KR101211490B1 - 대역폭 스펙트럼 제어를 위한 레이저 출력빔의 파면스플리터 - Google Patents

대역폭 스펙트럼 제어를 위한 레이저 출력빔의 파면스플리터 Download PDF

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다니엘 제이. 더블유. 브라운
알렉산더 아이. 에르쇼프
이고 브이. 포멘코프
윌리엄 엔. 파트로
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Abstract

분산 파장 선택 광학장치에 대해 각각의 펄스를 포함하고 있는 레이저 광 펄스 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는 분산 대역폭 선택 광학 장치(도 1의 참조기호 120); 분산 중심 파장 선택 광학장치에 대해 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 펄스 빔의 적어도 하나의 입사각(
Figure 112006095398723-pct00012
)을 선택하도록 동작하는 튜닝 메커니즘; 상기 분산 중심 파장 선택 광학장치로부터, 각 부분이 적어도 2 개의 상이한 선택된 중심 파장중에 하나를 가지는, 복수의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분들을 구비한 레이저 광 펄스를 복귀시키기 위해 레이저 광 펄스의 상이한 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분에 대한 입사각을 각각 정의하는 복수의 입사각 선택 엘리먼트를 포함하는 튜닝 메커니즘을 포함하는, 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방출 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템으로서, 선택된 펄스 반복율에서 레이저 출력 광 펄스를 구비하는 빔을 생성하는 시스템에 대역폭 제어를 제공하는 장치 및 방법이 개시된다. 상기 튜닝 메커니즘은, 상기 분산 대역폭 선택 광학장치로부터, 각 펄스의 각각의 시간적으로 분리된 부분이 적어도 2 개의 상이한 선택된 중심 파장중에 하나를 가지는, 각 펄스의 복수의 시간적으로 분리된 부분들을 구비한 레이저 빔을 복귀시키기 위해 펄스의 상이한 시간적으로 분리된 부분에 대한 입사각을 각각 정의하는 시간 입사각(
Figure 112006095398723-pct00013
) 선택 엘리먼트를 포함할 수 있다. 상기 튜닝 메커니즘은, 레이저 광 펄스의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않은 부분에 대해 각각 입사각을 정의하는 복수의 공간 입사각 선택 엘리먼트; 및 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리되지만 시간적으로 분리되지 않은 부분중 적어도 제 1 시간적으로 분리된 부분에 대한 적어도 제 1 입사각과, 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리된 부분 중에서 제 2의 시간적으로 분리되지만 공간적으로 분리되지 않은 부분에 대한 제 2 입사각을 각각 정의하는 복수의 시간 입사각 선택 엘리먼트를 포함할 수 있다.
협대역 단펄스 듀레이션의 가스 방출 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템, 펄스 반복율, 레이저 출력 광 펄스, 분산 파장 선택 광학장치, 펄스, 입사각, 튜닝 메커니즘, 입사각 선택 엘리먼트

Description

대역폭 스펙트럼 제어를 위한 레이저 출력빔의 파면 스플리터{LASER OUTPUT BEAM WAVEFRONT SPLITTER FOR BANDWIDTH SPECTRUM CONTROL}
본 발명은 광원, 예를 들면 펄스 내에서, 또는 버스트 내에서의 펄스에서 펄스로의 스펙트럼 공학을 필요로하는 집적회로 리소그래피 조사원에 관한 것이다.
본 출원은 "LASER OUTPUT BEAM WAVEFRONT SPLITTER BANDWIDTH"라는 명칭으로, 2004년 6월 23일 출원된 미국 특허 출원 번호 No. 10/875,662에 대한 우선권을 주장하며, 또한 2001년 12월 21일 출원된 출원 10/036,925에 기초하여, "LASER SPECTRAL ENGINEERING FOR LITHOGRAPHIC PROCESS"라는 명칭으로 2002년 11월 14일 공개된 발명자 Spanger 등의, 미국 공개 특허 출원 No. 2002/0167975A1(이하 '925출원'이라고 함), 및 2001년 7월 27일 출원된 출원 번호 No. 09/918,773에 기초하여, "LASER SPECTRAL ENGINEERING FOR LITHOGRAPHIC PROCESS"라는 명칭으로 2003년 12월 30일, Kroyan 등에 발행된, 미국 특허 번호 No. 6,671,294(이하 '294특허'라고 함)에 관련된 것이다.
초점 심도("DOF")가 중요한 쟁점이라는 것이 반도체 제조 기술에서는 잘 알려져있다, Fukuda(Hitachi Central Research Labs)는 1989년에 FLEX(초점 영역의 확장된 노출(Focus Latitude Enhanced eXposure))를 이용하여 DOF를 증가시키는 방 법을 제안하였다. 이것은 Fukuda 등에 의한, 1989년 9월 26일 발행된 미국 특허 번호 No. 4,869,999, "METHOD OF FORMING PATTERN AND PROJECTION ALIGNER FOR CARRYING OUT THE SAME"에 개시되어 있고, 상기 명세서는 또한 다음과 같이 언급하고 있다:
노출 광학 시스템의 유효한 초점 깊이가 광축상의 다른 위치에 이미지 포인트를 가진 복수의 광선을 오버래핑함으로써 증가될 수 있고, 그 결과 마스크 패턴의 이미지가 기판 표면의 지형도의 탑과 기저 사이의 영역에서 정확하게 형성될 수 있다는 것이 발명자의 연구에 의해 발견되었다. "이미지 포인트"라는 용어는 상기 노출 광학 시스템에 관해 마스크 패턴의 켤레 면 상의 포인트를 지시한다. 따라서, 저항층으로 코팅된 기판을 마스크를 통과한 노출광에 노출하는 노출 동작이 상기 저항층과 마스크 패턴의 이미지 평면 사이의 광축의 방향에서 상이한 위치 관계에서 복수회 실시되거나, 또는 상이한 위치 관계에서의 노출이 동시에 실시될 때, 상기 마스크 패턴의 이미지가 기판 표면의 지형도의 탑 및 기저 뿐 아니라 상기 지형도의 탑과 기저 사이의 중간위치에도 정확하게 형성될 수 있다. 따라서, 미세한 패턴이 지형도 전체에 걸쳐 정확하게 형성될 수 있다.(칼럼 3, 33-54줄,강조)
Fukuda Ⅰ는 또한 다음과 같이 말하였다:
또한, 본 실시예에서, 기판을 광축 방향으로 배치함으로써 마스크 패턴의 이미지 평면이 기판에서(또는 그 위에서) 2 개의 다른 위치에 형성되었다. 또는, 광축 방향의 마스크 패턴을 가진 레티클을 이동시키고, 공기중에서 노출 광학 시스템으로 굴절률이 다른 투명한 물질을 끼워넣고, 노출 광학 시스템의 전체, 또는 부분 에서의 기압을 변화시키고, 다중초점을 가진 렌즈를 사용하고, 상이한 평면에서 마스크 패턴의 이미지 평면을 형성하는 복수의 노출 광학 시스템으로부터 광선을 오버래핑하고, 또는 동일한 노출 광학 시스템에서 상이한 파장 또는 연속한 파장을 사용함으로써, 마스크 패턴의 이미지 평면이 상이한 위치에서 형성될 수 있다.(칼럼 6, 37-53줄,강조)
또한 예를 들면 스테퍼가 2 개의 초점 평면 사이에서 연속한 스테이지의 모션을 허용하는 것이 Nikon에 의해 판매되는 시스템에서 제안되었다.
Fukuda 등에 의한, 1990년 6월 26일 발행된 미국 특허번호 No. 4,937,619, "PROJECTION ALIGNER AND EXPOSURE METHOD"("Fukuda Ⅱ")에, 개별 레이저 빔을 생성하고, 동시에 그 빔들이 리소크래피 툴의 레티클에 도달하는 복수의 상이한 파장을 가지고 단일 빔을 만들기 위해 광학적으로 결합되는 시스템이 제시되어 있다. Fukuda Ⅱ는 또한 다음과 같이 말하고 있다:
도 5는 본 발명의 제 3 실시예의 구성도이다. 도 5에 도시된 실시예는 반사미러(31), 에탈론(32), 엑시머 레이저 가스 캐비티(33), 출력 미러(34), 미러(35), 에탈론 각도 제어 회로(36), 레이저 발진 제어 회로(37), 노출 파장 제어회로(38), 조사 광학 시스템(14), 레티클(15), 볼록 렌즈(16), 기판 스테이지(17), 및 상기 프로젝션 얼라이너에 필요한 다양한 엘리먼트들을 구비한다.
에탈론(32)은 반사 미러(31), 엑시머 레이저 가스 캐비티(33), 및 출력 미러(34)로 구성된 엑시머 레이저 공진기에 의해 발진된 레이저 광선의 대역폭을 협소하게하고, 상기 에탈론(32)의 각도를 미세하게 조정함으로써 대역에 있어서 협소 하게된 광의 중심파장을 변화시킨다. 상기 파장 제어 회로(38)는 에탈론의 각도를 소정값으로 설정하도록 에탈론 각도 제어 회로(36)로 명령어를 전송하고, 에탈론 각도에 대해 소정 수의 노출 펄스로 레이저 발진을 일으키도록 하기 위해 레이저 발진 제어 회로(37)로 명령어를 전송한다. 노출 파장 제어 회로(38)는 상술한 기능을 이용하여 기판 상에 위치한 한 노출 영역의 노출동안에 에탈론의 설정 각도를 변경시킬 수 있고, 복수의 상이한 파장을 가진 광을 이용하여 프로젝션 노출을 실시할 수 있다. 볼록 렌즈(16)는 레티클(15) 상의 패턴을 상술한 복수의 파장 각각에 대해 동일한 광축 상의 다른 위치에 초점을 맞추기 때문에, 본 프로젝션 얼라이너를 이용하여 초점 영역 확장 노출을 실시할 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 반사 미러(31)와 레이저 공진기 사이에 배치되는 대신에, 에탈론(32)과 파장 제어 수단이 예를 들면, 출력 미러(34)와 레이저 가스 캐비티(33) 사이, 또는 출력 미러(34)와 조사 광학 시스템(14) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상술한 선 협소화 및 파장 변경은 에탈론의 각도를 변화시키는 방법에 한정되지 않는다.
본 실시예는 하나의 엑시머 레이저만 사용되기 때문에 경제적으로 이점이 있다. 추가로, 대역폭 협소화에 의해 일어난 레이저 출력의 감소는 대역폭-협소화 디바이스가 상기 반사 미러와 출력 미러 사이에 배치되기 때문에 작은 값에 한정될 수 있다.
본 프로젝션 얼라이너를 사용함으로써, 미세 패턴의 초점 깊이가 제 1 실시예와 같은 방식으로 증가되는 것이 확인된다.
Yan에, 1994년 4월 12일 발행된 미국 특허번호 No. 5,303,002, "METHOD AND APPARATUS FOR ENHANCING THE FOCUS LATITUDE IN LITHOGRAPHY에는, 복수의 파장을 가지고 레티클에서 단일 빔을 얻는 개별적으로 생성된 레이저 빔을 합성하는 것이 또한 제시되어 있다. Yan은 또한 단일 레이저 시스템으로부터 3 개의 출력빔을 생성하는 것을 제안하였지만, 제안된 실시예는 구현될 수 없는 것이다.
상술한 출원인의 양수인에 양도된 종래 출원에서, "스펙트럼의 공학"은 예를 들면 복수의 불연속적인 스펙트럼을 유효하게 포함하고 있는 레이저 시스템에 의해 출력된 펄스의 버스트에서 연속한 펄스에 대해 뚜렷한 스펙트럼을 생성하기 위해 예를 들면, 파장 및 대역폭 튜닝 메커니즘을 이용하는 것이 제안되었다. 상기 '294 특허 및 '925 출원은 다음과 같이 제안한다:
원하는 레이저 스펙트럼에 근접한 펄스의 버스트를 위한 통합된 스펙트럼을 얻기위해 펄스의 버스트에서의 레이저 펄스의 중심 파장을 조정하는데에 고속 응답 튜닝 메커니즘이 이용된다. 포토 레지스트 필름에서의 개선된 패턴 해상도를 만들기 위해 적어도 2 개의 스펙트럼 피크를 가지는 유효한 빔 스펙트럼을 생산하도록 상기 레이저 광선 대역폭이 제어된다. 바람직한 실시예에서, 파장 튜닝 미러는 레이저의 반복률에 따라 위상에서 초당 500디더링 이상의 진동속도로 디더링된다. 다른 실시예에서, 최대 변위는 연속한 레이저 펄스에 대해 2 개의 피크를 가진 원하는 평균 스펙트럼을 생성하기위해 레이저 펄스와 일대일 기준으로 매칭된다. 다른 바람직한 실시예는 3 개의 개별 피크를 가진 스펙트럼을 생성하는 3 개의 개별 파장 튜닝 위치를 이용한다.(요약)
상술한 '294 특허 및/또는 '925 공개 출원의 명세서는 또한 도 2A, 2B, 2C1-C3, 2D1-D3, 2E, 2F, 2G1-G3, 2H1-H3, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H 및 10I의, 본 문에 참조로 통합된 상세한 설명을 기술한다. 상기 명세서는 또한 공개된 것과 같은 '925 출원에서의 문단을 참조하여 다음과 같이 특히 언급하고 있다:
FLEX("초점 영역 확장 노출"의 준말)라고 하는 리소그래피 기술이 상이한 초점 설정들을 가진 동일한 필드의 다중 노출 패스를 이용함으로써 초점 심도를 개선하도록(시뮬레이션과 실험을 통해) 도시되어 있다. 포토레지스트 필름의 물리적 두께가 점차로 증가하는 초점 세팅에서의 다중 패스에 노출되기 때문에, 이러한 기술은 또한 일반적으로 초점 드릴링이라고 한다. 포토레지스트에서의 상은 상기 다중 노출 패스의 합성에 의해 형성된다.
여러 난제는 스텝 및 반복 노출 구현 뿐 아니라 스텝 및 스캔 모두를 가진 FLEX 공정으로부터 야기된다. 다중 패스 노출은 추가적인 오버레이(상의 배치) 오류 및 상의 불선명함을 야기한다. 다중 노출은 다중 이미징 패스를 필요로하기 때문에 웨이퍼 쓰루풋 뿐 아니라 공정 영역, 초점 반복성에 대한 관련성을 추가적으로 가지고 있다.
광대역의 레이저 스펙트럼은 현저한 비용으로 일부 DOF 개선을 제공할 수 있다. 스캐너 스테이지의 Z-축 초점 제어를 이용한 FLEX, 및 광학적으로 합성되는 상이한 중심 파장에서의 레이저 출력광의 개별 소스를 이용한 Fukuda Ⅱ와 Yan에 의해 제안된 실시예는 시간적으로 분리되거나 또는 분리되지 않는 개별 이미지 평면에 초점이 맞춰지는 2 개의 이미지를 만들 수 있다. 스캐너 광학장치를 통과해 서 웨이퍼에 동시에 도달한 광을 이용하는 것은, 예를 들면 PO 렌즈의 종축의 색수차(250-nm/pm)를 이용함으로써 FLEX의 오리지널 2중 초점면의 개념을 재현할 수 있다.
대역폭 효과의 크기는 렌즈 NA, 렌즈 색수차, 피처크기 및 유형 등의 많은 요인에 달려있다.
대역의 효과는 초점의 흐려짐, 렌즈의 수차; 부분적인 코히어런스등과 같은 다양한 다른 요인들과 유사할 수 있다. 파장이 짧을 수록, 그 결과는 보다 심해지는데, 예를 들면, 193nm 렌즈는 일반적으로 248nm 렌즈보다 더 높은 색수차를 가지고, 파장에 대해 다른 수차에서도 보다 높은 민감도를 가진다. 또한 격리되고 밀한 선들 역시 상이한 방식으로 영향을 받는것으로 판단되는데, 격리된 선들에는 일부 이점이 있지만, 밀한 선들에는 거의 개선이 없다. 개선된 DOF의 이점은 예를 들면 접촉 홀 이미징과 같은 특정한 유형의 이미징에 최적이 되는 것으로 보인다.
일정한 다른 리소그래피 파라미터 또한 영향을 받을 수 있는데, 예를 들면, 이러한 RELEX 기술에 대해 양이 조금더 높아져야한다. 광학적 근접성의 효과, 선형성, 및 마스크 오류 팩터, 선 끝단의 단축 및 기타의 파라미터가 영향을 받을 것이다. 예를 들면, 일그러짐/변위 및 수차와 같은 렌즈 성능에 대한 효과가 판정될 필요가 있다.
본 문서에 참고문헌으로 통합된, 1998년 11월 10일, Wada 등에 발행된, 미국 특허 No. 5,835,512, "WAVELENGTH SELECTING METHOD IN WAVELENGTH TUNABLE LASER AND WAVELENGTH SELECTABLE LASER OSCILLATOR IN WAVELENGTH TUNABLE LASER"에는 레이저 발진기가 공진하는 파장을 선택하는 음향-광학 파장 선택 장치가 개시되어 있다. 본 문서에 참고문헌으로 통합된, 2000년 1월 18일, Chang 등에 발행된, 미국 특허 No. 6,016,216, "POLARIZATION-INDEPENDENT ACOUSTIO-OPTIC TUNABLE FILTER"에는 파장 분할 멀티플렉싱에 활용되는 음향-광학 필터가 개시되어 있다. 본 문서에 참고문헌으로 통합된, 2002년 6월 11일, Lean 등에 발행된, 미국 특허 No. 6,404,536, "POLARIZATION INDEPENDENT TUNABLE ACOUSTIO-OPTIC FILTER AND THE METHOD OF THE SAME"에는 필터로부터의 영향을 받지않은 하나의 빔과 필터에 의해 튜닝된 다른 빔을 통과 시키기 위해 활용되는 음향-광학 필터가 개시되어 있다.
예를 들면 음향 여기(음향-광학), 전기 여기(전기-광학), 또는 자기(자기-광학)등의 물질에 대한 외부 여기의 기능인 특정한 물질에서의 빛의 상호작용이 있다는 것이 잘 알려져 있다. 예를 들면, 비선형 크리스탈과 같은 음향-광학 디바이스에서, 예를 들면, 본 문서에 참고문헌으로 통합된, P. Kerkoc 등의, "Molecular crystals for applications in acousto-optics", Phys. A:Math. Gen. 32 No 20(1999년 5월 21일)에서 논의된 바와 같이, 예를 들면 음향으로 섭동이 일어난 매질에서의 광의 회절의 변화에서, 소리와 광의 상호작용에 연관된 효과가 발생한다. 음향파가 매질을 통과할 때 Keroc에서 언급한 바와 같이, 연관된 변형 필드가 있다. 상기 변형으로부터 일어난 굴절률의 변화는 광탄성 효과로 알려져 있다. 음향파에 의해 유도된 변형 필드는 위치의 주기함수이기 때문에, 매질의 굴절률의 섭 동 또한 주기적이고, 변조 변형 필드 및 광학파 사이의 커플링을 일으킨다. 이러한 방식으로, 임의의 투명한 물질이 예를 들면 광 위상 격자의 역할을 하도록 만들어질 수 있다. 선형 전기-광학 효과와는 달리, 상기 포토-탄성 효과는 물질의 모든 상태에서 발생하며, 특히, 모든 대칭형 분류에 속하는 결정 물질에서 발생한다. 상기 음향-광학 효과에 기반을 둔 디바이스는 전기-광학 모듈레이터에서 킬로볼트가 필요한 것에 비해, 수 볼트만으로 동작한다. 그러나, 유용한 음향-광학 물질의 범위는 제한적이며, 이는 그의 낮은 성능 지수 때문이거나, 또는 초음파의 강한 감쇠의 결과이다. 현재, 음향-광학 디바이스로 사용되는 예를 들면, TeO2, LiNbO3, GaAs, GaP, 및 PbMoO4 물질과, 음향-광학 속성에 사용되는 예를 들면, 3-메틸-4-니트로피리딘-1-옥사이드 결정(POM)인 고 극성 분자 결정들이 있다. 예를 들면, MgF2, KDP, SiO2, PWO, CaMoO4, Ge, Si 등의 단결정물질을 포함하는 다른 결정들이 본 발명의 측면에 따른 애플리케이션에 유용함이 판명되었다. 추가로, 강한 전기-광학 및 압전 응답 모두를 나타낼 수 있는, 예를 들면, 2-α(메틸벤지라미노)-5-니트로피리딘(MBANP)인, 비선형 광 유기결정은 본 출원에서 제시된 것과 같은 음향-광학 애플리케이션에 유용할 수 있다.
상기 효과는 라만-나스 셀(Raman-Nath cell) 또는 브래그 셀에서 활용될 수 있다.
벌크 음향-광학 모듈레이터(시간 변조)와 빔 편향기(공간 변조)의 설계 및 제조는, 예를 들면, 주어진 명세서에서 시스템적으로 얻을 수 있는 디바이스 파라 미터와 함께 기술되어 있고, 본 문서에 참고문헌으로 통합된, E. Young 등에 의한, "Acousto-optics, deflectors, light modulation, modulators, bandwidth, design analysis, fabrication, impedance matching, light beams, wave interaction", IEEE, Proceedings, Vol. 69, 1981년 1월, p54-64에 기술되어 있다. Young은 변조 대역폭, 분해능가능한 엘리먼트의 쓰루풋 효율과 그 수, 및 예를 들면 수백 메가헤르쯔까지의 상기 디바이스의 여기, 및 그 효과를 논의하였다. Young은 또한 음향 변환기의 응답이 상기 압전 변환기와 음향-광학 상호작용 매질 사이의 중간 금속층에 대해 예민해지는 것을 논의하였다, 상기에는 또한, 예를 들면, 성능 필요조건 및 전파 손실에 기초한 물질의 선택을 위한 기준이 논의되어 있다. 고성능 디바이스의 제조와 특정 디바이스 파라미터를 위한 실질적인 고려 또한 논의되었다.
격자선의 협소화 엘리먼트에 닿는 공동간 광의 입사각을 변화시킴으로써 중심 파장을 선택하고 상기 중심 파장의 주변의 대역폭을 협소하게하기 위한 고 전력 가스 방전 엑시머(ArF 또는 KrF) 또는 분자 플루오르 레이저 시스템이 공지되어 있다. 예를 들면, 본문에 참고문헌으로 통합된 미국 특허 No. 6,532,247의 도 8과, 또한 2002년 12월 10일 Fomenkov 등에 발행된, 미국 특허 No. 6,493,374, "SMART LASER WITH FAST DEFORMABLE GRATING"의 도 11a 및 11b에 저체적으로 대응하는, 도 5a에 부분적으로 개략적으로 도시된 것과 같이, 예를 들면 ArF 엑시머 레이저 시스템에 대해 약 192의 원하는 명목 중심 파장에 대해 필수적으로 최대로 반사하는 미러를 포함하는, 튜닝 미러(14)가 '247 및 '347 특허 명세서에 추가로 기술된 바와 같이 미러 마운트(85)('374 특허의 14a) 상에 장착될 수 있다. 도 5a에 도시된 바 와 같이 미러(14)는 도 5a에 도시된 끝단으로부터 미러(14)의 종축 팽창구역의 대향하는 끝단을 향해 전체적으로 회전축(도시되지 않음)에 관해 회전한다는 것이 이해될 것이다.
본 출원에서 출원인은 한편으로는 DOF의 개선을 하고, 또한편으로는 예를 들면 상술한 유형의 가스 방전 레이저 시스템에서 펄스-투-펄스로 파장의 변조에 대한 필요에 보다 빠른 응답이 가능하게하는 RELAX를 수행하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제안한다.
분산 파장 선택 광학장치에 대해 각각의 펄스를 포함하고 있는 레이저 광 펄스 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는 분산 대역폭 선택 광학 장치; 분산 중심 파장 선택 광학장치에 대해 각각의 펄스를 포함하는 레이저 광 펄스 빔의 적어도 하나의 입사각을 선택하도록 동작하는 튜닝 메커니즘; 상기 분산 중심 파장 선택 광학장치로부터, 각 부분이 적어도 2 개의 상이한 선택된 중심 파장중에 하나를 가지는, 복수의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않은 부분들을 구비한 레이저 광 펄스를 복귀시키기 위해 레이저 광 펄스의 상이한 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않은 부분에 대한 입사각을 각각 정의하는 복수의 입사각 선택 엘리먼트를 구비하는 튜닝 메커니즘을 포함하는, 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템으로서, 선택된 펄스 반복율에서 레이저 출력 광 펄스를 구비하는 빔을 생성하는 시스템에 대역폭 제어를 제공하는 장치 및 방법이 개시된다. 상기 튜닝 메커니즘은, 상기 분산 대역폭 선택 광학장치로부터, 각 펄스의 각각의 시간적으로 분리된 부분이 적어도 2 개의 상이한 선택된 중심 파장중에 하나를 가지는, 각 펄스의 복수의 시간적으로 분리된 부분들을 구비한 레이저 빔을 복귀시키기 위해 펄스의 상이한 시간적으로 분리된 부분에 대한 입사각을 정의하는 시간 입사각 선택 엘리먼트를 포함할 수 있다. 상기 튜닝 메커니즘은, 레이저 광 펄스의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않은 부분에 대해 각각 입사각을 정의하는 복수의 공간 입사각 선택 엘리먼트; 및 적어도, 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리되지만 시간적으로 분리되지 않은 부분중 적어도 제 1 시간적으로 분리된 부분에 대한 제 1 입사각과, 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리된 부분 중에서 제 2의 시간적으로 분리되지만 공간적으로 분리되지 않은 부분에 대한 제 2 입사각을 각각 정의하는 복수의 시간 입사각 선택 엘리먼트를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 측면에 따라 중심 파장을 변이시키기 위한 빔 편향 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2a는 본 발명의 실시예의 측면을 이해하는 데에 유용한 약 0.35pm의 FWHM 대역폭을 가지는 선의 협소화된 KrF 광원을 이용하고, 본 발명의 측면을 이해하는 데에 또한 유용한, 중심선 파장으로부터의 편차에 대한 정규화된 강도에 따라 플로팅된 레이저 스펙트럼의 플롯 또한 포함하는 현대의 0.6NA 스테퍼 유형의 리소그래피에 대한 중심파장을 가진 초점의 변동을 도시한다.
도 2b는 예를 들면, 본 발명의 실시예의 측면을 이해하는 데에 유용한 약 4pm의 파장 오프셋을 가진 단일 모드(노미널) 스펙트럼(대역폭: FWHM=0.45pm, E95%=1.86pm) 및 그의 사본의 합에 의해 스펙트럼이 생성되는 시뮬레이션 입력으로 사용되는 이중-모드 스펙트럼을 예시하며, 여기서 SRELAX(λ)는 SRELAX(λ)=S(λ)+S(λ-2pm)으로 표현될 수 있다.
도 2c1-c3는 예를 들면 FLEX 조사의 개략을 이용하여, 0.45pm의 FWHM 대역폭과 1.86pm의 95%의 적분 대역폭으로 단색광 빔 및 종래 단일 피크 스펙트럼의 유사한 시뮬레이션과 비교되는 이중-피크 RELAX 기술의 시뮬레이션의 결과를 예시한다.
도 2d1-d3은 본 발명의 실시예들의 측면을 예시하는 데에 유용한, 도 2c1-3 플롯에 사용되는 것과 동일한 데이터로부터 만들어진 다른 세트의 그래프를 예시하며, 여기서, 노출 정도(즉, 임계 범위가 타겟값으로부터 10%이상 변하도록 하지 않으면서 상기 조사량이 변경될 수 있는 퍼센트)는 예를 들면 200nm의 타겟 폭을 가지는 홀의 깊이의 함수이다.
도 2e 및 2f는 예를 들면 이전의 위치로부터 4pm의 플러스 또는 마이너스의 스텝, 즉 중심파장에 약 ±2pm의, 펄스-대-펄스의 기준으로 각 펄스를 조정하도록 파장을 제어하는 압전 드라이버를 부분적으로 사용하면서, 예를 들면 상기 중심 파장에 대해 펄스-투-펄스의 변화에 기초하여 RELAX의 시뮬레이션된 성능을 예시한다.
도 2g1-g3은 예를 들면 리소그래피 시뮬레이션를 이용하여 주어진 파라미터의 최대 개선책을 제공하는 최적 스펙트럼 형태를 판단하는 것을 통해 예를 들면 스펙트럼 공학의 배후의 기본 개념을 보여주는, 본 발명의 실시예의 측면들을 이해하는 데에 유용한 시뮬레이션을 예시한다.
도 2h1-2h3는 예를 들면 2 개의 이중-피크 스펙트럼(3pm 및 4pm의 거리)가 도시된 본 발명의 실시예의 측면을 설명하는데에 유용한 시뮬레이션을 예시한다.
도 3은 본 발명의 실시예의 측면에 따라 예를 들면, 한 펄스에서 다음 펄스로 빔 편향기와 같은 브래그 셀 등의 동작을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예의 측면에 따른 브래그 셀 빔 편향기를 개략적으로 도시한다.
도 5 및 5a는 예를 들면 펄스-투-펄스 튜닝을 위한, 또는 단펄스 내에서의, 본 발명의 실시예의 측면을 실시하는 데에 유용한 종래 기술의 튜닝 미러와 그의 마운트를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 측면에 따라 중심 파장을 변동하기위한 빔 편향 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 7a-7d는 빔의 개별 수직 부분들(탑 및 기저)이 개별 중심 파장을 생성하는 본 발명의 실시예의 측면들을 개략적으로 도시한다.
도 8a-8c는 빔의 개별 수평 부분들(우측 및 좌측)이 개별 중심 파장을 생성하는 본 발명의 실시예의 측면들을 개략적으로 도시한다.
도 9는 빔내에서 공간적으로 분리된, 상기 빔내의 2 개의 개별 파면을 형성하는, 예를 들면 빔 익스팬더로부터 스플릿 튜닝 미러(Rmax)에 입사하는 단일 파면의 스플릿팅을 개략적으로 도시한다.
도 10a-10g는 본 발명의 실시예의 실현가능한 구현을 나타낸, 예를 들면 튜닝 미러 펄스-투-펄스를 제어하는 본 발명의 실시예의 측면을 나타내는 시뮬레이션을 도시하며, 여기서 도 10a는 약 3.3pm의 FWHM을 가진 원하는 가우시안 스펙트럼과, 0.8pm의 FWHM을 가지는 펄스들 중에 30-펄스 윈도우에 대해 시뮬레이션을 한 피트를 도시하고, 도 10b는 윈도우에 예시로 제안된 펄스의 시퀀스를 도시하고, 도 10c는 랜덤 시퀀스로 도 10b에서와 같은 부드러운 파장의 시퀀스의 주파수 컨텐츠의 시뮬레이션을 한 비교를 도시하고, 도 10d 및 10e는 각각 133Hz 사인 패턴과 30-펄스 윈도우를 도시하고, 도 10f 및 10g는 어떻게 플랫-탑 스펙트럼을 생성하는 지를 도시한다.
도 11은 예를 들면 피크의 강도를 변화시키면서 본 발명의 일 실시예의 측면에 따라, 단일 빔에서 2 개 피크의 시뮬레이션을 한 산출물을 도시한다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예의 측면을 개략적으로 도시한다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예의 측면을 개략적으로 도시한다.
출원인은 본 발명의 실시예들의 측면에 따라, 예를 들면 DOF를 개선시키기 위한 이전에 제안된 다중의 피크의 스펙트럼을 제공하는 방식들에 대한 개선안인 레이저 광원 출력을 제공하는 다수의 대안의 개선안들을 제시한다. 본 발명의 실시예의 측면에 따라, 중심 파장을 가진 종래의 단일-피크 스펙트럼이, 예를 들면 단일 스캔 윈도우내의 패턴을 변화시키는, 즉, 펄스에서 펄스로 먼저 적어도 하나의 중심 파장을 가지고 그런다음 추가로 적어도 하나를 더 가지도록 하기 위해, 자 신의 중심 파장을 빠르게 변화시키는 디더링된 중심 파장이 제공될 수 있다. 이것은 본 발명의 일 실시예의 일 측면에서 매우 빠른 파장 제어를 활용하여 수행될 수 있다. 또는, 버스트에 있거나 또는 연속하여 생성될 수 있는 예를 들면 일련의 펄스들에 대해, 다중 피크의 집적된 스펙트럼이 생성될 수 있도록, 각각 모든 펄스, 또는 거의 모든 펄스에서 생성된 다중-피크의 스펙트럼을 가진, 복수의 펄스가 동일한 레이저 출력 리소그래피 광원 빔에 제공될 수 있다. 이것은, 레이저 리소그래피 광원 시스템의 선-협소화 광학장치에서의 고도의 파면 공학을 이용하여 수행될 수 있다. 리소그래피 스캐닝 프로세스와의 최소 상호작용을 가지고, 노멀 레이저 출력 광 파장 튜닝 프로세스와 상호작용이 없이, 레이저 효율에 대한 최소의 효과, 연속하여 가변적인 피크 거리, 원한다면, 다양한 렌즈의 형태와 조사 방법의 수용, 개별 펄스 사이의 피드백 제어 분리를 제공하는 능력을 가진 다중 스펙트럼이 본 발명의 실시예의 측면에 따라 제공될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예의 측면에 따라, 예를 들면 피크 분리는 0으로하여 시스템을 쉽게 턴 오프할 수 있고, 그런 다음 일련의 시간 동안 노멀 단일-피크 스펙트럼으로서 작용을 하는 능력이 제공될 수 있다. 또한, 예를 들면 다수의 펄스의 듀레이션에 대해 집적된 대역폭이 원하는 중심파장에서의 중심의 조금 더 넓은 대역폭이 되도록 하기 위해 원하는 중심 파장 중간의 2 개의 피크를 가진 중심 파장들에 관해 중심에 위치한 2 개의 스펙트럼을 생성하기 위해 상이한 펄스에서 스펙트럼을 디더링하고, 시간이 경과하고 개별 스펙트럼 각각에 대해 얻을 수 있는 대역폭이 증가할 때, 상기 집적된 스펙트럼이 시간이 경과해도 유지되도록 2 개의 상이한 중심 파장의 거리를 감소시킴 으로써 DOF의 이유에 대해 활용하는 것에 추가하여 대역폭의 안정화를 위해 본 발명의 실시예의 측면에 따른 시스템을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 측면에 따라, 빔의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않은 부분, 즉 각 펄스에서, 예를 들면 빔의 상이한 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분을 예를 들면 파장 선택 광학장치로서 종래기술에 잘 알려진 표준 에셸 격자 등의, 파장 선택 광학장치로 반사함으로써 다중 스펙트럼 피크가 제공될 수 있다. 단일 빔의 상이한 공간적으로 분리된 부분에 대한 상이한 입사각에서 상기와 같이 함으로써, 상기 격자로부터 동일한 펄스내에서, 상이한 중심 파장 피크를 가진 레이저 출력 광 펄스의 단일 빔의 상이한 공간적으로 분리된 부분이 복귀되는 것이 가능하다. 그러나, 집적 회로 리소 그래피툴에 관한한, 전체 빔 펄스가 모든 펄스에 대해 공간적으로 균일하게 분포된 복수의 스펙트럼의 피크를 포함하고 있다고 하더라도, 그리고 이것이 물리적으로 상기와 같이 되지 않는 다고 하더라도, DOF 효과는 필수적으로 동일하게 될 것이다.
빠른 경사의 제어는 펄스-투-펄스 기반의, 예를 들면 250㎲로 중심파장을 변화시킬 수 있으며, 그렇게 함으로써, 예를 들면 스펙트럼 피크가 형태 및 에너지 용량에서 불균형 에너지에 대한 빠른 에너지 제어의 사용에 자연스럽게 균형을 가지며, 원한다면, 방법론의 변화가 거의 필요없고, 대역폭 제어 및 RELAX에 대한 사용가능성, 및 그것을 쉽게 완벽하게 턴오프하는 것을 포함하는 장점을 가진다. 공진 효과는 예를 들면 4000Hz에서 매 250㎲마다의 높은 반복률에서 이것을 수행하는 것의 어려움 및 복잡성을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 실시예의 측면들에 따른 빠른 경사 제어에 대한 하나의 메커니즘은, 예를 들면, 음향파, 전기장 또는 자기장의 여기하에서의 굴절률을 변화시키는, 예를 들면, 음향-광학 엘리먼트 또는, 전기-광학 엘리먼트나 자기-광학 엘리먼트와 같은 다른 여기된 광 엘리먼트, 또는 독립된 이동에 대해 예를 들면 역학적, 전기역학적, 또는 압전역학적 힘의 인가 또는 그의 조합, 또는 그의 조합 및 여기된 광학장치를 가지고 완전히 분리되거나, 슬로팅되거나 또는, 경사진, 개별적으로 구부러지거나 또는 토크를 준 광학 엘리먼트를 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 측면들에 따라, 출원인은 예를 들면 레이저 공진기 캐비티내에서 스플릿 각도 스펙트럼을 만드는 것을 제시하였고, 이것은, 반사된 때에, 예를 들면 분산 파장 선택 장치, 예를 들면 격자의 리트로 구성(Littrow configuration)에서, 펄스의 공간 분포를 점유하지만 시간적으로 분리된 부분을 점유하지는 않는 선택된 중심 파장에 대해 중심에 있는 각각의 복수의 스펙트럼을 가진 스플릿 스펙트럼으로 변환된다. 이것은 예를 들면 각 펄스의 빔 내에서 사이드-투-사이드 또는 탑-투-기저 또는 그 양측의 스플릿 각도 스펙트럼이 될 수 있다. 이것은 튜닝 미러, 예를 들면 Rmax 미러를, 예를 들면, 슬라이싱하고 벤딩함으로써 생성된 스플릿 파면에 의해 만들어질 수 있다. 본 발명의 실시예의 측면들에 따르면, 연관된 경사도는 따라서 분리하여 조정가능하고, 볼록하거나 오목하게 될 수 있고, 또한 예를 들면 2 개의 중심 파장의 피크 사이의 중심을 선택하기 위한 중심파장 튜닝용 노멀 Rmax 위치조정이나, 또는 예를 들면 RELAX가 온이 아닐때 단일 중심 파장에 영향을 주지않을 수 있다.
본 발명의 실시예의 측면들에 따르면, 식별가능하게 되면서, 다중 피크 스펙트럼을 해석할 수 있는 파장계에 대한 요구가 있을 수 있으며, 여기서, 줄무늬 패턴 분석이 예를 들면 피크 거리 및 상대적인 에너지와 함께 절대 파장을 추출할 필요가 있게된다. 이것은 예를 들면, 출원인의 양수인의 레이저 시스템 제품, 예를 들면 7000시리즈 및 XLA 시리즈 제품으로서 현재 판매되고 있는 유형의 파장계로 수행되며, 이것은 피크들 중에 특정한 하나로 고정시키는 것으로 변형되고 그것이 어떤것인지 식별한다.
본 발명의 실시예의 측면에 따른 전체, 시스템은 예를 들면, 도 5에 예시로써 그리도 부분적으로 개략적으로 도시된 것과 같이, 종래 선 협소화 모듈("LNM")(102)내에 포함된다. 도 5를 참조해보면, 상기 LNM(102)을 포함하는 레이저 시스템이 또한 도시되어 있고, 이것은 예를 들면, 레이저 챔버(60)를 포함할 수 있고, 예를 들면 종래기술에 공지되고 이해되는 레이저 챔버(60), LNM(102), 및 출력 커플러(64)를 구비하는 레이징 공진기 캐비티를 형성한다. 상기 시스템은 또한 그중에서도 파장계(96)로부터의 입력을 수신하고, 그중에서도, 예를 들면 반도체 집적회로 리소그래피 툴의 출력 레이저 광 빔(66)에서의 레이저 출력 광 펄스를 수신하는 기계(도시되지 않음)에서의 적절한 양의 제어를 위해, 특히 레이저 출력 광펄스 에너지를 관리하는 고전압 펄스 파워 시스템(62)을 제어하도록 전압제어를 제공할 수 있는 레이저 제어기(94)를 또한 포함할 수 있다.
상기 LNM(102)은 예를 들면 격자 중심 파장 선택 광학장치(120), 및 예를 들면 레이저 펄스 빔을 격자(120), 예를 들면 도 5에 관해 상기 참고특허에서 기술된 것과 같은 튜닝 미러(14)에 기울이기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다.
본 발명의 측면들에 따르면, 상기 LNM(102)은 공지된 선 협소화 패키지("LNP")와는 달리 상술한 바와 같으며, 하기에서 특정한 RELAX 변조와 함께 보다 더 기술될 것이며, 이것은 예를 들면, 비여기된 광학 엘리먼트, 여기된 광학 엘리먼트, 예를 들면 에너지 균형을 조정하기 위한 추가 액츄에이터, 및 액츄에이터 드라이버 등의 하나 이상의 RELAX 격자 입사각 선택 엘리먼트를 포함한다.
본 발명의 실시예의 측면들에 따르면, 예를 들면 도 5에 도시된 것과 같은 스플릿 Rmax용 Rmax 미러(14)는 예를 들면 종축에서의 자신의 중심선(도 5에 도시된 것과 같이 평면에 있는)을 따라 세로로 분할되고, 각각의 절반에 대해 복제된 구동 메커니즘, 예를 들면 상기 인용출원 및 특허에 기술된 것과 같은 2 개의 스테퍼 모터가 될 수 있다. 도 7d에 도시된 것과 같은, 분할된 Rmax(126, 128)의 각 절반은 자신의 마운팅에 장착될 수 있고, 분리되어 격자(120) 상에서 상이한 입사각으로 펄스 빔의 공간적으로 분리된 부분을 격자(120)로 향하도록 각을 이룰수 있다. 유사하게, 도 8a에 도시된 것과 같은 구부러진 Rmax(14)는 종축 방향의 중심선(도 5에 도시된 평면에 직각)을 따라 자신의 배면에 그루브를 가지고, 유사하게, 피벗 포인트로서 상기 그루부에 관해 각 절반을 회전시키도록 방위를 맞추는 상술한 바와 같은 개별 경사 메커니즘이 제공될 수 있고, 그에 의해 상이한 입사각으로 빔의 공간적으로 분리된 부분을 격자(120)로 향하게 하고 격자로부터 2 개의 선택된 중심 파장을 다시 받을 수 있게 된다.
본 발명의 실시예의 측면들에 따르면, 예를 들면 스플릿 광학장치가 없는 고 속 디더링 기술이 또한 사용되거나, 또는 예를 들면 대안의 접근 방식으로서 스플릿 광학장치와 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예의 측면들은, 상술한 바와 같이 주어진 펄스에서 단일 대역폭 피크 스펙트럼으로, 또는 예를 들면 버스트 동안, 중심 파장과 함께 선택된 대역폭의 범위 내에서 선택된 대역폭을 유지할 때, 매우 빠른 대역폭 안정화 제어에 관해 매우 잘 적용된다.
본 발명의 일 실시예의 측면에 따르면, 78.9°의 리트로 각도, 빔에 대한 중심 파장의 어느 한 면에서의 예를 들면 ±.5pm의 스플릿 스펙트럼, 즉 1pm의 피크에서 피크까지의 거리의 스플릿 스펙트럼을 생성하는 각도의 변화를 가진 격자에 대해, 예를 들면 30X의 빔 익스팬더를 가진 상술한 출원인의 양수인의 제품으로 판매되는 유형의 LNP의 광경로에서의 여러 지점에서의 필요한 파면의 경사는 빔 익스팬더 이후에는 약 25
Figure 112012025554435-pct00001
이 되고, 빔 익스팬더 전에는 .77mR이 될 것이다.
본 발명의 일실시예의 일 측면에 따르면, 출원인은 스플릿 파면의 원방에서의 효과를 주는 예를 들면, 위상 플레이트를 활용하는(회절 광학 엘리먼트 "DOE") 원방 시스템을 가지고 수행될 수 있는, 예를 들면 상기 전체 빔에서, 전체 빔의 각 펄스에서, 2 개의 피크를 생성하는 또다른 풀 빔 방법 및 장치를 활용하는 것을 제시한다. 또는, 예를 들면, 서로 직교하는 2 개의 LNMs을 이용하는 것은 2 개의 중심 파장 스펙트럼을 생성하는 방법이 될 수 있고, 물론 2 개의 LNM에 대한 추가 비용이 있다. 그를 대신하는 근방 접근 방식은 예를 들면 이중 출력 커플러, 즉, 이중 공진기 시스템을 사용할 수 있다.
또는, 예를 들면 공간적으로 분포된 이중 스펙트럼, 즉, 하나의 스펙트럼은 빔의 하나의 공간적인 부분의 제 1 중심 파장 둘레에 있고, 또다른 스펙트럼은 빔의 제 2 공간적으로 분리된 부분의 또다른 중심파장 주변에 있는 것을 생성하는, 본 발명의 실시예의 측면들에 따른 부분적인 빔의 방법이 사용될 수 있다. 그러나 이것은 수직 스플릿 Rmax, 또는 수직 스플릿 프리즘으로 이미지를 플리핑함으로써 제공될 수 있는, 경사의 차이를 야기할 수 있다. 또한 2 개로 개별적으로 제조하는 것과는 반대로, 예를 들면, 일정한 임계값 내에서 동일한 함수의 델타파로 최적화될 수 있는 이용가능한 빔 제어 디바이스("BCD")가 없다면, 예를 들면 하나를 2개로 나눔으로써 일치되는 파면 프리즘을 사용할 필요가 또한 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예의 일측면에 따라, 배율을 가지지 않은 2개의 웨지를 사용하거나, 또는 그루브 또는 슬롯에 의해 분할되지만, 예를 들면 초음파 장치를 이용하여 2 개의 별개의 것으로 분리되는 것은 아닌 , 그리고 코팅될 필요가 없도록 예를 들면 브루스터 각도에서 동작될 수 있고, 또한 피크의 분리된 부분에의 코팅의 영향을 피할수 있는 단일 광학장치를 사용할 수 있다. 스플릿 프리즘은 광학장치의 에지까지 코팅되어야만 하며, 이것은 예를 들면 애퍼쳐 및 제 3 프리즘(챔버로부터 격자까지의 제 1 프리즘) 사이의 인터페이스에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 측면의 또다른 대안은 예를 들면 수평 스플릿 Rmax가 될 수 있다. 위상 플레이트, 즉, 탑 대 기저의 프리즘의 각도의 변환이 또한 사용될 수 있다.
또다른 대안으로서의 접근 방식은 예를 들면 복수의 펄스가 있는 레이저 빔, 즉, 펄스-투-펄스 또는 실질적으로 펄스-투-펄스 기반인, 예를 들면 펄스의 버스트 또는 연속한 펄스가 될 수 있는 일련의 펄스 내에서의 시간 종속적인 상이한 대역폭을 제공하는 것이다. 이것은 예를 들면, 주기적으로 하나 걸러서 하나의 펄스마다 조금씩 Rmax를 디더링함으로써 파면 변화를 집어넣음으로써 달성될 수 있다. 이것은 또한 펄스에서 펄스로 차동으로 여기된, 여기 광학 엘리먼트를 이용하여 달성 될 수 있다. 이러한 접근 방식은 시간적으로 분리되지만 공간적으로는 분리되지 않는, 또는 공간적으로 분리되는 인트라-펄스 솔루션에 대한 리소그래피 툴에서 보여지는 효과에 매우 근접하게 될 수 있다.
본 발명의 실시예의 측면에 따른 요구사항은, BW 제어와 독립적으로 적어도 2pm까지의 조정가능한 거리로, 풀 빔을 이용하여, 바람직하게는 단일 펄스 내에서피크 밸런싱을 하는 능력을 포함한다. 단일-펄스는 상기 스캐닝 프로세스와 상호작용이 있는 최소한의 기능을 제공한다. 비여기된 광학 엘리먼트의 기계적 디더링으로 각 피크에서의 BW를 얻기위해, 예를 들면 디더링 메커니즘에 대해 거의 완전한 직사각형의 드라이브가 필요하거나, 또는 물에서 각 스펙트럼의 콘트라스트 손실때문에 DOF의 이점이 감소될 수 있다.
본 발명의 실시예의 측면에 따르면, 예를 들면, 음향-광학 플레이트 또는 다른 여기된 광학 엘리먼트가 바람직한 접근방식이 될 수 있다. 이것은 예를 들면 변조된 주파수 및/또는 진폭이 될 수 있고, 예를 들면 펄스-투-펄스 기반의 중심 파장 제어를 가지는 우수한 다중 피크를 제공할 수 있다. 부가하여, 용융된 실리카 또는 석영으로 만들어진, 물질, 음향-광학 크리스탈, 또는 상술한 기타 물질을 통과하는 음향 전단파를 조종하는 기술이 사용가능하다. 이러한 조종은 초음파 변 환기의 위상배열을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들면 브래그 셀에서 브래그 법칙, 즉
Figure 112006095398723-pct00002
, 여기서
Figure 112006095398723-pct00003
는 음향-광학 디바이스에 입사하는 각도, d는 브래그 산란이 발생하는 원자의 층들 사이의 수직 거리, n은 짝수인 정수인, 브래그 법칙을 따르기 위해, 각 개별적인 중심 파장에 대해 음향 광 크리스탈을 이동시킬 필요가 있다. 이것은 브래그 셀 광학장치의 출력의 기하학적으로 선택된 오더로 에너지 강도를 유지시킬 수 있게한다. 즉, 브래그 셀에 의해 달성되는 파면 분할은 제 1 주파수의 음향 여자
Figure 112006095398723-pct00004
에 대응한 격자상의 제 1 입사각과, 제 2 여자/여기 주파수
Figure 112006095398723-pct00005
에 따른 제 2 격자 입사각을 제공한다. 그러나,
Figure 112006095398723-pct00006
에서
Figure 112006095398723-pct00007
로 주파수를 변경하는 것은 브래그 법칙에 들어맞는 조건을 만족시키는 것을 변경시킬 수 잇고, 이것은 음향-광학 디바이스 자체의 이동없이, 일정한 편차를 일으켜, 예를 들면,
Figure 112006095398723-pct00008
에서
Figure 112006095398723-pct00009
로의 출력의 훨씬 더 작은 분리각을 달성할 수 있게 하고, 또한 상기 음향-광학 디바이스의 효과에 의해 만들어지는 간섭 패턴에서의 에너지 분포를 야기할 수 있다. 따라서, 최대의 전이된 에너지양(효율성의 목적으로)을 가지기 위해 기하학적으로 튜닝된 선택된 오더가 조금 상이한 진폭의 중심 파장 피크를 주는 것을 매우 조금씩 변화시킬 수 있다. 그러나, 이것은 변환기의 위상배열을 사용하여 예를 들면 상기 브래그 셀 음향-광학 디바이스와 같은, 여기된 광학 장치에 대해 여기를 제공함으로써 조절될 수 있다. 상기 위상 배열은 종래 기술의 음향-광학 디바이스에서 알려진 바와 같이,
Figure 112006095398723-pct00010
에서
Figure 112006095398723-pct00011
로의 브래그 셀 자체를 이동시킬 수 있게 하기 위해 여기 파를 음향-광학 크리스탈에서 조종하는데 에 사용될 수 있다. 예를 들면 브래그 셀 음향-광학 디바이스와 같은 여기된 광학 장치의 출력의 추가적인 파면의 처리는 또한 종래기술의 음향-광학장치에 공지된 바와 같이, 위상 배열을 주파수 슬리핑함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 측면에 따르면, 도 7a에 도시된 것과 같은 예를 들면 LNM(102)에서의 파면 스플리터(100)를 제공하는 것에 대한 하나의 접근 방식은, 레이저 빔 펄스의 제 1 공간적으로 정의된 부분(116)이 입사되고 굴절되어 출력 빔의 제 1 공간적으로 정의된 부분(104)을 그 위에 형성하기 위해 단일 웨지(140)와, 출력 빔(106)의 제 2의 공간적으로 정의된 부분(106)을 형성하는 굴절 없이 빔의 제 2의 공간적으로 정의된 부분(118)이 그를 통해 통과하는 애퍼쳐(142)(광학 엘리먼트가 없는)를 이용할 수 있다. 상기 웨지(140)와 애퍼쳐(142)를 구비하고, 상기 애퍼쳐(142)를 통과하는 편향이 부족한 비여기된 광학 파면 스플리터(100)를 통과하는 빔 부분(116, 119)의 상이한 편향은, 제 1 선택된 중심 파장을 가진 공간적으로 정의된 부분(116)과 제 2 선택된 중심파장을 가진 공간적으로 정의된 부분(118)을 가진 출력 빔이 상기 격자(120)로부터 빔 익스팬더(124)로 돌아가도록 한다.
본 발명의 실시예의 측면에 따르면, 파면 스플리터(100)와 같이, 다른 기능이 도 7b에 도시된 것과 같이 예를 들면 스플릿 프리즘(110)을 이용할 수 있다. 각 분리된 절반(112, 114)이 다른것에 대해 회전하거나 조금 경사를 질수 있도록(즉, 회전되도록) 및/또는 그 중에 하나만 스스로 회전할 수 있는 마운팅(도시되지 않음) 상의 다른 것에 대해 회전될 수 있도록 상기 스플릿 프리즘(110)은 상부 절반(112)과 분리된 하부 절반(114)(도면에 도시된 바와 같이 그들의 방위만을 참조 하여 이해되도록 상부와 하부가 되고, 실제 구현에서는 방위를 제한하지 않음)으로 분할될 수 있다, 하나의 프리즘(112)은 마운팅(도시되지 않음)에 고정된 다른 프리즘(114)으로 마운팅에 대해 회전할 수 있다. 이러한 차이는 2 개의 프리즘 절반(112, 114)의 상대각도에 대해 격자(120)를 향해 그리고 격자(120)로부터 멀어져 각도에서의 변화를 가져오고, 제 2 빔 부분(118)에 대해 제 1 빔 부분)(116)에서의 선 중심의 차이를 야기한다. 상기 그결과가 되는 레이저빔(130)은 빔의 상부(116)에 대해 하나의 선-중심과 빔의 하부 부분(118)에 대해 다른 하나의 선-중심을 갖는다.
본문에서 논의된 비여기된 스플릿 분리된 또는 스플릿 그루브 광학 엘리먼트 모두에 대해서는, 다른 하나에 대해 이러한 비여기된 광학 엘리먼트의 한 부분을 차동회전시키거나 경사를 기울이는 것이 잠재적으로 상기 2 개의 선택된 중심 파장 및 그에 따른 피크에서 피크까지의 거리를 변화시킬 뿐만 아니라, 상기 피크 사이에 위치한 중심 파장도 변화시킬 것이다(동일한 원리가 3 개 이상의 피크에 적용된다.)는 것이 이해될 것이다. 중심 파장을 변화시키는 것은 바람직하지 않기 때문에, 이러한 비여기된 광학 엘리먼트를 위한 제어 시스템은, 상기 비여기된 광학 엘리먼트의 여러부분의 각각의 변위를 조정하고, 또한 예를 들면 Rmax에서 빔의 각각의 생성된 공간적으로 정의된 부분의 편향을 개별적으로 제어하면서, 복수의 피크사이에서 원하는 중심 파장을 유지시켜야만 한다.
스플릿 Rmax(122)에 대해 또다른 기능으로는 도 5에 도시되고, 상술한 바와 같이 표준 Rmax 광학 장치(14)가 있다. 이러한 변경과 함께, 미러(122)의 일부 분(126)은, 상이한 각도로 격자(120)에 입사한 상이한 반사(104, 106) 때문에, 다른 부분(128)에서 빔의 탑의 절반(116)과 기저의 절반(118)에 대한 2 개의 상이한 선-중심으로 향하도록 차동적으로 각도가 조정될 수 있다.
출원인에 의해 테스트된 것과 같이, 빔(130)의 절반(116, 118)으로 공간적으로(시간적으로는 아닌) 분리된 빔에서, 그 결과로 생겨난 스펙트럼은, 빔(116)과 빔(118) 부분에서의 각각의 피크가 격자(120)의 전체 애퍼쳐의 절반 만을 사용한다는 사실때문에, 원래의 단일 피크와 거의 동일한 예를 들면, FWHM에서 측정된 것과 같은 대역폭의 2 개의 피크로 구성된다. 이것은, 상기 미러(14)의 절반만이 사용될 때(스플릿 Rmax(122)로 분할될 때) 다이버전스 또는 무지개 효과가 절반까지 감소되는 오프셋 효과와, 각 개별 피크의 대역폭을 증가시키는 경향이 있다. 상기 2개의 효과들은 일반적으로 서로를 상쇄시키고, 그 결과로 나타나는 스펙트럼은 공간적으로 빔을 분리하지 않는 원래의 단일 피크와 동일한 스펙트럼 폭을 가진 2 개의 피크로 구성된다. 부분(116)에서의 제 1 중심 파장과 부분(118)에서의 제 2 중심 파장에서의 스펙트럼 피크 사이의 거리는 예를 들면 스플릿 Rmax(122)의 부분(126, 128)의 차동 포지셔닝에 기인한 격자(120)에 대한 상이한 입사각의 함수이다.
도 7c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 다른 예시적인 기능은 한 쌍의 웨지, 예를 들면 이중 브루스터 웨지(150, 152)를 활용하는 것이고, 이것은 또 도 7c에 도시된 회전축에 대해 서로에 대해 상대적으로 위치할 수 있고, 또 상술한 바와 같이 다른 하나를 고정시키면서 하나를 이동시키거나 또는 동시에 2개 모두를 이동시 킴으로써 배치시킬 수 있다. 그런 다음 이것은 빔 일부분(116, 118)으로부터 2 개의 출력(104, 106)을 생성하는 효과를 가지고, 격자로부터 돌아온 빔 부분(116, 118)에서 상이한 중심 파장에서 중심의 상이한 스펙트럼 피크를 생성한다.
유사하게, 도 8a-c에서, 빔의 공간적으로 분리된 부분, 예를 들면 제 1 사이드 부분(116')과 제 2 사이드 부분(118')을 제공하고, 그에 의해 각 사이드 부분(116', 118')이 개별 중심 파장에서 중심의 개별 스펙트럼을 포함하는 기술이 도시된다. 예를 들면, 도 8a에는 절반부들이 완벽하게 분리되지 않고, 도 9에서 보다 상세하지만, 역시 개략적으로 도시된 광학 장치(122')의 비반사 측면에 형성된 그루브 또는 V 슬롯을 가질 수 있는 구부러진 또는 스플릿 Rmax(122')가 개략적으로 도시되었다. 이러한 방식으로, 상기 광학 장치(122')는 차동적으로 편향되거나 또는 다른 것(128')이 고정으로 남겨지면서 한 측면(126')은 편향될 수 있고, 그에 의해 우측 면(118')과 좌측면(116')을 가진 빔(130)을 형성한다(도 8a-c에 우측과 좌측이 도시되었지만 실제 구현을 한정하는 것은 아니다). 이것은 격자상에 입사한 절반의 빔(106', 104)을 형성한다. 도 9에 도시되고, 상술한 비여기된 광학 엘리먼트 빔 파면 스플리터 모두에 대해 참인 것 처럼, 상기 빔(130)은 반드시 단일 파면으로 광학 장치(122') 상에 입사하고, 공간적으로 분리된 부분(116', 118')은 차동적으로 반사/전송 되어 상이한 입사각으로 격자상에 각각 입사하는 2개의 공간적으로 분리된 파면을 반드시 형성한다.
유사하게, 격자(120')는 그 자체가 분할되거나, 슬롯팅되거나, 또는 홈을 만들거나 또는, Rmax(122')에 대해 상기에서 논의된 바와 같이 종래 기술에 공지된 것처럼, 구부러지거나 편향되어, 구부러지지 않은 격자(120') 상의 단일 입사각과, 상이한 중심 파장에서 상이한 스펙트럼을 가진 격자(120')의 상이한 부분으로부터의 반사(104', 106')의 결과로써, 빔(130)의 제 1 면과 제 2 면 상에 2 개의 별개의 빔의 부분을 가진 빔으로 돌아온다. 도 8c에 개략적으로 도시된, 또다른 가능한 실시예는, 예를 들면 직선의 격자(120) 상에 입사하는 2 개의 빔(106' 104')을 형성하는 빔(118' 116')의 우측 및 좌측 부분을 가진 슬롯팅되거나 또는 홈이 있는 다면체 웨지(150)가 될 수 있다.
예를 들면, 피크의 중심 파장이 선택가능한 반면에, 격자로부터 돌아온 빔의 피크 사이의 거리는가 튜닝가능한 Rmax로부터 격자(120)로의 추가적인 반사와 함께 상수로 유지되도록 하기 위해, 도 8a-c의 실시예는 강체, 즉 개별적으로 회전가능하지 못한다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 실시예의 측면에 따른 또다른 가능한 접근 방식은, 샷-바이-샷 기반 또는 각 샷 내에 선-중심을 이동시킬 수 있도록 하는 여기된 광학 엘리먼트, 예를 들면 도 1, 3, 4, 및 6에 개략적으로 도시된 브래그 셀(170)과 같은 음향-광학 엘리먼트(100)이다. 이러한 개념을 이용하여, 예를 들면 하나 걸러 하나씩 브래그 셀을 한 펄스에서는 비여기된것으로 그 다음 펄스에서는 여기된 것으로 하는 등의 선-중심 디더링에 의해 형성될 수 있다. 이러한 디더링은 리소그래피 스캐너에 의해 현재 사용되는 최단거리의 노출 윈도우와 호환되어야 한다. 또는 그것은 단일 펄스내에서, 특정한 펄스를 구비한 빔 전체에 걸쳐 공간적으로 상이한 복수의 중심 파장들에 대해 중심에 위치한 시간적으로 분리된, 즉 상술한 바와 같이 공간적인 탑 절반부와 기저 절반부가 아닌 복수의 스펙트럼을 효과적으로 생성하기 위해 충분히 높은 속도로 예를 들면 브래그 셀 음향-광학 엘리먼트와 같은 음향-광학 엘리먼트 등의 여기된 광학 엘리먼트를 여기시킬 수 있다. 이것은 "스미어링(smearing)", 즉, 제 1 중심 파장과 제 2 중심 파장 사이의 다소 연속적인 중심파장을 통과해 이동하도록 야기 하지만, 유효하게 될 수 있고, 한 펄스에서는 제 1 에서 제 2로 스미어링하고 다른 한 펄스에서는 제 2에서 제 1로 스미어링함으로써, 또는 펄스 시간내에 일정한 기준으로 제 1 및 제 2 그리고 적어도 하나의 중간의 "피크"를 포함하는 여러개의 중심 파장 피크들을 제 1 및 제 2 시뮬레이팅하는 사이의 하나 이상의 중간의 중심 파장에서 스미어링하는 데 있어서 약간의 간격으로 유효하게 확장될 수 있다. 이러한 실시예에서 제 1 및 제 2 "피크"는 상술한 바와 같이 실제로 분리된 중심 파장 피크가 있는 것이 아니며, 단일 펄스 내에서 스미어링된 스펙트럼에서 시작 및 끝단의 "피크"가 있다는 것이 이해될 것이다.
또한, 음향-광학 선-중심 제어를 통해, 예컨대, RELAX가 필요하지 않을 때, RELAX의 대안으로 또는 RELAX와 함께, 빠른/예민한 선-중심 제어를 달성할 수 있다. 이러한 제어를 통해, 파장의 시그마 성능은 극적으로 향상될 수 있다. 예컨대, 선-중심의 변동으로 유도된 선-중심 처프(chirp) 및 진동은 Rmax의 적절한 기계적 마운팅으로, 그리고, 예컨대, 4KHz의 레이저 시스템을 위한, 예컨대, 4000Hz 범위의, 기계적 및 압전 경사 제어와 결합되어, 거의 제거될 수 있다. 그러나, 펄스-투-펄스 또는 실질적인 펄스-투-펄스의 센터 파장을 디더링하기 위해 여기된 광학 엘리먼트를 사용하는 것은 기계적으로 디더링하는 것을 능가하여 상당한 개선이 될 수 있다.
예로써, 분리된 펄스-투-펄스의, 복수의, 예컨대, 2개의, 편향된 빔을 전달하는 음향-광학 시스템이 도 3에 도시되어 있다. 이 복수의 분리 편향(172, 174) 중 각각의 하나는 광학장치(170)에의 여기에 따라, 예컨대, 편향(172)에 대한 초음파의 주파수(ω1) 및 편향(174)에 대한 초음파의 주파수(ω2)에 따라 발생한다. 이 편향들은 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같은 구성에서, 빔 익스펜더 내의 제 1 프리즘에 제공될 수 있다. 이러한 배열은, 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같은, LNP 내의 다양한 위치에서, 또한, 빔 익스팬더(124) 및 튜닝 미러(14) 내의 최종 프리즘 사이에 필수적으로 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 음향-광학 디바이스(170)는, 예컨대, 구형파를 산출하는 신호 제너레이터에 의해 차례로 구동될 수 있는 전압 제어 오실레이터("VCO")에 의해 구동되는 신호 증폭기(182)에 차례로 연결된 단일 초음파 변환기(176)에 의해 구동될 수 있다. 이것은 2개의 상이한 ω들, 즉, 음향-광학 엘리먼트(170)에 대한 2개의 상이한 편향 상태를 나타내는 VCO의 출력을 가지고, 일부 주파수, 예컨대, 4KHz 펄스 반복률의 레이저 출력을 위해 4KHz에 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 형태의 웨이브 스플리팅 디바이스는 레이저 시스템의 나머지 부분에 필수적으로 일정하게 턴온 및 턴오프 될 수 있다는 점이 큰 장점이다. 이 디바이스가 온일 때는, VCO(184)에 응답하여, 예컨대, 변환기(176)에 의해, 음향-광학 디바이스(170)에 적용된 주파수/진폭 조합 또는 많은 여자 주파수의 수를 기초로, 예컨대, 펄스-투-펄스의, 복수의 상이하게 편향된 빔이 있고, 음향-광학 디바이스의 모든 여자/여기가 제거된 때에는, 전체적으로, 시간적 그리고 공간적으로 동일한 굴절률로 인해 오직 단일 출력 빔만이 야기된다.
상술한 방법에서, 상대적으로 빠른 스탭퍼 모터(82)는 격자(120)로부터 복귀된 광의 중심 파장을 튜닝하도록, 예컨대, 빔 익스팬더(124)로부터 격자에 입사할 때, 예컨대, 튜닝 미러 상에 입사하는 입사 광의 각을 바꾸기 위해, 도 5에 도시된 화살표의 방향으로 튜닝 미러(14)를, 예컨대, 경사를 줄 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 5A에 도시된 바와 같은 PZT 드라이버(80)는 매우 신속한 경사 변화를 위해, PZT 드라이브 볼(76)에의 압전 여기에서 상대적으로 매우 신속한 변화를 사용하여 훨씬 더 신속한 틸트 변화를 만들 수 있다. 기계적 공진 등에 민감한 스탭퍼 모터 및 기계 링크, 및 PZT 드라이브의 특정 한계 내에서, 상술된 시스템은 예컨대, 4KHz이상의 펄스 반복률에서, 각각의 선택된 펄스의 중심 파장을 적어도 이론적으로 적어도 변화시킬 수 있다. 그것은 4000Hz에서 조차도 실질적인 모든 펄스, 예컨대, 매 4번째 펄스마다, 중심 파장을 확실하게 변화시킬 수 있어서, 일련의 펄스에 걸쳐 통합된 실제 영향은 집적회로 리소그라피 툴의 동작이 고려되는 한, 펄스-투-펄스 변화와 같다.
격자(120)는, 예컨대, 입사 광의 파면을 따라 격자의 면을 조정함으로써, 예컨대, 빔 질 제어용 밴딩 메카니즘(78)을 가질 수 있고, 이 격자 밴딩 메카니즘은 액티브 BCD용, 예컨대, 스탭퍼 모터에 의해, 예컨대, 외부적으로 구동될 수 있다. LNP 컴포넌트는 본 발명에 참조로 합치된, 2004년 3월 23일에 출원된, 동시계류 중 인, 출원번호 10/808,157, Attorney Docket 2003-0022-01, "DUV LIGHT SOURCE OPTICAL ELEMENT IMPROVEMENTS"에 서술된 바와 같이 개선될 수 있다.
본 출원인에 의해 의도된 또 다른 가능성은 복수의 분리된 부분으로 빔을 공간적으로 분리하고 펄스-투-펄스 기준으로 그것을 디더링하는 것, 즉, 각 펄스에 대해 또는 실직적으로 각 펄스에 대해 그 펄스의 각각의 공간적 부분에 대한 선택된 중심 파장을 바꾸거나, 또는 각각의 주어진 펄스 내의 각각의 복수의 공간적으로 분리된 빔 부분을 시간적으로 디더링하는 것, 그리고 펄스-투-펄스 기준으로 각각의 펄스의 각각의 공간적 부분의 시간적 디더링을 변화함으로써 그 둘을 결합한 것일 수 있다.
지금부터 도 12를 참조하면, 스플릿 빔 RELAX 시스템(200)을 구비한, 본 발명의 일 실시예의 측면을 개략적으로 도시하고 있다. 시스템(200)은, 예컨대, 레이(240, 250)를 포함한 레이저 펄스 빔의 공간적으로 분리된 부분에 위치된 한 쌍의 웨지(202, 204)를 포함할 수 있다. 웨지(202, 204)는 각각의 여기된 광학 엘리먼트 ,예컨대, 음향-광학 엘리먼트(220, 222)에 의해 돌아올 수 있다. 각각의 웨지(202, 204)는 레버 암(230) 및 압전 드라이버(232)를 각각 튜닝하는 메커니즘에 의해 개별적으로 기울여질 수 있다. 예컨대, 상기 두 웨지가 레이(240, 250)를 수신하는 앞 표면은 깨지지 않도록 남겨두고, 웨지(202, 204)를 형성하는 재료의 뒤를 잘라낸 그루브 또는 슬롯(21)에 의해, 단일 광학 재료, 예컨대, CaF2 또는 MgF2로 형성된 경우에, 각 웨지의 분리된 경사는 용이할 수 있다. 상기 여기된 광학 엘리먼트(220, 222)는 각각의 드라이버(224)에 의해 구동될 수 있다.
작동시, 도 12의 시스템(200)은, 각각의 웨지/여기된 광학 엘리먼트 어셈블리(202, 220, 및 204, 222)를 포함한, 개별적으로 구동되는 어셈블리에 의해 결정되는 것과 같이, 각 레이(240, 250)의 입사각에 따라 각 웨지에서 굴절된 각 웨지 부(202, 204)의 수신 표면에서 레이(240, 250)를 수신하고, 그런 다음, 예를 들면 격자에 입사된 후, 예컨대, 두 개의 분리된 새로운 레이 쌍(244, 246, 및 254, 256)을 형성하기 위해, 각각의 유도된 광학 엘리먼트(220, 222)에서 변조됨(도 12에 도시되지 않음)을 알 수 있을 것이다. 이것은 펄스-대-펄스 기준으로 발생하도록 구동될 수 있다. 어셈블리(202, 220, 및 204, 222)는 펄스-대-펄스 기준보다 적게, 예컨대, 하나 걸러 하나의 펄스, 또는 매 4번째 펄스마다 구동될 수 있고, 반면, 유도된 광학 엘리먼트(220, 220)는 펄스-대-펄스 기준 또는 그것의 다른 가능한 조합으로 구동될 수 있다. 또한, 유도된 광학 엘리먼트는 선택된 어셈블리(202, 220, 및 204, 222)의 임의의 디더링과 결합하여 단일 펄스 내의 복수의 출력 레이(244, 246, 및/또는 254, 256) 사이에서 스미어링 될 수 있다. 또한, 동작시, 유도된 광학 엘리먼트는 각 펄스 내에서 또는 펄스-투-펄스로 동일한 방법으로 또는 상이한 방법으로 변조될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
지금부터 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 측면에 따른, 도 12의 시스템과 매우 동일한 방식으로 동작가능한 스플릿 빔 FELAX 시스템(260)에 대한 대안의 배열이 도시되어 있다. 시스템(260)은, 예컨대, 도 7(d) 및 8(a),에 관해 상술한 바와 같은, 스플릿/구부러진 Rmax(264)에 입사될 수 있는 각각의 유도된 광 학 엘리먼트의 출력(282, 284 및 292, 294)을 형성하도록 변조된, 예컨대, 레이(280, 290)를 포함하는 레이저 펄스 빔의 경로 내에 있는 여기된 광학 엘리먼트, 예컨대, 전기- 또는 음향-광학 엘리먼트(262)를 포함할 수 있다. 이것은 격자로(도 13에 도시되지 않은), 예컨대, 전기-기계 및 압전 드라이버(도 13에 도시되지 않은)에 의해, 상술한 바와 같이, 각각 개별적으로 구동되는 스플릿/구부러진 Rmax(264)의 우측부(268) 및 좌측부(266)에 의해 차동적으로 반사된 2세트의 레이(282, 284, 및 292, 294)를 야기할 수 있음이 이해될 것이다. 도 12에 관해 상술된 여기된 광학 엘리먼트 변조와 결합된 스플릿 빔에 대한 상이한 펄스-투-펄스 및 인트라-펄스 가능성은 도 13에 도시된 실시예의 측면에 따른 시스템(160)의 활용에 사용가능함이 이해될 것이다.
당업자들은 청구범위의 취지 및 범위를 벗어나지 않은 본 출원에 개시된 본 발명의 실시예의 측면들에 대한 많은 수정 및 변형이 만들어질 수 있고, 첨부된 청구범위는 본 출원에 개시된 본 발명의 실시예의 측면에 제한된 것으로 간주되어서는 안된다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 미래의 기술은, 예컨대, 단일 펄스내에서 시간적으로 공간을 두고있는 복수의 상이한 중심 파장 스펙트럼을 사용하기 위해, 예컨대, 격자로의 빔의 입사각을 보다 신속하게 수정하는 것과 같은 것을 보다 신속하게 촉진할 수 있다. 본 출원에 언급되지 않은 상이한 중심 파장을 가진 공간적 부분으로 빔을 공간적으로 스플리팅하기 위한 상기 언급된 기술 조합은, 또한 본 출원에서 알 수 있고, 첨부된 청구범위의 범위 및 취지에서 제외되지 않아야 함을 당업자들은 알 것이다. 또한, 예로서, 경사 메카니즘은 단일 마운트, 즉, 전 체 마운트를 기울이는 것에 의한, 모든 복수의 엘리먼트에 대한 일반적인 경사 메커니즘이 될 수 있고, 반면에, 상기 마운트는 마운트에 대해 기울여진 하나 이상의 엘리먼트를 가질 수있는 능력을 포함할 수 있고, 이와 다른 틸팅 메카니즘이 시간의 흐름에 따라 펄스에서 펄스까지, 상이하게 사용될 수 있다. 또한, 경사를 지게하는 것은 임의의 펄스 빔 또는 공간적으로 분리된 빔의 편향된 형태에 대해, 예를 들면 단면, 예를 들면 빔의 일부 또는 모두가 입사하고, 펄스 내에 또는 펄스-투-펄스로 공간 또는 시간으로 분리된 빔의 다른 부분과 조합하는 것을 포함하고, 여기된 광학 엘리먼트가 아닌 이러한 다른 엘리먼트와 조합하는 것을 포함하는 상술한 여러 여기된 광학장치에 대해 특징적이라는 것을 이해해야한다. 상기 모든 것들은 펄스-투-펄스 및/또는 펄스 내부에서 공간적으로 또는 시간적으로, 또는 공간적 및 시간적으로 분리된 부분을 가진 펄스와 함께 빔을 복귀시키기위해, 예컨대, 분산 파장 선택 광학 장치, 예컨대, 격자상에 입사하는 공간적으로 및/또는 시간적으로, 또는 공간적 및 시간적으로 분리된 부분으로의 레이저 광의 펄스의 입사 빔을 분리하는 원하는 효과를 수행할 수 있다. 그 다음, 이러한 광은, 예컨대, DOF 능력을 향상하기 위해, 각 펄스 내부에, 또는 펄스-투-펄스에서 상이한 스펙트럼의 피크를 가진 집적회로 리소그라피 툴로 최종적으로 전달될 수 있다. 유사하게, 튜닝 엘리먼트, 예컨대, 광학장치를 설치하는 것 또는 위치지정하는 것, 분산 파장 선택 엘리먼트는, 예컨대, 격자에 입사되기 위해 차동 반사 또는 다른 전송을 일으키기는 하나 이상의 복수의 위치에서, 예를 들면 여기된 광학 엘리먼트, 예를 들면, 음향-광학 엘리먼트에 의한 상기 편향을 포함하기 위해 전체적으로 이해되어야 한다.
또한, 입사각 선택 수단이 펄스-투-펄스 기준으로 복수의 선택된 중심 파장 스펙트럼 사이에서 디더링하기 위해 사용될 수 있음이 상기 내용으로부터 이해될 것이다. 이것은, 예를 들면, 적어도 제 2 부분에서부터 상이하게 차동으로 이동가능한 적어도 제 1 부분을 가진 튜닝 메카니즘을 사용하고, 그리고, 펄스-투-펄스 기준으로 이 둘을 유지하는 어셈블리의 경사 각 또는 이 둘 사이에 차동 변위를 변조함으로써 수행될 수 있다. 또한, 주어진 펄스의 시간적인 듀레이션 동안 제 1 θ 및 제 2 θ 사이에서 연속적으로 변조하거나, 제 1 θ 및 제 2 θ사이에서 플립하거나 스냅하는, 예컨대, 여기된 광학 엘리먼트를 사용하여, 수행될 수 있는, 주어진 펄스의 시간적인 듀레이션 동안 하나의 선택된 중심 파장에서부터 적어도 하나의 다른 중심 파장으로, 스미어링하지 않고, 디더링하는 것이 가능하다. 또한, 선택된 중심 파장을 가지기위한 빔을 포함한 펄스의 공간적으로 정의된 부분, 및 제 2 중심 파장 스펙트럼을 가지기 위한 빔을 포함한 펄스의 적어도 하나의 다른 공간적으로 정의된 부분, 또는 이들의 조합을 선택하는 것이 가능하다. 이것은, 예컨대, 출력 레이저 광 펄스 빔이 제 1 중심 파장 스펙트럼을 가진 제 1 펄스 및 적어도 제 2의 선택된 중심 파장 스펙트럼을 가진 제 2 펄스를 포함하거나, 또는 각각 2개의 선택된 중심 파장 스펙트럼을 가진 복수의 펄스를 포함하거나, 또는 제1 쌍의 선택된 중심 파장 스펙트럼을 가진 제 1 펄스 및 제 1 펄스 내의 것들과 적어도 제 2 펄스 내의 하나 이상의 선택된 파장이 다른 제 2 쌍의 선택된 파장 스펙트럼을 가진 적어도 제 2 펄스를 포함할 수 있는 방법에 의해, 수행될 수 있다. 펄스의 전체 공간적 분포에 대해 선택된 중심 파장이 펄스의 시간적 분포 동안, 예컨대, 제1 및 제2 중심파장 사이에 적어도 하나의 피크를 가진 것으로 나타나는 각각의 펄스에 걸쳐 통합된 스펙트럼을 주기 위해, 연속적인 방법으로, 또는 적어도 이 방법에 따른 약간의 간격을 가지고, 제 1의 선택된 중심파장에서부터 제2의 선택된 중심 파장으로 변화되는(스미어링되는) 적어도 하나의 펄스를 생성하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 상기 변형 및 조합은 펄스에서 펄스로 발생될 수 있다. 예를 들어, 복수의 중심 파장 사이에서 펄스에서 펄스로 디더링하는, 또는, 예컨대, 동일한 또는 상이한 방향(중심파장을 증가시키는 방향 또는 중심파장을 감소시키는 방향)으로, 및/또는 상이한 중심 파장 사이에서, 일 펄스동안 스미어링하는, 그리고, 동일한 또는 상이한 방향, 또는 일부는 동일하고 일부는 상이한 방향으로, 적어도 제 2 펄스 내의 상이한 중심 파장 사이에서 스미어링하는, 각 펄스의 복수의 공간적으로 분포된 부분을 생성하는 것이 가능하다.

Claims (64)

  1. 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템으로서, 선택된 펄스 반복율에서 레이저 출력 광 펄스를 구비하는 빔을 생성하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
    분산 중심 파장 선택 광학장치 상에서의 각각의 펄스를 포함하고 있는 레이저 광 펄스 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정되는, 각각의 펄스에 대한 적어도 하나의 중심 파장을 선택하는 리트로 구성(Littrow configuration)의 상기 분산 중심 파장 선택 광학장치; 및
    상기 분산 중심 파장 선택 광학장치 상에서의 각각의 펄스를 포함하는 상기 레이저 광 펄스 빔의 적어도 하나의 입사각을 선택하도록 동작하는 튜닝 메커니즘;
    을 포함하고,
    상기 튜닝 메커니즘은, 각 부분이 적어도 2 개의 상이한 선택된 중심 파장중에 하나를 가지는, 복수의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분을 구비한 레이저 광 펄스를 리트로 구성의 상기 분산 중심 파장 선택 광학장치로부터 복귀시키기 위해 상기 레이저 광 펄스의 상이한 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분에 대한 입사각을 각각 정의하는 복수의 공간 입사각 선택 엘리먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 공간 입사각 선택 엘리먼트에 대한 각도 제어 메커니즘을 더 포함하고, 상기 각도 제어 메커니즘은 자신의 공간 입사각 선택 엘리먼트의 속성을 변경시킴으로써 자신의 공간 입사각 선택 엘리먼트에 의해 정의된 입사각을 조정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각도 제어 메커니즘은 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분에 대한 각각의 입사각을 선택하는 전기역학적(electromechanical) 선택 메커니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 각도 제어 메커니즘은 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분에 대한 각각의 입사각을 선택하는 압전 선택 메커니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 각도 제어 메커니즘은 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분에 대한 각각의 입사각을 선택하는 전기역학적 선택 메커니즘 및 압전 선택 메커니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메커니즘은, 상기 빔의 단면 프로파일을 가로질러서 서로에 대해 차동으로 이동가능하고, 적어도 하나의 펄스의 듀레이션에 대해 선택된 차동으로 이동된 얼라인먼트를 유지하는 복수의 비여기된 광학 입사각 선택 엘리먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 튜닝 메커니즘은,
    적어도 하나의 펄스의 듀레이션에 대해 제 1 각도 제어 메커니즘에 의해 위치지정된 제 1 선택 엘리먼트; 및
    적어도 하나의 펄스의 듀레이션에 대해 제 2 각도 제어 메커니즘에 의해 위치지정된 제 2 선택 엘리먼트;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 각도 제어 메커니즘 및 제 2 각도 제어 메커니즘 중 하나는 고정 마운팅인 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 각도 제어 메커니즘 중 적어도 하나는 여기된 광학 엘리먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  10. 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템으로서, 선택된 펄스 반복율에서 레이저 출력 광 펄스를 구비하는 빔을 생성하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
    분산 대역폭 선택 광학장치 상에서의 각각의 펄스를 포함하고 있는 레이저 광 펄스 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 선택된 중심 파장에서 중심을 두고 있는 각각의 펄스에 대한 적어도 하나의 대역폭을 선택하는 리트로 구성(Littrow configuration)의 상기 분산 대역폭 선택 광학 장치; 및
    상기 분산 대역폭 선택 광학장치 상에서의 각각의 펄스를 포함하는 상기 레이저 광 펄스 빔의 적어도 2 개의 입사각을 선택하도록 동작하는 튜닝 메커니즘;
    을 포함하고,
    상기 튜닝 메커니즘은, 각 펄스의 각각의 시간적으로 분리되는 부분이 적어도 2 개의 상이한 선택된 중심 파장중에 하나를 가지는, 각 펄스의 복수의 시간적으로 분리되는 부분을 구비한 레이저 빔을 리트로 구성의 상기 분산 대역폭 선택 광학장치로부터 복귀시키기 위해, 상기 펄스의 상이한 시간적으로 분리된 부분에 대한 입사각을 정의하는 시간 입사각 선택 엘리먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  11. 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템으로서, 선택된 펄스 반복율에서 레이저 출력 광 펄스를 생성하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
    분산 대역폭 선택 광학장치 상에서의 각각의 펄스를 포함하는 출력 레이저 광 펄스 빔의 입사각에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 선택된 중심 파장에서 중심을 두고 있는 각각의 펄스에 대한 적어도 하나의 대역폭을 선택하는 리트로 구성(Littrow configuration)의 상기 분산 대역폭 선택 광학 장치;
    상기 분산 대역폭 선택 광학장치 상에서의 상기 각각의 펄스를 포함하는 상기 출력 레이저 광 펄스 빔의 적어도 2 개의 입사각을 선택하도록 동작하는 튜닝 메커니즘;을 포함하고,
    상기 튜닝 메커니즘은:
    상기 레이저 광 펄스의 공간적으로 분리되지만 시간적으로 분리되지 않는 부분에 대해 각각 입사각을 정의하는 복수의 공간 입사각 선택 엘리먼트; 및
    상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리되지만 시간적으로 분리되지 않는 부분 중 적어도 제 1 시간적으로 분리된 부분에 대한 적어도 제 1 입사각과, 상기 펄스의 각각의 공간적으로 분리된 부분 중 제 2의 시간적으로 분리되지만 공간적으로 분리되지 않는 부분에 대한 제 2 입사각을 각각 정의하는 복수의 시간 입사각 선택 엘리먼트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 튜닝 메커니즘은,
    적어도 하나의 펄스의 듀레이션에 대해 제 1 각도 제어 메커니즘에 의해 위치지정된 제 1 선택 엘리먼트 어셈블리; 및
    상기 적어도 하나의 펄스의 듀레이션에 대해 제 2 각도 제어 메커니즘에 의해 위치지정된 제 2 선택 엘리먼트 어셈블리;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 선택 엘리먼트 어셈블리는 공간 입사각 선택 엘리먼트와 시간 입사각 선택 엘리먼트를 구비하고,
    상기 제 2 선택 엘리먼트 어셈블리는 공간 입사각 선택 엘리먼트와 시간 입사각 선택 엘리먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메커니즘은, 개별 펄스가 적어도 2개의 중심 파장 스펙트럼을 가지는 레이저 펄스 빔의 집적된 효과를 연속한 펄스내에서 생성하는 적어도 2 개의 상이한 중심 파장 중 각각의 하나를 구비하는 선택된 대역폭을 가지는, 복수의 펄스를 구비한 레이저 빔을 분산 대역폭 선택 광학장치로부터 복귀시키기 위해, 상기 일련의 펄스 내에서 상이한 펄스에 대해 상이한 입사각을 정의하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메커니즘은, 각 부분이 적어도 2 개의 상이한 선택된 중심 파장 중 하나를 가지는, 복수의 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분을 구비하는 레이저 광 펄스를 상기 분산 중심 파장 선택 광학장치의 제 1 섹션 및 제 2 섹션으로부터 복귀시키기 위해, 적어도 제 1 섹션 및 제 2 섹션을 포함하는 차동으로 구부릴 수 있는 격자를 구비한, 상기 레이저 광 펄스의 상이한 공간적으로 분리되지만 시간적으로는 분리되지 않는 부분에 대한 입사각을 각각 정의하는 복수의 입사각 선택 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 협대역 단펄스 듀레이션 가스 방전 레이저 출력 광 펄스 빔 생성 시스템.
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