KR20120051740A - 플라즈마 발생 파편으로부터 ｅｕｖ 광원의 내부 구성품을 보호하기 위한 시스템 - Google Patents

플라즈마 발생 파편으로부터 ｅｕｖ 광원의 내부 구성품을 보호하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

플라즈마 형성에 의해 발생된 파편으로부터 EUV 광원 플라즈마 생성 챔버 광소자 표면을 보호하기 위한 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 쉴드가 개시되어 있는데 이것은 광소자와 플라즈마 형성 사이트 사이에서 위치된 적어도 하나의 중공 튜브를 포함하고 있다. 튜브는 파편을 포착하는 한편 비교적 작은 각도로 반사를 통해 튜브의 루멘을 광이 통과하도록 향해 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 쉴드는 쉴드에 퇴적된 파편 재료의 하나 이상의 종을 제거하기에 충분한 온도로 가열되도록 개시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 쉴드가 광원 플라즈마 챔버로부터 쉴드가 청소되는 크리닝 챔버까지 움직이는 시스템이 개시되어 있다.

Description

플라즈마 발생 파편으로부터 ＥＵＶ 광원의 내부 구성품을 보호하기 위한 시스템{SYSTEMS FOR PROTECTING INTERNAL COMPONENTS OF AN ＥＵＶ LIGHT SOURCE FROM PLASMA-GENERATED DEBRIS}
본 발명은 예를 들면, 약 20nm 이하의 파장에서, 반도체 집적 회로 제조 포토리소그래피 프로세스 처리 기계를 위해, EUV 광원 발생 챔버의 외부에서 사용하도록 소스 물질로부터 만들어지고 그리고 촛점으로 향하여 모이는 EUV(extreme ultraviolet) 광을 제공하는 EUV 광 발생기에 관한 것이다.
극자외("EUV") 광, 즉 약 20nm 이하의 파장(소프트 x-레이라고도 함)을 가진, 그리고 약 13.5nm의 파장의 광을 포함하는 전자기(electromagnetic) 방사(radiation)는 포토리소그래피 공정에 사용될 수 있어서, 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 극도로 작은 피처를 만들어 낸다.
EUV 광을 생성하는 방법은 EUV 범위에서 방사선을 가지고, 재료를 예를 들면, 크세논, 리튬 또는 주석과 같은 원소를 가진 플라즈마 상태로 전환하는 단계를 포함하고 있는데, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 이러한 하나의 방식에서, 종종 방전 생성 플라즈마("DPP":electrical discharge produced plasma)라고 부르는, 플라즈마는 한쌍의 전극 사이에서 방전에 의해 생성될 수 있다. 또 다른 방법에서, 필요한 플라즈마는 레이저 빔으로 필요한 라인-방출 원소를 갖춘 재료의 방울, 스트림, 또는 클러스터와 같은, 타겟 재료를 방사함으로써 생성될 수 있다. 이러한 후자의 공정은 레이저 생성 플라즈마("LPP")라 한다.
각각의 이들 공정에 대하여, 플라즈마는 전형적으로 진공 챔버와 같은 밀봉된 용기에서 생성되고, 그리고 여러가지 형태의 계측 장비를 사용하여 모니터한다. EUV 방사를 발생시키는 것에 더하여, 이들 플라즈마 공정은 또한 플라즈마 형성으로부터 열, 높은 에너지 이온 및 흩어진 파편(debris), 즉 플라즈마 형성 공정에서 완전히 이온화되지않은 소스 재료의 원자 및/또는 덩어리를 포함할 수 있는 플라즈마 챔버의 원하지 않는 부산물을 전형적으로 발생시킨다.
이들 플라즈마 형성 부산물은 잠재적으로 여러가지 플라즈마 챔버 광소자의 작동 효율을 감소시키거나 손상시키는데, 이러한 광소자는 계측 검출기의 표면, 플라즈마 형성 공정을 영상화하는데 사용되는 윈도우, 그리고 LPP의 경우에, 레이저 입력 윈도우를 포함하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 열, 높은 에너지 이온 및/또는 소스 재료 파편은 여러 가지 방식으로 광소자를 손상시킬 수 있는데, 이러한 여러 가지 방식은 광소자의 가열, 광송신을 감소시키는 재료로 광소자를 코팅, 광소자 내로의 침투, 그리고 구조적인 무결성 손상 및/또는 광학적 특성의 손상, 예를 들면 이러한 짧은 파장으로 광을 반사하는 미러의 성능, 광소자를 코로딩(corroding) 또는 에로딩(eroding)하고 및/또는 광소자 내로의 확산에 있어서의 손상을 포함한다. 또한, 일부의 광소자, 예를 들면 레이저 입력 윈도우는 진공 챔버의 일부를 형성하고 그러므로 진공이 플라즈마 챔버에 존재할 때 스트레스를 받는다. 이들 소자에 관해서, 퇴적과 가열이 결합하여 파손(즉, 균열)을 일으키고, 소자가 진공의 손실을 일으켜 비용이 많이 드는 수리가 필요하다.
소자를 청소하거나 수리할 목적으로 플라즈마 챔버의 오염된 또는 손상된 광소자로의 접근은 값비싸고, 노동 집약적이고 그리고 시간이 많이 드는 작업이다. 특히, 이들 시스템은 플라즈마 챔버가 개방된 후 재시작하기 전에 플라즈마 챔버의 퍼징 및 진공 펌프-다운하는데는 복잡하고 그리고 시간이 많이 소비된다. 이렇게 긴 공정은 생산 계획에 악영향을 미칠 수 있고 그리고 광원의 전반적인 효율을 감소시키는데, 이에 대하여 작업중단이 거의 없이 작동되는 것이 전형적으로 바람직하다.
상기한 내용을 감안하여, 본 출원인은 여러 가지 플라즈마 챔버 광소자의 수명을 증가시키기 위해서 그리고 플라즈마 챔버의 개방을 필요로 하는 메인티넌스 작동 사이의 시간을 증가시키기 위해서 유용한 쉴딩 시스템 및 방법을 개발했다.
플라즈마 형성에 의해 발생된 파편으로부터 EUV 광원 플라즈마 생성 챔버 광소자 표면을 보호하기 위한 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 광 전달 쉴드가 개시되어 있는데 이것은 쉴드가 플라즈마 형성 사이트와 광소자 사이에 배치되는 최초의 위치로부터 크리닝 챔버 내로 이동가능하다. 최초의 위치에서, 쉴드는 광소자 표면 쪽으로 향하는 파편이 표면에 도달하는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 플라즈마 챔버 광소자를 위한 쉴드가 개시되어 있는데 이것은 쉴드에 퇴적된 파편 물질의 하나 이상의 종(species)을 제거하기에 충분한 온도까지 가열할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 플라즈마 챔버 광소자를 위한 쉴드 시스템이 개시되어 있는데 이것은 광소자와 플라즈마 형성 사이트 사이에 위치된 적어도 하나의 중공 튜브를 포함하고 있다. 튜브는 비교적 작은 각도의 입사각으로 반사를 통해 튜브의 루멘(즉, 구멍)을 광이 통과하도록 하는 한편 파편을 포착하도록 위치되어 있다.
여러 가지 플라즈마 챔버 광소자의 수명을 증가시키기 위해서 그리고 플라즈마 챔버의 개방을 필요로 하는 메인티넌스 작동 사이의 시간을 증가시키기 위해서 유용한 쉴딩 시스템 및 방법을 개발했다.
도 1은 본 발명의 한 면에 따라 레이저 발생 플라즈마 EUV 광원에 관한 전반적인 개념의 개략도;
도 2는 본 발명의 실시예의 한 면에 따라 플라즈마-소스 파편으로부터 광소자 표면을 보호하기 위한 시스템의 가능한 실시예의 개략적인 단면도;
도 2a는 본 발명의 실시예의 한 면에 따라 쉴드를 크리닝 챔버 내로 이동시키기 위한 슬라이더 기구의 하나의 실시예의 개략적인 단면도;
도 3은 플라즈마 소스 재료 파편으로부터 플라즈마 챔버 광소자를 보호하기 위한 쉴드 시스템의 다른 가능한 실시예의 개략적인 측면도;
도 3a는 중공 튜브를 통해 예시적인 광선의 경로 그리고 중공 튜브에 의해 포착되는 예시적인 파편 입자의 경로를 보여주는 복수의 중공 튜브의 개략적인 측면도;
도 3b는 하나의 구부러진 중공 튜브를 갖춘 플라즈마 소스 재료 파편으로부터 플라즈마 챔버 광소자를 보호하기 위한 쉴드 시스템의 다른 가능한 실시예의 개략적인 측면도;
도 3c는 하나의 직선 중공 튜브를 갖춘 플라즈마 소스 재료 파편으로부터 플라즈마 챔버 광소자를 보호하기 위한 쉴드 시스템의 다른 가능한 실시예의 개략적인 측면도;
도 4는 광 전달 쉴드를 가열하기 위한 히터를 갖춘 플라즈마 소스 재료 파편으로부터 플라즈마 챔버 광소자를 보호하기 위한 쉴드 시스템의 다른 가능한 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따라서 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원(20), 즉 예시적인 생성 EUV 광원의 개략도이다. 본 발명을 레이저 생성 플라즈마(LPP)를 참조하여 예시하였지만, 본 발명은 전기 방전 생성 플라즈마("DPP")를 포함하는 플라즈마를 생성하는 다른 타입의 광원에도 동일하게 적용될 수 있는데, 전기 방전 생성 플라즈마의 대표적인 구성은 동일 출원인의 미국특허 6,815,700호에 개시되어 있다.
도 1을 더 참조하면, LLP 광원(20)은 고 전력 또는 고 펄스 반복율로 작동되는 분자 불소 레이저 또는 가스 방출 엑시머와 같은, 펄스 레이저 시스템(22)을 포함할 수 있고 그리고 예를 들면 미국특허 6,625,191호, 6,549,551호 및 6,567,450호에 개시된 바와 같이, MOPA 배열 레이저 시스템이 될 수 있다. 광원(20)은 또한 타겟 전달 시스템(24)을 포함하고 있는데, 예를 들면 액체 방울, 액체 스트림, 고체 입자 또는 클러스터, 액체 방울 내에 포함된 고체 입자 또는 액체 스트림 내에 포함된 고체 입자의 형태로 타겟을 전달한다. 타겟은 예를 들면, 플라즈마 형성 사이트(28)로 챔버(26)의 내부로 타겟 전달 시스템(24)에 의해 전달될 수 있는데, 이 사이트는 "화이어 볼" 사이트 또는 점화 사이트로 알려져 있다.
레이저 펄스는 펄스 레이저 시스템(22)으로부터 레이저 광축(55)을 따라 챔버(26)에서 레이저 입력 윈도우(57)를 통해 적절히 촛점 맞추어진 조사 사이트로 전달되어 플라즈마를 형성하는 화이어 볼 또는 점화를 만드는데, 이것은 타겟의 재료에 따라서, 점화 동안에 또는 점화 후에 플라즈마로부터 방출된 파편의 타입과 양 그리고 생성된 EUV 광의 파장을 포함하는 일정한 특징을 가지고 있다.
광원은 또한 레이저 광이 통과하여 점화 사이트(28)에 도달하게 되는 구멍을 가진 절두원추 타원의 형태의 예를 들면, 반사기와 같은 콜렉터(30)를 포함할 수 있다. 콜렉터(30)는 예를 들면 점화 사이트(28)에서 제 1 촛점 그리고 EUV 광이 광원으로부터 출력되고 그리고 예를 들면 집적회로 리소그래피 톨(도시생략)에 입력되는 소위 중간 지점(40)(또한, 중간 촛점(40)이라고도 함)에서 제 2 촛점을 가진 타원형 미러가 될 수 있다.
펄스 시스템(22)은 예를 들면 듀얼 챔버 가스 방출 레이저 시스템으로 구성된 마스터 오실레이터 파워 증폭기("MOPA")를 포함하고 있는데, 이것은 오실레이터 레이저 시스템(44)을 위한 펄스 파워 타이밍 모니터링 시스템(54) 그리고 증폭기 레이저 시스템(48)을 위한 펄스 파워 타이밍 모니터링 시스템(56)과 함께, 오실레이터 레이저 시스템(44)을 위한 자기 리액터 전환 펄스 압축 및 타이밍 회로(50) 그리고 증폭기 레이저 시스템(48)을 위한 자기 리액터 전환 펄스 압축 및 타이밍 회로(52)를 갖춘, 예를 들면 오실레이터 레이저 시스템(44)과 증폭기 레이저 시스템(48)을 가지고 있다. 시스템(20)은 또한 EUV 광원 제어기 시스템(60)을 포함할 수 있고, 그리고 예를 들면, 레이저 빔 위치 시스템(66)과 함께, 타겟 위치 검출 피드백 시스템(62)과 점화 제어 시스템(65)을 포함할 수 있다.
타겟 위치 검출 시스템은 타겟 방울의 위치에 대하여, 예를 들면 점화 사이트에 대하여 입력을 제공하는 복수의 방울 영상기(70,72)를 포함하고 있고 그리고 이들 입력을 타겟 위치 검출 피드백 시스템에 제공하는데, 이것은 예를 들면, 타겟 위치 및 궤도를 연산할 수 있고, 이로부터 타겟 에러는 방울 마다 연산되지 않는다면 평균을 근거로 연산할 수 있고, 타겟 에러는 시스템 제어기(60)에 입력으로서 제공될 수 있는데, 이것은 예를 들면, 레이저 빔 위치 시스템(66)에 레이저 위치, 방향 및 타이밍 수정 신호를 제공할 수 있고 레이저 빔 위치 시스템은 레이저 빔의 촛점을 다른 점화 지점(28)으로 변경하기 위해 레이저 타이밍 회로를 제어하고 및/또는 레이저 위치 및 방향 체인저(68)를 제어하는데 사용할 수 있다.
영상기(74)는 예를 들면, 타겟 전달 기구(92)로부터 원하는 점화 사이트(28)까지 타겟 방울(94)의 원하는 궤도 통로와 정렬된 영상 라인(75)을 따라 겨냥되어 있고, 그리고 영상기(72,76)는 예를 들면, 원하는 점화 사이트(28) 앞에서 궤도 통로에 따른 일부 지점에서 원하는 궤도 통로를 따라 교차하는 각각의 교차 영상 라인(76,78)을 따라 겨냥될 수 있다.
시스템 제어기(60)로부터의 신호에 응답하여 타겟 전달 시스템(90)은 원하는 점화 사이트(28)에 도달하는 타겟 방울의 에러를 수정하기 위해서 타겟 전달 기구(92)에 의해 방출되는 타겟 방울(94)의 방출 지점을 조절할 수 있다. 중간 촛점(40)에 또는 그 근처에 위치하는 EUV 광원 검출기(100)는 또한 실제로 효과적인 EUV 광 산출을 위한 타임 그리고 정확한 위치에 타겟 방울을 적절히 인터셉트하는 레이저 펄스의 타이밍과 촛점으로서 이러한 에러를 표시할 수 있는 시스템 제어기(60)에 피드백을 제공할 수 있다.
도 1에 개략적으로 도시되고, 그리고 아래에서 상세히 설명하는 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예는 플라즈마 형성 사이트(28)에서 발생된 파편으로부터 각각 플라즈마 챔버 광소자의 표면(104a-e)을 보호하기 위해서 쉴딩 시스템(102a-e)을 포함한다. 특히, 도시된 바와 같이, 쉴드 시스템(102a)은 레이저 입력 윈도우(57)의 표면(104a)을 보호하고, 쉴드 시스템(102b,102c,102d)은 각각의 영상기(70,72,74)의 각각의 이미징 윈도우의 각각의 표면(104b,104c,104d)을 보호하고 그리고 쉴드 시스템(102e)은 EUV 광원 검출기(100)의 표면(104e)을 보호한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 형성으로 야기되는 파편으로부터 예를 들면, 레이저 입력 윈도우(57) 같은 광소자의 표면(104a)를 보호하기 위해서, 전체적으로 개략적으로 도시된 시스템(102)을 예시하고 있다. 시스템(102)이 도 2에서 레이저 입력 윈도우(57)를 보호하기 위해서 도시되어 있지만, 시스템(102)은 이미징 윈도우 및 광 검출기 입력 표면을 포함하는 다른 광소자를 보호하는데 사용될수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템(102)은 플라즈마 챔버(26)에 인접하여 배치된 크리닝 챔버(106)를 포함한다.
투명 재료, 예를 들면 레이저 빔(109)(또는 EUV 광 또는 가시광과 같은 외부의 계측 장치에 의해 샘플링되는 광)에 투명한 재료로 만들어진 분리된 쉴드(108a,b)는 플라즈마 챔버(26)로부터 크리닝 챔버(106)까지 그리고 다시 플라즈마 챔버(26)까지 각각의 쉴드(108)를 연속적으로 움직이도록 구성된 기구(110)에 장착될 수 있다. 더욱 상세하게는, 기구는 각각의 쉴드(108)를 제 1 위치(쉴드(108a)로 도시된 위치와 상응)에 위치시킬 수 있는데, 이 위치는 쉴드(108)가 플라즈마 형성 사이트(28)와 레이저 입력 윈도우(57) 사이에 배치되어 레이저 입력 윈도우(57) 쪽으로 향하는 파편(112)이 윈도우(57)에 도달되는 것을 방지한다. 그리고 기구(110)는 쉴드(108)를 상기한 제 1 위치로부터 제 2 위치(쉴드(108b)로 도시된 위치와 상응)까지 움직이도록 작동될 수 있는데, 제 2 위치에서 쉴드(108)는 크리닝 챔버(106) 내에 배치되어 퇴적된 파편은 쉴드(108)로부터 청소된다. 2개의 쉴드(108)가 도 2에 도시되어 있지만, 2개 이상의 쉴도(108)도 1개의 쉴드(108)도 사용될 수 있다. 또한, 연속적인 환형상의 360도 범위의 투명한 재료의 스트립이 사용될 수 있는데, 스트립의 단지 일부분이 동시에 플라즈마 형성 사이트(28)와 레이저 입력 윈도우(57) 사이에 배치된다. 이러한 경우에, 연속 스트립의 개재된 부분은 본 목적을 위한 "쉴드"를 구성하고, 따라서 스트립은 복수의 쉴드를 구성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기구(110)는 휠 축(116)을 구속하는 휠(114)을 포함할 수 있다. 쉴드(108)는 도시된 바와 같이, 휠(114)에 부착될 수 있다. 작동될 때, 기구(110)에서 회전 조립체는 휠 축(116)에 대하여 쉴드(108)를 회전시켜서 쉴드(108)를 플라즈마 챔버(26)로부터 크리닝 챔버(106)까지 움직이게 하고, 그리고 크리닝 후에, 플라즈마 챔버(26)로 복귀한다. 이러한 회전은 증가식으로 또는 연속적으로 수행된다. 이러한 구조적인 장치로, 휠(114) 상에서 하나 이상의 쉴드(108)가 크리닝 챔버(106)에서 청소될 수 있고, 그리고 동시에 휠(114) 상에서 다른 쉴드(108)가 사용될 수 있어서 플라즈마 소스 파편(112)이 플라즈마 챔버(26)에서 레이저 입력 윈도우(57)에 도달하는 것을 방지한다.
크리닝 챔버(106)에서, 부식액 소스(120)는 파편을 쉴드(108)로부터 크리닝하기 위해서 HBr과 같은 부식액의 농도를 설정하기 위해서 구비될 수 있다. 대안으로서는, Br2, Cl2, HCl, H2 및 HCF3과 같은 부식액을 포함할 수 있는데, 반드시 여기에 한정할 필요는 없다. 예를 들면, 몇 Torr 농도의 HBr이 크리닝 챔버에서 쉴드(108)를 청소하는데 사용될 수 있다. 어떤 경우에는, 예를 들면 10 milliTorr의 비교적 작은 농도의 HBr이 플라즈마 챔버(46)에 유지되어 그 안의 구조를 에칭할 수 있다. 이러한 구성으로, 기구(110) 근처에서 챔버(26,106) 사이에서 합리적으로 타이트한 밀봉 만이 필요하다. 어떤 경우에는, 쉴드(108)를 기계적으로 청소하기 위한 장치(도시 생략)가 크리닝 챔버에 포함될 수 있다. 대안으로서, 또는 기계적인 청소, 에칭 또는 그 양자에 추가하여, 쉴드(108)로부터 퇴적된 재료를 제거하는데 열원(도시 생략)이 사용될 수 있다(가열에 의한 퇴적 파편의 제거에 관해서는 하기에 더 상세히 기재한다). 또 다른 방식으로는, 플라즈마 에칭 또는 플라즈마 협조 에칭이 크리닝 챔버(106)에서 샤용될 수 있는데, 예를 들면 약 1 mTorr의 압력에서 아르곤을 사용하는 rf 플라즈마이다.
도 2a는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시하고 있는데, 이 시스템은 선형 통로를 따라(화살표(124) 방향으로)플라즈마 챔버(26)로부터 크리닝 챔버(106)까지 쉴드(108)를 움직이는 슬라이더 조립체(122)를 포함하고 있는 기구(110')를 갖추고 있다. 도시되어 있지는 않지만, 복수의 슬라이더 조립체(각각은 다른 쉴드에서 작동가능하다)가 사용되어 플라즈마 챔버(26)에서 하나의 쉴드(108)의 사용을 허용하는 한편, 하나 이상의 쉴드(108)가 크리닝 챔버(106)에서 동시에 청소된다.
상기한 바와 같이 가열과 파편으로부터 레이저 입력 윈도우(57)를 보호하는 능력은 또한 플라즈마 형성 사이트(28)에 (대응되는 보호하지않은 윈도우 보다) 더 근접한 위치에 윈도우(57)를 위치시키는 것을 돕는다. 이것은 차례로, 레이저 입력 윈도우(57)가 또한 렌즈로서 기능할 때 유리하다. 이러한 경우에, 플라즈마 형성 사이트에 더 근접하게 렌즈를 운동시키는 것은 감소된 레이저 발산 그리고 포인팅 안정성 요구조건을 갖춘 레이저 소스의 사용을 가능하게 한다.
도 3은 플라즈마 발생 파편으로부터 광소자, 예를 들면 EUV 광 검출기(100)위 표면(104d)을 보호하기 위한 시스템(102')을 개략적으로 예시하고 있는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 시스템(102')은 복수의 중공 튜브(126)를 포함할 수 있는데, 소위 모세관 튜브이고, 각각의 튜브는 튜브 루멘(lumen)(즉, 구멍)을 둘러싸는 튜브 벽을 가지고 있다. 튜브(126)는 유리, 금속 또는 붕규산염과 같은 세라믹 재질로 만들 수 있는데, 이것은 스치듯 작은 입사각에서 EUV 광을 반사하는데, 예를 들면 스치듯 작은(10°이하) 입사각으로 스쳐오는 입사의 반사이고, 매끄러운 표면의 EUV 반사력은 대부분의 재료에 대하여 비교적 높다. 도시된 바와 같이, 튜브(126)는 함께 그룹으로 되어 있으며 튜브(126)와 유사한 모양을 가진 스테인레스 스틸 하우징 튜브(128)내에 감싸여 있다. 예시적인 실시예에서, 약 50 벤트, 유리 모세관 튜브(126)(외경 1mm, 내경 0.78mm, 길이 150mm)는 벤트 스테인레스 스틸 튜브(128)의 내부에 장착될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 튜브(126)는 튜브 끝(134,136)에 의해 형성된 튜브 축선(132)으로부터 측면방향으로 오프셋될 수 있는 중간 섹션(130)을 가진 형상이다. 특히, 중간 섹션(130)은 튜브(126)의 내경보다 큰 간격(138) 만큼 오프셋 될 수 있다.
도 3a는 튜브(126)가 플라즈마 형성 사이트(28)와 표면(104e) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 도 3a는 EUV 광선의 예시적인 통로(140)와 파편 입자의 예시적인 통로(142)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, EUV 광선은 튜브(126)의 내벽면으로부터 일련의 스치듯 작은 입사의 반사 후에 튜브(126)의 루멘(즉, 구멍)을 통과하고 그리고 표면(104a)에 도달한다. 한편, 도시된 바와 같이, 파편 입자는 중공 튜브의 내벽을 타격하고 그리고 내벽에 부착된다. 더욱이, 일부의 경우에는, 내벽에 파편의 축적은 스치는 입사각으로 EUV 광을 적절히 반사하도록 충분히 매끄러운 표면을 이루게 된다. 튜브(126)의 사용은 광을 검출기로 향하게 하는 편평한 미러의 사용보다 유리한데, 이것은 광을 튜브의 끝쪽으로 향하게 하고 그리고 방향을 바꾸는 미러의 사용에서와 같이 복잡한 정렬이 필요하지 않다.
도 3은 또한 가스가 각각의 튜브(126)를 통해 흐르도록 가스를 방출하기 위한 서브 시스템(144)을 포함할 수 있는 시스템(102')을 도시하고 있다. 각각의 튜브(126)에서, 가스는 파편 입자와 충돌하여 내부 튜브 벽으로 편향되도록 한다. 그리고 가스는 각각의 튜브(126)로 나가 플라즈마 챔버로 들어간다. 이러한 목적을 위한 예시적인 가스는 EUV 광에 비교적 투명한 아르곤 및 헬륨과 같은 가스를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 가스는 스테인레스 스틸 튜브(128) 및 검출기(100) 내로 도입된다. 검출기(100)는 도시된 바와 같이, 하나 이상의 EUV 필터 포일(146), 다층 미러(148) 및 포토다이오드 검출기(150)를 포함할 수 있다.
시스템(102')은 튜브(126)와 검출기(100) 사이에 위치된 작은 직선 채널(수㎛ 직경, 소위 시준 구멍)을 가진 복수의 투과(즉, 대략 50%의 투과)판(152)을 역시 포함하고 있어서 나머지 파편 입자가 검출기(100)를 타격하는 것을 방지한다. 예를 들면, 채널판은 약 1-5mm의 길이와 약 5㎛ 내지 10㎛ 사이의 모세관 직경을 가진 유리 모세관 배열로 형성될 수 있다. 또한, 채널판(152)은 각도(θ), 즉 5-10도에서 스테인레스 스틸 튜브(128)에 장착될 수 있어서, 채널을 직선으로 통과하는 것을 피할 수 있고 그리고 작은 입사각을 보장할 수 있다.
도 3b는 광소자, 즉 EUV 광 검출기(100)의 표면(104d)을 플라즈마 형성으로부터 야기된 파편으로부터 보호하기 위해서, 단일의 구부러진, 중공 튜브(126')를 가진 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 3c는 광소자, 즉 EUV 광 검출기(100)의 표면(104d)을 플라즈마 형성으로부터 야기된 파편으로부터 보호하기 위해서, 단일의 직선, 중공 튜브(126")를 가진 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 긴 직선의 튜브(126")는 검출기 시각을 한정하는데 사용될 수 있다. 단일 튜브(126',126")는 가스 흐름을 가스 서브 시스템(144)과 결합할 수 있어서 파편 입자와의 충돌 가능성을 증가시키고 그리고 부분적으로 투과하는 판(152)을 포함할 수 있다. 복수의 직선 튜브(126")는 도 3에 도시된 다발의 구부러진 튜브(126)와 유사한 방식으로 함께 다발이 될 수 있다.
도 4는 광소자, 즉 레이저 입력 윈도우, 영상기 윈도우 또는 EUV 광 검출기의 표면을 플라즈마 형성으로부터 야기된 파편으로부터 보호하기 위해서, 전체적으로 시스템(102")으로 표시된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 시스템(102")은 광 투과 재료, 즉 LPP 레이저 빔(또는 외부 측량 장치에 의해 추출되는 광, 즉 EUV 광 또는 가시광), 또한 CaF2, 용융된 실리카 또는 MgF2와 같은 광 투과 재료로 만들어진 쉴드(108')를 포함할 수 있다.
사용중에, 쉴드(108')는 플라즈마 챔버(26)(도 1 참조) 내에 위치하고 그리고 플라즈마 형성 사이트(28)와 광소자 사이에 위치하여 파편이 쉴드(108')의 표면에 일시적으로 퇴적되도록 한다. 시스템(102")은 퇴적된 파편의 적어도 일부를 제거하기 위해서, 즉 적어도 하나 이상의 종(species)의 부분 또는 모두를 제거하기 위해서 쉴드(108')를 충분한 온도까지 가열하는 히터(154)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 히터는 퇴적된 물질의 적어도 일부분을 충분히 기화시키는 온도까지 쉴드(108')를 가열할 수 있다. Li를 포함하는 플라즈마 소스 재료에 대하여, 히터(154)는 쉴드 표면으로부터 Li를 기화시키기 위해서 약 400 내지 550℃의 범위의 온도까지 쉴드(108')를 가열하도록 설계될 수 있다.
어떤 경우에는, 히터는 플라즈마 챔버 내에 도입되는 부식 가스와 퇴적된 물질 사이에서 화학반응을 시작하기에 충분한 온도까지 쉴드(108')를 가열할 수 있다. Sn을 포함하는 플라즈마 소스 재료에 대하여는, 히터(154)는 Sn 퇴적물과 기체상태의 부식액, 즉 HBr 사이에서 반응을 시작하여 구리선을 사용하여 증착이나 위킹(wicking)에 의해 쉴드 표면으로부터 제거되는 반응물을 만들기 위해서 약 200 내지 325℃의 범위의 온도까지 쉴드(108')를 가열하도록 설계될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 히터는 쉴드(108')와 접촉하도록 위치되는 예를 들면 Mo와 같은 도체로 만들어진 밴드(156)와 도체 밴드(156)를 통해 전류를 통과시키는 전원을 포함할 수 있다. 밴드(156)는 또한 밴드(154)가 쉴드(108')를 유지하고 기계적으로 지지하도록 확장부(158)로 형성될 수 있다. 쉴드(108')를 가열하는 다른 수단은 방열 히터, 마이크로웨이브 히터, rf 히터 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
당업자는 본 발명의 개시된실시예가 단지 예시의 목적이고 본 발명의 개시를 한정하려는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 당업자라면 개시된 실시예에서 많은 개량과 변화를 줄 수 있다. 첨부된 청구범위는 본 발명의 개시된 실시예를 포함할 뿐만 아니라 많은 수정과 변경 그리고 그 등가물도 역시 포함하는 것이다.
26: 플라즈마 챔버
28: 플라즈마 형성 사이트
57: 레이저 입력 윈도우
100: EUV 광원 검출기
102a-e: 쉴딩 시스템
106: 크리닝 챔버
110: 기구
112: 파편
114: 휠
116: 휠 축

Claims (16)

  1. 플라즈마 형성에 의해 발생된 파편으로부터 EUV 광원 플라즈마 생성 챔버 광소자 표면을 보호하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
    튜브 루멘을 둘러싸는 튜브 벽을 가진 적어도 하나의 중공 튜브를 포함하는 쉴드를 포함하고, 상기 중공 튜브는 플라즈마 형성 사이트와 광소자 사이에 배치되어 있고, 광소자 표면쪽으로 향하는 파편 중 적어도 일부분이 광소자 표면에 도달하는 것을 방지하도록 향해 있고, 그리고 플라즈마 형성 사이트에서 발생된 광중 적어도 일부분이 튜브 루멘을 통과하고 광소자 표면에 도달하도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 쉴드는 복수의 중공 튜브를 포함하고, 각 중공 튜브는 각각의 튜브 루멘을 갖고, 각 중공 튜브는 플라즈마 형성 사이트에서 발생된 광이 각각의 튜브 루멘을 통과하고 광소자 표면에 도달하도록 상기 플라즈마 챔버에서 방향지워져(oriented) 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 중공 튜브는 제1 단부 및 제2 단부, 루멘 직경(d)를 갖고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 직선 튜브 축을 형성하며, 상기 중공 튜브는 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 중간 섹션을 가진 형태이고, 상기 중간 섹션은 상기 직선 튜브 축으로부터 측면방향으로 오프셋 거리(D)만큼 오프셋되어 있으며, 상기 오프셋 거리(D)는 루멘 직경(d)과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제2 항에 있어서, 각 중공 튜브는 각각의 제1 단부 및 각각의 제2 단부, 각각의 루멘 직경(d)를 갖고, 상기 각각의 제1 단부로부터 상기 각각의 제2 단부까지의 각각의 직선 튜브 축을 형성하며, 상기 각 중공 튜브는 상기 각각의 제1 단부와 상기 각각의 제2 단부 사이의 각각의 중간 섹션을 가진 형태이고, 상기 각각의 중간 섹션은 상기 각각의 직선 튜브 축으로부터 측면방향으로 오프셋 거리(D)만큼 오프셋되어 있으며, 상기 오프셋 거리(D)는 루멘 직경(d)과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 중공 튜브는 직선 튜브인 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 중공 튜브는 유리, 금속 및 세라믹으로 이루어진 재료의 그룹으로부터 선택된 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1 항에 있어서, 파편이 상기 튜브 벽으로 편향되도록 가스를 중공 튜브를 통해 흐르게 하는 서브 시스템을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제1 항에 있어서, 복수의 통과구멍(through hole)을 가진 형태의 판을 더욱 포함하고, 상기 판은 상기 중공 튜브와 상기 광소자 사이에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1 항에 있어서, 플라즈마는 한 쌍의 전극 사이의 전기 방전에 의해 플라즈마 형성 사이트에서 발생되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제1 항에 있어서, 플라즈마는 레이저 빔으로 타겟 재료를 조사함으로써 플라즈마 형성 사이트에서 발생되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제1 항에 있어서, 플라즈마 챔버 광소자 표면은 광 검출기의 표면 및 이미징 윈도우의 표면으로 구성된 표면의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 플라즈마 형성에 의해 발생된 파편으로부터 EUV 광원 플라즈마 생성 챔버 광소자 표면을 보호하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
    튜브 루멘을 둘러싸는 튜브 벽을 가진 적어도 하나의 중공 튜브를 포함하는 쉴드를 포함하고, 상기 중공 튜브는 제1 단부, 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 직선 튜브 축을 형성하며, 상기 제1 단부는 플라즈마 형성 사이트 방향으로 향해 있고, 상기 직선 튜브 축은 타겟 전달 메카니즘과 실질적으로 일직선으로 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 중공 튜브는 루멘 직경(d)을 갖고, 상기 중공 튜브는 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 중간 섹션을 가진 형태이고, 상기 중간 섹션은 상기 직선 튜브 축으로부터 측면방향으로 오프셋 거리(D)만큼 오프셋되어 있으며, 상기 오프셋 거리(D)는 루멘 직경(d)과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 중공 튜브는 유리, 금속 및 세라믹으로 이루어진 재료의 그룹으로부터 선택된 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제12 항에 있어서, 파편이 상기 튜브 벽으로 편향되도록 가스를 중공 튜브를 통해 흐르게 하는 서브 시스템을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제12 항에 있어서, 복수의 통과구멍을 가진 형태의 판을 더욱 포함하고, 상기 판은 상기 중공 튜브의 제2 단부에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
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