KR20200135798A - 액적 생성기 성능을 모니터링 및 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

조사 영역 및 액적 공급원으로 향하는 레이저 빔을 생성하는 장치를 포함하는 EUV 방사선을 생성하는 데 사용되는 액적 형성을 제어하기 위한 장치 및 방법. 액적 공급원은 노즐을 나오는 유체 및 이 유체에 교란을 생성하는 전기 작동가능 요소를 갖는 서브시스템을 포함한다. 액적 공급원은 액적으로 분할되는 스트림을 생성하며, 이 액적들은 조사 영역을 향해 진행함에 따라 더 큰 액적으로 합체된다. 이 프로세스는 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 스트림을 관찰함으로써 제어된다.

Description

액적 생성기 성능을 모니터링 및 제어하는 장치 및 방법

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2018년 3월 28일에 출원된 미국 출원 제 62/648,969 호의 우선권을 주장하며, 이 출원은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.

본 출원은 극자외선("EUV") 광원 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 이러한 광원은 소스 또는 타겟 재료로부터 플라즈마를 생성함으로써 EUV 광을 제공한다. 하나의 용도에서, EUV 광을 수집하여, 포토리소그래피 프로세스에서 사용하여 반도체 집적 회로를 제조할 수 있다.

EUV 광의 패턴화된 빔을 사용하여 실리콘 웨이퍼와 같은 레지스트 코팅된 기판을 노광하여 기판에 극히 작은 피처(feature)를 생성할 수 있다. EUV 광(때때로 소프트 엑스레이라고도 함)는 일반적으로 5 nm 내지 약 100 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선으로 정의된다. 포토리소그래피에서 중요한 특정 파장 중 하나는 13.5 nm에서 발생한다.

EUV 광을 생성하는 방법은 소스 재료를 EUV 범위 내의 휘선을 갖는 화학 원소를 갖는 플라즈마 상태로 변환하는 것을 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 이러한 원소에는 제논, 리튬 및 주석이 포함되지만, 이것에 한정되지 않는다.

이러한 방법 중 하나에서, 종종 레이저 생성 플라즈마("LPP")로 불리는 원하는 플라즈마는, 예를 들면, 액적, 스트림, 또는 와이어 형태의 소스 재료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 다른 방법에서, 종종 방전 생성 플라즈마("DPP")로 불리는 원하는 플라즈마는 한 쌍의 전극 사이에 적절한 휘선을 갖는 소스 재료를 배치하고, 전극들 사이에 방전을 발생시킴으로써 생성될 수 있다.

액적을 생성하는 한 가지 기술은 때때로 소스 재료라고도 하는 주석과 같은 타겟 재료를 용융시킨 다음에 이것을 약 0.1 μm 내지 약 30 μm의 직경을 갖는 오리피스와 같은 비교적 소직경의 오리피스를 통해 강제로 통과시켜 약 30 m/s 내지 약 200 m/s 범위의 속도를 갖는 층류 유체 제트를 생성하는 것을 포함한다. 대부분의 조건 하에서, 제트는 일반적으로 레일리-플라토 불안정성(Rayleigh-Plateau instability)으로 알려진 유체역학적 불안정성으로 인해 액적들로 분할된다. 오리피스를 나가는 스트림에서 자연적으로 발생하는 불안정성, 예를 들면, 써멀 노이즈(thermal noise) 또는 보텍스 셰딩(vortex shedding)은 이 스트림을 액적으로 분할시킨다. 이러한 액적들은 다양한 속도를 가질 수 있으며, 서로 결합하여 더 큰 액적으로 합체될 수 있다.

여기서 고려 중인 EUV 생성 프로세스에서는 분할/합체 프로세스를 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 액적을 LPP 드라이브 레이저의 광학계 펄스와 동기화하기 위해, 랜덤 노이즈의 진폭을 초과하는 진폭을 가진 반복적인 교란(disturbance)이 오리피스에서 방출되는 연속 층류 유체 제트에 가해질 수 있다. 펄스형 레이저의 반복률과 동일한 주파수(또는 그것의 더 높은 고조파)로 교란을 가하면, 액적은 레이저 펄스와 동기화된다. 예를 들면, 교란은 전기 작동가능 요소(예를 들면, 압전 재료)를 스트림에 결합하고, 이 전기 작동가능 요소를 주기 파형으로 구동함으로써 스트림에 적용될 수 있다. 일 실시형태에서, 전기 작동가능 요소는 직경이 (나노미터 정도로) 수축 및 확장한다. 이러한 치수 변화는 대응하는 직경의 수축 및 확장을 겪는 모세관에 기계적으로 결합된다. 이 체적 변위는 오리피스에서 끝나는 모세관의 음향파 및 탄성파를 유발한다. 그러면 오리피스 내의 타겟 재료는 음향파에 의해 주기적으로 가속된다. 드라이브 레이저의 주파수에서 넓게 이격된 액적을 제공하는 것은 유체 마이크로제트의 자연적인 레일리 분할 주파수보다 훨씬 낮은 주파수 범위에서 발생한다. 유체 제트의 자연적인 분할 주파수는 약 3 내지 약 15 Mhz 범위에 있는 반면에 드라이브 레이저 동작은 약 50 내지 약 160 kHz 범위에서 예상된다. 이는 원하는 최종 액적을 얻기 위해서는 최대 200 개의 작은 미세액적들을 오리피스의 직경보다 훨씬 큰 액적으로 구성된 주기적인 액적 스트림 내로 병합해야 함을 의미한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "전기 작동가능 요소" 및 그 파생어는 전압, 전기장, 자기장, 또는 이들의 조합을 받을 때 치수 변화를 겪는 재료 또는 구조를 의미하며, 압전 재료, 전기 일그러짐 재료, 및 자기 일그러짐 재료를 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 액적 스트림을 제어하기 위해 전기 작동가능 요소를 사용하는 장치 및 방법은, 예를 들면, "변조된 교란 파를 사용하여 생성된 액적 스트림을 갖는 레이저 생성된 플라즈마 EUV 광원"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 제 2009/0014668 A1 호(2009년 1월 15일에 공개됨) 및 "액츄에이터 유도된 노즐 세정을 갖는 액적 생성기"라는 명칭의 미국 특허 제 8,513,629 호(2013년 8월 20일에 허여됨)에 개시되어 있고, 이들 두 특허는 그 전체가 원용에 의해 본원에 포함된다.

따라서 액적 생성기의 역할은 액적을 EUV 생성용 타겟 재료로서 사용되는 1차 초점에 배치하는 것이다. 액적은 특정의 공간적 및 시간적 안정성 기준 내에서, 즉 허용가능한 여유(margin) 내에서 반복가능한 위치 및 타이밍으로 1 차 초점에 도달해야 한다. 또한 이것은 주어진 주파수 및 속도에 도달해야 한다. 또한, 액적들은 완전히 합체되어야 한다. 즉, 액적들은 (균일한 크기의) 단분산이어야 하고, 주어진 구동 주파수에 도달해야 한다. 예를 들면, 액적 스트림에는 "위성" 액적, 즉, 주 액적에 합체되지 못한 타겟 재료의 작은 액적이 없어야 한다. 이러한 기준을 충족시키는 것은, 작은 오리피스와 큰 압력의 경우, 전기 작동가능 요소 구동 형태를 사용하여 약 200 개의 미세액적을 합체해야 할 수도 있다는 사실에 의해 복잡해진다. 작업 범위는 일반적으로 매우 작기 때문에 시스템은 시간의 경과에 따른 성능 변화와 같은 성능의 변화에 민감하다. 예를 들면, 액적 생성기의 성능이 변화되면, 1 차 초점에 도달할 때까지 완전히 합체되지 않은 액적이 생성될 수 있다. 결국 액적 생성기의 성능은 유지보수 또는 교체를 위해 액적 생성기를 오프라인으로 전환해야 하는 지점까지 저하된다.

따라서, 이러한 프로세스의 최적화를 가능하게 하는 방식으로 액적 생성 및 합체를 제어할 수 있어야 한다.

다음은 실시형태의 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시형태의 단순화된 요약을 제시한다. 이 요약은 모든 고려된 실시형태의 광범위한 개관이 아니며, 모든 실시형태의 핵심적이거나 중요한 요소를 특정하거나 임의의 실시형태 또는 모든 실시형태의 범위를 기술하는 것을 의도하지 않는다. 이것의 유일한 목적은 후술되는 보다 상세한 설명의 서두로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시형태의 일부의 개념을 제시하는 것이다.

따라서 액적이 1 차 초점에 도달할 때까지 완전히 합체되는지의 여부를 결정함으로써 액적 생성기의 적절한 작동을 확인하는 것이 바람직하다. 이는 액적 생성기에 공급되는 특정 전기 파형이 1 차 초점에서 합체된 액적을 생성하는지의 여부를 식별할 수 있는 광학 피드백 시스템을 EUV 광원에 공급함으로써 달성될 수 있다.

일 실시형태의 하나의 양태에 따르면, 장치로서, 진공 체임버 내의 조사 부위(irradiation site)에 타겟 재료의 스트림을 제공하도록 배치된 타겟 재료 분배기; 상기 타겟 재료 분배기에 기계적으로 결합되고, 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림에 속도 섭동(velocity perturbation)을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소; 상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하여 액적 검출 신호를 생성하도록 배치된 검출기; 상기 액적 검출 신호를 수신하고, 상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하도록 배치된 제어기; 및 상기 전기 작동가능 요소에 전기적으로 결합되고, 상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하도록 상기 제어기에 전기적으로 결합된 파형 생성기를 포함하는 장치가 개시된다. 전기 작동가능 요소는 압전 요소일 수 있다.

일 실시형태의 다른 양태에 따르면, 장치로서, 진공 체임버 내의 조사 부위(irradiation site)에 타겟 재료의 스트림을 제공하도록 배치된 타겟 재료 분배기; 상기 타겟 재료 분배기에 기계적으로 결합되고, 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림에 속도 섭동(velocity perturbation)을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소; 상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하여 액적 검출 신호를 생성하도록 배치된 검출기 - 상기 검출기는 조명 소스 및 감광 센서를 포함하고, 상기 감광 센서는 상기 진공 체임버 내에 배치된 적어도 하나의 광학 요소를 포함함 -; 상기 액적 검출 신호를 수신하고, 상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하도록 배치된 제어기; 및 상기 전기 작동가능 요소에 전기적으로 결합되고, 상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하도록 상기 제어기에 전기적으로 결합된 파형 생성기를 포함하는 장치가 개시된다. 전기 작동가능 요소는 압전 요소일 수 있다. 감광 센서는 카메라일 수 있다. 감광 센서는 포토다이오드일 수 있다. 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 카메라, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 광학 모듈로부터 상기 카메라로 광을 중계하기 위한 광 섬유일 수 있다. 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 포토다이오드와, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 광학 모듈로부터 상기 포토다이오드로 광을 중계하기 위한 광 섬유일 수 있다. 감광 센서는 조명 소스를 포함할 수 있다. 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 조명 소스, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 조명 소스로부터 상기 광학 모듈로 광을 중계하기 위한 광 섬유를 포함할 수 있다.

일 실시형태의 다른 양태에 따르면, 방법으로서, 타겟 재료 분배기를 사용하여 진공 체임버 내에서 조사 부위에 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계 - 상기 타겟 재료 분배기는 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림 내에 속도 섭동을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소를 포함함 -; 상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하고 액적 검출 신호를 생성하는 단계; 상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다. 전기 작동가능 요소는 압전 요소일 수 있다.

일 실시형태의 다른 양태에 따르면, EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기의 전달 함수를 결정 및 사용하는 방법으로서, 상기 방법은: 상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계; 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용하여 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계; 속도 진폭을 결정하는 단계; 상기 속도 진폭 및 상기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 생성기의 전달 함수를 결정하는 단계; 및 결정된 상기 전달 함수를 사용하여 상기 액적 생성기를 제어하는 단계를 포함하는, 액적 생성기의 전달 함수를 결정 및 사용하는 방법이 개시된다.

일 실시형태의 다른 양태에 따르면, EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기를 제어하는 방법으로서, 상기 방법은: 상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계; 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계; 상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하는 단계; 및 상기 관찰하는 단계의 결과에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제어 신호를 수정하는 단계를 포함하는, 액적 생성기를 제어하는 방법이 개시된다.

일 실시형태의 다른 양태에 따르면, EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 액적 생성기에 의해 생성된 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법으로서, 상기 방법은: 상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계; 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계; 상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하여 액적 신호를 생성하는 단계; 및 상기 액적 신호에서 피크들 사이의 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 합체 길이를 추정하는 단계를 포함하는, 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법이 개시된다. 다음에 추정된 합체 길이를 사용하여 액적 생성기의 작동을 제어할 수 있다.

일 실시형태의 다른 양태에 따르면, EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기의 상태를 평가하는 방법으로서, 상기 방법은: 상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계; 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 액적 생성기의 타겟 재료에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계; 상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하여 액적 신호를 생성하는 단계; 및 상기 액적 신호에 기초하여 상기 액적 생성기의 상태를 평가하는 단계를 포함하는, 액적 생성기의 상태를 평가하는 방법이 개시된다.

본 발명의 추가의 실시형태, 특징 및 장점, 뿐만 아니라 다양한 실시형태의 구조 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명한다.

본 명세서에 포함되고, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 제한이 아닌 예시로서 본 발명의 실시형태의 방법 및 시스템을 예시한다. 상세한 설명과 함께 도면은 또한 당업자가 본 명세서에 제시된 방법 및 시스템을 실시 및 사용할 수 있게 하고, 이 방법 및 시스템의 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면에서 동일한 찬조 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타낸다.

도 1은 노광 장치와 결합된 EUV 광원의 간략도이다.
도 1a는 LPP EUV 광 방사기를 갖는 EUV 광원을 포함하는 장치의 간략도이다.
도 2는 EUV 광원용 액적 생성 서브시스템의 개략도이다.
도 3, 도 3a 내지 도 3c, 도 4, 및 도 5는 하나 이상의 전기 작동가능 요소를 유체와 결합하여 오리피스에서 나가는 스트림에 교란을 생성하는 여러 가지 상이한 기술을 예시한다.
도 6은 액적 스트림에서 합체의 상태를 예시하는 다이어그램이다.
도 7은 일 실시형태의 일 양태에 따라 사용될 수 있는 것과 같은 복합 파형의 그래프이다.
도 8은 일 실시형태의 일 양태에 따라 사용될 수 있는 것과 같은 피드백을 구비한 액적 생성 시스템의 다이어그램이다.
도 9는 일 실시형태의 일 양태에 따라 사용될 수 있는 것과 같은 피드백을 구비한 액적 생성 시스템의 다이어그램이다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시형태의 일 양태에 따른 가능한 액적 신호를 예시하는 다이어그램이다.
도 11은 일 실시형태의 일 양태에 따른 합체 길이를 추정하는 방법을 보여주는 스트림도이다.
도 12는 일 실시형태의 일 양태에 따른 액적 생성기의 전달 함수를 결정하는 방법을 보여주는 스트림도이다.
본 발명의 추가의 특징 및 장점, 뿐만 아니라 본 발명의 다양한 실시형태의 구조 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명한다. 본 발명이 본 명세서에 기재된 특정 실시형태에 제한되지 않음에 주의한다. 이러한 실시형태는 예시의 목적만을 위해 본 명세서에 제공된다. 추가의 실시형태는 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다.

이제 도면을 참조하여 다양한 실시형태를 설명하며, 여기서 동일한 참조 번호는 전체를 통해 동일한 요소를 지칭하기 위해 사용된다. 이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 하나 이상의 실시형태의 철저한 이해를 촉진하기 위해 다수의 특정의 세부사항이 설명된다. 그러나, 아래에서 설명된 임의의 실시형태는 아래에서 설명된 특정 설계 세부사항을 채택하지 않고도 실시될 수 있다는 것은 일부의 경우에 또는 모든 경우에 명백할 수 있다. 다른 경우에, 주지된 구조 및 장치는 하나 이상의 실시형태의 설명을 용이화하기 위해 블록도 형태로 도시된다. 다음은 실시형태의 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시형태의 단순화된 요약을 제시한다. 이 요약은 모든 고려된 실시형태의 광범위한 개관이 아니며, 모든 실시형태의 핵심적이거나 중요한 요소를 특정하거나 임의의 실시형태 또는 모든 실시형태의 범위를 기술하는 것을 의도하지 않는다.

그러나, 이와 같은 실시형태를 보다 상세히 설명하기 전에 본 발명의 실시형태가 구현될 수 있는 예시적 환경을 제시하는 것이 유익하다. 다음의 설명 및 청구항에서, "상", "하", "상면", "바닥", "수직", "수평" 등의 용어가 사용될 수 있다. 이들 용어는 상대적인 배향을 나타내는 것을 목적으로 할 뿐 중력을 기준으로 하는 배향을 나타내지 않는다.

먼저 도 1을 참조하면, 전체적으로 10"으로 표시된 EUV 포토리소그래피 장치의 일 실시례의 선택된 부분의 간략 단면도가 도시되어 있다. 이 장치(10")는, 예를 들면, 레지스트 코팅된 웨이퍼와 같은 기판(11)을 EUV 광의 패턴화된 빔으로 노광하는데 사용될 수 있다. 이 장치(10")의 경우, 예를 들면, 레티클과 같은 EUV 광의 빔으로 패터닝 광학계(13c)를 조사하여 패턴화된 빔을 생성하는 하나 이상의 광학계(13a,b), 및 기판(11) 상에 패턴화된 빔을 투영하기 위한 하나 이상의 축소 투영 광학계(13d, 13e)을 갖는 EUV 광을 이용하는 노광 장치(12")(예를 들면, 스테퍼, 스캐너, 스텝 앤드 스캔 시스템, 디렉트 라이트 시스템, 접촉 및/또는 근접 마스크를 사용하는 장치 등과 같은 집적 회로 리소그래피 툴)가 제공될 수 있다. 기판(11)과 패터닝 수단(13c) 사이에 제어된 상대 이동을 생성하기 위한 기계적 어셈블리(미도시)가 제공될 수 있다. 도 1에 더 도시된 바와 같이, 장치(10")는 체임버(26") 내에서 EUV 광을 방출하는 EUV 광 방사기(22)를 포함하는 EUV 광원(20")을 포함할 수 있고, EUV 광은 광학계(24)에 의해 경로를 따라 노광 장치(12") 내로 반사되어 기판(11)을 조사한다. 조명 시스템은 방사선을 지향, 성형(shaping) 또는 제어하기 위한 굴절, 반사, 전자기, 정전기 또는 기타 유형의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "광학계" 및 그 파생어는 입사광을 반사 및/또는 투과 및/또는 조작하는 하나 이상의 컴포넌트를 포함하지만 반드시 이들에 한정되지 않는 것으로, 그리고 하나 이상의 렌즈, 윈도우, 필터, 웨지(wedge), 프리즘, 그리즘, 그레이팅, 전송 파이버, 에탈론, 디퓨저, 호모지나이저, 검출기 및 기타 기기 컴포넌트, 개구부, 엑시콘 및 미러(다층 미러, 근접 법선 입사 미러, 그레이징 입사 미러, 정반사 반사판, 확산 반사판 및 이들의 조합을 포함함)를 포함하지만 이들에 한정되지 않는 것으로 광범위하게 해석되는 것을 의미한다. 또한, 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 "광학계"도 그리고 그 파생어도 EUV 출력 광 파장, 조사 레이저 파장, 계측에 적합한 파장, 또는 임의의 다른 특정 파장과 같은 하나 이상의 특정 파장 범위 내에서 단독으로 또는 유리하게 동작하는 컴포넌트에 한정되지 않음을 의미한다.

도 1a는 LPP EUV 광 방사기를 갖는 EUV 광원(20)을 포함하는 장치(10")의 특정 실시례를 도시한다. 도시된 바와 같이, EUV 광원(20)은 일련의 광 펄스를 생성하고 이 광 펄스를 광원 체임버(26) 내로 전달하는 시스템(21)을 포함할 수 있다. 이 장치(10)의 경우, 광 펄스는 하나 이상의 빔 경로를 따라 시스템(21)으로부터 체임버(26) 내로 이동하여 소스 재료를 조사 영역(48)에서 조명하여 노광 장치(12) 내에서의 기판 노광을 위한 EUV 광 출력을 생성할 수 있다.

도 1a에 도시된 시스템(21)에서 사용하기 위한 적합한 레이저는 펄스형 레이저 장치, 예를 들면, 펄스형 가스 방전 CO₂ 레이저 장치를 포함할 수 있고, 이것은 예를 들면, DC 또는 RF 여기를 사용하여 9.3 μm 또는 10.6 μm의 방사선을 생성하고, 비교적 고전력(예를 들면, 10 kW 이상)으로 그리고 높은 펄스 반복률(예를 들면, 50 kHz 이상)로 작동한다. 특정의 구현형태에서, 레이저는 발진기-증폭기 구성(예를 들면, 마스터 발진기/파워 증폭기(MOPA) 또는 파워 발진기/파워 증폭기(POPA))을 갖는 축류 RF 펌핑식 CO₂ 레이저일 수 있으며, 이것은 다단 증폭을 갖고, 비교적 낮은 에너지 및 높은 반복률(예를 들면, 100 kHz 작동 이 가능)을 갖는 Q 스위치형 발진기에 의해 개시되는 시드 펄스를 갖는다. 발진기로부터 레이저 펄스는 조사 영역(48)에 도달하기 전에 증폭, 성형 및/또는 집속될 수 있다. 연속적으로 펌핑되는 CO₂ 증폭기는 레이저 시스템(21)에 사용될 수 있다. 대안적으로, 레이저는 액적이 광학 공동의 하나의 미러로서 기능하는 소위 "셀프 타겟팅" 레이저 시스템으로서 구성될 수 있다.

용도에 따라, 기타 유형의 레이저, 예를 들면, 높은 파워 및 높은 펄스 반복률로 작동하는 엑시머 또는 분자 불소 레이저도 적합할 수 있다. 다른 예는, 예를 들면, 섬유, 로드, 슬래브, 또는 디스크 형상의 활성 매체를 갖는 고체 상태 레이저를 포함하며, 하나 이상의 체임버, 예를 들면, an 발진기 체임버 and 하나 이상의 증폭 체임버(병렬 또는 직렬의 증폭 체임버를 구비함), 마스터 발진기/파워 발진기(MOPO) 구성, 마스터 발진기/파워 링 증폭기(MOPRA) 구성, 또는 하나 이상의 엑시머를 시딩(seeding)하는 고체 상태 레이저, 분자 불소 또는 CO₂ 증폭기 또는 발진기 체임버를 갖는 기타 레이저 아키텍처도 적합할 수 있다. 기타 설계도 적합할 수 있다.

일부의 예에서, 소스 재료가 먼저 프리 펄스에 의해 조사될 수 있고, 다음에 메인 펄스에 의해 조사될 수 있다. 프리 펄스 및 메인 펄스는 시드는 단일 발진기 또는 2 개의 개별 발진기에 의해 생성될 수 있다. 일부의 셋업에서, 하나 이상의 공통 증폭기를 사용하여 프리 펄스 시드 및 메인 펄스 시드를 모두 증폭할 수 있다. 기타 구성의 경우, 별도의 증폭기를 사용하여 프리 펄스 시드 및 메인 펄스 시드를 증폭할 수 있다.

도 1a는 또한 이 장치(10)가 레이저 소스 시스템(21)과 조사 부위(48) 사이에서 빔을 확장, 조향 및/또는 집속하는 것과 같은 빔의 컨디셔닝을 위한 하나 이상의 광학계를 갖는 빔 컨디셔닝 유닛(50)을 포함할 수 있다는 것을 보여준다. 예를 들면, 하나 이상의 미러, 프리즘, 렌즈 등을 포함할 수 있는 조향 시스템이 제공되고, 레이저 초점을 체임버(26) 내에서 상이한 위치로 조향하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 조향 시스템은 제 1 미러를 2 차원으로 독립적으로 이동시킬 수 있는 팁 틸트 액츄에이터(tip-tilt actuator) 상에 장착된 제 1 평면 미러 및 제 2 미러를 2 차원으로 독립적으로 이동시킬 수 있는 팁 틸트 액츄에이터 상에 장착된 제 2 평면 미러를 포함할 수 있다. 이러한 구성으로, 조향 시스템은 빔 전파의 방향(빔 축)에 실질적으로 직교하는 방향으로 초점을 제어가능하게 이동시킬 수 있다.

컨디셔닝 유닛(50)은 빔을 조사 부위(48)로 집속시키는 집속 어셈블리를 포함할 수 있고, 빔 축을 따라 초점의 위치를 조정할 수 있다. 집속 어셈블리의 경우, 빔 축을 따르는 방향으로 이동하기 위해 액츄에이터에 결합되는 집속 렌즈 또는 미러와 같은 광학계가 사용될 수 있다.

도 1a에 추가로 도시된 바와 같이, EUV 광원(20)은 또한, 예를 들면, 주석 액적과 같은 소스 재료를 체임버(26) 내부의 조사 영역 또는 1 차 초점(48)에 전달하는 소스 재료 전달 시스템(90)을 포함할 수 있고, 여기서 액적은 시스템(21)으로부터의 광 펄스와 상호작용하여 궁극적으로 플라즈마를 생성하고, EUV 방출을 생성하여 노광 장치(12) 내에서 레지스트 코팅된 웨이퍼와 같은 기판을 노광시킨다. 다양한 액적 분배기 구성 및 이들의 상대적인 이점에 대한 자세한 내용은, 예를 들면, "레이저 생성 플라즈마 EUV 광원에서 타겟 재료 전달을 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭으로 2011년 1월 18일에 허여된 미국 특허 제 7,872,245 호, "EUV 플라즈마 소스 타겟 전달을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 2008년 7월 29일에 허여된 미국 특허 제 7,405,416 호, 및 "LPP EUV 플라즈마 소스 재료 타겟 전달 시스템"이라는 명칭으로 2008년 5월 13일에 허여된 미국 특허 제 7,372,056 호에서 찾아볼 수 있으며, 이들 특허의 내용은 그 전체가 원용에 의해 본원에 포함된다.

기판 노광을 위한 EUV 광 출력을 생성하기 위한 소스 재료는 주석, 리튬, 제논 또는 이들의 조합을 포함하는 재료를 포함할 수 있으나, 이들에 반드시 한정되는 것은 아니다. EUV 방출 요소, 예를 들면, 주석, 리튬, 제논 등은 액체 액적의 형태 및/또는 액체 액적 내에 수용된 고체 입자의 형태일 수 있다. 예를 들면, 원소 주석은 순수 주석으로서, 주석 화합물(예를 들면, SnBr₄, SnBr₂, SnH₄)로서, 주석합금(예를 들면, 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금, 또는 이들의 조합)으로서 사용될 수 있다. 사용된 재료에 따라, 소스 재료는 실온 또는 실온 부근(예를 들면, 주석 합금, SnBr₄)을 포함하는 다양한 온도, 고온(예를 들면, 순수 주석), 또는 실온 미만의 온도(예를 들면, SnH₄)에서 조사 영역에 제공될 수 있고, 어떤 경우에는 비교적 휘발성(예를 들면, SnBr₄)일 수 있다.

계속해서 도 1a를 참조하면, 장치(10)는 또한 EUV 제어기(60)를 포함할 수 있고, 이것은 또한 시스템(21) 내의 장치를 제어하여 체임버(26) 내로 전달하기 위한 광 펄스를 생성하기 위한 및/또는 빔 컨디셔닝 유닛(50) 내의 광학계의 이동을 제어하기 위한 드라이브 레이저 제어 시스템(65)을 포함할 수 있다. 장치(10)는 또한, 예를 들면, 조사 영역(48)에 대한 하나 이상의 액적의 위치를 나타내는 출력을 제공하는 하나 이상의 액적 이미저(70)를 포함할 수 있는 액적 위치 검출 시스템을 포함할 수 있다. 이미저(70)는 이 출력을 액적 위치 검출 피드백 시스템(62)에 제공할 수 있고, 이것은, 예를 들면, 액적 위치 및 궤적을 계산할 수 있으며, 이로부터 액적 에러가, 예를 들면, 액적 단위로 또는 평균으로 계산될 수 있다. 다음에 이 액적 에러는 입력으로서 제어기(60)에 제공될 수 있고, 이것은, 예를 들면, 위치, 방향 및/또는 타이밍 보정 신호를 시스템(21)에 제공하여 레이저 트리거 타이밍을 제어하고 및/또는 빔 컨디셔닝 유닛(50) 내의 광학계의 이동을 제어하여 체임버(26) 내의 조사 영역(48)으로 전달되고 있는 광 펄스의 위치 및/또는 초점 파워를 변경할 수 있다. 또한 EUV 광원(20)의 경우, 소스 재료 전달 시스템(90)은 신호(이것은 일부의 구현형태에서 전술한 액적 에러 또는 이로부터 유도된 어떤 양을 포함할 수 있음)에 응답하여 작동가능한, 예를 들면, 방출 지점, 초기 액적 스트림 방향, 액적 방출 타이밍 및/또는 원하는 조사 영역(48)에 도달하는 액적의 에러를 보정하기 위한 액적 변조를 수정하는 제어 시스템을 가질 수 있다.

도 1a를 계속하여 참조하면, 장치(10)는 또한 장구(prolate spheroid)(즉, 장축을 중심으로 회전된 타원) 형태의 반사면을 갖는 거의 수직인 입사 컬렉터 미러와 같은 광학계(24")를 포함할 수 있고, 이것은, 예를 들면, 몰리브데넘과 실리콘의 교호층, 및 경우에 따라 하나 이상의 하나 이상의 고온 확산 장벽 층, 평활화 층, 캐핑 층 및/또는 에칭 정지 층을 구비한 단계적 다층 코팅을 갖는다. 도 1a는 광학계(24")가 시스템(21)에 의해 생성된 광 펄스를 통과시켜 조사 영역(48)에 도달할 수 있게 하는 개구로 형성될 수 있음을 보여준다. 도시된 바와 같이, 광학계(24")는, 예를 들면, 조사 영역(48)의 내부나 부근에 제 1 초점을 갖는, 그리고 소위 중간 영역(40)에 제 2 초점을 갖는 장구 미러일 수 있고, 여기서 EUV 광은 EUV 광원(20)으로부터의 출력일 수 있고, EUV 광을 이용하는 노광 장치(12), 예를 들면, 집적 회로 리소그래피 툴에의 입력일 수 있다. 장구 미러 대신 다른 광학계를 사용하여 광을 수집하고 또 중간 위치로 지향시키고, 후속하여 EUV 광을 이용하는 장치로 전달할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

수소, 헬륨, 아르곤 또는 이들의 조합과 같은 버퍼 가스를 체임버(26) 내에 도입하고, 보충하고, 및/또는 체임버(26)로부터 제거할 수 있다. 버퍼 가스는 플라즈마 방전 중에 체임버(26) 내에 존재할 수 있고, 플라즈마에 의해 생성된 이온을 감속시켜 광학적 열화를 저하시키고 및/또는 플라즈마 효율을 높일 수 있다. 대안적으로, 자기장 및/또는 전기장(미도시)은 단독으로 사용되거나 버퍼 가스와의 조합으로 사용되어 고속 이온 손상을 감소시킬 수 있다.

도 2는 액적 생성 시스템을 더 자세히 예시한다. 소스 재료 전달 시스템(90)은 체임버(26) 내의 조사 부위/1 차 초점(48)에 액적을 전달한다. 파형 생성기(230)는 구동 파형을 액적 생성기(90) 내의 전기 작동가능 요소에 제공하고, 이는 액적 스트림 내에 속도 섭동을 유발한다. 파형 생성기는 제어기(250)의 제어 하에서 적어도 부분적으로 데이터 처리 모듈(252)로부터의 데이터에 기초하여 작동한다. 데이터 처리 모듈은 하나 이상의 검출기로부터 데이터를 수신한다. 도시된 실시례에서, 검출기는 카메라(254) 및 포토다이오드(256)를 포함한다. 액적은 하나 이상의 레이저(258)에 의해 조명된다. 이러한 전형적인 구성에서, 검출기는 합체가 발생할 것으로 예상되는 스트림 내의 일 지점에서 액적을 검출/이미지화한다. 또한, 검출기 및 레이저는 진공 체임버(26)의 외부에 배치되고, 진공 체임버(26)의 벽 내의 윈도우를 통해 스트림을 본다.

도 3은 단순화된 액적 공급원(92)의 컴포넌트를 개략적인 형식으로 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 액적 공급원(92)은 압력 하에서 유체, 예를 들면, 용융 주석을 수용하는 저장소(94)를 포함할 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 저장소(94)에는 오리피스(98)가 형성될 수 있고, 이것을 통해 가압된 유체(96)는 연속 스트림(100)을 형성할 수 있고, 다음에 이것은 복수의 액적(102a, b)으로 분할된다.

이 시스템은 액적 스트림을 조명하기 위해 하나 이상의 레이저를 사용하고, 액적이 레이저 빔을 통과함에 따라 이 액적의 광 응답을 측정하기 위해 하나 이상의 검출기(예를 들면, 하나 이상의 카메라, 포토다이오드, 또는 이들의 일부의 조합)를 사용한다. 이러한 설계에서, 레이저와 검출기는 진공 용기의 외부에 위치한다. 즉 레이저 빔은 액적 스트림 상에 정확하게 투사되어야 하고, 액적 광 응답은 원격 광학계에 의해 이미지화되어야 한다. 이는 측정의 정확도 및 분해능에 특정의 제한을 제공하고, 이 계측의 사용 방법을 제한다.

언급한 바와 같이, 이 시스템은 액적이 1차 초점 부근에서 합체되는지(또는 안 되는지)의 여부를 확인하는데 사용될 수 있다. 액적이 합체되지 않는 경우, 액적 생성기의 작동 파라미터는 확실한 합체를 위해 조정될 수 있다. 그러나, 일반적으로 이 프로세스는 드라이브 레이저가 오프되어 있는 경우에만 수행될 수 있으므로 상당한 기계의 가동중지가 발생할 가능성이 있다. 플라즈마를 생성하면서 액적 생성기 신호를 조정할 수 있는 것이 유리할 것이다. 또한 액적 생성기의 유지보수를 계획하고, 액적 생성기의 수명을 예측하는데 사용될 수 있는 액적 생성기 성능의 인라인 측정값을 얻을 수 있는 것이 유리할 것이다. 액적 생성기의 성능은 시간이 지남에 따라 변화하는 것으로 나타났다. 출발 시에 이상적인 신호가 수 시간 후에는 위성 액적을 생성할 수 있다. 이러한 경우, 드라이브 레이저는 액적을 오프시키고, 구동 신호 최적화가 반복된다. 전형적으로 이것은 매일 수행되어 약 1 시간의 가동중지를 유발한다.

도 3은 액적 생성기(90)의 일부로서 액적 공급원(92)에 대한 가능한 구성을 보여준다. 액적 공급원(92)은 유체(96)와 작동가능하게 결합된 전기 작동가능 요소(104)와 이 전기 작동가능 요소(104)를 구동하는 신호 생성기(106)를 갖는 유체에 교란을 생성하는 서브시스템을 더 포함한다. 도 3a 내지 도 3c, 도 4 및 도 5는 하나 이상의 전기 작동가능 요소가 유체와 작동가능하게 결합되어 액적을 생성할 수 있는 다양한 방식을 보여준다. 도 3a에서 시작하여, 유체가 압력 하에서 저장소(108)로부터 약 0.2 mm 내지 약 0.8 mm의 내경 및 약 10 mm 내지 약 50 mm의 길이를 갖는 튜브(110), 예를 들면, 모세관을 통해 흐르도록 강제되어 튜브(110)의 오리피스(114)에서 나오는 연속 스트림(112)를 생성하고, 그 후에 이 연속 스트림이 액적(116a, b)으로 분할되는 구성이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 전기 작동가능 요소(118)가 튜브에 결합될 수 있다. 예를 들면, 전기 작동가능 요소가 튜브(110)를 편향시키고 스트림(112)을 교란시키기 위해 튜브(110)에 결합될 수 있다. 도 3b는 저장소(120), 튜브 (122), 및 각각의 주파수로 튜브(122)를 편향시키도록 튜브(122)에 각각 결합된 한 쌍의 전기 작동가능 요소(124, 126)를 갖는 유사한 구성을 도시한다. 도 3c는 다른 변형례를 도시하며, 여기서는 플레이트(128)가 오리피스(132)를 통해 유체를 강제로 통과시켜 액적(136a, b)으로 분할되는 스트림(134)을 생성하도록 저장소(130) 내에 이동가능하게 위치된다. 도시된 바와 같이, 힘이 플레이트(128)에 가해질 수 있고, 하나 이상의 전기 작동가능 요소(138)이 플레이트에 결합되어 스트림(134)을 교란시킬 수 있다. 모세관이 도 3c에 도시된 실시형태와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 4는 다른 변형례를 도시하며, 여기서는 유체가 저장소(140)로부터 압력 하에서 튜브(142)를 강제로 통과하여 튜브(142)의 오리피스(146)에서 나오는 연속 스트림(144)을 생성하고, 이 스트림은 그 후에 액적(148a, b)으로 분할된다. 도시된 바와 같이, 예를 들면, 링 형상이나 원통 튜브 형상을 갖는 전기 작동가능 요소(150)가 튜브(142)의 외주를 둘러싸도록 위치될 수 있다. 구동되면, 전기 작동가능 요소(150)는 튜브(142)를 선택적으로 압착 및/또는 압착해제하여 스트림(144)을 교란시킬 수 있다. 2 개 이상의 전기 작동가능 요소를 사용하여 각각의 주파수로 튜브(142)를 선택적으로 압착할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 5는 다른 변형례를 도시하며, 여기서는 유체가 저장소(140')로부터 압력 하에서 튜브(142')를 강제로 통과하여 튜브(142')의 오리피스(146')에서 나오는 연속 스트림(144')을 생성하고, 이 스트림은 그 후에 액적(148a', b')으로 분할된다. 도시된 바와 같이, 예를 들면, 링 형상을 갖는 전기 작동가능 요소(150a)가 튜브(142')의 외주를 둘러싸도록 위치될 수 있다. 구동되면, 전기 작동가능 요소(150a)는 튜브(142')를 선택적으로 압착하여 스트림(144')을 교란시켜 액적을 생성할 수 있다. 도 5는 또한, 예를 들면, 제 2 전기 작동가능 요소(150b)가 튜브(142')의 외주를 둘러싸도록 위치될 수 있음을 보여준다. 구동되면, 전기 작동가능 요소(150b)는 튜브(142')를 선택적으로 압착하여 스트림(144')을 교란시켜 오리피스(152)로부터 오염물을 축출한다. 도시된 실시형태의 경우, 전기 작동가능 요소(150a 및 150b)는 동일한 신호 생성기에 의해 구동될 수 있거나 상이한 신호 생성기가 사용될 수 있다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 상이한 파형 진폭, 주기적인 주파수 및/또는 파형 형상을 갖는 파형을 사용하여 전기 작동가능 요소(150a)를 구동하여 EUV 출력을 위한 액적을 생성할 수 있다. 전기 작동가능 요소는 유체에 교란을 일으켜 조사 영역에 도달하기 전에 적어도 일부의 인접한 액적 쌍들이 합체되도록 하는 상이한 초기 속도를 갖는 액적을 생성한다. 합체된 액적에 대한 초기 미세액적의 비율은, 예를 들면, 약 10 개의 액적 내지 약 500 개의 액적의 범위의 임의의 수일 수 있다.

따라서 분할/합체 프로세스의 제어는 액적이 조사 영역에 도달하기 전에 충분히 합체되도록 그리고 합체된 액적을 조사하는데 사용되는 레이저의 펄스 레이트(pulse rate)에 대응하는 주파수를 갖도록 액적을 제어하는 것을 포함한다. 복수의 전압 및 복수의 주파수 사인파 파형의 선형 중첩으로 구성된 설계자 복합 파형이 전기 작동가능 요소에 공급되어 레이저 펄스 레이트에 대응하는 주파수의 완전히 합체된 액적으로 레일리 분할 미세액적(Rayleigh breakup microdroplet)의 합체 프로세스를 제어할 수 있다. 이 제어 시스템은 별개의 사인파만을 사용하여 모든 스펙트럼 성분의 위상을 개별적으로 조정할 수 있다. 파형은 전압 신호 또는 전류 신호로서 정의될 수 있다.

축상 액적 속도 프로파일은 합체의 하류의 고정된 위치에서 액적 스트림을 이미지화하여 얻어지며, 액적 생성/합체 프로세스를 제어하기 위한 피드백으로서 사용된다. 이미지화의 일 형태로서, 광 장벽(light barrier)을 사용하여 액적 통과를 시간 내에 해결하고, 이 정보로부터 액적 합체 패턴을 재구성할 수 있다.

미세액적 및 불완전 합체된 액적(subcoalesced droplet)의 합체는 액적 생성기의 전기 작동 액츄에이터 상의 주기적인 전기 구동 신호에 의해 제어된다. 이 신호는 소스 작동 중에 자동으로 모니터링된다. 교차 간격 및 DFC 데이터에 기초하여, 최적의 작동 점이 선택될 수 있다. 선택된 신호는 액적 생성기에 적용되고, 프리 펄스 및 드라이브 레이저는 최적의 플라즈마 조건으로 최적화된다.

설계자 파형을 사용하면 사용자는 완전히 합체된 액적의 하류의 고정된 지점에서 이미징 계측(imaging metrology)으로부터의 피드백을 사용하여 사용자가 지정한 주파수로 특정의 액적 합체 길이를 타겟팅(targeting)할 수 있다. 설계자 파형의 한 형태는 (1) 레이저 펄스 레이트와 실질적으로 동일한 기본 주파수의 사인파 및 (2) 일 세트의 보다 높은 주파수의 사인파 파형으로 구성될 수 있다. 모든 더 높은 주파수의 파형은 기본 주파수의 고조파, 즉 기본 주파수의 배수이다. 설계자 파형을 사용하면 축상 타겟 재료 스트림 속도 섭동/프로파일의 노즐 전달 함수의 결정도 가능해지고, 이것을 사용하여 전기 작동가능 요소를 구동하는 설계자 파형의 파라미터를 최적화할 수 있다.

전체적인 액적 합체 프로세스는 노즐로부터의 거리의 함수로서 진화하는 일련의 복수의 불완전 합체 단계 또는 상태(regime)로 간주될 수 있다. 이는 도 6에 도시되어 있다. 예를 들면, 제 1 상태(161)에서, 즉, 타겟 재료가 최초로 오리피스 또는 노즐로부터 나갈 때, 타겟 재료는 속도 섭동된 층류 유체 제트의 형태이다. 제 2 상태(162)에서, 유체 제트는 다양한 속도를 갖는 일련의 미세액적으로 분할된다. 비행 시간이나 노즐로부터의 거리에 의해 측정된 제 3 상태(163)에서, 미세액적은 불완전 합체 액적(165)으로 불리는 중간 크기의 액적으로 합체된다. 제 4 상태(166)에서, 불완전 합체 액적은 합체되어 원하는 최종 크기를 갖는 액적, 즉 완전히 합체된 액적(168)이 된다. 불완전 합체 단계의 수는 다양할 수 있다. 노즐 출구(169)로부터 액적이 그 최종 합체된 상태에 도달하는 지점까지의 거리는 합체 거리 또는 합체 길이(170)이다. 이상적으로, 액적의 합체 거리(170)는 가능한 한 짧다. 액적이 합체되어 보다 큰 액적이 되면, 이들은 수소 흐름 및 이온의 충돌과 같은 소스의 상태에 대한 민감도가 낮아진다.

언급한 바와 같이, 완전한 합체가 이루어지지 않으면, 액적 스트림은 위성 액적 또는 미세위성이라고 부르는 더 작은 액적을 포함한다. 위성 액적의 존재는 여러 가지 방법에 의해, 예를 들면, 액적 검출 모듈(DDM), 교차 간격, DFC, 또는 심지어 EUV 신호의 변화의 모니터링 중 임의의 하나 또는 조합에 의해 검출될 수 있다. 액적 스트림의 모니터링을 위한 시스템 및 방법은, 예를 들면, "LPP EUV 광원에서 액적 타이밍을 제어하기 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭으로 2016년 1월 19일에 허여된 미국 특허 제 9,241,395 호에 개시되어 있으며, 이것의 전체 내용은 원용에 의해 본원에 포함된다. 이와 같은 방법은 전형적으로 액적이 1 차 초점에 있는 위치 및 시기와 플라즈마의 품질을 결정하는데 사용되므로 프로빙(probing) 위치는 전형적으로 노즐 출구로부터 약 30 cm 내지 약 40 cm 떨어져 있는 플라즈마 위치에 있거나 이것에 매우 근접해 있다. 이러한 불완전 합체된 액적을 검출하는 계측은 소스 용기의 벽에서 0.5 미터 이격되어 있을 수 있고, 위성은 용기의 스트림에 의해 시야의 외측으로 날려갈 수 있기 때문에 이 거리에서 위성을 검출하는 것은 어렵다.

센서가 체임버의 외부 등에 이격되어 배치된 경우, 이것은 대상의 작은 영역 상에 초점을 맞춘 그리고 또한 27 마이크론 정도의 크기를 갖는 완전히 합체된 액적을 검출하도록 조정된 광학 검출기를 사용하여 노즐로부터 약 40 cm 이격된 거리에서 4 마이크론 정도의 크기를 갖는 미세액적을 관찰하려고 시도하는 것을 의미한다. 또한, 체임버 내의 우세한 가스 스트림, 예를 들면, 콘 플로우(cone flow)로부터 나오는 횡방향의 "횡풍"은 이들 미세위성을 대량으로 퍼뜨릴 수 있다. 액적이 합체되지 않은 노즐에 훨씬 더 가깝게 계측을 배치하면 확산이 더 작은 진화의 지점에서 미세위성을 관찰 및 검출할 수 있으므로 이들 모두를 더 쉽게 검출할 수 있다. 이 위치에서의 측정에 의해 합체 프로세스의 제어 및 최적화가 가능해진다.

이제 설계자 파형의 일 실시례에 대한 몇 가지 특성을 도 7과 관련하여 설명한다. 도 7의 상부의 파형은 일반적으로 액적을 증발시키는 데 사용되는 레이저의 펄스 레이트와 같거나 그렇지 않으면 관련되는 주파수를 갖는 기본 파형이다. 이 실시례에서 기본 파형은 사인파이다. 도 7의 하부의 파형은 일반적으로 기본 파형의 주파수의 정수배인 주파수를 갖는 더 높은 주파수 파형이다. 임의의 주기적인 파가 사용될 수 있으며, 본 실시례에서 더 높은 주파수 파형은 일련의 삼각 스파이크(triangular spike)이다. 이러한 두 파형을 중첩하여 복합 파형을 얻는다. 불완전 합체의 파형은 불완전 합체 주파수의 고조파의 중첩이고, 이것은 불완전 합체 주파수를 포함할 수도 있다.

액적 생성기 성능의 측정을 강화하는 하나의 방법은 액적 생성을 보다 자세히 관찰하기 위해 진공 체임버 내에 배치된 검출기를 제공하여 액적 생성을 보다 직접적으로 관찰하는 방법을 제공하는 것이다. 이러한 검출기는 체임버의 외부에 위치한 검출기에 추가하여 또는 이를 대체하여 사용될 수 있다. 이러한 현장 검출기는 실시간 고해상도 피드백을 제공하고, 액적 생성기의 작동을 제어한다. 이들은 위성 액적 없이 완전히 합체된 액적을 생성하는 파라미터를 특정하는데 사용되었을 기계의 가동중지를 감소시키는 능력을 제공한다. 다음에 위성 액적을 최소화하면 축상 위성 액적의 존재에 의한 선량 안정성 에러 및 축상 위성 액적의 존재에 의한 수집기 수명 문제가 감소한다. 현장 검출기는 또한 액적 생성기를 교체하기 위한 갑작스러운 예상치 못한 필요성에 의한 예상치 못한 가동중지를 감소시키는데 도움이 될 수 있다.

보다 정확한 측정의 가능성을 제공하기 위해, 계측은 노즐 출구에 비교적 더 가깝게 배치될 수 있다. 계측은 노즐 출구로부터 약 0.5cm 내지 약 5 cm의 위치에서 액적 패턴을 감지하도록 배치된다. 이 위치에서, 합체 프로세스는 여전히 진행 중이고, 센서 위치에서 액적 도착 시간으로부터 액적 성능에 대한 유용한 정보가 추출될 수 있다. 액적은 검출기를 통과한다. 예를 들면, 검출기는 집속된 레이저 커튼(focused laser curtain)일 수 있으며, 이 경우 액적은 액적의 단면적에 비례하는 양의 광을 반사한다. 반사된 광의 일부는 광학계에 의해 수집되고, 예를 들면, 높은 샘플링 속도의 포토다이오드에 의해 시간 신호로 변환된다. 초점이 좁은 경우의 다른 실시례는 액적이 통과할 때 레이저 커튼의 소멸을 사용하는 것이다. 이 초점 위치를 작은 3D 체적에서 제어할 수 있는 경우, 계측을 사용하여 액적 스트림의 위치를 감지하고, 액적 생성기 조향 시스템에 대한 자세한 정보를 제공할 수도 있다. 반사 피크의 진폭과 상대 위치는 현재 합체 프로세스와 액적 생성기의 현재의 성능 수준에 대한 정량적 정보를 제공한다.

이제 도 8을 참조하면, 노즐(220)의 모세관(210) 주위에 위치된 전기 작동가능 요소(200)가 도시되어 있다. 이 전기 작동가능 요소(200)는 파형 생성기(230)로부터의 전기 에너지를 변환하여 다양한 압력을 모세관(210)에 가한다. 이는 노즐(9)로부터 나가는 용융 타겟 재료(240)의 스트림(240)에 속도 섭동을 도입한다. 액적이 형성되었으나 완전히 합체되지 않은 단계의 이미징 포인트에서 카메라(250)에 의해 이미지화된 액적. 카메라가 사용되는 경우, 시스템은 또한 액적을 조명하도록 또는 광원에 의해 생성된 빔을 가로질러 이동하는 개별 액적에 의해 차단되도록 배치된 광원을 갖는다. 본 명세서에서 이미지화된 것은 액적의 이미지를 형성하는 것뿐만 아니라 액적의 존재 또는 부재의 단지 이진 표시(binary indication)의 둘 모두를 포함한다. 이미징은 액적이 형성되었으나 완전히 합체되지 않은 단계의 이미징 포인트에서 액적 스트림의 속도 프로파일을 발현한다. 제어 유닛(260)은 카메라(250)으로부터의 이미징 데이터를 사용하여 피드백 신호를 생성하여 임의의 파 생성기(230)의 작동을 제어한다. 제어 유닛(260)은 다른 제어기로부터 유래하거나 사용자 입력에 기초할 수 있는 제어 입력(265)에 기초하여 저주파 주기파 및 고차 임의 주기 파형의 상대 위상뿐만 아니라 저주파 주기파의 진폭 및 고차 임의 주기 파형의 진폭을 제어할 수 있다.

실시형태의 일 양태에 따른 시스템의 다른 개념화가 도 9에 도시되어 있다. 도 9의 시스템에서, 액적 검출은 레이저(300) 및 포토다이오드(310)로 구성된 레이저 커튼에 의해 수행된다. 레이저(300)으로부터의 광은 광 섬유(302)에 의해 체임버(26)의 내부로 운반되고, 이곳에서 이것은 광학계(305)를 사용하여 액적 생성기(90) 근처의 일 지점에서 액적 스트림을 조명한다. 액적 스트림으로부터 반사된 광은 광 섬유(312)에 의해 광학계(315)에 의해 카메라(310)로 되돌려진다.

이 광학 피드백은 1 차 초점에서 플라즈마 생성이 계속되는 동안에 전기 작동가능 요소에 가해지는 전압 구동 신호를 최적화하는 프로시저에서 사용될 수 있다. 일 예로서, 도 10a는 500 kHz의 주파수를 갖는 액적과 2 개의 위성 액적에 대한 예상 시간 신호를 보여준다 완전히 합체된 액적 패턴은 1 주기 당 1 개의 가우스 피크(Gaussian peak; 400)로 구성된다. 위성으로 인해 메인 500 kHz 가우스 피크에 인접하여 보다 작은 가우스 피크(410)가 존재하게 된다. 예를 들면, 구형파(square wave) 신호일 수 있는 500 kHz 구동 신호의 스펙트럼 내용을 조정하여 합체를 달성할 수 있다.

센서를 사용하여 불완전 합체 주파수 미만의 주파수에 대한 전달 함수를 결정할 수도 있다. 도 10b는 불완전 합체 액적의 스트림의 액적 속도가 50 kHz의 사인파로 변조된 일 실시례를 도시한다. 곡선 420은 전혀 섭동되지 않은 액적 분포를 보여주고, 곡선 430은 50 kHz에서 사인파 섭동으로 섭동된 0.2 m/s로 이동하는 액적의 분포를 보여주고, 곡선 440은 50 kHz에서 사인파 섭동으로 섭동된 0.4 m/s로 이동하는 액적의 분포를 보여준다. 센서 위치에서 액적의 상대 지연 시간을 측정함으로써 이 속도가 결정될 수 있고, 이로부터 50 kHz에서 전달 함수를 계산할 수 있다. 전달 함수는 m/s/볼트로 주어진다. 100 kHz 및 150 kHz와 같은 50 kHz의 다른 고조파에 대해서도 이 전달 함수 측정을 수행함으로써, 최적의 파형이 구성되어 신호 생성기의 주어진 전압 할당량으로 최소의 합체 거리를 달성할 수 있다.

불완전 합체가 확보되면, 더 낮은 주파수를 중첩하여 500 kHz 미세액적을 서로 더 가깝게 강제로 이동시킬 수 있다. 이 실시례에서, 50 kHz 신호를 사용하여 500 kHz 액적의 합체를 제어한다. 계측의 위치에서, 합체는 아직 발생하지 않았다. (합체 프로세스는 노즐에서 시작하고, 유체 스트림의 오리피스 출구 부분으로부터 이미 서로를 향해 상대 이동하고 있다.) 그러나, 피크의 상대 간격에 기초하여 합체 길이를 추정할 수 있다. 이를 수행하는 방법은 도 11에 도시되어 있다. 단계 S50에서 스트림이 시작된다. 단계 S52에서 구동 신호가 액적 생성기에 인가된다. 단계 S56에서 스트림이 합체의 상류, 즉 완전 합체의 상류에서 관찰된다. 단계 S58에서 스트림의 관찰로부터 생성된 신호의 피크들 사이의 간격이 결정된다. 단계 S60에서, 결정된 간격에 기초하여 합체 길이가 추정된다. 다음에 결정된 합체 길이를 사용하여, 예를 들면, 액적 생성기의 작동을 캐릭터라이징(characterizing), 제어, 및/또는 최적화할 수 있다.

50 kHz에서의 속도 진폭을 결정할 수도 있다. 인가된 전압과 조합하면 50 kHz에서 액적 생성기에 대한 전달 함수(m/s/V)가 얻어진다. 이 프로세스를 수행하는 방법은 도 12에 도시되어 있다. 단계 S50, S52, S56은 전술한 바와 같다. 단계 S60에서 액적의 속도 진폭이 결정된다. 단계 S64에서, 인가된 전압이 결정된다. 이러한 결정된 값은 전달 함수를 결정하기 위해 단계 S66에서 사용된다. 다음에 이 결정된 전달 함수 사용하여, 예를 들면, 액적 생성기의 작동을 캐릭터라이징, 제어, 및/또는 최적화할 수 있다.

전달 함수는 특정의 주파수에서 단위 인가 전압 당 노즐 출구에서 얻어지는 속도 섭동으로서 정의될 수 있다. 고려되는 노즐 전달 함수의 경우, 전기 작동가능 요소에 적용되는 신호(주파수, 크기 및 위상에 의해 캐릭터라이징됨)는 입력이고, 액체 제트 상에 부과되는 속도 섭동은 출력이다. 합체 길이는 불완전 합체 주파수 미만의 주파수를 갖는 사인 컴포넌트(sine component)의 속도 진폭에 따라 달라진다. 사인 진폭이 클수록 속도 섭동이 증가하므로 합체 길이가 감소한다.

설계자 파형은 여러 가지 파라미터에 의해 캐릭터라이징될 수 있다. 정확한 파라미터의 수는 여러 가지 조정 파라미터를 가질 수 있는 더 높은 주파수의 임의 주기 파형의 선택에 의존한다. 사인 전압, 보다 높은 주파수 파형의 전압, 및 상대 위상은 일반적으로 캐릭터라이징 파라미터에 포함된다. 사인 전압과 위상이 합체 길이를 결정하지만, 상기한 바와 같이, 더 높은 주파수의 임의 주기 파형의 전압은 저주사수의 액적의 속도 지터(velocity jitter)를 제어한다. 액적의 속도 지터는 액적 타이밍의 변화를 유발한다. 전형적으로, 레이저 펄스와 액적의 동기화를 가능하게 하려면 액적 타이밍 변화를 제한해야 한다.

현장 액적 생성기 계측은 액적 생성기 출구에서 고해상도의 액적 검출을 가능하게 한다. 고해상도를 제공하기 위해, 계측은, 예를 들면, 광섬유를 사용하여 시험 레이저 빔 및 검출 신호를 송신한다. 이러한 계측의 장점은 액적 생성기의 작동 중에 가동중지 없이 액적 생성기의 조정이 수행될 수 있는 액적 생성기의 인라인 제어가 포함된다. 액적 생성기 성능 파라미터에 관한 실시간 정량적 피드백을 사용하여 액적 생성기 교체 타이밍을 예측할 수 있다. 또한, 플라즈마 근처의 축상 위성 액적을 방지하여 수집기의 수명과 선량 안정성을 향상시킨다. 합체 프로세스는 플라즈마의 영향을 받으므로 작동 중의 플라즈마 생성으로 신호를 조정할 수 있는 것이 유리하다. 또한, 합체길이를 직접 제어하면 액적으로부터 벗어난 레이저를 조정할 필요 및 신호에 대한 새로운 검색을 수행할 필요가 없어지므로 계획적인 그리고 비계획적인 유지보수 가동중지를 효과적으로 감소시킨다.

위에서 설명한 프로시저의 사용은 현장 계측과 관련되어 있었지만, 프로시저는 원격 계측에 의해 수집된 데이터와 함께 사용될 수 있다. 즉, 광원 및/또는 검출기를 구비한 계측은 체임버의 외부에 위치한다.

암시야 광 브릿지(dark field light bridge)와 같은 검출기 대신 카메라에 의해 캡처된 액적의 이미지를 형성하는 시스템을 또한 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이는 액적의 위치와 특성에 대한 더 많은 데이터를 제공한다.

본 발명은 위에서 특정 기능의 구현형태 및 그 관계를 예시하는 기능적 구성 요소를 이용하여 설명하였다. 이들 기능적 구성 요소의 경계는 설명의 편의상 본 명세서에서 의의로 정의되었다. 특정된 기능 및 그 관계가 적절히 수행되는 한 대안적인 경계가 정의될 수 있다.

상기 특정 실시형태의 설명은 본 발명의 일반적인 성질을 충분히 드러내므로, 당업자의 지식을 적용함으로써 과도한 실험을 하지 않고, 본 발명의 일반적인 개념으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 이러한 특정 실시형태를 다양한 용도에 대해 용이하게 변경 및/또는 적합시키는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 적합 및 수정은 본 명세서에 제시된 교시 및 안내에 기초하여 개시된 실시형태의 균등물의 의미 및 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 본 명세서의 용어 및 전문용어는 본 명세서의 용어 및 전문용어를 상기 교시 및 안내에 비추어 당업자가 해석하도록 설명의 목적을 위한 것이며 제한하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다. 본 발명의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시형태 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안되며, 다음의 청구범위 및 그 등가물에 따라서만 정의되어야 한다.

본 발명의 다른 양태들은 이하의 번호가 매겨진 절에 기재되어 있다.

1. 장치로서,

진공 체임버 내의 조사 부위에 타겟 재료의 스트림을 제공하도록 배치된 타겟 재료 분배기;

상기 타겟 재료 분배기에 기계적으로 결합되고, 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림에 속도 섭동을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소;

상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하여 액적 검출 신호를 생성하도록 배치된 검출기;

상기 액적 검출 신호를 수신하고, 상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하도록 배치된 제어기; 및

상기 전기 작동가능 요소에 전기적으로 결합되고, 상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하도록 상기 제어기에 전기적으로 결합된 파형 생성기를 포함하는, 장치.

2. 제 1 절에 있어서, 상기 전기 작동가능 요소는 압전 요소인, 장치.

3. 장치로서,

진공 체임버 내의 조사 부위에 타겟 재료의 스트림을 제공하도록 배치된 타겟 재료 분배기;

상기 타겟 재료 분배기에 기계적으로 결합되고, 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림에 속도 섭동을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소;

상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하여 액적 검출 신호를 생성하도록 배치된 검출기 - 상기 검출기는 조명 소스 및 감광 센서를 포함하고, 상기 감광 센서는 상기 진공 체임버 내에 배치된 적어도 하나의 광학 요소를 포함함 -;

상기 액적 검출 신호를 수신하고, 상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하도록 배치된 제어기; 및

상기 전기 작동가능 요소에 전기적으로 결합되고, 상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하도록 상기 제어기에 전기적으로 결합된 파형 생성기를 포함하는, 장치.

4. 제 3 절에 있어서, 상기 전기 작동가능 요소는 압전 요소인, 장치.

5. 제 3 절에 있어서, 감광 센서는 카메라를 포함하는, 장치.

6. 제 3 절에 있어서, 감광 센서는 포토다이오드를 포함하는, 장치.

7. 제 3 절에 있어서, 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 카메라, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 광학 모듈로부터 상기 카메라로 광을 중계하기 위한 광 섬유를 포함하는, 장치.

8. 제 3 절에 있어서, 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 포토다이오드와, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 광학 모듈로부터 상기 포토다이오드로 광을 중계하기 위한 광 섬유를 포함하는, 장치.

9. 제 3 절에 있어서, 감광 센서는 조명 소스를 포함하는, 장치.

10. 제 3 절에 있어서, 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 조명 소스, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 조명 소스로부터 상기 광학 모듈로 광을 중계하기 위한 광 섬유를 포함하는, 장치.

11. 방법으로서,

타겟 재료 분배기를 사용하여 진공 체임버 내에서 조사 부위에 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계 - 상기 타겟 재료 분배기는 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림 내에 속도 섭동을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소를 포함함 -;

상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하고 액적 검출 신호를 생성하는 단계;

상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하는 단계; 및

상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하는 단계를 포함하는, 방법.

12. 제 11 절에 있어서, 상기 전기 작동가능 요소는 압전 요소인, 방법.

13. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기의 전달 함수를 결정 및 사용하는 방법으로서, 상기 방법은:

상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;

제어 신호를 생성하는 단계;

상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용하여 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;

속도 진폭을 결정하는 단계;

상기 속도 진폭 및 상기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 생성기의 전달 함수를 결정하는 단계; 및

결정된 상기 전달 함수를 사용하여 상기 액적 생성기를 제어하는 단계를 포함하는, 액적 생성기의 전달 함수를 결정 및 사용하는 방법.

14. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기를 제어하는 방법으로서, 상기 방법은:

상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;

제어 신호를 생성하는 단계;

상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;

상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하는 단계; 및

상기 관찰하는 단계의 결과에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제어 신호를 수정하는 단계를 포함하는, 액적 생성기를 제어하는 방법.

15. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 액적 생성기에 의해 생성된 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법으로서, 상기 방법은:

상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;

제어 신호를 생성하는 단계;

상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;

상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하여 액적 신호를 생성하는 단계; 및

상기 액적 신호에서 피크들 사이의 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 합체 길이를 추정하는 단계를 포함하는, 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법.

16. 제 15 절에 있어서, 상기 합체 길이를 추정하는 단계 후에, 상기 액적 생성기의 작동을 제어하기 위해 추정된 상기 합체 길이를 사용하는 단계를 더 포함하는, 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법.

17. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기의 상태를 평가하는 방법으로서, 상기 방법은:

상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;

제어 신호를 생성하는 단계;

상기 액적 생성기의 타겟 재료에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;

상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하여 액적 신호를 생성하는 단계; 및

상기 액적 신호에 기초하여 상기 액적 생성기의 상태를 평가하는 단계를 포함하는, 액적 생성기의 상태를 평가하는 방법.

Claims (17)

1. 진공 체임버 내의 조사 부위(irradiation site)에 타겟 재료의 스트림을 제공하도록 배치된 타겟 재료 분배기;
   상기 타겟 재료 분배기에 기계적으로 결합되고, 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림에 속도 섭동(velocity perturbation)을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소;
   상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하여 액적 검출 신호를 생성하도록 배치된 검출기;
   상기 액적 검출 신호를 수신하고, 상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하도록 배치된 제어기; 및
   상기 전기 작동가능 요소에 전기적으로 결합되고, 상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하도록 상기 제어기에 전기적으로 결합된 파형 생성기를 포함하는, 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기 작동가능 요소는 압전 요소인, 장치.
3. 진공 체임버 내의 조사 부위에 타겟 재료의 스트림을 제공하도록 배치된 타겟 재료 분배기;
   상기 타겟 재료 분배기에 기계적으로 결합되고, 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림에 속도 섭동을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소;
   상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하여 액적 검출 신호를 생성하도록 배치된 검출기 - 상기 검출기는 조명 소스 및 감광 센서를 포함하고, 상기 감광 센서는 상기 진공 체임버 내에 배치된 적어도 하나의 광학 요소를 포함함 -;
   상기 액적 검출 신호를 수신하고, 상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하도록 배치된 제어기; 및
   상기 전기 작동가능 요소에 전기적으로 결합되고, 상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하도록 상기 제어기에 전기적으로 결합된 파형 생성기를 포함하는, 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 전기 작동가능 요소는 압전 요소인, 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 감광 센서는 카메라를 포함하는, 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 감광 센서는 포토다이오드를 포함하는, 장치.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 카메라, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 광학 모듈로부터 상기 카메라로 광을 중계하기 위한 광 섬유를 포함하는, 장치.
8. 제 3 항에 있어서,
   상기 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 포토다이오드, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 광학 모듈로부터 상기 포토다이오드로 광을 중계하기 위한 광 섬유를 포함하는, 장치.
9. 제 3 항에 있어서,
   상기 감광 센서는 조명 소스를 포함하는, 장치.
10. 제 3 항에 있어서,
    상기 감광 센서는 상기 진공 체임버의 외부에 배치된 조명 소스, 상기 진공 체임버 내에 배치된 광학 모듈, 및 상기 조명 소스로부터 상기 광학 모듈로 광을 중계하기 위한 광 섬유를 포함하는, 장치.
11. 타겟 재료 분배기를 사용하여 진공 체임버 내에서 조사 부위에 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계 - 상기 타겟 재료 분배기는 액적 제어 신호에 기초하여 상기 스트림 내에 속도 섭동을 유발하도록 배치된 전기 작동가능 요소를 포함함 -;
    상기 액적이 완전히 합체되지 않은 상기 스트림 내의 일 지점에서 상기 스트림 내의 액적을 관찰하고 액적 검출 신호를 생성하는 단계;
    상기 액적 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 파형 생성기 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 파형 생성기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 제어 신호를 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기 작동가능 요소는 압전 요소인, 방법.
13. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기의 전달 함수를 결정 및 사용하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;
    제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용하여 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;
    속도 진폭을 결정하는 단계;
    상기 속도 진폭 및 상기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 액적 생성기의 전달 함수를 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 전달 함수를 사용하여 상기 액적 생성기를 제어하는 단계를 포함하는, 액적 생성기의 전달 함수를 결정 및 사용하는 방법.
14. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기를 제어하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;
    제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;
    상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하는 단계; 및
    상기 관찰하는 단계의 결과에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제어 신호를 수정하는 단계를 포함하는, 액적 생성기를 제어하는 방법.
15. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 액적 생성기에 의해 생성된 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;
    제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 액적 생성기에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;
    상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하여 액적 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 액적 신호에서 피크들 사이의 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 합체 길이를 추정하는 단계를 포함하는, 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 합체 길이를 추정하는 단계 후에, 상기 액적 생성기의 작동을 제어하기 위해 추정된 상기 합체 길이를 사용하는 단계를 더 포함하는, 액체 타겟 재료의 액적의 스트림의 합체 길이를 추정하는 방법.
17. EUV 방사선을 생성하기 위한 시스템에서 조사 영역에 액체 타겟 재료의 스트림을 전달하도록 구성된 액적 생성기의 상태를 평가하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    상기 액적 생성기로부터 플라즈마 생성 시스템을 위한 타겟 재료의 스트림을 제공하는 단계;
    제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 액적 생성기의 타겟 재료에 기계적으로 결합된 전기 작동가능 요소에 상기 제어 신호를 적용함으로써 상기 스트림 내에 속도 섭동을 도입하는 단계;
    상기 스트림 내의 액적이 완전히 합체되지 않은 일 지점에서 상기 스트림을 관찰하여 액적 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 액적 신호에 기초하여 상기 액적 생성기의 상태를 평가하는 단계를 포함하는, 액적 생성기의 상태를 평가하는 방법.

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