KR100634918B1 - 공간 간섭성의 확장없이 레이저 빔을 확장하기 위한시스템 및 방법 - Google Patents

공간 간섭성의 확장없이 레이저 빔을 확장하기 위한시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

공간 간섭성의 변화없이, 스팩클 패턴을 생성하지 않고서, 레이저 빔으로부터 방출된 광을 확장하는 시스템 및 방법이 제공된다. 시스템은 레이저 소스, 및 멀티플렉싱 장치를 갖는 광학 투영 시스템을 포함한다. 멀티플렉싱 장치는, 공간 간섭성을 변화시키지 않고서, 레이저로부터 방출된 광을 거의 동일한 광 강도를 갖는 복수의 빔으로 확장한다. 멀티플렉싱 장치는 미러와 동일한 쪽에 미러에 평행하게 배치된 공간 분리된 복수의 빔 스플리터를 갖는다. 시스템은 복수의 빔 각각을 집광하는 조명 광학 시스템, 및 조명 광학 시스템으로부터 출력된 광으로 조명된 마스크의 이미지를 기판 상으로 투영하는 투영 광학 시스템을 더 포함한다.
광학 투영 시스템, 공간 간섭성, 스팩클 패턴, 레이저 빔, 멀티플렉싱 장치

Description

공간 간섭성의 확장없이 레이저 빔을 확장하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR LASER BEAM EXPANSION WITHOUT EXPANDING SPATIAL COHERENCE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템을 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1의 광학 시스템의 일 부분 내의 광학 멀티플렉서 소자 및 광 이동을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1의 광학 시스템의 일 부분 내의 광학 멀티플렉서 소자 및 광 이동을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1의 광학 시스템의 일 부분 내의 광학 멀티플렉서 소자 및 광 이동을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1의 광학 시스템의 일 부분 내의 광학 멀티플렉서 소자 및 광 이동을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>
104 : 레이저
106 : 멀티플렉서
108 : 빔 조정기
110 : 조명 광학계
112 : 레티클
114 : 투영 광학계
본 발명은 공간 간섭성을 확장시키지 않고서 레이저 빔을 확장하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
리소그래피 또는 다른 환경(예를 들어, 홀로그래피)에서, 전형적으로 조명 시스템 필드가 레이저 빔보다 훨씬 크기 때문에, 엑시머 레이저 빔 또는 원자외선(DUV) 엑시머 레이저 빔의 확장이 필요하다. 전형적으로, 레이저 빔은 10㎜ ×10㎜ 또는 5㎜ ×20㎜ 인 데에 반하여, 조명 필드는 120㎜ ×25㎜ 일 수 있다. 레이저 빔이 직사각형 또는 정사각형의 단면을 갖는 것으로 설명되었지만, 다양한 단면의 광이 사용될 수 있다. 일반적으로, 리소그래피 장치는, 리소그래피 도구 내의 다른 부분에서 더 확장하기 전에, 광학 멀티플렉서 내에서 레이저 빔을 미리 확장하기 위하여, 하나의 반사기 및 하나의 부분 반사기(partial reflector)(또는 빔 스플리터)로 이루어진 배열을 갖는다. 불행하게도, 전형적인 광학 장치(렌즈, 프리즘)에 의한 확장은 레이저의 공간 간섭성(spatial coherence)을 증가시키며, 스팩클 문제(speckle problem)를 유발한다. 그러므로, 다른 광학 장치가 사용될 수 있다. 반사기/빔 스플리터 배열을 사용할 때의 단점은, 소정의 파라미터에 기초하여 반사율이 계단식(stepwise)으로 변화하는 코팅의 패치로 이루어지는 "계단형(staircase)" 부분 반사기의 복잡한 구성을 필요로 한다는 것이다. 이 배열 은 레이저 빔의 크기 및 위치와 "계단형" 패치 패턴의 정확한 일치를 필요로 한다. 또한, "계단형" 부분 반사기를 실제로 구현할 때에, 패치와 확장된 빔의 사이에 코팅되지 않은 영역이 발생되고, 그 결과 빔 단면의 밝은 영역을 어두운 영역이 관통하여 가로지르는 "제브라(zebra)" 패턴이 발생된다. 또한, 엑시머 레이저는 시간에 따라 빔 크기 및 발산(divergence)이 변화하는 경향을 갖는다.
따라서, 광의 공간 간섭성을 변화시키지 않고, 스팩클 패턴을 생성하지 않으며, "계단형" 부분 반사기가 불필요한, 레이저로부터 방출된 광을 확장하기 위한 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명의 실시예는 레이저 소스 및 멀티플렉싱 장치를 포함하는 광학 시스템을 제공한다. 멀티플렉싱 장치는 미러로부터 동일한 쪽에 미러에 평행하게 배치된 복수의 공간 분리된 빔 스플리터를 포함한다. 멀티플렉싱 장치는, 공간 간섭성을 변화시키지 않고서, 레이저 소스에 의해 방출된 광을 실질적으로 서로 동일한 강도를 갖는 복수의 빔으로 확장한다. 광학 시스템은 복수의 빔 각각을 집광하는 조명 광학 시스템, 및 조명 광학 시스템으로부터 출력된 광으로 조명된 마스크의 이미지를 기판 상으로 투영하는 투영 광학 시스템을 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 반사기, 및 반사기로부터 동일한 쪽에 반사기에 평행하게 배치된 복수의 공간 분리된 빔 스플리터를 포함하는 광 멀티플렉싱 장치를 제공한다. 멀티플렉서는, 레이저에 의해 방출된 광의 공간 간섭성을 변화시키지 않고서, 레이저 소스에 의해 방출된 광을 실질적으로 서로 동일한 강도를 갖는 복수의 빔으로 확장한다.
본 발명에 의해 제공되는 몇몇 이점들은, "계단형" 빔 스플리터보다 제조 및 생성이 훨씬 용이한 균일한 부분 반사기를 사용하여, 레이저 빔의 공간 간섭성의 변화없이 그리고 스팩클 패턴을 형성하지 않고서, 레이저 빔이 확장된다는 것이다. 다른 이점은, 종래의 장치에서는 레이저 빔이 각각의 빔 스플리터에 정확하게 정렬되는 것이 결정적(critical)이었지만, 본 발명에서는 레이저 빔이 각각의 빔 스플리터에 정확하게 정렬되는 것이 결정적이지는 않다는 것이다.
본 발명의 다양한 실시예의 구성 및 동작은 물론, 본 발명의 다른 실시예, 특징 및 이점은, 이하에서 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
<실시예>
본 명세서에 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예를 도시한 것이며, 상세한 설명과 함께, 발명의 목적, 이점 및 원리를 설명한다.
도면에서, 대부분의 유사한 참조 번호들은 동일 또는 실질적으로 동일한 구성 요소를 나타낸다. 또한, 참조 번호의 첫자리수는 해당 참조 번호가 최초로 나타난 도면의 번호를 나타낸다.
도 1에는, 광(102)의 공간 간섭성을 변화시키지 않으며 또한 스팩클 패턴을 실질적으로 제거하는, 레이저(104)로부터의 방출된 광(102)을 확장하는 시스템(100)이 도시되어 있다. 레이저(104)는 엑시머 또는 원자외선 엑시머 레이저일 수 있다. 광(102)은 빔 조정기(beam conditioner, 108) 내의 멀티플렉서(106)에 의해 수광된다. 빔 조정기(108)는 조명 광학계(110)로 광을 방출하고, 조명 광학계(110)는 마스크 또는 레티클(112)을 통해 투영 광학계(114)를 지나 기판 상으로 광을 투과시킨다. 이 시스템의 일 실시예는 리소그래피 시스템 등일 수 있다. 다른 실시예는 홀로그래피 시스템일 수 있다. 확장이 멀티플렉서(106)에 의해 수행되긴 하지만, 멀티플렉서(106)는 광을 약 4-6배 확장하는 예비 확장 시스템 또는 제1 확장 시스템일 수 있으며, 시스템(100) 내의 다른 광학계에 의해 그 이상의 확장이 행해질 수 있다. 예비 확장 시스템(106)을 사용함으로써, 종래의 확장 시스템과 관련된 스팩클 및 다른 문제점이 실질적으로 제거될 수 있다.
도 2a를 보면, 멀티플렉서(106)의 실시예가 도시되어 있다. 멀티플렉서(106)는 반사 표면(202)으로부터 연장된 평면 내에 있는 반사 표면(202)를 갖는 반사기(200)를 포함한다. 거의 동일한 강도의 확장 빔을 생성할 수 있는 다층 유전체 코팅을 갖는 50/50 또는 임의의 다른 비율의 빔 스플리터일 수 있는 제1 및 제2 빔 스플리터(204 및 206)가 반사기(200)로부터 같은 쪽에 위치되며, 반사 표면(202)으로부터 연장하는 평면에 평행한 평면에 있다. 반사기(200)와 제1 빔 스플리터(204) 사이의 거리 d는 제1 빔 스플리터(204)와 제2 빔 스플리터(206) 사이의 거리 d와 동일하다. 거리 d는 제1 빔 스플리터(204)의 대칭축(208)과 광이 교차하는 각도 α와, 빔(102)의 폭 a에 의해 다음의 식과 같이 정의된다.
d = a / (2 * sin α)
또한, 각도 α, 빔(102)의 폭 a 및 레이저(104)의 시간 간섭 길이(temporal coherence length) L은 다음의 식에 따른 관계를 갖는다.
tan α< a/L
또한, 반사기(200)의 단부(210)를 기준으로 하여, 제1 빔 스플리터(204)는 가로 방향으로 b만큼 이동되고, 제2 빔 스플리터(206)는 가로 방향으로 4b만큼 이동된다.
b = d * tan α
이상적으로, 각도 α는 a/L보다 훨씬 작다. 일부 실시예에서, 각도 α의 값이 선택되고, 다른 파라미터들은 그 선택된 값에 기초하여 계산된다.
레이저(104)의 시간 간섭 길이 L은 λ2/Δλ에 의해 정의되며, 이 때 Δλ는 방사의 공간 범위이고, λ는 레이저(104)의 중심 파장이다. 예를 들어, 마이크로리소그래피를 위한 전형적인 엑시머 레이저에서 사용되는 파장은 248, 193 및 157㎚이다. 방사의 공간 범위는 리소그래피 도구 및 레이저의 설계에 따라 달라진다. 방사의 공간 범위는 1pm 정도로 작을 수도 있고, 100pm 정도로 넓을 수도 있다. 따라서, 간섭 길이 L의 범위는 .25㎜ 내지 40㎜일 수 있다.
계산에 사용되는 폭 a의 변은 레이저 빔(204)의 어느 변이 확장되어야하는지에 기초한다. 상이한 파라미터의 범위의 일례에서, 광빔은 5㎜ ×20㎜일 수 있다. 그러므로, 폭 a는 5㎜이고, 4배 확장된다. 다른 실시예에서, 폭 a는 4 내지 6배 확장될 수 있다. 이 실시예에서, 시간 간섭 길이 L은 공간 범위에 따라 달라지긴 하지만, 시간 간섭 길이 L은 20㎜이고, 입사각 α는 10°(degree)이다. 따라서, 이 예에서, d = 5㎜ / 2 * sin10 = 14.4 ㎜이고, b = 14.4㎜ * tan(10) = 2.54 ㎜이다.
도 2a에 도시된 실시예의 동작에서, 레이저(104)로부터 방출된 광(102)은 제1 빔 스플리터(204)에서 소정의 각도 α로 수광되며, 제1 빔 스플리터(204)는 광(102)의 제1 부분은 반사기(200)를 향해 반사시키고, 광의 제2 부분은 제2 빔 스플리터(206)를 향해 투과시킨다. 반사기(200)는 광(102)의 제1 부분을 수광하고, 광(102)의 제3 부분을 빔 스플리터(204)를 향해 반사시킨다. 광(102)의 제2 부분은 제2 빔 스플리터(206)에서 수광되며, 제2 빔 스플리터(206)는 광(102)의 제4 부분을 반사기(200)를 향해 반사시키고, 광(102)의 제5 부분을 투과시켜, 제1 출력 빔(212)을 생성한다. 광(102)의 제3 부분은 제2 빔 스플리터(206)에서 수광되며, 제2 빔 스플리터(206)는 광(102)의 제6 부분을 반사기(200)를 향해 반사시키며, 광의 제7 부분을 투과시켜 제2 출력 빔(214)을 생성한다. 반사기(200)는 광(102)의 제4 부분을 수광하고, 광(102)의 제8 부분을 반사시켜, 제3 출력 빔(216)을 생성한다. 최종적으로, 반사기(200)는 광(102)의 제7 부분을 수광하고, 광(102)의 제9 부분을 반사하여 제4 출력 빔(218)을 생성한다. 제1 내지 제4 출력 빔(212-218)은 동일한 강도를 가질 수 있으며, 입력 빔(102)의 강도의 약 25%를 갖는다. 이것이 이루어질 수 있는 한 가지 방식은 50/50 빔 스플리터를 사용하는 것이다.
도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예는, 도 2a에서처럼 4b 만큼 가로 방향으로 이동되는 대신에, 반사기(200)의 단부(210)에 대하여 2b만큼 가로 방향으로 이동된 제2 빔 스플리터(206)를 포함한다. 제2 빔 스플리터(206)를 2b만큼 이동시키는 이러한 배열을 통해, 광의 제3 빔은, 부분적으로는 반사되고 부분적으로는 투과되는 대신에, 제2 출력(222)만을 생성하게 된다. 그 외에는, 전술한 광 이동과 마찬가지로, 거의 동일한 강도를 갖는 3개의 출력 빔(220, 222 및 224)이 생성된다. 출력 빔(220, 222 및 224)의 강도는 66:33 빔 스플리터(204) 및 50:50 빔 스플리터(206)의 사용을 통해 유지될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 멀티플렉서(106')의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 멀티플렉서는 반사기(300), 및 50/50 빔 스플리터일 수 있는 제1, 제2, 제3 빔 스플리터(302, 304 및 306)를 포함한다. 빔 스플리터 파라미터 d, b, α 및 L의 관계는 전술한 것과 같다. 이 실시예에서, 제1 빔 스플리터(302)는 반사 표면(308)으로부터 연장하는 평면으로부터 거리 d만큼 이격되고, 제2 빔 스플리터(304)는 거리 2d만큼 이격되고, 제3 빔 스플리터(306)는 거리 4d만큼 이격된다. 또한, 제1 빔 스플리터(302)는 반사기(300)의 단부(310)로부터 거리 b만큼 가로 방향으로 이동되는 한편, 제2 빔 스플리터(304)는 거리 4b만큼 가로 방향으로 이동되고, 제3 빔 스플리터는 거리 10b만큼 가로 방향으로 이동된다.
도 3에 도시된 실시예의 동작에서, 광(102)은 제1 빔 스플리터(302)에서 소정의 각도 α로 수광되고, 제1 빔 스플리터(302)는 광(102)의 제1 부분을 반사기(300)를 향해 반사시키고, 광(102)의 제2 부분을 제2 빔 스플리터(304)를 향해 투과시킨다. 제2 빔 스플리터(304)는 광(102)의 제3 부분을 반사기(300)를 향 해 반사시키고, 광(102)의 제4 부분을 제3 빔 스플리터(306)를 향해 투과시킨다. 반사기(300)에서 수광된 광(102)의 제1 부분은 광(102)의 제5 부분으로서 제2 빔 스플리터(304)를 향해 반사된다. 빔 스플리터(304)는 광(102)의 제6 부분을 반사기(300)를 향해 반사시키고, 광의 제7 부분을 제3 빔 스플리터(306)를 향해 투과시킨다. 광(102)의 제3 부분은 반사기(300)에서 수광되고 광(102)의 제8 부분으로서 제3 빔 스플리터(306)를 향해 반사된다. 광(102)의 제4 부분은 제3 빔 스플리터(306)에서 수광되고, 광(102)의 제9 부분으로서 반사기(300)를 향해 반사된다. 제3 빔 스플리터(306)는 광(102)의 제10 부분을 투과시켜 제1 출력 빔(312)을 생성한다.
반사기(300)는 광(102)의 제6 부분을 수광하고, 광(102)의 제11 부분을 제3 빔 스플리터(306)를 향해 반사시킨다. 제3 빔 스플리터(306)는 광(102)의 제7 부분을 수광하고, 광(102)의 제2 부분을 반사기(300)를 향해 반사시키고, 광(102)의 제13 부분을 투과시켜, 제2 출력 빔(314)을 생성한다. 제3 빔 스플리터(306)는 광(102)의 제8 부분을 수광하고, 광의 제14 부분을 반사기(300)를 향해 반사시키고, 광의 제15 부분을 투과시켜, 제3 출력 빔(316)을 생성한다.
광(102)의 제9 부분은 반사기(300)에 의해 수광되고, 반사기(300)는 광(102)의 제16 부분을 반사시켜 제4 출력 빔(318)을 생성한다. 광(102)의 제11 부분은 제3 빔 스플리터(306)에서 수광되고, 광(102)의 제17 부분으로서 반사기(300)를 향해 반사되며, 광(102)의 제18 부분으로서 투과되어, 제5 출력 빔(32)을 생성한다. 광(102)의 제12 부분은 반사기(300)에서 수광되고, 광(102)의 제19 부분으로서 반 사되어, 제6 출력 빔(322)을 생성한다. 반사기(300)는 광(102)의 제14 부분을 수광하고, 광(102)의 제20 부분을 반사시켜 제7 출력 빔(324)을 생성한다. 최종적으로, 반사기(300)는 광(102)의 제17 부분을 수광하고, 광(102)의 제21 부분을 반사시켜 제8 출력 빔(326)을 생성한다. 그러므로, 도 3에 도시된 배열을 통하여, 각각 총 강도의 약 1/8을 갖는 8개의 출력 빔(312-326)이 입력 빔으로서 생성된다.
편의상 도시되진 않았지만, 본 발명의 다른 실시예는 레이저(104)로부터의 광(102)의 2N배 확장 또는 멀티플렉싱에 대하여 일반화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 광(102)의 확장은 "멀티플렉싱"이라고도 칭해진다. 후속하는 각각의 경우에서, 50/50 빔 스플리터 또는 그 실시예에 요구되는 임의의 다른 스플리터일 수 있는 빔 스플리터의 개수는, N과 동일하여야만 한다. 일반적인 경우에서, 제1 빔 스플리터에 대한 광빔(102)의 각도 α는 상기의 수학식 2에 의해 정의된다. 빔 스플리터는 반사기에 가장 가까운 것으로부터 시작하여 1, 2, …k, …N의 번호를 부여받는다. 반사기로부터 제1 빔 스플리터의 거리는 d이고, 이 때 d는 상기의 수학식 1에 의해 정의된다. 제k 빔 스플리터는 선행하는 빔 스플리터로부터 거리 (k-1)*d인 위치에 배치된다. 또한, 제1 빔 스플리터는 반사기의 단부에 대하여 b만큼 가로 방향으로 이동되며, 이 때 b는 상기 수학식 3에 의해 정의된다. 제k 빔 스플리터는 선행하는 빔 스플리터에 대하여 (k-1)*3b만큼 가로 방향으로 이동된다.
다른 실시예에서, 시스템(100) 내에서의 광 손실을 보상하기 위하여, 빔 스플리터 내의 반사-대-투과비는 약간 변경될 수 있다. 이는 빔 스플리터의 재료의 흡수로 인해 원하는 반사율보다 작아지는 것과, 광의 산란을 보상하기 위한 것이다. 또한, 빔 스플리터는, 굴절로 인한 빔 스플리터 본체 내부에서의 빔(102)의 가로 방향 이동이 최소화되게 하는 소정의 두께를 갖는다. 리소그래피 응용예에서, 예를 들어, 소정의 두께는 1㎜ 내지 3㎜이다. 그러나, 본 발명의 다른 구현에 대하여, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다른 두께값이 사용될 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 멀티플렉서(106")의 다른 실시예가 도시되어 있다. 전술한 실시예에서 광빔(102)을 2N배 확장하는 것에 비교하여, 이 멀티플렉서(106")는, 광빔(102)을 N배 확장한다. 멀티플렉서(106")는 제1 반사기(400), 제1 빔 스플리터(402), 제2 반사기(404), 및 제2 빔 스플리터(406)를 평행하게 포함한다. 구성 요소들 사이의 간격의 결정은 전술한 것과 마찬가지이다.
작동 시, 광(102)은 제1 빔 스플리터(402)에서 소정의 각도 α로 수광되고, 제1 빔 스플리터(402)는 광(102)의 제1 부분을 제1 반사기(400)를 향해 반사시키고, 광(102)의 제2 부분을 제2 빔 스플리터(406)를 향해 투과시킨다. 제1 반사기(400)에서 수광된 광(102)의 제1 부분은 광(102)의 제3 부분으로서 제2 빔 스플리터(406)를 향해 반사된다. 광(102)의 제2 부분은 제2 빔 스플리터(406)에서 수광되고, 광(102)의 제4 부분으로서 제2 반사기(404)를 향해 반사되고, 광(102)의 제5 부분으로서 투과되어, 제1 출력 빔(408)을 생성한다. 제2 빔 스플리터(406)는 광(102)의 제3 부분을 수광하고, 광(102)의 제6 부분을 제2 반사기(404)를 향해 반사시키고, 광(102)의 제7 부분을 투과시켜 제2 출력 빔(410)을 생성한다. 광(102) 의 제4 부분은 제2 반사기(404)에서 수광되고, 광(102)의 제8 부분으로서 반사되어, 제3 출력 빔(412)을 생성한다. 최종적으로, 광의 제6 부분은 제2 반사기(404)에서 수광되고, 광의 제9 부분으로서 반사되어, 제4 출력 빔(414)을 생성한다. 상기 출력 빔(408-414) 각각은 입사 빔(102)의 약 25%의 강도를 가질 것이다.
도 5를 보면, 멀티플렉서(106)를 위한 조절 시스템(500)이 도시되어 있다. 단지 예로서, 도 2에 도시된 것과 유사한 2 빔 스플리터 멀티플렉서(106)가 조절 시스템(500)을 위한 환경일 수 있다. 이 시스템(500)에서, 멀티플렉서(106)는, 빔 스플리터 고정 장치(504), 반사기 고정 장치(506), 및 검출기(510)용 검출기 고정 장치(508)를 갖는 하우징(502) 내에 고정된다. 일부 실시예에서, 검출기(510)는 검출된 빔의 특성을 보다 더 정밀하게 검출하는 섹션 검출기[(sectional detector), 예를 들어, 쿼드 검출기(quad detector)]일 수 있다. 조절 장치(512)는 고정 장치(504, 506 및 508)에 연결된다. 조절 장치(512)는, 검출기(510)로부터 수신된 신호에 기초하여, 화살표로 표시된 바와 같은 3방향의 자유도로, 고정 장치(504, 506 및 508)의 조절을 제어하는 제어기(514)에 연결된다.
작동 시, 레이저(104)로부터의 광(102)이 비검출 영역(516) 밖으로 나가는 경우[레이저(104)의 오정렬 또는 왜곡된 빔(102)으로 인해 발생할 수 있음], 검출기(510)는 신호를 생성한다. 비검출 영역(516)은 광(102)의 폭 a일 수 있다. 검출기(510)로부터의 이 신호가 제어기(514)에서 수신될 때, 제어기(514)는 조절 장치(512)에 제어 신호를 송신하여, 빔 스플리터 고정 장치(504)를 사용하여 빔 스플리터의 위치를 조절한다. 전술한 바와 같이, 빔 스플리터 고정 장치(504)는 빔 스 플리터를 화살표로 표시된 것과 같은 3 자유도로 조절할 수 있다. 일단 조절되고 나면, 광빔(102)은 검출기(510)의 비검출 영역(516)만을 통하여 투과하며, 이는 멀티플렉서(106)가 확장된 광빔을 정확하게 생성할 것을 보장한다. 예상할 수 있는 바와 같이, 조절 시스템(500)은 임의의 개수의 빔 스플리터 및 반사기를 수용하도록 수정될 수 있다.
멀티 플렉서(106) 내의 빔 스플리터 또는 다른 구성 요소의 조절은 수동으로 행해질 수 있음을 알아야 한다. 그러한 실시예에서, 검출기에 기초하거나 시각적 관찰을 통해, 사용자는 광(102)이 소정의 영역 밖에 있는 멀티플렉서의 영역에 도달하고 있음을 알게 된다. 그러면, 사용자는 광빔(102)을 재정렬하기 위한 기계적 조절을 행한다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었다. 상기에서도 언급된 바와 같이, 이 예시적인 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 제한을 위한 것이 아니다. 다른 실시예들도 가능하며 본 발명에 포함된다. 본 기술 분야의 숙련된 기술자들은 본 명세서의 교시에 기초하여 그러한 실시예들을 생각해낼 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 상기의 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 한정되어서는 안 되며, 아래의 특허청구범위 및 그 등가물에 의해서만 정의되어야 한다.
본 발명에 따르면, 광의 공간 간섭성을 변화시키지 않고, 스팩클 패턴을 생성하지 않으며, "계단형" 부분 반사기가 불필요한, 레이저로부터 방출된 광을 확장 하기 위한 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.

Claims (39)

  1. 광학 투영 시스템으로서,
    광원과,
    공간 간섭성(spatial coherence)을 변화시키지 않고서, 상기 광원에 의해 방출된 광을 서로 동일한 광 강도를 갖는 빔들로 확장하도록 구성된 멀티플렉싱 장치를 포함하며, 상기 멀티플렉싱 장치는
    반사 장치와,
    상기 반사 장치에 대해 동일한 쪽 위로 평행하게 배치되어 있는 공간적으로 분리된 빔 스플리터들과,
    상기 빔 스플리터들 중 하나의 스플리터 섹션에 근접하여 배치되고, 상기 섹션의 외부로 나가는 광을 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는
    광학 투영 시스템.
  2. 광학 투영 시스템으로서,
    광원과,
    공간 간섭성을 변화시키지 않고서, 상기 광원에 의해 방출된 광을 서로 동일한 광 강도를 갖는 빔들로 확장하도록 구성된 멀티플렉싱 장치를 포함하며, 상기 멀티플렉싱 장치는
    반사기와,
    상기 반사기에 대해 동일한 쪽 위로 평행하게 배치되어 있는 공간적으로 분리된 빔 스플리터들과,
    하우징 - 상기 하우징은 상기 반사기와 상기 빔 스플리터들 각각을 개별적으로 고정하도록 구성된 개별 고정 장치들과, 상기 빔 스플리터들 중 하나에 근접하여 배치된 검출기와, 상기 검출기로부터의 신호들을 이용하여 상기 개별 고정 장치들 각각의 독립적 조절을 가능하게 하도록 구성된 조절 장치를 포함함 - 을 포함하는
    광학 투영 시스템.
  3. 광 멀티플렉싱 장치로서,
    반사기와,
    상기 반사기에 대해 동일한 쪽 위로 평행하게 배치되어 있는 공간적으로 분리된 빔 스플리터들 - 상기 빔 스플리터들은 그것을 통해서 진행하는 광을, 그것을 통해서 진행하는 상기 광의 공간 간섭성을 변화시키지 않고서, 서로 동일한 광 강도를 갖는 빔들로 확장하도록 구성됨 - 과,
    상기 빔 스플리터들 중 하나의 스플리터 섹션에 근접하여 배치되고, 상기 섹션의 외부의 광을 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는
    광 멀티플렉싱 장치.
  4. 광 멀티플렉싱 장치로서,
    반사기와,
    상기 반사기에 대해 동일한 쪽 위로 평행하게 배치되어 있는 공간적으로 분리된 복수의 빔 스플리터 - 상기 복수의 빔 스플리터는 그것을 통해서 진행하는 광을, 상기 광의 공간 간섭성을 변화시키지 않고서, 서로 동일한 광 강도를 갖는 빔들로 확장하도록 구성됨 - 와,
    하우징 - 상기 하우징은 상기 반사기와 상기 빔 스플리터들 각각을 개별적으로 고정하도록 구성된 개별 고정 장치들과, 상기 빔 스플리터들 중 하나에 근접하여 배치된 검출기와, 상기 검출기로부터의 신호들을 이용하여 상기 개별 고정 장치들 각각의 개별적으로 조절하도록 구성된 조절 장치를 포함함 - 을 포함하는
    광 멀티플렉싱 장치.
  5. 리소그래피 시스템에 속한 빔 조정기 내에 배치된 멀티플렉서 시스템으로서,
    상기 멀티플렉서는
    미러와,
    레이저 소스에 의해 방출된 연속하는 광 빔을 상기 레이저에 의하여 방출된 상기 광의 공간 간섭성을 변화시키지 않고서 서로 동일한 광 강도를 갖는 복수의 연속하는 빔들로 확장 - 상기 빔은 상기 리소그래피 시스템 내의 조명 광학에 의하여 수신됨 - 하도록, 상기 미러에 대해 동일한 쪽 위로 평행하게 배치되어 있는 공간적으로 분리된 제1 및 제2 빔 스플리터를 포함하고,
    상기 제1 빔 스플리터의 평면은 상기 미러의 반사 표면으로부터 연장된 평면에 평행하게 그로부터 거리 d - 상기 d는 d = a/(2 * sin α)이고, a는 상기 레이저 소스에 의하여 방출된 상기 광의 폭이고, L은 상기 광의 시간 간섭 길이이며, α는 상기 제1빔 스플리터에 대한 상기 광의 조명 각도임 - 인 곳에 배치되고,
    상기 제2 빔 스플리터의 평면은 상기 미러의 반사 표면으로부터 연장된 평면에 평행하게 그로부터 거리 2d인 곳에 배치되고,
    상기 제1 빔 스플리터의 에지는 상기 미러의 섹션에 대하여 거리 b - 상기 b = d * tan α - 만큼 가로 방향으로 이동되고,
    상기 제2 빔 스플리터의 에지는 상기 미러의 상기 섹션에 대하여 거리 2b만큼 가로 방향으로 이동된
    멀티플렉서 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 빔 스플리터에 근접하여 배치된, 미리 정해진 상기 제1 빔 스플리터의 영역 외부로 나가는 광을 검출하는 검출기를 더 포함하는 멀티플렉서 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반사기와 상기 제1 및 제2 빔 스플리터 각각을 개별적으로 고정하는 개별 고정 장치들을 포함하는 하우징을 더 포함하는 멀티플렉서 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 제1 빔 스플리터 앞에 배치된 검출기와,
    상기 검출기로부터의 신호들에 기초하여 상기 개별 고정 장치들 각각의 개별적 조절을 가능하게 하는 조절 장치를 더 포함하는
    멀티플렉서 시스템.
  9. 리소그래피 시스템에 속한 빔 조정기 내에 배치된 멀티플렉서 시스템으로서,
    상기 멀티플렉서는
    미러와,
    연속적 레이저 소스에 의해 방출된 연속하는 광 빔을 상기 레이저에 의하여 방출된 상기 광의 공간 간섭성을 변화시키지 않고서 서로 동일한 광 강도를 갖는 복수의 연속하는 빔들로 확장 - 상기 빔은 상기 리소그래피 시스템 내의 조명 광학에 의하여 수신됨 - 하도록, 상기 미러에 대해 동일한 쪽 위로 평행하게 배치되어 있는 공간적으로 분리된 제1, 제2 및 제3 빔 스플리터를 포함하고,
    상기 제1 빔 스플리터의 평면은 상기 미러의 반사 표면으로부터 연장된 평면에 평행하게 그로부터 거리 d - 상기 d는 d = a/(2 * sin α)이고, a는 상기 레이저 소스에 의하여 방출된 상기 광의 폭이고, L은 상기 광의 시간 간섭 길이이며, α는 상기 제1빔 스플리터에 대한 상기 광의 조명 각도임 - 인 곳에 배치되고,
    상기 제2 빔 스플리터의 평면은 상기 미러의 반사 표면으로부터 연장된 평면에 평행하게 그로부터 거리 2d인 곳에 평행하게 배치되고,
    상기 제3 빔 스플리터의 평면은 상기 미러의 반사 표면으로부터 연장된 평면에 평행하게 그로부터 거리 4d인 곳에 배치되고,
    상기 제1 빔 스플리터의 에지는 상기 미러의 섹션에 대하여 거리 b - 상기 b = d * tan α - 만큼 가로 방향으로 이동되고,
    상기 제2 빔 스플리터의 에지는 상기 미러의 상기 섹션에 대하여 거리 4b만큼 가로 방향으로 이동되고,
    상기 제3 빔 스플리터의 에지는 상기 미러의 상기 섹션에 대하여 거리 10b만큼 가로 방향으로 이동된
    멀티플렉서 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 빔 스플리터에 근접하여 배치된, 미리 정해진 상기 제1 빔 스플리터의 영역 외부로 나가는 광을 검출하는 검출기를 더 포함하는 멀티플렉서 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 반사기와 상기 제1, 제2 및 제3 빔 스플리터 각각을 개별적으로 고정하는 개별 고정 장치들을 포함하는 하우징을 더 포함하는 멀티플렉서 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 제1 빔 스플리터 앞에 배치된 검출기와,
    상기 검출기로부터의 신호들에 기초하여 상기 개별 고정 장치들 각각의 개별적 조절을 가능하게 하는 조절 장치를 더 포함하는
    멀티플렉서 시스템.
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