KR101849978B1 - 극자외선 광 발생 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

극자외선 광 발생 장치 및 발생 방법이 제공된다. 상기 극자외선 광 발생 방치는 광원, 상기 광원이 방출한 소스 광이 도달하는 제1 반사 미러, 상기 제1 반사 미러가 반사한 제1 반사광이 도달하는 제2 반사 미러, 상기 제2 반사 미러가 반사한 제2 반사광이 도달하는 포커스 미러, 및 상기 포커스 미러가 반사한 제3 반사광이 상기 제2 반사 미러에 도달하고, 상기 제2 반사 미러가 반사한 제4 반사광이 도달하는 가스 셀을 포함한다.

Description

극자외선 광 발생 장치 및 방법{Apparatus and method for generating extreme ultra violet radiation}
본 발명은 극자외선 광 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.
간섭계란 동일한 광원에서 나오는 빛을 둘 또는 그 이상의 광행로로 나누어 진행 경로에 차이가 생기도록 한 후, 나누어진 빛이 다시 만났을 때 나타나는 간섭 무늬를 관측하는 장치를 의미한다. 간섭계는 파장의 측정, 길이 또는 거리의 정밀한 비교, 광학적 거리의 비교 등에 이용되며, 최근에는 광학계의 표면 품질 검사를 위한 용도로 사용된다.
EUV(Extreme ultra violet) 광 영역은 가시광 영역보다 파장이 짧은 영역으로서, EUV 광은 빛을 이용한 정밀 측정에서 파장의 크기에 따라 제한되는 회절 한계에 의한 분해능을 향상시킬 수 있다. 또한, 간섭성이 좋은 광원을 생성할 수 있다면 빛의 간섭 및 회절 현상을 이용한 다양한 응용이 가능하다.
고차 조화파 방식의 EUV 광원은 다른 EUV 광원에 비하여 간섭성이 뛰어나 EUV 간섭계나 EUV 주사 현미경(Scanning microscopy)의 광원으로 이용된다. 고차 조화파 생성은 Ar, Ne 또는 Xe 등의 비활성 기체에 높은 시변 전기장을 가함으로써 전자가 이온화되어 궤적에 따라 운동하게 되고, 다시 재결합함으로써 이온화 에너지와 전자의 운동에지의 합에 해당하는 에너지가 EUV 대역의 빛으로 발생하게 된다. 한국등록특허 제1063353호에는 고차 조화파 연엑스선 발생 장치에 관하여 개시되어 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 레이저 빔을 집속시키는 방식을 개선하여 광원의 성능을 향상시킨 극자외선 광 발생 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 레이저 빔을 집속시키는 방식을 개선하여 광원의 성능을 향상시킨 극자외선 광 발생 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 발생 장치의 일 태양은 광원, 상기 광원이 방출한 소스 광이 도달하는 제1 반사 미러, 상기 제1 반사 미러가 반사한 제1 반사광이 도달하는 제2 반사 미러, 상기 제2 반사 미러가 반사한 제2 반사광이 도달하는 포커스 미러, 및 상기 포커스 미러가 반사한 제3 반사광이 상기 제2 반사 미러에 도달하고, 상기 제2 반사 미러가 반사한 제4 반사광이 도달하는 가스 셀을 포함한다.
상기 제1 반사광의 일부가 상기 제2 반사 미러를 투과하여 발생한 제1 투과광의 위치 변화를 감지하는 제1 위치 센서와 상기 제3 반사광의 일부가 상기 제2 반사 미러를 투과하여 발생한 제2 투과광의 위치 변화를 감지하는 제2 위치 센서와 상기 제1 반사 미러의 위치를 조절하도록 형성된 제1 위치 조절 장치와 상기 포커스 미러의 위치를 조절하도록 형성된 제2 위치 조절 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 위치 센서는 상기 제2 위치 조절 장치를 제어하고, 상기 제2 위치 센서는 상기 제1 위치 조절 장치를 제어할 수 있다.
상기 제1 및 제2 위치 센서는 상기 제2 반사 미러의 후방에 위치할 수 있다.
상기 광원은 레이저 빔을 방출하고, 상기 레이저 빔이 상기 가스 셀 내의 가스와 반응하여 극자외선 광을 방출할 수 있다.
상기 가스는 He, Ne, Ar, Kr 또는 Xe 중 하나 이상일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 발생 장치의 다른 태양은 광을 제공받아, 전방으로 반사광을 제공하고, 후방으로 투과광을 제공하는 반사 미러, 상기 반사광을 제공받는 포커스 미러, 및 상기 투과광을 제공받는 위치 센서를 포함한다.
상기 포커스 미러의 위치를 조절하도록 형성된 위치 조절 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 위치 센서는 상기 위치 조절 장치를 제어할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 발생 방법의 일 태양은 광원이 방출한 소스 광이 제1 반사 미러에 도달하여 상기 제1 반사 미러를 통해 제1 반사광을 반사하고, 상기 제1 반사광이 제2 반사 미러에 도달하여 상기 제2 반사 미러를 통해 제2 반사광을 반사하고, 상기 제2 반사광이 포커스 미러에 도달하여 상기 포커스 미러를 통해 제3 반사광을 반사하고, 상기 제3 반사광이 상기 제2 반사 미러에 도달하여 상기 제2 반사 미러를 통해 제4 반사광을 가스 셀에 도달하도록 반사하는 것을 포함한다.
상기 극자외선 광 발생 방법은 제1 위치 센서를 통해 상기 제1 반사광의 일부가 상기 제2 반사 미러를 투과하여 발생한 제1 투과광의 위치 변화를 감지하고, 제2 위치 센서를 통해 상기 제3 반사광의 일부가 상기 제2 반사 미러를 투과하여 발생한 제2 투과광의 위치 변화를 감지하고, 제1 위치 조절 장치를 통해 상기 제1 반사 미러의 위치를 조절하고, 제2 위치 조절 장치를 통해 상기 포커스 미러의 위치를 조절하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 극자외선 광 발생 방법은 상기 제1 위치 센서를 통해 상기 제2 위치 조절 장치를 제어하고, 상기 제2 위치 센서를 통해 상기 제1 위치 조절 장치를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 극자외선 광 발생 방법의 다른 태양은 광이 반사 미러에 도달하여 상기 반사 미러를 통해 전방으로 반사광을 제공하고, 후방으로 투과광을 제공하고, 상기 반사광이 포커스 미러에 도달하고, 상기 투과광이 위치 센서에 도달하는 것을 포함한다.
상기 극자외선 광 발생 방법은 위치 조절 장치를 통해 상기 포커스 미러의 위치를 조절하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 극자외선 광 발생 방법은 상기 위치 센서를 통해 상기 위치 조절 장치를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 종래의 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서 설명되는 극자외선 광 발생 장치 및 방법은, 극자외선 광 발생 장치에서, 빔 포인팅 스태빌라이저(Beam pointing stabilizer)로서 종래의 빔 스플리터(Beam splitter) 대신에 미러(Mirror)를 이용한 방식에 관한 것이다. 종래의 극자외선 광 발생 장치는 빔 스플리터를 투과한 레이저 빔이 포커스 미러(Focus mirror)를 통해서 가스 셀(Gas cell)에 집속되고, 가스 셀 내에서 레이저 빔과 가스의 상호 작용에 의하여 극자외선 광을 발생시킨다. 포커스 미러로 입사하는 빔의 방향과 위치는 빔 스플리터의 일면에서 반사된 빔을 쿼드 센서(Quad sensor)를 이용하여 측정하고, 포커스 미러가 반사하는 빔의 방향과 위치는 빔 스플리터의 타면에서 반사된 빔을 쿼드 센서를 이용하여 측정한다. 이를 클로즈 루프(Close-loop) 방식으로 포커스 미러와 플레인 미러(Plane mirror)의 각을 조절하여, 레이저 빔이 항상 동일한 방향과 위치로 가스 셀에 집속되도록 한다.
본 발명과 관련하여, 종래의 빔 스플리터 대신에 플레인 미러를 이용한 방식으로 개선하였다. 플레인 미러는 투과형이 아니기 때문에, 레이저 빔을 두 번 반사하여도 투과에 의한 파면 왜곡이나 펄스폭 증가와 같은 문제점이 발생하지 않는다. 플레인 미러를 통하여 약하게 투과되어 나오는 레이저 빔은 쿼드 센서에 의하여 감지된다. 이러한 경우, 빔 스플리터를 통해 레이저 빔을 두 번 투과시키는 경우와는 달리, 레이저 빔의 파면 왜곡이나 펄스폭 증가와 같은 문제점이 개선되고, 극자외선 광의 발생 효율이 20% 이상 증가될 수 있다.
도 1은 종래의 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 극자외선 광 발생 장치는, 광원(10), 플레인 미러(20), 빔 스플리터(30), 포커스 미러(40), 가스 셀(50), 쿼드 센서(60, 70)를 포함할 수 있다.
광원(10)은 플레인 미러(20)로 광(예를 들어, 레이저 빔)을 방출한다. 광원(10)은, 예를 들어, 펨토초 레이저(Femtosecond laser)일 수 있다. 특히, 티타늄 사파이어(Ti:Sapphire) 펨토초 레이저 또는 플루오르화 이트륨 리튬(Nd:YLF) 펨토초 레이저 등일 수 있다. 펨토초 레이저는 모드 잠금(mode-locking) 원리를 기반으로 생성된다. 모드 잠금이란, 모드 간 위상이 일치되는 현상을 의미하며, 펨토초 레이저는 1E5~1E6개 수준의 공진 모드를 가지고, 이러한 공진 모드들은 일정한 순간에 위상이 일치되어 보강 간섭을 일으킴으로써 극초단 펄스를 생성한다. 특히, 티타늄 사파이어 펨토초 레이저의 경우, 800nm 중심 파장에서 100nm 대역폭을 가지며, 가우시안(Gaussian) 펄스를 기준으로 9.41[fs]의 극초단 펄스가 생성된다.
플레인 미러(20)는 광원(10)이 방출한 광을 포커스 미러(40)로 반사한다. 플레인 미러(20)는 일정한 각을 갖도록 위치할 수 있으며, 이는 광원(10)이 방출한 광이 포커스 미러(40)로 반사되도록 한다. 이 경우, 플레인 미러(20)와 포커스 미러(40) 사이에는 빔 스플리터(30)가 위치하여, 광을 투과시킨다.
빔 스플리터(30)는 적어도 하나 존재할 수 있으며, 플레인 미러(20)와 포커스 미러(40) 사이에 위치한다. 빔 스플리터(30)는 프리즘 및/또는 분극에 따라 반사 작용을 하는 소자들과 같은 반투과성 유전체일 수 있다. 빔 스플리터(30)는 광원(10)에서 방출한 펄스 방식의 광을 둘 이상의 부분 광으로 분할할 수 있다. 빔 스플리터(30)에 의하여 분할된 둘 이상의 부분 광은 가스 셀(50)에 도달하는 광의 방향 및 위치를 조절하는 데 이용될 수 있다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 쿼드 센서(60, 70)는 분할된 둘 이상의 부분 광을 이용하여, 광의 방향 및 위치 변화를 감지할 수 있다. 빔 스플리터(30)를 투과한 광은 가스 셀(50) 내의 가스와 상호 작용을 하여 극자외선 광을 방출하는데 이용될 수 있다. 다만, 빔 스플리터(30)의 경우 광이 두 번 투과하면서 빔 스플리터(30) 표면의 불균일성에 의해 광의 파면 왜곡이나 펄스폭 증가와 같은 문제점이 나타날 수 있다.
포커스 미러(40)는 플레인 미러(20)가 반사한 광을 다시 가스 셀(50)로 반사한다. 포커스 미러(40)는 광을 집속시켜, 가스 셀(50)에 도달하는 광량을 증가시키는 역할을 한다.
가스 셀(50)은 포커스 미러(40)가 반사한 광이 빔 스플리터(30)를 투과하여 도달하는 위치에 존재한다. 가스 셀(50) 내에는 비활성 기체가 존재할 수 있으며, 예를 들어, He, Ne, Ar, Kr 또는 Xe 중 적어도 하나가 존재할 수 있다. 가스 셀(50)에 도달한 광과 가스 셀(50) 내의 비활성 기체는 상호 작용을 하여 간접적으로 극자외선 광을 발생시킨다.
쿼드 센서(60, 70)는 적어도 하나 존재하여, 빔 스플리터(30)에 의해 분할된 부분 광의 방향 및 위치 변화를 감지한다. 도 1에는 쿼드 센서(60, 70) 두 개가 빔 스플리터(30)의 상부와 하부에 각각 존재하는 것으로 도시되어 있다. 하부에 존재하는 쿼드 센서(70)는, 플레인 미러(20)에서 반사된 광이 빔 스플리터(30)에 도달하여 반사된, 광의 방향 및 위치 변화를 감지한다. 상부에 존재하는 쿼드 센서(60)는, 빔 스플리터(30)를 투과한 후 포커스 미러(40)에 도달하여 반사된 광이 빔 스플리터(30)에 도달하여 반사된, 광의 방향 및 위치 변화를 감지한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 극자외선 광 발생 장치는, 광원(100), 제1 반사 미러(200), 제2 반사 미러(300), 포커스 미러(400), 가스 셀(500)을 포함할 수 있다.
광원(100)은 제1 반사 미러(200)로 소스 광(110)(예를 들어, 레이저 빔)을 방출한다. 광원(100)은, 예를 들어, 펨토초 레이저(Femtosecond laser)일 수 있다. 특히, 티타늄 사파이어(Ti:Sapphire) 펨토초 레이저 또는 플루오르화 이트륨 리튬(Nd:YLF) 펨토초 레이저 등일 수 있다.
제1 반사 미러(200)는 광원(100)이 방출한 소스 광(110)이 도달하여, 제1 반사광(120)을 반사한다. 제1 반사 미러(200)는 일정한 각을 갖도록 위치할 수 있으며, 이는 광원(100)이 방출한 소스 광(110)을 제2 반사 미러(300)로 반사되도록 한다.
제2 반사 미러(300)는 제1 반사 미러(200)가 반사한 제1 반사광(120)이 도달하여, 제2 반사광(130)을 반사한다. 종래의 극자외선 광 발생 장치와 달리, 빔 스플리터(30)가 아닌 제2 반사 미러(300)와 같은 플레인 미러를 사용하는 경우, 99% 이상의 제1 반사광(120)이 제2 반사 미러(300) 표면에서 반사되기 때문에 포커스 미러(400)에 도달하는 제2 반사광(130)의 광량을 증가시킬수 있어, 극자외선 광 발생 효율을 향상시킬 수 있다.
제2 반사 미러(300)와 같은 플레인 미러를 사용하는 경우의 이점을 설명하면, 레이저 빔의 파형이 제2 반사 미러(300)의 반사면에만 영향을 받으므로 레이저 빔의 파면 왜곡이 감소될 수 있다. 즉, 빔 스플리터(30)에 의해 투과된 레이저 빔을 이용하여 극자외선 광을 발생시키는 경우에는 빔 스플리터(30) 양면의 표면 불균일성의 영향을 받지만, 제2 반사 미러(300)에 의해 반사된 레이저 빔을 이용하여 극자외선 광을 발생시키는 경우에는 제2 반사 미러(300) 반사면의 표면 불균일성에만 영향을 받는다. 파면 왜곡이 줄어 들어, 극자외선 광의 발생 효율을 향상시킬 수 있다. 종래의 극자외선 광 발생 장치의 빔 스플리터(30)의 경우 투과된 레이저 빔의 파면 왜곡을 줄이기 위해, 빔 스플리터(30)의 두께를 얇게 제작해야 할 필요성이 있었지만, 본 발명에 따른 극자외선 광 발생 장치의 제2 반사 미러(300)의 경우 반사면이 아닌 반대면의 표면 불균일성은 반사된 레이저 빔의 파면 왜곡에 영향이 적으므로, 제2 반사 미러(300)의 두께를 빔 스플리터(30)의 두께보다 두껍게 제작할 수 있다. 제2 반사 미러(300)의 두께에 제한받지 않고 제2 반사 미러(300)를 제작한다면, 제2 반사 미러(300) 반사면의 표면 균일성도 증가시킬 수 있다.
빔 스플리터(30)의 두께를 ?瘠? 만들어야 하는 또 다른 이유는, 레이저 빔이 두꺼운 매질을 투과하는 경우 투과한 레이저 빔(30)의 펄스폭이 투과하기 전 레이저 빔의 펄스폭보다 증가하여 극자외선 광 발생 효율이 감소할 수 있기 때문이다.
포커스 미러(400)는 제2 반사 미러(300)가 반사한 제2 반사광(130)이 도달하여, 제3 반사광(140)을 반사한다. 포커스 미러(400)는 제2 반사광(130)을 집속시켜, 제2 반사 미러(300)에 도달하는 제3 반사광(140)의 광량을 증가시키는 역할을 한다. 제2 반사 미러(300)는 제4 반사광(150)을 다시 가스 셀(500)로 반사한다.
가스 셀(500)은 제2 반사 미러(300)가 반사한 제4 반사광(150)이 도달하는 위치에 존재한다. 가스 셀(500) 내에는 비활성 기체가 존재할 수 있으며, 예를 들어, He, Ne, Ar, Kr 또는 Xe 중 적어도 하나가 존재할 수 있다. 가스 셀(500)에 도달한 제4 반사광(150)과 가스 셀(500) 내의 비활성 기체는 상호 작용을 하여 간접적으로 극자외선 광을 발생시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치는, 제1 위치 센서(600), 제2 위치 센서(700), 제1 위치 조절 장치(800, 801), 제2 위치 조절 장치(900, 901)를 더 포함할 수 있다.
제1 위치 센서(600)는 제1 반사광(120)의 일부가 제2 반사 미러(300)를 투과하여 발생한 제1 투과광(121)의 위치 변화를 감지할 수 있는 위치에 존재할 수 있다. 제2 반사 미러(300)는 투과율이 낮은 매질로 형성되므로, 제1 반사 광(120)은 일부만이 투과되어 제1 위치 센서(600)에 도달할 수 있다. 예를 들어, 제1 반사광(120)이 제2 반사 미러(300)를 투과한 제1 투과광(121)은 제1 반사광(120)의 광량의 1% 이하일 수 있다.
제2 위치 센서(700)는 제3 반사광(140)의 일부가 제2 반사 미러(300)를 투과하여 발생한 제2 투과광(141)의 위치 변화를 감지할 수 있는 위치에 존재할 수 있다. 위에서 언급한 것과 같이, 제2 투과광(141)은 제3 반사광(140)의 광량의 1% 이하일 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 극자외선 광 발생 장치는, 위치 센서(600, 700)의 개수는 제한되지 않으며, 제1 위치 센서(600) 및 제2 위치 센서(700) 외에 다른 위치 센서를 더 포함할 수도 있다.
제1 위치 조절 장치(800, 801)는 제1 반사 미러(200)의 위치를 조절하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 위치 조절 장치(800, 801)는 제1 반사 미러(200) 반사면의 반대면 상에 형성될 수 있다. 제1 위치 조절 장치(800, 801)는 적어도 하나 형성될 수 있으며, 도 3에서는 제1 위치 조절 장치(800, 801)가 두 개 형성된 것을 도시하고 있다. 제1 위치 조절 장치(800, 801)는 제2 위치 센서(700)에서 감지한 제2 투과광(141)의 방향 및 위치 변화에 의하여 제1 반사 미러(200)의 각을 조절할 수 있다. 극자외선 광 발생 장치의 극자외선 발생 효율을 증가시키기 위해서는 가스 셀(500)에 도달하는 제4 반사광(150)의 광량을 증가시킬 필요가 있으며, 제1 위치 조절 장치(800, 801)는 제1 반사광(120)이 최적의 위치에 도달할 수 있도록 제1 반사 미러(200)의 각을 조절할 수 있다.
제2 위치 조절 장치(900, 901)는 포커스 미러(400)의 위치를 조절하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 위치 조절 장치(900, 901)는 포커스 미러(400) 반사면의 반대면 상에 형성될 수 있다. 제2 위치 조절 장치(900, 901)는 적어도 하나 형성될 수 있으며, 도 3에서는 제2 위치 조절 장치(900, 901)가 두 개 형성된 것을 도시하고 있다. 제2 위치 조절 장치(900, 901)는 제1 위치 센서(600)에서 감지한 제1 투과광(121)의 방향 및 위치 변화에 의하여 포커스 미러(400)의 각을 조절할 수 있다. 극자외선 광 발생 장치의 극자외선 발생 효율을 증가시키기 위해서는 가스 셀(500)에 도달하는 제4 반사광(150)의 광량을 증가시킬 필요가 있으며, 제2 위치 조절 장치(900, 901)는 제3 반사광(140)이 최적의 위치에 도달할 수 있도록 포커스 미러(400)의 각을 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치를 도시한 것이다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치는, 반사 미러(310), 포커스 미러(400), 위치 센서(601)를 포함할 수 있다.
반사 미러(310)는 제5 반사광(160)이 도달하여, 제6 반사광(170)을 반사한다. 빔 스플리터(30)가 아닌 반사 미러(310)와 같은 플레인 미러를 사용하는 경우, 99% 이상의 제5 반사광(160)이 반사 미러(310) 표면에서 반사되기 때문에 포커스 미러(400)에 도달하는 제6 반사광(170)의 광량을 증가시킬수 있어, 극자외선 광 발생 효율을 향상시킬 수 있다.
포커스 미러(400)는 반사 미러(310)가 반사한 제6 반사광(170)이 도달하여, 제7 반사광(180)을 반사한다. 포커스 미러(400)는 제6 반사광(170)을 집속시켜, 반사 미러(300)에 도달하는 제7 반사광(180)의 광량을 증가시키는 역할을 한다. 반사 미러(300)는 제8 반사광(190)을 다시 반사한다.
위치 센서(601)는 제5 반사광(160)의 일부가 반사 미러(310)를 투과하여 발생한 제3 투과광(161)의 위치 변화를 감지할 수 있는 위치에 존재할 수 있다. 반사 미러(310)는 투과율이 낮은 매질로 형성되므로, 제5 반사 광(160)은 일부만이 투과되어 위치 센서(601)에 도달할 수 있다. 예를 들어, 제5 반사광(160)이 반사 미러(310)를 투과한 제3 투과광(161)은 제5 반사광(160)의 광량의 1% 이하일 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 장치는, 위치 조절 장치(902, 903)를 더 포함할 수 있다.
위치 조절 장치(902, 903)는 포커스 미러(400)의 위치를 조절하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 위치 조절 장치(902, 903)는 포커스 미러(400) 반사면의 반대면 상에 형성될 수 있다. 위치 조절 장치(902, 903)는 적어도 하나 형성될 수 있으며, 도 5에서는 위치 조절 장치(902, 903)가 두 개 형성된 것을 도시하고 있다. 위치 조절 장치(902, 903)는 위치 센서(601)에서 감지한 제3 투과광(161)의 방향 및 위치 변화에 의하여 포커스 미러(400)의 각을 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 설명한다.
광원(100)은 제1 반사 미러(200)로 소스 광(110)을 방출하고, 제1 반사 미러(200)를 통해 제1 반사광(120)을 반사한다(S1000). 소스 광(110)은, 예를 들어, 펨토초 레이저 빔일 수 있다. 특히, 티타늄 사파이어(Ti:Sapphire) 펨토초 레이저 빔 또는 플루오르화 이트륨 리튬(Nd:YLF) 펨토초 레이저 빔 등일 수 있다. 제1 반사 미러(200)는 일정한 각을 갖도록 위치하여, 광원(100)이 방출한 소스 광(110)을 제2 반사 미러(300)로 반사할 수 있다.
제2 반사 미러(300)를 통해 제2 반사광(130)을 포커스 미러(400)로 반사한다(S1100). 제2 반사 미러(300)는 투과율이 낮은 매질로 형성되어, 99% 이상의 광이 포커스 미러(400)로 반사될 수 있다. 즉, 제2 반사 미러(300)에서 투과되는 광은 거의 없고, 제2 반사 미러(300)의 반사면에서 반사가 이루어 진다.
포커스 미러(400)에 제2 반사광(130)이 도달하고, 포커스 미러(400)를 통해 제3 반사광(140)을 다시 제2 반사 미러(300)로 반사한다(S1200). 제2 반사 미러(300)를 통해 제4 반사광(150)을 다시 가스 셀(500)로 반사한다(S1300).
가스 셀(500)에 제4 반사광(150)이 도달하고, 가스 셀(500) 내에는 비활성 기체가 존재하여, 가스 셀(500)에 도달한 제4 반사광(150)과 상기 비활성 기체가 상호 작용을 하여 간접적으로 극자외선 광을 발생시킨다(S1400). 상기 비활성 기체는, 예를 들어, He, Ne, Ar, Kr 또는 Xe 중 적어도 하나일 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 설명한다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법과 다른 부분을 위주로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법은, 제1 위치 센서(600)를 통해 제1 반사광(120)의 일부가 제2 반사 미러(300)를 투과하여 발생한 제1 투과광(121)의 위치 변화를 감지한다(S2000). 제2 반사 미러(300)는 투과율이 낮은 매질로 형성되므로, 제1 반사광(120)은 일부만이 투과되어 제1 위치 센서(600)에 도달할 수 있다. 예를 들어, 제1 반사광(120)이 제2 반사 미러(300)를 투과한 제1 투과광(121)은 제1 반사광(120)의 광량의 1% 이하일 수 있다.
제2 위치 센서(700)를 통해 제3 반사광(140)의 일부가 제2 반사 미러(300)를 투과하여 발생한 제2 투과광(141)의 위치 변화를 감지한다(S2100). 제2 투과광(141)은 제3 반사광(140)의 광량의 1% 이하일 수 있다.
제1 위치 조절 장치(800, 801)를 통해 제1 반사 미러(200)의 위치를 조절한다(S2200). 제1 위치 조절 장치(800, 801)를 통해 제2 위치 센서(700)에서 감지한 제2 투과광(141)의 방향 및 위치 변화에 의하여 제1 반사 미러(200)의 각을 조절한다. 즉, 제1 위치 조절 장치(800, 801)를 통해 제1 반사광(120)이 최적의 위치에 도달할 수 있도록 제1 반사 미러(200)의 각을 조절한다.
제2 위치 조절 장치(900, 901)를 통해 포커스 미러(400)의 위치를 조절한다(S2300). 제2 위치 조절 장치(900, 901)를 통해 제1 위치 센서(600)에서 감지한 제1 투과광(121)의 방향 및 위치 변화에 의하여 포커스 미러(400)의 각을 조절한다. 즉, 제2 위치 조절 장치(900, 901)를 통해 제3 반사광(140)이 최적의 위치에 도달할 수 있도록 포커스 미러(400)의 각을 조절한다.
도 4, 도 5 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법을 설명한다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 극자외선 광 발생 방법과 다른 부분을 위주로 설명한다.
반사 미러(310)에 제5 반사광(160)이 도달하여, 반사 미러(310)를 통해 제6 반사광(170)을 반사한다(S3000). 반사 미러(310)는 일정한 각을 갖도록 위치하여, 제6 반사광(170)을 포커스 미러(400)로 반사할 수 있다.
포커스 미러(400)에 제6 반사광(170)이 도달하고, 포커스 미러(400)를 통해 제7 반사광(180)을 다시 반사 미러(310)로 반사한다(S3100). 반사 미러(310)를 통해 제8 반사광(190)을 다시 반사한다.
위치 센서(601)를 통해 제5 반사광(160)의 일부가 반사 미러(310)를 투과하여 발생한 제3 투과광(161)의 위치 변화를 감지한다(S3200). 제3 투과광(161)은 제5 반사광(160)의 광량의 1% 이하일 수 있다.
위치 조절 장치(902, 903)를 통해 포커스 미러(400)의 위치를 조절한다(S3300). 위치 조절 장치(902, 903)를 통해 위치 센서(601)에서 감지한 제3 투과광(161)의 방향 및 위치 변화에 의하여 포커스 미러(400)의 각을 조절한다. 즉, 위치 조절 장치(900, 901)를 통해 제7 반사광(180)이 최적의 위치에 도달할 수 있도록 포커스 미러(400)의 각을 조절한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 광원 110: 소스 광
120: 제1 반사광 130: 제2 반사광
140: 제3 반사광 150: 제4 반사광
200: 제1 반사 미러 300: 제2 반사 미러
400: 포커스 미러 500: 가스 셀
600: 제1 위치 센서 700: 제2 위치 센서
800, 801: 제1 위치 조절 장치
900, 901: 제2 위치 조절 장치

Claims (10)

  1. 광원;
    상기 광원이 방출한 소스 광이 도달하는 제1 반사 미러;
    상기 제1 반사 미러가 반사한 제1 반사광이 도달하고, 상기 제1 반사광의 일부를 투과시키는 제2 반사 미러;
    상기 제1 반사광의 일부가 상기 제2 반사 미러를 투과하여 발생한 제1 투과광을 제공받아 상기 제1 투과광의 위치 변화를 감지하는 제1 위치 센서;
    상기 제2 반사 미러가 반사한 제2 반사광이 도달하는 포커스 미러; 및
    상기 포커스 미러가 반사한 제3 반사광이 상기 제2 반사 미러에 도달하고, 상기 제2 반사 미러가 반사한 제4 반사광이 도달하는 가스 셀을 포함하는 극자외선 광 발생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 반사광의 일부가 상기 제2 반사 미러를 투과하여 발생한 제2 투과광을 제공받아 상기 제2 투과광의 위치 변화를 감지하는 제2 위치 센서와, 상기 제1 반사 미러의 위치를 조절하도록 형성된 제1 위치 조절 장치와, 상기 포커스 미러의 위치를 조절하도록 형성된 제2 위치 조절 장치를 더 포함하는 극자외선 광 발생 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 위치 센서는 상기 제2 위치 조절 장치를 제어하고, 상기 제2 위치 센서는 상기 제1 위치 조절 장치를 제어하는 극자외선 광 발생 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 위치 센서는 상기 제2 반사 미러의 후방에 위치하는 극자외선 광 발생 장치.
  5. 광을 제공받아, 전방으로 반사광을 제공하고, 후방으로 투과광을 제공하는 반사 미러;
    상기 반사광을 제공받는 포커스 미러; 및
    상기 투과광을 제공받아 상기 투과광의 위치 변화를 감지하는 위치 센서를 포함하는 극자외선 광 발생 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 포커스 미러의 위치를 조절하도록 형성된 위치 조절 장치를 더 포함하는 극자외선 광 발생 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 위치 센서는 상기 위치 조절 장치를 제어하는 극자외선 광 발생 장치.
  8. 광원이 방출한 소스 광이 제1 반사 미러에 도달하여 상기 제1 반사 미러를 통해 제1 반사광을 반사하고,
    상기 제1 반사광이 제2 반사 미러에 도달하여 상기 제2 반사 미러를 통해 제2 반사광을 반사하고, 상기 제1 반사광의 일부는 상기 제2 반사 미러를 투과하여 제1 투과광을 발생시키고,
    제1 위치 센서는 상기 제1 투과광을 제공받아 상기 제1 투과광의 위치 변화를 감지하고,
    상기 제2 반사광이 포커스 미러에 도달하여 상기 포커스 미러를 통해 제3 반사광을 반사하고,
    상기 제3 반사광이 상기 제2 반사 미러에 도달하여 상기 제2 반사 미러를 통해 제4 반사광을 가스 셀에 도달하도록 반사하는 것을 포함하는 극자외선 광 발생 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    제2 위치 센서를 통해 상기 제3 반사광의 일부가 상기 제2 반사 미러를 투과하여 발생한 제2 투과광을 제공받아 상기 제2 투과광의 위치 변화를 감지하고,
    제1 위치 조절 장치를 통해 상기 제1 반사 미러의 위치를 조절하고,
    제2 위치 조절 장치를 통해 상기 포커스 미러의 위치를 조절하는 것을 더 포함하는 극자외선 광 발생 방법.
  10. 광이 반사 미러에 도달하여 상기 반사 미러를 통해 전방으로 반사광을 제공하고, 후방으로 투과광을 제공하고,
    상기 반사광이 포커스 미러에 도달하고,
    상기 투과광이 위치 센서에 도달하는 것을 포함하고,
    상기 위치 센서는 상기 투과광을 제공받아 상기 투과광의 위치 변화를 감지하는 극자외선 광 발생 방법.
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