KR20180067709A - 레이저 생성 플라즈마 광원을 위한 액적 생성 - Google Patents

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알렉산더 비카노프
루디 가르시아
레이톤 씨 헤일
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케이엘에이-텐코 코포레이션
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Abstract

본 개시는 액체 타겟 재료를 분배하기 위한 노즐; 하나 이상의 중간 챔버(들)를 구비하는 디바이스에 관한 것으로, 각각의 중간 챔버는 타겟 재료를 수용하도록 배치되며 레이저 생성 플라즈마(LPP) 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성된다. 개시된 몇몇 실시형태에서, 디바이스의 중간 챔버(들) 중 하나, 몇몇 또는 모두에서 가스 온도, 가스 압력 및 가스 조성 중 하나 이상을 제어하기 위한 제어 시스템이 포함된다. 하나의 실시형태에서, 조정 가능한 길이를 갖는 중간 챔버가 개시된다.

Description

레이저 생성 플라즈마 광원을 위한 액적 생성
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 하기에 열거된 출원(들)("관련 출원")으로부터 가장 빨리 이용 가능한 유효 출원일(들)의 이익에 관련되며 그 이익을 주장한다(예를 들면, 특허 가출원 이외의 것에 대한 가장 빨리 이용 가능한 우선일을 주장하거나 또는 특허 가출원에 대한, 관련 출원(들)의 임의의 그리고 모든 모출원(parent application), 모출원의 모출원(grandparent application), 모출원의 모출원의 모출원(great-grandparent application) 등등에 대한 35 USC §119(e) 하에서의 이익을 주장한다).
관련 출원:
USPTO 특별법 요건의 목적 상, 본 출원은 Brian Ahr, Alexander Bykanov, Rudy Garcia, Layton Hale, 및 Oleg Khodykin을 발명자로 하여 2015년 11월 10일자로 출원된 발명의 명칭이 " DROPLET GENERATION FOR A LASER PRODUCED PLASMA LIGHT SOURCE"인 특허 출원 번호 62/253,631호의 정규 특허 출원(비 가출원)을 구성하는데, 상기 가출원은 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 극 자외선(extreme ultraviolet; EUV) 범위의 광(즉, 10 nm 내지 124 nm 범위의 파장을 가지며 13.5 nm의 파장을 갖는 광을 포함하는 광)을 생성하기 위한 플라즈마 기반 광원에 관한 것이다. 본원에서 설명되는 몇몇 실시형태는, 계측학 및/또는 마스크 검사 활동(예를 들면, 화학선 마스크 검사 및 블랭크 또는 패턴화된 마스크 검사를 포함함)에서 사용하기에 특히 적합한 고휘도 광원이다. 보다 일반적으로, 본원에서 설명되는 플라즈마 기반 광원은 또한, 칩을 패턴화하기 위한 소위 대량 생산(high volume manufacturing; HVM) 광원으로서 (직접적으로 또는 적절히 수정하여) 사용될 수 있다.
레이저 생성 플라즈마(laser-produced plasma; LPP) 소스와 같은 플라즈마 기반 광원은, 종종, 결함 검사, 포토리소그래피, 또는 계측과 같은 애플리케이션을 위한 극 자외선(EUV) 광을 생성하기 위해 사용된다. 개략적으로, 이들 플라즈마 광원에서, 소망되는 파장을 갖는 광은, 크세논(Xenon), 주석, 리튬, 또는 다른 것들과 같은 적절한 선 방출(line-emitting) 또는 대역 방출(band-emitting) 엘리먼트를 갖는 타겟 재료로부터 형성되는 플라즈마에 의해 방출된다. 예를 들면, LPP 소스에서, 타겟 재료는 레이저 빔과 같은 여기 소스에 의해 조사되어 플라즈마를 생성한다.
이들 소스의 경우, 플라즈마로부터 방출되는 광은, 종종, 수집기 광학계(collector optic)(예를 들면, 거의 수직 입사 또는 스침 입사(grazing incidence) 미러)와 같은 반사 광학계를 통해 수집된다. 수집기 광학계는, 수집된 광을 광학적 경로를 따라 중간 위치로 유도하고(direct), 몇몇 경우에서는 집광하는데, 그 다음, 그 광은, 그 중간 위치에서, 리소그래피 툴(즉, 스테퍼/스캐너), 계측 툴 또는 마스크/펠리클(pellicle) 검사 툴과 같은 하류 툴(downstream tool)에 의해 사용된다.
몇몇 애플리케이션에서, 제트(jet) 또는 액적(droplet)(즉, 액체의 액적(liquid droplet) 또는 동결된 펠릿) 형태의 크세논이 타겟 재료로서 사용될 때 소정의 이점을 제공할 수 있다. 예를 들면, 계측 툴 또는 마스크/펠리클 검사 툴에서 사용하기에 특히 적합한 상대적으로 밝은 EUV 광의 소스를 생성하기 위해, 1 ㎛ 구동 레이저에 의해 조사되는 크세논 타겟 재료가 사용될 수 있다.
크세논 및 다른 극저온(cryogenic) 가스는, 압력 및 온도의 특수한 조건 하에서 액체의 액적 및 고체 펠릿을 형성한다. 하나의 배열에서, 크세논은 그것이 액화하도록 가압 및 냉각될 수 있다. 그 다음, 액체 크세논은 노즐로부터 제트로서 방출되고, 후속하여 감쇠하는(decaying) 제트로부터 액적이 형성된다. 그 다음, 액적(예를 들면, 액체의 액적 또는 동결된 펠릿 액적)은, 액적이 레이저 빔에 의해 조사되어 EUV 방출 플라즈마를 생성하는 사이트(site)로 진공 환경에서 이동한다. 제트/액적이 이동함에 따라, 크세논은 증발하여 크세논 가스를 발생시키는데, 이 크세논 가스는 EUV 광을 강하게 흡수하여 EUV 투과에서 상당한 손실로 이어질 수 있다. 예를 들면, 타겟 재료가 조사되는 LPP 챔버 내의 환경은, 일반적으로, 흡수되지 않고 EUV 광이 전파하는 것을 허용하기 위해, 약 40 mTorr 미만의 총 압력 및 약 5 mTorr 미만의 크세논 분압으로 유지된다. 더욱 정량적인 관점에서, 실온에서 13.5 nm EUV 광이 1 Torr * cm(압력 * 거리)의 크세논 가스를 투과하는 광 투과율은 약 44 %에 불과하다.
액적 위치 안정성은 LPP 시스템을 설계할 때 종종 고려되는 다른 요인이다. 구체적으로, 양호한 변환 효율을 위해, 액적이 조사 위치에 정확하게 도달하여 타겟 재료 액적과 집속된 레이저 빔 사이의 양호한 커플링을 보장하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 타겟 재료가 노즐로부터 조사 사이트까지 겪게 되는 환경은 위치 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 위치 안정성에 영향을 미치는 요인은, 경로 길이, 경로를 따른 온도 및 압력과 같은 조건(이들은 증발 레이트에 영향을 줄 수 있음) 및 경로를 따른 임의의 가스 흐름을 포함할 수 있다.
따라서, 종래 기술의 단점을 보완하는 레이저 생성 플라즈마 광원에 대한 액적 생성기를 생성하는 것이 바람직하다.
제1 양태에서, 액체 타겟 재료를 분배하기 위한 노즐; 타겟 재료를 수용하도록 배치되는 중간 챔버 - 중간 챔버는 LPP 챔버에서의 하류 조사(downstream irradiation)를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐(exit aperture)를 가지고 형성됨 - ; 및 측정된(measured) 가스의 흐름을 중간 챔버로 도입하는 것에 의해 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 시스템을 구비하는 디바이스가 개시된다.
이 양태의 경우, 디바이스는 단일의 중간 챔버 디바이스 또는 다수의 중간 챔버 디바이스(즉, 두 개 이상의 중간 챔버를 구비함)일 수 있다.
이 양태의 하나의 실시형태에서, 중간 챔버는 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장하며 제2 단부에서 출구 어퍼쳐를 갖는 채널을 구비한다.
특정한 실시형태에서, 중간 챔버는 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장하며 제2 단부에서 출구 어퍼쳐를 갖는 채널을 구비하며, 제1 단부로부터 제2 단부까지의 채널 길이는 20 ㎛ 내지 500 ㎛의 범위 이내에 있다. 하나의 특정한 실시형태에서, 중간 챔버는 제1 단부에서 채널로부터 연장하는 내부 표면을 구비하는데, 내부 표면은, 절두 원뿔형, 오목형, 볼록형, 편평한 및 점차적으로 가늘어지는(tapering) 것으로 구성되는 형상의 그룹으로부터 선택되는 형상을 갖는다. 몇몇 구현예에서, 채널은 채널의 적어도 몇몇 구간에 대해 특정한 프로파일, 예를 들면, 라벨(Lavelle) 노즐 프로파일을 가질 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 중간 챔버의 출구 어퍼쳐는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 범위 이내의 직경을 가질 수 있다.
특정한 실시형태에서, 중간 챔버는 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장하며 제2 단부에서 출구 어퍼쳐를 갖는 채널을 구비하는데, 채널은 축을 정의하고, 중간 챔버는 제1 단부에서 채널로부터, 2 mm에서 10 mm의 범위 내에서 출구 어퍼쳐로부터 어떤 축방향 거리에 위치되는 에지까지 연장하는 오목한 내부 표면을 구비한다.
하나의 실시형태에서, 중간 챔버는 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장하며 제2 단부에서 출구 어퍼쳐를 갖는 채널을 구비하는데, 채널은 축을 정의하고, 중간 챔버는, 내부 표면과 축 사이에서 60도보다 더 큰 각도를 확립하기 위해, 제1 단부에서 채널로부터 연장하는 오목한 내부 표면을 구비한다.
이 양태의 하나의 구현예에서, 액체 타겟 재료는 크세논이고(또는 크세논을 포함하고), 측정된 가스의 흐름을 중간 챔버로 도입하는 것에 의해 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 시스템은 크세논 이외의 가스를 중간 챔버로 도입한다. 예를 들면, 수소, 헬륨, HBr, 아르곤, 질소 또는 이들의 조합과 같은 타겟 재료 가스(예를 들면, 크세논 가스)보다 더 높은 EUV 투과를 갖는 가스가 가스 조성물을 제어하기 위한 시스템에 의해 도입될 수 있다.
이 양태의 경우, 디바이스는 또한 하나 이상의 온도 제어 엘리먼트를 갖는 하나 이상의 중간 챔버(들)에서 가스 온도를 제어하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들면, 온도 제어 엘리먼트는, 중간 챔버 내에 배치되는 핀(들), 중간 챔버 외부에 배치되는 핀(들), 펠티어(Peltier) 냉각 엘리먼트, 열 전달 유체를 플레이트를 통해 통과시키기 위한 내부 유체 통로를 가지고 형성되는 플레이트, 또는 절연된 플레이트일 수 있다.
하나의 실시형태에서, 디바이스는 중간 챔버의 출구 어퍼쳐를 확립하기 위해 모터 구동 아이리스(motorized iris)를 포함할 수 있다.
이 양태의 하나의 배열에서, 제2 중간 챔버는 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하도록 배치되고 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성되며, 디바이스는 측정된 가스의 흐름을 제1 중간 챔버로 도입하는 것에 의해 제1 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 시스템 및 측정된 가스의 흐름을 제2 중간 챔버로 도입하는 것에 의해 제2 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 시스템을 포함한다. 이러한 배열에서, 한 실시형태는 크세논 액체 타겟 재료를 포함할 수 있고, 제1 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 시스템은, 크세논의 분압을 크세논 분압(pXe1)으로 제어할 수 있고, 제2 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 시스템은 크세논의 분압을 크세논 분압(pXe2)으로 제어할 수 있으며, pXe1 > pXe2이다.
다른 양태에서, 액체 타겟 재료를 분배하기 위한 노즐; 타겟 재료를 수용하도록 배치되는 제1 중간 챔버 - 제1 중간 챔버는 레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma; LPP) 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성됨 - ; 및 타겟 재료를 수용하도록 배치되는 제2 중간 챔버 - 제2 중간 챔버는 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성됨 - 를 포함하는 디바이스가 개시된다.
이 양태의 하나의 실시형태에서, 디바이스는 타겟 재료를 수용하도록 배치되는 제3 중간 챔버를 포함하는데, 제3 중간 챔버는 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성된다. 특정한 실시형태에서, 제2 중간 챔버는 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 제3 중간 챔버는 제2 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐는 직경 d1을 가지고, 제2 중간 챔버 출구 어퍼쳐는 직경 d2을 가지고, 제3 중간 챔버 출구 어퍼쳐는 직경 d3을 가지며, 공기 역학 렌즈(aerodynamic lens)를 확립하기 위해 d1 > d2 > d3이다.
이 양태의 하나의 특정한 실시형태에서, 제2 중간 챔버는 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 디바이스는 제1 중간 챔버 내의 가스 압력을 압력 p1에서 제어하기 위한 시스템, 및 제2 중간 챔버 내의 가스 압력을 압력 p2에서 제어하기 위한 시스템을 더 포함하며, p1 > p2이다. 예를 들면, 제1 중간 챔버 내의 가스 압력을 제어하기 위한 시스템은, 측정된 가스의 흐름을 제1 중간 챔버로 도입하기 위한 서브시스템 및 측정된 가스의 흐름을 제1 중간 챔버로부터 펌핑하기 위한 서브시스템을 포함할 수 있다.
이 양태의 실시형태에서, 제2 중간 챔버는 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 디바이스는 제1 중간 챔버 내의 가스 온도를 온도 t1에서 제어하기 위한 시스템, 및 제2 중간 챔버 내의 가스 온도를 온도 t2에서 제어하기 위한 시스템을 포함하고, t1 > t2이다.
이 양태의 실시형태에서, 중간 챔버 내의 가스 온도를 제어하기 위한 시스템은, 중간 챔버 내에 배치되는 핀, 중간 챔버 외부에 배치되는 핀, 펠티어 냉각 엘리먼트, 열 전달 유체를 플레이트를 통해 통과시키기 위한 내부 유체 통로를 가지고 형성되는 플레이트, 및 절연된 플레이트로 구성되는 온도 제어 엘리먼트의 그룹으로부터 선택되는 온도 제어 엘리먼트를 포함한다.
다른 양태에서, 레이저 생성 플라즈마(LPP) 챔버 내에서 구동 레이저에 의한 조사를 위해 액체 타겟 재료를 분배하기 위한 노즐 및 챔버 입력 위치에서 타겟 재료를 수용하도록 배치되는 중간 챔버를 확립하는 어셈블리를 포함하는 디바이스가 개시되는데, 중간 챔버는 레이저 생성 플라즈마 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성되고, 중간 챔버는, 입력 위치와 출구 어퍼쳐 사이에서 길이 L을 정의하고, 어셈블리는, 챔버가 가압된 상태로 유지되는 동안, 중간 챔버의 길이 L을 조정하기 위한 서브시스템을 구비한다.
이 양태의 경우, 디바이스는 단일의 중간 챔버 디바이스 또는 다수의 중간 챔버 디바이스(즉, 두 개 이상의 중간 챔버를 구비함)일 수 있다.
그 양태의 하나의 실시형태에서, 어셈블리는 내경 d1의 원통형 벽을 구비하는 제1 컴포넌트 및 외경 D2(D1 > D2임)의 원통형 벽을 구비하는 제2 컴포넌트, 및 제1 컴포넌트 원통형 벽과 제2 컴포넌트 원통형 벽 사이에 배치되는 씰(seal)을 포함한다. 특정한 구현예에서, 제1 원통형 벽은 축을 정의하고, 어셈블리는 제1 및 제2 컴포넌트 중 하나를 축방향으로 이동시켜 길이 L을 변화시키도록 배열되는 모터를 더 포함한다.
그 양태의 다른 실시형태에서, 어셈블리는 제1 단부 및 제2 단부를 구비하는 벨로우즈 및 제2 단부에 대해 제1 단부를 이동시켜 길이 L을 변화시키도록 배열되는 모터를 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 본원에서 설명되는 바와 같은 디바이스는, 블랭크 또는 패턴화된 마스크 검사 시스템과 같은 검사 시스템에 통합될 수 있다. 한 실시형태에서, 예를 들면, 검사 시스템은 중간 위치로 방사선을 전달하는 광원, 샘플을 방사선으로 조명하도록 구성되는 광학 시스템, 및 이미징 경로를 따라 샘플에 의해 반사, 산란 또는 방사되는 조명을 수신하도록 구성되는 검출기를 포함할 수도 있다. 검사 시스템은 또한, 검출된 조명과 관련되는 신호에 기초하여 샘플의 적어도 하나의 결함을 위치 결정하도록 또는 측정하도록 구성되는 검출기와 통신하는 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 본 명세서에서 설명되는 디바이스는 리소그래피 시스템에 통합될 수 있다. 예를 들면, 광원은 레지스트 코팅된 웨이퍼를 방사선의 패턴화된 빔으로 노광하기 위해 리소그래피 시스템에서 사용될 수 있다. 한 실시형태에서, 예를 들면, 리소그래피 시스템은 중간 위치로 방사선을 전달하는 광원, 방사선을 수용하고 방사선의 패턴화된 빔을 확립하는 광학 시스템 및 패턴화된 빔을 레지스트 코팅된 웨이퍼로 전달하기 위한 광학 시스템을 포함할 수도 있다.
상기의 일반적인 설명과 하기의 상세한 설명 둘 다는 예시적인 것이고 설명만을 위한 것이며, 청구되는 바와 같은 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아니다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에 통합되며 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부의 도면은, 본 발명의 실시형태를 예시하며, 일반적인 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하도록 기능한다.
첨부의 도면에 대한 참조에 의해, 본 개시의 다양한 이점이 기술 분야의 숙련된 자에 의해 더 잘 이해될 수도 있는데, 도면에서:
도 1은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, LPP 광원을 예시하는 단순화된 개략도이다;
도 2는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 단일의 중간 챔버를 구비하는 액적 생성기를 예시하는 단순화된 개략도이다;
도 3은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 다수의 중간 챔버를 구비하는 액적 생성기를 예시하는 단순화된 개략도이다;
도 4는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 제트 생성기의 내부 상세를 예시하는 액적 생성기의 투시 단면도(perspective sectional view)이다;
도 5는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 원위 단부에 출구 어퍼쳐를 갖는 채널 및 채널의 근위 단부로부터 연장하는 오목한 내부 표면을 구비하는 중간 챔버의 원위(하류) 부분의 투시 단면도이다;
도 6은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 오목한 내부 표면의 길이 및 경사각을 도시하는 도 5에서 도시되는 중간 챔버 부분의 단면도이다;
도 7은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 채널 직경 및 길이를 도시하는 도 6의 상세 화살표(7-7) 내에 둘러싸이는 중간 챔버의 일부의 상세한 단면도이다;
도 8은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 원위 단부에 출구 어퍼쳐를 갖는 채널 및 채널의 근위 단부로부터 연장하며 일정한 두께의 시트에 의해 형성되는 볼록한 내부 표면을 구비하는 중간 챔버의 원위(하류) 부분의 투시 단면도이다;
도 9는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 원위 단부에서 출구 어퍼쳐를 갖는 채널 및 채널의 근위 단부로부터 연장하는 점차적으로 가늘어지는 내부 표면을 구비하는 중간 챔버의 투시 단면도이다;
도 10은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 원위 단부에 출구 어퍼쳐를 갖는 채널 및 채널의 근위 단부로부터 연장하며 점점 가늘어지는 두께를 갖는 시트에 의해 형성되는 볼록한 내부 표면을 구비하는 중간 챔버를 예시하는 투시 단면도이다;
도 11은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 공기 역학 렌즈를 확립하는 다수의 중간 챔버를 구비하는 액적 생성기의 투시 단면도이다;
도 12a는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 도 11에서 도시되는 중간 챔버의 각각에 대한 채널 직경을 도시하는, 도 11의 상세 화살표(12A-12A) 내에 둘러싸이는 중간 챔버의 일부분의 상세 단면도이다;
도 12b는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 도 11에서 도시되는 중간 챔버의 각각에 대한 채널 직경을 도시하는, 도 11의 상세 화살표(12B-12B) 내에 둘러싸이는 중간 챔버의 일부분의 상세 단면도이다;
도 12c는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 도 11에서 도시되는 중간 챔버의 각각에 대한 채널 직경을 도시하는, 도 11의 상세 화살표(12C-12C) 내에 둘러싸이는 중간 챔버의 일부분의 상세 단면도이다;
도 13은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 모터 구동 아이리스를 가지고 형성되는 중간 챔버의 출구 어퍼쳐를 구비하는 액적 생성기의 일부분의 단순화된 단면도이다;
도 14는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 모터 구동 아이리스 어셈블리를 도시하는 도 13의 라인 14-14를 따라 봤을 때의 단면도이다;
도 15는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 열 전달 유체를 통과시키기 위한 통로를 구비하는 플레이트로 구성되는 가스 온도를 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 구비하는 중간 챔버의 투시도이다;
도 16은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 열전달 유체를 통과시키기 위한 통로를 구비하는 플레이트 및 두 개의 중간 챔버를 분리하는 절연체 플레이트(insulator plate)로 구성되는 가스 온도를 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 각각 구비하는 두 개의 중간 챔버를 도시하는 단면도이다;
도 17은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 온도 제어 클램쉘(clamshell) 및 제1 중간 챔버의 출구 어퍼쳐를 확립하고 두 개의 중간 챔버를 각각으로부터 열적으로 격리시키는 절연체 플레이트로 구성되는 가스 온도를 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 각각 구비하는 두 개의 중간 챔버를 도시하는 단면도이다;
도 18은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 중간 챔버 중 하나에 대한 가스 압력 및/또는 가스 조성을 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 도시하는 복수의 중간 챔버의 단면도이다;
도 19는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 중간 챔버 안으로 가스를 도입하기 위한 포트의 대칭 배열을 도시하는, 도 18의 라인 19-19를 따라 봤을 때의 단면도이다;
도 20은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 중간 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 포트의 대칭 배열을 도시하는, 도 18의 라인 20-20을 따라 봤을 때의 단면도이다;
도 21은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 조정 가능한 길이를 갖는 중간 챔버의 제1 실시형태의 단면도이다;
도 22는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 조정 가능한 길이를 갖는 중간 챔버의 다른 실시형태의 단면도이다;
도 23은, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 광원을 통합하는 검사 시스템을 예시하는 단순화된 개략도이다; 그리고
도 24는, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 광원을 통합하는 리소그래피 시스템을 예시하는 단순화된 개략도이다.
이제, 첨부의 도면에서 예시되는, 개시되는 주제에 대한 상세한 참조가 이루어질 것이다. 처음에, 상이한 도면 뷰 상의 동일한 도면 번호는 본 개시의 동일한, 또는 기능적으로 유사한 구조적 엘리먼트를 식별한다는 것이 인식되어야 한다. 청구되는 바와 같은 본 개시는 개시된 양태로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 개시는 설명되는 특정한 방법론, 재료 및 수정으로 제한되지 않으며, 그러한 만큼, 당연히, 변할 수도 있다는 것이 이해된다. 또한, 본원에서 사용되는 용어는 특정한 양태만을 설명하기 위한 것이며, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되는 것은 아니다는 것이 이해된다.
도 1은 EUV 광을 생성하기 위한 광원(일반적으로 100으로 나타내어짐) 및 액적 생성기(102)의 실시형태를 도시한다. 예를 들면, 광원(100)은 대역 내 EUV 광(예를 들면, 2 % 대역폭을 갖는 13.5 nm의 파장을 갖는 광)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 광원(100)은, 레이저 생성 플라즈마 챔버(110)에서 EUV 발광 플라즈마를 생성하기 위해 조사 사이트(108)에서 타겟 재료(106)를 조사하도록 구성되는, 구동 레이저와 같은 여기 소스(104)를 포함한다. 몇몇 경우에, 타겟 재료(106)는 제1 펄스(프리 펄스(pre-pulse))에 이어 제2 펄스(메인 펄스)에 의해 조사되어 플라즈마를 생성할 수도 있다. 예로서, 화학선 마스크 검사 활동을 위해 구성되는 광원 (100)의 경우, 대략 1 ㎛에서 광을 출력하는 Nd:YAG와 같은 고체 상태 이득 매체(solid state gain media)를 갖는 펄스 구동 레이저로 구성되는 여기 소스(104) 및 크세논(Xenon)을 포함하는 타겟 재료(106)는 화학선 마스크 검사에 유용한 상대적으로 고휘도의 EUV 광원을 생성함에 있어서 소정의 이점을 제시할 수도 있다. Er:YAG, Yb:YAG, Ti:사파이어 또는 Nd:바나듐산염(Vanadate)과 같은 고체 상태 이득 매체(solid state gain media)를 갖는 다른 구동 레이저가 또한 적합할 수도 있다. 엑시머 레이저를 비롯한 가스 방전 레이저가, 그들이 필요한 파장에서 충분한 출력을 제공하는 경우에, 또한 사용될 수도 있다. EUV 마스크 검사 시스템은, 약 10W 범위 이내의, 그러나 작은 영역에서 높은 휘도를 갖는 EUV 광만을 필요로 할 수도 있다. 이 경우, 마스크 검사 시스템에 대한 충분한 전력 및 휘도의 EUV 광을 생성하기 위해, 수 킬로와트 범위 이내의 총 레이저 출력이 적합할 수도 있는데, 그 출력은, 통상적으로 직경이 약 100 ㎛ 미만인 작은 타겟 스팟에 집중된다. 한편, 포토리소그래피와 같은 대량 생산(HVM) 활동의 경우, 다수의 증폭단을 갖는 고출력 가스 방전 CO2 레이저 시스템을 구비하는 그리고 대략 10.6 ㎛에서 광을 출력하는 구동 레이저로 구성되는 여기 소스(104) 및 주석을 포함하는 타겟 재료(106)는, 양호한 변환 효율로 상대적으로 높은 전력을 갖는 대역 내 EUV 광의 생성을 포함하는 소정의 이점을 제시할 수도 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 광원(100)의 경우, 여기 소스(104)는 조명 사이트(108)에서 타겟 재료(106)를, 레이저 입력 윈도우(112)를 통해 전달되는 광 펄스의 열(train) 또는 조명의 집속된 빔으로 조사하도록 구성될 수 있다. 추가로 도시되는 바와 같이, 조사 사이트(108)로부터 방출되는 광의 일부는 수집기 광학계(114)(예를 들면, 거의 수직의 입사 미러)로 이동하는데, 수집기 광학계(114)에서, 광은 극한 광선(extreme ray)(116a 및 116b)에 의해 정의되는 바와 같이 중간 위치(118)로 반사된다. 수집기 광학계(114)는, 대역내 EUV 반사를 위해 최적화되는 다층 미러(예를 들면, Mo/Si 또는 NbC/Si)로 코팅되는 고품질 광택면을 갖는 두 개의 초점을 갖는 장구(prolate spheroid)의 세그먼트일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 수집기 광학계(114)의 반사 표면은 대략 100 및 10,000 cm2의 범위 이내의 표면적을 가지며 조명 사이트(108)로부터 대략 0.1 내지 2 미터 떨어져 배치될 수도 있다. 기술 분야에서 숙련된 자는, 상기의 범위가 예시적인 것이다는 것 및 EUV 조명을 활용하는 디바이스, 예컨대 검사 시스템 또는 포토리소그래피 시스템으로의 후속하는 전달을 위해, 광을 수집하고 중간 위치(118)로 유도하기 위한 장구 미러 대신, 또는 장구 미러에 추가하여 다양한 광학계가 사용될 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
광원(100)의 경우, LPP 챔버(110)는, EUV 광원으로서 기능하는 플라즈마가 생성되고 그 결과 생성되는 EUV 광이 수집되고 집속되는 저압 용기이다. EUV 광은 가스에 의해 강하게 흡수되고, 따라서, LPP 챔버(110) 내의 압력을 감소시키는 것은 광원 내의 EUV 광의 감쇠를 감소시킨다. 통상적으로, LPP 챔버(110) 내의 환경은, EUV 광이 실질적으로 흡수되지 않으면서 통과하는 것을 허용하기 위해, (예를 들면, 아르곤 버퍼 가스의 경우) 40 mTorr 미만의, 또는 H2 또는 헬륨 버퍼 가스의 경우 더 높은 총 압력, 및 5 mTorr 미만의 크세논의 분압에서 유지된다. 수소, 헬륨, 아르곤 또는 다른 불활성 가스와 같은 버퍼 가스가 진공 챔버 내에서 사용될 수도 있다.
액적 생성기(102)는, 여기 소스(104)로부터의 광의 집속된 펄스가 조사 사이트에 도달하는 것과 동시에 액적이 광 조사 사이트(108)와 교차할 방식으로 타겟 재료(106)의 액적을 LPP 챔버(110)로 전달하도록 배열된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "액적(droplet)"에 의해, 레이저로부터 방출되는 방사선에 의해 작용되어 플라즈마로 변환될 소량의 재료를 일반적으로 의미한다. "액적"은 기체, 액체, 또는 고체 상(phase)으로 존재할 수도 있다. "펠릿(pellet)"에 의해, 예컨대 진공 챔버로 이동시 동결하는 것에 의해, 고체 상태에 있는 액적을 일반적으로 의미한다. 예로서, 타겟 재료(106)가 플라즈마로의 전환에 적합한 다른 재료, 예컨대 다른 가스인 주석 또는 리튬을 포함할 수도 있지만, 타겟 재료(106)는 액체 또는 고체 크세논의 액적을 포함할 수도 있다. 액적 방향 및 액적 생성기(102)에 대한 타이밍 조정은, 제어 시스템(120)에 의해 제어될 수 있다. 몇몇 경우에, 전하가 액적 위에 놓여질 수도 있고, 액적을 조종/안정화시키기 위해, 하나 이상의 전기장 또는 자기장이 인가될 수도 있다(도시되지 않음).
도 1에서 더 도시되는 바와 같이, 중간 위치(118)의 EUV 빔은, LPP 챔버(110) 내의 저압 환경을 보존하기 위해 동적 가스 록(dynamic gas lock)으로서 기능할 수 있는 내부 포커스 모듈(122)에 투영될 수 있고, 플라즈마 생성 프로세스에 의해 생성되는 임의의 파편으로부터 결과적으로 나타나는 EUV 광을 사용하는 시스템을 보호한다.
광원(100)은 또한, 타겟 재료 및 다른 가스(하기 참조)를 액적 생성기(102)에 제공할 수 있고 (예를 들면, 포트(126)를 통한) LPP 챔버(110) 안으로의 보호 버퍼 가스(들)의 주입을 제어할 수 있고 내부 초점 모듈(122)의 동적 가스 록 기능을 보호하기 위해 버퍼 가스를 제공할 수 있는 제어 시스템(120)과 통신하는 가스 공급 시스템(124)을 포함할 수 있다. (예를 들면, 포트(130)를 통해) LPP 챔버(110)의 저압 환경을 확립 및 유지하기 위해, 그리고, 몇몇 경우에는 액적 생성기(102)에 대한 펌핑을 제공하기 위해(하기의 논의 참조), 예를 들면, 하나 이상의 펌프를 갖는 제어 시스템(120)과 통신하는 진공 시스템(128)이 제공될 수 있다. 몇몇 경우에, 진공 시스템(128)에 의해 회수되는 타겟 재료 및/또는 버퍼 가스(들)는 재순환될 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 광원(100)은 액적 위치 및/또는 타이밍을 측정하기 위한 타겟 재료 센서(132)를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 그 다음, 이 데이터는 액적 방향을 조정하기 위해 및/또는 액적 생성기(102) 및/또는 여기 소스(104)의 타이밍을 조정하여 액적 생성기(102)와 여기 소스(104)를 동기화시키기 위해 사용될 수 있다. 또한, EUV 플라즈마를 이미지화하기 위해 진단 툴(134)이 제공될 수 있고 EUV 광 파워 출력을 측정하기 위해 EUV 파워 미터(136)가 제공될 수 있다. LPP 챔버(110) 내의 가스의 온도 및 압력을 측정하기 위해, 가스 모니터링 센서(138)가 제공될 수 있다. 상술한 센서 모두는 제어 시스템(120)과 통신할 수 있는데, 제어 시스템(120)은, 여기 소스(104) 및 액적 생성기(102)를 비롯한, 다양한 EUV 광원 서브시스템의 실시간 데이터 획득 및 분석, 데이터 로깅, 및 실시간 제어를 제어할 수 있다.
도 2는 도 1에서 도시되는 광원(100)에서 사용하기 위한 액적 생성기(102)의 예를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 액적 생성기(102)는, 중간 챔버(148) 내에서 액적(146)으로 후속하여 분해되는 제트(144)로서 액체 타겟 재료를 분배하는 노즐(142)을 구비하는 제트 생성기(140)를 포함할 수 있다. 제트 생성기(140)에 관한 더 많은 세부 사항은 도 4를 참조하여 하기에서 제공된다. 또한 도 2에서 도시되는 바와 같이, 중간 챔버(148)는 LPP 챔버(110)에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐(150)를 가지고 형성될 수 있다. 도 2는 또한, 중간 챔버(148) 내의 가스 조성, 가스 온도 및 가스 압력 중 하나 이상을 제어하기 위해 환경 제어 시스템(152)이 제공될 수 있다는 것을 도시한다. 라인(154, 156)은 제트 생성기(140) 및 환경 제어 시스템(152)이 제어 시스템(120)(도 1 참조)과 통신할 수 있다는 것을 예시한다.
도 3은 타겟 재료 경로를 따라 직렬로 배치되는 다수의 중간 챔버(148a, 148b)를 갖는 도 1에서 도시되는 광원(100)에서 사용하기 위한 액적 생성기(102a)의 예를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 액적 생성기(102a)는, 중간 챔버(148a, 148b) 내에서 액적(146)으로 후속하여 분해되는 제트(144)로서 액체 타겟 재료를 분배하는 노즐(142)을 구비하는 제트 생성기(140)를 포함할 수 있다. 또한 도 3에서 도시되는 바와 같이, 중간 챔버(148a, 148b)는 LPP 챔버(110)에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 각각의 출구 어퍼쳐(150a, 150b)를 가지고 형성될 수 있다. 도 3은 또한, 각기 각각의 중간 챔버(148a, 148b) 내의 가스 조성, 가스 온도 및 가스 압력 중 하나 이상을 제어하기 위해 환경 제어 시스템(152a, 152b)이 제공될 수 있다는 것을 도시한다. 라인(154, 156a 및 156b)은 제트 생성기(140) 및 환경 제어 시스템(152a, 152b)이 제어 시스템(120)(도 1 참조)과 통신할 수 있다는 것을 예시한다. 비록 도 3의 액적 생성기(102a)가 두 개의 중간 챔버(148a, 148b)를 가지고 도시되지만, 본원에서 설명되는 액적 생성기는 도 2에서 도시되는 바와 같이 두 개보다 많은(예를 들면, 세 개의, 네 개의, 다섯 개의 또는 그 이상의) 중간 챔버 및 하나만큼 적은 중간 챔버를 포함할 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
다수의 중간 챔버(148a, 148b)를 갖는 액적 생성기(102a)의 사용은 몇몇 경우에 유익할 수도 있다. 예를 들면, 몇몇 배열에서, 단일의 챔버 설계에서의 조건은, 제트, 액적 형성, 및 LPP 챔버(110)로의 방출을 위해 동시에 최적화될 수 없을 수도 있다. 예를 들면, 액적 형성은, LPP 챔버(110) 이전의 최종 중간 챔버에서 허용되는 것보다 더 높은 압력을 필요로 할 수도 있다; 더 높은 압력은 높은 흐름을 초래할 것이거나 또는 그 흐름을 제한하기 위해 더 작은 어퍼쳐를 필요로 할 것이다. 더 높은 흐름은 LPP 챔버(110) 내에서 증가된 타겟 재료(크세논) 압력을 초래할 수도 있어서, 광 투과를 감소시킬 수도 있고, 또한 크세논의 높은 비용 때문에 고가일 수 있다. 단지 더 작은 출구 어퍼쳐를 사용하는 것은 정렬의 관점에서 항상 가능하지 않을 수도 있다. 몇몇 경우에는, 다수의 중간 챔버를 사용하는 것은 진공 상태에서 액적의 안정성을 향상시킬 수 있다. 중간 챔버로부터 중간 챔버로의 그리고 EUV 챔버 안으로의 전체 가스 흐름(다른 가스를 더한 Xe 가스)을 감소시키는 것에 의해, 액적은 그들이 다음 챔버(들)로 유입할 때 덜 동요될 수도 있다. 챔버의 수는, 압력 강하가, 액적 동요(perturbation)를 감소시키고, 그리고 몇몇 경우에는, 감소하는 챔버 사이의 가스 흐름을 초래하도록 선택될 수 있다.
도 4는 도 1에서 도시되는 광원(100)에서 사용하기 위한 액적 생성기(102b)의 다른 예를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 액적 생성기(102b)는 중간 챔버(148c) 내에서 액적(146)로 후속하여 분해되는 제트(144)로서 액체 타겟 재료를 분배하는 노즐(142)을 구비하는 제트 생성기(140)를 포함할 수 있다. 도시되는 바와 같이, 제트 생성기(140)는, 가늘고 긴 튜브(예를 들면, 모세관 튜브)로서 형성되는 노즐(142)을 통해 액체 타겟 재료의 일정한 공급을 공급하는 타겟 재료 소스(158)를 포함한다. 압전 액추에이터(160)는 튜브를 둘러싸도록 배치되고 노즐 팁(162)을 통해 타겟 재료의 흐름 속도를 조절한다. 이러한 조절은 제트(144)가 액적(146)으로 분해되는 것에 제어 가능하게 영향을 끼친다. 압전 액추에이터(160)를 구동시키기 위해, 관련 분야에서 공지되는 임의의 변조 파형이 사용될 수 있다. 예를 들면, 응집하는(coalescing) 액적을 생성하도록 설계되는 구동 파형이 사용될 수 있다.
또한 도 4에서 도시되는 바와 같이, 중간 챔버(148c)는 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐(150c)를 가지고 형성될 수 있다. 도시되는 바와 같이, 절두 원뿔형 쉘(164)이 중간 챔버(148c)의 원위(즉, 하류) 단부에 배치될 수 있다. 절두 원뿔형 쉘(164)의 더 완전한 설명은, 2014년 2월 13일자로 출원된 Bykanov 등등에 의한 발명의 명칭이 "EUV Light Source Using Cryogenic Droplet Targets in Mask Inspection"인 미국 특허 출원 제14/180,107호에서 제공되는데, 그 전체 내용은 참조에 의해 본원에 통합된다. 그러나, 절두 원뿔형 쉘이 항상 각각의 중간 챔버를 종단하기 위한 최적의 형상은 아닐 수도 있는데, 그 이유는, 하나의 중간 챔버로부터 다른 챔버로의 가스의 흐름이, 후속하는 챔버에서 적절한 압력을 유지할 만큼 충분히 낮고 층류인(laminar) 것이 바람직할 수도 있기 때문이다.
도 5 내지 도 7은, 제1 단부(166)로부터 제2 단부(168)까지 연장하며 채널(164)의 제2 단부(168)에서 중간 챔버(148d)의 출구 어퍼쳐(150d)를 갖는 채널(164)을 구비하는 중간 챔버(148d)의 원위(즉, 하류) 부분을 도시한다. 도시되는 바와 같이, 중간 챔버(148d)는 제1 단부(166)에서 채널(164)로부터 연장하는 오목한 내부 표면(170)을 구비한다. 도시되는 배열의 경우, 중간 챔버(148d)는 통상적으로 약 20 ㎛ 내지 500 ㎛의 범위 이내의 제1 단부(166)로부터 제2 단부(168)까지의 채널 길이 L, 100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 범위 이내의 출구 어퍼쳐 직경 D를 갖는다. 또한, 도시되는 배열의 경우, 오목한 내부 표면(170)은 통상적으로 제1 단부(166)에서 채널(164)로부터, 약 2 mm 내지 10 mm의 범위 이내의 출구 어퍼쳐(150d)로부터의 축방향 거리 d에 배치되는 에지(172)까지 연장하고, 약 60도보다 더 큰 내부 표면(170)과 채널 축(174) 사이의 각도 α를 대한다.
도 5에서 도시되는 바와 같이, 출구 어퍼쳐(150d) 및 내부 표면(170)을 확립하는 컴포넌트는, (예를 들면, 오링에 의해) 중간 챔버(148d)의 벽과 밀봉식으로(sealingly) 맞물리는 플레이트 또는 플레이트 어셈블리(종종 소위 '스키머(skimmer)'로 칭해짐)일 수 있다. 플레이트의 위치는 채널(164)의 경사를 (예를 들면, 액적 축에 대하여) 조정하기 위해 또는 (예를 들면, 정렬 목적을 위해) 액적 축에 직교하는 평면에서 채널을 이동시키기 위해 조정 가능할 수도 있다(즉, 수동으로 또는 하나 이상의 액추에이터에 의해). 이러한 조정에 관한 더 많은 세부 사항은 2014년 2월 13일자로 출원된 Bykanov 등등에 의한 발명의 명칭이 ""EUV Light Source Using Cryogenic Droplet Targets in Mask Inspection"인 미국 특허 출원 번호 제14/180,107호에서 발견될 수 있는데, 그 전체 내용은 상기에서의 참조에 의해 이미 통합되었다.
도 5는 오목한 프로파일을 갖는 최소 두께를 구비하는 단순화된 스키머 설계를 예시한다. 구체적으로, 액적 전파를 위한 채널(164)은, 채널(164) 내에서의 임의의 교란이 감소되거나 또는 제거되도록 최소화된다. 상기에서 제공되는 치수는, 후속하는 챔버(들) 안으로의 흐름의 양 및 출구 어퍼쳐(150d)를 둘러싸는 압력 구배(pressure gradient)를 최적화하도록 선택된다. 중간 챔버(들)는, 가스 흐름을 제한 및 성형하고, 각각의 챔버의 환경을 후속하는 환경과 분리하며 액적의 안정성을 유지하는 동안, 적절한 압력으로부터 (EUV 생성에 필요로 되는)저압으로의 제트 또는 액적의 통과를 허용하는 스키머 피쳐로 종단될 수 있다.
도 8 내지 도 11은, 각각, 상이한 내부 표면 형상을 구비하는 몇몇 실시형태를 예시하는 중간 챔버(148e(도 8), 148f(도 9), 148g, 148h(도 10), 148i, 148j, 148k(도 11))의 원위(즉, 하류) 부분을 도시한다. 더 구체적으로는, 도 8에서 도시되는 중간 챔버(148e)는, 일정한 두께의 시트(176)로부터 형성되는 채널(164e)로부터 연장하는 볼록한 내부 표면(170e)을 구비한다. 도 9에서 도시되는 중간 챔버(148f)는, 채널(164f)로부터 연장하는 평활하고 점차적으로 가늘어지는 내부 표면(170f)을 구비한다. 이 형상(종종 소위 "수문 설계(sluice design)"로 칭해짐)은 중간 챔버(148f)로부터 LPP 챔버(110)와 같은 후속하는 챔버로 통과하는 가스에서의 교란을 감소시킬 수 있다. 이 설계는, 주변 가스가 채널(164f)에 들어가고 나올 때 주변 가스의 층류 흐름을 생성하도록 의도된다. 채널(164f) 내의 압력 구배는, 몇몇 경우에, 길이, 직경, 및 유입구 및 유출구 압력을 변화시키는 것에 의해, 튜닝되어, 액적에 대한 자체 중심 맞춤 효과(self-centering effect)를 유도할 수 있다. 도 10에서 도시되는 중간 챔버(148g, 148h)는, 점점 가늘어지는 시트(176g, 176h)로부터 형성되는, 각각의 채널(164g, 164h)로부터 연장하는 볼록한 내부 표면(170g, 170h)을 구비한다. 도 11(또한 도 12 내지 도 14 참조)에서 도시되는 중간 챔버(148i, 148j, 및 148k)는 각각의 채널(164i, 164j, 및 164k)로부터 연장하는 편평한 평면의 내부 표면(170i, 170j, 및 170k)을 구비한다. 도 8 내지 도 11은 원통형 형상의 채널을 구비하는 중간 챔버를 도시한다. 다른 형상을 갖는 채널이 사용될 수도 있다. 다양한 채널 형상 및 채널을 통과하는 가스 및 액적에 대한 그들의 효과에 관한 더 많은 세부 사항은, 2014년 2월 13일자로 출원된 Bykanov 등등에 의한 발명의 명칭이 ""EUV Light Source Using Cryogenic Droplet Targets in Mask Inspection"인 미국 특허 출원 번호 제14/180,107에서 발견될 수 있는데, 그 전체 내용은 상기에서 참조에 의해 이미 통합되었다. 또한, 자신이 종단하는 중간 챔버와 관련하여 안으로, 바깥으로, 또는 둘 모두 중 어느 하나로 연장한 스키머 모듈이 활용될 수 있다.
도 11, 도 12a, 도 12b 및 도 12c는, 액적을 조사 사이트(108)(도 1 참조)를 향해 지향시키는 공기 역학 렌즈를 확립하기 위한 다수의 중간 챔버(148i, 148j, 148k)의 사용을 예시한다. 구체적으로, 일련의 출구 어퍼쳐(150i, 150j, 150k)는, 각각의 챔버 내에 액적을 능동적으로 집속하는 공기 역학 렌즈를 생성하기 위해 구성될 수 있다. 공기 역학 렌즈를 확립하기 위해, 도시되는 바와 같이, 중간 챔버의 출구 어퍼쳐는 노즐(142)의 하류 방향으로 감소한다. 더 구체적으로는, 출구 어퍼쳐(150i)는 직경 d1을 가지고, 출구 어퍼쳐(150j)는 직경 d2를 가지며, 출구 어퍼쳐(150k)는 직경 d3을 갖는데, d1 > d2 > d3이다. 도 11은, 정렬 및 진단 목적을 위해 출구 어퍼쳐의 각각의 쌍 사이에 윈도우(173)가 제공될 수 있고 그에 의해 카메라(도시되지 않음)가 명시야 조명에서 또는 섀도우그램(shadowgram)으로서 액적을 볼 수 있게 되는 것을 도시한다.
액적 생성기는 상이한 타입의 스키머(즉, 하나는 볼록일 수 있고, 다른 하나는 오목일 수 있음)를 사용할 수도 있다는 것이 인식되어야 한다. 또한, 채널 치수 및/또는 내부 표면 치수는 중간 챔버마다 변할 수도 있다.
도 13 및 도 14는, 예를 들면, 제어 시스템(120)(도 1 참조)과 통신할 수 있는 아이리스 어셈블리(175) 및 모터(177)를 구비하는 모터 구동 아이리스 어셈블리를 가지고 형성되는 출구 어퍼쳐(1501)를 구비하는 중간 챔버(1481)를 예시한다. 이러한 배열에서, 출구 어퍼쳐(1501)의 유효 직경은 조정 가능하게 제어될 수 있다. 이 배열은 공기 역학 렌즈의 출구 어퍼쳐를 확립하기 위해 사용될 수 있고(도 11 참조), 몇몇 경우에, 액적 안정성을 적극적으로 유지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 배열에서, 출구 어퍼쳐 직경은, 액적 경로를 따른 압력 및 흐름의 최적의 조건을 제공하도록 조정되는 것 외에, 정렬 목적을 위해 확대될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 단일의 중간 챔버(148)를 구비하는 액적 생성기(102)는 중간 챔버(148)에서 가스 조성, 가스 온도 및 가스 압력 중 하나 이상을 제어하기 위한 환경 제어 시스템(152)을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 3은, 다수의 중간 챔버(148a, 148b)를 구비하는 액적 생성기(102a)가, 각기 각각의 중간 챔버(148a, 148b) 내의 가스 조성, 가스 온도 및 가스 압력 중 하나 이상을 제어하기 위한 환경 제어 시스템(152a, 152b)을 포함할 수 있다는 것을 도시한다.
도 15는 플레이트(178)가 중간 챔버(148m)와 접촉하여 배치되는 중간 챔버(148m)에 대한 가스 온도를 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 예시한다. 도시되는 바와 같이, 플레이트(178)는, 플레이트(178)를 통해 열 전달 유체를 통과시키기 위한 유입구(182) 및 유출구(184)를 구비하는 내부 유체 통로(180)를 가지고 형성될 수 있다. 플레이트(178)는, 예를 들면, 금속과 같은 열 전도성 재료로 제조될 수도 있는 중간 챔버(148m)의 벽(186)과 접촉하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템(120)(도 1 참조)의 제어 하에서 중간 챔버(148m) 내의 가스를 가열 또는 냉각시키기 위해, 열 교환 유체가 플레이트(178)를 통해 전달될 수도 있다. 대안적으로, 온도 제어 플레이트는 중간 챔버의 일부분을 형성할 수도 있다(즉, 열교환 유체를 전달하기 위한 통로는 중간 챔버를 확립하는 벽 또는 구조체 중 하나에 형성될 수도 있다).
압력 제어(하기 참조)와 조합하여, 타겟 재료를 둘러싸는 가스의 온도의 제어는, 타겟 재료의 증발 레이트를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 온도는, 주변 챔버 재료, 삽입된 열 엘리먼트의 온도를 제어하는 것에 의해, 또는 주입된 가스의 온도를 제어하는 것에 의해 조정될 수 있다. 도 15는, 동일한 또는 상이한 온도로 유지될 수 있는 액적 챔버의 단부 플레이트 내의 열 조절 채널을 도시한다. 프로세스 유체, 예를 들면, 냉각제는, 소망되는 온도를 달성하기 위해, 채널을 통해 펌핑될 수 있다. 플레이트 및 다른 컴포넌트의 실제 온도를 모니터링하기 위해, 열전쌍 또는 유사한 디바이스가 사용될 수 있다. 온도를 조절하기 위해 펠티어 엘리먼트가 냉각 채널에 추가될 수 있거나 또는 냉각 채널을 대체할 수 있다. 그들은, 필요에 따라, 특히 채널이 불가능할 수도 있는 영역에서 열을 인가하거나 제거하기 위해 사용될 수 있다. 액적을 둘러싸고 있는 가스의 온도는, 약 160K와 300K 사이의 범위에 이르게 하는 것에 의해 타겟 재료의 증발 레이트를 최소화하도록 또는 그것을 소망되는 대로 가속시키도록 설정될 수 있다. 인접한 챔버는 그들 사이의 가스 흐름의 양을 제어하는 것에 의해, 뿐만 아니라 시스템 내에 절연 장벽을 구비하는 것에 의해, 상이한 온도에서 유지될 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 중간 챔버(148c)에 대한 가스 온도를 제어하기 위한 환경 제어 시스템이 중간 챔버(148c) 외부에 위치되는 하나 이상의 핀(들)(188)을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 핀(들)(188)은, 예를 들면, 금속과 같은 열 전도성 재료로 제조될 수도 있는, 중간 챔버(148c)의 벽(186c) 또는 몇몇 다른 부분과 같은, 중간 챔버(148c)와 접촉하여 배치될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 핀(들)이 가스 온도를 제어하기 위해 중간 챔버 내에 배치될 수도 있다. 이들 핀은 펌핑된 유체, 펠티어 엘리먼트, 또는 다른 유사한 디바이스를 통해 가열 또는 냉각될 수도 있다.
도 16은, 중간 챔버(148n)와 접촉하여 배치되는 플레이트(178n)를 구비하는 중간 챔버(148n 및 148p)에 대한 가스 온도를 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 예시한다. 플레이트(178n)는, 플레이트(178n)를 통해 열 전달 유체를 통과시키기 위한 유입구(182n) 및 유출구(184n)를 구비하는 내부 유체 통로를 가지고 형성될 수 있다. 또한, 플레이트(178p)는 중간 챔버(148p)와 접촉하여 배치된다. 플레이트(178p)는, 플레이트(178p)를 통해 열 전달 유체를 통과시키기 위한 유입구(182p) 및 유출구(184p)를 구비하는 내부 유체 통로를 가지고 형성될 수 있다. 도 16은 또한, 플레이트(178n) 및 중간 챔버(148n)가 절연 플레이트(190)에 의해 플레이트(178p) 및 중간 챔버(148p)로부터 열적으로 격리되어, 중간 챔버(148n, 148p)의 각각에서 가스 온도의 독립적인 제어를 허용할 수 있다는 것을 도시한다.
도 17은, 중간 챔버(148q)의 벽에 부착 가능한 온도 제어 클램쉘(192q) 및 중간 챔버(148r)의 벽에 부착 가능한 온도 제어 클램쉘(192r)을 구비하는 중간 챔버(148q 및 148r)에 대한 가스 온도를 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 예시한다. 도 17은 또한, 온도 제어 클램쉘(192q) 및 중간 챔버(148q)가, 중간 챔버(148q)에 대한 출구 어퍼쳐(150q) 및 내부 표면(170q)을 또한 형성하는 절연 플레이트(194)(예를 들면, 열 절연 재료로 제조됨)에 의해 온도 제어 클램쉘(192r) 및 중간 챔버(148r)로부터 열적으로 격리되어, 중간 챔버(148q, 148r)의 각각에서 가스 온도의 독립적인 제어를 허용할 수 있다는 것을 도시한다. 도 17은 또한, 펠티어 냉각 엘리먼트(196)가 가스 온도를 제어하기 위해 중간 챔버(148r)에 부착될 수 있다는(또는 중간 챔버(148r) 내에 배치될 수 있다는) 것을 예시한다.
도 18 내지 도 20은, 중간 챔버(148t) 내의 가스 압력 및/또는 가스 조성을 제어하기 위한 환경 제어 시스템을 예시한다. 도시되는 바와 같이, 환경 제어 시스템은, 측정된 가스의 흐름을 중간 챔버(148t)로 도입하기 위한 가스 공급 시스템(124) 및 중간 챔버(148t)로부터 측정된 가스 흐름을 제거하기 위한 진공 시스템(128)을 포함한다. 도 1을 참조하여 상기에서 나타내어지는 바와 같이, 가스 공급 시스템(124) 및 진공 시스템(128) 둘 모두는 제어 시스템(120)과 통신한다. 도 19는, 가스 공급 시스템(124)으로부터의 측정된 가스 흐름이 대칭적으로 배치된 포트(198a-d)(즉, 포트(198a-d)는 액적 축(200) 주위로 균등하게 이격될 수 있음)를 통해 도입될 수 있다는 것을 예시한다. 마찬가지로, 도 20은, 진공 시스템(128)에 의해 제거되는 측정된 가스 흐름이 대칭적으로 배치된 포트(202a-d)(즉, 포트(202a-d)는 액적 축(200) 주위로 균등하게 이격될 수 있음)를 통해 제거될 수 있다는 것을 예시한다.
도 18에서 도시되는 바와 같이, 중간 챔버(148t)로의 가스 입력은, (화살표(204)에 의해 나타내어지는) 가스 공급 시스템(124)으로부터의 흐름 및 (화살표(206a, 206b)에 의해 나타내어지는) 중간 챔버(148s)로부터 출구 어퍼쳐(150s)를 통한 흐름을 포함한다.
중간 챔버(148t)로부터의 가스 출력은, (화살표(208)에 의해 나타내어지는) 진공 시스템(128)으로의 흐름 및 (화살표(210a, 210b)에 의해 나타내어지는) 출구 어퍼쳐(150t)를 통한 중간 챔버(148u)로의 흐름을 포함한다.
하나의 구현예에서, 가스 공급 시스템(124)으로부터의 유량(flow rate)과 조성 및 진공 시스템(128)으로의 유량은 측정될 수 있고 출구 어퍼쳐(150s) 및 출구 어퍼쳐(150t)를 통한 흐름은 계산될 수 있다. 그 다음, 이들 데이터는, 가스 공급 시스템(124) 유량 및 진공 시스템(128) 유량을 조정하여 중간 챔버(148t) 내의 가스 압력 및/또는 가스 조성을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
각각의 중간 챔버(148s, 148t)는 자기 자신의 압력, 온도 및 가스 조성 제어를 가질 수 있다. 이들 파라미터는, 특히, 타겟 재료의 증발 레이트와 각각의 챔버 사이의 가스 흐름을 제어하는 것에 의해 각각의 중간 챔버 내에서 시스템의 안정성을 향상시키도록 최적화될 수 있다. 제트 영역 내의 압력은 약 75 내지 750 Torr 사이에서 유지될 수도 있다. 후속하는 챔버로의 압력 강하는, 가스 확장을 아음속으로, 그리고 가스 흐름을 층류로 유지하기 위해 대략 2 배 이하일 수 있고, 이 경우, 시스템은 LPP 챔버로의 최종 진입과 같은 큰 압력 구배에 민감할 수도 있다. 덜 민감한 타겟 경로를 따른 위치에서, 압력 강하가 더 클 수도 있다. 각각의 챔버 내의 압력은, 각각의 챔버 내의 가스 주입 및 펌핑 레이트를 제어하는 것에 의해 조정된다. 예를 들면, 가스는 챔버의 근위 단부에서 대칭적으로 주입될 수도 있고, 액체 또는 고체의 임의의 증발과 함께, 각각의 챔버의 원위 단부에서 대칭적으로 후속하여 펌핑될 수도 있다. 크세논, 아르곤, 헬륨, 또는 수소와 같은 상이한 가스가 각각의 챔버에 농도를 변경하면서 또한 주입될 수도 있다. 따라서, 통상적으로 5 내지 1000 sccm 사이의 각각의 가스의 흐름은, 챔버 내에서 자신의 농도를 제어한다. 모든 가스의 총 흐름은 또한, 균질한 또는 이종 조성 중 어느 하나를 가지고 5 내지 1000 sccm 사이에 있을 수도 있다. 다중 챔버 액적 전달 시스템이, 제트 및 액적 경로를 따른 다양한 주요 위치에서 온도, 압력, 및 가스 조성의 적절한 최적화를 허용할 수 있다. 각각의 섹션 내의 압력은, 각각의 챔버 내의 임의의 근위 또는 원위 출구 어퍼쳐를 통한 흐름을 비롯한, 가스의 원통형 대칭 펌핑 또는 주입을 통해 제어될 수 있다. 각각의 섹션의 온도는 또한 개별적으로 제어될 수도 있다. 추가적으로, 각각의 섹션은, 압력이 제어되는 방식과 유사하게 농도를 제어하면서, 상이한 가스 조성을 가질 수도 있다. 이들 조건을 제어하는 것은, 다음의 다른 속성을 최적화하는 것을 허용할 수 있다: 제트 형성 및 안정성, 액적 형성 및 초기 안정성, 및 LPP 챔버로의 액적 안정성의 능동적 또는 수동적 유지 관리.
제트 생성기의 바로 하류에 있는 중간 챔버 내의 압력 및 온도는, 타겟 재료의 삼중점에서 또는 그 근처에서 유지될 수도 있다. 예로서, 크세논에 대한 삼중점은 대략 161.4 도K, 612 Torr이다. 그러나, 몇몇 경우에, 제트 생성기의 바로 하류의 중간 챔버 내의 가스 온도 및 가스 압력을, 타겟 재료의 삼중점에 또는 그 근처에 있지 않은 압력/온도에서 유지하는 것에 의해, 더 큰 액적 안정성이 획득될 수도 있다. 제트 생성기의 바로 하류에 있는 중간 챔버의 길이는, 그것이 작은 액적 형성을 위해 충분히 길도록 선택될 수 있는데, 일반적으로 약 1cm 미만이다.
또한, 상기에서 나타내어지는 바와 같이, 각각의 스키머의 기하학적 형상의 최적화는, 제트 및 액적이 챔버에서 다른 챔버로 통과할 때, 그들의 교란을 최소화할 수 있다. 스키머는 사전 정렬될 수도 있거나 또는 그들을 액적 스트림으로 정렬할 액추에이터를 구비할 수도 있다. 몇몇 경우에, 스키머의 출구 어퍼쳐만을 통한 가스 제거는 액적 안정성을 감소시킬 수 있고, 또한 LPP 챔버에서의 펌핑에 대한 요구를 증가시킬 수 있거나 또는 EUV 광원으로부터 이용 가능한 광량에서의 감소를 요구할 수 있다.
도 21은, 중간 챔버(148v)를 확립하기 위한 그리고 중간 챔버(148v)가 가압 상태로 유지되는 동안 중간 챔버(148v)의 길이 L을 조정하기 위한 어셈블리를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 중간 챔버(148v)는 챔버 입력 위치(212)에서 타겟 재료를 수용하고 타겟 재료를 출력하는 출구 어퍼쳐(150v)을 구비하며 입력 위치(212)와 출구 어퍼쳐(150v) 사이의 길이 L을 정의한다. 도시되는 어셈블리는, 단일의 중간 챔버 디바이스(도 2 참조) 또는 다수의 중간 챔버 디바이스(즉, 둘 이상의 중간 챔버를 구비함(도 3 참조))에서 활용될 수 있다. 도 21은 또한, 어셈블리가 내경 D1의 원통형 벽을 구비하는 제1 컴포넌트(214) 및 외경 D2의 원통형 벽을 구비하는 제2 컴포넌트(216)를 포함하며, D1 > D2인 것을 도시한다. 도시되는 바와 같이, 원통형 벽은 축(218)을 중심으로 동심원적으로 배열될 수 있고 씰(220)은, 제1 컴포넌트(214)의 원통형 벽과 제2 컴포넌트(216)의 원통형 벽 사이에 배치될 수 있다. 또한, 어셈블리는, 스크류(224)를 회전시켜 컴포넌트(214, 216) 중 하나를 축(218)을 따라 다른 것에 대해 이동시켜 길이 L을 변경시키는 모터(222), 예를 들면, 스테퍼 모터, 선형 액추에이터 또는 다른 구동 시스템을 포함한다는 것을 또한 알 수 있다. 도시되는 바와 같이 축방향 병진(translation) 동안 플레이트가 평행한 상태로 남아 있는 것을 보장하기 위해, 하나 이상의 축방향 지지체(226)가 제공될 수 있다.
두 개의 동심원 원통의 각각은, 하나의 단부 상에 고정된 씰을 구비할 수 있다(즉, 각각, 상부 및 하부 플레이트에 대해, 하나의 실린더는 근위 씰을 구비하고, 다른 하나는 원위 씰을 구비한다). 이 씰은 접착제, 납땜 또는 용접일 수 있다. 대안적으로, 원통은, 접착제, 납땜 또는 용접을 통해, o 링과 같은 씰을 포함하는 씰링 플레이트에 부착될 수 있을 것이다. o 링은 엘라스토머, 에너지가 공급된 테플론(energized Teflon), 또는 금속 씰일 수 있거나, 또는 그루브 내에 장착될 수도 있다. 이 씰은, 두 개의 원통 내에 포함되는 체적이, 외부 챔버보다 더 높은 압력에서 유지되는 것을 허용한다. 추가적으로, 출구 어퍼쳐 또는 다른 피쳐를 가지고 형성되는 플레이트는, 원통의 하나의 단부에서 납땜될 수 있을 것이다. 원통은 사파이어를 포함하지만 그러나 이들로 제한되지는 않는 투명한 재료로 제조될 수 있을 것이다. 추가적으로, 원통 자체가 투명하지 않으면, 정렬 및 진단을 허용하기 위해, 윈도우가 원통의 길이를 따라 배치될 수 있을 것이다.
도 22은, 중간 챔버(148w)를 확립하기 위한 그리고 중간 챔버(148w)가 가압 상태로 유지되는 동안 중간 챔버 (148w)의 길이 L을 조정하기 위한 다른 어셈블리를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 중간 챔버(148w)는 챔버 입력 위치(228)에서 타겟 재료를 수용하고 타겟 재료를 출력하는 출구 어퍼쳐(150w)을 구비하며 입력 위치(228)와 출구 어퍼쳐(150w) 사이의 길이 L을 정의한다. 도시되는 어셈블리는, 단일의 중간 챔버 디바이스(도 2 참조) 또는 다수의 중간 챔버 디바이스(즉, 둘 이상의 중간 챔버를 구비함(도 3 참조))에서 활용될 수 있다. 도 22는 또한, 축방향으로 팽창 및 수축되어 길이 L을 변경할 수 있는 축(232)을 따라 정렬되는 벨로우즈(230)를 어셈블리가 포함하는 것을 도시한다. 어셈블리는, 스크류(236)를 회전시켜 벨로우즈(230)를 팽창/수축시키고 길이를 변경시키는 모터(234)를 포함한다는 것을 또한 알 수 있다. 도시되는 바와 같이, 하나 이상의 축방향 지지체(238)가 제공될 수 있다.
도 21 및 도 22에서 도시되는 어셈블리는, 예를 들면, 중간 챔버 내에서 제트를 액적으로 분해하도록 길이 L을 변경시키기 위해 사용될 수 있다. 상기에서 나타내어지는 바와 같이, 이 조정은, 환경(즉, 압력, 온도 및/또는 조성)이 중간 챔버 내에서 유지되는 동안, 이루어질 수 있다. 예를 들면, 이 성능은, 제트가 액적으로 분해되는 위치에 영향을 줄 수도 있는 노즐 교체 또는 어떤 다른 변화 이후 유용할 수도 있다. 예를 들면, 압전 트랜스듀서 주파수가 변경되면 제트 감쇠 길이가 변할 수도 있는데, 이것은 액적 주파수가 구동 레이저 주파수와 매치하도록 조정될 필요가 있는 경우 또는 플라즈마 방사 주파수가 어떤 외부 프로세스와 매치하도록 조정될 필요가 있는 경우 필요할 수도 있다. 본원에서 설명되는 조정 가능한 길이 중간 챔버는, 예를 들면, 제트의 특정한 감쇠 길이, 액적 조합 길이, 또는 액적 전달 시스템을 따른 다른 임계 길이와 매치하는 최적의 길이를 획득하기 위해 챔버 길이의 튜닝을 허용할 수 있을 것이다.
벨로우즈(230)는, 예를 들면, 투명 섹션, 납땜된 유리 또는 사파이어로 종단될 수 있거나, 또는, 정렬 및 진단 목적을 위해, 투명한 윈도우를 구비할 수 있다. 이 전동화(motorization)는 공기 역학 렌즈 어셈블리(도 11 및 대응하는 설명 참조)에서 활용될 수 있고, 뿐만 아니라 다양한 어퍼쳐 사이의 거리를 조정하여 그 렌즈 시스템을 최적화하기 위해 활용될 수 있다. 또한, 중간 챔버 길이의 조정은, 상이한 파라미터(압력, 온도, 가스 조성, 등등)로 조정하거나 또는 구동 레이저 주파수 또는 소망되는 LPP 주파수와 같은 외부 변화로 조정할 때, 시스템이 유연해지는 것을 가능하게 할 수 있다.
EUV 조명은, 검사, 포토리소그래피 또는 계측과 같은 반도체 프로세스 애플리케이션에 대해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 도 23에서 도시되는 바와 같이, 검사 시스템(240)은 본원에서 설명되는 액적 생성기 중 하나를 구비하는 상기에서 설명되는 광원(100)과 같은 광원을 통합하는 조명 소스(242)를 포함할 수도 있다. 검사 시스템(240)은, 반도체 웨이퍼 또는 블랭크 또는 패턴화된 마스크와 같은 적어도 하나의 샘플(244)을 지지하도록 구성되는 스테이지(246)를 더 포함할 수도 있다. 조명 소스(242)는 조명 경로를 통해 샘플(244)을 조명하도록 구성될 수도 있고, 샘플(244)로부터 반사, 산란, 또는 방사되는 조명은 이미징 경로를 따라 적어도 하나의 검출기(250)(예를 들면, 카메라 또는 포토 센서의 어레이)로 지향될 수도 있다. 검출기(250)에 통신 가능하게 커플링되는 컴퓨팅 시스템(252)은, 비일시적 캐리어 매체(254)로부터의 컴퓨팅 시스템(252)의 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어(256)에 임베딩되는 검사 알고리즘에 따라 샘플(244)의 하나 이상의 결함의 다양한 속성을 위치 결정 및/또는 측정하기 위해, 검출된 조명 신호와 관련되는 신호를 프로세싱하도록 구성될 수도 있다.
추가적인 예를 들면, 도 24는 본원에서 설명되는 액적 생성기 중 하나를 구비하는 상기에서 설명되는 광원(100)과 같은 광원을 통합하는 조명 소스(302)를 포함하는 포토리소그래피 시스템(300)을 일반적으로 예시한다. 포토리소그래피 시스템은 리소그래피 프로세싱을 위해 반도체 웨이퍼와 같은 적어도 하나의 기판(304)을 지지하도록 구성되는 스테이지(306)를 포함할 수도 있다. 조명 소스(302)는, 조명 소스(302)에 의해 출력되는 조명을 사용하여 기판(304) 또는 기판(304) 상에 배치된 층에 대한 포토리소그래피를 수행하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 출력 조명은, 조명된 레티클 패턴에 따라 기판(304)의 표면 또는 기판(304) 상의 층을 패턴화하기 위해 레티클(308)로 그리고 레티클(308)로부터 기판(304)으로 유도될 수도 있다. 도 23 및 도 24에서 예시되는 예시적인 실시형태는, 상기에서 설명되는 광원의 적용을 일반적으로 묘사하지만; 그러나, 기술 분야에서 숙련된 자는, 광원이 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 컨텍스트에서 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
기술 분야에서 숙련된 자는 또한, 본원에서 설명되는 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 달성될 수 있게 하는 다양한 수단(vehicle)(예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어)이 존재한다는 것, 및 선호되는 수단은 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 전개되는 컨텍스트에 따라 변할 것이다는 것을 인식할 것이다. 몇몇 실시형태에서, 다양한 단계, 기능, 및/또는 동작은 다음 중 하나 이상에 의해 실행된다: 전자 회로, 로직 게이트, 멀티플렉서, 프로그래머블 로직 디바이스, ASIC, 아날로그 또는 디지털 제어/스위치, 마이크로컨트롤러, 또는 컴퓨팅 시스템. 컴퓨팅 시스템은, 퍼스널 컴퓨팅 시스템, 메인프레임 컴퓨팅 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 기술 분야에서 공지되어 있는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수도 있지만, 그러나 이들로 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 용어 "컴퓨팅 시스템"은, 캐리어 매체로부터의 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 구비하는 임의의 디바이스를 포괄하도록 광의적으로 정의된다. 본원에서 설명되는 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령어는 캐리어 매체를 통해 송신될 수도 있거나 또는 캐리어 매체 상에 저장될 수도 있다. 캐리어 매체는 와이어, 케이블, 또는 무선 송신 링크와 같은 송신 매체를 포함할 수도 있다. 캐리어 매체는 또한, 리드 온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 또는 자기 테이프와 같은 저장 매체를 포함할 수도 있다.
본원에서 설명되는 모든 방법은 방법 실시형태의 하나 이상의 단계의 결과를 저장 매체에 저장하는 것을 포함할 수도 있다. 결과는 본원에서 설명되는 결과 중 임의의 것을 포함할 수도 있고 기술 분야에서 공지되어 있는 임의의 방식으로 저장될 수도 있다. 저장 매체는 본원에서 설명되는 임의의 저장 매체 또는 기술 분야에서 공지되어 있는 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수도 있다. 결과가 저장된 이후, 결과는 저장 매체에서 액세스될 수 있고, 본원에서 설명되는 방법 또는 시스템 실시형태 중 임의의 것에 의해 사용될 수 있고, 유저에 대한 디스플레이를 위해 정형화될 수 있고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템에 의해 사용될 수 있고, 등등일 수 있다. 또한, 결과는 "영구적으로", "반영구적으로", "일시적으로", 또는 어떤 시간의 기간 동안 저장될 수도 있다. 예를 들면, 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM)일 수도 있고, 결과는 저장 매체에서 반드시 영구적으로 지속할 필요는 없을 수도 있다.
본 발명의 특정한 실시형태가 예시되었지만, 상기의 본 개시의 범위와 취지에서 벗어나지 않으면서 기술 분야의 숙련된 자에 의해 본 발명의 다양한 수정예 및 실시형태가 이루어질 수도 있다는 것은 명백하다. 따라서, 본 발명의 범위는 본원에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (26)

  1. 디바이스로서,
    액체 타겟 재료를 분배하기 위한 노즐;
    타겟 재료를 수용하도록 배치되는 중간 챔버 - 상기 중간 챔버는 레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma; LPP) 챔버에서의 하류 조사(downstream irradiation)를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성됨 -; 및
    측정된(measured) 가스의 흐름을 상기 중간 챔버로 도입하는 것에 의해 상기 중간 챔버에서 가스 조성을 제어하기 위한 시스템
    을 포함하는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간 챔버는, 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장하며 상기 제2 단부에서 출구 어퍼쳐를 갖는 채널을 구비하는 것인, 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간 챔버는 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장하며 상기 제2 단부에서 상기 출구 어퍼쳐를 갖는 채널을 구비하고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 채널 길이는 20 ㎛ 내지 500 ㎛의 범위 이내에 있는 것인, 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출구 어퍼쳐는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 범위 이내의 직경을 갖는 것인, 디바이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 중간 챔버는 상기 제1 단부에서 상기 채널로부터 연장하는 내부 표면을 구비하고, 상기 내부 표면은 오목형, 볼록형, 평탄형 및 점차적으로 가늘어지는 것으로 구성된 형상의 그룹으로부터 선택되는 형상을 구비하는 것인, 디바이스.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 채널은 축을 정의하고, 상기 중간 챔버는 상기 제1 단부에서 상기 채널로부터, 2 mm에서 10 mm의 범위 내에서 상기 출구 어퍼쳐로부터 어떤 축방향 거리에 위치되는 에지까지 연장하는 오목한 내부 표면을 구비하는 것인, 디바이스.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 채널은 축을 정의하고, 상기 중간 챔버는, 상기 내부 표면과 상기 축 사이에서 60도보다 더 큰 각도를 확립하기 위해, 상기 제1 단부에서 상기 채널로부터 연장하는 오목한 내부 표면을 구비하는 것인, 디바이스.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 액체 타겟 재료는 크세논이고, 측정된 가스의 흐름을 상기 중간 챔버로 도입하는 것에 의해 상기 중간 챔버 내의 가스 조성을 제어하기 위한 상기 시스템은 상기 크세논 이외의 가스를 상기 중간 챔버로 도입하는 것인, 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중간 챔버 내에 배치되는 핀(fin), 상기 중간 챔버 외부에 배치되는 핀, 펠티어(Peltier) 냉각 엘리먼트, 플레이트를 통해 열 전달 유체를 통과시키기 위한 내부 유체 통로를 가지고 형성되는 상기 플레이트, 및 절연된 플레이트로 구성되는 온도 제어 엘리먼트의 그룹으로부터 선택되는 온도 제어 엘리먼트를 구비하는, 상기 중간 챔버 내의 가스 온도를 제어하기 위한 시스템을 더 포함하는, 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 중간 챔버 출구 어퍼쳐를 확립하기 위한 모터 구동 아이리스(motorized iris)를 더 포함하는, 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 중간 챔버는 제1 중간 챔버이고, 상기 디바이스는 상기 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하도록 배치되며 상기 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성되는 제2 중간 챔버를 더 포함하고, 상기 디바이스는, 측정된 가스의 흐름을 상기 제2 중간 챔버로 도입하는 것에 의해 상기 제2 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 시스템을 더 포함하는 것인, 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액체 타겟 재료는 크세논이고, 상기 제1 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 상기 시스템은, 크세논의 분압을 크세논 분압(pXe1)으로 제어하고, 상기 제2 중간 챔버에서의 가스 조성을 제어하기 위한 상기 시스템은 크세논의 분압을 크세논 분압(pXe2)으로 제어하며, pXe1 > pXe2인 것인, 디바이스.
  13. 디바이스로서,
    액체 타겟 재료를 분배하기 위한 노즐;
    타겟 재료를 수용하도록 배치되는 제1 중간 챔버 - 상기 제1 중간 챔버는 레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma; LPP) 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성됨 -; 및
    타겟 재료를 수용하도록 배치되는 제2 중간 챔버 - 상기 제2 중간 챔버는 상기 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성됨 -
    를 포함하는, 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    타겟 재료를 수용하도록 배치되는 제3 중간 챔버 - 상기 제3 중간 챔버는 상기 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성됨 - 를 더 포함하는, 디바이스.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 중간 챔버는 상기 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 상기 제3 중간 챔버는 상기 제2 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 상기 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐는 직경 d1을 가지고, 상기 제2 중간 챔버 출구 어퍼쳐는 직경 d2을 가지고, 상기 제3 중간 챔버 출구 어퍼쳐는 직경 d3을 가지며, 공기 역학 렌즈(aerodynamic lens)를 확립하기 위해 d1 > d2 > d3인 것인, 디바이스.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2 중간 챔버는 상기 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 상기 디바이스는 상기 제1 중간 챔버 내의 가스 압력을 압력 p1에서 제어하기 위한 시스템, 및 상기 제2 중간 챔버 내의 가스 압력을 압력 p2에서 제어하기 위한 시스템을 더 포함하며, p1 > p2인 것인, 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 중간 챔버 내의 가스 압력을 제어하기 위한 상기 시스템은, 측정된 가스의 흐름을 상기 제1 중간 챔버로 도입하기 위한 서브시스템 및 측정된 가스의 흐름을 상기 제1 중간 챔버로부터 펌핑하기 위한 서브시스템을 포함하는 것인, 디바이스.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제2 중간 챔버는 상기 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하고, 상기 디바이스는 상기 제1 중간 챔버 내의 가스 온도를 온도 t1에서 제어하기 위한 시스템, 및 상기 제2 중간 챔버 내의 가스 온도를 온도 t2에서 제어하기 위한 시스템을 더 포함하고, t1 > t2인 것인, 디바이스.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제1 중간 챔버 내의 가스 온도를 제어하기 위한 상기 시스템은, 상기 제1 중간 챔버 내에 배치되는 핀, 상기 제1 중간 챔버의 외부에 배치되는 핀, 펠티어 냉각 엘리먼트, 플레이트를 통해 열 전달 유체를 절연 플레이트를 통과시키기 위한 내부 유체 통로를 가지고 형성되는 상기 플레이트 및 절연된 플레이트로 구성되는 온도 제어 엘리먼트의 그룹으로부터 선택되는 온도 제어 엘리먼트를 포함하는 것인, 디바이스.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐를 확립하기 위한 모터 구동 아이리스 아이리스를 더 포함하는, 디바이스.
  21. 디바이스로서,
    레이저 생성 플라즈마(LPP) 챔버 내에서 구동 레이저에 의한 조사를 위해 액체 타겟 재료를 분배하기 위한 노즐; 및
    챔버 입력 위치에서 타겟 재료를 수용하도록 배치되는 중간 챔버를 확립하는 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 중간 챔버는 레이저 생성 플라즈마 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성되고, 상기 중간 챔버는, 상기 입력 위치와 출구 어퍼쳐 사이에서 길이 L을 정의하고, 상기 어셈블리는, 상기 챔버가 가압된 상태로 유지되는 동안, 상기 중간 챔버의 길이 L을 조정하기 위한 서브시스템을 구비하는 것인, 디바이스.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 중간 챔버는 제1 중간 챔버이고, 상기 디바이스는 상기 LPP 챔버에서의 하류 조사를 위해 타겟 재료를 출력하기 위한 출구 어퍼쳐를 가지고 형성되는 제2 중간 챔버를 더 포함하는 것인, 디바이스.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2 중간 챔버는 상기 제1 중간 챔버 출구 어퍼쳐로부터 타겟 재료를 수용하도록 배치되는 것인, 디바이스.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 어셈블리는 내경 D1의 원통형 벽을 구비하는 제1 컴포넌트 및 외경 D2(D1 > D2임)의 원통형 벽을 구비하는 제2 컴포넌트, 및 상기 제1 컴포넌트 원통형 벽과 상기 제2 컴포넌트 원통형 벽 사이에 배치되는 씰(seal)을 포함하는 것인, 디바이스.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 제1 원통 벽은 축을 정의하고, 상기 어셈블리는 상기 제1 및 제2 컴포넌트 중 하나를 축방향으로 이동시켜 길이 L을 변화시키도록 배열되는 모터를 더 포함하는 것인, 디바이스.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 어셈블리는 제1 단부 및 제2 단부를 구비하는 벨로우즈 및 상기 제2 단부에 대해 상기 제1 단부를 이동시켜 상기 길이 L을 변화시키도록 배열되는 모터를 포함하는 것인, 디바이스.
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