KR20140006821A - 멀티패스 광학 장치 - Google Patents

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Abstract

장치는 제1 복수의 오목 반사면; 상기 제1 복수의 오목 반사면과 대향하여 상기 제1 복수의 오목 반사면과의 사이에 영역이 형성되는 제2 복수의 반사면; 및 상기 영역에 광빔이 들어가는 입력부 및 상기 영역으로부터 상기 광빔이 나오는 출력부를 포함하고 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면은, 상기 광빔이 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화되도록 그리고, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면의 각각에 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있다.

Description

멀티패스 광학 장치{MULTI-PASS OPTICAL APPARATUS}
본 발명은 레이저 빔과 같은 광빔을 위한 광학 시간지연 시스템으로서 사용될 수 있는 멀티패스 광학 장치에 관한 것이다.
2개의 널리 사용되는 멀티패스 광학 셀은 화이트 셀과 헤리옷 셀이다. 화이트 셀에서는, 광이 3개의 구형 미러 사이에서 반복적으로 전후로 바운싱(bounce)한다. 헤리옷 셀에서는, 광이 2개의 오목 미러 사이를 반복적으로 전후로 바운싱한다.
일반적인 특징에서, 방법은 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 사이에서 광빔을 전후로 반사시키는 단계를 포함하여, 상기 광빔은 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화(re-image)되고, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 모두의 반사면 각각에 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지된다.
실시예는 다음의 특징중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광빔은 상기 광빔을 상기 제1 복수의 반사면중 제1 반사면으로부터 상기 제1 복수의 반사면중 제2 반사면으로 재이미지화함으로써 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 사이에서 전후로 반사될 수 있다. 상기 광빔은 상기 광빔을 상기 제2 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터 반사시킴으로써 상기 제1 복수의 반사면중 제1 반사면으로부터 상기 제1 복수의 반사면중 제2 반사면으로 재이미지화될 수 있다. 상기 광빔이 재이미지화되는 상기 제1 복수의 반사면중 제2 반사면은 상기 제1 복수의 반사면중 제1 반사면에 인접하여 있을 수 있다.
상기 광빔은 상기 제2 복수의 반사면중 제1 반사면으로부터 상기 제2 복수의 반사면중 제2 반사면으로 상기 광빔을 재이미지화함으로써 상기 제1 복수의 반사면과 상기 제2 복수의 반사면 사이에서 전후로 반사될 수 있다. 상기 광빔은 상기 제1 복수의 반사면으로부터 상기 광빔을 반사시킴으로써 상기 제2 복수의 반사면중 제1 반사면으로부터 상기 제2 복수의 반사면중 제2 반사면으로 재이미지화될 수 있다.
상기 광빔은 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 사이에 빔 웨이스트를 형성함으로써 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화될 수 있다.
상기 광빔은 상기 제1 복수의 반사면과 상기 제2 복수의 반사면 사이의 영역 밖에 가상 빔 웨이스트를 형성함으로써 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화될 수 있다.
상기 광빔은 상기 광빔을 전후로 반사시키기 전에 상기 제1 복수의 반사면내의 개구를 통해 상기 제2 복수의 반사면쪽으로 지향될 수 있다. 상기 광빔은 상기 광빔을 전후로 반사시킨 후에 상기 제1 복수의 반사면으로부터 상기 제2 복수의 반사면 내의 개구를 통해 지향될 수 있다.
다른 일반적인 특징에서, 장치는 제1 복수의 오목 반사면; 상기 제1 복수의 오목 반사면과 대향하여 상기 제1 복수의 오목 반사면과의 사이에 영역이 형성되는 제2 복수의 반사면; 및 상기 영역에 광빔이 들어가는 입력부 및 상기 영역으로부터 상기 광빔이 나오는 출력부를 포함하고 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면은, 상기 광빔이 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화되도록 그리고, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면의 각각에 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있다.
실시예는 다음 특징중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면은 상기 제1 복수의 오목 반사면의 각각에서 상기 제2 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있을 수 있다.
상기 제1 복수의 오목 반사면의 각 오목 반사면은 별개의 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면의 각 기판은 상기 제1 복수의 오목 반사면의 다른 기판으로부터 별개로 이동가능할 수 있다. 상기 제2 복수의 반사면의 각 반사면은 별개의 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 복수의 반사면의 각 기판은 상기 제2 복수의 반사면의 다른 기판으로부터 별개로 이동가능할 수 있다.
상기 제1 복수의 오목 반사면의 수는 짝수일 수 있다. 상기 제2 복수의 반사면의 수는 짝수일 수 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면은 오목 반사면의 중심이 원의 주변에 있도록 배열될 수 있다. 상기 제2 복수의 반사면은 반사면의 중심이 원의 주변에 있도록 배열될 수 있다.
상기 제2 복수의 반사면의 각각은 오목 반사면일 수 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면과 상기 제2 복수의 반사면은 상기 광빔의 빔 웨이스트가 상기 영역내에 형성되도록 하는 관계로 서로 배열될 수 있다.
상기 제2 복수의 반사면의 각 반사면은 볼록 반사면일 수 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면과 상기 제2 복수의 반사면은 상기 광빔의 가상 빔 웨이스트가 상기 영역 밖에 형성되도록 하는 관계로 서로 배열될 수 있다.
상기 제1 복수의 오목 반사면의 각각의 곡률은 상기 광빔이 상기 제2 복수의 반사면으로부터의 각 반사 후에 재이미지화되도록 선택될 수 있다.
다른 일반적인 특징에서, 광원은 광빔을 출력하는 마스터 오실레이터; 상기 광빔을 수신하는 적어도 하나의 증폭기; 및 상기 마스터 오실레이터와 상기 적어도 하나의 증폭기 사이의 광 지연 장치를 포함하고 있다. 상기 광 지연 장치는 제1 복수의 오목 반사면; 상기 제1 복수의 오목 반사면과 대향하여 상기 제1 복수의 오목 반사면과의 사이에 영역이 형성되는 제2 복수의 반사면; 및 상기 영역에 광빔이 들어가는 입력부 및 상기 영역으로부터 상기 광빔이 나오는 출력부를 포함하고 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면은, 상기 광빔이 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화되도록 그리고, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면의 각각에 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있다.
다른 일반적인 특징에서, 증폭기는 제1 복수의 오목 반사면; 및 상기 제1 복수의 오목 반사면과 대향하여 상기 제1 복수의 오목 반사면과의 사이에 영역이 형성되는 제2 복수의 반사면; 상기 영역에 광빔이 들어가는 입력부 및 상기 영역으로부터 상기 광빔이 나오는 출력부; 및 상기 영역 내의 이득 매체를 포함하고 있다. 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면은, 상기 광빔이 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화되도록 그리고, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면의 각각에 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있다.
도 1은 멀티패스 광학 장치를 포함하는 광학 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 광학 시스템에 사용될 수 있는 멀티패스 광학 장치의 예의 사시도이다.
도 3은 도 2의 멀티패스 광학 장치의 예의 제1 세트의 반사면의 사시도의 확대도이다.
도 4는 도 2의 멀티패스 광학 장치에 사용될 수 있는 반사면과 기판의 측단면도이다.
도 5는 도 2의 멀티패스 광학 장치에 사용될 수 있는 반사면, 기판 및 베이스의 측단면도이다.
도 6은 도 2의 멀티패스 광학 장치의 예의 제2 세트의 반사면의 사시도의 확대도이다.
도 7은 광경로의 예를 도시하는, 도 2의 멀티패스 광학 장치의 측면도이다.
도 8은 제1 세트의 반사면에서의 일련의 바운스를 보여주는, 도 2의 멀티패스 광학 장치의 제1 세트의 반사면의 평면도이다.
도 9는 도 1의 광학 시스템에 사용될 수 있는 멀티패스 광학 장치의 예의 사시도이다.
도 10은 광경로의 예를 도시하는, 도 9의 멀티패스 광학 장치의 측면도이다.
도 11a는 제1 세트의 반사면에서의 일련의 바운스를 도시하는, 도 9 및 도 10의 멀티패스 광학 장치의 제1 세트의 반사면의 평면도이다.
도 11b는 제2 세트의 반사면에서의 일련의 바운스를 도시하는, 도 9 및 도 10의 멀티패스 광학 장치의 제2 세트의 반사면의 평면도이다.
도 12는 시스템 정렬 에러, 래킹이 광학 장치에 유입된 도 1의 광학 시스템에 사용될 수 있는 멀티패스 광학 장치의 블록도이다.
도 13은 시스템 정렬 에러, 구부러짐이 광학 장치에 유입된 도 1의 광학 시스템에 사용될 수 있는 멀티패스 광학 장치의 블록도이다.
도 14는 멀티패스 광학 장치를 포함하는 광학 시스템의 예의 블록도이다.
도 15a는 도 1 또는 도 14의 광학 시스템에 사용될 수 있는 볼록 반사면의 세트를 갖고 있는 멀티패스 광학 장치의 예의 측면도이다.
도 15b는 도 15a의 멀티패스 광학 장치의 제1 세트의 반사면의 볼록 반사면 및 기판의 측단면도이다.
도 1에서, 광 시스템(100)은 목적을 위해 광 빔(110)을 사용하는 (포토리소그래피 장치와 같은) 외부 기기(115)에 광빔(110)을 전달하는 광 생성 시스템(105)을 포함하고 있다. 광 시스템(100)은 또한 광 생성 시스템(105)과 외부 기기(115) 사이에서 광빔(110)을 확장, 조향, 펄스 성형, 또는 성형하는 것과 같은 하나 이상의 광변형을 실행하기 위한 광학부를 갖는 빔 컨디셔닝 유닛(120)을 포함할 수 있다.
빔 컨디셔닝 유닛(120)의 예에 관한 상세내용은 여기에 언급되어 각 내용이 통합된 2006년 8월 8일 발행된 미국 특허 번호 7,087,914 및 2007년 1월 16일 발행된 미국 특허 번호 7,164,144; 및 대리인 번호 2009-0029-01이고, BEAM TRANSPORT SYSTEM FOR EXTREME ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE 표제의 2009년 12월 15일 출원된 미국 출원 번호 12/638,092에서 발견될 수 있다.
광 생성 시스템(105)은 이러한 경우에, 광학 장치(125)의 내부 광학부 및 설계에 따른 시간 만큼 광빔(130)을 지연시키는 기능을 하는 멀티패스 광학 장치(125)를 포함하고 있다. 따라서, 초당 약 3×108 미터의 추정 광속을 사용하여, 광학 장치(125)내의 빔 지연의 각 미터에 광빔(130)에 대해 3.33 나노초의 추가 이동 시간이 추가된다.
아래에 상세하게 설명되는 바와 같이, 광학 장치(125)는 대략 서로 대향하고, 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 사이의 영역에서 광빔(130)이 전후로 반사되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있는 제1 세트의 반사면과 제2 세트의 오목면을 적어도 포함하고 있다. 광빔(130)은 복수의 반사면중 다른 반사면으로부터 오직 하나의 반사 후에 복수의 반사면중 하나의 각 반사면에서 다시 이미지화된다. 더욱이, 반사면의 각각 위의 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지된다. 즉, 각 반사면으로부터 오직 하나의 반사만이 허용되어, 각 반사면에 대해 빔 오버랩이 방지되고, 광빔의 일관적인 추가로 인해 피크 강도가 손상 레벨에 도달하는 기회가 감소된다.
광학 장치(125)는 소형이고 실용적인 설계를 갖고 있고, 광학 장치(125)내의 임의의 반사면 위의 광빔 오버랩을 방지함으로써 내부 광학부에 대한 손상이 방지되고, 광학 장치(125)를 통과하는 빔을 반복적으로 재이미지화(re-imaging)함으로써 광빔(130)의 빔 크기를 유지시킨다. 일부 실시예에서, 광학 장치(125)는 저압 또는 낮은 습도의 환경과 같은 제어된 환경에서 유지된다.
광학 시스템(100)은 레이저-생성되는 플라즈마 광원과 같은 극자외선(EUV) 광원일 수 있다. EUV 광은 대략 50mm 이하의 파장을 갖는 전자기파이고(때로 소프트 x-선으로 불린다), 약 13nm의 파장의 광을 포함한다. 광학 시스템(100)으로부터의 EUV 광은 기판, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼에 극히 작은 특징부를 생성하기 위해 포토리소그래피 프로세스에서 사용될 수 있다. 광학 시스템(100)이 EUV 광원이라면, 광 생성 시스템(105)은 또한, 광학 장치(125)를 통해 빔 경로로 그리고 증폭기(140)쪽으로 지향되는 출력 빔(광빔(130))을 생성하는 마스터 오실레이터(135)를 포함할 수 있다. 그다음, 증폭기(140)로부터 출력된 광빔(110)은 광빔(110)에 의해 조사되는 (재료의 액적, 스트림, 또는 클러스터와 같은) 타겟 재료를 포함하는, 이러한 특정 실시예에서, 진공실과 같은, 밀봉된 용기인 기기(115)쪽으로 지향된다. 레이저-생성된 플라즈마 설계에서, EUV 광은 EUV 범위에서 방출선을 갖는 원소, 예를 들어, 크세논, 리튬, 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 타겟 재료를 전환함으로써 생성된다. 이러한 타겟 재료는 (증폭된 광빔인) 광빔(110)에 의해 타겟 재료를 조사함으로써 플라즈마 상태로 전환된다. 이러한 플라즈마는 진공실인 기기(115)내에서 생성되고, 플라즈마는 다양한 타입의 계측 기기를 사용하여 감시될 수 있다. 플라즈마에 의해 생성된 EUV 광은 광학 시스템(100)으로부터 리소그래피 프로세스의 기판쪽으로 출력된다.
기기(115)가 진공실을 포함하는 실시예에서, 타겟 재료 전달 시스템 역시 기기(115)의 일부이고, 타겟 재료 전달 시스템은 타겟 재료의 액적을 진공실의 내부의 조사 영역으로 전달하도록 구성되는데, 이러한 조사 영역에서, 액적이 광빔(110)과 상호작용하여 궁극적으로 플라즈마를 생성하고 EUV 선을 발생시킨다. 다양한 액적 디스펜서 구성 및 이들의 관련 장점에 관한 보다 상세한 내용은 각각의 내용이 여기에 언급되어 통합된 LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE 표제의, 2010년 11월 25일 공개된 미국 공개 번호 2010/0294953; SYSTEMS AND METHODS FOR TARGET MATERIAL DELIVERY IN A LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE 표제의, 2009년 9월 17일 공개된 미국 공개 번호 2009/0230326; LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE HAVING A DROPLET STREAM PRODUCED USING A MODULATED DISTURBANCE WAVE 표제의 2009년 1월 15일 공개된 미국 공개 번호 2009/0014668; Laser produced plasma EUV light source with pre-pulse 표제의, 2006년 11월 16일 공개된 미국 공개 번호 2006/0255298; 및 미국 특허 번호 7,405,416와 7,372,056에서 발견될 수 있다.
도 2에서, 실시예에서, 광학 장치(225)의 예는 광 빔(130)이 이동하는 영역(202)을 한정하는 제1 세트의 오목 반사면(210) 및 제2 세트(205)의 오목 반사면(215)을 포함하고 있다. 제1 및 제2 세트(200, 205)의 반사면(210, 215)는 대략 서로 대향하고 있다. 이러한 반사면(210, 215)은 아래에 설명되는 바와 같이, 제1 세트(200)의 오목반사면중 적어도 하나가 제2 세트(205)의 제1 오목 반사면으로부터 반사된 광빔을 제2 세트(205)의 제2 오목 반사면으로 재이미지화하고 이러한 세트(200, 205)의 각각의 오목 반사면의 각각위에 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지되도록 하는 관례로 서로 배열되어 있다. 마찬가지로, 제2 세트(205)의 오목 반사면중 적어도 하나는 제1 세트(200)의 제1 오목 반사면으로부터 반사된 광빔을 제1 세트(200)의 제2 오목 반사면으로 재이미지화한다. 또한, 반사면(210, 215)의 각각의 곡률의 반경은 반사면으로부터 오직 하나의 반사 후의 재이미지화를 위해 선택된다.
광학 장치(225)는 또한 광빔(130)을 수신하기 위한 입구(220) 및 광빔(130)이 제1 세트(200)와 제2 세트(205) 사이의 영역(202)에서 전후로 바운싱된 후에 광빔(130)이 전송되는 출구(222)를 포함하고 있다. 각 세트(200, 205)의 반사면(210, 215)은 각 베이스(230, 235)에 장착된 기판 (아래에 도시되지 않음)에 장착될 수 있다. 기술된 구현예에 도시된 바와 같이, 입구(220)는 제1 세트(200)에 인접하여 있고 출구(222)는 제2 세트(205)에 인접하여 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 입구(220)는 제2 세트(205)에 인접할 수 있고 출구는 제1 세트(200)에 인접할 수도 있다.
광학 장치(225)는 또한, 각 베이스(230, 235) 사이에 일정한 거리를 유지하는 하나 이상의 강성 스페이서(250, 251, 252, 253)를 포함할 수 있다. 강성 스페이서(250, 251, 252, 253) 및 베이스(230, 235)의 조합은 광학 장치(225)의 광학 구성요소를 지지하는 기능을 하는 시스템 프레임으로서 부를 수 있다.
광빔(130)은 광학 장치(225)내에 주입되고, 입구(220)에서 그리고 입구(220) 반대편의 제1 반사면에서 수용가능한 빔 크기를 갖고 있는데, "수용가능한" 빔 크기는 너무 높은 강도를 달성하지 않고 반사면을 초과하지 않는다는 것을 의미한다. 그다음, 광학 장치(225)내의 나머지는 이러한 빔 프로파일을 후속의 반사면에 재생성한다.
하나의 특정 실시예에서, 광빔(130)은 영역(202)내의 (대략 도 7의 라인(204)로 표시된) 평면을 따라 빔 웨이스트를 형성하여 광 빔(130)은 반사면(210 또는 215)중 하나로부터 빔 웨이스트쪽으로의 반사 후에 수렴하고 그후에 광빔(130)은 그다음 반사면(215 또는 210)쪽으로 분기한다. 반사면(210, 215) 모두가 동일한 반경의 곡률 및 동일한 초점 길이를 갖는다면 빔 웨이스트 평면(204)은 반사면(210, 215) 사이의 대략 절반이 될 것이다. 이러한 경우에, 광빔(130)은 하나의 단부로부터 다른 단부로 반복하여 재이미지화된다.
광학 장치(225)는 소형이고, 실용적인 설계를 갖고 있고, 세트(200, 205)의 반사면상의 광빔(130)의 오버랩을 방지함으로써 세트(200, 205)의 반사면과 같은 내부 광학부으로의 손상을 방지하고, 반사면으로부터의 각 반사후에 광학 장치(925)를 통해 빔을 반복해서 재이미지화함으로써 광빔(130)의 빔 크기를 유지한다.
도 3에서, 제1 세트(200)의 반사면의 각각은 기판(300)상의 코팅으로서 형성될 수 있다. 보다 높은 광처리효율을 위해, 이러한 코팅은 사용되는 파장에서 높은 반사도를 가져야 한다. 이러한 코팅은 광빔(130)의 파장에 따라, 다층 유전체, 유전성 강화된 금속, 또는 희금속 코팅일 수도 있다. 기판(300)은 미러 제조를 위해 널리 사용되는 임의의 금속 또는 유리 재료일 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 코팅은 펜실베이아주의 II-VI Infrared of Saxonburg에 의해 생산된 최대 금속 반사기(MMR) 코팅과 같은 높은 반사율 코팅일 수 있다. 사용될 수 있는 다른 코팅은 금 및 은을 포함하고, 코팅이 적용될 수 있는 다른 기판(300)은 무산소 고전도성(OFHC) 구리 기판, 몰리브덴 및 알루미늄을 포함한다. 각 기판(300)은 알루미늄과 같은 적합한 재료로 제조될 수 있는, 플레이트(305)에 부착될 수 있다(예를 들어, 접착되거나 장착될 수 있다). 적합하다면, 기판(300)은 단일 구성요소로 플레이트(305)와 통합될 수 있다.
제1 세트(200)의 반사면(210) (및 제2 세트(205)의 반사면(215))의 각각은 그 표면이 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이, 기판(300)쪽으로 내측으로 볼록하다는 점에서 오목하다(또한 수렴한다고 부른다). 이러한 오목한 형상은 광빔(130)의 빔 크기 및 반사면의 각각의 초점 길이에 따라, 구형이거나, 다른 적합한 형상일 수 있다. 예를 들어, 약 10 보다 큰 (빔 크기(광빔(130)의 직경)에 대한 반사면의 초점 길이의 비) f-넘버에 대하여, 오목 형상은 광빔(130)의 (구형 수차 또는 코마와 같은) 오프-액시스 수차를 줄이기 위해 오프-액시스 포물면형상을 가질 수 있다.
또한, 도 5에서, 각 플레이트(305)는 플레이트(305)의 후측의 개구와 부분적으로 맞물릴 수 있는 부착 장치(310)를 통해 베이스(230)에 이동가능하도록 부착되어 있다. 또한, 플레이트(305)는 다른 잠재 자유도와 상호작용 없이 하나 이상의 자유도로 독립 조정을 제공하는 방식으로 베이스(230)에 장착될 수 있다. 이러한 장착은 조정 도안 견고하고, 관련되지 않은 진동 교란에 둔감해야 하고, 백래시가 없어야 한다. 장착시의 온도 편차는 마운트에 대한 적합한 재료를 선택함으로써 감소될 수 있다. 하나의 실시에에서, 플레이트(305)는 3개의 적합한 액추에이터(315, 316, 317)를 포함하는 팁-틸트 메커니즘에 의해 베이스(230)에 장착된다. 이러한 경우에, 각 액추에이터(315, 316, 317)는 회전에 의해 그 축을 따라 이동가능하고 플레이트(305)의 후측에 접촉하는 팁을 가져서 각 액추에이터(316, 316, 317)의 회전으로 인해 플레이트(305)(따라서 플레이트(305)에 부착된 기판(300))이 각 액추에이터(315, 316, 317)와의 접촉점에서 이동하도록 한다. 다른 마운트 역시 가능하다.
기판(300)(및 반사면(215)이 장착된 기판)은 반사면(215) 위에 영향을 주는 광빔(130)의 파워에 따라 플레이트(305)에 의해 냉각될 수 있다. 일부 실시예에서, 추가 냉각이 수동 또는 능동형일 수 있는 임의의 적합한 냉각 시스템을 사용하여 베이스(230)를 냉각시킴으로써 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 베이스(230)는 예를 들어, 베이스(230)의 구멍을 통해 물 또는 임의의 다른 적합한 냉매를 흐르도록 함으로써 열 전달 액체에 의해 냉각된다.
또한, 도 6에서, 제2 세트(205)의 반사면(215)의 각각은 기판(600)상의 코팅으로서 형성될 수 있다. 제2 세트(205)의 구성 및 재료는 제1 세트(200)의 것과 유사하기 때문에 여기에서 반복하지 않는다. 또한, 제2 세트(205)의 반사면(215)의 각각은 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이, 오목하다. 각 기판(600)은 플레이트(605)에 부착되어 있다(예를 들어, 접착되거나 장착되어 있다).
각 플레이트(605)의 장착 및 냉각은 각 플레이트(305)의 장착 및 냉각과 유사하고 그 설명은 여기에서 상세하게 반복하지 않는다. 특히, 플레이트(605)는 부착 장치(610)를 사용하여 베이스(235)에 부착되어 있고, 3개의 조정가능한 액추에이터(615, 616, 617)를 포함하는 팁-틸트 메커니즘에 의해 베이스(235)에 상대적으로 이동가능하다. 제2 세트(205)의 플레이트(605)의 각각( 및 따라서 반사면(215)의 각각)은 제2 세트(205)의 다른 플레이트(605)로부터 독립적으로 (또는 별개로) 이동가능하다.
각 반사면(210, 215)의 코팅이 Si 기판(300, 600)상의 MMR 코팅인 특정 실시예에서, 각 기판(300, 600)은 7/8"의 직경 및 약 0.118"의 두께를 갖고 있고, 반사면은 약 2.12m의 곡률의 반경 및 20mm에 이르는 클리어 애퍼쳐를 갖고 있다. 각 베이스(230, 235)상의 반사면(210, 215)의 어레이의 전체 치수는 10"×10"이고, 베이스(230, 235) 사이의 거리는 약 2.5m이다. 각 베이스(230, 235)가 24개의 반사면(210 또는 215)을 갖고 있다면(그래서 광학 장치(225)에 총 48개가 존재한다면), 지연 경로 길이는 약 104m이고 광학 장치(225)에 걸친 지연은 약 350ns이다.
정렬 동안, 각 세트(200, 205)의 플레이트(305, 605)의 각각은 조정가능한 액추에이터를 사용하여 조정될 수 있고, 초기 정렬 후에, 플레이트(305, 605)는 정위치에 잠금될 수 있다. 기판(300, 600)의 각각, 및 따라서 반사면(210, 215)의 각각의 곡률의 반경은 매칭될 수 있다.
또한, 도 7에서, 베이스(230)과 베이스(235) 사이의 간격(700)( 및 따라서, 반사면(210, 215) 사이의 상대 간격)이 광빔(130)이 광학장치(225)의 각 반사면(210, 215)을 반사할 때 준 공초점(quasi-confocal) 간격을 제공하고 광빔(130)의 빔 크기를 유지하도록 선택될 수 있다. 이러한 간격은 광빔(130)이 세트(205 또는 200)의 제2 세트에서 오직 하나의 반사면으로부터 반사하고 세트(200 또는 205)의 제1 세트의 다른 반사면쪽으로 재지향된 후에 세트(200 또는 205)의 제1 세트의 반사면을 나오는 광빔(130)의 광빔(130)의 재이미지화를 제공한다는 점에서 준 공초점이다. 준 공초점은 반사면의 각각의 초점이 2개의 세트(200, 205) 사이의 라인을 따라 동일한 위치에 있지만 이러한 초점이 반사면의 틸트로 인해 라인으로부터 측방향으로 오프셋되어 있어 빔 경로가 반사면으로부터 반사면으로 진행할 수 있도록 한다는 것을 의미한다.
또한, 광빔(130)이 반사면(210, 215)의 각각을 반사할 때의 광빔(130)의 포커싱은 베이스(230, 235) 사이의 간격(700)을 조정함으로써 조정될 수 있다. 반사면(210, 215)의 기하학적 배치는 광빔(130)이 반사면(210, 215)의 임의의 반사면위의 포인트에서 자체 중첩되지 않도록 선택된다.
또한, 도 8에서, 베이스(230)내의 입구(220)를 통해 진입하는 광빔(130)은 제2 세트(205)의 반사면(215)중 하나에 반사한 후에 제1 세트(200)의 반사면(2100중 하나에 반사한다. 이러한 예에서, 광빔(130)은 제2 세트(205)의 반사면(215)으로부터의 각 반사후에 제1 세트(200)의 반사면(210)의 각각으로부터 제1 세트(200)의 그 다음 반사면(210)으로 트레이스(800)를 따를 수 있어서, 광빔(130)은 하나 보다 많이 단일 반사면(210 또는 215)을 치거나 오버랩 하지 않는다.
예로서, 2개의 인접한 반사면(805, 810)을 취하면, 광빔(130)은 제1 세트(200)의 반사면(805)로부터 반사되고, 베이스(230, 235) 사이의 영역을 가로질러 이동한 다음, 제2 세트(205)의 반사면(도시되지 않음)로부터 반사하고, 그 후에, 광빔은 베이스(230, 235) 사이의 영역(202)을 가로질러 이동하고 반사면(810)에 이른다. 제2 세트(205)의 반사면의 형상은 광빔(130)이 반사면(805)으로부터 반사면(810)으로 재이미화되도록 하는 형상을 갖고 있고, 반사면(805, 810)은 모두 동일한 세트, 이러한 경우에, 제1 세트(200)에 있다. 또한, 제2 세트(205)의 반사면상의 광빔(130)의 오버랩은 방지된다. 이러한 재이미지화는 광빔(130)이 입구(220)를 통과하고 제1 반사면에 반사한 후에 그리고 광빔(130)이 출구(222)를 통과하기 전에 각 세트(200, 205) 내의 반사면의 각각에 대해 발생한다는 것에 주목해야 한다. 또한, 광빔(130)의 단면 크기는 세트들 사이를 이동할 때에 세트들중 하나의 각 반사면에서 대략적으로 유지된다.
트레이스(800)가 예로서 도시되어 있지만, 다른 트레이스가 가능하고, 이러한 트레이스의 경로는 세트(200, 205)의 반사면의 기하학적 구성, 크기 및 초점 길이에 따라 다를 수 있다. 반사면 사이의 비축 각도를 최소로 유지하는 것이 바람직할 수 있는데, 이는 광학 장치(225)에 걸쳐 있는 트레이스가 특정 패턴으로 반사면에 인접하거나 근방에서 진행한다는 것을 의미한다.
또한, 각 세트(200, 205)의 반사면의 기하학적 형상은 광학 장치(225)의 f-넘버 (즉, 광빔(130)의 광축에 수직인 평면을 따라 취해지는 "유효" 애퍼쳐 직경 또는 빔 크기와 반사면의 초점 길이의 비)에 따라 다를 수 있다. 따라서, 예를 들어, 3과 같은 낮은 f-넘버(25mm의 유효 애퍼쳐 직경 및 75mm의 초점 길이)를 갖는 반사면에 대해, (도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같은) 선형 어레이 보다는 반사면에 대해 (도 9에 도시된 바와 같이) 원형 패턴이 보다 적합할 수 있다. 하나의 실시예에서, 반사면은 25mm의 유효 애퍼쳐 직경 및 1m의 초점 길이를 갖는 40의 f-넘버를 갖고 있다.
도 9에서, 상술된 바와 같이, 또 다른 실시예에서, 광학 장치(925)는 제1 세트(900)에 대한 오목 반사면(910)의 원형 패턴 및 제2 세트(905)에 대한 오목 반사면(915)의 유사한 원형 패턴을 포함하고, 양측 모두 영역(902)을 한정한다. 이러한 실시예에서, 각 세트(900, 905)의 반사면(910, 915)은 반사면(910, 915)의 중심이 원의 주변부에 있도록 배열되어 있다. 제1 세트(900)는 제1 베이스(930) 상에 장착되고 세2 세트(905)는 제2 베이스(935) 상에 장착되어 있다. 또한, 입구(920)는 제1 베이스(930)에 의해 형성된 개구에 의해 한정되어 있고 출구(922)는 제2 베이스(935)에 형성된 개구에 의해 한정되어 있다. 광빔(130)은 입구(920)를 통과하여 광학 장치(925)에 진입하고 출구(922)를 통해 광학 장치(925)에서 나온다. 반사면(910, 915)은 도 2 내지 도 8에 도시된 기판 및 플레이트와 같은 방식으로, 각 베이스(930, 935)에 부착된 각 기판에 고정될 수 있다.
도 10, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 광빔(130)은 입구(920)를 통해 광학 장치(925)에 진입하고, 영역(902)을 가로질러 이동한 다음, 제2 세트(905)의 반사면(915)중 하나에서 반사하고, 이러한 포인트에서, 제1 세트(900)의 반사면(910)쪽으로 되반사되고, 출구(922)를 통과하여 광학 장치(925)를 나올 때까지 임의의 반사면(910, 915)을 한번 보다 많이 치는 일 없이 제1 세트(900)와 제2 세트(905) 사이에서 전후로 이동한다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 광빔(130)은 제1 세트(900)의 각 반사면(910)에 반사함에 따라 트레이스(1100)를 따른다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 광빔(130)은 또한 제2 세트(905)의 각 반사면(915)에 반사함에 따라 트레이스(1150)를 따른다. 예로서, 제1 세트(900)의 2개의 인접한 반사면(1105, 1110)과 제2 세트(905)의 반사면(1105)을 취하면, 광빔(130)은 제1 세트(900)의 반사면(1105)으로부터 반사하고, 베이스(930, 935) 사이의 영역(902)을 가로질러 이동한 다음, 제2 세트(905)의 반사면(1155)으로부터 반사하고, 그후에, 광빔(130)은 베이스(930, 935) 사이의 영역(902)을 가로질러 뒤로 이동하고 반사면(1110)에 도달한다. 제2 세트(905)의 반사면(1155)의 형상은 광빔(130)이 제1 세트(900)의 표면(1105)으로부터 제1 세트(900)의 반사면(1110)으로 재이미지화되로록 하는 형상을 갖고 있다. 또한, 제2 세트(905)의 반사면(1155)상의 광빔(130)의 오버랩이 방지된다. 보다 일반적으로, 양 세트(900, 905)의 각 반사면 상의 광빔(130)의 오버랩이 방지된다. 광빔(130)의 재이미지화는 광빔(130)이 입구(920)를 통과하고 제2 세트(905)의 제1 반사면에 반사된 후 그리고 광빔(130)이 출구(922)를 통과하기 전에, 각 세트(900, 905)내의 각 반사면에 대해 일어난다. 또한, 광빔(130)의 빔 크기는 반사면(1155)으로부터 반사된 후에 반사면(1105)으로부터 반사면(1110)으로 이동할 때에 유지된다(즉, 광빔(130)의 빔 크기는 양 세트(900, 905)의 반사면의 오목성으로 인해 반사면(1105)에 있을 때와 반사면(1110)에 있을 때 대략 동일하다.
광학 장치(125 또는 925)와 같은 광학 장치는 제1 세트(200 또는 900)에 대해 각각 짝수의 반사면(210 또는 910)으로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 시스템(125, 925)와 같은 광학 장치는 제2 세트(205 또는 905)에 대해 각각 짝수의 반사면(215 또는 915)으로 구성될 수 있다.
도 12에서, 광학 장치(125)는 반사면을 지지하는 베이스가 외력에 의해 유사한 방식으로 이동되는, 즉, 베이스가 각도 Θ 만큼 동일한 방향으로 틸팅하는 래킹에 둔감하도록 설계될 수 있다. 광학 장치(125)가 각 베이스에 대한 짝수의 반사면을 갖고 있다면, 이러한 래킹은 광학 장치(125)에 걸쳐서 광빔(130)의 트레이스에서 주목할만한 변화를 유발하지 않고 따라서, 광학 장치(125)를 나오는 광빔(130)의 위치 또는 방향은 불변 또는 실질상 불변 상태로 남는다. 또한, 짝수의 반사면에 대하여, 광빔(130)이 마지막 반사면을 반사하고 광학 장치(125)의 출구를 나올 때의 광빔(130)의 포인팅은 광학 장치(125)에 래킹이 있더라도 변하지 않는다.
도 13에서, 광학 장치(125)는 베이스 및 이러한 베이스를 연결하는 강성 스페이서를 포함하는 시스템 프레임의 상이한 열 팽창에 의해 발생할 수 있는 구부림에 둔감하도록 설계될 수 있다. 이러한 시스템 프레임의 구부러짐은 광학 장치(125)의 각 단부상의 2개의 반사면에 하나씩 반사면 위에 광빔(130)의 시프트를 유발할 수 있다. 광학 장치(125)가 제1 및 제2 단부의 각각에 대해 짝수의 반사면으로 설계되었다면, 광학 장치(125)로부터 나온 광빔(130)은 시스템 프레임의 구부러짐에 둔감할 것이다.
광학 장치(125)가 EUV 광원의 일부로서 마스터 오실레이터(135)와 증폭기(140) 사이의 구성에 도시되어 있지만, 광학 장치(125)는 딥 자외선(DUV) 광원 또는 다른 타입의 광학 설비에서 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 14의 다른 실시예에서, 광학 장치(1425)는 광 증폭기로서 구현되어 있다. 이러한 경우에, 광학 장치(1425)는 제1 세트(1400)와 제2 세트(1405)의 반사면 사이의 영역(1402)내에 이득 매체(1403)를 포함하고 있다. 광학 장치(1425)는 마스터 오실레이터 또는 빔 컨디셔닝 유닛과 같은 다른 컴포넌트를 포함하는 보다 큰 시스템의 일부로서 포함될 수 있다. 광학 장치(1425)의 출력은 대략 장비(1415)쪽으로 지향된다.
또한, 도 15a 및 도 15b의 다른 실시예에서, 광학 장치(1525)는 반사면의 세트중 한 세트가 볼록 반사면을 갖도록 설계되어 있다. 이러한 실시예에서, 제1 세트(1500)는 볼록 반사면(1510)을 갖고 있다. 제1 세트(1500)의 각 반사면은 기판(1800) 상의 코팅으로서 형성될 수 있다. 제1 세트(1500)의 각 반사면(1510)은 도 15b의 단면도에 도시된 바와 같이, 기판(1800)으로부터 외측으로 블록한다는 점에서 볼록하다(또한 분기한다라고 부른다). 볼록 형상은 각 반사면의 초점 길이 및 광빔(130)의 빔 크기에 따라 구형이거나 다른 적합한 형상일 수 있다. 각 기판(1800)은 상술된 바와 같은 유사한 방식으로 베이스(1530)에 이동가능하도록 부착된 플레이트(1805)에 부착될 수 있다. 이러한 2개의 세트의 반사면은 준 공초점이고, 광빔(130)은 1504로 표기된 평면을 따라 영역(1502)의 외측에 가상 빔 웨이스트를 형성한다. 이러한 설계는 아무런 참 빔 웨이스트가 존재하지 않아서 중간 초점의 존재를 방지하고, 그래서 고전력 광빔(130)에 대한 에어 브레이크다운과 연관된 문제를 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나, 각 세트의 반사면에서의 광빔(130)의 크기는 상이하다.
다른 실시예에서, 광학 장치(125, 225, 1425, 1525)의 반사면은 타원형 구성, 다각형 구성 또는 다른 어레이 구성으로 배열될 수 있다.
다른 실시예에서, 반사면은 비점수차 형상을 가질 수 있는데, 즉, 광빔(130)의 광축에 수직인 2개의 방향으로 상이한 곡률을 가질 수 있다. 이러한 시스템에서, 이러한 방향들중 하나의 방향으로의 빔 웨이스트는 광축을 따라, 타방향의 빔 웨이스트와 상이한 위치에 위치될 수도 있다.
다른 실시예는 다음의 청구범위내에 있다.

Claims (16)

  1. 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 사이에서 광빔을 전후로 반사시키는 단계를 포함하고, 상기 반사시키는 단계는,
    상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 상기 광빔을 재이미지화하는 단계; 및
    상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 모두의 반사면 각각에 2개 이상의 광빔의 오버랩을 방지하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 사이에서 광빔을 전후로 반사시키는 단계는 상기 광빔을 상기 제1 복수의 반사면중 제1 반사면으로부터 상기 제1 복수의 반사면중 제2 반사면으로 재이미지화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광빔을 상기 제1 복수의 반사면중 제1 반사면으로부터 상기 제1 복수의 반사면중 제2 반사면으로 재이미지화하는 단계는 상기 광빔을 상기 제2 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터 반사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 광빔이 재이미지화되는 상기 제1 복수의 반사면중 제2 반사면은 상기 제1 복수의 반사면중 제1 반사면에 인접하여 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 상기 광빔을 재이미지화하는 단계는,
    상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면 사이에 빔 웨이스트를 형성하는 단계; 또는
    상기 제1 복수의 반사면과 상기 제2 복수의 반사면 사이의 영역 밖에 가상 빔 웨이스트를 형성하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 복수의 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면 내의 개구를 통해 상기 광빔을 지향시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1 복수의 오목 반사면;
    상기 제1 복수의 오목 반사면과 대향하여 상기 제1 복수의 오목 반사면과의 사이에 영역이 형성되는 제2 복수의 반사면; 및
    상기 영역에 광빔이 들어가는 입력부 및 상기 영역으로부터 상기 광빔이 나오는 출력부를 포함하고,
    상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면은, 상기 광빔이 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 하나의 복수의 반사면중 하나의 반사면에서, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면중 다른 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화되도록 그리고, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면의 각각에 2개 이상의 광빔의 오버랩이 방지되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 복수의 오목 반사면과 제2 복수의 반사면은 상기 제1 복수의 오목 반사면의 각각에서 상기 제2 복수의 반사면중 하나의 반사면으로부터의 오직 하나의 반사 후에 재이미지화되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 복수의 오목 반사면중 하나의 각 오목 반사면은 상기 제1 복수의 오목 반사면의 다른 기판으로부터 이동가능한 별개의 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 복수의 반사면의 각 반사면은 상기 제2 복수의 반사면의 다른 기판으로부터 이동가능한 별개의 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 복수의 오목 반사면의 수는 짝수이고, 상기 제2 복수의 반사면의 수는 짝수인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 복수의 오목 반사면은 오목 반사면의 중심이 원의 주변에 있도록 배열되고,
    상기 제2 복수의 반사면은 반사면의 중심이 원의 주변에 있도록 배열된 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제2 복수의 반사면의 각각은 오목 반사면이고,
    상기 제1 복수의 오목 반사면과 상기 제2 복수의 반사면은 상기 광빔의 빔 웨이스트가 상기 영역내에 형성되도록 하는 관계로 서로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제7항에 있어서, 상기 제1 복수의 오목 반사면의 각각의 곡률은 상기 광빔이 상기 제2 복수의 반사면으로부터의 각 반사 후에 재이미지화되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 광빔을 출력하는 마스터 오실레이터;
    상기 광빔을 수신하는 적어도 하나의 증폭기; 및
    상기 마스터 오실레이터와 상기 적어도 하나의 증폭기 사이에 위치된 제7항의 광 지연 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원.
  16. 제7항에 있어서, 상기 영역 내에 이득 매체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

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