KR20220011928A - Apparatus and method for generating light source with range of specific wavelength - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 EUV(Extreme ultraviolet) 및 BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet) 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가지는 광원을 발생시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a light source of a specific wavelength band, and more particularly, to an apparatus and method for generating a light source having at least one wavelength band of EUV (Extreme ultraviolet) and BEUV (Beyond Extreme Ultraviolet). is about
현재 반도체 분야, 시료분석 분야, 고해상도 이미징 분야 등 다양한 분야의 지속적인 발전으로, 다양한 분야에서 고집적화 혹은 고분해능 달성을 위한 기존 적용 광원 대비 짧은 파장을 가지는 광원이 요구되는 실정이다.Currently, with the continuous development of various fields such as the semiconductor field, the sample analysis field, and the high-resolution imaging field, a light source having a shorter wavelength than the existing applied light source is required to achieve high integration or high resolution in various fields.
일 예로, 반도체 분야를 살펴보면, 반도체 소자 생산을 위한 공정 중 리소그래피(lithography) 공정에 짧은 파장의 광원이 적용될 경우 더 작고 복잡한 구조 즉, 고집적 반도체 소자 제작이 이루어질 수 있다. 이때, 기존 ArF 엑시머 레이저와 같은 광원을 이용한 리소그래피 기술의 경우, 20 nm 이하의 미세 패터닝은 어려운 실정이나, 기존 적용 광원 대비 13.5 nm의 짧은 파장을 가지는 EUV(Extreme ultraviolet) 광원이 그 대안으로 고려되고 있다.For example, in the field of semiconductors, when a light source having a short wavelength is applied to a lithography process during a process for producing a semiconductor device, a smaller and more complex structure, that is, a highly integrated semiconductor device may be manufactured. At this time, in the case of a lithography technique using a light source such as an existing ArF excimer laser, fine patterning of 20 nm or less is difficult. have.
한편, BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet)는 EUV 대비 더욱 짧은 파장(6.7 nm) 및 높은 에너지를 갖는 차세대 광원으로, 다양한 분야에서 그 응용 가능성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.On the other hand, BEUV (Beyond Extreme Ultraviolet) is a next-generation light source having a shorter wavelength (6.7 nm) and higher energy than EUV, and research on its application potential in various fields is being actively conducted.
일 예로, 반도체 분야 중 리소그래피 공정에서 기존 적용 광원뿐 아니라 EUV 광원의 경우, 각 광원이 가지는 파장의 한계로 7 nm 이하의 미세 패터닝 구현이 어려웠으나, BEUV 광원이 적용될 경우에는 5 nm 이하의 미세 패터닝이 가능해질 것으로 기대된다.For example, in the case of EUV light sources as well as existing light sources in the lithography process in the semiconductor field, it was difficult to implement fine patterning of 7 nm or less due to the limitation of the wavelength of each light source. It is expected that this will become possible.
참고로, 종래의 EUV 광원의 경우, 다양한 분야에 이를 적용하기 위한 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0136427호(출원일 : 2015. 02. 27., 공개일 :2016. 11. 29.), 대한민국 공개특허공보 10-2019-0129989호(출원일 : 2018. 03. 19., 공개일 : 2019. 11. 20.)등이 제시된 바 있지만, 아직까지 BEUV 광원은 개발 초기 단계라 이에 대한 선행기술은 전무한 상태이다.For reference, in the case of a conventional EUV light source, as a technology for applying it to various fields, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0136427 (application date: February 27, 2015, publication date: November 29, 2016). ), Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0129989 (application date: March 19, 2018, publication date: November 20, 2019), etc. have been proposed, but the BEUV light source is still in the early stage of development, so technology is non-existent.
이에, 본 발명은 다양한 분야에서 높은 응용 가능성을 지니는 EUV 광원 및 BEUV 광원을 발생시키기 위한 장치 및 방법을 제시하고자 한다. Accordingly, the present invention intends to present an apparatus and method for generating an EUV light source and a BEUV light source having high application potential in various fields.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 다양한 분야에서 높은 응용 가능성을 지니는 EUV 광원 및 BEUV 광원 중 적어도 어느 하나의 광원을 발생시키기 위한 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems and to provide an apparatus and method for generating a light source in a specific wavelength band for generating at least one of EUV light source and BEUV light source having high application potential in various fields. There is this.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치는 광원을 생성하기 위한 공간을 제공하며, 상기 공간 내 타깃 물질이 위치되는 진공 챔버; 및 상기 진공 챔버의 일 측에 위치하며 상기 타깃 물질을 향해 전자빔을 조사하는 전자총; 을 포함하고, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 발생된 정공(hole)에 상기 타깃 물질을 구성하는 전자 중 상기 정공의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되거나, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 상기 타깃 물질을 구성하는 전자가 에너지를 잃는 과정에서 EUV(Extreme Ultraviolet) 및 BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet) 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가지는 광(光)이 발할 수 있다.In order to achieve this object, an apparatus for generating a light source of a specific wavelength band according to an embodiment of the present invention provides a space for generating the light source, and includes: a vacuum chamber in which a target material is located in the space; and an electron gun positioned at one side of the vacuum chamber and irradiating an electron beam toward the target material. Including, an electron having a higher energy level than that of the hole among electrons constituting the target material is transferred to a hole generated when the electron beam collides with the target material, or the electron beam collides with the target material In one case, in a process in which electrons constituting the target material lose energy, light having at least one wavelength band of EUV (Extreme Ultraviolet) and BEUV (Beyond Extreme Ultraviolet) may be emitted.
여기서, 상기 타깃 물질은 보론(boron)계열, 실리콘(silicon) 계열 및 텅스텐(tungsten)계열 중 어느 하나의 물질일 수 있다. Here, the target material may be any one of a boron-based material, a silicon-based material, and a tungsten-based material.
이때, 상기 타깃 물질이 텅스텐 계열의 물질인 경우, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌하며 발생하는 EUV 및 BEUV 파장대의 광을 각각 EUV 파장대의 광 및 BEUV 파장대의 광으로 분광시키기 위한 분광기; 를 더 포함할 수 있다.In this case, when the target material is a tungsten-based material, a spectrometer for splitting the EUV and BEUV wavelength bands of light generated when the electron beam collides with the target material into EUV and BEUV wavelength bands, respectively; may further include.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생하기 위한 방법은 (a) 진공 챔버 내 타깃 물질을 위치시키는 단계; (b) 상기 진공 챔버 내 위치된 타깃 물질을 향해 전자빔을 조사하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 조사된 전자빔이 상기 타깃 물질에 충돌할 경우에 발생된 정공(hole)에 상기 타깃 물질을 구성하는 전자 중 상기 정공의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되거나, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 상기 타깃 물질을 구성하는 전자가 에너지를 잃는 과정에서 광(光)이 발생하는 단계; 를 포함하고, 상기 (c) 단계에서 발생하는 광은 EUV(Extreme Ultraviolet) 및 BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet) 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가질 수 있다.On the other hand, in order to achieve this object, a method for generating a light source of a specific wavelength band according to an embodiment of the present invention comprises the steps of (a) positioning a target material in a vacuum chamber; (b) irradiating an electron beam toward a target material positioned in the vacuum chamber; (c) an electron having a higher energy level than that of the hole among electrons constituting the target material is transferred to a hole generated when the electron beam irradiated in step (b) collides with the target material, or , generating light while electrons constituting the target material lose energy when the electron beam collides with the target material; Including, the light generated in step (c) may have at least one wavelength band of EUV (Extreme Ultraviolet) and BEUV (Beyond Extreme Ultraviolet).
여기서, 상기 타깃 물질은 보론(boron)계열, 실리콘(silicon) 계열 및 텅스텐(tungsten)계열 중 어느 하나의 물질일 수 있다.Here, the target material may be any one of a boron-based material, a silicon-based material, and a tungsten-based material.
이때, 상기 타깃 물질이 텅스텐 계열의 물질인 경우, 상기 (c) 단계에서 발생한 광은 EUV 및 BEUV 파장대를 모두 포함하고, 이 경우, 상기 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법은 (d) 상기 (C)단계에서 발생한 광을 각각 EUV 파장대의 광 및 BEUV 파장대의 광으로 분광시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.At this time, when the target material is a tungsten-based material, the light generated in step (c) includes both EUV and BEUV wavelength bands, and in this case, the method for generating the light source in the specific wavelength band is (d) the ( C) splitting the light generated in step into light in the EUV wavelength band and light in the BEUV wavelength band, respectively; may further include.
참고로, 상술한 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법을 통해 광원이 생성될 수 있다.For reference, the light source may be generated through the method for generating the light source of the specific wavelength band described above.
그리고, 리소그래피 장치는 상기 광원으로 리소그래피(lithography) 공정을 수행할 수 있다.In addition, the lithography apparatus may perform a lithography process using the light source.
또한, 시료 분석 장치는 상기 광원으로 광전자 분광법 또는 광방출 분광법을 수행할 수 있다.In addition, the sample analysis apparatus may perform photoelectron spectroscopy or light emission spectroscopy with the light source.
그리고, 고해상도 이미징 장치는 상기 광원으로 고해상도 영상처리를 수행할 수 있다.In addition, the high-resolution imaging apparatus may perform high-resolution image processing with the light source.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, EUV 광원 및 BEUV 광원 중 적어도 어느 하나의 광원을 발생시키기 위한 장치 및 방법을 제시함에 따라 본 발명에서 생성된 EUV 광원 또는 BEUV 광원이 리소그래피 기술, 시료분석 기술, 고해상도 이미징 기술 등의 다양한 분야에 적용될 경우, 기존 적용되던 광원들 대비 우수한 성능을 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, as an apparatus and method for generating at least any one of EUV light source and BEUV light source are presented, the EUV light source or BEUV light source generated in the present invention is lithographic technology, sample analysis technology, When applied to various fields such as high-resolution imaging technology, there is an effect of providing superior performance compared to existing light sources.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치를 개략적으로 도시한 것이다
도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법의 흐름을 도시한 것이다.
도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법의 흐름을 도시한 것이다.1 schematically shows an apparatus for generating a light source of a specific wavelength band according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for generating a light source of a specific wavelength band according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for generating a light source of a specific wavelength band according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.A preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but already known technical parts will be omitted or compressed for the sake of brevity of description.
<특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치에 관한 설명><Description of a device for generating a light source in a specific wavelength band>
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치(이하, ‘광원 발생 장치’라 칭함)를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows an apparatus for generating a light source of a specific wavelength band (hereinafter, referred to as a 'light source generating device') according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 발생 장치(100)는 진공 챔버(110) 및 전자총(120)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , a light source generating device 100 according to an embodiment of the present invention includes a
진공 챔버(110)는 광원(source)을 생성하기 위한 공간을 제공하며, 공간 내 타깃 물질(TM)이 위치된다. 여기서, 진공 챔버(110)의 형상은 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 그 형상이 특정한 형상으로 한정되지 않는다. 좀더 구체적으로, 진공 챔버(110)는 내부에 타깃 물질(TM)을 수용하며, 후술할 전자총(120)과 타깃 물질(TM)과의 반응이 발생하는 공간 및 상기 공간의 고진공 상태가 유지될 수 있는 형태면 그 어떠한 형태로도 마련 가능하다. The
참고로, 진공 챔버(110)의 타 측에는 진공 챔버(110) 내 고진공 상태를 구현 및 유지할 수 있는 진공 펌프(vacuum pump, 미도시)가 위치될 수 있으며, 진공 챔버(110) 내 공간에는 타깃 물질(TM)을 지지하기 위한 거치대(미도시)가 구비될 수 있다. 상술한 구성은 하나의 예시일 뿐 필요에 따라 진공 챔버(110)의 구성이 가감될 수 있음은 물론이다.For reference, a vacuum pump (not shown) capable of implementing and maintaining a high vacuum state in the
전자총(Electron Gun; 120)은 진공 챔버(110)의 일 측에 위치하며 타깃 물질(TM)을 향해 전자빔(EB)을 조사한다. 즉, 전자총(120)은 전자빔(EB)을 조사하기 위한 전자의 생성 및 가속 역할을 수행하는 것이다. An electron gun (Electron Gun; 120) is located at one side of the
참고로, 전자총(120)의 경우, 열방사형(thermal emission), 전계방사형(field emission) 등 다양한 유형이 존재하는데, 본 발명에 적용되는 전자총(120) 유형에 따라 진공 챔버(110)의 진공 수준이 상이할 수 있다. For reference, in the case of the
상술한 구성에 의해, 진공 챔버(110) 내 위치한 타깃 물질(TM)에 전자빔(EB)이 충돌한 경우 발생된 정공(hole)에 타깃 물질(TM)을 구성하는 전자 중 정공의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되거나, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 상기 타깃물질을 구성하는 전자가 에너지를 잃는 과정에서 EUV(Extreme Ultraviolet) 및 BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet) 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가지는 광(光; L)이 발생하게 된다. 즉, 타겟 물질(TM)에 따라 EUV 광원 또는 BEUV 광원, 혹은 EUV 파장대 및 BEUV 파장대를 모두 포함하는 광원이 생성되는 것이다.Due to the above-described configuration, a hole generated when the electron beam EB collides with the target material TM located in the
이때, 타깃 물질(TM)은 보론(boron)계열, 실리콘(silicon) 계열 및 텅스텐(tungsten)계열 중 어느 하나의 물질일 수 있다. In this case, the target material TM may be any one of a boron-based material, a silicon-based material, and a tungsten-based material.
이하에서, 전자빔(EB)이 타깃 물질(TM)에 충돌할 경우에 타깃 물질(TM)에 따른 반응 메카니즘을 설명하면, 만약, 타깃 물질(TM)이 보론 계열 예컨대, 붕소일 경우에 전자빔(EB)이 타깃 물질(TM)인 붕소에 충돌하면 붕소의 전자가 튕겨져 나오며 발생된 정공에 붕소의 가전자대 전자(valence band)가 이동 배치됨에 따라 BEUV 파장대의 광(L)이 발생하게 된다.Hereinafter, when the electron beam EB collides with the target material TM, a reaction mechanism according to the target material TM will be described. If the target material TM is boron-based, for example, boron, the electron beam EB ) collides with boron, which is the target material (TM), the boron electrons are bounced off, and the valence band of boron is moved and arranged in the generated hole, so that light (L) in the BEUV wavelength band is generated.
또 다른 예로, 타깃 물질(TM)이 실리콘 계열 예컨대, 실리콘인 경우에 전자빔(EB)이 타깃 물질(TM)인 실리콘에 충돌하면 실리콘의 전자가 튕겨져 나오며 발생된 정공에 실리콘의 내각준위(core leve)의 전자가 이동 배치됨에 따라 EUV 파장대의 광(L)이 발생하게 된다. As another example, when the target material TM is silicon-based, for example, silicon, when the electron beam EB collides with the target material TM, silicon, electrons of the silicon are bounced off and the core level of silicon (core leve) of the generated hole ), as the electrons move and arrange, light (L) in the EUV wavelength band is generated.
즉, 타겟 물질(TM)에 따라 상기 정공에 타겟 물질(TM)의 가전자대 전자 또는 내각준위의 전자가 채워지게 되며, EUV 및 BEUV 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가지는 광(L)이 발생하게 되는 것이다.That is, according to the target material TM, the holes are filled with electrons of the valence band or the cabinet level of the target material TM, and light L having at least one wavelength band of EUV and BEUV is generated. will be.
상술한 반응 메카니즘에 대하여 좀더 구체적으로 설명하면, 원자 내 전자는 원자핵과의 전기력 작용에 의하여 특정 위치에서 일정한 에너지를 갖고 있기 때문에 자기 위치를 벗어나 방출되는 일은 일어나지 않으나, 전자가 갖고 있는 에너지 장벽 이상의 에너지가 주어질 경우, 즉 전자빔에 의해 타깃 물질(TM)의 전자가 튕겨져 나오게 되고 해당 전자가 빠져나온 빈자리 즉, 정공(hole)에는 타깃 물질(TM)을 구성하는 전자 중 정공의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되며 특정 파장대의 광이 발생하게 된다. 즉, 타깃 물질(TM)이 붕소 또는 실리콘 중 어느 하나일 경우, 타깃 물질(TM)과 전자빔(EB)이 충돌하게 되면 충돌 손실에 의한 특성선이 발생하게 되고, 이 특성선은 타깃 물질(TM)에 따라 각각 EUV 파장대 또는 BEUV 파장대를 포함하게 되는 것이다.To explain the above-mentioned reaction mechanism in more detail, since electrons in an atom have a certain energy at a specific position by the action of electric force with the nucleus of the atom, they do not escape from their own position, but energy above the energy barrier possessed by the electrons When is given, that is, the electrons of the target material (TM) are bounced out by the electron beam, and the vacancy, that is, the hole from which the electrons escaped, has an energy level higher than the energy level of the holes among the electrons constituting the target material (TM). of electrons are shifted, and light in a specific wavelength band is generated. That is, when the target material TM is any one of boron or silicon, when the target material TM and the electron beam EB collide, a characteristic line due to collision loss is generated, and this characteristic line is the target material TM ) will include EUV wavelength bands or BEUV wavelength bands, respectively.
또 다른 예로, 타깃 물질(TM)이 텅스텐 계열 예컨대, 텅스텐인 경우에 전자빔(EB)이 타깃 물질(TM)인 텅스텐에 충돌하면 전자빔(EB)과 충돌한 텅스텐의 전자가 에너지를 잃는 과정에서 EUV 파장대 및 BEUV 파장대를 모두 포함하는 광(L)이 발생하게 된다. 좀더 구체적으로 설명하면, 타깃 물질(TM)이 텅스텐인 경우에는 타깃 물질(TM)과 전자빔(EB)이 충돌하게 되면 제동복사(Bremsstrahlung radiation)에 의한 연속선이 발생하게 되고, 이 연속선에는 EUV 파장대와 BEUV 파장대가 모두 포함되게 되는 것이다. 이 경우, 텅스텐으로부터 발생된 광(L)에서 각 파장대의 광을 EUV 광 및 BEUV 광으로 분광시키기 위한 분광기(미도시)가 광원 발생 장치(100)에 더 포함되어 구성될 수 있다. As another example, when the target material TM is tungsten-based, for example, tungsten, when the electron beam EB collides with the target material TM, tungsten, the electrons of the tungsten that collided with the electron beam EB lose energy during EUV. Light L including both the wavelength band and the BEUV wavelength band is generated. More specifically, when the target material TM is tungsten, when the target material TM and the electron beam EB collide, a continuous line is generated by Bremsstrahlung radiation, and the continuous line has EUV Both the wavelength band and the BEUV wavelength band will be included. In this case, a spectrometer (not shown) for splitting the light of each wavelength band into EUV light and BEUV light in light L generated from tungsten may be further included in the light source generating device 100 .
이때, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 전자빔(EB)과의 충돌에 의해 연속선이 발생하는 타깃 물질(TM)을 텅스텐으로 한정하여 설명하고 있으나, High Z 즉, 원자번호가 높은 몰리브데넘(Molybdenum, Mo) 등도 가능하므로, 실시하기에 따라 해당 타깃 물질(TM)이 텅스텐에만 한정되지 않음은 물론이다.At this time, in the present invention, for convenience of explanation, the target material TM in which a continuous line is generated by collision with the electron beam EB is limited to tungsten, but High Z, that is, molybdenum (high Z) with a high atomic number ( Molybdenum, Mo) and the like are also possible, so the target material (TM) is not limited to only tungsten according to implementation.
참고로, 광원 발생 장치(100)로부터 발생된 광은 EUV 광원 및 BEUV 광원 중 적어도 어느 하나로서, 리소그래피 기술, 광전자 분광법 또는 광방출 분광법을 수행하기 위한 시료 분석기술, 고해상도 이미징 등에 응용될 수 있다. For reference, the light generated from the light source generating device 100 is at least one of an EUV light source and a BEUV light source, and may be applied to a lithography technique, a sample analysis technique for performing photoelectron spectroscopy or light emission spectroscopy, high-resolution imaging, and the like.
<특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법><A method for generating a light source in a specific wavelength band>
도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법의 흐름을 도시한 것이고, 도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법의 흐름을 도시한 것으로, 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법은 다음의 단계를 포함할 수 있다. 2 shows a flow of a method for generating a light source of a specific wavelength band according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flow chart of a method for generating a light source of a specific wavelength band according to another embodiment of the present invention. 2 , the method for generating a light source of a specific wavelength band according to an embodiment of the present invention may include the following steps.
참고로, 앞서 기술한 광원 발생 장치에 대한 설명과 중복되는 설명은 간략히 기술하거나, 생략하고자 한다.For reference, the description overlapping with the description of the light source generator described above will be briefly described or omitted.
1. (a)단계; 타깃 물질 배치단계<S100>1. (a) step; Target material arrangement step <S100>
(a)단계(S100)는 진공 챔버(110) 내 타깃 물질(TM)을 위치시키는 단계이다. 여기서, 진공 챔버(110)는 내부에 타깃 물질(TM)을 수용하며, 후술할 (b)단계(S200)에서 전자빔(EB)과 타깃 물질(TM)의 반응으로 광원(source)이 발생할 수 있는 공간 및 상기 공간의 고진공 상태를 유지할 수 있는 형태면 그 형상이 특정한 형상으로 한정되지 않는다.(a) Step S100 is a step of positioning the target material TM in the
이때, 타깃 물질(TM)은 보론(boron)계열, 실리콘(silicon) 계열 및 텅스텐(tungsten)계열 중 어느 하나의 물질일 수 있으며, 좀더 상세하게는 붕소, 실리콘, 텅스텐 중 어느 하나일 수 있다.In this case, the target material TM may be any one of boron-based, silicon-based, and tungsten-based materials, and more specifically, any one of boron, silicon, and tungsten.
2. (b)단계; 전자빔 조사단계<S200>2. (b) step; Electron beam irradiation step <S200>
(b)단계(S200)는 진공 챔버(110) 내 위치된 타깃 물질(TM)을 향해 전자빔(EB)을 조사하는 단계이다. 이때, 전자빔(EB)은 진공 챔버(110)의 일 측에 위치한 전자총(120)으로부터 발생될 수 있다.(b) Step S200 is a step of irradiating the electron beam EB toward the target material TM located in the
이하에서, 전자총(120)에서 발생된 전자빔(EB)이 타깃 물질(TM)에 충돌할 경우에 타깃 물질(TM)에 따른 반응 메카니즘을 구체적으로 설명하면, 먼저, 전자총(120)에서 발생된 전자빔(EB)이 어느 하나의 타깃 물질(이하, 설명의 편의를 위해 ‘제1 타깃 물질’이라 칭함; TM)에 충돌할 경우 제1 타깃 물질(TM)의 적어도 하나 이상의 전자가 튕겨져 나오게 되고, 해당 전자가 빠져나온 빈자리 즉, 정공(hole)에는 제1 타깃 물질(TM)을 구성하는 전자 중 정공이 발생된 위치의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되어 채워지게 되며 이러한 반응으로 제1 타깃 물질(TM)에서는 하나 또는 몇 개의 특정 파장만을 포함하는 파장분포(특성선)를 가지는 특정 파장대의 광이 발생하게 된다. Hereinafter, when the electron beam EB generated from the
다음으로, 전자총(120)에서 발생된 전자빔(EB)이 다른 하나의 타깃 물질(이하, 설명의 편의를 위해 ‘제2 타깃 물질’이라 칭함; TM)에 충돌할 경우 전자빔(EB)과 충돌한 제2 타깃 물질의 적어도 하나 이상의 전자가 에너지를 잃는 과정에서 광(L)이 발생하게 되며, 이러한 반응으로 제2 타깃 물질(TM)에서는 연속적인 파장분포(연속선)를 가지는 특정 파장대의 광이 발생하게 된다.Next, when the electron beam EB generated from the
참고로, 제1 타깃 물질(TM)은 붕소 또는 실리콘 중 어느 하나일 수 있으며, 제2 타깃 물질(TM)은 텅스텐일 수 있다. 이때, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 제2 타깃 물질(TM)을 텅스텐으로 한정하여 설명하고 있으나, High Z 즉, 원자번호가 높은 몰리브데넘(Molybdenum, Mo) 등도 가능하므로, 실시하기에 따라 제2 타깃 물질(TM)이 텅스텐에만 한정되지 않음은 물론이다. For reference, the first target material TM may be any one of boron or silicon, and the second target material TM may be tungsten. At this time, in the present invention, for convenience of explanation, the second target material (TM) is limited to tungsten, but high Z, that is, molybdenum (Mo) having a high atomic number is also possible, so depending on the practice Of course, the second target material TM is not limited to only tungsten.
3. (c)단계; 광 발생단계<S300>3. (c) step; Light generation step <S300>
(c)단계(S300)는 (b) 단계(S200)에서 조사된 전자빔(EB)이 타깃 물질(TM)에 충돌할 경우 발생된 정공(hole)에 타깃 물질(TM)을 구성하는 전자 중 정공의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되거나, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 상기 타깃물질을 구성하는 전자가 에너지를 잃는 과정에서 광(光; L)이 발생하는 단계이다.(c) In step (S300), holes among electrons constituting the target material (TM) are formed in holes (holes) generated when the electron beam (EB) irradiated in step (S200) collides with the target material (TM). When electrons with an energy level higher than the energy level of the target material are transferred or when an electron beam collides with the target material, light (light; L) is generated in the process of losing energy of electrons constituting the target material.
이때, (c) 단계에서 발생된 광은 EUV(Extreme Ultraviolet) 및 BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet) 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가진다. 즉, 상술한 일련의 과정을 통해 EUV 광원 및 BEUV 광원 중 적어도 어느 하나의 광원(source)이 생성되는 것이다.In this case, the light generated in step (c) has at least one wavelength band of EUV (Extreme Ultraviolet) and BEUV (Beyond Extreme Ultraviolet). That is, at least one of the EUV light source and the BEUV light source is generated through the above-described series of processes.
참고로, 앞서 광원 발생 장치에서 언급한 바와 같이, 타깃 물질(TM)에 따라 발생하는 광의 파장대가 상이하며, 좀더 구체적으로, 타깃 물질(TM)이 보론 계열 예컨대, 붕소인 경우에는 일련의 과정을 통해 BEUV 광원이 생성되고, 타깃 물질(TM)이 실리콘 계열 예컨대, 실리콘인 경우에는 일련의 과정을 통해 EUV 광원이 생성되며, 타깃 물질(TM)이 텅스텐 계열 예컨대, 텅스텐인 경우에는 일련의 과정을 통해 EUV 광원 및 BEUV 광원이 모두 생성될 수 있다.For reference, as mentioned above in the light source generating device, the wavelength band of the generated light is different depending on the target material TM. More specifically, when the target material TM is boron-based, for example, boron, a series of processes is performed. A BEUV light source is generated through this, and when the target material TM is silicon-based, for example, silicon, the EUV light source is generated through a series of processes, and when the target material TM is tungsten-based, such as tungsten, a series of processes Both an EUV light source and a BEUV light source can be generated through this.
이에, 타깃 물질(TM)이 텅스텐인 경우에는, 도3에 추가적으로 예시한 바와 같이, (c) 단계(S300)에서 발생한 광은 EUV 및 BEUV 파장대를 모두 포함하게 되고, (c) 단계(S300)에서 발생한 광을 파장대 별로 각각 EUV 파장대의 광 및 BEUV 파장대의 광으로 분광시키는 단계인 (d)단계(S400)를 더 포함할 수 있다. Accordingly, when the target material TM is tungsten, as additionally illustrated in FIG. 3 , the light generated in (c) step (S300) includes both EUV and BEUV wavelength bands, and (c) step (S300) It may further include (d) step (S400) of splitting the light generated in the EUV wavelength band into light in the EUV wavelength band and light in the BEUV wavelength band for each wavelength band, respectively.
상술한 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법을 통해 생성된 광원은 리소그래피 공정을 수행하기 위한 리소그래피 장치, 광전자 분광법 또는 광방출 분광법을 수행하기 위한 시료 분석 장치 및 고해상도 영상처리를 위한 고해상도 이미징 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.The light source generated through the method for generating the light source of the specific wavelength band described above is applied to a lithographic apparatus for performing a lithography process, a sample analysis apparatus for performing photoelectron spectroscopy or light emission spectroscopy, and a high-resolution imaging apparatus for high-resolution image processing. Of course you can.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.As described above, the specific description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings, but since the above-described embodiments have only been described with preferred examples of the present invention, the present invention is limited only to the above embodiments It should not be understood as being, and the scope of the present invention should be understood as the following claims and their equivalents.
100 : 광원 발생 장치
110 : 진공 챔버
120 : 전자총
EB : 전자빔
TM : 타겟 물질100: light source generator
110: vacuum chamber
120: electron gun
EB: electron beam
TM: target material
Claims (10)
상기 진공 챔버의 일 측에 위치하며 상기 타깃 물질을 향해 전자빔을 조사하는 전자총; 을 포함하고,
상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 발생된 정공(hole)에 상기 타깃 물질을 구성하는 전자 중 상기 정공의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되거나, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 상기 타깃물질을 구성하는 전자가 에너지를 잃는 과정에서 EUV(Extreme Ultraviolet) 및 BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet) 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가지는 광(光)이 발생하는 것을 특징으로 하는
특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치.
a vacuum chamber providing a space for generating a light source, wherein a target material is located in the space; and
an electron gun positioned at one side of the vacuum chamber and irradiating an electron beam toward the target material; including,
When an electron having an energy level higher than that of the hole among electrons constituting the target material is transferred to a hole generated when an electron beam collides with the target material, or when an electron beam collides with the target material, the target material In the process in which electrons constituting a material lose energy, light having at least one wavelength band of EUV (Extreme Ultraviolet) and BEUV (Beyond Extreme Ultraviolet) is generated.
A device for generating a light source in a specific wavelength band.
상기 타깃 물질은 보론(boron)계열, 실리콘(silicon) 계열 및 텅스텐(tungsten)계열 중 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는
특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치.
According to claim 1,
wherein the target material is any one of boron-based, silicon-based, and tungsten-based materials
A device for generating a light source in a specific wavelength band.
상기 타깃 물질이 텅스텐 계열의 물질인 경우, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌하며 발생하는 EUV 및 BEUV 파장대의 광을 각각 EUV 파장대의 광 및 BEUV 파장대의 광으로 분광시키기 위한 분광기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치.
3. The method of claim 2,
When the target material is a tungsten-based material, a spectrometer for splitting EUV and BEUV wavelength bands of light generated when an electron beam collides with the target material into EUV and BEUV wavelength bands, respectively; characterized in that it further comprises
A device for generating a light source in a specific wavelength band.
(b) 상기 진공 챔버 내 위치된 타깃 물질을 향해 전자빔을 조사하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 조사된 전자빔이 상기 타깃 물질에 충돌할 경우 발생된 정공(hole)에 상기 타깃 물질을 구성하는 전자 중 상기 정공의 에너지 준위보다 높은 에너지 준위의 전자가 천이되거나, 상기 타깃 물질에 전자빔이 충돌한 경우 상기 타깃 물질을 구성하는 전자가 에너지를 잃는 과정에서 광(光)이 발생하는 단계; 를 포함하고,
상기 (c) 단계에서 발생하는 광은 EUV(Extreme Ultraviolet) 및 BEUV(Beyond Extreme Ultraviolet) 중 적어도 어느 하나의 파장대를 가지는 것을 특징으로 하는
특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법.
(a) positioning a target material in a vacuum chamber;
(b) irradiating an electron beam toward a target material positioned in the vacuum chamber;
(c) an electron having a higher energy level than that of the hole among electrons constituting the target material is transferred to a hole generated when the electron beam irradiated in step (b) collides with the target material, or generating light while electrons constituting the target material lose energy when the electron beam collides with the target material; including,
The light generated in step (c) is characterized in that it has at least one wavelength band of EUV (Extreme Ultraviolet) and BEUV (Beyond Extreme Ultraviolet).
A method for generating a light source in a specific wavelength band.
상기 타깃 물질은 보론(boron)계열, 실리콘(silicon) 계열 및 텅스텐(tungsten)계열 중 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는
특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법.
5. The method of claim 4,
wherein the target material is any one of boron-based, silicon-based, and tungsten-based materials
A method for generating a light source in a specific wavelength band.
상기 타깃 물질이 텅스텐 계열의 물질인 경우, 상기 (c) 단계에서 발생한 광은 EUV 및 BEUV 파장대를 모두 포함하고,
(d) 상기 (C)단계에서 발생한 광을 각각 EUV 파장대의 광 및 BEUV 파장대의 광으로 분광시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 방법.
6. The method of claim 5,
When the target material is a tungsten-based material, the light generated in step (c) includes both EUV and BEUV wavelength bands,
(d) splitting the light generated in step (C) into light in the EUV wavelength band and light in the BEUV wavelength band, respectively; characterized in that it further comprises
A method for generating a light source in a specific wavelength band.
A light source generated through the method for generating a light source of a specific wavelength band according to any one of claims 4 to 6.
A lithographic apparatus for performing a lithography process with a light source according to claim 7 .
A sample analysis device for performing photoelectron spectroscopy or light emission spectroscopy with the light source according to claim 7 .
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