KR102213153B1 - 광빔의 코히어런스의 양의 조정 방법 - Google Patents

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Abstract

광학 시스템을 제어하기 위한 기술은 상기 광학 시스템으로부터 방출되는 펄스형 광빔의 특정 펄스의 특성의 측정값에 액세스하는 단계 - 상기 특성은 광빔의 코히어런스의 양에 관련됨 -; 광빔의 특성의 측정값을 특성의 목표값과 비교하는 단계; 이 비교에 기초하여 제어 신호를 생성할지의 여부를 결정하는 단계; 및 이 비교에 기초하여 제어신호가 생성되는 경우, 제어 신호에 기초하여 광학 시스템의 일 양태를 수정함으로써 광빔의 코히어런스의 양을 조정하여 특정 펄스에 후속되는 펄스의 코히어런스의 양을 감소시키는 단계를 포함한다.

Description

광빔의 코히어런스의 양의 조정 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2016년 9월 2일에 출원된 미국 출원 제 15/256,196 호의 우선권을 주장하며, 이 출원은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
기술 분야
본 개시는 광빔의 코히어런스의 양을 조정하는 것에 관한 것이다. 예를 들면, 이하에서 논의되는 기술은 펄스형 광빔에서 코히어런스를 감소시키거나 억제하는데 이용될 수 있다.
포토리소그래피는 반도체 회로를 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 패터닝하는 프로세스이다. 포토리소그래피 광원은 웨이퍼 상의 포토레지스트를 노광하기 위해 사용되는 심자외(DUV)광을 제공한다. 포토리소그래피용 DUV광은 엑시머 광원에 의해 생성된다. 많은 경우, 광원은 레이저원이고 펄스형 광빔은 펄스형 레이저 빔이다. 광빔은 빔 공급 유닛, 레티클 또는 마스크를 통과하고, 다음에 준비된 실리콘 웨이퍼 상에 투사된다. 이러한 방식으로, 칩 설계가 포토레지스트 상에 패터닝되고, 다음에 에칭 및 세정되고, 다음에 프로세스가 반복된다.
일반적인 하나의 양태에서, 광학 시스템을 제어하기 위한 방법은 상기 광학 시스템으로부터 방출되는 펄스형 광빔의 특정 펄스의 특성의 측정값에 액세스하는 단계 - 상기 특성은 광빔의 코히어런스의 양에 관련됨 -; 광빔의 특성의 측정값을 특성의 목표값과 비교하는 단계; 이 비교에 기초하여 제어 신호를 생성할지의 여부를 결정하는 단계; 및 이 비교에 기초하여 제어신호가 생성되는 경우, 제어 신호에 기초하여 광학 시스템의 일 양태를 수정함으로써 광빔의 코히어런스의 양을 조정하여 특정 펄스에 후속되는 펄스의 코히어런스의 양을 감소시키는 단계를 포함한다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광빔의 특성은 광빔의 발산을 포함할 수 있다. 광빔의 발산은 광학 시스템의 외부에서 측정될 수 있다.
특정 펄스에 후속되는 펄스는 특정 펄스의 직후에 후속되는 펄스일 수 있다.
제어 신호에 기초하여 광빔의 특성의 값을 수정함으로써 광빔의 코히어런스의 양을 조정하는 단계는 광학 시스템의 광학 요소에 제어 신호를 인가하는 단계를 포함할 수 있고, 광학 요소는 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 특성의 값을 적어도 부분적으로 결정하기 위해 광학 시스템에서 광빔과 상호작용하는 광학 표면을 포함하고, 제어 신호의 인가는 광학 표면을 이동시키기에 충분하다. 광학 표면을 이동시키기에 충분한 제어 신호의 인가는 광학 표면의 형상을 변화시키기에 충분한, 광학 표면의 위치를 변화시키기에 충분한, 펄스형 광빔의 전파 방향에 대한 광학 표면의 각도를 변화시키기에 충분한, 또는 광학 표면의 곡률을 변화시키기에 충분한 제어 신호의 인가를 포함할 수 있다. 광학 표면은 복수의 부분을 포함할 수 있고, 제어 신호의 인가는 광학 표면의 복수의 부분 중 적어도 하나를 다른 부분 중 적어도 하나에 대해 이동시키기에 충분하다.
일부의 구현형태에서, 광학 시스템의 동작 상태가 결정되고, 이 동작 상태는 하나 이상의 동작 파라미터와 관련되고, 비교에 기초하여 제어 신호가 생성되지 않는 경우, 광빔의 특성의 측정값은 결정된 동작 상태에 대한 특성의 요구되는 값으로서 선언될 수 있다. 결정된 동작 상태에 대한 특성의 요구되는 값으로서 광빔의 특성의 측정값을 선언하는 단계는 동작 상태의 동작 파라미터와 관련되는 측정값을 포함하는 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 파라미터는 광학 시스템의 이득 매질(gain medium)의 압력, 광학 시스템의 이득 매질의 온도, 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 반복률(repetition rate), 및 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 특성의 값을 적어도 부분적으로 결정하기 위해 광학 시스템의 광빔과 상호작용하는 광학 표면을 포함하는 광학 요소에 가해지는 힘의 양 중 하나 이상을 포함한다. 광학 시스템의 동작 상태의 현재의 동작 상태로의 변화의 표시가 수신될 수 있고, 현재의 동작 상태에 대한 특성의 요구되는 값은 저장된 데이터로부터 결정될 수 있고, 목표값은 결정된 원하는 값으로 설정될 수 있다. 광학 시스템의 동작 상태의 변화의 표시는 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 반복률의 새로운 반복률로의 변화의 표시를 포함할 수 있고, 이 반복률의 변화의 표시는 광학 시스템으로부터 광빔을 수광하는 리소그래피 노광 장치로부터 수신될 수 있다.
일부의 구현형태에서, 광빔의 특성의 측정값에 액세스하는 단계는 제 1 시간 및 제 2 시간에서 광빔의 특성의 값을 측정하는 단계를 포함하고, 제 2 시간은 제 1 시간 후에, 그리고 광빔의 코히어런스의 양을 조정한 후에 발생된다. 제 2 시간에서 광빔의 특성의 값은 목표값과 비교될 수 있고, 이 비교에 기초하여 제 2 제어 신호를 생성할지의 여부가 결정될 수 있다.
다른 일반적인 양태에서, 광학 시스템을 제어하는 방법은 복수의 동작 상태에서 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 특성의 값을 획득하는 단계 - 특성의 획득된 값은 광빔이 코히어런스의 양과 관련되고, 각각의 동작 상태는 하나 이상의 동작 파라미터 및 광학 요소와 관련된 상태 정보와 관련되고, 광학 요소는 광빔의 특성의 획득된 값을 적어도 부분적으로 결정하기 위해 광빔과 상호작용하는 광학 표면을 포함함 -; 특성의 획득된 값 및 각각의 동작 상태에 대한 광학 요소에 관련되는 상태 정보를 저장하는 단계; 현재의 동작 상태에서 광학 시스템을 동작시키는 단계 - 현재의 동작 상태는 하나 이상의 동작 파라미터 중 현재의 값 및 광학 요소에 관련되는 현재의 상태 정보와 관련됨 -; 광학 시스템의 현재의 동작 상태의 변화의 표시를 수신하는 단계 - 이 변화의 표시는 하나 이상의 동작 파라미터 중 새로운 값을 포함함 -; 저장된 데이터로부터의 새로운 값과 관련되는 광학 요소와 관련된 상태 정보를 결정하는 단계; 및 결정된 상태 정보에 기초하여 명령 신호를 광학 요소에 인가하는 단계를 포함한다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광빔의 특성의 획득된 값은 복수의 동작 상태의 각각에 대한 광빔의 허용가능한 코히어런스의 양에 관련될 수 있고, 광빔의 특성의 다른 값은 결정된 상태 정보를 광학 요소에 인가한 후에 광빔의 특성의 값을 측정함으로써 획득될 수 있고, 이 다른 값은 하나 이상의 동작 파라미터의 새로운 값과 관련되는 특성의 획득된 값과 비교될 수 있고, 특성의 다른 값이 허용가능한지의 여부는 이 비교에 기초하여 결정될 수 있다.
상태 정보 및 결정된 상태 정보는 광학 요소에 가해지는 힘의 양를 포함할 수 있고, 특성의 다른 값이 허용가능하지 않은 경우, 힘의 제 3의 양이 새로운 힘 및 사전결정된 상수에 기초하여 결정될 수 있다.
광학 요소에 관련되는 상태 정보는 광학 요소의 표면의 위치를 포함할 수 있다.
광학 요소에 관련되는 상태 정보는 광학 요소에 가해지는 일정의 힘을 포함할 수 있고, 이 힘은 광학 요소의 표면의 위치를 결정하기에 충분하다.
일반적인 다른 양태에서, 광원용 시스템은 광 커플러; 제 1 광학 요소를 포함하는 제 1 광학 시스템; 제 2 광학 요소를 포함하는 제 2 광학 시스템; 및 제 1 광학 시스템과 제 2 광학 시스템 사이의 이득 매질을 포함하고, 제 1 광학 요소, 제 2 광학 요소, 및 광 커플러는 폐쇄 경로를 형성하고, 폐쇄 경로의 적어도 일부는 이득 매질을 통과하고, 제 1 광학 요소와 제 2 광학 요소 중 하나 이상은 폐쇄 경로 상에서 전파되는 광빔과 상호작용하도록 배치된 광학적 반사 표면을 포함하고, 표면은 복수의 부분을 포함하고, 부분 중 적어도 하나는 다른 세그먼트의 표면 프로파일과 다른 표면 프로파일을 갖는다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제 1 광학 요소는 복수의 부분을 갖는 표면을 포함할 수 있고, 이 부분들 중 적어도 하나는 거울일 수 있고, 이 부분들 중 적어도 하나는 격자일 수 있다. 이 부분들은 서로 인접하고, 적어도 하나의 부분이 인접한 부분에 대하여 이동가능하도록 임의의 2 개의 인접한 부분 사이에 가요성 부재가 있을 수 있다. 일부의 구현형태에서, 임의의 부분은 인접한 부분에 대해 이동가능하다. 일 부분의 표면 프로파일은 이 부분의 곡률 반경 및 표면 특성 중 하나 이상에 의해 결정될 수 있다.
다른 일반적인 양태에서, 광원용 시스템은 광 커플러; 제 1 반사 광학 요소를 포함하는 제 1 광학 시스템; 제 2 반사 광학 요소를 포함하는 제 2 광학 시스템; 및 제 1 광학 시스템과 제 2 광학 시스템 사이의 이득 매질을 포함하고, 제 1 반사 광학 요소, 제 2 반사 광학 요소, 및 광 커플러는 폐쇄 경로를 형성하고, 폐쇄 경로의 적어도 일부는 이득 매질을 통과하고, 제 2 반사 광학 요소는 복수의 구별되는 반사 표면을 포함하고, 상기 구별되는 반사 표면 중 제 1 반사 표면은 이득 매질로부터 광빔을 수광하여 광빔을 상기 구별되는 반사 표면 중 제 2 반사 표면으로 반사하도록 배치되고, 상기 구별되는 반사 표면 중 제 2 반사 표면은 상기 구별되는 반사 표면 중 제 1 반사 표면으로부터 광빔을 수광하여 광빔을 이득 매질 내로 반사하도록 배치되고, 구별되는 반사 표면 중 적어도 하나는 나머지 반사 표면으로부터 물리적으로 분리된 것 및 나머지 반사 표면에 대해 이동가능한 것 중 하나 이상이다.
제 2 광학 요소의 구별되는 반사 표면 중 적어도 하나는 나머지 반사 표면에 대해 이동가능하고, 제 2 광학 시스템은 적어도 하나의 이동가능한 반사 표면에 결합된 액츄에이터를 더 포함할 수 있고, 액츄에이터는 명령 신호에 응답하여 이동가능한 반사 표면을 이동시키도록 구성된다.
다른 일반적인 양태에서, 시스템은 반복률을 갖는 펄스형 광빔을 증폭하도록 구성된 광학 시스템 - 광학 시스템은, 광 커플러; 제 1 광학 요소; 이득 매질; 및 제 2 광학 요소를 포함하고, 이득 매질은 제 1 광학 요소와 제 2 광학 요소 사이에 있고, 제 1 광학 요소, 제 2 광학 요소, 및 광 커플러는 이득 매질을 통과하는 폐쇄 경로를 형성함 -; 증폭된 펄스형 광빔을 수광하도록 구성되는 리소그래피 노광 장치; 및 광학 시스템 및 리소그래피 노광 장치에 결합되는 제어 시스템을 포함하고,
제어 시스템은, 펄스형 광빔의 반복률을 제 1 반복률로부터 제 2 반복률로 변경하라는 요구를 수신하도록, 제 2 반복률에서 펄스형 광빔의 특성의 값을 결정하도록, 특성의 값이 허용가능한지의 여부를 결정하도록, 그리고 특성의 값이 허용가능하지 않은 경우, 결정된 특성의 값에 기초하여 명령 신호를 생성하도록, 그리고 광학 시스템에 명령 신호를 제공하도록 구성되고, 명령 신호는 광학 시스템의 폐쇄 경로 상에서 전파되는 광과 상호작용하는 제어가능한 광학 요소를 물리적으로 수정하기에 충분하다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 펄스형 광빔의 특성의 값은 펄스형 광빔의 하나 이상의 펄스의 코히어런스의 척도일 수 있다.
제어 시스템은 명령 신호를 광학 시스템에 제공한 후에 특성의 값이 허용가능한지의 여부를 결정하도록 더 구성될 수 있다.
제 2 반복률에서 펄스형 광빔의 특성의 값을 결정하는 단계는 제어가능한 광학 요소에 가해지는 힘의 양의 값에 액세스하는 단계를 포함할 수 있고, 제어가능한 광학 요소에 명령 신호를 제공하는 단계는 제어가능한 광학 요소에 힘의 상이한 양을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
제 2 반복률에서 펄스형 광빔의 특성의 값을 결정하는 단계는 광학 시스템이 제 2 반복률에서 동작할 때 펄스형 광빔의 발산을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
제 2 반복률에서 펄스형 광빔의 특성의 값을 결정하는 단계는 전자 기억장치에 저장된 펄스형 광빔의 특성의 값에 액세스하는 단계를 포함할 수 있다. 전자 기억장치에 저장된 펄스형 광빔의 특성의 값은 광학 시스템이 제 2 반복률에서 동작하고 있는 동안에 이전에 측정값일 수 있다.
반복률을 변경하라는 요구는 리소그래피 노광 장치로부터 수신될 수 있다.
제어 시스템은 오퍼레이터 인터페이스를 더 포함할 수 있하고, 오퍼레이터 인터페이스는 리소그래피 노광 장치와의 오퍼레이터 상호작용을 가능하게 하도록 구성되고, 반복률을 변경하라는 요구는 오퍼레이터 인터페이스로부터 수신될 수 있다.
광학 시스템은 이득 매질을 여기시키도록 구성된 전극을 포함할 수 있고, 펄스형 광빔의 반복률은 전극의 발화 패턴(firing pattern)을 제어함으로써 제어가능할 수 있고, 발화 패턴은 전극이 이득 매질을 여기시키기에 충분한 활성 상태에 있을 때 특정된다.
제어가능한 광학 요소는 제 1 광학 요소 및 제 2 광학 요소 중 하나 이상일 수 있다.
위에서 그리고 본 명세서에서 기술한 임의의 기술의 구현형태는 프로세스, 장치, 제어 시스템, 비일시적 기계판독가능한 컴퓨터 매체에 저장된 명령, 및/또는 방법을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현형태의 세부사항은 첨부된 도면 및 이하의 상세한 설명에서 설명된다. 다른 특징은 상세한 설명, 도면 및 청구항으로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 포토리소그래피 시스템의 일례의 블록도이다.
도 1b는 도 1a의 포토리소그래피 시스템에서 사용되는 마스크의 일례의 블록도이다.
도 2는 다른 예시적인 포토리소그래피 시스템의 블록도이다.
도 3의 a, b, 및 c는 포토리소그래피 시스템의 일부인 광원을 제어하기 위해 사용되는 신호의 일례의 그래프이다.
도 4 및 도 5a는 포토리소그래피 시스템의 다른 일례의 블록도이다.
도 5b는 도 4 및 도 5a의 시스템의 공진기 공동의 x-y 평면에서의 측면도이다.
도 5c는 도 5b의 공진기 공동의 y-z 평면에서의 측면도이다.
도 6 내지 도 9는 예시적인 반사 광학 요소의 측면도이다.
도 10 내지 도 13은 예시적인 빔 터닝 광학 시스템의 측면도이다.
도 14 및 도 15는 광학 시스템을 제어하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 1a를 참조하면, 포토리소그래피 시스템(100)은 웨이퍼(120)를 처리하는 리소그래피 노광 장치(115)에 광빔(160)을 제공하는 광학원(또는 광원)(105)을 포함한다. 광빔(160)은 시간적으로 서로 분리된 광 펄스를 포함하는 펄스형 광빔이다. 리소그래피 노광 장치(115)는 웨이퍼(120) 및 검출기(122)에 도달하기 전에 광빔(160)이 통과하는 투영 광학 시스템(125)을 포함한다. 검출기(122)는, 예를 들면, 웨이퍼(120)의 이미지 또는 웨이퍼(120)에서 광빔(160)을 캡쳐할 수 있는 카메라 또는 기타 장치일 수 있고, 또는 웨이퍼(120)의 x-y 평면에서 빔의 강도와 같은 빔(160)의 특성을 기술하는 데이터를 캡쳐할 수 있는 광학 검출기일 수 있다. 리소그래피 노광 장치(115)는 액침 시스템 또는 건식 시스템일 수 있다. 포토리소그래피 시스템(100)은 또한 광원(105)을 제어하기 위한 제어 시스템(150)을 포함할 수 있다. 제어 시스템(150)을 포함하는 구현형태에서, 제어 시스템(150)은 광원(105)에 결합되고, 또한 리소그래피 노광 장치(115)에 결합될 수 있다.
마이크로전자 피처가 예를 들면, 광빔(160)으로 웨이퍼(120) 상의 방사선 감응 포토레지스트 재료의 층을 노광함으로써 웨이퍼(120) 상에 형성된다. 도 1b를 참조하면, 투영 광학 시스템(125)은 슬릿(126), 마스크(124), 및 투영 렌즈(127)를 포함한다. 투영 광학 시스템(125)에 도달한 후에, 광빔(160)은 슬릿(126)을 통과한다. 도 1a 및 도 1b의 실시례에서, 슬릿(126)은 직사각형이며, 광빔(160)을 기다란 직사각형 광빔으로 성형한다. 이러한 형상의 광빔은 다음에 마스크(124)를 통과한다. 패턴이 마스크(124) 상에 형성되고, 성형된 광빔의 어느 부분이 마스크(124)를 투과하고, 어느 부분이 마스크(124)에 의해 차단되는지를 결정한다. 패턴의 디자인은 웨이퍼(120) 상에 형성될 특정의 마이크로전자 회로 디자인에 의해 결정된다. 마스크(124)를 투과한 성형된 광빔의 부분은 투영 렌즈(127)를 통과(및 이것에 의해 집속될 수 있음)하고, 웨이퍼(120)를 노광한다.
시스템(100)에 의해 웨이퍼(120) 상에 인쇄될 수 있는 최소 피처 크기인 임계 치수(CD)는 광빔(160)의 파장에 의존한다. 광원(105)은 명목상 중심 파장인 파장을 갖는 광을 생성한다. 웨이퍼(120) 상에 또는 시스템(100)에 의해 노광되는 다른 웨이퍼 상에 인쇄된 마이크로전자 피처의 균일한 CD를 유지하기 위해, 광빔(160)의 중심 파장은 예상 중심 파장 또는 목표 중심 파장 또는 목표 파장 주위의 파장의 범위 내에 유지되어야 한다. 따라서, 중심 파장을 목표 중심 파장에 유지하는 것에 더하여, 광빔(160)의 대역폭(광빔(160) 내의 파장의 범위)을 작게 또는 좁게하는 것이 바람직하다. 광빔(160)의 대역폭을 감소시키기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다. 예를 들면, 광빔(160)은 다른 광빔을 유지하면서 광빔(160)으로부터 일부의 파장을 제거하는 격자와 같은 분산적 광학 요소와의 상호작용을 통해 좁아질 수 있다. 그러나, 이러한 대역폭 감소 기술은 광빔(160)의 코히어런스를 증가시킬 수 있다. 코히어런스를 증가시키면, 스페클(speckle)이 발생할 수 있고, 이것이 존재하면 CD에 불필요한 변화가 일어날 수 있다.
광빔(160)은 전자기장이고, 공간적 및/또는 시간적 코히어런스를 나타낼 수 있다. 빔(160)은 상이한 위치의 전자기장의 위상이 동일한 경우에 공간적 코히어런스를 갖는다. 빔(160)은 단일 장소에서의 전자기장의 위상이 다른 시간에 동일한 경우에 시간적 코히어런스를 갖는다. 빔(160)이 공간적 및/또는 시간적 코히어런스를 갖는 경우, 빔(160) 내의 파면(wavefront)은 서로 랜덤(random)하게 간섭하여 스페클을 생성할 수 있다. 스페클은 광빔(160)에 공간적 및/또는 시간적 노이즈를 유발하고, 스페클은 광학 시스템(125) 및/또는 웨이퍼(120)에서 x-y 평면에서 비균질 강도 프로파일을 갖는 스페클 패턴을 유발할 수 있다.
따라서, 빔(160)이 고도로 코히어런트일 때, 스페클이 빔(160) 내에 존재하고, 투영 광학 시스템(125) 및/또는 웨이퍼(120)에 송달된 광은 노이즈를 포함한다. 예를 들면, 빔(160)에 의해 송달되는 웨이퍼(120)에서의 광은 x-y 평면에서 비균일 강도를 가질 수 있고, 이 비균일성은 포토레지스트의 불균일한 노광 및 CD의 변동을 초래할 수 있다. 예를 들면, 스페클은 마이크로전자 피처를 구성하는 포토레지스트의 노광 영역의 크기의 변동을 초래하고, 피처를 부적절하게 형성하여 결함이 되게 할 수 있다.
이하에서 논의되는 기술은 광빔(160)의 코히어런스를 감소시키고, 이것에 의해 광빔(160)의 대역폭을 증가시키지 않으면서 스페클의 양을 감소킨다. 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 광빔(160)의 코히어런스는 광빔(160)의 모드 내용을 변경함으로써 감소된다. 모드 내용은, 예를 들면, 공진기 공동을 형성하는 하나 이상의 광학 요소의 조작 또는 재배치를 통해 광원(105)의 공진기 공동을 수정함으로써 변경될 수 있다. 공진기 공동의 일례는 도 2, 도 4, 도 5a, 도 5b, 및 도 5c에 관련하여 이하에서 논의된다. 도 6 내지 도 13은 광빔(160)의 코히어런스를 변경시킬 수 있도록 조정가능한 하나 이상의 광학 요소를 포함하는 광학 요소를 도시한다. 공진기 공동의 수정은 제조시에 행해질 수 있고, 현장에서 작업자에 의해 수행될 수 있고, 또는 광원(105)이 동작하여 광을 생성하는 동안에 제어 시스템(150)을 사용하여 폐루프 방식으로 제어될 수 있다. 일부의 구현형태(도 5, 도 14, 및 도 15에 대해 논의되는 실시례 등)에서, 광빔(160)의 코히어런스는 리소그래피 노광 장치(115)로부터의 명령에 응답하여 변경될 수 있다.
일부의 구현형태에서, 예를 들면, 광빔(160)의 발산과 같은 광빔(160)의 코히어런스에 관련되는 특성은 광빔(160) 내의 코히어런스의 양이 조정되어야 하는지의 여부를 결정하기 위해 측정된다. 전자기 빔(광빔(160) 등)의 발산은 빔이 전파 방향에 평행한 평면 내에서 개구로부터 멀리 전파됨에 따라 빔 크기의 증가의 각도 척도이다. 따라서, 빔(160)의 발산은 전파 방향에 수직인 평면에서 빔(160)의 직경의 증가에 기초할 수 있다. 예를 들면, 광빔(160)이 전파 방향에 수직인 평면에서 원형 단면을 갖는 구현형태에서, 빔(160)의 발산은 빔(160)의 반경의 증가에 기초할 수 있다. 일부의 구현형태에서, 광빔(160)은 직사각형 단면을 가질 수 있고, 빔의 발산은 수직 방향 및 수평 방향의 어느 하나 또는 둘 모두의 증가에 기초할 수 있다. 전자기파(빔(160) 등)의 발산은 이 파의 코히어런스가 감소함에 따라 증가한다. 빔(160)의 코히어런스가 감소되어야 하는지의 여부를 결정하기 위해 빔(160)의 특성이 측정될 수 있는 구현형태의 실시례는 도 5, 도 14 및 도 15와 관련하여 논의된다.
광빔(160)의 코히어런스를 감소시키는 기술의 세부 내용을 논의하기 전에 광원(105)의 예시적인 구현형태를 도 2 및 도 3의 a 내지 c와 관련하여 논의한다.
또한 도 2를 참조하면, 예시적인 포토리소그래피 시스템(200)의 블록도가 도시되어 있다. 포토리소그래피 시스템(200)에서, 예시적인 광원(205)이 광원(105)(도 1)으로서 사용된다. 광원(205)은 리소그래피 노광 장치(115)에 제공되는 펄스형 광빔(260)을 생성한다. 광원(205)은, 예를 들면, 펄스형 광빔(260)(이것은 레이저 빔일 수 있음)을 출력하는 엑시머 광원일 수 있다. 펄스형 광빔(260)이 리소그래피 노광 장치(115)에 입사될 때, 이것은 투영 광학 시스템(125)을 통해 안내되고, 웨이퍼(120) 상에 투영된다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 마이크로전자 피처가 웨이퍼(120) 상의 포토레지스트 상에 패터닝되고, 이것은 다음에 후속 프로세스 단계 전에 현상 및 세정되고, 이 프로세스가 반복된다. 포토리소그래피 시스템(200)은 또한 제어 시스템(150)을 포함하며, 이것은, 도 2의 실시례에서, 시스템(200)의 다양한 동작을 제어하기 위해, 광원(205)의 구성요소 뿐만 아니라 리소그래피 노광 장치(115)에 접속된다.
도 2에 도시된 실시례에서, 광원(205)은 시드 광빔(seed light beam; 224)을 전력 증폭기(PA)(230)에 제공하는 마스터 오실레이터(MO)(212)를 포함하는 2 단 레이저 시스템이다. MO(212) 및 PA(230)는 광원(205)의 서브시스템 또는 광원(205)의 일부인 시스템으로 간주될 수 있다. 전력 증폭기(230)는 마스터 오실레이터(212)로부터 시드 광빔(224)을 수광하고, 이 시드 광빔(224)을 증폭하여 리소그래피 노광 장치(115)에서 사용하기 위한 광빔(160)을 생성한다. 예를 들면, 마스터 오실레이터(212)는 펄스 당 약 1 밀리줄(mJ)의 시드 펄스 에너지를 갖는 펄스형 시드 광빔을 방출할 수 있고, 이 시드 펄스는 전력 증폭기(230)에 의해 약 10 내지 15 mJ로 증폭될 수 있다.
마스터 오실레이터(212)는 2 개의 기다란 전극(217)을 갖는 방전 체임버(240), 가스 혼합물인 이득 매질(219), 및 전극(217) 들 사이에서 기체를 순환시키기 위한 팬을 포함한다. 방전 체임버(240)의 일 측면 상의 라인 협대역화 모듈(216)과 방전 체임버(240)의 제 2 측면 상의 출력 커플러(218) 사이에 공진기가 형성되어 있다. 라인 협대역화 모듈(216)은 방전 체임버(240)의 스펙트럼 출력을 미세하게 조정하는 격자와 같은 회절 광학소자를 포함할 수 있다. 마스터 오실레이터(212)는 또한 출력 커플러(218)로부터 출력 광빔을 수광하는 라인 중심 분석 모듈(220) 및 시드 광빔(224)을 형성하는데 필요한 출력 광빔의 크기 또는 형상을 수정하는 빔 결합 광학 시스템(222)을 포함한다. 라인 중심 분석 모듈(220)은 시드 광빔(224)의 파장을 측정하거나 모니터링하는데 사용될 수 있는 측정 시스템이다. 라인 중심 분석 모듈(220)은 광원(205) 내의 다른 장소에 배치될 수 있고, 또는 광원(205)의 출력에 배치될 수 있다.
방전 체임버(240)에서 사용되는 가스 혼합물은 적용에 필요한 파장 및 대역폭에서 광빔을 생성하는데 적합한 임의의 가스일 수 있다. 엑시머원의 경우, 가스 혼합물은, 예를 들면, 아르곤 또는 크립톤과 같은 귀기체(희기체), 예를 들면, 불소 또는 염소와 같은 할로겐, 및 헬륨 및/또는 네온을 제외한 미량의 제논을 버퍼 가스로서 포함할 수 있다. 가스 혼합물의 구체례는 약 193 nm의 파장의 광을 방출하는 아르곤 불화물(ArF), 약 248 nm의 파장의 광을 방출하는 크립톤 불화물(KrF), 또는 약 351 nm의 파장의 광을 방출하는 제논 염화물(XeCl)을 포함한다. 엑시머 이득 매질(가스 혼합물)은 기다란 전극(217)에 전압을 인가함으로써 고전압 방전으로 짧은 (예를 들면, 나노초) 전류 펄스로 펌핑된다.
전력 증폭기(230)는 마스터 오실레이터(212)로부터 시드 광빔(224)을 수광하여 그 광빔을 방전 체임버(240)를 통해 빔 터닝 광학 요소(252)로 지향시키는 빔 결합 광학 시스템(232)을 포함하고, 빔 터닝 광학 요소(252)는 시드 광빔(224)의 방향을 수정 또는 변경하여 방전 체임버(240) 내로 반송한다.
방전 체임버(240)는 한 쌍의 기다란 전극(241), 가스 혼합물인 이득 매질(219), 및 전극(241)들 사이에서 가스 혼합물을 순환시키기 위한 팬을 포함한다.
출력 광빔(260)은 대역폭 분석 모듈(262)을 통해 지향되며, 여기서 빔(260)의 다양한 파라미터(대역폭 또는 파장 등)가 측정될 수 있다. 출력 광빔(260)은 펄스 스트레쳐(stretcher)을 통해 지향될 수 있고, 여기서 출력 광빔(260)의 각각의 펄스는, 예를 들면, 광학적 지연 유닛에서 시간적으로 신장되어, 리소그래피 노광 장치(115)에 입사하는 광빔의 성능 특성을 조정한다.
제어 시스템(150)은 광원(205)의 다양한 구성요소에 접속될 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템(150)은 하나 이상의 신호를 광원(205)에 송신함으로써 광원(205)이 광 펄스 또는 하나 이상의 광 펄스를 포함하는 광 펄스의 버스트(burst)를 방출하는 때를 제어할 수 있다. 광빔(260)은 시간적으로 서로 분리되어 있는 하나 이상의 버스트를 포함할 수 있다. 각각의 버스트는 하나 이상의 광 펄스를 포함할 수 있다. 일부의 구현형태에서, 버스트는 수백 펄스, 예를 들면, 100-400 펄스를 포함한다.
광빔(260)(및 광빔(160)은 펄스형 광빔이다. 이하에서 논의되는 코히어런스 저감 기술은 펄스 단위로 적용될 수 있다. 다시 말하면, 코히어런스의 양(및 따라서 스페클의 양)은 각각의 개별 펄스에 대해 제어될 수 있다. 또한, 각각의 펄스에서 스페클의 양은 리소그래피 노광 장치(115)로부터의 명령 신호에 기초하여 제어될 수 있다. 코히어런스 저감 기술을 논의하기 전에, 도 3의 a 내지 c는 광원(205)에서 펄스의 생성의 개요를 제공한다. 도 3의 a는 시간의 함수로서 웨이퍼 노광 신호(300)의 진폭을 도시하고, 도 3의 b는 시간의 함수로서 게이트 신호(315)의 진폭을 도시하고, 도 3의 c는 시간의 함수로서 트리거 신호의 진폭을 도시한다.
제어 시스템(150)은 웨이퍼 노광 신호(300)를 광원(205)에 전송하여 이 광원(205)을 제어하여 광빔(260)을 생성하도록 구성될 수 있다. 도 3의 a에 도시된 실시례에서, 웨이퍼 노광 신호(300)는 기간(307) 동안 하이 값(305)(예를 들면, 1)을 가지며, 그 기간 동안에 광원(205)은 광 펄스의 버스트를 생성한다. 그렇지 않으면 웨이퍼 노광 신호(300)은 로우 값(310)(예를 들면, 0)을 가지며, 그 기간 동안 웨이퍼(120)는 노광되지 않는다.
도 3b를 참조하면, 광빔(260)은 펄스형 광빔이고, 광빔(260)은 펄스의 버스트를 포함한다. 제어 시스템(150)은 또한 게이트 신호(315)를 광원(205)에 전송함으로써 펄스의 버스트의 지속시간 및 주파수를 제어한다. 게이트 신호(315)는 펄스의 버스트 중에 하이 값(320)(예를 들면, 1)을 가지며, 연속적인 버스트들 사이의 시간 중에 로우 값(325)(예를 들면, 0)을 갖는다. 도시된 실시례에서, 게이트 신호(315)가 하이 값을 갖는 지속시간은 또한 버스트(316)의 지속시간이다. 버스트는 버스트간 시간 간격만큼 시간적으로 분리되어 있다. 버스트간 시간 간격 동안, 리소그래피 스캐닝 장치(115)는 노광을 위해 웨이퍼(120) 상에 다음 다이를 위치시킬 수 있다.
도 3c를 참조하면, 제어 시스템(150)은 트리거 신호(330)를 이용하여 각각의 버스트 내에서 펄스의 반복률을 제어한다. 트리거 신호(330)는 트리거(340)를 포함하며, 이들 중 하나는 광원(205)에 제공되어 광원(205)이 광 펄스를 생성하게 한다. 제어 시스템(150)은 펄스가 생성되어야 할 때마다 광원(205)에 트리거(340)를 전송할 수 있다. 따라서, 광원(205)에 의해 생성되는 펄스의 반복률(2 개의 연속적인 펄스들 사이의 시간)은 트리거 신호(330)에 의해 설정될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 전극(217)에 전압을 인가함으로써 이득 매질(219)이 펌핑되는 경우, 이득 매질(219)은 광을 방출한다. 전압이 펄스로 전극(217)에 인가될 때, 매체(219)로부터 방출되는 광도 펄스화된다. 따라서, 펄스형 광빔(260)의 반복률은 전압이 인가되는 레이트(rate)에 의해 결정되며, 전압의 각각의 인가는 광 펄스를 생성한다. 광 펄스는 이득 매질(219)을 통과하여 전파되고, 출력 커플러(218)를 통해 체임버(214)로부터 나온다. 따라서, 전극(217)에 전압을 주기적으로 반복하여 인가함으로써 펄스의 열(train)이 생성된다. 트리거 신호(330)는, 예를 들면, 전극(217)에 전압의 인가 및 펄스의 반복률을 제어하는데 사용될 수 있으며, 이는 대부분의 인가에 대해 약 500 내지 6,000 Hz 범위일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 반복률은 6,000 Hz를 초과할 수 있고, 예를 들면, 12,000 Hz 이상일 수 있다.
제어 시스템(150)으로부터의 신호는 마스터 오실레이터(212) 및 전력 증폭기(230)의 각각의 펄스 에너지 및 이에 따라 광빔(260)의 에너지를 제어하기 위해 마스터 오실레이터(212) 및 전력 증폭기(230) 내의 전극(217, 241)을 제어하는데 사용될 수도 있다. 전극(217)에 제공된 신호와 전극(241)에 제공된 신호 사이에는 지연이 있을 수 있다. 지연의 양은 펄스형 광빔(260)에서의 코히어런스의 양에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 시드 광빔(224)의 펄스의 코히어런스는 시간적으로 변화될 수 있고, 프론트 에지(제 1 시간에 발생하는 펄스의 부분)는 최소의 코히어런스를 가지며, 후에 발생하는 펄스의 부분은 최대의 코히어런스를 갖는다. 전극(217)에 의해 제공되는 신호와 전극(241)에 의해 제공되는 신호 사이의 지연은 펄스의 어느 부분이 증폭되는지를 결정한다. 따라서, 더 긴 지연은 더 큰 코히어런스를 가진 펄스를 유발하고, 더 짧은 지연은 더 적은 코히어런스를 가진 펄스를 유발한다.
펄스형 광빔(260)은 수십 와트, 예를 들면, 약 50 W 내지 약 130 W 범위의 평균 출력을 가질 수 있다. 이 출력에서 광빔(260)의 방사조도(즉, 단위 면적당 평균 출력은 60 W/cm2 내지 80 W/cm2 범위일 수 있다.
도 4를 참조하면, 예시적인 광학 리소그래피 시스템(400)의 블록도가 도시되어 있다. 광학 리소그래피 시스템(400)은 리소그래피 노광 장치(115)에 광빔(460)을 제공하는 광학 시스템(405)을 포함한다. 광학 시스템(405)은 도 2와 관련하여 논의된 전력 증폭기(230)와 유사할 수 있다. 광학 시스템(405)은 빔 결합 광학 시스템(432)에서 입력 광빔(424)을 수광한다. 입력 광빔(424)은 레이저 또는 도 2의 마스터 오실레이터(MO)(212)와 유사한 소스에 의해 생성될 수 있다. 일부의 구현형태에서, MO(212)와 유사한 마스터 오실레이터는 광학 리소그래피 시스템(400) 내에 포함된다.
도 4에 도시된 구현형태에서, 빔 결합 광학 시스템(432)은 광 커플러(433) 및 반사 광학 요소(434)를 포함한다. 광 커플러(433)는 입력 광빔(424)에서 파장의 적어도 일부를 투과시키는, 그리고 입력 광빔(424)에서 모든 파장을 투과시킬 수 있는 재료로 제조된다. 입력 광빔(424)은 광 커플러(433)를 통과하여, 반사 광학 요소(434)로부터 반사된다. 반사 광학 요소(434)는 광빔(424)을 반사시킬 수 있는 임의의 유형의 광학 요소일 수 있다. 예를 들면, 반사 광학 요소(434)는 거울일 수 있다. 도 6 내지 도 9는 광학 요소(434)로서 사용될 수 있는 광학 요소의 실시례를 도 시한다.
입력 광빔(424)이 광 커플러(433)를 통과하여 광학 요소(434)로부터 반사되어 이득 매질(419)을 포함하는 방전 체임버(440) 내로 들어가도록 광 커플러(433) 및 반사 광학 요소(434)는 서로에 대해 그리고 입력 광빔(424)의 전파 방향에 대해 배치된다. 방전 체임버(440) 및 이득 매질(419)은 도 2와 관련하여 위에서 논의된 방전 체임버(240) 및 이득 매질(219)과 각각 유사할 수 있다.
도 4의 실시례에서, 광 커플러(433) 및 반사 광학 요소(434)는 서로 물리적으로 접촉하고, 반사 광학 요소(434)가 입력 빔(424)을 방전 체임버(440) 내로 지향시키도록 기울어져 있다. 그러나, 다른 구현형태에서, 광 커플러(433) 및 반사 광학 요소(434)는 물리적으로 접촉함이 없이 서로에 대해 기울어져 있을 수 있다.
반사 광학 요소(434)로부터 반사된 후에, 입력 빔(424)은 방전 체임버(440) 및 이득 매질(419) 내에서 빔 터닝 광학 시스템(452)로 전파된다. 빔 터닝 광학 시스템(452)은 빔(424)이 전파 방향을 변경하도록, 그리고 이득 매질(419)을 다시 통과하도록 빔(424)을 회전시키기 위해 배치되는 적어도 하나의 광학 요소를 포함한다. 빔(424)은 빔 터닝 광학 시스템(452)을 향해 진행할 때 빔(424)의 경로와 일치하지 않는 경로를 따라 빔 터닝 광학 시스템(452)에 의해 회전된 후에 이득 매질(419)을 통과할 수 있다. 이러한 방식으로, 빔(424)은 방전 체임버(440)를 통해 폐쇄 링 경로(443)(점선)를 따른다. 예를 들면, 빔 터닝 광학 시스템(452)은 거울, 코너 큐브(corner-cube) 반사기, 부분 반사 광학 요소, 및/또는 이러한 요소들의 조합을 포함할 수 있다. 도 10 내지 도 13은 빔 터닝 광학 시스템(452)으로서 사용될 수 있는 요소들의 실시례를 도시한다.
빔 터닝 광학 시스템(452)에 의해 회전된 후에, 입력 빔(424)은 이득 매질(419)에서 빔 결합 광학 시스템(432)를 향해 전파되어 증폭된다. 입력 빔(424)은 입력 빔(424)의 파장에 대해 적어도 부분적으로 투과성인 광 커플러(433) 상에 입사되고, 입력 빔(424)의 일부는 출력 빔(460)으로서 광 커플러(433)를 통과한다. 출력 빔(460)은 리소그래피 노광 장치(115)에 제공된다. 광 커플러(433)를 투과하지 않은 입력 빔(424)의 일부는 광 커플러(433)로부터 반사되어, 다시 폐쇄 경로(443) 주위에서 진행한다.
광 커플러(433), 반사 광학 요소(434), 및 빔 터닝 광학 시스템(452)은 공진기 공동(457)을 형성한다. 공동(457)은 빔(424)이 전파되는 폐쇄 경로(443)를 형성한다. 도 4 및 도 5a에서, 폐쇄 경로(443)는 점선으로 표시되어 있다. 폐쇄 경로(443)의 적어도 일부는 이득 매질(419)을 통과한다. 경로(443)는 이 경로(443)에 진입하는 광이 이 경로(443)를 따라 하나 이상의 점에서 교차하여 중첩되므로 폐쇄된다. 도 4의 실시례에서, 교차는 광 커플러(433)에서 발생된다. 폐쇄 경로(443)는 링, 원형 또는 타원형 루프, 다각형 루프, 또는 자체가 반사되지 않는 적어도 일부를 갖는 임의의 다른 루프형 폐쇄 경로일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 도 4의 실시례와 같이, 폐쇄 경로(443)의 일부는 공동(457) 내의 폐쇄 경로(443)의 다른 부분과 교차할 수 있다.
공진기 공동(457)은 또한 도 4에 도시되지 않은 추가의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 공진기 공동(457)은 빔 결합 광학 시스템(432)와 이득 매질(419) 사이에 분산적 광학 시스템을 포함할 수 있다. 분산적 광학 시스템은 반사 요소(434)로부터 빔(424)을 수광하고, 광을 축소시켜, 이득 매질(419)을 통과하는 공간적으로 좁은 빔을 생성한다. 빔(424)이 빔 터닝 시스템(452)으로부터 복귀되어 이득 매질(419)을 통과한 후에 분산적 광학 시스템은 빔(424)이 광 커플러(433)에 도달하기 전에 빔(424)을 확대한다. 분산적 광학 시스템은 프리즘 및/또는 격자와 같은 분산적 광학 요소의 집합을 포함할 수 있다. 분산적 광학 시스템은 빔 결합 광학 시스템(432)의 일부일 수 있다.
도 5a를 참조하면, 광학 시스템(505)을 포함하는 다른 예시적인 광학 리소그래피 시스템(500)의 블록도가 도시되어 있다. 광학 리소그래피 시스템(500)은 이 광학 리소그래피 시스템(500)이 제어 시스템(550)을 포함한다는 것을 제외하고 광학 리소그래피 시스템(400)(도 4)와 동일하다. 제어 시스템(550)은 명령 신호(555, 557) 중 어느 하나 또는 둘 모두일 수 있는 명령 신호를 광학 시스템(505)에 공급하여 광학 시스템(505)을 사용하는 동안에 공동(457)을 조정한다.
광학 리소그래피 시스템(500)은 빔(460)의 부분(551)을 제어 시스템(550)에 제공하는 광빔 모니터링 광학 시스템(562)을 포함할 수 있다. 광빔 모니터링 광학 시스템(562)을 포함하는 구현형태에서, 제어 시스템(550) 및 광빔 모니터링 광학 시스템(562)은 광학 시스템(505)이 동작되는 동안에 빔(460) 내의 코히어런스의 양을 조정하는데 사용되는 폐루프 피드백 시스템을 구현한다. 제어 시스템은 광빔 모니터링 광학 시스템(562)으로부터 부분(551)을 수광하는 것에 대안적으로 또는 추가적으로 리소그래피 노광 장치(115)로부터 명령 신호(553)을 수신할 수 있다. 명령 신호(553)는 빔(460)의 코히어런스의 양을 나타내는 검출기(122)로부터의 데이터를 포함할 수 있다.
광빔 모니터링 광학 시스템(562) 또는 제어 신호(553)가 제어 시스템(550)에 데이터를 제공하는지의 여부에 무관하게, 제어 시스템(550)은 측정된 데이터에 기초하여 빔(460)의 특성의 값을 결정하는, 그리고 이 값이 빔(460)의 코히어런스가 허용가능한 양을 초과한 것을 나타내는 경우 공동(457)을 조정하는 폐루프 피드백 시스템을 구현한다. 허용가능한 코히어런스의 양은 범위의 값이거나 단일 값일 수 있다. 범위는 넘으면 코히어런스가 허용될 수 없는 임계값에 의해 정의될 수 있다. 폐루프 피드백 시스템은 펄스 단위로 빔(460)의 코히어런스를 제어하는데 사용될 수 있다.
빔(460)의 코히어런스(및 발산)는 광빔(460)의 모드 내용을 제어함으로써 조정될 수 있다. 광빔(460)은 공동(457)의 기하학적 구조에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 이산적 공진 상태인 모드를 포함한다. 빔(460)은 공동(457)이 지원할 수 있는 모드에 일치하는 전자기파만을 포함한다. 따라서, 공동(457)에 의해 지원되는 모드들은 총괄하여 광빔(460)의 모드 내용을 구성한다. x-y 평면 및 y-z 평면에서 각각의 공동의 측단면도인 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 공진기 공동(457)은 (x-y 평면에서 공동의 종축선(413)을 따르는) 길이방향 또는 축선방향 모드 및 (종축선(413)에 수직인 y-z 평면에서) 횡방향 또는 횡단방향 모드를 지원한다.
길이방향 모드는 공동(457) 내에서 전자기파에 의해 형성되는 정재파 패턴으로 간주될 수 있고, 이 정재파의 주파수는 빔(460) 내에 포함되는 이산 주파수(discrete frequency)에 대응한다. 공동(457)에 의해 지원되는 정재파는 x-y 평면에서 공동(457)의 단면 형상에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 횡방향 모드는 y-z 평면에서 공동(457)의 형상에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 횡방향 모드는 수평(y 방향) 및 수직 구성요소(z 방향)를 가질 수 있고, 횡방향 모드는 y-z 평면에서 빔(460)의 강도 분포를 결정한다. 따라서, 예를 들면, 공동(457) 내에서 광과 상호작용하는 광학 요소의 형상을 변화시킴으로써 공동(457)의 기하학적 형상을 변화사킴으로써, 빔(460)의 모드 내용이 변화될 수 있다. 예를 들면, 반사 광학 요소(434) 및/또는 빔 터닝 시스템(452)에 포함된 요소는 도 6 내지 도 13에 관련하여 논의된 바와 같이 조정됨으로써 형상을 변경할 수 있다.
빔(460)의 모드 내용은 공동(457) 내의 온도, 공동(457) 내의 압력, 빔(460)의 반복률, 및 빔(460)의 듀티 사이클(duty cycle)과 같은 동작 상태에 의해 영향을 받을 수 있다. 이득 매질(419)은 공동(457) 내의 전극을 방전시킴으로써 여기되며, 빔(460)의 반복률 및 듀티 사이클은 방전의 빈도 및 지속시간에 의해 결정된다. 전극이 방전될 때, 음파가 매체(419)에서 형성된다. 음파는 매체(419)의 굴절률을 섭동시키는 압력 변동을 유발한다. 굴절률의 섭동은 국부적이며, 따라서 음파는 매체(419)의 굴절률을 방전 체임버(440) 내에서 공간적으로 변화시킬 수 있다. 굴절률의 변동은 체임버(440) 내에서 전파되는 빔(460)의 방향을 변경시킬 수 있고, 매체(419)는 미지의 및/또는 변동하는 전달 함수를 가지는 공동(457) 내의 개구로서 작용하는 것으로 간주될 수 있다. 매체(419)는 공동(457) 내에서 개구로서 작용하므로, 이 매체(419)는 또한 공동(457) 내에서 전파될 수 있는 모드를 부분적으로 결정한다. 따라서 매체(419)의 굴절률의 섭동은 또한 공동(457)으로부터 방출되는 빔의 모드 내용에 영향을 주고, 이것에 의해 빔(460)의 코히어런스 및 발산에 영향을 준다. 예를 들면, 섭동의 진폭, 위치 및 양과 같은 섭동의 특성은 공동(457) 내의 조건에 따라 변화될 수 있다. 이와 같이, 빔(460)의 반복률 또는 임의의 다른 동작 상태를 변화시킴으로써 예측불가능한 방식으로 빔(460)의 코히어런스를 변화시킬 수 있다. 따라서, 시스템(500)이 작동하여 빔(460)을 생성하고 있는 동안에 빔(460)의 코히어런스를 감소시키도록 공동(457)이 조정되어야 하는지의 여부를 결정하기 위해 빔(460)을 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다.
제어 시스템(550)에 의해 빔을 모니터링할 수 있고, 시스템(500)의 동작 중에 반사 광학 요소(434) 및/또는 빔 터닝 광학 시스템(452)의 조정을 통해 빔(460)의 코히어런스를 제어할 수 있다.
제어 시스템(550)은 입력/출력(I/O) 인터페이스(567)를 통해 명령을 수신할 수 있다. 명령은 리소그래피 노광 장치(115)로부터 유래할 수 있고, 및/또는 오퍼레이터 또는 자동화된 프로세서로부터 직접 올 수 있다. 제어 시스템(550)은 또한 검출기(122)로부터 빔(460)에 관련된 데이터를 포함할 수 있는 명령 신호(553)를 수신할 수 있다. 일부의 구현형태에서, 제어 시스템(550)은 측정 모듈(568)로부터 빔(460)에 관련된 데이터를 수신한다. 제어 시스템(550)은 빔 터닝 시스템(452) 및 빔 결합 광학 시스템(432) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 각각 명령 신호(555, 557)를 제공한다.
제어 시스템(550)은 전자 프로세서(564), 전자 기억장치(566), 입력/출력(I/O) 인터페이스(567), 및 측정 모듈(568)을 포함한다. 측정 모듈(568)은 광빔 모니터링 광학 시스템(562)으로부터 빔(460)의 부분(551)을 수신하고, 이 부분(551)에 기초하여 빔(460)의 특성을 결정한다. 측정 모듈(568)은 임의의 광학 요소, 광학 요소의 집합, 및/또는 빔(460)의 하나 이상의 특성을 측정하는 기구류를 포함할 수 있다. 예를 들면, 측정 모듈(568)은 광빔 모니터링 광학 시스템(562)에 의해 제공되는 빔(460)의 부분을 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다. 카메라로부터의 이미지는 빔 발산 및 강도와 같은 빔(460)의 특성을 결정하는데 사용될 수 있다. 측정 모듈(568)은 빔(460)의 특성을 평가할 수 있는 다른 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 측정 모듈(568)은 가변 개구, 핀홀, 및 빔 발산을 측정하는데 사용될 수 있는 다른 공간 필터를 포함할 수 있다. 측정 모듈(568)은 또한 광빔 모니터링 광학 시스템(562)로부터 광을 수광하여 지향시키는 거울 및 렌즈와 같은 다른 광학 요소를 포함할 수 있다.
광빔 모니터링 광학 시스템(562)은 빔(460)의 부분을 측정 모듈(568)로 지향시킬 수 있는 임의의 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광빔 모니터링 광학 시스템(562)은 빔(460)의 일부를 제어기를 향해 지향시키는 빔 스플리터(beam splitter)일 수 있다. 도 5a에 도시된 실시례에서, 빔 모니터링 광학 시스템(562)은 빔 결합 광학 시스템(432)을 통과한 빔(460)의 샘플을 취득한다. 그러나, 빔 모니터링 광학 시스템(562)은 다른 장소에 배치될 수 있다. 예를 들면, 빔 모니터링 광학 시스템(562)은 리소그래피 노광 장치(115)의 내부에 있을 수 있다. 일부의 구현형태에서, 광학 리소그래피 시스템(500)은 빔 결합 광학 시스템(432)과 리소그래피 노광 장치(115) 사이에 대역폭 분석 모듈(BAM)을 포함한다. BAM은 도 2의 대역폭 분석 모듈(262)과 유사할 수 있고, 이 BAM은, 예를 들면, 대역폭 및/또는 파장과 같은 빔(560)의 다양한 파라미터를 측정한다. 이들 구현형태에서, 빔 모니터링 광학 시스템(562)은 BAM과 리소그래피 노광 장치(115) 사이에 배치될 수 있다.
제어 시스템(550)은 또한 전자 프로세서(564), 전자 기억장치(566), 및 I/O 인터페이스(567)를 포함한다. 전자 프로세서(564)는 범용 또는 특수 목적 마이크로프로세서와 같은 컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 하나 이상의 프로세서, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 전자 프로세서는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 또는 이들 모두로부터 명령 및 데이터를 수신한다. 전자 프로세서(564)는 임의의 유형의 전자 프로세서일 수 있다.
전자 기억장치(566)는 RAM과 같은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 전자 기억장치(566)는 비휘발성 및 휘발성 부분 또는 구성요소를 포함한다. 전자 기억장치(566)는 제어 시스템(550) 및/또는 제어 시스템(550)의 구성요소의 동작에 이용되는 데이터 및 정보를 저장할 수 있다. 정보는, 예를 들면, 룩업 테이블 또는 데이터베이스에 저장될 수 있다. 예를 들면, 전자 기억장치(566)는 상이한 동작 상태 및 성능 시나리오 하에서 빔(560)의 다양한 특성의 값을 나타내는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 전자 기억장치(566)는 상이한 반복률 및 공동(457) 온도에서의 광학 시스템(505)의 최적 성능에 대응하는 빔 발산값을 저장할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 전자 기억장치(566)는 빔 터닝 시스템(452) 및 빔 결합 광학 시스템(432)의 어느 하나 또는 둘 모두에 관련되는 설정(setting)을 저장할 수 있다.
전자 기억장치(566)는 또한 실행시에 프로세서(564)가 제어 시스템(550), 광학 시스템(505) 및/또는 리소그래피 노광 장치(115) 내의 구성요소와 통신하게 하는 컴퓨터 프로그램과 같은 명령을 저장할 수 있다. 예를 들면, 명령은 측정 모듈(568)로부터의 정보에 기초하여 전자 프로세서(564)가 빔(560)의 발산량을 결정하게 하는 명령일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 명령은 제어 시스템(550)이 빔 터닝 시스템(452) 또는 빔 결합 광학 시스템(432)의 하나 이상의 구성요소에 명령 신호를 생성 및 제공하도록 하여 이 구성요소를 이동시켜 공진기 공동(457)을 수정하고 빔(460)의 코히어런스를 저감시키도록 하는 명령이다. 구성요소를 이동시키는 것은 구성요소 또는 이 구성요소의 일부(광과 상호작용하는 구성요소의 표면 등)의 임의의 유형의 움직임을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이동은 구성요소의 전부 또는 일부의 시프팅, 회전, 선회, 횡방향 이동, 곡률의 변형 또는 변화, 및 입사광에 대한 각도의 변화를 포함할 수 있다.
I/O 인터페이스(567)는 제어 시스템(550)이 오퍼레이터, 광학 시스템(505), 빔 터닝 시스템(452), 빔 결합 광학 시스템(432), 리소그래피 노광 장치(115), 및/또는 다른 전자 장치 상에서 동작하는 자동화된 프로세스를 이용하여 데이터 및 신호를 수신 및/또는 제공할 수 있게 하는 임의의 유형의 전자 인터페이스이다. 예를 들면, I/O 인터페이스(567)는 비쥬얼 디스플레이, 키보드, 및 통신 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 6 내지 도 13은 반사 광학 요소(434) 및 빔 터닝 광학 시스템(452)의 다양한 구현형태를 도시한다. 도 6 내지 도 9에 도시된 임의의 반사 광학 요소는 반사 광학 요소(434)로서 사용될 수 있고, 도 10 내지 도 13에 도시된 빔 터닝 광학 시스템은 빔 터닝 광학 시스템(452)로서 사용될 수 있다. 광학 시스템은 반사 광학 요소(434)로서 도 6 내지 도 9에 도시된 임의의 반사 광학 요소 및/또는 빔 터닝 광학 시스템(452)로서 도 10 내지 도 13에 도시된 빔 터닝 광학 시스템을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 도 6 내지 도 9에 도시된 임의의 반사 광학 요소는 도 10 내지 도 13에 도시된 임의의 빔 터닝 광학 시스템과 함께 사용될 수 있다.
도 6 내지 도 9는 각각 반사 광학 요소(634, 734, 834, 934)의 측면도이다. 반사 광학 요소(634, 734, 834, 934)의 각각은 광빔(424)을 수광하도록 배향된 반사 표면을 가지며, 이 표면은 이 표면이 입사광을 어떻게 반사하는지를 결정하는 표면 프로파일을 갖는다. 표면 프로파일은 표면의 곡률 반경, 표면의 재료, 및/또는 표면의 물리적 특성(예를 들면, 표면은 블레이즈드 격자(blazed grating)를 포함할 수 있음)에 의해 의해 결정될 수 있다. 반사 광학 요소(434)가 공진기 공동(457)의 일부를 형성하므로, 광학 요소(434)의 표면 프로파일은 공진기 공동(457) 내에서의 광의 모드 내용을 결정한다.
도 6은 x-y 평면에서 광학 요소(634)의 측면도이다. 광학 요소(634)는 축선(679)을 따라 z 방향(지면의 내측 및/또는 외측 방향)으로 연장된다. 광학 요소(634)는 광학적 반사 표면(674)을 갖는 본체(672)를 포함한다. 광학적 반사 표면(674)은 빔(424)의 파장을 반사하는 임의의 유형의 재료일 수 있다. 예를 들면, 광학적 반사 표면(674)은 빔(424) 내의 파장을 반사하도록 설계된 거울 또는 다층 유전체 스택일 수 있다.
표면(674)은 표면 법선(671)을 규정한다. 반사 표면(674)은 입사광(표면 법선(671)을 따르는 빔(424)을 포함함)을 반사시킨다. 반사 표면(674)은 x-y 평면에서 만곡되고, 표면 법선(671)은 x-y 평면에서 2 개 이상의 방향으로 연장된다. 반사 표면(674)은, 예를 들면, 토로이드 반사 표면(원통형 반사 표면 등) 또는 다른 유형의 비구면 반사 표면일 수 있다. 도 6에 도시된 실시례에서, 반사 표면(674)은 x-y 평면에서 빔(424)에 대해 볼록한 표면(674)을 유발하는 곡률을 가지며, 표면 법선(671)은 표면(674)으로부터 반경방향 외측으로 연장된다.
광학 요소(634)는 또한 하나 이상의 강성 패스너(675)를 포함한다. 본체(672)는 가해진 힘(676)에 따라 변형될 수 있다. 가해진 힘(676)은, 예를 들면, 압전(PZT) 액츄에이터 및/또는 공압 실린더에 가해지는 공압에 의해 제공되는 기계적 힘일 수 있다. 가해진 힘(676)은 토크를 포함하는 임의의 유형의 힘일 수 있다. 강성 패스너(675)는 힘(676)이 가해질 때 본체(672)의 일부를 고정된 위치에 유지한다. 힘(676)이 가해지는 동안에 본체(672)의 일부를 고정된 위치에 유지함으로써, 강성 패스너(675)는 강성 패스너(675)에 의해 유지되지 않은 본체(672)의 다른 부분이 힘(676)이 가해지는 것에 응답하여 변형(예를 들면, 형상 변화)될 수 있게 한다.
강성 패스너(675)는 본체(672)의 일부와 물리적으로 접촉함으로써 고정된 위치에 본체(672)의 일부를 유지하는 강성 포스트(post)일 수 있다. 도 6의 실시례에서, 강성 패스너(675)는 2 개의 포스트를 포함한다. 포스트들 중 하나는 일단부(677a)에서 본체(672)에 부착되고, 다른 포스트는 일단부(677b)에서 본체(672)에 부착된다.
도 6의 실시례에서, 힘(676)은 본체(672)의 일면(678)에 가해진다. 일면(678)은 표면(674)의 반대측에 있다. 힘(676)은 표면(674)의 곡률을 변화시키는 방향을 따라 가해진다. 도시된 실시례에서, 힘(676)은 본체(672)의 중심에서 그리고 표면(674)의 중심으로부터 연장되는 표면 법선(671)에 평행한 방향으로 가해진다. 일면(678)에 힘(676)이 가해짐으로써 측면(678)이 변형된다. 예를 들면, 표면(674)의 곡률 반경은 힘(676)이 가해짐에 따라 1-10 마이크론(μm)만큼 변화될 수 있다. 변형의 양은 일면(678)에 가해지는 힘의 양에 의해 결정된다. 따라서, 표면(674)의 곡률은 일면(678)에 적절한 힘을 가함으로써 변화될 수 있다.
광학 요소(634)는 광학 리소그래피 시스템(400) 또는 광학 리소그래피 시스템(500)에서 반사 광학 요소(434)로서 사용될 수 있다. 광학 시스템(400)에서, 광학 요소(434)는 제어 시스템으로부터 명령 신호를 수신하지 않는다. 광학 리소그래피 시스템(400)에서 사용될 때, 광학 요소(634)의 반사 표면(674)은, 예를 들면, 광학 리소그래피 시스템(400)이 조립될 때, 또는 유지보수 중에, 특정 곡률을 가지도록 변형되고, 이 변형은 시스템(400)의 동작 중에 의도적으로 조정되지 않는다.
광학 리소그래피 시스템(500)에서 사용될 때, 광학 요소(434)는 제어 시스템(550)으로부터 명령 신호(557)를 수신할 수 있다. 광학 요소(434)는 이동 또는 조정에 의해 명령 신호(557)의 인스턴스에 응답한다. 예를 들면, 명령 신호(557)는 본체(672)에 얼마나 많은 힘이 가해져야하는지를 결정하는 정보를 포함할 수 있고, 이 명령 신호(557)는 일면(678)에 특정 힘의 양를 가하기 위해 사용될 수 있다. 제어 시스템(550)은 시스템(505)이 동작하는 동안에 명령 신호(557)를 제공하고, 시스템(505)에 의해 광 펄스가 생성될 때마다 명령 신호(557)의 인스턴스를 제공할 수 있다. 따라서, 광학 요소(634)가 광학 시스템(505)에서 사용되는 경우, 표면(674)은 변형될 수 있고, 출력 빔(460) 내의 각각의 광 펄스에 대해 상이한 방식으로 변형될 수 있다.
도 7은 x-y 평면에서 반사 광학 요소(734)의 측면도를 도시한다. 반사 광학 요소(734)는 z 방향(지면의 내측 및/또는 외측 방향)으로 연장된다. 반사 광학 요소(734)는 본체(772)를 포함한다. 본체(772)는 복수의 세그먼트(781)를 포함하며, 이들 각각은 반사 표면(774)을 갖는다. 각각의 반사 표면(774)은 상이한 표면 프로파일을 가질 수 있다. 예를 들면, 세그먼트(781) 중 하나 이상은 다른 세그먼트와 관련된 반사 표면과 다른 곡률을 가진 반사 표면을 가질 수 있다. 본체(772)가 세그먼트(781)를 포함하고, 각각의 세그먼트(781)는 반사 표면(774)을 포함하지만, 반사 표면(774)이 임의의 불연속부 또는 2 개의 인접하는 세그먼트(781)들 사이에서 광을 반사하지 않는 영역을 의도적으로 포함하지 않도록 본체(772)와 표면(774)은 물리적으로 접합되거나 접촉된다.
도시된 실시례에서, 본체(772)는 3 개의 세그먼트(781a, 781b, 781c)를 포함한다. 이 세그먼트(781a, 781b, 781c)는 대응하는 반사 표면(774a, 774b, 774c)을 갖는다. 반사 표면(774a, 774b, 774c) 중 적어도 하나는 세그먼트의 다른 것과 상이한 크기의 곡률을 갖는다. 일부의 구현형태에서, 각각의 반사 표면(774a, 774b, 774c)은 상이한 곡률을 갖는다.
도 8은 x-y 평면에서 반사 광학 요소(834)의 측면도이다. 이 광학적 반사 요소(834)는 본체(872)를 포함한다. 본체(872)는 복수의 세그먼트를 포함하며, 이들 각각은 반사 표면(874)을 갖는다. 세그먼트들은 반사 표면이 광을 반사하지 않는 영역이 결여된 연속 반사 표면을 형성하도록 접합된다. 도 8의 실시례에서, 본체(872)는 세그먼트(881a, 881b, 881c)를 포함한다. 세그먼트(881a, 881c)는 각각의 베이스 부분(882a, 882c) 및 반사 표면(874a, 874c)을 포함한다. 반사 표면(874a, 874c)은 격자이다. 격자(874a, 874c)는 동일하거나 상이할 수 있다. 세그먼트(881b)는 반사 표면(874b)을 갖는 거울이다. 이 거울은 z 방향(지면의 내측 및/또는 외측 방향)으로 연장되는 원통형 거울(881b)일 수 있다. 반사 표면(874b)은 만곡되어 있다. 도 8의 실시례에서, 반사 표면(874b)은 빔(424)에 대해 x-y 평면에서 볼록형이다. 반사 표면(874)(반사 표면(874a, 874b, 874c)의 집합)은 또한 빔(424)에 대해 x-y 평면에서 볼록형이다.
반사 광학 요소(834)는 반사 광학 요소(434)로서 시스템(400)에서 사용될 수 있다.
도 9는 x-y 평면에서 반사 표면(974)을 포함하는 반사 광학 요소(934)의 측면도이다. 반사 광학 요소(934)는 반사 광학 요소(934)가 사용되는 동안에 반사 표면(974)의 표면 프로파일이 변경될 수 있다는 것을 제외하고는 반사 광학 요소(834)(도 8)와 유사하다.
반사 광학 요소(934)는 반사 표면(974)을 갖는 본체(972)를 포함한다. 본체(972)는 각각의 베이스(982a, 982b, 982c) 및 반사 표면(974a, 974b, 974c)을 갖는 세그먼트(981a, 981b, 981c)를 포함한다. 세그먼트(981a, 981b, 981c)는 반사 표면(974)(반사 표면(974a, 974b, 974c)으로 구성됨)이 광학적으로 반사되지 않는 임의의 영역을 포함하지 않는 연속적 반사 표면이도록 접합된다.
반사 광학 요소(934)는 가요성 커넥터(983)를 포함한다. 커넥터(983) 중 하나는 세그먼트(981a, 981b) 사이에 있고, 다른 가요성 커넥터(983)는 세그먼트(981b, 981c) 사이에 있다. 가요성 커넥터(983) 중 하나는 세그먼트(981a, 981b)를 연결하고, 가요성 커넥터(983) 중 다른 하나는 세그먼트(981b, 981c)를 연결한다. 가요성 커넥터(983)는 이 가요성 커넥터(983)가 반사 표면(974)의 표면 프로파일에 영향을 미치지 않도록 일면(978) 상에 다양한 세그먼트를 연결한다. 가요성 커넥터(983)는 특정 세그먼트에 가해지는 힘에 따라 세그먼트(981a - 981c)가 서로 독립적으로 이동할 수 있도록 세그먼트(981a - 981c)를 유지한다. 그러나, 가요성 커넥터(983)는 힘이 가해지지 않는 경우에 세그먼트(981a - 981c)가 서로에 대해 움직이지 않는 정도의 충분한 강도 및 강성을 갖는다. 가요성 커넥터(983)는, 예를 들면, 부분들 사이에 형성된 그루브일 수 있다. x-y 평면에서, 그루브는 일면(978)에 개방되어 있다. 이 그루브는 (도 9에 도시된 바와 같은) 일면(978)으로 개방되는 그리고 반사 표면(974)을 향해 x-y 평면 내의 일점을 향해 테이퍼를 이루는 V 형상의 그루브일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 그루브는 일면(678)으로 개방된 그리고 반사 표면(974)을 향해 라운딩된 둥근 그루브일 수 있다. 둥근 그루브는 다른 유형의 가요성 커넥터보다 효과적으로 기계적 응력을 분산시킬 수 있고, 하나 이상의 세그먼트에 힘이 가해지는 경우에 파손의 경향이 적은 반사 광학 요소(934)를 얻을 수 있다.
도 9의 실시례에서, 세그먼트(981b)는 일면(978)에서 세그먼트(981b)에 부착된 포스트(975)에 의해 정위치에 고정된다. 독립적인 힘(976a, 976c)을 각각의 세그먼트(981a, 981c)에 가하는 것이 가능하다. 이 힘(976a, 976c)은, 예를 들면, PZT 트랜스듀서를 사용하여 가할 수 있다. 이 힘(976a, 976c)은 일면(978)으로부터 x-y 평면에 가해진다. 도 9에 도시된 실시례에서, 힘(976a, 976b)은 각각의 표면(974a, 974c)을 향하는 방향에 있다. 그러나, 힘(976a, 976b)은 x-y 평면에서 다른 방향으로 가해질 수 있다.
세그먼트(981a)에 힘(976a)을 인가하면 세그먼트(981a) 및 반사 표면(974a)이 세그먼트(981b)에 대해 이동한다. 세그먼트(981c)에 힘(976c)을 인가하면 세그먼트(981c) 및 반사 표면(974c)이 세그먼트(981c)에 대해 이동한다. 반사 표면(974a, 974c)의 어느 하나 또는 둘 모두를 이동시킴으로써, 표면(974a, 974c)으로부터 반사되는 광은 이득 매질(419) 내로 그리고 빔 터닝 시스템(252)을 향해 유도될 수 있다.
반사 광학 요소(934)는 반사 광학 요소(434)로서 시스템(500)에서 사용될 수 있고, 반사 광학 요소(934)의 반사 표면(1374)의 표면 프로파일은 시스템(500)이 동작 중인 동안에 변경될 수 있다. 예를 들면, 반사 표면(974)의 표면 프로파일은 광빔(424)의 각각의 펄스에 대해 변경될 수 있다.
도 10 내지 도 13은 모두 빔 터닝 시스템(452)의 구현형태의 실시례인 빔 터닝 시스템(1052, 1152, 1252, 1352)의 측면도이다. 공진기 공동(457) 내에서 전파되는 빔(424)은 광선에 의해 표시될 수 있다. 도 10 내지 도 13의 실시례에서, 424a로 표시된 광선은 빔(460)의 코히어런스를 감소시키기 위해 빔의 모드 내용이 변화되지 않았을 경우의 빔(424)의 전파를 나타내는 광선이다. 예를 들면, 광선(424a)은 반사 광학 요소(434)가 조정불가능한 원통형 거울인 경우에, 그리고 빔 터닝 광학 시스템(452)이 조정불가능한 그리고 x-y 평면에서 광선(424b)을 수용하기 충분히 크지 않은 코너 큐브 반사기인 경우에 발생될 수 있다.
광선(424b)은 광선(424a)과 비교하여 횡방향 모드를 증가시키는 방식으로 공진기 공동(457)을 통과하여 전파되는 광선이다. 광선(424b)은 도 6 내지 도 9의 반사 광학 요소들 중 하나를 반사 광학 요소(434)로서 사용함으로써 발생될 수 있다. 도 10은 조정불가능한 그러나 광선(424b)을 수용하기 위한 충분한 확대적 반사 표면을 갖는 예시적인 빔 터닝 시스템(1052)을 도시한다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 도 11 내지 도 13의 빔 터닝 시스템은 광선(424b)과 같은 광선을 수용하도록 조정가능하다. 이러한 방식으로, 도 11 내지 도 13의 빔 터닝 시스템을 빔 터닝 시스템(452)으로서 사용하면 빔(424)의 모드 내용이 증가될 수 있고, 이것에 의해 빔(424)의 코히어런스을 감소시킬 수 있고, 스페클의 존재를 저감시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 빔 터닝 시스템(1052)의측면도가 도시되어 잇다. 도 10은 x-y 평면에서 빔 터닝 시스템(1052)의 평면도를 도시한다. 빔 터닝 시스템(1052)은 본체(1092) 및 반사 표면(1094)을 포함한다. 본체(1092)는 꼭지점(1093)으로부터 연장되는 2 개의 부분(1091a, 1091b)을 포함한다. 부분(1091a, 1091b)은 서로에 대해 경사져 있다. 도 10의 실시례에서, 부분(1091a, 1091b)은 꼭지점(1093)에서 직각을 형성한다. 그러나, 부분(1091a, 1091b)은 꼭지점(1093)에서 다른 각도를 형성할 수 있다. 본체(1092)는 단일의 일체형 구성요소일 수 있고, 또는 부분(1091a, 1091b)은 물리적으로 접합되는 2 개의 별개의 부분으로 구성될 수 있다.
2 개의 부분(1091a, 1091b)은 각각의 반사 표면(1094a, 1094b)을 포함한다. 광선(424b)은 매체(419) 내에서 전파되며, 반사 표면(1094b)에 입사하고, 반사 표면(1094b)은 광선(424b)을 반사 표면(1094a)을 향해 반사한다. 광선(424b)은 표면(1094a)에 의해 반사되어 매체(419) 내로 돌아가도록 지향된다. 광선(424b)은 매체 내에서 광 커플러(433)(도 4 및 도 5)를 향해 전파된다.
도 11a를 참조하면, 빔 터닝 시스템(1152)의 측면도가 도시되어 있다. 빔 터닝 시스템(1152)은, 빔 터닝 시스템(1152)이 부분(1191a, 1192b)에 대해 위치결정되거나 이동될 수 있는 이차 부분(1191c)을 포함하는 것을 제외하고, 빔 터닝 시스템(1052)(도 10)과 유사하다. 도시된 실시례에서, 부분(1191a, 1191b)은 직각으로 꼭지점(1193)으로부터 연장된다. 부분(1191c)은 부분(1191b)에 물리적으로 연결되지만 부분(1191b)에 대해 이동가능하다. 예를 들면, 부분(1191b, 1191c)은 가요성 부분(1183)에 의해 연결될 수 있으며, 이는 도 9와 관련하여 위에서 논의된 가요성 부분(983)과 유사할 수 있다.
각각의 부분(1191a, 1191b, 1191c)의 각각의 반사 표면(1194a, 1194b, 1194c)을 포함한다. 반사 표면(1194a, 1194b, 1194c)은 집합적으로 빔 터닝 시스템(1152)의 반사 표면(1194)을 형성한다. 반사 표면(1194)은 연속적인 반사 표면이다. 매체(419)로부터의 광은 반사 표면(1194b 또는 1194c) 상에 입사되고, 이들 표면은 입사광을 반사 표면(1194a)에 반사한다. 반사 표면(1194a)은 이 광을 매체(419) 내로 그리고 광 커플러(433)를 향해 지향시킨다.
도 11b을 참조하면, 이차 부분(1191c)은 부분(1191b, 1191c)이 가요성 부분(1183)에 의해 연결되어 있는 상태에서 원호 A를 따라 x-y 평면에서 이차 부분(1191c)을 이동시킴으로써 부분(1191b)에 대해 위치결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 반사 표면(1194b, 1194c) 사이의 각도가 변경될 수 있다. 이 각도는 도 11에서 각도 B로서 도시되어 있다. 각도 B를 변화시킴으로써, 공진기 공동(457)에서 횡방향 모드 성장이 향상될 수 있다. 예를 들면, 각도 B를 감소시키면 추가의 횡방향 모드로부터 발생하는 빔 터닝 시스템(1152)에서 더 많은 광선(광선(424b) 등)을 반사시킬 수 있다.
빔 터닝 시스템(1152)은 시스템(400) 또는 시스템(500)에서 빔 터닝 시스템(452)으로서 사용될 수 있다. 일부의 구현형태에서, 예를 들면, 빔 터닝 시스템(1152)이 시스템(400)에서 사용되는 경우, 공진기 공동(457)가 조립될 때 또는 유지보수 중에 이차 부분(1191c)은 부분(1191b)에 대해 위치결정되고, 각도 B는 시스템(400)의 동작 중에 의도적으로 변경되지 않는다.
일부의 구현형태에서, 이차 부분(1191c)은 빔 터닝 시스템(1152)을 포함하는 광학 시스템의 동작 중에 부분(1191b)에 대해 이동될 수 있다. 예를 들면, 빔 터닝 시스템(1152)은 시스템(500)에서 빔 터닝 시스템(452)으로서 사용될 수 있다. 이들 구현형태에서, 빔 터닝 시스템(1152)은 명령 신호(555)의 수신에 응답하여 부분(1191)을 이동시키는 액츄에이터를 포함한다. 액츄에이터는 부분(1191c)에 힘을 가하여 광학 시스템의 동작 중에 원호 A를 따라 부분(1191)를 이동시키는, 예를 들면, PZT 액츄에이터일 수 있다. 이들 구현형태에서, 부분(1191c)은, 예를 들면, 광 펄스가 생성될 때마다 원호 A를 따라 상이한 위치로 이동될 수 있다. 광 펄스의 보정은 이전 펄스로부터의 정보에 기초한다. 이전 펄스는 이 광 펄스에 시간적으로 선행하는 임의의 펄스일 수 있다. 예를 들면, 이전 펄스는 이 광 펄스의 시간적으로 직전의 펄스일 수 있고, 및/또는 직전의 펄스 이전에 발생된 펄스일 수 있다.
도 12를 참조하면, 빔 터닝 시스템(1252)의 측면도가 도시되어 있다. 빔 터닝 시스템은 제 1 윙 본체(1292b) 및 제 2 윙 본체(1292c)에 대해 위치결정되는 베이스 본체(1292a)를 포함한다. 제 1 및 제 2 윙 본체(1292b, 1292c)는 베이스 본체(1292a)에 물리적으로 연결되지 않는다. 제 1 윙 본체(1292b)는 x 방향 및 y 방향으로 베이스 본체(1292a)로부터 변위된다. 제 2 윙 본체(1292c)는 x 방향 및 -y 방향으로 베이스 본체(1292a)로부터 변위된다. 빔 터닝 시스템(1252)은 x 방향에 평행한 축선(1213)을 중심으로 거울 대칭을 가질 수 있다. 베이스 본체(1292a), 제 1 윙 본체(1292b), 및 제 2 윙 본체(1292c)는 각각 반사 표면(1294a, 1294b, 1294c)을 포함한다. 반사 표면(1294a, 1294b, 1294c)은 함께 반사 표면(1294)을 형성한다. 반사 표면(1294)은 부분들을 분리시키는 간극(1295)을 갖는다. 따라서, 반사 표면(1194)과 달리, 예를 들면, 반사 표면(1294)은 연속적이지 않다.
제 1 윙 본체(1292c)의 반사 표면(1194c)은 이득 매질(419)로부터 광선(424b)을 수광하고, 이 광선(424b)을 제 2 윙 본체(1292b)의 반사 표면(1294b)을 향해 지향시킨다. 광선(424b)은 반사 표면(1294b)으로부터 반사되어, 이득 매질(419)로 되돌아가서 광 커플러(433)를 향한다. 반사 표면(1294b, 1294c)은 광선(424b)을 각각 수광하여 반사하도록 위치결정된다. 이러한 방식으로, 제 1 윙 본체(1292b) 및 제 2 윙 본체(1292c)는 제 1 윙 본체(1292b) 및 제 2 윙 본체(1292c)를 포함하지 않는 설계에 비해 추가의 횡방향 모드가 공진기 공동(457) 내에서 전파될 수 있게 한다. 빔 터닝 시스템(1252)은 시스템(400)에서 빔 터닝 시스템(452)으로서 사용될 수 있다.
도 13을 참조하면, 빔 터닝 시스템(1352)의 측면도가 도시되어 있다. 빔 터닝 시스템(1352)은, 빔 터닝 시스템(1352)이 사용 중에 빔(424)(광선(424a, 424b)을 포함함)과 상호작용 중인 상태에서, 힘(1376b, 1376c)이 각각 제 1 윙 본체(1292b) 및 제 2 윙 본체(1292c)에 가해질 수 있다는 것을 제외하고, 빔 터닝 시스템(1252)(도 12)과 동일하다. 힘(1376b) 및 힘(1376c)은, 예를 들면, PZT 액츄에이터를 사용하여 가할 수 있다.
빔 터닝 시스템(1352)은 시스템(500)에서 빔 터닝 시스템(452)으로서 사용될 수 있다. 제어 신호(555)(도 5)는 제 1 윙 본체(1392b) 및/또는 the 제 2 윙 본체(1392c)의 위치를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
도 14를 참조하면, 예시적인 프로세스(1400)의 흐름도가 도시되어 있다. 이 프로세스(1400)는 광학 시스템을 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 프로세스(1400)는 광원(도 1의 광원(105) 등)의 일부인 광학 시스템을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 프로세스(1400)는, 예를 들면, 광학 시스템(405 또는 505)과 같은 임의의 광학 시스템과 함께 사용될 수 있다. 프로세스(1400)는 하나 이상의 광학 시스템을 포함하는 광원(예를 들면, 광원(105 또는 205) 등)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 프로세스(1400)는 광원(205) 및/또는 광원(205)의 PA(230)를 제어하기 위해 이용될 수 있다. 프로세스(1400)는 시스템(500)(도 5)과 같은 폐루프 제어 시스템에서 구현되도록 이용될 수 있다. 프로세스(1400)는 먼저 광학 시스템(505)을 포함하는 도 5의 시스템(500)에 대하여 논의된다. 프로세스(1400)는 시스템(505)이 광빔(460)을 생성하는 동안 제어 시스템(550)의 하나 이상의 전자 프로세서(564)에 의해 수행될 수 있다. 프로세스(1400)는 이 프로세스(1400)가 특정 펄스 및 바로 후속되는 펄스, 또는 펄스의 서브세트 내의 모든 펄스에 대해 수행되도록 펄스 단위로 수행될 수 있다. 펄스의 서브세트는 빔(460) 내의 펄스의 임의의 세트이고, 비연속 펄스로 구성될 수 있다.
광빔(460)의 특정 펄스의 특성의 측정값이 액세스된다(1410). 특정 펄스는 광빔(460) 내의 임의의 펄스일 수 있다. 특성은 특정 펄스 내의 코히어런스의 양에 관련된다. 예를 들면, 특성은 전파 방향을 따르는 특정 펄스의 발산 또는 펄스의 전파 방향에 수직인 평면에서 펄스의 강도 프로파일일 수 있다. 특성의 측정값은 광빔 모니터링 광학 시스템(562)으로부터 또는 리소그래피 노광 장치 내에 있는 검출기(122)로부터 광빔(460)의 부분(551)을 수광하는 측정 모듈(568)로부터 얻어질 수 있다. 일부의 구현형태에서, 특정 펄스의 특성의 측정값은 전자 기억장치(566)로부터 액세스될 수 있다.
특정 펄스의 측정값은 특정 펄스의 전파 경로를 따라 임의의 지점에서 측정될 수 있다. 예를 들면, 측정값은 공동(457)의 외부(예를 들면, 광빔 모니터링 광학 시스템(562))의 특성의 값일 수 있고, 또는 측정값은 공동(457)의 내부의 특성의 값일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 측정값은 리소그래피 노광 장치(115) 내에 있는 검출기(122)에 의해 수집된 데이터로부터 얻어지거나 도출된다. 검출기(122)로부터의 데이터를 이용하면, 웨이퍼(120)(도 1)의 연부 상에 있는 마이크로전자 피처를 노광할 때 추가의 유연성 및 정확성이 제공될 수 있다. 또한, 검출기(122)로부터의 데이터를 이용하면, 광빔 모니터링 광학 시스템(562)에 대한 필요성을 제거할 수 있다.
액세스된 특성의 측정값은 특성의 목표값과 비교된다(1420). 특성의 목표값은 광학 시스템(505)의 최적의, 적절한, 및/또는 허용가능한 동작과 관련된 특성의 값일 수 있다. 목표값은 전자 기억장치(566) 상에 저장될 수 있다. 측정값 및 목표값은, 예를 들면, 측정값 및 목표값을 뺌으로써 특정 펄스에 대한 오차값을 결정하는 것에 의해 비교될 수 있다.
이 비교에 기초하여 제어 신호가 생성될 수 있다(1430). 제어 신호는 목표값과 측정값 사이의 크기 차이를 나타내는 오차값 또는 기타 계량이 임계값을 초과할 때 생성될 수 있다. 임계값은 목표값 근처에서 특성의 값의 범위를 포함할 수 있다. 따라서, 임계값에 따라, 목표값에 접근하지만 이보다 작거나 목표값을 초과하는 측정값은 제어 신호를 생성하지 않을 수 있다. 측정값과 목표값이 동일하면, 제어 신호가 생성되지 않는다. 측정값은 각각의 펄스에 대한 특성의 값(발산 또는 강도 등)을 측정하고, 이들 값을 평균하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 특성의 값은 펄스의 버스트에서 각각의 펄스에 대해 측정될 수 있고, 그 값은 전체 버스트에 걸쳐 평균될 수 있다. 일부의 구현형태에서, 이 값은 버스트 내의 모든 펄스 이외의 복수의 펄스(예를 들면, 펄스의 그룹)에 대해 측정될 수 있다. 예를 들면, 값은 버스트 내의 하나 걸러 펄스마다, 또는 버스트 내의 연속 펄스의 서브세트(예를 들면, 펄스의 윈도우)에 대해 측정될 수 있다. 다른 실시례에서, 이 값은 펄스의 제 1 버스트 내의 모든 펄스에 대해 그리고 펄스의 다음 버스트 내의 모든 펄스보다 적은 수에 대해 측정될 수 있다.
제어 신호사 생성되면, 광빔(460) 내의 코히어런스의 양은 특정 펄스에 후속되는 펄스인 펄스 내의 코히어런스의 양을 감소시키기 위해 제어 신호에 기초하여 광학 시스템(405)을 수정함으로써 조정된다. 생성된 제어 신호는 반사 광학 요소(434)에 제공되는 제어 신호(557)일 수 있고, 및/또는 빔 터닝 광학 시스템(452)에 제공되는 제어 신호(555)일 수 있다. 광학 시스템(405)은 생성된 제어 신호에 기초하여 반사 광학 요소(434) 및 빔 터닝 광학 시스템(452) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 전부 또는 일부를 이동 또는 위치결정함으로써 수정될 수 있다.
예를 들면, 반사 광학 요소(634)(도 6)는 요소(434)로서 사용될 수 있고, 빔 터닝 시스템(1352)(도 13)은 빔 터닝 시스템(452)로서 사용될 수 있다. 본 실시례에서, 빔(460)의 특성은 빔 모니터링 광학 시스템(562)으로부터 수신된 부분(551)에 기초한 측정 모듈에 의해 결정되었다. 빔(460)의 특성의 값과 특성의 목표값 사이의 차이의 크기는 임계값을 초과하는 것으로 판단된다. 명령 신호가 생성되고, 그리고 본 실시례에서, 명령 신호는 빔 터닝 시스템(1352)에 제공되는 명령 신호(555) 및 반사 광학 요소(634)에 제공되는 명령 신호(557)를 포함한다.
명령 신호(557)는 힘(676)(도 6)을 반사 광학 요소(634)의 일면(678)에 가하는데 충분한 정보를 포함한다. 가해지는 힘의 양(676)는 특성의 측정값과 목표값 사이의 차이의 크기에 기초할 수 있다. 힘(676)이 반사 광학 요소(634)에 가해지는 경우, 표면(674)이 움직인다. 표면(674)의 일부는 패스너(675)에 의해 유지되어 있으므로, 표면(674)을 움직이면 표면(674)의 곡률이 변화된다. 표면(674)의 곡률이 조정됨으로써, 공동(457)은 추가의 횡방향 모드가 공동(457) 내에서 전파될 수 있는 정도로 수정된다. 이것에 의해 빔(460)은 보다 큰 발산 및 보다 적은 코히어런스를 갖게 된다.
유사하게, 빔 터닝 시스템(1352)에 제공되는 명령 신호(555)는 힘(1376b, 1376c)(도 13)의 어느 하나 또는 둘 모두를 제 1 및 본체(1392b) 및 제 2 윙 본체(1392c)에 각각 가하는데 충분한 정보를 포함한다. 가해진 힘에 의해 제 1 윙 본체(1392b) 및/또는 제 2 윙 본체(1392c)는 베이스 본체(1392a)에 대해 이동한다. 제 1 윙 본체(1392b) 및/또는 제 2 윙 본체(1392c)를 이동시킴으로써, 공동(457)은 추가의 횡방향 모드를 수용하도록 더 수정될 수 있고, 빔(460)의 코히어런스는 저감된다.
또한, 제어 신호가 생성되는 경우, 광학 시스템(505)이 제어 신호에 기초하여 수정된 후에 특성의 값은 다시 측정되어 새로운 특성의 값을 획득할 수 있다. 새로운 특성의 값은 목표값과 비교된다. 새로운 특성의 값과 목표값 사이의 차이의크기가 여전히 임계값을 초과하는 경우, 제 2 명령 신호가 생성되고, 광학 시스템(505)은 더욱 수정된다. 생성된 제어 신호를 광학 시스템(505)에 인가한 후에 특성의 값을 측정하는 프로세스가 반복될 수 있다. 일부의 구현형태에서, 생성된 제어 신호를 인가한 후에 특성을 측정하는 프로세스를 목표값과 측정값 사이의 차이의 크기가 빔(460)의 코히어런스가 허용가능한 양 미만이 됨을 나타내는 임계값 미만이 될 때까지 반복할 수 있다. 일부의 구현형태에서, 특성의 값이 측정될 수 있고, 빔(460) 내의 각각의 펄스에 대해 제어 신호가 생성되어 광학 시스템(505)에 제공될 수 있다.
제어 신호가 생성되지 않는 경우, 특성의 측정값은 목표값에 근접하거나 목표값과 동등하다. 특성의 측정값이 목표값에 근접하거나 동등한 경우, 광학 시스템(505)은 예상대로 최적으로 또는 허용가능하게 동작할 수 있고, 빔(460)은 스페클 형태로 비교적 소량의 노이즈를 가질 수 있다. 따라서, 제어 신호가 생성되지 않는 경우, 특성의 값은 광학 시스템(505)의 특정 동작 상태에서 목표값으로서 사용될 수 있는 값일 수 있다. 이 동작 상태는, 예를 들면, 공동(457) 내의 온도, 공동(457) 내의 압력, 반복률, 듀티 사이클, 공동(457)의 수명 누적 펄스 수, 최신 가스 주입 이래의 공동(457)의 누적 펄스 수, 및 총 동작 시간을 포함할 수 있다. 명령 신호가 생성되지 않는 경우에 특성의 값은 동작 상태를 나타내는 하나 이상의 파라미터와 관련하여 전자 기억장치 내에 저장될 수 있다. 동작 파라미터는 온도, 반복률, 듀티 사이클, 반사 광학 요소(434) 및/또는 빔 터닝 광학 시스템(452)의 위치결정, 반사 광학 요소(434) 및/또는 빔 터닝 광학 시스템(452)에 가해지는 힘의 양 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 저장된 값은 동일한 조건 하에서 광학 시스템(505)을 동작시키는 장래의 인스턴스에서 목표값으로서 사용될 수 있다.
이러한 방식으로, 빔(460)의 코히어런스를 조정할 수 있는 것에 더하여, 프로세스(1400)는 또한 광범위한 동작 조건 하에서 최적으로 기능하도록 광학 시스템(505)을 신속하게 조정할 수 있으므로 광학 시스템(505)의 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 다양한 반복률에서 특성의 측정값에 관련되는 파라미터를 저장함으로써, 광학 시스템(505)은 리소그래피 노광 장치(115)로부터의 명령 신호(553) 또는 I/O 인터페이스(567)를 통해 오퍼레이터로부터의 명령을 수신한 후에 낮은 코히어런스 펄스를 생성하도록 신속하게 적응하기 위해 이들 저장된 값에 의존할 수 있다.
도 15를 참조하면, 광학 시스템을 제어하기 위한 프로세스(1500)의 일 실시례의 흐름도가 도시되어 있다. 이 프로세스(1500)는 코히어런스가 광빔에 스페클 형태로 과도한 노이즈를 가하지 않도록 보장하기 위해 광학 시스템에 의해 생성되는 광빔(또는 광학 시스템을 포함하는 광원에 의해 생성되는 광빔)의 코히어런스를 모니터링함으로써 광학 시스템의 폐루프 제어를 구현하는데 이용될 수 있다. 이 프로세스(1500)는 코히어런스의 양이 사전결정된 양을 초과하는 경우에 코히어런스를 저감시키기 위해 광학 시스템의 양태를 수정한다. 예를 들면, 프로세스(1500)는 광학 시스템 내의 광학 요소의 물리적 특성을 수정할 수 있다.
이 프로세스(1500)는, 예를 들면, 광원(105 또는 205)과 같은 임의의 광원과 함께 사용될 수 있다. 프로세스(1400)는 하나 이상의 광학 시스템을 포함하는 광원(예를 들면, 광원(105 또는 205) 등)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 프로세스(1400)는 광원(205) 및/또는 광원(205)의 PA(230)를 제어하기 위해 이용될 수 있다. 프로세스(1400)는 광학 시스템(405 또는 505)과 함께 사용될 수 있다. 이 프로세스(1500)를 도 5의 시스템(500)에 대하여 논의한다. 프로세스(1500)는 시스템(500)이 광빔(460)을 생성하는 동안 제어 시스템(550)의 하나 이상의 전자 프로세서(564)에 의해 수행될 수 있다. 프로세스(1500)는 이 프로세스(1500)가 특정 펄스 및 바로 후속되는 펄스, 또는 펄스의 서브세트 내의 모든 펄스에 대해 수행되도록 펄스 단위로 수행될 수 있고, 펄스의 서브세트는 빔(460) 내의 펄스의 임의의 세트이다.
광빔(460)의 특성의 값이 획득된다(1510). 광빔(460)은 광학 시스템(505)에 의해 생성되는 펄스형 광빔이다. 특성은 광빔(460) 내의 코히어런스의 양에 관련되는 임의의 특성 또는 광빔(460)의 코히어런스의 양을 도출 또는 결정할 수 있는 임의의 특성일 수 있다. 예를 들면, 광빔(460)의 발산 또는 광빔(460)의 전파 방향에 수직인 평면에서 광빔(460)의 강도 프로파일을 특징으로 하는 값일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 획득된 값은 광학 시스템(505)이 적어도 예상대로 수행되고 있고, 아마도 이상적이거나 최적인 방법으로 수행되고 있는 경우에 획득된다. 따라서, 이들 구현형태에서, 획득된 값은 빔(460) 내에 존재하는 허용가능한 코히어런스의 양에 대응하는 값일 수 있다.
특성의 값은 광학 시스템(505)의 2 가지 이상의 동작 상태에서 획득된다. 시스템(505)의 동작 상태는 공동(457) 내의 온도 및/또는 압력, 빔(460)의 반복률, 빔(460)의 듀티 사이클, 및 공동 내에서 빔(424)과 상호작용하는 광학 표면을 포함하는 광학 요소와 관련되는 상태 정보와 같은 하나 이상의 파라미터에 의해 규정된다. 광학 요소는, 예를 들면, 반사 광학 요소(634 - 934)(도 6-9) 또는 빔 터닝 광학 시스템(1052 - 1352)(도 10-13) 중 임의의 것일 수 있다.
광학 요소에 관련되는 상태 정보는 광학 요소의 광학 표면이 공동(457) 내에서 전파되는 광과 어떻게 상호작용하는지를 나타내는 임의의 정보일 수 있다. 예를 들면, 상태 정보는 빔(424)에 대한, 광학 요소의 다른 부분에 대한, 및/또는 공동 내의 다른 광학 요소에 대한 광학 표면의 위치를 나타낼 수 있다. 상태 정보는 공동(457) 내에서 전파되는 광에 대한 광학 표면의 배향의 표시일 수 있다. 예를 들면, 상태 정보는 공동의 종축선(413)(도 5b)에 대한 또는 폐쇄 경로(443)의 일부에 대한 광학 표면의 각도를 포함할 수 있다. 광학 요소(634)(도 6), 광학 요소(934)(도 9), 빔 터닝 광학 시스템(1152)(도 11), 및 빔 터닝 광학 시스템(1352)(도 13)과 같은 힘의 적용에 응답하여 움직이는 광학 표면을 포함하는 광학 요소의 경우, 상태 정보는 광학 요소에 적용되는 힘의 양를 포함할 수 있다.
각각의 동작 상태에 대한 특성의 획득된 값 및 상태 정보는 전자 기억장치(566)에 저장된다(1520). 특성의 획득된 값 및 가해진 힘의 양는 동작 상태를 규정하는 파라미터와 관련하여 저장된다. 특성의 획득된 값 및 가해진 힘의 양는 동작 상태 파라미터에 의해 인덱싱(indexing)되는 룩업 테이블 내에 저장될 수 있다. 일부의 구현형태에서, 특성의 획득된 값 및 가해진 힘의 양는 동작 상태 파리미터에 의해 인덱싱되는 데이터베이스 내에 저장된다.
광학 시스템(505)이 현재의 동작 상태에서 동작된다(1530). 광학 시스템(505)은 빔(460)이 생성되고 있는 경우에 동작되고 있는 것으로 간주될 수 있다. 현재의 동작 상태는 광학 시스템의 동작 파라미터(빔(460)의 반복률 및 이득 매질(419)의 온도 등) 및 빔(460)이 생성되고 있는 동안에 광학 요소의 상태 정보에 의해 규정된다. 현재의 동작 상태는 빔(460) 내의 빔(460) 내의 임의의 수의 펄스에 대한 동작 상태인 어떤 상태일 수 있다. 예를 들면, 동작 상태는복수의 버스트에 대해 또는 단일 펄스에 대해 펄스의 버스트 내의 모든 펄스에 적용될 수 있다. 예를 들면, 빔(460)의 반복률은 광학 시스템(505)의 동작 상태를 규정할 수 있다.
현재의 동작 상태에서 변화의 표시가 수신된다.(1540). 변화의 표시는 광학 시스템(505)의 하나 이상의 동작 파라미터의 새로운 값을 포함한다. 예를 들면, 변화의 표시는 빔(460)에 대한 새로운 반복률을 포함할 수 있다. 따라서, 본 실시례에서, 새로운 값은 새로운 반복률이다. 변화의 표시는 명령 신호(553)를 통해 리소그래피 노광 장치(115)로부터 수신될 수 있다. 따라서, 리소그래피 노광 장치(115)는 광학 시스템(505)이 새로운 동작 상태를 갖도록 하나 이상의 파라미터를 변화시키도록 명령할 수 있다. 현재의 동작 상태에서 변화의 표시는 시스템(500)의 오퍼레이터로부터 수신될 수 있다. 예를 들면, 오퍼레이터는 I/O 인터페이스(567) 내에 직접적으로 새로운 동작 상태와 관련된 파라미터를 입력할 수 있다.
광학 요소와 관련되는, 그리고 하나 이상의 동작 파라미터의 새로운 값과 관련되는 상태 정보가 결정된다(1550). 새로운 값과 관련되는 상태 정보는 1520에서 저장된 데이터로부터 결정될 수 있다. 예를 들면, 새로운 값은 새로운 반복률일 수 있고, 이 새로운 반복률과 관련되는 광학 요소에 대한 상태 정보는 저장된 데이터로부터 검색될 수 있다. 저장된 데이터가 새로운 값에 대한 상태 정보를 포함하지 않는 경우, 이 새로운 값에 가장 유사한 파라미터의 값과 관련된 상태 정보가 새로운 값에 대한 상태 정보를 추정하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 광학 요소에 관련된 상태 정보가 새로운 반복률보다 큰 그리고 작은 여러가지 반복률에 대해 알려져 있는 경우, 광학 요소에 관련되는 상태 정보는 이용가능한 상태 정보로부터 추정될 수 있다. 예를 들면, 상태 정보는 여러가지 상이한 반복률로 광학 표면의 위치를 기술하는 팁 틸트 정보(tip-tilt information)일 수 있다. 틸트는 광학 표면에 의해 제공되는 전파 방향의 편향의 양이고, 팁은 틸트에 직각인 방향이다. 팁 틸트 정보는 새로운 반복률에 대한 팁 틸트 값을 추정하기 위해 평균화되거나 다항식에 적용될 수 있다.
결정된 상태 정보에 기초한 명령 신호는 광학 요소(1560)에 적용된다. 명령 신호는, 예를 들면, 빔 터닝 광학 시스템(452)에 제공되는 명령 신호(555), 및/또는 반사 광학 요소(434)에 제공되는 명령 신호(557)일 수 있다. 명령 신호를 광학 요소에 인가하면 광학 요소(434)의 광학 표면은 명령 신호에 따라 이동할 수 있다. 예를 들면, 명령 신호는 광학 표면을 공동(457) 내의 다른 요소에 대히 이동시키거나 상이한 곡률을 가지도록 하는 PZT 액츄에이터를 구동하는데 충분할 수 있다.
일부의 구현형태에서, 광빔(460)의 특성의 다른 값은 광학 요소에 명령 신호를 인가한 결과로서 빔(460)의 코히어런스가 저감되었는지의 여부를 판정하기 위해 명령 신호가 광학 요소에 제공된 후에 획득된다. 획득된 다른 값은 허용가능한 코히어런스의 양과 관련되는 것으로 알려져 있는 특성의 값과 비교될 수 있다. 획득된 다른 값이 허용가능한 코히어런스의 양을 표시하지 않는 경우, 추가의 명령 신호가 인가될 수 있고, 그 값은 특성의 값이 허용가능한 코히어런스의 양을 나타낼 따까지 측정될 수 있다. 예를 들면, 추가의 명령 신호는 특성의 값이 빔(460) 내에서 허용가능한 코히어런스의 양을 나타내도록 광학 표면이 위치결정될 때까지 광학 요소를 초기 위치의 주위에 디더링(dithering) 시키는 효과를 가질 수 있다.
특성의 값이 빔(460) 내에서 허용가능한 코히어런스의 양을 나타내는 경우, 광학 요소에 관련되는 상태 정보는 전자 기억장치(566) 내에 저장될 수 있다. 예를 들면, 이 상태 정보는 룩업 테이블 또는 데이터베이스 내의 동작 상태와 관련하여 이전에 저장된 상태 정보를 대체하거나 업데이트할 수 있다. 이러한 방식으로, 프로세스(1500)는 주어진 동작 조건 하에서 광학 시스템(505)의 성능에 영향을 줄 수 있는 변화하는 상황에 적응할 수 있다. 예를 들면, 반사 광학 요소(434), 빔 터닝 광학 시스템(452), 및/또는 매체(419)와 같은 구성요소는 주어진 동작 상태에 대해 사전에 결정된 상태 정보가 부정확해지도록 경시적으로 열화될 수 있다.
이 프로세스(1500)에서, 1510 및 1520은 (1530 - 1560)과 상이한 시간에 시스템(505)을 사용하여 수행될 수 있다. 다시 말하면, 광학 요소의 상태 정보와 동작 상태를 관련시키는 저장된 데이터는 이전에 생성되어, 이후에 시스템(505)을 동작시키기 위해 사용될 수 있다. 저장된 데이터는 반복적으로 사용될 수 있다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 저장된 데이터는 시스템(505)의 변화되는 상황을 고려하여 업데이트될 수 있다.
다른 구현형태는 청구범위 내에 있다.

Claims (35)

  1. 광학 시스템을 제어하는 방법으로서,
    상기 광학 시스템으로부터 방출되는 펄스형 광빔의 특정 펄스의 특성의 측정값에 액세스하는 단계 - 상기 특성은 상기 광빔의 코히어런스의 양과 관련됨 -;
    상기 광빔의 특성의 측정값을 상기 특성의 목표값과 비교하는 단계;
    상기 비교에 기초하여 제어 신호를 생성할지의 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 비교에 기초하여 제어 신호가 생성되는 경우, 상기 특정 펄스에 후속되는 펄스의 코히어런스의 양을 감소시키기 위해 상기 제어 신호에 기초하여 상기 광학 시스템의 일 양태를 수정함으로써 상기 광빔의 코히어런스의 양을 조정하는 단계를 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광빔의 특성은 상기 광빔의 발산을 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광빔의 발산은 상기 광학 시스템의 외부에서 측정되는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 펄스에 후속되는 펄스는 상기 특정 펄스의 직후에 후속되는 펄스인,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 신호에 기초하여 상기 광빔의 특성의 값을 수정함으로써 상기 광빔의 코히어런스의 양을 조정하는 단계는 상기 광학 시스템의 광학 요소에 상기 제어 신호를 인가하는 단계를 포함하고, 상기 광학 요소는 상기 광학 시스템으로부터 방출되는 상기 광빔의 특성의 값을 적어도 부분적으로 결정하기 위해 상기 광학 시스템에서 상기 광빔과 상호작용하는 광학 표면을 포함하고, 상기 제어 신호의 인가는 상기 광학 표면을 이동시키기에 충분한,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학 표면을 이동시키기에 충분한 상기 제어 신호의 인가는, 상기 광학 표면의 형상을 변화시키거나, 상기 광학 표면의 위치를 변화시키거나, 상기 펄스형 광빔의 전파 방향에 대한 상기 광학 표면의 각도를 변화시키거나, 또는 상기 광학 표면의 곡률을 변화시키기에 충분한 상기 제어 신호의 인가를 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학 표면은 복수의 부분을 포함하고, 상기 제어 신호의 인가는 상기 광학 표면의 복수의 부분 중 적어도 하나를 나머지 부분 중 적어도 하나에 대해 이동시키기에 충분한,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 시스템의 동작 상태를 결정하는 단계 - 상기 동작 상태는 하나 이상의 동작 파라미터와 관련됨 -, 및
    상기 비교에 기초하여 제어 신호가 생성되지 않는 경우, 상기 결정된 동작 상태에 대한 특성의 요구되는 값으로서 상기 광빔의 특성의 측정값을 선언하는 단계를 더 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 결정된 동작 상태에 대한 상기 특성의 요구되는 값으로서 상기 광빔의 특성의 측정값을 선언하는 단계는 상기 동작 상태의 동작 파라미터와 관련하여 상기 측정값을 포함하는 데이터를 저장하는 단계를 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 동작 파라미터는 상기 광학 시스템의 이득 매질(gain medium)의 압력, 상기 광학 시스템의 이득 매질의 온도, 상기 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 반복률(repetition rate), 및 상기 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 특성의 값을 적어도 부분적으로 결정하기 위해 상기 광학 시스템의 광빔과 상호작용하는 광학 표면을 포함하는 광학 요소에 가해지는 힘의 양 중 하나 이상을 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광학 시스템의 동작 상태의 현재의 동작 상태로의 변화의 표시를 수신하는 단계;
    상기 저장된 데이터로부터 상기 현재의 동작 상태에 대한 상기 특성의 요구되는 값을 결정하는 단계; 및
    상기 목표값을 상기 결정된 원하는 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 시스템의 동작 상태의 변화의 표시는 상기 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 반복률의 새로운 반복률로의 변화의 표시를 포함하고,
    상기 반복률의 변화의 표시는 상기 광학 시스템로부터 상기 광빔을 수광하는 리소그래피 노광 장치로부터 수신되는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    광빔의 특성의 측정값에 액세스하는 단계는 제 1 시간에 상기 광빔의 특성의 값을 측정하는 단계를 포함하고,
    제 2 시간에 상기 광빔의 특성의 값을 측정하는 단계 - 상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간 후에 그리고 상기 광빔의 코히어런스의 양을 조정하는 단계 후에 발생함 -;
    상기 제 2 시간에 상기 광빔의 특성의 값을 상기 목표값과 비교하는 단계; 및
    상기 비교에 기초하여 제 2 제어 신호를 생성할지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  14. 광학 시스템을 제어하는 방법으로서,
    복수의 동작 상태에서 광학 시스템으로부터 방출되는 광빔의 특성의 값을 획득하는 단계 - 상기 특성의 획득된 값은 상기 광빔의 코히어런스의 양과 관련되고, 상기 동작 상태의 각각은 하나 이상의 동작 파라미터 및 광학 요소와 관련된 상태 정보와 관련되고, 상기 광학 요소는 상기 광빔의 특성의 획득된 값을 적어도 부분적으로 결정하기 위해 상기 광빔과 상호작용하는 광학 표면을 포함함 -;
    상기 특성의 획득된 값, 및 각각의 동작 상태에 대한 상기 광학 요소와 관련된 상기 상태 정보를 저장하는 단계;
    현재의 동작 상태에서 상기 광학 시스템을 동작시키는 단계 - 상기 현재의 동작 상태는 하나 이상의 동작 파라미터의 현재 값 및 상기 광학 요소에 관련되는 현재의 상태 정보와 관련됨 -;
    상기 광학 시스템의 현재의 동작 상태의 변화의 표시를 수신하는 단계 - 상기 변화의 표시는 상기 하나 이상의 동작 파라미터 중 새로운 값을 포함함 -;
    상기 저장된 데이터로부터 상기 새로운 값과 관련되는 상기 광학 요소와 관련되는 상태 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 상태 정보에 기초한 명령 신호를 상기 광학 요소에 인가하는 단계를 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광빔의 특성의 획득된 값은 상기 복수의 동작 상태의 각각에 대한 상기 광빔 내의 허용가능한 코히어런스의 양과 관련되고,
    상기 결정된 상태 정보를 상기 광학 요소에 인가한 후에 상기 광빔의 특성의 값을 측정함으로써 상기 광빔의 특성의 다른 값을 획득하는 단계;
    상기 다른 값을 상기 하나 이상의 동작 파라미터의 새로운 값과 관련되는 상기 특성의 획득된 값과 비교하는 단계; 및
    상기 다른 값이 상기 비교에 기초하여 허용가능한지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상태 정보 및 상기 결정된 상태 정보는 상기 광학 요소에 가해지는 힘의 양을 포함하고,
    상기 특성의 다른 값이 허용가능하지 않은 경우, 새로운 힘 및 사전결정된 상수에 기초하여 힘의 제 3의 양을 결정하는 단계; 및
    상기 광학 요소에 상기 힘의 제 3의 양을 가하는 단계를 더 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학 요소에 관련되는 상기 상태 정보는 상기 광학 요소의 표면의 위치를 포함하는,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학 요소에 관련되는 상태 정보는 상기 광학 요소에 가해지는 힘의 양을 포함하고, 상기 힘은 상기 광학 요소의 표면의 위치를 결정하기에 충분한,
    광학 시스템을 제어하는 방법.
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