에 있어서 손실들이 발생하지 않는다고 가정한다. 또한, 다이어그램은 광 손실들이 전형적인 포일 트랩 차폐물의 파라미터들에 따라 통합되는 제 2 곡선(81)을 나타낸다. 다이어그램으로부터, 일 예시로서 θ = 45 °인 포일 트랩을 이용하여, 4π로 방출된 방사선의 45 %가 포일 트랩 이후에 수집될 수 있다는 것이 추론될 수 있다. 또한, 다이어그램은 도 5에 나타낸 전형적인 방사선 시스템에서 포일 트랩 내의 손실이 없는, 또한 손실이 있는 수집가능한 전력을 각각 나타내는 제 3 및 제 4 곡선(82 및 83)을 도시하며, 이는 방사선 빔의 광학 축선에 대한 전형적인 수집을 가정한다. 다이어그램으로부터 알 수 있는 바와 같이, θ = 45 °인 전형적인 링-형 포일 트랩을 이용하여 수집될 수 있는 광전력의 양은, 예를 들어 도 5에 나타낸 포일 트랩을 이용하여 방사선 빔을 수집하는 전형적인 방사선 시스템에서의 수집가능한 전력보다 약 4 배 더 높다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 분명히 알 것이다.

Claims (47)

  1. 방사선 공간 내에 방사선 빔을 발생시키는 방사선 시스템에 있어서:
    극자외 방사선을 발생시키도록 구성되고 배치된 플라즈마 생성 방전 소스(plasma produced discharge source)- 상기 플라즈마 생성 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치된 한 쌍의 전극들, 및 상기 전극들 사이에 핀치 플라즈마(pinch plasma)를 제공하기 위해 상기 한 쌍의 전극들 사이에 방전을 생성하도록 구성되고 배치된 시스템을 포함함 -; 및
    상기 전극들로부터 잔해를 포획하고, 상기 방사선 공간 내에 제공된 조준선(line of sight)으로부터 상기 전극들을 차폐하며, 상기 조준선 내의 상기 전극들 사이의 중심 영역에 어퍼처(aperture)를 제공하도록 구성되고 배치된 잔해 포획 차폐물(debris catching shield)을 포함하는 방사선 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 공간은 광학 축선에 대한 사전설정된 구면각에 의해 경계되는 방사선 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물은 적어도 1 이상의 유체 분사(fluid jet)를 포함하는 방사선 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유체 분사는 용융 주석 또는 주석 화합물을 포함하는 방사선 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주석 화합물은 Ga-In-Sn을 포함하는 방사선 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물은, 상기 전극들의 종축(longitudinal axis)에 마주하여, 또한 일반적으로 평행하게 배치된 한 쌍의 유체 분사들에 의해 제공되는 방사선 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물은 상기 중심 영역에 대해 반경 방향(radial direction)으로 배치된 복수의 유체 분사들을 포함하는 방사선 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 유체 분사들은 서로 인접하여 제공되는 방사선 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물은 상기 전극들로부터 약 0.5 mm 내지 약 25 mm 범위의 거리에 제공되는 방사선 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물은 전극 종축에 일반적으로 평행하게 이동하는 이동 요소에 의해 제공되는 방사선 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동 요소를 안내하기 위해, 냉각재를 포함한 컨테이너(container)가 제공되는 방사선 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물은 상기 중심 영역에 대해 일반적으로 반경방향으로 방위된 판(platelet)들의 정적 구성을 포함하고, 상기 판들은 상기 판들 사이에 제공된 조준선으로부터 상기 전극들을 차폐하도록 방위되는 방사선 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들 간의 거리는 상기 광학 축선으로부터 멀어지는 거리들에 대해 증가되는 방사선 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들 간의 거리는 약 0.5 mm 내지 약 3 mm의 범위인 방사선 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 전극들과 상기 차폐물 사이에 전자기 편향 필드(electromagnetic deflecting field)를 적용하도록 배치된 전자기 편향 필드 유닛을 더 포함하는 방사선 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전자기 편향 필드 유닛은 정적 자기장을 제공하는 방사선 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 정적 자기장은, 상기 반경방향으로 방위된 판들을 따라 방위된 평면을 향해 양(positive)의 입자들을 편향시키도록 배치된 4중극 필드(quadrupole field)로서 제공되는 방사선 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 평면은 상기 광학 축선을 따라 제공되는 방사선 시스템.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들을 통해 수소 라디칼(hydrogen radical)들을 안내하는 수소 라디칼 공급 시스템을 더 포함하는 방사선 시스템.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들의 적어도 일부에는, 일반적으로 상기 판들을 가로질러 방위된 횡단부(traverse)들이 제공되는 방사선 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 횡단부들에는 와이어(wire)들이 제공되는 방사선 시스템.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 횡단부들을 통해 수소 라디칼들을 안내하는 수소 라디칼 공급 시스템을 더 포함하는 방사선 시스템.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들의 적어도 일부는 유체 분사에 의해 제공되는 방사선 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 유체 분사는 용융 주석 또는 주석 화합물을 포함하는 방사선 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 주석 화합물은 Ga-In-Sn을 포함하는 방사선 시스템.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물로부터 상기 잔해를 증발시키는 온도로 상기 잔해 포획 차폐물의 온도를 상승시키도록 선택적으로 가열될 수 있는 가열 시스템; 및 상기 잔해 포획 차폐물로부터 상기 증발된 잔해를 비우도록 가스 흐름을 제공하는 가스 공급 시스템을 더 포함하는 방사선 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 상승 온도는 주석 잔해를 제거하도록 적어도 900 ℃ 이상인 방사선 시스템.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 상승 온도는 리튬 잔해를 제거하도록 적어도 270 ℃ 이상인 방사선 시스템.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 생성 방전 소스는 주석, 리튬 또는 크세논을 포함하는 방사선 시스템.
  30. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들은 모세관 작용(capillary action)을 통해 상기 판들로부터 상기 잔해를 제거하는 다공성 특성의 재료로서 제공되는 방사선 시스템.
  31. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들의 기계적 자극(mechanical excitation)을 통해 상기 판들로부터 상기 잔해를 제거하는 자극기(excitator)를 더 포함하는 방사선 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 자극기는 상기 판들에 진동들을 제공하는 진동기를 포함하는 방사선 시스템.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 자극기는 원심 작용을 통해 상기 판들로부터 상기 잔해를 제거하는 원심기를 포함하는 방사선 시스템.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 판들로부터 제거된 잔해를 포획하는 게터(getter)를 더 포함하는 방사선 시스템.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전극들 사이에 방전을 생성하도록 구성되고 배치되는 상기 시스템은 레이저를 포함하는 방사선 시스템.
  36. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극들은 상기 전극들을 상호연결하는 방전 축선을 정의하고, 상기 방사선 공간은 실질적으로 상기 방전 축선에 대해 서로 역으로 방위된 2 개의 원뿔들 사이에 경계되며, 상기 원뿔들은 실질적으로 상기 전극들 사이의 상기 중심 영역에 원뿔들의 정점(apex)을 갖는 방사선 시스템.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 잔해 포획 차폐물은 적어도 180 ° 이상에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 270 ° 이상에 걸쳐, 선택적으로는 360 °에 걸쳐 상기 방전 축선을 중심으로 둘러싸서 연장되는 방사선 시스템.
  38. 제 12 항에 있어서,
    상기 판들은 동심의 원뿔형 표면들을 갖고, 및/또는 적어도 1 이상의 평면 부분(planar section)을 포함하는 방사선 시스템.
  39. 제 36 항에 있어서,
    발생된 방사선 빔을 수정하는 컬렉터 구성(collector configuration)을 더 포함하고, 상기 컬렉터 구성은 실질적으로 상기 방전 축선 중심의 원주 방향(circumferential direction)으로 상기 플라즈마 생성 방전 소스를 둘러싸는 방사선 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 컬렉터 구성은 수직 입자 반사기 및/또는 그레이징(grazing) 입사 반사기를 포함하는 방사선 시스템.
  41. 제 12 항에 있어서,
    각각의 판 표면들을 따라 이동가능한 다수의 와이핑 요소(wiping element)들이 제공된 와이핑 모듈을 포함하는 방사선 시스템.
  42. 제 41 항에 있어서,
    단일 프레임이 상기 와이핑 요소들을 지지하는 방사선 시스템.
  43. 제 41 항에 있어서,
    상기 와이핑 모듈은 빗(comb)-형 구조체를 갖는 방사선 시스템.
  44. 제 41 항에 있어서,
    상기 와이핑 요소들은 상기 각각의 판 표면들에 대해 병진(translation) 및/또는 선회(swiveling) 이동을 수행하도록 배치되는 방사선 시스템.
  45. 제 41 항에 있어서,
    판 표면에 대한 와이핑 요소의 이동 경로를 따라, 국부적인 와이핑 요소의 폭은 실질적으로 상기 판 표면과 인접한 판 표면 간의 중간 간격 거리와 일치하는 방사선 시스템.
  46. 제 41 항에 있어서,
    판 표면에 대한 와이핑 요소의 이동 경로를 따라, 상기 판 표면과 인접한 판 표면 간의 중간 간격 거리는 실질적으로 일정한 방사선 시스템.
  47. 리소그래피 장치에 있어서:
    방사선 공간 내에 정의되는 방사선 빔을 발생시키도록 구성되고 배치된 방사선 시스템- 상기 방사선 시스템은:
    극자외 방사선을 발생시키도록 구성되고 배치된 플라즈마 생성 방전 소스- 상기 플라즈마 생성 방전 소스는 전압 차가 제공되도록 구성되고 배치된 한 쌍의 전극들, 및 상기 전극들 사이에 핀치 플라즈마를 제공하기 위해 상기 한 쌍의 전극들 사이에 방전을 생성하도록 구성되고 배치된 시스템을 포함함 -; 및
    상기 전극들로부터 잔해를 포획하고, 상기 방사선 공간 내에 제공된 조준선으로부터 상기 전극들을 차폐하며, 상기 조준선 내의 상기 전극들 사이의 중심 영역에 어퍼처를 제공하도록 구성되고 배치된 잔해 포획 차폐물을 포함함 -;
    상기 방사선 빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 디바이스; 및
    기판 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.
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