KR100909018B1 - 레이저 리소그래피 빔송출 광원 - Google Patents

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클레네브라이언씨.
다스팔라시피.
그로베스티븐엘.
에르쇼브알렉산더아이.
스미스스코트티.
팬시아오지앙제이.
샌드스트롬리차드엘.
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Abstract

본원발명은 생산 라인 머신용 모듈러 고반복률 자외선 가스 방전 레이저(4) 광원을 제공한다. 본원 시스템은 생산 라인 머신의 입구 포트 등의 소망 위치에 레이저 빔을 송출하기 위해 인클로징 및 퍼징된 빔 경로를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 생산 라인 머신은 리소그래피 머신(2)이고, 2개의 별개의 방전 챔버가 제공되는데, 그 중 하나는 제2 방전 챔버에서 증폭되는 초협대역 센드 빔을 발생시키는 마스터 발진기의 일부이다. MOPA 시스템은 비교가능한 단일 챔버 레이저 시스템의 거의 2배의 펄스 에너지를 상당히 향상된 빔 품질로 출력할 수 있다. 펄스 스트레처는 출력 펄스 길이를 2배 이상으로 하여 종래기술 레이저 시스템에 비해 펄스 전력(mJ/ns)이 감소된다. 이러한 바람직한 실시예는 실질적으로 광학 컴포넌트의 저하에도 불구하고 리소그래피 시스템의 동작수명 내내 가능하다.
Figure 112004008448079-pct00002
레이저, 방전, 송출, 협대역, 열교환기, 퍼지, 스트레처, 챔버

Description

레이저 리소그래피 빔송출 광원{LASER LITHOGRAPHY LIGHT SOURCE WITH BEAM DELIVERY}
본원발명은 본원 명세서에 참조로써 편입되어 있는 2002년 5월 7일에 출원된 미국특허출원 No.10/141,216의 우선권을 주장한다. 본원발명은 집적회로 제조용 리소그래피 광원에 관한 것이고, 특히, 집적회로 제조용 가스 방전 레이저 리소그래피 광원에 관한 것이다.
전기 방전 가스 레이저
전기 방전 가스 레이저는 잘 알려져 있고, 1960년대에 레이저가 발명된 직후부터 이용가능하여 왔다. 2개의 전극 사이의 고전압 방전은 레이저 가스를 여기시켜 가스 이득 매질을 생성한다. 이득 매질을 수용하는 공진 캐비티는 유도된 광 증폭을 허용하고, 그후 광은 레이저 빔의 형태로 캐비티로부터 추출된다. 이들 전 기 방전 가스 레이저의 대다수는 펄스 모드로 동작된다.
엑시머 레이저
엑시머 레이저는 특별한 유형의 전기 방전 가스 레이저이고 1970년대 중반 이후부터 알려져 있다. 집적회로 리소그래피에 유용한 엑시머 레이저의 설명은 1991년 6월 11일 발행된 미국특허 제5,023,884호 "Compact Excimer Laser"에 개시되어 있다. 상기 특허는 출원인의 고용주에게 양도되었고, 본원 명세서에 참조로써 편입되어 있다. 상기 특허에 개시된 엑시머 레이저는 고반복률 펄스 레이저이다.
전형적으로, 이러한 엑시머 레이저는, 집적회로 리소그래피에 사용될 때, 금전적 가치가 있는 수천개의 집적회로를 시간 당 다수 생산하는 "24시간 계속되는" 집적회로 제조 라인에서 동작되므로, 가동휴지시간은 매우 큰 금전적 손실이다. 이러한 이유 때문에, 대부분의 컴포넌트는 수분내에 대체될 수 있는 모듈로 조직되어 있다. 전형적으로, 리소그래피에 사용되는 엑시머 레이저는 그 출력 빔의 대역폭을 피코미터의 몇분의 일로 감소시켜야 한다. 이러한 "라인-협대역화"는 레이저의 공진 캐비티의 후방을 형성하는 라인 협대역화 모듈(KrF 및 ArF 레이저에 대하여 "라인 협대역화 패키지" 또는 "LNP"라 불림)에서 성취되는 것이 전형적이다(라인 선택 유닛(LSU)은 F2 레이저에서 스펙트럼 협대역을 선택하는데 사용된다). LNP는 프리즘, 미러, 및 격자를 포함하는 정밀 광학 엘리먼트로 이루어져 있다. 상기 특허 '884에 개시된 유형의 전기 방전 가스 레이저는 2개의 연장(elongated) 전극 사이에서 전기 방전을 발생시키기 위해 전기 펄스 전력 시스템을 이용한다. 그러한 종래기술 시스템에 있어서, 직류 전류 전원은 각각의 펄스 동안 "충전 커패시터" 또는 "C0"라 불리는 커패시터 뱅크를 "충전 전압"이라 불리는 소정의 제어된 전압으로 충전한다. 이러한 충전 전압의 크기는 이들 종래기술 유닛에 있어서 대략 500 내지 1000 볼트의 범위에 있다. C0가 소정의 전압으로 충전된 후에, 솔리드 스테이트 스위치는 닫히고, C0에 저장된 전기 에너지는 일련의 자기 압축 회로를 통하여 매우 급속하게 링잉하게 되고, 전압 변압기는 대략 20 내지 50ns 지속되는 방전을 발생시키는 전극의 양단에 대략 16,000 볼트(또는 그 이상)의 범위의 고전압 전위를 발생시키게 된다.
리소그래피 광원에 있어서 주요 개선점
1989-2001년 동안 '884 특허에 개시된 바와 같은 엑시머 레이저는 집적회로 리소그래피용 주요 광원으로 되어왔다. 이러한 레이저 중 1000개 이상은 주로 가장 최신의 집적회로 제조 플랜트에서 사용된다. 이러한 레이저의 대부분은 '884 특허에 개시된 기본 설계 특징을 갖는다.
이것은 다음과 같다:
(1)초 당 100-2500 펄스의 펄스 반복률로 전극 양단에 전기 펄스를 제공하기 위한 단일 펄스 전력 시스템,
(2)부분적으로 반사하는 미러-타입 출력 커플러로 구성된 단일 공진 캐비티, 및 프리즘 빔 확장기, 튜닝 미러, 격자로 구성된 라인 협대역화 유닛,
(3)레이저 가스(KrF에 대하여 크립톤, 불소, 및 네온, 또는 ArF에 대하여 아르곤, 불소, 및 네온), 2개의 연장 전극, 및 펄스 사이에 방전 영역을 클리어링하기에 충분히 빠르게 2개의 전극 사이의 레이저 가스를 순환시키는 탄젠셜 팬을 수용하는 단일 방전 챔버, 및
(4)펄스-펄스 기준으로 펄스 에너지, 에너지 선량, 파장을 제어하기 위한 피드백 제어 시스템을 갖고, 출력 펄스의 펄스 에니저, 파장, 대역폭을 모니터링하기 위한 빔 모니터.
1989-2001의 기간동안, 이러한 레이저의 출력 전력이 차차 증가하였고 펄스 에너지 안정도, 파장 안정도, 대역폭에 대한 빔 품질 사양이 점점 더 엄격해졌다. 집적회로 제조에 널리 이용되는 대중적인 리소그래피 레이저 모델에 대한 동작 파라미터는 8mJ의 펄스 에너지, 초 당 2,500 펄스의 펄스율(약 20와트까지의 평균 빔 전력을 제공), 약 0.5pm FWHM(full width half maximun)의 대역폭, +/-0.35%의 펄스 에너지 안정도를 포함한다.
주입 시딩
가스 방전 레이저 시스템(엑시머 레이저 시스템을 포함)의 대역폭을 감소시키는 잘 알려진 기술에는 이득 매질로의 협대역 "시드" 빔의 주입이 포함된다. 이런 시스템 중 일부에 있어서, "마스터 발진기"라 불리는 시드 빔을 생성하는 레이저는 제1 이득 매질에서 초협대역폭 빔을 제공하도록 설계되며, 그 빔은 제2 이득 매질에서 시드 빔으로 사용된다. 제2 이득 매질이 전력 증폭기로서 기능하면, 시스템은 마스터 발진기로서 전력 증폭기(MOPA) 시스템으로 된다. 제2 이득 매질 그 자체가 공진 캐비티(그 속에서 레이저 발진이 일어남)를 가지면, 시스템은 주입 시딩된 발진기(ISO) 시스템 또는 마스터 발진기로서, 전력 발진기(MOPO) 시스템이 되며, 그러한 경우 시드 레이저는 마스터 발진기로 불리고 하류 시스템은 전력 발진기로 불린다. 레이저 시스템은 비교가능한 단일 레이저 챔버 시스템에 비해 상당히 더 비싸고, 크며 설치하고 동작하기가 훨씬 복잡한 경향이 있는 2개의 분리된 시스템으로 이루어져 있다. 따라서, 이러한 2개의 챔버 레이저 시스템은 상업적으로 응용하는 것은 제한된다.
리소그래피 머신과 광원의 분리
집적회로 제조에 대해서, 리소그래피 머신은 전형적으로 리소그래피 레이저 광원과는 분리되어 위치한다. 분리는 주로 2-20미터이다. 때때로 레이저와 리소그래피 머신은 별개의 룸에 위치한다. 전형적인 실시예는 리소그래피 머신 아래의 플로어에 룸의 레이저를 위치시키는 것이다. 레이저 빔은 KrF 레이저에 대해 약 248nm, ArF에 대해 193nm, F2 레이저에 대해 157nm의 파장 자외선이다. 특히 ArF와 F2 레이저의 짧은 파장에서의 자외선 광은 산소에 의해 흡수되므로, 레이저와 리소그래피간의 레이저 빔 경로를 인클로징하고, 공기에 비해 훨씬 낮은 빔 감쇠를 제공하는 질소 등의 가스로 인클로저를 퍼징하는 것은 잘 알려진 실시예이다. 인클로저에는 또한 미러와 렌즈를 포함한 다양한 광학 컴포넌트가 포함되는데, 이는 레이저 빔을 리소그래피 머신내의 소망 빔 입구 포트로 디렉팅하고 횡단면 프로파일에서의 변화처럼 빔에 대해 어떤 필요한 수정을 제공하기 위한 것이다. 레이저 빔 을 리소그래피 머신에 송출하기 위한 장치는 빔 송출 유닛 또는 짧게 "BDU"라 불린다. 이전에는 BDU가 주로 레이저 광원에서 분리되어 설계되고 제공되었다.
필요한 것은 초 당 4,000 펄스 이상 범위의 반복률에서 동작하는 펄스 가스 방전 레이저를 위한 더 나은 레이저 설계이며, 이는 리소그래피 머신이 필요로 하는 파장, 대역폭, 펄스 에너지, 횡단면 프로파일을 포함한 빔 품질 파라미터를 갖는 리소그래피 머신의 입구 포트에 레이저 광을 제공한다.
본원 발명은 생산 라인 머신에 대한 모듈러 고반복률 자외선 가스 방전 레이저 광원을 제공한다. 시스템에는 레이저 빔을 생산 라인 머신의 입구 포트 등의 소망 위치에 송출하기 위해 인클로징되고 퍼징된 빔 경로가 포함된다. 바람직한 실시예에서, 생산 라인 머신은 리소그래피 머신이며, 2개의 구분된 방전 챔버가 제공되는데 그 중 하나는 마스터 발진기의 부분으로 제2 방전 챔버에서 증폭되는 초협대역의 시드 빔을 생성한다. 이러한 MOPA 시스템은 아주 향상된 빔 품질을 가진 비교되는 단일 챔버 레이저 시스템의 거의 2배의 출력 펄스 에너지를 갖는다. 펄스 스트레처는 출력 펄스 길이를 2배 이상으로 하여 종래기술의 레이저 시스템에 비해 펄스 전력(mJ/ns)을 감소시킨다. 본원의 바람직한 실시예는 광학 컴포넌트의 상당한 저하에도 불구하고, 리소그래피 시스템의 동작 수명 내내 거의 일정한 리소그래피 시스템 웨이퍼 플레인에서 조사를 제공할 수 있다.
본원 발명의 제1 바람직한 실시예가 도 1에 나와있다. 본 실시예에서, 193nm 자외선 레이저 빔은 일본의 Canon과 Nikon, 네덜란드의 ASML의 제품과 같은 스테퍼 리소그래피 머신(2)의 입력 포트에 제공된다. 이 예에서 레이저 시스템(4)의 메인 컴포넌트는 스캐너가 설치되는 데크 아래에 설치된다. 그러나 이 레이저 시스템에는 레이저 빔을 스캐너의 입력 포트로 송출하기 위한 인클로징된 빔 경로를 제공하는 빔 송출 유닛(6)이 포함된다.
이같은 특별한 레이저 시스템에는 마스터 발진기와 전력 증폭기(10)가 포함되며, MOPA 시스템으로 알려진 레이저 시스템의 한 유형이다. 이 MOPA 배열은 레이저 광을 제공하는 단일 레이저 발진기를 사용한 종래기술의 기술에 비해 집적회로 광원에서 중요한 장점이 있다. 마스터 발진기와 전력 증폭기는 각각 종래기술의 단일 챔버 리소그래피 레이저 시스템과 유사한 방전 챔버로 구성된다. 이러한 챔버는 2개의 연장 전극, 레이저 가스, 전극과 수냉식 핀(fin) 열교환기간의 가스를 순환시키는 탄젠셜을 수용한다. 마스터 발진기는 레이저 빔(14B)을 생성하는 전력 증폭기를 통과하는 2개의 패스에 의해 증폭되는 제1 레이저 빔(14A)을 생성한다. 마스터 발진기(8)는 출력 커플러(8A)와 라인 협대역화 모듈(8B)에 의해 형성된 공진 캐비티로 이루어져 있으며, 출력 커플러와 라인 협대역화 모듈 모두 배경기술에서 개괄적으로 설명되고, 참고하는 종래기술 특허에서 상세히 설명된다. 마스터 발진기(8)에 대한 이득 매질은 마스터 발진기 방전 챔버(8C)안에 수용된 2개의 50cm 길이 전극 사이에서 생성된다. 전력 증폭기(10)는 원래 방전 챔버이며, 본 바람직한 실시예에서는 2개의 연장 전극간 이득 매질을 제공하는 마스터 발진기 방전 챔버(8C)와 거의 동일하지만, 공진 캐비티는 없다. 이러한 MOPA 구성은 마스터 발진기가 파장 안정도나 초협대역폭 같은 빔 품질 파라미터를 최대화하도록 설계되고 동작되게 한다; 반면 전력 증폭기는 전력 출력을 최대화하도록 설계되고 동작된다. 예를 들어, 출원인의 고용주, Cymer, Inc.에서 이용가능한 기술 광원의 전류 상태는 펄스 당 5mJ, 4kHz, ArF 레이저 시스템이다. 도 1에 나오는 시스템은 펄스 당 10mJ (또는 그이상) 4kHz ArF 레이저 시스템으로 빔 품질이 많이 향상되어 평균 자외선 전력의 적어도 2배를 생성한다. 이러한 이유로 MOPA 시스템은 더 높은 품질과 더 높은 전력 레이저 광원을 나타낸다.
펄스 스트레처
집적회로 스캐너 머신은 제조하기 어렵고 엄청난 비용이 드는 큰 렌즈로 이루어져 있다. 이같은 아주 비싼 광학 컴포넌트는 매우 높은 강도와 자외선 펄스의 결과로 저하하기 쉽다. 광학 손상은 레이저 펄스의 강도(예를 들어, cm2당 또는 mJ/ns/cm2 당 광 전력(에너지/시간)) 증가와 함께 증가하는 것으로 알려져있다. 이러한 레이저에서 나온 레이저 빔의 전형적인 펄스 길이는 약 20ns이며 따라서 5mJ 빔은 약 0.25mJ/ns의 펄스 전력 강도를 가진다. 펄스 지속시간의 변화없이 펄스 에너지를 10mJ로 증가시키면 펄스 전력이 약 0.5mJ/ns로 2배가 되어 이러한 비싼 광학 컴포넌트의 사용가능한 수명이 많이 단축될 수 있다. 출원인은 펄스 길이를 약 20ns에서 50ns이상으로 증가시켜 스캐너 광학 저하률을 감소시킴으로써 이러한 문제점를 피할 수 있었다. 이러한 펄스 스트레칭은 도 1에서 보는 바와 같이 펄스 스트레처(12)로 달성된다. 펄스 스트레처(12)를 통하는 빔 경로를 보여주는 확대 모습이 도 2에 나와있다. 빔 스플리터(16)는 4개의 포커싱 미러(20A, 20B, 20C, 20D)에 의해 생겨난 지연 경로로 들어가는 전력 증폭기의 레이저 빔(14B)의 약 60퍼센트를 반사시킨다. 레이저 빔(14B)의 각 펄스의 40퍼센트 이동된 부분은 스트레칭된 레이저 빔(14C)의 대응하는 스트레칭된 펄스(13)(도 2B 참조)의 제1 험프(13A)가 된다. 빔 스플리터(16)에 의해서, 레이저 빔(14B)의 60 퍼센트 부분은 반사된 부분을 포인트(22)로 모이게 하는 미러(20A)로 디렉팅된다. 그런 뒤 빔은 확장되고, 미러(20B)에서 반사되어 확장된 빔은 평행한 빔으로 변환되며, 미러(20C)로 디렉팅되어 다시 포인트(22)에 모이게 된다. 그런 뒤 이 빔은 미러(20D)에 의해 반사되는데, 이는 미러(20B)가 확장된 빔을 광 평행 빔으로 바꾸고 이를 다시 빔 스플리터(16)로 디렉팅하여, 첫번째 반사된 광의 60퍼센트가 스트레칭된 레이저 빔(14C)에 있는 이 펄스의 첫번째 이동된 부분과 직렬로 완전히 반사되어 펄스(13)의 험프(13B) 대부분이 되는 것과 같다(도 2B참조). 반사된 빔의 40퍼센트는 빔 스플리터(16)로 이동하여 첫번째 반사된 빔의 경로를 정확히 따르고 스트레칭된 펄스(13)의 더 작은 부가적 험프를 생성한다. 결과는 스트레칭된 펄스(13)인데 이는 펄스 길이가 약 20ns에서 약 50ns로 스트레칭된 것이다. 스트레칭된 펄스(13)는 도 2B에서처럼 강도 대 시간으로 구성되며 도 2A와 비슷하게 구성된 전력 증폭기의 레이저 빔(14B)의 펄스의 모양과 비교될 수 있다.
본 실시예에서 스트레칭된 펄스 모양은 2개의 큰 거의 같은 피크(13A, 13B)를 지녔으며 시간상 첫번째 두 피크를 뒤따르는 더 작은 감소되는 피크가 있다. 다른 빔 스플리터를 사용하면 스트레칭된 펄스의 모양이 달라질 수 있다. 출원인은 약 60퍼센트를 반사하는 빔 스플리터가 "시간 적분 제곱" 펄스 길이 또는 "TIS" 로 알려진 파라미터에 의해 측정된 펄스의 최대 스트레칭을 생성한다라고 보았다. 이러한 파라미터를 사용하는 것은 기이한 모양의 전력 대 신간 곡선을 지닌 펄스의 효과적인 펄스 지속시간을 결정하는 기술이 된다. TIS는 다음과 같이 정의된다:
Figure 112004008448079-pct00001
단, I(t)는 시간 함수로서의 강도이다.
빔 프로파일과 발산 속성을 유지하기 위해, 빔이 지연 전파 경로를 통하도록 하는 미러는 이미징 릴레이 시스템을 만들어서 유니티, 확대, 초점 망원경으로서 작용해야 한다. 이는 엑시머 레이저 빔 고유의 발산 때문이다. 빔이 이미징되지 않은채로 지연 경로를 통하게 되면, 빔은 빔 스플리터에서 재결합될 때 원래 빔과는 다른 크기가 된다. 펄스 스트레처의 기능을 하는 이미징 릴레이와 초점 망원경을 만들기 위해, 미러는 지연 경로의 길이에 의해 결정되는 굴곡의 특정 반지름으로 설계된다. 미러(20A, 20B)간 분리는 미러의 오목한 표면 반지름과 같고, 전체 지연 경로의 1/4과 같다.
스트레칭된 펄스의 첫번째 두 피크의 상대적 강도는 빔 스플리터 반사성의 설계에 따라 달라질 수 있다. 또한 빔 스플리터의 설계와 펄스 스트레처의 출력 TIS의 설계는 빔 릴레이 시스템의 효율성에 따라 달라지며 따라서 출력 TIS도 이미징 릴레이 미러의 반사성의 정도와 빔 스플리터에서의 손실의 정도에 따라 달라진다. 이미징 릴레이 미러의 반사성이 97%, 빔 스플리터에서의 손실이 2%일 때, 최대의 TIS 확장은 빔 스플리터의 반사성이 63%일 때 일어난다.
펄스 스트레처를 정렬하려면 4개의 이미징 릴레이 미러 중 2개가 조정가능해야 한다. 2개의 조정가능한 미러에는 각각 팁/틸트 조정이 있어서 프리즘의 전체 4개의 자유도를 만들어낸다. 2개의 조정가능한 미러는 시스템의 반대 끝에 위치할 필요가 있는데, 이는 시스템의 공초점 설계 때문이다. 자가-정렬하는 펄스를 만들기 위해, 스트레처는 프리즘의 필요한 4개의 자유도가 자동으로 조정될 것을 요구하고, 정렬을 특징짓기위한 피드백 정보를 제공하는 진단 시스템을 요구한다. 그러한 진단 시스템의 설계는, 정렬 성능을 좌우할 수 있는, 펄스 스트레처의 가까운 및 먼 필드의 출력 모두를 이미징할 수 있는 이미징 시스템을 요구한다. 두 측면(가까운 필드와 먼 필드)에서의 원래 펄스로 서브-펄스의 오버레이를 시험함으로써, 자동적으로 미러를 조정하기 위해 필요한 정보를 얻을 수 있다.
광학 릴레이
본 바람직한 실시예에서, 마스터 발진기(8)의 레이저 빔(14A)은 레이저 빔(14B)을 생성하는 전력 증폭기(10)를 통과하는 두 패스에 의해 증폭된다. 이를 위한 광학 컴포넌트는 출원인이 다음과 같이 이름붙인 세 모듈에 포함된다: 엔지니어링 박스 앞 마스터 발진기 웨이브, MO WEB(24), 엔지니어링 박스 앞 전력 증폭기 웨이브, PA WEB(26), 빔 리버싱 모듈, BR(28). 라인 협대역화 모듈(8B)과 출력 커플러(8A)와 함께 이 세가지 모듈은 마스터 발진기 방전 챔버(8C)와 전력 증폭기(10)의 방전 챔버와는 별도로 단일 수직 광학 테이블 위에 모두 놓여진다. 음향 쇼크와 팬 회전에 의한 챔버 진동은 광학 컴포넌트에서 격리된다.
마스터 발진기 라인 협대역화 모듈과 출력 커플러에 있는 광학 컴포넌트는 본 실시예에서 배경기술에서 참조된 종래기술 리소그래피 레이저 광원의 것과 거의 동일하다. 라인 협대역화 모듈은 세가지 또는 네가지 프리즘 빔 확장기, 매우 빠른 반응 튜닝 미러, Litrow 구성에 배치된 격자로 이루어져있다. 출력 커플러는 부분적으로 반사하는 미러로서, KrF 시스템에 대한 출력 빔의 20퍼센트와 ArF에 대한 30퍼센트를 반사시키고 나머지는 패스시킨다. 마스터 발진기(8)의 출력은 라인 센터 분석 모듈, LAM(7)에서 모니터링되어 MO WEB(24)로 간다. MO WEB에는 전체 내부 반사(TIR) 프리즘 및 레이저 빔(14A)을 PA WEB으로 정확히 보내는 정렬 컴포넌트가 포함된다. 도 3A에 나오는 것과 같은 TIR 프리즘은 고강도의 자외선 방사 아래에서 주로 저하되는 반사 코팅을 하지 않고도 90퍼센트 이상의 효율성으로 레이저 빔을 90도로 회전시킬 수 있다. 반대로, 항구성의 높은 반사 코팅을 한 제1 표면 미러는 TIR 프림즘에 이용될 수 있다.
PA WEB(26)은 도 3C-F에서와 같이 TIR 프리즘(26A) 및 레이저 빔(14A)이 전력 증폭기 이득 매질을 통해 첫번째 패스를 하도록 하는 정렬 컴포넌트(보이지 않음)로 구성되어있다. 반대로, 위에서처럼 높은 반사 코팅을 한 제1 표면 미러는 TIR 프리즘을 대신할 수 있다. 빔 리버싱 모듈(28)에는 도 3B-D과 같이 2개의-반사 빔 리버싱 프리즘(28A)이 포함되는데, 도 3A과 같이 한번의-반사 프리즘이 전체 내부 반사에 의존해 광학 코팅을 필요로 하지 않는 것과 같다. P-편광 빔이 프림즘을 들어가고 나오는 페이스는 반사 레이저를 최소화하기 위해 Brewster 각에 맞춰져 프리즘을 거의 100% 활용한다.
빔 리버싱 모듈(28)에서 리버싱된 후, 부분적으로 증폭된 빔(14A)은 전력 증폭기(10)에서 이득 매질을 통해 또다른 패스를 하고, 전력 증폭기의 레이저 빔(14B)처럼 스펙트럼 분석 모듈(9)과 PA WEB(26)을 통해 나온다. 본 실시예에서 전력 증폭기를 통한 빔(14A)의 제2 패스는 전력 증폭기 방전 챔버내의 연장 전극과 정확히 직렬이다. 제1 패스는 제2 패스 경로에 비해 약 6 밀리라디안의 각에서 경로를 따르고, 제1 패스의 제1 경로는 게임 매질의 두 끝부분간의 포인트 하프 웨이에서 이득 매질의 중앙선을 가로지른다. 도 3C와 3D는 전력 증폭기를 통하는 빔(14A) 경로의 옆, 윗모습이다. 독자는 도 3B에서처럼 빔 리버싱 프리즘(28A)의 설계과 포지션잉이 각 β 및 d의 공간적 오프셋을 조정해야한다는 사실을 기억해야 한다. 본 실시예에서 β=6 밀리라디안, d는 5mm이다.
도 3E(옆모습)과 3F(윗모습)는 전력 증폭기 WEB 모듈에서 광학의 몇가지 부가적 중요한 속성을 보여준다. 옆모습에서 PA로 "향하는" 빔은 PA에서 "나오는" 빔위에 있다는 사실을 주의하라. 이렇게 되면 두가지 빔 모두 옆모습 도면에서 보여질 수 있다(사실 두가지 빔 모두 같은 높이에 있기 때문에 나오는 빔을 정확한 높이에서 보면 "나오는" 빔은 "향하는" 빔을 차단한다). 도 3F에서 보는 바와같이, 나오는 빔은 TIR 프리즘(26A)에 가깝게 지나서 출구 애퍼처(26C)를 통과하여, 2개의 빔 확장 프리즘(26D)으로 수평 방향에 있는 4배만큼 확장되고, 펄스 스트레처(12)(광학 펄스 스트레처를 위한 것으로 출원원이 "OPUS"라 부른다)로 나간다. 광학 릴레이에서의 다른 애퍼처 뿐만 아니라 출구 애퍼처(26C)도 임의로 고려되어야 하고 일시적인 정렬 타겟에 의해 대체될 수 있다.
다른 TIR 프리즘 고려사항
MO WEB과 PA WEB에서의 TIR 프리즘은 광학 코팅이 없어 높은 플루언스 UV 방사에 확대 노출되어 저하되려는 경향이 있기 때문에 유전체-코팅된 제1 표면 미러를 선호한다. TIR 프리즘의 한가지 단점은 불필요한 Fresnel 반사인데 이는 입구 페이스와 출구 페이스에서 발생한다. 193nm의 불화칼슘 물질에 있어서 각 페이스는 입사 빔의 약 4%를 반사시킨다. 입사 빔이 표면에 대해 정상적이라면, 불필요한 반사는 입사 빔의 경로를 따라 뒤로 전파할 것이고 MO로 다시-들어갈 것이다. 이는 MO의 안정적인 동작을 방해할 수 있다. TIR 프리즘의 입구, 출구 페이스를 입사 빔에 비해 1도 정도 틸팅함으로써 문제를 피할 수 있다. 이것은 1도 만큼 45°-45°-90° TIR 프리즘을 회전함으로써 이루어질 수 있으며, 그러한 경우 주요 빔의 편각은 90°에서 88°나 92°(1도 회전의 방향에 따라)로 변할 것이다. 반대로, 90°편각과 1 틸팅된 페이스는 각 44°-44°-92° 또는 46°-46°-88° 또는 44.33°-45.67°-90°의 TIR 프리즘을 사용함으로써 얻을 수 있다.
PA WEB에서의 TIR 프리즘(26A)은 세개의 광학 페이스 각각의 에지에 매우 가깝게 사용된다. 이러한 프리즘의 광학 페이스는 1mm이내 또는 크리티컬 에지 미만으로 정확히 폴리싱되어야 한다.
MO WEB과 PA WEB에서의 TIR 프리즘은 각각 프리즘의 2개의 자유도(2 회전, "팁-틸트")로 정렬가능할 것이다. MO WEB TIR 프리즘이 정렬되면 반사된 주요 빔은 PA WEB내의 적절한 위치로 가게된다. PA WEB TIR 프리즘이 정렬되면 반사된 주요 빔은 빔 리버싱 모듈 내의 적절한 위치로 가게된다. 각각의 TIR 프리즘은 시일링된 모듈 외부에서 팁-틸트 조정을 하게 하는 메카니컬 마운트에서 안전하게 보관된다.
최대 반사된 웨이브프론트 에러는 깨끗한 애퍼처(13mm×21mm)를 가로질러 633nm에서 0.20 웨이브 피크-밸리(예를 들어, 127nm)이다. 정확한 양은 변형 형태에 따라 달라지더라도, 훨씬 작은 빔을 가로지르는 웨이브프론트 에러는 훨씬 적을 것이다. 단순한 굴곡이 지배적인 에러라면(폴리싱된 플랫에서와 같이), 빔에 알려진 최대 발산 각 에러는 수직 방향에서 약 0.02mrad이다(수평 방향에서는 훨씬 적다).
수명(특히 193nm에서)에 대한 광학 코팅의 저하는 높은 반사 유전체 코팅으로 부분 반사나 AR 코팅보다 손상 저항력이 크다. 이러한 미러의 긴 수명이라는 목표에 도움이 되는 것은 PA를 나오는 것보다 MO를 나올 때 펄스 에너지가 훨씬 낮다는 사실이다. 미러는 에지에 매우 가깝게 사용되기 때문에, 코팅은 보통때보다 더 손상되기 쉽다. 코팅 실패의 원인이 되는 에지 근처에서 표면 거침과 코팅 불규칙이 있을 수 있다. 미러의 에지는 이러한 잠재적 문제를 피하기 위해 테스트된다. 도 3G는 스페이싱 문제를 보여준다. 빔이 빔 리버싱 모듈내의 적절한 위치에 가도록 하기 위해, 튜닝 미러는 프리즘의 2개의 자유도(2 회전, "팁-틸트")에서 정렬될 것이다. 미러 마운트에는 미러를 요구된 정확도로 정렬하기 위해, 시일링된 모듈의 외부로부터 액세스가능한 조정이 포함되어야 한다.
코팅된 미러(26A)의 대안으로 유전체-코팅된 미러 대신 코팅되지 않은 TIR 프리즘이 사용된다. 그러한 설계는 수명에 대한 코팅 손상을 제거할 것이다.
정렬 특징
이러한 틸팅된 더블-패스 기하구조에서, MO WEB과 빔 리버싱 모듈에서 반사된 빔은 PA WEB에 정확히 놓여진다. MO WEB 미러와 빔 리버싱 모듈의 적절한 정렬을 위해 PA WEB내에 정렬 속성이 제공된다. 속성은 TIR 프리즘의 에지를 참조할 필요가 있다. 정렬 속성은 애퍼처로서, PA WEB으로의 입구에서 하나(MO WEB 프리즘을 정렬하기 위한 것), 출구에서 하나(빔 리버싱 모듈을 정렬하기 위한 것)이다. 애퍼처는 고정적이거나 이동가능하다. 시스템은 필드에서 시일링된 빔에 대해 정렬가능해야 한다. 애퍼처의 측면에서 빔의 위치는 2-D 검출기 어레이(디지털 카메라)의 한 형태로 보이게 될 것이다. 도 3F의 36에서 보는 바와 같이, BAT라 불리는 빔 분석 툴(아마 애퍼처에 내장되어 있을 것이다)은 정렬을 점검하는 모듈 속으로 주입될 것이다.
빔 확장 프리즘
PA에서 나오는 빔의 플루언스는 시스템의 어디에서보다 높다(작은 빔 사이즈와 높은 펄스 에너지 때문에). OPuS 모듈의 광학 코팅에 그러한 높은 플루언스가 입사되어 코팅 손상이 발생하는 것을 회피하기 위하여, 빔 확장 프리즘은 PA WEB 속으로 설계되었다. 4배만큼 수평 빔 폭을 확장함으로써 플루언스는 이전 수준의 1/4로 감소된다.
도 3G에서 보는 바와 같이, 20°아펙스(apex) 각을 지닌 한쌍의 동일한 프리즘(26D)을 사용하면 빔 확장이 이루어진다. 프리즘(26D)과 빔 경로의 오리엔테이션은 도 3G에 나온다.
프리즘은 ArF-그레이드 칼슘 플루오라이드로 만들어지며 코팅되지 않는다. 각 프리즘에서 68.6°의 입사 각을 이용함으로써, 4.0의 아나모르픽 확장을 얻을 수 있고, 그 쌍의 공칭 편각은 제로이다. 네개 표면에서의 전체 Fresnel 반사 손 실은 약 12%이다.
빔 송출 유닛
본 바람직한 실시예에서, 스캐너 머신(2)의 요구에 부응하는 펄싱된 레이저 빔은 스캐너의 광 입력 포트에 공급된다. 도 1의 38에 나오는 것과 같이 BAM이라 불리는 빔 분석 모듈은 스캐너의 입력 포트에 제공되어, 들어오는 빔을 모니터링하고 피드백 신호를 레이저 제어 시스템에 제공하여 스캐너에 제공된 광이 소망 강도, 파장, 대역폭에 있고 선량과 파장 안정도 같은 모든 품질 요구에 부합하는 것을 보장한다. 파장, 대역폭, 펄스 에너지는 여기에 참조로써 편입된 미국특허 출원 제10/012,002호에 개시된 기술을 사용하여 4,000Hz까지의 펄스율로 펄스-펄스에 기초하여 빔 분석 모듈에서 기상 장치에 의해 모니터링된다.
편광, 프로파일, 빔 사이즈, 빔 포인팅같은 다른 파라미터들은 상대적으로 안정적이기 때문에 다른 빔 파라미터 역시 어떤 소망 빈도에서 모니터링될 수 있으며, 파장, 대역폭, 펄스 에너지 파라미터보다 훨씬 낮은 빈도로 정상적으로 모니터링될 수 있다.
이같이 특별한 BDU는 2개의 빔-포인팅 미러(40A, 40B)로 구성되며, 그중 하나 혹은 둘다 편차 빔 포인팅을 위한 팁, 틸트 수정을 하도록 제어될 수 있다. 빔 포인팅은 BAM에서 모니터링되어 하나 혹은 2개의 포인팅 미러의 포인팅에 대한 피드백 제어를 제공한다. 바람직한 실시예에서, 7 밀리초 미만의 포인팅 반응을 위해 압전 드라이버가 제공되었다.
고정 에너지 출력
일반적으로 이득 매질에서 실리콘 웨이퍼로 가는 빔 경로에서의 모든 광학은 각 펄스 및 여러 펄스에서의 광의 강도와 상관관계로 시간이 지날수록 저하한다. 그러나 지난 수년 동안에 걸친 주요 향상으로 인해 저하는 느리게 진행되며 전형적으로 수많은 펄스에서 측정된다. 여전히 저하는 중요하기 때문에, 4000Hz에서, 15퍼센트 의무 요인에서 24시간 계속되는 동작, 리소그래피 시스템은 3주내에 수많은 펄스를 축적할 것이다. 이러한 이유로, 일정한 빔 품질을 유지하는 것은 어려울 수 있다. 과거에는 리소그래피 시스템 컴포넌트의 수명을 위해 일관된 빔 품질을 유지하기 위한 이러한 노력이 복잡했는데, 이는 대부분의 레이저 제어 기능에 대한 레이저 빔 품질이 레이저 시스템의 출력, 단지 출력 커플러에서의 하류에서 측정되었기 때문이다. 본원 발명은 스캐너 머신의 입력 포트에서 직접적인 펄스-펄스 피드백 제어를 제공하고, 빔 송출 유닛을 레이저 시스템의 한 부분으로 제공함으로써 이러한 문제점을 크게 완화시킨다. 본 바람직한 실시예에서, 빔 송출 유닛은 위에서 설명된 MOPA 시스템과 결합되는데, 이 시스템은 에너지 강도를 낮추고 빔 품질을 많이 향상시킴으로써 현재의 최첨단 리소그래피 광원보다 거의 2배의 펄스 에너지를 생성한다. 따라서, 이러한 배열을 한 본원 발명에서는 빔 경로의 길이를 통한 광학 컴포넌트의 점진적 저하에도 불구하고 리소그래피 시스템의 수명 동안 변하지 않은 빔 품질와 강도로써 스테퍼 머신 오퍼레이터의 요구에 부응하는 조사를 제공한다. 이는 장치 수명의 모든 단계에서 소망 성능을 제공하기 위해 의도적으로 레이저 시스템을 작동함으로써 달성될 수 있다. 의도적으로 펄스 에너지를 감소시키는 기술에는 방전 볼트를 감소시킬 뿐 아니라 불소 농도의 가스 압력도 감소 시키는 평범한 기술이 포함된다. 빔 감쇠는 또다른 가능성이다. 이는 모든 컴포넌트가 새것일 때 장치 수명의 초기 단계에서 레이저가 조사를 생성하기 위해 최적의 품질와 강도보다 적은 상태로 동작될 수 있지만, 품질와 강도값은 리소그래피 시스템의 수명동안 일정하게(소망하면)유지될 수 있음을 의미한다. 이러한 접근법은 아주 비싼 레이저 시스템 뿐만 아니라 훨씬 더 비싼 스테퍼 머신의 유용한 수명을 상당히 증가시킬 수 있다. 도 5는 출원인에 의해 만들어지고 테스트된 프로토타입 MOPA 레이저 시스템에 대한 충전 전압 대 펄스 에너지 출력에 관한 플롯이다. 이 차트는 충전 전압을 충전시킴으로써 레이저 시스템 출력이 약 7mJ-30mJ 사이에서 변할 수 있음을 보여준다. 예를 들어, 동작 파라미터가 15mJ라면, 도 5의 그래프는 장치의 긴 수명동안 광학 저하를 보상하기 위해 레이저내에 많은 초과 커패시티가 있다는 사실을 보여준다. 본 실시예에서 현재의 최첨단 레이저 시스템 출력이 10mJ인것에 비해 MOPA 출력은 펄스 당 30mJ이기 때문에, 위에서 설명한 계획대로 실행하면 주요 수명의 향상을 기대할 수 있다.
레이저의 BDU부
스캐너의 입구 포트에 레이저 빔을 제공하는 또다른 장점은 가동휴지시간을 최소화하고 시스템 유용성을 증가시키기 위해 빔 송출 유닛이 이제 설계 및 제조에 대해서 뿐만 아니라 프리 액티브 예방적 유지에 대해서 레이저 공급기의 역할이 된다는 것이다 .
다양한 레이저-BDU-스캐너 구성
또다른 장점은 빔 송출 유닛이 리소그래피 머신의 측면에서 레이저의 위치를 맞추기 위해 레이저 시스템의 한 부분으로 설계될 수 있다는 것이다. 도 1은 전형적 구성을 보여주지만 대부분의 리소그래피 설치는 독특하며 많은 다른 구성이 이용될 것으로 기대된다. 다양한 가능성있는 레이저-BDU-스캐너 구성의 일부가 도 4A, 4B, 4C, 4D에 나온다.
편광 고려사항
마스터 발진기 공진 캐비티에서 2개의 윈도우와 세개의 프리즘으로 이루어진 광학 컴포넌트는 수직 방향의 표면에 맞춰져 Brewster 각에 가까운 몇몇 입사 각을 제공하고, 레이저 빔을 개발한다. 따라서 마스터 발진기를 나오는 레이저 빔(14A)은 수평 방향의 전기 필드 컴포넌트의 98%와 수직 방향의 2%로 강하게 편광된다.
빔 터닝을 위해 45도로 유전체 코팅된 미러를 사용할 때, 편광 효과를 고려하는 것이 중요한데, 이러한 미러 S-편광으로는 거의 97퍼센트가 반사되는 반면 P-편광은 90-92퍼센트만 반사되기 때문이다(P-편광은 빔 방향에 의해 정의된 플레인에 있는 광의 전기적 필드 컴포넌트 및 빔 방향과 표면이 교차하는 부분에서의 광학 표면과 수직인 라인을 말한다. S-편광은 표면의 플레인에 있는 광의 전기적 컴포넌트 방향을 말하고 P-편광에 수직이다.) 따라서, 터닝 미러에서의 반사를 최대화하기 위해 S-편광 방향은 들어오는 빔의 편광과 대응한다는 점이 중요하다. 독자는 미러(40A, 40B)가 조정되어 S-편광 방향은 수평이고 스트레칭된 레이저 빔(14C)에 있는 광의 약 98퍼센트의 전기적 필드 방향과 대응한다는 점을 기억해야 할 것이다; 따라서 반사는 이러한 미러에서 약 97퍼센트이어야 한다. 도 4A, 4B, 4C에 나오는 BDU에서 보여지는 미러는 모두 수평으로 편광의 최대 반사로부터 적절히 조정된다. 그러나 미러(40A)는 조정되어 P-편광 방향은 빔에 있는 광의 98퍼센트의 전기적 필드 방향의 방향에 있기 때문에 이 미러에서의 반사는 약 90-92퍼센트 정도이다. 이러한 경우 출원인은 40A 위치에서 90-도 빔 턴을 만드는 2개의 프리즘을 이용하는 것이 해결책이라고 보았다. 이러한 기술은 도 6에 나와있다. 아펙스 각 67.2도인 2개의 프리즘(52,54)은 s-편광에 대해 90-도만큼 입사 각을 바꿀 수 있다. 빔은 Brewster 각에서 프리즘으로 들어갔다 나오며, 따라서 수평 방향의 모든 광에서 반사는 없다. 수직 방향에서 편광 빔 부분은 제1 프리즘에 의해 거의 반사된다. 193nm와 CaF2 프리즘에 대한 레이아웃이 만들어졌다(248nm나 157nm에 대해 약간의 수정이 필요할 것이다). 코팅은 포함되지 않았기 때문에, 이러한 어셈블리의 수명은 매우 높다.
수평 편광이 40A 위치에 있는 2개의 프리즘(52, 54)을 통과해 지나가면, 모든 전기적 필드 컴포넌트의 편광 방향은 도 6의 화살(53A, 53B)에 의해 수평에서 수직으로 재조정된다. 이러한 이유로 미러(40B)에서 빔의 전기적 필드 컴포넌트는 거의 모두 수직이며 따라서 수직으로 놓여진 미러(40B)는 빔의 측면에서 s-편광 조정을 하고 광의 약 97퍼센트는 미러(40B)에 의해 반사된다.
미러에 대한 퍼지 셔터
BDU 용량은 200리터 정도로 크며 고순도 N2로 퍼징되어야 한다. 이러한 퍼징 프로세스는 산소와 그밖의 유기화합물의 피 ppm 레벨까지 도달하는데 수시간이 걸릴 수 있다. 스캐너에 대한 BDU의 제1 설치 동안, 이러한 퍼지 시간이 적당하지만 정상적 동작 동안에는 아주 오래 걸릴 수 있다. 도 1의 미러(40A) 같은 미러에 서비스가 필요하다고 가정해보라. 이는 미러를 BDU에서 분해하는 것으로 BDU를 공기중에 노출시킬 수 있다. 따라서 짧은 서비스 절차(미러를 제자리에 놓는것)가 될 수 있는 것이 아주 긴 퍼지 프로시저로 바뀐다. BDU에 있는 빔 경로의 품질을 복구하기 위한 긴 퍼지 기간과 관련된 상당한 지연을 피하기 위해, 미러(40A)에 대한 도 7에서 보는 바와 같이 BDU내의 각 미러의 양쪽 면에 BDU 셔터 유닛(62)이 추가된다.
여기서, BDU에 몇가지 삽입물이 놓이는데, 서비스 셔터는 BDU내의 다른 영역을 격리시키기 위해 삽입될 수 있다. 이러한 셔터는 동작중에는 정상적으로 삽입되지 않는다. 예를 들어, 도 7에서와 같이, 격리될 필요가 있는 미러(40A) 사이에 두 셔터가 들어가고 나서 미러 자체가 제자리에 놓여진다. 그런 뒤, 이렇게 노출된 영역은 이제 수분 동안 N2로 퍼징된다. 공기에 노출된 용량이 BDU 전체 용량보다 훨씬 적기 때문에 퍼징 인터발은 이제 훨씬 짧다. 서비스하는 동안 퍼징은 셔터사이에서가 아니라 빔 경로의 모든 영역에서 계속된다.
빔 경로 퍼징
본 바람직한 실시예에서, 레이저 챔버 외부에 있는 빔 경로의 모든 부분은, 두가지를 제외하고, N2로 퍼징된다: (1)라인 협대역화 모듈 및 마스터 발진기 방전 챔버(8C)와 LNP간의 경로 부분은 헬륨으로 퍼징된다, (2)파장과 대역폭을 측정하기 위한 LAM, SAM, BAM내의 에탈론 챔버는 챔버로 시일링된다. 도 1은 42에서 퍼지 가스 서플라이를 보여주지만, 퍼지 라인은 보이지 않는다. 퍼징된 빔 경로에 대한 훌륭한 예는 미국특허 제 10/000,991에 개시되어 있으며 본원 명세서에 참조로써 편입되어 있다. 이 기술에는 메탈 벨로와 간단한 시일링 진공 품질 시일이 포함된다. 이러한 기술은 금속 벨로를 포함하고 진동 챔버와 민감한 광레이저 사이의 인터페이스에 진공 품질 시일을 용이하게 시일링하고 모든 별개의 모듈 사이의 인터페이스에 진공 품질 시일을 용이하게 시일링하고 모듈의 빠른 분리를 허용하여 유지 또는 서비스를 위한 빠른 모듈 제거를 허용한다. 도 8A에서 E까지는 LNP로부터의 빔 경로내에 있는 컴포넌트를 스캐너에 연결시키는데 유용한 부분 93A, B, C가 있는 바람직한 간단한 시일링 벨로 시일 유닛의 도면을 보여준다. 도 8C와 8E에 나오는 클램프 중 하나는 사이에 끼워진 주석 코팅된 메탈 C-시일로써 부분 93A와 93B를 함께 클램핑하는데 사용될 수 있다. 도 8D는 어셈블링된 시일 유닛의 절단된 모습을 보여준다. 시일 유닛내의 시일은 주석 접촉 레이어가 있는 메탈 "C" 시일이다. 금속 시일은 나빠지지 않고, 자외선 조사기 하에서 가스 오염되지 않는다.
빔 경로 모니터
산소같은 흡수재를 지닌 경로의 오염은 빔 품질와 펄스 에너지에 상당한 영향을 줄 수 있기 때문에 레이저 빔 경로의 품질을 보장하기 위한 모니터가 제공된다. 몇가지 퍼지 경로가 제공될 것이다. 플로 모니터는 퍼지 플로를 모니터링하는데 이용될 수 있다; 그러나, 몇몇 공급처에서 상업적으로 이용가능한 O2 모니터처럼 다른 모니터가 제공될 수도 있다. 또다른 빔 경로 품질 모니터에는 Ohio, Dayton에 사무실을 둔 Audio Products와 같은 공급처에서 이용가능한 일렉트레트 일렉트로닉 마이크로폰을 이용하는 음향 모니터가 포함된다. 이러한 형태의 모니터는 미국특허 제 10/000,991에 개시되어 있으며, 본원 명세서에 참조로써 편입되어 있다. 바람직한 실시예에서, 이러한 모니터는 빔 경로 퍼지가 빔 경로 오염을 충분히 클리어링할 때까지 셔터다운 후 제조를 지연시키는 리소그래피 오퍼레이터에 의해 이용될 수 있는 신호를 제공하는데 사용된다.
빔 프로파일 플립핑
집적회로 패브리케이션에 있어 레이저 빔의 간섭성은 바람직하지 않다. 엑시머 레이저 빔은 특징상 빈약한 간섭성을 지니는데, 이는 왜 이 광원이 집적회로 패브리케이션에 좋은지에 관한 여러 이유 중의 하나가 된다. 그러나 이러한 레이저에서 나온 레이저 빔의 빈약한 간섭성이 많이 빈약하지 않다 하더라도, 빔의 다른 측면에서 품질은 계속 더 좋아진다. 그러한 경우가 되면 간섭성 스크램블러가 추가될 수 있다. 빔 경로의 몇몇 장소에서 추가될 수 있다. 이를 위한 좋은 장소는 빔 송출 유닛내의 어느 곳이라도 될 수 있다.
도 9는 빔 프로파일 플립핑 간섭성 스크램블러의 예를 보여준다. 이는 60퍼센트의 빔 스플리터(60)와 세가지 최대 반사 미러(62,64,66)로 이루어진다. 이 배열은 위에서 설명된 펄스 스트레처와 유사한 방식으로 펄스를 세그먼트로 분리한다. 그러나 이 구성에서 각 세그먼트의 프로파일은 이전 세그먼트에 대해 플립핑된다. 도 9에서 들어오는 펄스(68)의 프로파일은 바닥에 포인트가 있는 삼각형으로 나타난다. 40% 펄스 강도의 제1 세그먼트는 68A에 나타내어진 바와 같은 프로파일로 통과한다. 반사된 부분은 각 미러에서 반사되고, 그 중 60퍼센트는 빔 스플리터(60)로부터 반사되어 프로파일(68A)에 대하여 플립핑되는 프로파일(68B)을 세그먼트가 갖는다. 그 다음의 세그먼트가 간섭성 스크램블러를 통과하면 이들의 프로파일은 이전 세그먼트에 대해 각각 플립핑된다. 따라서 빔의 네트 프로파일은 스크램블링될 것이고, 더 중요하게 어떠한 간섭성 역시 스크램블링될 것이다. 독자는 본 실시예에서 제1 세그먼트를 뒤따르는 세그먼트의 유의미한 지연을 제공할만큼 레그가 길지 않다면 유의미한 펄스 스트레칭은 없을 것이다. 우리는 위에서 설명한 바와 같이 이미 스트레칭하였기 때문에 여기 레그는 다소의 몇 인치처럼 매우 짧아질 수 있으며, 그러한 경우 세그먼트는 서로 겹쳐질 것이다.
웨이퍼 플라즈마에서의 펄스 에너지 디텍션
본원 발명의 바람직한 실시예에서 펄스 에너지 검출기(44)는 스캐너의 웨이퍼 플레인(46)에서 제공된다. 이 검출기의 펄스 에너지 신호는 레이저 외부의 에너지를 직접적으로 제어하는 피드백 루프로 이용될 수 있다. 반대로, 신호는 BAM이나 SAM에서 측정된 펄스 에너지 파라미터를 결정하는에 이용될 수 있으며 웨이퍼 플레인에서 요구되는 조사를 제공할 것이다.
특별한 F2 레이저 특징
이상의 설명은 주로 ArF 레이저 시스템에 직접적으로 적용되지만 대부분의 모든 속성은 잘 알려진 약간의 수정을 해서 KrF 레이저에도 똑같이 적용할 수 있다. 그러나 본원 발명의 F2 버전에 대해 몇가지 중요한 수정이 요구된다. 이러한 변화에는 LNP에 있는 라인 설렉터 및/또는 두 챔버간 또는 전력 증폭기 하류의 라인 선택기가 포함된다. 라인 선택기는 프리즘에 속한다. 빔에 대해 조정된 투명한 플레이트는 출력 빔이 편광을 향상시키기 위해 챔버간에 이용될 수 있다. 확산기는 출력 빔의 간섭성을 감소시키기 위해 챔버간에 추가될 수 있다.
본원의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다. 당업자는 다른 가능한 변형을 인식할 것이다.
예를 들어, MOPA 레이저 구성을 사용하여 빔 송출 유닛의 이용을 포함하는 것으로 본원발명을 설명되었지만, 미국특허 제6,330,261에서 설명된 것과 같은 단일 챔버 레이저 시스템이 이용될 수 있다. 리소그래피에 있어 ArF, KrF 또는 F2 시스템 중 하나가 이용될 수 있다. 본원 발명은 다른 자외선 파장이 훨씬 적합한 리소그래피가 아닌 다른 이용에도 적용될 수 있다. 여기서 중요한 향상점은 소망의 빔 품질을 갖는 자외선 레이저 빔을 자외선 레이저 광원을 필요로 하는 장치의 입력 포트에 송출하기 위해 레이저 시스템에 장치를 추가한 것이다. 본원 명세서에 참조된 것이 아닌 다른 여러 피드백 제어 배열이 이용될 수 있다.
독자는 아주 높은 펄스 반복률에서 펄스 에너지에 대한 피드백 제어가 이전 펄스를 즉시 사용하는 특정 펄스의 펄스 에너지를 제어할 만큼 빠를 필요는 없다는 사실을 이해해야 한다. 예를 들어, 제어 기술은 특정 펄스에 대한 측정된 펄스 에너지가 제2 또는 제3의 뒤따르는 펄스를 통제하는데 사용되도록 제공될 수 있다. 도 1에 나오는 것이 아닌 많은 다른 레이저 레이어 구성이 이용될 수 있다. 예를 들어, 챔버는 나란히 또는 바닥위의 PA에 놓여질 수 있다. 또한 제2 레이저 유닛은 부분적으로 반사하는 미러와 같은 출력 커플러를 포함함으로써 슬레이브 발진기로 구성될 수 있따. 다른 변형도 가능하다. 탄젠셜 팬이 아닌 다른 팬이 사용될 수 있다. 이는 4kHz 이상의 반복률에서 요구될 수 있다. 팬과 열교환기는 방전 챔버 외부에 위치할 수 있다.
따라서, 상기된 것은 본원발명의 범위를 제한하려는 것이 아니고, 첨부된 청구항 및 그 법적 균등물에 의해 결정되어야 한다.
도 1은 빔 송출 유닛을 가진 리소그래피 레이저 시스템의 레이아웃이다.
도 2, 2A, 및 2B는 펄스 스트레칭 유닛의 피처를 도시한다.
도 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 및 3G는 도 1의 레이저 시스템을 위한 광학 릴레이의 피처를 도시한다.
도 4A, 4B, 및 4C는 빔 송출 구성을 도시한다.
도 5는 충전 전압 대 펄스 에너지의 그래프이다.
도 6은 프리즘으로 빔을 90도 튜닝하는 테크닉을 도시한다.
도 7은 스캐너로의 빔 송출을 가진 레이저 광원을 도시한다.
도 8A-8E는 쉽게 시일링하는 벨로우 시일을 도시한다.
도 9는 바람직한 펄스 스트레처의 피처를 도시한다.

Claims (48)

  1. 생산 라인 머신용 레이저 모듈러 협대역 고반복률 자외선 광원에 있어서,
    A)제1 레이저 유닛;
    상기 제1 레이저 유닛은,
    1) a)제1 레이저 가스, 및 b)제1 방전 영역을 형성하는 연장된 이격형의 제1 전극쌍(a first pair of elongated spaced apart electrodes),을 수용하는 제1 방전 챔버,
    2)초 당 2,000 내지 10,000 펄스 범위의 반복률로 동작할 때 다음 펄스 이전에 실질적으로 모든 방전 발생 이온을 각각의 펄스 후에 상기 제1 방전 영역으로부터 클리어링하기 위해, 상기 제1 방전 영역의 상기 제1 레이저 가스의 가스 속도를 발생시키는 가스 순환 수단,
    3)레이저 가스 온도를 소망 범위내로 유지하기 위해 상기 제1 레이저 가스로부터 열에너지를 제거할 수 있는 제1 열교환기 시스템, 및
    4)5mJ과 30mJ 사이 범위의 정확하게 제어된 펄스 에너지로 초 당 2,000 내지 10,000 펄스의 레이트로 레이저 펄스를 발생시키기 위해 상기 제1 전극쌍에 전기 펄스를 제공하도록 구성된 펄스 전력 시스템,을 포함하고;
    B)상기 생산 라인 머신에서 레이저 빔 출력 포트로부터 레이저 빔 입력 포트로 레이저 빔 경로를 제공하는 빔 경로 인클로저 구조를 포함하는 빔 송출 유닛;
    C)2개의 챔버 레이저 시스템에 의해 발생된 레이저 출력 펄스의 펄스 에너지, 파장, 및 대역폭을 측정하고 피드백 제어 배치로 상기 레이저 출력 펄스를 제어하는 레이저 빔 측정 및 제어 시스템; 및
    D)상기 빔 경로 인클로저 구조를 퍼징하는 퍼지 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반복률은 4,000 내지 10,000 Hz의 범위에 있고, 레이저 펄스의 상기 레이트는 4,000 내지 10,000 Hz인 것을 특징으로 하는 광원.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원은 제2 방전 챔버를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 방전 챔버는 MOPA 구성으로 구성된 것을 특징으로 하는 광원.
  4. 제3항에 있어서, 레이저 펄스 지속시간을 증가시키기 위해 스트레칭된 펄스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원.
  5. 제4항에 있어서, 상기 펄스 지속시간은 적어도 2배 만큼 증가되는 것을 특징으로 하는 광원.
  6. 제1항에 있어서, 상기 빔 송출 유닛은 광학 컴포넌트가 작동하도록 상기 빔 경로의 일부를 격리하는 한편 빔 경로의 다른 일부를 실질적으로 오염없는 상태로 유지하는 격리 셔터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원.
  7. 제1항에 있어서, 프로파일 플립핑 간섭성 스크램블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원.
  8. 초협대역 2개의 챔버 고반복률 가스 방전 레이저 시스템에 있어서,
    A)제1 레이저 유닛;
    상기 제1 레이저 유닛은,
    1) c)제1 레이저 가스, 및 d)제1 방전 영역을 형성하는 연장된 이격형의 제1 전극쌍,을 수용하는 제1 방전 챔버,
    2)초 당 4,000 내지 10,000 펄스 범위의 반복률로 동작할 때 다음 펄스 이전에 실질적으로 모든 방전 발생 이온을 각각의 펄스 후에 상기 제1 방전 영역으로부터 클리어링하기 위해, 상기 제1 방전 영역의 상기 제1 레이저 가스의 가스 속도를 발생시키는 제1 팬,
    3)상기 제1 레이저 가스로부터 적어도 16kw의 열에너지를 제거할 수 있는 제1 열교환기 시스템, 및
    4)상기 제1 방전 챔버에서 발생된 광 펄스의 스펙트럼 대역폭을 협대역화하는 라인 협대역화 유닛,을 포함하고;
    B)제2 방전 챔버;
    상기 제2 방전 챔버는,
    1)제2 레이저 가스,
    2)제2 방전 영역을 형성하는 연장된 이격형의 제2 전극쌍,
    3)초 당 4,000 내지 10,000 펄스 범위의 반복률로 동작할 때 다음 펄스 이전에 실질적으로 모든 방전 발생 이온을 각각의 펄스 후에 상기 제2 방전 영역으로부터 클리어링하기 위해, 상기 제2 방전 영역의 상기 제2 레이저 가스의 가스 속도를 발생시키는 제2 팬, 및
    4)상기 제2 레이저 가스로부터 적어도 16kw의 열에너지를 제거할 수 있는 제2 열교환기 시스템,을 포함하고;
    C)5mJ과 30mJ 사이 범위의 정확하게 제어된 펄스 에너지로 초 당 4,000 내지 10,000 펄스의 레이트로 레이저 펄스를 발생시키기 위해 상기 제1 전극쌍 및 상기 제2 전극쌍에 전기 펄스를 제공하도록 구성된 펄스 전력 시스템;
    D)상기 증폭된 출력 빔의 상기 레이저 펄스의 레이저 펄스 지속시간을 증가시키는 펄스 스트레처;
    E)증폭된 출력 빔을 발생시키기 위해 상기 제1 레이저 유닛에서 발생된 레이저 빔을 상기 제2 방전 챔버를 통하여 디렉팅하는 광학 릴레이;
    F)리소그래피 머신에서 상기 펄스 스트레처로부터 래이저 빔 입력 포트로 레이저 빔 경로를 제공하는 빔 경로 인클로저 구조를 포함하는 빔 송출 유닛; 및
    G)2개의 챔버 레이저 시스템에 의해 발생된 레이저 출력 펄스의 펄스 에너지, 파장, 및 대역폭을 측정하고 피드백 제어 배치로 상기 레이저 출력 펄스를 제어하는 레이저 빔 측정 및 제어 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 빔 송출 유닛을 질소로 퍼징하는 퍼지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 빔 송출 유닛은 또한 광학 컴포넌트가 작동하도록 상기 빔 경로의 일부를 격리하는 한편 빔 경로의 다른 일부를 실질적으로 오염없는 상태로 유지하는 복수의 빔 경로 격리 셔터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 빔 송출 유닛은 레이저 빔의 97 퍼센트의 s-편광 반사를 제공하도록 위치결정된 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 빔 송출 유닛은 레이저 빔의 방향을 90도만큼 변경하도록 구성된 2개의 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 조합된 빔 경로는 상기 제1 레이저 유닛에서 발생되고 상기 광학 릴레이에 의해 디렉팅되고 상기 제2 레이저 유닛에서 증폭되고 상기 펄스 스트레처에서 펄스 스트레칭되고 상기 빔 송출 유닛에 의해 송출된 레이저 빔의 조합된 경로에 의해 형성되고, 상기 빔 경로의 모든 다른 노출된 부분을 인클로징하는 빔 경로 인클로저 컴포넌트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 시일링된 구조에 인클로징되지 않은 상기 빔 경로의 모든 부분을 하나 이상의 퍼지 가스로 퍼징하는 퍼지 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  15. 제8항에 있어서, 상기 광학 릴레이는 상기 제1 레이저 유닛으로부터 상기 제2 방전 챔버를 통하여 출력 펄스의 2개의 패스를 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  16. 제8항에 있어서, 프로파일 플립핑 간섭성 스크램블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  17. 제8항에 있어서, 상기 광학 릴레이는 적어도 하나의 내부 전반사 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  18. 제8항에 있어서, 상기 광학 릴레이는 적어도 하나의 단일 반사 내부 전반사 프리즘 및 적어도 하나의 이중 반사 내부 전반사 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  19. 제8항에 있어서, 상기 광학 릴레이는 상기 전력 증폭기를 통한 단일 패스 후, 상기 전력 증폭기를 통한 제2패스에 대하여 레이저 빔을 리버싱하기 위한 빔 리버싱 모듈을 포함하고, 상기 빔 리버싱 모듈은 이중 반사 내부 전반사 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  20. 생산 라인 머신 내의 광수신부에 레이저 출력 광 펄스 형태의 빛을 제공하는 협대역 고반복률 자외선 광원으로써,
    레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하는 레이저 유닛;
    상기 레이저 유닛 상에 위치한 레이저 빔 출력 포트로부터 빔 송출 유닛의 말단부의 원격 레이저 빔 출력 포트로의 레이저 출력 광 펄스 빔 경로를 제공하는 빔 경로 인클로저 구조를 포함하는 빔 송출 유닛;
    적어도 하나의 제1빔 변환 섹션으로 들어가는 출력 레이저 광 빔의 방향으로 방향진 적어도 하나의 제1빔 변환 섹션, 및 상기 적어도 하나의 제1빔 변환 섹션과 직교하는 방향이고 상기 적어도 하나의 제1빔 변환 섹션 및 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션의 접점을 형성한 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션을 갖는 빔 경로 인클로저 유닛;
    상기 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션을 변환하는 반사된 레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하고, 실질적으로 Brewster의 각에서, 그리고 제1터닝 미러 상의 레이저 출력 광 펄스 빔의 입사 플레인 내의 실질적으로 레이저 출력 광 펄스 빔의 1차 편광 방향으로, 상기 적어도 하나의 제1 빔 변환 섹션을 변환하는 출력 레이저 광 펄스 빔과 일각을 이루고 위치되고, 상기 접점에 위치된 제1터닝 미러; 및
    실질적으로 Brewster의 각에서, 그리고 상기 제1터닝 미러상의 반사된 레이저 출력 광 펄스 빔의 입사 평면 내의 실질적으로 반사된 레이저 출력 광 펄스 빔의 1차 편광 방향으로, 상기 적어도 하나의 제2변환 섹션을 변환하는 반사된 레이저 출력 광 펄스 빔과 일각을 이루고 위치되고, 상기 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션의 말단부에 위치된 제2터닝 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원.
  21. 가스 방전 레이저의 출력부로부터 레이저 광을 사용하는 제조 툴의 입력부로 제조 프로세스에서 사용되는 레이저 빔을 송출하기 위한 송출 모듈로써,
    상기 레이저 빔의 전파 방향을 적어도 2번 바꾸는 적어도 3개의 레이저 빔 전파 경로;
    빔 전파 경로를 인클로징하고, 주변 환경으로부터 빔 경로를 시일링하는 인클로저;
    상기 레이저 빔의 전파 방향을 적어도 2번 바꾸는데 영향을 주는 적어도 2개의 광학 엘리먼트;
    레이저의 레이저 빔 출력을 수신하는 송출 유닛 레이저 광 입력 포트;
    제조 툴 광 입력 포트로 레이저 빔을 방전하는 송출 유닛 레이저 광 출력 포트; 및
    송출 유닛 광 출력 포트에 인접한 상기 송출 유닛에 위치하고, 펄스 바이 펄스 베이시스 상의 빔 펄스 에너지 및 빔 포인팅 및 빔 포지션 중 적어도 하나를 측정하기 위한 그리고 상기 레이저에 및 자동 광학 엘리먼트에 출력 제어 신호를 제공하기 위한 측정 장비를 포함하는 빔 분석 모듈;을 포함하고,
    상기 적어도 2개의 광학 엘리먼트 중 적어도 하나는 자동 광학 엘리먼트에 의해 영향을 받는 상기 레이저 광 빔의 방향 변화를 선택하기 위한 자동 포지셔너를 가진 자동 광학 엘리먼트인 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  22. 제21항에 있어서, 빔 전파 경로 중 적어도 하나의 경로 내에 빔 펄스 스트레처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  23. 제21항에 있어서, 상기 적어도 2개의 광학 엘리먼트 중 적어도 하나는 고정 광학 엘리먼트에 의해 영향받는 레이저 빔의 방향 변화를 선택하기 위해 상기 인클로저 외부로부터 오퍼레이팅 가능한 방향 메카니즘을 가진 고정 광학 엘리먼트인 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  24. 제22항에 있어서, 상기 적어도 2개의 광학 엘리먼트 중 적어도 하나는 고정 광학 엘리먼트에 의해 영향받는 레이저 빔의 방향 변화를 선택하기 위해 상기 인클로저 외부로부터 오퍼레이팅 가능한 방향 메카니즘을 가진 고정 광학 엘리먼트인 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  25. 제21항에 있어서, 인클로저는 빔 진단 목적을 위해 레이저 빔 경로에 삽입 가능하고, 정상 동작 동안 빔 경로로부터 제거가능한 이동 마운팅에 통합된 빔 디렉터 및 타겟을 포함하는 빔 분석 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  26. 제22항에 있어서, 인클로저는 빔 진단 목적을 위해 레이저 빔 경로에 삽입 가능하고, 정상 동작 동안 빔 경로로부터 제거가능한 이동 마운팅에 통합된 빔 디렉터 및 타겟을 포함하는 빔 분석 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  27. 제23항에 있어서, 인클로저는 빔 진단 목적을 위해 레이저 빔 경로에 삽입 가능하고, 정상 동작 동안 빔 경로로부터 제거가능한 이동 마운팅에 통합된 빔 디렉터 및 타겟을 포함하는 빔 분석 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  28. 제24항에 있어서, 인클로저는 빔 진단 목적을 위해 레이저 빔 경로에 삽입 가능하고, 정상 동작 동안 빔 경로로부터 제거가능한 이동 마운팅에 통합된 빔 디렉터 및 타겟을 포함하는 빔 분석 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  29. 제21항에 있어서, 상기 인클로저는 퍼지되는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  30. 제22항에 있어서, 상기 인클로저는 퍼지되는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  31. 제23항에 있어서, 상기 인클로저는 퍼지되는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  32. 제24항에 있어서, 상기 인클로저는 퍼지되는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  33. 제21항에 있어서, 고정 광학 엘리먼트는 상기 외부 환경에 상기 인클로저 내부의 상기 빔 경로를 노출시키지 않고도 고정 광학 엘리먼트의 이동이 유효할 수 있도록 상기 고정 광학 엘리먼트를 정렬시키기 위한 시일링된 모듈 외부에서 액세스할 수 있는 조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  34. 제22항에 있어서, 고정 광학 엘리먼트는 상기 외부 환경에 상기 인클로저 내부의 상기 빔 경로를 노출시키지 않고도 고정 광학 엘리먼트의 이동이 유효할 수 있도록 상기 고정 광학 엘리먼트를 정렬시키기 위한 시일링된 모듈 외부에서 액세스할 수 있는 조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  35. 제23항에 있어서, 고정 광학 엘리먼트는 상기 외부 환경에 상기 인클로저 내부의 상기 빔 경로를 노출시키지 않고도 고정 광학 엘리먼트의 이동이 유효할 수 있도록 상기 고정 광학 엘리먼트를 정렬시키기 위한 시일링된 모듈 외부에서 액세스할 수 있는 조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  36. 제24항에 있어서, 고정 광학 엘리먼트는 상기 외부 환경에 상기 인클로저 내부의 상기 빔 경로를 노출시키지 않고도 고정 광학 엘리먼트의 이동이 유효할 수 있도록 상기 고정 광학 엘리먼트를 정렬시키기 위한 시일링된 모듈 외부에서 액세스할 수 있는 조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  37. 제21항에 있어서, 빔 분석 모듈의 일 그룹의 빔 포인팅 및 빔 포지션 출력 신호로부터 상기 빔 분석 모듈에 의해 제공된 신호를 기초로 팁 및 틸트가 컨트롤되는 자동 광학 엘리먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  38. 제22항에 있어서, 빔 분석 모듈의 일 그룹의 빔 포인팅 및 빔 포지션 출력 신호로부터 상기 빔 분석 모듈에 의해 제공된 신호를 기초로 팁 및 틸트가 컨트롤되는 자동 광학 엘리먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  39. 제23항에 있어서, 빔 분석 모듈의 일 그룹의 빔 포인팅 및 빔 포지션 출력 신호로부터 상기 빔 분석 모듈에 의해 제공된 신호를 기초로 팁 및 틸트가 컨트롤되는 자동 광학 엘리먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  40. 제24항에 있어서, 빔 분석 모듈의 일 그룹의 빔 포인팅 및 빔 포지션 출력 신호로부터 상기 빔 분석 모듈에 의해 제공된 신호를 기초로 팁 및 틸트가 컨트롤되는 자동 광학 엘리먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  41. 제21항에 있어서, 인클로저는 광학 엘리먼트를 보수하거나 교체하는 동안 광학 엘리먼트로부터 각각의 셔터 엘리먼트의 측상의 상기 인클로저의 시일을 유지하기 위해 상기 광학 엘리먼트의 다른 측상의 상기 인클로저에 삽입가능한 적어도 2개의 셔터 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  42. 제22항에 있어서, 인클로저는 광학 엘리먼트를 보수하거나 교체하는 동안 광학 엘리먼트로부터 각각의 셔터 엘리먼트의 측상의 상기 인클로저의 시일을 유지하기 위해 상기 광학 엘리먼트의 다른 측상의 상기 인클로저에 삽입가능한 적어도 2개의 셔터 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  43. 제23항에 있어서, 인클로저는 광학 엘리먼트를 보수하거나 교체하는 동안 광학 엘리먼트로부터 각각의 셔터 엘리먼트의 측상의 상기 인클로저의 시일을 유지하기 위해 상기 광학 엘리먼트의 다른 측상의 상기 인클로저에 삽입가능한 적어도 2개의 셔터 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  44. 제24항에 있어서, 인클로저는 광학 엘리먼트를 보수하거나 교체하는 동안 광학 엘리먼트로부터 각각의 셔터 엘리먼트의 측상의 상기 인클로저의 시일을 유지하기 위해 상기 광학 엘리먼트의 다른 측상의 상기 인클로저에 삽입가능한 적어도 2개의 셔터 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  45. 제21항에 있어서, 3개의 빔 전파 경로 중 적어도 하나의 경로 내에 빔 펄스 스트레처를 더 포함하고, 상기 펄스 스트레처는,
    상기 3개의 빔 전파 경로 중 적어도 하나의 빔 경로 축을 따라 상기 레이저 빔의 선택된 퍼센트 x%를 패싱하고, 빔 광학 지연 경로로 (100-x)%를 반사하는 상기 빔 전파 경로의 적어도 하나의 경로 내의 빔 스플리터;
    제1 지연 빔으로써 상기 빔 스플리터로 빔을 리턴시키는 빔 광학 딜레이; 및
    빔 전파 축을 따라 제1 지연 빔을 (100-x)%를 반사하고, 제2지연 빔으로써 상기 광학 지연 경로에 상기 제1지연 빔의 x%를 패싱하는 빔 스플리터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  46. 제45항에 있어서, 상기 광학 지연 경로는 광학 지연 경로 내에 적어도 하나의 포커싱 광학부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  47. 가스 방전 레이저의 출력부로부터 레이저 광을 사용하는 제조 툴의 입력부로 제조 프로세스에서 사용되는 레이저 광 펄스를 송출하기 위한 송출 모듈로써,
    상기 레이저 상에 위치한 레이저 빔 출력 포트로부터 상기 빔 송출 유닛의 말단부의 원격 레이저 빔 출력 포트에, 레이저 출력 광 펄스 빔 경로를 제공하는 빔 경로 인클로저 구조를 포함하는 빔 송출 유닛;
    적어도 하나의 제1빔 변환 섹션으로 들어가는 상기 출력 레이저 광 펄스 빔의 방향으로 방향진 적어도 하나의 제1빔 변환 섹션, 및 적어도 하나의 제1빔 변환 섹션과 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션의 접점을 형성하고, 상기 적어도 하나의 제1빔 변환 섹션과 다른 방향으로 방향진 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션을 포함하는 빔 경로 인클로저 유닛;
    적어도 하나의 제1빔 변환 섹션을 변환시키는 상기 출력 레이저 광 펄스 빔과 일 각을 이루고 위치되어 있고, 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션을 변환시키는 제1의 반사된 레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하고, 상기 적어도 하나의 제1빔 변환 섹션과 상기 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션의 접점에 위치한 제1터닝 광학 부재;
    상기 적어도 하나의 제2변환 섹션을 변환시키는 상기 제1의 반사된 레이저 출력 광 펄스 빔을 리다이렉팅하도록 위치되어 있고, 상기 적어도 하나의 제2변환 섹션에서 변환하는 제2의 리다이렉팅된 레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하고, 상기 적어도 하나의 제2빔 변환 섹션의 말단부에 위치한 제2터닝 광학 부재;
    상기 레이저로부터의 레이저 출력 광 펄스 빔을 수신하는 송출 모듈 레이저 출력 광 펄스 빔 입력 포트;
    상기 레이저로부터의 레이저 출력 광 펄스 빔을 수신하는 송출 모듈 레이저 출력 광 펄스 빔 출력 포트; 및
    상기 송출 모듈 출력 포트와 인접하게 상기 송출 모듈 내에 위치하고, 빔 방향 및 펄스 바이 펄스 베이시스 상의 빔 펄스 에너지 중 적어도 하나를 측정하기 위한 그리고 자동 터닝 광학 부재에 및 상기 레이저에 출력 제어 신호를 제공하기 위한 측정 장비를 포함하는 빔 분석 모듈;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2터닝 광학 부재 중 적어도 하나는 자동 터닝 광학 부재로 입사하는 상기 레이저 출력 광 펄스 빔의 방향 변화를 선택하기 위한 자동 포지셔너를 가진 자동 터닝 광학 부재인 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
  48. 제28항에 있어서, 상기 송출 모듈 내에 빔 펄스 스트레처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 모듈.
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