KR20220082830A - 광학 변조기 - Google Patents

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KR20220082830A KR1020227012159A KR20227012159A KR20220082830A KR 20220082830 A KR20220082830 A KR 20220082830A KR 1020227012159 A KR1020227012159 A KR 1020227012159A KR 20227012159 A KR20227012159 A KR 20227012159A KR 20220082830 A KR20220082830 A KR 20220082830A
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크리스토펠 요하네스 리벤베르그
피터 프란스 마리아 마이스
하이네 멜레 멀더
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

광학 변조기는 음향-광학 조립체와 열 관리 장치를 포함한다. 음향-광학 조립체는, 음향-광학 재료; 입사 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및 입사 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함한다. 열 관리 장치는, 음향-광학 조립체의 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료; 및 음향-광학 조립체의 제2 측면과 열 접촉하는 제2 열전도성 재료를 포함한다.

Description

광학 변조기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 10월 14일에 출원된 미국 출원 62/914,909의 우선권을 주장하며, 이는 원용에 의해 전체적으로 본 명세서 내에 포함된다.
본 발명은 광학 변조기에 관한 것이다. 광학 변조기는 예를 들어 극자외(EUV) 광원과 같은 광학 시스템에서 사용될 수 있다.
광학 변조기는 광의 빔을 변조하기 위해 사용되는 디바이스이다. 예를 들어, 광학 변조기는 입력 광 빔의 특성을 변조 (또는 변경)하여 입력 광 빔과 상이한 하나 이상의 특성을 갖는 출력 광 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 광학 변조기는 입력 광 빔의 세기 및/또는 위상을 변조 (또는 변경)하여 입력 광 빔의 상이한 세기 및/또는 위상을 갖는 출력 광 빔을 형성할 수 있다.
한 양태에서, 광학 변조기는 음향-광학 조립체 및 열 관리 장치를 포함한다. 음향-광학 조립체는 음향-광학 재료; 입사 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및 입사 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함한다. 열 관리 장치는 음향-광학 조립체의 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료; 및 음향-광학 조립체의 제2 측면과 열 접촉하는 제2 열전도성 재료를 포함한다.
구현 형태는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 음향-광학 조립체의 제1 측면은 음향-광학 재료의 제1 측면을 포함할 수 있으며, 음향-광학 조립체의 제2 측면은 음향-광학 재료의 제2 측면을 포함할 수 있고, 제1 열전도성 재료는 음향-광학 재료의 제1 측면과 열 접촉할 수 있으며, 그리고 제2 열전도성 재료는 음향-광학 재료의 제2 측면과 열 접촉할 수 있다. 제1 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 제1 측면에 부착될 수 있으며, 제2 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 제2 측면에 부착될 수 있다.
제1 열전도성 재료는 입사 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가질 수 있고, 제1 두께는 입사 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배일 수 있으며; 그리고 제2 열전도성 재료는 입사 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제2 두께를 가질 수 있고, 제2 두께는 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배일 수 있다.
열 관리 장치는 또한 제1 열전도성 재료 및 제2 열전도성 재료와 열 접촉하는 히트 싱크를 포함할 수 있다. 음향-광학 재료는 제1 측면; 제2 측면; 제3 측면; 및 제4 측면을 포함할 수 있으며, 히트 싱크는 제3 측면 또는 제4 측면에 부착될 수 있다. 히트 싱크는 제1 히트 싱크 부분과 제2 히트 싱크 부분을 포함할 수 있으며, 제1 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제3 측면에 부착될 수 있고, 제2 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제4 측면에 부착될 수 있다. 히트 싱크는 수냉식 금속 블록을 포함할 수 있다. 금속 블록은 구리일 수 있다.
제1 열전도성 재료는 다이아몬드를 포함할 수 있으며, 제2 열전도성 재료는 다이아몬드를 포함할 수 있다.
광학 변조기는 또는 음향-광학 재료와 제1 열전도성 재료 사이의 제1 인덱스 매칭 재료, 및 음향-광학 재료와 제2 열전도성 재료 사이의 제2 인덱스 매칭 재료를 포함할 수 있다.
제1 열전도성 재료는 접착제 또는 기계적인 클램프에 의하여 음향-광학 조립체의 제1 측면에 부착될 수 있으며, 제2 열전도성 재료는 접착제 또는 기계적인 클램프에 의하여 음향-광학 조립체의 제2 측면에 부착될 수 있다. 음향-광학 조립체는 또한 제1 열전도성 재료와 음향-광학 재료 사이의 제1 반사 방지부 및 제2 열전도성 재료와 음향-광학 재료 사이의 제2 반사 방지부를 포함할 수 있으며, 제1 열전도성 재료는 제1 반사 방지 코팅부에 부착됨으로써 음향-광학 조립체의 제1 측면과 열 접촉할 수 있고, 제2 열전도성 재료는 제2 반사 방지 코팅부에 부착됨으로써 음향-광학 조립체의 제2 측면과 열 접촉할 수 있다. 제1 반사 방지 코팅부와 제2 반사 방지 코팅부 중 적어도 하나는 이온 빔 스퍼터링(IBS) 층일 수 있다.
음향-광학 조립체는 또한 제1 측면에 제1 구조체 및 제2 측면에 제2 구조체를 더 포함할 수 있으며, 제1 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성될 수 있고, 제2 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성될 수 있다. 제1 구조체는 제1 모스-아이(moth-eye) 광학계일 수 있으며, 제2 구조체는 제2 모스-아이 광학계일 수 있다.
음향-광학 재료는 게르마늄(Ge) 또는 갈륨비소(GaAs)를 포함할 수 있다.
제1 열전도성 재료와 제2 열전도성 재료 중 하나 이상은 9 미크론(㎛) 내지 11㎛의 파장을 투과시킬 수 있다.
제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가질 수 있거나, 또는 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가질 수 있다.
제1 열전도성 재료와 제2 열전도성 재료는 다결정 다이아몬드 또는 단결정 다이아몬드일 수 있다.
제1 열전도성 재료와 제2 열전도성 재료는 5 나노미터(㎚) 미만의 표면 거칠기를 가질 수 있다.
또 다른 전반적인 양태에서, 극자외(EUV) 광원은 펄스형 광 빔을 빔 경로 상으로 방출하도록 구성된 광학 소스; 광학 변조기; 및 열 관리 장치를 포함한다. 광학 변조기는 변조 조립체를 포함하며, 변조 조립체는 빔 경로 상에 위치하며, 인가된 음향 신호를 기반으로 변화하는 굴절률을 갖는 음향-광학 재료; 광학 소스로부터 펄스형 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및 펄스형 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함한다. 열 관리 장치는 변조 조립체의 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료; 및 변조 조립체의 제2 측면과 열 접촉하는 제2 열전도성 재료를 포함한다. EUV 광원은 또한 타겟 영역에서 출력 광 빔을 받아들이도록 구성된 내부를 포함하는 진공 챔버를 포함한다
구현 형태는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 열전도성 재료는 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가질 수 있으며, 제1 두께는 펄스형 광 빔 파장의 1/4의 정수배일 수 있고; 그리고 제2 열전도성 재료는 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제2 두께를 가질 수 있으며, 제2 두께는 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배일 수 있다.
제1 열전도성 재료는 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가질 수 있으며, 제1 두께는 펄스형 광 빔의 반파장의 정수배보다 1/4 더 클 수 있다.
펄스형 광 빔은 9미크론(㎛) 내지 11㎛의 파장을 가질 수 있다.
열 관리 장치는 또한 제1 열전도성 재료 및 제2 열전도성 재료와 열 접촉하는 히트 싱크를 포함할 수 있다.
일부 구현 형태에서, 음향-광학 재료는 제1 측면; 제2 측면; 제3 측면; 및 제4 측면을 포함하며, 히트 싱크는 제3 측면 또는 제4 측면에 부착된다. 히트 싱크는 제1 히트 싱크 부분과 제2 히트 싱크 부분을 포함할 수 있으며, 제1 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제3 측면에 부착될 수 있고, 제2 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제4 측면에 부착될 수 있다.
제1 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 음향-광학 재료에 부착될 수 있으며, 제2 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 음향-광학 재료에 부착될 수 있다.
변조 조립체는 또한 음향-광학 재료 상의 제1 반사 방지 코팅부 및 음향-광학 재료 상의 제2 반사 방지 코팅부를 더 포함할 수 있으며, 제1 반사 방지 코팅부는 음향-광학 재료와 제1 열전도성 재료 사이에 있고, 제2 반사 방지 코팅부는 음향-광학 재료와 제2 열전도성 재료 사이에 있다.
음향-광학 재료는 또한 제1 측면에 제1 구조체 및 제2 측면에 제2 구조체를 포함할 수 있으며, 제1 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성되고, 제2 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성된다.
제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가질 수 있거나, 또는 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가질 수 있다.
제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가질 수 있으며, 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가질 수 있다.
또 다른 전반적인 양태에서, 광학 변조기는 광학 조립체 및 열 관리 장치를 포함한다. 광학 조립체는 광학 재료; 입사 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및 입사 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함한다. 열 관리 장치는 광학 조립체의 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료를 포함한다.
구현 형태는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광학 재료는 전기-광학 재료를 포함할 수 있다. 광학 재료는 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 또는 카드뮴 아연 텔루라이드(CZT)를 포함할 수 있다.
위에서 설명된 기술 중 임의의 것의 구현 형태는 광학 변조기, 시스템, 방법, 공정, 디바이스 또는 장치를 포함하는 EUV 광원을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현 형태의 세부 사항이 첨부 도면 및 아래의 설명에 제시되어 있다. 다른 특징부가 상세한 설명 및 도면으로부터 그리고 청구범위로부터 명백할 것이다.
도 1은 광학 변조기의 구현 형태의 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 광학 변조기의 또 다른 구현 형태의 다양한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광학 변조기의 또 다른 구현의 블록도이다.
도 4a는 광학 변조기의 또 다른 구현 형태의 블록도이다.
도 4b는 광학 변조기의 또 다른 구현 형태의 블록도이다.
도 5는 광학 변조기의 또 다른 구현 형태의 블록도이다.
도 6은 광학 변조기의 또 다른 구현 형태의 블록도이다.
도 7a 및 도 7b는 광학 변조기의 또 다른 구현 형태의 2개의 도면이다.
도 8a는 극자외(EUV) 리소그래피 시스템의 구현 형태를 보여주고 있다.
도 8b는 리소그래피 장치의 구현 형태를 보여주고 있다.
도 9는 EUV 광원의 구현 형태를 보여주고 있다.
도 1을 참조하면, 광학 변조기(110)의 블록도가 보여지고 있다. 광학 변조기(110)는 변조 조립체(111) 및 열 관리 장치(130)를 포함하고 있다. 변조 조립체(111)는 변조 재료(112)를 포함하고 있다. 변조 재료(112)는 입력 광 빔(102)의 하나 이상의 특성을 변조할 수 있는 임의의 재료일 수 있다. 아래에서 논의되는 예에서, 변조 재료는 음향-광학 재료(112)이며, 광학 변조기(110)는 음향-광학 변조기(AOM)이다. 다른 유형의 광학 변조기가 열 관리 장치(130)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현 형태에서, 재료(112)는 반드시 음향-광학 재료가 아닌 전기-광학 재료이다. 전기-광학 재료는 인가된 전기장을 기반으로 달라지는 특성 (예를 들어, 굴절률)을 갖는 광학 재료이다. 예를 들어, 재료(112)는 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 또는 카드뮴 아연 텔루라이드 (CZT)일 수 있다.
광학 변조기(110)는 입력 광 빔(102)의 하나 이상의 특성을 변조하여 출력 광 빔(103)을 생성한다. 입력 광 빔(102)은 음향-광학 재료(112)에 입사되며 음향-광학 재료(112) 내에서 전파된다. 음향-광학 재료(112)와 광 빔(102) 간의 상호작용은 음향-광학 재료(112)의 온도를 증가시키게 할 수 있다. 온도의 과도한 증가 또는 과도한 가열은 음향-광학 재료(112)를 손상시킬 수 있다. 열 관리 장치(130)는 변조 조립체(111) 및/또는 음향-광학 재료(112)에 대한 열 손상을 완화시키거나 방지한다.
열 관리 장치(130)가 없는 광학 변조기에서, 입사 광은 음향-광학 재료에 및/또는 음향-광학 재료 상에 있는 (도 4a의 코팅부(419a, 419b)와 같은)반사 방지 코팅부에 열을 증착한다. 과도한 열은 음향-광학 재료 및/또는 반사 방지 코팅부에 열 손상을 야기할 수 있다. 예를 들어, 과도한 열은 열 렌즈(thermal lensing) 효과, 단축된 수명 효과 및/또는 성능에 부정적인 영향을 미치는 기타 효과로 이어질 수 있다.
한편, 광학 변조기(110)는 음향-광학 재료(112)로부터 열을 제거함으로써 열 손상을 완화 또는 방지하는 열 관리 장치(130)를 포함하고 있다. 열 관리 장치(130)는 음향-광학 재료(112)와 열 접촉하는 열전도성 재료(131)를 포함하고 있다. 열전도성 재료(131)는 음향-광학 재료(112)보다 더 높은 열전도도를 갖는다. 예를 들어, 음향-광학 재료(112)는 게르마늄(Ge)일 수 있으며, 열전도성 재료(131)는 다이아몬드, 다결정 다이아몬드 또는 단결정 다이아몬드일 수 있다.
열전도성 재료(131)가 음향-광학 재료(112)보다 더 높은 열전도도를 갖기 때문에, 열전도성 재료(131)는 음향-광학 재료(112)로부터 멀리 과도한 열을 전도할 수 있다.
이렇게 하여, 열 관리 장치(130)는 음향-광학 재료(112)로부터 열을 제거하며, 그에 의하여 재료(112)에 대한 열 손상을 방지 또는 감소시키고 고파워 입력 빔(102)을 광학 변조기(110)에 제공하는 시스템 또는 입력 빔(102)의 고파워 반사가 전파되는 시스템에서 광학 변조기(110)가 더 장기간 동안 더욱 효과적으로 사용되는 것을 허용한다. 예를 들어, 전형적인 광학 변조기와 비교하여, 열 관리 장치(130)를 갖는 광학 변조기(110)는, 입력 광 빔(102)이 예를 들어 200와트(W) 이상의 높은 평균 파워를 갖는 적외선 빔 (예를 들어, 이산화탄소 레이저 빔)인 극자외 (EUV) 광원에서 더욱 효과적으로 그리고 보다 장기간 동안 사용될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 광학 변조기(210)가 보여지고 있다. 광학 변조기(210)는 광학 변조기(110)(도 1)의 구현 형태이다. 도 2a는 광학 변조기(210)의 사시도이다. 도 2b는 X-Z 평면에서의 광학 변조기(210)의 측면도이다. 도 2c는 Y-Z 평면에서의 광학 변조기(210)의 측면도이다.
광학 변조기(210)는 입력 광 빔(202)의 하나 이상의 특성을 변조하여 출력 광 빔(203)을 생성한다. 광학 변조기(210)는, 예를 들어 광 빔(202)의 진폭 또는 위상을 변조하여 출력 광 빔(203)을 생성할 수 있다. 도 2a 내지 도 2c의 예에서, 광 빔(202)과 출력 광 빔(203)은 일반적으로 Z 방향으로 전파된다. 입력 광 빔(202)과 출력 광 빔(203) 모두는 반드시 동일한 방향으로 전파되지는 않는다. 예를 들어, 입력 광 빔(202)은 Z 방향으로 전파될 수 있으며 광학 변조기(210)는 출력 광 빔(203)이 Z 방향에 대해 약 4도의 각도인 방향을 따라 전파되도록 광을 편향시킬 수 있다.
광학 변조기(210)는 음향-광학 재료(212)를 포함하는 변조 조립체(211) 및 열 관리 장치(230)를 포함하고 있다. 음향-광학 재료(212)의 개요는 열 관리 장치(230)를 더 상세히 논의하기 전에 논의된다.
음향-광학 재료(212)는 트랜스듀서(transducer)(216)에 의해 생성된 음향파를 기반으로 달라지는 굴절률을 갖고 있다. 트랜스듀서(216)는, 예를 들어 음향-광학 재료(212)에 기계적으로 연결된 압전 트랜스듀서일 수 있다. 트랜스듀서(216)의 움직임은 음향-광학 재료(212) 내에서 전파되는 음향파로서 음향-광학 재료(212)에 전달된다. 전파되는 음향파는 음향-광학 재료(212) 내에 압축(compression) 영역 (더 높은 굴절률)과 희박(rarefication) 영역 (더 낮은 굴절률)을 형성한다. 압축 영역과 희박 영역은 음향-광학 재료(212)에 과도 회절 요소를 생성한다. 과도 회절 요소는 음향-광학 재료(212)의 음속으로 음향-광학 재료(212) 내에서 이동하는 공간적으로 변화하는 굴절률 패턴이다. 회절 요소는 일시적이며 음향파가 음향-광학 재료(212)에서 전파될 때만 음향-광학 재료(212)에 존재한다. 다시 말해서, 회절 요소는 영구적인 것과 대조적으로 과도적이거나 일시적이며, 회절 요소는 한 순간 동안만 음향-광학 재료(212) 내의 특정 위치에 위치된다. 과도 회절 소자와 입력 광 빔(202) 간의 상호작용은 광학 변조기(210)가 특정 시간에 입사 광 빔(202)을 차단할 수 있는 셔터로서 사용될 수 있도록 광 빔(202)의 진폭 변조, 위상 변조 및/또는 편향을 야기한다. 과도 회절 요소가 존재하지 않을 때, 음향-광학 재료(212)는 실질적인 열화 없이 입사 광을 투과시킨다.
음향-광학 재료(212)는 3차원체이다. 도 2a 내지 도 2c의 예에서, 음향-광학 재료(212)는 전반적으로 직육면체 형상의 물체이다. 그러나 음향-광학 재료(212)는 다른 형상을 가질 수 있다. 음향-광학 재료(212)는 측면(217a 및 217b)을 포함하고 있으며, 이들은 Y-Z 평면에서 연장되는 전반적으로 편평한 표면이다. 음향-광학 재료(212)는 또한 Y-Z 평면에서 연장되는 측면(217c 및 217d)을 포함하고 있다.
열 관리 장치(230)는 제1 열전도성 재료(231a) 및 제2 열전도성 재료(231b)를 포함하고 있다. 열전도성 재료(231a, 231b)는 3차원체이다. 열전도성 재료(231a, 231b)는 각각 X-Y 평면에서 연장되는 전반적으로 편평한 표면(231a_1, 231a_2 및 231b_1, 231b_2)을 포함하고 있다. 표면(231a_2)은 측면(217a)에 부착되거나 이에 대해 유지된다. 표면(231b_2)은 측면(217b)에 부착되거나 이에 대해 유지된다. 편평한 평면(231a_1 및 231a_2)들은 Z 방향으로의 열전도성 재료(231a)의 치수에 대응하는 거리만큼 Z 방향으로 분리되어 있다. 편평한 평면(231b_1, 231b_2)들은 Z 방향으로의 열전도성 재료(231b)의 치수에 대응하는 거리만큼 Z 방향으로 분리되어 있다.
음향-광학 재료(212), 제1 열전도성 재료(231a), 및 제2 열전도성 재료(231b)는 입력 광 빔(202)의 파장 또는 파장들의 광을 투과시키는 재료로 만들어진다. 가동 사용 시, 제1 열전도성 재료(231a)는 입력 광 빔(202)을 받아들인다. 입력 광 빔(202)은 제1 열전도성 재료(231a)를 통과하고, 영역(218a)을 통과하며 그리고 음향-광학 재료(212) 내로 나아간다. 영역(218a)은 입력 광 빔(202)을 받아들이는 측면(217a) 상의 영역이다. 영역(218a)은 또한 조사 영역(218a)으로 지칭된다. 입력 광 빔(202)은 음향-광학 재료(212) 내에서 전파되며 그리고 측면(217b) 상에 있는 조사 영역(218b)을 통하여 출력 광 빔(203)으로서 빠져나간다. 출력 광 빔(203)은 제2 열전도성 재료(231b)를 통해 전파되며, 그 후 표면(231b_1)을 통해 광학 변조기(210)를 빠져나간다.
열전도성 재료(231a, 231b)는 또한 표면(231a_1, 231a_2, 231b_1 및 231b_2)에서 일부 입사 광을 반사시킨다. 반사는 전반적으로 바람직하지 않다. 일부 구현 형태에서, 열전도성 재료(231a) 및/또는 열전도성 재료(231b)는 반사 방지 효과를 제공하는 입력 광 빔(202)의 전파 방향 (이 예에서 Z 방향)으로의 치수를 갖는다. 예를 들어, Z 방향으로의 열전도성 재료(231a) 및/또는 열전도성 재료(231b)의 치수는 표면(231a_1, 231a_2 및/또는 231b_1, 231b_2)으로부터의 전체 반사광이 최소화되도록 선택될 수 있다. 일부 구현 형태에서, Z 방향으로의 열전도성 재료(231a, 231b)의 치수는 열전도성 재료(231a, 231b)들의 각각의 내의 반사 광의 광 경로 길이가 입사 광의 파장의 1/4의 홀수 배수 이도록 선택된다. 일부 구현 형태에서, Z 방향으로의 열전도성 재료(231a, 231b)의 치수는 L로 지칭되며 수학식 1에 의해 제공된다:
Figure pct00001
여기서, j는 음이 아닌 정수, λ은 광의 진공 파장, θ는 열전도성 재료(231a, 231b) 내에서의 광의 굴절각, 그리고 n은 열전도성 재료(231a, 231b)의 굴절률이다.
표면(231a_2)은 열이 음향-광학 재료(212)로부터 제2 열전도성 재료(231a)로 전달될 수 있도록 음향-광학 재료(212)의 제1 측면(217a)과 열 접촉한다. 표면(231b_2)은 열이 음향-광학 재료(212)로부터 제2 열전도성 재료(231b)로 전달될 수 있도록 제2 측면(217b)과 열 접촉한다.
제1 열전도성 재료(231a)는 제1 열전도도(kl)를 갖는다. 제2 열전도성 재료(231b)는 제2 열전도도(k2)를 갖는다. 음향-광학 재료(212)는 열전도도(k_ao)를 갖는다. 열전도도 k1 및 k2는 열전도도 k_ao보다 크다. (대안적으로 또는 부가로, 열전도성 재료(231a 및/또는 231b)는 상대적으로 더 낮은 열전도도를 가질 수 있지만, 그럼에도 불구하고 높은 열 전도를 허용하는 더 높은 두께 또는 다른 기하학적 구조를 가질 수 있다) 예를 들어, 제1 열전도성 재료(231a) 및 제2 열전도성 재료(231b)는 다이아몬드, 예를 들어 다결정 또는 단결정 다이아몬드, 또는 또 다른 적절한 열전도성 재료일 수 있으며, 음향-광학 재료(212)는 게르마늄(Ge) 또는 갈륨비소(GaAs)일 수 있다. 단결정 다이아몬드의 열전도도는 미터 켈빈(Kelvin)당 약 2050와트(W m-1K-1)이며, GaAs의 열전도도는 약 48W m-1K-1이고, Ge의 열전도도는 약 59W m-1K-1이다. 일부 구현 형태에서, 열 전도도 k1 및 k2는 재료(212)의 열 전도도(k_ao)보다 10배 이상 더 크다.
열전도도는 재료가 열을 얼마나 효과적으로 전도하는지의 척도이다. 동일한 기하학적 구조와 동일한 경계 조건을 갖고 있지만 상이한 열전도도를 갖는 물질로 이루어진 2개의 물체의 경우, 열 전달은 더 낮은 열전도도를 갖는 물질로 만들어진 물체에서보다 더 높은 전도도를 갖는 물질로 만들어진 물체에서 더 높은 속도로 발생한다. 다음 설명은 광학 변조기(110)의 열적 거동의 예로서 제공된다. 광 빔(202)은 제1 열전도성 재료(231a)에 입사되고 이를 가열한다. 제1 열전도성 재료(231a)는 상대적으로 높은 열전도도(kl)로 인하여 상대적으로 빠르게 열을 방산한다. 따라서, 열은 제1 열전도성 재료(231a)에 축적되지 않는다. 광 빔(202)은 제1 열전도성 재료(231a)를 통과하며 음향-광학 재료(212) 내로 나아간다. 광 빔(202)과 음향-광학 재료(212) 간의 상호작용은 재료(214)를 가열시킨다. 음향-광학 재료(212)는 제1 열전도성 재료(231a)보다 따뜻해진다. 열은 상대적으로 더 따뜻한 환경에서 상대적으로 더 차가운 환경을 향하여 흐른다. 따라서, 열은 음향-광학 재료(212) 밖으로 그리고 제1 열전도성 재료(231a) 내로 흐른다. 광 빔(202)은 음향-광학 재료(212)와 제2 열전도성 재료(231b)를 통과한다. 음향-광학 재료(212)에 침적된 열은 또한 제2 열전도성 재료(231b) 내로 흐른다. 따라서, (제1 및 제2 열전도성 재료(231a, 231b)를 포함하는) 열 관리 장치(230)는 음향-광학 재료(212) 내의 열을 감소시킨다. 열 흐름은 위에서 논의된 예보다 더 복잡할 수 있다. 열전도성 재료(231a 및 231b)의 기하학적 구조 (예를 들어, 치수)는 열전도성 재료(231a, 231b)를 열 흐름을 위한 가장 낮은 저항 경로로 만들기 위하여 선택된다.
열전도성 재료(231a, 231b)는 별개의 물질 또는 디바이스에 의해 각각의 측면(217a, 217b)에서 음향-광학 재료(212)에 유지될 수 있다. 별개의 물질 또는 디바이스는, 예를 들어 음향-광학 재료(212)에서의 광의 전파에 영향을 주지 않으면서 열전도성 재료(231a, 231b)를 유지시키는 접착제 또는 기계적 클램프일 수 있다. 예를 들어, 접착제 또는 클램프는 조사 영역(218a 및 218b)으로부터 멀리 위치될 수 있다.
또한 도 3a를 참조하면, 열전도성 재료(231a 및 231b)가 클램프(336a)로 음향-광학 재료(212)에 대해 유지되는 구현 형태가 보여지고 있다. 도 3a의 예에서, 클램프(336a)는 제1 열전도성 재료(231a)에 Z 방향으로 힘을 가하고, 제2 열전도성 재료(231b)에 -Z 방향으로 힘을 가한다. 그 결과, 열전도성 재료(231a, 231b)는 각각의 측면(217a, 217b)에 대해 유지된다. 보여지는 예에서, 클램프(336a)는 측면(217c)을 따라 연장되고 각각의 열전도성 재료(231a, 231b)의 종단(233a_2 및 233b_2)에 부착되어 있다. 종단(233a_2, 233b_2)은 영역(218a, 218b)으로부터 떨어져 있다. 따라서, 클램프(336a)는 출력 빔(203)의 생성에 영향을 미치지 않는다. 일부 구현 형태에서, 제2 클램프는 측면(217d)을 따라 연장되며 각각의 열전도성 재료(231a, 231b)의 종단(233a_1 및 233b_1)에 부착되어 있다.
또한 도 3b를 참조하면, 열전도성 재료(231a 및 231b)가 접착제(336b)에 의하여 음향-광학 재료(212)에 부착되는 구현 형태가 보여지고 있다. 접착제(336b)는 음향-광학 재료(212)와 열전도성 재료(231a, 231b) 사이에 있다. 접착제(336b)는 영역(218a, 218b)으로부터 떨어져서 도포되고 출력 광 빔(203)의 생성에 영향을 미치지 않는다. 다른 구현 형태가 가능하다.
더욱이, 일부 구현 형태에서, 열전도성 재료(231a, 231b)는 별도의 물질 또는 디바이스 없이 각각의 측면(217a, 217b)에서 음향-광학 재료(212)에 유지된다. 예를 들어, 열전도성 재료(231a, 231b)는 반 데르 발스 힘(Van der Waals force)에 의해 각각의 측면(217a, 217b)에서 음향-광학 재료(212)에 유지될 수 있다. 이 구현 형태에서, 표면(231a_2)은 측면(217a)과 등각(conformal)이며, 표면(231b_2)은 측면(217b)과 등각이다. 이 표면들은, 예를 들어 10옹스트롬(1나노미터) 이상의 정확도로 서로와 등각일 수 있다. 더욱이, 표면(231a_2) 및 표면(231b_2)의 표면 거칠기는 상대적으로 낮아 열전도성 재료(231a, 231b)와 음향-광학 재료(212)의 각 측면(217a, 217b) 사이의 인력을 조장한다. 예를 들어, 표면(231a_2 및 231b_2)은 이 표면들이 5㎚ 미만의 표면 거칠기를 갖도록 처리될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c, 도 3a 및 도 3b의 예에서, 측면(217a)은 열전도성 재료(231a)보다 X-Y 평면에서 더 큰 치수를 갖고 있으며 측면(217b)은 열전도성 재료(231b)보다 X-Y 평면에서 더 큰 치수를 갖고 있다. 그러나 다른 구현 형태가 가능하다. 예를 들어, 열전도성 재료(231a 또는 231b)는 각각의 측면(217a 또는 271b)보다 X 및/또는 Y 방향으로의 더 큰 치수를 가질 수 있다. 더욱이, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a 및 도 3b의 예에서, 열전도성 재료(231a, 231b)들은 동일한 크기 및 형상을 가지며, X-Y 평면에서 직사각형 형상을 갖는다. 그러나 다른 구현 형태가 가능하다. 예를 들어, 열전도성 재료(231a, 231b)들은 X-Y 평면에서 정사각형, 원형 또는 타원형 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 열전도성 재료(231a)는 열전도성 재료(231b)와 상이한 크기 및/또는 형상을 가질 수 있다.
도 4a를 참조하면, 광학 변조기(410A)의 블록도가 보여지고 있다. 광학 변조기(410A)는 광학 변조기(110)(도 1)의 또 다른 구현 형태이다. 광학 변조기(410A)는 변조 조립체(411A)를 포함하고 있다. 광학 변조기(410A)는 변조 조립체(411A)가 반사 방지 코팅부(419a 및 419b)를 포함한다는 점을 제외하고는 광학 변조기(210)(도 2a 내지 도 2c)와 유사하다. 반사 방지 코팅부(419a)는 음향-광학 재료(212)의 측면(217a) 상에 있으며 또한 음향-광학 재료(212)와 제1 열전도성 재료(231a) 사이에 있다. 반사 방지 코팅부(419b)는 음향-광학 재료(212)의 측면(217b) 상에 있으며 또한 음향-광학 재료(212)와 제2 열전도성 재료(231b) 사이에 있다.
반사 방지 코팅부(419a, 419b)는 표면(231a_2) 및 측면(217a) 및 표면(231b_2) 및 측면(217b)으로부터의 반사를 감소시키거나 방지한다. 반사 방지 코팅부(419a, 419b)는, 예를 들어 이온 빔 스퍼터링(IBS) 층일 수 있다. 반사 방지 코팅부(419a, 419b)는 인덱스 매칭(index matching) 재료 또는 인덱스 매칭 층으로 지칭될 수 있다. 광 빔(202)은 또한 반사 방지 코팅부(419a, 419b)를 가열한다. 열전도성 재료(231a, 231b)는 반사 방지 코팅부(419a, 419b)와 열 접촉하며 반사 방지 코팅부(419a, 419b)로부터 과도한 열을 끌어들인다. 반사 방지 코팅부(419a, 419b)로부터 과도한 열을 제거하거나 반사 방지 코팅부(419a, 419b)에서 과도한 열을 감소시킴으로써, 열전도성 재료(231a, 231b)는 반사 방지 코팅부(419a, 419b)의 수명을 연장하고 성능을 향상시킨다.
도 2a 내지 도 2c와 관하여 위에서 논의된 바와 같이, 열전도성 재료(231a, 231b)는 반사 방지 코팅부로서의 역할을 하도록 구성될 수 있다. 음향-광학 재료(212)가 (도 4a에서 보여지는 예와 같은) 반사 방지 코팅부를 포함하는 구현 형태에서, 열전도성 재료(213a, 214b)는 또한 원치 않는 반사를 추가로 감소시키기 위해 반사 방지 코팅부로서의 역할을 하도록 구성될 수 있다. 그러나 음향-광학 재료(212)가 반사 방지 코팅부를 포함하고 있는 일부 구현 형태에서, 열전도성 재료(213a, 213b)는 반사 방지 코팅부로서 구체적으로 작용하도록 구성되지 않는다. 더욱이, 열전도성 재료(213a 및 213b)가 반사 방지 코팅부로서의 역할을 하도록 구성되는 구현 형태에서, 음향-광학 재료(212)는 반사 방지 코팅부(419a, 419b) 또는 임의의 다른 반사 방지 코팅부를 반드시 포함하지 않는다. 다시 말해서, 열 관리 장치(230)는 (반사 방지 코팅부(419a, 419b)와 같은) 부가적인 반사 방지 코팅부가 필요하지 않도록 구성될 수 있다.
도 4b는 변조 조립체(411B)를 포함하는 광학 변조기(410B)의 측면 블록도이다. 변조 조립체(411B)가 부가적인 반사 방지 코팅부(419c 및 419d)를 포함하고 있다는 것을 제외하고는, 광학 변조기(410B) 및 변조 조립체(411B)는 광학 변조기(410A) 및 변조 조립체(411A)(도 4A)와 동일하다. 열전도성 재료(231a)는 반사 방지 코팅부(419c)와 반사 방지 코팅부(419a) 사이에 있으며, 반사 방지 코팅부(419c)는 열전도성 재료(231a)와 반사 방지 코팅부(419a) 전에 입력 광 빔(202)을 받아들인다. 열전도성 재료(231b)는 반사 방지 코팅부(419b)와 반사 방지 코팅부(419d) 사이에 있다. 입력 광 빔(202)은 반사 방지 코팅부(419c)에 의해 열전도성 재료(231a)에 연결된다. 출력 빔(203)은 반사 방지 코팅부(419d)에 의하여 열전도성 재료(231b) 외부에 연결된다.
도 5를 참조하면, 광학 변조기(510)의 측면 블록도가 보여지고 있다. 변조기(510)는 광학 변조기(110)(도 1)의 구현 형태이다. 광학 변조기(510)는 음향-광학 재료(212) 및 열 관리 장치(530)를 포함하고 있다. 열 관리 장치(530)는 제1 열전도성 재료(531a), 제2 열전도성 재료(531b), 및 히트 싱크(550a, 550b)를 포함하고 있다. 제1 열전도성 재료(531a)는 음향-광학 재료(212)의 측면(217a)에 열적으로 연결되어 있다. 제2 열전도성 재료(531b)는 음향-광학 재료(212)의 측면(217b)에 열적으로 연결되어 있다. 도 5의 예에서, 반 데르 발스 힘에 의해 제1 열전도성 재료(531a)는 측면(217a)에서 유지되고 제2 열전도성 재료(531b)는 측면(217b)에서 유지된다. 도 5의 예에서는 접착제 또는 클램프가 사용되지 않는다.
제1 열전도성 재료(531a)는 제1 종단(533a_1)에서 제2 종단(533a_2)까지 X 방향으로 연장된다. 제2 열전도성 재료(531b)는 제1 종단(533b_1)에서 제2 종단(533b_2)까지 X 방향으로 연장된다. 제1 및 제2 열전도성 재료(531a, 531b)는 동일한 크기 및 형상이다. 제1 및 제2 열전도성 재료(531a, 531b)는 음향-광학 재료(212)보다 X 방향으로의 더 큰 치수를 갖는다.
히트 싱크(550a)는 음향-광학 재료(212)의 측면(217c)에 부착되어 있다. 히트 싱크(550a)는 종단(533a_2 및 533b_2)에 열적으로 연결되어 있다. 히트 싱크(550b)는 음향-광학 재료(212)의 측면(217d)에 부착되어 있다. 히트 싱크(550b)는 종단(533a_1 및 533b_1)에 열적으로 연결되어 있다. 히트 싱크(550a), 열전도성 재료(531a), 열전도성 재료(531b), 및 히트 싱크(550b)는 서로에 그리고 음향-광학 재료(212)에 열적으로 연결되어 있다.
히트 싱크(550a 및 550b)는 음향-광학 재료(212), 열전도성 재료(531a) 및 열전도성 재료(531b)보다 더 쉽게 열을 소산시키는 높은 열전도도를 갖는 재료로 이루어진다. 히트 싱크(550a, 550b)는 입력 빔(202)의 경로 내에 있지 않다. 따라서, 히트 싱크(550a, 550b)는 입력 빔(202)의 파장 또는 파장들을 투과시키지 않는 재료로 만들어질 수 있다. 히트 싱크(550a 및 550b)는, 예를 들어, 구리로 만들어질 수 있다. 일부 구현 형태에서, 히트 싱크(550a, 550b)는 히트 싱크(550a, 550b)의 열 소산 능력을 증가시키기 위해 수냉된다. 일부 구현 형태에서, 광학 변조기(510)는 하우징을 포함하며, 히트 싱크(550a, 550b)는 하우징의 일부이다.
광학 변조기(510) 내에서의 열의 흐름은 다음에 논의된다. 작동 사용시, 입력 빔(202)은 제1 열전도성 재료(531a)에 입사된다. 입력 빔(202)은 제1 열전도성 재료(531a)를 통과하며 영역(218a)에서 음향-광학 재료(212)로 들어간다. 입력 빔(202)은 경로(501)에서 음향-광학 재료(212)를 통과한다. (이 예에서 전반적으로 Z 방향을 따르는) 경로(501)는 도 5의 예에서 일점쇄선으로 보여지고 있다. 음향-광학 재료(212)를 통한 다른 경로가 가능하다. 출력 빔(203)은 영역(218b)을 통해 음향-광학 재료(212)를 빠져나가며 제2 열전도성 재료(531b)를 통과하고, 그후 광학 변조기(510)를 빠져나간다.
광학 변조기(510) 내에서의 열의 흐름은 점선 화살표로 보여지고 있다. 열은 재료(212)와 광 간의 상호작용으로부터 음향-광학 재료(212)에 침적된다. 열은 영역(218a 및 218b)에서, 그리고 영역(218a 및 218b)들 사이에 있는 재료(212)의 벌크 영역 내에 축적될 수 있다. 열은 영역(218a 및 218b)을 통해 음향-광학 재료(212)로부터 제거된다. 히트 싱크(550a 및 550b)는 제1 및 제2 열전도성 재료(531a 및 531b)보다 높은 열전도도를 갖는다. 따라서, 열은 영역(218a 및 218b)으로부터 열전도성 재료(531a, 531b) 내로, 그리고 히트 싱크(550a 및 550b)로 흐른다. 음향-광학 재료(212) 내의 열은 또한 측면(217c 및 217d)을 통해 제거될 수 있다. 히트 싱크(550a 및 550b)는 열을 소산시킨다. 따라서, 열 관리 장치(530)는 음향-광학 재료(212)로부터 열을 제거하며, 그에 의하여 음향-광학 재료(212)에 대한 열 손상을 방지하거나 완화시킨다.
도 6을 참조하면, 광학 변조기(610)의 측면 블록도가 보여지고 있다. 광학 변조기(610)는 광학 변조기(110)(도 1)의 또 다른 구현 형태이다. 광학 변조기(610)가 구조체(642a 및 642b)를 포함한다는 점을 제외하고, 광학 변조기(610)는 광학 변조기(510)(도 5)와 동일하다. 구조체(642a 및 642b)는 반사 방지 코팅부로서의 역할을 한다. 구조체(642a 및 642b)는 각각 열전도성 재료(531a 및 531b) 상에 형성되고 그 일부인 메타-구조체(meta-structures)일 수 있다. 메타-구조체는 입사 광의 파장보다 작은 크기를 갖는 구성 요소로 형성된 구조체이다. 서브-파장 성분의 배열은 입사 광의 반사를 거의 또는 전혀 초래하지 않는 방식으로 입사 광이 간섭하게 한다. 구조체(642a, 642b)는 모스-아이(moth-eye) 광학 요소일 수 있다. 이렇게 하여, 방식으로, 메타-구조체(642a, 642b)는 반사 방지 코팅부로서의 역할을 한다. 구조체(642a)는 열전도성 재료(531a) 상에 있으며 입력 광 빔(202)을 향한다. 다시 말해서, 열전도성 재료(531a)는 구조체(642a)와 측면(217a) 사이에 있다. 구조체(642b)는 열전도성 재료(531b) 상에 있다. 열전도성 재료(531b)는 구조체(642b)와 측면(217) 사이에 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 광학 변조기(710)의 블록도가 보여지고 있다. 광학 변조기(710)는 광학 변조기(110)(도 1)의 구현 형태이다. 도 7a는 광학 변조기(710)의 사시도이다. 도 7b는 X-Y 평면에서의 광학 변조기(710)의 블록도이다. 광학 변조기(710)는 히트 싱크(750)를 포함하고 있으며, 이 히트 싱크는 세그먼트(750a, 750b 및 750c)를 포함하고 있다. 세그먼트(750a, 750b 및 750c)들은 물리적으로 접촉하고 있으며, 하나의 단일 편(piece)을 형성한다. 세그먼트(750a, 750b 및 750c)는 음향-광학 재료(212)의 3개의 측면에 위치되어 있다. 세그먼트(750a, 750b, 750c)는 구리와 같은 열전도성 재료로 만들어진다.
광학 변조기(710)는 또한 히트 싱크(750)에 열적으로 연결된 열전도성 재료(731a)를 포함하고 있다. 열전도성 재료(731a)는 음향-광학 재료(212)보다 높은 열전도도를 가지며 히트 싱크(750)와 유사한 또는 이보다 낮은 열전도도를 갖는다. 열전도성 재료(731a)는, 예를 들어 다이아몬드를 포함할 수 있다.
도 8a는 광학 변조기(810)를 포함하는 EUV 리소그래피 시스템(800)의 블록도이다. 광학 변조기(110, 210, 310A, 310B, 410A, 510, 610 및 710) 중 임의의 것이 광학 변조기(810)로서 사용될 수 있다. 광학 변조기(810)는 음향-광학 재료(812) 및 열 관리 장치(830)를 포함하고 있다. 음향-광학 재료(812)는 음향-광학 재료(212)와 유사하다. 열 관리 장치(830)는 위에서 논의된 열 관리 장치들 중 임의의 것과 유사하다. 열 관리 장치(830)를 갖고 있지 않은 광학 변조기와 비교해서, 열 관리 장치(830)는 광학 변조기(810)가 더 효과적으로 그리고 더 오랜 기간 동안 사용되는 것을 가능하게 한다.
리소그래피 시스템(800)은 EUV 광원(801)을 포함하고 있으며, 이 광원은 EUV 광(897)을 리소그래피 장치(880)에 제공한다. 극자외 ("EUV") 광은, 예를 들어 100나노미터(㎚) 이하의 파장을 가지며 (또한 흔히 연질 x-선으로 지칭됨) 그리고, 예를 들어 20㎚ 미만, 5 내지 20㎚, 또는 13 내지 14㎚의 파장에서의 광을 포함하는 전자기 방사선이다. 리소그래피 장치(880)는 EUV 광(897)을 노광 빔(891)으로 성형, 제어, 지향 및/또는 집속시킨다. 노광 빔(891)은 기판(892)에 충돌하여 기판(892)에 마이크로전자 피처를 형성한다.
광학 변조기(810)는 광학 소스(804)에 의해 생성된 광 빔(802)과 상호작용하여 출력 빔(803)을 생성한다. 열 관리 장치(830)는 EUV 광원(801)과 같은, 높은 파워의 광을 전파시키는 것을 포함하는 시스템에서 광학 변조기(810)가 효과적으로 사용되는 것을 허용한다. 빔(802)은 장파(LW) 적외 영역(예를 들어, 9 내지 12 미크론(㎛), 9 내지 11㎛, 10 내지 11㎛, 10.26㎛, 10.19㎛ 내지 10.26㎛ 또는 10.59㎛) 내의 파장을 갖는 광의 높은 파워(예를 들어, 수십 또는 수백 와트(W))의 빔일 수 있다. 광학 소스(804)는, 예를 들어, 펄스형 (예를 들어, Q-스위칭된) 또는 연속파 이산화탄소(CO2) 레이저일 수 있다. 광학 변조기(810)는 또한 반사(807)와 상호작용할 수 있다. 반사(807)는 광 빔(803)이 타겟 재료 또는 하류 광학 요소로부터 반사될 때 발생한다.
광 빔(802) (및 반사(807))이 10.6 미크론(㎛)의 파장을 갖는 광을 포함하는 구현 형태에 대하여, 음향-광학 재료(812)는 예를 들어 게르마늄(Ge)일 수 있다. 열 관리 장치(830)는 열전도성 재료(831)를 포함하고 있다. 열전도성 재료(831)는 위에서 논의된 열전도성 재료(231a, 231b, 531a, 및/또는 531b)와 유사하다. 열 관리 장치(830)는 하나보다 많은 열전도성 재료를 포함할 수 있다. 열전도성 재료(831)는 광 빔(802) 및 반사(807)의 파장 또는 파장들에 대해 적어도 부분적으로 투과성이다. 예를 들어, 광 빔(802) 및 반사(807)가 9㎛ 내지 11㎛의 파장을 갖는 광을 포함하는 구현 형태에서, 열전도성 재료(831)는 다이아몬드 또는 다른 적절한 열전도성 재료일 수 있다. 더욱이, 열전도성 재료(831)는 도 6의 구조체(642a 및 642b)와 같은 메타-구조체를 포함할 수 있다.
EUV 광원(802)은 타겟의 스트림(822)을 생성하는 공급 시스템(820)을 포함하고 있다. 스트림(822) 내의 타겟은 진공 챔버(829) 내에서 플라즈마 형성 영역(823)을 향하여 이동한다. 도 8a의 예에서, (스트림(222)의 일부인) 타겟(821)은 플라즈마 형성 영역(823)에 있다. 스트림(822) 내의 각 타겟은 타겟 재료를 포함하고 있으며, 이 타겟 재료는 플라즈마 상태에 있을 때 EUV 광을 방출하는 임의의 재료이다. 예를 들어, 타겟 재료는 물, 주석, 리튬 및/또는 크세논을 포함할 수 있다. 다른 재료가 타겟 재료로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 원소 주석은 순수한 주석(Sn)으로서; 주석 화합물, 예를 들어 SnBr4, SnBr2, SnH4로서; 주석 합금, 예를 들어, 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금, 또는 이 합금들의 임의의 조합으로서 사용될 수 있다. 또한, 타겟 재료는 비타겟 입자 또는 포접 입자(inclusion particle)와 같은, 플라즈마 상태에서 EUV 광을 방출하지 않는 불순물을 포함하는 타겟 혼합물일 수 있다. 비타겟 입자 또는 포접 입자는, 예를 들어 산화주석(SnO2)의 입자 또는 텅스텐(W)의 입자일 수 있다.
출력 광 빔(803)과 타겟(221) 간의 상호작용은 플라즈마(896)를 생성하며, 이 플라즈마는 EUV 광(897)을 방출한다. 상호작용은 또한 반사(807)를 생성할 수 있다. EUV 광(897)은 광학 요소(213)와 상호작용하며, 이 광학 요소는 EUV 광(897)의 적어도 일부를 리소그래피 장치(880)로 지향시킨다. 광학 요소(827)는 출력 광 빔(803)이 전파되는 애퍼처를 갖는 컬렉터 미러일 수 있고, 곡선형 반사 표면은 플라즈마 형성 영역(823)을 향하고 EUV 범위의 파장을 반사시키고 집속시킨다.
일부 구현 형태에서, 광학 소스(804)는 하나보다 많은 광학 소스를 포함하고 있으며 광 빔(802) 및 광 빔(802)과 상이한 특성을 갖는 제2의 별개의 광 빔을 생성한다. 예를 들어, 2개의 별개의 광 빔은 상이한 스펙트럼 특성 (예를 들어, 상이한 중심 파장 및/또는 상이한 스펙트럼 대역폭) 및/또는 상이한 평균 및/또는 피크 파워(peak power)를 가질 수 있다. 일부 구현 형태에서, 광학 소스(804)는, 예를 들어 고체 상태 레이저 (예를 들어, Nd:YAG 레이저 또는 에르븀-도핑 섬유(Er: 글라스) 레이저)와 같은, 약 1㎛의 파장을 갖는 제2 광 빔을 방출하는 제2 레이저를 포함할 수 있다. 다른 구현 형태에서, 광학 소스(804)는 고출력 광 빔(802)을 생성하는 소스와 동일한 제2 소스를 포함한다.
제2 광 빔은 EUV 광의 생성이 향상되도록 타겟(821)을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 스트림(822)에서의 제2 광 빔과 타겟 간의 상호작용은 스트림(822) 내의 타겟 내의 타겟 재료의 분포의 형상, 체적 및/또는 크기를 변화시킬 수 있으며 및/또는 타겟이 출력 광 빔(803)과 상호작용하기 전에 제2 광 빔의 전파 방향을 따라 타겟 재료의 밀도 구배를 줄일 수 있다. 이 모든 변화는 출력 광 빔(803)으로부터 광학 에너지를 흡수하고 플라즈마(896)로 변환되는 타겟 재료의 양을 증가시키는 타겟의 능력을 향상시킨다.
시스템(800)은 또한 (일점쇄선 스타일로 보여지는) 통신 링크(871)를 통해 광학 변조기(810)에 연결된 제어 시스템(870)을 포함하고 있다. 데이터 링크(871)는 정보를 전달할 수 있는 임의의 유형의 매체일 수 있다. 예를 들어, 데이터 링크는 전기 케이블, 광섬유 및/또는 무선 연결부일 수 있다. 제어 시스템(870)은 광학 변조기(810)를 제어한다. 예를 들어, 제어 시스템(870)은 광학 변조기(810)가 어떻게 입력 빔(802)을 트랜스듀서(116)(도 1)와 같은 트랜스듀서로 변조하는지를 제어할 수 있다. 일부 구현 형태에서, 열 관리 장치(830)는 수냉식 히트 싱크를 포함하고 있다. 이 구현 형태에서, 제어 시스템(870)은 또한 수냉식 히트 싱크를 제어할 수 있다.
또한 도 8b를 참조하면, 리소그래피 장치(880)는 복수의 반사형 광학 요소(881, 882), 마스크(884), 및 슬릿(883)을 포함하고 있으며, 이 모두는 인클로저(enclosure)(886) 내에 있다. 인클로저(886)는 반사형 광학 요소(881 및 882), 마스크(884), 및 슬릿(883)을 지지할 수 있고 또한 인클로저(886) 내에 배출 공간(evacuated space)을 유지할 수 있는 하우징, 탱크 또는 다른 구조체이다.
EUV 광(897)은 인클로저(886)에 들어가며 광학 요소(881)에 의해 슬릿(883)을 통해 마스크(884)를 향하여 반사된다. 슬릿(883)은 리소그래피 공정에서 웨이퍼를 스캔하기 위해 사용되는 분산광의 형상이다. 슬릿(883)의 크기는 물리량이다. 기판(892)에 전달되는 선량 또는 기판(892)에 전달되는 광자의 수는 슬릿(883)의 크기 및 슬릿(883)이 스캔되는 속도에 의존한다.
마스크(884)는 또한 레티클 또는 패터닝 디바이스로 지칭될 수 있다. 마스크(884)는 기판(892) 상에 형성될 전자 피처를 나타내는 공간 패턴을 포함하고 있다. EUV 광(897)은 마스크(884)와 상호작용한다. EUV 광(897)과 마스크(884) 사이의 상호작용은 마스크(884)의 패턴이 EUV 광(897) 상에 부여되는 결과로 이어져 노광 빔(891)을 형성한다. 노광 빔(891)은 슬릿(883)을 통과하며 광학 요소(882)에 의해 기판(892)으로 지향된다. 기판(892)과 노광 빔(891) 간의 상호작용은 마스크(884)의 패턴을 기판(892) 상으로 노광시키며, 이에 의해 전자 피처가 기판(892)에 형성된다. 기판(892)은 복수의 부분(893) (예를 들어, 다이)을 포함하고 있다. Y-Z 평면에서의 각 부분(893)의 면적은 Y-Z 평면에서의 전체 기판(892)의 면적보다 작다. 각 부분(893)이 노광 빔(891)에 의해 노광되어, 각 부분(893)이 마스크(884) 상의 패턴에 의해 나타내어지는 전자 피처를 포함하도록 마스크(884)의 복제본(copy)을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, LPP EUV 광원(900)의 구현 형태가 보여지고 있다. 광학 변조기(110, 210, 310A, 310B, 410A, 510, 610, 710 및 810) 중 임의의 것이 EUV 광원(900)에서 사용될 수 있다. 광학 변조기는 타겟 재료 및/또는 광학 요소와 상호작용하는 광으로부터 발생하는 후방 반사로부터 요소를 보호하기 위해 및/또는 타겟 재료를 조사하는, 앞으로 나아가는 광 빔을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 변조기(110, 210, 310A, 310B, 410A, 510, 610, 710 및 810) 중 임의의 것이 구동 레이저(915)와 빔 이송 시스템(920) 사이, 또는 구동 레이저(915)와 구동 레이저(915)로부터 광을 받아들이는 광학 증폭기 사이에 배치될 수 있다. 또한, 광학 변조기(110, 210, 310A, 310B, 410A, 510, 610, 710 및 810)들 중 임의의 것이 2개의 광학 증폭기 사이에 위치될 수 있다. EUV 광원(900)의 추가 세부사항은 아래에 제공된다.
타겟 혼합물(914)을 향하여 빔 경로를 따라 이동하는 증폭된 광 빔(910)으로 플라즈마 형성 영역(905)에서 타겟 혼합물(914)을 조사함으로써 LPP EUV 광원(900)이 형성된다. 도 8a에 관하여 논의된 타겟 재료 및 도 8a에 관하여 논의된 스트림(822) 내의 타겟은 타겟 혼합물(914)일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 플라즈마 형성 영역(905)은 진공 챔버(930)의 내부(907) 내에 있다. 증폭된 광 빔(910)이 타겟 혼합물(914)을 타격할 때, 타겟 혼합물(914) 내의 타겟 재료는 EUV 범위 내의 방출 라인을 갖는 요소를 갖는 플라즈마 상태로 변환된다. 생성된 플라즈마는 타겟 혼합물(914) 내의 타겟 재료의 조성물에 의존하는 특정 특성을 갖고 있다. 이 특성은 플라즈마에 의해 생성되는 EUV 광의 파장, 그리고 플라즈마에서 방출되는 잔해물의 유형 및 양을 포함할 수 있다.
광원(900)은 레이저 시스템(915)의 이득 매질 또는 매질들 내의 밀도 반전(population inversion)으로 인하여, 증폭된 광 빔(910)을 생성하는 구동 레이저 시스템(915)을 포함하고 있다. 광원(900)은 레이저 시스템(915)과 플라즈마 형성 영역(905) 사이의 빔 전달 시스템을 포함하고 있으며, 빔 전달 시스템은 빔 이송 시스템(920) 및 초점 조립체(922)를 포함하고 있다. 빔 이송 시스템(920)은 레이저 시스템(915)으로부터 증폭된 광 빔(910)을 받아들이고, 필요에 따라 증폭된 광 빔(910)을 조종 및 수정하며, 그리고 증폭된 광 빔(910)을 초점 조립체(922)로 출력한다. 초점 조립체(922)는 증폭된 광 빔(910)을 받아들이고 빔(910)을 플라즈마 형성 영역(905)으로 집속시킨다.
일부 구현 형태에서, 레이저 시스템(915)은 하나 이상의 메인 펄스 및 일부 경우에 하나 이상의 프리-펄스를 제공하기 위한 하나 이상의 광학 증폭기, 레이저, 및/또는 램프를 포함할 수 있다. 각 광학 증폭기는 원하는 파장을 높은 이득으로 광학적으로 증폭할 수 있는 이득 매질, 여기 소스 및 내부 광학계를 포함한다. 광학 증폭기는 레이저 캐비티를 형성하는 레이저 미러 또는 기타 피드백 디바이스를 가질 수 있거나 갖지 않을 수 있다. 따라서, 레이저 캐비티가 없을지도 레이저 증폭기의 이득 매질에서의 밀도 반전으로 인하여 레이저 시스템(915)은 증폭된 광 빔(910)을 생성한다. 더욱이, 레이저 시스템(915)에 충분한 피드백을 제공하기 위하여 레이저 캐비티가 있다면 레이저 시스템(915)은 간섭성 레이저 빔인 증폭된 광 빔(910)을 생성할 수 있다. 용어 "증폭된 광 빔"은 단순히 증폭되지만 반드시 간섭성 레이저 발진이 아닌, 레이저 시스템(915)으로부터의 광 그리고 증폭되고 또한 간섭성 레이저 발진인, 레이저 시스템(915)으로부터의 광 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
레이저 시스템(915)의 광학 증폭기는 이득 매질로서 CO2를 포함하는 충진 가스를 포함할 수 있으며, 약 9,100 내지 약 1,1000㎚, 특히 약 10,600㎚에서 그리고 특히 900배 이상의 이득으로 광을 증폭시킬 수 있다. 레이저 시스템(915)에서의 사용을 위하여 적합한 증폭기 및 레이저는 펄스형 레이저 디바이스, 예를 들어 DC 또는 RF 여기로 약 9,300㎚ 또는 약 10,600㎜에서 방사선을 생성하는, 비교적 높은 파워, 예를 들어 10㎾ 이상 및 높은 펄스 반복률, 예를 들어 40㎑ 이상에서 작동하는 펄스형 가스-방전 CO2 레이저 디바이스를 포함할 수 있다. 펄스 반복률은, 예를 들어 50㎑일 수 있다. 레이저 시스템(915) 내의 광학 증폭기는 또한 더 높은 파워에서 레이저 시스템(915)을 작동시킬 때 사용될 수 있는 물과 같은 냉각 시스템을 포함할 수 있다.
광원(900)은 증폭된 광 빔(910)이 플라즈마 형성 영역(905)을 통과하여 도달하는 것을 허용하는 애퍼처(940)를 갖는 컬렉터 미러(935)를 포함하고 있다. 컬렉터 미러(935)는, 예를 들어 플라즈마 형성 영역(905)에서 일차 초점을 그리고 중간 위치(945)에서 이차 초점 (중간 초점으로도 불림)을 갖는 타원형 미러일 수 있으며, 이 중간 위치에서 EUV 광은 광원(900)으로부터 출력될 수 있고, 예를 들어 집적 회로 리소그래피 툴 (보이지 않음)에 입력될 수 있다. 광원(900)은 또한 컬렉터 미러(935)로부터 플라즈마 형성 영역(905)을 향하여 테이퍼지는, 개방된 종단의 중공 원추형 슈라우드(shroud)(950) (예를 들어, 가스 콘)를 포함하여 증폭된 광 빔(910)이 플라즈마 형성 영역(905)에 도달하는 것을 허용하면서 초점 조립체(922) 및/또는 빔 이송 시스템(920)으로 들어가는 플라즈마 생성 잔해물의 양을 줄일 수 있다. 이 목적을 위하여, 플라즈마 형성 영역(905)을 향해 지향되는 슈라우드에 가스 흐름이 제공될 수 있다.
광원(900)은 또한 액적 위치 검출 피드백 시스템(956), 레이저 제어 시스템(957), 및 빔 제어 시스템(958)에 연결된 마스터 컨트롤러(955)를 포함할 수 있다. 광원(900)은, 예를 들어 플라즈마 형성 영역(905)에 대한 액적의 위치를 나타내는 출력을 제공하고 이 출력을 액적 위치 검출 피드백 시스템(956)에 제공하는 하나 이상의 타겟 또는 액적 이미저(imager)(960)를 포함할 수 있으며, 액적 위치 검출 피드백 시스템은, 예를 들어 액적 위치 및 궤적을 계산할 수 있고, 이로부터 액적 위치 오차가 액적별 기준으로 또는 평균적으로 계산될 수 있다. 따라서 액적 위치 검출 피드백 시스템(956)은 액적 위치 오차를 입력으로서 마스터 컨트롤러(955)에 제공한다. 따라서 마스터 컨트롤러(955)는 레이저 위치, 방향, 및 타이밍 보정 신호를, 예를 들어 레이저 타이밍 회로를 제어하기 위해 사용될 수 있는 레이저 제어 시스템(957)에, 및/또는 증폭된 광 빔 위치 및 빔 이송 시스템(920)의 성형을 제어하기 위해 빔 제어 시스템(958)에 제공하여 챔버(930) 내의 빔 초점 스폿의 위치 및/또는 초점력(focal power)을 변화시킬 수 있다.
공급 시스템(925)은, 예를 들어 타겟 재료 공급 장치(927)에 의해 방출된 것과 같이 액적의 방출 지점을 수정하도록, 마스터 컨트롤러(955)로부터의 신호에 응답하여 작동 가능한 타겟 재료 전달 제어 시스템(926)을 포함하여 원하는 플라즈마 형성 영역(905)에 도달하는 액적의 오차를 보정한다.
부가적으로, 광원(900)은 펄스 에너지, 파장의 함수로서의 에너지 분포, 특정 파장 대역 내의 에너지, 특정 파장 대역 밖의 에너지 및 에너지 세기 및/또는 평균 파워의 각도 분포를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 하나 이상의 EUV 광 매개변수를 측정하는 광원 검출기(965 및 970)를 포함할 수 있다. 광원 검출기(965)는 마스터 컨트롤러(955)에 의해 사용하기 위한 피드백 신호를 생성한다. 피드백 신호는, 예를 들어 레이저 펄스의 타이밍 및 초점과 같은 매개변수의 오차를 나타내어 효과적이고 효율적인 EUV 광 생성을 위해 적절한 위치 및 시간에서 액적을 적절하게 차단할 수 있다.
광원(900)은 또한 광원(900)의 다양한 섹션을 정렬하기 위해 또는 증폭된 광 빔(910)을 플라즈마 형성 영역(705)으로 조종하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있는 가이드 레이저(975)를 포함할 수 있다. 가이드 레이저(975)와 관련하여, 광원(900)은 초점 조립체(922) 내에 배치되는 계측 시스템(924)을 포함하여 가이드 레이저(975)로부터의 광의 일부분과 증폭된 광 빔(910)을 샘플링한다. 다른 구현 형태에서, 계측 시스템(924)은 빔 전송 시스템(920) 내에 배치된다. 계측 시스템(924)은 광의 서브세트를 샘플링하거나 전향시키는 광학 요소를 포함할 수 있으며, 이러한 광학 요소는 가이드 레이저 빔 및 증폭된 광 빔(910)의 파워를 견딜 수 있는 임의의 재료로 만들어진다. 마스터 컨트롤러(955)가 가이드 레이저(975)로부터의 샘플링된 광을 분석하고 이 정보를 사용하여 빔 제어 시스템(958)을 통해 초점 조립체(922) 내의 구성 요소를 조정하기 때문에, 빔 분석 시스템은 계측 시스템(924) 및 마스터 컨트롤러(955)로부터 형성된다.
따라서, 요약하면, 광원(900)은 플라즈마 형성 영역(905)에서 타겟 혼합물(914)을 조사하기 위해 빔 경로를 따라 지향되는 증폭된 광 빔(910)을 생성하여 혼합물(914) 내의 타겟 재료를 EUV 범위 내에서 광을 방출하는 플라즈마로 변환시킨다. 증폭된 광 빔(910)은 레이저 시스템(915)의 설계 및 특성을 기반으로 결정되는 특정 파장 (이는 또한 구동 레이저 파장으로 지칭된다)에서 작동한다. 부가적으로, 타겟 재료가 레이저 시스템(915)으로 충분한 피드백을 다시 제공하여 간섭성 레이저 광을 생성할 때 또는 구동 레이저 시스템(915)이 적절한 광학 피드백을 포함하여 레이저 캐비티를 형성한다면, 증폭된 광 빔(910)은 레이저 빔일 수 있다.
본 발명의 다른 양태가 다음의 번호가 부여된 조항에 제시된다.
1. 광학 변조기는:
음향-광학 조립체;
-음향-광학 조립체는,
음향-광학 재료;
입사 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및
입사 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함함-; 및
열 관리 장치;
- 열 관리 장치는,
음향-광학 조립체의 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료; 및
음향-광학 조립체의 제2 측면과 열 접촉하는 제2 열전도성 재료를 포함함-를 포함한다.
2. 조항 1항의 광학 변조기에서, 음향-광학 조립체의 제1 측면은 음향-광학 재료의 제1 측면을 포함하며, 음향-광학 조립체의 제2 측면은 음향-광학 재료의 제2 측면을 포함하고, 제1 열전도성 재료는 음향-광학 재료의 제1 측면과 열 접촉하며, 그리고 제2 열전도성 재료는 음향-광학 재료의 제2 측면과 열 접촉한다.
3. 조항 1의 광학 변조기에서,
제1 열전도성 재료는 입사 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가지며, 제1 두께는 입사 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배이고; 그리고
제2 열전도성 재료는 입사 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제2 두께를 가지며, 제2 두께는 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정 배이다.
4. 조항 1의 광학 변조기에서, 열 관리 장치는 제1 열전도성 재료 및 제2 열전도성 재료와 열 접촉하는 히트 싱크를 더 포함한다.
5. 조항 4의 광학 변조기에서,
음향-광학 재료는,
제1 측면;
제2 측면;
제3 측면; 및
제4 측면을 포함하며,
히트 싱크는 제3 측면 또는 제4 측면에 부착된다.
6. 조항 5의 광학 변조기에서, 히트 싱크는 제1 히트 싱크 부분과 제2 히트 싱크 부분을 포함하며, 제1 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제3 측면에 부착되고, 제2 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제4 측면에 부착된다.
7. 조항 6의 광학 변조기에서, 히트 싱크는 수냉식 금속 블록을 포함한다.
8. 조항 7의 광학 변조기에서, 금속 블록은 구리를 포함한다.
9. 조항 1의 광학 변조기에서, 제1 열전도성 재료는 다이아몬드를 포함하며, 제2 열전도성 재료는 다이아몬드를 포함한다.
10. 조항 1의 광학 변조기는 음향-광학 재료와 제1 열전도성 재료 사이의 제1 인덱스 매칭 재료, 및 음향-광학 재료와 제2 열전도성 재료 사이의 제2 인덱스 매칭 재료를 더 포함한다.
11. 조항 2의 광학 변조기에서, 제1 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 제1 측면에 부착되며, 제2 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 제2 측면에 부착된다.
12. 조항 1의 광학 변조기에서, 제1 열전도성 재료는 접착제 또는 기계적 클램프에 의해 음향-광학 조립체의 제1 측면에 부착되며, 제2 열전도성 재료는 접착제 또는 기계적 클램프에 의해 음향-광학 조립체의 제2 측면에 부착된다.
13. 조항 12의 광학 변조기에서, 음향-광학 조립체는 제1 열전도성 재료와 음향-광학 재료 사이의 제1 반사 방지부 및 제2 열전도성 재료와 음향-광학 재료 사이의 제2 반사 방지부를 더 포함하며, 제1 열전도성 재료는 제1 반사 방지 코팅부에 부착됨으로써 음향-광학 조립체의 제1 측면과 열 접촉하고, 제2 열전도성 재료는 제2 반사 방지 코팅부에 부착됨으로써 음향-광학 조립체의 제2 측면과 열 접촉한다.
14. 조항 13의 광학 변조기에서, 제1 반사 방지 코팅부와 제2 반사 방지 코팅부 중 적어도 하나는 이온 빔 스퍼터링(IBS) 층이다.
15. 조항 1의 광학 변조기에서, 음향-광학 조립체는 제1 측면에 제1 구조체 및 제2 측면에 제2 구조체를 더 포함하며, 제1 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성되고, 제2 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성된다.
16. 조항 15의 광학 변조기에서, 제1 구조체는 제1 모스-아이(moth-eye) 광학계를 포함하며, 제2 구조체는 제2 모스-아이 광학계를 포함한다.
17. 조항 1의 광학 변조기에서, 음향-광학 재료는 게르마늄(Ge) 또는 갈륨비소(GaAs)를 포함한다.
18. 조항 1의 광학 변조기에서, 제1 열전도성 재료와 제2 열전도성 재료 중 하나 이상은 9 미크론(㎛) 내지 11㎛의 파장을 투과시킨다.
19. 조항 1의 광학 변조기에서, 제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가지며, 또는 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 갖는다.
20. 조항 1의 광학 변조기에서, 제1 열전도성 재료와 제2 열전도성 재료는 다결정 다이아몬드 또는 단결정 다이아몬드이다.
21. 조항 1의 광학 변조기에서, 제1 열전도성 재료와 제2 열전도성 재료는 5 나노미터(㎚) 미만의 표면 거칠기를 갖는다.
22. 극자외(EUV) 광원은,
펄스형 광 빔을 빔 경로 상으로 방출하도록 구성된 광학 소스;
변조 조립체를 포함하는 광학 변조기;
- 변조 조립체는
빔 경로 상에 위치하며, 인가된 음향 신호를 기반으로 변화하는 굴절 률을 갖는 음향-광학 재료;
광학 소스로부터 펄스형 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및
펄스형 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함함-;
열 관리 장치;
- 열 관리 장치는:
변조 조립체의 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료; 및
변조 조립체의 제2 측면과 열 접촉하는 제2 열전도성 재료를 포함함-; 및
타겟 영역에서 출력 광 빔을 받아들이도록 구성된 내부를 포함하는 진공 챔버를 포함한다.
23. 조항 22의 EUV 광원에서,
제1 열전도성 재료는 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가지며, 제1 두께는 펄스형 광 빔 파장의 1/4의 정수배이고; 그리고
제2 열전도성 재료는 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제2 두께를 가지며, 제2 두께는 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배이다.
24. 조항 22의 EUV 광원에서, 제1 열전도성 재료는 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가지며, 제1 두께는 펄스형 광 빔의 반파장의 정수배보다 1/4 더 크다.
25. 조항 22의 EUV 광원에서, 펄스형 광 빔은 9미크론(㎛) 내지 11㎛의 파장을 갖는다.
26. 조항 22의 EUV 광원에서, 열 관리 장치는 제1 열전도성 재료 및 제2 열전도성 재료와 열 접촉하는 히트 싱크를 더 포함한다.
27. 조항 22의 EUV 광원에서,
음향-광학 재료는;
제1 측면;
제2 측면;
제3 측면; 및
제4 측면을 포함하며,
히트 싱크는 제3 측면 또는 제4 측면에 부착된다.
28 조항 27 EUV 광원에서, 히트 싱크는 제1 히트 싱크 부분과 제2 히트 싱크 부분을 포함하며, 제1 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제3 측면에 부착되고, 제2 히트 싱크 부분은 음향-광학 재료의 제4 측면에 부착된다.
29 조항 22의 EUV 광원에서, 제1 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 음향-광학 재료에 부착되며, 제2 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 음향-광학 재료에 부착된다.
30. 조항 22의 EUV 광원에서, 변조 조립체는 음향-광학 재료 상의 제1 반사 방지 코팅부 및 음향-광학 재료 상의 제2 반사 방지 코팅부를 더 포함하며, 제1 반사 방지 코팅부는 음향-광학 재료와 제1 열전도성 재료 사이에 있고, 제2 반사 방지 코팅부는 음향-광학 재료와 제2 열전도성 재료 사이에 있다.
31. 조항 22의 EUV 광원에서, 음향-광학 재료는 제1 측면에 제1 구조체 및 제2 측면에 제2 구조체를 더 포함하며, 제1 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성되고, 제2 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성된다.
32. 조항 22의 EUV 광원에서, 제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가지거나, 또는 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 갖는다.
33. 조항 22의 EUV 광원에서, 제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가지며, 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 갖는다.
34. 광학 변조기는,
광학 재료; 입사 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및 입사 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함하는 광학 조립체; 및
광학 조립체의 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료를 포함하는 열 관리 장치를 포함한다.
35. 조항 34의 광학 변조기에서, 광학 재료는 전기 광학 재료를 포함하고 있다.
36. 조항 35의 광학 변조기에서, 광학 재료는 카드늄 텔루라이드(CdTe) 또는 카드늄 아연 텔루라이드(CZT)를 포함하고 있다.
다른 구현 형태는 청구범위의 범위 내에 있다.

Claims (36)

  1. 광학 변조기에 있어서:
    음향-광학 조립체;
    - 상기 음향-광학 조립체는,
    음향-광학 재료;
    입사 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및
    상기 입사 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측 면을 포함함-; 및
    열 관리 장치;
    - 상기 열 관리 장치는,
    상기 음향-광학 조립체의 상기 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료; 및
    상기 음향-광학 조립체의 상기 제2 측면과 열 접촉하는 제2 열전도성 재료를 포함함-를 포함하는 광학 변조기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음향-광학 조립체의 상기 제1 측면은 상기 음향-광학 재료의 제1 측면을 포함하며, 상기 음향-광학 조립체의 상기 제2 측면은 상기 음향-광학 재료의 제2 측면을 포함하고, 상기 제1 열전도성 재료는 상기 음향-광학 재료의 상기 제1 측면과 열 접촉하며, 그리고 상기 제2 열전도성 재료는 상기 음향-광학 재료의 상기 제2 측면과 열 접촉하는 광학 변조기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열전도성 재료는 입사 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가지며, 상기 제1 두께는 상기 입사 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배이고; 그리고
    상기 제2 열전도성 재료는 상기 입사 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제2 두께를 가지며, 상기 제2 두께는 상기 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배인 광학 변조기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열 관리 장치는 상기 제1 열전도성 재료 및 상기 제2 열전도성 재료와 열 접촉하는 히트 싱크를 더 포함하는 광학 변조기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 음향-광학 재료는,
    제1 측면;
    제2 측면;
    제3 측면; 및
    제4 측면을 포함하며,
    상기 히트 싱크는 상기 제3 측면 또는 상기 제4 측면에 부착된 광학 변조기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 히트 싱크는 제1 히트 싱크 부분과 제2 히트 싱크 부분을 포함하며, 상기 제1 히트 싱크 부분은 상기 음향-광학 재료의 상기 제3 측면에 부착되고, 상기 제2 히트 싱크 부분은 상기 음향-광학 재료의 상기 제4 측면에 부착되는 광학 변조기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 히트 싱크는 수냉식 금속 블록을 포함하는 광학 변조기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 금속 블록은 구리를 포함하는 광학 변조기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 다이아몬드를 포함하며, 상기 제2 열전도성 재료는 다이아몬드를 포함하는 광학 변조기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 음향-광학 재료와 상기 제1 열전도성 재료 사이의 제1 인덱스 매칭 재료, 및 상기 음향-광학 재료와 상기 제2 열전도성 재료 사이의 제2 인덱스 매칭 재료를 더 포함하는 광학 변조기.
  11. 제2항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 상기 제1 측면에 부착되며, 상기 제2 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 상기 제2 측면에 부착된 광학 변조기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 접착제 또는 기계적 클램프에 의해 상기 음향-광학 조립체의 상기 제1 측면에 부착되며, 상기 제2 열전도성 재료는 접착제 또는 기계적 클램프에 의해 상기 음향-광학 조립체의 상기 제2 측면에 부착된 광학 변조기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 음향-광학 조립체는 상기 제1 열전도성 재료와 상기 음향-광학 재료 사이의 제1 반사 방지부 및 상기 제2 열전도성 재료와 상기 음향-광학 재료 사이의 제2 반사 방지부를 더 포함하며, 상기 제1 열전도성 재료는 상기 제1 반사 방지 코팅부에 부착됨으로써 상기 음향-광학 조립체의 상기 제1 측면과 열 접촉하고, 상기 제2 열전도성 재료는 상기 제2 반사 방지 코팅부에 부착됨으로써 상기 음향-광학 조립체의 상기 제2 측면과 열 접촉하는 광학 변조기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 반사 방지 코팅부와 상기 제2 반사 방지 코팅부 중 적어도 하나는 이온 빔 스퍼터링(IBS) 층인 광학 변조기.
  15. 제1항에 있어서, 상기 음향-광학 조립체는 상기 제1 측면에 제1 구조체 및 상기 제2 측면에 제2 구조체를 더 포함하며, 상기 제1 구조체는 상기 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성되고, 상기 제2 구조체는 상기 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성된 광학 변조기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 구조체는 제1 모스-아이(moth-eye) 광학계를 포함하며, 상기 제2 구조체는 제2 모스-아이 광학계를 포함하는 광학 변조기.
  17. 제1항에 있어서, 상기 음향-광학 재료는 게르마늄(Ge) 또는 갈륨비소(GaAs)를 포함하는 광학 변조기.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료와 상기 제2 열전도성 재료 중 하나 이상은 9 미크론(㎛) 내지 11㎛의 파장을 투과시키는 광학 변조기.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 상기 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가지며, 또는 상기 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 상기 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 갖는 광학 변조기.
  20. 제1항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료와 상기 제2 열전도성 재료는 다결정 다이아몬드 또는 단결정 다이아몬드인 광학 변조기.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료와 상기 제2 열전도성 재료는 5 나노미터(㎚) 미만의 표면 거칠기를 갖는 광학 변조기.
  22. 극자외(EUV) 광원에 있어서,
    펄스형 광 빔을 빔 경로 상으로 방출하도록 구성된 광학 소스;
    변조 조립체를 포함하는 광학 변조기;
    -상기 변조 조립체는
    상기 빔 경로 상에 위치하며, 인가된 음향 신호를 기반으로 변화하는 굴절률을 갖는 음향-광학 재료;
    상기 광학 소스로부터 상기 펄스형 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및
    상기 펄스형 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함함-;
    열 관리 장치;
    - 상기 열 관리 장치는:
    상기 변조 조립체의 상기 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료; 및
    상기 변조 조립체의 상기 제2 측면과 열 접촉하는 제2 열전도성 재료를 포함함-; 및
    타겟 영역에서 상기 출력 광 빔을 받아들이도록 구성된 내부를 포함하는 진공 챔버를 포함하는 EUV 광원.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 열전도성 재료는 상기 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가지며, 상기 제1 두께는 상기 펄스형 광 빔 파장의 1/4의 정수배이고; 그리고
    상기 제2 열전도성 재료는 상기 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제2 두께를 가지며, 상기 제2 두께는 상기 펄스형 광 빔의 파장의 1/4의 정수배인 EUV 광원.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 상기 펄스형 광 빔의 전파 방향을 따라 제1 두께를 가지며, 상기 제1 두께는 펄스형 광 빔의 반파장의 정수배보다 1/4 더 큰 EUV 광원.
  25. 제22항에 있어서, 상기 펄스형 광 빔은 9미크론(㎛) 내지 11㎛의 파장을 갖는 EUV 광원.
  26. 제22항에 있어서, 상기 열 관리 장치는 상기 제1 열전도성 재료 및 상기 제2 열전도성 재료와 열 접촉하는 히트 싱크를 더 포함하는 EUV 광원.
  27. 제22항에 있어서, 상기 음향-광학 재료는;
    제1 측면;
    제2 측면;
    제3 측면; 및
    제4 측면을 포함하며,
    상기 히트 싱크는 상기 제3 측면 또는 제4 측면에 부착된 EUV 광원.
  28. 제27항에 있어서, 상기 히트 싱크는 제1 히트 싱크 부분과 제2 히트 싱크 부분을 포함하며, 상기 제1 히트 싱크 부분은 상기 음향-광학 재료의 상기 제3 측면에 부착되고, 상기 제2 히트 싱크 부분은 상기 음향-광학 재료의 상기 제4 측면에 부착된 EUV 광원.
  29. 제22항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 상기 음향-광학 재료에 부착되며, 상기 제2 열전도성 재료는 반 데르 발스 힘에 의해 상기 음향-광학 재료에 부착된 EUV 광원.
  30. 제22항에 있어서, 상기 변조 조립체는 상기 음향-광학 재료 상의 제1 반사 방지 코팅부 및 상기 음향-광학 재료 상의 제2 반사 방지 코팅부를 더 포함하며, 상기 제1 반사 방지 코팅부는 상기 음향-광학 재료와 상기 제1 열전도성 재료 사이에 있고, 상기 제2 반사 방지 코팅부는 상기 음향-광학 재료와 상기 제2 열전도성 재료 사이에 있는 EUV 광원.
  31. 제22항에 있어서, 상기 음향-광학 재료는 제1 측면에 제1 구조체 및 제2 측면에 제2 구조체를 더 포함하며, 상기 제1 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성되고, 상기 제2 구조체는 입사 광 빔의 반사를 감소시키도록 구성된 EUV 광원.
  32. 제22항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 상기 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가지거나, 또는 상기 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 상기 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 갖는 EUV 광원.
  33. 제22항에 있어서, 상기 제1 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 상기 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 가지며, 상기 제2 열전도성 재료는 적어도 한 방향으로 상기 음향-광학 재료의 치수보다 작은 치수를 갖는 EUV 광원.
  34. 광학 변조기에 있어서,
    광학 재료; 입사 광 빔을 받아들이도록 구성된 제1 측면; 및 상기 입사 광 빔을 기반으로 출력 광 빔을 방출하도록 구성된 제2 측면을 포함하는 광학 조립체; 및
    상기 광학 조립체의 상기 제1 측면과 열 접촉하는 제1 열전도성 재료를 포함하는 열 관리 장치를 포함하는 광학 변조기.
  35. 제34항에 있어서, 상기 광학 재료는 전기-광학 재료를 포함하는 광학 변조기.
  36. 제35항에 있어서, 상기 광학 재료는 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 또는 카드뮴 아연 텔루라이드(CZT)를 포함하는 광학 변조기.
KR1020227012159A 2019-10-14 2020-09-17 광학 변조기 KR20220082830A (ko)

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