KR100531581B1 - 에너지 센서 피드백을 갖는 레이저가 조명되는 스테퍼또는 스캐너 - Google Patents

에너지 센서 피드백을 갖는 레이저가 조명되는 스테퍼또는 스캐너 Download PDF

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Abstract

마스크(36) 근처의 노광 시스템내에 위치된 제 1 광 강도 검출기(44) 및 레이저(12)의 출력부 근처에 위치된 제2 광 강도 검출기(46)를 구비한 스테퍼(20) 또는 스캐너와 같은 레이저가 조명되는 웨이퍼 노광 시스템. 피드백 제어 시스템은 상기 검출기중 적어도 하나에 의해 검출된 신호에 근거하여 레이저의 출력을 제어한다. 피드백 제어 시스템은 버스트 모드에서 동작하는 레이저에 마스크에서의 요구되는 강도를 가진 광 펄스를 제공하기 위해 레이저 방전 전압을 제어하기 위해 사용되는 알고리즘으로 프로그래밍된 프로세서를 포함한다. 상기 알고리즘은 적어도 다음의 파라미터를 사용한다; 이전에 측정된 펄스 에너지, 계산된 에너지 에러, 계산된 선량 에러, 전압을 갖는 펄스 에너지의 변화율에 대한 값, 및 적어도 하나의 기준 전압. 바람직한 실시예에서, 알고리즘은 레이저의 출력이 소정 범위내에서 유지되도록 하기 위해 레이저의 출력부에서 피드백 제어를 제공하여 광 강도 검출기를 사용하도록 마스크 근처에 위치된 광 강도 검출기로 측정된 펄스 에너지를 사용한다.

Description

에너지 센서 피드백을 갖는 레이저가 조명되는 스테퍼 또는 스캐너{LASER-ILLUMINATED STEPPER OR SCANNER WITH ENERGY SENSOR FEEDBACK}
본 발명은 1998년 3월 4일 출원된 시리얼 번호 09/034,870인 엑시머 레이저용 펄스 에너지 제어와 1997년 8월 8일 출원된 시리얼 번호 08/908,862인 두개의 레이저용 에너지 모니터를 구비한 스테퍼 또는 스캐너의 연속 부분이다. 본 발명은 레이저 에너지 제어 장치 및 방법에 관한 것이며, 더 상세하게 적분회로 제조에서 스테퍼와 스캐너용으로 사용되는 장치 및 기술에 관한 것이다.
레이저가 조명된 스테퍼 및 스캐너
레이저는 실리콘 웨이퍼상의 포토레지스트층을 선택적으로 노광시키기 위해 적분회로 제조용 스테퍼와 스캐너 시스템의 광원으로써 종종 사용된다. 마스크(또는 레티클)는 광과 웨이퍼사이에 끼워져서 선택적으로 노광하게 한다. 종래의 노광 시스템은 레이저 방사를 웨이퍼 표면상으로 향하게 하기 위해 상대적으로 복잡한 광학 시스템을 포함한다.
스텝 또는 스캔동안 포토레지스트를 충분히 노광시키기 위해 요구되는 광의 양은 광이 웨이퍼상에 부딪치는 시간의 길이와 광 강도의 곱이다. 전형적으로, 레이저 광은 초당 1000펄스의 펄스로 발생되고, 포토레지스트를 충분히 노광시키기에 필요한 펄스 수는 레이저광의 강도에 기초하여 결정된다. 종래의 리소그래피 레이저는 전형적으로 레이저의 출력에 또는 그 근처에 펄스 에너지 모니터를 포함한다. 이 모니터는 개개 펄스의 에너지 및 적분 선량 에너지(intergrated dose energy)(소정 수 펄스의 총 에너지)를 제어하기 위한 피드백 정렬에 사용될 수 있다. 펄스 에너지 모니터는 스테퍼 또는 스캐너내에 또한 위치될 수 있으며 결과적으로 피드백 신호를 위해 상기 모니터를 사용하여 레이저 소스를 제어한다. 그러나, 상기 종래 피드백 제어 시스템은 매우 만족스럽지는 않으며 레이저에서 심각한 발진을 일으킬 수 있다.
에너지 시그마
"에너지 시그마"라는 용어로 정의되는 펄스 에너지 변화는 적분회로 리소그래퍼에 중요하다. 에너지 시그마는 일련의 펄스에서 펄스에너지의 평균에너지로부터의 표준 편차이다. 에너지 시그마의 상세는 전형적으로 약 3 퍼센트의 범위에 있지만, 요구되는 값은 훨씬 더 작다. 종래의 엑시머 레이저는 피드백 전압 제어를 포함하며, 이것은 진행하는 펄스 또는 펄스들의 모니터링된 에너지에 기초하여 각 펄스의 방전 전압을 자동적으로 조정한다. 리소그래피 레이저는 1000Hz와 같은 펄스율로 연속 모드로 동작될 수 있으며 상기 레이저와 광학 효과는 빠르게 평형에 도달하고 펄스 에너지 전압 피드백 제어를 사용하여 에너지 시그마를 작게 유지하는 것이 상대적으로 쉽다.
버스트 모드 동작
집적회로 리소그래피를 위해 연속적인 레이저 동작이 전형적인 것은 아니다. 동작의 더 전형적인 모드는 버스트 모드로 불리우는 것이며 이것은 레이저가 약 0.2초 정도인 몇분의 일초가 데드 시간에 이어지는 약 110 내지 250 펄스(연속의 펄스가 "버스트"라 불리는)에 대하여 1000Hz 정도의 펄스율로 동작한다. 상기 데드 시간동안 조명을 받는 웨이퍼는 단계적으로 나아가거나(즉, 몇 밀리미터 이동) 또는 처리된 웨이퍼는 처리될 웨이퍼로 대체되거나 또는 웨이퍼의 새로운 카세트가 그 위치내로 이동된다. 에너지 시그마를 제어하는 것에 부가하여, 목표값에 가능한한 가장 밀접하게 각 버스트동안 총 선량을 제어하기 위해 더 중요한 많은 상황이 존재한다.
만약 레이저가 일정한 전압에서 버스트 모드로 동작하게 된다면, 그 결과는 버스트의 제 1 의 40 밀리초 동안 레이저가 존재하는 것과 같이 빔의 펄스 에너지에 폭넓은 스윙이 존재하게 된다. 또한, 스테퍼 또는 스캐너의 광학 소자에서의 천이 상태는 마스크에 도달하는 에너지에 변화를 일으킬 수 있다. 이러한 결합 효과는 마스크에 도달하는 펄스 에너지에서 실질적인 변화를 일으킬 수 있다. 종래의 에너지 피드백 제어회로는 단지 부분적으로 에너지 변화를 감소시킨다. 스윙이 상대적으로 버스트에서 버스트로 반복한다는 것이 공지되어 있다. 따라서, 상기 처음의 40 펄스동안 펄스 에너지 변화를 감소시키기 위해 시간 종속 알고리즘으로 전압 제어를 프로그래밍하려는 시도가 있어 왔다.
필요한 것은 레이저 시스템에서뿐만 아니라 스테퍼 또는 스캐너 광학장치에서의 빔 섭동(perturbation)에 대하여 더 좋게 정정할 수 있는 에너지 센서 피드백 시스템이다.
도 1은 웨이퍼에 근접한 광 강도 모니터와 레이저 시스템에 있는 광 강도 모니터를 포함하도록 수정된 레이저 시스템 및 스테퍼/스캐너 노광 시스템을 도시한다.
도 2는 일반적으로 레이저 출력을 조절하기 위해 사용되는 피드백 시스템을 도시한다.
도 3은 레이저 출력을 제어하는 두 개의 검출기로부터의 신호의 사용을 도시하는 제 1 플로우챠트이다.
도 4는 바람직한 엑시머 레이저용 펄스 파워 시스템의 개략적인 전기회로 다이어그램이다.
도 5는 충전 전압의 함수로써의 dE/dV 그래프이다.
도 6은 플루오르 농도의 함수로써의 dE/dV 그래프이다.
도 7은 하나는 스테퍼내에 있고 다른 하나는 레이저의 출력부에 있는 두개의 검출기를 사용하여 레이저를 제어하는 특정 알고리즘을 제공하는 제 2 플로우챠트이다.
도 8은 제어 알고리즘이 스캐너용으로 바람직하다는 것을 제외하고는 도 7과 마찬가지의 플로우챠트이다.
도 9는 스캐너 시스템을 도시한다.
발명의 개요
본 발명은 마스크 근처의 노광 시스템내에 위치된 제 1 광 감도 검출기 및 레이저의 출력부 근처에 위치된 제2 광 강도 검출기를 구비한 스테퍼 또는 스캐너와 같은 레이저가 조명되는 웨이퍼 노광 시스템을 제공한다. 피드백 제어 시스템은 상기 검출기중 적어도 하나에 의해 검출된 신호에 근거하여 레이저의 출력을 제어한다. 피드백 제어 시스템은 버스트 모드에서 동작하는 레이저에 마스크에서의 요구되는 강도를 가진 광 펄스를 제공하기 위해 레이저 방전 전압을 제어하기 위해 사용되는 알고리즘으로 프로그래밍된 프로세서를 포함한다. 상기 알고리즘은 적어도 다음의 파라미터를 사용한다; 이전에 측정된 펄스 에너지, 계산된 에너지 에러, 계산된 선량 에러, 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율에 대한 값, 및 적어도 하나의 기준 전압. 바람직한 실시예에서, 알고리즘은 레이저의 출력이 소정 범위내에서 유지되도록 하기 위해 레이저의 출력부에서 피드백 제어를 제공하여 광 강도 검출기를 사용하도록 마스크 근처에 위치된 광 강도 검출기로 측정된 펄스 에너지를 사용한다.
제 1 바람직한 실시예
스테퍼 시스템
도 1은 본 발명이 적용된 실리콘 웨이퍼상에 있는 적분회로의 리소그래피 프린팅용 스테퍼 시스템을 도시한다. 도 1에서, 엑시머 레이저 시스템(10)은 레이저(12)로 식별된 엑시머 레이저 여기 챔버, 파장, 스펙트럼 폭, 강도, 및 레이저 시스템(10)으로부터 방출된 레이저 광의 버스트 듀레이션을 조절하기 위한 다양한 피드백 제어회로 및 장치를 포함한다. 이 제어회로와 장치는 레이저 컨트롤러(14)로 도시된다. 레이저를 동조하고 그 강도를 제어하며 레이저 광의 펄스를 제어하는 방법 및 구조는 공지되어 있으며, 레이저 시스템(10)의 레이저 출력을 제어하기 위해 임의의 적당한 방법이 사용될 수 있다.
스테퍼(20)는 레이저 시스템(10)으로부터 레이저 빔(21)을 수신하고 웨이퍼(22)상의 포토레지스트층을 노광하기 위하여 마스크 패턴을 반도체 웨이퍼(22)의 작은 섹션(약 2㎠)상으로 집속시킨다. 소정 수의 레이저 광의 펄스 후에, 웨이퍼(22)는 X-Y 테이블(24)에 의해 X 및/또는 Y방향으로 스테핑된다. 컨트롤러(26)는 웨이퍼(22)의 각각의 노광후에 소프트 루틴에 응답하여 X-Y 테이블(24)의 위치를 제어한다. 펄스 컨트롤러(27)는 웨이퍼(22)의 각 스텝동안 소정수의 펄스(약 110과 같은)를 발생시키기 위해 신호를 레이저 시스템(10)에 제공한다. 스테퍼(20)의 부분을 형성하는 키보드 및 컴퓨터(도시생략)가 웨이퍼(22)의 자동처리를 위해 컨트롤러(26,27)를 프로그래밍하는데 사용될 수 있다.
레이저 빔
엑시머 레이저 시스템(10)은 전형적으로 독립적인 유닛으로 제조되고 레이저 시스템(10)의 광 출력이 스테퍼 광학장치에 의해 얼마나 영향을 받는지는 앞에서 분명하게 설명하고 있지 않다. 레이저 시스템에 의한 레이저 빔(21) 출력은 질소-충전 콘딧내의 미러(28,29)에 의해 스테퍼(20)의 광 입력 포트로 향하게 된다. 질소는 콘딧(30)으로 들어오는 습기 및 콘딧(30)을 통하여 전파하는 레이저 광을 감쇠하는 것을 방지한다.
빔 컨디셔너 광학장치(32)와 빔 컨덴서 광학장치(34)는 요구되는 바대로 하나 이상의 마스크 패턴을 포함하는 레티클(36)에 응용하기에 앞서 빔(21)을 변경시킨다. 빔 컨디션닝 광학장치(32)는 빔의 영역에 걸쳐 레이저 빔(21)의 부분 강도를 평균화하기 위해 일련의 렌즈(균등분산기를 형성하는)를 포함할 수 있다. 그러한 균등분산기는 작은 렌즈의 광출력을 평균화하기 위해 제 2 렌즈가 뒤이어 있는 작은 렌즈들의 2차원 어레이를 사용할 수 있다. 컨디셔너 광학장치(32) 및 컨덴서 광학 장치(34)는 또한 사각빔을 형성하기 위해 필요한 대로 빔을 확장할 수 있다. 그러한 광학장치(32,34)는 종래에도 존재하였다.
부분 반사 미러(38)과 필요하다면 가능한 다른 광학장치는 빔의 방향을 변경하여 렌즈(39)를 통하여 레티클(36)상으로 빔을 향하게 한다. 레티클(36)상의 마스크 패턴은 전형적으로 웨이퍼(22)의 표면상에 있는 포토레지스트에 사본을 뜰 패턴에 형성된 크롬 또는 불투명액 물질이다. 집속 광학장치(40)는 레티클(36)을 통과하여 진행하는 광을 웨이퍼(22)상의 2㎠ 영역으로 집속한다.
부분 반사 미러(38)에 부딪치는 광의 약간의 퍼센트는 광검출기(44)에 의해 수신되고, 이것은 샘플과 홀드회로를 갖는 종래의 포토다이오드 검출기이다. 광검출기의 한가지 적당한 타입은 포토다이오드로 구성되며 그 전류출력은 DC 오프셋을 차감한 후에 부딪치는 광 강도에 비례한다. 그러한 포토검출기는 공지되어 있다. 종래의 샘플 및 홀드 회로는 약 50ns동안 지속되는 펄스의 에너지에 대응하는 적분 신호를 샘플링하여 컴퓨터 프로세서가 판독할 수 있을때까지 신호를 홀딩한다. 유사한 미러(45)과 광검출기(46)는 레이저(12) 출력부에서 빔(21) 강도를 측정하기 위해 사용된다. 종래의 셔터(47)는 빔(21)을 제어적으로 블록화하여 스테퍼(20)로 진입하게 하고 미러(45)의 하류에 위치된다. X-Y 컨트롤러(26)는 전형적으로 소정의 파장 및 펄스 폭을 갖는 소정수의 레이저 에너지 펄스후에 다음 위치로 웨이퍼(22)를 나아가도록 프로그래밍된다. 펄스 수는 스텝동안 웨이퍼상에 부딪치는 광의 요구되는 총 에너지에 기초하여 계산된다. 이것은 광 에너지의 정확한 결정을 요구한다.
전원 공급장치, 제어회로, 냉각 시스템을 포함하는 엑시머 레이저는 스테퍼 외부에 있는 상대적으로 큰 디바이스이다. 스테퍼(20)에 있는 다양한 광학장치에 의해 제공된 감쇠가 사용동안 변경될 수 있기 때문에, 특정 스텝동안 레이저 시스템(10)에 의해 발생된 펄스의 에너지는 웨이퍼(22)상의 포토레지스트를 노광시키는데 적당하게 필요한 에너지보다 바람직하지 않게 더 크거나 또는 작을 수 있다. 관심인 감쇠를 일으키는 스테퍼 광학장치 후에, 그리고 레티클(36) 앞에, 그리고 피드백 에너지 제어를 사용하게 하는 광검출기(44)를 위치시킴으로써, 스테퍼 광학장치에 의한 임의의 감쇠 또는 왜곡이 레이저 출력의 광 강도를 조정할 때 자동적으로 고려된다. 그러나, 광검출기(44) 하나만 사용해서는 임의의 에너지 트랜지언트의 원인이 광학장치에 기인한 것인지 또는 레이저 시스템(10) 자체에 기인한 것인지를 식별할 수 없다.
레이저 출력 제어
컴퓨터 프로세서(48)는 레이저 펄스와 버스트의 타이밍에 관한 기타 정보뿐만 아니라 광검출기(44,46)로부터 신호를 수신하고, 요구되는 개개의 펄스 에너지와 적분된 선량 에너지를 달성하기 위해 레이저에 대한 조정을 결정하도록 특정 알고리즘을 사용하여 광검출기(44,46)의 출력을 처리한다. 프로세서(48)의 출력은 레이저 출력을 제어하기 위해 레이저(12)의 동작 전압을 제어하도록 레이저 컨트롤러(14)에 있는 회로에 의해 더 처리된다.
도 2는 일반적으로 각 펄스동안 그리고 요구된다면 레이저의 기타 다른 특성을 조정하기 위해 레이저 광의 강도를 제어하는 레이저 시스템(10)내의 피드백 제어회로를 도시한다.
스테퍼(20)에 있는 광검출기(44)로부터의 신호는 전형적으로 아날로그 신호이다. 이 신호는 펄스 지속시간보다 더 큰 시간 간격에 걸쳐 처음에 적분되고 각 펄스의 광 에너지의 측정을 효과적으로 얻기 위해 샘플 및 홀드회로(56)를 사용하여 샘플링된다. 그 결과의 신호는 다음에 아날로그 대 디지털 컨버터(58)를 사용하여 디지털 신호로 변환된다. 샘플 클록(59)은 샘플 및 홀드 회로(56)와 아날로그-디지털 컨버터(58)에서 모든 에너지를 측정하기 위해 제공되어 대략 30-50ns 펄스에서 모든 에너지를 측정하기에 적당한 시간을 취할 수 있다.
컨버터(58)의 디지털 출력은 다음에 프로세서(60)에 인가되고, 이것은 광 강도를 나타내는 디지털 신호를 레이저(12) 그 자체를 제어하기 위해 사용되는 제어신호에 상관을 갖도록 하기 위한 소프트웨어(61)로 프로그래밍된 개인용 컴퓨터일 수 있다. 프로세서(60)는 또한 하드-와이어드 ASIC일 수 있다. 레이저 시스템(10)에 있는 광검출기(46)로 부터의 아날로그 신호는 동일한 샘플 및 홀드 회로(62)와 아날로그-디지털 컨버터(64)에 의해 처리되고 프로세서(60)에 인가된다.
레이저 컨트롤러(14)는 프로세서(60)로부터의 제어신호를 수신하고 공지된 방법을 사용하여 레이저(12)의 특성을 조정한다. 레이저의 광 강도 출력을 조정하기 위해 사용되는 하나의 공지된 방법은 대략적으로 충전 전압에 비례하는 더 높은 방전 전압을 발생시키기 위해 교대로 압축되고 증폭되는 레이저(12)의 방전 전압을 조정하는 것이다.
펄스 및 선량 에너지 제어
본 실시예에서, 레이저(12)는 초당 1000펄스의 반복 비율로 동작한다. 펄스당 에너지는 전형적으로 10mJ이다. 전형적인 조명 스텝은 다음과 같다:
시간웨이퍼이동 0.1초조명 0.11초 (110 펄스)웨이퍼이동 0.1초조명 0.11초 (110 펄스)웨이퍼이동 0.1초조명 0.11초 (110 펄스) “ “ “웨이퍼 이동 0.1초조명 0.11초 (110 펄스) 웨이퍼 교환 10초 웨이퍼 이동 0.1초조명 0.11초 (110 펄스)
따라서, 정규 동작은 약 110밀리초내에서 110펄스의 버스트이고 초당 약 0.1의 데드 타임, 종종 약 10초의 데드 타임이 이어진다. 다양한 시간에서, 더 긴 유휴시간 주기가 제공되어 기타 동작이 수행될 수 있다. 이러한 기본 프로세스는 전형적으로 레이저가 하루마다 수백만 펄스와 수천번 버스트를 발생시키면서 몇달동안 일주일 내내 계속된다. 상기 버스트 모드에서, 웨이퍼의 각 섹션에 각 버스트의 동일한 조명 에너지가 수신되는 것이 일반적으로 중요하다. 또한, 칩제조자는 펄스가 펄스변화(에너지 시그마)가 최소가 되도록 하고자 한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 각 펄스(펄스 N-1)의 에너지를 모니터링하는 장치 및 소프트웨어를 사용하여 다음 결과에 기초하여 다음 펄스(펄스N)의 에너지를 제어한다:
1) 목표 펄스 에너지를 갖는 펄스 N-1의 측정된 에너지의 비교와
2) 펄스 N-1를 통한 목표 펄스 선량 대 펄스 N-1를 통한 버스트의 축적된 선량의 비교.
그러한 버스트 모드에서의 동작은 레이저 자체내와 스테퍼 디바이스의 광학 트레인내 모두에 심각한 트랜지언트를 발생시킨다. 출원인은 주요한 트랜지언트가 버스트의 시작후에 처음의 30-40밀리초내에 레이저에서 발생된다는 것을 발견했다. 스테퍼 광학 트레인에서, 주요한 트랜지언트는 버스트의 처음 10 내지 15 밀리초동안에 발생한다.
레이저와 광학장치 구성요소를 적당히 선택하여 이러한 트랜지언트를 제거하고자 노력해왔다; 그러나, 이러한 노력에도 불구하고, 심각한 트랜지언트는 여전히 남아 있으며 이것들을 처리해야 한다. 출원인은 본 발명에서 이러한 트랜지언트를 최소화하고자 하였으며, 이것은 능동 펄스 대 펄스 펄스 에너지 모니터링과 레이저 출력의 펄스 대 펄스 제어를 제공한다. 이들 펄스 에너지 값은, 히스토리칼 펄스 에너지 값과 충전전압, 전압에 의한 에너지의 충전율의 값(dE/dV)과 함께 에너지 시그마를 향상시키고 선량의 에너지를 소망범위내로 제어하기 위해 각 펄스에 앞서 충전 전압을 조정하기 위해 사용된다.
정확한 dE/dV의 중요성
출력 펄스 에너지를 제어하는 종래의 방법은 일반적으로 요구되는 목표 에너지로 부터의 편이를 측정하고, 다음에 요구되는 에너지에 밀접한 근사치를 발생시킬 의도인 다음 펄스에 대한 충전전압으로의 수정을 계산한다. 종래 기술에서의 수정량은 전압의 일정한 증분(또는 감소) 또는 에너지 에러에 비례하는 증분을 가져왔다. 이 비례상수는 종래 기술에서는 고정되었다: 예를 들면, 충전 전압은 에너지 +1mJ마다 50 볼트씩 감소되었다. 이러한 제어 기술에서, 비례상수는 제어 소프트웨어의 고정된 파라미터이고, 레이저 디자이너에 의해 지향되어 실험적으로 결정된다. 이 비례상수의 이상적인 값은 에너지 대 전압 커브의 로컬 편이(기울기)(dE/dV)로부터 도출된다. 에너지 에러가 주어지면, 전압은 DV=DE/(dE/dV)로 수정되고, 여기에서 1/(dE/dV)가 이전에 언급된 비례상수이다.
dE/dV에 대한 값을 정확하게 세팅하는 것이 중요하다. 왜냐하면 제어 알고리즘이 얼마나 빠르게 그리고 정확하게 목표 에너지에 수렴하는지에 영향을 미치기 때문이다. 너무 적은 1/(dE/dV)의 값은 느리고 부정확한 수렴을 초래할 것이다. 역으로, 너무 큰 1/(dE/dV)의 값은 제어 알고리즘에 극심한 불안정성을 초래할 수 있다. 불행하게도, dE/dV은 일정한 것이 아니라, 동작 전압, 플루오르 농도, 가스 온도, 구성요소의 노화와 같은 다양한 인자에 기인하여 시간에 걸쳐 변할 수 있다. 도 5는 다양한 플루오린 농도(에너지가 일정하지 않음)에 대한 충전 전압의 함수로써의 dE/dV의 대표적인 그래프를 도시한다. 도 6은 세개의 다른 전압 레벨에서 플루오린 농도의 함수로써의 dE/dV를 도시한다. 결과적으로, 종래 기술에서 설명되는 제어 기술은 알고리즘이 어떤 조건하에서 불안정한 상태로 가지 않게하기 위해서 강제적으로 최적 값보다 훨씬 적은 비례 상수를 세팅해 왔다. 본 특허에서 설명되는 제어 기술은 준-연속적인 방법으로 파라미터 dE/dV를 직접적으로 측정하는 방법을 제공하며, 이 방법은 레이저 동작의 인터럽션을 요구하지 않음으로써, 항상 레이저 에너지의 최적 제어를 제공한다.
리엔트리 슬러그와 광학 경로 에너지 스윙
리소그래피에서 사용되는 전형적인 KrF 엑시머 레이저에서, 전극으로부터 챔버주위로 그리고 다시 전극으로 일순하게 하기 위하여 레이저 챔버에 있는 가스에 요구되는 시간은 약 30 밀리초이다. 출원인은 1000 Hz에서 동작하는 레이저로 버스트(펄스가 N=28,129,30,31 및 32와 같은)의 개시후에 약 30 밀리초에서 발생하는 펄스에 대한 일정한 충전 전압에서 에너지 출력에 평균적으로 실질적인 감소가 있다는 것을 알았다. 출원인은 펄스 에너지(일정한 충전 전압을 가진)에서의 이러한 감소가 버스트의 처음의 몇 펄스동안 전극들 사이에 있는 가스가 전극으로 다시 복귀하는 것과 관련이 있다고 믿었다. 이러한 증거는 출력에서 딥의 타이밍이 가스 순환 속도를 천천히 함으로써 지연될 수 있다는 것이 실험적으로 증명되었다. 출원인은 제 1 펄스로부터의 이러한 가스 복귀를 "리엔트리 슬러그"로 언급한다. 또한, 버스트의 제 1 펄스의 에너지는 전형적으로 버스트의 연속적인 펄스와는 실질적으로 상이하다. 제 1 펄스의 다음의 약 40ms후에, 일정한 전압에서 펄스 에너지는 상대적으로 일정하다. 이러한 초기의 섭동을 처리하기 위하여, 출원인은 버스트를 두개의 시간 지향 영역으로 분리하였으며, 이 제 1 영역(많은 초기 펄스, 예를 들면, 40펄스로 구성된)은 "K" 영역이라 불리우며, 제 2 영역(K영역을 뒤따르는 펄스로 구성된)을 출원인은 본 명세서에서 "L" 영역으로 언급한다.
각 버스트의 제 1 의 몇몇의 펄스는 스테퍼 광학장치의 광학 경로를 따라 통과하면서 어느 정도의 감소에서 실질적인 변화를 경험한다. 이러한 효과는 광학 소자에서 진동 및/또는 열 트랜지언트에 기인하는 것으로 여겨진다. 버스트로의 약 10 펄스후에, 이러한 변화는 실질적으로 사라지는 경향이 있다.
장치
본 발명의 본 실시예는 펄스 에너지 제어를 위해 종래의 엑시머 레이저 장치를 사용한다. 각 버스트에 있는 각 펄스의 펄스 에너지는 포토다이오드(44,46)에 의해 측정된다. 포토다이오드(46)는 출력 커플러 다음의 레이저(12)출력을 측정함으로써 이 검출기로부터의 신호는 슬러그-효과에 기인한 것과 같은 레이저내의 섭동에 민감하지만, 광학 트레인에서는 볼수 없다. 포토다이오드(44)는 레이저와 광학 트레인내의 섭동을 관찰하며 따라서 레티클상에 있는 에너지의 보다 좋은 표현을 제공한다. 이 포토다이오드의 응답시간은 1밀리초보다 작다. 각각 대략 20ns에서 발생하는 축적된 신호가 저장되고 이 신호는 펄스의 개시후에 대략 1.0 마이크로초에서 컴퓨터 컨트롤러(22)에 의해 판독된다. 버스트에 있는 이전의 개개의 모든 펄스의 축적된 에너지는 버스트 선량 값으로 언급된다. 컴퓨터 컨트롤러는 펄스 N+1에 대한 고전압을 특정화하기 위해 버스트 선량 값과 목표 펄스 에너지에 따라 펄스 N의 펄스 에너지를 나타내는 신호를 사용한다. 이 계산은 약 200 밀리초를 요구한다. N+1에 대한 고전압의 값이 결정될 때, 컴퓨터 컨트롤러는 수 초가 소요되는 펄스 N+1에 대한 충전 전압을 발생시키는 고전압 전원 공급장치(11)로 신호를 전송한다. 컴퓨터 컨트롤러(22)는 고전압 전력 공급장치(11)에게 특정 전압을 커패시터(C0)에 충전할 것을 명령한다. (높은 반복율에서, 계산이 완료되기 전에 충전을 개시하는 것이 바람직하다.) 충전은 약 400 밀리초가 소요되며 C0가 완전히 충전되고 펄스 N으로부터의 트리거 신호후에 1.0 밀리초에서 트리거 회로(13)로부터의 펄스 N+1에 대한 트리거 신호를 수신하였을 때 진행할 준비가 된다. 트리거 신호를 받자마자, 커패시터(C0)는 약 5 밀리초의 주기에 걸쳐 도 4에 도시된 자기 압축 회로로 대략 650볼트를 방전하며, 펄스는 약 10mJ이고 지속시간이 약 75ns(전체의 95%)인 레이저 펄스를 발생시키는 약 100ns에서 전극(6) 양단에서 방전하는 약 16,000볼트의 커패시터(C0)에 방전 전압을 발생시키기 위하여 자기 압축 회로에 의해 압축되고 증폭된다.
바람직한 알고리즘
버스트 모드에서 동작할 때 실질적으로 바람직한 펄스 에너지를 획득하기 위해 충전 전압을 조정하는 특정한 바람직한 프로세스가 아래에 도시된다.
프로세스는 두개의 전압 조정 알고리즘을 사용한다. PI 알고리즘으로 불리우는 제 1 알고리즘은 버스트의 펄스 번호 40("L 영역") 다음 펄스에 적용한다. 제 2 알고리즘은 처음의 40개 펄스에 적용하고 KPI 알고리즘으로 불리운다. 이니셜"PI"는 "비례 적분(proportional integral)"을 의미하고 "KPI"에서 "K"는 버스트의 "K 영역"을 의미한다.
KPI 알고리즘
K 영역은 펄스 1 내지 k를 포함하며, 본 바람직한 실시예에서 k=40이다. 펄스 N에 대한 충전 전압을 세팅하기 위한 알고리즘은 다음과 같다:
vN = (vB)N - (vC)N-1 N=1,2,......k
여기에서,
VN = N번째 펄스에 대한 충전 전압
(vB)N = K 영역에 있는 N 번째 펄스에 대한 목표 에너지(ET)를 발생시키기에 요구되는 전압의 현재의 최선의 평가치를 나타내는 k 저장 전압의 어레이. 이 어레이는 아래의 등식에 따라 각 버스트 후에 갱신된다.
(vC)N-1 = 이전 펄스의 에너지 에러와 버스트에 있는 이전 펄스에 발생된 에너지 에러에 근거한 펄스 N-1까지의 전압 수정
정의에 의해, (VC)0 = 0
A,B = 전형적으로 0과 1 사이의 값, 바람직한 실시예에서 A와 B는 모두 0.5
εi = i 번째 펄스의 에너지 에러
= Ei-ET 여기에서 Ei는 i 번째 펄스에 대한 에너지, 그리고 ET는 목표 에너지
Di = 1 부터 i까지의 모든 펄스를 포함하는, 버스트의 누적 선량 에러
dE/dV = 충전 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율. (본 실시예에서, dE/dV의 하나이상의 값이 각 버스트 동안 실험적으로 결정되고 이 값의 실행 평균이 계산에 사용된다.)
저장값((vB)N)은 버스트 동안 또는 그 후에 다음의 관계식에 따라 갱신된다:
여기에서 색인(M)은 버스트 수를 의미한다
C = 전형적으로 0과 1 사이의 비율, 바람직한 본 실시예에서는 0.3이다.
PI 알고리즘
L 영역은 k+1개 내지 버스트의 끝까지의 펄스를 포함한다(바람직한 실시예에서, 펄스수는 41개 이상이다). 펄스 N에대한 충전 전압을 셋팅하기 위한 알고리즘은:
여기에서,
VN = N 번째 펄스에 대한 충전 전압
VN-1 = N-1 번째(이전) 펄스에 대한 충전 전압
변수 A,B,ε1,D1, 및 dE/dV는 이전에 정의된 바와 같다.
dE/dV의 결정
dE/dV에 대한 새로운 값은 레이저의 특성에서 상대적으로 느린 변화를 추적하기 위해 주기적으로 결정된다. 바람직한 실시예에서, dE/dV는 L 영역에서 두개의 연속적인 펄스 동안 제어된 방식으로 전압을 "디더링(dithering)" 또는 변경함으로써 측정된다. 이 두개의 펄스에 대하여, 정규 PI 에너지 제어 알고리즘은 일시적으로 중단되고 다음과 같이 대체된다:
펄스 j에 대하여:
여기에서 VDither = 고정 전압 증분, 전형적으로 몇 볼트
펄스 j+1에 대하여:
Vj+1 = Vj - 2VDither
펄스 j+1후에, dE/dV는 다음과 같이 계산된다:
dE/dV의 계산은 매우 까다로울 수 있는데, 디더링 전압에 기인한 기대 에너지 변화가 레이저의 정규 에너지 변화에 따라 동일한 크기가 될 수 있기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 최종 50-dE/dV의 실행 평균이 실질적으로 PI와 KPI 알고리즘에서 사용된다.
VDither를 선택하는 바람직한 방법은 요구 에너지 디더링 EDither를 전형적으로 에너지 목표 ET의 몇 퍼센트로 특정화 하는 것이고, 다음에 VDither를 계산하기 위해 dE/dV에 대한 현재(평균)값을 사용하는 것이다:
펄스 j+2(두개의 디더링된 펄스에 바로 이어지는)는 디더링되지는 않지만, 특정한 값을 갖는다:
Vj+2에 대한 특정값은 인가된 전압 디더링과 펄스 j+1로부터의 기대 에너지 디더링 모두에 대해 수정된다.
펄스 에너지 검출
도 1에 도시된 바와 같이, 포토검출기(46)는 레이저(12)의 출력부에서 레이저 빔을 샘플링하고 포토검출기(44)는 레티클의 단지 상류에서 레이저 빔을 샘플링한다. 포토검출기 하나 또는 모두가 펄스 에너지와 버스트 에너지를 제어하기 위해 상기에 설명된 제어 알고리즘에 펄스 에너지 신호를 제공하도록 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 출원인은 레티클 가까이에 포토검출기(44)를 사용한다. 이 검출기를 사용하는 이점은 모든 시스템이 레티클이 수신중인 에너지에 근거하여 제어된다는 것이다. 불리한 점은 광학 트레인에 있는 문제점으로는 레이저로부터의 너무 많은 에너지를 요구하는 제어 알고리즘이 된다는 것이다. 이러한 잠재적인 문제점을 최소화하기 위해, 상기 알고리즘은 목표 출력(ET), 예를 들면 10mJ 전후로 ±2mJ의 범위로 포토검출기(46)에 의해 측정되도록 펄스 에너지를 제한하기 위해 추가 전압 제어를 함으로써 수정될 수 있다. 상한을 초과하는 것은 광학 트레인에 문제가 있다는 것을 지시한다. 하한 판독은 검출기중의 하나에 문제가 있다는 것을 지시한다. 레이저 또는 스테퍼 제어는 이 제한중의 하나에 도달된다면 경고 신호를 제공하도록 프로그래밍될 수 있거나, 또는 전압 제어 알고리즘은 검출기에 의해 측정된 펄스 에너지가 상한에 근접한다면 포토검출기(46)에 근거하여 충전 전압을 제한하도록 수정될 수 있다.
제 2 의 바람직한 실시예
스캐너 시스템
도 9는 적분회로의 리소그래피 프린팅에 대한 스캐너 시스템의 스케치이다. 스케치는 스캐너 시스템 및 또한 스텝과 스캔 시스템으로 불리우는 시스템의 유형을 나타낸다. 스캐너 시스템 및 스텝과 스캔 시스템 모두에서, 웨이퍼 레벨에서 렌즈 필드는 23에서 보여지는 바와 같이 26 * 8 mm와 같은 긴 직사각형으로 형성된다. 조명동안, 레티클과 웨이퍼는 부재번호 22에서 보여지는 바와 같이 약 26 * 33 mm로 이미지 필드를 노광시키기 위해 반대 위치에서 동시에 스캐닝된다. 스캐너 시스템에서 레티클의 이미지 필드를 조명하기 위한 레이저 버스트가 복귀하는 동안 레티클이 반대 방향에서 단계적으로 스캐닝하는 반면 웨이퍼는 웨이퍼의 한쪽면에서 다른 한쪽면으로 연속적으로 스캐닝한다. 스텝 및 스캔 시스템에서, 웨이퍼와 레티클 모두는 조명 사이에 스테핑되고, 다음에 조명 주기동안 반대방향으로 스캐닝된다.
1000Hz와 10mJ 펄스에서 전형적인 조명 주기는 약 250 밀리초이다. 웨이퍼 스캔 속도는 약 200mm/초, 즉 .2mm/밀리초의 범위내에 있다. 렌즈 필드가 약 8mm 넓이이기 때문에, 웨이퍼상의 각 포인트상의 조명 시간은 약 40 밀리초가 되어 웨이퍼의 목표 영역상의 각 스폿은 약 40 펄스가 예측된다. 이 펄스는 스테퍼 렌즈 필드의 단면 영역의 약 1/3에 집속되어 웨이퍼상의 각 스폿의 총 선량 에너지는 스테퍼와 스캐너 모두에 대해 거의 동일하다.
스테퍼 에너지 제어
도 7은 스테퍼와 레이저 모두에서 포토검출기를 사용하여 스테퍼를 제어하는 바람직한 펄스 에너지 제어 알고리즘에서의 기본적인 스텝을 도시하는 플로우챠트이다. 펄스 N에 대한 충전 전압을 세팅하기 위해, 스테퍼에서의 펄스 에너지(Es)와 레이저에서의 펄스 에너지(EL)가 부재번호 50에서 지시된 바와 같이 측정된다. N-1 펄스에 대한 에너지 에러(ε)와 N-1까지의 선량 에러가 계산된다(52).
본 실시예에서, 출원인은 각각의 처음의 40 펄스에 대하여 4세트의 빈(bin) 값을 가지며, 빈 값의 세트는 버스트간의 시간 간격에 근거하여 선택되고 빈 값은 각 레이저에 유일하며 일생에 걸쳐 변한다. 빈 값은 레이저가 실행함에 따라 에너지 제어 알고리즘에 의해 갱신된다.
N이 K이하이면, 40 펄스인 경우에, 선량 에러와 에너지 에러는 충전 전압의 빈 값으로 사용될 뿐만 아니라 부재번호 54에서 도시된 바와 같이 VN을 계산하기 위한 dE/dV의 평균값으로 사용된다. N이 K보다 크다면, 이전 전압값은 부재번호 56에서 도시되는 바와 같이 빈 값 대신에 사용된다. dE/dV의 측정은 부재번호 58에서 도시된다. 바람직한 실시예에서, 제어 유닛은 레이저에서 측정되는 바와 같이 펄스 에너지를 검사하고, 이전 펄스가 목표 에너지로부터 ±2mJ이상 편이하면, 다음 펄스에 대한 전압 세트는 부재번호 60에서 도시되는 바와 같이 편이가 ±2mJ을 다시 초과하지 않도록 하기 위해 선택된다. 낮은 E 또는 높은 E가 또한 스테퍼 소프트웨어에 기록될 것이다.
스캐너 에너지 제어 알고리즘
도 8은 스캐너의 펄스 에너지를 제어하는 유사한 계획을 도시한다. 이것은 스테퍼에 대해 도 7에 도시된 것과 실질적으로 동일하다. 차이는 (부재번호 62에 도시된 바와 같이) K펄스후에(바람직한 실시예에서 K=40), 선량 계산D* N-1이 단지 최근의 40개의 펄스를 사용하여 이루어진다는 것이다. 이것은 스캔 속도가 웨이퍼상의 각 포인트가 40개의 펄스를 수신하도록 하는 스캐닝 계획에 근거한다.
변화
상기에 설명된 알고리즘상의 많은 변화가 가능하다. 예를 들면, 레이저의 출력부에 위치된 펄스 에너지 검출기는 도 7과 8에 도시된 알고리즘에 사용될 수 있고 아마도 좁은 범위로 부재번호 60에서 도시되는 바와 같이 계산하기 위해 사용될 수 있다. 해당 분야에 능숙한 당업자에게는 본 개시에 의해 교시되는 일반적인 원리내에서 알고리즘에 많은 수정이 가능하다는 것이 당연히 이해될 것이다. 상기 알고리즘에 관하여, dE/dV는 K 뿐만 아니라 L 영역에서 결정될 수 있다. 디더링은 버스트 마다 또는 몇 타임밍마다 한번씩 실행될 수 있다. 디더링 시퀀스는 상기에 설명된 바와 같이 고정 펄스 수(j)에서 수행될 수 있거나, 또는 한 버스트에서 다음 버스트로 변화하는 무작위로 선택된 펄스 수에 대하여 초기화될 수 있다.
판독기는 A,B, 및 C가 수렴 인자인 것을 인식하며, 이 인자는 많은 기타 값들을 가질 수 있다. 상기에 특정된 값보다 더 큰 값은 더 빠른 수렴을 제공하지만 불안정성의 증가를 초래할 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 이다. 이 관계는 임계 댐핑을 발생시키기 위한 인지된 기술로부터 개발되었다. B는 선량 보정이 없는 경우에는 제로가 될 수 있다; 그러나 A는 알고리즘의 선량 이송 부분에 댐프닝 여지를 제공하기 때문에 제로가 될 수 없다.
dE/dV의 결정값이 너무 작게 되면, 상기 알고리즘에 의해 과수정된다. 따라서 에너지 시그마 값이 문턱값을 초과하면 임의적으로 dE/dV를 두배로 하는 것이 바람직한 기술이다. V와 dE/dV의 디폴트값이 버스트의 제 1 펄스에 제공된다. D는 각 버스트가 개시할 때 제로로 세팅된다. 디폴트 dE/dV는 초기 과수정을 피하기 위해 기대 dE/dV의 약 세배로 세팅된다.
상기에 언급된 디더없이 dE/dV를 결정하는 대체 방법은 레이저 동작동안 에너지와 전압값을 단순하게 측정하여 저장하는 것이다. (특정 전압값보다는 오히려 측정된 값이 또한 사용될 수 있다.) 이 데이터는 일정한 펄스 에너지에 대한 V의 함수로써 dE/dV를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 소자의 값이 심각한 불확실성을 갖는 측정 차이 때문에 dE/dV의 각각의 값이 상당히 큰 불확실성을 포함한다는 것을 독자는 유의해야 한다. 그러나, dE/dV의 큰 수를 평균화함으로써 이러한 불확실성을 감소시킬 수 있다.
dE/dV를 결정하기 위한 디더 실행은 각 버스트상에서 이루어질 필요는 없지만 대신에 M개의 버스트마다 한번씩은 주기적으로 행해질 수 있다. 또는 dE/dV의 측정이 컴퓨터에 의해 실행되는 계산에 의해 대체될 수 있거나 또는 dE/dV의 값이 VN+1의 계산을 위해 이전 펄스의 오퍼레이터에 의해 수동으로 삽입될 수 있다. 이러한 제어 시스템에 대하여 실질적으로 측정된 VN에 대한 값을 사용하는 것이 대체적인 접근방법이다. 또한 VBIN의 값은 특정 값으로부터 계산되는 것이지 상기 설명된 실시예에서의 실질적인 측정값으로부터 계산되는 것이 아니다. 분명한 대체방법은 측정된 전압값을 사용하는 것이다. ET는 일반적으로 10mJ과 같은 일정한 값이지만 일정하게 되어야 하는 것은 아니다. 예를 들면, 마지막 열개의 펄스의 ET는 정규적인 펄스 에너지보다 더 작아서 이러한 펄스에 대한 목표 ET로부터의 비율 편이는 적분된 펄스 선량에 더 적은 효과를 갖는다. 또한, 버스트에서 버스트로 변하는 ET를 제공하기 위해 컴퓨터 컨트롤러(22)를 프로그래밍하는 것이 어떤 상황에서는 더 바람직할 수 있다.
계산의 선량 제어는 ES대신에 EL에 기초하여 이루어질 수 있거나, 또는 EL에 근거한 제한이 제거될 수 있거나, 또는 범위가 더 적어지거나 또는 더 길어질 수 있다. 상기에 지시된 바와 같이, 컴퓨터 컨트롤러는 레이저가 실행됨에 따라 실질적으로 수집된 데이터에 근거하여 빈 값(V)을 자동적으로 갱신하도록 바람직하게 프로그램밍된다. dE/dV, VN, 및 EN을 안다면, 컴퓨터가 특정 펄스 N에 대하여 ET를 발생하는 전압을 결정하는 것은 쉬운 일이다. 초기의 버스트 트랜지언트는 버스트간의 시간 간격에 의해 영향을 받는다. 따라서,적어도 세개의 세트의 빈 값이 설정되고 이 시간 간격에 근거하여 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 빈 값의 개별 세트는 이어지는 버스트간의 각각의 시간 간격에 대하여 설정될 수 있다: (1) 0 내지 1.0초, (2) 1.0초 내지 10초, (3) 10초 내지 60초, (4) 60초 초과.
다음의 논문은 스캐닝 시스템의 광학장치의 추가적인 상세와 선량 제어에 대한 방법을 제공하기 위해 참조로써 사용된다: Suzuki등에 의한 Jpn.J.Appl.Phys. Vol34(1995), pp.6565-6572에 있는 "Dosage Control for Scanning Exposure with Pulsed Energy Fluctuation and Exposed Position Jitter"와 G.deZwart등에 의한 1997년 3월 광학 마이크로리소그래피의 SPIE 심포지움에서의 "Performance of a Step and Scan System for DUV Lithography".
본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 넓은 태양에서 본 발명으로부터 벗어나지 않고 변경과 수정이 이루어질 수 있어 추가된 청구범위가 본 발명의 사상과 범주내에서 그러한 변경과 수정 모두를 본 발명의 범주내에서 포함할 수 있다는 것이 해당분야에 능숙한 당업자에게는 분명할 것이다.

Claims (19)

  1. 반도체 웨이퍼 제조 시스템에 있어서,
    레이저 광 펄스 P1,P2,...PN-1,PN을 발생하고 충전 전압을 한정하는 고전압 충전 시스템을 갖는 펄스 파워 시스템을 구비한 레이저;
    상기 레이저에 의해 발생된 광 펄스를 수신하고, 상기 레이저에 의해 방사된 상기 광 펄스가 상기 마스크에 부딪치기 전에 감쇄되도록 하는 광학 소자를 상기 레이저와 마스크사이에 제공하는 웨이퍼 노광 시스템;
    상기 광학 소자중의 적어도 하나에서 나오는 레이저 광 펄스의 적어도 일부분을 상기 광 펄스가 상기 마스크에 부딪치기 전에 수신하기 위해 상기 노광 시스템내에 위치된 제 1광 강도 검출기;
    상기 레이저로부터 출력된 레이저 광 펄스의 적어도 일부분을 수신하기 위해 상기 레이저 근처에 위치된 제 2광 강도 검출기;
    레이저 광에 대한 반도체 웨이퍼의 노광을 제어하기 위해 사용되는, 상기 제 1 광 강도 검출기와 상기 제 2 광 강도 검출기중의 적어도 하나의 출력부;
    충전 전압을 한정하는 고전압 충전 시스템을 포함하는 펄스 파워 시스템을 구비한 상기 레이저로부터 현재의 버스트 펄스, P1,P2...PN-1,PN을 한정하는 펄스의 버스트내의 적분된 에너지 선량과 펄스 에너지를 제어하는 알고리즘으로 프로그래밍된 프로세서;를 포함하고,
    상기 알고리즘은,
    A) 상기 펄스의 버스트에서 각 펄스의 에너지를 측정하는 단계;
    B) 충전 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율(dE/dV)을 결정하는 단계; 및
    C) 1) 각각의 PN에 대하여 상기 버스트에 있는 적어도 하나의 이전 펄스의 측정된 에너지와 소정의 목표 펄스 에너지 값에 근거하여 펄스 에너지 에러ε를 결정하며,
    2) 각각의 PN+1에 대하여 상기 버스트에 있는 모든 이전 펄스인 P1 내지 PN의 적분된 선량 에러 D를 결정하며,
    3) i) 상기 dE/dV,
    ii) 상기 E,
    ⅲ) 상기 D,
    ⅳ) 적어도 하나의 기준 전압,을 사용하여 상기 제 1 복수의 펄스에서 각각의 상기 펄스 PN+1에 대하여 충전 전압 VN+1을 결정하는 알고리즘으로 프로그래밍된 컴퓨터 프로세서를 사용하여 레이저의 충전 전압을 조정함으로써, 상기 펄스의 버스트에 있는 적어도 하나의 복수의 펄스에서 각 펄스 PN의 펄스 에너지를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노광 시스템은 스테퍼인 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 노광 시스템은 스캐너인 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 검출기와 상기 제 2 검출기는 상기 노광을 제어하기 위해 서로 함께 사용되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 측정된 에너지는 상기 제 1 광 강도 검출기에 의해 측정된 에너지인 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 알고리즘은 상기 광 검출기에 의해 측정되는 펄스 에너지가 소정 범위내에 있는지를 판단하기 위해 상기 제 2 광 강도 검출기로 측정된 펄스 에너지를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이전 펄스는 PN-1이고 상기 기준 전압은 현재의 버스트에서 상기 PN-1을 발생시키기 위해 특정된 충전 전압인 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 현재의 버스트는 복수의 이전 버스트를 뒤따르고 한정하며, 상기 적어도 하나의 이전 펄스는 PN이고 상기 기준 전압은 복수의 이전 버스트 각각에서 PN+1에 대하여 결정된 충전 전압 값에 근거하여 계산되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 현재의 버스트는 복수의 이전 버스트를 뒤따르고 한정하며, 상기 적어도 하나의 이전 펄스는 PN이고 상기 적어도 하나의 복수의 펄스는 제 1 복수의 펄스와 제 2 복수의 펄스, 제 1 기준 전압과 제 2 기준 전압을 한정하는 두개의 복수의 펄스이며, 상기 제 1 기준 전압은 이전 버스트의 PN+1로부터의 데이터를 사용하여 결정된 충전 전압이고 상기 제 2 기준 전압은 현재의 버스트의 PN으로부터의 데이터를 사용하여 결정된 충전 전압인 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 충전 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율은 버스트 동안 얻어진 펄스 에너지의 적어도 두개의 측정된 값을 사용하여 주기적으로 결정되고 상기 적어도 두개의 측정된 값의 각각은 서로 다른 충전전압의 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 충전 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율은 각각의 일련의 버스트동안에 한 번 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율은 펄스 에너지의 복수의 측정된 값 및 펄스 에너지의 상기 복수의 측정된 값에서 펄스 에너지의 각각의 측정된 값에 대응하는 충전 전압의 특정된 값을 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율은 펄스 에너지의 복수의 측정된 값 및 펄스 에너지의 상기 복수의 측정된 값에서 펄스 에너지의 각각의 측정된 값에 대응하는 충전 전압의 측정된 값을 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 충전 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율은 상기 변화율의 복수의 가장 최근값을 평균함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 알고리즘은 적어도 두개의 수렴 인자를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 알고리즘은 적어도 세개의 수렴 인자를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 충전 전압을 한정하는 고전압 충전 시스템을 포함하는 펄스 파워 시스템을 갖는 레이저로부터 현재의 버스트 펄스 P1,P2...PN, PN+1,...PF를 한정하는 펄스의 버스트내의 적분된 에너지 선량과 펄스 에너지를 제어하기 위한 알고리즘이 프로그래밍되어 있는 시스템에 있어서, 상기 알고리즘은,
    A) 상기 펄스의 버스트에서 각 펄스의 에너지를 측정하는 단계;
    B) 충전 전압에 대한 펄스 에너지의 변화율 dE/dV을 결정하는 단계;
    C) 1) 각 PN+1에 대하여, 상기 버스트에 있는 적어도 하나의 이전 펄스의 측정된 에너지와 소정 목표 펄스 에너지 값에 근거하여 펄스 에너지 에러 E를 결정하며,
    2) 각각의 PN+1에 대하여 상기 버스트의 모든 이전 펄스 P1 내지 PN의 적분된 선량 에러D를 결정하며,
    3) i) 상기 dE/dV,
    ii) 상기 E,
    ⅲ) 상기 D,
    ⅳ) 복수의 이전 버스트에서 PN+1에 대하여 특정된 전압에 근거한 기준 전압을 사용하여 상기 제 1 복수의 펄스에서 상기 각각의 펄스 PN+1에 대하여 충전 전압 VN+1을 결정하는 알고리즘으로 프로그래밍된 컴퓨터 프로세서를 이용하여 레이저의 충전 전압을 조정함으로써, 상기 펄스의 버스트에서 PK를 한정하는 제 1 K 펄스에서 각 펄스 PN의 펄스 에너지를 제어하는 단계; 및
    D) 1) 각 PN+1에 대하여 상기 버스트에 있는 적어도 하나의 이전 펄스의 측정된 에너지와 소정 목표 펄스 에너지 값에 근거하여 펄스 에너지 에러 E를 결정하며,
    2) 각각의 PN+1에 대하여 상기 버스트내의 모든 이전 펄스 P1 내지 PN의 적분된 선량 D를 결정하며,
    3) i) 상기 dE/dV,
    ii) 상기 E,
    ⅲ) 상기 D,
    ⅳ) 펄스 PN에 대하여 특정된 전압에 근거한 기준전압을 사용하여 상기 제 1 복수의 펄스에서 상기 각각의 펄스 PN+1에 대하여 충전 전압 VN+1을 결정하는 알고리즘으로 프로그래밍된 컴퓨터 프로세서를 이용하여 레이저의 충전 전압을 조정함으로써, 상기 펄스의 버스트에서 PK를 뒤따르는 펄스에서 각 펄스 PN+1의 펄스 에너지를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 알고리즘은 0과 1 사이의 값을 각각 갖는 적어도 세개의 수렴 인자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 3 항에 있어서, 상기 알고리즘은, 각각의 상기 복수의 스페이스를 조명하는 모든 펄스의 적분된 펄스 에너지를 나타내는 상기 웨이퍼상의 복수의 스페이스의 각각에 대하여 선량값을 계산하기 위한 루틴을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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