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KR20220154688A - 레이저 페데스탈 제어 - Google Patents

레이저 페데스탈 제어 Download PDF

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KR20220154688A
KR20220154688A KR1020227031524A KR20227031524A KR20220154688A KR 20220154688 A KR20220154688 A KR 20220154688A KR 1020227031524 A KR1020227031524 A KR 1020227031524A KR 20227031524 A KR20227031524 A KR 20227031524A KR 20220154688 A KR20220154688 A KR 20220154688A
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KR
South Korea
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laser
pulse
laser source
source
triggering signal
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Pending
Application number
KR1020227031524A
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English (en)
Inventor
예로엔 케리스
로스티슬라브 로키츠키
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. filed Critical 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

레이저 빔을 제어하기 위한 제어 모듈이 제공되며, 레이저 빔을 변조하도록 구성된 광 변조기; 및 상기 광 변조기를 제어하며 상기 광 변조기를 활성화 및 비활성화하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 레이저 빔으로부터 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하기 위해 적어도 하나의 트리거링 신호를 상기 광 변조기로 전송하도록 더 구성된다. 또한, 레이저 장치, EUV 방사선 소스, EUV 방사선을 포함하는 리소그래피 시스템 및 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하는 방법이 설명된다.

Description

레이저 페데스탈 제어
본 출원은 2020년 3월 13일에 출원된 미국 출원 62/989126 및 2020년 7월 30일에 출원된 미국 출원 63/058532의 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 레이저 페데스탈을 제어하는 장치에 관한 것이다. 장치는 레이저 소스, 보다 구체적으로 레이저 생성 플라즈마 유형의 극자외선 방사선 소스 및 관련 방법에 사용될 수 있다. 극자외선 방사선 소스는 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있다.
리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 도포하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)에서 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층 상에 패턴을 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판에 형성될 수 있는 피처의 최소 크기를 결정한다. 4-20 nm, 예를 들어 6.7 nm 또는 13.5 nm 범위 내의 파장을 갖는 극자외선(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는 종래의 리소그래피 장치(예를 들어, 파장이 193 nm인 방사선을 사용함)보다 기판 상에 더 작은 피처를 형성하는데 사용될 수 있다.
공지된 유형의 EUV 방사선 소스 중 하나는 레이저 방사선을 타겟, 예를 들어 연료 액적으로 지향시킨다. 타겟 물질은 EUV 범위의 방출 라인을 갖는 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 포함한다. 이는 연료 액적을 EUV 방사선 방출 플라즈마로 변환한다. 이러한 유형의 방사선 소스는 LPP(laser-produced plasma) 소스로 지칭될 수 있다. 공지된 LPP 소스는 변환 효율이 좋지 않다. 즉, 이들이 출력하는 EUV 방사선의 전력은 연료 액적에 입사하는 레이저 방사선의 전력의 작은 부분이다.
현재 EUV 방사선 소스는 EUV 생성에 사용되는 시드 레이저 소스(seed laser sources)가 레이저 프로파일 방사선을 수정할 수 없기 때문에 제한된 변환 효율을 갖는다. 통상적인 LPP 방사선 소스보다 더 나은 효율을 갖거나 통상적인 LPP 방사선 소스와 관련된 일부 다른 단점을 극복하는 EUV 방사선 소스를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
이하 실시예의 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시예의 요약을 제시한다. 이 요약은 모든 고려된 실시예의 광범위한 개요가 아니며, 모든 실시예의 핵심 또는 중요한 요소를 식별하거나 임의의 또는 모든 실시예의 범위에 대한 제한을 설정하도록 의도되지 않는다. 유일한 목적은 하나 이상의 실시예의 일부 개념을 이후에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서문으로서 단순화된 형태로 제시하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에서, 레이저 빔을 제어하기 위한 제어 모듈이 설명된다. 제어 모듈은 광 변조기를 포함하고, 광 변조기는 레이저 빔을 변조하도록 구성된다. 때때로 변조는 신호의 파형을 수정하는 것으로 이해된다. 이 경우, 광 변조기를 통과하는 레이저 빔의 특성을 변형시키는 것으로도 이해될 수 있다. 속성은 진폭, 공간 분포 또는 레이저 빔의 고유 속성의 조합일 수 있다.
제어 모듈은 광 변조기를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 일 실시예에서, 제어기는 광 변조기를 활성화 및 비활성화하도록 구성된다. 이러한 방식으로 광 변조기의 동작 상태를 변경할 수 있다. 이러한 실시예에서, 광 변조기는 스위치로서 작용하거나 스위치와 유사한 특성을 갖는 것으로 간주될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 스위치는 적어도 2개의 상태를 갖는 장치 또는 구성요소로 이해될 수 있다. 예를 들어, 제1 상태에서 스위치는 레이저 소스로부터 수신된 임의의 입사 레이저 빔을 전송하도록 구성될 수 있다. 제2 상태에서 스위치는 입사 레이저 빔을 차단하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이러한 스위치는 레이저 소스의 레이저 캐비티 내부에 통합될 수 있으므로, 스위치의 상태에 따라 레이저는 레이저 빔을 방출하거나 방출하지 않을 것이다. 본 발명의 제어 모듈의 광 변조기는 스위치로부터 전술한 바와 같은 특성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 제어기는 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 레이저 빔으로부터 생성하기 위해 적어도 하나의 트리거링 신호를 광 변조기로 전송하도록 더 구성된다. 유리하게는, 제어 모듈은 나노초(nanoseconds) 범위에서 레이저 소스로부터의 레이저 빔을 수정할 수 있게 한다.
전술된 바와 같이, 적어도 하나의 광 변조기는 레이저 소스 캐비티 내부에 위치될 수 있고/있거나 레이저 소스에 통합될 수 있다. 유리하게는, 본 발명의 제어 모듈은 레이저 소스 및/또는 레이저 시드로부터의 레이저 펄스 내에 페데스탈을 도입할 수 있도록 하고, 이는 EUV 방사선의 변환 효율을 증가시키며, 차례로 EUV 전력의 생성을 증가시킨다.
광 변조기가 레이저 캐비티 내에 있는 경우, 캐비티에서 레이저를 시작하기 위해서는 반투과 상태가 요구될 수 있다. 투과량은 레이저 유형에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어 CO2 레이저를 사용하는 경우 캐비티에서 레이저를 시작하기 위해 광 변조기 투과율의 5%가 필요할 수 있다. 따라서 광 변조기는 트리거될 때 반투과 상태와 완전히 개방된 상태 사이에서 전환될 수 있다. 일 실시예에서, 광 변조기가 반투과 상태로 전환될 때, 레이저 캐비티에서 생성된 방사선의 적어도 2%가 광 변조기를 통해 투과된다. 또한, 광 변조기가 완전히 개방된 상태로 전환될 때, 레이저 캐비티에서 생성된 방사선의 90% 내지 100%가 광 변조기를 통해 투과된다.
본 발명의 제1 양태의 실시예에서, 트리거링 신호는 트리거링 펄스라고 하는 복수의 펄스를 포함한다. 펄스의 형상은 직사각형, 2차, 삼각형 또는 기타 형태일 수 있다. 트리거링 신호에 포함된 펄스 또는 트리거링 펄스는 레이저 소스에 의해 생성된 레이저 펄스와 상이하다. 트리거링 펄스는 광 변조기를 활성화하거나 비활성화하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 트리거링 펄스는 제어 모듈의 제어기에 의해 생성되고 광 변조기의 동작 상태를 전환하기 위해 광 변조기에 제공될 수 있다. 광 변조기의 작동 또는 동작 상태에 따라 레이저 소스에서 방출되는 레이저 펄스가 수정될 수 있다. EUV 방사선 소스가 본 발명의 제어 모듈을 갖는 레이저 장치 또는 레이저 소스를 포함할 때, 적어도 하나의 메인 펄스는 상이한 페데스탈로 생성될 수 있다. 본 발명의 제어 모듈을 적용함으로써, 레이저 펄스와 관련된 페데스탈을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제어 모듈은 EUV 방사선 소스의 변환 효율, 즉 EUV 소스의 성능을 유리하게 증가시킨다. 추가적인 이점에서, 상기 EUV 소스를 갖는 리소그래피 장치는 공장의 안전 조건을 유지하는 비용을 증가시키지 않고 HVM을 대량 제조하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 전류 제어 모듈은 HVM에 적합하다.
추가적인 실시예에서, 2개의 펄스 사이의 시간 지연은 200ns 내지 1000ns의 범위 내에 있다. 본 발명의 실시예에서, 2개의 상이한 유형의 펄스가 인가되고, 상기 펄스는 킥 펄스 및 레이저 펄스로 지칭된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 펄스 및 적어도 하나의 킥 펄스를 포함하는 광 변조기에 대한 트리거링 신호가 인가된다. 일 실시예에서, 펄스들 중 하나는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제1 킥 펄스이다. 후속 실시예에서, 펄스 중 하나는 400ns 내지 700ns 범위 내의 폭을 포함하는 레이저 펄스이다.
본 발명의 의미 내에서, 펄스의 폭에 대한 참조는 펄스의 지속시간과 동일한 것으로 간주된다. 따라서 펄스의 폭은 시간의 기간을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 킥 펄스는 레이저 펄스보다 더 작은 폭을 갖는다. 일반적으로 짧은 시간 동안 광 변조기를 활성화하기 위해 킥 펄스를 사용할 수 있고, 일반 레이저 펄스를 생성하기 위해 레이저 펄스를 사용할 수 있다. 킥 및 레이저 펄스를 사용하는 조합은 유리하게는 레이저 펄스에 페데스탈을 도입할 수 있다. EUV 방사선 소스에서 레이저 펄스의 페데스탈의 존재는 EUV 방사선 소스의 변환 효율을 유리하게 증가시키며, 이는 차례로 레이저 소스의 전력을 증가시키지 않으면서 더 많은 EUV 방사선 전력을 생성한다. 본 발명의 제어 모듈은 EUV 방사선 소스의 효율을 유리하게 증가시킨다.
일 실시예에서, 트리거링 신호는 제1 킥 펄스 및 후속적으로 레이저 펄스를 포함한다. 유리하게는, 이러한 트리거링 신호는 메인 펄스 전에 페데스탈을 도입할 수 있도록 한다. 메인 펄스 이전의 시간에 발생하는 페데스탈을 사전 페데스탈(pre-pedestal)이라고 지칭다. 다른 유리한 실시예에서, 킥 펄스를 사용하면 300ns보다 긴 사전 페데스탈을 도입할 수 있으며, 이는 본 발명의 제어 모듈을 포함하는 EUV 방사선 소스의 변환 효율을 더욱 증가시킨다. 킥 펄스, 즉 레이저 펄스와 상이한 트리거 펄스를 사용하지 않으면 얻을 수 있는 페데스탈의 지속 시간이 예를 들어 300ns 미만으로 제한된다는 것이 관찰되었다. 트리거링 신호는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제2 킥 펄스를 더 포함할 수 있으며, 제2 킥 펄스는 레이저 펄스에 후속한다. 유리하게는, 이 트리거링 신호는 제1 킥 펄스에 의해 야기되는 사전 페데스탈, 및 제2 킥 펄스에 의해 야기되는 메인 펄스 이후의 페데스탈, 즉 사후 페데스탈(post- pedestal)을 도입할 수 있도록 한다.
추가 실시예에서, 트리거링 신호는 레이저 펄스 및 후속적으로 킥 펄스를 포함한다. 유리하게는, 트리거링 신호는 사후 페데스탈을 메인 펄스에 도입할 수 있도록 한다.
일 실시예에서, 제어기는 지연 발생기를 더 포함한다. 추가 실시예에서, 제어기는 로직 박스(logic box)를 포함한다. 지연 발생기는 펄스 발생기로부터 수신된 복수의 펄스를 적시에 이격시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 제어기는 킥 펄스 발생기 및 레이저 펄스 발생기를 포함한다. 지연 발생기는 수신된 적어도 하나의 펄스를 적시에 지연시키거나 적시에 미리 발생시키도록 구성된다. 로직 박스는 복수의 입력 신호로 동작하고 적어도 하나의 신호를 출력하도록 구성된다. 일 실시예에서, 로직 박스의 연산은 복수의 입력 신호에서 푸리에 변환(Fourier transform) 및/또는 다른 수학적 연산을 추가, 감산, 컨볼루션(convoluting), 수행하는 것일 수 있다. 지연 발생기 및 로직 박스는 유리하게는 원하는 유형의 트리거링 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 트리거링 신호들의 각각의 신호는 10 마이크로초 내지 50 마이크로초 범위 내의 지속기간을 포함한다.
추가적인 실시예에서, 광 변조기는 음향-광 변조기(AOM) 또는 전기-광 변조기(EOM)이다. 유리하게는, AOM 또는 EOM을 사용하면 1나노초의 정확도로 트리거링 신호를 생성할 수 있다. 그러한 점에서 EOM은 AOM을 사용하는 것보다 시간 응답이 빨라, 생성된 페데스탈을 더 잘 제어할 수 있음을 알 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 적용되는 EOM은 원하는 전기 광학 효과를 달성하기 위한 포켈스 셀(Pockels cell)을 포함할 수 있다. EOM은 예를 들면 입사 광선 또는 입사 방사선의 특성을 변조하거나 변경하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에서, 성형된 레이저 펄스를 생성하도록 구성된 레이저 소스 및 본 발명의 제1 양태의 임의의 실시예에 따른 제어 모듈을 포함하는 레이저 장치가 제안된다. 이러한 실시예에서, 레이저 장치의 레이저 소스는 예를 들어, 레이저 소스 캐비티 및 레이저 소스를 제어하기 위한 제1 양태에 따른 제어 모듈을 포함한다. 이와 같이, 본 발명의 제2 양태에 따른 레이저 장치는 본 발명에 따른 레이저 소스를 포함할 수 있다. 이러한 레이저 소스는 예를 들어 EUV 광 생성에 사용될 수 있으며, 예를 들어 레이저 소스 캐비티; 레이저 소스 캐비티 내부의 방사선 빔을 변조하도록 구성된 광 변조기; 및 광 변조기에 적어도 하나의 트리거링 신호를 제공하도록 구성된 제어기를 포함하며, 적어도 하나의 트리거링 신호는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 상이한 진폭을 갖는 적어도 2개의 펄스를 포함하고, 광 변조기는 레이저 소스로 하여금 각각의 트리거링 신호의 제어 하에 성형된 레이저 펄스를 방출하게 하도록 구성될 수 있다.
이러한 실시예에서, 각각의 성형된 레이저 펄스의 방출이 트리거링 신호와 연관되는 것으로 간주할 수 있으며, 트리거링 신호는 상이한 폭 및/또는 상이한 진폭을 갖는 적어도 2개의 펄스를 포함한다.
레이저 소스는 성형된 레이저 펄스를 생성하도록 구성된다. 성형된 펄스는 정상 또는 표준 펄스와 다른 모양 또는 에너지 분포를 갖는다. 비제한적인 예에서, 펄스 분포의 정규 또는 표준 분포가 가우시안(gaussian)인 경우, 본 발명의 레이저 소스에 의해 생성된 성형된 레이저 펄스는 상기 가우시안 분포의 수정이다. 예를 들어, 성형된 펄스의 전반부의 에너지 분포는 성형된 펄스의 후반부의 에너지 분포와 상이하며, 즉, 두 부분 모두 상이하고 비대칭이다. 다른 형상 수정도 제외되지 않는다.
상황에 따라 트리거링 신호는 트리거 신호로 명명될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 트리거링 신호는 상기 트리거링 신호가 성형된 레이저 펄스의 방출을 야기하는 방식으로 광 변조기를 활성화하도록 구성된다는 것을 이해해야 한다. 성형된 레이저 펄스를 방출할 수 없는 신호는 트리거링 신호 또는 트리거 신호로 간주될 수 없다.
일 실시예에서, 각각의 성형된 레이저 펄스의 방출은 각각의 트리거링 신호와 연관되고, 적어도 하나의 트리거링 신호의 펄스의 수는 방출된 성형된 레이저 펄스의 수보다 더 크다.
다른 실시예에서, 광 변조기는 Q-스위치 변조기이다. 추가 실시예에서, 광 변조기는 제어기 및 레이저에 결합되고, 광 변조기는 적어도 하나의 트리거링 신호의 제어 하에 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스를 방출하도록 구성된다.
추가적인 실시예에서, 레이저 소스는 CO2레이저 또는 고체 상태 레이저이다. 일 실시예에서, 레이저 소스의 작동 파장은 0.9 um 내지 10.7 um의 범위 내에 있다. 추가 실시예에서, 제어 모듈은 레이저 소스에 통합된다. 추가 실시예에서, 광 변조기는 레이저 캐비티 내부에 위치된다.
본 발명의 제3 양태에서, 연료 액적을 생성하도록 구성된 연료 방출기; 및 연료 액적을 플라즈마로 변환하기 위해 플라즈마 형성 영역에서 방사선으로 연료 액적을 조명하도록 구성된 레이저 시스템을 포함하는 EUV 방사선 소스가 개시되며, 레이저 시스템은 본 발명의 제2 양태의 실시예 중 어느 하나의 레이저 장치 또는 본 발명에 따른 레이저 소스를 포함한다.
연료 액적은 EUV 범위의 방출선을 갖는 물질, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석일 수 있다.
본 발명의 제4 양태에서, 본 발명의 제3 양태의 EUV 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템이 제안된다.
본 발명의 제5 양태에서, 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하기 위한 방법이 제안되며, 방법은 본 발명의 제2 양태의 실시예 중 어느 하나에 따른 레이저 장치를 제공하는 단계, 레이저 소스로 레이저 빔을 생성하는 단계, 제어기로부터 광 변조기로 복수의 펄스를 포함하는 트리거링 신호를 전송하는 단계, 및 트리거링 신호를 기반으로 광 변조기를 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 레이저 장치, EUV 방사선 소스 및/또는 리소그래피 시스템에 포함된 본 발명의 제어기 모듈은 다른 외부 시스템이 수정되지 않는 동안 레이저 장치의 동작을 수정하도록 구성된다. EUV 방사선 소스 및/또는 리소그래피 시스템의 경우, 이러한 외부 시스템은 레이저 역반사(laser backward reflection)를 피하기 위한 격리 모듈, 레이저 빔을 증폭하기 위한 증폭 시스템, 또는 레이저 빔의 편광을 수정하기 위해 통합된 임의의 편광 시스템일 수 있다. 본 발명의 제어기 모듈은 레이저 장치의 레이저 캐비티 내에서 광 변조기의 트리거링을 수정하여 시드 레이저로부터 방출되는 레이저 펄스의 형태에 영향을 미치며, 즉 사전 페데스탈 및/또는 사후 페데스탈을 레이저 펄스에 도입한다. 이 수정된 시드 레이저 펄스 형상은 EUV 방사선 소스 또는 리소그래피 시스템, 예를 들어 증폭 시스템과 조합된 EOM의 나머지 요소와 함께 수정된 펄스가 연료 액적과 상호 작용할 때 EUV 변환 효율의 향상을 위한 펄스 페데스탈을 생성한다. 즉, 일 실시예에서, 사전 페데스탈 및/또는 사후 페데스탈은 (1) 시드 레이저 또는 레이저 소스, (2) 유한 소광비(finite extinction ratio)를 갖는 EOM, 및 (3) 펄스 증폭 시스템의 조합에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 상기 논의된 양태의 임의의 특징은 적절한 경우 본 발명의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이제 본 발명의 실시예가 첨부된 개략도를 참조하여 단지 예로서 설명될 것이며, 여기에서:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모듈 및 레이저 시스템을 포함하는 방사선 소스 및 리소그래피 장치를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다.
도 2는 페데스탈을 갖는 메인 펄스의 현재 생성을 도시한다.
도 3a-3c는 본 발명의 제어 모듈의 실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제어 모듈을 포함하는 레이저 장치에 의해 생성된 메인 펄스와 표준 레이저 장치로 생성된 메인 펄스 사이의 비교를 도시한다.
도 5는 본 발명의 제어 모듈을 포함하는 EUV 방사선 소스의 증폭 단계 이후의 메인 펄스와 표준 EUV 방사선 소스로 생성된 메인 펄스 사이의 비교를 도시한다.
도 6은 본 발명의 레이저 소스의 실시예를 도시한다.
도 7은 도 6의 레이저 소스에 사용되는 Q-스위치의 예를 도시한다.
도 8은 도 7의 Q-스위치에서 사용되는 트리거링 신호의 예를 도시한다.
도 9a-9b는 도 6의 레이저 장치에 의해 생성된 메인 펄스와 표준 레이저 장치로 생성된 메인 펄스의 비교를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 소스(SO) 및 리소그래피 장치(LA)를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다. 방사선 소스(SO)는 극자외선(EUV) 방사선 빔(B)을 생성하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하도록 구성된 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 전에 방사선 빔(B)을 조절하도록 구성된다. 투영 시스템은 기판(W) 상으로 방사선 빔(B')(지금은 마스크(MA)에 의해 패터닝됨)을 투영하도록 구성된다. 기판(W)은 미리 형성된 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, 리소그래피 장치는 패터닝된 방사선 빔(B')을 기판(W) 상에 미리 형성된 패턴과 정렬시킨다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 소스(SO)는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스로 지칭될 수 있는 유형이다. 방사선 소스(SO)는 적어도 하나의 레이저 빔(2)을 제공하는 적어도 하나의 레이저 시스템(1)을 포함한다. 적어도 하나의 빔은 연료 방출기(3)로부터 제공되는 주석(Sn)과 같은 연료에 입사한다. 다음 설명에서 주석이 언급되지만, 임의의 적절한 연료가 사용될 수 있다. 연료는 예를 들어 액체 형태일 수 있고, 예를 들어 금속 또는 합금일 수 있다. 연료 방출기(3)는 예를 들어, 주석을 예를 들어 플라즈마 형성 영역(4)을 향한 궤적을 따라 액적의 형태로 지향시키도록 구성된 노즐을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 펄스 가스 방전 CO2 레이저 소스일 수 있는 방사선 소스(SO)는 일반적으로 20㎛ 미만, 예를 들어 약 10.6㎛ 내지 약 0.5㎛ 이하의 파장에서 적어도 하나의 레이저 빔(2)을 생성한다. 펄스 가스 방전 CO2 레이저 소스는 고전력 및 높은 펄스 반복 속도로 작동하는 DC 또는 RF 여기를 가질 수 있다.
레이저 빔(2)은 플라즈마 형성 영역(4)에서 주석에 입사된다. 레이저 에너지의 주석 증착은 플라즈마 형성 영역(4)에서 주석 플라즈마(7)를 생성한다. EUV 방사선을 포함하는 방사선은 플라즈마 이온과 전자의 여기 및 재결합 동안 플라즈마(7)로부터 방출된다.
EUV 광원에서, EUV는 조사 구역(irradiation site)으로 가는 경로에 있는 소스 물질의 액적이 조사 구역에서 후속 위상 변환을 위해 원래 또는 수정된 형태로 액적을 주로 조절하는 하나 이상의 펄스에 의해 타격(struck)되는 다단계 공정으로 생성될 수 있다. 이러한 맥락에서 컨디셔닝은 액적의 형상을 변경하는 것, 예를 들어 액적을 평평하게 하는 것, 또는 액적 재료의 재분포, 예를 들어 액적 재료의 일부를 미스트(mist)로서 적어도 부분적으로 분산시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 펄스가 소스 재료의 분포를 수정하기 위해 액적을 타격할 수 있고, 그 다음 후속 펄스가 수정된 액적을 타격해 EUV 방사선 또는 EUV 방출 플라즈마로 변환할 수 있다. 일부 시스템에서는 이러한 펄스가 동일한 레이저에 의해 제공되고 다른 시스템에서는 별도의 레이저에 의해 펄스가 제공된다. 이러한 컨디셔닝 펄스는 액적을 변환하는 펄스 또는 펄스들보다 시간상 더 빠르기 때문에 "프리펄스(prepulses)" 또는 "사전 펄스(pre-pulse)"라고도 한다. 수정된 액적에 충돌하여 EUV 방출 플라즈마로 변환하는 후속 펄스는 때때로 "메인 펄스(MP)" MP라고 지칭된다.
플라즈마로부터 방출된 EUV 방사선은 스펙트럼 프로파일을 가질 것이다. 예를 들어, EUV 방사선 빔(B)을 포함하는 EUV 광자는 에너지 범위를 가질 수 있다. 에너지 범위는 레이저 소스(1)로부터의 적어도 하나의 레이저 빔(2)의 특성에 의해 영향을 받을 수 있다. 사용자가 요구하는 대로 방출된 EUV 방사선의 스펙트럼 프로파일을 최적화하는 것이 유리하다. 따라서 레이저 소스(1)로부터의 적어도 하나의 레이저 빔(2)의 특성을 최적화하는 것이 유리하다. 예를 들어, 좁은 스펙트럼 프로파일로도 알려진 작은 범위의 에너지가 EUV 리소그래피에서 바람직할 수 있다. 이는 13.5nm 이외의 파장의 방사선은 EUV 리소그래피에 비효율적이어서 에너지 손실을 나타내기 때문이다. 13.5 nm 이외의 파장의 방사선은 방사선 빔(B)에서 제거될 수 있다. 13.5 nm 이외의 파장에서의 방출은 '대역 외(out of band)' 방출이라고도 한다. 특히 LPP 프로세스의 변환 효율을 증가시키기 위해 대역 외 방출을 줄이는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어 CO2 레이저와 같은 기존의 레이저 소스는 약 10 마이크론의 파장을 갖는 방사선을 생성한다. 이 파장의 방사선은 플라즈마 깊숙이 침투하지 않으므로 좁은 스펙트럼 프로파일이라고도 하는 작은 범위의 EUV 광자 에너지를 생성한다. 그러나 이 파장의 방사선은 연료 액적에서 반사되며, 예를 들어 주석 액적을 사용할 때 방사선의 약 30%가 반사될 수 있다. 반사된 방사선은 레이저 빔(2)의 에너지가 연료 액적에 의해 완전히 흡수되지 않고 따라서 EUV 방사선으로 완전히 변환되지 않는다는 것을 의미한다. 반사된 방사선은 입력 전력의 손실을 의미하므로 변환 효율이 감소한다. 반사는 또한 레이저 시스템(1) 또는 다른 장치로 다시 지향되는 고에너지 방사선으로 인해 장비를 손상시킬 수 있다. 연료 액적에서 레이저 방사선의 반사를 줄이는 것이 바람직하다.
약 1 마이크론의 파장을 갖는 방사선은 일반적인 연료 액적에서 무시할 수 있는 반사를 겪는다. 예를 들어 주석 액적을 사용할 때 방사선의 약 0%가 반사된다. 그러나 1 마이크론 방사선은 10 마이크론 방사선보다 연료 플라즈마에 더 깊숙이 침투한다. 더 깊은 침투는 플라즈마 내에서 밀도, 따라서 더 큰 광학 깊이(optical depth)로 인해 생성되는 광범위한 EUV 에너지를 초래할 수 있다. 좁은 스펙트럼 프로파일을 갖는 13.5 nm에서의 EUV 방사선, 예를 들어 13.5 nm의 1% 이내의 파장을 갖는 방사선이 바람직하다. 다른 에너지에서의 방사선('대역 외' 방사선이라고도 함)은 후속 EUV 리소그래피 프로세스에 사용되지 않으며 출력 손실을 의미한다. 대역 외 방사선은 변환 효율을 감소시킨다. 대역 외 방사선을 줄이는 것이 바람직하다.
1 마이크론 및 10 마이크론 이외의 중간 파장은 반사율과 대역 외 복사 사이에 유리한 절충안을 형성한다. 본 발명은 EUV 방사선 소스에서 사용하기 위한 중간 파장이 생성될 수 있도록 한다.
플라즈마에 의해 방출된 EUV 방사선은 수집기(5)에 의해 수집되고 집속된다. 수집기(5)는 예를 들어, 거의 수직으로 입사하는 방사선 수집기(near-normal incidence radiation collector)(5)(보다 일반적으로 수직 입사 방사선 수집기로 지칭됨)를 포함한다. 수집기(5)는 EUV 방사선(예를 들어, 13.5 nm와 같은 원하는 파장을 갖는 EUV 방사선)을 반사하도록 배열된 다층 미러 구조를 가질 수 있다. 수집기(5)는 2개의 초점을 갖는 타원형 구성을 가질 수 있다. 초점들 중 첫 번째 초점은 플라즈마 형성 영역(4)에 있을 수 있고 초점 중 두 번째 초점은 아래에서 논의되는 바와 같이 중간 초점(6)에 있을 수 있다.
수집기(5)에 의해 반사된 방사선은 EUV 방사선 빔(B)을 형성한다. EUV 방사선 빔(B)은 플라즈마 형성 영역(4)에 존재하는 플라즈마의 중간 초점(6)에 이미지를 형성하기 위해 중간 초점(6)에 집속된다. 중간 초점(6)은 조명 시스템(IL)에 대한 가상 방사선 소스로서 작용한다. 방사선 소스(SO)는 중간 초점(6)이 방사선 소스(SO)의 인클로징 구조(enclosing structure)(9) 내의 개구부(8)에 또는 그 근처에 위치되도록 배열된다. 방사선 소스(SO)의 인클로징 구조(9)는 플라즈마 형성 영역(4), 연료 방출기(3) 및 수집기(5)를 포함한다.
레이저 시스템(1)은 방사선 소스(SO)의 인클로징 구조(9)로부터 공간적으로 분리될 수 있다. 이 경우, 레이저 빔(2)은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(도시되지 않음) 및/또는 기타 광학 기구의 도움으로 레이저 시스템(1)에서 인클로징 구조(9)로 전달될 수 있다.
방사선 빔(B)은 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템(IL)으로 통과한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 미러 디바이스(faceted field mirror device)(10) 및 패싯 퓨필 미러 디바이스(faceted pupil mirror device)(11)를 포함할 수 있다. 패싯 필드 미러 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 미러 디바이스(11)는 함께 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 강도 분포를 갖는 방사선 빔(B)을 제공한다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)으로부터 통과하고 지지 구조(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에 입사한다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔(B)을 반사하고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 미러 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 미러 디바이스(11)에 추가하여 또는 대신에 다른 미러 또는 디바이스를 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)로부터의 반사에 이어 패터닝된 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)에 진입한다. 투영 시스템은 기판 테이블(WT)에 의해 지지되는 기판(W) 상으로 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성된 복수의 미러(13, 14)를 포함한다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔에 감소 인자를 적용하여 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피처보다 더 작은 피처를 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어 4의 감소 계수가 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS)이 도 1에서 2개의 미러(13, 14)를 갖지만, 투영 시스템은 임의의 수의 미러(예를 들어, 6개의 미러)를 포함할 수 있다.
방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)은 모두 외부 환경으로부터 격리될 수 있도록 구성 및 배열될 수 있다. 대기압보다 낮은 압력의 가스(예: 수소)가 방사선 소스(SO)의 인클로징 구조(9)에 제공될 수 있다. 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 진공이 제공될 수 있다. 대기압보다 훨씬 낮은 압력에서 소량의 가스(예: 수소)가 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 방사선 소스(SO)는 도시되지 않은 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 필터가 방사선 소스에 제공될 수 있다. 스펙트럼 필터는 EUV 방사선에 대해 실질적으로 투과성일 수 있지만 적외선 방사선과 같은 다른 파장의 방사선은 실질적으로 차단할 수 있다.
도 2는 메인 펄스(MP)의 생성의 예를 도시한다. 메인 펄스(MP)는 광 변조기, 예를 들어 전기 광 변조기(EOM)를 사용하여 생성될 수 있다. 도 2a는 점선(50) 사이에 레이저 시스템(1)의 시드 레이저로부터의 펄스(60)의 일부를 도시하며, 이는 예를 들어 사용되는 전기 광 변조기(EOM)에 의해 절단된다. EUV 방사선의 생성을 증가시키기 위해 메인 펄스(MP)의 전력이 증폭될 수 있다. 일 실시예에서, 메인 펄스(MP)는 메가와트(megawatts)(MW) 정도일 수 있다. 도 2b는 증폭 후 메인 펄스(MP)의 파형을 도시한다.
변환 효율에 대한 하나의 중요한 파라미터는 메인 펄스(MP) 페데스탈이다. 페데스탈 에너지, 공간적 및 시간적 형태는 주석 타겟 형성, MP 조사 전 주석의 공간적 분포 및 플라즈마 형성에 영향을 미칠 수 있다. 도 2c는 도 2b의 펄스 MP의 확대도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 2c에서 메인 펄스(MP) 이전의 페데스탈(70)을 알 수 있다. 이러한 종류의 페데스탈을 사전 페데스탈이라고도 한다.
메인 펄스(MP) 페데스탈(70)은 예를 들어 전기 광 변조기 EOM의 광 누출(optical leakage)에 의해 생성된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, EOM은 메인 펄스(MP)를 생성하기 위해 레이저 펄스(60)의 원하는 섹션에 도달하도록 시드 레이저 펄스(60)를 절단하는 데 사용된다. EOM 어셈블리 내에서, 때때로 EOM 컷에 의해 설정된 올바른 편광으로 레이저 빔을 전달하기 위해 적어도 하나의 편광 필터가 도입된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 편광 필터는 박막 편광기(Thin-Film Polarizers)(TFP)이다. 박막 편광기(TFP)의 유한한 소광비(extinction ratio)로 인해, EOM에서 광 누출이 발생한다. 이러한 누출은 도 2c에서 관찰된 펄스 페데스탈(70)로 이어져 더 증폭된다.
페데스탈의 절대값은 EOM 어셈블리에 존재하는 박막 편광기(TPF)를 디튜닝(de-tuning)함으로써 제어될 수 있다. 이는 레이저 빔에 대한 입사각을 변경하기 위해 TFP를 회전시켜 수행할 수 있다. 그러나 이 제어 기구의 단점은 시스템 정렬에 영향을 미친다는 것이다. 또한 현재 하드웨어로는 빠른 조정이 부족하여 수동 작업이 필요하다.
부가적으로, EOM의 동작을 변경함으로써 페데스탈 제어가 행해질 수 있다. 이는 시드 레이저에 의해 생성된 펄스의 지연과 해당 펄스를 절단하기 위한 EOM의 작동을 변경함으로써 달성된다. 예를 들어, 늦은 절단은 페데스탈 값을 증가시킬 수 있고 조기 절단은 페데스탈 값을 감소시킬 수 있다. 그러나 이 경우 페데스탈의 시작점에 대한 제한은 시드 레이저 펄스에 의해 결정된다. 따라서 시드 펄스의 상승 에지 길이는 300ns에서 200ns 사이일 수 있다. 따라서, 도 2c에 도시된 것처럼, 300ns보다 긴 페데스탈을 달성하는 것은 불가능하다.
시드 레이저 펄스 형상은 시드 레이저 캐비티 이득 및 손실 역학에 의해 현재 사용되는 형태로 결정될 수 있다. 이러한 요인은 쉽게 제어할 수 없다. 음향 광 변조기(Acousto-Optical Modulator, AOM)와 같은 광 변조기는 시드 레이저 캐비티 내부에서 생성된 펄스, 예를 들어 펄스(60)의 타이밍을 정의하는 데 사용할 수 있다. 직사각형 프로파일의 단일 AOM 트리거 펄스가 각 원하는 시드 레이저 펄스(60)에 적용된다. 트리거 펄스의 폭은 300ns에서 700ns 사이이며, 이 시간에 시드 레이저는 피크 전력에 도달하고 AOM 게이트가 다시 닫힌다.
전술된 단점을 극복하고 변환 효율을 높이기 위해서는 메인 펄스(MP)에 대해 더 긴 페데스탈을 제공하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 시스템(1)의 일부를 도시한다. 특히, 제어기(110) 및 광 변조기(120)를 포함하는 제어 모듈(100)이 설명된다. 광 변조기(120)는 음향-광 변조기(AOM) 또는 전기-광 변조기(EOM)일 수 있다. 또한, 광 변조기(120)는 광 변조기 드라이버(121)를 포함할 수 있다. 광 변조기 드라이버는 광 변조기를 개폐하는 액추에이터(actuator)이다.
예를 들어, 광 변조기가 AOM인 경우, 광 변조기 드라이버(121)는 AOM의 반사율 물질을 수정하는 음파를 생성하는 압전 변환기(piezo-electric transducer)일 수 있다. 이는 입사 레이저 빔에서 AOM을 열거나 닫을 수 있다. 본 발명에 따르면, 광 변조기, 예를 들어 AOM의 "개방" 상태 또는 "폐쇄" 상태는, 광 변조기가 입사 빔 또는 그 특정 구성 요소가 레이저의 출력 미러를 향해 전파되는 것을 허용하는지 여부를 의미한다. AOM이 레이저 캐비티를 갖는 경우, AOM은 상기 레이저 캐비티로부터의 임의의 방사선을 통과시키거나 차단할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 레이저 캐비티로부터의 임의의 방사선을 차단하는 것은 입사 방사선이 레이저 캐비티를 떠날 수 없도록 하는 방식으로 입사 방사선을 편향시키는 것으로 이해될 수 있다. 광 변조기(120)가 EOM인 경우, 광 변조기 드라이버(121)는 EOM의 반사율 물질을 변형시키는 전압 또는 전기장을 생성하는 DC 전압 생성기 또는 저주파 전기장 생성기일 수 있다. 이러한 변형은 입사 레이저 빔에서 EOM을 열거나 닫을 수 있다. EOM의 사용과 관련하여 AOM에 비해 EOM이 더 빠른 시간 응답을 가질 수 있으므로 생성된 페데스탈을 더 잘 제어할 수 있음을 알 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 적용되는 EOM은 원하는 전기 광학 효과를 달성하기 위해 포켈스 셀(Pockels cell)을 포함할 수 있다. EOM은 예를 들어 입사 광선 또는 입사 방사선의 특성을 변조하거나 변경하는 데 사용된다. 다른 실시예에서, TPF와 같은 선택 요소와 결합될 때 상기 변경은 또한 임의의 입사 레이저 빔으로부터 EOM을 개방 및/또는 폐쇄할 수 있다. EOM이 레이저 캐비티와 함께 있는 경우, EOM은 레이저 캐비티를 통과하게 하거나 상기 레이저 캐비티로부터의 방사선을 차단할 수 있다.
다른 실시예에서, 광 변조기는 도면에 도시되지 않은 광 셔터(120), 및 광 변조기 드라이버(121)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 광 변조기 드라이버(121)는 광 셔터를 개방 및/또는 폐쇄하도록 구성된다.
이 실시예에서, 제어기(110)는 광 변조기(120)를 활성화 및 비활성화하기 위한, 즉 광 변조를 트리거하기 위한 적어도 하나의 트리거링 신호를 생성하도록 구성된다. 즉, 트리거링 신호를 광학 모듈에 제공함으로써 입사 빔이 일시적으로 변조된다. 이러한 일시적인 변조는 방사선 펄스를 유발하는 것으로 간주할 수 있다. 제어기(110)는 킥 펄스(112a, 112b, 112c)를 생성하는 킥 펄스 생성기(112) 및, 레이저 펄스(113a, 113b, 113c)를 생성하는 레이저 펄스 생성기(113)를 더 포함한다. 추가적으로, 제어기(110)는 지연 발생기(114) 및 로직 박스(115)를 더 포함할 수 있다.
지연 발생기(114) 및 로직 박스(115)는 원하는 트리거링 신호(111a, 111b, 111c)를 생성하기 위해 임의의 수신된 펄스를 수정하도록 구성된다. 특히, 지연 발생기는 킥 펄스 발생기(112) 및 레이저 펄스 발생기(113)로부터 수신된 신호의 시간에 대해 지연 또는 선행(advance)을 도입하도록 구성된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 레이저 펄스(113a, 113b, 113c), 특히 펄스의 시간적 배치가 고정되어, 지연 발생기(114)를 통과한 후에도 변경되지 않은 채로 유지된다. 반면에 이 실시예에서 킥 펄스(112a, 112b, 112c)는 시간에 따라 수정되거나 변위될 수 있다. 로직 박스(115)와 관련하여, 로직 박스(115)는 수신된 임의의 입력 신호에 대해 임의의 로직 연산을 수행하도록 구성된다. 도 3a, 3b 및 3c에 도시된 예에서, 로직 박스(115)는 AND 박스이며, 즉 수신된 2개의 입력 신호를 일시적으로 추가하거나 중첩한다.
도시되지 않은 예에서, 지연 발생기는 로직 AND 포트 형태의 신호 결합기일 수 있다. 이 실시예에서 로직 박스(115)는 사용되지 않을 수 있다.
도 3a에서, 트리거링 신호(111a)는 킥 펄스(112a) 및 후속적으로 레이저 펄스(113a)를 포함한다. 지연 발생기(114)는 킥 펄스(112a)를 선행시키고 레이저 펄스(113a)는 변경되지 않은 채로 유지된다. 그 다음, 로직 박스(115)는 트리거링 신호(111a)를 생성하는 두 펄스를 추가한다.
전술된 바와 같이, 지연 발생기(114)는 수신된 펄스 중 임의의 것을 지연 또는 선행시킴으로써 수신된 펄스의 순서를 수정하도록 추가로 구성된다. 도 3b 및 도 3c는 각각 지연 발생기(114)의 작동 동작의 예를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 3b는 지연 발생기(114)가 레이저 펄스(113b)에 대해 킥 펄스(112b)를 지연시킨 예를 도시한다. 따라서, 로직 박스(115)를 통과한 후, 트리거링 신호(111b)는 레이저 펄스(113b) 및 후속적으로 킥 펄스(112b)를 포함한다.
동일한 방식으로, 도 3c는 지연 발생기(114)가 2개의 킥 펄스(112c)를 시간적으로 수정한 예를 도시한다. 보다 구체적으로, 제1 킥 펄스가 선행하고 제2 킥 펄스가 더 지연된 반면, 레이저 펄스(113c)는 변경되지 않은 상태로 유지된다. 따라서, 로직 박스(115)를 통과한 후, 제1 및 제2 킥 펄스 사이에 레이저 펄스(113)가 일시적으로 추가되었다. 결과적으로, 트리거링 신호(111c)는 제1 킥 펄스, 후속적으로 레이저 펄스(113c) 및 추가로 후속적으로 제2 킥 펄스를 포함한다. 트리거링 신호의 다른 대안이 가능하다.
트리거링 신호(111a, 111b, 111c)의 형태는 메인 펄스(MP)의 페데스탈의 위치 및 길이를 정의할 것이다. 보다 구체적으로, 트리거링 신호(111a)는 메인 펄스(MP)에 사전 페데스탈을 제공할 수 있고, 트리거링 신호(111b)는 메인 펄스(즉, 사후 페데스탈) 이후의 페데스탈을 메인 펄스(MP)에 제공할 수 있으며, 트리거링 신호(111c)는 사전 페데스탈 및 사후 페데스탈을 갖는 메인 펄스(MP)를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스를 생성하기 위한 레이저 장치가 설명된다. 이러한 성형된 레이저 펄스는 예를 들어, EUV 방사선을 생성하기 위해 본 발명에 따른 EUV 방사선 소스에 사용된다. 레이저 장치는 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스 및 도 3의 제어 모듈(100)을 포함한다. 일 예에서 레이저 소스는 CO2레이저 또는 고체 상태 레이저일 수 있다. 고체 상태 레이저는 YAG 레이저일 수 있다. 레이저 방출 빔의 주파수는 0.9um 내지 10.7um 범위일 수 있다.
이 특정 예에서, 레이저 소스는 10.6um의 CO2레이저이고 광 변조기는 AOM이며 레이저 캐비티 내부에 위치한다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 제어 모듈(100)에 의해 생성된 트리거링 신호(111a)를 이용하여 생성된 메인 펄스(MP)의 결과를 나타낸다. 킥 펄스(112a)는 100ns의 폭을 포함하고 레이저 펄스(113a)는 600ns의 폭을 포함한다.
위에서 상세하게 설명된 바와 같이, 광 변조기의 동작 및 제어기의 동작의 적절한 제어에 의해, 상이한 킥 펄스가 생성될 수 있고, 이는 레이저 펄스와 협력할 때 레이저 펄스가 개선된 페데스탈을 가질 수 있도록 한다. 특히, 킥 펄스의 폭, 및 킥 펄스의 시간적 배치가, 예를 들어 레이저 펄스 전 또는 후가 되도록 제어할 수 있으므로, 발생하는 페데스탈을 제어할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 인가된 펄스의 진폭, 특히 인가된 하나 이상의 킥 펄스의 진폭이 또한 제어될 수 있고, 따라서 생성된 레이저 펄스의 발생 페데스탈을 제어하기 위한 추가 파라미터를 제공할 수 있다. 이와 같이, 일 실시예에서, 인가된 킥 펄스의 진폭은 인가된 레이저 펄스의 진폭보다 높거나 낮을 수 있다.
도 4는 본 발명의 레이저 장치에 의해 생성된 새로운 메인 펄스(200)와 표준 레이저 장치, 즉 본 발명의 제어 모듈이 없는 레이저 장치에 의해 생성된 기존 메인 펄스(300) 사이의 비교를 도시한다. 본 발명은 제어 모듈(100)이 각각의 원하는 레이저 펄스에 대한 추가 트리거를 사용하여 레이저 장치를 제어하는 방법을 설명한다. 이 제어는 펄스-펄스 기반으로 적용되어 구동 레이저에 대한 펄스 대 펄스 페데스탈 제어가 가능하다. 이러한 방식으로 생성된 메인 펄스(MP)의 형상을 제어할 수 있다. 최적의 변환 효율을 유지하기 위해 사전 및/또는 사후 페데스탈 에너지 또는 진폭 레벨은 특정 범위 아래에서 유지되어야 한다.
특히, 킥 펄스(112a)는 시드 레이저를 트리거하는 레이저 펄스(113a)보다 수백 ns 앞서 생성된다. 이 킥 펄스(112a)는 일시적으로 레이저를 시작하고 다시 레이저를 중지한다. 메인 펄스(MP)는 약 500ns 후에 와서 레이저를 시작한다. 이러한 추가 펄스는 도 4와 같이 레이저 펄스의 리딩 에지(leading edge)의 상승 시간을 증가시킨다.
더욱 긴 리딩 에지를 갖는 이러한 펄스 형상에 의해, 고가의 하드웨어를 필요로 하지 않고 페데스탈 연장 효과를 생성하는 것이 가능하다. 도 4는 킥 펄스가 없는 베이스라인과 폭이 100ns인 킥 펄스 간의 차이를 도시한다. 시드 펄스의 리딩 에지가 변경되고 이는 도 5에 도시된 바와 같이 증폭기 출력 페데스탈로 전파된다. 이로 인해, 킥 펄스와 레이저 펄스 사이의 델타 지연을 통해 페데스탈 시작 시간을 제어할 수 있으며, 킥 펄스의 폭에 따라 페데스탈 크기를 제어할 수 있다. 따라서 메인 펄스에 대한 이중 트리거 펄스를 생성할 수 있다. 제어기(100)는 1 나노초의 정확도로 이러한 이중 트리거를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 레이저 장치에 의해 생성된 새로운 페데스탈(80)과 본 발명의 제어 모듈이 없는 레이저 장치에 의해 생성된 기존 페데스탈(70) 사이의 메인 펄스(MP)의 증폭 후 비교를 도시한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 새로운 페데스탈(80)은 기존 페데스탈(70)보다 훨씬 더 길다. 새로운 페데스탈(80)은 300ns보다 길어서 최신 기술에 나타난 문제를 극복한다. 유리하게는, EUV 방사선 소스에 적용될 때, 새로운 페데스탈(80)은 본 발명의 제어 모듈 없이 생성된 기존 페데스탈(70)과 비교하여 최대 15%로 EUV 방사선의 변환 효율을 증가시킨다. 결과적으로 더 많은 EUV 전력이 생성된다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 추가 실시예를 설명한다. 더 구체적으로, 도 6 내지 도 9는 예를 들어 EUV 방사선을 생성하는 데 사용되는 레이저 소스(200)의 예를 도시한다. 도 6의 예와 관련하여, 적어도 하나의 트리거링 신호(210)를 제공하도록 구성된 제어기(209)를 포함하는 레이저 소스(200)를 도시한다. 적어도 하나의 트리거링 신호는 서로에 대해 상이한 폭을 갖는 적어도 2개의 펄스를 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 적어도 2개의 펄스는 또한 상이한 진폭을 가질 수 있거나 상이한 폭을 갖는 것에 대한 대안으로서 상이한 진폭을 가질 수 있음에 유의한다. 레이저 소스(200)는 제어기(209) 및 레이저 소스(200)의 레이저 소스 캐비티(204)에 결합된 광 변조기(203)를 더 포함한다. 광 변조기(203)는 레이저 소스(200)가 적어도 하나의 트리거링 신호(210)의 제어 하에 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스(205)를 방출하게 하도록 구성되며, 여기서 각각의 성형된 레이저 펄스(205)의 방출은 각각의 트리거링 신호(210)와 연관된다. 다르게 표현하면, 본 발명의 실시예에 따라, 레이저 소스(200)의 동작은 각각의 트리거링 신호(210)가 대응하는 레이저 펄스(205)를 발생시키도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 트리거링 신호의 펄스의 수는 방출되는 성형된 레이저 펄스의 수보다 크다. 다르게 표현하면, 성형된 레이저 펄스(205)와 같은 단일 성형된 레이저 펄스의 생성을 유발하는 트리거링 신호는 하나 이상의 트리거링 펄스를 가질 것이다.
하나의 펄스를 생성하기 위해 상이한 폭 및/또는 상이한 진폭을 갖는 적어도 2개의 펄스를 포함하는 트리거링 신호를 사용함으로써, 본 발명의 레이저 소스는 방출된 레이저 펄스의 에너지 분포를 수정하도록 구성된다. 다시 말해서, 본 발명의 레이저 소스는 방출된 레이저 펄스를 성형하거나 펄스 성형(pulse shaping)하도록 구성된다. 따라서, 본 발명의 레이저 소스는 더 긴 페데스탈 또는 성형된 펄스를 갖는 레이저 펄스를 방출하도록 구성되며, 이는 차례로 유리하게는 레이저 캐비티로부터 직접 방출된다. 또한, 레이저 소스 캐비티로부터 직접 형성되는 펄스는 방출된 성형된 레이저 펄스의 페데스탈 레벨을 수정할 수 있도록 한다. 현재 레이저 소스보다 긴 페데스탈로 펄스의 특정 형상을 방출하는 것은 유리하게는 생성된 EUV의 CE를 증가시킨다.
도 6 내지 도 9의 레이저 소스의 제어기는 타겟이 EUV 방사선을 생성하기 위한 타겟 위치 내에 위치한다는 것을 표시하기 위한 타겟 신호를 수신하고, 타겟 신호를 수신한 후 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스를 생성하기 위해 광 변조기에 대한 적어도 하나의 트리거링 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 6 내지 도 9의 레이저 소스는 지연 발생기를 포함할 수 있다. 이는 또한 로직 박스를 더 포함할 수 있다. 지연 발생기 또는 로직 박스의 기능은 도 3에서 설명되었으며 도 6 내지 9의 실시예에도 적용된다.
도 6의 실시예에서, 레이저 소스(200)는 후방 미러(201), 출력 미러(202) 및 CO2 가스 매질(203)을 포함하는 CO2 레이저이다. 다른 타입의 레이저 소스는 고체 상태 레이저, 예를 들어, YAG 레이저일 수 있다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 광 변조기(203)는 레이저 캐비티 내에 위치된다. 이 실시예에서, 광 변조기는 Q-스위치 변조기이고 Q-스위치 변조기의 변조기 깊이는 90% 내지 100% 범위 내에 있다. Q-스위치 변조기의 변조기 깊이를 감소시키는 것은 생성된 레이저 펄스의 지터(jitter)를 유리하게 감소시킨다. 추가적인 실시예에서, Q-스위치 변조기는 음향-광 변조기(AOM) 또는 전기-광 변조기(EOM)일 수 있다.
다른 예에서, 레이저 소스(200)는 제2 광 변조기(207)를 포함할 수 있다. 제2 광 변조기(207)는 도 6에 도시된 바와 같이 레이저 소스로부터 분리될 수 있다. 이 예에서, 제2 광 변조기(207)는 EOM이다. 제2 광 변조기는 성형된 레이저 펄스(205)를 절단하여 추가적인 절단된 성형된 펄스(208)를 얻도록 구성된다. 성형된 레이저 펄스를 절단하는 목적은 생성된 EUV의 CE를 증가시키기 위해 성형된 펄스(205)의 가장 최적의 영역을 사용하는 것이다.
일 실시예에서, 레이저 소스(200)는 제어 모듈을 포함할 수 있고, 여기서 광 변조기 및 제어기는 제어 모듈 내에 포함된다. 따라서 도 1 내지 도 5의 제어 모듈은 도 6의 레이저 소스에 사용될 수 있다.
도 7은 도 6의 레이저 소스(200)의 AOM(203)의 작동 동작의 예를 도시한다. AOM(203)은 도 3a 및 6에 도시된 바와 같이 광 변조기 드라이버(121) 및 결정(crystal)(214)을 포함한다. 광 변조기 드라이버(121)는 결정의 굴절률을 변경하는 결정(214)을 통해 초음파(213)를 방출한다. 초음파는 음향 광 변환기를 통해 무선 주파수(RF) 신호에 의해 생성된다. 광 변조기 드라이버(121)가 활성화되면 CO2 레이저 캐비티(206)는 빔을 방출할 수 없고, 광 변조기 드라이버(121)의 활성화는 입사 빔이 편향되게 하며, 빔(215)은 AOM 결정(214)에 의해 레이저 캐비티의 출력 미러에서 다른 각도로 도달하도록 한다. Q-스위치 변조기의 이러한 작동은 예를 들어 레이저 빔이 생성되지 않으므로 "닫힘" 상태의 작업이라고 칭한다. 광 변조기 드라이버(121)가 정지하면 RF 신호가 갑자기 멈추고 Q-스위치 결정(214) 내의 초음파 필드는 사라진다. 이는 스위치가 "개방"되고 공진기가 발진된(oscillated) 광 빔 출력(216)으로 높은 Q 값을 재개한다는 것을 의미한다. 따라서 Q 값은 한 번 교번(alternate)하여 레이저로부터 Q-스위치 펄스 출력을 생성한다. 다른 유형의 Q-스위치는 다르게 작동할 수 있으며 본 발명의 레이저 소스에 사용될 수 있다.
일 예에서, 연료 액적을 생성하도록 구성된 연료 방출기; 및 플라즈마 형성 영역에서 연료 액적을 플라즈마로 변환하기 위해 방사선으로 연료 액적을 조명하도록 구성된 레이저 시스템을 포함한다. 여기서 레이저 시스템은 도 6 내지 도 9의 레이저 소스를 포함한다. 또한 예로서, 도 1은 EUV 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 설명할 수 있다.
도 8 및 9는 제2 광 변조기(207)인 EOM을 사용하여 본 발명의 레이저 소스의 작동 동작을 도시한다. 유리하게는, AOM(203)은 EOM(207)에 의해 이후에 절단되는 성형된 펄스(205)를 생성한다. 제1 광 변조기(203)에 의해 CO2 레이저 캐비티에서 직접 성형 펄스를 생성하고 이후 제2 광 변조기(207)에 의해 절단되는 조합의 시너지 효과는 도 9a의 증폭된 신호에서 볼 수 있는 것처럼 확장된 페데스탈을 생성한다. 이 레이저 소스가 EUV 소스에 사용될 때, EUV 소스의 변환 효율을 유리하게 증가시킨다.
도 8은 트리거링 신호(210)의 기능에서 레이저 소스(200)로부터의 성형된 펄스(205)를 도시한다. 트리거링 신호(210)의 지속 기간은 10 마이크로초 내지 50 마이크로초 범위 내에 있을 수 있다. 도 8의 상부 그래프는 제1 킥 펄스(KP) 및 레이저 펄스(LP)를 포함하는 트리거링 신호(210)를 도시하며, 여기서 트리거링 신호(210)는 제1 킥 펄스 및 후속하여 레이저 펄스를 포함한다. KP의 폭은 50ns 내지 200n 범위일 수 있다. LP의 폭은 400ns에서 700ns 사이일 수 있다. 도 3에 도시된 예를 고려하여 트리거링 신호의 임의의 다른 조합이 이루어질 수 있다. 추가적인 실시예에서, 제1 킥 펄스 및 레이저 펄스(LP)의 진폭은 예를 들어, 50mV 내지 5V의 무선 주파수 전압 범위에 있을 수 있다. 제1 광 변조기가 EOM인 다른 실시예에서, 제1 킥 펄스 및 레이저 펄스(LP)의 진폭은 예를 들어, 수백 내지 수천 볼트의 고전압 범위에 있을 수 있다.
추가적인 실시예에서, 제어기는 트리거링 신호의 펄스들 사이의 시간차 또는 시간 위치를 수정하도록 추가로 구성된다. 유리하게는, 이 실시예는 성형된 펄스의 에너지 분포를 더 잘 제어할 수 있게 하고, 결과적으로 생성된 페데스탈의 제어를 향상시킨다. 다른 실시예에서, 제어기는 생성된 EUV의 기능, 즉 EUV 방사선의 전력 레벨 및/또는 빔 형상의 기능으로 EUV 신호를 수신하도록 추가로 구성된다. 추가적인 실시예에서, 제어기는 EUV 신호에 기초하여 트리거링 신호의 펄스의 폭 및 진폭을 수정하도록 추가로 구성된다. 추가적인 실시예에서, 제어기는 EUV 신호에 기초하여 트리거링 신호의 펄스들 사이의 시간차 또는 시간 위치를 수정하도록 추가로 구성된다.
도 9는 본 발명의 레이저 소스(200)와 표준 레이저 소스로 생성된 성형된 펄스(305) 사이의 비교를 도시한다. 도 8 및 도 9a에서 알 수 있는 바와 같이, 트리거링 신호(210)는 레이저 펄스의 분포를 수정한다. 보다 구체적으로, 성형된 펄스(305)의 에너지는 표준 레이저 펄스(311)보다 더 긴 주기로 분포되며, 표준 레이저 펄스(311)의 페데스탈은 -500ns 부근에서 시작하고 성형 펄스(305)의 페데스탈은 -1000ns 부근에서 시작한다. 도 9a의 범위(302)에 도시된 바와 같이, 성형된 펄스(305)의 페데스탈 범위 또는 지속 시간은 표준 레이저 펄스(311)의 페데스탈 범위 또는 지속 시간보다 크다. 결과적으로 그리고 EOM의 유한한 소광비로 인해 EOM 307 절단 후 출력되는 에너지는 더 크고, 이는 도 9b에 도시된 것처럼 더 긴 페데스탈로 이어진다.
도 9b는 절단된 성형된 펄스(308)의 페데스탈 범위 또는 지속 시간, 즉 성형된 펄스(305)의 EOM 절단 이후를 도시한다. 이는 또한 표준 레이저 펄스(311)의 EOM 절단 이후의 절단된 표준 절단 펄스(312)의 페데스탈 범위 또는 지속시간을 도시한다. 에너지 레벨에서 알 수 있는 바와 같이, 절단된 성형된 펄스(308) 및 컷 표준 절단 레이저 펄스(312)는 더 나은 식별을 위해 증폭되었다. 절단된 성형된 펄스(308)의 페데스탈은 표준 절단 레이저 펄스(312)보다 더 길고 더 높은 에너지를 갖는다. 유리하게는, 절단된 성형된 펄스(308)는 표준 절단 레이저 펄스(312)와 비교하여 본 발명의 레이저 소스를 포함하는 EUV 소스의 용기에서 CE를 15%까지 증가시킨다.
추가적인 예에서, 도 6 내지 도 9 중 어느 하나의 레이저 소스를 제공하는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하는 방법이 설명된다. 이후, 레이저 소스를 사용하여 레이저 빔을 생성하며 제어기로부터 광 변조기로 전송하고, 트리거 신호는 복수의 펄스를 포함한다. 마지막으로, 트리거링 신호를 기반으로 성형된 펄스(205)를 생성하기 위한 광 변조기를 활성화 및 비활성화한다.
본 명세서에서 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 실시예에 대한 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 메트롤로지 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 물체를 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 도구로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 도구는 진공 조건 또는 주변(비진공) 조건을 사용할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 위의 설명은 제한이 아니라 예시를 위한 것이다. 따라서, 아래에 설명된 조항의 범위를 벗어나지 않고 기술된 바와 같이 본 발명에 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
1. 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스를 생성하기 위한 레이저 소스로서,
레이저 소스 캐비티;
레이저 소스 캐비티 내부의 방사선 빔을 변조하도록 구성된 광 변조기(optical modulator); 및
광 변조기에 적어도 하나의 트리거링 신호를 제공하도록 구성된 제어기를 포함하며, 적어도 하나의 트리거링 신호는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 상이한 진폭을 갖는 적어도 2개의 펄스를 포함하고,
광 변조기는 레이저 소스로 하여금 각각의 트리거링 신호의 제어 하에 성형된 레이저 펄스를 방출하게 하도록 구성되는, 레이저 소스.
2. 제 1 항에 있어서, 제2 광 변조기를 더 포함하는, 레이저 소스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제어기는:
타겟이 EUV 방사선을 생성하기 위한 타겟 위치 내에 위치한다는 것을 나타내는 타겟 신호를 수신하고,
타겟 신호를 수신한 후, 적어도 하나의 페데스탈(pedestal)을 포함하는 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스를 생성하기 위해 광 변조기로 적어도 하나의 트리거링 신호를 전송하도록 더 구성되는, 레이저 소스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 변조기는 레이저 소스 캐비티 내에 위치하는, 레이저 소스.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 변조기는 Q-스위치 변조기(Q-switch modulator)이고, Q-스위치 변조기의 변조기 깊이(modulator depth)는 90% 내지 100% 범위 내에 있는, 레이저 소스.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는 지연 발생기(delay generator)를 더 포함하는, 레이저 소스.
7. 제 6 항에 있어서, 제어기는 로직 박스(logic box)를 더 포함하는, 레이저 소스.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 트리거링 신호의 지속기간은 10 마이크로초 내지 50 마이크로초 범위 내에 있는, 제어 모듈.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 트리거링 신호의 펄스 중 하나는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제1 킥 펄스(kick pulse)인, 레이저 소스.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 트리거링 신호의 펄스 중 하나는 400ns 내지 700ns 범위 내의 폭을 포함하는 레이저 펄스인, 레이저 소스.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 트리거링 신호는 제1 킥 펄스 및 후속하여 레이저 펄스를 포함하는, 레이저 소스.
12. 제 11 항에 있어서, 트리거링 신호는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제2 킥 펄스를 더 포함하고, 제2 킥 펄스는 레이저 펄스에 후속하는, 레이저 소스.
13. 제 5 항에 있어서, Q-스위치 변조기는 음향-광 변조기(acoustic-Optical Modulator) 또는 전기-광 변조기(electro-optic modulator)인, 레이저 소스.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저 소스는 CO2 레이저 또는 고체 상태 레이저인, 레이저 소스.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 모듈을 더 포함하는, 레이저 소스.
16. 제 15 항에 있어서, 광 변조기 및 제어기는 제어 모듈 내에 포함되는, 레이저 소스.
17. EUV 방사선 소스로서, 연료 액적을 생성하도록 구성된 연료 방출기; 및
연료 액적을 플라즈마로 변환하기 위해 플라즈마 형성 영역에서 방사선으로 연료 액적을 조명하도록 구성된 레이저 시스템을 포함하며,
레이저 시스템은 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 레이저 소스를 포함하는, EUV 방사선 소스.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 EUV 방사선 소스를 포함하는, 리소그래피 시스템.
19. 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하기 위한 방법으로서,
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 레이저 소스를 제공하는 단계,
레이저 소스로 레이저 빔을 생성하는 단계,
제어기로부터 광 변조기로 복수의 펄스를 포함하는 트리거링 신호를 전송하는 단계, 및
트리거링 신호를 기반으로 광 변조기를 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함하는, 방법.
20. 레이저 빔을 제어하기 위한 제어 모듈로서,
레이저 빔을 변조하도록 구성된 광 변조기,
광 변조기를 제어하며 광 변조기를 활성화 및 비활성화하도록 구성된 제어기를 포함하고,
제어기는 레이저 빔으로부터 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하기 위해 적어도 하나의 트리거링 신호를 광 변조기로 전송하도록 더 구성되는, 제어 모듈.
21. 제 20 항에 있어서, 트리거링 신호는 복수의 펄스를 포함하는, 제어 모듈.
22. 제 21 항에 있어서, 2개의 펄스 사이의 시간 지연은 200ns 내지 1000ns의 범위 내에 있는, 제어 모듈.
23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 펄스들 중 하나는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제1 킥 펄스인, 제어 모듈.
24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 펄스 중 하나는 400ns 내지 700ns 범위 내의 폭을 포함하는 레이저 펄스인, 제어 모듈.
25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 트리거링 신호는 제1 킥 펄스 및 후속적으로 레이저 펄스를 포함하는, 제어 모듈.
26. 제 25 항에 있어서, 트리거링 신호는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제2 킥 펄스를 더 포함하고, 제2 킥 펄스는 레이저 펄스에 후속하는, 제어 모듈.
27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는 지연 발생기를 더 포함하는, 제어 모듈.
28. 제 27 항에 있어서, 제어기는 로직 박스를 더 포함하는, 제어 모듈.
29. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 트리거링 신호들의 각각의 신호는 10 마이크로초 내지 50 마이크로초 범위 내의 지속 기간을 포함하는, 제어 모듈.
30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 변조기는 음향-광 변조기 또는 전기-광학 변조기인, 제어 모듈.
31. 레이저 장치로서,
레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스, 및
제 20 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 따른 제어 모듈을 포함하는, 레이저 장치.
32. 제 31 항에 있어서, 레이저 소스는 CO2 레이저 또는 고체 상태 레이저인, 레이저 장치.
33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 제어 모듈은 레이저 소스에 통합되는, 레이저 장치.
34. 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 변조기는 레이저 캐비티 내부에 위치되는, 레이저 장치.
35. EUV 방사선 소스로서,
연료 액적을 생성하도록 구성된 연료 방출기; 및
플라즈마 형성 영역에서 연료 액적을 플라즈마로 변환하기 위해 방사선으로 연료 액적을 조명하도록 구성된 레이저 시스템을 포함하며,
레이저 시스템은 제 31 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항의 레이저 장치를 포함하는, EUV 방사선 소스.
36. 제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 따는 EUV 방사선 소스를 포함하는, 리소그래피 시스템.
37. 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하기 위한 방법으로서,
제 32 항 내지 제 34 항 중 어느 하나의 레이저 장치를 제공하는 단계,
레이저 소스로 레이저 빔을 생성하는 단계,
복수의 펄스를 포함하는 트리거 신호를 제어기로부터 광 변조기로 전송하는 단계, 및
트리거 신호를 기반으로 광 변조기를 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함하는, 방법.

Claims (22)

  1. 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스를 생성하기 위한 레이저 소스로서,
    레이저 소스 캐비티;
    상기 레이저 소스 캐비티 내부의 방사선 빔을 변조하도록 구성된 광 변조기(optical modulator); 및
    상기 광 변조기에 적어도 하나의 트리거링 신호를 제공하도록 구성된 제어기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 트리거링 신호는 서로에 대해 상이한 폭 및/또는 상이한 진폭을 갖는 적어도 2개의 펄스를 포함하고,
    상기 광 변조기는 상기 레이저 소스로 하여금 각각의 트리거링 신호의 제어 하에 성형된 레이저 펄스를 방출하게 하도록 구성되는,
    레이저 소스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제2 광 변조기를 더 포함하는,
    레이저 소스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어기는:
    타겟이 EUV 방사선을 생성하기 위한 타겟 위치 내에 위치한다는 것을 나타내는 타겟 신호를 수신하고,
    상기 타겟 신호를 수신한 후, 적어도 하나의 페데스탈(pedestal)을 포함하는 적어도 하나의 성형된 레이저 펄스를 생성하기 위해 상기 광 변조기로 상기 적어도 하나의 트리거링 신호를 전송하도록 더 구성되는,
    레이저 소스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 변조기는 상기 레이저 소스 캐비티 내에 위치하는,
    레이저 소스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 변조기는 Q-스위치 변조기(Q-switch modulator)이고, 상기 Q-스위치 변조기의 변조기 깊이(modulator depth)는 90% 내지 100% 범위 내에 있는,
    레이저 소스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 지연 발생기(delay generator)를 더 포함하는,
    레이저 소스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어기는 로직 박스(logic box)를 더 포함하는,
    레이저 소스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 트리거링 신호의 지속기간은 10 마이크로초 내지 50 마이크로초 범위 내에 있는,
    제어 모듈.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트리거링 신호의 펄스 중 하나는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제1 킥 펄스(kick pulse)인,
    레이저 소스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트리거링 신호의 펄스 중 하나는 400ns 내지 700ns 범위 내의 폭을 포함하는 레이저 펄스인,
    레이저 소스.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 트리거링 신호는 상기 제1 킥 펄스 및 후속하여 상기 레이저 펄스를 포함하는,
    레이저 소스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 트리거링 신호는 50ns 내지 200ns 범위 내의 폭을 포함하는 제2 킥 펄스를 더 포함하고, 상기 제2 킥 펄스는 상기 레이저 펄스에 후속하는,
    레이저 소스.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 Q-스위치 변조기는 음향-광 변조기(acoustic-Optical Modulator) 또는 전기-광 변조기(electro-optic modulator)인,
    레이저 소스.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 소스는 CO2 레이저 또는 고체 상태 레이저인,
    레이저 소스.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 모듈을 더 포함하는,
    레이저 소스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광 변조기 및 상기 제어기는 상기 제어 모듈 내에 포함되는,
    레이저 소스.
  17. EUV 방사선 소스로서,
    연료 액적을 생성하도록 구성된 연료 방출기; 및
    상기 연료 액적을 플라즈마로 변환하기 위해 플라즈마 형성 영역에서 방사선으로 연료 액적을 조명하도록 구성된 레이저 시스템을 포함하며,
    상기 레이저 시스템은 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 레이저 소스를 포함하는,
    EUV 방사선 소스.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 EUV 방사선 소스를 포함하는,
    리소그래피 시스템.
  19. 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하기 위한 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 레이저 소스를 제공하는 단계;
    상기 레이저 소스로 레이저 빔을 생성하는 단계;
    제어기로부터 광 변조기로 복수의 펄스를 포함하는 트리거링 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 트리거링 신호를 기반으로 상기 광 변조기를 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 레이저 빔을 제어하기 위한 제어 모듈로서,
    레이저 빔을 변조하도록 구성된 광 변조기; 및
    상기 광 변조기를 제어하며 상기 광 변조기를 활성화 및 비활성화하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 레이저 빔으로부터 적어도 하나의 페데스탈을 포함하는 적어도 하나의 레이저 펄스를 생성하기 위해 적어도 하나의 트리거링 신호를 상기 광 변조기로 전송하도록 더 구성되는,
    제어 모듈.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 트리거링 신호는 복수의 펄스를 포함하는,
    제어 모듈.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 트리거링 신호는 상기 제1 킥 펄스 및 후속하여 상기 레이저 펄스를 포함하는,
    제어 모듈.
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