KR101084016B1 - 레이저 출력의 대역폭을 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

레이저로부터 방출된 광의 대역폭을 측정하기 위한 방법 및 장치는, 제1 및 제2 대역폭 검출기에 의해 각각 측정된 바와 같은 방출된 광의 대역폭을 지시하는 제1 파라미터를 표현하는 출력을 각각 제공하는 제1 및 제2 파장 센시티브 광 대역폭 검출기, 및 제1 실제 대역폭 파라미터 및 제2 실-제 대역폭 파라미터를 계산하기 위해, 제1 또는 제2 대역폭 검출기에 특정한 소정 교정 변수를 이용하는 다중변수 선형 등식의 일부분으로서 상기 두 출력을 이용하도록 응용된 실제 대역폭 계산 장치를 포함한다. 제1 실제 대역폭 파라미터는 최대치의 일정한 백분율에서 스펙트럼 전체 폭("FWXM"; full width at some percent of the maximum)일 수 있고 제2 실제 대역폭 파라미터는 에너지의 일정한 백분율("EX";some percentage of the energy)을 포함하는 부분일 수 있다. 제1 및 제2 대역폭 검출기는 에탈론일 수 있고 출력은 FWXM에서 각각의 에탈론의 광학 출력의 프린지의 프린지 출력을 나타낼 수 있다. 미리계산된 교정 변수는 제1 및 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값으로 입력 광을 교정하는 것에 관한 검출기 출력을 각각, 나타내는 각각의 3차원 플롯으로부터 유도될 수 있다.

대역폭 측정기, 교정, 에탈론, 스펙트럼, 레이저,

Description

레이저 출력의 대역폭을 측정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING BANDWIDTH OF A LASER OUTPUT}

본 발명은 초 협 대역폭 예를들어, 피코미터의 수백분의 일 이하의 허용오차를 갖는 서브-피코미터 대역폭에서 광을 방출하는 레이저를 위한 레이저 방출된 광 대역폭을 검출하는 것에 관한 것이다. 더욱 상세히는, 본 발명은, 예를들어 그 임펄스 응답 함수가 측정되는 광학 소스의 대역폭 보다 크거나 그에 필적할 수 있는 대역폭을 갖는 인터페로메트릭 또는 디스퍼시브 계기("스펙트로미터")를 이용하여 광학 소스의 대역폭을 정확하게 추정하는 것에 관한 것이다.

스펙트로미터는 예를들어 레이저인 광원의 파장 및 대역폭의 측정에 사용하기 위한 것으로 공지되어 있다. 예를들어 그러한 대역폭 측정기(bandwidth meter)의 출력은 대역폭 측정기 내부로의 광 스펙트럼 입력의 실제 대역폭(측정되어야 할 실제 대역폭)과 대역폭 측정기의 응답 함수의 컨볼루션인, 예를들어 스펙트로미터로부터의 출력의 대역폭을 측정하는 것이 당업계에 공지된 예를들어 포토 다이오드 어레이("PDA")를 이용한, 측정 결과이다. 대역폭 측정기는 대역폭의 측정동안 측정되는 스펙트럼을 수정하는 그자신의 고유한 응답 함수를 갖는다.

이것이 두 개의 분석 가우시안 또는 두 개의 분석 로렌찌안 스펙트럼의 수학 적 컨볼루션으로서 표현될 수 있으면, 레이저 광의 대역폭은 간단한 대수 방정식으로 측정기의 응답으로부터 결정될 수 있다. 그러나, 대부분의 레이저의 출력 스펙트럼은 그렇게 간단한 분석 형태가 아니며 예를들어 에탈론인 광학식 분산 대역폭 검출 계기의 응답 함수도 아니다.

스펙트로미터 광학기구, 특히 예를들어 에탈론인 광학 인터페로미터는, 등식 f = (πr^1/2)/1-r,에 의해 계산되는 "Q" 또는 유한 피네스이고, 여기서 r은 에탈론 내부의 병렬배치된 부분 반사 미러의 반사도이다. 에탈론은 등식 FSR = λ² / 2*n*d에 의해 발견되는 자유 스펙트럼 범위("FSR")의 특성을 갖고, 여기서 λ는 파장이고, n은 부분 반사 미러의 병렬배치된 반사표면을 분리하는 재료의 굴절율이고 d는 그 둘 간의 간격이다. 대역폭에서, 에탈론 레졸루션("ER")으로 알려진 인수는 등식 ER = FSR/피네스에 의해 구해진다. 이것에 대한 정확한 표현은 아니지만, 합리적인 근사화는 로렌찌안 형태 커브이다. 현재 예를들어 피코미터 범위의 대역폭을 갖춘 예를들어 레이저를 위한 대역폭 측정기에서 에러는 몇몇 교정 상수를 이용한 델타 함수 또는 오프셋트로 통상 처리될 수 있는 데 이는 예를들어 대역폭 측정기에서 사용되는 에탈론의 대역통과가 측정되는 레이저 출력의 대역폭 보다 비교적 훨씬 크기 때문이다.

그러나, 예를들어 초집적 규모("ULSI") 집적회로 제조에 의한 더욱 좁은 임계 치수 라인 폭이 증가함에 따라(임계치수가 감소함에 따라), 특정한 초 협 파장(딥 울트라바이오렛-"DUV" 및 익스트림 울트라바이오렛-"EUV") 및 중심 파장 주위의 매우 좁게 제어된 대역폭에 의해 정의된 순수도를 갖춘, 그러한 측정을 위해 사용되는 에탈론은 레이저 광 자체의 대역폭에 대한 응답 함수에 더욱 가까워지게 되고, 통상적인 델타 함수는 더 이상 적용되지 않는다. 예를들어 최근에 발표된 사이머사의 제품에서, 본원의 양수인은, XLA 100, 온-보드 대역폭 측정기는 대역폭 공진을 디스카운팅하고, 약 0.1pm 내지 0.18pm 사이인 출력을 제공하는 레이저 및 약 0.12pm의 밴드패스를 갖춘 에탈론을 이용한다. 컨볼루션은 파장 및/또는 대역폭이 소망 범위로부터 또는 소망 타겟으로부터 벗어남에 따라 레이저의 동작을 수정하는 데에 사용된 컨트롤러내부로의 적절한 입력에 불충분하게 정확한 예를들어 반치전폭("FWHM"; full width half maximum)의 측정을 지금 행하거나 나중에 행하는 방식으로, 예를들어 대역폭에서 측정된 레이저 광을 왜곡시킨다. 이것은 측정되는 레이저 광으로부터 에탈론 출력 스펙트럼내부로 에너지의 유출에 적어도 부분적으로 기인한다. 이 유출 문제는 에탈론의 밴드패스가 측정된 입력 광의 대역폭 보더 큰 경우에 및 둘 모두 값이 서로 근사하는 경우에 과장될 수 있는 데 이는, 에탈론의 밴드패스가 측정된 레이저 광 스펙트럼에 의해 더욱 영향을 받기 때문이다.

현재 측정된 레이저 광 대역폭의 대역폭 지시치로서 사용된 대역폭 측정기의 출력은 예를들어 에탈론 보정("EC")으로도 공지된, 예를들어 ER인, 몇몇 상수 에러 값 보다 작은 에탈론 광학기구에 의해 산출된 프린지의 예를들어 FWHM에서 예를들어 프린지 폭의 측정치이다. 설명한 바와 같이, 이것은 에탈론의 출력의 분포가 로렌찌안이 아니라면 정확하지 않다.

이 문제를 악화시키기 위해, 초기에 제조되었을 때 스펙내에 주어진 레이저 시스템에 대역폭 측정기를 유지시키는 것이 만족스러웠던 ER로 제조되었다 해도, 에탈론은 레이저 대역폭 측정기 광학기구로서 제조 수명 동안 변화하고, 그 수명 동안 레이저의 동작의 가변 조건이 실제 ER에 영향을 미친다는 것이 발견되었고, 또한, 여분의 존재가 현안으로 되는 경우 대역폭 측정기는 현장분야에서의 대역폭 측정기로 될 동일한 레이저로 공장에서 교정되는 것이 불가능하고, 교정 시스템은 대역폭 측정기를 고객 레이저에 끼워맞춤하거나 각각의 고객 사이트에 유지시키기에는 비용이 많이들므로 대역폭 측정기를 고객 사이트 주위에 이동되어지게 하는 것이 주요하고 민감한 사안이다.

그러한 것이 충분하진 않더라도, 통상적으로 약 10pm인, +/1 인피니티에서 피크치의 한 측에서의 에너지가 제로로 롤 오프로 몇몇 피니티 경계에 의해 제한되는, 스펙트럼의 전체 에너지의 E95를 위한 95% 경우에, 일정한 백분율을 구성하는 레이저 출력 스펙트럼내에 통합된 에너지의 측정치인, 예를들어 E95인 순도의 적절한 제어를 위한 대역폭의 실제 측정치인 서브-0.1 미크론 라인 폭 제조시, 예를들어 반도체 제조업에서 그 신뢰가 증가하고 있다.

본 출원인은 서브-pm 레이저를 위한 ER 내에 초기 교정을 위해 설명되어지기엔 지나치게 큰 펄싱된 레이저가 구동되는 듀티 사이클에 좌우되는 E95 및 FWHM의 변동이 있고 또한 수명 동안 레이저와 레이저간에 변동한다.

예를들어 광학 간섭 현상 또는 분산 광학 요소에 기초하여 예를들어 스펙트로미터인 대역폭 검출기(파장계;wave meters)는 광원의 대역폭 및 절대 파장의 측 정을 위해 흔히 응용된 공지된 기기이다. 대역폭-측정 도구("대역폭 검출기/측정기")로서 채용된 경우, 스펙트로미터의 유효 임펄스 응답은 측정되는 소스의 대역폭을 결정하는 데에 반드시 고려되어야만 한다. 이러한 응용을 위해, "대역폭"은, 1/2-최대 강도에서 스펙트럼의 전체-폭("FWHM"), 최대치의 일부 기타 백분율에서 전체 폭("FWXM"), 95%-인클로우징된 강도 통합의 폭("I95%" 또는 "E95%"), 또는 스펙트럼 부분에 인클로우징된 에너지의 일부 기타 백분율("IX%" 또는 "EX%")과 같은, 임의의 매트릭스 수 또는 수학적 구조를 일컫는다. 광학 소스의 대역폭에 관한 정확한 지식은 예를들어 액체 또는 가스의 스펙트로스코피, 반도체 포토리소그래피에서의 임계 치수 제어등의 과학적 및 산업적 응용분야에 대해 매우 중요하다.

매우 단순한 경우에, 예를들어 소스의 스펙트럼과 스펙트로미터 임펄스 응답이 분석 가우시안 또는 그것과 분석 로렌찌안 함수 모두에 의해 정확히 표현되는 경우에, 스펙트로미터 임펄스 응답의 효과는 대부분의 대역폭 메트릭스에 대해 간단한 대수 방정식을 이용하여 용이하게 설명된다. 예를들어 레이저와 같은 대부분의 광학 소스의 출력 스펙트럼은 그러한 간단한 형태를 갖지 않으며, 스펙트로미터의 임펄스 응답은 마찬가지로 복잡하거나 및/또는 알려지지 않을 수 있거나, 또는 시간에 대해 변동하거나 또는 동작 환경에서 변동할 수 있다. 더우기, 광학 소스 자체의 스펙트럼의 상세한 형태는 시간에 대해 변화하거나 변화하는 동작 환경에 따라 변화할 수 있다.

이러한 장애를 극복하기 위해 채용되는 공통적인 방법들은 그 임펄스 응답이 측정되는 스펙트럼의 컨볼루션에서 측정되는 소스의 예상 대역폭에 비해 좁은 대역 폭을 갖는 스펙트로미터를 채용하는 것이고 대역폭 검출기 광학기구의 임펄스 응답(f), 대역폭 검출기 광학기구의 영향은 무시할 수 있는 것으로 여겨진다. 즉, 스펙트로미터 임펄스 응답은 간단한 수학 델타-함수에 의해 근사화될 수 있다. 그러나, 그러한 좁은-대역폭 임펄스 응답을 갖는 스펙트로미터를 획득하는 것이 항상 실제적이거나 심지어 가능하지 않고, 특히 그 자체가 극히 좁을 수 있는(파장 스케일 관점에서 수십 펨토미터 또는 그 이하)인 레이저와 같은 소스에 비교하여 반드시 좁아야 하는 경우에 그렇다.

또다른 약간 더욱 정교하고 흔히 사용되는 방법은 스펙트로미터내의 컨볼루션의 효과가 간단한 수학적 항으로 표현될 수 있는 분석 함수(예를들어 로렌찌안, 가우시안 또는 이들의 조합)로 소스 스펙트럼 및 스펙트로미터 임펄스 응답함수를 근사화하는 것이다. 상기한 바와 같이, 이것은 반드시 양호한 근사화 방법은 아니며 흔히 일정 유형의 대역폭 메트릭스에 좌우될 수 있는 것으로 구현되기가 매우 곤란하거나 흔히 구현되지 못한다. I95%와 같은 통합 대역폭 메트릭스의 계산은 상기 기술을 이용하여서는 부정확하거나 매우 연산 집중적인 작업이다.

제2 방법 및 그 단점에서 설명한 바와 같이, 본원의 양수인에 의해 최근에 출시된 제품, XLA-100,은 약 0.17pm의 전형적인 평균 FWHM 대역폭을 갖는 딥-울트라바이오렛 엑시머 레이저 광원의 출력을 검사하는 데에 사용되는 약 0.12pm(피코미터)의 FWHM 밴드패스를 갖춘 단일 에탈론을 채용하는 온보드 대역폭 측정기를 포함한다. 상기한 근사화는 레이저 및 에탈론 스펙트로미터가 분석적 로렌찌안 스펙트럼 형태를 가지며; 그러므로 기기의 FWHM 출력은 수학적으로 에탈론 스펙트로미 터 임펄스 응답과 레이저 소스의 FWHMs의 합으로 됨을 알 수 있다. 이와 같은 근사화 방법에서, 레이저 대역폭은 (독립적 측정으로 결정된) 에탈론 스펙트로미터 임펄스 응답의 FWHM를 마이너스하여, 상기 기기의 FWHM 출력에 의해 추정된다. 그러나, 소스 스펙트럼과 임펄스 응답 함수의 FWHM 대역폭의 비가 일에 근사하기 때문에, 이 방법은 레이저 스펙트럼의 형태가 대략 근사하게 로렌찌안 형태로부터 지나치게 벗어나는 경우 정확도를 잃을 수 있다. 예를들어, 실제 레이저 스펙트럼의 근거리 윙에서의 에너지의 동시적 증가에 의한 소스 스펙트럼의 중앙 스펙트럼 피크치의 내로우잉은 상기한 근사화에서 FWHM 대역폭의 과대-추정(over-estimation)이 되는 결과가 될 수 있다.

또한, 레이저 스펙트럼의 소망하는 형태가 일정하다면, 본 실험예에서 감산된 오프셋트는 보상하도록 조정되어 질 수 있다. 그러나, 레이저 스펙트럼의 형태가 제품의 수명 동안 또는, 시스템 얼라인먼트로 예를들어 동작 조건으로 변화한다면, 이러한 보상도 정확하게 유지되지 않는다. 또한 현안으로 되는 것은 제조 셋팅에서, 에탈론 스펙트로미터가 한 레이저상에서 테스트되어 오프셋트 교정되는 복잡한 가능성이지만, 예를들어 대체 부품으로서 약간 상이한 스펙트럼 범위를 갖는 다른 것에 최종적으로 설치된다는 것이다.

레이저의 제조 수명 동안 및, 레이저 동작 변화와 레이저 특성 변화에 응답하기 위해 그리고 포터블 레이저 내지 레이저에 대해서와 같은 방식으로 교정될 수 있는 서브-pm(펨토-미터 "fm"에 근사하는) 대역폭 측정기에 대한 필요성이 있다. 예를들어 상기한 바와 같은 레이저에 의해, 산출된 고순도 광의 사용자에 의해 그 요구가 증대되는 예를들어 E95%인, 인클로우징된 에너지 파라미터의 정확한 산정을 통해, 더욱 정확한 측정을 제공할 필요가 있다. 펄스-펄스 교정 및 초고반복율을 지원하기 위해 상기한 필요성은, 실행하는 데 있어 연산적으로 간단한 즉, 어떤 프로세서가 이용되더라도 사이클에서의 최소 연산 시간 및 최소 명령어 갯수를 필요로 하는, 해결책으로 충족되어야만 한다.

레이저로부터 방출된 광의 대역폭을 측정하기 위한 방법 및 장치는, 제1 및 제2 파장 센시티브 광 대역폭 검출기에 의해 각각 측정된 바와 같은 방출된 광의 대역폭을 지시하는 제1 파라미터를 표현하는 출력을 각각 제공하는 제1 및 제2 파장 센시티브 광 대역폭 검출기, 및 제1 실제 대역폭 파라미터 및 제2 실제 대역폭 파라미터를 계산하기 위해, 제1 또는 제2 대역폭 검출기에 특정한 소정 교정 변수를 이용하는 다중변수 선형 등식의 일부분으로서 상기 두 출력을 이용하도록 응용된 실제 대역폭 계산 장치를 포함한다. 제1 실제 대역폭 파라미터는 최대치의 일정한 백분율에서의 스펙트럼 전체 폭("FWXM"; full width at some percent of the maximum)일 수 있고 제2 실제 대역폭 파라미터는 에너지의 일정한 백분율("EX";some percentage of the energy)을 포함하는 부분일 수 있다. 제1 및 제2 대역폭 검출기는 에탈론일 수 있고 출력은 FWXM에서 각각의 에탈론의 광학 출력의 프린지의 프린지 출력을 나타낼 수 있다. 미리계산된 교정 변수는 FWXM 및 EX일 수 있는, 제1 및 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값으로 입력 광을 교정하는 것에 관한 검출기 출력을 각각, 나타내는 각각의 3차원 플롯으로부터 유도될 수 있다. 제1/제2의 3차원 플롯은 솔루션: (제1/제2 출력) = (a/d * (FWXM의 교정 입력 광 공지된 값)) + (b/e*(EX의 교정 입력 광 공지된 값) +c/f;을 제공하고, 실제 대역폭 교정 장치는 유도된 등식: (제1 실제 대역폭 파라미터) = ((b*(제2 출력)) - (e*(제1 출력)) + ce - bf)/(bd-ae), 또는 등식:(제2 실제 대역폭 파라미터) = ((a*(제2 출력)) - (d*(제1 출력)) + cd - af)/(ae-bd);를 사용할 수 있다. FWXM은 FWHM일 수 있고 EX는 E95일 수 있다. 제1 광 대역폭 검출기의 전달함수는 EX 보다 FWXM에 더욱 센시티브하도록 선택될 수 있고 제2 광 대역폭 검출기의 전달함수는 FWXM 보다 EX에 더욱 센시티브하도록 선택될 수 있다.

도 1은 상수 ER을 이용하는 FWHM 및 E95에 비교적 정밀하게 조정가능한 레이저 광원을 교정함에 의해 측정된 바와 같은, FWHM 및 E95에서 공지된 양 만큼 변동하는 레이저광에 종래 기술의 레이저 대역폭 측정기의 응답의 3차원 플롯의 대표적 예를 나타낸 도.

도 2는 E95에서의 변화 보다 FWHM에서의 변화에 비교적 더욱 센시티브한 에탈론을 갖는 본 발명에 따른 대역폭 측정기를 위한 도 1에 도시된 유형의 대표적 플롯을 도시하는 도.

도 3은 FWHM에서의 변화 보다 E95에서의 변화에 비교적 더욱 센시티브한 에탈론을 갖는 본 발명에 따른 대역폭 측정기를 위한 도 1에 도시된 유형의 대표적 플롯을 도시하는 도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 대역폭 측정기(10)의 개략적 블록도.

도 5는 본 발명을 이용하는 실제 대역폭의 뛰어난 트래킹을 나타내는 플롯도.

도 6은 본 발명을 이용하는 에러를 트래킹하는 데 있어서의 우월성을 도시하는 도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 대역폭 측정기를 이용한 E95의 시뮬레이팅된 트랙킹을 나타낸 도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이팅된 대역폭 측정기의 에러의 트랙킹을 나타낸 도.

도 9는 다양한 입력 스펙트럼에 대해 정규화된 컨볼빙된 프린지-폭 초과 출력을 나타낸 도.

도 10은 도 9에 도시된 시뮬레이팅된 에탈론 출력의 평면 근사화를 나타낸 도.

도 1을 참조하면, 레이저 테크닉 베를린("LTB")사에 의해 제조된 바와 같은 격자 스펙트로미터와 같은 매우 정교한 스펙트로미터를 이용하여 측정됨에 따라 변동되는 FWHM 및 E95의 값으로서, 종래 기술의 보정 ER을 이용하고 예로서 Coherant사에 의해 제조된 바와 같은 예로서 울트라 로우 웨지 에탈론을 갖는 대역폭 측정기(파 측정기;wave meter)의 응답의 3차원 플롯을 도시한다.

종래 기술의 ER을 이용하는 에탈론 파 측정기는 E95 및 FWHM에 대해, 피코-미터에서, 거의 동일 응답을 나타냄을 알 수 있다. 예시된 상관관계 그리딩 응답은 레벤버그 마르쿠아르트 다중변수 최소화 알고리즘과 같은, 임의 갯수의 공지된 피팅 기술에 의해 평활되는 경우, 응답함수 A*x + B*y + C를 나타내고, 여기서 A=0.64495 ±0.0166이고, B=0.20797 ±0.01105이고, C=0.22983 ±0.00719이며, 종래기술에서 FWHM에서의 변화를 나타내는 A항과 몇몇 일정한 오프셋트를 나타내는 C항은 제조시 교정 동안 공장에서 임의의 주어진 파 측정기에 대해 ER을 설정하는 데에 이용된다. B항은 전체적으로 무시되진 않지만, 평균화되고 상수 C에 통합된다.

도 2를 참조하면, 포토다이오드의 어레이("PDA")에 광학적으로 투사된 에탈론에 의해 생성된 프린지의 FWHM를 검출함에 의해 입력 레이저 광의 대역폭을 검출하는 예를들어 에탈론 인터페로미터 및 예를들어 인터페로미터인 광학식 대역폭 측정 디바이스를 이용하는 시뮬레이팅된 대역폭 측정기(파 측정기)의 3차원 플롯을 도시한다. 이 응답은 대역폭 측정기가 E95에서의 변화 보다 FWHM에서의 변화에 비교적 더욱 센시티브하다는 것을 나타낸다. 도 2에 도시된 평활된 플롯으로부터 유도된 응답 등식은 A=0.66704 ±0.00221, B=0.8951 ±0.00079 및, C=0.10172 ±0.00039로 되는 결과가 된다.

도 3을 참조하면, 포토다이오드의 어레이("PDA")에 광학적으로 투사된 에탈론에 의해 생성된 프린지의 FWHM를 검출함에 의해 입력 레이저 광의 대역폭을 검출하는 예를들어 에탈론 인터페로미터 및 예를들어 인터페로미터인 광학식 대역폭 측정 디바이스를 이용하는 시뮬레이팅된 대역폭 측정기(파 측정기)의 3차원 플롯을 도시한다. 이 시뮬레이션은 0.7 pm/20 픽셀 밴드패스를 이용한다. 이 응답은 대 역폭 측정기가 FWHM에서 보다 E95에서의 변화에 비교적 더욱 센시티브하다는 것을 나타낸다. 도 3에 도시된 평활된 플롯으로부터 유도된 응답 등식은 A=0.14483 ±0.00114, B=0.16575 ±0.00041 및, C=0.67263 ±0.0002로 되는 결과가 된다.

본 출원인은 두 개의 상이한 대역폭 측정기, 예를들어 하나는 E95에서의 변화에 비교적 더욱 센시티브하고 다른 하나는 FWHM에서의 변화에 비교적 더욱 센시티브한, 즉 대역폭을 측정하기 위해 에탈론 광학기구를 채용하는 대역폭 측정기의 경우에 상이한 피네스를 갖춘, 대역폭 측정기의 각각에 대한 두 개의 그러한 응답 플롯을 취한다는 것과 d, e, f,로서 표기된, a, b, c의 또다른 값들을 사용하는 두 개의 별개의 선형 등식은:

(예를들어 에탈론 1 프린지 폭 값인, 제1 출력) = (a*(예를들어 FWHM인, 스펙트럼의 전체 폭내의 최대치의 일정한 백분율에서의 전체 폭의 교정 입력 광 공지된 값)) +(b*(예를들어 EX인, 전체 스펙트럼의 에너지의 일정한 백분율을 포함하는 스펙트럼의 콘텐트를 정의하는 스펙트럼상의 두 지점간의 폭의 교정 입력 광 공지된 값)+c; 및

(예를들어 에탈론 2 프린지 폭 값인, 제2 출력) = (d*(예를들어 FWHM인, 스펙트럼의 전체 폭내의 최대치의 일정한 백분율에서의 전체 폭의 교정 입력 광 공지된 값)) +(e*(예를들어 EX인, 전체 스펙트럼의 에너지의 일정한 백분율을 포함하는 스펙트럼의 콘텐트를 정의하는 스펙트럼상의 두 지점간의 폭의 교정 입력 광 공지된 값)+f; 이고,

실제 대역폭 교정 장치는 유도된 등식;

(예를들어, FWXM인 제1 실제 대역폭 파라미터) = ((b*(예를들어 에탈론 2 프린지 폭 값인, 제2 출력))-(e*(예를들어 에탈론 1 프린지 폭 값인, 제1 출력)) +ce - bf)/(bd-ae),

또는 등식:

(예를들어, EX인 제2 실제 대역폭 파라미터) = ((a*(예를들어 에탈론 2 프린지 폭 값인, 제2 출력))-(d*(예를들어 에탈론 1 프린지 폭 값인, 제1 출력)) +cd - af)/(ae-bd),

의 해를 구하도록 프로그래밍될 수 있다.

FWXM이 FWHM 값이고 EX가 E95이고 X는 제1 에탈론 PDA의 출력이고 X'는 제2 에탈론 PDA의 출력인, 특정한 경우에, X = a*FWHM + b*E95 + c 및 X' = d*FWHM + e*E95 + f이고

따라서:

FWHM = (b*X' -e*X + ce -bf)/(bd - ae), 및

E95 = (a*X' - d*X + cd -af)/(ae - bd)

그러므로, 대역폭 측정기의 각각은 제조시 공장에서 교정될 수 있고 예를들어 병렬로 동작하도록 대역폭 측정기에 통합될 수 있고, 하기에 설명된 컨트롤러는 각각의 대역폭 측정기를 위한 이미 결정된 교정 값, a-f 를 갖는 두 출력을 이용하도록 프로그램될 수 있고 두 출력은 FWXM 및 EX중 하나 또는 둘 모두에 대해 풀기 위해 동일 레이저 출력의 대역폭을 측정한다. 즉, 예를들어 FWHM 또는 FW75%인 최대치의 일정한 백분율에서의 전체 폭, 및/또는 EX 즉, 전체 에너지의 일부 백분율 예를들어 E95%("E95") 또는 E97% 또는 E93%이 포함되어 있는 스펙트럼의 폭은 프로세서에 이용가능한 메모리에 각각의 계수 n을 저장하고 프로세서에 예를들어 에탈론인 각각의 대역폭 측정기로부터의 실제 출력, 예를들어 컨트롤러로의 입력을 제공하기 위해 두 개의 각각의 에탈론에서 병렬로 광 출력을 측정하는 실제 레이저 동작 동안 제공함에 의해 해결될 수 있다. 현재 스탠다드 FWHM 및/또는 E95외의 것이 측정되고 공장에서 교정되어야 한다면 그러한 다른 값들은 a-f의 값을 유도하기 위해 상기 설명된 바와 같이 플로팅될, 출력, 예를들어 에탈론 프린지 측정치에 대한 값으로 된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 대역폭 측정기(10)의 개략적 블록도를 도시한다. 대역폭 측정기(10)는 예를들어 공칭(nominal) 파장 193.350nm 및 0.3pm 미만의 대역폭 및 ±0.02pm의 대역폭 정확도 필요조건에서 광을 산출하는 ArF MOPA 듀얼 챔버로된 레이저인 예를들어 고 펄스 전력 엑시머 레이저인 레이저에 의해 산출된 광 빔(14)의 대역폭을 측정하도록 셋업된다. 레이저 광 빔(14)은 예를들어 집적회로, 마이크로머신, 나노기술등("포토리소그래피")의 서브미크론 제조에서 레티클(마스크 워크)을 통해 포토레지스트를 노광시키기 위해 광원으로서 이용될 수 있고, 빔(14)의 대부분을 통과시키고, 각각이, 대역폭 측정기(30,34)의 각각에 입력하는, 통과된 빔(24)과 반사된 빔(22)에서 빔(18)의 필수적으로 동일한 양을 반사시키고 통과시킬 수 있도록 설정될 수 있는 제2 빔 스플리터(20)를 통과할 수 있는 빔(18)의 1% 미만인, 작은 부분을 반사시키도록 설정될 수 있는 예를들어 빔 스필리터(16)에서 분할될 수 있다. 대역폭 측정기(30,34)는 예를들어 측정된 광의 대역폭을 지시하는 프린지를 생성하기 위한 에탈론인, 광학식 대역폭 측정 장치, 및 예를들어 에탈론에 의해 생성된 프린지에 대한 측정을 나타낼 수 있는 컨트롤러(40)에 아날로그 또는 디지털 입력을 제공하기 위한 예를들어 PDA인 전기회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 에탈론(30)은 ArF 레이저 대역폭 측정을 위해 193.36에서 예를들어 3pm의 자유 스펙트럼 범위, 예를들어 0.12pm FWHM의 공칭(norminal) 밴드패스 값, 및 예를들어 10mm 애퍼어처에 대해, 25≤ 인 유효 피네스, 및 193.350nm 정규 입사에서 50% ≤ 인 (프린지 피크 광전기 신호 및 입력 피크 신호의 비) 피크 전송을 갖도록 선택된다.

에탈론(34)은 ArF 레이저 대역폭 측정을 위해 193.36에서 예를들어 20pm의 자유 스펙트럼 범위, 예를들어 0.7pm FWHM의 공칭 밴드패스 값, 및 예를들어 _mm 애퍼어처에 대해, 29 ≤ 인 유효 피네스 및 193.350nm 정규 입사에서 _% ≤ 인 (프린지 피크 광전기 신호 및 입력 피크 신호의 비(f) 피크 전송을 갖도록 선택된다.

이러한 유형의 교정은 동일 또는 유사한 종류의 주파수 종속 응답 문제에 영향을 받기 쉬운 기타 대역폭 측정 기기가 채용될 수 있음이 이해될 것이다.

본 출원인은 예를들어 매우 상이한 밴드패스를 갖는 두 개의 에탈론을 이용하여 매우 짧은 파장 및 좁은 대역폭에서 레이저로부터의 출력인 광의 빔에 대한 병렬 측정으로 이루어 지는 광학식 대역폭 측정 장치를 생성하였음이 이해될 것이다. 대역폭 측정 장치의 두 개의 아암은 측정되는 스펙트럼의 스커트 또는 윙의 에너지 콘텐트에 대한 상이한 센시티비티를 나타낸다. 두 개의 병렬 대역폭 측정 장치의 각각의 출력, 예를들어 각각의 에탈론에 의해 생성된 프린지의 FWHM 값은 측정되는 레이저 광의 실제 FWHM 및 E95% 폭의 양호한 근사화를 찾기 위해 인버팅될 수 있는 동시적 바이리니어 등식의 시스템에 대한 근사화 해를 제공한다. 도 3에 도시된 바와 같이, E95를 따른, 평면의 그리디언트 예를들어 에탈론 웨지 즉 피네스(즉, 밴드패스)에 매우 센시티브하다. 마찬가지로 도 2의 FWHM 슬로프는 제2 에탈론의 밴드패스에 기인하여 더욱 크다.

레이저 테크닉 베를린사에 의해 제조된 바와 같은 격자 스펙트로미터와 같은 매우 센시티브하고 고정밀도로 교정된 파장계로 FWHM 및 E95% 측정한 도 1 내지 3에 예시된 측정 및 시뮬레이션으로 취한 데이터, 및 이들의 플롯은 다양한 필(fills)을 갖춘 공진 스캔의 셋트에 대해, 본 출원의 양수인의 각각의 제품인, 예를들어 7000A 엑시머 레이저 및/또는 XLA-100 엑시머 레이저로부터 각각의 에탈론 측정 광의 출력에 대해 행해졌다. 본 출원인은 파일롯 제조 동안 예를들어 XLA-100으로부터 대량의 스펙트럼 샘플을 수집하였고 푸리에 방법을 이용하는 디컨볼빙에 의해 근사화한 실제 레이저 스펙트럼을 획득하였고, 하나의 에탈론 0.12pm FWHM, 3pm FSR 및 F=25에 대해 그리고 다른 하나의 에탈론 0.7pm FWHM, 20pm FSR 및 F=29에 대해 공칭 밴드패스 값을 선택하는, 이론적 에탈론 회로의 응답을 계산하였다. 또한, 시뮬레이팅된 것은 에탈론 파장계를 이용한, 본 양수인의 제품에 있는 바와 같은 라인 센터 분석 모듈("LAM")이었고, 스펙트럼 분석 모듈("SAM")에서 본 양수인의 제품에 있는 바와 같은 것에 대한 다른 에탈론의 동일 레졸루션 즉, 현재 LAMs 에서의 ~4 보단 FWHM내의 ~ 20픽셀을 갖는 픽셀 알리아싱을 방지하는 고 레졸구션 이미징 시스템도 시뮬레이팅되었다.

본원인은 3차원 플롯으로부터의 결과로 생기는 평면 표면에 의해 근사화될 수 있었던 에탈론의 출력의 작용을 알게되었다. 파장계로부터 파장계로, 그러나, 본원인은 E95 축 상의 플롯의 슬로프는 에탈론 웨지(피네스)에 센시티브하였음을 알게되었다. 이로부터 본 출원인은 상기한 동시적 등식이 예를들어, FWHM 또는 E95중의 하나인, 알려지지않은 변수의 개별 출력 및 미리 계산된 교정 계수를 이용하는 대역폭 측정 장치를 제공하고 대역폭의 병렬 측정을 사용하는 파장계를 교정하기 위해 매우 상이한 밴드패스의 두 개의 에탈론에, 사용될 수 있다. 두 개의 에탈론으로부터의 두 개의 출력이, 미리 계산된 교정 계수를 이용하여, 선형 변환에 의해 실수 FWHM 및 E95 값에 연결된다. 내로우어 밴드패스를 갖춘 에탈론은 더욱 좁은 밴드패스를 갖는 FWHM 축에서 더욱 큰 슬로프를 나타내었고, 도 3에 도시된 바와 같이, 이것은 그후 E95축에서 더욱 센시티브하게되었고, 등식내의 상수 C에서 나타나는 대부분의 센시티비티로, 상기한 에탈론의 비교적 넓은 밴드패스 스펙트럼을 반영한다.

본 발명의 실시예에 따라 예를들어 FWHM 확률성을 이용하는 대역폭 검출기의 트랙킹은 상당히 개선될 수 있고 고전력 고 펄스 협 대역폭 엑시머 레이저를 온보딩하는 E95 메트롤로지는 이제 가능하다. 반 최대치 이외에서의 전체 대역폭, 즉 FWXM 이 양호한 측정이거나 및/또는 스펙트럼내의 95% 외에서의 에너지, 즉 EX가 예를들어 포토리소그래피를 위한 매우 순수한 광을 전달하는 것과 같은 일정한 애플리케이션이 대역폭 측정으로서 더욱 적합한지 그렇지않은지 알려지기 위해 존재 한다. 또한, 두 에탈론을 위한 밴드패스에서의 차이를 위한 최적 선택은 결정되어야 할 것으로 존재한다. 그러나, 도 9 및 10에 대해 하기에 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 병렬 에탈론 대역폭 검출기가 정확하게 측정되어야 할 충분한 신호 대 잡음비의 출력 신호를 산출하도록 수용가능하게 기능할 수 있게 하는 각각의 에탈론을 위한 밴드패스 대 밴드패스의 비율이 최대 비율이 되도록 용이하게 결정되어 질 수 있다.

도 5를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이팅된 파장계의 FWHM 트랙킹 성능의 예가 도시되어 있다. 도 6을 참조하면 FWHM 및 E95가 이미 큰 경우 즉 에러 마진이 최소인 경우 FWHM를 과대평가하기 위해 오늘날 레이저의 사용에서 최신기술의 대역폭 검출 장치로 여겨지는 본 명세서의 범위 외에 속하는 아웃라이어 방지 및 0.0에 더욱 가까운 평균(mean) 근방의 더욱 좁은 편차를 도시하는, 시뮬레이팅된 파장계의 FWHM 트랙킹 에러의 예가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이팅된 대역폭 검출 장치의 E95% 트랙킹의 대표적 예를 도시하고 있다. 도 8을 참조하면, 수십 펨토미터로 측정된, 본 발명에 따른 시뮬레이팅된 대역폭 검출 장치의 E95% 트랙킹 에러의 대표적 예를 도시하고 있다.

도 9를 참조하면, 입력 스펙트럼 FWHM 및 E95의 실제 값에 비해 다양한 입력 스펙트럼에 대해 정규화된 컨볼빙된 프린지-폭 초과(예를들어 두개의 광학식 대역폭 측정기의 각각의 시뮬레이팅된 출력)에 대한 표현을 나타내고 있다. 실선은 상대적으로 더 좁은 밴드패스를 갖는 제1 검출기의 시뮬레이팅된 출력을 나타내고 점선은 상대적으로 더 좁은 밴드패스를 갖는 제2 검출기의 시뮬레이팅된 출력을 나타 낸다. 도 10을 참조하면, 도 9에 도시된 시뮬레이팅된 응답의 평면화된 근사를 도시하고 있다. 도 10에는 제1 및 제2 검출기의 응답이 거의 선형으로 변동하고 상이한 슬로프를 갖고 있음을 알 수 있다. 근본적으로, 본 발명의 실시의 목적을 위해 슬로프는, 어떤 포인트에서 각도(θ)는 △프린지가 신호 대 노이즈 고려사항이 출력의 정확도에 영향을 미치고 간섭하고 프린지에 대해 너무 작게 되도록 크다는 것을 인식하는, 가능한한 큰 각도(θ)를 형성하여야 한다. 즉, 예를들어 더욱 넓은 밴드패스 측정은, 본 발명의 실시예에 따라, 더욱 넓은 밴드패스로 행해짐에 따라, 본 발명의 이점은 병렬을 이룬 두 검출기의 각각의 밴드패스사이의 상대적 차이가 신호 대 잡음비로 하여금 출력의 정확도를 열화시키게 하는 몇몇 한계 포인트로 증가한다는 것이다.

정규화된 프린지-폭 초과(excess)는, 프린지의 FWHM이, 데이터 샘플의 모든 스펙트럼에 대해 획득된 최대값으로 나누어진, 데이터 샘플의 임펄스 응답의 FWHM를 초과하게 하는, 양을 의미한다. 즉, 예를들어,

정규화된 프린지-폭 초과 = (FWHM 프린지 - FWHM 응답 함수)/(이들 차이중 최대 차이)

이 메트릭은 예를들어, 동일 스케일로 두 개의 스펙트로미터 채널 출력의 변동율을 비교할 수 있게 한다. 도 9 및 10은 그러므로 시뮬레이션의 실제 출력을 나타낸다. 이 시뮬레이션에서, 6개 상이한 레이저 예를들어, 본 출원인의 양수인에 의해 판매된 파일롯 XLA-100's로부터 약 4,800개 실제 측정된 격자-스펙트로미터 스펙트럼은 격자-스펙트로미터의 측정된 응답 함수 및 푸리에 변환 방법을 이용 하여 디컨볼빙되었다. 각각의 레이저 스펙트럼의 검사 영역은 16pm 폭이었다. 이것은 레이저로부터 나오는 것이 예상되는 광의 실제 스펙트럼의 양호한 샘플을 제공하기에 충분하다. 이들 스펙트럼은 예를들어 PDA등과 같은 픽셀레이트된 검출기의 결과를 포함하는, 두 개의 시뮬레이트된 에탈론 스펙트로미터의 응답 함수로 컨볼빙되었다. 시뮬레이팅된 에탈론 스펙트로미터는 0.12pm FWHM(25의 피네스를 갖춘 ~3 pm FSR) 및 0.70pm FWHM(28의 피네스를 갖춘 ~20 pm FSR)의 응답 함수를 가졌다. 데이터는 시각화를 위한 목적으로 4인 상관 반경범위(correlation radius)를 갖춘 상관 방법을 이용하여 69x69 매트릭스상에서 그리딩되었다. 데이터를 그리딩하기 위해 선택하는 법은 그 외양에 영향을 미치고; 평면 근사화(두번째 플롯)에서 라인은 완전하게 직선이어야 하지만, 완전하게 직선으로 되어 있지 않다. 이것은 사용된 그리딩 방법의 가공물이다. 마찬가지로 당업자는 더욱 직선에 가까운 라인을 산출하는 데 있어 그것이 더욱 양호하게 작용하도록 그것을 정밀하게 튜닝할 수 있다. 그러나, 그것은 본 발명의 실시예의 개념을 증명하는데에 충분한 평탄화된 피팅을 표현한다.

용어 "피팅"은 프린지 폭 데이터의 "파라메트릭 모델링"을 수학적으로 나타낸다. 상이한 실제 입력 스펙트럼에 대한 시뮬레이팅된 응답에서 각각의 에탈론 스펙트로미터에 의해 측정된 표면의 4,800 데이터 포인트를 취하여, 이 데이터를 평면 z=ax+by+c로 모델화하려고 시도한다. 이것은 4,800개를 단지 3개로 감소시킨다. 도 9로부터 도 10을 차례로 참조하면 χ²/자유도("DoF";Degree of Freedom) 및 R²를 이용하는, 예를들어 카이-스퀘어된 통계 함수인, 평면 표면에 대한 실제 데이터간의 일치를 측정하는 예를들어 메리트 함수를 선택하고, 당업계에 공지된, 비선형 최소자승 최적화 루틴의 현대 표준인, 예를들어 레벤베르그-마루쿠아트 방법을 이용하여, 소위 "최적-피트 파라미터"라 불리우는 A, B 및 C를 획득하기 위해 여러 차원에서 상기 메리트 함수를 최소화한다. 당업자는 수천 개의 데이터 포인트가 단지 3개 파라미터에 의해 나타내어 질 수 있는 상기 근사화를 행할 수 있게하는 예상된 레이저 스펙트럼 변동에 양호하게 기능할 수 있는 에탈론 응답 함수를 선택함과 함께, 그 기술을 이용하는 것을 이해할 것이다. 이것은 모든 가능한 스펙트럼 형태에 대해 올바르게 기능하진 않지만, 본 원인은 그것이 중앙 피크에 대해 비교적 대칭적인 스펙트럼에 매우 양호하게 기능함을 알았다.

본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 전반적으로 개량된 예측 및 실제 트랙킹(예를들어 FWHM 에러 편차에서 ~ 2의 팩터(factor of 2) 만큼의 감소)을 제공하고 예를들어 측정된 광빔에서의 실제 E95 변화에 기인한 트랙킹 에러에서의 아웃라이어의 입사를 감소시킨다. 본 발명은 또한 프레임-프레임 스펙트럼 가변성과 가스 농축에서의 변동에 따른 동작과 공진 스캔 교정간에 매우 개선된 확률 계수도 제공한다. 그것은 또한 예를들어 에탈론이 병렬을 이루는, 기존 기술을 이용하여 매우 정확한 온-보드 E95 트랙킹(예를들어, ±0.015pm)을 제공하는 것으로 보인다.

당업자는 본 발명의 개선된 실시예의 태양이 한 대역폭 파라미터를 지시하는 계산된 출력 예를들어, EX를 제공하기 위해 파장계를 교정하는 데에 응용될 수 있 는 장치 및 방법임을 인식하게 될 것이고, 여기서 측정된 파라미터는, 당업계에 공지된 바와 같이, 감광다이오드의 어레이("PDAs")상에서 측정된 바와 같은 예를들어 FWHM에서의 예를들어 프린지 폭인, 관측가능한 정보로부터 계산하기 위해 연산적으로 더욱 간명하거나 및/또는 더욱 정확하게 검출하기에 더욱 용이한 동일 유형의 파라미터 즉 FWXM이 아니다. 또한 본 발명의 실시예에 따라 각각의 대역폭 검출기의 출력은 예를들어 FWHM일 수 있고 전체 대역폭 검출기의 출력은, 최대치의 반에서의 폭 이외의 어떤 것인, FWXM일 수 있다. 또한, 두 개의 광학식 대역폭 검출기의 출력은, 본 발명의 다른 실시예에 따라, FWHM 보단, FWXM일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 교정 계수는, 예를들어 FWXM 및 FWX'M을 이용하여 결정될 수 있고, 여기서 X 및 X'은 최대치의 두 개의 상이한 백분율 예를들어 FW75%M 및 FW25%M 즉, 한 수평축상에서 LTB DFW75%M 그리고 다른 하나 수평축상에서 LTB DFW25%의 측정으로 예를들어 도 2에 도시된 바와 같이 3차원 플롯을 형성하고, 에탈론 프린지 폭 측정에 비교되는 바와 같이, 어떤 FWXM(또는, 그것이 대역폭 검출기의 사용에서 실제 입사 스펙트럼을 측정하는데에 궁극적으로 이용되어야 할 에탈론으로부터의 응답이라면 EX)에서도 그리고 제1 검출기가 E95 보단 FWHM에 상대적으로 센시티브하고 제2 검출기가 FWHM 보단 E95에 상대적으로 센시티브하다면, 실제 입사 스펙트럼 FWXM 예를들어 FWHM 및 EX 예를들어 E95에 대한 해를 제공할 수 있다.

당업자는 BW₁이 한 대역폭 검출기에 의해 측정된 바와 같은 검출된 대역폭 으로 여겨질 수 있고 BW₂이 병렬관계에 있는 다른 대역폭 검출기에 의해 측정된 바와 같은 검출된 대역폭으로 여겨질 수 있음을 이해할 것이다. 또한 BW₃는 엑시머 레이저 예를들어 측정되는 것이 소망되는 극 초자외선("EUV"; extreme ultraviolet) 레이저 또는 딥 자외선("DUV";deep ultraviolet) 레이저의 출력인, 입사 빔의 제1 대역폭 파라미터인 것으로 여겨질 수 있고, BW₄는 측정되는 것이 소망되는 입사 빔의 또다른 그러한 대역폭 파라미터일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, BW₃ 또는 BW₄는 상기한 바와 같이, 측정결과가 BW₁이 BW₃에 대해 훨씬 우세하게 센시티브하고 BW₄에 대해 약간 센시티브하며 BW₁의 측정이 BW₄에 대해 훨씬 우세하게 센시티브하고 BW₃에 대해 약간 센시티브하다면, 출력 BW₁ 및 BW₂로부터 미리계산된 계수로부터 계산될 수 있다.

또한 "실제" 대역폭은 정밀하게 측정될 수 없음이 이해될 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 완벽한 교정 상수 계수가 적어도 LTB 스펙트로미터 측정에서의 에러를 갖게되는 경우에도, 그것은 매우 작고 유한하다. 본 출원인은 그러한 에러를 펨토-미터 범위내에 속하는 것으로 추정한다. 그러므로 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "실제 대역폭"은 두 병렬 파장계 기기의 각각에 대한 미리계산된 교정 계수 및 병렬 입력으로부터 계산된 대역폭을 일컫는다. 이것은, "실제" 대역폭은 아니지만, E95에서의 동작에서의 변화 및 마찬가지의 에러 산출 결과가 "실제" 대역폭에 측정된 것의 변환에 대한 필요한 신뢰도로 기존 파장계를 이용하는 성능과 더욱 간섭하는, 파장 및 대역폭에 대해 특히 상기 설명된 범위에서, 종래기술 대역폭 검출기 보다 더욱 근사하다.

당업자는 본 발명의 장치 및 방법이 수월한 대수학을 이용하여 간명하게 될 수 있게하는 수학적 근사화 및 교정 방법을 포함하고, 스펙트로미터의 임펄스 응답 함수 또는 입력 소스의 스펙트럼 형태에 대한 상세한 지식을 필요로 하지 않음을 인식할 것이다. 당업자는 또한 본 발명의 상세한 실시예의 특징이 비교적 연산적으로 간명하고, 간단한 수학적 연산을 포함한다는 것을 인식할 것이다.

상기한 본 발명의 실시예는 단지 설명 및 예시적인 것이며 본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않는다. 당업자는 본 발명의 의도 및 정신을 변경시키지 않고 다양한 수정 및 변화가 본 발명에 행해질 수 있음을 인식할 것이다. 예를들어, 에탈론외의 대역폭 검출 장치는 실제 FWHM 및 EX의 측정을 위해 병렬을 이룬 두 대역폭 측정 계기로부터 실제 판독으로 나중에 이용될 미리계산된 교정 계수의 결정을 위해 교정 등식에의 통합 및 교정을 위한 병렬 대역폭 측정을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 두 병렬 대역폭 검출기를 위한 미분 밴드패스 값의 넓은 범위가 이용될 수 있고 일정범위는, 파장, 대역폭등에 대한 필요조건을 변동시키는, 상이한 응용분야에 대한 양호함을 증명한다. 또한, 본 발명이 두개의 에탈론 스펙트로미터 및 두 개의 평면 모델을 이용하는 실시예와 함께 설명되었을 지라도, 두 개 대신에 예를들어 3개 또는 4개의 에탈론들/스펙트로미터들을 이용하는 발명을 구현하는 것이 가능하며, 및/또는 소스에서의 스펙트럼 변동이 사용되는 스펙트로미터의 종류로 예상되는 것에 좌우되어, 예를들어 포물선 표면과 같은 예를들어 기타 비교적 간단한 표면, 평면 z=ax+by+c와는 상이한 어떤 기타 종류의 모델링을 사용하는 것이 가능하다.

Claims (180)

1. 대역폭 측정기에 입력된 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 대역폭을 측정하기 위한 대역폭 측정기에 있어서,

   상기 레이저로부터 광을 수신하고, 제1 광 대역폭 검출기로부터의 스펙트럼 출력의 측정값인 제1 출력을 제공하는 제1 광 대역폭 검출기;

   상기 레이저로부터 광을 수신하고, 제2 광 대역폭 검출기로부터의 스펙트럼 출력의 측정값인 제2 출력을 제공하는 제2 광 대역폭 검출기; 및

   상기 제1 출력 및 상기 제2 출력을 변수로서 포함하고, 상기 제1 광 대역폭 검출기 또는 상기 제2 광 대역폭 검출기중 하나에 각각 종속된 사전계산된 교정 상수를 포함하는 다중변수 선형 등식을 풀어서 실제 대역폭 파라미터를 계산하는 실제 대역폭 계산 장치를 포함하고,

   상기 실제 대역폭 파라미터는 제1 실제 대역폭 파라미터 및 제2 실제 대역폭 파라미터중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 실제 대역폭 파라미터는 상기 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 최대 강도의 일정 백분율에서의 스펙트럼 전체 폭인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 제2 실제 대역폭 파라미터는 상기 레이저로부터 방출된 광의 전체 스펙트럼의 에너지의 일정 백분율을 포함하는 스펙트럼상의 두 포인트간의 폭인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 광 대역폭 검출기는 에탈론이고 상기 제1 출력은 상기 에탈론의 광 출력의 프린지의 최대 강도의 일정 백분율에서의 전체 폭이고; 그리고

   상기 제2 광 대역폭 검출기는 에탈론이고 상기 제2 출력은 상기 에탈론의 광 출력의 프린지의 최대 강도의 백분율에서의 전체 폭인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 사전계산된 교정 상수는,

   상기 제1 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 상기 제1 실제 대역폭 파라미터와 상기 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값을 갖는 교정 입력 광에 대해 취해진 상기 제1 광 대역폭 검출기의 제1 출력을 나타내는 제1 데이터로부터 유도되고,

   상기 제2 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 상기 제1 실제 대역폭 파라미터와 상기 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값을 갖는 교정 입력 광에 대해 취해진 상기 제2 광 대역폭 검출기의 제2 출력을 나타내는 제2 데이터로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
6. 제5 항에 있어서,

   제1 실제 대역폭 파라미터는 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 전체 폭내의 최대 강도의 일정한 백분율에서의 스펙트럼 전체 폭이고,

   제2 실제 대역폭 파라미터는 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 에너지의 일정한 백분율을 포함하는 스펙트럼상의 두 포인트간의 폭인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 교정 입력 광에 대해 취해진 제1 데이터는, 등식:

   제1 출력 = (a * 교정 입력 광에 대한 제1 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제1 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) + (b * 교정 입력 광에 대한 제1 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) + c

   에 의해 표현되고;

   상기 교정 입력 광에 대해 취해진 제2 데이터는, 등식:

   제2 출력 = (d * 교정 입력 광에 대한 제2 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제1 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) + (e * 교정 입력 광에 대한 제2 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) + f

   에 의해 표현되고;

   상기 실제 대역폭 계산 장치는 다음의 유도된 등식들:

   제1 실제 대역폭 파라미터 = ((b*(상기 제2 출력)) - (e*(상기 제1 출력)) + ce - bf)/(bd-ae),

   또는

   (제2 실제 대역폭 파라미터) = ((a*(상기 제2 출력)) - (d*(상기 제1 출력)) + cd - af)/(ae-bd)

   중 하나를 사용하여 실제 대역폭 파라미터를 계산하고,

   상기 사전계산된 교정 상수는 a, b, c, d, e 및 f를 따르는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 제1 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값은 상기 교정 입력 광의 스펙트럼의 최대 강도의 절반에서의 스펙트럼 전체 폭이고,

   상기 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값은 상기 교정 입력 광의 스펙트럼의 에너지의 95%룰 포함하는 스펙트럼상의 두 포인트간의 폭인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
9. 광을 출력하는 레이저; 및

   대역폭 측정기에 입력된 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 대역폭을 측정하기 위한 대역폭 측정기를 포함하고, 상기 대역폭 측정기는:

   상기 레이저로부터 광을 수신하고, 제1 광 대역폭 검출기로부터 실제로 출력되는 스펙트럼의 측정값인 제1 출력을 제공하는 상기 제1 광 대역폭 검출기;

   상기 레이저로부터 광을 수신하고, 제2 광 대역폭 검출기로부터 실제로 출력되는 스펙트럼의 측정값인 제2 출력을 제공하는 상기 제2 광 대역폭 검출기; 및

   상기 제1 출력 및 상기 제2 출력을 변수로서 포함하고, 상기 제1 광 대역폭 검출기 또는 상기 제2 광 대역폭 검출기중 하나에 각각 종속된 사전계산된 교정 상수를 포함하는 다중변수 선형 등식을 풀어서 실제 대역폭 파라미터를 계산하는 실제 대역폭 계산 장치를 포함하고,

   상기 실제 대역폭 파라미터는 제1 실제 대역폭 파라미터 및 제2 실제 대역폭 파라미터중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 제1 실제 대역폭 파라미터는 상기 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 최대 강도의 일정한 백분율에서의 스펙트럼 전체 폭인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
11. 제9 항에 있어서,

    상기 제2 실제 대역폭 파라미터는 상기 레이저로부터 방출된 광의 전체 스펙트럼의 에너지의 일정한 백분율을 포함하는 스펙트럼상의 두 포인트간의 폭인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
12. 제9 항에 있어서,

    상기 제1 광 대역폭 검출기는 에탈론이고 상기 제1 출력은 상기 에탈론의 광 출력의 프린지의 최대 강도의 일정한 백분율에서의 전체 폭이고,

    상기 제2 광 대역폭 검출기는 에탈론이고 상기 제2 출력은 상기 에탈론의 광 출력의 프린지의 최대 강도의 상기 일정한 백분율에서의 전체 폭인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
13. 제9 항에 있어서,

    상기 교정 변수는,

    상기 제1 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제1 실제 대역폭 파라미터와 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값을 갖는 교정 입력 광에 대해 취해진 상기 제1 광 대역폭 검출기의 제1 출력을 나타내는 제1 데이터로부터 유도되고,

    상기 2 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제1 실제 대역폭 파라미터와 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값을 갖는 교정 입력 광에 대해 취해진 상기 제2 광 대역폭 검출기의 제2 출력을 나타내는 제2 데이터로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
14. 제13 항에 있어서,

    상기 제1 실제 대역폭 파라미터는 상기 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 전체 폭내의 최대 강도의 제1 백분율에서의 스펙트럼 전체 폭이거나,

    상기 제2 실제 대역폭 파라미터는 상기 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 에너지의 제2 백분율을 포함하는 스펙트럼상의 두 포인트간의 폭인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
15. 제9 항에 있어서,

    교정 입력 광에 대해 취해진 제1 데이터는 등식,

    제1 출력 = (a * 상기 교정 입력 광에 대해 상기 제1 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제1 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) + (b * 상기 교정 입력 광에 대해 상기 제1 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) +c

    에 의해 표현되고,

    교정 입력 광에 대해 취해진 제2 데이터는 등식,

    제2 출력 = (d * 상기 교정 입력 광에 대해 상기 제2 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제1 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) + (e * 상기 교정 입력 광에 대해 상기 제2 광 대역폭 검출기에 의해 취해진 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값) + f

    에 의해 표현되고,

    상기 실제 대역폭 계산 장치는 다음의 유도된 등식들,

    실제 대역폭 파라미터 = ((b * (상기 제2 출력)) - (e * (상기 제1 출력)) + ce - bf)/(bd - ae),

    또는,

    실제 대역폭 파라미터 = ((a * (상기 제2 출력)) - (d * (상기 제1 출력)) + cd - af)/(ae - bd)

    중 하나를 사용하여 실제 대역폭 파라미터를 계산하고,

    상기 사전계산된 교정 상수는 a, b, c, d, e 및 f를 따르는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
16. 제15 항에 있어서,

    상기 제1 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값은 상기 교정 입력 광의 스펙트럼의 최대 강도의 절반에서의 스펙트럼 전체 폭이고,

    상기 제2 실제 대역폭 파라미터의 공지된 값은 상기 교정 입력 광의 스펙트럼의 에너지의 95%를 포함하는 스펙트럼상의 두 포인트간의 폭인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
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18. 레이저로부터 방출된 광의 스펙트럼의 대역폭을 측정하기 위한 대역폭 측정 방법에 있어서,

    제1 광 대역폭 검출기로부터 실제 출력된 스펙트럼의 측정값인 제1 출력을 제공하는 상기 제1 광 대역폭 검출기에서 상기 레이저로부터의 광을 수신하는 단계;

    제2 광 대역폭 검출기로부터 실제 출력된 스펙트럼의 측정값인 제2 출력을 제공하는 상기 제2 광 대역폭 검출기에서 상기 레이저로부터의 광을 수신하는 단계; 및

    상기 제1 출력 및 상기 제2 출력을 수신하는 단계;

    상기 제1 광 대역폭 검출기 또는 상기 제2 광 대역폭 검출기중 하나에 종속된 사전계산된 교정 상수를 수신하는 단계; 및

    상기 제1 출력 및 상기 제2 출력을 변수로서 포함하고, 상기 제1 광 대역폭 검출기 또는 상기 제2 광 대역폭 검출기중 하나에 각각 특정된 사전계산된 교정 상수를 포함하는 다중변수 선형 등식을 풀어서 실제 대역폭 파라미터를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 방법.
19. 제1 항에 있어서, 상기 제1 광 대역폭 검출기로부터의 스펙트럼 출력은 상기 제1 광 대역폭 검출기에 입력된 광의 스펙트럼의 실제 대역폭 및 상기 제1 광 대역폭 검출기의 응답 함수의 컨볼루션인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
20. 제1 항에 있어서, 상기 제2 광 대역폭 검출기로부터의 스펙트럼 출력은 상기 제2 광 대역폭 검출기에 입력된 광의 스펙트럼의 실제 대역폭 및 상기 제2 광 대역폭 검출기의 응답 함수의 컨볼루션인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
21. 제1 항에 있어서, 상기 제1 광 대역폭 검출기는 상기 제2 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화 보다 상기 제1 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화에 더 민감한고,

    상기 제2 광 대역폭 검출기는 상기 제1 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화 보다 상기 제2 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화에 더 민감한 것을 특징으로 하는 대역폭 측정기.
22. 제9 항에 있어서, 상기 제1 광 대역폭 검출기의 전달함수는 상기 제2 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화 보다 상기 제1 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화에 더 민감하고,

    상기 제2 광 대역폭 검출기의 전달함수는 상기 제1 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화 보다 상기 제2 실제 대역폭 파라미터에 의해 측정된 대역폭의 변화에 더 민감한 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 광원.
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