KR101142788B1 - 가스 방전 출력광 코히어런시 감소를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

빔 경로 및 상기 빔 경로내의 빔 호모제나이저를 포함할 수 있는, 유틸라이징 툴로의 광 소스로서 전달하기 위한, 출력 레이저 광 펄스를 포함하는 출력 레이저 빔을 가스 방전 레이저에 의해 생성하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 공간 코히어런스 셀 포지션 시프터를 포함할 수 있는 상기 빔 호모제나이저는 적어도 하나의 빔 이미지 인버터 또는 공간 회전기를 포함할 수 있다. 상기 빔 호모제나이저는 상기 소스 빔의 템포럴 코히어런스 길이보다 길지만 대략 동일한 지연을 갖는 지연 경로를 포함할 수 있다. 이 호모제나이저는 각각의 결합된 표면에 부분 반사 코팅을 갖고 있는 한 쌍의 결합된 도브 프리즘, 상기 소스 빔과 마주하는 빗변면 및 전반사 인접 측면을 포함하는 직삼각형 프리즘, 또는 상기 소스 빔과 마주하는 면 및 전반사 인접 측면을 갖고 있는 이등변 삼각형 프리즘 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 상기 호모제나이저는 소스 빔 멀티플 교번 반전된 이미지 생성 메커니즘으로서 기능할 수 있다. 상기 빔 경로는 수십 펨토미터내의 정확도로 500 펨토미터 미만의 범위내의 출력 레이저 광을 포함하는 출력 레이저 빔의 대역폭을 측정하는 대역폭 검출기의 일부일 수 있다. 상기 호모제나이저는 에칭될 수 있는 그라운드 글라스 확산기일 수 있는 회전 확산기를 포함할 수 있다. 또한, 파장계는 상기 확산된 광을 콜리메이팅하는 빔 경로내의 콜리메이터; 공초점 에탈론에 입사되는 상기 콜리메이팅된 광에 기초한 출력을 생성하는 공초점 에탈론; 및 상기 공초점 에탈론의 출력을 검출하는 검출기를 포함할 수 있고, 또한 상기 공초점 에 탈론에 걸쳐 상기 콜리메이팅된 광을 스캐닝할 수 있거나 상기 콜리메이팅된 광에 걸쳐 상기 에탈론을 스캐닝할 수 있는 상기 공초점 에탈론에 입사되는 상기 콜리메이팅된 광의 입사각을 스캐닝하는 스캐닝 메커니즘을 포함할 수 있고, 음향 광학 스캐너를 포함할 수 있다. 상기 공초점 에탈론은 측정되는 입력 소스 스펙트럼의 대략 E95 폭인 자유 스펙트럼 범위를 가질 수 있다. 검출기는 상기 공초점 에탈론의 출력의 강도 패턴을 검출하는 포토멀티플라이어를 포함할 수 있다.

빔 경로, 빔 호모제나이저, 빔 이미지 인버터, 공간 회전기, 코히어런스, 소스 빔, 회전 확산기, 대역폭 검출기, 공초점 에탈론

Description

가스 방전 출력광 코히어런시 감소를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GAS DISCHARGE LASER OUTPUT LIGHT COHERENCY REDUCTION}

본 발명은 유틸라이징 툴에 광원으로서 전달되기 위한, 출력 레이저 광 펄스를 포함하는 출력 레이저 빔을 가스 방전 레이저에 의해 생성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

발명자는 수직 대칭이 예를 들어, 집적 회로 리소그래피에 사용되기 위한, 발명자의 양수인 사이머 인코포레이티드에 의해 판매되는 XLA 시리즈 레이저인 가스 방전 레이저 리소그래피 광 소스인 특정 레이저 광 소스에서 문제가 될 수 있음을 발견하였다. 수직 프로파일 센트로이드는 레이저 동작 상태에 따라 시프팅할 수 있다. 또한, 그러한 광 소스에서 이슈가 되는 것은 빔 코히어런스이다.

공간 코히어런스 파괴를 위한 스피닝 확산기의 사용은 발명자가, 예를 들어, 초당 2000 펄스이상의 초당 수천 펄스의 반복율로 수십 펨토미터내로 요구되는 정확도로 예를 들어, 전치반폭("FWHM")인 피크 값의 일부 선택된 퍼센트에서 일부 선택된 폭에서 프린지 폭 측정을 사용하는 고반복율 펄싱된 협대역 가스 방전 레이저에 대한 스펙트럼 에너지 인티그레이션 값의 고속 측정에 영향을 주는 문제의 성질을 처음으로 발견하였다고 생각하기 때문에, 본원에는 공간 코히어런스가 사용되지 않았지만, 공간 코히어런스가 요구되지 않는 특정 애플리케이션에 대해 주지된 기술이다. 발명자는 그러한 측정값, 즉, FWHM등이 FWHM 측정의 이러한 디멘션에서 스펙클에 의해 역효과를 받았다고 생각하였다.

스텝퍼 및 스캐너 및 유사한 리소그래피 툴로의 레이저 광의 인터그레이터로부터의 필요조건은 계속 엄격해지고 있고, 예를 들어, 차세대 레이저 광 소스는 수십 펨토미터 레벨에서 정확한 E95 측정에 대해 요구되는 보다 컨 정확도 및 일관성을 갖고 펄스간 측정에 대한 정확도에 대한 일부 수용가능한 대체물 또는 펄스간 측정에 대한 고속에서의 파장계의 동작에서 소비자의 요구를 충족하는 다양한 동작 요구사항을 처리해야 할 것이다.

펄스 스트레처는 예를 들어, 2001년 11월 29일 출원된 미국 출원 번호 10/006,913호에 기초한 GAS DISCHARGE LASER WITH PULSE MULTIPLIER로 표제된 스미스등의 2003년 3월 18일에 발행된 미국 특허 제 6,535,531호에 개시된 바와 같이 당업분야에서 공지되어 있다. 2001년 1월 29일에 출원된 미국 출원번호 제 09/772,293호에 기초한 HIGH RESOLUTION ETALON-GRATING MONOCHROMATOR로 표제된 샌드스트롬등의 2002년 11월 12일에 발행된 미국 특허 번호 제6,480,275호는 스펙트로미터에 사용된 에탈론/격자에 기초한 모노트로메이터를 개시하고 있다.

빔 경로 및 상기 빔 경로내의 빔 호모제나이저를 포함할 수 있는, 유틸라이징 툴로의 광 소스로서 전달하기 위한, 출력 레이저 광 펄스를 포함하는 출력 레이저 빔을 가스 방전 레이저에 의해 생성하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 공간 코히어런스 셀 포지션 시프터를 포함할 수 있는 상기 빔 호모제나이저는 적어도 하나의 빔 이미지 인버터 또는 공간 회전기를 포함할 수 있다. 상기 빔 호모제나이저는 상기 소스 빔의 템포럴 코히어런스 길이보다 길지만 대략 동일한 지연을 갖는 지연 경로를 포함할 수 있다. 이 호모제나이저는 각각의 결합된 표면에 부분 반사 코팅을 갖고 있는 한 쌍의 결합된 도브 프리즘, 상기 소스 빔과 마주하는 빗변면 및 전반사 인접 측면을 포함하는 직삼각형 프리즘, 또는 상기 소스 빔과 마주하는 면 및 전반사 인접 측면을 갖고 있는 이등변 삼각형 프리즘 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 상기 호모제나이저는 소스 빔 멀티플 교번 반전된 이미지 생성 메커니즘으로서 기능할 수 있다. 상기 빔 경로는 수십 펨토미터내의 정확도로 500 펨토미터 미만의 범위내의 출력 레이저 광을 포함하는 출력 레이저 빔의 대역폭을 측정하는 대역폭 검출기의 일부일 수 있다. 상기 호모제나이저는 에칭될 수 있는 그라운드 글라스 확산기일 수 있는 회전 확산기를 포함할 수 있다. 또한, 파장계는 상기 확산된 광을 콜리메이팅하는 빔 경로내의 콜리메이터; 공초점 에탈론에 입사되는 상기 콜리메이팅된 광에 기초한 출력을 생성하는 공초점 에탈론; 및 상기 공초점 에탈론의 출력을 검출하는 검출기를 포함할 수 있고, 또한 상기 공초점 에탈론에 걸쳐 상기 콜리메이팅된 광을 스캐닝할 수 있거나 상기 콜리메이팅된 광에 걸쳐 상기 에탈론을 스캐닝할 수 있는 상기 공초점 에탈론에 입사되는 상기 콜리메이팅된 광의 입사각을 스캐닝하는 스캐닝 메커니즘을 포함할 수 있고, 음향 광학 스캐너를 포함할 수 있다. 상기 공초점 에탈론은 측정되는 입력 소스 스펙트럼의 대략 E95 폭인 자유 스펙트럼 범위를 가질 수 있다. 검출기는 상기 공초점 에탈론의 출력의 강도 패턴을 검출하는 포토멀티플라이어를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 한 가능한 광 배열을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 다른 가능한 광 배열을 개략적으로 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 또 다른 가능한 광 배열을 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 파장계를 개략적으로 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 일실시예의 특징에 유용한 파장계를 도시한 도면,

도 5B1-B7은 도 5에 따른 파장계의 동작의 특징을 개략적으로 도시한 도면,

도 5C는 도 5에 따른 파장계에 유용한 검출기의 특징을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 일실시예의 특징의 사용하지 않은, 예측된 함수로부터의 FWHM 측정값의 일탈의 플롯도,

도 7은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 최종 향상된 FWHM 일탈의 플롯도,

도 8은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 스펙클 노이즈의 감소를 위한 능력을 나타내는 플롯도,

도 9은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 파장계를 개략적으로 도시한 도면,

도 10은 도 9에 도시된 본 발명의 실시예의 특징의 또 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면, 및

도 11은 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 대역폭을 분해하는 방법을 설명하는 도면.

예를 들어, 수직 센트로이드가 시프팅하는 경향이 있는 경우에, 빔 대칭, 예를 들어, 수직 대칭의 손실을 문제를 완화시키기 위해 발명자는 빔의 교번 반전된 이미지를 생성할 수 있는 다양한 복수의 광 스킴중 임의의 스킴을 사용할 것을 제안한다. 발명자는 이러한 스킴이 빔 프로파일 대칭에 긍정적으로 영향을 줄 뿐만 아니라 상기 빔의 공간 코히어런스에 유익한 영향을 주는 것을 믿는데, 그 이유는 그러한 고유의 동작에 의해 그러한 광학장치가 예를 들어, 코히어런스 셀의 위치를 시프팅할 수 있기 때문이다.

연구에 의하면, 광펄스 스트레처("OPuS") 모듈내에 포함된 것과 같은 광학장치가 레이저 출력 빔 경로내로 삽입될 때 빔 대칭이 향상될 수 있는 사실이, 발명자의 양수인에게 역시 양도된 공동계류중인 참고 특허 출원내에 설명되는 바와 같이 100ns OPuS의 특성의 검사에서 발명자에 의해 발견되었다. 이러한 효과는 예를 들어, 100ns OPuS내의 광학장치의 이미징 특성 때문인 것으로 발명자는 생각하였다.

또한, 발명자는 예를 들어, 펄스 스트레처가 홀수의 이미지 지연을 포함한다면 입력 빔의 반전된 이미지를 생성할 것이라는 사실에 주목하였다. 전체 펄스 스 트레처가 오리지널 입력 펄스로부터 펄스 트레인을 생성하기 때문에, 각 서브 펄스는 이전의 서브 펄스로부터 반전된 이미지일 것이다. 따라서, 오리지널 입력 빔 펄스는 교번 반전된 이미지를 가질 빔 프로파일을 갖고 있는 일련의 서브 펄스로 전환될 것이다. 발명자는 다른 광학 레이저 문제, 특히, 예를 들어, 그 목적이 호모제나이제이션을 위한 것이고 펄스 길이 확장이 아니라면 예를 들어, 보다 소형이고 단순한 광 설계를 산출할 수 있는, 펄스 스트레칭 자체에 필요한 지연 경로가 필요하거나 요구되지 않는 경우의 애플리케이션에 상술된 개념을 채용할 것을 제안한다.

이제 도1에서, 예를 들어, 2개의 도브 프리즘(22,24)로부터 구성될 수 있는 프리즘(20)을 포함할 수 있는 한 가능한 광배열이 도시되어 있다. 이 2개의 프리즘(22,24)은 이들 사이의 부분 반사 코팅으로써 이들 각각의 베이스(26)에서 연결될 수 있고, 그래서 서로의 인접면에서 부분 반사 코팅을 갖는 인접된 도브 프리즘을 형성하고 있다. 이 프리즘(22,24)은, 그다음, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 오리지널 입력 빔(40)으로부터 2개의 빔(32,34)을 생성할 수 있다. 하나의 빔, 예를 들어, 빔(32)은 입력 빔(40)과 동일한 방위를 가질 수 있고, 다른 빔(34)은 반전될 수 있다. 프리즘(20)이 예를 들어, 그 광축을 중심으로 45도 회전된다면, 오리지널 빔(40)으로부터 90도 회전된 빔 및 반전된 빔을 생성할 수 있다. 이러한 특별 설계는 빔(40)의 광경로내에 삽입될 수도 있고 빔(40)을 일탈하지 않을 수도 있다.

이제 도 2에서, 예를 들어 직삼각 프리즘(50)이 사용될 수 있는 또 다른 가 능한 배열이 개략적으로 도시되어 있다. 프리즘(50)은 빗변면에 의해 형성된 베이스(52)상에 부분 반사 코팅을 가질 수도 있고, 예를 들어, 프리즘의 전체 내부 반사 특성을 사용할 수도 있거나, 그 사이드(54,56)를 따라 전반사 코팅을 가질 수도 있다. 도브 프리즘(20) 설계와는 달리, 도 2에 개략적으로 도시된 배열은 예를 들어, 광선(42)이 자체 부분 반사되고 또한 광선(42')이 되고 광선(44,44',46,46',48,48')에 대해서도 마찬가지인 경우에 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 복수의 교번 반전된 이미지를 생성할 수도 있다.

예를 들어, 이등변 삼각형 프리즘(60)을 포함하는 다른 실시예가 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 다중 이미지가 직삼각형 프리즘(50)에 대한 경우와 같이 부분 반사기에서 상기 반전된 이미지를 재조합함으로써 생성된 프리즘(60)의 재순환 성질 때문에 생성되어, 입사 빔(40)으로부터 나오는 광선(80)은 이력 빔(40)으로부터 90도 회전된 출력 빔(40')의 반대측에서 나오는 광선(80')이 되고, 광선(82)은 광선(82')이 되고 광선(84)은 광선(84')이 되고, 광선(82')은 광선(80)에 의해 형성된 부분 반사된 광선상에 있고, 광선(80')은 광선(82)으로부터 형성된 부분 반사된 광선상에 있고 광선(84')은 광선(84)에 의해 형성된 자체 부분 반사된 광선상에 있다. 빗변면(62)으로부터의 내부 부분 반사는 상기 빔의 추가 반전을 생성한다.

이등변 삼각형 프리즘(60) 설계가 빔(40)을 90도 각도만큼 방향을 변경시키기 때문에, 동일하거나 상이한 레이저 가스 매체 챔버내에 있는지에 관계없이, 예를 들어, MO로부터의 출구와 PA로의 입구 사이의 예를 들어, 마스커 오실레이터 파 워 오실레이터("MOPO") 또는 파워 오실레이터 파워 오실레이터("POPO") 구성 릴레이 광학 배열인, 마스터 오실레이터 파워 증폭기("MOPA") 또는 다른 가능한 변형내의 레이저 시스템내의 광학장치에 의해 이미 그러한 90도 턴이 실행되어 있는 포지션에서 사용되기에 적합할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이것은 예를 들어, MO 챔버와 PA 챕버 사이의 MO WEB 내의 터닝 프리즘과 같은, 양수인의 XLA 시리즈 MOPA 구성 레이저에서 현재 사용되는 소위 웨이브 파장 박스("WEB")에서 구현될 수 있다. 이러한 방위에서, 프리즘(60)은 예를 들어, 수직축의 교번 반전된 이미지를 생성할 수도 있다. 또한, 입사평면이 입사 빔(40)에 대하여 S 평면상에 있을 수 있기 때문에, 전반사 코팅의 설계가 보다 간단할 수도 있다.

프리즘(60)이 입력 면의 중심에 대하여 빔을 반전시키기 때문에, 재순환 빔은 프리즘(60)의 중심으로부터 오프셋된 양의 두배만큼 입력 빔으로부터 오프셋도리 것이다. 직삼각형 프리즘(50) 또는 직삼각형 프리즘(60)의 효과는 예를 들어, 2개의 미러 및 빔 스플리터를 포함하고, 또한 도브 프리즘(40) 설계 및 직삼각형 프리즘(50) 또는 직삼각형 프리즘(60) 설계의 호모제나이징 효과를 모두 조합하는 수단을 제공하는 개별적인 광학 컴포넌트를 사용함으로써 달성될 수 있다.

상술된 배열은 예를 들어, 공동계류중인 출원 제10/293,906, 10/173,190, 10/141,201호내에 기술된 것과 같은 파장계를 사용하는 대역폭 측정 분야에서 적용되는 것이 유익한데, 후자의 2개의 출원으로부터 도 5 및 도 5B1-7 및 도 5C가 취해지고 그 설명은 여기에 언급되어 통합되어 있다. 다른 애플리케이션은 예를 들어, 스펙트럼 분야에 주지된 바와 같이 에첼레 격자과 같은 회절 광학장치 또는 에 탈론과 같은 분산 광학장치를 사용하는 스펙트러메트리의 임의의 형태를 포함할 수 있다. 발명자는 예를 들어, 불량 대역폭 트래킹에 대한 핵심 인자가 스펙클 노이즈일 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 상술된 바와 같이 공간 코히어런스의 제거는 스펙클 노이즈를 감소시키는데 사용될 수 있고, 그래서 발명자는 대역폭 트래킹에 대한 스펙트로메트리를 상당히 향상시키는 방법을 발견하였다. 예를 들어, 스펙클의 역효과를 제거하는 것은 소위 전치반폭("FWHM")인 스펙트럼상의 최대의 절반 포인트에서 피크 에너지(강도)의 일부 퍼센트에서의 대역폭의 측정을 위한 긍정적인 효과를 갖고 있다. 결론적으로, 본원에서 설명되고 본 집적 회로 제조 명세에 의해 요구되는, 예를 들어, FWHM의 다이멘션에서 FWHM의 측정으로부터 스펙트럼 피크에 대한 에너지의 95%("E95")를 포함하도록 통합된 에너지인 대역폭의 집적 에너지 측정값을 추정하는 기술이 또한 스펙클 노이즈의 역효과를 제거 또는 감소함으로써 크게 향상될 수 있다. 본 발명의 실시예의 이러한 특징은 제조 분야 또는 제조 동안 대역폭과 같은 레이저 빔 파라미터를 검사하기 위해, 또는, 심지어, 예를 들어, 248nm에 대한 조화 다중 아르곤 이온 레이저 또는 193nm 중심 파장을 갖는 고체상태 레이저를 사용하는 격자 스펙트로미터인, 중심 파장 검출기 또는 대역폭의 다른 형태를 갖는 파장계를 보정하기 위해, 도 5의 파장계에 의해 예시도니 바와 같이 예를 들어, 대역폭을 측정하는데 있어, 소위 온보드 파장계에서 유용할 수 있다.

따라서, 상술된 바와 같은 배열은 보다 정확하게 그리고 일관성있는 트랙 대역폭에 대한 능력을 향상시키고 스펙클 노이즈를 감소시키는데 유용할 수 있고, 예 를 들어, 진동과 같은 부작용을 생성하고 마모 및 붕괴되는 컴포넌트의 결점을 피하고, 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같은 스피닝 확산기에 요구되는 바와 같은 이동 파트를 요하지 않는 장점을 갖고 있다. 상술된 배열은 레이저 빔내의 코히어런스 셀을 변경시키는데 사용될 수 있어, 그 공간 코히어런스를 감소시키고, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 에탈론 스펙트로미터(190)내의 분석을 위해 선택된 빔의 일부내 및/또는 레이저 출력 빔내의 스펙클 노이즈 성분을 감소시킨다.

상술된 바와 같이, 도 1 내지 도 3의 배열은 예를 들어, 프리즘(20,50,60)을 포함하는 딜레이 라인을 통해 빔(40)의 일부를 디버팅하고 재조합하는데 사용된 빔 스플리터(90)일 수도 있다는 점에서, 펄스 스트레처와 다소 유사할 수 있다. 그러나, 상기 딜레이 라인의 길이는 단지 그것이 대략 입력 빔(40)의 템포럴 코히어런스 길이만큼 길면 되기 때문에 훨씬 더 짧을 수 있다. 또한, 에탈론 스펙트로미터(190)의 경우에, 예를 들어, 프리즘(20,50,60)인 호모제나이징 광학장치를 통해 빔 크기에서의 경미한 증가가 상당한 효과를 갖지 않기 때문에 아무런 추가 이미징이 필요하지 않다.

도 1에 도시된 바와 같이, 빔 스플리터(90)에 이어 호모제나이징 프리즘(40)이 올 수도 있다. 이러한 광학장치는 다수의 설계를 가질 수 있다. 한 설계는 상술된 바와 같이 그 베이스(26)에 함께 실장된 2개의 도브 프리즘(22,24)을 사용할 수 있다. 이 2개의 프리즘(22,24) 사이에 부분 반사 코팅이 존재할 수 있다. 이 도브 프리즘(22,24)은 오리지널 입력 빔(40)으로부터, 도 1에 개략적으로 도시된 2 개의 빔(32,34)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 빔(32)은 입력 빔(40)과 동일한 방위를 갖고 다른 빔(34)은 반전된다. 프리즘(20)이 그 광축을 중심으로 예를 들어, 45도 회전된다면, 예를 들어, 반전된 빔(32) 및 오리지널 빔(40)으로부터 90도 회전된 빔(34)을 생성한다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 호모제나이징 프리즘(40) 후에, 빔 스플리터(90)에 의해 처음 반사된 입력 빔(40)의 부분과 재조합을 위해 빔 스플리터(90)에 빔(32,34)을 재디렉팅하도록 방위지정된 2개의 실질상 전반사인 미러(90,94)가 존재할 수 있다. 빔(32,34)의 작은 부분이 메인 빔(40)과 함께 회로내로 되반사되고 프로세스는 자체 반복하고, 예를 들어, 포토 다이오드 어레이("PDA"; 180) 포토 다이오드 화소가 에탈론 스펙트로미터("파장계"; 190)에 의해 생성된 프린지를 측정하기 위해 강도값을 집적하고 있는 기간동안 호모제나이제이션 프로세스를 강화시킨다는 것이 이해될 것이다.

도 2에 개략적으로 도시된 제2 실시예는 폴러라이징 빔 스플리터(100)를 필요로 할 수도 있다. 도 2의 이러한 배열에서, 예를 들어, 1/4 파장 플레이트(102)는 폴러라이징 빔 스플리터(100) 다음에 위치될 수도 있다. 그다음, 빔(40)은 상기 1/4 파장 플레이트(102)에 의해 리니어로부터 서쿨러 폴러리제이션으로 전환될 수도 있다. 다음으로, 새로운 폴러라제이션을 갖는 빔(40)은 호모제나이징 프리즘(50)으로 전사될 수도 있다. 이러한 경우에, 프리즘(50)은 빗변면(52)상에 부분 반사 포킹을 갖는 직각 프리즘(50)일 수도 있다. 빔(40)은 일부가 반사되고 일부가 투과될 수도 있는 프리즘(50)의 빗변면(52)상에 입사될 수도 있다. 그다음, 면(54,56)상의 반사 코팅에 의해 프리즘(50)내에 반사되고 플립핑되는 부분을 포함하는 빔(32,34)의 반사된 부분은 1/4 파장 플레이트(102)를 통해 다시 이동할 수 있고, 리니어 폴러리제이션으로 하지만, 오리지널 입력 빔(40)으로부터 90도 회전되어 다시 전환될 수도 있다. 따라서, 호모제나이징된 빔(32,34)은 상기 폴러라이징 빔 스플리터(100)에 의해 투과된다. 호모제나이징 프리즘(50)의 빗변면(52)에 의해 투과된 빔(40)의 일부는 그 직각면(54,56)으로 전송되고, 반사시에 플립핑한다. 반사후에, 빔(32,34)은 일부가 투과되는 빗변면(52)으로 다시 전송된다. 투과된 부분은 오리지널 반사된 빔과 동일한 경로를 따르고 폴러라이징 빔 스플리터(102)에 의해 투과되어 출력 빔(40')을 형성한다. 반사된 빔은 그 부분이 프리즘(50)내로 투과된 후에 다시 빗변면(52)에서 직각면(54,56)으로 되반사되어, 예를 들어, PDA(180) 포토 다이오드 화소에서 강도 레벨의 통합동안 호모제나이제이션 프로세스를 강화시키는 플리핑 프로세스를 반복한다. 상기 면들의 정점 각도가 주어진 디플렉션을 생성하기 위해 선택될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

발명자는 또한, 예를 들어, FWHM 등의 측정으로부터의 추정값을 사용하는, 고반복율 가스 방전 레이저 시스템내의 레이저 출력 빔내의 E95 값의 온보드 파장계 결정의 목적을 위해 E95를 신속하고 효과적으로 그리고 일관성 있게 모니터링하는 보다 좋은 방법을 연구중에 발견하였다. 충분한 코히어런스 길이를 갖는 협대역 공간 코히어런트 레이저광의 확산을 통해 유도된 스테이셔너리 간섭 패턴에 있어서, 소위 스펙클 패턴은 프린지 값을 측정하려고 할 때 광학적 노이즈를 추가한다. 따라서, 예를 들어, 본 양수인에 의해 제조되고 판매되는 2개의 챔버 가스 방 전 레이저로 구성된 XLA-100 ArF MOPA로부터 상대적으로 높은 공간 코히어런스 광에 의한 조사로 인해, 프린지 포지션의 함수로서 도 5에 도시된 190과 같은 에탈론 스펙트로미터의 측정된 FWHM 또는 E95내의 반복가능한 변화의 유입이 일정 입력 대역폭에서 조차 발견되었다. 이것은 도 5에 도시된 PDA(180)에서 검출기 평면에서 프린지 패턴이 이미지화될 때 포지션의 함수로서 프린지 패턴을 스펙클이 변조하기 때문에 적어도 부분적으로 것으로 생각된다. 따라서, 발명자는 예를 들어, PDA를 사용하는 온보드 대역폭 분석 시스템에 대한 조사 배열을 고안하였다. 그러나, 본 발명의 실시예의 특징에 따른 배열은 또한, 예를 들어, 프린지의 측정된 폭에 대한 역영향을 크게 감소시키는 템포럴 평균 이미지를 제공하기 위해 스펙트로미터 보정의 대역폭 성능 검사 분야에서 또는 제조시 초기 검사에 사용되기에, 그리고 일반적으로 스펙트로미터에 유용하다는 것이 이해되어야 한다. 그로 인해, 이것은 프린지 폭 측정에서의 스펙클의 영향을 억제하고, 그래서 이러한 기술을 사용함으로써 대역폭 측정에서의 불확실성 또는 에러를 감소시킨다. 특히, 중요한 것은, 집적 회로 리소그래피용 스텝퍼/스캐너의 제조자의 점차 증가하고 있는 요구가 되고 있는 고반복율 가스 방전 리소그래피 광원 레이저용 E95 모니터를 구현하는데 부딪히는 도전이 보다 용이하게 처리된다. 사실, 그러한 필요한 해상도에서(예를 들어, 약 +/- 15-20 fm 레벨에서) 필요한 정확도를 가진 효과적인 고속 E95 미터는 그러한 코히어런스 파괴 및 스펙클 감소 장치를 필요로 한다.

본 발명의 일실시에의 특징에 따라, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같은 강화된 조사 시스템을 포함하는, 양수인에 의해 판매되는 표준 XLA-100 스펙트럼 분 석 모듈("SAM") 파장계는 예를 들어, 스피닝 확산기 엘리먼트(110)로 도 5내의 스테이셔너리 제2 스테이지 확산기(181G)를 대체함으로써 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 수정될 수 있다. 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이어지는 엘리먼트가 도 5에 도시된 바와 같은데, 즉, 빔 스플리터(170)로부터 빔의 약 95%는 다른 빔 스플리터(173), 렌즈(181A)를 통과하여, 미러(181B)를 반사하고, 렌즈(181C), 제1 스테이지 회절 확산기(181D) 및 또 다른 렌즈(181E)를 통과하여 또 다른 빔 스플리터(181F)로 통과한다. 빔 스플리터(181F)에서, 빔은 분할되어 상기 빔의 대략 90 퍼센트가 렌즈(181J)를 통해 에탈론(184)로 향하고 상기 빔의 10 퍼센트는 도 5에 도시된 전자 파장 레퍼런스 유닛(190)으로 향한다. 렌즈(181E)는 2개의 위치, 즉, 에탈론(184)으로의 경로상의 스피닝 확산기(110)의 전면 및 AWR 유닛(190)로의 경로상의 등거리 위치(181P)에서 회절 확산기(181D)로부터의 확산빔을 포커싱한다.

당업자는 상기 확산기가 실질상 스피닝할 필요가 없지만 입사된 광의 스폿에 대하여 이동할 필요가 있음을 이해할 것이다. 따라서, 그것이 동일한 효과를 가지고, 동시에 또는 연속으로 하나의 축 또는 2개의 축으로 진동되거나 트랜슬레이팅될 수 있거나, 대안으로 광 스폿 자체가 스테이셔너리 확산기에 대해 트랜슬레이팅되는 스킴이 구현될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 스피닝 확산기는 확산기 및 광(예를 들어, 입사 빔)의 스폿 사이의 광학적 상호작용 관계의 상대적인 트랜슬레이션의 이러한 모든 형태를 덮도록 의도되었다.

양수인에 의해 판매되는 파장계에서 또한 발견되는 파트 NO. 109984호를 생 성하는데 있어 양수인에 의해 행해진 바와 같이, 예를 들어, 바이플루오르화암모늄(ammonium bi-fluoride)으로 에칭될 수 있고, 온보드 파장 및 대역폭 측정 유닛으로서 발명자의 양수인에 의해 판매되는 파장계에서 판매되는, 예를 들어, 파트 NO. 103929를 생성하기 위해, 양수인에 의해 행해진 바와 같이 샌드페이퍼로써 광학 소자의 표면을 샌딩하는 공정에 의해 제조된, 확산기(110), 예를 들어, 그라운드 글라스 확산기를 스피닝하는 고정은 스펙클 패턴을 원시야에서 이동하도록 한다. 스펙클 패턴의 이동을 시간 평균화함으로써, 스펙클의 영향은 거의 제로로 감소된다. 이러한 효과는 에탈론(184)의 스페이싱 또는 레이저(도시되지 않음)의 파장을 스캐닝함으로써 검증될 수 있다. 일정 입력 대역폭에서, 프린지는 확산기가 스피닝하고 스펙클 패턴이 시간 평균화될 때, 검출기(180)상의 위치의 함수로서 훨씬 더 일정한 폭을 갖는다. 확산기의 모션이 정지되면, 검출기상의 위치의 함수로서 프린지의 폭에서 요동의 반복가능한 패턴이 다시 나타난다.

따라서, 발명자는 예를 들어, 확산기에 대하여 이동하는 소스 광선 및/또는 스피닝(이동) 확산기의 삽입을 통해 소스 웨이브프론트의 시간-종속 및/또는 포지션 종속 랜덤 변조를 도입함으로써, 스텍클 강도 타임 디펜던트의 공간 디펜던스를 만드는 스펙트로미터에 대한 조사를 제안하였다. 따라서, 순간 스펙클 강도는 무작위 변화하는 포지션 디펜던스에 의해 일정 평균값을 갖도록 만들어지고, 따라서, 이동 스펙클 패턴의 타임 애브리지는 공간적으로 호모제누스, 즉, "플랫 필드"로 만들어질 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 이러한 방법에서, 이러한 광에 의해 형성된 시간 평균화된 이미지의 스펙클 변조는 크게 억제되 고, 예를 들어, 이미지상에 실행된 측정, 예를 들어, 스펙클 노이즈에 의해 영향받은 측정, 스펙트로미터 프린지의 폭의 측정에서의 불확실성 또는 에러를 감소시켜 보다 높은 정도의 정확도 및 반복도를 가진 스펙트럼 대역폭을 결정할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 특징에 따른 일정한 입력 대역폭에서, 발명자는 사용되고 있는 대역폭 검출 기구의 분산 특성을 고려하여, 검출기상의 프린지의 포지션이 변화하고 있음에도 불구하고 일정한 폭을 프린지가 갖는다는 것을 알게 되었다. 이러한 포지션은 기기의 분산 특성 및 조사 스펙트럼의 파장의 함수이다. 상술된 스피닝 확산기 없이, 프린지의 이미지는 예를 들어, 프린지 이미지의 강도 및/또는 폭의 프린지 측정에 불확실성 또는 에러를 일으킬 수 있는 스테이셔너리 스펙클 패턴에 의해 변조될 수 있다.

이제 도 6에서, 예를 들어, 수 시간에 걸쳐 취해지지만, 화소 위치에서 스캔간 가상 전체 어그리먼트에 의해 2개의 스캔이 도시됨에 따라, 상당히 변한 공간 코히어런시인 빔의 특성에 대하여 충분히 길게 이격되지 않도록 취해진, 소스의 2개의 상이한 스캔 변화 파장에 대한 수평축상에 표시된 화소 위치에서 라이트 프린트 반경의 포지션의 함수로서 PDA(180)의 FWHM에서 프린트 측정값의 일탈을 설명하는 스캔이 도시되어 있다. 폭의 변조는 소스 파장의 스캐닝에 의해 예를 들어, PDA인 검출기를 가로질러 프린지가 이동됨에 따라 보여질 수 있다. 스펙클 패턴은 예를 들어, 시간에 따라 느리게 그리고, 파장의 함수로서 변하기 때문에, 예를 들어, 화소의 PDA 어레이상의 측방향 포지션인 포지션에 의한 이미지의 스펙클 변조는 도 6에 도시된 바와 같이, 프로빙되고 결정될 수 있다.

스캔은 대략 0.25 화소에서 최대값을 갖고 열거된 화소 위치에서 예측된 함수로부터 상당한 일탈을 나타내고 있다. 이러한 플롯은 레이저 파장이 20pm에 대해 튜닝됨에 따라 에탈론 프린지의 FWHM에서의 큰 요동을 나타내고 있다. 이 요동은 먼저 랜덤하게 보이지만, 이들은 3 시간이상에서 실행되었음에도 불구하고 매우 유사한, 2개의 런으로부터 패턴의 오버레이에 의해 증거되는 바와 같이 매우 반복적이다. 이 스캔은 4개의 버스트에 걸쳐 평균 800 펄스를 반사한다. 이것은 예를 들어, 보간을 통해 양수인의 현 파장계에 대한 소프트웨어가 화소의 1/16에 이르도록 프린지 폭을 미분화하려고 하는 경우에 매우 상당한 레벨의 노이즈가 존재할 수 있다는 것을 나타낸다.

도 7에는, 예를 들어, 양 측 그라운드 글라스 ("DSGG") 스피닝 확산기인 스피닝 확산기에 의한 2개의 런을 따른 도 6에 도시된 런중 하나의 수평축을 따라 확대한 도면이 도시되어 있다. 스피닝 확산기는 0.123 화소의 분산으로부터 0.027로 거의 1 오더의 크기 감소로 일탈을 상당히 감소시킨다는 것을 알 수 있는데, 이것은 상술된 이유로 인해 상당히 중요하다. 도 7은 스피닝 또는 이동 확산기(110)가 추가될 때, 노이즈가 상당히 감소될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 스피닝 확산기에 의해, 상술한 바와 같이, 이미지는 시간 평균화되고 포지션을 갖는 측정된 프린지 폭의 변동은 도 7에 도시된 바와 같이 상당히 억제된다. 빈 사각형과 채워진 사각형 플롯은 확산기(110) 스피닝에 대한 것이고, 원형상 데이터 포인트 플롯은 확산기(110) 스테이셔너리에 대한 것이다. 이러한 경우에, 효과는 아래에 설명된 도 8에 도시된 최상의 경우 보다 2.6 배 더 억제된다. 이것은 또한, 4개의 버스트 를 걸쳐 평균 800개의 펄스의 플롯의 최악의 경우보다 12 배 더 양호하다.

도 8은 조사기 플릿의 상이한 배열 및 상이한 종류의 확산기에 대해, 도 6에 도시된 바와 같은 요동의 크기가 다소 억제될 수 있음을 도시하고 있다. 제이스(Zeiss) 확산기는 그라운드 글라스 확산기가 아니고 스피닝하지 않는다. SSGG는 단측 그라운드 글라스 확산기이고 DSGG는 양측 그라운드 글라스 확산기이다. 그러나, 요동은 예를 들어, 스펙클 효과를 제거하기 위해 스피닝 확산기 또는 임의의 다른 빔 호모제니제이션을 사용하기 않고 정확한 측정에 필요한 레벨까지 억제될 수 없다.

발명자는 또한 E95 스펙트럼 폭과 보다 정확하게 그리고 일관성있게 상관해야 하는 측정값을 제공할 수 있는 본 발명의 일실시예의 특징에 따른 배열을 제안한다. 디바이스는 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 파장계와 비교되는 바와 같이, 상대적으로 매우 소형일 수 있다. 도 9 및 도 10에 개략적으로 도시된 장치는 광다이오드 어레이(180) 및 그와 연관된 전자장치의 복잡성을 제거할 수 있는 단지 단일 엘리먼트 검출기(120)만을 필요로 한다. 또한, 광학적 레이아웃 때문에, 디바이스(120)는 그 에탈론9130)의 전체 밝기를 사용할 수 있다. 이러한 특징은, 예를 들어, 포토멀티플라이어 튜브(도시되지 않음)일 수 있는 검출기(122)가 필요한 광의 양을 상당히 줄인다는 사실과 함께, 에탈론(130)의 수명을 향상시킨다.

본 발명의 일실시예에 따른 장치는 예를 들어, 레이저 빔의 임의의 공간 스펙트럼 관계를 스크램블링할 수 있는 확산부(132)를 사용할 수 있다. 에탈론(130) 으로의 빔(40)의 경로내의 광학 시스템의 다음 파트는 확산된 빔을 콜리메이팅하는 콜리메이터(134)일 수 있다. 이 콜리메이션 광학장치(134)는 6mm 직경, 회절 제한된 빔에 대한 광학적 필요를 요구하지 않기 때문에 단순할 수 있다. 콜리메이션부(134)에 이어지는 다음 섹션은 예를 들어, 소스 레이저 빔(40)의 적합한 E95인 프리 스펙트럼 레인지("FSR")를 갖는 공초점 에탈론(130)일 수 있는 에탈론(130)일 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 평행 플레이트 에탈론인 프린지 패턴 발생 스펙트로미터의 현 사용과는 대조적으로, FSR은 임의의 오버랩을 엄격히 피하기 보다는, 파장계로부터, 컨볼빙된 스펙트럼 출력의 오버랩핑을 도입하도록 선택된다. 본원에서, 따라서, 컨볼빙된 대역폭과 대략 동일한 용어는 공초점 에탈론의 FSR이 공초점 에탈론으로부터 컨볼빙된 스펙트럼 출력에 충분히 가까워서 인터섹션 I의 정확한 검출을 가능하게 하기 위해 공초점 에탈론 자체의 슬릿 함수의 다크 라인상에 충분히 이러한 오버랩을 도입하는 것을 의미한다.

다음 세대의, 예를 들어, 양수인으로부터 나올 XLA-200 시리즈 레이저에 대하여, FSR은 0.5pm일 수 있다. 이러한 작은 FSR 값에서 공초점 에탈론의 사용은 거의 실제적인 필요가 되고 있다. 예를 들어, 0.5pm의 FSR 및 MOPA 구성에서, ArF 가스 방전 레이저 시스템에 대하여 193nm의 파장이 주어진 경우에, 공기 이격된 공초점 에탈론에 대한 갭 거리는 18.68mm, 즉, 대략 0.75인치가 될 수 있다. 공초점 에탈론(130)은 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 평행 플레이트 에탈론(184) 보다 우수한 기하학적 피네스를 가져야 한다. 또한, 예를 들어, 18.68mm의 곡선 반경이 주어진 경우, 6mm의 직경을 가진 오실레이팅 빔에 대한 최대 입사각은 10도 미만이다. 이것은 보다 많은 스탠더드 고반사("HR") ArF 코팅의 사용을 가능하게 하는데, 그 이유는 이들이 13도 미만의 입사각에 대하여 반사도에 있어서 임의의 상당한 변화를 경험하지 않을 것이기 때문이다.

본 발명의 일실시예의 특징에 따른 에탈론(130)에 바로 이어서 검출기부(122)가 있을 수 있다. 에탈론(130)이 콜리메이팅된 입력과 함께 사용될 것이기 때문에 아무런 프린지 이미징 광학장치가 필요하지 않다. 이것은 정렬 문제에 취약하고 상당한 스페이스를 필요로 할 수 있는 긴 초점 길이 시스템에 대한 필요를 제거한다. 에탈론(130)과 검출기(122) 사이에 요구되는 것은 단지 예를 들어, 스트레이 광을 제거하는 애퍼쳐(140)이다. 검출기(122)는 도 5에 도시된 바와 같은 이전의 에탈론 스펙트로미터 설계와 같이 단지 리니어 섹션이 아닌 에탈론(130)의 풀 출력 빔을 수신할 수 있다. 따라서, 에탈론(130)의 전체 밝기가 사용될 수 있다.

예를 들어, 입력 광(40)의 E95를 측정하기 위해, 에탈론(130) 또는 소스(40)이 스캐닝될 필요는 없을 것이다. 에탈론(122)은 이러한 미러(134,136) 사이의 가스 매체의 압력을 변화시키거나 공초점 반사기(132,134) 사이의 갭 거리를 물리적으로 변화시킴으로써 스캐닝될 수 있다. 본 발명의 일실시예의 일 특징에 따라, 보다 펀리한 스캐닝 방법에 의해 아래에 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 소스 빔(40)의 입사값 또는 소스(40)의 파장을 스캐닝할 수 있다. 이것은 E95 모니터내의 임의의 이동 파트에 대한 필요를 제거한다. 에탈론(130) 또는 소스(40)가 스캐닝된 후에, 변조 값은 도 11에 설명된 바와 같이, 검출기(122)의 출력 신호로부터 계산될 수 있다. 이러한 변조 값(M)은 도 11에 도시된 바와 같이, 인접한 피크(A,B)에 대한 콘볼빙된 강도 곡선이, 소스 프린지 피크(A,B)에 대한 FWHM 또는 30% 최대값에서의 FW("FW30M")과 비교하여 작은 FSR로 인해 교차하는 인터섹션 값(I)과 콘볼빙된 프린지 피크값(P)의 피크값 사이의 차이가 되고, 이러한 변조 값은 소스(40)의 E95의 크기에 보다 많이 상관하여야 한다. 실제 E95 측정값은 예를 들어, LTB 스펙트로미터에 의해 보정 공정에서 결정되는 바와 같이, 공지된 스펙트럼으로부터 실제 공지된 E95 값과 검출기(122)의 출력에 의해 측정되는 변조 값 사이의 사전 결정된 관계를 발생시키기 위해 양수인에 양도된 공동 계류중인 특허 출원에 설명된 바와 같은 유사한 보정 기술을 사용하여 발생될 수 있다.

도 10에 개략적으로 도시된 본 발명의 일실시예의 일 특징에 따라, 소스 빔(40)은, 변조 소스(152)에 의해 전달되는 램핑된 변조의 스텝핑된 변조에 있는 음향파에 의해 스티뮬레이팅될 수 있는 예를 들어, 음향 광학 변조기 또는 빔 디플렉터인 음향 광학 엘리먼트(150)를 사용함으로써, 에탈론(130)에 걸쳐서 공간적으로 그래서, 각도에 있어서 스캐닝될 수 있다. 이 음향 광학 엘리먼트(150)의 변조는 스캐닝된 소스(40)를 일부 램프 함수에서 증가 또는 감소하는 각도의 연속 스캔에서, 또는 복수의 이산 각도에서 에탈론(130)으로 전달할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예의 특징에 따라 아무런 이동 파트도 필요하지 않고 스캔속도는 극히 빨라질 수 있다. 공지된 음향 광학 변조기는 수 MHz 범위에서 스캔 속도를 낼 수 있고, 예를 들어, 레이저 펄스 반복율 종속 스캐닝을 수용하기 위해 적용될 수 있다.

본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 음향 광학 변조기(150)는 예를 들어, 에탈론(130)의 FSR를 덮는 각도의 범위에서 에탈론(130)을 스캔하기 위해 변조기(150)에 제공된 처프 신호를 에탈론(130)에 대한 스캐닝 메커니즘에 제공할 수 있다. 이 음향 광학 변조기(150)는 예를 들어, 도 5의 에탈론 실시예에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 에탈론(130)내의 애퍼쳐, 예를 들어, 181K에 의해 무늬를 완화시키기 위해 가능한 에탈론(130)의 입구에 가깝게 위치될 수 있다.

입력 광(40)의 E95를 측정하는 본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 에탈론(130)은 적어도 하나의 전체 FSR를 통해 음향 광학 변조기에 의해 스캐닝될 수 있다. 에탈론이 스캐닝된 후에, 검출기 신호로부터 계산된 상술된 변조 값이 생성될 수 있다. 이러한 변조 값은 상기 소스의 E95의 크기와 상관하여야 한다. 그다음, 실제 E95 측정값은 상술된 바와 같이 발생될 수 있다.

도 9 및 도 10내에 도시된 디바이스(120)는 또한 FWHM을 측정하는데 사용될 수 있다. 이 FWHM 측정은 베이스라인에 대한 쇼트 사이의 다크 신호(D)를 사용할 수 있다. 이 FWHM은 다크 베이스라인에 의해 결정되는 피크 신호에 대하여 측정된다. 다른 측정값, 예를 들어, FW30M이 본 발명의 일실시예의 특징에 따라 가능하다.

본 발명의 일실시예의 특징에 따라, 예를 들어, 대역폭의 측정 및 유사한 측정에 사용되기 위한 빔내의 공간 코히어런스를 파괴하는 이러한 기술은 보다 정확하고 또한 보다 큰 용량이고 보다 비싼 격자 스펙트로미터에서의 대역폭 측정에 동일하게 적용가능하다. 비용 및 대용량의 이유로 인해, 그러한 격자 스펙트로미터 (도시되지 않음)는 상술된 타입의 온보드 파장계에 잘 채용되지 않고 예를 들어, 고품질의 제어 측정 및 보정 태스크에 대한, 실험 및 제조에 보다 많이 사용된다. 그러나, 본 발명의 실시예의 특징에 따른 상술된 바와 같은 레이저 파장계의 온보드 스펙트로미터의 향상은 예를 들어, 격자 스펙트로미터인 다른 스펙트로미터 측정 툴로부터 얻을 수 있는 측정을 향상시키는데 동일하게 적용가능하다.

본 발명의 개신된 실시예의 특징이 개시된 특정 실시예로부터 변형될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 동작에 있어서, 상술된 빔 호모제나이제이션 장치 및 방법은 예를 들어, 당업분야에서 알려진 바와 같은 MOPA 싱글 또는 듀얼 챔버 구성내의 PA 챔버의 출력인 레이저의 출력에서의 레이저 출력 펄스 빔 경로에서 구현될 수 있다. 이것은 예를 들어, 스펙클 효과를 보다 더 줄이기 위해, 빔 공간 코히어런스를 훨씬 더 감소시키도록, 사용된 임의의 펄스 스트레처 유닛의 다운스트림을 포함하는 빔 전달 유닛에 구현될 수 있다. 더욱이, 이러한 장치 및 방법은 예를 들어, PA 챔버의 출력인, MO 챔버의 출력에서의 측정 툴내의 빔 경로에서, 심지어, 예를 들어, 리소그래피 툴로의 입구 및 빔 전달 유닛으로부터의 출구에서의 빔 분석 모듈내의 임의의 빔 전달 유닛에서도 사용될 수 있다. 따라서, 여기에서 사용된 바와 같이, 예를 들어, UV 광 채용 툴의 궁극적인 목적지로의 빔 경로내의 임의의 빔 전달 유닛("BDU")내 그리고, 예를 들어, 듀얼 챔버 MOPA 구성을 포함하는 멀티미디엄 레이저 구성에서의 MO과 PA 사이를 포함하는, 레이저 챔버의 출구에서, 라인 내로우잉 모듈이 당업분야에서 알려진 바와 같이 라인 내로우잉 모듈 자체내 또는 오실레이터 챔버 및 그와 연관된 라인 내로우잉 모듈 사이에서, 펄스가 발생되고 있을 때의 레이저 광의 펄스의 경로의 임의의 부분을 포함한다. 마찬가지로, 프림증에 기초한 빔 호모제나이저가 개시되었지만, 광 빔 호모제나이제이션의 다른 형태가 본 발명의 실시예의 특징의 목적 및 의도를 수행하기 위해 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 채용될 수 있고, 용어 빔 호모제나이저는 개시된 실시예 및 그러한 다른 호모제나이저를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 호모제나이제이션은 예를 들어, 수평축 및 수직축의 복수의 축에서 수행될 수 있고 상술된 바와 같이 회전 호모제나이제이션과 함께 동작될 수 있고, 용어 빔 호모제나이저는 이러한 특징의 호모제나이제이션 역시 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 호모제나이저는 레이저 광원 및 광 사용 툴 사이의 매개체인 빔 전달 유닛내에 또는 임의의 빔 전달 유닛의 상류의 레이저 시스템 자체내에 있을 수 있다.

본 발명의 실시예의 특징이 특히, 대역폭에 대하여, 대역폭 및 센터 파장과 같은 것을 측정하는데 사용되는 장비 타입에 대한 소위 파장계가 측정 에러를 취약하다는 것은 주지된 사실이다. 특히, 이것은 온보드 측정 툴에 대해 그러한데, 즉, 예를 들어, 에탈론 또는 다른 분산 광학 엘리먼트, 예를 들어, 격자가 예를 들어, 당업분야에서 알려진 바와 같이, 소스 스펙트럼과 컨볼빙하고, 일부 추정 및 계산에 의해 실제로, 디콘볼빙되어야 하는 소위 슬릿 기능을 갖는 펄스 에너지 및 파장 및 대역폭 검출기에 대해 그러하다. 그러나, 예를 들어, 대역폭 자체의 최종 값은 단지 추정된 대역폭일 뿐이다. 따라서, 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 대역폭 및 대역폭 측정 및 대역폭 검출은 예를 들어, 당업분야에서 알려진 바와 같이, 특히 온보드 파장계에 의한 대역폭 결정의 이러한 특징을 고려하여야 한다. 파장계는 예를 들어, 보정 목적을 위해 실험 및 제조에서 사용되는 보다 정확한 스펙트로미터가 아닌, 당업분야에서 알려진 바와 같은 온보드 파장, 대역폭 및 펄스 에너지 검출기에 제한되는 것으로 생각될 수 있다. 그러나, 본원에서 사용되는 바와 같이, 파장계는 상술된 바와 같은 예를 들어, 공간 코히어런스인 빔 특성이 예를 들어, 툴이 채용되고 이것이 동작하는 방법에 따르는 대역폭의 추정값을 나타내는 최종 출력 및 측정 툴 측정값의 정확도에 영향을 줄 수 있는 모든 형태의 스펙트럼 및 센터 파장 측정 툴을 의미한다. 이것은 예를 들어, 제조에서의 레어저 초기 테스트, 대역폭 성능의 테스트 및 실험실 테스트등을 위해 사용되고 LTB에 의해 제조된 ELIAS 스펙트로미터인 격자 스펙트로미터인 이미징 스펙트로미터의 모든 타입을 포함할 수 있다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같은 용어 소스 빔은 예를 들어, 분석을 위한 실험/제조 측정 툴 또는 BDU에서의 온보드내로 전환되는 레이저 출력 빔 자체 및 그 임의의 부분 모두를 의미한다는 것을 이해할 것이다. 또한, 상술된 바와 같이, 빔의 호모제나이제이션은 특히, 본발명의 실시예의 특성의 측정 사용에서 펄스 스트레칭의 목적을 위한 것이 아님을 이해할 것이다. 템포럴 코히어런스 길이는 중요하고 상술된 광 지연 경로는 적어도 그 범위내에 있기만 하고 되고, 6,535,531 특허 및 공동계류중인 출원에서 예로서 설명된 바와 같은 펄스 스트레칭에 대한 훨씬 더 긴 지연은 아니고, 대략 템포럴 코히어런스 길이인 데임 지연은 본원에서 사용되는 바와 같은 의미를 가질 것이다. 또한, 당업분야에서 주지된 바와 같이, 전부 또는 최대로 반사하는 면은 예를 들어, 특히, 소망의 파장의 범위에 대하여 반사도를 튜닝하기 위해 코팅을 갖는 광학 엘리먼트에 의해 반사면 의 제한범위내에서 일부 흡수가 일어나고, 용어 전부 반사 도는 반사하는 또는 초대로 반사 또는 반사한다는 의미는 재료, 코팅, 광학 엘리먼트의 타입의 주어진 선택에 의해 달성되는 전부 또는 최대 반사의 의미를 갖는 것은 반드시 100% 반사를 의미하는 것은 아니다.

또한, 이미징 미러를 사용하는 애플리케이션 및 특허내에서 그리고 상기 설명된 바와 같은 펄스 스트레처는 빔을 반전시키는 기능을 할 수 있어 스펙클을 감소시킬 수 있지만, 본원에 개시된 이러한 현상의 특정 애플리케이션은 펄스 스트레처에서 사용된 볼록 미러와 구별되는 바와 같은, 전부 반사 사이드 벽에 의해 반사되는 적어도 내부에 있는, 부분적으로 빔을 투과하는 프림즘 또는 프리즘 인터페이스에서 부분적으로 차제 반사하는, 에를 들어, 상술된 도브 프리즘인, 전체 투과성르 갖는 광학장치를 포함하고, 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 투과성은 볼록 이미징 미러로부터 본원에 개시된 호모제나이저를 구별하기 위해 의도되었다는 것을 이해할 것이다.

Claims (161)

1. 출력 레이저 빔의 대역폭을 측정하는 대역폭 측정 시스템으로서,

   빔 경로를 따라 이동하는 출력 레이저 빔을 수용하는 광학 시스템;

   상기 광학 시스템으로부터 상기 출력 레이저 빔을 수용하고 상기 출력 레이저 빔의 강도 패턴을 검출하여 상기 출력 레이저 빔의 스펙트럼 특성을 측정하는 검출기; 및

   레이저 빔이 빔 호모제나이저에 입사되도록 상기 광학 시스템에 이르는 빔 경로내의 상기 빔 호모제나이저;를 포함하고, 상기 빔 호모제나이저는,

   제1 스테이지 회절 확산기, 및

   상기 제1 스테이지 회절 확산기와 상기 검출기 사이에 있고, 제2 스테이지 확산기 및 입사 레이저 빔이 서로에 대해 이동하도록 구성된 제2 스테이지 확산기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
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12. 제1항에 있어서, 상기 광학 시스템은 에탈론을 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 검출기는 포토멀티플라이어인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 제2 스테이지 확산기 및 입사 레이저 빔은 서로에 대해 이동하여 상기 검출기에 대한 레이저 빔의 코히어런스의 영향을 감소시킴으로써, 검출된 강도 패턴에서의 요동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 검출기는 상기 강도 패턴내의 프린지의 폭 및 상기 제2 스테이지 확산기의 상대적 이동을 검출하고 상기 입사 레이저 빔은 검출된 프린지 폭에서의 요동을 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
16. 제1항에 있어서, 상기 제2 스테이지 확산기는 이동 확산기인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
17. 제1항에 있어서, 상기 제2 스테이지 확산기는 회전 확산기인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
18. 제1항에 있어서, 상기 제1 스테이지 회절 확산기는 스테이셔너리 확산기인 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
19. 제1항에 있어서, 상기 출력 레이저 빔의 메인 빔 경로를 따라 배치된 빔 스플리팅 디바이스를 더 포함하고, 상기 빔 스플리팅 디바이스는 상기 출력 레이저 빔의 일부를 분리하고 분리된 일부를 상기 빔 경로를 따라 지향시키는 것을 특징으로 하는 대역폭 측정 시스템.
20. 유틸라이징 툴에 지향된 레이저 빔을 출력하는 레이저;

    상기 레이저 빔의 일부를 빔 경로를 따라 재지향시키는 빔 스플리팅 디바이스;

    상기 빔 경로를 따라 이동하는 레이저 빔을 수용하는 광학 시스템;

    상기 광학 시스템으로부터 출력된 레이저 빔의 강도 패턴을 검출하여 상기 레이저 빔의 스펙트럼 특성을 측정하는 검출기; 및

    상기 레이저 빔이 빔 호모제나이저에 입사되도록 상기 광학 시스템에 이르는 빔 경로내의 상기 빔 호모제나이저;를 포함하고, 상기 빔 호모제나이저는,

    제1 스테이지 회절 확산기, 및

    상기 제1 스테이지 회절 확산기와 상기 검출기 사이에 있고, 제2 스테이지 확산기 및 입사 레이저 빔이 서로에 대해 이동하도록 구성된 제2 스테이지 확산기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 제2 스테이지 확산기 및 입사 레이저 빔은 서로에 대해 이동하여 상기 검출기에 의해 검출된 강도 패턴에 대한 레이저 빔의 코히어런스의 영향을 감소시킴으로써, 검출된 강도 패턴에서의 요동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 검출기는 상기 강도 패턴내의 프린지의 폭 및 상기 제2 스테이지 확산기의 상대적 이동을 검출하고 상기 입사 레이저 빔은 검출된 프린지 폭에서의 요동을 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제20항에 있어서, 상기 제2 스테이지 확산기는 이동 확산기인 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제20항에 있어서, 상기 제2 스테이지 확산기는 회전 확산기인 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제20항에 있어서, 상기 제1 스테이지 회절 확산기는 스테이셔너리 확산기인 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제20항에 있어서, 상기 광학 시스템은 에탈론을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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