KR102269695B1 - 극자외선 광 생성 장치 - Google Patents
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Abstract
극자외선 광 생성 장치가 제공된다. 상기 극자외선 광 생성 장치는, 소스 광과 반응하여 극자외선 광을 생성하는 드랍릿(droplet)을 제공하는 드랍릿 발생부, 상기 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부, 및 상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿의 도달 위치를 감지하는 복수 개의 압력감지센서를 포함하는 드랍릿 감지부를 포함한다.
Description
본 발명은 극자외선 광 생성 장치에 관한 것이다.
최근에는, 반도체 소자의 미세한 가공을 위해, 극자외선 광을 이용하는 리소그래피(lithography) 공정이 제안되고 있다. 리소그래피 공정이란, 회로 패턴이 그려진 마스크를 통해 빛이나 빔을 실리콘 기판 상에 축소 투영하고, 포토레지스트 재료를 감광시켜 전자 회로를 형성하는 공정이다.
광 리소그래피(optical lithography) 공정에 의하여 형성되는 회로의 최소 가공 치수는 광원의 파장에 의존한다. 따라서, 반도체 소자를 가공하기 위한 광 리소그래피 공정에서, 광원의 단파장화가 필요하다. 차세대 리소그래피 광원으로서, 극자외선(Extreme Ultra Violet, EUV) 광원이 적절하다. 극자외선 광은 약 1 내지 100nm의 파장을 갖는다. 극자외선 광은 모든 물질에 대해 흡수율이 높기 때문에, 렌즈 등의 투과형 광학계를 이용하기 어렵고, 반사형 광학계를 이용한다.
광원 플라즈마 생성은, 레이저 조사 방식에 의한 광원 플라즈마 생성(Laser Produced Plasma, LPP)과 펄스 파워 기술에 의해 구동되는 가스 방전 방식에 의한 광원 플라즈마 생성(Discharge Produced Plasma, DPP)이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 극자외선 광 생성 장치에 이용되는 드랍릿(droplet)을 일정한 시간 간격으로 일정한 위치로 제공하여, 드랍릿이 CO2 레이저와 반응하는 효율을 증가시킬 수 있는 극자외선 광 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 극자외선 광 생성 장치에 이용되는 드랍릿(droplet)이 제공되는 위치와 드랍릿의 크기를 실시간으로 감지하고, 이러한 감지 정보를 이용하여 드랍릿 발생부의 동작을 제어하여, 극자외선 광 발생 효율을 증가시킬 수 있는 극자외선 광 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 생성 장치의 일 면(aspect)은, 소스 광과 반응하여 극자외선 광을 생성하는 드랍릿(droplet)을 제공하는 드랍릿 발생부, 상기 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부, 및 상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿의 도달 위치를 감지하는 복수 개의 압력감지센서를 포함하는 드랍릿 감지부를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 복수 개의 압력감지센서는 대칭 구조(symmetry structure)로 배치될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 복수 개의 압력감지센서는 동심원 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 복수 개의 압력감지센서는 격자 구조(lattice structure)로 배치될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 감지부는, 상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿의 온도를 감지하는 온도감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿이 상기 드랍릿 수집부에 도달하는 주기를 연산하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 생성 장치의 다른 면(aspect)은, 소스 광과 반응하여 극자외선 광을 생성하는 드랍릿을 제1 또는 제2 축 방향(axial direction)으로 제공하는 드랍릿 발생부, 상기 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부, 및 상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿이 이동하는 상기 제1 또는 제2 축 방향을 감지하는 다축 힘센서를 포함하는 드랍릿 감지부를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 감지부는, 상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿의 도달 위치를 감지하는 압력감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 감지부는, 상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿의 온도를 감지하는 온도감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿이 상기 드랍릿 수집부에 도달하는 주기를 연산하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 생성 장치의 또 다른 면(aspect)은, 소스 광(source light)과 미반응한 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부, 상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿의 제1 도달 위치를 감지하는 제1 압력감지센서, 및 상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿의 상기 제1 도달 위치와 다른 제2 도달 위치를 감지하는 제2 압력감지센서를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 압력감지센서와 상기 제2 압력감지센서는 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿의 상기 제1 및 제2 도달 위치와 다른 제3 도달 위치를 감지하는 제3 압력감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 압력감지센서와 상기 제2 압력감지센서 사이의 제1 거리는, 상기 제1 압력감지센서와 상기 제3 압력감지센서 사이의 제2 거리와 동일할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿의 온도를 감지하는 온도감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 압력감지센서의 제1 감지 결과 또는 상기 제2 압력감지센서의 제2 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿이 상기 드랍릿 수집부에 도달하는 주기를 연산하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 압력감지센서의 제1 감지 결과 또는 상기 제2 압력감지센서의 제2 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 소스 광은, CO2 레이저를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿은, Sn을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 생성 장치의 또 다른 면(aspect)은, 베셀(vessel), 상기 베셀 내로 소스 광을 제공하는 광원, 상기 베셀 내로 제공된 상기 소스 광으로 드랍릿(droplet)을 제공하는 드랍릿 발생부, 상기 배셀 내에 배치되고, 상기 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부, 상기 드랍릿 수집부로 도달된 상기 드랍릿을 이용하여, 상기 드랍릿의 도달 위치 또는 상기 드랍릿의 온도를 감지하는 드랍릿 감지부, 및 상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿이 상기 드랍릿 수집부에 도달하는 주기를 연산하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 소스 광은, CO2 레이저를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 드랍릿은, Sn을 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 극자외선 광 생성 장치에 적용되는 드랍릿 발생기의 동작을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치를 적용할 수 있는 예시적인 반도체 시스템이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 극자외선 광 생성 장치에 적용되는 드랍릿 발생기의 동작을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치를 적용할 수 있는 예시적인 반도체 시스템이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치는, 드랍릿 발생기(31), 드랍릿 캐쳐(41), 드랍릿 감지기(200) 등을 포함한다.
본 발명에 따른 극자외선 광 생성 장치는, 베셀(vessel; 11) 내부의 화학적 반응을 이용하여 극자외선 광을 생성한다. 베셀(11) 내부에는 드랍릿(droplet; d)을 제공하는 드랍릿 발생기(31)와 수직 방향으로 제공된 드랍릿(d)을 수용하는 드랍릿 캐쳐(41)가 배치된다.
드랍릿(d)은 주석(Sn), 리튬(Li), 또는 크세논(Xe) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 드랍릿(d)은 주석(Sn), 리튬(Li), 크세논(Xe) 등의 가스이거나 클러스터(cluster)일 수 있다. 드랍릿(d)이 제공되는 공간은, 진공 상태인 것이 바람직하다. 예를 들어, 드랍릿(d)이 제공되는 공간은 약 1mbar인 것이 바람직하다.
광원(21)은 제1 광을 제공한다. 즉, 광원(21)이 제공한 제1 광은 상기 드랍릿(d)과 상호 작용을 하여, 극자외선 광을 발생시킨다. 광원(21)이 제공한 제1 광은 반사 거울(61, 62)을 따라 베셀(11) 내의 드랍릿(d)으로 제공될 수 있다. 제1 광은, 예를 들어, CO2 레이저일 수 있다. 특히, 제1 광은, 40kHz 이상의 고 펄스를 가지며, 파장은 9.3㎛ 또는 10.6㎛로 발진하는 CO2 레이저일 수 있다.
베셀(11)의 일면에는 컬렉터 미러(100)가 배치된다. 컬렉터 미러(100)의 중심부에는 홀(hole)이 형성되어 있어서, 광원(21)에서 제공된 제1 광이 베셀(11) 내로 제공될 수 있다. 드랍릿 발생기(31)로부터 제공된 드랍릿(d)은 베셀(11) 내로 제공된 제1 광과 반응하여 극자외선 광을 발생시킨다. 컬렉터 미러(100)는 생성된 극자외선 광을 수집하고 반사하여, 포커싱 렌즈(51)로 극자외선 광을 집중시키고, 베셀(11) 외부로 극자외선 광을 방출한다. 이렇게 생성된 극자외선 광은 리소그래피 공정의 노광 장치에 이용될 수 있다.
이 때, 드랍릿 발생기(31)로부터 제공된 드랍릿(d)이 제1 광과 반응하여 발생되는 극자외선 광의 발생 효율을 증가시키기 위해, 적절한 크기의 드랍릿(d)이 제공될 필요가 있다. 또한, 드랍릿(d)이 일정한 시간 간격 및 일정한 위치로 제공될 필요가 있다.
본 발명에 따르면, 이러한 드랍릿(d)이 적절한 크기를 갖고 베셀(11) 내부로 제공되는지, 적절한 주기로 제공되는지, 적절한 위치로 제공되는지 등을 실시간으로 감지할 수 있다. 만약에, 드랍릿(d)이 적절한 크기, 적절한 주기, 적절한 위치로 제공되지 않는다면, 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어하여 드랍릿(d) 제공 형태를 조절할 수 있다. 이에 따라, 극자외선 광 생성 장치의 극자외선 광 발생 효율을 증대시킬 수 있다.
극자외선 광 생성 장치의 동작이 원할하게 이루어지지 않는다면, 시스템 전체의 동작에 영향을 줄 수 있고, 시스템 동작을 정상화하기 위해 추후에 불필요한 비용이 추가될 수 있다. 이러한 불필요한 후속 조치를 감소시키기 위해, 사전 조치로서 드랍릿(d)의 제공 형태를 실시간으로 감지하는 것이 필요하고, 본 발명을 통해 이를 달성할 수 있다.
카메라 모듈을 이용한 이미지 촬영 및 분석에 의해, 드랍릿(d)의 제공 형태를 감지한다면, 드랍릿(d)이 제공되는 시간 간격을 감지할 수는 있으나, 드랍릿(d)이 제공되는 위치 및 제공되는 드랍릿(d)의 크기 등을 감지하기에는 어려움이 있다.
드랍릿(d)의 제공 형태와 관련하여 문제가 되는 경우로서, 드랍릿 발생기(31)로부터 드랍릿(d)이 스프레이 아웃(spray out)되어 방출되거나, 드랍릿(d) 위치 이동(position shift) 등의 경우가 있다. 이 경우에, 드랍릿 발생기(31)로부터 제공된 드랍릿(d)이 드랍릿 캐쳐(41)로 제공되지 않고 컬렉터 미러(100) 등으로 제공되어 컬렉터 미러(100)를 오염시키는 문제가 발생할 수도 있다.
또 다른 문제점으로, 드랍릿(d)의 제공 형태와 관련하여, 드랍릿 위성(droplet satellite) 현상이 발생하는 경우에, 극자외선 광 생성 장치의 극자외선 광 발생 효율의 최적화에 어려움이 있다. 드랍릿 위성 현상이란, 메인 드랍릿 주위에 작은 드랍릿이 추가적으로 발행하는 현상을 의미한다.
본 발명에 따르면, 베셀(11) 내부로 제공되는 드랍릿(d)의 제공 형태를 실시간으로 감지하여, 이러한 드랍릿(d)에 관한 건전성 문제(즉, 드랍릿이 발생하는 주기의 적절성, 드랍릿이 제공되는 방향의 적절성, 드랍릿이 제공되는 위치의 적절성, 제공되는 드랍릿의 크기의 적절성 등)를 해결하는데 도움을 줄 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 드랍릿 캐쳐(41)로 제공된 드랍릿(d)은 드랍릿 감지기(200)를 통해 드랍릿(d)의 제공 위치를 감지하는데 이용될 수 있다. 이하에서는, 드랍릿 발생기(31)로부터 제공된 드랍릿은 제1 드랍릿(d1)으로 표기하고, 드랍릿 캐쳐(41)로 제공되어 드랍릿 감지기(200)로 제공되는 드랍릿은 제2 드랍릿(d2)으로 구분하여 표기하기로 한다.
드랍릿 발생기(31)로부터 제1 드랍릿(d1)이 제공되는 경우에, 대부분 제1 광(예를 들어, CO2 레이저 광; 이하 동일)과 반응하여 극자외선 광을 생성하는데 이용되지만, 일부는 드랍릿 캐쳐(41)로 제공되어 드랍릿의 건전성을 감지하는데 이용될 수 있다. 이 때, 드랍릿의 건전성을 감지하기 위해 이용되는 드랍릿이 제2 드랍릿(d2)일 수 있다.
제2 드랍릿(d2)이 제공된 위치를 감지하거나, 제2 드랍릿(d2)이 제공된 방향을 감지하거나, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 주기를 감지하거나, 제2 드랍릿(d2)의 크기를 감지하여, 이러한 감지 정보로부터 제1 드랍릿(d1)이 제공되는 위치, 제1 드랍릿(d1)이 제공되는 방향, 제1 드랍릿(d1)이 제공되는 주기, 제1 드랍릿(d1)의 크기를 연산할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 드랍릿 감지기(200)에 배치된 압력감지센서의 예시적인 배치가 나타나 있다. 드랍릿 감지기(200)의 표면에는 복수 개의 압력감지센서가 배치되는데, 이러한 복수 개의 압력감지센서를 이용하여, 제2 드랍릿(d2)이 제공된 위치, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 주기, 제2 드랍릿(d2)의 크기 등을 감지할 수 있다.
예를 들어, 최초에 제2 드랍릿(d2)이 제1 압력감지센서(S11)에 떨어져서, 제1 압력감지센서(S11)에서 이를 감지하고, 제1 압력감지센서(S11)의 위치에 관한 좌표를 인식함으로써, 제2 드랍릿(d2)이 제공된 위치를 연산할 수 있다.
일정 시간이 경과한 후에 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치가 변경되어, 예를 들어, 제2 압력감지센서(S12)가 위치한 영역에 제2 드랍릿(d2)이 제공될 수 있다. 이 경우에, 제2 압력감지센서(S12)는 이를 감지하고, 제2 압력감지센서(S12)의 위치에 관한 좌표를 인식함으로써, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치를 연산하고, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치가 변경되었음을 감지할 수 있다.
이러한 방법을 이용하여, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치의 변경 여부를 감지할 수 있고, 드랍릿 발생기(31)로부터 제공되는 제1 드랍릿(d1)의 제공 위치가 이동(shift) 되었음을 감지할 수 있다. 이에 따라, 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어할 필요성이 있음을 인식할 수 있다.
압력이란, 임의의 물체의 표면에 대하여 단위면적에 가해지는 수직으로 받는 힘의 크기를 의미하며, 압력감지센서는 압력감지센서의 표면으로 가해지는 압력을 측정함으로써 상대 물체의 위치를 측정할 수 있는 센서이다. 이러한 압력감지센서는 변위, 변형, 자기-열전도율, 진동수 등을 이용하여 압력을 측정하며, 본 발명에서는 다양한 종류의 압력감지센서가 이용될 수 있다.
제1 및 제2 압력감지센서(S11, S12)를 포함한 복수 개의 압력감지센서를 드랍릿 감지기(200)에 배치하여, 실시간으로 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치를 감지할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 압력감지센서(S11, S12)를 포함한 복수 개의 압력감지센서를 드랍릿 감지기(200)에 배치하여, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 주기를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제1 압력감지센서(S11)로 지속적으로 제2 드랍릿(d2)이 제공되고 있는 경우에, 제1 압력감지센서(S11)에서 측정되는 압력의 변화를 감지하여, 이러한 압력의 피크점이 나타나는 위치가 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 시점인 것으로 감지할 수 있다. 제1 압력감지센서(S11)에서 측정되는 압력의 피크점을 기초로하여, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 주기를 연산할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 압력감지센서(S11, S12)를 포함한 복수 개의 압력감지센서를 드랍릿 감지기(200)에 배치하여, 드랍릿 감지기(200)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 크기를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제1 압력감지센서(S11)로 지속적으로 제2 드랍릿(d2)이 제공되고 있는 경우에, 어느 순간부터 제1 압력감지센서(S11) 및 인접한 다른 압력감지센서에서 압력이 제공되는 것으로 감지된다면, 드랍릿 감지기(200)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 크기가 증가했음을 알 수 있다. 즉, 제2 드랍릿(d2)의 크기가 증가하는 경우에, 복수 개의 압력감지센서에 걸쳐 압력이 감지될 수 있다. 이를 통해, 드랍릿 발생기(31)로부터 제공된 제1 드랍릿(d1)의 크기가 증가했음을 알 수 있고, 극자외선 광 발생 효율을 증가시키기 위해 적절한 크기의 제1 드랍릿(d1)이 제공될 필요가 있기 때문에, 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어하여 제1 드랍릿(d1)의 크기를 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 드랍릿 감지기(201)의 표면에는 복수 개의 압력감지센서가 격자 구조(lattice structure)로 배치될 수 있다. 예를 들어, 드랍릿 감지기(201)의 표면에는 제3 압력감지센서(S21), 제4 압력감지센서(S22), 제5 압력감지센서(S23)를 포함하는 복수 개의 압력감지센서가 배치될 수 있다.
이 때, 제3 압력감지센서(S21) 및 제4 압력감지센서(S22) 사이의 제1 거리(l1)와 제3 압력감지센서(S21) 및 제5 압력감지센서(S23) 사이의 제2 거리(l2)는 동일할 수 있다. 즉, 실질적으로 동일한 간격을 갖도록 복수 개의 압력감지센서를 배치함으로써, 복수 개의 압력감지센서가 배치된 위치를 파악하기에 용이하고, 드랍릿 감지기(201)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치를 감지하기에도 용이하다. 드랍릿 감지기(201)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 위치로부터 제1 드랍릿(d1)을 제공하는 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어할 필요가 있기 때문에, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 정확한 위치를 감지할 필요가 있다. 따라서, 드랍릿 감지기(201) 표면에 배치된 복수 개의 압력감지센서의 규칙성으로부터 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치를 정확하게 감지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 드랍릿 감지기(201)의 표면에 복수 개의 압력감지센서가 격자 구조(lattice structure)로 배치되어, 2차원 좌표에서의 위치를 감지하기가 용이하다. 또한, 드랍릿 감지기(201)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치가 변경되었는지 여부도 용이하게 감지할 수 있고, 제2 드랍릿(d2)의 크기가 변경된 경우에도 이를 용이하게 감지할 수 있다.
또한, 복수 개의 압력감지센서를 일정한 규칙을 갖도록 배치하는 경우에는, 용이하게 드랍릿 감지기(201)를 제조할 수 있다. 드랍릿 감지기(201)의 제조 비용 및 드랍릿 감지기(201)를 제조하는데 소요되는 시간 측면에서도 이점이 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 드랍릿 감지기(202)의 표면에는 복수 개의 압력감지센서가 대칭 구조(symmetry structure)로 배치될 수 있다. 또한, 드랍릿 감지기(202)의 표면에는 복수 개의 압력감지센서가 동심원 형태로 배치될 수 있다.
예를 들어, 드랍릿 감지기(202)의 표면에는 제6 압력감지센서(S31), 제7 압력감지센서(S32), 제8 압력감지센서(S33)를 포함하는 복수 개의 압력감지센서가 배치될 수 있다.
이 때, 제6 압력감지센서(S31)는 제1 원형 라인(C1) 상에 배치되고, 제7 압력감지센서(S32)는 제2 원형 라인(C2) 상에 배치되고, 제8 압력감지센서(S33)는 제3 원형 라인(C3) 상에 배치될 수 있다.
드랍릿 감지기(202)의 표면에 복수 개의 압력감지센서를 동심원 형태로 배치함으로써, 동일 평면상에 배치될 수 있는 압력감지센서의 개수를 증가시킬 수 있다. 즉, 복수 개의 압력감지센서가 배치된 밀도가 증가할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 원형 라인(C1, C2, C3) 상에 배치된 복수 개의 압력감지센서 사이의 간격을 일정하게 함으로써, 드랍릿 감지기(202)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치를 감지하기에도 용이하다. 드랍릿 감지기(202)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 위치로부터 제1 드랍릿(d1)을 제공하는 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어할 필요가 있기 때문에, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 정확한 위치를 감지할 필요가 있다. 따라서, 드랍릿 감지기(202) 표면에 배치된 복수 개의 압력감지센서의 규칙성으로부터 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치를 정확하게 감지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 드랍릿 감지기(202)의 표면에 복수 개의 압력감지센서가 동심원 형태로 배치되어, 평면 원형 좌표에서의 위치를 감지하기가 용이하다. 즉, 중심점으로부터 이격된 거리와 방향을 연산하여, 드랍릿 감지기(202)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 위치를 감지하기가 용이하다. 또한, 드랍릿 감지기(202)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치가 변경되었는지 여부도 용이하게 감지할 수 있고, 제2 드랍릿(d2)의 크기가 변경된 경우에도 이를 용이하게 감지할 수 있다.
또한, 복수 개의 압력감지센서를 일정한 규칙을 갖도록 배치하는 경우에는, 용이하게 드랍릿 감지기(202)를 제조할 수 있다. 드랍릿 감지기(202)의 제조 비용 및 드랍릿 감지기(202)를 제조하는데 소요되는 시간 측면에서도 이점이 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 드랍릿 감지기(203)의 표면에는 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서가 격자 구조(lattice structure)로 배치될 수 있다. 예를 들어, 드랍릿 감지기(203)의 표면에는 제9 압력감지센서(S41), 제10 압력감지센서(S44), 제1 온도감지센서(S42), 제2 온도감지센서(S43)를 포함하는 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서가 배치될 수 있다.
온도감지센서는 임의의 물체가 갖는 온도를 측정하는 센서이며, 온도는 원자 또는 분자가 갖고 있는 운동 또는 진동 에너지의 크기를 나타내는 것으로서, 임의의 물체의 온도를 직접 측정하는 것이 어렵기 때문에 변위, 압력, 저항, 전압, 주파수 등의 다른 물리량으로 변환하여 온도를 측정할 수 있다. 이러한 온도감지센서에는 접촉식 온도감지센서 또는 비접촉식 온도감지센서가 있으며, 본 발명에서는 접촉식 온도감지센서를 이용하여 드랍릿 감지기(203)를 형성하는 것으로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
드랍릿 감지기(203)의 표면에 배치된 복수 개의 온도감지센서를 이용하여, 드랍릿 감지기(203)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 온도를 감지할 수 있다. 제2 드랍릿(d2)의 온도를 측정하여, 베셀(11) 내부에서 비이상적 반응이 일어나는지 여부를 알 수 있다. 이 경우에는, 시스템 전체에 영향을 줄 수 있기 때문에, 극자외선 광 생성 장치의 동작을 중지하고, 문제의 원인을 파악할 필요가 있다. 따라서, 이를 위해, 복수 개의 온도감지센서를 드랍릿 감지기(203)의 표면에 배치할 수 있다.
도 6에서는 예시적으로, 드랍릿 감지기(203)의 표면에 복수 개의 압력감지센서와 복수 개의 온도감지센서가 교대로 격자 구조(lattice structure)로 배치된 것이 도시되어 있다.
이 때, 제9 압력감지센서(S41) 및 제1 온도감지센서(S42) 사이의 제3 거리(l3)와 제9 압력감지센서(S41) 및 제2 온도감지센서(S43) 사이의 제4 거리(l4)는 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 제1 온도감지센서(S42) 및 제10 압력감지센서(S44) 사이의 거리와 제2 온도감지센서(S43) 및 제10 압력감지센서(S44) 사이의 거리는 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 실질적으로 동일한 간격을 갖도록 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서를 배치함으로써, 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서가 배치된 위치를 파악하기에 용이하고, 드랍릿 감지기(203)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치를 감지하기에도 용이하다.
드랍릿 감지기(203)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 위치로부터 제1 드랍릿(d1)을 제공하는 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어할 필요가 있기 때문에, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 정확한 위치를 감지할 필요가 있다. 따라서, 드랍릿 감지기(203) 표면에 배치된 복수 개의 압력감지센서의 규칙성으로부터 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치를 정확하게 감지할 수 있다. 또한, 드랍릿 감지기(203) 표면에 배치된 복수 개의 온도감지센서로부터 제2 드랍릿(d)의 온도를 측정하여 제1 드랍릿(d1)이 제1 광(예를 들어, CO2 레이저 광)과 비이상적으로 반응하는지 여부를 감지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 드랍릿 감지기(203)의 표면에 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서가 교대로 격자 구조(lattice structure)로 배치되어, 2차원 좌표에서의 위치를 감지하기가 용이하다. 또한, 드랍릿 감지기(203)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 온도도 동시에 측정할 수 있어, 제1 드랍릿(d1)과 제1 광(예를 들어, CO2 레이저 광)이 비이상적으로 반응하는지 여부를 용이하게 감지할 수 있다.
또한, 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서를 일정한 규칙을 갖도록 배치하는 경우에는, 용이하게 드랍릿 감지기(203)를 제조할 수 있다. 드랍릿 감지기(203)의 제조 비용 및 드랍릿 감지기(203)를 제조하는데 소요되는 시간 측면에서도 이점이 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 드랍릿 감지기(204)의 표면에는 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서가 서로 인접하여 쌍으로 배치되며, 압력감지센서와 온도감지센서에 관한 복수 개의 쌍은 동심원 형태로 배치될 수 있다.
예를 들어, 드랍릿 감지기(204)의 표면에는 제11 압력감지센서(S51), 제12 압력감지센서(S53), 제3 온도감지센서(S52), 제4 온도감지센서(S54)가 배치될 수 있다.
이 때, 제11 압력감지센서(S51)와 제3 온도감지센서(S52)는 제4 원형 라인(C4) 상에 배치되고, 제12 압력감지센서(S53)와 제4 온도감지센서(S54)는 제5 원형 라인(C2) 상에 배치될 수 있다.
드랍릿 감지기(204)의 표면에 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서를 동심원 형태로 배치함으로써, 동일 평면상에 배치될 수 있는 압력감지센서 및 온도감지센서의 개수를 증가시킬 수 있다. 즉, 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서가 배치된 밀도가 증가할 수 있다.
또한, 제4 및 제5 원형 라인(C4, C5) 상에 배치된 복수 개의 압력감지센서 사이의 간격을 일정하게 함으로써, 드랍릿 감지기(204)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치를 감지하기에도 용이하다. 드랍릿 감지기(204)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 위치로부터 제1 드랍릿(d1)을 제공하는 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어할 필요가 있기 때문에, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 정확한 위치를 감지할 필요가 있다. 따라서, 드랍릿 감지기(204) 표면에 배치된 복수 개의 압력감지센서의 규칙성으로부터 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치를 정확하게 감지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 드랍릿 감지기(204)의 표면에 복수 개의 압력감지센서가 동심원 형태로 배치되어, 평면 원형 좌표에서의 위치를 감지하기가 용이하다. 즉, 중심점으로부터 이격된 거리와 방향을 연산하여, 드랍릿 감지기(204)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 위치를 감지하기가 용이하다. 또한, 드랍릿 감지기(204)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치가 변경되었는지 여부도 용이하게 감지할 수 있고, 제2 드랍릿(d2)의 크기가 변경된 경우에도 이를 용이하게 감지할 수 있다.
또한, 드랍릿 감지기(204)의 표면에 배치된 복수 개의 온도감지센서를 이용하여, 드랍릿 감지기(204)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 온도를 감지할 수 있다. 제2 드랍릿(d2)의 온도를 측정하여, 베셀(11) 내부에서 비이상적 반응이 일어나는지 여부를 알 수 있다. 이 경우에는, 시스템 전체에 영향을 줄 수 있기 때문에, 극자외선 광 생성 장치의 동작을 중지하고, 문제의 원인을 파악할 필요가 있다. 따라서, 이를 위해, 복수 개의 온도감지센서를 드랍릿 감지기(204)의 표면에 배치할 수 있다. 드랍릿 감지기(204)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 온도도 동시에 측정할 수 있어, 제1 드랍릿(d1)과 제1 광(예를 들어, CO2 레이저 광)이 비이상적으로 반응하는지 여부를 용이하게 감지할 수 있다.
또한, 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서를 일정한 규칙을 갖도록 배치하는 경우에는, 용이하게 드랍릿 감지기(204)를 제조할 수 있다. 드랍릿 감지기(204)의 제조 비용 및 드랍릿 감지기(204)를 제조하는데 소요되는 시간 측면에서도 이점이 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치에서 드랍릿 감지기를 예시적으로 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 드랍릿 감지기(205)의 표면에는 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서가 서로 인접하여 쌍으로 배치되며, 압력감지센서와 온도감지센서에 관한 복수 개의 쌍은 격자 구조(lattice structure)로 배치될 수 있다.
예를 들어, 드랍릿 감지기(205)의 표면에는 제13 압력감지센서(S61), 제14 압력감지센서(S63), 제5 온도감지센서(S62), 제6 온도감지센서(S64)가 배치될 수 있다.
이 때, 압력감지센서와 온도감지센서로 이루어진 하나의 쌍은 인접하는 다른 압력감지센서와 온도감지센서로 이루어진 쌍과 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제6 거리(l6)와 제7 거리(l7)는 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 실질적으로 동일한 간격을 갖도록 복수 개의 압력감지센서 및 온도감지센서의 쌍을 배치함으로써, 복수 개의 압력감지센서가 배치된 위치를 파악하기에 용이하고, 드랍릿 감지기(205)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 위치를 감지하기에도 용이하다.
드랍릿 감지기(205)로 제공된 제2 드랍릿(d2)의 위치로부터 제1 드랍릿(d1)을 제공하는 드랍릿 발생기(31)의 동작을 제어할 필요가 있기 때문에, 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 정확한 위치를 감지할 필요가 있다. 따라서, 드랍릿 감지기(205) 표면에 배치된 복수 개의 압력감지센서의 규칙성으로부터 제2 드랍릿(d2)이 제공되는 위치를 정확하게 감지할 수 있다. 또한, 드랍릿 감지기(205) 표면에 배치된 복수 개의 온도감지센서로부터 제2 드랍릿(d)의 온도를 측정하여 제1 드랍릿(d1)이 제1 광(예를 들어, CO2 레이저 광)과 비이상적으로 반응하는지 여부를 감지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 드랍릿 감지기(205)의 표면에 복수 개의 압력감지센서 및 온도감지센서의 쌍이 격자 구조(lattice structure)로 배치되어, 2차원 좌표에서의 위치를 감지하기가 용이하다.
또한, 드랍릿 감지기(205)로 제공되는 제2 드랍릿(d2)의 온도도 동시에 측정할 수 있어, 제1 드랍릿(d1)과 제1 광(예를 들어, CO2 레이저 광)이 비이상적으로 반응하는지 여부를 용이하게 감지할 수 있다.
또한, 복수 개의 압력감지센서 및 복수 개의 온도감지센서를 일정한 규칙을 갖도록 배치하는 경우에는, 용이하게 드랍릿 감지기(205)를 제조할 수 있다. 드랍릿 감지기(205)의 제조 비용 및 드랍릿 감지기(205)를 제조하는데 소요되는 시간 측면에서도 이점이 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도 10은 극자외선 광 생성 장치에 적용되는 드랍릿 발생기의 동작을 도시한 것이다. 설명의 편의상, 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치는, 베셀(10), 광원(20), 드랍릿 발생기(30), 드랍릿 캐쳐(40), 포커싱 렌즈(50), 컬렉터 미러(100), 쿨링부(60), 가스 공급부(70), 드랍릿 감지기(200), 제어부(300)를 포함한다.
베셀(10)은, 극자외선 광 생성을 위한 장치들을 수용하는 공간이며, 드랍릿(d)과 광원(20)으로부터 제공된 제1 광이 반응하여 극자외선 광을 생성하는 공간이다.
베셀(10) 내부에 드랍릿 발생기(30)와 드랍릿 캐쳐(40)가 배치되고, 베셀(10)의 후면 쪽에 컬렉터 미러(100)가 배치될 수 있다. 베셀(10)은 전체적으로 폐쇄된 공간을 가질 수 있다. 다만, 베셀(10)의 일면에는 광 출입을 위한 홀(hole)이 형성될 수 있다.
광원(20)은 제1 광을 제공한다. 여기에서 제1 광은, 예를 들어, CO2 레이저일 수 있다. 특히, 제1 광은, 40kHz 이상의 고 펄스를 가지며, 파장은 9.3㎛ 또는 10.6㎛로 발진하는 CO2 레이저일 수 있다. 광원(20)이 제공한 제1 광은 드랍릿 발생기(30)로부터 제공된 드랍릿(d)과 상호 작용을 하여, 극자외선 광을 발생시킨다.
드랍릿 발생기(30)는 드랍릿(d)을 베셀(10) 내부로 제공한다. 예를 들어, 드랍릿 발생기(30)는 베셀(10)의 상면에 배치되어, 드랍릿(d)을 베셀(10)의 하면 방향으로 제공할 수 있다. 드랍릿 캐쳐(40)는 베셀(10)의 하면에 배치되어, 드랍릿 발생기(30)로부터 제공된 드랍릿(d)을 수용할 수 있다. 베셀(10) 내부로 제공된 드랍릿(d)은 광원(20)으로부터 제공된 제1 광과 상호 작용을 하여, 극자외선 광을 생성한다. 따라서, 드랍릿(d)은 주석(Sn), 리튬(Li), 또는 크세논(Xe) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 드랍릿(d)은 주석(Sn), 리튬(Li), 크세논(Xe) 등의 가스이거나 클러스터(cluster)일 수 있다.
포커싱 렌즈(50)는 베셀(10) 내부에 배치되어, 드랍릿(d)과 제1 광이 상호 작용하여 생성된 극자외선 광을 집중시키고, 베셀(10) 외부로 극자외선 광을 방출할 수 있다.
컬렉터 미러(100)는 베셀(10)의 후면 쪽에 배치되어, 드랍릿(d)과 제1 광이 상호 작용하여 생성된 극자외선 광을 수집하고, 반사하는 역할을 할 수 있다. 이 때, 컬렉터 미러(100)에는 극자외선 광이 도달하여 반사되기 때문에, 컬렉터 미러(100)의 온도가 증가할 수 있다. 그러므로, 컬렉터 미러(100)의 일면에 쿨링부(60)가 배치되어 컬렉터 미러(100)의 온도를 조절할 수 있다.
쿨링부(60)는 컬렉터 미러(100)의 일면으로 쿨링 워터(cooling water)를 제공한다. 쿨링 워터는 베셀(10) 외부에 배치된 쿨링부(60)의 저장 탱크로부터 쿨링 라인을 따라 컬렉터 미러(100)의 일면으로 제공될 수 있다. 쿨링부(60) 내에서 쿨링 워터는 순환하도록 동작하며, 쿨링부(60)는 폐쇄된 공간을 가져 외부로 쿨링 워터가 누출되는 것을 방지한다.
가스 공급부(70)는 베셀(10) 내로 공정 가스(예를 들어, H2 가스)를 제공한다. 즉, 베셀(10) 내에서 컬렉터 미러(100)의 일면으로 공정 가스가 제공되며, 이러한 공정 가스는 컬렉터 미러(100)의 일면을 따라 플로우(flow)하면서, 드랍릿 침적물이 컬렉터 미러(100)의 반사면에 축적되는 것을 방지하는 역할을 하면서, 컬렉터 미러(100)의 클린 상태를 유지하는 역할을 한다. 그리고, 공정 가스 플로우에 의해, 극자외선 광 생성 효율을 증가시킬 수도 있다.
드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)의 도달 위치를 감지하는 복수 개의 압력감지센서를 포함한다. 이 때, 드랍릿 감지기(200)는 복수 개의 온도감지센서를 더 포함할 수 있다. 이에 관해서는, 도 3a 내지 도 8을 참조하여 설명한 드랍릿 감지기와 실질적으로 동일할 수 있다. 뿐만 아니라, 도 3a 내지 도 8을 참조하여 설명한 드랍릿 감지기와 다른 형태로 적용될 수도 있다.
또한, 드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)이 이동하는 축의 방향을 감지할 수 있는 다축 힘센서를 더 포함할 수도 있다. 다축 힘센서란, 3 방향의 힘 성분 및 3 방향의 모먼트 성분을 동시에 측정할 수 있는 센서를 의미한다. 다축 힘센서를 이용하여, 수직력 및 수평력을 동시에 용이하게 측정할 수 있다.
도 10에는, 드랍릿 발생기(30)의 축이 변경되어, 드랍릿(d)이 제공되는 방향의 축이 변경되는 경우를 예시적으로 도시하고 있다. 예를 들어, 드랍릿 발생기(30)가 a1 축을 중심으로 위치하고 있는 경우에는, 드랍릿(d)이 a1 방향을 따라서 제공되며, 드랍릿 발생기(30')가 a2 축을 중심으로 위치하고 있는 경우에는, 드랍릿(d)이 a2 방향을 따라서 제공되며, 드랍릿 발생기(30'')가 a3 축을 중심으로 위치하고 있는 경우에는, 드랍릿(d)이 a3 방향을 따라서 제공될 수 있다. 시간이 경과함에 따라, 드랍릿 발생기(30)가 위치하고 있는 축 방향은 변경될 수 있으며, 이러한 축 방향의 변경이 의도하지 않은 것이라면, 드랍릿 발생기(30)의 동작을 제어하여 드랍릿(d)이 적절한 축 방향을 따라서 제공되도록 조정할 필요가 있다.
드랍릿 감지기(200)에 다축 힘센서가 포함된 경우에는, 드랍릿 캐쳐(40)를 통해 드랍릿 감지기(200)의 표면으로 제공되는 드랍릿(d)의 축 방향을 감지하여, 드랍릿 발생기(30)에서 제공되는 드랍릿(d)의 축 방향이 이상이 있는지 여부를 인식할 수 있다.
제어부(300)는 드랍릿 감지기(200)의 감지 결과를 이용하여, 드랍릿 발생기(30)의 동작을 제어할 수 있다. 필요에 따라, 드랍릿 발생기(30)의 가동 시간 간격을 조정할 수도 있고, 드랍릿 발생기(30)의 위치나 각도 등을 조정하여 적절한 위치, 적절한 주기, 적절한 방향으로 드랍릿(d)이 제공되도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 설명의 편의상, 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치는, 베셀(10), 광원(20), 드랍릿 발생기(30), 드랍릿 캐쳐(40), 포커싱 렌즈(50), 컬렉터 미러(100), 쿨링부(60), 가스 공급부(70), 드랍릿 감지기(200), 제어부(300), 연산부(400)를 포함한다.
다른 구성 요소는 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일하며, 여기에서는 연산부(400)의 동작에 대해 설명하기로 한다.
연산부(400)는 드랍릿 감지기(200)의 감지 결과를 이용하여, 드랍릿 캐쳐(40)에 도달하는 드랍릿(d)의 도달 주기를 연산할 수 있다. 필요에 따라, 적절한 알고리즘을 적용하여, 드랍릿 캐쳐(40)에 도달하는 드랍릿(d)의 도달 주기를 연산할 수 있으며, 연산 결과를 제어부(300)로 제공하여 제어부(300)가 드랍릿 발생기(30)의 동작을 제어하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 설명의 편의상, 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치는, 드랍릿 발생기(30), 드랍릿 캐쳐(40), 드랍릿 감지기(200)를 포함한다.
드랍릿 발생기(30)는 소스 광과 반응하여 극자외선 광을 생성하는 드랍릿(d)을 제공한다.
드랍릿 캐쳐(40)는 드랍릿(d)을 수집하고, 드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)의 도달 위치 또는 드랍릿(d)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)의 축 방향을 감지할 수 있다.
여기에서, 드랍릿 감지기(200)는 압력감지센서, 온도감지센서, 또는 다축 힘센서 등을 포함할 수 있으며, 이들에 관한 배치 형태는 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치는, 드랍릿 발생기(30), 드랍릿 캐쳐(40), 드랍릿 감지기(200), 제어부(300)를 포함한다.
드랍릿 발생기(30)는 소스 광과 반응하여 극자외선 광을 생성하는 드랍릿(d)을 제공한다.
드랍릿 캐쳐(40)는 드랍릿(d)을 수집하고, 드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)의 도달 위치 또는 드랍릿(d)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)의 축 방향을 감지할 수 있다.
여기에서, 드랍릿 감지기(200)는 압력감지센서, 온도감지센서, 또는 다축 힘센서 등을 포함할 수 있으며, 이들에 관한 배치 형태는 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제어부(300)는 드랍릿 감지기(200)의 감지 결과를 이용하여 드랍릿 발생기(30)의 동작을 제어할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치는, 드랍릿 발생기(30), 드랍릿 캐쳐(40), 드랍릿 감지기(200), 제어부(300), 연산부(400)를 포함한다.
드랍릿 발생기(30)는 소스 광과 반응하여 극자외선 광을 생성하는 드랍릿(d)을 제공한다.
드랍릿 캐쳐(40)는 드랍릿(d)을 수집하고, 드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)의 도달 위치 또는 드랍릿(d)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 드랍릿 감지기(200)는 드랍릿 캐쳐(40)로 제공되는 드랍릿(d)의 축 방향을 감지할 수 있다.
여기에서, 드랍릿 감지기(200)는 압력감지센서, 온도감지센서, 또는 다축 힘센서 등을 포함할 수 있으며, 이들에 관한 배치 형태는 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제어부(300)는 드랍릿 감지기(200)의 감지 결과를 이용하여 드랍릿 발생기(30)의 동작을 제어할 수 있다.
연산부(400)는 드랍릿 감지기(200)의 감지 결과를 이용하여 드랍릿(d)이 드랍릿 캐쳐(40)에 도달하는 도달 주기를 연산할 수 있고, 연산 결과를 제어부(300)로 제공하여 제어부(300)가 드랍릿 발생기(30)의 동작을 제어하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자 시스템(4100)은 컨트롤러(4110), 입출력 장치(4120, I/O), 기억 장치(4130, memory device), 인터페이스(4140) 및 버스(4150, bus)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(4110), 입출력 장치(4120), 기억 장치(4130) 및/또는 인터페이스(4140)는 버스(4150)를 통하여 서로 결합 될 수 있다. 버스(4150)는 데이터들이 이동되는 통로(path)에 해당한다.
컨트롤러(4110)는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세스, 마이크로컨트롤러, 및 이들과 유사한 기능을 수행할 수 있는 논리 소자들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입출력 장치(4120)는 키패드(keypad), 키보드 및 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있다.
기억 장치(4130)는 데이터 및/또는 명령어 등을 저장할 수 있다.
인터페이스(4140)는 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하는 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스(4140)는 유선 또는 무선 형태일 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(4140)는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다.
도시하지 않았지만, 전자 시스템(4100)은 컨트롤러(4110)의 동작을 향상시키기 위한 동작 메모리로서, 고속의 디램 및/또는 에스램 등을 더 포함할 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치는 기억 장치(4130) 내에 제공되거나, 컨트롤러(4110), 입출력 장치(4120, I/O) 등의 일부로 제공될 수 있다.
전자 시스템(4100)은 개인 휴대용 정보 단말기(PDA, personal digital assistant) 포터블 컴퓨터(portable computer), 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player), 메모리 카드(memory card), 또는 정보를 무선환경에서 송신 및/또는 수신할 수 있는 모든 전자 제품에 적용될 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치를 적용할 수 있는 예시적인 반도체 시스템이다.
도 16은 태블릿 PC이고, 도 17은 노트북을 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치는 태블릿 PC, 노트북 등에 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 광 생성 장치를 이용하여 제조한 반도체 장치는 예시하지 않은 다른 집적 회로 장치에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 베셀 20: 광원
30: 드랍릿 발생기 40: 드랍릿 캐쳐
50: 포커싱 렌즈 100: 컬렉터 미러
200: 드랍릿 감지기 300: 제어부
400: 연산부
30: 드랍릿 발생기 40: 드랍릿 캐쳐
50: 포커싱 렌즈 100: 컬렉터 미러
200: 드랍릿 감지기 300: 제어부
400: 연산부
Claims (20)
- 소스 광과 반응하여 극자외선 광을 생성하는 드랍릿(droplet)을 제공하는 드랍릿 발생부;
상기 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부; 및
상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿의 도달 위치를 감지하는 복수 개의 압력감지센서를 포함하는 드랍릿 감지부를 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 압력감지센서는 대칭 구조(symmetry structure)로 배치된 극자외선 광 생성 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 복수 개의 압력감지센서는 동심원 형태로 배치된 극자외선 광 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 압력감지센서는 격자 구조(lattice structure)로 배치된 극자외선 광 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 드랍릿 감지부는, 상기 드랍릿 수집부로 제공되는 상기 드랍릿의 온도를 감지하는 온도감지센서를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿이 상기 드랍릿 수집부에 도달하는 주기를 연산하는 연산부를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 소스 광(source light)과 미반응한 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부;
상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿 중 제1 드랍릿의 제1 도달 위치를 감지하는 제1 압력감지센서; 및
상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿 중 제2 드랍릿의 ,상기 제1 도달 위치와 다른, 제2 도달 위치를 감지하는 제2 압력감지센서를 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 제1 압력감지센서와 상기 제2 압력감지센서는 서로 이격된 극자외선 광 생성 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿 중 제3 드랍릿의 상기 제1 및 제2 도달 위치와 다른 제3 도달 위치를 감지하는 제3 압력감지센서를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 제1 압력감지센서와 상기 제2 압력감지센서 사이의 제1 거리는, 상기 제1 압력감지센서와 상기 제3 압력감지센서 사이의 제2 거리와 동일한 극자외선 광 생성 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 드랍릿 수집부로 도달한 상기 드랍릿의 온도를 감지하는 온도감지센서를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 제1 압력감지센서의 제1 감지 결과 또는 상기 제2 압력감지센서의 제2 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿이 상기 드랍릿 수집부에 도달하는 주기를 연산하는 연산부를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 제1 압력감지센서의 제1 감지 결과 또는 상기 제2 압력감지센서의 제2 감지 결과를 이용하여, 드랍릿 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 소스 광은 CO2 레이저를 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 15항에 있어서,
상기 드랍릿은 Sn을 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 베셀(vessel);
상기 베셀 내로 소스 광을 제공하는 광원;
상기 베셀 내로 제공된 상기 소스 광으로 드랍릿(droplet)을 제공하는 드랍릿 발생부;
상기 베셀 내에 배치되고, 상기 드랍릿을 수집하는 드랍릿 수집부;
상기 드랍릿 수집부로 도달된 상기 드랍릿을 이용하여, 상기 드랍릿의 도달 위치 또는 상기 드랍릿의 온도를 감지하는 드랍릿 감지부; 및
상기 드랍릿 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 17항에 있어서,
상기 감지 결과를 이용하여, 상기 드랍릿이 상기 드랍릿 수집부에 도달하는 주기를 연산하는 연산부를 더 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 17항에 있어서,
상기 소스 광은 CO2 레이저를 포함하는 극자외선 광 생성 장치. - 제 19항에 있어서,
상기 드랍릿은 Sn을 포함하는 극자외선 광 생성 장치.
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