KR102492655B1 - 반사체 - Google Patents

반사체 Download PDF

Info

Publication number
KR102492655B1
KR102492655B1 KR1020177019259A KR20177019259A KR102492655B1 KR 102492655 B1 KR102492655 B1 KR 102492655B1 KR 1020177019259 A KR1020177019259 A KR 1020177019259A KR 20177019259 A KR20177019259 A KR 20177019259A KR 102492655 B1 KR102492655 B1 KR 102492655B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflector
substrate
plate
channels
radiation
Prior art date
Application number
KR1020177019259A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170094390A (ko
Inventor
한-광 니엔후이스
셔드 니콜라스 람베르투스 돈데르스
브리즈 고스 찰스 드
미카엘 조제프 마티스 렌켄스
에릭 로엘로프 룹스트라
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.
Publication of KR20170094390A publication Critical patent/KR20170094390A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102492655B1 publication Critical patent/KR102492655B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G03F7/70266—Adaptive optics, e.g. deformable optical elements for wavefront control, e.g. for aberration adjustment or correction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1838—Diffraction gratings for use with ultraviolet radiation or X-rays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1861—Reflection gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/181—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • G02B7/1815—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation with cooling or heating systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2008—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the reflectors, diffusers, light or heat filtering means or anti-reflective means used
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
    • G03F7/70891—Temperature
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7095—Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

기판(8)에 의해 지지되는 플레이트(4)를 포함하는 반사체(2)로서, 플레이트는 반사면(5)을 포함하고 무접착제 결합에 의해 상기 기판에 고정되며, 냉각 채널 어레이(10)가 반사체 내에 제공되는, 반사체. 냉각 채널 어레이의 채널(16)은 기판의 표면 내의 개방 채널로부터 형성될 수 있고, 개방 채널은 플레이트에 의해 닫혀서 채널을 생성한다.

Description

반사체{REFLECTOR}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2014 년 12 월 12 일에 출원되고 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 EP 14197602.7 의 우선권을 주장한다.
본 발명은 리소그래피 시스템의 부분을 형성할 수 있는 반사체에 관한 것이다. 본 발명은 리소그래피 시스템에 관한 것이다.
EUV 방사선이 거의 모든 재료에서 잘 흡수되고 따라서 투과성 렌즈가 EUV 리소그래피 장치에 대해서 실용적이지 않기 때문에, EUV 리소그래피 장치 내에 반사체가 사용된다. EUV 방사선을 반사하기 위하여 반사체가 사용되면, EUV 방사선 중 일부는 반사체에 의해 흡수된다(EUV 방사선의 반사는 100% 효율을 가지는 것은 아님). 반사체에 의해 EUV 방사선이 흡수되면 반사체가 가열되게 되고, 그러면 이제 반사체에 왜곡이 생길 것이다. 반사체의 왜곡이 생기면 EUV 방사선 빔에 수차가 생길 것이기 때문에 바람직하지 않다. 반사체가 회절 격자인 경우, 열에 의한 바람직하지 않은 효과는 회절 차수들이 더 이상 회절 격자에 의해 원하는 방식으로 생성되지 않도록 격자를 왜곡시키는 것일 수 있다.
공지된 반사체와 연관된 적어도 하나의 문제점을 피하거나 완화시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판에 의해 지지되는 플레이트를 포함하는 반사체로서,
상기 플레이트는 반사면을 포함하고 무접착제 결합에 의해 상기 기판에 고정되며,
냉각 채널 어레이가 상기 반사체 내에 제공되는, 반사체가 제공된다.
플레이트와 기판 사이에 접착제가 없으면 열이 쉽게 기판 내로 전달될 수 있기 때문에, 반사체는 유익하다. 그러면 냉각 채널 어레이를 통해 흐르는 액체에 의해 열이 제거될 수 있다.
냉각 채널 어레이의 채널은 기판의 표면 내의 개방 채널로부터 형성될 수 있고, 개방 채널은 플레이트에 의해 닫혀서 채널을 생성한다.
채널을 이러한 방식으로 형성하는 것은 상대적으로 용이하다. 그러면 밀리미터 아래의 치수를 가지는 채널들이 형성될 수 있다.
플레이트와 기판 사이의 무접착제 결합은 직접 결합 또는 광학적 콘택 결합을 포함할 수 있다.
기판은 접착제층에 의해 다른 기판에 고정되는 중간 기판일 수 있다.
중간 기판은 약 2mm 이하의 두께를 가질 수 있다.
플레이트와 기판은 동일한 재료로 형성될 수도 있다. 이러한 재료는 반도체, 금속, 또는 금속 합금일 수 있다.
이러한 재료는 실리콘, SiSiC, SiC, 구리 또는 사파이어 중 하나일 수 있다.
플레이트와 기판은 상이한 재료로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 플레이트는 실리콘, SiC, 구리 또는 알루미늄 중 하나로 형성될 수 있는 반면에, 기판은 제로듀어, 코디어라이트, ULE, 석영 또는 인바 중 하나로 형성될 수 있다. 각각의 채널은 250 마이크론 이상의 폭을 가질 수 있다.
각각의 채널은 1mm 미만의 폭을 가질 수 있다. 각각의 채널은 0.5 mm 미만의 폭을 가질 수 있다.
단면에서 바라볼 때 채널의 각 측의 크기는 1000 마이크론 미만일 수 있다.
냉각 채널 어레이의 채널은 단면이 대략적으로 직사각형일 수 있다.
플레이트는 기판의 굽은면 상에 고정될 수 있다.
플레이트의 반사면은 굽어질 수 있다. 플레이트의 반대면은 평평할 수 있다.
반사체는, 액체를 상기 냉각 채널 어레이로 전달하도록 구성되는 인입 도관 및 상기 냉각 채널 어레이로부터 액체를 제거하도록 구성되는 배출 도관을 더 포함할 수 있다.
반사체는 미러 또는 회절 격자일 수 있다.
플레이트의 반사면은 금속성층을 포함할 수 있다.
냉각 채널 어레이의 채널은 기판의 표면 내의 개방 채널로부터 형성될 수 있고, 개방 채널은 중간 플레이트에 의해 닫혀서 채널을 생성한다. 반사체는 제 2 냉각 채널 어레이를 더 포함할 수 있고, 제 2 냉각 채널 어레이의 채널은 중간 플레이트 내의 개방 채널로부터 형성되며, 개방 채널은 플레이트에 의해 닫힌다.
중간 플레이트 내에 있는 개방 채널을 닫는 플레이트는 반사면이 있는 플레이트일 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 기판에 의해 지지되는 반사면을 포함하는 반사체가 제공되고, 상기 반사체에는 액츄에이터가 제공되고, 상기 액츄에이터는 상기 반사체의 휨을 초래하는 토크를 인가하도록 구성된다.
액츄에이터는 상기 반사체의 적어도 어느 정도의 오목 휨을 초래하도록 구성될 수 있다.
액츄에이터는 반사체의 면들을 따라 제공될 수 있다.
액츄에이터는 적어도 부분적으로 반사체 내에 위치될 수 있다.
반사체는 반사체의 면들에 인접하게 이어지는 마운팅 상에 탑재될 수 있다. 반사체로부터 돌출되고 마운팅 바깥에 있는 립들 사이에 연장되는 액츄에이터가 제공될 수 있고, 액츄에이터는 실질적으로 마운팅을 가로질러 이어진다. 액츄에이터의 길이가 길어지면, 마운팅 주위에 작용하는 토크가 반사체에 인가될 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 기판에 의해 지지되는 반사면을 포함하는 반사체가 제공되는데, 반사체 아래에 적어도 하나의 선형 액츄에이터가 제공되고, 상기 적어도 하나의 선형 액츄에이터는 상기 반사면의 외향 휨 및/또는 부풀음(bulging)을 적어도 부분적으로 상쇄시킬 힘을 인가하도록 구성된다.
반사면의 외향 휨 및/또는 부풀음을 적어도 부분적으로 상쇄시키면 반사체에 의해 반사되는 방사선 빔의 수차가 감소될 것이다.
적어도 3 개의 선형 액츄에이터가 제공될 수 있고, 제 1 선형 액츄에이터는 상기 기판 및 반사면을 안으로 당기는 힘을 인가하도록 구성되며, 상기 제 2 및 제 3 선형 액츄에이터는 상기 기판 및 반사면을 밖으로 밀어내는 힘을 인가하도록 구성된다.
선형 액츄에이터는 반사체의 길이를 따라 연장될 수 있다.
반사체는 반사체의 면들을 따라 연장되는 마운팅에 의해 홀딩될 수 있다.
마운팅은 상기 반사체의 휨이 그 주위에 발생될 수 있는 피벗으로서의 역할을 할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 방사선의 소스 및 리소그래피 장치를 포함하는 리소그래피 시스템이 제공되는데, 기판에 의해 지지되는 반사면을 포함하는 반사체는, 상기 리소그래피 시스템의 일부를 구성하고, 방사선 빔을 반사하도록 구성되며, 상기 반사체의 하단면에는 상기 반사체 상에 입사하는 방사선 빔의 점유공간(footprint)을 가지는 히터가 제공된다.
히터는 반사체에 걸친 열적 구배를 감소시킬 수 있고 이를 통하여 열적 구배에 의해 초래되는 반사체의 글로벌 곡률(global curvature)을 감소시킬 수 있다. 그러면 반사체에 의해 반사되는 방사선 빔의 수차가 감소될 것이다.
냉각 채널 어레이는 반사면에 인접한 반사체 내에 제공될 수 있다.
추가적인 냉각 채널 어레이가 상기 기판의 하단면에 인접한 반사체 내에 제공될 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 방사선의 소스 및 리소그래피 장치를 포함하는 리소그래피 시스템이 제공되는데, 기판에 의해 지지되는 반사면을 포함하는 반사체는, 상기 리소그래피 시스템의 일부를 구성하고 방사선 빔을 반사하도록 구성되며, 상기 리소그래피 시스템은, 추가적 방사선 빔을 상기 반사면 상의 방사선 빔의 점유공간을 둘러싸거나 실질적으로 둘러싸는 반사면의 지역으로 제공하도록 구성되는 추가적 방사선 빔 소스를 포함한다.
추가적 방사선 빔은 방사선 빔 점유공간을 둘러싸거나 실질적으로 둘러싸는 반사면의 지역을 가열할 것이고, 이를 통하여 방사선 빔 점유공간의 에지에서의 곡률을 감소시키거나 제거한다. 그러면 반사체에 의해 반사되는 방사선 빔의 수차가 감소될 것이다.
추가적 방사선 빔은 상기 추가적 방사선 빔이 그 위에 입사하는 지역을 가열하여, 상기 지역이 상기 방사선 빔에 의해 가열되는 점유공간과 실질적으로 동일한 온도를 가지게 할 수 있다.
추가적 방사선 빔이 그 위에 입사하는 상기 반사면의 지역은, 부분적으로 상기 방사선 빔의 점유공간 외부일 수 있고, 상기 방사선 빔의 점유공간과 부분적으로 중첩될 수 있다.
추가적 방사선 빔의 세기는, 상기 방사선 빔과 추가적 방사선 빔의 조합에 의해 상기 반사체로 전달되는 총 열이 상기 방사선 빔과 추가적 방사선 빔이 중첩하는 위치에서 실질적으로 일정하게 되도록 구현될 수 있다.
본 발명의 제 1 양태 내지 제 5 양태 중 임의의 것의 특징은 서로 결합될 수 있다. 본 발명의 제 1 양태 내지 제 3 양태 중 임의의 것에 따른 반사체는 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있다.
본 발명의 양태들 중 임의의 것에 따른 반사체는 미러 또는 회절 격자일 수 있다.
방사선 빔은 EUV 방사선 빔일 수 있다.
본 발명의 실시예는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 이제 예시하는 방식으로만 설명될 것이다:
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따르는 리소그래피 시스템의 개략도이다;
도 2 는 도 1 의 리소그래피 시스템의 일부를 형성하는 리소그래피 장치의 개략도이다;
도 3 은 도 1 의 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있는 자유 전자 레이저의 개략도이다;
도 4 는 도 1 의 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있고 에너지 복귀 LINAC을 사용하는 자유 전자 레이저의 개략적인 예시도이다;
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사체를 단면 사시도에서 개략적으로 도시한다;
도 6 은 도 1 의 반사체의 전개도를 개략적으로 도시한다;
도 7 은 도 1 의 반사체의 단면도를 개략적으로 도시한다;
도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 단면도에서 개략적으로 도시한다;
도 9 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 두 단면도에서 개략적으로 도시한다;
도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 단면도에서 개략적으로 도시한다;
도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 단면도에서 개략적으로 도시한다;
도 12 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 단면도에서 개략적으로 도시한다;
도 13 은 위에서 바라본 도 12 의 반사체를 개략적으로 도시한다;
도 14 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 단면도에서 개략적으로 도시한다;
도 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 단면도에서 개략적으로 도시한다;
도 16 은 아래에서 도 15 의 반사체를 개략적으로 도시한다;
도 17 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체를 단면도에서 개략적으로 도시한다; 그리고
도 18 은 위에서 바라본 도 17 의 반사체를 개략적으로 도시한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 시스템(LS)을 도시한다. 일반적으로, 리소그래피 시스템은 방사원 및 적어도 하나의 리소그래피 장치를 포함한다. 도 1 의 리소그래피 시스템(LS)은 방사원(SO), 빔 전달 시스템(BDS) 및 복수 개의 리소그래피 툴(LAa-LAn)을 포함한다. 방사원(SO)은 극자외(EUV) 방사선 빔(B)(메인 빔 이라고 불릴 수 있음)을 생성하도록 구성되고, 예를 들어 적어도 하나의 자유전자 레이저를 포함할 수 있다. 각각의 리소그래피 툴은 방사선 빔을 수광하는 임의의 툴일 수 있다. 툴(LAa-LAn)은 총괄적으로 본 명세서에서 리소그래피 장치라고 불리지만, 툴들은 이와 같이 제한되지 않는다. 예를 들어, 툴은 리소그래피 장치, 마스크 검사 장치, 아리얼 이미지 측정 시스템(Arial Image Measurement Systems; AIMS)을 포함할 수 있다.
빔 전달 시스템(BDS)은 빔 분할 광학기를 포함한다. 빔 분할 광학기는 메인 방사선 빔(B)을 n 개의 개별 방사선 빔(Ba-Bn)(분기 빔 이라고 불릴 수 있음)으로 분할하고, 이들 각각은 n 개의 리소그래피 장치(LAa-LAn)의 다른 것으로 지향된다.
빔 전달 시스템(BDS)은 빔 확장 광학기 및/또는 빔 성형 광학기를 더 포함할 수 있다. 빔 확장 광학기는 메인 방사선 빔(B) 및/또는 분기 방사선 빔(Ba-Bn)의 단면적을 증가시키도록 구현될 수 있다. 그러면 빔 확장 광학기의 하류에 있는 미러에 가해지는 열부하의 전력 밀도가 감소된다. 이것은 빔 확장 광학기의 하류에 있는 미러가, 냉각이 덜 필요하고 따라서 비용이 저렴하면서 더 낮은 사양을 가지게 한다. 더 나아가, 이러한 미러에 더 낮은 전력 밀도가 가해지면 열팽창 때문에 그들의 광학적 표면이 덜 변형되게 된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 다운스트림 미러에 가해지는 열 부하의 전력 밀도를 감소시키면, 이러한 미러가 더 큰 그레이징 입사각에서 메인 방사선 빔 또는 분기 방사선 빔을 수광하도록 할 수 있을 수 있다. 예를 들어, 미러는 예를 들어 2 도가 아니라 5 도의 그레이징 입사각에서 방사선을 수광할 수 있다. 그러면 미러가 더 작아질 수 있기 때문에(미러의 표면 상에 투영되는 빔 전파의 방향에 대응하는 방향에서) 유리하다. 빔 성형 광학기는 메인 방사선 빔(B) 및/또는 분기 방사선 빔의 단면 형상 및/또는 세기 프로파일을 변경하도록 구현될 수 있다.
다른 실시예들에서, 빔 전달 시스템(BDS)은 빔 확장 광학기 또는 빔 성형 광학기를 포함하지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 빔 전달 시스템(BDS)은 빔 감소 광학기를 포함할 수 있고, 이것은 메인 방사선 빔(B) 및/또는 분기 방사선 빔 중 하나 이상의 단면적을 감소시키도록 구현될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 빔 확장 광학기는 빔 전달 시스템(BDS) 내의 미러가 수용하는 열 부하의 전력 밀도를 감소시킬 수 있고, 이것은 바람직할 수 있다. 그러나, 빔 확장 광학기는 상기 미러의 크기도 증가시킬 것이고, 이것은 바람직하지 않을 수 있다. 빔 확장 광학기 및 빔 감소 광학기는 원하는 빔 크기에 도달하기 위해서 사용될 수 있고, 이것은 주어진 임계 레벨 아래의 광수차를 초래하는 최소 빔 단면일 수 있다.
도 2 를 참조하면, 리소그래피 장치(LAa)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어 마스크)를 지지하도록 구성되는 지지 구조(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되는 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 이전에 해당 리소그래피 장치(LAa)에 의하여 수광되는 분기 방사선 빔(Ba)을 컨디셔닝하도록 구성된다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔(Ba'')(이제 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 패터닝됨)을 기판(W)에 투영시키도록 구성된다. 이러한 경우에, 리소그래피 장치는 패터닝된 방사선 빔(Ba'')을 이전에 기판(W)에 형성된 패턴과 정렬한다.
리소그래피 장치(LAa)에 의하여 수광되는 분기 방사선 빔(Ba)은 조명 시스템(IL)의 밀폐 구조 내의 개구(108)를 통해 빔 전달 시스템(BDS)으로부터 조명 시스템(IL) 내로 전달된다. 선택적으로, 분지 방사선 빔(Ba)은 개구(108)에서 또는 그 근처에 중간 초점을 형성하도록 포커싱될 수도 있다.
조명 시스템(IL)은 다면형(facetted) 필드 미러 디바이스(110) 및 다면형 퓨필 미러 디바이스(111)를 포함할 수 있다. 다면형 필드 미러 디바이스(110) 및 다면형 퓨필 미러 디바이스(111)는 함께 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 분포를 가지는 방사선 빔(Ba)을 제공한다. 방사선 빔(Ba)은 조명 시스템(IL)으로부터 전달되고 지지 구조(MT)에 의하여 홀딩되는 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사한다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔을 반사하고 패터닝하여 패터닝된 빔(Ba'')을 형성한다. 조명 시스템(IL)은 다면형 필드 미러 디바이스(110) 및 다면형 퓨필 미러 디바이스(111)에 더하여 또는 그 대신에 다른 미러 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 조명 시스템(IL)은, 예를 들어 독립적으로 이동가능한 미러들의 어레이를 포함할 수 있다. 독립적으로 이동가능한 미러는, 예를 들어 1mm 폭 미만을 측정할 수도 있다. 독립적으로 이동가능한 미러는, 예를 들어 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 디바이스일 수도 있다.
패터닝 디바이스(MA)로부터의 리디렉팅(예를 들어 반사)에 후속하여, 패터닝된 방사선 빔(Ba'')이 투영 시스템(PS)에 진입한다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔(Ba'')을 기판 테이블(WT)에 의하여 홀딩되는 기판(W) 상에 투영하도록 구성되는 복수 개의 미러(113, 114)를 포함한다. 투영 시스템(PS)은 감소 인자를 방사선 빔에 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피쳐보다 더 작은 피쳐가 있는 이미지를 형성한다. 예를 들어, 4 의 감소 인자가 적용될 수도 있다. 비록 투영 시스템(PS)이 도 2 에서 두 개의 미러를 가지지만, 투영 시스템은 임의의 개수의 미러(예를 들어 6 개의 미러)를 포함할 수도 있다.
리소그래피 장치(LAa)는 방사선 빔(Ba')의 단면에 패턴을 부여하고, 패터닝된 방사선 빔을 타겟 기판에 투영시킴으로써 기판의 타겟부를 패터닝된 방사선에 노출시킨다. 리소그래피 장치(LAa)는, 예를 들어 스캔 모드에서 사용될 수도 있고, 방사선 빔(Ba'')에 부여된 패턴이 타겟 영역(C) 상에 투영되는 동안(즉, 동적 노광) 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 동기적으로 스캐닝된다. 지지 구조체(MT)에 상대적인 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 축소율 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다. 기판(W)에 입사하는 패터닝된 방사선 빔(Ba'')은 방사선대(band)를 포함할 수도 있다. 방사 대역은 노광 슬릿이라고 지칭될 수도 있다. 스캐닝 노광 도중에, 기판 테이블(WT) 및 지지 구조(MT)는, 노광 슬릿이 타겟 기판(W) 위에서 이동함으로써 패터닝된 방사선의 기판(W)의 타겟부를 노출시키도록 이동된다. 기판(W)의 타겟부 내의 주어진 위치가 노출되는 방사선량이 방사선 빔(Ba'')의 파워 및 해당 위치가 노광 슬릿이 해당 위치 위에서 스캐닝될 때에 노광되는 시간량에 의존한다는 것이 인정될 것이다(패터닝의 효과는 이러한 예에서는 무시된다). "타겟 위치" 라는 용어는 방사선에 노출되고(또한 그에 대하여 수광된 방사선의 선량이 계산될 수도 있는) 기판 상의 위치를 가리키기 위하여 사용될 수도 있다.
방사원(SO), 빔 전달 시스템(BDS), 및 리소그래피 장치(LAa-LAn)는 모두 이들이 외부 환경으로부터 고립될 수 있게 구성되고 구현될 수도 있다. EUV 방사선의 흡수를 최소화하기 위하여, 방사원(SO), 빔 전달 시스템(BDS) 및 리소그래피 장치(LAa-LAn)의 적어도 일부에 진공이 제공될 수도 있다. 다른 리소그래피 시스템(LS)의 일부에는 다른 압력에서 진공이 제공될 수 있다(즉 대기압보다 낮은 압력에서 유지됨).
다시 도 1 을 참조하면, 방사원(SO)은 각각의 리소그래피 장치(LAa-LAn)에 공급하기에 충분한 파워를 가진 EUV 방사선 빔(B')을 생성하도록 구성된다. 위에서 언급된 바와 같이, 방사원은 자유 전자 레이저를 포함할 수도 있다.
자유 전자 레이저는 전자원을 포함하는데, 이것은 다발형 상대론적 전자 빔과 상대론적 전자(relativistic electron)의 다발이 통과하도록 지향되는 주기적 자기장을 생성하도록 동작가능하다. 주기적인 자기장이 언듈레이터에 의하여 생성되고, 전자가 중심축 중심으로 발진 경로를 따라가게 한다. 자기적 구조 전자에 의하여 야기된 가속도의 결과로서, 전자들은 실질적으로 중심축의 방향으로 전자기 방사선을 자발적으로 방출한다. 상대론적 전자는 언듈레이터 내의 방사선과 상호작용한다. 어떤 조건에서는, 이러한 상호작용에 의하여 전자들이 미세다발로 서로 다발을 이루고, 언듈레이터 내에서 방사선의 파장에서 변조되며, 중심축에 따른 방사선의 코히어런트 방출이 자극된다.
전자에 의하여 추종되는 경로는 전자들이 주기적으로 중심축을 횡단하는 정현파이고 평면일 수도 있고, 또는 전자가 중심축 중심으로 회전하는 나선형일 수도 있다. 발진 경로의 타입이 자유 전자 레이저에 의하여 방출되는 방사선의 편광에 영향을 줄 수도 있다. 예를 들어, 전자가 나선형 경로를 따라 전파하게 하는 자유 전자 레이저는 타원형으로 편광된 방사선을 방출할 수도 있는데, 이것은 몇 몇 리소그래피 장치에 의한 기판(W)의 노광을 위하여 바람직할 수도 있다.
도 3 은 주입기(121), 선형 가속기(122), 다발 압축기(123), 언듈레이터(124), 전자 감속기(126) 및 빔 덤프(100)를 포함하는 자유 전자 레이저(FEL)의 개략도이다.
인젝터(121)는 다발형 전자 빔(E)을 생성하도록 구성되고, 예를 들어 열이온(thermionic) 음극 또는 광음극 및 가속 전기장과 같은 전자 소스를 포함한다. 인젝터(121)는 전자총 및 전자 부스터를 포함할 수 있다. 전자총은 펄스형 레이저 빔을 수광하도록 구성되는 진공 챔버 내에 광음극을 포함할 수 있다. 레이저 빔 내의 광자는 광음극에 의해 흡수되고, 광음극 내의 전자들을 여기시켜서 결과적으로 광음극으로부터 일부 전자들이 방출되게 한다. 광음극은 높은 음의 전압(예를 들어, 대략 수 백 킬로볼트의 전압)에 유지되고, 따라서 광음극으로부터 방출되는 전자를 광음극으로부터 멀어지게 가속하고, 이를 통해 전자빔을 형성한다. 레이저 빔이 펄스형이기 때문에, 전자들이 레이저 빔의 펄스에 대응하는 다발로 광음극으로부터 방출된다. 광음극으로부터 방출된 전자빔(E)은 전자 부스터에 의하여 가속된다. 전자 부스터는, 예를 들어 전자 다발을 약 5 MeV가 넘는 에너지로 가속할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 전자 부스터는 전자 다발을 에너지 약 10 MeV가 넘는 에너지로 가속할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 전자 부스터는 전자 다발을 에너지 약 20 MeV까지의 에너지로 가속할 수도 있다.
전자 빔(E) 내의 전자는 선형 가속기(122)에 의하여 더욱 가속된다. 일 예에서, 선형 가속기(122)는 공통 축을 따라 축상 이격되는 복수 개의 무선 주파수 캐비티, 및 하나 이상의 무선 주파수 파워 소스를 포함하는데, 이것은 각각의 전자 다발을 가속하기 위하여 전자 다발이 파워 소스 사이를 통과할 때 공통 축을 따라 전자기장을 제어하도록 동작가능하다. 캐비티는 초전도 무선 주파수 캐비티일 수도 있다. 바람직하게는, 이것은: 상대적으로 큰 전자기장이 높은 듀티 사이클로 인가되도록; 더 큰 빔 개구부가 형성되어 웨이크필드(wakefields)에 기인한 손실이 적어지도록; 그리고 빔으로 투과되는(공동 벽을 통해 소산되는 것과 반대로) 무선 주파수 에너지의 부분이 증가되도록 한다. 대안적으로는, 캐비티는 통상적으로 도전형이고(즉 초전도형이 아님), 예를 들어 구리로 제조될 수 있다.
빔(E)의 최종 에너지는 여러 가속도 단계에 걸쳐 도달될 수 있다. 예를 들어 빔(E)은 복수 개의 선형 가속기 모듈로부터 전송될 수 있고, 모듈들은 빔 수송 엘리먼트(벤드(bend), 드리프트 공간, 등)에 의해 분리된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 빔(E)은 동일한 선형 가속기 모듈로부터 반복적으로 전송될 수 있고, 빔(E) 내의 에너지의 이득 및/또는 손실은 반복 회수에 대응한다. 다른 유형의 선형 가속기가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 레이저 웨이크-필드 가속기 또는 반전 자유 전자 레이저 가속기가 사용될 수 있다.
주입기(121) 및 선형 가속기(122)는 묶음형 전자 빔을 생성하도록 동작가능한 전자 소스를 형성하는 것으로 간주될 수 있다.
전자 빔(E)은 선형 가속기(122)와 언듈레이터(124) 사이에 배치되는 다발 압축기(123)를 통해 지나간다. 다발 압축기(123)는 전자를 전자 빔(E) 내에서 다발화(bunch)하고 전자 빔(E) 내의 현존 전자 다발을 공간적으로 압축하도록 구성된다. 다발 압축기(123)의 하나의 타입은 전자 빔(E)에 횡단하도록 지향되는 방사선 필드를 포함한다. 전자 빔(E) 내의 전자는 방사선과 상호작용하고 인접한 다른 전자들과 다발을 이룬다. 다른 타입의 다발 압축기(123)는 자기적 다발압축기(chicane)인데, 전자가 다발압축기를 통과할 때에 전자가 따라가는 경로 길이는 전자의 에너지에 의존한다. 이러한 타입의 다발 압축기는, 그 포텐셜이 예를 들어 무선 주파수에서 발진하는 복수 개의 도체에 의하여 선형 가속기(122) 내에서 가속된 전자 다발을 압축하기 위하여 사용될 수도 있다.
그러면 전자 빔(E)은 언듈레이터(124)를 통과한다. 실질적으로, 언듈레이터(124)는 복수 개의 모듈을 포함한다. 각각의 모듈은 주기적 자석 구조를 포함하는데, 이것은 주기적 자기장을 생성하도록 동작가능하고, 인젝터(121) 및 선형 가속기(122)에 의하여 생성된 상대론적 전자 빔(E)을 해당 모듈 내의 주기적 경로를 따라서 유도하도록 구현된다. 결과적으로, 각각의 언듈레이터 모듈 내에서, 전자는 실질적으로 해아 모듈을 통과하는 그들의 주기적 경로의 중심축의 방향에서 전자기 방사선을 방출한다. 언듈레이터(124)는 전자 빔(E)을 리포커싱(refocus)하기 위한 메커니즘으로서, 예컨대 인접한 모듈들의 하나 이상의 쌍 사이에 있는 사극자 자석을 더 포함할 수도 있다. 전자 빔(E)을 리포커싱하기 위한 메커니즘은 전자 다발의 크기를 감소시킬 수도 있는데, 이것은 전자와 언듈레이터(124) 내의 방사선 사이의 커플링을 개선시켜서 방사선의 방출을 더 많이 자극시킨다.
전자가 각각의 언듈레이터 모듈을 통과하여 이동할 때에, 이들은 방사선의 전기장과 상호작용하여, 방사선과 에너지를 교환한다. 실질적으로 전자와 방사선 사이에서 교환된 에너지량은 조건들이 다음과 같은 공진 조건에 가깝지 않는 한 신속하게 발진할 것이다:
Figure 112017066322045-pct00001
여기에서 λ em 은 방사선의 파장이고, λ u 는 전자들이 통과하여 전파하는 언듈레이터 모듈에 대한 언듈레이터 주기이며, γ 는 전자의 로렌츠 인자이고 K는 언듈레이터 파라미터이다. A는 언듈레이터(124)의 기하학적 구조에 의존한다: 원편광된 방사선을 생성하는 나선형 언듈레이터에 대해서 A=1 이고, 평면형 언듈레이터에 대하여 A=2 이며, 타원형으로 편광된 방사선(즉 원편광되거나 선편광되지 않는 방사선)을 생성하는 나선형 언듈레이터에 대해서는 1<A<2 이다. 비록 에너지의 확산이 가능한 한 최소화될 수도 있지만(낮은 이미턴스(emittance)를 가지는 전자 빔(E)을 생성함으로써), 실무상, 각각의 전자 다발은 에너지 확산을 가질 것이다. 언듈레이터 파라미터 K는 통상적으로 약 1 이고 다음과 같이 주어진다:
Figure 112017066322045-pct00002
여기에서 q 및 m은 각각 전자의 전하 및 질량이고, B 0 는 주기적 자기장의 진폭이며, c는 광속이다.
공진 파장 λ em 은 각각의 언듈레이터 모듈을 통과하여 이동하는 전자들에 의하여 자발적으로 방출된 제 1 고조파 파장과 동일하다. 자유 전자 레이저(FEL)는 자기-증폭된 자발적 방출(self-amplified spontaneous emission; SASE) 모드에서 동작할 수도 있다. SASE 모드에서 동작하려면 전자빔이 각각의 언듈레이터 모듈에 진입하기 이전에 전자 빔(E) 내의 전자 다발이 낮은 에너지 확산해야 할 수도 있다. 대안적으로는, 자유 전자 레이저(FEL)는 시드 방사원을 포함할 수 있는데, 이것은 언듈레이터(124) 내의 자극된 방출에 의하여 증폭될 수 있다. 자유 전자 레이저(FEL)는 재순환 증폭기 자유 전자 레이저(recirculating amplifier free electron laser; RAFEL)로서 동작할 수도 있는데, 자유 전자 레이저(FEL)에 의하여 생성되는 방사선의 일부는 방사선을 더 생성하는 것을 초래하기 위한 시드(seed)로서 사용된다.
언듈레이터(124)를 통과하여 이동하는 전자는 방사선의 진폭이 증가하도록 할 수도 있고, 즉, 자유 전자 레이저(FEL)는 비-제로 이득을 가질 수도 있다. 최대 이득은 공진 조건이 만족될 때 획득될 수도 있거나 이러한 조건이 공진에 가깝지만 다소 어긋날 경우에 만족된다. 언듈레이터(124)에서 생성된 방사선은 방사선 빔(BFEL)으로서 언듈레이터를 빠져나오고, 이것은, 예를 들어 도 1 의 방사선 빔(B')에 대응한다.
각각의 언듈레이터 모듈의 중심축 주위의 영역은 "양호한 필드 영역"이라고 간주될 수도 있다. 양호한 필드 영역은, 언듈레이터 모듈의 중심축에 따른 주어진 포지션에서, 어느 공간 내의 자기장의 크기 및 방향이 실질적으로 일정한, 중심축 주위의 그러한 공간일 수도 있다. 양호한 필드 영역 내에서 전파하는 전자 다발은 수학식 1 의 공진 조건을 만족시킬 수도 있고, 따라서 방사선을 증폭할 것이다. 더 나아가, 양호한 필드 영역 내에서 전파하는 전자 빔(E)은 보상되지 않은 자기장에 기인한 기대되지 않은 큰 혼란(disruption)을 경험하지 않아야 한다.
각각의 언듈레이터 모듈은 소정 범위의 수락가능한 초기 궤적을 가질 수도 있다. 수락가능한 초기 궤적의 이러한 범위 내의 초기 궤적으로 언듈레이터 모듈에 진입하는 전자는 수학식 1 의 공진 조건을 만족시킬 수도 있고, 해당 언듈레이터 모듈 내의 방사선과 상호작용 하여 코히어런트 방사선의 방출을 자극할 수도 있다. 이에 반해, 다른 궤적으로 언듈레이터 모듈에 진입하는 전자들은 코히어런트 방사선의 큰 방출을 자극하지 않을 수도 있다.
예를 들어, 실질적으로, 나선형 언듈레이터 모듈에 대하여 전자 빔(E)은 언듈레이터 모듈의 중심축과 실질적으로 정렬되어야 한다. 전자 빔(E) 및 언듈레이터 모듈의 중심축 사이의 틸트 또는 각도는 실질적으로 1/10ρ를 초과하면 안되는데, 여기에서 ρ는 피어스(Pierce) 파라미터이다. 그렇지 않으면 언듈레이터 모듈의 변환 효율(즉 해당 모듈 내에서 방사선으로 변환되는 전자 빔(E)의 에너지의 일부)는 원하는 양 아래로 떨어질 수도 있다(또는 거의 제로로 떨어질 수도 있다). 일 실시예에서, EUV 나선형 언듈레이터 모듈의 피어스 파라미터는 대략적으로 0.001 일 수도 있는데, 언듈레이터 모듈의 중심축에 대한 전자 빔(E)의 틸트가 100 μrad 보다 낮아야 한다는 것을 표시한다.
평면형 언듈레이터 모듈에 대하여, 초기 궤적의 더 큰 범위가 수락가능할 수도 있다. 전자 빔(E)이 평면형 언듈레이터 모듈의 자기장에 실질적으로 수직이고 평면형 언듈레이터 모듈의 양호한 필드 영역 내에서 유지된다면, 방사선의 코히어런트 방출이 자극될 수도 있다.
전자 빔(E)의 전자가 각각의 언듈레이터 모듈 사이의 드리프트 공간을 통과해서 이동할 때, 전자는 주기적 경로를 따르지 않는다. 그러므로, 이러한 드리프트 공간에서, 비록 전자가 방사선과 공간적으로 중첩하지만, 이들은 방사선과 임의의 큰 에너지를 교환하지 않으며 따라서 방사선으로부터 효과적으로 디커플링된다.
다발형 전자 빔(E)은 유한 이미턴스를 가지고, 따라서 리포커싱되지 않으면 직경의 길이가 증가될 것이다. 그러므로, 언듈레이터(124)는 전자 빔(E)을 인접한 모듈들 중 하나 이상의 쌍 사이에 리포커싱하기 위한 메커니즘을 더 포함한다. 예를 들어, 사극자 자석이 인접한 모듈의 각각의 쌍 사이에 제공될 수도 있다. 사극자 자석은 전자 다발의 크기를 감소시키고, 전자 빔(E)을 언듈레이터(124)의 양호한 필드 영역 사이에서 유지시킨다. 이것은 전자들과 다음 언듈레이터 모듈 내의 방사선 사이의 커플링을 향상시켜서 방사선의 방출을 더욱 자극시킨다.
언듈레이터(124)에 진입할 때 공진 조건을 만족하는 전자는, 방사선을 방출(또는 흡수)할 때에 에너지를 상실(획득)할 것이고, 따라서 공진 조건이 더 이상 만족되지 않는다. 그러므로, 일부 실시예들에서, 언듈레이터(124)는 테이퍼링될 수도 있다. 즉, 주기적 자기장의 진폭 및/또는 언듈레이터 주기 λ u 는, 전자 다발이 언듈레이터(124)를 통과하여 유도될 때에 전자 다발을 공진에 또는 이에 가깝게 유지시키기 위하여, 언듈레이터(124)의 길이에 따라 변동할 수도 있다. 테이퍼링 동작은 각각의 언듈레이터 모듈 내의 및/또는 모듈 마다의 주기적 자기장의 진폭 및/또는 언듈레이터 주기 λ u 를 변경함으로써 수행될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로는, 테이퍼링 동작은 각각의 언듈레이터 모듈 내의 및/또는 모듈마다의 언듈레이터(124)의 헬리시티(helicity)를 변경함으로써(이를 통하여 파라미터 A를 변경함으로써) 수행될 수도 있다.
언듈레이터(124)를 떠난 이후에, 전자 빔(E)은 덤프(100)에 의하여 흡수된다. 덤프(100)는 전자 빔(E)을 흡수할 충분한 양의 재료를 포함할 수도 있다. 재료는 방사능의 유도를 위한 임계 에너지를 가질 수도 있다. 임계 에너지 미만의 에너지로 덤프(100)에 진입하는 전자들은 감마선 샤워(shower)만을 생성할 수도 있고 임의의 상당한 레벨의 방사능을 유도하지 못할 것이다. 재료는 전자 충격에 의하여 방사능을 유도하기 위한 높은 임계 에너지를 가질 수도 있다. 예를 들어, 빔 덤프는 약 17 MeV의 임계 에너지를 가지는 알루미늄(Al)을 포함할 수도 있다. 전자가 덤프(100)에 진입하기 이전에 전자 빔(E) 내의 전자의 에너지를 감소시키는 것이 바람직하다. 이것은, 방사능 폐기물을 덤프(100)로부터 제거하고 처리할 필요성을 없애거나 감소시킨다. 방사능 폐기물을 제거하려면 자유 전자 레이저(FEL)를 주기적으로 꺼야하고, 방사능 폐기물을 처리하는 것이 고비용일 수 있고 심각한 환경적 문제를 야기할 수 있기 때문에, 위와 같은 특징은 유리하다.
전자 빔(E) 내의 전자의 에너지는, 전자 빔(E)을 언듈레이터(124)와 빔 덤프(100) 사이에 배치되는 감속기(126)를 통해서 지향함으로써 전자가 덤프(100)에 진입하기 이전에 감소될 수도 있다.
일 실시예에서, 언듈레이터(24)를 떠나는 전자 빔(E)은 선형 가속기(22) 내의 주파수(RF) 필드에 상대적으로 180 도의 위상차로 전자를 다시 선형 가속기(122)로 통과시킴으로써 감속될 수도 있다. 그러므로 선형 가속기 내의 RF 필드는 언듈레이터(24)로부터 출력되는 전자를 감속하는 역할을 한다. 전자가 선형 가속기(122) 내에서 감속될 때, 그들의 에너지의 일부는 선형 가속기(122) 내의 RF 필드로 전달된다. 그러므로 감속하는 전자로부터의 에너지는 선형 가속기(122)에 의하여 복구되고, 인젝터(121)로부터 출력되는 전자 빔(E)을 가속하기 위하여 사용될 수도 있다. 이러한 장치는 에너지 복구 선형 가속기(energy recovering linear accelerator; ERL)라고 알려진다. ERL을 사용하는 자유 전자 레이저(FEL)의 일 예가 도 4 에 도시된다.
도 4 를 참조하면, 선형 가속기(122)를 빠져나오는 상대론적 전자빔(E)은 조향 유닛(125)에 진입한다. 조향 유닛(125)은 전자 빔(E)을 선형 가속기(122)로부터 언듈레이터(124)로 지향하도록 상대론적 전자 빔(E)의 궤적을 변경하도록 동작가능하다. 예를 들어, 조향 유닛(125)은 조향 유닛(125) 내에 자기장을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 전자석을 포함할 수 있다. 자기장은 전자빔(E)의 궤적을 변경하는 역할을 하는 힘을 전자빔(E)에 인가한다. 선형 가속기(122)를 벗어날 때의 전자빔(E)의 궤적은 전자자를 언듈레이터(124)로 지향시키도록 조향 유닛(125)에 의해 변경된다.
조향 유닛(125)이 하나 이상의 전자석 및/또는 영구 자석을 포함하는 실시예들에서, 자석들은 자기 쌍극자, 자기 사극자, 자기적 육극자(sextupole) 및/또는 전자빔(E)에 힘을 인가하도록 구성되는 임의의 다른 종류의 다극 자기장 장치 중 하나 이상을 형성하도록 구현될 수 있다. 조향 유닛(125)은 추가적으로 또는 대안적으로, 전자빔(E)에 힘이 인가되도록 조향 유닛(125) 내에 전기장을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 전기적으로 충전된 플레이트를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조향 유닛(125)은 전자빔(E)에 힘을 가해서 그 궤적을 변경하게 동작가능한 임의의 장치를 포함할 수 있다.
도 4 에 도시되는 자유 전자 레이저의 실시예에서, 언듈레이터(124)를 벗어나는 전자 빔(E')은 제 2 조향 유닛(127)에 진입한다. 제 2 조향 유닛(127)은, 전자 빔(E')을 다시 선형 가속기(122)를 통해 지향시키도록, 언듈레이터(124)를 벗어나는 전자 빔(E')의 궤적을 변경한다. 제 2 조향 유닛(127)은 조향 유닛(125)과 유사할 수 있고, 예를 들어 하나 이상의 전자석 및/또는 영구 자석을 포함할 수 있다. 제 2 조향 유닛(127)은 언듈레이터(124)를 벗어나는 방사선 빔(BFEL)의 궤적에 영향을 주지 않는다. 그러므로, 조향 유닛(125)은 전자 빔(E')의 궤적을 방사선 빔(BFEL)으로부터 디커플링한다. 일부 실시예들에서, 전자 빔(E')의 궤적은 제 2 조향 유닛(127)에 도달하기 이전의 방사선 빔(BFEL)의 궤적으로부터 디커플링될 수 있다(예를 들어 하나 이상의 자석을 사용).
제 2 조향 유닛(127)은 전자 빔(E')을 언듈레이터(124)를 떠난 이후에 선형 가속기(122)로 지향한다. 언듈레이터(124)를 통과한 전자 다발은 선형 가속기(122) 내의 가속 필드(예를 들어 무선 주파수 필드)에 대해 약 180 도의 위상차를 가지고 선형 가속기(122)에 진입할 수 있다. 전자 다발과 선형 가속기(122) 내의 가속 필드 사이의 위상차는 전자가 이러한 필드에 의하여 감속되게 한다. 감속하는 전자(E')는 그들의 에너지의 일부를 선형 가속기(122) 내의 필드로 다시 전달하고, 이를 통하여 전자원(121)으로부터 도달하는 전자빔(E)을 가속시키는 필드의 세기를 증가시킨다. 그러므로 이러한 배치는, 전자원(121)으로부터 도달하는 후속 전자 다발을 가속하기 위하여, 선형 가속기(122) 내의 전자 다발로 제공되었던(이들이 선형 가속기에 의해 가속될 때) 에너지의 일부를 복구한다. 이러한 배치는 에너지 복구 LINAC이라고 알려져 있을 수도 있다.
선형 가속기(122)에 의해 감속되는 전자(E')는 빔 덤프(100)에 의해 흡수된다. 조향 유닛(125)은 선형 가속기(122)에 의해 감속된 바 있는 전자 빔(E')의 궤적을 선형 가속기(122)에 의해 가속된 바 있는 전자 빔(E)의 궤적으로부터 디커플링하도록 동작가능할 수 있다. 그러면, 가속된 전자 빔(E)이 언듈레이터(124)로 지향되는 동안에, 감속된 전자 빔(E')이 빔 덤프(100)에 의해 흡수될 수 있다.
자유 전자 레이저(FEL)는 소스(121)로부터 오는 빔(E)과 조향 유닛(127)으로부터 오는 빔(E')의 궤적을 실질적으로 중첩시키는 빔 결합 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 가속기(122)에 의해 가속되기 전에 빔(E)의 에너지가 빔(E')의 에너지보다 훨씬 작다는 사실 때문에 병합이 가능하다. 가속된 전자 빔(E)의 궤적은 실질적으로 일정한 자기장을 생성함으로써 감속된 전자 빔(E')의 궤적으로부터 디커플링될 수 있다. 가속된 전자 빔(E)과 감속된 전자 빔(E') 사이의 에너지차는 두 개의 전자 빔들의 궤적이 일정한 자기장에 의해 상이한 양만큼 변경되게 한다. 그러므로, 두 개의 전자 빔의 궤적은 서로 디커플링되게 될 것이다.
또는, 조향 유닛(125)은, 예를 들어 가속화된 전자 빔(E) 및 감속된 전자 빔(E')을 형성하는 전자 다발과 실질적으로 일정한 위상 관련성을 가지는 주기적 자기장을 생성하도록 동작가능할 수 있다. 예를 들어, 가속화된 전자 빔(E)으로부터의 전자 다발이 조향 유닛(125)에 진입할 때에, 조향 유닛(125)은 전자를 언듈레이터(124)로 디렉팅하는 역할을 하는 자기장을 생성할 수 있다. 감속화된 전자 빔(E')으로부터의 전자 다발이 조향 유닛(125)에 진입할 때에, 조향 유닛(125)은 전자를 빔 덤프(100)로 디렉팅하는 역할을 하는 자기장을 생성할 수 있다. 또는, 감속화된 전자 빔(E')으로부터의 전자 다발이 조향 유닛(125)에 진입할 때에, 조향 유닛(125)은 자기장을 거의 또는 전혀 생성하지 않아서 전자가 조향 유닛(125)을 벗어나서 빔 덤프(100)로 진행하게 할 수 있다.
또는, 자유 전자 레이저(FEL)는 조향 유닛(125)과 분리되고 가속된 전자 빔(E)의 궤적을 조향 유닛(125)의 상류의 감속된 전자 빔(E')의 궤적으로부터 디커플링하도록 구성되는 빔 분할 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 빔 분할 유닛은, 예를 들어 가속화된 전자 빔(E) 및 감속된 전자 빔(E')을 형성하는 전자 다발과 실질적으로 일정한 위상 관련성을 가지는 주기적 자기장을 생성하도록 동작가능할 수 있다.
감속기로서 동작할 때, 감속기(122)는 전자(E')의 에너지를 임계 에너지 아래로 감소시키도록 동작가능할 수 있다. 이러한 임계 에너지 아래의 전자는 빔 덤프(100) 내에 방사능의 임의의 레벨을 유도하지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 선형 가속기(122)와 분리되는 감속기(미도시)는 언듈레이터(124)를 통과한 전자 빔(E')을 감속하기 위하여 사용될 수 있다. 전자 빔(E')은, 선형 가속기(122)에 의해 감속되는 것에 추가하거나 선형 가속기(122)에 의해 감속되는 것 대신에 감속기에 의해 감속될 수 있다. 예를 들어, 제 2 조향 유닛(127)은 전자 빔(E')이 선형 가속기(122)에 의해 감속되기 이전에 전자 빔(E')을 감속기를 통해 지향할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 전자 빔(E')은 선형 가속기(122)에 의해 감속된 이후에 그리고 빔 덤프(100)에 의해 흡수되기 전에 감속기를 통과할 수 있다. 또는, 전자 빔(E')은 언듈레이터(124)를 벗어난 이후에 선형 가속기(122)를 통과하지 않을 수 있고, 빔 덤프(100)에 의해 흡수되기 전에 하나 이상의 감속기에 의해 감속될 수 있다.
자유 전자 레이저(FEL)는 도 1 의 리소그래피 시스템(LS)의 일부를 형성할 수도 있고, 자유 전자 레이저에 의하여 생성되는 방사선은 궁극적으로 하나 이상의 리소그래피 장치(LAa-LAn) 내의 하나 이상의 기판에 의하여 수광된다. 이러한 기판(W)은 패터닝된 방사선을 수광하도록 구성되는 타겟부를 포함하는 것으로 간주될 수도 있다. 리소그래피 시스템(LS) 내에서, 다음을 통해 자유 전자 레이저(FEL)로부터 기판으로 방사선이 수송된다: (i) 빔 전달 시스템(BDS)(예를 들어, 빔 확장 광학기 및 빔 분할 광학기를 포함함); 및 (ii) 리소그래피 장치(LAa-LAn) 내의 광학기(예를 들어 광학기(110, 111, 113, 114)).
리소그래피 시스템의 광학기는 반사체를 포함할 수 있다. 예를 들어 방사선 빔(B)을 자유 전자 레이저(FEL)로부터 리소그래피 장치로 전달하기 위해 그레이징 입사 미러가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 그레이징 입사 회절 격자가 방사선 빔을 상이한 리소그래피 장치들로 전달되기 위한 복수 개의 방사선 빔으로 분할하기 위하여 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 리소그래피 장치(LAa-LAn)의 광학기는 반사체(예를 들어 도 2 에 도시되는 광학기(110, 111, 113, 114)와 같은 미러)를 포함할 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따르는 반사체의 개략도이다. 도 5 에 도시되는 반사체는 회절 격자(2)이지만, 다른 실시예에서 반사체는 미러일 수 있다(반사체라는 용어는 미러와 회절 격자를 망라하는 것으로 간주될 수 있다). 도 5 는 회절 격자의 절반을 보여주는 단면 사시도이다. 회절 격자(2)는 기판(8) 상에 제공된 플레이트(4)를 포함한다. 플레이트(4)의 표면에는 그레이징 입사 방사선(예를 들어 EUV 방사선)에 대해 반사성인 금속성층이 제공된다. 따라서, 플레이트(4)는 반사면(5)을 가진다. 주기적 구조체(미도시)가 회절 격자(2)의 플레이트(4) 상에 제공된다. 주기적 구조체는 회절 격자(2) 상에 그레이징 입사각으로 입사하는 방사선 빔(예를 들어 EUV 방사선)을 회절시키는 역할을 한다.
직교 u, v 및 w 방향을 포함하는 좌표계가 도 5 와 다른 도면에 표시된다. 이러한 좌표계는 편의상 방사선 빔이 그레이징 입사각으로 반사체 상에 입사하는 경우에 사용된다(그레이징 입사는 방사선 빔이 약 5 도 이하의 반사체 표면에 대한 각도를 가지는 경우인 것으로 간주될 수 있다). 평면형 반사체의 경우, u-방향은 평면형 반사체의 표면 상에 투영될 때의 방사선 빔의 방사선 빔 방향에 대응한다. v-방향은 u-방향에 수직이고, 평면형 반사체의 표면에 놓여 있다. w-방향은 평면형 반사체의 표면에 수직이다. 좌표계는 편의상 사용된 것이고, 리소그래피 장치 또는 리소그래피 시스템 내의 반사체의 배향을 한정하려는 것이 아니다.
도 5 에 도시되는 회절 격자(2)의 주기적 구조체는, 예를 들어 u-방향에 평행하게 연장되는 라인을 포함할 수 있고, 또는 u-방향에 대해 소정 각도로 연장되는 라인을 포함할 수 있다.
회절 격자(2) 상에 입사되는 방사선 빔은 단면이 실질적으로 원형일 수 있고, 또는 타원형일 수도 있다(예를 들어 약 5:1 의 장축/단축 비를 가짐). 단면이 원형인 방사선 빔의 경우, 방사선 빔의 그레이징 입사각 때문에, 방사선 빔은 v-방향에서보다 u-방향에서 훨씬 더 긴 회절 격자(2) 상의 점유공간(6)을 가진다(개략적으로 음영 영역으로 예시됨). 같은 내용이 단면이 타원형인 방사선 빔에도 적용된다. 방사선 빔의 점유공간(6)은, 예를 들어 u-방향으로 수 십 센티미터에 걸쳐 연장될 수 있고, 예를 들어 v-방향으로 10 밀리미터보다 적게 연장될 수 있다.
회절 격자의 플레이트(4)는 실리콘 또는 몇 가지 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 플레이트는 예를 들어 1 mm 미만, 예를 들어 약 0.7 mm의 두께를 가질 수 있다. 회절 격자(2)의 플레이트(4)는 기판(8)에 의해 지지된다. 기판(8)은 실리콘으로 형성될 수 있고, 또는 몇 가지 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 기판(8)은 예를 들어 20 mm 이상의 두께를 가질 수 있다. 기판(8)은 예를 들어 약 50 mm 이상의 폭을 가질 수 있고, 예를 들어 약 300 mm 이하의 길이를 가질 수 있다. 플레이트(4)도 역시 예를 들어 약 50 mm 이상의 폭을 가질 수 있고, 예를 들어 약 300 mm 이하의 길이를 가질 수 있다. 플레이트(4)는 예를 들어 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다(예를 들어 패터닝되고 에칭되어 회절 격자의 격자 구조체를 제공함). 일반적으로, 플레이트(4)는 길이에 있어서 대략적으로 방사선 빔의 점유공간(6)에 상응할 수 있다. 플레이트(4)의 폭은 대략적으로 방사선 빔의 점유공간(6)의 폭에 상응할 수 있고, 또는 이것보다 실질적으로 더 클 수 있다(예를 들어 반사체가 대략적으로 정방형이거나 대략적으로 원형이라면).
기판(8)에는 냉각 채널 어레이(10), 액체 인입 도관(12) 및 액체 배출 도관(14)이 제공된다. 이것이 도 6 에서 더 분명하게 보일 수 있다. 도 6 은 회절 격자(2)의 일부의 분해 사시도이고, 플레이트(4)는 냉각 채널 어레이(10)가 보이도록 기판(8)으로부터 분리된다. 도 6 에서 알 수 있는 바와 같이, 채널(10)은 기판(8) 내의 홈으로서 형성되고 액체 인입 도관(12) 및 액체 배출 도관(14) 사이에 연장될 수 있고, 이것들도 역시 기판 내의 홈으로서 형성될 수 있다. 따라서, 기판(8) 내에 형성된 채널(10)도 도관(12, 14)도 상면을 가지지 않으며, 그 대신에 개방 채널들이다. 플레이트(4)는 기판(8)과 접촉되는 경우 채널(10) 및 도관(12, 14)에 대한 상면을 제공한다.
도 7 은 u-방향으로 절단된 회절 격자(2)의 단면도이고, 냉각 채널 어레이(10)를 더 상세하게 도시한다. 도시된 바와 같이, 각각의 채널(16)은 기판(8)으로부터 형성되는 바닥(floor) 및 벽을 가지고 플레이트(4)로부터 형성된 지붕을 가진다. 채널(16)은 예를 들어 약 500 마이크론의 피치를 가질 수 있고, 예를 들어 약 500 마이크론의 깊이를 가질 수 있다. 각각의 채널은 예를 들어 약 250 nm의 폭을 가질 수도 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 플레이트(4)는 예를 들어 약 0.7 mm의 두께를 가질 수 있다.
도 5 내지 도 7 을 조합하여 참조하면, 물(또는 일부 다른 액체)이 인입 도관(12)을 통해 공급되고, 냉각 채널 어레이(10)를 통해 배출 도관(14)으로 진행하며, 배출 도관으로부터 제거된다. 물은, 예를 들어 분당 약 3 리터의 유속으로 회절 격자(2)를 통해 흐를 수 있다. 방사선 빔은 도 5 에 대략적으로 도시되는 점유공간(6)을 가지는 회절 격자(2) 상에 입사한다. 회절 격자(2)에 의해 흡수되는 방사선 빔으로부터의 열은 냉각 채널 어레이(10)를 통해 진행하는 물로 전달된다. 가열된 물은 냉각 채널 어레이(10)로부터 열을 빼앗아서, 배출 도관(14) 밖으로 흘러서 회절 격자(2)로부터 열을 제거한다.
예를 들어 수냉식 대신에, CO2에 기초한 2-상 냉각법이 냉각 효율을 증가시키도록 채용될 수 있다.
플레이트(4)는 무접착제 결합을 사용하여 기판(8)에 고정될 수 있다. 무접착제 결합의 예는 광학적 콘택 결합 및 직접 결합이다. 이러한 형태의 무접착제 결합은 반데르 발스 힘과 같은 분자간력을 사용하여 두 개의 표면들을 함께 결합한다. 웨이퍼 직접 결합은 예를 들어 Ploeßl, A & Kraeuter, G Material Science and Engineering R25 (1-2), P1-88 (1999)에 기술된다. 냉각 채널 어레이(10)의 상면을 포함하는 기판(8)의 표면은, 플레이트(4)의 대응하도록 부드러운 하단면이 기판의 표면에 직접적으로 결합되도록 충분히 부드럽게 제조된다. 서로 접촉하는 표면들은 충분히 부드러워서, 반데르 발스의 힘(다른 힘에 의해 증강될 수 있음)이 회절 격자(2) 내의 물의 기대된 압력을 지지할 강도로 표면들이 서로 끌어당기게 할 수 있다. 따라서, 수압은 플레이트(4)를 기판(8)으로부터 멀어지게 하지 않을 것이다. 수압은, 예를 들어 진공에 대해 2 바만큼 더 클 수 있다.
플레이트(4)를 기판(8)에 고정하기 위해서 접착제를 사용하는 대신에 무접착제 결합을 사용하는 장점은, 접착제로부터 생기는 열저항을 없앤다는 것이다. 접착제의 약 0.1 mm 층은 실리콘의 60 mm와 등가인 열저항을 가질 수 있고, 따라서 플레이트(4)로부터 냉각 채널 어레이(10)의 다른 부분으로의 열의 전달에 대해 실질적으로 음의 효과를 가질 것이다.
방사선 빔으로부터 실리콘 플레이트(4)로 전달되는 열은 냉각 채널 어레이(10)의 벽 내로 진행하고, 그러한 벽을 통해 기판(8)의 보디 내로 진행한다. 결과적으로, 채널(16)을 통과하여 이동하는 물은 채널의 지붕을 형성하는 플레이트(4)로부터, 채널의 벽으로부터, 그리고 채널의 바닥으로부터 열을 수용한다. 실리콘의 열전도율은 충분히 양호해서, 채널(16)의 벽과 바닥의 온도가 채널의 지붕의 온도(즉 플레이트(4)의 온도)와 거의 같다. 냉각 채널 어레이(10)는, 종래의 단일 반사체-물 인터페이스가 사용되었다면(즉 냉각 채널 어레이가 없고 그 대신에 반사면(5) 아래의 단일의 넓은 채널을 통해 물이 흘렀을 경우) 제공되었을 표면적보다 수 배 더 큰(예를 들어 세 배 이상 더 큰) 회절 격자(2)로부터 물로 열을 전달하기 위한 표면적을 제공한다. 따라서, 냉각 채널 어레이(10)는, 종래의 반사체-물 인터페이스에 의해 제공될 것보다 훨씬 더 효율적인, 회절 격자(2)로부터 물로의 열 전달을 제공한다.
플레이트(4) 및 기판(8)이 실리콘으로 형성된다고 언급되지만, 이들은 임의의 적합한 재료로 형성될 수도 있다. 그러나, 실리콘은 상대적으로 높은 열전도율 및 상대적으로 낮은 열팽창 계수를 가지는 공통 재료이기 때문에 유리하다. 또한, 플레이트(4)와 기판(8)을 함께 홀딩하기 위해서 무접착제 결합이 사용될 수 있다. 예를 들어 SiSiC 또는 SiC와 같은 다른 반도체 재료가 사용될 수도 있다. 다시 말하건대, 무접착제 결합이 사용될 수 있다. 실리콘의 인터페이스층이 무접착제 결합을 사용하기 전에 SiSiC 또는 SiC의 표면 상에 제공될 수 있다. 역시 상대적으로 높은 열전도율을 가지는(하지만 실리콘보다 더 높은 열팽창 계수를 가짐) 구리가 플레이트(4) 및 기판(8)을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 구리 플레이트와 기판을 함께 홀딩하기 위해서 무접착제 결합이 사용될 수 있다. 플레이트(4) 및 기판(8)을 형성하기 위하여 사파이어(알루미늄 산화물)가 사용될 수 있다. 사파이어는 상대적으로 높은 열전도율을 가지며, 상대적으로 높은 열팽창 계수도 가진다(실리콘과 비교할 때). 사파이어 플레이트와 기판을 함께 홀딩하기 위해서 무접착제 결합이 사용될 수 있다. 플레이트(4)와 기판(8)을 형성하기 위하여 알루미늄이 사용될 수도 있다. 알루미늄 플레이트와 기판은 무접착제 결합을 사용하여 서로 홀딩될 수 있다. 플레이트(4)와 기판(8)을 형성하기 위해서 니켈이 사용될 수도 있다. 니켈 플레이트와 기판은 무접착제 결합을 사용하여 서로 홀딩될 수 있다.
플레이트(4)와 기판(8)은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다. 후자의 경우에, 플레이트(4)는 상대적으로 높은 열전도율을 가지는 재료로 형성될 수 있고, 기판(8)은 상대적으로 낮은 열전도율을 가지는 재료로 형성될 수 있다. 상대적으로 높은 열전도율을 가지는 재료, 예를 들어 실리콘, SiC, 구리 또는 알루미늄으로부터 플레이트(4)를 형성함으로써, 열이 표면으로부터 냉각 채널로 효과적으로 전달된다. 기판(8)을 상대적으로 낮은 열전도율을 가지는 재료, 예를 들어 제로듀어, 코디어라이트, ULE, 석영 또는 인바로 형성함으로써, 열이 상대적으로 제한된 정도로만 기판을 관통할 것이기 때문에 기판의 열팽창이 크게 방지된다.
비록 전술된 재료들이 도 5 내지 도 7 에 도시되는 실시예와 연계하여 설명되었지만, 이들은 본 발명의 임의의 실시예와 연계해서 사용될 수도 있다.
전술된 채널 치수는 단지 예일 뿐이고, 다른 치수들이 사용될 수도 있다. 이것은 도 5 내지 도 7 에 도시되는 실시예와 관련해서 그리고 본 발명의 다른 실시예와 관련해서도 적용된다. 일반적으로, 플레이트(4)의 표면적 당 채널에 의해 제공되는 표면적이 증가되면 회절 격자(2)(또는 미러)로부터 채널 내의 물로 열이 전달되는 효율이 증가될 것이다(채널과 물 사이의 접촉 표면적이 증가된다). 그러나, 채널의 폭이 250 마이크론으로부터 감소되면, 채널을 통해 물을 밀어내기 위해 요구되는 압력이 크게 증가할 것이다. 또한, 생산가능성의 관점에서, 약 250 마이크론의 폭을 가지는 채널을 기판 내에 날을 사용하여 절단하는 것은 가능할 수 있지만, 이것보다 훨씬 좁은 채널을 절단하는 것은 훨씬 고가일 수 있고 구현하기가 훨씬 어려울 수 있는 다른 기법(예를 들어 에칭)이 필요할 수 있다. 이와 유사하게, 채널들 사이에 약 250 마이크론보다 적은 폭을 가지는 벽을 형성하는 것은 어려울 수 있다. 그러나, 다시 말하건대, 이것은 예를 들어 에칭 또는 다른 기법을 사용해서 이루어질 수 있다. 250 마이크론 미만의 폭을 가지는 벽을 형성하는 것보다 250 마이크론 미만의 폭을 가지는 채널을 형성하는 것이 더 쉬울 수 있다. 비록 250 마이크론 미만의 폭을 가지는 채널이 제공될 수 있지만(예를 들어 100 마이크론만큼 작은 폭을 가지는 채널), 전술된 장점은 채널을 250 마이크론보다 크게 좁지 않게 하는 데에서부터 얻어진다. 비록 250 마이크론 미만의 폭을 가지는 벽이 제공될 수 있지만(예를 들어 100 마이크론만큼 작은 폭을 가지는 벽), 250 마이크론 이상의 폭을 가지는 벽을 제작하는 것이 더 용이하다.
채널들은 250 마이크론보다 더 넓게 제작될 수 있다. 이렇게 하면 채널의 밀도가 감소될 것이고, 따라서 회절 격자(2)로부터 채널을 통해 흐르는 물로 열을 전달하기 위한 접촉 표면적이 감소될 것이다. 그럼에도 불구하고, 채널들이 250 마이크론보다 더 넓으면, 예를 들어 물이 플레이트 뒤의 평평한 비구성된 공간을 통해 물이 흐르는 경우보다(즉 미세구조가 존재하지 않는 경우보다) 회절 격자(2)로부터 물로의 열이 훨씬 더 효율적으로 전달될 수 있다. 채널은 예를 들어 1 mm 미만의 폭을 가질 수 있다. 채널은 예를 들어 약 0.5 mm 이하의 폭을 가질 수 있다.
회절 격자(2)로부터 물로 열이 전달되는 표면적은 채널의 깊이를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 이러한 접근법의 장점은, 표면적이 증가되면 물을 냉각 채널 어레이를 통해 밀어내기 위해 필요한 압력이 증가되지 않는다는 것이다. 또한, 미세구조를 형성하는 홈을 절단하기 위해서 여전히 날이 사용될 수 있다.
단일 채널(16)은 그 단면 주위의 둘레에 관하여 규정될 수 있다. 도 7 을 참조하여, 예시된 채널의 단면 주위의 둘레는 250 마이크론(바닥) +500 마이크론 x 2(벽) +250 마이크론(지붕)이고, 즉 1.5mm의 총 단면 둘레이다. 본 발명의 실시예에서, 냉각 채널 어레이의 채널은 예를 들어 약 1mm 이상의 단면 둘레를 가질 수 있다. 채널은, 예를 들어 약 3mm 이하의, 그리고 2mm 이하의 단면 둘레를 가질 수 있다. 냉각 채널 어레이의 채널의 피치는, 예를 들어 2mm 이하일 수 있고, 예를 들어 1mm 이하일 수 있다. 냉각 채널 어레이의 채널의 피치는, 예를 들어 250 마이크론 이상일 수 있다.
경우에 따라서는, 단면에서 바라볼 때 채널의 각 측의 크기가 수 백 마이크론을 넘지 않는 마이크론으로 표현될 수 있다(즉 1000 마이크론 미만으로 표현될 수 있음). 이러한 경우에 채널은 마이크로채널이라고 기술될 수 있다.
냉각 채널 어레이의 채널은, 예를 들어 단면이 대략적으로 직사각형일 수 있다. 대략적으로 직사각형 단면은, 예를 들어 대략적으로 원형 단면보다 채널과 물 사이에 더 큰 접촉 면적을 제공한다. 냉각 채널 어레이는 일부 다른 비-원형 단면 형상을 가질 수 있다. 이것은 비-타원형 단면 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 전술된 실시예들이 회절 격자의 콘텍스트에서 설명되었지만, 본 발명의 실시예는 회절 격자 대신에 미러를 포함할 수 있다.
미러의 실시예는 평평한 미러 또는 굽은 미러를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 굽은 미러는, 기판(8)이 원하는 곡률을 제공하도록 성형한 뒤 플레이트(4)가 기판에 결합되기 전에 플레이트를 휘게 함으로써 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 기판(8)은 평평할 수 있고, 원하는 곡률이 플레이트(4) 내로 연마될 수 있다. 이러한 제 2 실시예의 잠재적인 단점은, 곡률이 플레이트 내로 연마될 수 있는 정도가 플레이트의 두께에 의해 제한된다는 것이다. 그러나, 그레이징 입사 미러에는 유용한 곡률이 제공될 수 있고(예를 들어 1 도의 그레이징 입사각 및 5mm의 빔 직경에 대해 약 1m의 초점 길이를 가지는 포커싱 미러처럼), 미러의 에지와 중심 사이에 약 0.4mm 미만의 두께차를 가질 수 있다. 따라서, 제 2 실시예는 실질적으로 유용한 굽은 미러가 제작되게 할 수 있다.
위에서 더 상세히 언급된 바와 같이, 접착제의 열저항은 실리콘의 열저항 보다 훨씬 더 크다(예를 들어 수 백의 인자만큼). 열저항의 이러한 차는 회절 격자 내에 어느 정도의, 예를 들어 도 8 에 개략적으로 도시된 바와 같은 열적 격리를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 도 8 은 회절 격자(2)를 단면에서 도시한다. 도 8 에서, 접착제층(18)을 사용하여 다른 기판(19)에 고정되는 중간 기판(8) 내에 냉각 채널 어레이(10)가 형성된다. 중간 기판(8)은, 예를 들어 약 2mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 발생될 중간 기판(8)의 변형양은, 중간 기판에 걸친 온도 구배 및 중간 기판의 두께의 곱이다. 중간 기판(8)이 얇기 때문에, 기판에 걸친 온도 구배에 의해 초래되는 중간 기판의 변형양은 작다(더 두꺼운 중간 기판에 대해서 발견될 변형양과 비교해서). 접착제(18)에 의해서 중간 기판(8)으로부터 열적으로 격리되는 다른 기판(19)은 실질적으로 균일한 온도를 가지고, 그러므로 큰 변형을 겪지 않는다.
도 9 에 도시되는 실시예에서, 냉각 채널 어레이의 복수 개의 층들이 제공될 수 있다(냉각 채널 어레이의 3 개의 층(10a-10c)이 도시됨). 도 9 에 도시되는 냉각 채널 어레이는, 예를 들어 기판(8)에 홈을 형성하고, 실리콘 플레이트(20) 내에 홈을 형성하며, 무접착제 결합(예를 들어 직접 결합)을 사용하여 실리콘 플레이트(20)를 기판(8) 상에 결합함으로써 생성될 수 있다. 홈은 다른 플레이트(22) 내에 형성될 수 있고, 이것은 이제 무접착제 결합을 사용하여 제 1 플레이트(20)의 상단에 결합될 수 있다. 그러면, 플레이트(4)는 무접착제 결합을 사용하여 제 2 플레이트(22)의 상단에 결합될 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 이러한 방식으로 채널의 추가적 어레이를 제공하면, 플레이트(4)의 단위 면적당 물로 열을 전달하기 위한 접촉 표면적이 증가된다. 그러면 냉각 채널(10a 내지 10c)을 따라서 더 많은 열이 전달될 수 있고, 따라서 기판(8)을 통과하는 열의 양이 감소된다. 그러면 이제 기판(8) 내에 발생할 수 있는 온도 구배가 감소되고, 이를 통하여 기판의 변형이 감소된다. 채널의 임의의 개수의 어레이들이 제공될 수 있지만, 어레이의 개수가 증가할수록 제조 복잡도도 증가될 것이다.
입사 방사선 빔으로 전달된 열에 의해 상이한 형태의 반사체 왜곡이 야기될 수 있다. 하나의 형태에서, 반사체의 반사면으로 전달된 열은 반사면과 반사면이 제공된 표면의 하단 사이에 열적 구배를 초래한다. 결과적으로, 반사면이 기판의 하단보다 훨씬 더 큰 양만큼 팽창할 것이다. 그러면 반사체에 볼록 곡률이 발생되게 할 것이다. 변형의 이러한 형태는 글로벌 곡률이라고 불릴 수 있다.
상이한 형태의 곡률은 로컬 곡률이라고 불릴 수 있다. 도 5 를 참조하면, 방사선 빔이 입사하는 반사체(2)의 영역(점유공간(6))이, 방사선 빔이 입사하지 않는 반사체의 영역보다 더 많이 가열될 것이다. 조명된 영역의 국지화된 팽창이 그 결과로서 발생될 것이다. 그러면 조명된 영역에서 반사체의 휨이 생기게 될 것이고, 따라서 조명된 영역이 조명되지 않는 주위 영역에 비해 밖으로 불룩해질 것이다. 반사체의 휨이 국지화되기 때문에, 이러한 변형은 로컬 곡률이라고 불릴 수 있다.
반사체는 글로벌 곡률 및/또는 로컬 곡률을 겪을 수 있다. 본 발명의 실시예는 반사체의 글로벌 곡률 및/또는 로컬 곡률을 감소시킬 수 있다. 반사체의 우세한 형태의 곡률은 해당 반사체의 디자인에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 우세한 형태의 곡률은 냉각 채널 어레이(10)의 효과, 전체 반사체의 두께, 및/또는 방사선 빔에 의해 조명되는 반사체의 부분(v 방향으로)에 따라 달라질 수 있다.
도 10 은 반사체의 반사면(5)에 인접하는 냉각 채널 어레이(10)가 제공되는 반사체(2)를 단면에서 개략적으로 도시한다. 반사체(2)는 예를 들어 도 5 내지 도 7 에 도시되는 실시예와 대응할 수 있다. 열은 냉각 채널 어레이(10)를 통해 흐르는 열에 의해 반사체(2)로부터 제거된다. 화살표(30)는 방사선 빔에 의해 조명되는 플레이트의 영역을 개략적으로 표시한다. 화살표(30)에 의해 개략적으로 표시되는 바와 같이, 방사선 빔의 세기는 자신의 에지로 갈수록 감소된다. 반사체(2)의 하단면에 히터(32)가 제공된다. 이러한 실시예에서 히터는 저항성 히터(32)이지만 임의의 적합한 형태의 히터가 사용될 수도 있다. 저항성 히터(32)는 반사체(2)에 입사하는 방사선 빔(30)의 점유공간과 대략적으로 대응하는 점유공간을 가진다. 저항성 히터(32)는, 입사 방사선 빔(30)으로부터 반사체(2)로 전달되는 열을 실질적으로 평행하게 하는 열을 전달하도록 구성된다. 이러한 콘텍스트에서, 냉각 채널 어레이(10) 아래의 반사체의 두께가 냉각 채널 어레이 위의 반사체의 두께보다 크기 때문에, 해당 열의 영향을 반사체의 상단면으로 전달된 열의 영향과 평행하게 하기 위해서, 더 많은 열이 반사체의 하단면으로 전달되어야 한다. 저항성 히터(32)에 의해 전달되는 열의 공간 분포는 방사선 빔(30)에 의해 전달된 열의 공간 분포에 실질적으로 대응한다.
저항성 히터(32)가 없었다면, 반사체(2)의 상단으로부터 냉각 채널 어레이(10)로의 열적 구배는 반사체의 글로벌 곡률을 초래할 것이다. 그러나, 저항성 히터(32)를 사용하여 반사체(2)의 하단면에 열을 제공하고, 이러한 열이 방사선 빔(30)에 의해 전달된 열과 실질적으로 균형을 이루게 함으로써, 반대 방향의 글로벌 곡률이 인가된다. 글로벌 곡률들은 적어도 부분적으로 서로 상쇄되고, 이를 통하여 반사체(2)의 순수 글로벌 곡률을 감소시킨다. 반사체의 하단에 인접한 냉각 채널 어레이가 없기 때문에, 반사체(2) 내의 열 분포가 대칭이 아니어서 어느 정도의 글로벌 곡률이 남을 수 있다.
도 11 은 도 10 에 도시되는 반사체에 개략적으로 대응하지만, 반사체의 하단에 인접하게 제공된 제 2 냉각 채널 어레이(34)(반사체의 반사면(5)에 인접한 냉각 채널 어레이(10)에 추가하여)를 포함하는 반사체(2)를 단면에서 개략적으로 도시한다. 도 10 에 도시되는 실시예와 공통적으로, 열이 방사선 빔(30)으로부터 반사체(2)로 전달된다. 또한, 열은 저항성 히터(32)에 의해서 반사체(2)의 하단으로 제공된다. 저항성 히터(32)는 반사체(2)에 입사하는 방사선 빔(30)의 점유공간과 대략적으로 대응하는 점유공간을 가진다. 저항성 히터(32)는 반사체(2)의 하단으로 열을 제공하도록 구성되고, 이러한 열은 방사선 빔(30)에 의해 반사체로 전달되는 열과 실질적으로 대응한다. 저항성 히터(32)에 의해 제공되는 열량은 입사 방사선(30)에 의해 전달되는 열량에 실질적으로 대응한다. 저항성 히터(32)에 의해 전달되는 열의 공간 분포는 방사선 빔(30)에 의해 전달된 열의 공간 분포에 실질적으로 대응한다.
열은 냉각 채널 어레이(10, 34)를 통해 흐르는 열에 의해 반사체(2)로부터 제거된다. 냉각 채널 어레이는 반사체(2)의 반대면에 대응하는 양의 냉각을 제공하도록 구성된다. 반사체(2)의 하단에 제공되고 제거되는 열이 반사체의 상단에 제공되고 제거되는 열과 실질적으로 같기 때문에, 반사체 내의 열의 분포는 반사체의 상단에서 하단까지 개략적으로 대칭적이다. 결과적으로, 글로벌 곡률이 감소되고 실질적으로 제거될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체(2)가 도 12 에서 단면으로 제공되고 도 13 에서 위에서 내려다 본다. 이러한 실시예에서, 반사체(2)에는 반사체의 측면을 따라 설치되는(또는 반사체의 측면에 인접한) 액츄에이터(40)가 제공된다. 반사체(2)는 기판(8)에 의해 지지되는 반사면(5)을 포함한다. 반사면(5)이 기판(8) 상에 직접적으로 제공될 수 있다. 또는, 반사면은 플레이트 또는 기판에 의해 지지되는(직접적으로 또는 간접적으로) 다른 구조체 상에 제공될 수도 있다. 반사체(2)는 예를 들어 다른 실시예의 피쳐(예를 들어 채널)를 포함할 수 있다.
액츄에이터(40)는 예를 들어 적어도 부분적으로 반사체(2) 내에 제공될 수 있다. 액츄에이터는 회전식이고, 회전하여 화살표(42)에 의해 개략적으로 표시되는 것처럼 반사체(2)에 토크를 인가한다. 액츄에이터(40)를 사용하여 토크를 인가하면 반사체(2)가 원통형 곡률을 형성하도록 반사체를 휘게 하는 경향을 가질 것이다. 원통형 곡률은 V-방향 중심일 수 있다. 개략적으로 도시된 것과 같이, 액츄에이터(40)는 반사체(2)의 오목 휨을 초래하는 토크를 인가할 수 있다.
도 12 는 반사체(2) 상에 입사하는 방사선 빔(30)을 개략적으로 도시한다. 방사선 빔(30)은 도 13 에 개략적으로 도시된 바와 같이 점유영역(6)을 가진다. 위에서 더 상세히 설명된 바와 같이, 방사선 빔(30)은 반사체(2)에 열을 전달하고, 이러한 열이 반사체의 로컬 및 글로벌 곡률 양자 모두를 초래할 수 있다. 반사체(2)의 글로벌 곡률은 반사체의 오목 휨을 포함할 수 있다. 반사체(2)의 로컬 곡률은 방사선 빔(30)이 반사체 상에 입사하는 곳이 국지적으로 불룩해지는 것(즉 점유공간(6)에서의 부풀음)을 포함할 수 있다. 반사체의 오목 휨을 초래하는 토크를 반사체(2)의 측면에 인가함으로써, 액츄에이터(40)는 반사체의 글로벌 곡률을 부분적으로 보상할 것이다. 또한, 액츄에이터(40)는 반사체(2)의 로컬 곡률을 부분적으로 보상할 수도 있다.
반사체(2)의 오목 휨을 초래하는 토크를 인가하는 다른 실시예가 도 14 에 도시된다. 도 14 의 실시예에서, 액츄에이터(55)는 반사체(2)의 측면에서 하향 돌출되는 립들(lips) 사이에 연장된다. 반사체(2)는 반사체(2)의 측면에 인접하게 연장되는 마운팅(54) 상에 탑재된다. 마운팅(54)은 반사체의 휨이 발생될 수 있는 중심인 피벗의 역할을 한다. 액츄에이터(55)는 필요에 따라 길어지거나 짧아지도록 구현된다. 액츄에이터(55)를 신장시키면 반사체의 오목 휨을 초래하는 토크가 마운팅(54) 주위에 인가된다.
반사체(2)의 오목 휨을 초래하는 토크를 인가하기 위해서 액츄에이터 및 피벗의 다른 구성들이 사용될 수 있다.
도 12 및 도 13 에 도시된 실시예, 및 도 14 에 도시되는 실시예의 장점은, 이것이 상대적으로 구현하기 쉽다는 것이다. 반사체의 오목 휨을 인가하기 위해서 사용되는 액츄에이터 및 피벗의 다른 구성들에 대해서도 마찬가지일 수 있다. 비록 이러한 실시예들이 곡률을 완전히 제거하지 않을 수도 있지만, 곡률은 원하는 애플리케이션에서(예를 들어 리소그래피 장치 또는 리소그래피 시스템에서) 수락가능한 수준까지 감소될 수 있다. 즉, 방사선 빔(30)을 반사시키는 반사면(5)의 부분의 곡률은 반사된 방사선 빔이 리소그래피 프로세스에서 사용될 수 있게 하는 수준까지 감소될 수 있다. 반사체(2)에 의해 초래되는 수차가 임계 레벨 아래로 떨어질 수 있다.
도 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체(2)를 단면에서 개략적으로 도시하고, 도 16 은 아래에서 바라본 반사체를 도시한다. 반사체(2)는 기판(8)에 의해 지지되는 반사면(5)을 포함한다. 반사면(5)이 기판(8) 상에 직접적으로 제공될 수 있다. 또는, 반사면은 플레이트 또는 기판에 의해 지지되는(직접적으로 또는 간접적으로) 다른 구조체 상에 제공될 수도 있다. 반사체(2)는 예를 들어 다른 실시예의 피쳐(예를 들어 채널)를 포함할 수 있다.
이러한 실시예에서, 3 개의 선형 액츄에이터(50 내지 52)가 V-방향에서 반사체(2)를 따라 연장된다. 선형 액츄에이터(50 내지 52)는 반사체(2)의 길이를 따라 연장될 수 있다. 선형 액츄에이터(50 내지 52)는 반사체(2)의 하단을 상향으로 밀거나 이것을 하향으로 당기는('상향' 및 '하향'은 본 명세서에서 도 15 에 도시되는 반사체 배향과 관련하여 편의상 사용되는 것이고, 한정하려는 것이 아님) 힘을 인가하도록 구성된다. 반사체(2)는 반사체(2)의 측면에 인접하게 연장되는 마운팅(54) 상에 탑재된다. 마운팅(54)은 반사체의 휨이 발생될 수 있는 중심인 피벗의 역할을 한다.
방사선 빔(30)이 반사체(2)에 입사하면, 이것은 반사체(2)의 중심이 상향으로 굽어지게 할 것이다(글로벌 곡률). 중앙 액츄에이터(51)는 반사체(2)에서 하향으로 당김으로써, 반사체의 상향 굽어짐을 초래하는 힘을 적어도 부분적으로 보상한다. 중앙 액츄에이터(51) 양측의 액츄에이터(50, 52)는, 중앙 액츄에이터(51)에 의해 인가된 하향 힘을 부분적으로 보상하기 위해서, 반사체(2)를 상향으로 밀어낼 수 있다. 중앙 액츄에이터(51) 양측의 액츄에이터(50, 52)는 방사선 빔의 점유공간 외부에 위치될 수 있다. 그러면 이러한 측면 액츄에이터(50, 52)가 반사된 방사선 빔의 특성에 좋지 않은 영향을 주는 로컬 곡률을 인가하게 하는 정도를 감소시킬 수 있다. 선형 액츄에이터(50 내지 52)는 반사체(2)의 반사면(5)의 외향 휨 및/또는 부풀음을 적어도 부분적으로 상쇄시킬 힘을 인가한다.
단순화된 실시예에서는 단일 액츄에이터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 반사체(2)에서 하향으로 당기기 위해서 중앙 액츄에이터(51)가 사용될 수 있고, 다른 액츄에이터(50, 52)는 생략될 수 있다. 그러면 글로벌 곡률을 어느 정도 정정할 수 있다. 두 개 이상의 액츄에이터(예를 들어 3 개의 액츄에이터)를 사용하면 하나의 액츄에이터만 있는 경우보다 더 복잡한 힘 프로파일이 반사체(2)에 인가되게 할 수 있기 때문에 유리하다. 3 개의 액츄에이터는 반사체(2)의 전체적인 로컬 곡률을 적어도 부분적으로 보상하는 것과 더불어, 일부 로컬 곡률(반사면(5)의 외향 부풀음)을 적어도 부분적으로 보상할 수 있다. 액츄에이터(50 내지 52)에 의해 인가된 힘을 서로, 부분적으로 보상하여, 마운팅(54)에 인가되는 순수 힘이 감소되게 할 수 있다(중앙 액츄에이터(51)만이 있을 경우에 인가될 힘과 비교할 때). 예를 들어 더 복잡한 힘 프로파일이 인가되게 하기 위해서 4 개 이상의 액츄에이터가 제공될 수도 있다.
도 17 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체(2)를 단면에서 개략적으로 도시하고, 도 18 은 위에서 바라본 실시예를 도시한다. 반사체(2)는 기판(8)에 의해 지지되는 반사면(5)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 반사체(2)는 반사체의 반사면(5) 아래에 제공된 냉각 채널 어레이(10)를 포함한다. 냉각 채널 어레이(10)는, 예를 들어 도 5 내지 도 9 에 도시된 냉각 채널 어레이에 대응할 수 있다. 다른 구성에서, 냉각 채널 어레이(10)는 이러한 실시예에 없을 수 있다. 반사면(5)이 기판(8) 상에 직접적으로 제공될 수 있다. 또는, 반사면은 플레이트 또는 기판에 의해 지지되는(직접적으로 또는 간접적으로) 다른 구조체 상에 제공될 수도 있다.
방사선 빔은 열을 반사체(2)의 중앙 영역으로 전달한다. 방사선 빔(30)은 개략적으로 실선 화살표로 표시된다. 위에서 언급된 바와 같이, 방사선 빔은 반사면(5)의 로컬 곡률을 초래할 것이다. 도 17 및 도 18 에 도시된 실시예에서, 추가적 방사선 빔 소스(미도시)에 의해 생성된 추가적 방사선 빔(60)을 사용해서 반사체 상에 열부하가 제공된다. 추가적 방사선 빔(60)은 도 17 에서 점선 화살표로 개략적으로 도시된다.
추가적 방사선 빔(60)은, 방사선 빔(30)의 점유공간(6)을 둘러싸거나 실질적으로 둘러싸는 반사면(5)의 지역(61)에 입사하고 열을 전달한다. 지역(61)의 내부 및 외부 경계는 도 18 에서 점선으로 개략적으로 표시된다. 추가적 방사선 빔(60)이 그 위에 입사하는 상기 반사면(5)의 지역(61)은, 부분적으로 상기 방사선 빔의 점유공간(6) 외부일 수 있고, 상기 방사선 빔의 점유공간과 부분적으로 중첩될 수 있다.
추가적 방사선 빔(60)은 추가적 방사선 빔이 그 위에 입사하는 지역을 가열하여, 이러한 지역이 방사선 빔(30)에 의해 가열되는 지역과 실질적으로 동일한 온도를 가지게 한다.
입사 방사선 빔(30)은 방사선 빔의 에지에서 점진적으로 감소하는 세기를 가진다(즉, 방사선 빔은 소위 '톱-햇(top-hat)' 함수의 형태를 가지지 않으며, 가우시안 함수와 같은 일부 다른 형태를 가짐). 이것은 방사선 빔(30)의 에지에 있는 더 짧은 실선 화살표에 의해 개략적으로 예시된다. 결과적으로, 반사체(2)는 방사선 빔(30)의 에지에서(즉 점유공간(6)의 에지에서) 감소된 양의 열을 수용할 수 있다. 추가적 방사선 빔(60)에는, 반사체(2) 상의 방사선 빔(30)의 더 낮은 세기 에지와 중첩하는 지역에서 더 낮은 세기가 제공될 수 있다. 추가적 방사선 빔(60)의 세기는, 방사선 빔(30)과 추가적 방사선 빔(60)의 조합에 의해 반사체(2)로 전달되는 총 열이 상기 방사선 빔과 추가적 방사선 빔이 중첩하는 위치에서 실질적으로 일정하게 되도록 구현될 수 있다. 따라서, 추가적 방사선 빔(60)의 세기는 방사선 빔(30)의 세기가 더 낮은 위치에서 더 높고, 추가적 방사선 빔(60)의 세기는 방사선 빔(30)의 세기가 더 높은 위치에서 더 낮다.
방사선 빔(30)을 둘러싸는(또는 실질적으로 둘러싸는) 지역(61)이 방사선 빔(30)에 의해 가열되는 지역과 실질적으로 동일한 온도로 가열되기 때문에, 반사면의 로컬 곡률은 방지되거나 감소된다. 도시되는 바와 같이, 반사체(2)의 중앙 부분에는 실질적으로 로컬 곡률이 없고, 로컬 곡률은 방사선 빔(30)의 점유공간 외부의 위치로 외향 이동되었다.
예를 들어, 추가적 방사선 빔 소스는 반사체(2)가 가열될 위치에 걸쳐서 스캐닝되는 스캐닝 방사선 빔으로서 추가적 방사선 빔(60)을 제공할 수 있다. 추가적 방사선 빔은, 예를 들어 적외선(예를 들어 1.05μm 또는 10.6μm의 파장을 가짐)일 수 있다. 이러한 파장에서는 고파워 레이저가 쉽게 이용될 수 있다. 또는, 추가적 방사선 빔(60)은, 예를 들어 레이저를 사용하여 생성된 자외선(예를 들어 192nm의 파장)일 수 있다. 자외선 파장을 사용하면, 금속성 반사면(5)이 적외선 파장에서보다 자외선 파장에서 더 높은 흡수 계수를 가지기 때문에 반사체(2)가 더 효율적으로 가열될 수 있다.
일 실시예에서, 추가적 방사선 빔(60)은 전자 빔일 수 있다. 전자 빔은, 예를 들어 음극선관 텔레비전 세트 내에서 전자 빔을 스캐닝하기 위하여 사용되는 메커니즘을 사용해서 스캐닝될 수 있다.
본 발명의 실시예는 반사체(2)로부터 열을 전달하기 위해서 물을 사용하는 것을 가리킨다. 그러나, 임의의 적합한 액체가 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 액체 메탄 또는 몇 가지 다른 적합한 극저온 냉각제가 사용될 수 있다. 극저온 냉각제를 사용하는 장점은, 극저온에서 실리콘의 열팽창 계수가 더 낮고 실리콘의 열전도율이 더 높다는 것이다. 123K의 온도에서, 실리콘의 열팽창 계수는 제로이고 열전도율은 약 6 이상의 인자이다(실온과 비교할 때). 그러므로 반사체(2)를 약 123K의 온도로 냉각하는 것이 유리하다.
극저온 냉각제를 사용해서 냉각할 때, 2-상 냉각이 발생될 수 있다(즉 극저온 액체에 의해 흡수된 열이 극저온 액체를 기체로 변환시킬 수 있음). 극저온 냉각은 예를 들어 물을 사용한 냉각보다 훨씬 더 효율적일 수 있다.
본 발명의 임의의 실시예에서 금속성 표면이 반사체(2)의 상단면에 제공될 수 있다. 금속성 표면이 반사체의 반사면(5)을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사체는 회절 격자일 수 있고 또는 미러일 수도 있다.
본 발명의 상이한 실시예의 피쳐들은 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 냉각 채널 어레이는 본 발명의 실시예 중 임의의 것에서 제공될 수 있다.
리소그래피 시스템(LS)은 임의의 개수의 리소그래피 장치를 포함할 수 있다. 리소그래피 시스템(LS)을 형성하는 리소그래피 장치의 개수는, 예를 들어 자유 전자 레이저로부터 출력되는 방사선의 양 및 빔 전달 시스템(BDS)에서 손실되는 방사선의 양에 의존할 수도 있다. 리소그래피 시스템(LS)을 형성하는 리소그래피 장치의 개수는 추가적으로 또는 대안적으로 리소그래피 시스템(LS)의 레이아웃 및/또는 복수 개의 리소그래피 시스템(LS)의 레이아웃에 의존할 수도 있다.
리소그래피 시스템(LS)의 실시예 하나 이상의 마스크 검사 장치(MIA) 및/또는 하나 이상의 에리얼(Aerial) 검사 측정 시스템(AIMS)을 더 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 리소그래피 시스템(LS)은 어느 정도의 리던던시를 허용하기 위한 두 개의 마스크 검사 장치를 포함할 수도 있다. 이것은 하나의 마스크 검사 장치가, 다른 마스크 검사 장치가 보수되는 중이거나 유지보수되는 경우에 사용되게 할 수도 있다. 따라서, 하나의 마스크 검사 장치는 언제나 이용가능하다. 마스크 검사 장치는 리소그래피 장치보다 더 낮은 파워의 방사선 빔을 사용할 수도 있다. 더 나아가, 본 명세서에서 설명되는 타입의 자유 전자 레이저(FEL)에 의하여 생성되는 방사선이 리소그래피 또는 리소그래피 관련 적용예가 아닌 적용예에 대하여 사용될 수도 있다는 것이 인정될 것이다.
"상대론적 전자"라는 용어는 상대론적 에너지를 가지는 전자를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 전자는, 이것의 운동 에너지가 이것의 정지 질량 에너지(자연 단위에서는 511 keV)에 비견되거나 이보다 더 큰 경우에 상대론적 에너지를 가진다고 간주될 수도 있다. 실무상, 자유 전자 레이저의 일부를 형성하는 입자 가속기는 전자를 자신의 정지 질량 에너지보다 훨씬 더 큰 에너지로 가속할 수도 있다. 예를 들어 입자 가속기는 전자를 10 MeV, 100 MeV, 1 GeV 보다 더 큰 또는 그보다 더 큰 에너지로 가속할 수도 있다.
방사원(SO)은 EUV 방사선빔을 생성하도록 동작가능한 하나 이상의 자유 전자 레이저(FEL)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서는 방사원(SO)이 방사선을 생성하는 다른 수단을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어 방사원(SO)은 하나 이상의 "레이저 생성 플라즈마"(LPP) 소스를 포함할 수 있다. 사실상, 일부 실시예들에서, 방사원(SO)은 리소그래피에 적합한 방사선 빔을 제공하도록 동작가능한 임의의 수단을 이용할 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예는 EUV 방사선 빔을 출력하는 자유 전자 레이저(FEL)의 문맥에서 설명되었다. 그러나 자유 전자 레이저(FEL)는 임의의 파장을 가지는 방사선을 출력하도록 구성될 수도 있다. 그러므로 몇 몇 본 발명의 실시예는 EUV 방사선 빔이 아닌 방사선 빔을 출력하는 자유 전자 레이저를 포함할 수도 있다.
"그레이징 입사각"이란 용어가 입사 방사선 빔의 전파 방향과 빔이 입사하는 반사면 사이의 각도를 가리킨다는 것이 이해될 것이다. 이러한 각도는 입사각과 상보적이고, 즉 그레이징 입사각과 입사각을 합산하면 직각이 된다. 그레이징 입사각은 예를 들어 약 5 도 이하일 수 있다.
"EUV 방사선"이라는 용어는 4-20 nm의 범위 내의, 예를 들어 13-14 nm의 범위 내의 파장을 가지는 전자기 방사선을 망라하는 것을 간주될 수 있다. EUV 방사선은 10 nm 미만의, 예를 들어 4-10 nm의 범위 내의, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 가질 수도 있다. 본 발명의 실시예는 비-EUV 방사선을 사용할 수 있다(예를 들어 DUV 방사선을 사용할 수 있다).
리소그래피 장치(LAa-LAn)는 IC의 제조에 사용될 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 대안적으로는, 리소그래피 장치(LAa-LAn)는 다른 적용예를 가질 수도 있다. 가능한 다른 적용예는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 가이드 및 검출 패턴(guidance and detection pattern), 평판 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (38)

  1. 기판에 의해 지지되는 플레이트를 포함하는 반사체로서,
    상기 플레이트는 반사면을 가지고 무접착제 결합에 의해 상기 기판에 고정되고,
    냉각 채널 어레이가 상기 반사체 내에 제공되며,
    상기 냉각 채널 어레이의 채널은 상기 기판의 표면 내에 있는 개방 채널로부터 형성되되 개방 채널은 중간 플레이트에 의해 닫혀서 채널을 생성하며,
    상기 반사체는 제 2 냉각 채널 어레이를 더 포함하고, 상기 제 2 냉각 채널 어레이의 채널은 상기 중간 플레이트 내에 있는 개방 채널로부터 형성되되 개방 채널은 상기 플레이트에 의해 닫히는, 반사체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트와 기판 사이의 무접착제 결합은 직접 결합 또는 광학적 콘택 결합을 포함하는, 반사체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은 접착제층에 의해 다른 기판에 고정되는 중간 기판인, 반사체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중간 기판은 2mm 이하의 두께를 가지는, 반사체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트와 기판은 동일한 재료로 형성되는, 반사체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 재료는 실리콘, SiSiC, SiC, 구리, 사파이어, 알루미늄 또는 니켈 중 하나인, 반사체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트와 기판은 상이한 재료로 형성되는, 반사체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 플레이트는 실리콘, SiC, 구리 또는 알루미늄 중 하나로 형성되는, 반사체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판은 제로듀어(zerodur), 코디어라이트, ULE, 석영 또는 인바(invar) 중 하나로 형성되는, 반사체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 채널은 250 마이크론 이상의 폭을 가지는, 반사체.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 채널은 1mm 미만의 폭을 가지는, 반사체.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단면에서 바라볼 때 채널의 각 측의 크기는 1000 마이크론 미만인, 반사체.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각 채널 어레이의 채널은 단면이 직사각형인, 반사체.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 기판의 굽은면 상에 고정되는, 반사체.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트의 반사면은 곡면형이고, 상기 플레이트의 반대면은 평평한, 반사체.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사체는, 액체를 상기 냉각 채널 어레이로 전달하도록 구성되는 인입 도관 및 상기 냉각 채널 어레이로부터 액체를 제거하도록 구성되는 배출 도관을 더 포함하는, 반사체.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사체는 미러 또는 회절 격자인, 반사체.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트의 반사면은 금속성층을 포함하는, 반사체.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 플레이트 내에 있는 개방 채널을 닫는 상기 플레이트는 상기 반사면이 있는 플레이트인, 반사체.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
KR1020177019259A 2014-12-12 2015-11-04 반사체 KR102492655B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14197602 2014-12-12
EP14197602.7 2014-12-12
PCT/EP2015/075716 WO2016091486A1 (en) 2014-12-12 2015-11-04 Reflector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170094390A KR20170094390A (ko) 2017-08-17
KR102492655B1 true KR102492655B1 (ko) 2023-01-26

Family

ID=52016510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177019259A KR102492655B1 (ko) 2014-12-12 2015-11-04 반사체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10216101B2 (ko)
JP (1) JP6643337B2 (ko)
KR (1) KR102492655B1 (ko)
CN (1) CN107003621B (ko)
NL (1) NL2015718A (ko)
WO (1) WO2016091486A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018188828A1 (en) * 2017-04-11 2018-10-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and cooling method
US20190094482A1 (en) * 2017-09-27 2019-03-28 Lumentum Operations Llc Integrated heater with optimized shape for optical benches
JP7061666B2 (ja) * 2017-10-30 2022-04-28 エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． 半導体フォトリソグラフィで使用するためのアセンブリ及び同一のものを製造する方法
NL2022915A (en) * 2018-04-24 2019-10-28 Asml Netherlands Bv Reflective optical element for a radiation beam
US10613444B2 (en) * 2018-08-28 2020-04-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor apparatus and method of operating the same
DE102019217389A1 (de) * 2019-10-18 2021-04-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Verbinden eines Anbauteils mit einem Grundkörper eines optischen Elements und optisches Element
DE102021201715A1 (de) * 2021-02-24 2022-08-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element zur Reflexion von Strahlung und optische Anordnung
DE102021203470A1 (de) 2021-04-08 2022-10-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Spiegels eines Lithographiesystems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4408833A (en) 1982-01-13 1983-10-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Hot pressed and diffusion bonded laser mirror heat exchanger
JP2004354655A (ja) 2003-05-29 2004-12-16 Dainippon Printing Co Ltd 露光用反射鏡及び基板の露光装置
JP2011053687A (ja) 2009-08-31 2011-03-17 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Ｅｕｖシステムに用いる反射光学素子
JP2012023371A (ja) 2010-07-16 2012-02-02 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置および方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3637296A (en) * 1970-06-04 1972-01-25 United Aircraft Corp Cooling means for reflecting device
US6426968B1 (en) * 1982-05-04 2002-07-30 United Technologies Corporation Hybrid optical mirror
DE10200243A1 (de) * 2002-01-05 2003-07-17 Zeiss Carl Smt Ag Verfahren zum Ansprengen von optischen Elementen auf einem Gegenelement
JP3944008B2 (ja) * 2002-06-28 2007-07-11 キヤノン株式会社 反射ミラー装置及び露光装置及びデバイス製造方法
EP1387054B1 (en) * 2002-07-31 2012-07-25 Canon Kabushiki Kaisha Cooling apparatus for an optical element, exposure apparatus comprising said cooling apparatus, and device fabrication method
JP2004080025A (ja) 2002-07-31 2004-03-11 Canon Inc 冷却装置及び方法、当該冷却装置を有する露光装置
CN1288752C (zh) * 2004-02-06 2006-12-06 中国科学院广州能源研究所 硅基微通道热交换器
DE102006024810A1 (de) * 2006-05-27 2007-11-29 Carl Zeiss Smt Ag Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie adaptiver Spiegel hierfür
EP2201435B1 (en) * 2007-10-09 2013-02-13 Carl Zeiss SMT GmbH Device for controlling temperature of an optical element
US8425060B2 (en) * 2007-11-09 2013-04-23 Nikon Corporation Self-correcting optical elements for high-thermal-load optical systems
DE102011004446A1 (de) * 2011-02-21 2012-08-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Gekühltes optisches Element
DE102011005778A1 (de) * 2011-03-18 2012-09-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element
JP2014225639A (ja) * 2013-04-16 2014-12-04 キヤノン株式会社 ミラーユニット及び露光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4408833A (en) 1982-01-13 1983-10-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Hot pressed and diffusion bonded laser mirror heat exchanger
JP2004354655A (ja) 2003-05-29 2004-12-16 Dainippon Printing Co Ltd 露光用反射鏡及び基板の露光装置
JP2011053687A (ja) 2009-08-31 2011-03-17 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Ｅｕｖシステムに用いる反射光学素子
JP2012023371A (ja) 2010-07-16 2012-02-02 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置および方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107003621B (zh) 2019-01-11
CN107003621A (zh) 2017-08-01
JP2017538962A (ja) 2017-12-28
JP6643337B2 (ja) 2020-02-12
US20180239252A1 (en) 2018-08-23
KR20170094390A (ko) 2017-08-17
WO2016091486A1 (en) 2016-06-16
US10216101B2 (en) 2019-02-26
NL2015718A (en) 2016-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102492655B1 (ko) 반사체
JP6571092B2 (ja) ビームデリバリ装置及び方法
US10884339B2 (en) Lithographic method
US7382861B2 (en) High efficiency monochromatic X-ray source using an optical undulator
CN107003447B (zh) 辐射束设备
TW201524053A (zh) 自由電子雷射
NL2016248A (en) Radiation Beam Expander.
Oberta et al. The SwissFEL facility and its preliminary optics beamline layout
NL2017840A (en) A Lithographic System and Method
NL2016370A (en) Reflective optical element.
NL2017579A (en) Optical Element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant