KR100798535B1 - 공간 광 변조기를 사용하는 패턴 생성 시스템 - Google Patents

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마이크로닉 레이저 시스템즈 에이비
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Abstract

포토마스크, 디스플레이 패널 또는 마이크로광 장치처럼 광 방사에 민감한 제품상에 패턴을 생성하기 위한 시스템은 UV에서 IR까지의 파장 범위로 광 펄스를 방출하기 위한 소스, 적어도 하나의 변조 엘리먼트(픽셀)를 갖고 적어도 하나의 방출된 광 펄스에 의해 조명받도록 적응된 공간 광 변조기(SLM) 및 상기 제품상에 상기 변조기의 이미지를 형성하는 프로젝션 시스템을 포함한다. 부가하여, 상기 시스템은 각각의 개별 펄스의 출력 펄스 에너지를 검출하고 각각의 상기 개별 펄스에 대하여 상기 개별 펄스의 상기 출력 펄스 에너지에 대응하는 신호를 생산하는 고속 펄스 검출기와 각각의 펄스의 일부를 차단하기 위한 나노세컨드 또는 서브나노세컨드 범위의 응답 시간을 갖는 스위치를 포함하고, 상기 스위치는 각각의 개별 펄스의 에너지 출력을 상기 개별 펄스의 출력 펄스 에너지 측정에 기초하여 목적하는 에너지 출력에 거의 근접하도록 제어하기 위하여 상기 고속 펄스 검출기로부터 나온 상기 신호들에 의해 제어되도록 구성된다.

Description

공간 광 변조기를 사용하는 패턴 생성 시스템{PATTERN GENERATION SYSTEM USING A SPATIAL LIGHT MODULATOR}
본 발명은 반도체 장치 및 디스플레이에 대한 포토 마스크(photomask)와 같은 감광성 표면상에 극도로 높은 정밀도로 패턴을 프린팅하는 것에 관한 것이다. 보다 상세히는, 본 발명은 제품상에 패턴을 생성하기 위한 시스템에 관한 것으로, EUV에서 IR까지의 파장 영역으로 광 펄스를 방출하기 위한 소스, 적어도 하나의 변조 엘리먼트(픽셀)를 갖고 적어도 하나의 방출된 광 펄스에 의해 조명받도록 적응된 공간 광 변조기(spatial light modulator; SLM) 및 상기 제품상에 변조기의 이미지를 형성하는 프로젝션 시스템을 포함한다.
패턴 생성기에 공간 광 변조기(SLM)를 사용하는 것은 예를 들어, 본 출원과 동일한 출원인에 의해 WO 99/45439로부터 이전에 공지되어 있다. 이것은 스캐닝 레이저 스폿(scanning laser spot)을 사용하는 더 널리 알려진 방법과 비교하여 많은 이점이 있다. SLM가 초병렬 장치(massively parallel device)이고 초당 기록될 수 있는 픽셀의 수가 매우 많다는 것이 그 이점이다. 레이저 스캐너에서는 전체 빔 경로가 고정밀도로 형성되어야 하는 반면, 광학 시스템은 또한 SLM의 조도가 임계적이지 않다는 점에서 더 단순하다. 스캐너의 어떤 유형들과 비교하여, 특히 전자광학 스캐너 또는 음향광학 스캐너와 비교하여, 마이크로미러 SLM은 완전 반사 장치(purely reflective device)이기 때문에 더 짧은 파장에서 사용될 수 있다. 그러한 패턴 생성기는 광 펄스를 방출하기 위한 소스, 변조 엘리먼트(픽셀)들을 구비하고 방출된 광 펄스에 의해 조명받도록 적응된 SLM, 및 제품상에 변조기의 이미지를 형성하는 프로젝션 시스템을 포함한다.
그러나, 패턴 생성기에 SLM을 사용하는 것에 관한 문제점은 현실적인 이유로 제품상의 각각의 특징(feature)이 하나 또는 적어도 매우 근소한 수의 광 펄스들에 의해 생산되어야 한다는 것이다. 결과적으로, 상기 시스템은 플래시 대 플래시 에너지 변동과 시간 지터에 매우 민감해진다. 이러한 문제점들은 일반적으로 사용되는 엑시머 레이저와 같은 가스 방전 레이저에서 특히 중요하다. 종래의 엑시머 레이저는 5%의 플래시 대 플래시 에너지 변동 및 100 ns의 플래시 대 플래시 시간 지터를 갖는다. 이러한 변동은 이득 매체(gain medium)에서의 변화 및 전기 방전 과정에서의 변화와 같은 다양한 요소들에 기인한다. 리소그래피에 사용되는 전형적인 엑시머 레이저에 대하여 레이저 펄스의 지속시간은 약 10-20 ns이고, 펄스 주파수는 약 1,000 Hz의 범위에 있다. 제품상의 각각의 특징에 대해 두 가지 노출을 사용함에 의해 상기 문제점은 어느 정도 완화될 수 있으나 완전히 제거되는 것은 아니다.
집적 회로 리소그래피에서와 같이, 광 플래시를 사용하는 종래의 마이크로리소그래피, 즉 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper) 또는 웨이퍼 스캐너(wafer scanner)에서, 더 낮은 정밀도의 광 펄스가 요구되고, 이는 제품상의 각 특징이 보통 50 또는 그 이상의 광 펄스들에 의해 형성될 수 있기 때문이다. 결과적으로, 제품 영역의 각 부분상에 통합된 노출은 광 펄스 변동에 덜 민감해진다. 그러나, 이러한 경우에서조차 플래시 대 플래시 변동은 문제가 된다. 이러한 목적으로 펄스 에너지를 대표하는 전기 신호를 트리거 회로에 제공하는 나노세컨드 또는 서브나노세컨드 영역의 응답 시간을 갖는 고속 펄스 에너지 검출기를 사용하여 레이저 펄스 에너지를 제어하는 것이 US 5 852 621에 제안되어 있다. 트리거 회로는 신호를 통합하고, 통합된 신호가 미리 설정된 레벨에 도달할 때 포켈스 셀(Pockels cell)과 같은 전자광학 스위치를 트리거한다. 전자광학 스위치의 동작은 결과로 나오는 펄스 에너지가 일정한 레벨에서 유지되도록 펄스 에너지의 일부를 조정한다.
따라서, 본 발명의 목적은 정밀 패턴을 프린팅하기 위해 개선된 SLM 패턴 생성기를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 첨부된 청구범위에 따른 시스템으로 달성된다.
본 발명은 특히 반도체 장치 및 디스플레이에 대한 포토마스크의 프린팅에 관한 것이고, 또한 반도체 장치 패턴, 디스플레이 패널, 통합된 광학 장치 및 전자 상호접속 구조체의 직접 기록(writing)에 관한 것이라는 것을 주목해야 한다. 부가하여, 본 발명은 보안 프린팅(security printing)과 같은 다른 유형의 정밀 프린팅에 응용할 수 있다. 프린팅이라는 용어는 광범위한 의미로 이해되어야 하고, 포토레지스트와 포토그래픽 에멀젼의 노출을 의미하고, 또한 애블레이션(ablation) 또는 빛 또는 열에 의해 활성화되는 화학 공정에 의한 건조 공정 페이퍼(dry-process paper)와 같은 다른 감광성 매체상에 대한 광의 작용을 의미한다. 광은 가시광을 의미하는 것에 제한되지 않고, 적외선(IR)부터 극 자외선(UV)까지의 넓은 파장 범위를 갖는다.
예시의 목적으로, 본 발명은 이하에서 실시예들을 참조하여 더 상세히 설명되고 첨부된 도면에 상기 실시예가 도시될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 SLM을 사용하는 패턴 생성기의 개략적인 도면이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 머신 변조기의 개략적인 표현이고 두 가지 다른 작용 조건을 보여준다.
도 3a-도 3d는 마이크로 머신 변조기들을 형성하는 다른 바람직한 줄무늬의 배열을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 패턴 생성기(pattern generator)는 SLM(1), 바람직하게는 단일 픽셀 주소 지정과 다중값 픽셀 주소 지정을 갖는 SLM, 조명원(illumination source)(2), 이미징 광학 시스템(3), 및 SLM에 대한 하드웨어와 소프트웨어 데이터 처리 시스템(4)을 포함한다. 더욱이, 상기 시스템은 바람직하게는 간섭계 위치 제어 시스템(interferometer position control system)(6) 또는 이와 유사한 것을 구비한 미세 위치지정 기판대(fine positioning substrate stage)(5)를 포함한다.
SLM(1)은 전자 신호를 사용하여 변형이 가능하도록 지지 기판상에 소위 마이크로미러(micromirror)라 불리는 마이크로머신 미러(micromachined mirror)들이나 연속 미러 표면을 구비하여 설치될 수 있다. 그리고 예를 들어, SLM의 변조 메커니즘으로서 LCD 크리스탈 또는 전기광학 물질에 의존하는 투과 또는 반사 SLM들, 또는 압전 또는 전왜 액츄에이션(piezoelectric or electrostrictive actuation)을 사용하는 마이크로머신 SLM들과 같은 다른 구성이 마찬가지로 가능하다.
EUV(극자외선) 영역의 광에 대하여, 변형가능한 미러 엘리먼트들 또는 마이크로 머신 셔터(micro mechanical shutter)들을 구비한 브래그 미러(Bragg mirror)가 SLM으로서 사용될 수 있다.
패턴 생성기에서의 조명은 바람직하게는 엑시머 레이저의 고유 선폭에 대응하는 대역폭을 가진 248 나노미터 파장의 UV 영역에서 10-20 나노세컨드의 긴 광 플래시(long light flash)를 내는 KrF 엑시머 레이저를 사용하여 행해진다. 기판상의 패턴 왜곡을 피하기 위해, 엑시머 레이저로부터 나온 광은 SLM 표면 위에 균일하게 분산되고 광은 기판상에 레이저 반점을 생산하지 않기에 충분히 짧은 가간섭 길이(coherence length)를 갖는다. 바람직하게는 빔 스크램블러(beam scrambler)가 상기 두 가지 목적을 달성하기 위해 사용된다.
바람직하게, 패턴 생성기는 간섭계 위치 제어 시스템을 구비한 미세 위치지정 기판대를 갖는다. 일 방향인 y 방향에서, 서보 시스템(servo system)은 고정된 위치에서 상기 기판대를 유지하고, 타방향인 x 방향에서, 상기 기판대는 연속 속도로 이동한다. 간섭계 위치 측정 시스템이 x 방향에서, 상기 기판상 각각의 SLM 이미지 사이에 균일한 위치를 제공하도록 노출 레이저 플래시들을 트리거하기 위해 사용된다. SLM 이미지의 전체 열(row)이 기판상에 노출될 때, 상기 기판대는 x 방향에서 원위치로 다시 이동하고, 기판상의 또다른 SLM 이미지 열을 노출시키기 위해 y 방향으로 하나의 SLM 이미지 증분을 이동시킨다. 이 과정은 기판 전체가 노출될 때까지 반복된다. 표면은 바람직하게는 에러들을 평균내기 위해 여러 번 통과하면서 기록된다.
부가하여, 본 발명에 따른 상기 시스템은 개별 펄스(individual pulse) 각각의 출력 펄스 에너지를 검출하고 상기 개별 펄스 각각에 대하여 상기 개별 펄스의 출력 펄스 에너지에 대응하는 신호를 생산하기 위해 고속 펄스 검출기(fast pulse detector)(7)를 포함한다. 상기 검출기는 각각의 펄스의 일부를 차단하기 위해 나노세컨드 또는 서브-나노세컨드 범위의 응답 시간을 갖는 스위치(8)에 연결되고, 상기 스위치는 상기 고속 펄스 검출기로부터 나온 상기 신호들에 의해 제어되도록 구성된다. 이로 인하여, 개별 펄스 각각의 에너지 출력은 상기 개별 펄스의 출력 펄스 에너지 측정에 기초한, 목적하는 에너지 출력에 근사하도록 제어될 수 있다. 바람직하게 빔 스플리터(beam-splitter)(12)는 광 검출기(7)의 앞에 배치되고, 그에 의해 상기 빔의 단지 분리된 부분만이 검출된다. 그 다음에 상기 스위치는 바람직하게는 상기 빔들이 다시 재결합된 이후에 배열될 수 있으나, 스위치가 단지 빔의 분리된 부분에만 영향을 미치도록 스위치를 배열하는 것 또한 가능하다.
상기 시스템에서의 스위치는 예를 들어, 여러 개의 작은 반사 미러들을 포함하는 마이크로머신 변조기일 수 있다. 상기 미러들은 들어오는 광을 개개의 미러들에 인가되는 전압에 따라 다른 방향으로 반사 또는 회절시키기 위해 전기적으로 조작될 수 있다. 그러한 미러 엘리먼트는 도 2a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 아래에 있는 전극(21)과 함께 반사막(20)을 포함한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 전압이 반사막과 전극 사이에 인가될 때 반사막은 전극쪽으로 끌려간다. 반사막의 형태와 반사막의 전기적 구동(electrical addressing)(서로 서로와 관련하여 또는 개별적으로)에 대한 적절한 선택에 의하여, 회절 표면은 변조기에 의해 형성될 수 있다.
반사막은 예를 들어, 줄무늬와 같은 모양의 형태를 가질 수 있다. 모든 반사막들이 평평(flat)할 때, 즉 반사막들에 전압이 인가되지 않을 때, 반사막들은 평평한(flat) 반사 표면을 형성한다. 변조기는 들어오는 광이 후단의 광 시스템의 광축과 일치하는 방향으로 평면(flat surface)에서 반사되도록 배치된다. 만약 전압이 모든 제 2 반사막 줄무늬에 인가되면, 바이너리 반사 격자(binary reflection grating)가 형성된다. 상기 격자는 들어오는 광을 제 1차 및 고차 회절 차수들로 회절시킨다. 제 1차 회절 차수들의 각은 격자의 피치(pitch)에 의존하고 제 1차 및 고차 회절 차수들이 뒤따르는 광 시스템의 개구(aperture)들을 통하여 투과되지 않도록 선택된다. 이런 식으로, 변조기는 광 스위치처럼 작용한다. 이러한 종류의 장치들은 예를 들어, 실리콘 라이트 머신(Silicon Light Machines)에 의해 제조되고, 약 10 나노세컨드의 스위칭 시간을 갖는다. 만약 회절 구조의 릴리프 높이(relief height)가 들어오는 광의 반 파장의 계수 n이라면(여기서 n은 정수를 의미함), 광은 무회절 제 0차(non-diffracted zeroth order)에 전혀 포함되지 않으며, 이런 식으로 스위치는 들어오는 모든 광이 후단의 광 시스템으로 들어가는 것을 차단한다.
마이크로머신 변조기는 더 작은 하위 영역으로 세분될 수 있고, 각각의 하위 영역은 평행 미러막 줄무늬로 구성되며 각각의 하위 영역은 스위치를 구성한다. 상기 하위 영역들은, 모든 상기 막이 평행하거나 다른 하위 영역과 관련하여 회전되는, 서로에 관련된 상이한 구성으로 배열될 수 있다. 하위 영역들은 개별적으로 제어되고, 이에 의해 빔의 일부를 회절시키는 것이 가능하고 이 때 빔의 나머지는 반사되지 않은 상태로 통과한다. 그리하여, 변조기의 전체 투과는 아날로그 방식으로 설정될 수 있고 각 엘리먼트의 이진(온/오프) 구동조차도 가능하다. 빔을 완전히 차단하기 위해, 모든 하위 영역들이 어드레싱되고 이에 의해 회절하게 된다.
각각의 막을 회절 구조로 만드는 것 또한 가능하다. 상기 막의 중앙 부분이 전극에 끌려 가기 때문에, 각각의 막은 그 자체로 주기적인 구조를 만든다. 상기 막의 적절한 설계에 의해, 표면 필링 어레이(surface filling array)가 만들어질 수 있고(도 3a-도 3d 참조), 표면 필링 어레이는 모든 엘리먼트들이 어드레싱될 때 어두운 표면을 형성한다. 이런 방식으로, 변조기의 투과는 어드레싱된 막 또는 막 클러스터의 상대적인 개수에 의해 설정될 수 있다.
회절된 광에 대하여 회절되지 않은 광의 상대적인 양을 제어하는 또다른 방식은 상기 격자의 릴리프 깊이(relief depth)를 제어하는 것이다. 이것은 각각의 막이 인력에 의해 전극에 끌려 가는 깊이가 인가 전압에 의존하여 연속적으로 만들어질 수 있다면 달성될 수 있다. 그리하여, 격자 릴리프 높이는 인가 전압의 값에 의해 제어될 것이고, 이에 의해 전압 값은 제 1차 및 고차 회절 차수와 관련하여 제 0차로 빛의 양을 제어한다.
도 3a에, 기다란 마이크로 머신 변조기들의 바람직한 제 1 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예에서, 기다란 변조기들이 나란히 열 맞춰 배열된다. 도 3b에, 기다란 마이크로 머신 변조기들의 바람직한 제 2 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예에서, 기다란 변조기들은 평행한 변조기들의 그룹으로 배열되고, 상기 그룹들은 서로에 대해 직각으로 배열된다. 도 3c에, 기다란 마이크로 머신 변조기들의 바람직한 제 3 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예에서, 기다란 변조기들은 직각으로 배열된 두 개의 변조기 그룹으로 배열되고, 몇 개의 상기 그룹들은 서로에 인접하여 이동되어(displaced) 배열된다. 도 3d에, 기다란 마이크로 머신 변조기들의 바람직한 제 4 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예에서, 기다란 변조기들은 변조기들의 평행한 선들로 배열되고, 길이 방향으로 서로의 뒤에 배열되며, 상기 선들은 서로에 관련하여 이동된다.
그러나, 상기 스위치는 또한 포켈스 셀(Pockels cell)과 같은 전자광학 스위치(8)일 수 있다. 이러한 경우에, 광 검출기(7)의 출력은 전자광학 셀 트리거에 공급되고 상기 전자광학 셀 트리거는 신호들을 통합하며 통합된 신호를 목적하는 펄스 에너지에 대응하는 미리 설정된 차단(cutoff) 값과 비교한다. 차단값에 도달했을 때 상기 트리거는 포켈스 셀(8)에서의 고전압을 활성화시키는 트리거 신호를 생산한다. 그러한 적절한 포켈스 셀의 예는 미국의 에너지 콤프레션 코포레이션(Energy Compression Corporation), 또는 독일의 그젱어(Gsaenger)에서 나온 것이다. 포켈스 셀에 대한 고전압의 인가는 레이저 빔의 편광을 90도까지 이 동시키고 그리하여 포켈스 셀을 횡단하는 빔의 일부는 편광 필터에 의해 거부된다.
본 발명에 따른 상기 시스템은 통합된 펄스 에너지의 현재값에서 펄스를 커팅함에 의해 펄스 에너지의 펄스 대 펄스 안정도를 증가시킨다. 펄스를 커팅하기 위한 수단은 고속 스위치, 예를 들어, 포켈스 셀 또는 앞서 언급된 마이크로 머신 변조기와 같은 전자광학 스위치이다. 만약 상기 시스템이 펄스를 차단하기 위해 설정된 펄스 에너지 레벨이 바뀐다면, 상기 스위치는 분명히 펄스를 조금 더 일찍 또는 조금 더 늦게 커팅하고 이것은 펄스 에너지 설정의 변화에 의존한다. 약 10-20 나노세컨드의 매우 짧은 펄스 지속시간을 고려하면, 스위치의 제한된 속도로 인해 클리핑 시간을 상당히 변화시키는 것은 어려울 수 있다. 그리하여, 상기 시스템은 선택된 투과 에너지 양에 상관없이 동일한 시간 상수로 작동할 것이다. 스위치의 투과(transmission)는 포켈스 셀 스위치 및 앞서 언급된 마이크로 머신 변조기를 사용하는 스위치 양자에 대해 계속적으로 변화될 수 있다.
포켈스 셀 스위치의 투과는 입사광의 편광에 의해 제어될 수 있다. 포켈스 셀 스위치의 투과는 또한 포켈스 셀에 인가된 전압에 의해 제어될 수 있고, 이런 식으로 상기 셀의 편광 회전의 양을 제어하고 포켈스 셀 스위치의 제 2 편광판(polarizer)에 의해 투과된 빛의 양을 조정한다. 포켈스 셀에 사용된 높은 전력을 고려하면, 두 개의 포켈스 셀 스위치를 접속하여 제 1 스위치는 온/오프 클리핑에 대하여, 나머지 스위치는 더 작은 투과 변조에 대하여 사용하는 것이 편리하다.
매우 짧은 펄스의 클리핑을 돕기 위해, 펄스 스트레처(pulse stretcher)(9) 가 상기 검출기의 앞단에 사용될 수 있다. 그리하여, 펄스 지속시간은 뒤따르는 펄스 트리머(pulse trimmer)의 스위치 시간을 덜 중요하게 만들고 더 정확한 펄스의 클리핑을 고려하면서 증가될 것이다.
펄스 스트레처(9)는 예를 들어, 1 미만의 반사 계수를 가진 두 개의 평행한 미러들을 포함할 수 있다. 이 때 두 개의 미러들은 광 공진기(optical resonator)를 구성한다. 광은 제 1 미러를 통하여 커플링된다. 미러들의 제한된 투과율은 광이 공진기 내에서 여러번 왕복하게 하고, 소정의 광은 각각의 통과단계에서 제 2 미러를 통과한다. 그리하여 펄스 지속시간이 증가한다. 펄스 지속시간은 공진기의 광자 수명에 의존할 것이다. 광자 수명은 미러들의 반사율과 공진기 길이에 의존한다.
펄스 에너지를 검출하고 그에 따라 스위치를 제어할 충분한 시간을 갖기 위하여, 지연 유니트(10)를 사용하는 것이 필요하고, 상기 지연 유니트는 펄스를 지연시키기 위해 검출기와 스위치 사이에 위치한다. 이것은 빔의 경로의 길이를 증가시키기 위해 반사경을 빔의 경로에 배치시킴으로써 달성된다. 경로 길이를 1 미터 증가시키면 약 3-4 ns정도 펄스가 지연된다. 지연 시간은 또한 바람직하게 조정할 수 있다. 그리고 다른 유형의 지연 수단이 마찬가지로 사용될 수 있다.
SLM들을 사용하는 고정밀 패턴 생성 시스템에 대하여, 요구되는 평균 빔 펄스 전력은 보통 약 10-100 mW정도로, 마이크로리소그래피에 사용되는 보통 10-20 W 범위의 평균 펄스 에너지 전력에 비하여 매우 낮다. 높은 빔 전력을 사용하는 것과 관련된 문제점은 레이저 후단에 배치된 구성요소들이 높은 펄스 에너지에 노출되어 손상되기 쉽다는 것이다. 따라서 본 발명의 시스템에서, 제한된 출력 전력을 가진 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 택일적으로, 종래의 레이저 또는 그와 유사한 것이 사용될 수 있고, 그에 의해 감쇠기(11)가 각각의 개별 펄스의 펄스 에너지를 감쇠시키기 위해 펄스 검출기 앞단에 배치될 수 있다.
시간 지터(time jitter)는 또한 정확하게 제어되는 중간 부분을 남겨두면서 제어되는 방식으로 펄스의 양 끝을 커팅함으로써 본 발명의 시스템에 의해 제어될 수 있다. 이러한 목표로, 앞서 언급된 유형의 두 개의 스위치를 직렬로 사용하는 것이 가능하며; 하나는 펄스의 방출 이후의 제어되는 시간 주기동안 개방되어 있고 다른 하나는 스위치의 개방 이후 제어되는 시간 주기동안 닫혀 있다.
상기 패턴 생성 시스템이 몇 개의 특정 실시예를 참조하여 기재되어 있지만, 다른 적용예 및 변경예가 만들어질 수 있다. 예를 들어, 기능적으로 균등한 구성요소들이 상기 시스템의 앞서 언급된 몇 개의 구성요소를 대체하기 위해 사용될 수 있고, 예를 들면, 플래시 방전관 또는 EUV에 대해 플라즈마 광원과 같은 다른 유형의 레이저 또는 광원, 다른 유형의 지연 회로들, 다른 유형의 스위칭 수단, 포토 멀티프리케이터(photo multiplicator)와 같은 다른 유형의 검출기, 기타 등등이 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 단지 첨부된 청구범위 및 청구범위들의 법적 균등물들에 의해 제한된다.

Claims (24)

  1. 광 방사에 반응하는 제품 상에 패턴을 생성하기 위한 시스템으로서,
    EUV 내지 IR의 파장 범위로 광 펄스들을 방출하기 위한 소스;
    적어도 하나의 변조 엘리먼트(modulating element)(픽셀)를 갖고 적어도 하나의 방출된 광 펄스에 의해 조명되도록 적응된 공간 광 변조기(SLM);
    상기 제품상에 상기 공간 광 변조기의 이미지를 형성하는 프로젝션 시스템;
    각각의 개별 펄스의 출력 펄스 에너지를 검출하고, 각각의 상기 개별 펄스에 대하여 상기 개별 펄스의 출력 펄스 에너지에 해당하는 신호를 형성하는 고속 펄스 검출기(fast pulse detector); 및
    각각의 개별 펄스의 일부를 차단하기 위해 나노세컨드 또는 서브나노세컨드 범위의 응답 시간을 갖는 스위치 - 상기 스위치는 상기 개별 펄스의 출력 펄스 에너지 측정에 기초하여 각각의 개별 펄스의 에너지 출력을 목표된 에너지 출력으로 제어하기 위해, 상기 고속 펄스 검출기로부터의 신호들에 의해 제어되도록 구성됨 -
    를 포함하는 패턴 생성 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 방출된 광 펄스들의 펄스 대 펄스 지터를 감소시키고, 상기 방출된 광 펄스들의 펄스 대 펄스 안정도를 증가시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제품상에 요구되는 조도(illumination)에 따라 추가로 제어되는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴 생성 시스템은,
    상기 광 펄스를 적어도 두 부분들로 분할하기 위한 빔 스플리터(beam splitter) - 상기 스위치는 상기 적어도 두 부분들 중에서 단지 한 부분의 에너지 출력을 제어하도록 적응됨 -; 및
    상기 광 펄스의 적어도 두 부분들을 순차적으로 재결합하기 위한 재결합 유니트(rejoining unit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 펄스들의 소스는 레이저인 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고속 펄스 검출기는 포토 다이오드인 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는 전자 광학 스위치(electro optic switch)인 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는 마이크로 머신 변조기(micro mechanical modulator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마이크로 머신 변조기는 제어가능한 반사 엘리먼트(reflecting element)들의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사 엘리먼트들은 긴 반사면(elongate reflecting surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 엘리먼트들은 평행한 길이(elongation) 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 엘리먼트들은 적어도 두 개의 다른 길이 방향들로 배치되고, 상기 적어도 두 개의 길이 방향들 사이에 일정 각을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사 엘리먼트들은 전기적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 마이크로 머신 변조기는 적어도 하나의 이동가능한 반사막(displaceable reflective membrane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴 생성 시스템은 광 지연 유니트(optical delay unit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는 통합된 펄스 에너지의 목표 값에서 상기 광 펄스를 커팅하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는 각각의 개별 펄스 동안 사용되는 투과 특성들을 변경하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴 생성 시스템은 펄스 스트레처(pulse stretcher)를 더 포함하고, 상기 펄스 스트레처는 각각의 개별 펄스의 펄스 지속시간을 연장하기 위해 상기 광 펄스의 스위치의 앞단에 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제품상에 각각 기록된 피쳐(feature)는 투영된 이미지들의 중첩으로서 기록되고, 각각의 이미지는 4 미만의 광 펄스들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 변조 엘리먼트들의 2차원 어레이이고, 상기 개별 펄스의 출력 펄스 에너지에 해당하는 신호는 시간 다중화되어 상기 변조 엘리먼트들에 로딩되며, 로딩된 신호는 상기 변조 엘리먼트들에 저장되는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  21. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 마이크로머신 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  22. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴 생성 시스템은 각각의 개별 펄스의 상기 출력 펄스 에너지를 감쇠하기 위해, 상기 고속 펄스 검출기의 앞단에 배치된 펄스 에너지 감쇠기(pulse energy attenuator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  23. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 펄스의 시작단의 정확한 제어를 제공하기 위해, 초기에 폐쇄되고 상기 광 펄스의 방출 이후 제어된 시간 주기에서 개방되도록 제어되는 제 2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
  24. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위치는 포켈스 셀(Pockels cell)과 적어도 하나의 편광 빔 스플리터(polarizing beam splitter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 생성 시스템.
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