KR101106829B1

KR101106829B1 - 다중 빔 편향 및 세기 안정화를 위한 장치

Info

Publication number: KR101106829B1
Application number: KR1020067007803A
Authority: KR
Inventors: 폴 씨. 앨런; 알란 제이. 위크스트롬; 브라이언 씨. 볼트
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-09-20
Publication date: 2012-01-19
Also published as: EP1671353A4; WO2005031801A2; US20050061981A1; CN101137927B; CN101137927A; WO2005031801A3; EP1671353A2; US7483196B2; KR20060091317A; JP2007514292A

Abstract

스캐닝 시스템에 사용하기 위한 다중 빔 생성기로서, 상기 생성기는 사용 동안 레이저 빔을 수신하고 편향된 빔을 생성하는 음향-광학 편향기 - 상기 편향은 AOD 제어 신호에 의해 결정됨 -; 상기 편향된 빔으로부터 입력 빔 어레이를 생성하는 회절 엘리먼트; 및 동작 동안 상기 AOD 제어 신호를 수신하고 상기 스캐닝 시스템의 에러들을 계산하도록 제 1 제어 신호의 특성들을 가변시키는 제어 회로를 포함한다.

Description

다중 빔 편향 및 세기 안정화를 위한 장치{APPARATUS FOR MULTIPLE BEAM DEFLECTION AND INTENSITY STABILIZATION}

본 발명은 일반적으로 고속 레이저 패턴 생성기와 같은 시스템에 사용하기 위한 빔 어레이를 생성하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

포토리소그래피는 반도체 집적 회로들을 형성하는 다양한 층들을 패터닝하기 위한 툴들과 기술들을 제공한다. 일반적으로, 감광 물질의 마스크 층은 패터닝되는 반도체 웨이퍼에 증착된다. 그 다음, 포토리소그래픽 툴이 감광 마스크 물질의 미리 정해진 영역들을 노광시키는데 사용되어 감광층에 마스크 패턴을 "인쇄(printing)"할 수 있다. 노광 이후, 상기 감광층은 "현상"되고, 노광된 영역들이 제거되어 개구들을 남겨둠으로써 반도체 웨이퍼의 추가적인 처리가 수행될 수 있다. 웨이퍼 상의 패턴은 적절한 설계를 가진 마스크를 통해 패턴을 상기 물질에 돌출시킴으로써 포토레지스트 층에서 생성될 수 있다.

마스크들은 또한 레이저 프린터와 같은 프로세스 마스크로 페이퍼 상에 패턴을 프린팅함으로써 포토레지스트와 함께 패터닝된다. 즉, 패턴 생성기 툴은 포토레지스트에 민감한 파장을 가진 광선을 통해 포토-레지스트의 표면을 간단히 스캔한다. 포토레지스트의 특성에 따라, 자외선, 가시광선, 간섭광, x-레이 및 전자 빔(E-Beam)을 포함하는 상이한 광원들 또는 복사 에너지가 사용된다.

면적 커버리지 비율(즉, 처리량)을 증가시키기 위해 다중 빔을 통해 포토레지스트에 인쇄하도록 높은 처리량의 레이저 패턴 생성기들이 개발되어 왔다. 이러한 시스템들에서, 빔 어레이는 몇 가지 상이한 기술들 중 하나를 이용함으로써 생성된다. 하나의 기술은 이산 미러들과 빔 스플리터들의 어셈블리들을 이용하는 것을 포함한다. 다른 기술은 전면 및 후면 편향들을 이용함으로써 제어된 거리만큼 분리된 빔들을 형성하도록 상이한 두께들의 플레이트들의 어셈블리를 이용하는 것을 포함한다(미국특허 제4,797,696호 참조). 또 다른 기술은 렌즈를 이용하여 어레이에 포커싱되는 빔들의 팬(fan)을 생성하는 회절 광 엘리먼트를 이용하는 것을 포함한다. 그 다음 개별 빔들은 다중 채널 음향-광학 변조기를 관통하여 빔들이 턴온 또는 턴오프되거나 빔들에 그레이 레벨들이 부가된다. 어레이는 몇 가지 편향 수단들에 의해, 통상 회전식 미러 다각형 스캐너 또는 음향-광학 편향기에 의해 기록 시스템에서 다운스트림으로 스캐닝된다. 이러한 시스템들은 Skjerven Morrill Docket M-5487의 "Laser Pattern Generator"란 명칭의 미국특허출원과 미국특허 제4,796,038호, 제5,386,221호 및 제5,635,976호에 기재되어 있다.

가공물 상에서 빔들의 정확한 배치는 반도체들을 제조하기 위한 패턴들을 기록하는데 필수적이다. 스테이지 에러들 또는 빔 편차는 빔들의 변조 타이밍을 조정함으로써 스캔 방향에서 보상될 수 있다. 압전 구동 미러는 통상 수평축 또는 교차-스캔에서 사용되지만 약 1kHz로 주파수 응답이 제한된다.

레이저 빔 세기(intensity) 노이즈의 제어는 모든 피쳐들이 목표된 선량 (dose)을 수용하고 레지스트가 현상될 때 동일한 치수를 갖기 위해 중요하다.

일반적으로, 일 실시예에서, 본 발명은 스캐닝 시스템에서 사용하기 위한 다중 빔 생성기를 특징으로 한다. 상기 생성기는 사용시 레이저 빔을 수신하고 편향된 빔을 생성하며 상기 편향된 빔의 편향이 AOD 제어 신호에 의해 결정되는 음향-광학 편향기(AOD); 상기 편향된 빔으로부터 입력 빔들의 어레이를 생성하는 회절 엘리먼트; 및 동작 동안 상기 AOD 제어 신호를 생성하고 상기 스캐닝 시스템에서 에러들을 고려하여 제 1 제어 신호의 특성을 가변시키는 제어 회로를 포함한다.

다른 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함한다. 상기 제어 회로는 목표된 위치로부터 출력 빔 어레이의 편향 에러의 측정값인 피드백 신호를 수신하고, 상기 출력 빔 어레이는 입력 빔 어레이로부터 유도되며, 상기 제어 회로는 편향 에러를 감소시키기 위해 상기 AOD 제어 신호를 생성한다. 상기 생성기는 또한 상기 빔 어레이를 수신하고 출력 빔 어레이를 형성하는 제 2 제어 신호에 따라 수신된 빔들을 각각 개별적으로 변조시키는 음향-광학 변조기(AOM)를 포함한다. 상기 생성기 제어 회로는 상기 제어 회로가 상기 AOD 제어 신호를 생성하는데 사용하는 보정 테이블을 포함한다. 상기 보정 테이블은, (1) 스캐닝 시스템과 연관되는 스트라이프 위치 에러들에 대한 보정들; (2) 상기 스캐닝 시스템 내의 스캔 라인에 대한 빔 속도 변화에 대한 보정들; 및 (3) 상기 스캐닝 시스템에서 다각형 미러에 제공될 수 있는 면간(facet-by-facet) 위치 에러에 대한 보정들을 저장한다. 상기 생성기 제어 회로는 스캐닝 시스템과 연관되는 세기 에러들에 대한 다른 보정 테이블을 포함한다. 상기 다른 테이블은, (1) 상기 스캐닝 시스템 내의 스캔 라인 세기 변화들에 대한 보정들; (2) 상기 AOM 내의 음향 필드에 대한 스트라이프 편향으로 인한 세기 변화에 대한 보정들; 및 (3) 상기 스캐닝 시스템의 일부인 다각형 스캐닝 엘리먼트 내의 반사율 변화들로 인한 세기 변화에 대한 보정들을 저장한다.

일반적으로, 다른 실시예에서, 본 발명은 동작 동안 제 1 빔 어레이를 생성하는 생성기; 동작 동안 상기 제 1 빔 어레이로부터 유도된 제 2 빔 어레이를 수신하고 스캔 영역에 대해 상기 제 2 빔 어레이를 스캐닝하는 스캐닝 엘리먼트; 동작 동안 상기 스캔된 빔 어레이의 빔들 중 하나가 스캐닝되는 쉐브론(chevron) 패턴 검출기; 동작 동안 상기 출력 빔 어레이와 목표된 위치 사이의 편향 에러의 측정값인 상기 편향 측정 회로로부터의 피드백 신호를 수신하는 제어 회로를 포함하는 빔 편향 제어 시스템을 특징으로 하며, 상기 제어 회로는 상기 편향 에러를 감소시키기 위해 상기 제 1 제어 신호를 생성한다. 상기 쉐브론 패턴 검출기는 스캔 방향에 교차하는 방향에서 상기 스캔된 빔 어레이의 위치 측정값인 신호를 생성한다. 상기 쉐브론 패턴 검출기는 상기 빔들 중 하나가 통과되는 각진 슬릿을 포함한다.

다른 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함한다. 상기 생성기는 사용 동안 레이저 빔을 수신하고 편향 빔을 생성하는 음향-광학 편향기 - 상기 편향기의 편향은 제 1 제어 신호에 의해 결정됨 -; 및 상기 편향된 빔으로부터 제 1 빔 어레이를 생성하는 회절 엘리먼트를 포함한다. 상기 쉐브론 패턴 검출기는 또한 수직 슬릿, 다수의 제 1 각진 슬릿들 및 상기 다수의 제 1 슬릿들에 대해 대칭적으로 배향되는 다수의 제 2 각진 슬릿들을 포함한다. 상기 쉐브론 패턴 검출기는 동작 동안 이를 따라 빔이 통과되는 경로에 의해 특성화되고 상기 빔이 상기 경로에 대해 적절히 정렬되는지 여부를 결정하기 위해 상기 경로를 따르는 검출기 영역을 포함한다.

일반적으로, 또 다른 실시예에서, 본 발명은 스캐닝된 빔들의 편향을 측정하는 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 제 1 영역에 대해 빔 어레이의 선택된 빔을 스캐닝하고 제 2 영역에 대해 상기 빔 어레이의 다수의 빔들을 스캐닝하는 단계; 상기 제 1 영역에 대한 스캐닝 동안, 검출 신호를 생성하는 쉐브론 패턴 검출기에 대해 상기 선택된 빔을 통과시키는 단계; 및 상기 스캐닝 방향에 교차하는 방향에서 상기 선택된 빔의 위치를 결정하기 위해 상기 검출 신호를 이용하는 단계를 포함한다.

다른 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함한다. 상기 검출 신호는 타이밍 신호이고, 상기 검출 신호를 이용하는 단계는 상기 선택된 빔의 위치를 결정하기 위해 상기 타이밍 신호의 지속시간(duration)을 측정하는 단계를 포함한다. 상기 쉐브론 패턴 검출기는 또한 수직 슬릿, 및 하나 이상의 각진 슬릿들의 제 1 그룹을 포함하며, 상기 스캐닝 단계는 상기 하나 이상의 각진 슬릿들의 제 1 그룹과 상기 수직 슬릿에 대해 상기 선택된 빔을 통과시키는 단계를 포함한다. 상기 수직 슬릿은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 직교하게 배향되고, 상기 하나 이상의 각진 슬릿들은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 대해 비-직교 각에서 배향된다. 상기 쉐브론 패턴 검출기는 또한 하나 이상의 각진 슬릿들의 제 2 그룹을 포함하며, 상기 스캐닝 단계는 상기 하나 이상의 각진 슬릿들의 두 그룹과 상기 수직 슬릿에 대해 상기 선택된 빔을 통과시키는 단계를 포함한다. 상기 하나 이상의 각진 슬릿들의 제 1 그룹의 슬릿들은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 대해 비-직교 각에서 배향되고, 상기 하나 이상의 각진 슬릿들의 제 2 그룹의 슬릿들은 상기 각진 슬릿들의 제 1 그룹의 슬릿들에 대해 대칭적으로 배향된다. 상기 쉐브론 패턴 검출기는 또한 동작 동안 상기 선택된 빔이 통과하는 경로에 의해 특성화되고, 상기 쉐브론 패턴 검출기는 상기 선택된 빔이 상기 경로에 대해 통과되도록 적절히 정렬되는지 여부를 결정하기 위해 상기 경로를 따르는 검출기 영역을 더 포함한다. 상기 방법은 상기 선택된 빔이 상기 검출기 영역에 대해 통과되고 있는지 여부를 검출하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 기술되는 모듈은 현존하는 시스템들과 대비하여, 레이저 스폿 위치 제어 및 세기 제어를 포함하고 있다. 상기 모듈은 스테이지 에러들 또는 빔 배치 에러들을 보정하도록 교차-스캔 축에서 상기 빔 어레이를 위치설정하기 위한 신속한 수단을 제공한다. 또한, 상기 모듈은 노광되는 빔들의 세기 변동들을 감소시킨다.

본 발명의 하나 이상의 실시예들의 세부사항들은 첨부된 도면들과 이하의 상세한 설명에서 기술된다. 본 발명의 다양한 실시예들의 다른 특징들, 목적들 및 장점들은 상기 상세한 설명 및 도면과 청구범위로부터 명확해질 것이다.

도 1은 도 2에 도시된 바와 같은 포토리소그래픽 프린팅 툴(브러쉬 모듈로도 지칭됨)을 위한 빔 어레이를 생성하기 위한 시스템의 개념도이다.

도 2는 도 1의 빔 어레이 생성 시스템을 포함하는 포토리소그래픽 프린팅 툴의 개념도이다.

도 3은 기술되는 실시예에서 구현되는 핵심 기능부들의 상호작용들을 도시한다.

도 4는 AOD 드라이버 보드의 블록도이다.

도 5는 도 4에 도시된 RF 회로들의 블록도이다.

도 6은 도 4에 도시된 주파수 및 이득(FG) 제어 모듈의 블록도이다.

도 7은 스캐닝 동안의 동작 단계들을 도시한다.

도 8은 단일 레이저 빔이 쉐브론 패턴을 스캔하는 방법을 도시한다.

도 9는 스트라이프 위치 변위의 함수로서 펄스 타이밍의 변화를 도시한다.

도 10은 편향 알고리즘 데이터 흐름 맵이다.

도 11은 세기 보정 알고리즘 데이터 흐름 맵이다.

도 12는 세기 보정 루프에서 사용하기 위한 변형된 적분기의 블록도이다.

도 1은 도 2에 도시된 바와 같은 포토리소그래픽 시스템을 위한 다중 레이저 빔들(예, 32 빔 어레이)을 생성하기 위한 광학 시스템(또는 브러쉬(brush) 모듈)(100)을 도시한다. 일반적으로, 상기 시스템은 스캐닝 동안 빔들의 세기 변동들을 감소시키고, 상기 포토리소그래픽 장비 내의 스테이지 에러들 또는 빔 배치 에러들을 보정하기 위해 교차-스캔 방향에 상기 빔 어레이를 위치시키는 신속한 방법을 제공한다. 또한, 상기 시스템은 이하에서 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 상기 시스템들을 특성화하는 다양한 다른 에러들을 보정하도록 빔 세기 및 위치를 수정하는 개방 루프 테이블을 포함한다.

브러쉬 모듈(100)에서, 레이저 빔(101)은 음향-광학 편향기(AOD)(102)에 진입하고, 2개의 빔들, 즉 비편향되는 0차(zero-order) 빔(104(a)), 및 상기 장치로의 RF 입력 신호(106)의 주파수에 선형으로 비례하는 각도에서 편향되는 1차(first-order) 빔(104(b))으로 회절된다. AOD로부터의 빔들은 빔들을 조준하는 렌즈 시스템(105)(단일 엘리먼트로 개념적으로 나타냄)을 관통한다. 렌즈 시스템(105) 이후, 빔 정지부(stop)(108)는 0차 빔을 차단하고 빔 스플리터(110)는 작은 퍼센티지의 상기 신호를 검출기(112)로 유도함으로써 다른 더 높은 회절 차수들의 빔을 샘플링한다. 빔 스플리터(110)를 관통하는 더 높은 회절 차수들의 빔은 반파 플레이트(120)를 관통한 후 회절 광학 엘리먼트(DOE)(116)로 포커싱하는 다른 렌즈 시스템(114)을 관통한다. DOE(116)는 각도 공간에서 동일한 세기로 동일하게 이격된 빔들의 어레이, 즉 빔들의 팬(fan)을 생성한다. 그 다음, 동일하게 이격된 빔들의 어레이는 다른 렌즈 시스템(118)을 관통한 후, 다중 채널 음향-광학 변조기 엘리먼트(AOM)(122)로 통과한다. 렌즈 시스템(118)은 AOM(122) 내부의 평행한 빔 어레이로 상기 빔들의 팬을 포커싱한다. 반파 플레이트(120)는 AOM(122) 내부의 충분한 상호작용을 위해 90도만큼 빔들의 편광을 회전시킨다. AOM(122)의 출력에서, 다른 빔 정지부(124)는 0차 빔들을 제거함으로써, 이들이 다운스트림으로 전파되는 것을 방지할 수 있다. AOM(122)은 그레이 레벨들과 무관하게 각각의 빔들을 변조한다.

AOM(122)은 하나의 표면에 결합된 리튬 니오베이트의 패터닝된 층을 갖는 포 커싱된 실리카와 같은 물질의 블럭이다. 리튬 니오베이트 층 위에 놓이는 전도층에 리소그래픽적으로 규정된 콘택들에 인가되는 전기 신호들은 다중 음향파들을 생성시킨다. 각각의 음향파는 상기 블럭에서 연관된 입력 빔의 경로를 통해 전파되고, 상기 연관된 입력 빔을 편향시키며, 상기 회절된 빔을 선택하는 개구에 도달하는 세기를 제어한다.

샘플링된 광학 신호는 AOD 드라이버(130)를 포함하는 제어 시스템으로 피드백된다. AOD 드라이버(130)는 AOD(102)에서 트랜스듀서(transducer)(131)를 구동하고 상기 빔 어레이가 편향되는 정도를 제어하는 RF 신호를 생성한다. AOD 드라이버(130)는 스트라이프, (교차-스캔), 빔 배치 에러 신호(132) 및 스테이지 위치 에러 신호(134)를 포함하는 리소그래피 시스템의 다른 부분들로부터의 에러 신호들을 수신하고, 상기 빔 어레이를 적절히 편향시킴으로써 이러한 에러들을 보정한다. 스트라이프 빔 배치 에러 신호(132)는 스캐닝의 초기에 수행되는 면(facet) 검출 타이밍 측정을 통해 생성되며, 그 기본 원리들은 간단히 기술될 것이다.

상기 제어 시스템은 2개의 범용 목적들을 갖는다. 첫째, 교차-스캔 빔 배치 검출기로부터의 조합된 에러 신호와 스테이지 위치 에러 신호가 널(null)이 되거나 보상되도록 AOD(102)로의 RF 신호의 주파수를 조정한다. 둘째, 세기 검출기 신호가 일정하게 유지되도록 RF 신호의 진폭을 조정한다. 즉, 교차-스캔 빔 위치와 목표된 스테이지 위치 사이의 상대 위치 에러들과 세기 에러들을 모두 보정한다.

일반적으로, 스트라이프 빔 배치 에러는 프린팅이 일어나는 동안 영역에 빔들이 진입하기 직전에 슬릿들의 어레이에 대해 빔들 중 하나를 스캐닝함으로서 생성된다. 가장 간단한 형태로서 상기 슬릿들의 어레이는 간단히 2개의 슬릿들, 즉 각진 슬릿에 후속하는 스캔 방향에 직교하게 배향되는 하나의 수직 슬릿일 수 있다. 필수적으로 상기 배치는 │／와 같이 보인다. 상기 슬릿들 뒤에는 상기 빔이 각각의 슬릿과 교차하는 시간을 지시하는데 사용되는 하나 이상의 검출기들을 포함하는 검출기 시스템이 있다. 제 1 슬릿을 통과하는 빔으로부터의 신호는 스캔의 시작부 또는 데이터의 변조 시간에 대한 면(facet) 검출 신호로서 사용된다. 상기 빔이 제 1 슬릿에 교차되는 시기와 그 다음 제 2 슬릿에 교차되는 시기 사이의 시간 간격은 t_m으로 나타내며 스캔 라인의 배치의 측정값이다(즉, 스캔 방향에 수직인 방향에서 스캔 라인의 배치의 측정값). 공칭 시간(t₀)으로부터의 이러한 시간(t_m)의 차이는 AOD 빔 조향(steering) 장치를 구동하는 RF 신호의 주파수(f)를 조정하는데 사용된다. 따라서, t에서의 변화를 주파수로 보정함으로써 f=c(여기서, c는 상수)가 결정된다. 상기 주파수는 조정되며, AOD의 음향파들은 스캔 속도에 비례하게 빠르기 때문에, 이후에 기술되는 것처럼 다운스트림 스캐닝 시스템 내에서 다각형 스캐너 상에서 개별 면(facet)-대-축 에러들을 보정할 수 있다.

도 1의 광학 시스템의 설계 및 동작의 보다 상세한 설명을 하기 이전에, 이러한 시스템이 사용되는 포토리소그래픽 시스템과 상기 시스템에서 보정될 필요가 있는 다양한 에러들의 특성을 기술하는 것이 유용할 것이다. 통상적인 리소그래픽 시스템(200)의 예는 도 2에 도시된다.

필수적으로, 포토리소그래픽 시스템(200)은 마스크 또는 반도체 웨이퍼의 표 면 상의 감광층에 이미지(예, 회로 마스크의 이미지)를 스캐닝하는 정밀 프린팅 시스템이다. 시스템(200)의 사전-스캔부는 레이저 빔 소스(210), 빔 제어 모듈(212), 브러쉬 모듈(214), 및 사전-스캔 광학계(230)를 포함한다.

레이저 빔 소스(210)는 수행되는 프린팅을 위한 적절한 전력과 파장의 간섭광을 생성하는 레이저(232)를 포함한다. 또한, 상기 시스템의 나머지 부분내에서 필요할 때를 제외하고 상기 빔을 차단하는 안전 셔터(234)와 같은 다른 엘리먼트를 포함한다. 빔 제어 모듈(212)은 가변 감쇠기(240), 빔 조향 엘리먼트(242), 프로파일 형상, 위치, 및 빔 방향의 측정 회로(248), 프린팅 동작 동안 빔을 턴온 및 턴오프시키는 프린트 셔터(250), 및 다른 광학 빔 형상화 엘리먼트들(예를 들어, 아모노픽 프리즘을 포함함)을 포함하고, 이들 모두는 빔의 왜곡을 제어하고 AOD와 AOM을 위한 적절한 직경이 되는 빔 사이즈를 조절하기 위한 것이다.

단일 입력 빔으로부터 상술한 방식으로, 브러쉬 모듈(214)은 선형 어레이 또는 변조된 입력 빔들(219)의 "브러쉬"를 형성하도록 라인을 따라 이격된 다중 입력 빔들(219)을 생성한다.

브러쉬 모듈(214) 내에 있는 AOM의 음향파들은 AOM이 빔들을 턴온시킴에 따라 각각의 빔이 빔들의 라인에 수직인 방향으로 발광(brightening)하도록 배향된다. 일반적으로, 사전-스캔(pre-scan) 광학계(230)는 스캐닝 엘리먼트(260)로 변조된 입력 빔들의 라인을 유도하여 상기 스캐닝 엘리먼트의 이동으로부터 형성되는 스캐닝 방향이 빔들의 발광 방향에 대향하게 된다. 사전-스캔 광학계(230)는 또한 전형적으로 발광 및 스캔 방향들을 정렬시키기 위해 상기 브러쉬의 라인을 회전시키는 K 미러 또는 도브(dove) 프리즘과 같은 회전 광학계(262)를 포함한다. 또한, 다른 조향 미러(231), 2개의 축들의 초점들을 정렬시키기 위한 스티그메터(stigmator: 비점보정코일)(233), 및 상기 빔 어레이를 스캐닝 엘리먼트(260)에 포커싱하는 브러쉬 조정(콘덴서) 렌즈 시스템(235)을 포함할 수도 있다.

스캐닝 엘리먼트(260)는 다중 스캔 빔들을 사후-스캔 광학계 시스템(270)으로 유도한다. 기술된 실시예에서, 스캐닝 엘리먼트(260)는 스캐닝 동안 일정 각속도로 회전하는 회전식 다각형 미러이다. 보다 구체적으로, 다각형 미러는 24면을 가지며 고속(예, 초당 8000의 면 비율(facet rate)을 형성하는 20,000 RPM)으로 회전한다.

사후-스캔(post-scan) 광학계(270)는 스캔 빔들이 가공물의 표면상의 스캔 라인들을 따라 스위핑(sweeping)됨에 따라 스캔 빔들을 포커싱한다. 사후-스캔 광학계(270)는 스캔 렌즈(272)와 감소(reduction) 렌즈(274)를 포함한다. 기술되는 실시예에서, 스캔 렌즈(272)는 넓은 스캔 어레이들에 대해 스캔 라인 휨(bow)을 감소시키는 F-sin(θ) 렌즈이다. F-sin(θ) 렌즈는 종래기술에 공지되어 있다(예를 들어, Shirota의 미국특허 제5,018,807호 및 Sasada의 미국특허 제5,235,438호 참조). 렌즈(272)는 F-sin(θ) 렌즈이고 스캐닝 엘리먼트(260)가 일정한 속도로 회전하기 때문에, 가공물 상에 스캔 라인들을 형성하는 스캔 빔들은 이미지 평면에서 불규칙한 속도로 이동한다. 타이밍 생성기(226)는 가공물 상의 스캔 빔들의 위치들과 스캔 빔들의 변조를 동기화시키는 불규칙한 픽셀 클럭 신호를 제공한다.

감소 렌즈(274)는 스캔 라인 사이즈와 분리 및 가공물(예, 마스크, 레티클, 미처리 웨이퍼, 또는 포토레지스트의 층으로 코팅되는 부분적으로 처리된 웨이퍼) 상에 형성되는 이미지에 요구되는 최종 이미지 사이즈를 감소시킨다. 간섭계 시스템(282)에 의해 모니터링되는 정밀 스테이지 시스템(280)은 각각의 스테이지 통과 및 각각의 스테이지 통과 이후의 인덱싱에 요구되는 바와 같이 상기 가공물을 이동시킨다. 정렬 시스템(284)은 감소 렌즈(274)를 통해 보여지는 바와 같이 가공물 상의 정렬 마스크들의 위치들을 식별하고, 이에 따라 스캔 라인들에 대한 가공물의 위치 및 배향을 결정한다. 간섭계 시스템(282)은 인덱싱을 위해 상기 가공물의 이동을 모니터링한다.

래스터라이저(225)는 변조된 빔들(219)의 세기를 제어하는 음향파들을 생성하는 신호들을 생성한다. 래스터라이저(225)는 각각의 스캔 라인을 픽셀들로 분할하고 목표된 세기를 갖도록 각각의 픽셀에 요구되는 바와 같은 신호들을 생성한다. 타이밍을 위해, 면(facet) 검출 시스템(286)은 스캔 라인들의 도입을 식별하도록 스캐닝 엘리먼트(260)의 배향을 검출하고, 타이밍 생성기(226)는 스캔 라인에서 각각의 픽셀의 도입을 식별하도록 픽셀 클럭 신호들을 생성한다. 불규칙한 속도에서 빔들이 스캐닝되는 기술되는 실시예에서, 픽셀 클럭 신호는 일정한 주기적 신호로부터 벗어난다. 다른 실시예들에서, 픽셀 클럭 신호들은 일정한 주기를 갖는다.

개별 빔 세기들을 제어하는 개별 음향파들에 최대 공간을 제공하기 위해, 음향파들은 입력 빔들(219)의 라인에 수직인 방향을 따라 전파된다. 음향파들의 전파 방향은 빔(219)의 연속적인 부분들이 AOM이 빔을 턴온시킴에 따라 조명되는 방향과 동일하다. 이러한 방향은 때때로 발광 방향으로서 본 발명에서 지칭된다. 기술되는 실시예에서, 시스템(200)의 이미지 평면에서 스캔 빔들에 대한 발광 방향 은 스캔 방향에 대향한다. 이는 직교 피쳐들간 및 스캔 방향과 교차-스캔 방향 피쳐들간의 흐릿함(blur), 비틀림(skew), 및 라인 두께 편향을 방지한다. 인접 빔들의 크로스-토크와 오버랩을 방지하기 위해, AOM 채널들은 몇가지 빔 직경들에 의해 분리된다. 스캔 빔들은 따라서 서로 분리된 다중 스캔 라인들의 동시적인 조명을 위한 "브러쉬"를 형성한다.

도 1을 다시 참조하면, AOD(102)는 좁은 각도에 대해 레이저 빔을 편향할 수 있고 가변 세기 변조기로도 작용할 수 있다. 기술되는 실시예에서, 상기 AOD로의 편향 입력은 공칭적으로 200㎒ RF 구동 신호이다. 효과적으로, AOD(102)의 입력 빔은 RF 주파수를 가변시키고 RF 변조 빔 세기의 진폭을 가변시킴으로써 포인팅된다.

AOD 드라이버(130)를 포함하는 제어 시스템은 스트라이프 위치 에러의 이하의 원인들을 감소 또는 제거한다:

1. 빔 속도는 스캔 비선형도에 대한 보정들로 인해 스캔 라인의 길이에 대해 가변된다. 스테이지가 일정 속도(작은 에러내에서)에서 이동하고 있기 때문에, 스캔 라인은 직선을 형성하지 않는다. 그 대신, 상기 스캔 라인은 "S" 곡선을 형성한다.

2. 다각형 미러는 스트라이프 방향에서 면간 위치 에러를 유발한다.

3. 유사한 진폭일 수 있는 시스템의 다른 부분들로부터 뿐만 아니라 레이저로부터의 동적 스트라이프 위치 노이즈.

4. 나머지 스테이지 위치 에러(명령된 조향 미러 위치와 실제 스트라이프 위 치 사이의 차이).

각각의 면은 32 영역들 또는 세그먼트들로 분할된다. 처음 3개의 스트라이프 위치 에러들은 해당 테이블들에 저장된 미리 정해진 보정들을 이용함으로써 면 당 각각 32 영역들에서 보정된다. 나머지 스테이지 에러는 테이블에 저장되는 미리 정해진 보정들을 이용함으로써 각각의 면에 대해 한번 보정된다. 사용자의 판단에 따라 제 2 에러 또한 동적으로 보정될 수 있다.

상기 제어 시스템은 또한 세기 에러의 이하의 원인들을 감소 또는 제거한다:

1. 레이저 세기 변화.

2. 유리 경로-길이 변화들 뿐만 아니라 반사율-대-입사각 변화들에 의해 야기되는 스캔 라인 세기 변화.

3. AOM 음향 필드에 대한 스트라이프 편향으로부터의 세기 변화

4. 면간에 가변되는 다각형의 표면 마감 및 도금 반사율.

제 1 세기 에러는 연속적인 폐루프에서 보정된다. 이전의 3개의 세기 에러들은 해당 테이블들에 저장된 미리 정해진 보정들을 이용함으로써 면 당 각각 32 영역들에서 보정된다.

각각의 이러한 보정들을 수행하는 알고리즘들은 제어 시스템의 개요를 먼저 설명한 후 보다 상세히 기술될 것이다.

도 3은 제어 시스템에서 구현되는 기능들의 상호작용들을 설명한다. 각각의 면의 시작 시에, 레이저 빔 0(레이저 빔들(0-31) 중)은 광전자증배관(PMT)(304)과 같은 감광 검출기의 출력에서 펄스들을 형성하는 쉐브론(Chevron) 슬릿 패턴(302)에 대해 통과된다. PMT(304)에 의해 생성되는 펄스 패턴은 스트라이프 방향의 교차-스캔에서 빔 0의 위치를 나타낸다. 빔 위치 측정 기능부(306)는 펄스 패턴을 디코딩하고 디지털 위치 신호로 변환되어 AOD 드라이버(310)에 의해 구현되는 AOD 드라이버 기능부(308)로 공급된다. 이러한 정보는 조향 미러 명령, 빔 세기 면 검출(FD), OPR(once-per-rev), 및 OPF(once-per-facet)와 함께 200㎒ 캐리어를 형성하는 AOD 드라이버(310)에 의해 사용된다. 이러한 캐리어는 빔을 제어하는 AOD 트랜스듀서(131)를 구동하는 AM(세기) 및 FM(편향) 성분들을 갖는다.

도 4를 참조하면, AOD 드라이버 보드(310)는 RF 회로 모듈(320)과 펄스 타이밍 모듈(322)을 포함한다. 또한, AOD 드라이버 보드(310)는 상기 주파수 및 이득 제어(FG) 모듈(324)과 기타 회로 모듈(326)을 포함한다. 기타 회로 모듈(326)은 I/O 버퍼들, 신호들과 테스트 포인트들, 클럭 생성/분배와 DC 전력 관리를 위한 A/D 및 D/A 회로들을 포함한다. AOD 드라이버 보드(310)는 (1) 빔 경로에서 AOD 장치를 포함하는 브러쉬 모듈(214); (2) 스테이지 시스템의 이동과 연관되는 신호들을 동반하는 운동 제어 후면(backplane); 및 (3) 면(facet) 검출 슬릿에서의 다중 슬릿(쉐브론 슬릿) 레이저 스폿 위치 감지 시스템과 인터페이싱된다.

RF 회로 모듈 아키텍쳐:

도 5를 참조하면, RF 회로(320)의 중심은 디지털 명령어들을 갖고 이들을 고속 클럭 신호에서 정밀 RF 출력 신호로 변환하는데 사용하는 온-칩 DAC를 구비한 단일 칩 다이렉트 디지털 주파수 합성기(DDFS)(330)이다. DDFS 출력은 디지털적으로 생성되기 때문에, 스펙트럼은 클럭 주파수와 프로그래밍된 RF 출력 주파수의 모 든 조합들로부터 형성되는 많은 "이미지" 결과물들을 포함한다. 따라서, 동작 대역 주변의 필터(332)가 사용된다. 이는 일반적으로 원하지 않는 인접 이미지들의 적절한 거부를 제공하기 위해 고차의 0.1dB의 쉐브론 필터이다. 이러한 특정 경우에, 동작 대역폭은 필수적으로 통상적인 대역통과 필터 설계에 가능한 최대치이다. 필터링된 출력은 또한 2개의 스테이지 접근을 이용하여 실질적으로 증폭된다.

펄스 타이밍 모듈:

도 4의 펄스 타이밍 모듈(322)은 면 검출(FD) 신호를 수신하고, 쉐브론들을 이용하여 스트라이프 축 위치 에러의 측정에서와 같이 시스템의 다른 곳에 사용되는 타이밍 및 카운팅 신호들을 생성한다.

FG 모듈:

도 6을 참조하면, FG 모듈(324)은 스캔 인터페이스 로직부(348)와 4개의 부가적인 메인 부분들을 갖는다. 4개의 다른 부분들은 VME 인터페이스부(340), 주파수(즉, 편향)부(342), 진폭(즉, 세기)부(344), 및 DDFS 제어부(346)이다. 이러한 부분들은 차례로 설명된다.

스캔 인터페이스 로직:

스캔 인터페이스 로직부(348)는 적어도 3개의 신호들, 즉 OPR(once-per-revolution) 신호, OPF(once-per-facet) 신호, 및 FD(facet detect) 신호를 수신한다. 상기 스캔 인터페이스 로직부는 타이밍 생성기 보드들로의 레이저 인에이블(LE) 신호들, 면 트리거(FT) 및 내부 AOD 제어 루프 동기화 신호들을 생성하도록 다각형 면 동기화 신호들을 이용한다. 보다 구체적으로, 스캔 인터페이스 로직부(348)의 동작에 따라, FG 모듈(324)은 OPR 및 OPF 신호 입력들로부터 현재의 면(facet) 수를 계산한다. 면 수 0는 OPR과 일치한다. OPR 이후의 순차적인 면들은 0에서 23까지 카운트된다. 또한, 면(facet) 트리거 신호를 생성하는데 OPF 및 OPR을 이용한다. FG 모듈(324)은 면의 개시시 AOM으로의 RF 출력을 턴온시키는 회로를 위해 순차적으로 레이저 인에이블 신호를 생성한다. 이는 면 검출이 수행될 수 있도록 한다. FG 모듈(324)은 OPF가 발생할 때 레이저 인에이블 신호를 제공하고 많은 사이클 이후(예, 마지막 쉐브론 펄스가 펄스 타이밍 보드(322)로부터 수신된 이후 3의 코어 클럭 사이클들) 레이저 인에이블 신호를 중단한다. FG 모듈(324)은 또한 시스템의 다른 곳에서 타이밍 생성기 보드들로 전송되도록 면 검출을 인에이블시키기 위해 TG Facet Detect Enable(TG_FD_EN)을 AOD 드라이버로 전송한다.

스캔 프로세스의 영역들은 도 7에 도시된 타이밍도를 참조로 도시된다. 영역 A로 도시된 제 1 주기 동안, 하나의 빔이 쉐브론에 대해 스캔한다(다른 빔들은 턴오프됨). 영역 B로 도시된 제 2 주기 동안, 32 빔들이 프린트 영역에 대해 스캔한다. 일반적으로, 초기 편향 보정은 영역 A내에서 수행된다. 그 다음 이러한 보정은 스캔과 관련된 스트라이프 편향 변화들을 측정하는 영역 B 동안 수정된다. 세기 보정들은 영역 B 동안 주로 수행된다. 따라서, 주기 A 동안의 세기는 면 검출 PMT로부터 반복가능한 펄스들을 형성하기 위해 일정 값으로 유도된다.

VME

VME부(340)은 레지스터 인터페이스를 포함한다. 이는 주파수부(342)에 의해 구현되는 주파수 알고리즘과 진폭부(344)에 의해 구현되는 진폭 알고리즘에 필요한 몇몇 값들을 "스누핑(snooping)"한다.

주파수부(Frequency Block)

주파수부(342)는 VME부(340)과 펄스 타이밍 보드(322)로부터 데이터를 수신하고, DDFS 제어부(346)로 전송되는 주파수 보정 정보를 형성한다. 주파수부(342)는 AOD 동작의 주파수 보정 부분, 즉 스트라이프 위치 보정을 수행한다. 펄스 타이밍 보드(322)로부터 타임 스탬프 정보를 수신하고 후면 커넥터 및 VME 레지스터 공간으로부터 면(facet) 정보를 수신한다. 주파수부(342)에 의해 구현되는 알고리즘의 개요는 도 8에 도시된다.

주파수부(342)에 의해 구현되는 스트라이프 편향은 이하의 입력들의 함수이다: (1) 면(facet) 검출 PMT에 의해 생성되는 신호; (2) 다각형 속도 명령(VME 버스로부터); (3) 조향 미러 명령(VME 버스로부터); 및 (4) 보정 동작의 저장된 결과들.

면 검출 PMT 신호는 면(facet) 검출 슬릿을 통과하는 빔과 각진 슬릿들의 쉐브론 패턴에 의해 생성되는 일련의 펄스들이다. 이러한 펄스들의 타이밍은 빔 위치를 결정하기 위해 디코딩된다.

펄스 타이밍 보드로부터의 측정된 위치

도 8은 레이저가 기술된 실시예의 쉐브론 패턴에 교차하는 방법을 도시한다. 레이저가 하부의 검출기로 통과할 수 있는 쉐브론에 10 영역들이 있다. 이들은 0-9로 라벨링된다. 넘버 0은 면(facet)의 시작이다(레이저가 나오는 다각형의 24면 스피닝 미러의 일면이다). 넘버 1-8은 쉐브론들이고, 사각형 개구인 넘버 9는 쉐브론들의 중심에 빔을 배치시키는데 사용된다. 펄스 타이밍 보드로부터 측정된 위치는 이러한 위치들 각각에 대해 전송된다. 주파수 알고리즘의 관심 위치들은 1-8이다. 주파수 알고리즘은 주파수 보정들을 수행하기 위해 위치 에러를 이용한다.

스트라이프 축에서 빔 위치의 측정은 슬릿들의 쉐브론 패턴 "＼＼＼∨／／／ "을 이용하여 달성된다. 이는 4개의 펄스들의 2세트들로 각각 구성된 "신호"를 생성한다. 도 9는 물리적인 빔 경로-대-펄스 트레인 생성을 도시한다.

기술된 실시예에서, 주파수부(342)는 빔의 위치를 계산하기 위해 다음의 방정식을 이용한다:

위치 = [(Pos5-Pos1)+(Pos6-Pos2)+(Pos7-Pos3)+(Pos8-Pos4)]/4

실제로, 측정 데이터는 "레이저"가 쉐브론에 교차함에 따른 타임 스탬프들이다. 따라서, 시공간의 실제 방정식은,

ΔT=[(T5-T1)+(T6-T2)+(T7-T3)+(T8-T4)]/4

기술되는 실시예에서, 위치 데이터의 각 항목은 MSBs로서 12비트 정수와 LSBs로서 12비트 "온도계(thermometer)"의 형태인 24비트 수이다. 이는 FG 모듈(324)에서 16비트 수로 변환된다. 종래기술에 공지된 기술을 기반으로 하는 온도계부는 부분 위치를 전송하는 방식이다. 이 기술은 펄스 타이밍 보드의 지연(delay) 라인들을 이용한다. 측정된 위치의 정수 부분은 12비트 업 카운터로부터 나온다. 상기 온도계는 지연 라인들의 세트에 의해 제공된다. 지연 라인들의 전단의 레지스터들은 쉐브론 슬릿들로부터의 펄스의 상승 에지에서 지연된 클럭의 현재 값들을 캡쳐한다. 상기 온도계는 클럭 신호의 지연된 버전들의 캡쳐된 카피로부터 생성된다.

ΔT는 슬릿 쌍들간의 평균 시간 간격이고 일반적으로 보정 테이블과 다각형 속도 명령을 통해 스트라이프 축에서 빔 위치를 디코딩하도록 직접 사용될 수 있다. 도 9는 빔 어레이가 스트라이프 축을 따라 상하로 이동함에 따라 펄스 분리들이 발생하는 것을 도시한다. EX #2는 정렬 시스템을 나타내고, EX #1 및 EX #3은 양극 및 음극 방향에서의 편향 에러들을 각각 나타낸다. 결과적인 펄스 열들로부터 명확히 이해할 수 있는 것처럼, 하나의 방향(예, EX #1)에서 스트라이프 위치 배치 에러들은 4개 펄스들의 두 어레이들이 서로 이격되어 분산되도록 하는 반면, 반대 방향(예, EX #3)에서의 스트라이프 위치 배치 에러들은 4개 펄스들의 두 어레이들이 함께 나오도록 한다. 4개의 측정 평균(즉, 세트당 4개의 슬릿들)을 이용함으로써, 2의 인자(sqrt(n)로부터)만큼 정확도가 개선된다.

시스템은 빔 위치 설정 포인트 명령 데이터를 측정된 빔 위치로 변환하는데 사용하기 위한 보정 상수들을 생성하기 위해 간섭계 시스템을 사용하는 기회를 제공한다. 이는 2개의 측정 유닛들간의 "전달 함수" 뿐만 아니라 광학계와 빔 위치 슬릿 사이의 "정렬"을 형성한다. 기능적으로, 시스템은 측정된 빔 위치가 명령된 설정 포인트로부터 얼마나 떨어져 있는지와 상기 명령된 설정 포인트로부터 얼마만큼 RF 주파수를 조정하는지를 나타내는 상수들을 이용한다.

또한, 임의의 프린팅이 시작되기 이전에, 다각형 속도가 설정되고 AOD 드라이버는 명령을 대기하며 데이터를 자신의 레지스터들로 래치한다. 다각형 속도 명령은 슬릿 검출 필드에 대해 빔 속도로 직접 회전하는 다각형의 회전 속도를 설정한다. 기능적으로, 시스템은 펄스들간의 시간을 측정하여 슬릿들 사이의 거리를 계산하기 위해 빔 속도로 나눈다. 이러한 거리는 빔 위치에 선형적으로 관련된다.

AOD는 빔이 쉐브론 위에 있는 시간 동안 빔 세기를 증가시키도록 프로그래밍될 수 있고, 이에 따라 PMT 신호-대-잡음비를 증가시킨다. 그 다음, 빔이 쉐브론을 통과하여 이동한 후, 기록을 위해 사용되는 스캔 부분 동안 다시 감소될 수 있다.

도 10을 참조하면, 주파수 알고리즘은 먼저 조향 미러 명령된 위치를 측정 시스템의 시간 영역으로 변환하고(단계 802), 그 다음 상기 조향 미러 명령 위치를 중간 이미지 평면(IIP)에서의 위치인 측정 위치에 부가시킨다(단계 804). 조향 미러 명령은 스트라이프 축에서 목표된 빔 위치에 직접 연관된다. 대물 렌즈로 인한 반전이 있기 때문에, 명령된 위치는 반전된다. 기능적으로, 시스템은 이러한 값을 빔 위치를 위한 목표된 "설정 포인트"로서 사용한다. 측정된 빔 위치가 상기 설정 포인트와 상이하면 위치 에러가 보정되어야 함을 나타낸다.

현재까지 측정 데이터는 중심 포인트를 갖지 않으며, 단지 최소 + 값에서 최대 + 값으로 가변된다. 따라서, 시스템의 나머지 부분으로 +/- 구동을 달성하도록 빔 편차 오프셋 레지스터에 의해 제로 포인트가 형성된다. 이러한 소프트웨어는 임의의 장기간의 빔 편차를 트레킹하는데 필요한 제로 포인트를 업데이트할 수 있도록 한다. 측정된 위치와 조향 미러 명령 값은 빔 편차 위치로부터 차감된다(단계 806).

그 다음, 결과적인 에러는 주파수 명령으로 변환된다(단계 808).

그리고, 명령된 설정 포인트(즉, 조향 미러 명령)와 측정 빔 위치 사이의 차이는 현재 RF 주파수 합성기 명령에 부가되는 에러 기간(term)이 된다.

이 시점에서(단계 810), 소프트웨어는 펄스 타이밍 보드에 의해 전송된 데이터를 기초로 동적 제어를 선택하거나 시스템의 보정 동안 생성된 24 입면 조향 룩업 테이블(LUT)(850)을 이용하여 동적 제어 용량을 바이패스시킨다. 면(facet) 조향 LUT는 다각형 미러의 24면들 각각에 대해 이전에 정해진 조정을 포함한다. 사용자는 명령 레지스터에서 면 조향 보정 LUT 인에이블을 통해 소프트웨어가 하나 또는 다른 하나를 선택하도록 명령할 수 있다.

하나의 이벤트에서, 소프트웨어가 선택을 수행한 후, 다른 테이블, 즉 32 영역 스캔 라인 조향 LUT(854)을 이용하여, F-sin(θ)의 축에 정확히 평행하게 스캐닝하지 않는 다각형에 의해 유도되는 스캔 보우와 배치 에러들을 유도하는 스캔 속도 변화를 보정한다. 프린트 영역은 32 개별 영역들로 분할되고, 이는 32 엔트리 테이블이다. 그 다음 스캔 라인 조향 LUT(854)의 출력은 면 조향 보정 LUT(850)로부터 출력되는 데이터 또는 명령된 위치 마이너스 측정된 위치를 이용하여 유도되는 데이터에 부가된다(단계 812). LUT(854)의 출력은 그 다음 프린팅이 수행되는 영역을 기초로 선택된다.

사용자 선택가능한 다음 동작은 시스템에서 차단되는 부분을 발견하려는 시도시 시스템 엔지니어들에 의해 사용되는 테스트 및 보정 툴을 나타낸다(단계 814). 이는 AOD의 주파수 응답을 평가하는데 사용된다. 이러한 동작은 소프트웨어 프로그래머블 제한값(limit)을 가진 롤링(rolling) 카운터와 4096 엔트리 LUT를 이용한다. 명령 레지스터의 주파수 응답 인에이블 비트에 의해 인에이블될 때, 이 러한 동작은 각각의 DDFS 업데이트 클럭에 대해 LUT의 하나의 엔트리를 출력한 다음, 카운터를 증분시키고, 제한값에 도달할 때까지 반복된다. 제한값에 도달하면, 카운터가 리셋되고 전체 프로세스가 반복된다. 이러한 특징의 하나의 애플리케이션은 시스템에서 안정한 기계적 진동들에 의해 유도되는 빔 스트라이프 위치 에러를 보상하기 위한 것이다.

마지막으로, 클럭 주파수와 DDFS 동작을 기반으로 내장된(hard coded) 상수가 있다. 베이스 오실레이터는 AOD 장치의 제로 포인트와 통상 상이하다. 따라서, 제로 포인트 주파수(예, 200㎒)를 생성하기 위해, 공칭 카운트가 부가되며, 즉 상수 주파수가 오프셋된다(단계 816).

그 결과는 편향 제어 시스템으로 전송된다.

진폭부(Amplitude Block)

일반적으로, 세기 보정은 이하의 입력들에 의해 구동된다: (1) 면 검출 PMT 신호; (2) 레이저 세기 신호; (3) 레이저 전력 설정 포인트 명령; (4) 각각의 면 내에서 스캔 라인 보정을 위한 룩업 테이블 값들(24x32 값들); (5) 현재의 스트라이프 편향 보정 명령; 및 (6) OPR 및 OPF 신호들로부터 유도된 면(facet) 값. 면 검출 PMT 신호는 세기 보정을 계산하고 제공하기 위해 스타트-오브-파셋(start-of-facet) 타이밍 펄스를 제공하는데 사용된다. 이전에 언급한 것처럼, 브러쉬 모듈의 AOD 섹션 내부의 광다이오드 센서는 레이저 세기 신호를 형성한다. 브러쉬 모듈은 세기 신호를 형성하기 위해 선택가능한 이득으로 광다이오드 전류를 트랜스임피던스 컨버터를 통과시킨다. 상기 컨버터는 다수(에, 3)의 선택가능한 이득 설정들을 갖는다. 레이저 전력 설정 포인트 신호는 레이저 세기 설정 포인트를 나타내는 디지털 워드이다.

범용적으로, 세기 함수는 상기에서 나타낸 바와 같이 다른 많은 가변 파라미터들 뿐만 아니라 레이저 세기 노이즈를 보정한다. 레이저 세기 변화들의 보정은 폐루프 서보이고, 다른 동작들은 개방-루프 보정들로서 간주될 수 있다. 많은 변수들은 세기 보정 루프를 위해 순(net) "세기 설정 포인트"를 형성하도록 결합된다. 루프는 세기 신호 상에 세기 설정 포인트를 재생하기 위해 AOD 트랜스듀서의 진폭 응답을 구동시킨다. 폐루프는 AOD 스트라이프 편향 명령들에 의해 야기되는 변화들을 포함하는 빔 세기 변화들을 억압한다. 서보 루프에서의 몇몇 변수들(이득 및 오프셋)은 레이저 전력 설정으로 가변된다.

도 6을 다시 참조하면, 일반적으로, 진폭부(344)는 VME부(340)와 광다이오드 센서로부터 데이터를 수신하고 DDFS 제어부(346)로 전송되는 세기 보정 정보를 생성한다. 진폭부(344)는 AOD에 존재하는 빔의 세기를 제어하기 위해 AOD로 전송되는 RF 신호에 대한 진폭(또는 이득) 보정들을 수행한다. 진폭부(344)는 빔의 폐루프 세기 제어를 수행하도록 AOD 출력으로부터의 측정 빔 세기 피드백을 이용한다. 진폭 값들은 현재의 회절 효율 설정 포인트를 기초로 생성된다. 진폭 값에 대한 보정들은 AOD 출력으로부터의 디지털 빔 세기 피드백, 다각형 면 수, 스캔 라인 위치 및 현재 주파수 보정값을 기초로 생성된다. 상기 진폭부의 메인 출력은 DDFS 제어부로 통과되는 진폭값이다.

진폭 보정 알고리즘은 도 11에 도시된다.

진폭 보정 알고리즘은 2개의 모드들을 가지며, 제 1 모드는 쉐브론들의 스캐닝 동안 세기 또는 진폭 보정들을 수행하기 위한 것이고, 제 2 모드는 프린팅(단계 900) 동안 세기 또는 진폭 보정들을 수행하기 위한 것이다. 제 1 모드 또는 쉐브론 모드가 선택되면, OPF 신호의 수신 후, 알고리즘은 현재의 면 수를 기초로 면 검출 및 쉐브론 영역을 위한 진폭(즉, 세기) 보정을 형성한다. 이는 24면들 각각에 대해 하나의 값을 저장하는 쉐브론 세기 룩업 테이블(950)로부터의 값들을 이용한다.

제 2 모드에서, 알고리즘은 광학 효과들로 인한 스캔 라인에 대한 세기 변화들을 보정한다. 이는 각각의 스캔 라인에 대해 32 진폭 보정들을 생성하기 위해 24x32면 세기 룩업 테이블(952)을 이용한다.

쉐브론 세기는 슬릿 패턴 영역을 위한 세기에 대해 24 엘리먼트들을 갖는다. 세기 룩업 테이블(952)은 768 포인트들(24면x32포인트들/면)을 포함한다. 이러한 테이블들에서 엔트리들은 반사각, 면 반사율, 및 각각의 면에 대한 유리 경로 길이를 보정한다. 이러한 값들은 기계 보정에서 결정되고 보정들간의 간격은 변화시키지 않는다. 이러한 테이블은 스캔 라인 세기와 면간(facet-by-facet) 세기 변화들을 보정한다. 테이블에 대한 어드레스는 현재의 면 수와 프린트 영역(32 단계들/면)(도 7의 영역 B 참조)을 통과하는 스캔의 부분적 진행으로부터 유도된다.

AOD 드라이버 보드내에서 트래킹되는 현재의 면 수는 세기 보정 테이블들을 위한 어드레스를 계산하기 위해 요구된다. 현재의 면 수는 OPR 및 OPF 신호 출력들로부터 유도된다. 면 수 0는 OPR과 일치된다. OPR 이후의 순차적인 면들은 0부 터 카운트된다.

선택된 모드와 무관하게, 진폭부는 해당 테이블로부터의 출력을 회절 효율 설정 포인트에 부가한다(단계 902).

그 다음 보정은 RF 주파수 설정에 대한 진폭 보정이다. 세기에 대한 주파수의 이러한 보정은 AOD에 대한 RF 신호의 주파수 변화가 AOM 출력에서의 세기 변화들을 유발한다는 사실을 설명한다. 즉, 스트라이프 편향 보정은 레이저 빔 세기에 큰 영향을 끼친다. RF 주파수에 대한 이러한 세기 변화들을 보정하기 위해, 상기 진폭부는 세기에 대한 주파수 테이블(954)에서 64 값들 중 하나를 어드레싱하는 RF 주파수 설정의 특정 비트를 이용한다. 이러한 테이블에 저장된 보정들은 구동 주파수의 함수인 AOD 효율의 변화 뿐만 아니라 AOM에 대한 음향 필드 세기 변화들을 고려한다. 주파수에 대한 RF 드라이버 출력 전력의 변화들 또한 보정된다. 상기 진폭부는 DE 설정 포인트와 현재 스캔 라인 위치 보정의 합에 값을 부가한다(단계 904).

그 다음 보정은 사용자 선택가능한 테스트 특징이다(단계 906). DDFS의 진폭 응답(또는 진폭 제어의 주파수 응답)을 테스트하기 위해 파형을 저장하는 진폭 응답 테이블(956)이 있다.

모든 테이블 데이터와 DE 설정 포인트의 합(단계 906)은 피드백 보상 설정 포인트를 형성하기 위한 루프 피드백 기간과 함께 부가(단계 916)되는 진폭 루프의 새로운 공칭 설정 포인트가 된다.

상기 진폭부는 AOD 드라이버 보드의 A에서 D로 12비트 광다이오드 피드백 값 을 수신한다(단계 908). 상기 진폭부는 상기 피드백 값과 세기 피드백 이득 제어 레지스터에 저장된 16비트 값을 곱한다(단계 910). 그 결과 28비트 중 상위 16비트만이 사용된다. 피드백 결과는 DE 설정 포인트와 룩업 테이블 보정들의 합에 부가된다. 그 결과 17비트 값 중 상위 16비트만이 사용된다. 이러한 피드백 결과는 전파 지연들과 대역폭 제한을 제외한 설정 포인트를 나타낸다. 이러한 지연 및 대역폭 제한은 단계 907에서 개시되어 AOD 장치(131 외)를 통과한 원래의 설정 포인트 신호와 동일한 신호 형상으로 공칭 설정 포인트(단계 906)가 피드백 가산 결합부(단계 912)에 동시에 도달한다. 단계 912의 출력은 루프 에러 신호(919)이다.

진폭부는 루프 에러 신호와 루프 이득 설정으로 지칭되는 상수를 곱한다(단계 914). 그 결과는 피드백 보상 설정 포인트 값을 형성하기 위해 공칭 설정 포인트(단계 906으로부터)를 조정하는데 사용되는 루프 피드백 기간이다(단계 916).

진폭부의 출력은 회절 효율을 가변시키고 레이저 빔을 변조하는 AOD 트랜스듀서를 구동시키는 RF 드라이버를 변조하는 진폭의 디지털 세기 워드이다.

대안적인 설계는 상술한 바와 같은 순수하게 비례적인 피드백 기간(term) 대신에 진폭 보정 루프의 변형된 적분 피드백 기간을 이용하는 것을 포함한다. 변형된 적분 피드백 기간을 이용하는 것은 세기 보정 루프의 안정성을 개선하려는 것이다.

도 12는 변형된 적분기(1000)의 블록도를 나타낸다. 상기 적분기는 전형적인 적분기(1004) 이전에 양자화기(1002)를 포함한다. 루프 에러 신호(919)를 수신하는 신호 경로에 부가되는 양자화기(1002)는 적분기의 응답을 샘플 주기당 단일 카운트로 제한한다. 적분기(1004)의 "보정 출력"의 LSB는 DDFS에 대한 (12비트) 진폭 명령(AODD RF 출력 진폭을 직접 결정함)의 LSB에 직접 부가된다. 보정 출력은 실제 적분기를 포함하는 15비트 중에서 최상위 11비트(10비트 + 사인(sign) 비트)로부터 형성된다. 따라서, 적분기의 5 LSBs는 출력 진폭을 구동시키지 않는다. 이는 입력 루프 에러 신호가 출력 진폭에 즉각적으로 영향을 줄 수 없음을 의미한다. 루프 에러 신호는 출력 진폭(즉, 보정 출력 신호)의 단일 LSB 변화를 달성하기 위해 2⁵(=32) 샘플 주기들에 대해 일정한 극성을 유지해야 한다. 따라서, 32 샘플 주기들 미만에서 사인을 변화시키는 신호 주파수는 출력에 영향을 주지 않을 것이다. 이것은 모든 진폭들이 일관되게 양자화되기 때문에 비록 루프 에러 신호의 진폭이라 할지라도 사실이라는 점을 유의한다.

기술되는 구현예에서, 샘플 주기는 20nsec(50㎒)이다. 단일-주파수 에러 신호는 1/2 사이클마다 사인을 변화시키므로, 20nsec/샘플에서 32 샘플들이 1/2 사이클이면, 이러한 구현예가 제로 응답을 나타내는 주파수는 다음과 같이 주어진다:

1/(2*32samples*20nsec/sample)=781KHz

최대 보정 진폭과 대역폭 간에 반비례 관계가 존재한다.

적분기는 진폭 제어 루프에 부가되지 않는 "잉여(extra)" 5 비트로 업/다운 카운터로서 구현된다. 상기 적분기에는 최하위 5 비트가 존재한다. 실행시, 상기 카운터는 클럭 주기당 단지 1비트만큼, 또는 루프 에러 신호가 제로이면 제로만큼 가변할 수 있다.

출력에 연결되지 않은 5비트를 갖는 이유는 주로 진동(oscillation)을 방지하기 위함이다. 적분기가 출력 진폭 보정의 LSB에 영향을 줄 때 어떤 일이 발생하는지를 고려한다. 피드백 신호에서의 결과적인 변화는 라운드 트립 루프 지연이 경과한 이후까지 관찰되지 않을 것이다. 이러한 시간 동안, 상기 적분기는 변화에 영향을 줄 필요가 있다고 지속적으로 판단할 것이다. 루프 지연은 약 500nsec이다. 상기 적분기는 상기 시간 길이에서 25 샘플들을 수신할 것이다. 상기 적분기가 출력 진폭 LSB에 다른(오류) 변화를 부가하는 것을 방지하기 위해, 출력 진폭 LSB에 영향을 주는데 요구되는 적분기 샘플들의 수는 25 보다 다소 더 크게 설정될 필요가 있다. 따라서, 출력 LSB당 32 샘플들을 산출하는 "무형의(invisible)" 5비트는 변화된다. 이러한 성능은 적분기가 입력 에러 신호의 진폭과 무관하게 샘플 주기당 하나의 카운트 이상으로 값을 변화시키지 않는다는 사실에 의해 보장된다는 것을 유의한다. 또한 적분기에 대한 효율적인 순간 이득은 에러 신호 진폭에 반비례한다는 것을 유의한다(예, 1의 입력 신호 진폭은 1/1의 순(net) 이득에 대해 동일한 출력 값을 형성하지만, 10의 입력은 1/10의 순 이득에 대해 1의 출력을 형성할 것이다). 따라서, 상기 적분기는 진동의 증가(building up)를 지속시킬 수 없으며 안정성을 보장한다.

DDFS 제어

도 6을 다시 참조하면, DDFS 제어부(346)는 세기 또는 주파수부(342)와 진폭부(344)로부터 데이터를 수신하고 상기 데이터를 FG(324) 외부의 DDFS로 전송한다.

상술한 실시예들에서 스캐닝 엘리먼트는 회전식 다각형 미러이다. 그러나, 예를 들어, 진동 미러 및 회전식 홀로그래픽 엘리먼트를 포함하여 사용될 수 있는 많은 다른 대안적인 스캐닝 시스템들이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 AOM 이전에 세기 신호를 샘플링하는 대신에 AOM 이후와 같이 다른 곳에서 샘플링될 수 있다. 이 경우 작은 양의 신호를 풀-오프(pull off)하기 위한 빔 스플리터가 상기 AOM 다음에 배치된다. 상기 방법은 AOM 이전에 신호를 샘플링하는 것에 비해 몇가지 장점들을 가질 수 있지만 시스템이 보다 복잡해진다.

AOM의 설계시 몇가지 제약들이 존재한다. 먼저, AOM의 트랜스듀서들은 빔들의 세기가 AOD에 의해 야기되는 빔들의 측면간 운동에 의해 변화되지 않도록 충분히 넓어야 한다. 이것은 위치 보정의 범위를 제한한다. 둘째로, AOM 이전 대신에 AOM 이후 빔들이 검출 또는 샘플링되고, AOD 이후까지 제로 차수 빔이 중단되지 않으면, AOD의 중심 주파수가 1/2 빔 간격 주기들 더하기(plus) 정수만큼 빔들을 편향시키도록 선택되어야 하거나, 또는 편향 각도는 1차 어레이가 제로 차수 어레이를 완전히 제거하기에 충분히 커야 한다. 세째로, 전자의 기술이 사용되면, AOM에서 빔들의 분리는 제로 차수 빔들이 인접 채널들간에서 중단될 수 있도록 충분히 커야 한다.

본 발명의 많은 실시예들이 기술되었다. 그러나, 기술된 실시예들은 이에 제한하려는 의도가 아니며, 다른 실시예들이 존재하고 기술된 상이한 발명들의 사상과 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 다른 실시예들은 이하의 청구범위의 범주내에 있다.

Claims

스캐닝 시스템에 사용하기 위한 다중 빔 생성기로서,

사용 동안, 레이저 빔을 수신하고 편향된 빔을 생성하는 음향-광학 편향기(AOD) ― 상기 편향은 AOD 제어 신호에 의해 결정됨 ―;

상기 편향된 빔으로부터 입력 빔들의 어레이를 생성하는 회절 엘리먼트;

음향-광학 변조기(AOM) ―상기 음향-광학 변조기는 사용 동안, 상기 입력 빔들의 어레이를 수신하고 상기 스캐닝 시스템에 의해 스캔 영역에 걸쳐 스캔되는 출력 빔 어레이를 생성하기 위해 AOM 제어 신호에 따라, 수신된 빔들 각각을 개별적으로 변조시킴―; 및

제어 회로 ―상기 제어 회로는 동작 동안, 상기 AOD 제어 신호를 생성하고 상기 스캐닝 시스템의 에러들을 보상하기 위해 상기 AOD 제어 신호의 특성을 가변시킴―

를 포함하며, 상기 에러들은,

(1) 상기 스캐닝 시스템 내에서 스캔 라인들에 대한 빔 속도의 변화들,

(2) 상기 스캐닝 시스템과 연관되는 세기 에러들(intensity errors), 및

(3) 상기 AOM 내의 음향 필드(sound field)에 대한 스트라이프 편향으로 인한 세기 변화들

중 적어도 하나로 인한 것인, 다중 빔 생성기.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 회로는 목표된 위치로부터 상기 출력 빔 어레이의 편향 에러의 측정값인 피드백 신호를 수신하고, 상기 제어 회로는 상기 편향 에러를 감소시키기 위해 상기 AOD 제어 신호를 생성하는, 다중 빔 생성기.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제어 회로는 상기 제어 회로가 상기 AOD 제어 신호를 생성하기 위해 사용하는 보정 값들의 테이블을 포함하는, 다중 빔 생성기.
제 4 항에 있어서,

상기 테이블은 상기 스캐닝 시스템과 연관되며 빔들이 스캐닝 영역에 진입하기 직전에 슬릿들의 어레이에 대해 상기 빔들 중 하나를 스캐닝함으로써 생성되는 스트라이프 위치 에러들에 대한 보정 값들을 저장하며, 다중 빔 생성기.
제 4 항에 있어서,

상기 테이블은 상기 스캐닝 시스템 내의 스캔 라인에 대한 빔 속도 변화에 대한 보정 값들을 저장하는, 다중 빔 생성기.
제 4 항에 있어서,

상기 테이블은 상기 스캐닝 시스템의 다각형 미러로 인한 면간(facet-by-facet) 위치 에러에 대한 보정 값들을 저장하는, 다중 빔 생성기.
제 4 항에 있어서,

상기 테이블은 상기 스캐닝 시스템과 관련된 세기(intensity) 에러들에 대한 보정 값들을 저장하는, 다중 빔 생성기.
제 8 항에 있어서,

상기 테이블은 상기 스캐닝 시스템 내의 스캔 라인 세기 변화들에 대한 보정 값들을 저장하는, 다중 빔 생성기.
제 8 항에 있어서,

상기 테이블은 상기 AOM 내의 음향 필드에 대한 스트라이프 편향으로 인한 세기 변화에 대한 보정 값들을 저장하는, 다중 빔 생성기.
제 8 항에 있어서,

상기 테이블은 상기 스캐닝 시스템의 일부인 다각형 스캐닝 엘리먼트 내의 반사율 변화들로 인한 세기 변화에 대한 보정 값들을 저장하는, 다중 빔 생성기.
빔 편향 제어 시스템으로서,

동작 동안, 빔들의 제 1 어레이를 생성하는 생성기;

동작 동안, 상기 빔들의 제 1 어레이로부터 유도되는 빔들의 제 2 어레이를 수신하고 스캔 영역에 걸쳐 상기 빔들의 제 2 어레이를 스캔하는 스캐닝 엘리먼트;

동작 동안, 스캔된 빔들의 어레이의 상기 빔들 중 하나를 스캔하는 쉐브론(chevron) 패턴 검출기를 포함하는 편향 측정 회로 ― 상기 쉐브론 패턴 검출기는 스캔 방향을 교차하는 방향에서 상기 스캔된 빔들의 어레이의 위치의 측정값인 신호를 생성하며, 상기 쉐브론 패턴 검출기는 상기 빔들 중 하나가 통과하는 각진 슬릿을 포함하며, 상기 각진 슬릿은 빔 스캔 방향에 대해 비-직교 각으로 배향됨―; 및

동작 동안, 출력 빔 어레이와 목표된 위치 사이의 편향 에러의 측정값인 상기 편향 측정 회로로부터의 피드백 신호를 수신하는 제어 회로 ― 상기 제어 회로는 상기 편향 에러를 감소시키기 위해 제 1 제어 신호를 생성함 ―

를 포함하는, 빔 편향 제어 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 생성기는,

사용 동안, 레이저 빔을 수신하고 편향된 빔을 생성하는 음향-광학 검출기 ― 상기 편향은 상기 제 1 제어 신호에 의해 결정됨 ―; 및

상기 편향된 빔으로부터 상기 빔들의 제 1 어레이를 생성하는 회절 엘리먼트

를 포함하는, 빔 편향 제어 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 상기 빔들 중 하나가 통과하는 수직 슬릿을 더 포함하며, 상기 수직 슬릿은 상기 빔 스캔 방향에 대해 직교하게 배향되는, 빔 편향 제어 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 상기 빔들 중 하나가 통과하는 다수의 각진 슬릿들 및 수직 슬릿을 더 포함하고, 먼저 언급된 상기 각진 슬릿은 상기 다수의 각진 슬릿들 중 하나이며, 상기 수직 슬릿은 상기 빔 스캔 방향에 대해 직교하게 배향되며 상기 다수의 각진 슬릿들은 상기 빔 스캔 방향에 대해 비-직교 각으로 배향되는, 빔 편향 제어 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 수직 슬릿, 다수의 제 1 각진 슬릿들, 및 상기 다수의 제 1 각진 슬릿들에 대해 대칭적으로 배향되는 다수의 제 2 각진 슬릿들을 더 포함하고, 상기 빔들 중 하나는 상기 수직 슬릿과 상기 다수의 제 1 및 제 2 각진 슬릿들을 통과하며, 먼저 언급된 상기 각진 슬릿은 상기 다수의 제 1 각진 슬릿들 중 하나이며,

상기 수직 슬릿은 상기 빔 스캔 방향에 대해 직교하게 배향되며 상기 다수의 각진 슬릿들은 상기 빔 스캔 방향에 대해 비-직교 각으로 배향되는, 빔 편향 제어 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 동작 동안, 상기 빔들 중 하나가 통과하는 경로에 위치설정(located)되고, 상기 쉐브론 패턴 검출기는 상기 빔이 상기 경로에 걸쳐 적절히 정렬되는지 여부를 결정하기 위해 상기 경로를 따르는 검출기 영역을 더 포함하는, 빔 편향 제어 시스템.
스캐닝된 빔들의 편향을 측정하는 방법으로서,

제 1 영역에 걸쳐 빔들의 어레이의 선택된 빔을 스캐닝하고 제 2 영역에 걸쳐 상기 빔들의 어레이의 다수의 빔들을 스캐닝하는 단계;

상기 제 1 영역에 걸친 스캐닝 동안, 검출 신호를 생성하기 위해 쉐브론 패턴 검출기에 대해 상기 선택된 빔을 통과시키는 단계; 및

상기 스캐닝 방향과 교차하는 방향에서 상기 선택된 빔의 위치를 결정하기 위해 상기 검출 신호를 이용하는 단계

를 포함하는, 스캐닝되는 빔들의 편향을 측정하는 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 검출 신호는 타이밍 신호이고, 상기 검출 신호를 이용하는 단계는 상기 선택된 빔의 위치를 결정하기 위해 상기 타이밍 신호의 지속시간(duration)을 측정하는 단계를 포함하는, 스캐닝되는 빔들의 편향을 측정하는 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 수직 슬릿과 각진 슬릿을 더 포함하고,

상기 스캐닝하는 단계는 상기 수직 슬릿과 상기 각진 슬릿에 대해 상기 선택된 빔을 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 수직 슬릿은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 직교하게 배향되고, 상기 각진 슬릿은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 대해 비-직교 각으로 배향되는, 스캐닝되는 빔들의 편향을 측정하는 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 수직 슬릿과 다수의 각진 슬릿들을 더 포함하고,

상기 스캐닝하는 단계는 상기 수직 슬릿과 상기 다수의 각진 슬릿들에 대해 상기 선택된 빔을 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 수직 슬릿은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 직교하게 배향되고, 상기 다수의 각진 슬릿들은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 대해 비-직교 각으로 배향되는, 스캐닝되는 빔들의 편향을 측정하는 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 수직 슬릿, 다수의 제 1 각진 슬릿들 및 다수의 제 2 각진 슬릿들을 더 포함하고,

상기 스캐닝하는 단계는 상기 수직 슬릿과 상기 다수의 제 1 및 제 2 각진 슬릿들에 대해 상기 선택된 빔을 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 수직 슬릿은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 직교하게 배향되고, 상기 다수의 제 1 각진 슬릿들은 상기 선택된 빔의 이동 방향에 대해 비-직교 각으로 배향되며, 상기 다수의 제 2 각진 슬릿들은 상기 다수의 제 1 각진 슬릿들에 대해 대칭적으로 배향되는, 스캐닝되는 빔들의 편향을 측정하는 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 쉐브론 패턴 검출기는 동작 동안 상기 선택된 빔이 통과하는 경로에 위치설정되며, 상기 쉐브론 패턴 검출기는 상기 선택된 빔이 상기 경로를 통과하도록 적절히 정렬되는지 여부를 결정하기 위해 상기 경로를 따르는 검출기 영역을 더 포함하며, 상기 방법은 상기 선택된 빔이 상기 검출기 영역을 통과하고 있는지 여부를 검출하는 단계를 더 포함하는, 스캐닝되는 빔들의 편향을 측정하는 방법.
제 1 항에 있어서,

동작 동안, 스캔된 빔들의 어레이의 빔들 중 하나를 스캔하는 검출기를 포함하는 편향 측정 회로를 더 포함하며,

상기 검출기는 상기 스캔 방향을 교차하는 방향에서 상기 스캔된 빔들의 어레이의 위치의 측정값인 피드백 신호를 생성하며, 상기 검출기는 상기 빔들 중 하나가 통과하는 각진 슬릿을 포함하며, 상기 각진 슬릿은 빔 스캔 방향에 대해 비-직교 각으로 배향되며, 상기 제어 회로는 상기 피드백 신호를 수신하여 편향 에러를 감소시키기는 AOD 제어 신호를 생성하도록 구성되는(adapted), 다중 빔 생성기
제 24 항에 있어서,

상기 검출기는 상기 빔들 중 하나가 통과하는 수직 슬릿을 더 포함하며, 상기 수직 슬릿은 상기 빔 스캔 방향에 대해 직교하게 배향되는, 다중 빔 생성기.
제 24 항에 있어서,

상기 검출기는 상기 빔들 중 하나가 통과하는 다수의 각진 슬릿들 및 수직 슬릿을 더 포함하며, 먼저 언급되는 각진 슬릿은 상기 다수의 각진 슬릿들 중 하나인, 다중 빔 생성기.
제 24 항에 있어서,

상기 검출기는 수직 슬릿, 다수의 제 1 각진 슬릿들, 및 상기 다수의 제 1 각진 슬릿들에 대해 대칭적으로 배향되는 다수의 제 2 각진 슬릿들을 더 포함하고, 상기 빔들 중 하나는 상기 수직 슬릿과 상기 다수의 제 1 및 제 2 각진 슬릿들을 통과하며, 먼저 언급된 상기 각진 슬릿은 상기 다수의 제 1 각진 슬릿들 중 하나이며, 상기 다수의 각진 슬릿들은 상기 빔 스캔 방향에 대해 비-직교 각으로 배향되는, 다중 빔 생성기.
제 24 항에 있어서,

상기 검출기는 동작 동안, 상기 빔들 중 하나가 통과하는 경로에 위치설정되며, 상기 검출기는 상기 빔이 상기 경로에 걸쳐 적절히 정렬되는지 여부를 결정하기 위해 상기 경로를 따르는 검출기 영역을 더 포함하는, 다중 빔 생성기.