KR20240087651A - 고휘도 레이저 생성 플라즈마 소스 및 방사선 생성 및 수집 방법 - Google Patents

Abstract

레이저 생성 플라즈마 광원은 진공 챔버(1), 포커싱된 레이저 빔(5)과의 상호작용 구역(4)에 타겟(3)을 공급하는 회전 타겟 조립체(2)를 포함한다. 상기 타겟은 상기 회전 타겟 조립체의 환형 홈의 표면 상의 용융 금속층이다. 단파장 방사선의 출력 빔(7)은 상기 상호작용 구역을 빠져나가 파편 저감(debris mitigation) 수단(12-16)을 통해 광 수집기(8)로 향한다. 상기 타겟의 선속도는 바람직하게는 100m/s 이상이고, 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟의 선속도의 벡터는 상기 상호작용 구역과 회전축(6)을 통과하는 평면(18)의 일 측으로 향하는 반면에 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 출력 빔은 상기 평면의 다른 측에 위치한다.

Description

고휘도 레이저 생성 플라즈마 소스 및 방사선 생성 및 수집 방법

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 특허 출원은 2020년 11월 19일에 출원된 미국 특허 출원 번호 16/952,587호의 일부 계속 출원이며, 이는 2020년 1월 27일에 출원된 미국 특허 출원 번호 16/773,240호의 일부 계속 출원이고, 이는 2019년 8월 8일에 출원된 미국 출원 번호 16/543,404호의 일부 계속 출원이며, 이는 2017년 11월 24일에 출원된 러시아 특허 출원 RU2017141042호에 대한 우선권을 가지고 2018년 8월 14일에 출원된 미국 특허 출원 16/103/243호의 일부 계속 출원이고, 본 출원은 또한 2021년 11월 4일에 출원된 러시아 특허 출원 RU2021132150호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원들 모두는 그 전체가 여기에 참조로 통합된다.

본 발명은, 광원과 이 광원이 통합된 장비의 장기간 작동을 보장하기 위해 매우 효과적인 파편 저감(debris mitigation)을 제공하는, 대략 0.4~200nm의 파장에서 연질 X-선(soft X-ray), 극자외선(EUV) 및 진공 자외선(VUV) 방사선을 생성하도록 설계된 고휘도 레이저-생성 플라즈마(LPP: laser-produced plasma) 광원들에 관한 것이고, 또한 방출 플라즈마 영역의 이미지를 수차(aberrations) 없이 광 수집기의 원격 초점 내부로 전송함으로써 큰 입체각으로 방사선을 생성하고 수집하기 위한 방법들에 관한 것이다.

X-선, EUV 및 VUV를 포함한 단파장 방사선을 생성하기 위한 고휘도 광원들(high-brightness light sources)은 현미경 검사, 재료 과학, 생의학 및 의료 진단, 재료 테스트, 결정 및 나노구조 분석, 원자 물리학, 및 리소그래피(lithography)와 같은 많은 분야들에서 사용된다. 이러한 광원들은 현대 첨단기술 생산의 분석 기반의 기초이며 이를 기반으로 한 새로운 재료 및 제품 개발의 주요 도구 중 하나이다.

이러한 스펙트럼 범위 내의 광 생성은 레이저-생성 플라즈마를 사용할 때 가장 효과적이다. 광 생성 중에, 파편 입자들(debris particles)이 부산물로서 생성되며, 이는 광원 가까이에 위치한 하나 또는 몇몇의 거울들을 포함하는 광 수집기(optical collector)의 표면을 저하시킬 수 있다. 파편들은 고에너지 이온들, 중성 원자들, 및 타겟 재료의 군집체들의 형태일 수 있다. 수집기 거울 상에 미세액적들과 입자들의 증착은 거울의 반사를 감소시키며, 고속 입자들은 수집기 거울과, 가능하게는, 수집기 거울 하류에 위치한 광학 시스템의 다른 부분들을 손상시킬 수 있다. 이는 매우 효과적인 파편 저감 기능을 갖춘 고휘도 단파장 광원들의 개발의 적절성을 결정한다.

2018년 10월 22일에 공개된 RU2670273호, 2019년 4월 26일에 공개된 RU 2709183호 및 2021년 2월 20일에 공개된 RU2743572호의 특허들에서, 빠르게 회전하는 액체 금속 타겟을 기반으로 하는 고휘도 단파장 LPP 광원들의 개발을 위한 새로운 접근 방식이 제안되었으며, 이는 파편 입자들의 액적 분율(droplet fraction)을 광 수집기 및 레이저 빔을 위한 입력 윈도우로부터 멀어지도록 방향 변경(redirecting)시킴으로써 높은 효율의 파편 저감을 제공한다.

이러한 LPP 광원들에는, 다층 수직 입사 거울들을 기반으로 한 광 수집기가 사용되었다. 그러나, 이러한 거울들은 거울 반사의 파장 의존성에 의해 정의되는 비교적 좁은 스펙트럼 대역에서 단파장 방사선의 수집을 허용한다. 예를 들어, 주석 또는 주석 함유 합금이 타겟 재료로 사용될 때, 플라즈마는 대략 13.5nm의 스펙트럼 대역에서 가장 효율적으로 방사되며, 플라즈마 방사선의 전체 스펙트럼 대역은 대략 6-7nm인 반면에 거울 반사 대역은 0.54nm에 불과하다. 수직 입사 거울들을 기반으로 하는 광 수집기의 또 다른 단점은 큰 수집 각도(collection angle)의 요건과 매우 효율적인 파편 저감을 결합해야 하는 복잡성에 기인한다. 큰 수집 각도의 경우에, 파편 저감을 위한 수단이 배치되는 영역은 효율성에 부정적인 영향을 미치는 제한된 면적을 가진다. 더욱이, 중간 초점에서 방출 플라즈마의 크기에 가까운 크기를 가진 광원의 이미지를 얻을 필요가 있는 경우에는, 제조가 매우 복잡하고 값비싼 비구면 거울이 수직 입사 수집기 거울로서 사용되어야 하며, 거울 크기의 증가에 따라 제조의 복잡성과 가격이 불균형적으로 증가한다.

이러한 단점들은 2003년 5월 20일에 등록된 미국 특허 6,566,668호로부터 공지된 방전-생성 플라즈마(DPP: discharge-produced plasma) EUV 광원에 사용되는 직렬로 배치된 2개의 타원체 거울 유닛들로 구성된 광 수집기에서 극복된다.

이 소스는 보호 가스의 역류(이하 보호 가스 흐름이라고 함)에만 기반한 파편 저감 수단을 사용하며, 이는 소스 전극들의 침식으로 인해 형성된 파편 입자들에 대해 광 수집기를 보호하는 측면에서 낮은 효율성을 가진다. 더욱이, 전극 침식은 DPP 광원의 수명을 급격히 단축시킨다. DPP 광원의 또 다른 단점은 비교적 낮은 펄스 반복 주파수(수 킬로헤르츠)이며, 이는 이러한 소스들의 응용 분야를 상당히 제한한다. 또한, DPP 광원들의 치명적인 단점은 플라즈마 방사 영역의 비교적 큰 크기(200pm 이상)에 있다. 첫째, 이는 소스의 고휘도의 달성을 방해하고, 둘째, 다양한 응용 분야, 특히 X-선 및 EUV 현미경 검사에서 받아들여지지 않는다.

따라서, 위에서 언급된 단점들을 제거할 필요가 있다. 특히, 비교적 단순한 디자인의 광대역의 큰 수집각의 광 수집기를 사용하여 콤팩트하고, 높은 효율의, 바람직하게는 거의 완전한, 파편 저감을 제공하는 연질 X-선, EUV 및 VUV 방사선의 개선된 LPP 소스들이 필요하다.

이러한 필요성은 독립항들의 특징들에 의해 충족된다. 종속항들은 본 발명의 실시예들을 기술한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 방사선을 생성하고 수집하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 원심력의 작용 하에, 회전 타겟 조립체의 회전축을 향하는 타겟 표면을 가지는 상기 회전 타겟 조립체(rotating target assembly) 내에 구현된 환형 홈의 표면 상에 용융 금속층으로서 타겟을 형성하는 단계; 파편 저감(debris mitigation) 수단을 통과하는 포커싱된 레이저 빔을 펄스 반복률(pulse repetition rate)(특히 높은 펄스 반복률, 예를 들어, 1 또는 10kHz보다 높은 펄스 반복률)로 상기 타겟에 조사하는 단계; 및 상호작용 구역에서 레이저 생성 플라즈마를 생성하고 단파장 방사선의 출력 빔을 상기 파편 저감 수단을 통해 광 수집기(optical collector) 내부로 방출하는 단계;를 포함한다.

상기 실시예에서, 상기 타겟은 바람직하게는, 방출된 파편 입자들의 대부분, 특히 파편 입자들의 액적 분율(droplet fraction)의 대부분과 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟의 선속도의 벡터(VR)가 상기 상호작용 구역과 상기 회전축을 통과하는 평면의 일 측으로 향하게 되도록, 선속도(예를 들어, 100m/s 이상의 높은 선속도)로 회전되고, 상기 타겟의 조사 및 상기 레이저 생성 플라즈마로부터의 방사선 수집은 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 출력 빔이 상기 평면의 다른 측에 위치하도록 제공된다. "대부분"이라는 용어는 예를 들어 파편 입자들의 액적 분율의 50%, 70%, 90% 이상 또는 심지어 99% 또는 99.9% 이상을 의미할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 상호작용 구역으로부터의 파편 방출률(debris ejection rate)의 공간 분포가 추정되고, 예를 들어 계산되고, 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 출력 빔 둘 다의 통과 방향들은 낮은 파편 방출률들을 가진 공간 영역들 내에서 선택된다. 이 공간 영역들은 파편 방출률이 나머지 공간 영역들보다 낮은 영역들일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 출력 빔 둘 다가 통과하는 공간 영역들은 상기 공간 영역들에서 파편 입자들의 액적 분율의 방출률이 파편 입자들의 액적 분율의 최대 방출률보다 적어도 10⁴배 작도록 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 단파장 방사선은 직렬로 배치된 2개의 타원체 거울 유닛들(ellipsoidal mirror units)로 구성된 상기 광 수집기에 의해 수집되며, 상기 광 수집기는 방출 플라즈마 영역(emitting plasma region)의 이미지를, 바람직하게는 왜곡 없이, 상기 유닛들의 설계에 의해 결정된 스케일로, 제2 타원체 거울 유닛의 제2 초점으로 전송하고, 제1 타원체 거울 유닛의 제2 초점은 상기 제2 타원체 거울 유닛의 제1 초점에 위치한다.

일 실시예에서, 상기 파편 저감은 상기 광 수집기로의 상기 단파장 방사선의 전체 경로를 따라 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 파편 저감은 보호 가스 흐름, 자기적 저감, 포일 트랩(foil trap), 파편 실드(debris shield), 및 60%보다 큰 투명도를 가지고 단파장(예를 들어, 200nm 또는 120nm보다 작은 파장) 방사선에 대해 대체로 투명한 멤브레인 중 적어도 하나를 포함하는 하나 이상의 파편 저감 기술들에 의해 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 타겟은 3000g 이상의 원심 가속도로 회전되며, 여기에서 g는 중력 가속도이고, 상기 타겟 표면은 상기 회전축과 평행하다.

다른 양태에서, 본 발명은 레이저 생성 플라즈마 광원(laser produced plasma light source)에 관한 것으로, 상기 광원은: 진공 챔버, 및 상호 작용 구역 내부에 타겟을 공급하도록 구성된 회전 타겟 조립체(rotating target assembly)를 포함한다. 펄스 레이저 빔은 상기 타겟에 포커싱되며, 상기 타겟은 상기 타겟 조립체의 회전축을 향하는 타겟 표면을 가지는 상기 회전 타겟 조립체 내에 구현된 환형 홈의 표면 상의 용융 금속층이다. 상기 레이저 생성 플라즈마 광원은 광 수집기(optical collector)와 파편 저감(debris mitigation) 수단을 더 포함한다. 상기 파편 저감 수단은 상기 타겟에 포커싱된 펄스 레이저 빔을 통과시키고, 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 타겟 사이의 상호작용 구역을 빠져나가 상기 광 수집기로 향하는 단파장 방사선의 출력 빔을 통과시키도록 구성된다.

상기 광원, 및 특히 상기 회전 타겟 조립체는, 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟의 선속도의 벡터가 상기 상호작용 구역과 상기 회전축을 통과하는 평면의 일 측으로 향하게 하는 선속도로 상기 타겟을 회전시키도록 구성되고, 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 출력 빔은 상기 평면의 다른 측에 위치한다. 상기 선속도는, 상기 상호작용 구역으로부터 방출되는 파편 입자들의 액적 분율의 대부분이 상기 선속도의 벡터와 상기 평면의 동일한 측으로 향하도록, 충분히 높을 수 있다. 상기 선속도는 바람직하게는 100m/s 이상이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 타겟은 적어도 3000g의 원심 가속도에서 형성되고, 상기 타겟의 표면은 상기 회전축과 평행하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 광 수집기는 상기 출력 빔의 경로를 따라 직렬로 배치된 2개의 타원체 거울 유닛들을 포함한다. 상기 파편 저감 수단은 상기 광 수집기 내부로의 상기 단파장 방사선의 전체 경로를 따라 위치할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 상호작용 구역은 상기 제1 타원체 거울 유닛의 제1 초점에 위치하고, 상기 제2 타원체 거울 유닛의 제1 초점은 상기 제1 타원체 거울 유닛의 제2 초점에 위치한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 타원체 거울 유닛은 상기 제1 타원체 거울 유닛보다 몇 배, 2배 내지 15배 더 작고, 상기 광 수집기는 바람직하게는 1에 가까운, 예를 들어 0.8 내지 1.2 범위의 배율을 가진다.

특히, 상기 수집기 거울들의 표면의 재료는 Mo, Ru, Rh, Pd, U, Ni, W, Fe, Nb, Al, Si, Co, 및 BN으로 구성되거나 포함하는 그룹으로부터 선택된다.

일 실시예에서, 상기 파편 저감 수단은 타원체 거울 유닛들 사이에 보호 가스 흐름을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 타원체 거울 유닛들 각각은 적어도 2개의 타원체 거울들의 중첩된 세트(nested set)를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 파편 저감 수단은 상기 광 수집기의 축 상에서 수집 각도(collection angle) 외부에 위치하는 파편 실드(debris shield)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 파편 저감 수단들은 다음의 특징들: 보호 가스 흐름, 자기적 저감, 포일 트랩(foil trap), 멤브레인 중 하나 이상에 의해 제공되며, 상기 멤브레인은 탄소나노튜브, Ti, Al, Si, Zr, Si, BN을 포함하거나 이들로 구성되는 재료로 만들어진다. 상기 멤브레인은 상기 단파장 방사선에 대해 대체로 투명(예를 들어, >70%, 80% 또는 90%)하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 멤브레인은 보호 가스 흐름을 제공하기 위해 서로 다른 압력들을 가지는 부피들을 분리하는 가스 잠금장치(gas lock)로서 더 구성될 수 있다.

본 발명의 기술적 결과는 연질 X-선, EUV 및 VUV 방사선의 평균 출력, 수집된 방사선의 스펙트럼 범위, 파편 저감 효율, 및 콤팩트한 고휘도 고안정 광원의 수명의 상당한 증가를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징들과 달성된 기술적 결과 사이에는 다음과 같은 인과 관계가 존재할 수 있다.

빠르게 회전하는 액체 금속 타겟을 가지는 LPP 광원에서 2개의 타원체 거울 유닛들을 가지는 광 수집기의 사용은 (수직 입사의 다층 거울들의 사용과는 대조적으로), 첫째, 단파장 방사선 수집의 입체각(수집 각도)을 상당히 증가시킬 수 있으며, 둘째, 수집된 방사선의 스펙트럼 범위를 상당히 확장시킬 수 있고, 셋째, 수차 없이 플라즈마 광원의 이미지를 중간 또는 원격 초점으로 전달할 수 있다.

상기 광 수집기의 수집 각도와 스펙트럼 범위의 증가는 LPP 광원의 출력의 상당한(몇 배) 증가로 이어진다. 또한, 상기 광 수집기에서 그레이징 입사 거울들(grazing incidence mirrors)의 사용은 출력 빔의 경로에 파편 저감 수단을 배치하기 위한 영역을 증가시키고, 이에 의해 광 수집기의 수명을 연장시킨다.

또한, 상기 광 수집기에 그레이징 입사 거울들의 사용은 출력 빔의 전파 경로를 따라 파편 저감 수단의 배치 영역을 증가시킬 수 있게 하고, 이에 의해 광 수집기의 수명을 증가시킨다.

위의 모든 사항들은 사실상 모든 응용 분야들에서 고휘도 LPP 광원들의 작동 효율성을 향상시킨다.

본 발명의 실시예들은 레이저 플라즈마에 기반한 광원들과 빠르게 회전하는 타겟의 이점들을 그레이징 입사 거울들에 기반한 광 수집기와 결합한다. 실제로, 본 발명자들은 다양한 유형의 LPP 광원들에서 수집기 광학계의 오염에 있어서 결정적인 역할은 상호작용 구역으로부터 비교적 낮은 속도로 방출되는 파편 입자들의 액적 분율에 속하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따라 액적들의 압도적인 부분을 광 수집기 및 레이저 빔을 위한 입력 윈도우로부터 옆으로 방향 변경(redirecting)시키는 빠른 타겟 회전(100m/s 이상의 선속도에서 수백 Hz)으로 인해 효율적으로 저감된다는 것을 발견했다. 동시에, 그레이징 입사 거울들을 기반으로 한 광 수집기는 넓은 입체각(최대 수십 스테레오 라디안)과 넓은 스펙트럼 범위(최대 수십 나노미터)에서 단파장 방사선의 매우 효율적인 수집을 제공하며, 모든 유형의 파편 입자들에 대해 거울들의 매우 효율적인 보호를 가능하게 한다.

본 발명의 이점들과 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 예로서 주어진 예시적인 실시예들에 대한 다음의 비제한적인 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 발명의 예시적인 구현은 도면들에 의해 예시된다:
도 1은 일 실시예에 따른, 2개의 타원체 그레이징 입사 거울 유닛들로 구성된 광 수집기를 가진 고휘도 LPP 광원의 개략도이며,
도 2는 상기 실시예에 따른 고휘도 LPP 광원의 단순화된 개략도이며,
도 3은 상호작용 구역으로부터의 파편 방출의 공간 분포를 계산한 결과를 예시하고, 레이저 및 단파장 방사선 빔들의 전파를 위한 공간 영역들의 선택을 추가로 예시하는 다이어그램을 보여준다.
도면들에서, 장치의 일치하는 요소들은 동일한 참조 번호들을 가진다.
이 도면들은 이 기술적 해결책을 구현하기 위한 옵션들의 전체 범위를 포괄하거나 제한하지 않으며, 특정 구현 사례에 대한 예시적인 자료만을 나타낸다.

도 1에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 단파장 방사선의 고휘도 광원은 회전 타겟 조립체(2)를 가진 진공 챔버(1)를 포함하며, 상기 회전 타겟 조립체(2)는 상호작용 구역(4)에 타겟(3)을 공급하고, 상기 타겟(3)은 상호작용 구역(4)에서 포커싱된 레이저 빔(5)과 상호작용한다. 상기 회전 타겟 조립체(2)의 일부는 회전 샤프트에 고정된 디스크 형태로 만들어진다. 상기 디스크는 회전축(6)을 향하는 환형 홈을 가지는 환형 장벽 형태의 주변부를 가진다. 상기 타겟(3)은 회전 타겟 조립체(2)의 환형 홈의 표면 상에 원심력에 의해 형성된 용융 금속층이다.

상기 환형 홈의 구성은, 타겟 재료의 부피가 홈의 부피를 초과하지 않는 경우에, 상기 타겟(3)의 재료가 반경 방향으로 그리고 회전축(6)을 따라 양방향으로 방출되는 것을 방지한다.

상기 LPP 광원의 타겟 표면과 출력 파라미터들 모두의 높은 안정성을 보장하기 위해, 3000g 이상의 원심 가속도로 빠른 회전 속도가 사용되고, 이에 의해 원심력의 효과가 회전축(6)에 평행한 액체 금속 타겟(3)의 표면을 만들며, 즉, 액체 금속 타겟(3)의 표면은 본질적으로 회전축과 일치하는 축을 가진 원통형 표면이다.

상기 상호작용 구역(4)에서, 포커싱된 레이저 빔(5)의 작용 하에서, 상기 타겟 재료의 펄스형 고온 플라즈마가 생성된다. 플라즈마는 하나 이상의 스펙트럼 범위들 내의 단파장 방사선을 생성하며, 이는 VUV, EUV 및 연질 X-선을 포함한다. 사용되는 단파장 방사선은 발산되는 출력 빔(7)의 형태로 상호작용 구역(4)을 떠나서 광 수집기(optical collector)(8)로 향한다.

본 발명에 따르면, 단파장 방사선의 수집은 2개의 타원체 거울 유닛들(9, 10)을 포함하는 광 수집기(8)에 의해 수행된다. 타원체 거울 유닛들(9, 10)은 하나의 공통 광축(11) 상에, 바람직하게는 출력 빔(7)의 전파 경로를 따라 직렬로 배치된다. 상기 상호작용 구역(4)은 제1 타원체 거울 유닛(9)의 제1 초점에 위치하고, 제1 유닛(9)의 제2 초점은 제2 타원체 거울 유닛(10)의 제1 초점과 일치한다. 이 경우, 상기 상호작용 구역(4)의 방출 플라즈마 영역의 이미지는 본질적으로 왜곡 없이 제2 타원체 거울 유닛(10)의 제2 초점(17)의 구역 내부로 투영된다.

상기 광 수집기(8)의 광축(11)을 따른 출력 빔(7)의 경로에, 하나 이상의 기술들에 의해 제공된 파편 저감(debris mitigation) 수단들(12, 13, 14, 15, 16)이 있으며, 이 기술들은:

포커싱된 레이저 빔(5)의 수집 각도와 콘(cone) 외부에 설치된 파편 실드들(debris shields)(14, 15);

파편의 증기 분율(vapor fraction)을 억제하기 위해 광 수집기(8)의 광축(11)을 따라 및/또는 광축(11)에 대해 수직으로 지향되는 보호 가스의 흐름;

본질적으로 플라즈마에 대해 반경 방향으로 배향된 플레이트들의 시스템이고, 중성 원자들 및 액체 금속 타겟 재료의 군집체들의 충분히 효율적인 포획(trapping)을 제공하는, 플라즈마 방사선에 매우 투명한 포일 트랩(foil trap);

파편 입자들의 하전 분율(charged fraction)을 저감시키기 위해 바람직하게는 영구 자석들에 의해 생성되는 자기장; 및

단파장 방사선에 대해 본질적으로 투명하고 파편과 가스에 대해 불투과성이며 바람직하게는 교체 가능한 멤브레인(16);을 포함한다.

유사한 파편 저감 수단들이 포커싱된 레이저 빔(5)의 전파 경로에 배치된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상호작용 구역과 광 수집기 사이의 영역의 상당한 부분이 단파장 방사선의 반사 빔의 전파 구역에 의해 점유되는 수직 입사 거울들을 기반으로 하는 광 수집기를 사용하는 LPP 광원들과 비교할 때 중요한 이점들이 달성된다. 결과적으로, 이러한 광원들에서는 파편 저감 수단의 배치를 위한 영역이 매우 제한된다. 본 발명에 따르면, 본질적으로 상호 작용 구역(4)과 광 수집기(8) 사이의 전체 영역에 파편 저감 수단들(12, 14)이 배치된다. 이 수단들은 부분적으로 레이저와 단파장 방사선의 빔들(5, 7)을 둘러싸는 케이싱들 내부와 외부에 위치한다. 이 모든 것들이 매우 효과적인 파편 저감을 제공한다.

상기 상호작용 구역(4)과 회전 타겟을 둘러싸는 견고하게 장착된 파편 실드(14)는 슬릿 갭(slit gap)에 의해 회전 타겟 조립체(2)로부터 분리된다. 상기 파편 실드(14)는 오직 (포커싱된 레이저 빔을 도입하고 단파장 방사선 빔을 출력하기 위한) 2개의 작은 개구들만을 가지며, 이 개구들을 통해 파편 입자들이 타겟 조립체를 빠져나갈 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이 개구들은 또한 보호 가스의 흐름을 상호작용 구역(4) 내부로 안내하기 위해 사용된다.

상기 파편 저감 수단(12)의 섹션을 통과한 출력 빔(7)은 제1 유닛(9)의 수집기 거울에 충돌하며, 이는 초점들이 일치하는 몇몇의 내장된 동축 타원체 거울들을 포함하거나 이들로 구성될 수 있다. 상기 제1 타원체 거울 유닛과 제2 타원체 거울 유닛 사이의 구역에는, 바람직하게는 파편 저감 수단(13)의 제2 섹션이 있으며, 이는 광축 둘레에 설치된 일련의 노즐들에 의해 보호 가스, 바람직하게는 아르곤을 공급하는 데 사용된다. 이에 의해, 이 구역은 상기 제2 타원체 거울 유닛(10) 내부로의 그리고 LPP 광원과 통합된 장비 내부로의 파편 전파를 방해하는 추가적인 가스 실드로서의 역할을 하는 가압된 구역이 된다. 이 가스는 이 구역 내에 위치하는 환형 분기 파이프를 통해 배출된다. 더욱이, 멤브레인(16)이 여기에 설치될 수 있으며, 이는 한편으로는 오염 입자들의 흐름을 추가적으로 제한하고, 다른 한편으로는 보호 가스의 상이한 압력들을 가지는 구역들을 분리한다. 상기 멤브레인은 바람직하게는 탄소나노튜브(CNT), Ti, Al, Si, ZrSi, BN을 포함하는 그룹에 속하는 재료로 만들어진다.

단파장 방사선은 제1 유닛(9)의 거울들에 의해 반사된 후 제1 유닛(9)의 제2 초점에 포커싱되고 제2 유닛(10)의 거울에 충돌하며, 상기 제2 유닛(10)의 거울은 단파장 방사선을 제2 타원체 거울 유닛(10)의 제2 초점(17)으로 반사한다.

파편 입자들의 액적 분율(droplet fraction)의 저감 효과를 증폭시키기 위해, 출력 빔(7)은 상호작용 구역(4)과 타겟 조립체의 회전축(6)을 통과하는 평면(18)에 대해, 도 2에 도시된 바와 같이, 상호작용 구역(4)에서의 타겟의 선형 속도의 벡터(V_R)와는 다른 측(other side)으로 지향된다. 레이저 빔(5)과 출력 빔(7) 둘 다 상기 평면(18)의 일 측에 위치한다. 이에 따라, 단파장 방사선과 레이저의 빔들(7, 5)과 벡터(V_R)는 상기 평면(18)의 서로 다른 측에 위치한다.

긍정적인 효과는 조밀한 고온 플라즈마의 방사선 유체역학 분야에서의 적용을 위해 생성된 RZLINE 코드에 의해 수행된 상호작용 구역(4)으로부터의 파편 방출의 공간 분포에 대한 컴퓨터 모델링 결과에 의해 확인된다. 상기 코드는, 예를 들어, Journal of Micro/Nanolithography, MEMS 및 MOEMS Vol. 11, 2호(2012년 5월)에 게재된 K. Koshelev, V. Ivanov, V. Medvedev, 등의 논문 "Retum-to-zero line code modeling of distributed tin targets for laser-produced plasma sources of extreme ultraviolet radiation"으로부터 알려져 바와 같이, 수년간의 실험 및 이론 작업을 기반으로 한 수학적 모델을 사용한다. 상기 코드는 가스, 액체 및 고체 표면들과 레이저 방사선의 상호작용과 후속 플라즈마 생성 뿐만 아니라 플라즈마 자체와의 상호작용을 모델링할 수 있게 한다.

도 3은 실험 좌표들에서 파편 입자들(모든 속도의 모든 분율의 입자들이 고려됨)의 방출률들(ejection rates)의 공간 분포 맵을 보여주며, 여기에서 θ는 회전축에 대한 각도이고, ψ는 도면의 평면 내에 놓여 있는 방위각이다. 좌표들의 원점은 상호작용 구역 내에 있다. 상호작용 구역에서의 일반적인 방향들은 다음과 같다:

I - 회전축에 평행한 방향: θ = 0, ψ - 임의,

Ⅱ - 타겟 속도에 따른 방향: θ = 90°, ψ = 0°,

Ⅲ - 타겟 표면에 대해 수직인 방향: θ = 90°, ψ = 90°,

Ⅳ - 타겟 속도에 대항하는 방향: θ = 90°, ψ = 180°.

도 3에 도시된 바와 같이, 파편 방출률의 공간적 분포는, 레이저 출력의 단위당 상호작용 구역으로부터 40cm의 거리에 위치한 노출된 샘플의 표면 상에 퇴적된 파편 입자들의 막 두께의 비성장률(specific growth rate)로서 nm/(monthㆍW) 단위로 계산되었다. 빠른 타겟 회전 외에는 파편 저감 기술들이 사용되지 않았다.

이 분포는 광원 파라미터들의 전형적인 값들에 대해 얻어졌으며: 타겟 재료는 주석이고, 레이저 방사선 파장은 1-2pm이며, 레이저 펄스 에너지는 수 ns의 펄스 지속 시간에서 수 mJ이고, 초점 직경은 수십 pm이며, 타겟 선속도는 200m/s이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 파편 입자들의 질량은 주로 0°~80°의 (방위각) ψ에 의해 그리고 0°-90°의 (극각(polar angle)) θ에 의해 제한된 타겟 속도의 방향을 따른 섹터 내에 집중된다. 타겟 회전 방향을 따른 최대 파편 방출률은 107nm/(monthㆍW)이다. 도 3에서, 레이저의 콘(35)과 출력 빔(37)이 위치하는 공간 방향을 나타내기 위해 타원들이 사용되며, 이에 의해 레이저 콘(35) 내의 추정 파편 방출률은 0.2nm/monthㆍW보다 작은 반면에, 단파장 방사선 콘(37) 내에서는 1nm/monthㆍW보다 작다(도시된 콘은 대략 0.3sr의 입체각에 대응됨). 데이터는 레이저 방사선의 출력이 1W이고, 광원이 1년 내내 사용된다는 가정 하에 제공된다. 도 3에서 참조번호 31은 타겟의 속도(속도 200m/s)의 방향을 나타내며, 이는 107nm/(monthㆍW)의 최대 파편 방출률(ejection rate)을 가진다. 참조 번호 32는 Sn-파편 방출률(nm/(monthㆍW))의 레벨이 기재되어 있는 선들을 나타낸다. 참조부호 35는 레이저 빔의 콘 내의 파편 방출을 나타내며, 이는 0.2nm/(monthㆍW)보다 작다. 참조부호 37은 수집 각도의 콘 내의 파편 방출을 나타내며, 이는 1nm/(monthㆍW)보다 작다.

상기 고휘도 레이저-생성 플라즈마 광원은 아래에서 설명되고 도 1, 도2 및 도 3에 도시된 바와 같이 작동된다.

상기 진공 챔버(1)는 오일이 없는 진공 펌프 시스템을 10^-5 ~ 10^-11mbar 아래의 압력으로 비워진다. 동시에, 타겟 재료와 상호작용할 수 있고 수집기 거울을 오염시킬 수 있는 질소, 산소, 탄소 등과 같은 가스 성분들이 제거된다.

Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, Zn 및 그 합금들을 포함하는 비독성 가용성 금속들의 그룹에 속하는 타겟 재료는 고정된 가열 시스템을 사용하여 용융 상태로 전환되어 미리 정의된 최적 온도 범위에서 유지되며, 상기 가열 시스템은 유도 가열을 채용할 수 있다.

상기 회전 타겟 조립체(2)는 회전 구동 유닛, 예를 들어, 자기 커플링을 가진 전기 모터에 의해 작동되며, 이는 진공 챔버(1)의 청결을 보장한다. 원심력의 작용 하에서, 상기 타겟(3)은 회전축(6)을 향하는 환형 홈의 표면 상의 용융 금속층으로서 형성된다. 적어도 3000g의 원심 가속도에서, 타겟 표면은 실질적으로 회전축과 평행하다.

상기 타겟(3)은 1kHz 내지 5MHz의 범위 내에 있을 수 있는 높은 펄스 반복률을 가지는 포커싱된 레이저 빔(5)에 노출된다. 단파장 방사선은 타겟 재료를 플라즈마 형성 온도로 가열하는 포커싱된 레이저 빔(5)에 의해 생성된다. 레이저로 생성된 플라즈마는 0.4 내지 120nm의 파장들을 포함하는 단파장 범위의 광을 방출한다. 초점 및 타겟 재료에서의 레이저 방사선 출력 밀도에 따라, 단파장 방사선은 주로 연질 X-선(0.4~10nm) 및/또는 EUV(10~20nm) 및/또는 VUV(20~120nm) 범위 내에서 생성된다.

상기 타겟으로부터의 열 전달은 대략 1mbar 이하의 압력으로 가스가 송풍되는 고정된 수냉식 열 교환기(미도시)와 상기 회전 타겟 조립체(2) 사이의 좁은 갭(gap)을 통해 보장된다. 가스 전도성과 접촉 면적은 이러한 유형의 냉각을 위해 최대 1.5kW의 열출력을 제거하기에 충분하다. 동시에, 상기 회전 타겟 조립체(2)에 대해 다른 냉각 방법들이 사용될 수 있다.

상기 상호작용 구역(4)에 형성된 조밀한 고온 레이저-생성 플라즈마는 단파장 방사선을 방출한다. 상기 출력 빔(7)은 고온 플라즈마로부터 파편 저감 수단들(12, 13, 14, 15, 16)을 통해 2개의 동축 타원체 거울 유닛들(9, 10)을 기반으로 한 광 수집기로 나온다. 빠른 타겟 회전으로 인해, 상호작용 구역으로부터 방출되는 파편 입자들의 액적 분율은 타겟 선속도(도 2)에 필적하는 상당한 접선 속도 성분을 획득한다. 따라서, 상호작용 구역에서 타겟의 선속도의 벡터(V_R)와 상기 빔들(5, 7)은 상호작용 구역(4)과 회전축(6)을 통과하는 평면(18)의 서로 다른 쪽에 위치하기 때문에, 결과적인 액적 속도의 벡터는 레이저 빔(5)과 출력 빔의 콘들로부터 크게 방향 변경될 것이다.

상기 제1 타원체 거울 유닛(9)은 제1 타원체 거울의 제1 초점 내에 위치한 상호작용 구역으로부터 방출 플라즈마 영역의 이미지를 제2 초점으로 전송한다. 상기 타원체 거울의 서로 다른 부분들의 서로 다른 이득 팩터들(gain factors)로 인해, 방출 플라즈마의 결과적인 이미지는 2개의 거울 유닛들(9, 10) 사이의 중간 초점에서 강하게 왜곡된다. 이와 함께, 상기 제1 타원체 거울 유닛(9)의 제2 초점과 일치하는 제1 초점을 가지는 제2 타원체 거울 유닛(10)은 상기 이미지 왜곡을 제거하기 위해 제공된다. 따라서, 상기 제2 타원체 거울 유닛의 제2 초점에서 플라즈마 이미지는 제1 및 제2 타원체 거울 유닛들(9, 10)의 설계에 의해 정의된 스케일 팩터(scale factor)에 의해 왜곡 없이 투영된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 광 수집기(8)는 0.8 내지 1.2 범위의 1에 가깝거나 동일한 배율을 가진다. 바람직한 실시예에서, 상기 제2 타원체 거울 유닛(10)은 제1 타원체 거울 유닛(9)보다 몇 배, 2배 내지 15배 더 작다. 이는 수집 각도(collection angle)가 동일하더라도 파편 저감 수단을 위해 제2 거울의 전방에 많은 공간을 유보할 필요가 없다는 사실에 기인한다. 이러한 구성은 광 수집기 조립체를 더욱 콤팩트하고 저렴하게 만들 수 있게 한다. 상기 제2 거울 유닛(10) 및 하류 광학 장치들을 보호하기 위해 사용될 수 있는 파편 저감 수단은:

수집 각도 외부에 위치한 파편 실드(15);

교체 가능한 반투명 멤브레인(16);

상기 제1 거울 유닛의 제2 초점의 전방 구역 내에 가스 커튼이 생성되도록, 상기 제1 거울 유닛(9)의 제2 초점의 전방에, 바람직하게는 광축(11) 및 가스 배출을 위한 환형 분기 파이프에 대해 원 상에 위치한 노즐들을 통해, 공급되는 보호 가스의 흐름;을 포함할 수 있다.

상기 광 수집기의 적분 증폭이 1에 가까울 때, 상기 광 수집기의 제2 유닛의 제2 초점(17)에서 동일한 크기를 가진 플라즈마 광원의 왜곡되지 않은 이미지가 획득된다.

파장들의 작동 범위에 따라, 비교적 높은 그레이징 입사 반사율(grazing incidence reflectivity)을 가지는 다음의 재료들: Mo, Ru, Rh, Pd, U, Ni, W, Fe, Nb, Al, Si, Co 및 BN 중 하나가 타원체 거울들의 표면의 반사 재료로 선택될 수 있다.

파장들의 작동 범위에 따라, 다음의 재료들: Sn, Li, In, Ga, Pb, Bi, Zn 및 이들의 합금들 중 하나가 광원의 작동 매체로 선택될 수 있다.

레이저-생성 플라즈마 방사선을 생성하고 수집하는 방법은 아래에 설명되고 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구현된다.

원심력의 작용 하에, 상기 타겟은 회전 타겟 조립체(2)의 환형 홈의 표면 상에 용융 금속층의 형태로 생성되며, 상기 표면은 회전축을 향한다. 상기 타겟은 상호작용 구역(4)에서 플라즈마의 형성을 초래하는 포커싱된 펄스 레이저 빔(5)에 의해 조사된다. 출력 빔이 생성되어 광 수집기(8) 내부로 들어가 파편 저감 수단들(12, 13, 14, 15, 16)을 통과한다. 단파장 방사선은 2개의 동축 타원체 거울 유닛들(9 및 10)을 포함하는 광 수집기(8)를 사용하여 수집되며, 상기 광 수집기(8)는, 제1 타원체 거울 유닛의 제2 초점이 제2 타원체 거울 유닛의 제1 초점과 일치하는 한, 방출 플라즈마 영역의 이미지를, 본질적으로 왜곡 없이, 제2 타원체 거울 유닛(17)의 제2 초점으로 전송한다.

상기 타겟의 펄스 조사는, 파편 입자들의 액적 분율의 가장 큰 부분이 광 수집기(8)와 포커싱된 레이저 빔(5)의 콘으로 향하는 것을 방지하기 위해, 타겟의 선속도는 100m/s 이상으로 충분히 높으면서, 상호작용 구역에서 타겟 선속도의 벡터(V_R)와 레이저 및 단파장 방사선의 빔들(5, 7)이 상호작용 구역(4)과 회전축(6)을 통과하는 평면(18)의 서로 다른 쪽에 위치하는 방식으로 수행된다.

상기 상호작용 구역(4)으로부터의 파편 방출률(debris ejection rate)의 공간 분포가 계산되고, 포커싱된 레이저 빔(5)과 단파장 방사선의 출력 빔(7) 둘 다의 통과 방향들이 낮은 파편 방출률들을 가지는 공간 영역들 내에서 선택된다.

포커싱된 레이저 빔(5)과 출력 빔(7) 둘 다가 통과하는 공간 영역들은 상기 공간 영역들에서의 파편 방출률들이 최대 파편 방출률보다 적어도 10⁴배, 바람직하게는 10⁶배 더 작도록 선택된다.

선택적으로, 보호 가스 흐름, 자석들, 포일 트랩, 단파장 방사선에 대해 대체로 투명한 멤브레인(16), 및 파편 실드들(14, 15)을 포함하는 파편 저감을 위한 추가적인 수단들이 사용된다.

따라서, 본 발명은 높은 평균 출력, 단파장 방사선의 높은 휘도, 긴 수명, 및 사용 용이성을 특징으로 하는 연질 X-선, EUV 및 VUV 방사선의 LPP 광원들의 생성을 가능하게 한다.

제안된 장치들은 현미경 검사, 재료 과학, 재료들의 X선 진단, 생의학 및 의료 진단, 나노 및 미세 구조의 검사, 및 리소그래피(lithography)(리소그래피의 EUV 마스크의 화학선 제어를 포함)를 포함하는 다양한 응용 분야들을 위해 사용된다.

Claims (22)

1. 방사선을 생성하고 수집하는 방법으로서, 상기 방법은:
   원심력의 작용 하에, 회전 타겟 조립체(rotating target assembly)의 회전축을 향하는 타겟 표면을 가지는 상기 회전 타겟 조립체 내에 구현된 환형 홈의 표면 상에 용융 금속층으로서 타겟을 형성하는 단계;
   파편 저감(debris mitigation) 수단을 통과하는 포커싱된 레이저 빔을 펄스 반복률(pulse repetition rate)로 상기 타겟에 조사하는 단계; 및
   상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 타겟 사이의 상호작용 구역에서 레이저 생성 플라즈마를 생성하고 단파장 방사선의 출력 빔을 상기 파편 저감 수단을 통해 광 수집기(optical collector) 내부로 방출하는 단계;를 포함하며,
   상기 타겟은, 상기 상호작용 구역으로부터 방출된 파편 입자들의 액적 분율(droplet fraction)의 대부분과 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟의 선속도의 벡터(VR)가 상기 상호작용 구역과 상기 회전축을 통과하는 평면의 일 측으로 향하도록, 충분히 높은 선속도로 회전되고, 상기 타겟의 조사 및 상기 레이저 생성 플라즈마로부터의 방사선 수집은 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 출력 빔이 상기 평면의 다른 측에 위치하도록 제공되는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상호작용 구역으로부터의 파편 방출률(debris ejection rate)의 공간 분포가 추정되고, 상기 포커싱된 레이저 빔과 단파장 방사선 빔 둘 다의 통과 방향들은 나머지 공간 영역들보다 파편 방출률이 낮은 공간 영역들 내에서 선택되는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 선속도는 100m/s 이상의 높은 선속도인, 방법.
4. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포커싱된 레이저 빔과 단파장 방사선 빔 둘 다가 통과하는 공간 영역들은 상기 공간 영역들에서 파편 입자들의 액적 분율의 방출률이 파편 입자들의 액적 분율의 최대 방출률보다 적어도 10⁴배 작도록 선택되는, 방법.
5. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단파장 방사선은 직렬로 배치된 2개의 타원체 거울 유닛들(ellipsoidal mirror units)로 구성된 상기 광 수집기에 의해 수집되며, 상기 광 수집기는 방출 플라즈마 영역(emitting plasma region)의 이미지를 제2 타원체 거울 유닛의 제2 초점으로 전송하고, 제1 타원체 거울 유닛의 제2 초점은 상기 제2 타원체 거울 유닛의 제1 초점에 위치하는, 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 광 수집기는 상기 방출 플라즈마 영역의 이미지를 왜곡 없이 전송하며, 및/또는 상기 이미지의 스케일 팩터(scale factor)는 상기 타원체 거울 유닛들의 설계에 의해 결정되는, 방법.
7. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파편 저감은 상기 광 수집기로의 상기 단파장 방사선의 전체 경로를 따라 제공되는, 방법.
8. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파편 저감은 보호 가스 흐름, 자기적 저감, 포일 트랩(foil trap), 파편 실드(debris shield), 및 60%보다 큰 투명도를 가지고 단파장 방사선에 대해 대체로 투명한 멤브레인으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 파편 저감 기술들에 의해 제공되는, 방법.
9. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 타겟은 3000g 이상의 원심 가속도로 회전되며, 여기에서 g는 중력 가속도이고, 상기 타겟 표면은 상기 회전축과 평행한, 방법.
10. 레이저 생성 플라즈마 광원(laser produced plasma light source)으로서, 상기 광원은:
    진공 챔버,
    상호 작용 구역 내부에 타겟을 공급하도록 구성된 회전 타겟 조립체(rotating target assembly)로서, 상기 타겟은 상기 회전 타겟 조립체의 회전축을 향하는 타겟 표면을 가지는 상기 회전 타겟 조립체 내에 구현된 환형 홈의 표면 상의 용융 금속층인, 회전 타겟 조립체,
    광 수집기(optical collector), 및
    파편 저감(debris mitigation) 수단을 포함하며,
    상기 파편 저감 수단은 상기 타겟에 포커싱된 펄스 레이저 빔을 통과시키고, 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 타겟 사이의 상호작용 구역을 빠져나가 상기 광 수집기로 향하는 단파장 방사선의 출력 빔을 통과시키도록 구성되며,
    상기 회전 타겟 조립체는, 상기 상호작용 구역에서 상기 타겟의 선속도의 벡터(VR)가 상기 상호작용 구역과 상기 회전축을 통과하는 평면의 일 측으로 향하게 하는 선속도로 상기 타겟을 회전시키도록 구성되고, 상기 포커싱된 레이저 빔과 상기 출력 빔은 상기 평면의 다른 측에 위치하는, 광원.
11. 제10항에 있어서,
    상기 타겟의 속도는 100m/s 이상인, 광원.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 회전 타겟 조립체는 적어도 3000g의 원심 가속도로 상기 타겟을 형성하도록 구성되고, 상기 타겟의 표면은 상기 회전축과 평행한, 광원.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 출력 빔의 경로를 따라 직렬로 배치된 2개의 타원체 거울 유닛들을 포함하는 광 수집기를 더 포함하며, 및/또는 상기 파편 저감 수단은 상기 광 수집기 내부로의 상기 단파장 방사선의 전체 경로를 따라 위치하는, 광원.
14. 제13항에 있어서,
    상기 상호작용 구역은 상기 제1 타원체 거울 유닛의 제1 초점에 위치하고, 상기 제2 타원체 거울 유닛의 제1 초점은 상기 제1 타원체 거울 유닛의 제2 초점에 위치하는, 광원.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제2 타원체 거울 유닛은 상기 제1 타원체 거울 유닛보다 몇 배, 2배 내지 15배 더 작고, 상기 광 수집기는 0.8 내지 1.2 사이의, 바람직하게는 1에 가까운 배율을 가지는, 광원.
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수집기 거울들의 표면의 재료는 Mo, Ru, Rh, Pd, U, Ni, W, Fe, Nb, Al, Si, Co, 및 BN으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 광원.
17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파편 저감 수단은 타원체 거울 유닛들 사이에 보호 가스 흐름을 포함하는, 광원.
18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타원체 거울 유닛들 각각은 적어도 2개의 타원체 거울들의 중첩된 세트(nested set)를 포함하는, 광원.
19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파편 저감 수단은 상기 광 수집기의 축 상에서 수집 각도(collection angle) 외부에 위치하는 파편 실드(debris shield)를 포함하는, 광원.
20. 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파편 저감 수단들은 보호 가스 흐름, 자기적 저감, 포일 트랩(foil trap), 멤브레인을 포함하는 하나 이상의 기술들에 의해 제공되며, 상기 멤브레인은 탄소나노튜브, Ti, Al, Si, Zr, Si, BN을 포함하는 그룹에 속하는 재료로 만들어지고, 상기 멤브레인은 바람직하게는 상기 단파장 방사선에 대해 투명한, 광원.
21. 제20항에 있어서,
    상기 멤브레인은 보호 가스 흐름을 제공하기 위해 서로 다른 압력들을 가지는 부피들을 분리하는 가스 잠금장치(gas lock)를 제공하도록 구성되는, 광원.
22. 제10항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 수집기는 그레이징 입사 거울들(grazing incidence mirrors), 바람직하게는 2개의 그레이징 입사 타원체 거울 유닛들을 포함하는, 광원.