KR20230157795A - Euv 광원 생성장치 - Google Patents
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Abstract
EUV광 생성장치로서, 타겟 재료 액적(droplet)의 소스와, 플라즈마를 생성하기 위해 상기 액적에 을 레이저를 조사(irradiate)하여 플라즈마를 방출하는 시스템에 있어서, 상기 액적(120)에 레이저를 조사하기 위한 레이저빔(100)와 상기 액적(120)에 레이저를 조사하여 방출되는 플라즈마를 통해 생성된 EUV광을 집속하는 집속거울(200)을 구비하되, 상기 집속거울의 작동면(210)은 오목형태를 이룸에 따라 상기 집속거울의 집속점(230)은 상기 작동면(210)을 바라보는 위치에 형성되고, 상기 레이저빔(100)과 상기 레이저빔을 집속하는 집속렌즈(110)도 상기 집속거울의 작동면(210)을 바라보는 위치에 배치되어 상기 집속점(230)과 상기 레이저빔 및 집속렌즈(110)은 상기 작동면(210)을 바로보는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 EUV 광원 생성장치가 개시된다.
Description
본 발명은 블랭크 검사장비에 적합한 EUV 광원 생성장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 블랭크 검사장치에 있어서 검사에 유리한 사이즈가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가진 EUV 광원 생성장치의 구조에 관한 것이다.
또한 사이즈가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가진 EUV 광원 생성장치를 구현하면서도 지속적으로 사용이 가능한 구조를 제공한다.
EUV 광을 산출하는 방법은, 재료를 EUV 범위에서 하나 이상의 방출선을 가지는 예를 들면, 크세논, 리튬 또는 주석과 같은 적어도 하나의 원소를 구비한 플라즈마 상태로 변환하는 단계를 포함하는 방법에서, 때때로 레이저 산출 플라즈마("LPP")라고 하는, 요구되는 플라즈마가 레이저 빔으로 요구되는 라인-방출 원소를 가진 타겟 재료를 조광함으로써 산출될 수 있다.
하나의 특정 LPP 기술은 메인 펄스가 후속하는 하나 이상의 사전 펄스(들)로 타겟 재료 액적을 조광하는 것을 포함한다. 이러한 관점에서, C02 레이저는 LPP 프로세스에서 구동 레이저가 "메인" 펄스를 산출할 때 특정한 이점을 제공할 수 있다. 이는 용융 주석 액적과 같은 특정 타겟 자료에 대해 특히 사실일 수 있다. 예를 들면, 하나의 이점은 상대적으로 높은 변환 효율, 예를 들면 구동 레이저 입력 파워에 대한 출력 EUV 대역내(in-band) 파워의 비율을 산출하는 기능을 포함할 수 있다.
도 1은 종래의 EUV 광 생성장치로서 도 1을 먼저 참조하면, 하나의 실시예의 하나의 측면에 따라 예를 들면 레이저-산출-플라즈마, EUV 광원(20)과 같은 EUV 광원의 개략도가 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, LPP 광원(20)은 광 펄스 트레인을 생성하고 광 펄스를 챔버(26)로 전달하기 위한 시스템(22)을 포함할 수 있다. 하기에 상술한 바와 같이, 각각의 광 펄스는 조사 영역(28)에서 각각의 타겟 액적을 조사하기 위해 시스템(22)으로부터의 빔 경로를 따라 챔버(26)로 이동할 수 있다.
도 1에 도시된 시스템(22)으로서 사용하기에 적합한 레이저는 예를 들면 50kHz 이상의 고 펄스 또는 더 높은 펄스, 또는 10kHz와 같은 상대적으로 고 파워에서 동작하는 예를 들면 DC 또는 RF 여기를 하는 9.3㎛ 또는 10.6㎛에서 방사선을 산출하는 예를 들면 펄싱된 가스 방전 CO2 레이저 장치와 같은 펄싱된 레이저 장치를 포함할 수 있다.
도 1에 더 도시된 바와 같이, EUV 광원(20)은 또한 궁극적으로 플라즈마를 산출하고 EUV 방출을 생성하기 위해 예를 들면 제로, 하나 이상의 사전 펄스 및 그 이후의 하나 이상의 메인 펄스와 같은 하나 이상의 광 펄스와 액적이 상호작용하는 조사 영역(28)으로 타겟 재료의 액적을 챔버(26)의 내부로 전달하는, 타겟 재료 전달 시스템(24)을 포함할 수 있다. 타겟 재료는 주석, 리튬, 크세논 또는 그의 조합을 포함하는 재료를 포함하지만 그에 반드시 한정되는 것은 아니다. EUV의 방출 원소, 예를 들면, 주석, 리튬, 크세논 등은, 액체 액적 및/또는 액체 액적내에 포함된 고체 입자의 형태가 될 수 있다.
도 1을 계속 참조하면, EUV 광원(20)은 또한 예를 들면, 몰리브덴과 실리콘의 층을 교대로 하면서 그레이드된 다층 코팅을 가진 절두형 타원체의 형태로된 예를 들면 콜렉터 미러와 같은 광학기기(30)를 포함할 수 있다. 도 1은 광학기기(30)가 시스템(22)에 의해 생성된 광 펄스가 통과하여 조사 영역(28)에 도달하도록 허용하는 어퍼처(32)를 가지고 형성될 수 있다는 것을 도시한다. 도시된 바와 같이, 광학 기기(30)는 조사 영역(28) 내 또는 그에 인접한 제 1 초점, 및 소위 중간 영역에서의 제 2 초점(40)을 가지는 타원형 미러가 될 수 있고, 여기서 EUV 광은 EUV 광원(20)으로부터 출력되어 예를 들면 집적회로 리소그래피 툴(도시되지 않음)과 같은 EUV 광을 활용하는 장치로 입력될 수 있다. 다른 광학기기는 EUV 광을 활용하는 장치로의 후속하는 전달을 위해 광을 수집하여 중간 위치로 지향시키는 타원형 미러의 위치에서 사용될 수 있고, 예를 들면, 광학기기는 포물선형이거나 또는 링 형상 단면을 가진 빔을 중간 위치로 전달하도록 구성될 수 있다.
도 1을 계속 참조하면, EUV 광원(20)은 또한 시스템(22)에서 하나 이상의 램프 및/또는 레이저 장치를 트리거하여 챔버(26)로 전달하기 위한 광 펄스를 생성하는 점화 제어 시스템을 구비할 수 있는 EUV 컨트롤러(60)를 포함할 수 있다.
블랭크 마스크의 검사장치에서 정확한 검사를 위해서는 작은 광원 크기에서 높은 brightness를 가진 EUV 광을 생성해야 한다.
그런데 종래의 EUV광원 생성장치는 도1 및 도2에서 보는 바와 같이 시스템(22)에 의해 생성된 광 펄스가 광학기기인 집속미러(30)를 통과하여 조사 영역(28)에 도달하기 위해 상기 집속렌즈에는 어퍼처(32)가 형성해야 한다.
또한 상기 집속렌즈는 액적과 반응하여 생성된 EUV 광을 제 2 초점(40)에 집속할 때 효율을 저하시키지 않기 위해 어퍼처(32)의 크기를 키우는데 한계가 있고 이로 인하여 집속렌즈(11)을 통과하여 조사영역(28)에 조사되는 빔의 NA를 증가시키는데 한계가 있다.
이러한 관계로부터 종래의 EUV 광원생성장치는 검사장치에 유리한 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가진 광원 생성에 한계가 있는 문제점이 존재한다.
본 발명은 해결과제는 블랭크 검사장치에 있어서 검사에 유리한 사이즈가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가진 EUV 광원 생성장치의 구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 사이즈가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가진 EUV 광원 생성장치를 구현하면서도 지속적으로 사용이 가능한 장치를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 EUV광 생성장치로서, 타겟 재료 액적(droplet)의 소스와, 플라즈마를 형성하기 위해 상기 액적에 레이저를 조사(irradiate)하여 플라즈마를 방출하는 시스템에 있어서, 상기 액적(120)에 레이저를 조사하기 위한 레이저빔(100)와 상기 액적(120)에 레이저를 조사하여 방출되는 플라즈마를 통해 생성된 EUV 광을 집속하는 집속거울(200)을 구비하되, 상기 집속거울의 작동면(210)은 오목형태를 이룸에 따라 상기 집속거울의 집속점(230)은 상기 작동면(210)을 바라보는 위치에 형성되고, 상기 레이저빔(100)과 상기 레이저빔을 집속하는 집속렌즈(110)도 상기 집속거울의 작동면(210)을 바라보는 위치에 배치되어 상기 집속점(230)과 상기 레이저빔 및 집속렌즈(110)은 상기 작동면(210)을 바로보는 위치 즉 작동면의 한쪽에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 액적(120)의 위치를 기준으로 일측에 집속거울이 배치되고 상기 일측의 반대편인 타측에 상기 집속렌즈(110)가 배치됨에 따라 상기 레이저빔(100)이 직진하여 상기 집속렌즈(100)을 통과한 후 상기 액적이 위치하는 지점에 도달하도록 축소광(101) 형태로 동일방향으로 전진하면서 집속되어 상기 액적에 도달한 다음 액적과 레이저빔의 반응에 의해 플라즈마가 방출되고, 상기 방출된 플라즈마에 의해 생성되는 EUV 광은 상기 작동면에 입사된 후에 상기 작동면에 의해 상기 입사된 방향의 반대방향으로 반사되어 상기 집속점(230)에 집속되도록 배치된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 집속렌즈(110)의 중심과 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120')을 연결하는 광축을 A 축이라하고 상기 작동면(210)과 상기 A축이 만나는 지점을 접촉포인트(P)이라 했을 때 상기 접촉포인트(P)와 상기 집속점(230)를 연결하는 연결축을 B축이라 하면, 상기 A축과 B축이 이루는 각도는 10도 ~ 70도 사이에 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 레이저빔(100)이 상기 집속렌즈(100)에 의해 점점 단면의 크기가 작아지는 축소광(101)으로 상기 액적에 도달한 후 다시 점점 단면의 크기가 확대되는 확대광(102) 형태로 상기 작동면에 입사되어 상기 작동면에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 상기 작동면과 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120') 지점과의 사이에는 상기 작동면을 보호하는 보호판(300)이 구비되어 상기 레이저빔이 상기 작동면을 손상시키는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 보호막은 다층막으로 형성되되 다층막중 하나의 막은 CNT(carbon nano tube) 혹은 그래핀(graphene)을 포함하고, 또다른 막은 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 니오븀(Nb) 중의 하나이상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 집속거울에서 작동면(210)의 반대쪽면에서 상기 반대쪽면의 면적중심점에서 상기 반대쪽면에 수직인 중심축을 C축이라 했을 때, 상기 집속거울(200)의 작동면(210)은 비구면으로 형성되어 상기 작동면에 의해 생성되는 제2초점인 집속점(230)은 상기 C 축의 일측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120')은 상기 C축을 기준으로 상기 집속점(230)의 반대편에 위치하여 상기 제1초점(120')과 상기 집속점(230)는 상기 C축을 기준으로 양쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 EUV 광원 생성장치를 제공한다.
본 출원의 실시 예에 따른 블랭크 검사장치에 있어서 검사에 유리한 사이즈가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가진 EUV 광원 생성장치의 구조를 구현하는 효과가 기대된다.
본 출원의 실시 예에 따른 블랭크 검사장치에 있어서 사이즈가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가진 EUV 광원 생성장치를 구현하면서도 지속적으로 사용이 가능한 효과가 기대된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클을 제조하기 위해 상층부재와 하층부재를 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고,
도 2는 상층부재와 하층부재를 활용하여 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 상층부재와 하층부재를 활용하여 본 발명의 실시 예에 따른 펠리클의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 3 내지 5를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 EUV 광원 생성장치를 설명한다.
도 3을 보면, 상기 기술적 과제를 해결하기 위해 액적(120)에 레이저를 조사하기 위한 레이저빔(100)와 상기 액적(120)에 레이저를 조사하여 방출되는 플라즈마를 통해 생성된 EUV 광을 집속하는 집속거울(200)을 구비되어 있다.
이때 상기 집속거울의 작동면(210)은 오목형태를 이룸에 따라 상기 집속거울의 집속점(230)은 상기 작동면(210)을 바라보는 위치에 형성되고, 상기 레이저빔(100)과 상기 레이저빔을 집속하는 집속렌즈(110)도 상기 집속거울의 작동면(210)을 바라보는 위치에 배치되어 상기 집속점(230)과 상기 레이저빔 및 집속렌즈(110)은 상기 작동면(210)을 바로보는 위치 즉 작동면의 한쪽에 배치된다.
이때 상기 액적(120)의 위치를 기준으로 일측에 집속거울이 배치되고 상기 일측의 반대편인 타측에 상기 집속렌즈(110)가 배치됨에 따라 상기 레이저빔(100)이 직진하여 상기 집속렌즈(100)을 통과한 후 상기 액적이 위치하는 지점에 도달하도록 축소광(101) 형태로 동일방향으로 전진하면서 집속된다.
상기 축소광 형태로 진진한 레이저광은 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120')에 도달하여 액적과 레이저빔의 반응에 의해 플라즈마가 방출되고, 상기 방출된 플라즈마에 의해 생성되는 EUV 광은 상기 작동면에 입사된다.
도 4에 의하면 상기 집속렌즈(110)의 중심과 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120')을 연결하는 광축을 A 축이라하고 상기 작동면(210)과 상기 A축이 만나는 지점을 접촉포인트(P)이라 했을 때 상기 접촉포인트(P)와 상기 집속점(230)를 연결하는 연결축을 B축이라 하면, 상기 A축과 B축이 이루는 각도는 10도 ~ 70도 가 적당하다.
도 5에 의하면 상기 레이저빔(100)이 상기 집속렌즈(100)에 의해 점점 단면의 크기가 작아지는 축소광(101)으로 상기 액적에 도달한 후 다시 점점 단면의 크기가 확대되는 확대광(102) 형태로 상기 작동면에 입사되는데 경우에 따라 상기 작동면에 입사하는 확대광이 레이저빙은 상기 작동면을 손상시킬 수 있다.
이러한 문제점을 없애기 위해 본 발명에서는 상기 작동면과 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120') 지점과의 사이에 상기 작동면을 보호하는 보호판(300)을 두어 상기 레이저빔이 상기 작동면을 손상시키는 것을 방지할 수 있다.
여기서 상기 보호막은 다층막으로 형성되되 다층막중 하나의 막은 CNT(carbon nano tube) 혹은 그래핀(graphene)을 포함하고, 또 다른 막은 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 니오븀(Nb) 중의 하나이상으로 형성될 수 있다.
도3에 의하면 상기 집속거울에서 작동면(210)의 반대쪽면에서 상기 반대쪽면의 면적중심점에서 상기 반대쪽면에 수직인 중심축을 C축이라 했을 때, 상기 집속거울(200)의 작동면(210)은 비구면으로 형성되어 상기 작동면에 의해 생성되는 집속점(230)은 상기 C 축의 일측에 배치될 수 있다.
여기서 상기 작동면은 두 개의 초점을 갖도록 설계될 수 있으며 제1초점(120')은 상기 액적이 위치하는 지점이 되도록 설계될 수 있으며, 또한 상기 집속점이 제2초점이 될 수 있도록 설계됨에 따라 상기 작동면은 비구면을 이루면서 2개의 초점을 갖을 수 있도록 설계될 수 있다.
또한 도3과 같이 제1초점과 제2초점의 배치는 상기 C축을 기준으로 제2초점인 상기 집속점(230)과 상기 제1초점(120')은 양쪽에 배치되도록 설계되는 것이 바람직하다.
위에 설명한 바와 같이 본 발명을 통해 제시된 EUV 광원 생성장치는 사이즈가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)를 가짐에 따라 블랭크 검사장치에서 정확히 검사를 진행하는 장점이 있다.
이에 따라 본 발명에서 제시하는 EUV 광원 생성장치는 크기가 작은 광원에서 강도가 큰 밝기(brightness)을 가진 EUV 광원을 지속적으로 발생시켜 사용하는 장점이 기대된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 레이저빔 110 : 집속렌즈
120 : 액적 120' : 제1초점
200: 집속거울 210 : 작동면
230 : 집속점(제2초점) 300 : 보호판
120 : 액적 120' : 제1초점
200: 집속거울 210 : 작동면
230 : 집속점(제2초점) 300 : 보호판
Claims (5)
- EUV광 생성장치로서,
타겟 재료 액적(droplet)의 소스와, 플라즈마를 형성하기 위해 상기 액적에 을 레이저를 조사(irradiate)하여 플라즈마를 방출하는 시스템에 있어서,
상기 액적(120)에 레이저를 조사하기 위한 레이저빔(100)와
상기 액적(120)에 레이저를 조사하여 방출되는 플라즈마를 통해 생성된 EUV 광을 집속하는 집속거울(200)을 구비하되
상기 집속거울의 작동면(210)은 오목형태를 이룸에 따라 상기 집속거울의 집속점(230)은 상기 작동면(210)을 바라보는 위치에 형성되고
상기 레이저빔(100)과 상기 레이저빔을 집속하는 집속렌즈(110)도 상기 집속거울의 작동면(210)을 바라보는 위치에 배치되어 상기 집속점(230)과 상기 레이저빔 및 집속렌즈(110)은 상기 작동면(210)을 바로보는 위치 즉 작동면의 한쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 EUV 광원 생성장치
- 제1항에 있어서
상기 액적(120)의 위치를 기준으로 일측에 집속거울이 배치되고 상기 일측의 반대편인 타측에 상기 집속렌즈(110)가 배치됨에 따라
상기 레이저빔(100)이 직진하여 상기 집속렌즈(100)을 통과한 후 상기 액적이 위치하는 지점에 도달하도록 축소광(101) 형태로 동일방향으로 전진하면서 집속되어 상기 액적에 도달한 다음 액적과 레이저빔의 반응에 의해 플라즈마가 방출되고, 상기 방출된 플라즈마에 의해 생성되는 EUV 광은 상기 작동면에 입사된 후에 상기 작동면에 의해 상기 입사된 방향의 반대방향으로 반사되어 상기 집속점(230)에 집속되도록 배치된 것을 특징으로 하는 EUV 광원 생성장치
- 제2항에 있어서
상기 집속렌즈(110)의 중심과 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120')을 연결하는 광축을 A 축이라하고 상기 작동면(210)과 상기 A축이 만나는 지점을 접촉포인트(P)이라 했을 때 상기 접촉포인트(P)와 상기 집속점(230)를 연결하는 연결축을 B축이라 하면, 상기 A축과 B축이 이루는 각도는 10도 ~ 70도 사이에 있는 것을 특징으로 하는 EUV 광원 생성장치
- 제2항에 있어서
상기 레이저빔(100)이 상기 집속렌즈(100)에 의해 점점 단면의 크기가 작아지는 축소광(101)으로 상기 액적에 도달한 후 다시 점점 단면의 크기가 확대되는 확대광(102) 형태로 상기 작동면에 입사되어 상기 작동면에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 상기 작동면과 상기 액적(120)이 위치하는 제1초점(120') 지점과의 사이에는 상기 작동면을 보호하는 보호판(300)이 구비되어 상기 레이저빔이 상기 작동면을 손상시키는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 EUV 광원 생성장치
- 제4항에 있어서
상기 보호막은 다층막으로 형성되되 다층막중 하나의 막은 CNT(carbon nano tube) 혹은 그래핀(graphene)을 포함하고, 또다른 막은 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 니오븀(Nb) 중의 하나이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 EUV 광원 생성장치
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