KR102628796B1 - 반복률 편차에 의해 유도된 파장 오차를 보상하는 방법 - Google Patents

반복률 편차에 의해 유도된 파장 오차를 보상하는 방법 Download PDF

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Abstract

방사선의 펄스를 제어하기 위한 방사선 시스템은 방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 구성된 광학 요소, 컨트롤러로부터 수신된 제어 신호-제어 신호는 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존한다-에 따라 광학 요소를 작동시키도록 구성된 액추에이터, 및 컨트롤러로부터 펄스 정보를 수신하고 제어 신호에 대한 조정을 결정하기 위해 펄스 정보를 이용하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 방사선 시스템은 다중 초점 이미징 모드에서 작동하는 리소그래피 장치의 정확도를 개선하기 위해 사용될 수 있다.

Description

반복률 편차에 의해 유도된 파장 오차를 보상하는 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 7월 13일에 출원되고 발명의 명칭이 "METHOD OF COMPENSATING WAVELENGTH ERROR INDUCED BY REPETITION RATE DEVIATION"인 미국 출원 제62/877,796호의 우선권을 주장하며, 이는 원용에 의해 전체적으로 본 명세서 내에 포함된다.
본 발명은, 예를 들어 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 방사선의 펄스를 생성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)의 패턴 (또한, 흔히 "설계 레이아웃" 또는 "설계"로 지칭됨)을 기판 (예를 들어, 웨이퍼) 상에 제공된 방사선-감응 재료 (레지스트)의 층 상으로 투영할 수 있다.
반도체 제조 공정이 계속 발전함에 따라 회로 소자의 크기는 지속적으로 감소하고 있는 반면에, 일반적으로 "무어의 법칙(Moore's law)"으로 지칭되는 추세에 따라 트랜지스터와 같은, 디바이스 당 기능 요소의 양은 수십 년 동안 끊임없이 증가하고 있다. 무어의 법칙을 따라가기 위해 반도체 산업은 갈수록 더 작은 피처를 생성하는 것을 가능하게 하는 기술을 추구하고 있다. 패턴을 기판 상에 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상의 레지스트 내로 패터닝되는 피처의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용 중인 전형적인 파장은 365㎚ (i-라인), 248㎚, 193㎚ 및 13.5㎚이다. 4㎚ 내지 20㎚ 범위 내의, 예를 들어 6.7㎚ 또는 13.5㎚의 파장을 갖는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어, 193㎚의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피처를 기판 상에 형성하기 위해 사용될 수 있다.
일반적으로, 엑시머 레이저는 특정 가스 혼합물로 작동하도록 설계되며, 따라서 파장을 변경하는 것은 복잡할 수 있다. 특히, 중심 파장을 한 방전에서 다음 방전 ("펄스 대 펄스")으로 변경하는 것은 어렵다. 그러나 파장을 변경할 수 있는 능력을 갖는 것이 바람직한 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 메모리의 3D NAND 티어(tiers) (즉, 구조체가 서로 적층된 NAND ("NOT-AND") 게이트들과 유사한 메모리)에서, 2D에서 3D NAND 아키텍처로의 전환은 제조 공정에서 상당한 변화를 필요로 한다. 3D NAND 제조에서, 문제는 주로 극단적인 종횡비 (즉, 구멍 직경 대 그의 깊이의 비율)에서의 에칭 및 증착의 공정에 의해 발생한다. 매우 높은 종횡비(HAR) 특징을 갖는 복잡한 3D 구조체를 생성하는 것은 복잡하며 극도의 정밀도 그리고 궁극적으로 규모(scale)를 이루기 위해 공정 균일성과 반복성을 필요로 한다. 더욱이, 다층 스택 높이가 증가함에 따라 스택, 예를 들어 메모리 어레이의 최상부 및 최하부에서 일관된 에칭 및 증착 결과를 달성하는 데 어려움이 증가한다.
이 고려 사항은 더 초점 심도에 대한 필요를 야기한다. 단일 파장 광에 대한 리소그래피 초점 심도(DOF)는 관계 에 의하여 결정되며, 여기서 λ는 조명 광의 파장, NA는 개구수, 그리고 m2는 레지스트 공정에 좌우되는 실제적인 계수이다. 3D NAND 리소그래피에서의 더 큰 초점 심도 요구 조건으로 인하여, 때로는 각 패스(pass)에 대해 상이한 레이저 파장을 사용하여 웨이퍼 위에 하나 이상의 노광 패스가 만들어진다.
또한, 레이저 방사선을 집속시키는 렌즈를 구성하는 재료는 분산식이며 따라서 상이한 파장들이 레지스트의 상이한 깊이에서 집속된다. 이는 파장을 변경할 수 있는 능력을 갖는 것이 바람직할 수 있는 또 다른 이유이다.
DUV(심자외선) 방사선 시스템과 같은 방사선 시스템은 생성된 방사선의 파장을 제어하기 위한 시스템을 포함한다. 전형적으로, 이 파장 제어 시스템은 피드백 및 피드-포워드 보상기를 포함하여 파장 안정성을 촉진시킨다. 특징적으로, 목표 또는 기준 파장, 즉 파장 제어 시스템에 의해 명령된 파장은 레이저 작동 중에 빠르게 변경되지 않을 것이라는 점이 예상된다. 따라서 보상기는 주로 일시적인 교란을 거부하는 데 사용한다. 피드-포워드 보상기는 또한 드물 것으로 예상되는 파장 목표의 명령된 변경, 즉 파장 변경 이벤트를 보상한다. 이러한 이벤트가 발생하면, 예를 들어 600㎙의 파장 설정 포인트 변경을 달성하기 위하기 위하여 전형적으로 시스템이 새로운 파장에 안정적으로 정착하기 위해서 약 100㎳ 정도의 정착 시간(settling time)이 허용되어야 한다. 이는 일반적으로 펄스들 간의 시간 (전형적으로 약 1㎳ 이하)을 초과하며 따라서 목표 파장 설정 포인트가 펄스들 사이에서 약 500㎙ 변경되는 사용 사례에서 이러한 제어 시스템은 원하는 펄스 대 펄스 파장 추적 성능을 제공할 수 없을 것이다.
구체적인 예로서, 2개의 상이한 파장에서 DUV 광을 생성하는 적용에서, 기준 파장은 노광 동안 2개의 설정 포인트, 즉 제1 파장에서의 제1 설정 포인트 및 제2 파장에서의 제2 설정 포인트를 갖는다. 기준 파장은 그 후 2개의 설정 포인트 사이에서 변조될 것이다.
파장과 같은 제어된 특성을 갖는 방사선의 펄스를 생성하는 능력을 갖는 것이 바람직할 것이다. 방사선의 펄스들 사이의 제어된 특성을, 즉 펄스 대 펄스 기반으로 변경하는 것이 바람직할 것이다. 제어된 특성의 정확도를 감소시킬 수 있는 오차를 줄이거나 또는 심지어 제거하는 것 또한 바람직할 것이다.
제1 양태에 따르면, 방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 구성된 광학 요소, 및 컨트롤러부터 수신된 제어 신호에 따라 광학 요소를 작동시키도록 구성된 액추에이터를 포함하는, 방사선의 펄스를 제어하기 위한 방사선 시스템이 제공된다. 제어 신호는 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존한다. 컨트롤러는 펄스 정보를 수신하고 펄스 정보를 사용하여 제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하도록 구성된다.
다양한 구현 형태에서, 방사선 시스템은 방사선의 펄스의 특성과 연관된 오차를 감소시킬 수 있으며, 이에 의하여 공지된 방사선 시스템과 비교하여 방사선 시스템의 정확도를 향상시킬 수 있다.
광학 요소는 반사식 또는 투과식 요소일 수 있다. 컨트롤러는 주어진 목적을 위하여 제어된 방사선의 펄스를 받아들이는 장치, 예를 들어 리소그래피 노광에서의 사용을 위한 리소그래피 장치로부터 펄스 정보를 수신할 수 있다.
방사선 시스템의 기준 펄스 반복률은 사전 결정 및/또는 고정될 수 있다.
펄스 정보는 동작 펄스 반복률 및/또는 펄스 수를 포함할 수 있다. 동작 펄스 반복률은 기준 펄스 반복률과 다를 수 있다. 예를 들어, 동작 펄스 반복률은 의도된 양만큼 기준 펄스 반복률과 상이하여 생성된 방사선의 펄스에 의해 제공되는 에너지 선량을 변화시킬 수 있다. 펄스 정보는 오프라인으로 결정될 수 있으며 필요할 때 컨트롤러에 제공될 수 있다. 대안적으로, 펄스 정보는 방사선 시스템의 작동 중에 결정될 수 있다.
조정은 제어 신호의 위상을 변경시킬 수 있다.
특성은 방사선의 펄스의 파장일 수 있다.
많은 상이한 시스템에서 방사선의 펄스의 파장을 제어(예를 들어, 변경)하는 것은 바람직하다. 예를 들어, 다초점 이미징 모드에서 작동하는 리소그래피 시스템은 방사선의 상이한 펄스들 사이에서의 상이한 방사선의 파장들 사이에서 변경될 것이다. 방사선 시스템은 방사선의 펄스의 파장 오차를 감소시킬 수 있으며, 그에 의하여 예를 들어 방사선 시스템을 포함하는 리소그래피 시스템의 정확도를 향상시킬 수 있다.
펄스 정보는 방사선 시스템의 동작 펄스 반복률을 포함할 수 있으며, 조정은 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 사이의 차이를 적어도 부분적으로 설명할 수 있다.
기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 간의 차이는 (예를 들어, 방사선의 펄스의 에너지 선량을 변화시키기 위하여) 의도적 및/또는 비의도적 (방사선 시스템의 구성 요소에 영향을 미치는 열 오차)일 수 있다. 액추에이터가 더 이상 방사선의 펄스와 원하는 동기화 상태에 있지 않을 수 있기 때문에 이 차이는 방사선의 펄스의 원하는 특성 (예를 들어, 파장)에서 오차를 야기할 수 있다. 방사선 시스템은 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 사이의 차이로 인한 방사선의 펄스의 특성 오차를 줄일 수 있다.
조정은, 예를 들어 제어 신호의 크기 또는 진폭을 변경시킬 수 있다.
조정은 제어 신호의 위상을 변경시킬 수 있다. 그러나 액추에이터는 이러한 높은 주파수 (예를 들어, 약 60㎑ 이상)에서 진동하기 때문에 일부 방사선 시스템 내의 액추에이터는 저감쇠되는(underdamped) 경향이 있다. 따라서, 저감쇠되는 액추에이터에 대한 제어 신호의 위상을 변경하는 것은 그 자신의 오차를 도입하는 상당한 과도 진동을 도입할 가능성이 있다. 제어 신호의 크기를 변경시키는 것은 제어 신호의 위상을 변경시키는 것과 연관된 불리한 점을 발생시키지 않으면서 방사선의 펄스의 특성과 연관된 오차를 줄일 수 있다.
제어 신호의 크기는
일 수 있으며,
여기서 U(f)는 주파수 도메인에서의 액추에이터의 제어 신호이며, λT는 방사선의 펄스의 목표 파장이고, n은 펄스 수(pulse number)이며, 그리고 P(f)는 주파수 도메인에서의 액추에이터의 동적 모델이다.
펄스 정보는 펄스 수일 수 있다. 제어 신호의 변경된 크기는
일 수 있으며,
여기서 C는 보정 계수이다.
보정 계수는,
일 수 있으며,
여기서 Rr은 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률이며, Δ는 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이이다.
보정 계수는 알려진 양과 (오프라인에서) 측정 가능한 양으로부터 예측 가능할 수 있다. 본 발명자들은 놀랍게도 보정 계수가 전체 파장 피크 간격 오차의 가역 성분이라는 것을 발견하였다. 보정 계수가 기존 액추에이터 제어 신호에 적용되어 (이상적으로는) 펄스 반복률 편차로부터 0으로 유도된 오차를 산출할 수 있다. 보정 계수는 방사선의 펄스의 파장 오차를 줄일 수 있다.
보정 계수는 방사선 시스템에 의해 생성된 방사선의 각 펄스에 대해 계산되어 상기 제어 신호에 적용될 수 있다.
액추에이터는 광학 요소 상에서의 방사선의 펄스의 입사각이 변경되도록 하기 위해 광학 요소를 회전시키도록 구성된 압전 요소를 포함할 수 있다.
광학 요소는 방사선의 파장의 선택된 대역이 방사선 시스템의 출력부로 전송되도록 하기 위해 파장 의존 방식으로 방사선의 펄스를 반사시키도록 구성된 격자를 포함할 수 있다.
방사선 시스템의 출력부로 전송되는 파장의 선택된 대역은 격자에 대한 방사선의 펄스의 입사각에 좌우될 수 있다.
광학 요소는 방사선의 파장의 선택된 대역이 방사선 시스템의 출력부로 전송되도록 하기 위해 파장 의존 방식으로 방사선의 펄스를 굴절시키도록 구성된 프리즘을 포함할 수 있다.
방사선 시스템의 출력부로 전송되는 파장의 선택된 대역은 프리즘에 대한 방사선의 펄스의 입사각에 좌우될 수 있다.
제2 양태에 따르면, 방사선의 펄스를 수신하고, 방사선의 펄스를 패터닝하고, 그리고 패터닝된 방사선의 펄스를 타겟 상으로 투영하도록 구성된 리소그래피 장치; 및 제1 양태에 따른 방사선 시스템을 포함하는 리소그래피 시스템이 제공된다.
다양한 구현 형태에서, 방사선 시스템은 타겟 상으로 투영되는 방사선의 펄스의 파장 오차를 감소시킴으로써 다초점 이미징 모드에서 작동하는 리소그래피 장치의 정확도를 개선한다. 다양한 구현 형태에서, 방사선 시스템은 다초점 이미징 리소그래피 시스템과 양립할 수 있는 반복률의 범위를, 예를 들어 적어도 약 ±10㎐만큼 증가시킨다. 다양한 구현 형태에서, 방사선 시스템은, 예를 들어 파장 오차로 인한 리소그래피 시스템에 대한 처리량 손실의 위험을 줄이며 또한 리소그래피 시스템의 제어 소프트웨어에 대한 중요하고 값비싼 수정의 필요성을 방지한다.
제3 양태에 따르면, 방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것, 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것, 펄스 정보를 수신하는 것, 및 제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 펄스 정보를 사용하는 것을 포함하는 방사선의 펄스를 제어하는 방법에 제공된다.
특성은 방사선의 펄스의 파장일 수 있다.
펄스 정보는 방사선 시스템의 동작 펄스 반복률을 포함할 수 있으며, 조정은 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 간의 차이를 적어도 부분적으로 설명할 수 있다.
조정은 제어 신호의 크기를 변경시킬 수 있다.
제어 신호의 크기는
일 수 있으며,
여기서 U(f)는 액추에이터의 제어 신호이고, λT는 방사선의 펄스의 목표 파장이며, n은 펄스 수이고, 그리고 P(f)는 액추에이터의 동적 모델이다.
펄스 정보는 펄스 수를 포함할 수 있다. 제어 신호의 변경된 크기는
일 수 있으며,
여기서 C는 보정 계수이다.
보정 계수는
일 수 있으며,
여기서 Rr은 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률이며, Δ는 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이이다.
보정 계수는 방사선 시스템에 의하여 생성된 방사선의 각 펄스에 대해 계산되어 상기 제어 신호에 적용된다.
제4 양태에 따르면, 패터닝된 방사선의 빔을 타겟 상으로 투영하는 방법에 제공되며, 여기서 패터닝된 방사선의 빔은 방사선의 펄스를 포함하고, 본 방법은 제3 양태의 방법에 따라 방사선의 펄스를 제어하는 것을 더 포함한다.
제5 양태에 따르면, 컴퓨터가 제3 및/또는 제4 양태에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 판독 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
제6 양태에 따르면, 제5 양태에 따른 컴퓨터 프로그램을 전달하는 컴퓨터 판독 가능한 매체가 제공된다.
제7 양태에 따르면, 프로세서 판독 가능한 명령어를 저장하는 메모리, 및 메모리에 저장된 명령어를 판독하고 실행하도록 배열된 프로세서를 포함하는, 방사선의 펄스를 제어하기 위한 컴퓨터 장치가 제공되며, 상기 프로세서 판독 가능한 명령어는 제3 및/또는 제4 양태에 따른 방법을 수행하기 위해 컴퓨터를 제어하도록 배열된 명령어를 포함한다.
첨부된 개략적인 도면을 참조하여 다양한 형태의 시스템 및 방법이 단지 예로서 설명될 것이며, 도면에서:
도 1은 리소그래피 장치의 개요를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 개시된 주제의 양태에 따른 포토리소그래피 시스템의 전체적인 넓은 개념의 도면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 개시된 주제의 양태에 따른 조명 시스템의 전체적인 넓은 개념의 도면을 개략적으로 도시한다.
도 4는 실시예의 양태에 따른 2-챔버 레이저 시스템의 기능 블록도를 보여주고 있다.
도 5는 실시예의 양태에 따른 2개의 레이저 챔버에서의 방전의 가능한 상대 타이밍을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 실시예에 따른 2개의 레이저 챔버에서 방전의 다른 가능한 상대적 타이밍을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 실시예에 따른 방사선의 펄스를 제어하기 위한 방사선 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 8은 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 사이의 차이가 방사선 시스템에 의해 제어되는 방사선 파장의 정확도에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 보여주는 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 방사선의 펄스를 제어하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 조정된 제어 신호가 없는 방사선 시스템을, 실시예에 따른 조정된 제어 신호를 갖는 방사선 시스템과 비교하는 시뮬레이션의 결과를 보여주고 있다.
본 문헌에서, 용어 "방사선" 및 "빔"은 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126㎚의 파장을 갖는) 자외 방사선 및 EUV (예를 들어, 약 5 내지 100㎚의 범위 내의 파장을 갖는, 극자외 방사선)를 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포함하도록 사용된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"는 기판의 타겟 부분에 생성될 패턴에 대응하는, 입사 방사선 빔에 패터닝된 횡단면을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 포괄적인 패터닝 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석될 수 있다. 용어 "광 밸브(light valve)"가 또한 본 명세서에서 사용될 수 있다. 전형적인 마스크 (투과형 또는 반사형, 바이너리(binary), 위상-시프팅, 하이브리드(hybrid) 등) 외에, 이러한 패터닝 디바이스의 다른 예는 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 어레이를 포함한다
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B) (예를 들어, UV 방사선, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조정하도록 구성된 조명 시스템 (또한 일루미네이터(illuminator)로 지칭됨) (IL), 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되며 특정 매개변수에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결되어 있는 마스크 지지체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판 (예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지시키도록 구성되며 특정 매개변수에 따라서 기판 지지체를 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 연결되어 있는 기판 지지체 (예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟 부분(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템 (예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하고 있다.
작동 시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 소스(SO)로부터, 예를 들어 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 빔을 받아들인다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고 및/또는 제어하기 위하여, 굴절식, 반사식, 자기, 전자기, 정전기 및/또는 다른 유형의 광학 구성 요소 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 구성 요소를 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 그 횡단면에 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 갖도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "투영 시스템"(PS)은 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 및/또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 대하여 적합한 것으로서, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 애너모픽(anamorphic), 자기, 전자기, 및/또는 정전 광학 시스템, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 용어 "투영 렌즈"의 임의의 사용은 더 일반적인 용어 "투영 시스템"(PS)과 같은 의미인 것으로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예를 들어 물로 덮일 수 있는 유형일 수 있으며- 이는 또한 침지 리소그래피로 지칭된다. 침지 기술에 대한 더 많은 정보가 미국특허 제6,952,253호에 제공되며, 이는 본 명세서에서 인용 참조된다.
리소그래피 장치(LA)는 또한 2개 이상의 기판 지지체(WT) ("이중 스테이지"로도 불림)를 갖는 유형일 수도 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기계에서, 기판 지지체(WT)들은 동시에 사용될 수 있으며, 및/또는 기판(W)의 후속 노광의 준비 단계가 기판 지지체(WT)들 중 하나에 위치된 기판(W) 상에서 수행될 수 있는 반면에, 다른 기판 지지체(WT) 상의 또 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상에 패턴을 노광시키기 위해 이용되고 있다.
기판 지지체(WT)에 더하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 유지시키도록 배열되어 있다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 또는 방사선 빔(B)의 특성을 측정하도록 배열될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 유지시킬 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 일부, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 일부 또는 침지 액체를 제공하는 시스템의 일부를 세정하도록 배열될 수 있다. 기판 지지체(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 떨어져 있을 때 측정 스테이지는 투영 시스템(PS) 아래에서 이동할 수 있다.
작동 시, 방사선 빔(B)은 마스크 지지체(MT) 상에서 유지되는 패터닝 디바이스, 예를 들어 마스크(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA) 상에 존재하는 패턴(설계 레이아웃)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로지른 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 투영 시스템은 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 집속한다. 제2 포지셔너(PW)와 위치 측정 시스템(IF)의 도움으로, 기판 지지체(WT)는, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내의 상이한 타겟 부분(C)들을 집속 및 정렬된 위치에 위치시키기 위하여 정확하게 이동될 수 있다. 마찬가지로, 제1 포지셔너(PM)와 가능하게는 (도 1에는 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서가 사용되어 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시킬 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)와 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2)와 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크(P1, P2)는 전용 타겟 부분을 점유하고 있지만, 이들은 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 이들이 타겟 부분(C)들 사이에 위치될 때 스크라이브-레인 정렬 마크로 알려져 있다.
본 발명을 명확히 하기 위해, 데카르트 좌표계가 사용된다. 데카르트 좌표계는 3개의 축, 즉 x-축, y-축 및 z-축을 갖고 있다. 3개의 축의 각각은 다른 2개의 축과 직교한다. x-축을 중심으로 하는 회전은 Rx-회전으로 지칭된다. y-축을 중심으로 하는 회전은 Ry-회전으로 지칭된다. z-축을 중심으로 하는 회전은 Rz-회전으로 지칭된다. x-축과 y-축은 수평 평면을 규정하는 반면에, z-축은 수직 방향이다. 데카르트 좌표계는 본 발명을 한정하지 않으며 단지 명확함을 위하여 사용된다. 대신에, 원통 좌표계와 같은 또 다른 좌표계가 본 발명을 명확하게 하기 위하여 사용될 수 있다. 데카르트 좌표계의 방향은, 예를 들어 상이할 수 있으며, 따라서 z-축은 수평 평면을 따른 성분을 갖고 있다.
도 2는 조명 시스템(105)을 포함하고 있는 포토리소그래피 시스템(100)을 개략적으로 도시하고 있다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 조명 시스템(105)은 펄스형 광 빔(110)을 생성하고 이 광 빔을 웨이퍼(120) 상에서 마이크로전자 피처(microelectronic features)를 패터닝하는 포토리소그래피 노광 장치 또는 스캐너(115)로 향하게 하는 광원을 포함하고 있다. 웨이퍼(120)는 웨이퍼(120)를 유지시키도록 구성되고 또한 특정 매개변수에 따라 웨이퍼(120)를 정확하게 위치시키도록 구성된 포지셔너에 연결된 웨이퍼 테이블(125) 상에 배치되어 있다.
포토리소그래피 시스템(100)은 심자외선(DUV) 범위 내의 파장을 갖는, 예를 들어 248나노미터(㎚) 또는 193㎚의 파장을 갖는 광 빔(110)을 사용한다. 웨이퍼(120) 상에서 패터닝될 수 있는 마이크로전자 피처의 최소 크기는 광 빔(110)의 파장에 의존하며, 더 낮은 파장은 더 작은 최소 피처 크기를 허용한다. 광 빔(110)의 파장이 248㎚ 또는 193㎚일 때, 마이크로전자 피처의 최소 크기는, 예를 들어 50㎚ 이하일 수 있다. 광 빔(110)의 대역폭은 그의 광학 스펙트럼 (또는 방출 스펙트럼)의 실제의 순간적인 대역폭일 수 있으며, 이 스펙트럼은 광 빔(110)의 광학 에너지가 상이한 파장들에 걸쳐 어떻게 분포되는지에 대한 정보를 포함한다. 스캐너(115)는, 예를 들어 하나 이상의 집광 렌즈, 마스크, 및 대물 배열체를 갖는 광학 배열체를 포함하고 있다. 마스크는, 광 빔(110)의 광학 축을 따르는 것과 같은 또는 광학 축에 수직인 평면에서와 같은 하나 이상의 방향을 따라 이동 가능하다. 대물 배열체는 투영 렌즈를 포함하고 있으며 이미지 전사가 마스크로부터 웨이퍼(120) 상의 포토레지스트로 일어나는 것을 가능하게 한다. 조명 시스템(105)은 마스크에 충돌하는 광 빔(110)에 대한 각도의 범위를 조정한다. 조명 시스템(105)은 또한 마스크에 걸친 광 빔(110)의 세기 분포를 균질화시킨다 (균일하게 한다).
스캐너(115)는, 다른 특징들 중에서, 리소그래피 컨트롤러(130), 공기 컨디셔닝 디바이스, 및 다양한 전기 구성 요소를 위한 파워 공급부를 포함할 수 있다. 리소그래피 컨트롤러(130)는 층들이 웨이퍼(120) 상에서 어떻게 프린트되는지를 제어한다. 리소그래피 컨트롤러(130)는 공정 레시피와 같은 정보를 저장하는 메모리를 포함한다. 공정 프로그램 또는 레시피는, 예를 들어 사용된 마스크뿐만 아니라 노광에 영향을 미치는 다른 요인을 기반으로 웨이퍼(120) 상에서의 노광 시간을 결정한다. 리소그래피 동안, 광 빔(110)의 복수의 펄스는 웨이퍼(120)의 동일한 영역을 조명하여 조명 선량을 구성한다.
포토리소그래피 시스템(100)은 또한 바람직하게는 제어 시스템(135)을 포함하고 있다. 일반적으로, 제어 시스템(135)은 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어 중 하나 이상을 포함한다. 제어 시스템(135)은 또한 판독 전용 메모리 및/또는 랜덤 액세스 메모리일 수 있는 메모리를 포함하고 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 유형적으로 구현하기에 적합한 저장 디바이스는, 예로서 EPROM, EEPROM과 플래시 메모리 디바이스와 같은 반도체 메모리 디바이스를 포함하는 모든 형태의 비휘발성 메모리; 내부 하드 디스크와 이동식 디스크와 같은 자기 디스크; 광자기 디스크; 및 CD-ROM 디스크를 포함한다.
제어 시스템(135)은 또한 (키보드, 터치 스크린, 마이크로폰, 마우스, 휴대용 입력 디바이스와 같은) 하나 이상의 입력 디바이스 및 (스피커 또는 모니터와 같은) 하나 이상의 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 제어 시스템(135)은 또한 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서, 및 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서에 의한 실행을 위하여 기계-판독 가능한 저장 디바이스에 유형적으로 구현된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서는 각각 명령어 프로그램을 실행하여 입력 데이터에 대해 작동하고 적절한 출력을 생성함으로써 원하는 기능을 수행할 수 있다. 일반적으로, 프로세서는 메모리로부터 명령어와 데이터를 수신한다. 전술한 사항들 중 임의의 것은 특별히 설계된 ASIC(주문형 집적 회로)에 의해 보완되거나 이에 포함될 수 있다. 제어 시스템(135)은 중앙 집중화되거나, 포토리소그래피 시스템(100) 전체에 부분적으로 또는 전체적으로 분산될 수 있다.
도 3을 참조하면, 예시적인 조명 시스템(105)은 광 빔(110)으로서 펄스형 레이저 빔을 생성하는 펄스형 레이저 소스이다. 도 3은 개시된 주제의 특정 양태의 실시예에 따른 가스 방전 레이저 시스템을 예시적으로 그리고 블록도에서 보여주고 있다. 가스 방전 레이저 시스템은, 예를 들어 고체 상태 또는 가스 방전 시드 레이저 시스템(140), 증폭 스테이지, 예를 들어 파워 링 증폭기("PRA") 스테이지(145), 릴레이 광학계(150) 및 레이저 시스템 출력 서브시스템(160)을 포함할 수 있다. 시드 시스템(140)은, 예를 들어 마스터 오실레이터("MO") 챔버(165)를 포함할 수 있다.
시드 레이저 시스템(140)은 또한 마스터 오실레이터 출력 커플러("MO OC")(175)를 포함할 수 있으며, 오실레이터 출력 커플러는 라인 협소화 모듈("LNM")(170) 내에서 반사 격자(보이지 않음)로 형성된 부분 반사 미러, 시드 레이저(140)가 발진하여 시드 레이저 출력 펄스를 형성하는, 즉 마스터 오실레이터("MO")를 형성하는 오실레이터 캐비티를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 라인 중심 분석 모듈("LAM")(180)을 포함할 수 있다. LAM(180)은 세밀한 파장 측정을 위한 에탈론 스펙트로미터(etalon spectrometer) 및 더 개략적인 분해능 격자 스펙트로미터를 포함할 수 있다. MO 파면 엔지니어링 박스("WEB")(185)는 MO 시드 레이저 시스템(140)의 출력을 증폭 스테이지(145)를 향하여 전향시키는 역할을 할 수 있으며, 또한 예를 들어, 다중 프리즘 빔 익스팬더 (보이지 않음)를 이용한 빔 확장 및 예를 들어 광학 지연 경로 (보이지 않음) 형태의 간섭성 버스팅(coherence busting)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 증폭 스테이지(145)는 (또한 예를 들어, 시드 빔 주입에 의하여 형성되는) 오실레이터일 수 있는 PRA 레이징 챔버(lasing chamber)(200) 및 PRA WEB(210)에 포함될 수 있고 빔 반전기(beam reverser)(220)에 의해 챔버(200) 내의 이득 매질을 통해 뒤로 전향될 수 있는 출력 커플링 광학계 (보이지 않음)를 포함할 수 있다. PRA WEB(210)는 (예를 들어, ArF 시스템의 경우 약 193㎚에서) 공칭 동작 파장에 대한 부분 반사식 입력/출력 커플러(보이지 않음) 및 최대 반사식 미러 그리고 하나 이상의 프리즘을 포함할 수 있다.
증폭 스테이지(145)의 출력부에 있는 대역폭 분석 모듈("BAM")(230)은 증폭 스테이지로부터 펄스의 출력 레이저 광 빔을 받아들이고 계측 목적을 위해 광 빔의 일부분을 제거(pick off)하여, 예를 들어 출력 대역폭 및 펄스 에너지를 측정할 수 있다. 펄스의 레이저 출력 광 빔은 그후 광학 펄스 스트레처("OPuS")(240)와 출력 결합 오토셔터 계측 모듈("CASMM")(250)을 통과하며, 이는 펄스 에너지 측정기의 위치일 수도 있다. OPuS(240)의 한 가지 목적은, 예를 들어 단일 출력 레이저 펄스를 펄스 트레인(pulse train)으로 전환시키는 것일 수 있다. 본래의 단일 출력 펄스로부터 생성된 이차 펄스들은 서로에 대해 지연될 수 있다. 본래의 레이저 펄스 에너지를 이차 펄스의 트레인으로 분배함으로써 레이저의 유효 펄스 길이가 확장될 수 있으며 동시에 피크 펄스 세기가 감소될 수 있다. 따라서 OPuS(240)는 BAM(230)을 통해 PRA WEB(210)로부터 레이저 빔을 받아들일 수 있으며 또한 OPuS(240)의 출력을 CASMM(250)으로 향하게 할 수 있다. 다른 적절한 배열체가 다른 실시예에서 사용될 수 있다.
PRA 레이징 챔버(200)와 MO(165)는 전극들 간의 전기 방전이 레이징 가스 내에서의 레이징 가스 방전을 야기하여 예를 들어 Ar, Kr 및/또는 Xe를 포함하는 고 에너지 분자의 반전 분포(inverted population)를 생성할 수 있게 하는 챔버로서 구성되어 당 업계에 공지된 바와 같이, 라인 협소화 모듈("LNM")(170)에서 선택된 상대적으로 매우 좁은 대역폭 및 중심 파장으로 라인 협소화될 수 있는 비교적 넓은 대역의 방사선을 생성한다.
전형적으로 조정(tuning)은 LNM에서 발생한다. 레이저의 라인 협소화 및 조정을 위하여 사용되는 전형적인 기술은 레이저 빔의 일부분이 LNM으로 통과하는 레이저 방전 캐비티의 뒤에 윈도우를 제공하는 것이다. 그곳에서 빔의 상기 부분은 프리즘 빔 익스팬더로 확장되며, 또한 레이저의 더 넓은 스펙트럼의 좁은 선택된 부분을 방전 챔버 (방전 챔버에서 이 선택된 부분은 증폭된다)로 뒤로 반사시키는 격자와 같은 광학 요소로 지향된다. 레이저는 전형적으로, 예를 들어 압전 액추에이터와 같은 액추에이터를 사용하여 빔이 격자를 조명하는 각도를 변경함으로써 조정된다. 대안적으로, 프리즘과 같은 투과식 광학 요소가 사용되어 레이저의 더 넓은 스펙트럼 중 좁은 선택된 부분을 이 부분이 증폭되는 방전 챔버로 다시 전송할 수 있다. 레이저는, 예를 들어 압전 액추에이터와 같은 액추에이터를 사용하여 빔이 프리즘을 조명하는 각도를 변경함으로써 조정될 수 있다.
위에서 제시된 바와 같이, 일부 적용에 대하여, 하나의 파장을 갖는 하나 이상의 펄스의 버스트(burst)를 생성할 수 있게 하고 그후 상이한 파장을 갖는 하나 이상의 펄스의 버스트를 생성하도록 전환할 수 있게 하는 것이 유익하다. 그러나 펄스들 간에 파장을 전환(switching)하는 것은 어렵다. 한 가지 이유는 정착 시간, 즉 파장 변경 후 시스템이 안정화되기 위해 걸리는 시간의 양이 전형적으로 펄스간 간격보다 길기 때문이다. 한 양태에 따르면, 기준 파장을 변경함으로써 야기되는 과도 안정 기간은 버스트들 사이에 액추에이터를 사전 배치하는 것에 의하여 액추에이터를 준비함으로써 단축되어 버스트들 사이의 곧 있을 새로운 목표 파장을 달성한다.
또 다른 양태에 따르면, 액추에이터의 동적 모델은 액추에이터를 작동시키기 위한 최적 제어 파형을 계산하기 위하여 사용되어 실제 파장과 파장 목표 간의 차이를 최소화한다.
최적 제어 파형은 여러 방법 중 임의의 하나를 사용하여 연산될 수 있다. 예를 들어, 최적 제어 파형은 동적 프로그래밍을 사용하여 연산될 수 있다. 이 방법은 비선형 역학 관계를 포함하는 복잡한 모델을 처리하도록 잘 맞추어진다. 강력한 비선형 역학 관계를 갖는 액추에이터 모델이 채택되면, 동적 프로그래밍이 사용되어 주어진 파장 목표에 대한 최적 제어 신호를 생성할 수 있다. 그러나 동적 프로그래밍은 실시간으로 구현 가능하지 않을 수 있는 상당한 연산 리소스(computational resource)를 필요로 한다는 문제를 제시한다. 이 문제를 극복하기 위해, 사전 입력된(pre-populated) 룩-업 테이블 또는 사전 프로그램된 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA)와 같은 데이터 저장 디바이스가 사용될 수 있으며, 이는 소스가 작동될 수 있는 상이한 반복률들 중 적어도 일부에 대한 최적 제어 매개변수를 포함한다.
또 다른 예로서, 모델 반전 피드포워드 제어를 이용하여 최적 제어 파형이 결정될 수 있다. 이 방법은 액추에이터 역학 관계(actuator dynamic)를 반전시키는 디지털 필터를 구성하기 위해 액추에이터 동적 모델에 의존한다. 이 필터를 통해 원하는 액추에이터 궤적에 대해 원하는 파형을 통과시킴으로써, 최적 제어 파형이 실시간으로 생성되어 0(zero)의 정상 상태 오차 추적을 달성할 수 있다.
또 다른 예로서, 안정적인 방식으로 2개의 별개의 파장을 달성하기 위한 최적의 해결책이 학습 알고리즘을 사용하여 달성되어 학습의 여러 반복에 걸쳐 오차 수렴을 보장한다.
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법의 실시예는 20㎙ 미만의 간격 오차로 1,000㎙만큼 분리된 2개의 개별 파장을 잠재적으로 달성할 수 있다.
다른 양태에 따르면, FPGA를 사용함으로써 최적 제어 파형이 매우 높은 속도로 액추에이터에 공급될 수 있다.
제어 시스템은 피드-포워드 제어와 반복 학습 제어(ILC)의 조합을 포함할 수 있다. 도 4에서 보여지는 바와 같이, 피드-포워드 제어 신호(A)는 스트리밍 데이터 획득 유닛(330)으로부터의 파장 측정 및 아래에서 설명될 바와 같은 ILC 업데이트 법칙을 사용하여 ILC 모듈(300)에 의해 오프라인으로 연산된다. 대역폭 파장 제어 모듈(BWCM)(340)은 피드-포워드 제어 신호(A)를 사용하여 BWCM(340)에 포함된 FPGA와 같은 데이터 저장 유닛에서 미리 규정된 데이터를 업데이트한다. 그후 BWCM(340)은 레이저가 펄스화되고 있을 때, 예를 들어 60㎑에서 압전 변환기(PZT)(350)를 작동시킨다. 레이저 방사선의 파장은 라인 중심 (중심 파장) 분석 모듈(LAM)(360) 및 발화 제어 플랫폼 또는 프로세서(FCP)(370)에 의해 측정되며, 파장 측정은 6㎑에서 데이터 획득 유닛(330)에 제공된다.
도 4에서 보여지는 시스템이 다수의 주파수 체제(regimes)를 포함하도록 구성될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 파선 박스 내부의 영역은 본질적으로 오프라인에서 발생할 수 있는 공정을 나타낸다. PZT(350)는 약 60㎑의 속도로 업데이트된 제어 신호로 구동될 수 있다. 파장 데이터는 6㎑에서 획득될 수 있다.
PZT 전압의 변경에 대한 제약을 설명하기 위하여, 제약을 갖는 이차 계획법(quadratic programming)이 사용되어 실행 가능한 동작 영역 내에서 최적 피드-포워드 신호를 찾는 것을 도울 수 있다. 이차 계획법(QP)은 다양한 수학적 최적화 문제를 해결하는 기술이다. QP는 제약을 갖는 주어진 이차 비용 함수(quadratic cost function)에 대한 최적 해(solution)를 수학적으로 찾기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, QP는 원하는 목표 값에서 레이저 파장을 제공하기 위하여 압전 변환기를 작동시키기 위해 사용될 수 있는 최적 제어 파형을 찾는 데 사용될 수 있다. 최적화는 PZT 동적 응답(예를 들어, 전기 입력에 대한 기계적 응답)의 모델을 기반으로 할 수 있다. 최적화 기술의 다양한 구현 형태에서, QP 생성 파형은 개방 루프에서 PZT를 구동하기 위한 (아래에서 "U"로 표시된) 최적화된 제어 파형으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 레이저 시스템이 작동 중에 다양한 교란(disturbance)을 겪는 다양한 구현 형태에서, 레이저 파장 측정을 기반으로 하는 피드백 제어는 안정성을 보장하는 데 도움이 될 수 있다. 아래에서 논의되는 하나의 가능한 교란 근원은 펄스형 레이저의 명령된 반복률이 예상 기준 반복률에서 벗어나는 "반복률 편차"이다.
표준 QP 솔버(solver)는 다음 구조로 문제를 해결할 수 있다:
여기서 X는 LX≤b를 만족해야 한다는 점을 제외하고 자유롭게 선택될 수 있는 설계 매개변수이다. 즉, QP 솔버는 LX≤b에 의해 규정된 실현 가능한 영역 내에서 비용 함수를 최소화하는 최적의 X를 찾는다. 수학식 1은 이차 계획법 문제의 표준 공식을 보여주고 있다. 본 발명자들은 이 형태가 아래에서 "u" 또는 "U"로 지정된 유용한 최적화된 제어 파형을 식별하기 위하여 활용될 수 있다는 점을 발견하였다. 다음 논의는 표준 QP 형식으로 문제의 제시를 나타낸다. 다음 논의에서, "P"는 수학식 2에서 보여지는 PZT 역학 관계(dynamic)를 나타낸 것이며; "H"는 가중치 "Q"를 갖는 "P"의 이차식(quadratic)이다. 따라서 "H"는 본질적으로 QP 형식의 PZT 역학 관계를 전달한다.
여기에 설명된 기술에서, 목적은 액추에이터 위치와 원하는 제어 파형 간의 오차를 최소화하면서 액추에이터 제약을 만족시키는 피드-포워드 제어를 찾는 것이다. PZT 역학 관계는 다음의 상태-공간 형식으로 표현될 수 있다:
여기서 A, B, C는 PZT 역학 관계를 각각 설명하는 상태, 입력 및 출력 매트릭스이며; x는 상태 벡터이고, u는 입력 벡터이며, 그리고 y는 PZT로부터의 출력이다.
위의 동적 모델을 대입하면, 원래 비용 함수는 다음과 같이 다시 쓰여질 수 있다.
이는 표준 QPO 형식에 맞으며 여기서
P는 PZT 입력-출력 역학 관계를 설명하며, Q는 가중 함수이고, R은 원하는 제어 파형을 표시하고, D는 액추에이터 제약을 나타내며, 그리고 l은 액추에이터 제약에 대한 임계값이다.
또 다른 양태에 따르면, ILC 제어는 다음 수학식에 의하여 설명될 수 있다:
여기서, Uk는 k번째 반복에서 사용된 피드포워드 제어 신호이며, L은 ILC 알고리즘의 수렴을 지시하는 학습 함수이고, Ek는 k번째 반복에서의 오차이다.
ILC 제어의 안정성 및 수렴 특성은 하기 수학식과 같이 ILC 제어 법칙을 시스템의 동적 모델과 결합함으로써 유도될 수 있다.
여기서 P는 시스템의 입력-출력 관계를 설명하는 매트릭스이며, I는 단위 매트릭스이다. (I-PL)의 모든 고유값의 절대값이 1보다 작으면 안정성이 보장된다. 수렴률은 또한 매트릭스(I-PL)에 의하여 결정된다. (I-PL)=0이면, 오차는 한 번의 반복 후에 0으로 수렴될 것이다.
도 5는 실시예의 한 양태에 따른 방사선 소스를 제어하는 방법을 보여주는 흐름도이다. 단계 S100에서, 펄스의 이전 버스트(burst)는 종료하였다. 단계 S110에서, 제1 주파수를 갖는 펄스를 생성하기 위해 있어야 위치와 제2 주파수를 갖는 펄스를 생성하기 위해 있어야 하는 위치 사이에 있는 위치에 액추에이터를 사전 배치함으로써 액추에이터는 준비된다. 단계 S120에서, 최적 제어 파형은 위에서 설명된 기술들 중 하나 이상을 사용하여 연산된다. 단계 S130에서, 새로운 버스트가 트리거되었는지 여부가 결정된다. 새로운 버스트가 트리거되지 않았다면, 단계 S130이 반복된다. 새로운 버스트가 트리거되면, 단계 S140에서 명령된 반복률 및 주파수에서의 작동을 위한 매개변수는 예를 들어 FPGA를 사용하여 소스에 중계된다. 단계 S150에서, 현재 버스트가 종료되었는지 여부가 결정된다. 현재 버스트가 종료되지 않은 경우, 단계 S140이 반복된다. 버스트가 종료되었다면, 공정은 단계 S160에서 종료한다.
도 6은 초기 QP 피드포워드 제어 신호로 업데이트 법칙을 계산하기 위하여 ILC에 의해 수행되는 방법을 보여주고 있다. 단계 S210에서, 2차 계획법은 초기 피드포워드 제어 신호를 성장시키기 위해 사용된다. S220 단계에서, 레이저를 발화시키기 위해 피드포워드 제어 신호가 사용된다. S230 단계에서, 피드-포워드 신호의 오차가 수렴되었는지 여부가 결정된다. 오차가 수렴되지 않았다면, 단계 S250에서, 반복 학습이 사용되어 제어 신호를 업데이트한다. 그후 새로운 제어 신호가 사용되어 단계 S220에서 레이저를 발화시킨다. 오차가 수렴되었다면, 그후 공정은 단계 S240에서와 같이 종료된다.
기판의 레지스트의 상이한 깊이에서 방사선의 초점을 맞추기 위하여 방사선의 상이한 파장들 사이를 전환하는 방법은 다초점 이미징으로 지칭될 수 있다. 다초점 이미징 동안 사용되는 제어 신호를 생성하는 방법은 방사선 시스템의 펄스 반복률이 기준 펄스 반복률에서 고정되어 있다는 것을 가정할 수 있다. 기준 펄스 반복률은, 예를 들어 약 6,000㎐일 수 있다. 방사선 시스템의 동작 펄스 반복률 (즉, 명령된 펄스 반복률)은 기준 펄스 반복률과 상이할 수 있다. 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 간의 차이는 의도적 및/또는 비의도적일 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치는 많은 상이한 제약 (예를 들어, 기판의 스캔 속도) 하에 많은 상이한 변수를 받아들이고 이 정보를 처리하여 기판의 타겟 부분에 원하는 방사선 선량을 제공하는 최선의 방법을 결정할 수 있다. 일부 경우에, 리소그래피 장치의 컨트롤러 또는 프로세서는 기판의 타겟 부분에 원하는 방사선 선량을 제공하는 바람직한 방법이 기판의 타겟 부분이 스캔 동안 더 많은 또는 더 적은 방사선 선량을 받도록 광원의 동작 펄스 반복률을 변화시키는 것임을 결정할 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치의 동작 동안, 동작 펄스 반복률은 기준 펄스 반복률±약 5㎐와 동일할 수 있다. 본 발명자들은 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이가 파장 오차와 같은 오차를 유발할 수 있다는 것을 알아내었다. 즉, 광원은 부정확한 파장을 갖는 방사선의 펄스를 생성할 수 있으며, 이 파장은 기판의 레지스트 내의 부정확한 깊이에서 방사선이 초점이 맞춰지는 것을 야기할 수 있다. 이는 결과적으로 리소그래피 장치에 의해 형성되는 결함이 있는 디바이스로 이어질 수 있다.
방사선 시스템의 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이가 어떻게 파장 오차로 이어질 수 있는지를 더 잘 이해하기 위하여, 먼저 방사선 시스템의 구성 요소들이 어떻게 서로 상호 작용하는지를 이해하는 것이 유용하다. 도 7은 방사선(410a 내지 410c)의 펄스를 제어하기 위한 방사선 시스템(400)의 예를 개략적으로 도시하고 있다. 방사선 시스템(400)은 방사선(410a)의 펄스와 상호 작용하도록 구성된 광학 요소(420)를 포함하고 있어 방사선(410b 및 410c)의 펄스의 특성을 제어한다. 도 7의 예에서, 광학 요소(420)는 격자를 포함하고 있다. 격자(420)는 파장 의존 방식으로 방사선(410a)의 입사 펄스를 반사시키도록 구성되며 따라서 방사선의 파장의 선택된 대역이 방사선 시스템(400)의 출력부(430)로 전송된다. 방사선 시스템(400)의 출력부(430)로 전송되는 파장의 선택된 대역은 격자(420)에 대한 방사선(410a)의 펄스의 입사각에 좌우될 수 있다. 광학 요소(420)는 대안적으로 파장 의존 방식으로 방사선(410a)의 펄스를 굴절시키도록 구성된 프리즘을 포함할 수 있으며 따라서 방사선의 파장의 선택된 대역이 방사선 시스템(400)의 출력부(430)로 전송된다. 방사선 시스템(400)의 출력부(430)로 전송되는 파장의 선택된 대역은 프리즘에 대한 방사선(410a)의 펄스의 입사각에 좌우될 수 있다.
방사선 시스템(400)은 컨트롤러(460)로부터 수신된 제어 신호(450)에 따라 광학 요소(420)를 작동시키도록 구성된 액추에이터(440)를 더 포함하고 있다. 액추에이터(440)는 회전 축(425)을 중심으로 광학 요소(420)를 회전시키도록 구성된 압전 요소를 포함할 수 있으며 따라서 광학 요소(420) 상의 방사선(410a)의 펄스의 입사각은 변화한다. 광학 요소(420)에 의하여 방사선 시스템(400)의 출력부(430)로 전송되는 방사선의 파장의 선택된 대역은 광학 요소(420)에 대한 방사선의 펄스의 입사각에 좌우된다. 따라서, 방사선의 파장의 정확한 대역이 방사선 시스템(400)의 출력부에 전송되도록, 방사선(410a)의 각 펄스가 광학 요소(420)에 도달하고 그리고 이와 상호작용할 때 광학 요소(420)는 정확한 회전 위치에 있어야 한다.
제어 신호(450)는 방사선 시스템(400)의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 방사선 시스템(400)의 출력부(430)는, 예를 들어, 리소그래피 노광에서의 사용을 위하여 방사선(410c)의 제어된 펄스를 리소그래피 장치 또는 스캐너(115)로 향하게 할 수 있다. 방사선(410c)의 제어된 펄스는 리소그래피 장치(115)에 의해 패터닝될 수 있으며 또한 도 1에서 보여지는 바와 같이 기판(W)의 타겟 부분(C)과 같은 타겟 상으로 투영될 수 있다.
광학 요소(420)가 광학 요소(420)에 입사되는 방사선(410a)의 펄스로부터 방사선의 원하는 파장 대역을 선택하도록 하기 위하여, 방사선(410a)의 펄스가 광학 요소(420)와 상호 작용할 때 광학 요소(420)는 방사선(410a)의 펄스에 대해 정확한 위치에 있어야 한다. 즉, 방사선의 원하는 파장 대역이 광학 요소(420)에 의하여 선택되도록 방사선(410a)의 펄스가 광학 요소(420)와 상호 작용하는 시간은 광학 요소(420)의 움직임과 정확하게 동기화되어야 한다. 액추에이터(440)를 제어하기 위하여 그리고 그에 의하여 광학 요소(420)의 회전 위치를 제어하기 위하여 사용되는 제어 신호(450)는, 예를 들어 일반적으로, 광학 요소(420)가 2개의 회전 위치 사이에서 진동하도록 하는 정현파 형태를 가질 수 있다. 이 진동의 주파수는 방사선(410a)의 펄스의 반복률에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 정현파 제어 신호(450)가 피크 및/또는 골(trough)에 있을 때 방사선(410a)의 각 펄스가 광학 요소(420)에 도달해야 하도록 방사선 시스템(400)이 설계되어 방사선의 정확한 파장 대역이 광학 요소(420)에 의하여 선택되는 것을 보장할 수 있다.
도 8은 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 사이의 차이가 방사선 시스템에 의해 제어되는 방사선 파장의 정확도에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 보여주는 그래프이다. 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 사이에 차이가 존재하면, 광학 요소(420)의 움직임은 더 이상 방사선(410a)의 펄스의 도달 시간과 정확하게 동기화되지 않는다. 이는 방사선(410a)의 펄스가 광학 요소(420)에 도달할 때 광학 요소(420)가 정확한 각도 위치에 있지 않다는 것을 의미한다. 따라서 광학 요소(420)에 의해 선택된 방사선의 파장이 부정확하도록 펄스가 광학 요소(420)와 상호 작용할 때 광학 요소(420)와 방사선(410a)의 사이의 입사각은 부정확하다. 광학 요소(420)의 움직임은 방사선(410a)의 펄스의 버스트 (즉, 그룹) 전체에 걸쳐 방사선(410a)의 펄스의 도달 시간과 더 동기화되지 않으며, 그에 의하여 버스트가 계속됨에 따라 문제를 악화시킨다. 이 효과는 도 8에서 볼 수 있다.
도 8의 예에서, 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률은 6,000㎐이다. 그래프의 x-축은 방사선의 300 펄스의 버스트 내의 펄스 수를 보여 주고 있다. 그래프의 y-축은 방사선의 2개의 원하는 중심 파장들 사이의 간격을 보여 주고 있다. 도 8의 예에서, 방사선 시스템은 1,000㎙만큼 분리된 방사선의 2개의 파장 사이를 전환하려고 시도하고 있다. 그래프는 방사선의 300 펄스의 버스트가 진행하는 것에 따른 6개의 상이한 동작 반복률 (6,000㎐, 5,999㎐, 5,998㎐, 5,997㎐, 5,996㎐ 및 5,995㎐)과 연관된 파장 오차를 보여주고 있다. 동작 펄스 반복률이 6,000㎐일 때 (즉, 기준 반복률과 동작 펄스 반복률이 같을 때), 중심 파장 간격은 버스트 전체에 걸쳐 원하는 1,000㎙에서 유지되며, 이는 파장 오차가 발생하지 않았다는 것을 의미한다. 동작 펄스 반복률이 6,000㎐와 다를 때 (즉, 기준 반복률과 동작 펄스 반복률이 동일하지 않을 때), 중심 파장 간격이 원하는 1,000㎙에서 벗어난다. 이 편차는 버스트의 전체에 걸쳐 증가하여 상당한 파장 오차를 야기한다. 도 8에 의하여 보여지는 바와 같이, 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이가 클수록 결과적인 파장 오차가 더 커진다. 예를 들어, 동작 펄스 반복률이 5,998㎐ (즉, 2㎐의 차이)일 때, 최종 펄스의 파장 오차는 약 50㎙이다. 동작 펄스 반복률이 5,995Hz (즉, 5㎐의 차이)일 때, 최종 펄스의 파장 오차는 약 300㎙이다. 따라서, 동작 펄스 반복률의 비교적 작은 편차라도 액추에이터의 동적 응답과 제어 신호 사이에 위상 오차를 유발할 수 있으며, 이는 버스트 전체에 걸쳐 악화되는 상당한 파장 오차를 야기할 수 있다.
제어 기술의 다양한 구현 형태에서, 동작 펄스 반복률 편차와 연관된 오차는 액추에이터의 제어 신호를 조정함으로써 감소되어 편차를 적어도 부분적으로 설명할 수 있다. 다시 도 7을 참고하면, 리소그래피 장치(115)는 컨트롤러(460)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(460)는 리소그래피 장치(115)로부터 펄스 수 및 동작 반복률과 같은 펄스 정보를 수신할 수 있으며 또한 펄스 정보를 이용하여 제어 신호에 대한 조정을 결정할 수 있다. 반복률의 편차가 제어 신호와 방사선의 펄스의 도달 시간 사이의 위상 차이를 초래한다는 점을 감안하면, 위상 차이를 보상하는 한 가지 방법은 제어 신호가 항상 방사선 펄스의 도달 시간과 동위상(in-phase)이도록 제어 신호의 위상을 조정하는 것이다. 그러나 액추에이터는 이러한 높은 주파수 (예를 들어, 약 60㎑)에서 진동하기 때문에 저감쇠되는(underdamped) 경향이 있다. 따라서 저감쇠되는 액추에이터에 대한 제어 신호의 위상을 변경하는 것은 그 자신의 오차를 도입하는 상당한 과도 진동을 도입할 가능성이 있다. 바람직한 대안은 광학 요소의 움직임과 반복률 편차에 의해 유도되는 펄스의 도달 시간 사이의 위상 차이를 적어도 부분적으로 설명하도록 제어 신호의 크기를 조정하는 것이다.
버스트의 n번째 펄스에서의 반복률 편차에 의해 야기되는 파장 오차는 다음 공식에 의하여 설명될 수 있다:
여기서 λT는 방사선(410c) 펄스의 목표 파장이며, n은 펄스 수이고, P(f)는 주파수 도메인에서의 액추에이터(440)의 동적 모델이며, U(f)는 주파수 도메인에서의 액추에이터(440)의 제어 신호(450)이고, f는 관심 대상 주파수를 나타내며, D는 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이 (즉, 반복률 편차)이다. 따라서, |P(f)|는 주파수(f)에서의 액추에이터(440)의 동적 모델의 크기이며, |U(f)|는 주파수(f)에서 액추에이터(440)의 제어 신호(450)의 크기이다. 위에서 논의된 바와 같이, 제어 신호는 몇 가지 방법, 예를 들어, 동적 프로그래밍, 모델 반전 피드포워드 제어 및/또는 학습 알고리즘 중 하나를 사용하여 결정되어 여러 학습 반복에 대한 오차 수렴을 보장할 수 있다.
제어 신호(450)가 방사선 시스템(400)의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하기 때문에 관심 대상 주파수는 방사선 시스템(400)의 기준 펄스 반복률에 의존할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(450)는 액추에이터(440)가 기준 펄스 반복률의 약 ½의 주파수에서 광학 요소(420)를 작동시키도록 구성될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 제어 신호(450)는 기준 펄스 반복률의 약 ½에서 그 에너지의 대부분을 가질 수 있다. 따라서, 관심 대상 주파수는 기준 펄스 반복률의 약 ½일 수 있다. 예를 들어, 기준 펄스 반복률이 약 6,000㎐이면, 관심 대상 주파수는 약 3,000㎐일 것이다. 방사선 시스템(400)이 2개의 목표 중심 파장들 사이에서 방사선(410a)의 연속적인 펄스의 파장을 전환시키는 것을 포함하는 다초점 이미징 모드에 있을 때, n번째 펄스에서의 파장 오차는 다음 수학식에 의하여 설명될 수 있다:
여기서, Rr은 방사선 시스템(400)의 기준 펄스 반복률이다. 이 경우, 은 의 주파수에서의 액추에이터(440)의 동적 모델의 크기이며, 은 의 주파수에서의 액추에이터(440)의 제어 신호(450)의 크기이다. 이 2개의 항의 곱 (즉, )은 제어 신호가 의 주파수 (즉, 관심 대상 주파수)에서의 에너지를 포함할 때의 액추에이터 출력을 나타낸다. 즉, 제어 신호(450)가 제어 신호가 의 주파수에서 그의 에너지의 대부분을 갖고 있기 때문에 액추에이터의 출력은 의 주파수에서의 액추에이터 동적 응답 모델을 이용함으로써 예측될 수 있다.
동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간에 차이가 없을 때 (즉, Δ=0일 때), 수학식 8은 다음과 같이 다시 쓰여질 수 있다:
방사선(410c)의 펄스의 파장 오차가 0 (즉, = 0)인 것을 보장하기 위하여, 제어 신호(450)의 크기는 다음 수학식을 따르도록 설정될 수 있다:
동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이가 있고 (즉, Δ≠0일 때) 또한 제어 신호(450)의 크기가 수학식 10으로 설정될 때 (즉, 일 때), 방사선(410c)의 펄스의 파장 오차 (즉, 수학식 8)는 다음 식에 의하여 설명될 수 있다:
제어 신호(450)에 대한 조정이 이루어져 방사선(410c)의 펄스의 파장 오차를 줄일 수 있다. 조정은 제어 신호(450)에 적용될 수 있는 보정 계수의 형태를 취하여 조정된 제어 신호를 생성할 수 있다. 조정된 제어 신호는 다음과 같은 형태를 취할 수 있다:
여기서 C는 보정 계수이다.
조정된 제어 신호는 수학식 8에 대입될 수 있으며, 수학식 8은 다음 수학식에 의하여 보여지는 바와 같이, 방사선의 펄스의 파장 오차가 0이 되도록 0과 동일하게 설정될 수 있다:
수학식 13은 다음 수학식으로 재배열될 수 있다:
수학식 14는 보정 계수를 규정하기 위하여 재배열될 수 있다. 즉, 보정 계수는 다음 형태를 취할 수 있다:
즉, 보정 계수는 기준 펄스 반복률, 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 간의 차이 및 펄스 수의 함수일 수 있다. 따라서, 펄스의 수가 1보다 크면 (즉, n>1), 보정 계수는 각 후속 방사선의 펄스에 대해 계산될 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 방사선의 펄스를 제어하는 방법을 보여주고 있다. 단계 S300은 방사선의 새로운 펄스 또는 펄스의 버스트를 준비하는 것을 포함한다. 이는, 예를 들어 광학 요소를 원하는 위치로 이동 또는 진동으로 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 단계 S310은 펄스 수가 1보다 큰지 여부가 결정되는 결정을 포함한다. 이 단계는 펄스 수가 1보다 큰 후에만 동작 펄스 반복률이 결정할 수 있기 때문에 일어난다. 예를 들어, 동작 펄스 반복률은 2개의 연속 펄스 사이의 간격의 역수를 취함으로써 결정될 수 있으며, 따라서 동작 펄스 반복률은 빨라도 두 번째 펄스에 대해서만 연산될 수 있다. 펄스 수가 1보다 크지 않으면, 본 방법은 조정되지 않은 제어 신호를 액추에이터에 인가하는 것을 포함하는 단계 320A로 진행한다. 펄스 수가 1보다 크면, 본 방법은 수학식 15에서 제시된 바와 같이 동작 반복률과 펄스 수를 사용하여 보정 계수를 결정하는 것을 포함하는 단계 S320B로 진행한다. 본 방법은 그후 제어 신호의 크기를 조정하기 위하여 제어 신호에 보정 계수를 적용하는 것을 포함하는 단계 S325로 진행한다. 반복률 편차를 적어도 부분적으로 보상하고 그에 의하여 방사선 시스템의 파장 오차를 줄이기 위하여 조정된 제어 신호가 액추에이터에 인가된다
도 10은 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다. 도 10은, (패널 b에서의) 조정된 제어 신호가 있는 모델링된 방사선 시스템에 대해 (패널 a에서의) 조정된 제어 신호가 없는 모델링된 방사선 시스템에 대한 파장 안정성을 비교한 시뮬레이션된 결과를 보여주고 있다. 도 10의 예에서, 방사선 시스템들은 1,000㎙만큼 분리된 방사선의 2개의 파장 사이를 전환하려고 시도하고 있다.
도 10의 파선들은 시스템들의 각각에서의 PZT들의 궤적들을 나타내고 있다. 궤적의 큰 점(dots)(1001, 1002)들은 레이저 펄스가 도착하는 시간을 표시한다; 큰 점들은 인접한 점들 간의 중첩으로 인하여 두꺼운 선으로 나타난다. 반복률 편차가 존재하는 경우 (즉, 실제 명령된 반복률이 기준 반복률과 다른 경우), 레이저 펄스의 도달 시간은 PZT 궤적과 동기화되지 않는다. 패널 a에서, 이 동조성(synchrony)의 부족은 시간이 지남에 따라 성장하는 파장 오차를 초래한다; 점 1001은 ±500㎙ 튜닝을 초래하는 시간에 지속적으로 그의 목표에 이르지 않는다. 패널 b에서 PZT 궤적의 크기를 적절하게 증가시킴으로써 반복률 편차가 보상된다. 입력 신호에 대한 적절한 조정은 위에서 논의된 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 그 결과는 점 1002는 원하는 ±500㎙ 튜닝을 초래하는 시간에 그의 목표에 더 지속적으로 이르게 된다는 것이다.
도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 조정된 제어 신호를 결정하지 않고 적용하지 않는 방사선 시스템 (패널 a)은 방사선의 펄스의 버스트를 통해 증가하는 시간에 따라, 증가하는 파장 오차를 겪는다. 0.05초 후에, 조정된 제어 신호를 사용하지 않는 방사선 시스템(500)은 약 200㎙ 이상의 파장 오차를 겪는다. 그에 반하여, 조정된 제어 신호를 결정하고 이를 액추에이터에 적용하는 방사 시스템 (패널 b)은 방사선의 펄스의 버스트 전체에 걸쳐 약 1,000㎙의 원하는 파장 간격을 유지한다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대하여 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에 설명된 리소그래피 장치는 다른 적용을 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 가능한 다른 적용은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 플랫 패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
본 명세서에서는 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 실시예에 대한 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼 (또는 다른 기판) 또는 마스크 (또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정 또는 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이 장치들은 일반적으로 리소그래피 툴로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 대기 (비진공) 조건을 사용할 수 있다.
문맥이 허용하는 경우, 본 발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 기계-판독 가능한 매체 상에 저장된 명령어로서 구현될 수 있으며, 이 매체는 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 기계-판독 가능한 매체는 기계 (예를 들어, 연산 디바이스)에 의한 판독 가능한 형태로 정보를 저장 또는 전송하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독 가능한 매체는 판독 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호(propagated signal) (예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴(routine), 및 명령어가 특정 동작을 수행하는 것으로서 본 명세서에서 설명될 수 있다. 그러나 이러한 설명은 단지 편의를 위한 것이라는 점 그리고 이러한 동작은 사실상 연산 디바이스, 프로세서, 컨트롤러, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스로부터 일어나며 그렇게 하는 것은 액추에이터 또는 다른 디바이스를 물질계(physical world)와 상호 작용할 수 있게 한다는 점이 인식되어야 한다.
본 발명의 다른 양태가 다음의 번호가 부여된 조항에 제시된다.
1. 방사선의 펄스를 제어하기 위한 방사선 시스템은,
방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 구성된 광학 요소; 및
컨트롤러부터 수신된 제어 신호에 따라 광학 요소를 작동시키도록 구성된 액추에이터를 포함하되, 제어 신호는 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하며,
여기서, 컨트롤러는 펄스 정보를 수신하고 펄스 정보를 사용하여 제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하도록 구성된다.
2. 조항 1의 방사선 시스템에서, 특성은 방사선의 펄스의 파장이다.
3. 조항 1의 방사선 시스템에서, 펄스 정보는 방사선 시스템의 동작 펄스 반복률을 포함하며, 조정은 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 사이의 차이를 적어도 부분적으로 다루는 것이다.
4. 조항 1의 방사선 시스템에서, 조정은 제어 신호의 크기를 변경시킨다.
5. 조항 4의 방사선 시스템에서, 제어 신호의 크기는
이며,
여기서 U(f)는 주파수 도메인에서의 액추에이터의 제어 신호이고, λT는 방사선의 펄스의 목표 파장이며, n은 펄스 수이고, 그리고 P(f)는 주파수 도메인에서의 액추에이터의 동적 모델이다.
6. 조항 5의 방사선 시스템에서, 펄스 정보는 펄스 수를 포함하며, 제어 신호의 변경된 크기는
이며,
여기서 C는 보정 계수이다.
7. 조항 6의 방사선 시스템에서, 보정 계수는
이며,
여기서 Rr은 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률이며, Δ는 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이이다.
8. 조항 7의 방사선 시스템에서, 보정 계수는 방사선 시스템에 의해 생성된 방사선의 각 펄스에 대해 계산되어 상기 제어 신호에 적용된다.
9. 조항 1의 방사선 시스템에서, 액추에이터는 광학 요소 상에서의 방사선의 펄스의 입사각이 변경되도록 하기 위해 광학 요소를 회전시키도록 구성된 압전 요소를 포함한다.
10. 조항 1의 방사선 시스템에서, 광학 요소는 방사선의 파장의 선택된 대역이 방사선 시스템의 출력부로 전송되도록 하기 위해 파장 의존 방식으로 방사선의 펄스를 반사시키도록 구성된 격자를 포함한다.
11. 조항 1의 방사선 시스템에서, 광학 요소는 방사선의 파장의 선택된 대역이 방사선 시스템의 출력부로 전송되록 하기 위해 파장 의존 방식으로 상기 방사선의 펄스를 굴절시키도록 구성된 프리즘을 포함한다.
12. 리소그래피 시스템은,
방사선의 펄스를 수신하고, 방사선의 펄스를 패터닝하고, 그리고 패터닝된 방사선의 펄스를 타겟 상으로 투영하도록 구성된 리소그래피 장치; 및
조항 1에 따른 방사선 시스템을 포함한다.
13. 방사선의 펄스를 제어하는 방법은,
방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것;
방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것;
펄스 정보를 수신하는 것; 및
제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 펄스 정보를 사용하는 것을 포함한다.
14. 조항 13의 방법에서, 특성은 방사선의 펄스의 파장이다.
15. 조항 14의 방법에서, 펄스 정보는 방사선 시스템의 동작 펄스 반복률을 포함하며, 조정은 기준 펄스 반복률과 동작 펄스 반복률 간의 차이를 적어도 부분적으로 다루는 것이다.
16. 조항 14의 방법에서, 조정은 제어 신호의 크기를 변경시킨다.
17. 조항 16의 방법에서, 제어 신호의 크기는
이며,
여기서, U(f) 는 액추에이터의 제어 신호이고, λT는 방사선의 펄스의 목표 파장이며, n은 펄스 수이고, 그리고 P(f)는 액추에이터의 동적 모델이다.
18. 조항 17항의 방법에서, 펄스 정보는 펄스 수를 포함하며, 제어 신호의 변경된 크기는;
이며,
여기서, C는 보정 계수이다.
19. 조항 18의 방법에서, 보정 계수는
이며,
여기서, Rr는 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률이며, Δ는 동작 펄스 반복률과 기준 펄스 반복률 간의 차이이다.
20. 조항 19의 방법에서, 보정 계수는 방사선 시스템에 의하여 생성된 방사선의 각 펄스에 대해 계산되어 상기 제어 신호에 적용된다.
21. 방사선의 펄스를 포함하는 패터닝된 방사선의 빔을 타겟 상으로 투영하는 방법에 있어서,
본 방법은:
방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것;
방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것;
펄스 정보를 수신하는 것; 및
제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 펄스 정보를 사용하는 것
을 포함하는 방법에 따라, 방사선의 펄스를 제어하는 것을 더 포함한다.
22. 컴퓨터 판독 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서, 컴퓨터 판독 가능한 명령어는 컴퓨터로 하여금:
방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것;
방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것;
펄스 정보를 수신하는 것; 및
제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 펄스 정보를 사용하는 것
을 포함하는, 방사선의 펄스를 제어하는 방법을 수행하게 하도록 구성된다.
23. 프로세서 판독 가능한 명령어를 저장하는 메모리 및 메모리에 저장된 명령어를 판독하고 실행하도록 배열된 프로세서를 포함하는, 방사선의 펄스를 제어하기 위한 컴퓨터 장치로서,
프로세서 판독 가능한 명령어는,
방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것;
방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 상기 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것;
펄스 정보를 수신하는 것; 및
제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 펄스 정보를 사용하는 것을 포함하는, 방사선의 펄스를 제어하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터를 제어하도록 배열된 명령어를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실시될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 위의 설명은 제한이 아닌, 예시를 위한 것이다. 따라서, 아래에 제시된 청구범위의 범위를 벗어남이 없이 설명된 바와 같이 본 발명에 대하여 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당 업자에게 명백할 것이다.

Claims (23)

  1. 방사선의 펄스를 제어하기 위한 방사선 시스템에 있어서,
    상기 방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 상기 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 구성된 광학 요소; 및
    컨트롤러부터 수신된 제어 신호에 따라 상기 광학 요소를 작동시키도록 구성된 액추에이터를 포함하되, 상기 제어 신호는 상기 방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하며,
    상기 컨트롤러는 펄스 정보를 수신하고 펄스 정보를 사용하여 반복률 편차를 적어도 부분적으로 보상하는 상기 제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하도록 구성되는 방사선 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특성은 방사선의 펄스의 파장인 방사선 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 펄스 정보는 상기 방사선 시스템의 동작 펄스 반복률을 포함하며, 상기 조정은 상기 기준 펄스 반복률과 상기 동작 펄스 반복률 사이의 차이를 적어도 부분적으로 다루는 것인 방사선 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조정은 상기 제어 신호의 크기를 변경시키는 방사선 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어 신호의 크기는
    이며,
    여기서 U(f)는 주파수 도메인에서의 상기 액추에이터의 상기 제어 신호이고, λT는 상기 방사선의 펄스의 목표 파장이며, n은 펄스 수(pulse number)이고, P(f)는 주파수 도메인에서의 상기 액추에이터의 동적 모델인 방사선 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 광학 요소 상에서의 상기 방사선의 펄스의 입사각이 변경되도록 하기 위해 상기 광학 요소를 회전시키도록 구성된 압전 요소를 포함하는 방사선 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광학 요소는 상기 방사선의 파장의 선택된 대역이 상기 방사선 시스템의 출력부로 전송되도록 하기 위해 파장 의존 방식으로 상기 방사선의 펄스를 반사시키도록 구성된 격자를 포함하는 방사선 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광학 요소는 상기 방사선의 파장의 선택된 대역이 상기 방사선 시스템의 출력부로 전송되도록 하기 위해 파장 의존 방식으로 상기 방사선의 펄스를 굴절시키도록 구성된 프리즘을 포함하는 방사선 시스템.
  12. 리소그래피 시스템에 있어서,
    방사선의 펄스를 수신하고, 상기 방사선의 펄스를 패터닝하고, 그리고 패터닝된 방사선의 펄스를 타겟 상으로 투영하도록 구성된 리소그래피 장치; 및
    제1항에 따른 방사선 시스템을 포함하는 리소그래피 시스템.
  13. 방사선의 펄스를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 상기 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것;
    방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 상기 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것;
    펄스 정보를 수신하는 것; 및
    반복률 편차를 적어도 부분적으로 보상하는 상기 제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 상기 펄스 정보를 사용하는 것을 포함하는, 방사선의 펄스 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 특성은 방사선의 펄스의 파장인, 방사선의 펄스 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 펄스 정보는 상기 방사선 시스템의 동작 펄스 반복률을 포함하며, 상기 조정은 상기 기준 펄스 반복률과 상기 동작 펄스 반복률 간의 차이를 적어도 부분적으로 다루는 것인, 방사선의 펄스 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 조정은 상기 제어 신호의 크기를 변경시키는, 방사선의 펄스 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어 신호의 크기는;
    이며,
    여기서, U(f) 는 상기 액추에이터의 제어 신호이고, λT는 상기 방사선의 펄스의 목표 파장이며, n은 펄스 수이고, P(f)는 상기 액추에이터의 동적 모델인, 방사선의 펄스 제어 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 방사선의 펄스를 포함하는 패터닝된 방사선의 빔을 타겟 상으로 투영하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 상기 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것;
    방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 상기 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것;
    펄스 정보를 수신하는 것; 및
    반복률 편차를 적어도 부분적으로 보상하는 상기 제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 상기 펄스 정보를 사용하는 것
    을 포함하는 방법에 따라, 상기 방사선의 펄스를 제어하는 것을 더 포함하는, 패터닝된 방사선의 빔을 타겟 상으로 투영하는 방법
  22. 삭제
  23. 프로세서 판독 가능한 명령어를 저장하는 메모리 및 상기 메모리에 저장된 명령어를 판독하고 실행하도록 배열된 프로세서를 포함하는, 방사선의 펄스를 제어하기 위한 컴퓨터 장치로서,
    상기 프로세서 판독 가능한 명령어는,
    상기 방사선의 펄스의 특성을 제어하기 위해 상기 방사선의 펄스와 상호 작용하도록 광학 요소를 사용하는 것;
    방사선 시스템의 기준 펄스 반복률에 적어도 부분적으로 의존하는 제어 신호에 따라 상기 광학 요소를 작동시키도록 액추에이터를 사용하는 것;
    펄스 정보를 수신하는 것; 및
    반복률 편차를 적어도 부분적으로 보상하는 상기 제어 신호에 대한 조정을 결정하고 적용하기 위해 상기 펄스 정보를 사용하는 것을 포함하는, 방사선의 펄스를 제어하는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터를 제어하도록 배열된 명령어를 포함하는 컴퓨터 장치.
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