KR20160125962A

KR20160125962A - 극자외 광원을 위한 적응형 레이저 시스템

Info

Publication number: KR20160125962A
Application number: KR1020167022708A
Authority: KR
Inventors: 예젱 타오; 다니엘 존 윌리암 브라운; 알렉산더 앤서니 샤프간스; 마이클 데이비드 코딜; 다니엘 제임스 골리치; 리차드 린 샌드스트롬; 요시호 아마다
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-11-01
Also published as: TWI670996B; JP2017516288A; TW201536112A; CN106465525A; US9380691B2; JP6663353B2; CN106465525B; US20150250045A1; KR102458094B1; WO2015128297A1

Abstract

극자외(EUV) 광원용 시스템은, 빔 경로 상에 위치하는 이득 매질(207)을 포함하며 입력단에서 광빔을 수광하고 출력단에서 EUV 광원을 위한 출력 광빔을 방출하도록 구성되는 광 증폭기(206); 출력 광빔의 특성을 측정하고 측정된 특성에 기초하여 피드백 신호(219)를 생성하는 피드백 시스템(215); 및 빔 경로에 위치하며 피드백 신호를 수신하고 피드백 신호에 응답하여 출력 광빔의 특성을 조정하도록 구성되는 적응형 광학기(208)를 포함한다.

Description

극자외 광원을 위한 적응형 레이저 시스템{ADAPTIVE LASER SYSTEM FOR AN EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE}

본 출원은 2014년 2월 28일에 출원된 미국 출원 제14/194,027호에 대해 우선권을 주장하며, 이러한 문헌의 전체 내용은 원용에 의해 본원에 통합된다.

본 발명은 극자외 광원을 위한 적응형 레이저 시스템에 관한 것이다.

기판, 예컨대 실리콘 웨이퍼에 극도로 작은 피처를 생성하기 위해, 극자외("EUV") 광, 예를 들면 대략 50 nm 이하의 파장을 갖고(종종 소프트 x-선이라고도 칭함), 약 13 nm 파장의 광을 포함하는 전자기 방사선이 포토리소그래피 공정에 이용될 수 있다.

EUV 광을 생성하기 위한 방법은, 플라즈마 상태에서 EUV 대역의 방출선을 갖는 원소, 예컨대 크세논, 리튬, 또는 주석을 포함하는 재료를 변환하는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 종종 레이저 생성 플라즈마("LPP")라 불리는 이러한 한 가지 방법에서는, 예를 들면 재료의 액적, 플레이트, 테이프, 스트림, 또는 클러스터의 형태인 타겟 재료를 드라이브 레이저라 지칭될 수 있는 증폭된 광빔으로 조사함으로써 필요한 플라즈마가 생성될 수 있다. 이러한 프로세스를 위해, 플라즈마는 통상적으로 밀봉된 용기, 예컨대 진공 챔버 내에서 생성되며, 다양한 유형의 계측 장비를 이용하여 모니터링된다.

일반적인 일 양태로서 극자외(EUV) 광원이 제시되며, 이러한 극자외 광원은, 증폭된 광빔을 생성하는 소스; 진공 챔버; 상기 진공 챔버 내부에 있고 상기 증폭된 광빔을 받아들이는 타겟 위치를 향해 타겟 재료를 지향시키는 타겟 재료 전달 시스템으로서, 상기 타겟 재료는 플라즈마로 변환되는 경우 극자외 광을 방출하는 재료를 포함하는, 타겟 재료 전달 시스템; 및 방출된 상기 극자외 광을 수광하고 지향시키도록 배치된, 상기 진공 챔버 내의 컬렉터를 포함하는데, 상기 소스는: 빔 경로 상에 위치하는 이득 매질을 각각 포함하는 둘 이상의 광 증폭기로서, 각각의 광 증폭기는 입력단에서 상기 빔 경로를 따라 진행하는 입력 광빔을 수광하고 출력단에서 출력 광빔을 상기 빔 경로 상으로 방출하도록 구성되는, 광 증폭기; 상기 빔 경로 상에 위치하고 피드백 신호에 응답하여 조정가능한 하나 이상의 적응형 광학 요소; 및 상기 하나 이상의 적응형 광학 요소에 결합되는 피드백 시스템으로서, 상기 빔 경로로 전파되는 방사선을 수광하도록 배치된 센서를 포함하고 상기 센서에 의해 측정된 특성에 기초하여 상기 피드백 신호를 생성하도록 구성되는, 피드백 시스템을 포함한다.

구현예는 다음 중 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다: 상기 하나 이상의 적응형 광학 요소는: 제1 측 및 상기 제1 측과 열적 연통하는 제2 측에 변형가능한 반사성 표면을 포함하는 광학 요소; 상기 광학 요소의 제2 측과 열적 연통하는 제1 도관을 포함하는 유체 경로로서, 상기 제1 도관은 열 전도 유체를 수용하도록 구성되는, 유체 경로; 및 상기 제1 도관, 및 상기 제1 도관으로부터 압력을 제공 및 제거하도록 구성된 압력 액추에이터와 유체 연통하는 제2 도관을 포함하는, 압력 경로를 포함할 수 있다.

상기 하나 이상의 적응형 광학 요소 중 적어도 하나는, 상기 빔 경로 상에서 상기 둘 이상의 광 증폭기 중 2개의 광 증폭기 사이에 위치할 수 있다.

상기 EUV 광원은 상기 광 증폭기 중 적어도 하나의 출력단에 위치하는 공간 필터를 더 포함할 수 있다.

상기 적응형 광학 요소 중 적어도 하나는 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 빔 경로의 길이를 변경할 수 있다.

다른 일반적인 양태로서 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법이 제시되며, 이러한 방법은, 빔 경로 상에 이득 매질을 포함하는 광 증폭기를 상기 빔 경로 상에 배치하는 단계; 상기 빔 경로 상에 적응형 광학기를 배치하는 단계; 상기 광 증폭기로부터, 듀티 사이클과 연관되는 증폭된 광빔을 방출하는 단계; 상기 증폭된 광빔의 특성을 결정하는 단계; 상기 증폭된 광빔의 듀티 사이클의 변화에 무관하게 상기 증폭된 광빔의 특성을 유지하도록 상기 적응형 광학기를 조정하는 단계; 및 극자외 광을 생성하기 위해 타겟 재료를 받아들이는 타겟 위치에 상기 증폭된 광빔을 제공하는 단계를 포함한다.

구현예는 다음 중 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다: 상기 적응형 광학기를 조정하는 단계는, 상기 증폭된 광빔의 빔 확산도를 조정하기 위해 상기 적응형 광학기의 곡률 반경을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 적응형 광학기는 피드백 신호에 응답하여 조정가능하고, 상기 방법은: 상기 증폭된 광빔의 결정된 파워에 기초하여 상기 피드백 신호를 생성하는 단계; 및 상기 적응형 광학기에 상기 피드백 신호를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 증폭된 광빔의 특성을 결정하는 단계는, 상기 증폭된 광빔의 파워를 측정하는 것, 빔 사이즈를 결정하는 것, 상기 증폭된 광빔의 허리부 위치(waist location)를 결정하는 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 증폭된 광빔의 특성은 빔 허리부 위치를 포함하며, 빔 허리부 위치를 유지하도록 상기 적응형 광학기를 조정하는 것은 상기 빔 경로의 길이를 변경하도록 상기 적응형 광학기를 조정하는 것을 포함할 수 있다.

상기 증폭된 광빔의 특성은 상기 광 증폭기의 내부에 있는 위치에서 결정될 수 있다.

상기 증폭된 광빔은 상기 타겟 위치에 제공되기 전에 상기 빔 경로 상의 제2 광 증폭기에 제공될 수 있다.

또 다른 일반적인 양태로서 극자외(EUV) 광원용 시스템이 제시되며, 이러한 시스템은, 빔 경로 상에 위치하는 이득 매질을 포함하며, 입력단에서 광빔을 수광하고 출력단에서 EUV 광원을 위한 출력 광빔을 방출하도록 구성되는 광 증폭기; 상기 출력 광빔의 특성을 측정하고 측정된 특성에 기초하여 피드백 신호를 생성하는 피드백 시스템; 및 상기 빔 경로에 위치하며, 상기 피드백 신호를 수신하고 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 출력 광빔의 특성을 조정하도록 구성되는 적응형 광학기를 포함한다.

구현예는 다음 중 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다: 상기 피드백 시스템은, 상기 출력 광빔의 파워, 상기 출력 광빔의 형상, 및 상기 출력 광빔의 사이즈 중 하나 이상을 측정할 수 있다.

상기 시스템은 이득 매질을 포함하는 제2 광 증폭기를 더 포함할 수 있고, 상기 적응형 광학기는 상기 광 증폭기와 제2 광 증폭기 사이에 위치할 수 있다.

상기 적응형 광학기는 가변 반경 미러(VRM)를 포함할 수 있다.

상기 시스템은 제2 적응형 광학기를 더 포함할 수 있고, 상기 적응형 광학기와 상기 제2 적응형 광학기는 각각 가변 반경 미러(VRM)를 포함할 수 있다.

상기 시스템은 상기 빔 경로 상에, 상기 광 증폭기와 제2 광 증폭기 사이에 공간 필터를 더 포함할 수 있다.

상기 시스템은, 진공 챔버; 상기 진공 챔버 내의 타겟 위치를 향해 타겟 재료를 지향시키는 타겟 재료 전달 시스템으로서, 상기 타겟 위치는 상기 출력 광빔을 받아들이며, 상기 타겟 재료는 플라즈마로 변환되는 경우 극자외 광을 방출하는 재료를 포함하는, 타겟 재료 전달 시스템; 및 방출된 극자외 광을 수광하고 지향시키는 컬렉터를 더 포함할 수 있다.

상기 특성은 상기 출력 광빔의 빔 허리부의 위치일 수 있고, 상기 적응형 광학기는 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 빔 경로의 길이를 변경하도록 구성되는 빔 경로 길이 조정기일 수 있다.

위에서 살펴본 임의의 기술의 구현예에는, 레이저 생성 플라즈마 EUV 광원을 위한 적응형 레이저 시스템, EUV 광원, 기존 EUV 광원의 드라이브 레이저를 성능개선(retrofit)하기 위한 적응형 요소, 방법, 프로세스, 디바이스, 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되는 실행가능한 명령, 또는 장치가 포함될 수 있다. 하나 이상의 구현예에 대한 세부 사항은 첨부된 도면과 이하의 상세한 설명에 제시되어 있다. 기타 다른 특징은 상세한 설명과 도면, 그리고 청구범위로부터 명확할 것이다.

도 1은 예시적인 레이저 생성 플라즈마 극자외(EUV) 광원의 블록도이다.
도 2는 EUV 광원을 위한 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템의 블록도이다.
도 3은 EUV 광원을 위한 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템의 블록도이다.
도 4a 및 4b는 EUV 광원을 위한 예시적인 드라이브 레이저 시스템의 블록도이다.
도 5는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 6은 예시적인 가변 반경 미러(VRM)의 블록도이다.
도 7은 도 6의 VRM을 포함하는, EUV 광원을 위한 예시적인 드라이브 레이저 시스템의 블록도이다.
도 8 및 9는 하나 이상의 VRM을 포함하는 다른 예시적인 드라이브 레이저 시스템의 블록도이다.
도 10은 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템의 블록도이다.
도 11a는 압축된 상태에 있는 예시적인 빔 경로 길이 조정기의 평면도이다.
도 11b는 확장된 상태에 있는 도 11a의 빔 경로 길이 조정기의 평면도이다.
도 11c는 도 11a의 11C-11C 선을 따라 취해진, 도 11a의 빔 경로 길이 조정기의 단면도이다.
도 12는 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템의 블록도이다.
도 13은 예시적인 레이저 생성 플라즈마 극자외(EUV) 광원의 블록도이다.

광 증폭기로부터 방출되고 및/또는 광 증폭기로 입력되는 광빔의 광학적 특성, 예컨대 빔 확산도를 제어하기 위한 기술이 개시된다.

도 1을 참조하면, 광 증폭기(106)가 적응형 광원(105)(드라이브 소스 또는 드라이브 레이저)의 적어도 일부를 형성하며, 이러한 적응형 광원(105)은 레이저 생성 플라즈마(LPP) 극자외(EUV) 광원(100)을 드라이브하는데 이용된다. 광원(105)은 타겟 위치(130)에 제공되는 증폭된 광빔(110)을 생성한다. 타겟 위치(130)는 타겟 재료, 예컨대 주석 액적을 받아들이고, 증폭된 광빔(110)과 타겟 재료(120) 간의 상호작용에 의해 EUV 광 또는 방사선(150)을 방출하는 플라즈마가 생성된다. 광 컬렉터(155)는 이러한 EUV 광(150)을 집광하여 리소그래피 툴과 같은 광학 장치(165)를 향해 지향시킨다.

빔 전달 시스템(125)은 초점 위치(145)에 증폭된 광빔(110)을 포커싱하는 포커스 어셈블리(140)를 포함할 수 있다. 컴포넌트(135)는 굴절 및/또는 반사에 의해 증폭된 광빔(110)을 지향시키는 광학 요소, 예컨대 렌즈 및/또는 미러를 포함할 수 있다. 컴포넌트(135)는 또한 이러한 컴포넌트(135)를 제어 및/또는 이동시키는 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 컴포넌트(135)는 빔 전달 시스템(125)의 광학 요소를 이동시키도록 제어가능한 액추에이터를 포함할 수 있다.

증폭된 광빔(110)은 듀티 사이클을 가지는데, 듀티 사이클이란 증폭된 광빔이 ON 상태인 시간의 비율 내지 부분이다. EUV 광원(100)을 비교적 높은 듀티 사이클(예컨대, 70% 이상의 듀티 사이클)로 동작시키게 되면 EUV 광을 더 많이 생성할 수 있다. 그러나, 높은 듀티 사이클에서는 증폭된 광빔(110)의 시간에 걸친 파워와 펄스당 에너지가, 낮은 듀티 사이클(예컨대, 70% 미만의 듀티 사이클)로 얻어지는 증폭된 광빔보다 낮아질 수 있다. 예를 들면, 90% 듀티 사이클에서 증폭된 광빔(110)의 파워는 비교적 낮은 듀티 사이클로 증폭된 광빔의 파워의 70%에 불과할 수 있다.

광빔의 광학적 특성을 제어함으로써 이러한 효과를 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 광원(105)은 증폭기들의 체인으로 배열된 복수의 광 증폭기(106)를 포함할 수 있고, 여기서는 각각의 증폭기가 이전의 광 증폭기의 출력을 추가로 증폭시키도록 배치된다. 이후의 광 증폭기에 의해 수광된 광빔은 빔 사이즈(또는 빔 폭) 및 확산도를 가지는데, 빔 사이즈는 빔의 전파 방향에 수직인 평면에서의 빔의 단면의 지름을 뜻하며, 확산도는 빔이 최소 사이즈(빔 허리부)로부터 전파함에 따라 빔 폭이 증가하는 것에 대한 측정치이다. 체인에서 이후의 광 증폭기에 제공될 때, 비교적 작은 빔 폭을 갖는 빔은 이보다 큰 빔 폭을 갖는 빔보다 광 증폭기의 이득 매질의 더 작은 볼륨과 상호작용하게 되어, 증폭이 덜 이루어지고 증폭된 광빔(110)의 파워가 낮아지게 된다. 듀티 사이클의 변화는 빔 폭과 빔 확산도에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 높은 듀티 사이클에서는 광 증폭기(106)에 의해 출력된 빔이, 낮은 듀티 사이클에서 광 증폭기(106)에 의해 출력되는 광빔의 빔 폭보다 약 20% 작은 빔 폭을 가질 수 있다. 이와 같이, 광 증폭기로부터 방출된 빔의 확산도를 제어하거나, 이후의 증폭기에 제공되기 전에 빔 폭이 충분하게 되도록 빔 허리부의 위치를 제어함으로써, 높은 듀티 사이클에서의 파워 손실을 완화시킬 수 있다.

본 명세서에서 개시되는 기술은, 빔의 확산도를 제어하고 및/또는 듀티 사이클의 변화에 무관하게 빔 폭 및 허리부 위치를 일정, 또는 거의 일정하게 유지하기 위해 광원(105)에서 하나 이상의 적응형 광학 요소(108)를 채용한다. 이러한 적응형 광학 요소(108)는 광 증폭기(106) 내에, 광 증폭기(106)의 출력단에, 또는 광 증폭기(106)의 입력단에 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템(205)의 블록도가 도시된다. 드라이브 레이저 시스템(205)은 타겟 위치(230)를 향해 지향되는 증폭된 광빔(210)을 생성한다. 드라이브 레이저 시스템(205)은 광원(100)의 드라이브 레이저 시스템(105)으로서 사용될 수 있다(도 1 참조).

드라이브 레이저 시스템(205)은 광 증폭기(206)와 적응형 광학기(208)를 포함하며, 광 증폭기는 이득 매질(207)을 포함한다. 광 증폭기(206)는 입력 빔(204)을 수광하여 출력 빔을 생성한다. 이득 매질(207)은 펌핑을 통해 에너지를 받아들여 이러한 에너지를 입력 광빔(204)에 제공함으로써, 입력 광빔(204)을 증폭하여 증폭된 광빔(210)을 형성하게 된다. 도 2의 예에서, 증폭된 광빔(210)은 출력 빔이다.

증폭된 광빔(210)은 펄스 폭(214)을 갖는 펄스(212)를 포함한다. 사이클(211) 동안, 증폭된 광빔(210)은 펄스 폭(214)과 동일한 시간 동안 ON 상태이고, 증폭된 광빔(210)은 OFF 시간(213)을 가진다. 증폭된 광빔(210)의 듀티 사이클은 사이클(211) 중에서 광빔이 ON 상태인 비율이다(본 예에서는 펄스 폭(214)). 도 2의 예에서 사이클(211)은 하나의 펄스(212)를 포함하지만, 다른 예에서는 사이클(211)이 추가의 펄스를 포함할 수 있다.

드라이브 레이저 시스템(205)은 또한 적응형 광학기(208)를 포함한다. 적응형 광학기(208)는 피드백 시스템(215)으로부터 피드백 신호(219)를 수신하는 것에 응답하여 증폭된 광빔(210)의 특성을 수정하는 광학 요소이다. 적응형 광학기(208)는 예를 들어, 가변 반경 미러(VRM)일 수 있다. 가변 반경 미러는 가변 곡률 반경을 갖는 변형가능한 반사성 표면을 가진다. 이러한 곡률 반경을 제공함으로써, 반사성 표면에 입사하는 광빔의 확산도에 변화를 유발하게 된다. 확산도의 변화량은 곡률 반경에 의존하며, 이는 피드백 시스템(215)으로 조정 및 제어가능하다. 적응형 드라이브 레이저 시스템에서 VRM을 이용하는 예는 이하에서 도 8, 9, 12를 참조로 하여 논의할 것이다.

다른 예로서, 적응형 광학기(208)는 피드백 신호(219)에 응답하여 드라이브 레이저 시스템(205)의 광 증폭기(206)와 다른 요소들 간의 광 경로를 신장 또는 단축시키는 빔 경로 길이 조정기일 수 있다. 광 경로 길이를 변경하게 되면, 특정 위치에서의 빔 사이즈와 빔 허리부의 위치가 변화하게 된다. 이러한 방식으로, 빔 경로 길이 조정기는 증폭된 광빔(210)의 특성을 수정한다. 적응형 드라이브 레이저 시스템에서의 빔 경로 길이 조정기의 예는 이하에서 도 10 및 12를 참조로 하여 논의할 것이다.

적응형 드라이브 레이저 시스템(205)은 또한 피드백 시스템(215)을 포함한다. 피드백 시스템(215)은 측정 모듈(216), 전자 스토리지(217), 및 전자 프로세서(218)를 포함한다. 측정 모듈(216)은 증폭된 광빔(210)의 특성을 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 이러한 특성은 예컨대, 증폭된 광빔(210)의 에너지 또는 파워일 수 있다. 측정 모듈(216)로부터의 측정은 상기 특성을 결정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 특성은 일정 시간에 걸친 빔의 파워, 빔 확산도, 빔 형상, 빔 폭, 및/도는 빔 허리부 위치일 수 있다.

측정된 특성은 피드백 신호(219)를 생성하는데 이용되며, 이러한 신호가 적응형 광학기(208)에 작용하여 적응형 광학기(208)에 대해 조정을 하게 된다. 예를 들어, 적응형 광학기(208)로서 VRM을 포함하는 구현예에서는, 피드백 신호(219)가 적응형 광학기(208)에 작용하여 변형가능한 반사성 표면의 일측의 압력을 변화시킴으로써, 이러한 변형가능한 반사성 표면의 형상에 그에 대응하는 변화를 일으키게 된다. 따라서, 변형가능한 반사성 표면은 특정한 확산도로 반사된 빔을 제공하는 곡률 반경으로 조정된다.

전자 스토리지(217)는 명령을 저장하는데, 이러한 명령은 전자 프로세서(218)에 의해 실행될 때 측정 모듈(216)이, 예를 들면 데이터를 수집하고 빔의 특성을 결정할 수 있게 한다. 스토리지(217)는 또한, 측정 모듈(216)에 의해 감지된 데이터, 및/또는 측정 모듈(216)로부터 데이터를 인출하기 위한 명령을 저장할 수 있다. 스토리지(217)는 전자 메모리 모듈이며, 비휘발성 또는 영구적인 메모리일 수 있다. 스토리지(217)는 휘발성 메모리, 예컨대 RAM일 수 있다. 일부 구현예로서, 스토리지(217)는 비휘발성 및 휘발성 부분 또는 컴포넌트를 모두 포함할 수 있다.

프로세서(218)는 컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서, 예를 들면 범용 또는 전용 마이크로프로세서, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서일 수 있다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 양자 모두로부터 명령 및 데이터를 수신한다. 프로세서(218)는 피드백 시스템(215)의 컴포넌트들로부터 데이터를 수신하여, 이러한 데이터를 예를 들면, 빔(210)의 특성을 결정하는데 이용한다. 일부 구현예에서는, 피드백 시스템(215)이 둘 이상의 프로세서를 포함한다.

도 3은 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템(305)의 블록도를 나타낸다. 드라이브 레이저 시스템(305)은 타겟 위치(330)에 증폭된 광빔(310)을 제공한다. 타겟 위치(330)는 타겟 재료(320)를 받아들이며, 이러한 타겟 재료는 플라즈마로 변환될 때 EUV 광을 방출하게 된다.

드라이브 레이저 시스템(305)은 두 개의 광 증폭기(306a, 306b) 및 적응형 광학 요소(308)를 포함한다. 광 증폭기(306a, 306b)는 각각, 입력단(309a, 309b), 출력단(311a, 311b), 및 이득 매질(307a, 307b)을 포함한다. 입력단(309a)은 광 입력부(315)로부터 광빔을 수광한다. 활성화되는 경우 이득 매질(307a, 307b)은 전파되는 광빔에 에너지를 제공하여, 광 증폭기에 진입한 광빔보다 큰 에너지를 갖는 증폭된 광빔을 생성하게 된다.

이득 매질(307a, 307b) 및 적응형 광학 요소(308)는 광 경로(313) 상에 배치된다. 광 경로(313)는 광 입력부(315)와 출력단(311b) 사이의 경로 전체 또는 그 중 일부일 수 있고, 광 경로(313)는 임의의 공간적인 형태를 가질 수 있다. 도시된 예에서, 적응형 광학 요소(308)는 광 경로(313) 상에서, 출력단(311a)과 입력단(309a) 사이에 위치한다. 이러한 구성에서는, 적응형 광학 요소(308)가 예를 들면, 광빔이 광 증폭기(306b)의 입력단(309b)에 도달하기 전에 출력단(311a)을 빠져나가는 광빔의 확산도를 조정한다.

드라이브 레이저 시스템(305)은 또한 빔 경로(313) 상에 위치하는 공간 필터(317)를 포함할 수 있다. 공간 필터(317)에는 광이 통과하는 애퍼처(318)가 형성된다. 도 8을 참조로 하여 보다 상세하게 논의하는 바와 같이, 공간 필터(317)는 광 증폭기(306a)에 대한 반사량을 줄인다. 드라이브 레이저 시스템은 또한 반사형 요소(319)를 포함할 수 있다. 반사형 요소(319)는 미러일 수 있다. 일부 구현예에서, 광학 요소(319)는 적응형 광학 요소일 수 있다.

나아가 도 4a 및 4b를 참조하면, 광 입력부(315)는 미러(415a) 등의 반사형 요소일 수 있거나(도 4a) 입력단(309a)에 레이저 빔을 제공하는 별도의 레이저(415b)일 수 있다(도 4b). 도 4a에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서 광 입력부(315)는 미러(415a)이다. 이러한 구현예에서 드라이브 레이저 시스템(305)은, 타겟 재료(420)가 광 공진기의 하나의 미러로 기능하는 이른바 "셀프-타겟팅" 레이저 시스템(400A)으로 구성된다. 타겟 재료(420)는 타겟 재료(120)(도 1)와 유사할 수 있다. 타겟 재료(420)는 타겟 위치(430)에 수용된다. 몇몇 "셀프-타겟팅" 배열에서는 마스터 발진기가 필요하지 않을 수 있다. 레이저 시스템(400A)은 광 증폭기(306a, 306b)를 포함하며, 이러한 증폭기는 도 3에 도시된 바와 같이 이득 매질(307a, 307b)을 가진다. 광 증폭기(306a, 306b)는 자신의 여기 소스, 예컨대 펌핑 전극을 가질 수 있다. 광 증폭기(306a, 306b)는 챔버를 가질 수 있는데 이러한 챔버는, 예를 들어 10600 nm의 파장 λ의 광을 증폭하기 위해, 예컨대 10³-10⁶의 조합된 1회 통과 이득을 갖는 무선 주파수(RF) 펌핑 고속 축류 CO₂ 증폭기 챔버일 수 있다. 증폭기 챔버는, 단독으로 셋업될 때 2회 이상 이득 매질을 통해 증폭된 광빔(310)을 통과시키기 위해 필요한 광학 컴포넌트들을 포함하지 않도록 레이저 공동(공진기) 미러 없이 설계될 수 있다. 그럼에도, 앞서 언급한 바와 같이 레이저 공동은 다음과 같이 형성될 수 있다.

이러한 구현예에서 레이저 공동은 광 입력부(315)로 반사형 광학기(415a)를 이용하고 타겟 위치(430)에 타겟 재료(420)를 배치함으로써 형성될 수 있다. 반사형 광학기(415a)는 예를 들어, 평면형 미러, 곡면형 미러, 위상-공액 미러, 또는 약 10600 nm의 파장(CO₂ 증폭기 챔버가 이용되는 경우의 증폭된 광빔(310)의 파장)에 대해 약 90% 이상의 반사율을 갖는 코너 미러일 수 있다. 타겟 재료(420) 및 반사형 광학기(415a)는 증폭된 광빔(310)의 일부를 빔 경로(313)를 따라 레이저 시스템(400A)으로 다시 반사시켜 레이저 공동을 형성하도록 작용한다. 따라서, 타겟 위치(430)에 타겟 재료(420)가 존재함으로써, 레이저 시스템(400A)이 가간섭성 레이저 발진을 생성하기에 충분한 피드백을 제공하게 된다. 이러한 경우, 증폭된 광빔(310)(도 3)은 레이저 빔이라 여겨질 수 있다.

타겟 재료(420)가 타겟 위치(430)에 없는 경우에도, 레이저 시스템(400A)은 여전히 증폭된 광빔(310)을 생성하도록 펌핑될 수 있지만, 레이저 시스템(400A) 내의 일부 다른 컴포넌트가 충분한 피드백을 제공하지 않는 한 레이저 발진을 생성하지는 못할 것이다. 특히, 증폭된 광빔(310)과 타겟 재료(420)의 교차 동안에, 타겟 재료(420)는 빔 경로(404)를 따라 광을 반사시켜, 광학기(415A)와 협력하여 광 증폭기(306a, 306b)를 통과하는 광 공진기를 형성하게 된다. 광 증폭기(306a, 306b) 내의 이득 매질(307a, 307b)이 여기되어 타겟 재료(420)를 조사하기 위한 레이저 빔을 생성하고 플라즈마를 생성하며 EUV 광 방출(150)을 생성할 때(도 1) (광학기(415a)와 타겟 재료(420)로 형성되는) 공진기에서 광학적 이득이 광학적 손실을 넘어서도록 하기에 타겟 재료(420)의 반사율이 충분하도록 이러한 배열이 구성된다.

이러한 배열의 경우, 광학기(415a), 광 증폭기(305a, 305b), 및 타겟 재료(420)가 조합되어, 타겟 재료(420)가 광 공진기의 하나의 미러(이른바 플라즈마 미러 또는 기계적 q-스위치)로 기능하는 이른바 "셀프-타겟팅" 레이저 시스템을 형성하게 된다. 셀프-타겟팅 레이저 시스템은 2006년 10월 13일에 출원되고 발명의 명칭이 "Drive Laser Delivery Systems for EUV Light Source"인 미국 출원 제11/580,414호에 개시되어 있으며, 이러한 문헌의 전체 내용은 원용에 의해 본원에 통합된다.

도 4b를 참조하면, 또 다른 예시적인 드라이브 레이저 시스템(400B)이 도시되어 있다. 드라이브 레이저 시스템(400B)은 마스터 발진기(또는 시드 레이저)(415b)에 의해 개시되고 광 증폭기(306a)에 공급되는 시드 펄스를 갖는 마스터 발진기/파워 증폭기(MOPA) 구성이다. 광 증폭기(306a)는, 예를 들어 증폭된 광빔(310)을 생성하기 위해 RF 펌핑 고속 축류 CO₂ 증폭기를 이용하여, 마스터 발진기(415b)로부터 출력되는 펄스를 증폭할 수 있다.

도 3, 4a, 및 4b의 예는 2개의 광 증폭기를 포함하는 시스템을 보여주고 있지만, 그보다 많거나 적은 광 증폭기가 이용될 수 있다. 부가적으로, 응용예에 따라 일례로서 CO₂ 증폭기 챔버가 제공되지만, 이와 다른 유형의 증폭기 또는 레이저, 예를 들면 높은 파워와 높은 펄스 반복률로 동작하는 엑시머 또는 분자 불소 레이저가 적합할 수도 있다. 추가적인 예로는, 예를 들어 섬유 또는 디스크 형상의 이득 매질을 갖는 솔리드 스테이트 레이저, 예를 들면 미국 특허 제5,625,191호; 제5,549,551호; 및 제5,567,450호에 도시된 것과 같은 MOPA 구성의 엑시머 레이저 시스템; 하나 이상의 챔버, 예컨대 발진기 챔버 및 하나 이상의 증폭 챔버를 갖는 엑시머 레이저(증폭 챔버는 병렬 또는 직렬로 배열됨); 마스터 발진기/파워 증폭기(MOPO) 배열, 파워 발진기/파워 증폭기(POPA) 배열; 파워 증폭기가 재생형 링 증폭기인 배열, 또는 하나 이상의 엑시머 또는 분자 불소 증폭기 또는 발진기 챔버를 시드하는 솔리드 스테이트 레이저 등이 적합할 수도 있다. 이와 다른 설계도 가능하다.

도 5를 참조하면, 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 예시적인 프로세스(500)의 흐름도가 도시되어 있다. 드라이브 레이저 시스템(305)(도 3)을 참조하여 프로세스(500)에 관해 논의한다. 그러나, 프로세스(500)는 EUV 광을 생성하기 위해 타겟 재료와 상호작용하는 증폭된 광빔을 발생시키는 임의의 광원 상에서 수행될 수 있다.

광 증폭기(306a)가 빔 경로(313) 상에 배치된다(단계 510). 적응형 광학기(308)가 빔 경로(313) 상에 배치된다(단계 520). 증폭된 광빔이 광 증폭기(306a)로부터 방출되며, 이러한 증폭된 광빔은 듀티 사이클과 연관되어 있다(단계 530). 증폭된 광빔은 증폭기(306a)로부터 직접 방출된 광빔이거나, 증폭기(306)의 하류에 있는 증폭기(예컨대, 증폭기(306b))에 의해 추가로 증폭이 이루어진 증폭된 광빔일 수 있다. 증폭된 광빔의 듀티 사이클은 예를 들어, 이득 매질(307a)이 에너지로 펌핑되도록 RF 전극을 활성화 및 비활성화시킴으로써 설정될 수 있다. 이득 매질(307a)이 에너지로 펌핑되는 경우, 이러한 이득 매질(307a)을 통과하는 광빔은 에너지를 흡수하여 증폭된다. 이득 매질(307a)이 에너지로 펌핑되지 않는 경우, 광빔은 증폭되지 않고 증폭기(306a)를 통과하게 된다. 그러므로 RF 전극이 활성화 및 비활성화되는 레이트에 의해 증폭된 광빔의 듀티 사이클이 결정된다.

증폭된 광빔의 특성이 결정된다(단계 540). 증폭된 광빔의 특성은 예를 들어, 일정 시간에 걸친 증폭된 광빔의 파워, 또는 특정 시간에서 증폭된 광빔의 에너지일 수 있다. 방출된 증폭된 광빔의 특성은 빔 사이즈일 수 있고, 이는 증폭된 광빔의 전파 방향에 수직인 평면에서 증폭된 광빔의 직경 또는 폭일 수 있다. 증폭된 광빔의 특성은 증폭된 광빔의 확산도일 수 있다. 이러한 특성은 증폭기(306a, 306b)의 내부 또는 외부에서 빔 경로(313) 상의 임의의 지점에서 측정될 수 있다.

적응형 광학 요소(308)가 조정된다(단계 550). 적응형 광학 요소(308)의 조정에 의해, 증폭된 광빔의 특성은 듀티 사이클이 변화하는 경우에도 유지된다. 예를 들어, 적응형 광학 요소(308)의 곡률 반경이, 듀티 사이클의 변화에 무관하게 증폭된 광빔의 확산도가 유지되도록 조정될 수 있다. 적응형 광학기가 없는 경우, 90%의 듀티 사이클은 증폭된 광빔의 확산도를 줄일 수 있는 반면, 10%의 듀티 사이클은 증폭된 광빔의 확산도를 줄이지 않게 된다. 듀티 사이클이 10%에서 90%로 변화할 때 확산도를 유지하기 위해서, 적응형 광학 요소(308)는 증폭된 광빔의 확산도를 높이도록 곡률 반경을 증가시킨다. 적응형 광학 요소(308)는 피드백 신호(예컨대, 도 2의 피드백 신호(219))에 응답하여 곡률 반경을 조정할 수 있다.

증폭된 광빔은 타겟 위치(230)에 제공되어 타겟 재료(220)와 상호작용하여 EUV 광을 생성하게 된다(단계 560).

도 6을 참조하면, 예시적인 가변 반경 미러(VRM)(608)의 블록도가 도시되어 있다. VRM(608)은 각각 도 1, 2, 3의 예시적인 레이저 시스템(105, 205, 305)에서 적응형 광학기(108, 208, 308)로 이용될 수 있다. VRM(608)은 일 측면(606)에 가해지는 압력 변화에 응하여 변형되는 반사성 표면(605)을 포함한다. VRM(608)은 반사성 표면(605)으로부터 열을 제거하는 유체를 순환시키는 유체 서킷(610) 및 측면(606)에서의 압력을 변화시키는 별도의 압력 서킷(630)을 포함한다. 유체 서킷 및 압력 서킷이 분리됨으로써, 유체의 유속 및/또는 유체를 운반하는 도관 내에서의 제약을 이용하여 변형가능한 표면에서의 압력을 제어하는 VRM에 비해, 반사성 표면(605)의 진동이 줄어들게 된다.

유체 서킷(610)은 유체가 순환하는 도관(612)을 포함한다. 도관(612)은 루프를 형성하고, 유체는 이러한 루프를 통해 시계 방향(613)으로 흐를 수 있다. 유체는 반사성 표면(605)의 측면(606) 근방으로 흘러 반사성 표면(605)으로부터 열을 가져가게 된다. 유체는 액체 또는 기체, 예컨대 물, 공기, 냉각재, 또는 반사성 표면(605)의 측면(606)으로부터 열을 제거할 수 있는 임의의 여타 유체일 수 있다.

압력 서킷(630)은 압력 액추에이터(632), 압력 제어기(634), 및 압력 트랜스듀서(636)를 포함한다. 압력 액추에이터(632)는 도관(633)에 유체 결합되어 있고, 이러한 도관(633)은 도관(612)에 유체 결합되어 있다. 압력 액추에이터(632)는 도관(633) 내의 압력을 증가 또는 감소시키는 작용을 하며, 도관(633) 내의 이러한 압력 증가 또는 감소는 그에 대응하여 반사성 표면(605)의 측면(606) 및 도관(612)에서의 압력에 영향을 미친다. 도 6의 예에서, 압력 액추에이터(632)는 피스톤 힘 액추에이터이다. 도관(633) 내의 압력은, 스프링 피스톤(631)이 "d"의 방향으로 이동할 때 증가하고, 스프링 피스톤(631)이 "d"와는 반대 방향으로 이동할 때 감소한다.

압력 트랜스듀서(또는 압력 센서)(636)는 반사성 표면(605)의 측면(606)에서 압력을 측정하고, 이러한 압력 트랜스듀서(636)는 압력 제어기(634)에 전기 신호를 제공한다. 압력 제어기(634)는 도관(633)에 더 많은 압력 또는 더 적은 압력을 제공하도록 압력 액추에이터(632)를 제어한다.

VRM(608)은 또한, 액체 또는 기체일 수 있는 유체 형태의 냉각재(예컨대, 물)을 운반하는 도관(622)을 수용하는 열 교환기(620)를 포함한다. 도관(622)은 유입구(624)에서 비교적 냉각된 유체(623)를 받아들이고, 이러한 냉각된 유체(623)을 열 교환기(620)에 통과시키는데, 냉각된 유체(623)는 여기서 반사성 표면(605)으로부터 되돌아온 유체로부터 열을 흡수하여 비교적 가열된 유체(627)가 된다. 가열된 유체(627)는 유출구(626)를 통해 VRM(608)을 빠져나온다. 이런 식으로 도관(612) 내에서 흐르는 유체는 반사성 표면으로부터 열을 제거하고, 그리고 나서 반사성 표면(505)의 측면(606)으로 재순환하기 전에 열 교환기(620) 내에서 냉각된다.

유체 서킷(610)은 또한 펌프(614)를 포함한다. 펌프(614)는 예를 들어, 기어 펌프일 수 있다. 펌프(614)는 유체가 도관(612) 내에서 흐르게 하지만, 펌프가 측면(606)에서 압력 변화를 생기게 하는 것은 아니다. 예를 들어 펌프(614)는, 도관(612) 내의 유체의 유속을 변화시켜 측면(606)에서 압력의 대응하는 변화를 유발하도록 하지 않는다. 나아가 도관(612)에는, 만약 존재한다면 도관(612) 내의 유체의 흐름을 제약하게 되고 반사성 표면(605)의 측면(606)에서 압력이 쌓이게 되는, 측면(606)의 하류방향으로(방향(613)으로) 제약이 없다. 도관(612)에는 또한, 측면(606)의 상류방향으로(방향(613)으로) 그러한 제약이 없다. 그 대신 압력 액추에이터(632)는 측면(606)에서의 압력을 증가시키고 감소시킨다.

유속의 변화 및/또는 제약 대신에 압력 액추에이터(632)를 이용하여 측면(606)에서의 압력 변화를 발생시킴으로써, 반사성 표면(605)의 무관한 진동이 줄어들거나 없어질 수 있다. 부가적으로, 압력 서킷(630)과 유체 서킷(610)이 별도이기 때문에, 도관(612)을 통해 흐르는 유체가 없는 경우에도 표면(605)에서의 압력이 제어될 수 있다. 이와 같이 VRM(608)은, 예를 들어 열 제거를 요하지 않는 동작 모드 뿐만 아니라 반사성 표면(605)으로부터 열이 제거되는 것에 의해 이득을 보는 동작 모드를 갖는 시스템에서 이용될 수 있다.

VRM(608)은 또한, 밸브(642)를 통해 도관(622)을 도관(612)에 결합하는 도관(640)을 포함할 수 있다. 밸브(642)를 개방하면, 유체가 도관(622)과 도관(612) 사이에서 흐를 수 있게 되어 도관(622)이 유체로 채워지거나 비워질 수 있게 된다. 나아가, 도관(633)은 밸브(638)를 통해 도관(622)에 결합될 수 있다.

도 7을 참조하면, 가변 반경 미러(VRM)(708)를 포함하는 예시적인 드라이브 레이저 시스템(705)의 블록도가 도시되어 있다. 드라이브 레이저 시스템(705)은 증폭된 광빔(710)을 생성하는 광 증폭기(706a, 706b)를 포함한다. 증폭된 광빔(710)은 타겟 재료(720)를 받아들이는 타겟 위치(730)로 지향된다. 증폭된 광빔(710)과 타겟 재료(720) 사이의 상호작용에 의해 타겟 재료가 EUV 광을 방출하는 플라즈마로 변환된다. 드라이브 레이저 시스템(705)은 또한 빔 경로(713) 상에 위치하는 측정 센서(770)를 포함한다. 도 7의 예에서, 측정 센서(770)는 광 증폭기(706b)의 입력단에 위치한다. 측정 센서(770)는 광빔의 빔 사이즈를 측정하고 피드백 신호(772)를 생성하며, 이러한 피드백 신호가 VRM(708)에 제공된다.

VRM(708)은 도 6의 VRM(608)의 또 다른 구현예이다. VRM(708)의 경우 압력 제어기(634)가 압력 트랜스듀서(636)(도 6) 대신에 측정 센서(770)로부터 피드백 신호(772)를 수신한다는 점을 제외하고는 VRM(708)과 VRM(608)은 동일하다. 압력 제어기(634)는, 측정 센서(770)에 의해 측정되는 빔 사이즈에 따라 측면(606)에서의 압력이 증가 또는 감소하도록 압력 액추에이터(632)에 작용한다.

도 7의 예에서는 측정 센서(770)가 광 증폭기(706b)의 입력단에 위치하지만, 측정 센서(770)는 이와 다른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 측정 센서(770)는 타겟 위치(730)에서 증폭된 광빔(710)의 사이즈를 측정하도록 배치될 수 있다. 다른 예로서, 측정 센서(770)는 광 증폭기(706b) 내부에, 또는 광 증폭기(706a)의 출력단에 위치할 수 있다. 둘 이상의 측정 센서(770)가 이용될 수 있고, 이러한 둘 이상의 측정 센서(770)가 상이한 위치에 배치될 수 있다.

도 8을 참조하면, 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템(805)의 블록도가 도시되어 있다. 드라이브 레이저 시스템(805)은 타겟 위치(830)에 제공되는 증폭된 광빔(810)을 생성한다. 타겟 재료(820)와 증폭된 광빔 간의 상호작용에 의해 EUV 광을 방출하는 플라즈마가 생성된다.

드라이브 레이저 시스템(805)은 광 경로(813) 상에 위치하는 광 증폭기(806a-806d)를 포함한다. 각각의 광 증폭기(806a-806d)는 이득 매질(미도시), 입력단(809a-809d), 및 출력단(811a-811d)을 각각 포함한다. 집합적으로 증폭기(806a-806d)는 빔 경로(813) 상에 증폭기 체인을 형성하게 되며, 광 증폭기(806b-806d)의 입력단은 각각 이전의(상류의) 광 증폭기(808a-806c)의 출력단으로부터 광을 수광하게 된다. 증폭기(806a)의 입력단(809a)은 광 입력부(815)로부터 빔을 수광한다. 광 입력부(815a)는 반사형 광학기(예컨대, 도 4a에서 논의한 광학기(415a)) 또는 시드 레이저(예컨대, 도 4b에서 논의한 시드 레이저(415b))일 수 있다. 드라이브 레이저 시스템(805)은 또한, 빔 경로(813) 상에 배치되어 입력단(809b-809d)으로 광을 지향시키는 반사형 요소(819)를 포함한다. 반사형 요소(819)는 예를 들어, 평면형 미러일 수 있다.

드라이브 레이저 시스템(805)은 또한, 각각의 증폭기(806a-806d)의 출력단에 적응형 광학 요소(808a-808d)를 각각 포함한다. 광 증폭기(806a-806d)에서의 이득 매질은 렌즈와 같이 작용하여, 매질을 통해 전파되는 광빔의 확산량을 변화시킨다. 확산의 변화량은 듀티 사이클에 따라 변화할 수 있다. 이러한 효과에 대응하기 위해서, 적응형 광학 요소(808a-808d)가 빔 경로(813) 상에, 각각의 광 증폭기(806a-806d)에 의해 출력되는 광빔을 수광하는 위치에 배치된다.

적응형 광학 요소(808a-808d)는 VRM, 예컨대 도 7과 관련하여 논의된 VRM(708)일 수 있다. VRM으로서, 각각의 적응형 광학 요소(808a-808d)는 피드백 신호에 응답하여 형상이 변화하는 변형가능한 반사성 표면을 가진다. 도 8에 도시된 예에서, 적응형 광학 요소(808a)는 증폭기(806a)에 의해 출력되는 빔의 사이즈를 측정하는 센서(870)로부터 피드백 신호(872)를 수신한다. 적응형 광학 요소(808b)는, 적응형 광학 요소(808b)로부터 반사되는 빔의 포인팅(pointing)을 측정하는 센서(873)로부터 피드백 신호를 수신한다.

센서(870)는 증폭기(806a)에 의해 출력되는 빔의 사이즈를 측정한다. 센서(870)로부터의 측정치에 빔 사이즈가 예상치보다 더 크다고 나타나면, 적응형 광학 요소(806a)의 반사성 표면은 이득 매질에 의해 유발되는 확산을 보상하기 위해 더 작은 곡률 반경을 가지도록 수축된다. 증폭기(806a)로부터의 빔의 사이즈가 예상치보다 작다면, 피드백 신호(872)는 적응형 광학 요소(808a)의 곡률 반경이 증가하도록 한다.

센서(873)는 빔 경로(813) 상에, 공간 필터(817a)의 바로 상류에 위치한다. 센서(873)는 경로(813)를 따라 진행하는 빔의 포인팅을 측정하고 피드백 신호(874)를 생성한다. 빔이 공간 필터(817b)의 애퍼처로 진입하지 않는 경우, 적응형 광학기(808b)는 피드백 신호(874)에 기초하여 포인팅을 조정한다.

적응형 광학 요소(808c, 808d)는 또한 피드백 신호(미도시)를 수신한다. 피드백 신호는, 빔 경로(813) 상에, 광 증폭기(806a-806d)의 내부 또는 외부에 배치되어 특정 위치에서 빔의 특성을 측정하는 센서로부터 유래한 것일 수 있다. 증폭기(806a)의 출력단에서 광빔을 출력하는 것에 더하여, 또는 이렇게 출력하는 것 대신에, 빔 사이즈가 빔 경로(813) 상의 임의의 여타 위치에서 측정될 수 있다. 일부 구현예로서 피드백 신호는, 빔 경로(813)의 외부에 위치하고 및/또는 빔 경로(813)를 따라 전파되는 광빔의 광학적 특성을 감지하지 않는 센서, 예컨대 반사성 표면의 측면에서 압력을 측정하는 압력 트랜스듀서로부터 유래한 것일 수 있다.

적응형 레이저 시스템(805)은 또한 빔 경로(813) 상에 위치하는 공간 필터(817a-817c)를 포함한다. 공간 필터(817a-817c)는 예컨대, 빔 경로(813) 상에 중심을 두고 있는 애퍼처를 각각 형성하는 핀홀일 수 있다. 각각의 공간 필터(817a-817c)는 그 애퍼처가, 각각 증폭기 출력단(811a-811c)으로부터 빠져나오는 광빔의 빔 허리부의 예상된 위치와 일치하도록 배치될 수 있다. 공간 필터(817a)는 증폭기(806a)와 증폭기(806b) 사이에 위치하고, 공간 필터(817b)는 증폭기(806b)와 증폭기(806c) 사이에 위치하며, 공간 필터(817c)는 증폭기(806c)와 증폭기(806d) 사이에 위치한다.

각각의 증폭기 사이에 공간 필터를 위치시킴으로써 드라이브 레이저 시스템(805)을 타겟 위치(830)로부터 격리하게 된다. 공간 필터(817a-817c)는 타겟 위치(830)로부터 증폭기(806a-806d)로 역으로 전해지는 파워의 양을 줄임으로써 타겟 위치(830)로부터 증폭기를 격리하는데 도움이 된다. 타겟 재료(820)와 증폭된 광빔(810) 사이의 상호작용에 의해, 타겟 재료(830)로부터, 광빔(810)이 전파되는 방향과는 반대 방향으로 전파되는 반사를 생성할 수 있다. 이러한 반사는 증폭기 체인에 진입할 수 있고 역방향(reverse) 빔이라 지칭된다. 역방향 빔은 증폭기 이득 매질의 이득 스트리핑(gain stripping)을 유발할 수 있다. 이득 스트리핑은, 부유(stray) 빔(예컨대, 역방향 빔)이 이득 매질을 통과하여 펌핑된 이득 매질로부터 에너지를 흡수함으로써 증폭될 때 일어난다. 이득 스트리핑이 일어난 후, 다른 빔이 증폭될 수 있기 전에 이득 매질이 다시 펌핑되어야 한다.

이와 같이 역방향 빔은, 그렇지 않으면 이후의 순방향 빔(경로(813)를 따라 전파하여 증폭기 체인에 의해 타겟 재료(820)와 상호작용하는 증폭된 광빔(810)으로 증폭되어 플라즈마를 생성하게 되는 빔)에 제공될 증폭 에너지를 취할 수 있다. 역방향 빔의 확산도는 순방향 빔의 확산도와는 상이하다. 그 결과, 증폭기들 사이에 공간 필터(817a-817c)를 배치하게 되면 증폭기(806a-806c)에 도달하는 역방향 파워의 양을 줄이는데 도움이 되며, 이로써 타겟 재료(820)에 제공되는 에너지의 양을 늘리게 되고 생성되는 EUV 광의 양을 또한 증가시키게 된다.

부가적으로, 광 입력부(815)가 마스터 발진기(또는 시드 레이저)인 구현예에서, 공간 필터는 또한 증폭기 체인(증폭기(806a-806d))과 시드 레이저(815) 사이에 셀프-레이징(self-lasing)을 줄이거나 제거하는데 도움이 된다. 셀프-레이징에서 유래한 광빔은 또한 순방향 빔과 상이한 확산도를 가진다. 따라서, 출력단(811a-811c)으로부터 방출된 순방향 빔의 빔 허리부와 일치하도록 공간 필터(807a-807c)를 배치하게 되면, 더 많은 순방향 빔이 타겟 위치(830) 및/또는 하류의 증폭기에 도달하면서도 많은 셀프-레이징 빔을 차단하게 된다. 셀프-레이징의 완화에 의해 증폭기(806a-806d)의 이득이 증가할 수 있고, 이는 또한 증폭된 광빔(810)의 파워를 늘리게 된다.

도 9를 참조하면, 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템의 블록도가 도시되어 있다. 적응형 드라이브 레이저 시스템(905)은 광 증폭기(906a-906d), 공간 필터(917a-917c), 및 복수의 적응형 광학 요소(908)를 포함한다. 적응형 광학 요소(908)는 VRM, 예컨대 VRM(608)(도 6) 또는 VRM(708)(도 7)일 수 있다. 적응형 드라이브 레이저 시스템(905)은 증폭기(906b-906c)의 입력단 및 출력단에 적응형 광학 요소(908)를 가진다는 점을 제외하고는 도 8의 시스템(805)과 유사하다. 증폭기의 입력단과 출력단에 적응형 광학기를 구비하게 되면 빔 확산도와 빔 사이즈를 제어할 수 있게 된다.

예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템(805, 905)에서는 4개의 광 증폭기를 볼 수 있지만, 이보다 더 많거나 더 적은 수의 광 증폭기가 이용될 수 있다.

도 10을 참조하면, 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템(1005)의 블록도가 도시되어 있다. 적응형 드라이브 레이저 시스템(1005)은 증폭된 광빔(1010)을 생성하며, 이러한 증폭된 광빔은 타겟 위치(1030)에서 타겟 재료(1020)와 상호작용하여 타겟 재료를 EUV 광을 방출하는 플라즈마로 변환하게 된다.

레이저 시스템(1005)은 광 증폭기(1006a, 1006b), 정적인 반사형 광학 요소(1078a, 1078b), 공간 필터(1017), 및 광 경로(1013) 상에 위치하는 적응형 요소(1080)를 포함한다. 시스템(1005)은 또한 적응형 요소(1080)에 피드백 신호(1072)를 제공하는 센서(1070)를 포함한다. 광 증폭기(1006a)는 광 입력부(1015)로부터 광빔을 수광하는데, 이러한 광 입력부는 반사형 광학기(예컨대, 도 4a에서 논의한 광학기(415a)) 또는 시드 레이저(예컨대, 도 4b에서 논의한 시드 레이저(415b))일 수 있다. 광은 광 경로(1013)를 따라 광 입력부(1015)로부터 증폭기(1006a, 1006b)를 통해 타겟 위치(1030)로 전파된다.

정적인 반사형 광학 요소(1078a, 1078b)는 경로(1013) 상에 배치되는데, 예를 들면 축외 포물면(OAP) 미러일 수 있다. 광학 요소(1078a, 1078b)는 고정된 곡률 반경을 갖는다는 점에서 정적인 요소이다. 공간 필터(1017)의 애퍼처는 광 경로(1013) 상에서, 광 증폭기(1006a)로부터 출력되는 빔의 빔 허리부의 예상된 위치와 일치하는 위치에 있다. 적응형 요소(1080)는 증폭기(1006a)와 증폭기(1006b) 사이에 위치한다. 적응형 요소(1080)는 빔 경로(1013)의 길이를, 특히 광 증폭기(1006a)의 출력단(1011a)과 공간 필터(1017) 사이에 있는 경로(1013)의 부분을 증가 또는 감소시킨다. 시스템 동작 조건의 변화(예컨대, 듀티 사이클의 변화)에도 불구하고 광 증폭기(1006a)로부터 방출되는 빔의 빔 허리부가 공간 필터(1017)의 애퍼처와 일치하도록 유지하기 위해 빔 경로(1013)의 길이가 적응형 요소(1080)로 조정될 수 있다.

센서(1070)는 광 증폭기(1006a)가 출력하는 빔의 확산도 또는 사이즈를 측정하도록 배치된다. 센서(1070)는 피드백 신호(1072)를 생성하고 이러한 신호(1072)를 적응형 요소(1080)에 제공한다. 증폭기(1006a)의 출력이 예상되거나 요구되는 확산도보다 큰 경우, 빔 허리부는 예상되거나 요구된 것보다 증폭기(1006a)로부터 멀리 떨어진다. 이러한 경우, 적응형 요소(1080)는 출력 빔의 빔 허리부가 공간 필터와 일치하도록 경로(1013)의 길이를 감소시킨다. 증폭기(1006a)의 출력이 예상된 확산도보다 작은 경우, 적응형 요소(1080)는 경로(1013)의 길이를 증가시킨다.

도 11a 및 11b를 참조하면, 예시적인 적응형 요소(1180)의 평면도가 도시되어 있다. 적응형 요소(1180)는 빔 경로 길이 조정기라 지칭되며, 시스템(1005)(도 10)에서 적응형 요소(1080)로 이용될 수 있다. 도 11a는 압축된 상태에서의 빔 경로 길이 조정기(1180)를 나타내며(단축된 빔 경로), 도 11b는 확장된 상태에서의 빔 경로 길이 조정기(1180)를 나타낸다(신장된 빔 경로).

빔 경로 길이 조정기(1180)는 내측 도관(1182), 외측 도관(1183), 및 반사형 광학기(1185a-1185d)를 포함하고, 이는 수냉식으로 냉각될 수 있다. 도 11c를 참조하면, 도 11a의 11C-11C 선을 따라 취해진 빔 경로 길이 조정기(1180)의 단면도가 도시되어 있는데, 내측 도관(1182)과 외측 도관(1183)은 동심으로 배열되어 있고, 외측 도관(1183)의 일부가 내측 도관(1182)을 둘러싸고 있다.

내측 도관(1182)은 내측 벽(1182a)을 가지며 외측 도관(1183)은 내측 벽(1183a)을 가진다. 내측 벽(1182a, 1183a)은 중앙의 길이방향 축(1184)을 규정한다. 광은 축(1184)을 따라 빔 경로 길이 확장기(1180)를 통해 진행한다. 도관(1182, 1183)의 내부는 비어 있고, 자유 공간이거나 다른 재료일 수 있지만, 빔 경로 길이 조정기(1180)를 통해 일정한 굴절률의 경로를 제공한다. 내측 벽(1182a, 1183a)은, 예를 들어 흑색의 양극 산화 알루미늄, 또는 빔 경로 길이 조정기(1180)가 이용되는 적응형 드라이브 레이저 시스템에 의해 생성된 광빔의 파장을 흡수하는 임의의 여타 재료로 만들어지거나 코팅될 수 있다. 외측 도관(1183)과 내측 도관(1182)은 내측 도관(1182)과 외측 도관의 내측 벽(1183a) 사이에 저마찰 또는 마찰 없는 요소(1188)로 결합된다. 저마찰 요소(1188)는 예컨대, TEFLON 또는 TEFLON 복합재, 또는 에어 갭일 수 있다. 저마찰 요소(1188)에 의해 외측 도관(1183)은 내측 도관(1182)에 대해 상대적으로 미끄러질 수 있다.

도 11a 및 11b를 다시 참조하면, 빔 경로 확장기(1180)는 또한 내측 도관(1182) 및 외측 도관(1183)을 수용하는 베이스(1186)를 포함한다. 베이스(1186)는 또한 반사형 광학 요소(1185a, 1185b)를 지지한다. 슬라이더(1189)를 수용하는 스템(1187)이 베이스(1186)로부터 연장된다. 슬라이더(1189)는 외측 도관(1183)에 부착되고, 슬라이더(1189)는 화살표 "D"로 표시한 방향으로 스템(1187)을 따라 이동한다. 슬라이더(1189)가 방향 "D"로 스템(1183)을 따라 이동할 때 외측 도관(1183) 또한 이동한다. 그러나, 외측 도관(1183)과 내측 도관(1182)은 단지 저마찰 요소(1188)로 결합되어 있기 때문에, 내측 도관(1182)은 슬라이더(1189)와 함께 이동하지 않는다. 이런 식으로, 슬라이더(1189)를 방향 "D"를 따라 전후로 이동시킴으로써 경로 길이 조정기(1180)의 경로 길이가 증가 및 감소된다. 경로 길이 조정기(1180)는 예를 들어, +/- 200 밀리미터(mm)의 경로 길이 변화를 발생시킬 수 있다.

사용 시에 경로 길이 조정기(1180)는 입력단(1190)에서 광빔(1181)을 수광한다. 빔(1181)은 반사형 광학기(1185a)로부터 내측 도관(1182)으로 반사되고, 축(1184)을 따라 진행하며, 반사형 광학기(1185b, 1185c)로부터 반사되어 반사형 광학기(1185d)로 지향된다. 그 다음에 빔(1181)은 출력단(1191)을 통해 빔 경로 확장기(1180)를 빠져나온다. 슬라이더(1189)의 이동은 수동식이거나 컴퓨터 제어를 통해 이루어질 수 있다(예컨대, 슬라이더(1189)에 결합된 컴퓨터 제어 스텝퍼 모터를 통해).

시스템(1005)(도 10)과 같은 적응형 드라이브 레이저 시스템에서 빔 경로 길이 조정기(1180)를 이용하기 위해, 빔 경로(1013) 상에서 전파되는 광이 빔 경로 길이 조정기(1180)에 진입하도록 입력단(1190) 및 출력단(1191)이 빔 경로(1013) 상에 배치된다.

빔 경로 길이 조정기(1180)가 원형의 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 광의 통과를 허용하고 내측 도관과 외측 도관 사이에 슬라이딩 맞물림을 제공하는 임의의 도관이 이용될 수 있다.

도 12는 또 다른 예시적인 적응형 드라이브 레이저 시스템(1205)의 블록도이다. 적응형 드라이브 레이저 시스템(1205)은, 정적인 미러(1078a)가 적응형 광학기(1208)로 대체된다는 점을 제외하고는 적응형 드라이브 레이저 시스템(1005)과 유사하다. 적응형 광학기(1280)는 가변 반경 미러, 예컨대 VRM(708)(도 7)일 수 있다.

도 13을 참조하면, 일부 구현예로서 극자외 광 시스템(100)은 진공 챔버(1300), 하나 이상의 제어기(1380), 하나 이상의 구동 시스템(1381), 및 가이드 레이저(1382) 등의 기타 다른 컴포넌트를 포함하는 시스템의 일부이다.

진공 챔버(1300)는 하나의 단일 구조체일 수 있거나, 특정한 컴포넌트를 내장하는 별개의 서브-챔버로 셋업될 수 있다. 진공 챔버(1300)는 진공 펌프에 의해 공기 및 기타 다른 기체가 제거되는 적어도 부분적으로 강성인 인클로저이며, 그 결과 챔버(1300) 내에 저압의 환경을 조성하게 된다. 챔버(1300)의 벽은 진공 사용에 적합한(저압을 견딜 수 있는) 임의의 적합한 금속 또는 합금으로 만들어질 수 있다.

타겟 재료 전달 시스템(115)은 타겟 위치(130)에 타겟 재료(120)를 전달한다. 타겟 위치에 있는 타겟 재료(120)는 액적, 액체 스트림, 고체 입자 또는 클러스터, 액적 내에 함유된 고체 입자 또는 액체 스트림 내에 함유된 고체 입자의 형태일 수 있다. 타겟 재료(120)는 예를 들어, 물, 주석, 리튬, 크세논, 또는 플라즈마 상태로 변환될 때 EUV 대역에서 방출선을 갖는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원소 주석은 순수한 주석(Sn)으로, 주석 화합물로, 예컨대 SnBr₄, SnBr₂, SnH₄로, 주석 합금으로, 예를 들어 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금으로, 또는 이러한 합금의 임의의 조합으로 이용될 수 있다. 타겟 재료(120)는 상기 원소 중 하나, 예컨대 주석으로 코팅된 와이어를 포함할 수 있다. 타겟 재료(120)가 고체 상태인 경우, 임의의 적합한 형상, 예컨대 링형, 구형, 입방형을 가질 수 있다. 타겟 재료(120)는 타겟 재료 전달 시스템(115)에 의해 챔버(1300)의 내측으로, 그리고 타겟 위치(130)로 전달될 수 있다. 타겟 위치(130)는 또한 조사 부위라고도 지칭되는데, 이는 타겟 재료(120)가 증폭된 광빔(110)과 광학적으로 상호작용하여 플라즈마를 생성하는 장소이다.

드라이브 레이저 시스템(105)은 하나 이상의 광 증폭기, 레이저, 및/또는 하나 이상의 메인 펄스와 몇몇 경우 하나 이상의 사전-펄스를 제공하기 위한 램프를 포함할 수 있다. 각각의 광 증폭기는 높은 이득으로 요구되는 파장을 광학적으로 증폭시킬 수 있는 이득 매질, 여기 소스, 및 내부 광학기를 포함한다. 광 증폭기는 레이저 미러, 또는 레이저 공동을 형성하는 다른 피드백 디바이스를 구비하거나 구비하지 않을 수도 있다. 따라서, 드라이브 레이저 시스템(105)은 어떠한 레이저 공동이 없는 경우에도 레이저 증폭기의 이득 매질에서의 밀도 반전으로 인하여 증폭된 광빔(110)을 생성하게 된다. 나아가, 드라이브 레이저 시스템(105)은 드라이브 레이저 시스템(105)에 충분한 피드백을 제공하도록 레이저 공동이 있는 경우 가간섭성 레이저 빔인 증폭된 광빔(110)을 생성할 수 있다. "증폭된 광빔"이란 용어는 다음 중 하나 이상을 포괄한다: 단순히 증폭되지만 반드시 가간섭성 레이저 발진일 필요는 없는 드라이브 레이저 시스템(105)으로부터의 광, 및 증폭되는 동시에 가간섭성 레이저 발진인 드라이브 레이저 시스템(105)으로부터의 광.

드라이브 레이저 시스템(105) 내의 광 증폭기는 이득 매질로서 CO₂를 포함하는 충진 가스를 포함할 수 있고, 약 9100 nm 내지 약 11000 nm의 파장, 특히 약 10600 nm의 파장의 광을 1000 이상의 이득으로 증폭할 수 있다. 드라이브 레이저 시스템(105)에서 사용하기에 적합한 증폭기 및 레이저는 펄스형 레이저 디바이스, 예를 들면 비교적 높은 파워(예를 들어, 10 kW 이상)과 높은 펄스 반복률(예를 들어, 50 kHz 이상)로 동작하는, 예컨대 약 9300 nm 또는 약 10600 nm의 방사선을 생성하는 펄스형 가스 방전 CO₂ 레이저 디바이스(예컨대, DC 또는 RF 여기를 이용)를 포함할 수 있다. 드라이브 레이저 시스템(105)의 광 증폭기는 또한, 드라이브 레이저 시스템(105)을 보다 높은 파워로 동작시킬 때 이용될 수 있는 물 등의 냉각 시스템을 포함할 수 있다.

광 컬렉터(155)는 증폭된 광빔(110)이 통과하여 초점 위치(145)에 도달할 수 있도록 애퍼처(1340)를 갖는 컬렉터 미러(1355)일 수 있다. 컬렉터 미러(1355)는 예컨대, 타겟 위치(130) 또는 초점 위치(145)에 제1 초점을 갖고 중간 위치(1361)(중간 초점이라고도 불림)에 제2 초점을 갖는 타원체 형상의 미러일 수 있으며, 이러한 중간 위치에서 EUV 광(160)이 극자외 광 시스템으로부터 출력될 수 있고 광학 장치(165)에 입력될 수 있다.

하나 이상의 제어기(1380)가 하나 이상의 구동 시스템 또는 진단 시스템, 예컨대, 액적 위치 검출 피드백 시스템, 레이저 제어 시스템, 및 빔 제어 시스템, 그리고 하나 이상의 타겟 또는 액적 이미저에 연결된다. 타겟 이미저는, 예를 들어 타겟 위치(130)에 대한 액적의 상대적인 위치를 나타내는 출력을 제공하고, 이러한 출력을 액적 위치 검출 피드백 시스템에 제공하며, 이러한 액적 위치 검출 피드백 시스템은 예를 들어, 매 액적별로 또는 평균적으로 액적 위치 오차가 계산될 수 있는 액적 위치 및 궤적을 계산할 수 있다. 이와 같이 액적 위치 검출 피드백 시스템은 제어기(1380)에 대한 입력으로서 액적 위치 오차를 제공한다. 따라서 제어기(1380)는 레이저 위치, 방향, 및 타이밍 수정 신호를, 예를 들어 레이저 타이밍 회로를 제어하는데 이용될 수 있는 레이저 제어 시스템에 제공할 수 있고 및/또는 챔버(1300) 내의 빔 초점 스팟의 초점 파워 및/또는 위치를 변경하도록 빔 전송 시스템의 증폭된 광빔 위치 및 성형(shaping)을 제어하기 위해 빔 제어 시스템에 제공할 수 있다.

타겟 재료 전달 시스템(115)은, 예를 들어 요구되는 타겟 위치(130)에 도달하는 액적에서의 오차를 교정하기 위해 내부의 전달 메커니즘에 의해 릴리스되는 액적의 릴리스 포인트를 수정하도록, 제어기(1380)로부터의 신호에 응답하여 동작가능한 타겟 재료 전달 제어 시스템을 포함한다.

부가적으로, 극자외 광 시스템은 하나 이상의 EUV 광 파라미터를 측정하는 광원 검출기를 포함할 수 있는데, 측정되는 EUV 광 파라미터에는 펄스 에너지, 파장의 함수로서의 에너지 분포, 파장의 특정 대역 내에서의 에너지, 파장의 특성 대역 밖의 에너지, 및 EUV 세기의 각도 분포 및/또는 평균 파워 등이 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니다. 광원 검출기는 제어기(780)에 의해 이용되도록 피드백 신호를 생성한다. 피드백 신호는, 예컨대 효과적이고 효율적인 EUV 광 생성을 위해 올바른 장소 및 시간에 액적을 적절히 인터셉트하기 위해 레이저 펄스의 타이밍 및 초점 등의 파라미터에 있어서의 오차를 나타낼 수 있다.

특정 구현예로서, 드라이브 레이저 시스템(105)은 다수의 증폭 스테이지를 갖고 낮은 에너지와 높은 반복률(예컨대, 100 kHz 동작 가능)로 Q-스위치 발진기(MO)에 의해 개시되는 시드 펄스를 갖는 마스터 발진기/파워 증폭기(MOPA) 구성을 갖는다. MO로부터, 레이저 펄스가 예를 들어 RF 펌핑 고속 축류 CO₂ 증폭기를 이용하여 증폭되어 빔 경로를 따라 진행하는 증폭된 광빔(110)을 생성할 수 있다.

3개의 광 증폭기가 이용될 수 있지만, 이러한 구현예에서 단지 한 개의 증폭기가 이용될 수 있고 4개 이상의 증폭기가 이용될 수도 있다. 특정 구현예로서, 각각의 CO₂ 증폭기는 내부의 미러들에 의해 겹쳐지는(folded) 10 미터 증폭기 길이를 갖는 RF 펌핑 축류 CO₂ 레이저 큐브일 수 있다. 대안으로서, 드라이브 레이저 시스템(105)은 타겟 재료(120)가 광 공진기의 하나의 미러로 기능하는 이른바 "셀프-타겟팅" 레이저 시스템으로 구성될 수 있다. "셀프-타겟팅" 레이저 시스템의 일례는 도 4b를 참조로 하여 논의된 바 있다.

조사 부위에서, 포커스 어셈블리(140)에 의해 적절히 포커싱된 증폭된 광빔(110)이 이용되어 타겟 재료(120)의 조성에 따라 달라지는 특정한 특성을 갖는 플라즈마를 생성하게 된다. 이러한 특성에는, 플라즈마에 의해 생성된 EUV 광(160)의 파장, 및 플라즈마로부터 발산되는 잔해물의 양이 포함될 수 있다. 증폭된 광빔(110)은 타겟 재료(120)를 증발시키고 증발된 타겟 재료를, 전자가 떨어져 나가(플라즈마 상태) 이온을 남겨 놓는 임계 온도까지 가열하게 되고, 이러한 이온은 극자외 대역의 파장을 갖는 광자를 방출하기 시작할 때까지 추가로 가열된다.

이와 다른 구현예들 또한 첨부된 청구범위 내에 속한다.

Claims

극자외 광원으로서,
증폭된 광빔을 생성하는 소스;
진공 챔버;
상기 진공 챔버 내부에 있고 상기 증폭된 광빔을 받아들이는 타겟 위치를 향해 타겟 재료를 지향시키는 타겟 재료 전달 시스템으로서, 상기 타겟 재료는 플라즈마로 변환되는 경우 극자외 광을 방출하는 재료를 포함하는, 타겟 재료 전달 시스템; 및
방출된 상기 극자외 광을 수광하고 지향시키도록 배치된, 상기 진공 챔버 내의 컬렉터를 포함하고,
상기 소스는:
빔 경로 상에 위치하는 이득 매질을 각각 포함하는 둘 이상의 광 증폭기로서, 각각의 광 증폭기는 입력단에서 상기 빔 경로를 따라 진행하는 입력 광빔을 수광하고 출력단에서 출력 광빔을 상기 빔 경로 상으로 방출하도록 구성되는, 광 증폭기;
상기 빔 경로 상에 위치하고 피드백 신호에 응답하여 조정가능한 하나 이상의 적응형 광학 요소; 및
상기 하나 이상의 적응형 광학 요소에 결합되는 피드백 시스템으로서, 상기 빔 경로로 전파되는 방사선을 수광하도록 배치된 센서를 포함하고 상기 센서에 의해 측정된 특성에 기초하여 상기 피드백 신호를 생성하도록 구성되는, 피드백 시스템을 포함하는, 극자외 광원.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 적응형 광학 요소는:
제1 측 및 상기 제1 측과 열적 연통하는 제2 측에 변형가능한 반사성 표면을 포함하는 광학 요소;
상기 광학 요소의 제2 측과 열적 연통하는 제1 도관을 포함하는 유체 경로로서, 상기 제1 도관은 열 전도 유체를 수용하도록 구성되는, 유체 경로; 및
상기 제1 도관, 및 상기 제1 도관으로부터 압력을 제공 및 제거하도록 구성된 압력 액추에이터와 유체 연통하는 제2 도관을 포함하는, 압력 경로
를 포함하는 적어도 하나의 적응형 광학 요소를 포함하는, 극자외 광원.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 적응형 광학 요소 중 적어도 하나는, 상기 빔 경로 상에서 상기 둘 이상의 광 증폭기 중 2개의 광 증폭기 사이에 위치하는, 극자외 광원.
제1항에 있어서,
상기 광 증폭기 중 적어도 하나의 출력단에 위치하는 공간 필터를 더 포함하는, 극자외 광원.
제1항에 있어서,
상기 적응형 광학 요소 중 적어도 하나는 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 빔 경로의 길이를 변경하는, 극자외 광원.
극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법으로서,
빔 경로 상에 이득 매질을 포함하는 광 증폭기를 상기 빔 경로 상에 배치하는 단계;
상기 빔 경로 상에 적응형 광학기를 배치하는 단계;
상기 광 증폭기로부터, 듀티 사이클과 연관되는 증폭된 광빔을 방출하는 단계;
상기 증폭된 광빔의 특성을 결정하는 단계;
상기 증폭된 광빔의 듀티 사이클의 변화에 무관하게 상기 증폭된 광빔의 특성을 유지하도록 상기 적응형 광학기를 조정하는 단계; 및
극자외 광을 생성하기 위해 타겟 재료를 받아들이는 타겟 위치에 상기 증폭된 광빔을 제공하는 단계
를 포함하는, 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법.
제6항에 있어서,
상기 적응형 광학기를 조정하는 단계는, 상기 증폭된 광빔의 빔 확산도를 조정하도록 상기 적응형 광학기의 곡률 반경을 조정하는 단계를 포함하는, 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법.
제7항에 있어서,
상기 적응형 광학기는 피드백 신호에 응답하여 조정가능하고, 상기 방법은:
상기 증폭된 광빔의 결정된 파워에 기초하여 상기 피드백 신호를 생성하는 단계; 및
상기 적응형 광학기에 상기 피드백 신호를 제공하는 단계
를 더 포함하는, 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법.
제6항에 있어서,
상기 증폭된 광빔의 특성을 결정하는 단계는, 상기 증폭된 광빔의 파워를 측정하는 것, 빔 사이즈를 결정하는 것, 및 상기 증폭된 광빔의 허리부 위치(waist location)를 결정하는 것 중 하나 이상을 포함하는, 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법.
제6항에 있어서,
상기 증폭된 광빔의 특성은 빔 허리부 위치를 포함하며, 빔 허리부 위치를 유지하도록 상기 적응형 광학기를 조정하는 것은 상기 빔 경로의 길이를 변경하도록 상기 적응형 광학기를 조정하는 것을 포함하는, 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법.
제6항에 있어서,
상기 증폭된 광빔의 특성은 상기 광 증폭기의 내부에 있는 위치에서 결정되는, 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법.
제6항에 있어서,
상기 증폭된 광빔은 상기 타겟 위치에 제공되기 전에 상기 빔 경로 상의 제2 광 증폭기에 제공되는, 극자외 광의 생성에 이용되는 증폭된 광빔의 특성을 유지하기 위한 방법.
극자외(EUV) 광원용 시스템으로서,
빔 경로 상에 위치하는 이득 매질을 포함하며, 입력단에서 광빔을 수광하고 출력단에서 EUV 광원을 위한 출력 광빔을 방출하도록 구성되는 광 증폭기;
상기 출력 광빔의 특성을 측정하고 측정된 특성에 기초하여 피드백 신호를 생성하는 피드백 시스템; 및
상기 빔 경로에 위치하며, 상기 피드백 신호를 수신하고 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 출력 광빔의 특성을 조정하도록 구성되는 적응형 광학기
를 포함하는, 극자외(EUV) 광원용 시스템.
제13항에 있어서,
상기 피드백 시스템은, 상기 출력 광빔의 파워, 상기 출력 광빔의 형상, 및 상기 출력 광빔의 사이즈 중 하나 이상을 측정하는, 극자외(EUV) 광원용 시스템.
제13항에 있어서,
상기 극자외(EUV) 광원용 시스템은 이득 매질을 포함하는 제2 광 증폭기를 더 포함하며, 상기 적응형 광학기는 상기 광 증폭기와 제2 광 증폭기 사이에 위치하는, 극자외(EUV) 광원용 시스템.
제13항에 있어서,
상기 적응형 광학기는 가변 반경 미러(VRM)를 포함하는, 극자외(EUV) 광원용 시스템.
제13항에 있어서,
상기 극자외(EUV) 광원용 시스템은 제2 적응형 광학기를 더 포함하고, 상기 적응형 광학기와 상기 제2 적응형 광학기는 각각 가변 반경 미러(VRM)를 포함하는, 극자외(EUV) 광원용 시스템.
제13항에 있어서,
상기 빔 경로 상에, 상기 광 증폭기와 제2 광 증폭기 사이에 공간 필터를 더 포함하는, 극자외(EUV) 광원용 시스템.
제13항에 있어서,
진공 챔버;
상기 진공 챔버 내의 타겟 위치를 향해 타겟 재료를 지향시키는 타겟 재료 전달 시스템으로서, 상기 타겟 위치는 상기 출력 광빔을 받아들이며, 상기 타겟 재료는 플라즈마로 변환되는 경우 극자외 광을 방출하는 재료를 포함하는, 타겟 재료 전달 시스템; 및
방출된 극자외 광을 수광하고 지향시키는 컬렉터
를 더 포함하는, 극자외(EUV) 광원용 시스템.
제13항에 있어서,
상기 특성은 상기 출력 광빔의 빔 허리부의 위치이며, 상기 적응형 광학기는 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 빔 경로의 길이를 변경하도록 구성되는 빔 경로 길이 조정기인, 극자외(EUV) 광원용 시스템.