KR20050010786A - 빔 전달 및 빔 포인팅 컨트롤을 갖춘 리소그래피 레이저 - Google Patents

빔 전달 및 빔 포인팅 컨트롤을 갖춘 리소그래피 레이저 Download PDF

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KR20050010786A
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light source
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다스팔라시피.
지오바날디마르코
프란시스그레고리
돈허클베리비.
엘란센킬피.
넬슨존더블유.
샌드스트롬리차드엘.
오쇼프알렉산더아이.
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사이머 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 제조라인에 빔 전달으로 모듈러 고 반복율 자외선 가스 방전 레이저 광원을 제공한다. 이 시스템은 제조라인 머신의 입구 포트와 같은 소망 위치에 레이저 빔을 운반하기 위한 빔 포인팅 제어를 갖춘 인클로우징된 퍼지된 빔 경로를 포함한다. 바람직한 실시예는 빔 감쇠를 위한 장비, 피드백 빔 정렬을 위한 장비 및 설치 및 메인티넌스 동안 정확한 광학기구 모듈 위치지정을 위한 장비를 포함한다. 바람직한 실시예에서 제조라인 머신은 리소그래피 머신이고 두 개의 개별 방전 챔버가 제공되는 데 하나는 제2 방전 챔버에서 증폭되는 초협대역 시드 빔을 산출하는 마스터 오실레이터의 부분이다. MOPA 시스템은 상당히 개선된 빔품질을 갖춘 필적할 수 있는 단일 챔버 레이저 시스템을 거의 두 배로 증배시킬 수 있는 펄스 에너지를 출력할 수 있다. 펄스 스트레처는 종래 레이저 시스템에 비해 펄스 파워에서 감소로 되는 출력 펄스 길이를 두 배 이상 증배시킨다. 본 바람직한 실시예는 광학 컴포넌트의 상당한 열화에도 불구하고, 리소그래피 시스템의 동작 수명 동안 거의 일정한 리소그래피 시스템 웨이퍼 평면에 조명을 제공할 수 있다.

Description

빔 전달 및 빔 포인팅 컨트롤을 갖춘 리소그래피 레이저{LITHOGRAPHY LASER WITH BEAM DELIVERY AND BEAM POINTING CONTROL}
전기 방전 가스 레이저
전기 방전 가스 레이저는 공지되어 있고 1960년대에 레이저가 발명된 이후 줄곧 이용되어 왔다. 두 전극간의 고전압 방전은 가스형태 이득 매체를 산출하도록 레이저 가스를 여기시킨다. 이득 매체를 함유하는 공진 캐비티는 레이저 빔의 형태로 캐비티로부터 추출되는 광의 스티뮬레이트된 증폭을 허용한다. 이들 전기 방전 가스 레이저의 대부분은 펄스모드로 동작된다.
엑시머 레이저
엑시머 레이저는 전기 방전 가스 레이저의의 특정 유형이고 1970년대 중반 이후 알려져 왔다. 집적회로 리소그래피에 유용한 엑시머 레이저에 대한 설명은 발명의 명칭이 "컴팩트 엑시머 레이저"이고 1991년 6월 11일 특허허여된 미국 특허 제 5,023,884호에 설명되어있다. 이 특허는 본원인의 고용자에게 양도되었고 본명세서에 참조문헌으로 통합되어 있다. '884호에 설명된 엑시머 레이저는 고 반복율 펄스 레이저이다.
엑시머 레이저는, 집적회로 리소그래피에 유용한 경우, 통상적으로 시간당 수천개의 귀중한 집적회로를 생산하는 "시계방향 구동" 집적회로 제조라인에서 동작하고, 따라서, 다운-타임은 매우 고비용이 들 수 있다. 따라서 대부분의 컴포넌트는 수분안에 대치될 수 있는 모듈들로 구성된다. 리소그래피에 사용되는 엑시머 레이저는 피코초의 수분의 일로 대역폭이 감소된 그 출력빔을 가져야만 한다. 이 "라인-협소화"는 레이저의 공진 캐비티의 후방을 형성하는 라인 협소화 모듈("라인 협소화 패키지" 또는 "LNP")에서 달성된다(라인 선택 유닛 "LSU"은 흔히 F2레이저의 좁은 스펙트럼 대역을 선택하는 데에 사용된다). 이 LNP는 프리즘, 미러 및 회절격자를 포함하는 민감한 광학 요소들로 이루어 진다. '884호에 설명된 전기 방전 가스 레이저의 유형은 두 전극간에 전기 방전을 일으키는 전기 펄스 전력시스템을 이용한다. 이 종래 시스템에서, 직류 전력은 각각의 펄스에 대해 "충전 전압"으로 칭하는 소정의 제어 전압까지 "충전 커패시터" 또는 "C0"로 칭하는 커패시터 뱅크에 전하를 공급한다. 이 충전 전압의 크기는 이들 종래 유닛에선 500 내지 1000 볼트의 범위이다. C0가 소정 전압으로 충전된 후, 고체상태 스위치는 클로우즈되어 C0에 저장된 전기 에너지가 일련의 자기압축회로와 전압 변압기를 통하여 초고속으로 링될 수 있게하여 약 20 내지 50 ns 지속하는 방전을 일으키는 전극에 걸쳐 약 16,000 볼트(또는 그 이상)의 범위로 고전압전위를 산출할 수 있게 한다.
리소그래피 광원에서의 주요한 발전
'884호에 설명된 엑시머 레이저는 1989년 내지 현재 동안, 집적회로 리소그래피를 위한 주 광원이 되어왔다. 이들 레이저의 1000개 이상이 대부분의 현대 집적회로 제조 공장에서 사용된다. 이들 레이저의 대부분은 '884호에 설명된 기본 설계 특징을 갖는다.
그것은:
(1) 초당 100 내지 2500 펄스의 펄스율로 전극에 걸쳐 전기 펄스를 공급하는 단일, 펄스 전력 시스템;
(2) 프리즘 빔 확대기, 조정 미러 및 회절격자로 이루어 진 라인 협소화 유닛 및 부분 반사 미러형 출력 커플러로 구성된 단일 공진 캐비티;
(3) 펄스간의 방전 영역을 소거시키기에 충분한 고속으로 두 전극간에 레이저 가스를 순환시키는 탄젠셜 팬, 방전 영역에 의해 분리된 두 개의 신장된 전극, 및 레이저 가스(KrF 레이저를 위한 크립톤, 플루오르 또는 네온, 또는 ArF를 위한 아르곤, 플루오르 및 네온)를 함유하는 단일 방전 챔버; 및
(4) 펄스-펄스 기준에 의한 펄스 에너지, 에너지 도우즈 및 파장을 제어하는 피드백 제어 시스템으로 출력 펄스의 대역폭 및 파장 및 펄스 에너지를 모니터링하는 빔 모니터이다.
1989-2001년 사이에, 이들 레이저의 출력 전력은 점진적으로 증대되어왔고 펄스 에너지 안정도, 파장 안정도 및 대역폭을 위한 빔 퀄리티 규격도 점점 엄격해져 왔다. 집적회로 제조에 널리 이용되는 리소그래피 레이저 모델을 위한 동작 파라미터는 8mJ의 펄스 에너지, 초당 2,500 펄스(최대 약 20와트의 평균 빔 파워를 제공), 약 0.5pm의 대역폭(FWHM) 및 +/-0.35%의 펄스 에너지 안정도를 포함한다.
주입 시딩
가스 방전 레이저 시스템(엑시머 레이저 시스템을 포함하는)의 대역폭을 감소시키기 위한 공지된 기술은 이득 매체에 협대역 "시드" 빔의 주입을 포함한다. 이러한 시스템에서, "마스터 오실레이터"로 불리는 시드 빔을 산출하는 레이저는 제1 이득 매체에 초 협소화 빔을 제공하고, 이 빔이 제2 이득 매체에 시드 빔으로서 사용되도록 설계된다. 제2 이득 매체가 전력 증폭기로서 기능하는 경우, 시스템은 마스터 오실레이터, 전력 증폭기(MOPA) 시스템으로 참조된다. 제2 이득 매체가 공진 캐비티(레이저 발진이 일어나는)를 갖는 경우, 시스템은 주입 시딩된 오실레이터(ISO) 시스템 또는 마스터 오실레이터, 파워 오실레이터(MOPO) 시스템으로 참조되고 이 경우 시드 레이저는 마스터 오실레이터로 참조되고 다운스트림 시스템은 파워 오실레이터로 참조된다. 두 개별 시스템으로 구성된 레이저 시스템은 단일 챔버 레이저 시스템 보다 실질적으로 고가이고, 더욱 대형이고 복잡하게 되는 경향이 있다. 그러므로, 이들 두 챔버 시스템의 상업적 응용은 한정적으로 되어 왔다.
광원으로부터 리소그래피 머신의 분리
집적회로 제조를 위해 리소그래피 머신은 리소그래피 레이저 시스템으로부터 분리되어 위치된다. 이 분리는 2 내지 20 미터이다. 때때로 레이저 및 리소그래피 머신은 별개 룸에 위치된다. 통상적인 실시형태는 레이저를 리소그래피 머신 하부의 한 플로어의 룸에 위치시키는 것이다. 레이저 빔은 KrF 레이저에 대해 약 248nm, ArF 레이저에 대해 약 193nm, F2레이저에 대해 157nm 파장의 자외선이다. 자외선 광은 특히 ArF 레이저 및 F2레이저의 단파장에서 산소에 의해 흡수되고, 따라서 레이저와 리소그래피 머신간의 레이저 빔 경로를 인클로우저내에 인클로우징하고 인클로우저를 공기 보다 낮은 빔 감쇠를 제공하는 질소와 같은 가스로 퍼지하는 기술이 공지되어 있다. 인클로우저내에는 레이저를 리소그래피 머신내의 소망하는 빔 입구 포트에 보내기 위해 레이저 빔을 탐지하고 단면 프로파일의 변화와 같은 필요한 수정을 빔에 제공하기 위한 미러 및 렌즈등을 포함하는 다양한 광학 컴포넌트가 포함된다. 레이저 시스템으로부터 리소그래피 머신내로 레이저 빔을 전달히기 위한 장비는 빔 전달 유닛 또는 "BDU"라 칭한다. 과거에 BDU는 레이저 시스템과 별개로 디자인되어 공급되었다.
필요로 되는 것은 리소그래피 머신에 의해 필요로 되는 파장, 대역폭, 펄스 에너지, 빔 포인팅 각도, 빔 위치 및 단면 프로파일을 갖는 리소그래피 머신의 입구 포트에 레이저 광을 제공하는, 초당 약 4,000 펄스 이상 범위의 반복율로 동작하기 위한 펄스 가스 방전 레이저에 관한 양호한 디자인이다.
본 발명은 집적회로 제조를 위한 리소그래피 광원에 관한 것으로 특히 집적회로 제조를 위한 가스 방전 레이저 리소그래피 광원에 관한 것이다.
도 1은 빔 전달 유닛을 갖춘 리소그래피 레이저 시스템의 레이아웃을 나타낸 도.
도 2, 2a 및 2b는 펄스 스트레칭 회로의 특징을 나타낸 도.
도 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g 및 3h는 도 1의 레이저 시스템의 릴레이 광학기구의 특징을 나타낸 도.
도 4a, 4b 및 4c는 빔 전달 구성을 나타낸 도.
도 5는 펄스 에너지 대 충전 전압을 나타낸 그래프.
도 6은 빔을 프리즘으로 90도로 튜닝하는 기술을 나타낸 도.
도 7은 스캐너에 빔을 운반하는 레이저 시스템을 나타낸 도.
도 8a-8e는 용이하게 시일링하는 벨로우 시일을 나타낸 도.
도 9는 바람직한 펄스 스트레처의 특징을 나타낸 도.
도 10a는 빔 전달 유닛을 나타낸 도.
도 10b는 빔 각도와 빔 위치를 모니터링하기 위한 메트롤로지 모니터에 대한 상세도.
도 10c 및 10d1-3은 포인팅 에러를 모니터링하기 위한 기술을 나타낸 도.
도 10e,f,g 및 h는 빔 포인팅 제어 시스템의 성능을 나타내는 시험 챠트를 나타낸 도.
도 11a 내지 11j는 프로토타입 BDU 유닛의 특징을 나타낸 도.
도 11k 내지 11n은 프로토타입 유닛을 이용한 테스트 결과를 나타낸 도.
도 12a,b,d,e,f 및 g는 모듈 정렬 기술의 특징을 나타낸 도.
도 13a 내지 15c는 빔 편광을 제어하기 위한 특징 및 컴포넌트를 나타낸 도.
도 16a 내지 16i는 바람직한 셔터의 특징을 나타낸 도.
도 17a,b 및 c는 가변 빔 감쇠기의 특징을 나타낸 도.
발명의 요약
본 발명은 빔 전달을 갖춘 모듈러 고반복율 자외선 가스 방전 레이저 시스템을 제조 라인 머신에 제공한다. 이 시스템은 레이저 빔을 제조 라인 머신의 입구 포트와 같은 소망 위치에 운반하기 위한 빔 포인팅 컨트롤을 갖춘 인클로우징된 및 퍼지된 빔 경로를 포함한다. 바람직한 실시예는 빔 감쇠를 위한 장비, 자동 피드백 빔 정렬을 위한 장비 및 유지보수 동안 및 설치시 정확한 광학기구 모듈 위치지정을 위한 장비를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 제조 라인 머신은 리소그래피 머신이고 두 개의 개별 방전 챔버가 제공되고, 그 하나는 제1 방전 챔버에서 증폭된 초협대역 시드 빔을 발생시키는 마스터 오실레이터의 일부분이다. 이 MOPA 시스템은 매우 향상된 빔 품질을 갖춘 상당한 단일 챔버 레이저 시스템을 대략 두 배 증배시키는 출력 펄스 에너지를 산출할 수 있다. 펄스 스트레처 모듈은 종래 레이저 시스템에 비해 펄스 파워(mJ/ns)가 감소되는 결과로 되는 출력 펄스 길이를 두 배 이상으로 증배시킨다. 본 바람직한 실시예는, 광학 컴포넌트의 상당한 열화에도 불구하고, 리소그래피 시스템의 동작 수명 동안 거의 일정한 리소그래피 시스템웨이퍼 평면에 일루미네이션을 공급할 수 있다.
제1 바람직한 실시예
본 발명의 제1 바람직한 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 본 실시예에서 193nm 자외선 광이 네덜란드에 공장이 있는 ASML또는 일본에 공장이 있는 캐논 또는 니콘사에 의해 공급되는 것들둥의 하나인 스캐너 리소그래피 머신(2)의 입력 포트에 제공된다. 이 경우 레이저 시스템(4)의 주요 컴포넌트는 스캐너가 설치된 데크의 하부에 설치된다. 본 바람직한 실시예는 레이저 빔을 스캐너의 입력 포트에 운반하기 위한 인클로우징된 빔 경로를 제공하는 빔 전달 유닛(6), 펄스 스트레처 및 특수한 릴레이 광학기구를 갖춘 MOPA 레이저 시스템을 포함한다. 빔 전달 유닛은 설치 및 유지보수 동안 컴포넌트 정렬을 위한 특수한 정렬 특징, 피드백 정렬을 갖춘 자동 빔 정렬 및 빔 감쇠를 위한 장비를 포함한다.
MOPA
이 특별한 레이저 시스템은 마스터 오실레이터(8) 및 전력 증폭기(10)를 포함한다. MOPA 장치는 레이저 광을 제공하기 위해 단일 레이저 오실레이터을 이용하는 종래기술에 대해 집적회로 광원에서 중요한 진전을 나타낸다. 마스터 오실레이터 및 전력 증폭기는 각각 종래기술의 단일 챔버 리속,래피 레이저 시스템의 방전 챔버와 유사한 방전 챔버를 포함한다. 이들 챔버는 두 개의 신장된 전극, 레이저 가스, 전극과 수냉식 핀구비된 열 교환기사이에 가스를 순환시키기 위한 탄젠셜을 포함한다. 마스터 오실레이터는 레이저 빔(14B)을 발생시키기 위해 저력 증폭기를 통하는 두 패스에 의해 증폭되는 제1 레이저 빔(14A)을 발생시킨다. 마스터오실레이터(8)는 출력 커플러(8A) 및 라인 협소화 패키지(8B)를 포함하고 이 둘은 모두 참조된 종래기술 특허에 상세하게 그리고 발명의 배경단락에 개괄적으로 설명되어 있다. 마스터 오실레이터(8)를 위한 이득 매체는 마스터 오실레이터 방전 챔버(8C)에 포함된 두 개의 50cm 긴 전극사이에 산출된다. 전력 증폭기(10)는 기본적으로 방전 챔버이고 본 실시예에서 챔버는 두 신장된 전극사이에 이득 매체를 제공하는 마스터 오실레이터 방전 챔버(8C)와 거의 정확하게 동일하지만 어떠한 공진 캐비티도 갖지 않는다. 이 MOPA 구성은 파장 안정도와 같은 빔 품질 파라미터를 최대화하고 및 초협대역폭을 제공하기 위해 펄스 에너지를 안정화시키도록 디자인되고 동작될 수 있게 한다. 예를들어, 현재 본원인의 고용주인 사이머사로부터 사용가능한 최신기술의 광원은 펄스 5mJ, 4kHz인 ArF 레이저 시스템이다. 도 1에 도시된 시스템은 빔 품질에서 상당한 개선을 이룬 적어도 두 배의 평균 자외선 전력을 산출하는 펄스당 10 내지 30 mJ(혹은 소망한다면 약 40 mJ펄스까지), 4kHz ArF 레이저 시스템이다. 이러한 이유로 MOPA 시스템은 종래 레이저 시스템에 비해 더욱 고 품질 및 고 전력 리소그래피 레이저 시스템을 나타낸다.
릴레이 광학기구
빔 경로
본 실시예에서 마스터 오실레이터(8)의 출력 빔(14A)은 출력 빔(14B)을 산출하기 위해 전력 증폭기(10)를 통하는 두 패스에 의해 증폭된다. 이를 달성하기 위한 광학 컴포넌트는 본원인이 명명한 3개의 모듈인, 마스터 오실레이터 파면 엔지니어링 박스 "MO WEB"(24), 전력 증폭기 파면 엔지니어링 박스 "PA WEB"(26) 및 빔 리버서"BR"(28)에 수용된다. 이들 3 모듈은 라인 협소화 모듈(8B) 및 출력 커플러(8A)와 함께 전력 증폭기(10)의 방전 챔버 및 방전 챔버(8C)와 독립적으로 단일 수직 광학 테이블상에 모두 장착된다. 방전 및 팬 회전에 의한 음향 충격에 의한 챔버 진동은 광학 컴포넌트와 분리되어야 한다.
마스터 오실레이터 라인 협소화 모듈 및 출력 커플러의 광학 컴포넌트는 본 실시예에서 일부 특허출원에 상세히 설명되고 발명의 배경 단락에 참조된 종래기술의 리소그래피 레이저 시스템의 그것들과 실질적으로 동일하다. 라인 협소화 모듈은 리트로우 구성으로, 3 또는 4개 프리즘 빔 확대기, 초고속 응답 튜닝미러 및 회절격자를 포함한다. 출력 커플러는 KrF 시스템에 대한 출력 빔의 약 20% 및 ArF에 대해 약 30%를 반사하고 나머지는 통과시키는 부분 반사 미러이다. 마스터 오실레이터(8)의 출력은 라인 중심 분석 모듈(LAN;7)에서 모니터링되고 MO WEB(24) 내부로 전달된다. MO WEB(24)은 출력 빔(14A)을 PA WEB에 정밀하게 보내기 위한 정렬 컴포넌트와 전체 내부 반사(TIR) 프리즘을 포함한다. 도 3a에 도시된 바와 같은 TIR 프리즘은 고강도 자외 방사선하에서 열화시키는 반사 코팅을 필요로 하지 않고 90 퍼센트 이상의 효율로 레이저 빔을 90도 방향을 바꿀 수 있다. 대안으로, 내구성 고 반사 코팅을 갖춘 제1 표면 미러가 도 3e에 도시된 바와 같은 TIR 프리즘 대신에 사용될 수 있다.
PA WEB(26)은 도 3c-f에 도시된 바와 같은 TIR 프리즘(26A) 및 레이저 빔(14A)을 전력 증폭기 이득 매체를 통하는 제1 패스에 보내기 위한 정렬 컴포넌트(도시되지 않음)를 포함한다. 대안으로, 고 반사 코팅을 갖춘 제1 표면 미러는 TIR 프리즘을 대체할 수 있다. 빔 리버서 모듈(28)은 도 3b-d에 도시된 2-반사 빔 리버싱 프리즘(26A)을 포함하고 도 3a에 도시된 1-반사 프리즘과 같이 전체 내부 반사에 의존하고 따라서 어떠한 광학 코팅도 필오 하지 않는다. P-편광 빔이 입력되고 프리즘을 빠져나오는 면은 반사 손실을 최소화하기 위해 브루스터의 각도로 방향지워지고, 프리즘이 거의 100% 효율이 되어지게 한다.
빔 리버서 모듈(28)에서의 리버싱 후, 부분 증폭된 빔(14A)은 전력 증폭기 이득 매체를 통하는 다른 패스를 만들고 전력 증폭기 출력 빔(14B)으로서 PA WEB(26)과 스펙트럼 분석 모듈(9)을 통해 빠져나간다. 이 실시예에서 전력 증폭기 를 통하는 빔(14A)의 제2 패스는 전력 증폭기 방전 챔버내에서 시장된 전극과 정렬된다. 제1 패스는 제2 패스에 대해 약 6 밀리라디안의 각도로 한 경로를 따르고 제1 패스의 제1 경로는 이득 매체의 두 단부 사이의 절반인 지점에서 이득 매체의 중심라인을 가로지른다. 도 3c 및 3d는 전력 증폭기를 통하는 빔(14A)의 경로의 측면 및 평면도를 도시한다. 빔 리버싱 프리즘(28A)의 디자인 및 위치지정은 도 3b에 도시된 바와 같이 각도 (β)와 공간 오프셋트(d) 를 수용해야 한다. 본 실시예에서 β = 6 밀리라디안이고 d는 5mm 이다.
도 3e(측면도) 및 3f(평면도)는 전력 증폭기 WEB 모듈내의 광학기구의 일부 추가적인 중요 특징을 도시한다. 측면도에서, PA "로"의 빔은 PA "로 부터"의 빔 위에 도시되어 있다. 이것은 두 빔이 측면도에서 도시될 수 있도록 행해졌다. (실제로 두 빔은 같은 높이에 있고 따라서 "로 부터"의 빔은 "로 부터"의 빔이 얼바른 높이로 도시된다면 "로"의 빔을 봉쇄하게 된다.) 도 3f에 도시된 바와 같이 로 부터의 빔 패스는 출구 애퍼어처(26C)를 통하는 TIR 프리즘(26A)에 가까이되고, 두 프리즘 빔 확대기(26D)에 의해 수평방향에서 4인 인수만큼 확대되고 WEB 모듈을 펄스 스트레처 모듈(22)(본원인에 의해, 광학 펄스 스트레처인 "OPUS") 로 빠져나간다. 릴레이 광학기구의 출구 애퍼어처(26C) 및 기타 애퍼어처는 선택적인 것으로 고려되어야 하고 임시 정렬 타겟에 의해 대체될 수 있다.
기타 TIR 프리즘 및 미러 고려사항
MO WEB 및 PA WEB내의 TIR 프리즘은 유전체-코팅된 제1 표면 미러에 대해 바람직한 데 이느 그것들이, 고 플루언스 UV 방사선에의 확대된 노출로 열화되는 경향이 있는, 어떠한 광학 코팅도 갖지 않는다. TIR 프리즘의 한 단점은 입구면 및 출구면에서 발생하는 원치않는 프레스넬 반사이다. 193nm에서 칼슘 플루오라이드 재료에 대해, 각각의 면은 입사 빔의 약 4%를 반사한다. 입사 빔이 표면에 대해 수직이면, 원치않는 반사는 입사 빔의 경로를 따라 역전파되고 MO에 재입사한다. 이것은 MO의 안정한 동작과 간섭할 수 있다. 이 문제는 TIR 프리즘의 입구면 및 출구면을 입사 빔에 대해 약 1도 기울임으로써 방지된다. 이것은 약 1도 만큼 45°-45°-90°TIR 프리즘을 회전시켜서 달성될 수 있고, 이 경우 주 빔의 편향 각은 90°로부터 88°내지 92°로 변경하게 된다(1도 회전 방향에 좌우되어). 대안으로, 90°편향 각 및 1도 경사진 면은 각도 44°-44°-92°또는 46°-46°-88°또는 44.33°-45.67°-90°를 갖는 TIR 프리즘을 이용하여 달성될 수 있다.
PA WEB내의 TIR 프리즘(26A)은 3 광학표면상의 각각의 에지에 매우 가까이 사용된다. 이들 프리즘의 광학면은 임계 에지의 1mm 이하 범위내에 정확하게 연마되어야 한다.
MO WEB 및 PA WEB내의 TIR 프리즘은 각각 2인 자유도(2 회전, "팁-틸트")에서 정렬가능하다. MO WEB TIR 프리즘은 주 반사 빔이 PA WEB내의 적절한 위치에 보내지도록 정렬된다. PA WEB TIR 프리즘은 주 반사 빔이 빔 리버서내의 적절한 위치에 보내지도록 정렬된다. 각각의 TIR 프리즘은 시일된 모듈로부터 팁-틸트 조정을 허용하는 기계적 마운트에 고정된다.
최대 반사 파면 에러는 클리어 애퍼어처(13mm x 21mm)를 가로지르는 633nm(즉, 127nm)에서 0.20 파 피크-계곡으로서 지정된다. 더욱 작은 빔을 가로지르는 파면 에러는 정확한 양이 존재하는 수차의 유형에 종속할 지라도, 상당히 작게된다. 단순한 곡선부가 지배적인 에러이면(연마된 플랫을 갖춘 것에 의한 바와 같이), 빔에 도입된 최대 발산 각도 에러는 수직 방향에서 약 0.02 밀리라디안(수평방향에선 더욱 작다)으로 된다.
수명(특히 193nm에서) 동안 광학 코팅의 열화에 사용된 미러가 관심사항이면, 고 반사 코팅은 AR 코팅 또는 부분 반사 보다 더욱 손상에 잘 견딘다. 또한 이 미러를 위한 장기간 수명의 목적은 펄스 에너지가 PA로부터 나오는 것 보단 MO로부터 덜 나온다. 미러는 에지에 매우 가까이 사용되므로, 코팅은 통상적인 것 보다 손상에 더 민감할 수 있다. 코팅 고장에 기여하는 에지 가까이에서의 코팅 불규칙성 및 표면 거칠기가 있다. 미러의 에지는 이들 잠재적 문제를 방지하기 위해 시험된다. 도 3g는 간격 문제를 도시한다. 빔을 빔 리버서의 적절한 위치로 보내기 위해, 터닝 미러는 2인 자유도(2 회전,"팁-틸트")로 정렬된다. 미러 마운트는 미러를 필요한 정확도로 정렬하기 위해, 시일된 모듈 외측으로부터 액세스가능한, 조정장치를 포함한다.
코팅된 미러(26A)에 대한 대안은 유전체-코팅된 미러 대신에 코팅되지 않은 TIR 프리즘을 사용하는 것이다. 이러한 디자인은 수명 동안 임의의 코팅 손상 문제에 대한 염려를 제거한다.
릴레이 광학기구를 위한 정렬 특징
상기 경사진 더블-패스 기하학적 특징에 대해, MO WEB 및 빔 리버서로부터 반사하는 빔은 PA WEB에 정밀하게 위치된다. 정렬 특징은 MO WEB 미러 및 빔 리버서의 적절한 정렬을 위해 PA WEB 내부에 제공된다. 이 특징은 TIR 프리즘의 에지를 참조할 필요가 있게 된다. 정렬 측징은 애퍼어처들인 데, 하나는 PA WEB으로의 입구에 있고(MO WEB 프리즘 정렬을 위해) 다른 하나는 그 출구에 있다(빔 리버서 정렬을 위해). 애퍼어처는 영구적이거나 제거가능하다. 시스템은 시일된 빔 경로로 빔 인클로우저의 외측으로부터 필드에서 정렬될 수 있어야 한다. 애퍼어처에 대한 빔의 위치는 2-D 검출기 어레이(디지털 어레이)로 볼 수 있게 된다. BAT라 칭하는 빔 분석 도구는 도 3f의36으로 나타낸 정렬을 검사하기 위해 모듈에 삽입된다.
빔 확대 프리즘
PA로부터 나오는, 빔의 플루언스는 시스템내의 어느 곳 보다 높다(작은 빔 사이즈 및 고 펄스 에너지로 인해). 코팅이 손상되는 결과로 될 수 있는, OPuS 모듈내의 광학 코팅에 입사하는 고 플루언스를 갖는 것을 방지하기 위해, 빔 확대 프리즘은 PA WEB 내부에 디자인되었다. 수평 빔 폭을 4인 인수마큼 확대시키는 것에 의해, 플루언스는 그 이전 레벨의 1/4로 감소된다.
빔 확대는 도 3g에 도시된 바와 같은 20°아펙스 각으로 한 쌍의 동일 프리즘을 사용하여 달성된다. 프리즘 및 빔 경로의 방향도 도 3g에 도시되어 있다.
프리즘은 ArF-급 칼슘 플루오라이드로 만들어 진다. 표면 손상으로부터 프리즘을 보호하기 위한 기술은 본원에 상세히 설명되어 있다. 각각이 프리즘에 68.6°의 입사각을 이용함에 의해, 4.0의 왜상 확대가 달성되고, 그 쌍의 정규 편차각은 제로이다. 4 표면으로부터의 전체 프레스넬 반사 손실은 약 12%이다.
펄스 스트레처
집적회로 리소그래피 스캐너 머신은 제조하기 곤란하고 비용이 수백만 달러나되는 대형 렌즈를 포함한다. 이들 초고가 광학 컴포넌트는 고강도인 수십억개의 자외선 펄스로 인한 결과로 열화된다. 광학 손상은 레이저 펄스의 강도(즉, ㎠ 당 광 파워(에너지/시간) 또는 mJ/ns-㎠)에 의해 증가되는 것으로 알려져 있다. 이들 레이저로부터의 전형적인 레이저 빔의 펄스 길이는 약 20ns이고 따라서 5 mJ 빔은 약 0.25mJ/ns 의 펄스 파워를 갖는다. 펄스 지속시간을 변경하지 않고 펄스 에너지를 10 mJ로 증가시키는 것은 종래 기술 ArF 레이저 시스템에 비해 이들 고가의 광학 컴포넌트의 수명을 상당히 감소시킬 수 있는 약 약 0.5mJ/ns(이것은 0.5 x 106와트/초 와 동일) 펄스의 전력을 2배 증배시키게된다. 본원인은 스캐너 광학기구 열화를 감소시키는 약 20ns로부터 약 50ns로 펄스 길이를 상당히 증가시킴으로써 상기 문제를 최소화한다. 이 펄스 스트레칭은 도 1에 도시된 펄스 스트레처 유닛(12)으로 달성된다. 펄스 스트레처(12)를 를 통하는 빔 경로를 도시하는 확대도가 도 2에 도시되어 있다. 빔 스플리터(16)는 전력 증폭기 출력 빔의 약 60%를 4개의 포커싱 미러(20A,20B,20C, 20D)에 의해 생성된 지연 경로에 반사한다. 빔(14B)의 각각의 펄스의 40% 투과 부분은 빔(14C)의 도 2b에 도시된 대응 스트레칭된 펄스(13)의 제1 험프(13A)로 된다. 빔(14C)의 제1 반사부는 빔 스플리터(16)에 의해 반된 부분을 지점(22)에 포커싱하는 미러(20A)에 보낸다. 빔은 그후 확대되고 확대하는 빔을 병렬 빔으로 변환하는 미러(20B)로부터 반사되고 그것을 빔을 다시 지점(22)에 포커싱하는 미러(20C)에 보낸다. 이 빔은 미러(20B)와 같이 확대하는 빔을 병렬 빔으로 변경하고 그것을 다시 되돌려 빔 스플리터(16)에 보내는 미러(20D)에 의해 반사되고 여기서 제1 반사된 빔의 60%는 도 2b에 도시된 바와 같은 펄스(13)의 대부분의 험프(13B)가 되도록 하기 이해 출력 빔(14C)에서의 상기 펄스의 제1 투과부분과 완전히 일치되도록 반사된다. 반사된 빔의 40%는 빔 스플리터(14)를 투과하고 스트레칭된 펄스(13)에서 추가의 작은 험프를 산출하는 제1 반사된 빔의 경로를 정확히 따른다. 그 결과는 약 20ns로부터 약 50ns까지의 펄스 길이로 스트레칭된 스트레칭된 펄스(14C)이다. 스트레치 펄스(14C)는 도 2b에 강도 대 시간으로 나타내어 졌고 도 2a에 마찬가지로 나타난 전력 증폭기 출력 펄스(14B)의 형태와 비교될 수 있다.
본 실시예에 따른 스트레칭된 펄스의 형태는 시간에 따라 더욱 작게 감소하는 피크들인 제1의 두 피크를 갖춘 두 개의 큰 거의 동일한 피크(13A 및 13B)를 갖는다. 스트레칭된 펄스의 형태는 상이한 빔 스플리터를 이용하여 수정될 수 있다. 본원인은 약 60% 를 반사하는 빔 스플리터는 "시간 집적된 자승" 펄스 길이 또는 "tIS"로 알려진 파라미터에 의해 측정된 펄스의 최대 스트레칭을 산출한다. 이 파라미터의 사용은 홀수로 형성된 파워 대 시간 커브를 갖는 펄스의 유효 펄스 지속시간을 결정하기 위한 기술이다. 즉, tIS는 아래와 같이 정의된다.
여기서 I(t)는 시간의 함수로서 강도이다.
빔 프로파일 및 발산 특성을 유지하기위해, 지연 전달 경로를 통하는 빔은 단일 확대, 초점 텔레스코프로서 기능해야하는 이미징 릴레이 시스템을 생성해야 한다. 그 이유는 엑시머 레이저 빔의 인트린직 발산에 의하기 때문이다. 빔이 이미징되지 않고 지연 경로를 통해 보내지면, 빔의 지연된부분은 그것이 빔 스플리터에서 재조합되는 겨우 오리지널 빔과는 상이한 사이즈로 된다. 펄스 스트레처의 초점 텔레스코프 기능 및 이미징 릴레이를 생성하기 위해 미러는 지연 경로의 길이에 의해 결정된 특정 반경의 곡선부로 디자인된다. 미러(20A 및 20D)간의 간격은 미러의 오목면의 곡선부의 반경과 같고 전체 지연 전달 경로의 1/4 이다.
스트레칭된 펄스의 맨처음의 두 피크의 상대 강도는 빔 스플리터의 반사도를 변경시킴으로써 수정될 수 있다. 펄스 스트레처의 출력(tIS)는 빔 릴레이 시스템의 효율에 종속한다. 출력(tIS)은 빔 스플리터에서의 손실양 및 이미징 릴레이 미러의 반사도의 양에 종속한다. 빔 스플리터에서의 2%의 손실과 97%의 이미징 릴레이 미러 반사도를 위해, 최대 tIS확대는 빔 스플리터의 반사도가 약 63%일 경우 발생한다.
펄스 스트레처의 정렬은 4 이미징 릴레이 미러가 조정가능할 것이 요구된다. 두 조정가능 미러의 각각은 전체 4 자유도를 생성하는 팁/틸트 조정으 갖게된다. 두 조정가능 미러 시스템의 공동초점(cofocal) 디자인으로 인해 시스템의 대향 단부에 위치될 것이 필요하다. 이 실시예는 수동으로 정렬된다. 자기-정렬 펄스 스트레처를 생성하는 것은 4 자유도를 필요로하는 자동 조정 및 피드백 정보를 정렬을 특징화하기 위해 제공할 수 있는 진단 시스템을 필요로 한다. 정렬 성능을 규정할 수 있는 이러한 진단 시스템의 디자인은 펄스 스트레처의 근거리 필드 및 원거리 필드 출력을 이미징할 수 있는 이미징 시스템을 필요로 한다. 두 평면(근거리 필드 및 원거리 필드)에서 오리지널 펄스로 서브-펄스의 오버레일 검사함으로써서브-펄스의 각각이 오리지널 펄스와 공동-선형(co-linear)방식으로 전파하는 출력을 생산하도록 미러를 자동으로 조정하기 위한 필요 정보를 갖게된다.
빔 전달 유닛
리소그래피 머신에 전달된 빔
본원의 바람직한 실시예에서 스캐너 머신(2)에 대해 특정된 필요조건을 만족하는 펄싱된 레이저 빔은 스캐너의 광 입력 포트에 구비된다. BAM으로 칭하는 도1의 38로 나타낸 빔 분석 모듈은, 스캐너에 제공된 광이 소망하는 강도, 파장 및 대역폭이고 도우즈 및 파장 안정도와 같은 모든 품질 필요조건에 부합되는 것을 보장하기 위해, 유입 빔을 모니터하고 피드백 신호를 레이저 제어 시스템에 제공하도록 스캐너의 입력 포트에 제공된다. 파장, 대역폭 및 펄스 에너지는 본원에 참ㅈ문헌으로 통합된 미국 특허출원 10/012,002호에 설명된 기술을 이용하여 4,000Hz까지의 펄스율에서 펄스간 기준으로 빔 분석 모듈내의 메티오롤로지 장비에 의해 모니터된다.
기타 빔 파라미터는 임의 소망 주파수로 모니터될 수 있다. 편광, 프로파일, 빔 사이즈 및 빔 포인팅과 같은 기타 파라미터가 비교적 안정하기 때문이고, 파장, 대역폭 및 펄스 에너지 파라미터 보다 통상적으로 덜 빈번하게 모니터하기 위해 선택된다.
빔 포인팅 제어
이 특별한 BDU는 2개의 빔-포인팅 미러(40A 및 40B)를 포함하는 데 그 하나또는 둘 모두는 빔 포인팅 변동에 대한 팁 및 틸트 교정을 재공하도록 젱될 수 있다. 빔 포인팅은 하나또는 둘 모두의 포인팅 미러에 대한 포인팅에 대해 피드백 제어를 제공하는 BAM에서 모니터된다. 본 실시예에서 압전 구동기는 7 밀리초 이하의 포인팅 응답을 제공하도록 제공된다.
바람직한 빔 포인팅 제어 기술은 도 10a를 참조하여 설명된다. 빔 분석 모듈(38)은 BDU 출구에 위치된다. 모듈(38)은 빔 포인팅 및 위치 에러를 그것들이 스캐너에 입사함에 따라 측정한다. 에러 신호는 미가공 센서 데이터를 처리하고 고속 스티어링 터닝 미러(40A 및 40B)를 구동하기 위한 명령어를 발생시키는 모듈(38)에 인접하여 위치된다. 각각이 제어의 2 축인, 두 개의 고속 스티어링 터닝 미러는 빔 안정화 센서의 업스트림에 위치된다. 터닝 미러는 각각 고속 스티어링 모터에 장착된다. 모터는 미러 각을 두 축에서 작동시키고 레이저 빔의 경로를 재지향시킨다. 제어의 2축을 갖춘 두 모터는 수직 및 수평 빔 포인팅 및 포지션 에러를 독립적으로 조절하기 위해 BDU 안정화 제어기를 인에이블시킨다. 제어 시스템은 펄스-펄스로부터의 빔 에러에 대해 보정한다. 즉, 각각의 빔 펄스로부터의 빔 에러는 모터를 스티어링하기 위한 명령어를 발생시키기 위해 피드백 제어 시스템에 공급된다. 피드백 제어 시스템을 실행하기 위해 사용된 전자장비는 안정화 제어기 모듈(39)에 위치된다. 이 BDU는 두 개의 정적 터닝 미러 모듈(40C 및 40D), 빔 익스팬더 모듈(4.1) 및 빔 강도 감쇠기 모듈(43)을 포함한다.
수직 및 수평 빔 포인팅 및 위치 에러는 레이저에 의해 발생된 광의 매 펄스 마다 BDU 출구에서 평가된다. 전체적으로 4개 독립적인 센서 측정치가 있다.
1. 수직 포인팅 에러
2. 수평 포인팅 에러
3. 수직 위치 에러
4. 수평 위치 에러
도 10b에 상세히 도시된 빔 분석 모듈(38)은 BDU 출구(스캐너의 입구)에서의 빔의 에너지, 위치 및 포인팅을 측정하는 데에 필요한 연관된 광학기구 및 센서를 포함한다. 대부분의 빔 에너지는 스캐너로의 운반을 위해 모듈(38)을 통과하는 한편, 작은 일부분은 다양한 측정을 위해 방향이 전환된다.
· 빔의 위치 및 포인팅 에러에 대한 펄스-펄스 평가
· 수직 및 수평 포인팅은 뉴저지 브리지워터에 사무실이 있는 하마마츠 코오퍼레이션에 의해 제공된 S903 NMOS 선형 이미지 센서와 같은, 선형 광다이오드 어레이(PDA)상에 원거리 필드 이미지를 놓음으로써 측정된다.
· 수직 및 수평 위치는 선형 광다이오드 어레이(PDA)상에 BDU 출구에 가까운 빔의 감소된 이미지를 둠으로써 측정된다.
· 빔 에너지 측정
· BDU에 의해 스캐너에 운반된 빔의 에너지는 교정된 광전셀 회로로 측정된다.
SMM의 센서로부터의 신호는 전기 커넥터를 통해 안정화 컨트롤러에 전송된다.
브루스터 윈도우(60)는 빔 에너지의 95%가 스캐너에 전달될 수 있게하고, 빔 메트롤로지 센서에의 사용을 위해 모듈(38)의 본체내로 5%를 편향시킨다. 메트롤로지를 위한 주 브루스터 윈도우에 의해 편향된 광은, 스캐너에 전송된 광과 동일한 편광 믹스를 갖는, 수렴 렌즈(64)에 의해 광전 셀 에너지 센서(66)에 포커싱된다.
PDM 브루스터 윈도우에 의해 편향되지 않은 광의 나머지는 수직 및 수평 위치 및 포인팅을 측정하기 위해 4개의 선형 PDA 센서(68A, B, C, D)중에 분포된다. 위치를 측정하기 위해, 웨지에 의해 분할된 두 빔은 PDA 센서(68A, 68B)상에 빔의 이미지를 형성하기 위해 수렴 렌즈를 통해 전송된다. 렌즈 및 경로 길이는 형성된 이미지가 주 브루스터 윈도우에서 빔의 단면의 1/2 스케일 이미지가 되는 길이이다. 두 PDA 센서는 서로에 대해 90°로 방향을 이루고 따라서 하나는 수직 방향에서의 빔의 강도 프로파일을 측정하고, 다른 하나는 수평 방향에서의 빔의 강도 프로파일을 측정한다. 브루스터 윈도우에서 빔의 위치의 변경은 센서상에 감소된 프로파일 이미지에서의 시프트를 산출한다.
위치 센서에 대해 편향되지 않은 광은 서로에 대해 90°로 방향을 이룬 나머지 두 개의 PDA 센서(68C, 68D)상에 스폿을 형성하기 위해 웨지와 다른 수렴 렌즈(69C) 및 웨지(69B)를 통한다. 이 경우, PDA 센서는 렌즈(69C)의 초점면에 놓이고, 따라서 빔의 포인팅 각도에서의 변경은 센서상의 스폿의 위치의 시프트를 산출한다.
기계적 실드(70A, 70B)는 의도된 광 강도 분산만을 검출하는 것을 보장하기 위해 모든 PDA 센서의 전방에 위치된다.
마지막으로, 빔 덤프(72)는 임의의 나머지 광 에너지를 분산시킨다. 이 빔 덤프는 진단에 유용할 수 있는 윈도우를 노출시키기 위해 제거가능하다.
운반된 광 강도의 넓은 범위로 인해, 가변 감쇠기(74)는 PDA 엘리먼트가 포화하는 것을 방지하기 위해 그들의 업스트림에 놓인다. 이 가변 감쇠기는 예를들어 캘리포니아 산 호세에 사무실이 있는 뉴 포커스에 의해 제공된 모터화된 플리퍼 모델 8892의 버전으로서, 빔 경로에 다양한 중간 강도 필터를 위치시키는 모터화된 디바이스이다. 가변 감쇠기는 에너지 센서 및 피드백 회로를 포함하고 PDA 엘리먼트에 도달하는 광강도를 자동으로 조절한다. 감쇠기 설정은 에너지 센서 데이터를 안정화 컨트롤러에 공급함에 의해 조정된다. 안정화 컨트롤러에 대한 알고리즘은 에너지 센서 판독에 기초하여 감쇠기 설정을 조절한다. 한 실시예에서, 단 하나의 필터만 사용된다. 에너지 설정이 미리규정된 임계치 이상이면, 필터는 빔의 에너지를 감쇠시키기 위해 빔 경로에 위치된다. 광 에너지가 미리규정된 임계치 이하로 강하하면, 필터는 경로로부터 제거된다. 다른 실시예에서, 여러 필터가 센서 전자장비 동적 범위 및 광의 강도 범위에 종속하여 필요로 된다.
도 10c 및 10d1-3는 PDA 검출기로부터 포인팅 에러 측정치를 발생시키기 위해 수행된 신호 처리를 예시한다. 모듈(38)의 메트롤로지는 PDA 엘리먼트에 수직 및 원거리 필드 스폿을 위치시킨다. 도 10c는 수직 및 수평 스폿이 동일 PDA 엘리먼트상에 위치되도록 메트롤로지가 빔의 하나의 반사를 회전시키는 상황을 예시한다.
포인팅 에러는 모듈(38)의 출구에 정의된 타겟 위치로부터 정의된다. 다른 말로 하면, 레이저 사용자는 그것이 모듈(38)을 떠나는 빔을 원하는 곳을 지시한다. 모듈(38)은 스캐너(2)에 대한 빔 입구에 용이하게 장착될 수 있는 컴팩트한 광 중량 유닛이다. 전체 모듈 사이즈 및 중량은 50 x 25 x 15 cm 및 15kg내에 유지될 수 있다.
포인팅 에러를 계산하기 위해, PDA 엘리먼트상의 기준 위치가 지정된다. PDA 엘리먼트상의 대응 기준 위치는 스캐너 지정된 기준 위치에 대해 정의된다. 즉, 모듈(38)내부의 메트롤로지는 기준 픽셀 위치에 있는 원거리 필드 스폿의 중심에 대응하도록 정렬된다. 도 10c에서 기준 픽셀 위치는 각각 수직 및 수평 프린지에 대해 rv및 rh로 표기된다.
PDA 엘리먼트상의 기준 위치에 대한 원거리 필드 프린지의 위치는 빔이 BDU를 떠남에 따라 빔의 포인팅 각도를 반영한다. 마찬가지로, PDA 엘리먼트상의 기준 위치에 대한 이미지 프로파일의 상대 위치는 모듈(38)을 떠나는 빔의 위치를 반영한다. PDA상의 프로파일 또는 원거리 스폿의 위치는 임계치 크로싱 관점에서 정의되어야 한다. (대안으로, 위치는 강도 분포의 중심의 위치 관점에서 정의될 수 있다.) 각각의 펄스에 대해, 임계치(예, 최대치의 1/e2)를 초과하는 맨처음 및 맨나중 픽셀이 형성되고, 임계치 크로싱은 도 10d1,2 및 3에 나타낸 바와 같이 이웃 픽셀에 의한 보간에 의해 결정된다. 임계치 크로싱사이의 중간점은 프린지(Cv및Ch는 수직 및 수평 중심을 나타낸다.)의 중심이도록 취해지고 에러 신호는 기준 위치(즉, rv및 rh)와 프린지의 중심사이의 거리이다. 예를들어, 수직 포인팅 에러는 도 10c에 도시된 바와 같이 rv와 cv사이의 거리에 비례한다.
시험 결과
프로토타입 BDU 시스템이 본원인에 의해 구축되고 시험되었다. 2KHz 및 4 KHz에서의 포인팅 제어를 온 및 오프함에 의한 시험 결과가 도 10e 및 10f에 도시되어 있다. 개방 루프에서 빔 안정화 시스템은 오프이고, 스티어링 미러는 고정되어 있다. 레이저로부터의 빔은 보정없이 직접 스캐너로 전파된다. 개방 루프 에러는 정확하게 레이저에 의해 발생된 포인팅 및 위치 에러이다. 닫힌 루프 동작은 빔 안정화 시스템이 구동되고 잇는 경우에 달성된 성능을 지시한다.
도 10e는 본원인의 KrF 실험에서 달성된 수직 포인팅 성능을 예시한다. 본원인은 반복율이 변경됨에 따라 액티브 안정화 제어없이 또는 액티브 안정화 제어에 의해 측정된 수직 빔 각도의 평균의 이동을 도시한다. 일정한 반복율에서 수백 또는 수천 숏 동안 발생하는 각도에서 변화와 같이, 반복율의 변화가 수반되는 빔 각도의 변화가 제거된다는 것을 알아야 한다.
도 10f는 버스트간에 0.5초 인터벌로 펄스의 200 펄스 버스트에 대해 동시에 제어된 수평 및 수직 빔 각도의 평균의 이동을 도시한다. 도 10f에 도시된 바와 같이 수직 빔 각도 에러는 10인 인수 이상으로 감소된다.
도 10g에 버스트의 각각의 숏에 대해 실제 측정된 각도가 제시된다. 버스트의 시작에서의 포인팅 각도 변경은 두 경우에 모두 동일하다. 그러나 센서가 큰 각도 에러를 측정하는 경우, 제어기는 적절한 명령을 액충이터에 전송하고, 이것은 빔 각도를 고속으로 제로로 보정한다. 그 결과는 제어되지 않은 경우로부터 상당히 감소된 것으로 평균 성느을 이동시키는것이다.
도 10h에 동일 레이저가 빔 각도 보단 빔 위치를 측정하도록 배열된 센서 장비에 사용된다.
고정된 에너지 출력
일반적으로 이득 매체로부터 실리콘 웨이퍼까지의 빔 경로내의 모든 광학기구는 각각의 펄스의 광 강도의 펄스의 수의 함수로서 시간이 대해 열화된다. 그러나, 과거 수션 동안 열화가 더디게 되고 수십억 펄스에 대해 측정된 주요 개선이 있어왔다. 여전히, 4000Hz, 15 퍼센트 듀티 팩터로 시계방향 동작에서 리소그래피 시스템은 약 수 주 동안 수십억 펄스를 누적하므로 열화는 심각하다. 이러한 이유로 일정한 빔 품질을 유지하는 것은 도전일 수 있다. 과거에 리소그래피 시스템의 컴포넌트의 수명 동안 빔 품질을 일정하게 유지하기 위한 노력은 대부분의 레이저 제어 기능을 위한 레이저 빔 품질이 출력 커플러로부터의 다운스트림인, 레이저 시스템의 출력에서 측정된 사실에 의해 복잡하였다. 본 발명은 스캐너 머신의 입력 포트에서 펄스-펄스 피드백 제어신호를 보내고 레이저 시스템의 일부로서 빔 전달 유닛을 공급하는 것에 의해 상기 문제를 상당히 완화하였다. 본 바람직한 실시예에서 빔 전달 유닛은 펄스 강도의 감소 및 빔 품질의 상당한 개선으로 현재 최신기술의 리소그래피 광원으로서 펄스 에너지를 두배 내지 세배 산출하는 상기한 MOPA 시스템과 조합된다. 그러므로, 이러한 장치배열에 의해 본 발명은 빔 경로의 길이에서 광학 컴포넌트의 상당한 열화에도 불구하고 리소그래피 시스템의 수명 동안 변치않는 빔 품질 및 강도를 지닌 스테퍼 머신의 오퍼레이터의 필요조건을 만족시키는 이루미네이션을 공급한다. 이것은 장비 수명의 모든 스테이지에서 소망하는 정상 성능을 제공하도록 레이저 시스템을 의도적으로 동작시킴으로써 달성될 수 있다. 펄스 에너지를 의도적으로 감소시키기 위한 기술은 플루오르 농도의 가스 압력을 감소시키거나 방전 전압을 감소시키는 통상적인 기술을 포함한다. 빔 감쇠는 다른 가능성이다. 이것은 모든 컴포넌트가 새로운 경우 장비의 초기 스테이지에서 레이저는 최적 품질 및 강도 보다 낮은 조명을 산출하기 위해 동작될 수 있지만, 품질 및 강도값은 리소그래피 시스템의 수명 동안 일정하게(소망한다면) 유지될 수 있다. 이 연구법은 초고가의 레이저 시스템 및 더욱 고가의 스테퍼 머신의 유효 수명을 상당히 증가시킨다. 도 5는 본원인에 의해 구축되고 시험된 프로토타입 MOPA 레이저 시스템에 대한 펄스 에너지 대 방전 전압을 나타낸 플롯도이다. 이 도면은 레이저 시스템 출력이 충전 전압을 단순히 충전시킴으로써만 약 7mJ 내지 30mJ의 사이엥서 변동될 수 있다. 예를들어, 정상 동작 파라미터가 15mJ이면, 도 5의 그래프는 장기간 장비 수명 동안 광학기구 열화를 보상하기 위해 레이저에 많은 초과 용량이 있음을 나타낸다. 본 실시예에서 최대 MOPA 출력은 약 10mJ의 최대 출력을 갖춘 현재 최신기술의 레이저 시스템에 비해 펄스 당 30mJ이므로, 상기한 방법을 이용하여 중요한 수명 개선이 예상된다.
레이저의 BDU-파트
스캐너의 입구 포트에 레이저 빔을 제공하는 다른 이점은 빔 전달 유닛이 다운시간을 최소화하고 시스템 이용가능도를 증대시키기 위해 프로액티브 보호 유지보수 및 디자인과 제조를 위해 레이저 공급자의 책임사항이 되도록 한다는 점이다.
다양한 레이저-BDU-스캐너 구성
다른 이점은 빔 전달 유닛이 레이저의 위치를 리소그래피 머신에 대해 적절하게되도록 레이저 시스템의 부품으로서 디자인될 수 있다는 것이다. 도 1은 통상적인 구성이지만 대부분의 리소그래피 설치가 고유하고 대부분의 기타 구성이 이용되어지는 것으로 예상된다는 것이다. 다양한 레이저-BDU-스캐너 구성이 도 4a, 4b, 4c 및 4d에 도시되어 있다.
감쇠기
바람직한 실시예에서 특수 감쇠기는 3퍼센트 투과 내지 90 퍼센트 투과범위내의 임의의 곳에 빔의 제어된 감솨를 제공하는 빔 전달 유닛에 포함된다. 감쇠기는 빔 전달 유닛(6)내의 편리한 곳에 위치될 수 있다. 그것은 퍼지된 빔 라인내의 장소에 볼트결합될 수 있는 모듈러 유닛으로서 제공된다.
감쇠기 유닛은 도 17a의 604로 나타낸 웜 기어 장치로 반대방향으로 피벗되는 도 17a에 도시된 두개의 웨지의 두 셋트(600A, 600B, 602A 및 602B)로 구성된다. 웨지 셋트들은 축(604A 및 604B)에 장착된다. 웜 축(605)에 장착된 자석(606)은 웨지 셋트들(600A, 600B, 602A 및 602B)의 방사상 위치가 공지될 수 있도록 신호가 제어 유닛(610)에 공지되도록 도 17c에 도시된 바와 같이 축(605)의 각각의 회전시 한번 리드 스위치(608)가 닫혀지게 한다.
광은 612로 나타낸 바와 같이 도 17a의 좌측으로부터 입사하여 제1 세트의 웨지(600A 및 B)에 충돌한다. 표면의 입사각에 좌우되어, 광은 각각의 표면을 부분적으로 반사하고 투과된다. 따라서, 제1 웨지는 광 투과량을 감소시키고 투과된 빔을 굴절시킨다. 제2 웨지는, 광 투과량을 감소시키는 한편, 제1 웨지에 대한 그것의 동일 및 반대 웨지 각도로 인해 빔의 포인팅을 교정한다. 이 시점에서, 빠져나가는 빔은 더욱 약하고, 입사하는 빔에 대해 시프트되고, 그것에 평행하다. 제2 웨지 셋트(602A 및 602B)는 빔에 대해 동일 및 반대 기하학적 동작을 수행하고, 그것이 입력하는 빔에 대해 일치하여 및 병렬로 빠져나가게 한다.
이 개념은 출력에서 빔 포인팅 시프트를 방지하기 위해 각각의 웨지의 쌍의 웨지 각도의 매칭에 의존하고, 포지션 시프트를 방지하기 위해 두 웨지 어셈블리간의 동일 및 반대 각도에 의존한다.
전체 투과된 파워는 빔의 큰 부분의 편향에 기인하여 감소된다; 웨지의 제1 표면의 입사각도가 광의 특정 파장에 대해 브루스터 각과 동일하고 웨지에 대해 특정 재료가 선택된 경우, 대부분의 광(전체 파우의 92%를 넘는)은 감쇠기 어셈블리를 통해 투과된다. 입사 각도가 작아지는 경우, 출력 빔 파워는 입사 각도를 변화시킴에 의해 조절될 수 있고, 빠져나가는 빔 파워는 입력 빔 파워의 3% 미만으로 감소될 수 있다.
이 디자인의 제2 효과는 출력 빔의 편광에 관한것 이다. 웨지 어셈블리는 빔의 한 방향에 대해 정렬된다는 사실에 의해, 입력하는 빔의 s- 및 p-편광은 이 어셈블리에 의해 상이하게 영향을 받는다. 디바이스의 올바른 정렬을 통해, 그 효과는 편광을 없애는 효과가 될 수 있다. 예를들어, 엑시머 레이저 빔은 약 98% p-편광되고, 이 편광 수치가 감쇠기 시스템 후에 가능한한 높은 것이 바람직하다. 상기한 시스템 디자인으로, 빔의 p-편광 성분은 보존되고, s-편광 성분은 감소되어, 출력 빔의 p-편광을 증대시키는 순 효과를 나타내게 된다.
BDU 광학 모듈의 위치치정
광학 모듈내의 광학 컴포넌트를 정렬하기 위한 종래 광학 정렬 기술은 컴포넌트를 정렬하기 위해 광학 텔레스코프 또는 유사한 툴을 이용하여, 광 경로를 하향하여 관측하는 것을 포함한다. 본원인은 빔 경로를 파괴하지 않고 광학 컴포넌트가 정렬되는 기술을 개발하였다. 광학 모듈내의 광학 컴포넌트는 모듈의 외부표면상의 몇몇 기준 점 또는 타겟에 대해 정밀하게 정렬된다. 광학 모듈은 기준 타겟에 대해 맞춰지고 광학 모듈은 토탈 스테이션 유형 조사 계기 또는 기타 유형의 티오디라이트 유형과 같은 정밀한 조사 계기를 이용하여 정밀하게 개발된 광학기구 레이아웃에 따라 약 0.25mm의 정확도로 정밀하게 위치된다.
모듈상에 시각적으로 액세스할 수 있는 기준점은 모듈내의 광학 컴포넌트의공지된 축 또는 기타 특징에 정밀하게 정렬된다. 광 경로가 튜브, 박스 또는 기타 지오메트리에 포함된다면, 기준점은 이들 컨테이너의 외부 표면에 놓여야 한다. 토탈 스테이션 트랜짓(예로서)은 광학 컴포넌트의 모듈로부터 획득된, 일부 공진된 디자인 위치에 외부 기준점을 정렬시키는 데에 사용될 수 있다. 3 기준점이 광학 컴포넌트의 각각의 광학 모듈 또는 기타 컨테이너의 위치 및 회전을 정의하기 위해 필요로 된다.
도 12를 이 개념에 대한 일반적 예로서 참조하라. 이 도면에서, 토탈 스테이션(399)은 광 경로(397)를 따라(개별 컨테이너에 각각 수용된) 광학 컴포넌트의 셋트를 정렬하기 위해 사용된다. 광학 모듈(393)상의 외부 기준 타겟(395)의 각각은 내부 광학 컴포넌트에 예비정렬된다. 이것은 모듈내의 컴포넌트의 조립 동안 수행된다.
도 12 및 12a는 바람직한 BDU상에 적용된 방법론을 예시한다. 이 방법론을 요약하면 다음과 같다.
1. 먼저, 토탈 스테이션(399)이 레이저의 광학 출구 위치를 찾기 위해 이용된다. 이 위치는 도 12a에 400으로 나타낸 바와 같이, 점(0,0,0)으로 정의되고 토탈 스테이션을 이용하여 기록된다.
2. 3개 이상의 고정된 기준 타겟의 위치가 토탈 스테이션을 이용하여 위치되고 측정된다. 이들 고정된 기준 타겟은 도 12a에, 402A,402B,402C로 나타낸 바와 같이, 룸(통상적으로는 벽, 마루 또는 천장에 직접)에서 영구적 이동불가능한 타겟이어야 한다.
3. 정렬을 필요로 하는 모듈상의 타겟 점의 위치는 시스템의 3D CAD 모듈로부터 유입된다. 모듈의 원점은(즉, (0,0,0) 점) 단계 1에 정의된 바와 같이 레이저의 광학 출구 위치에 대응하여야 한다.
4. 모듈 타겟 점의 공간에서의 실제 위치는 도 12a에 도시된 바와 같이, 토탈 스테이션으로 측정된다.
5. 각각의 타겟 점(단계 4로 부터)의 측정 위치는 토탈 스테이션 소프트웨어를 이용하여 대응 점(단계 3으로 부터)의 설계 위치와 비교된다.
6. 측정된 위치와 설계된 위치간의 임의의 차이는 토탈 스테이션 소프트웨어에 의해 지시된 거리를 모듈을 이동시킴에 의해 보정한다.
7. 단계 4 내지 6은 모듈이 선측정된 정확도(통상 025mm)내에서 정렬될 때 까지 반복된다.
상기 프로시저를 수행하기 위해 사용된 다수의 툴이 도 12c,12d,12e,12f에 도시되어 있다. 도 12c는 모듈을 정렬하기 위해 사용된 3개 정밀 장착 타겟(404)의 각각을 도시한다. 이 타겟은 다양한 각도로 타겟을 볼 수 있도록하기 위해 이들 세 구성에서의 조사 장비의 공급자로부터 사용구입가능하다. 타겟은 각각의 ㅁ상의 정밀하게 천공된 기준 홀에 삽입될 수 있다(바람직하게는 4개 또는 5개 홀이 4면의 각각에 제공된다). 도 12d는 모듈(405)내의 정밀 홀에 삽입된 타겟(404)의 셋트를 도시한다. 전체 3개 타겟 점이 각각의 모듈을 정렬하기 위해 필요로 된다. 여분의 홀은, 3개 타겟의 각각이 토탈 스테이션으로부터 볼 수 있어야 함에 따라,타겟 위치에서의 가요성을 허용한다.
모듈(405)이 정렬된 후, 서비스 또는 대체를 위해 모듈을 제거하는 것이 필요할 수 있다. 모듈을 재 정렬하기 위해 토탈 스테이션을 사용하기 보단, 모듈의 위치를 마크하는 디바이스가 바람직하다. 도 12e는 모듈이 정렬된 후 모듈의 위치를 찾는 데에사용되는 "메모리 디바이스"(406)를 도시한다. 이것은 두 개의 볼트 슬롯(408) 및 한 개의 "c"형 갭을 갖춘 금속부품이다. c-형 갭은 광학기구 모듈의 모서리부 주위에 넉넉하게 끼워맞춰지고 메모리 디바이스는 도 12g에 도시된 바와 같이 광학 모듈이 볼트(412)로 셋트되는 정렬 플레이트(411)에 견고하게 볼트된다. 모듈의 두 모서리부 주위에 두 개의 메모리 디바이스를 고정함에 의해, 모듈의 위치는 완전히 정의된다. 대체된 모듈과 동일하게 위치된 광학 컴포넌트를 갖는 대체 모듈을 유지보수하기 위해 모듈이 제거되면, 대체 모듈은 임의의 수동 정렬없이 대체된 모듈에 의해 이미 점유된 것과 정확히 동일한 위치에 위치될 수 있다. 이 경우 상기한 자동 정렬 컴포넌트의 정렬 범위는 시스템이 자동적으로 정밀한 정렬의 최종 단계를 완료하도록 충분히 크다.
편광 고려사항
마스터 오실레이터에서 두 개 윈도우 및 세 개 프리즘을 포함하는 공진 캐비티 광학 컴포넌트는 브루스터의 각도와 근사한, 전개하는 레이저 빔으로, 여러 입사 각도를 제공하는 수직으로 방향을 이룬 표면에 향해진다. 그러므로, 마스터 오실레이터를 빠져나가느 빔(14A)은 수직 방향에서 약 2% 및 수평 방향에서 약 98%로강하게 편광된다.
빔 터닝을 위해 45도에서 유전체 코팅된 마스터 오실레이터를 사용하는 경우, 이들 마스터 오실레이터의 S-편광이 거의 97% 반사되고 P-편광이 단지 90 내지 92 퍼센트 반사되기 때문에 편광 효과를 고려하는 것이 중요하다. (P-편광은 표면과 빔 방향의 교차점에 광학 표면에 수직인 라인과 빔 방향에 의해 정의된 평면에 있는 광의 전계 컴포넌트를 말한다. S-편광은 P-편광에 수직이고 표면의 평면에 광의 전계 컴포넌트의 방향을 말한다.) 그러므로, 터닝 미러로부터의 반사를 최소화하기 위해, S-편광 방향이 입사하는 빔의 편광에 해당하는 것이 중요하다. 미러(40A 및 40B)는 S-편광 방향이 출력 빔(14C)의 광의 약 98퍼센트의 전계 방향에 해당하는 수평방향이도록 방향지워지고; 따라서 반사는 이들 미러로부터 약 97퍼센트이다. 도 4a, 4b, 4c에 도시된 BDU에 도시된 미러는 수평 편광된 광의 최대 반살부터 모두 적절히 방향을 이룬다. 그러나 도 4d에 50으로 나타낸 미러는 P-편광 방향이 빔의 광의 98퍼센트의 전계 방향에 있도록 방향지워지고 따라서 이 미러에 의한 반사는 단지 90 내지 92 퍼센트가 되도록 하게된다. 이 경우 본원인의 해결책은 도 4d의 50인 위치에 90-도 빔 턴이 일어나도록 두 프리즘을 이용한다. 이 기술이 도 6에 나타나 있다. 67.2-도의 아펙스 각도(각도가 중요함)를 갖춘 두 프리즘(52 및 54)은 S-편광된 광에 대해 90도 만큼 입사각을 변경시킬 수 있다. 이 빔은 브루스터 각도에서 입력 및 출력되고, 따라서 수평방향에서 모든 광에 대해 어떠한 반사도 없다. 수직방향에서 편광된 광 부분은 거의 제1 프리즘에 의해 반사된다. 레이아웃은 193nm 및 CaF2프리즘에 대해 행해진다. (미러 수정은 248nm 및 157nm 및에 대해 필요로 된다.) 어떠한 코팅도 포함되지 않으므로, 이 어셈블리의 수명은 매우 길다.
수평 편광된 광이 도 4d의 위치 50에 있는 두 프리즘을 통과함에 따라 모든 전계 컴포넌트의 편광 방향이 도 6에 도시된 바와 같이 화살표(53A 및 53B)에 의해 지시된 바와 같이 수평으로부터 수직으로 재방향설정된다. 이러한 이유로 미러(56)에서 빔의 전계 컴포넌트는 모두 수직이고 따라서 수직으로 장착된 미러(56)는 빔에 대해 s-편광 방향을 제공하고 광의 97퍼센트가 미러(56)에 의해 반사된다.
미러를 위한 퍼지 셔터
BDU 볼륨은 200 리터 정도로 클 수 있고, 고순도 N2로 퍼지되어야 한다. 이 퍼지 공정은 ppm 레벨의 산소 및 기타 유기물이 공급될 수 있게 하기 위해 수 시간이 걸릴 수 있다. BDU를 스캐너에 처음 설치하는 동안, 이 퍼지 시간은 사용가능하지만 정상 동작 동안 매우 긴 것으로 여겨진다. 도 1의 미러(40A)와 같은 미러는 서비스가 필요한 것으로 가정한다. 이것은 BDU를 공기에 노출시킬 수 있는 BDU로부터 미러를 제거하게 될 수 있다. 간단한 서비스 프로시저(미러를 대체하는 것)일 수 있는 것은 매우 긴 퍼지 프로시저로 될 수 있다. BDU에서의 빔 경로의 품질을 복구하기 위해 긴 퍼지 주기와 연관된 상당한 지연을 방지하기 위해, BDU 셔터 유닛(62)은 도 7에 도시된 바와 같이 각각의 미러의 양측에 부가된다.
BDU에는 서비스 셔터가 BDU내의 다른 영역을 분릿키기 위해 삽입될 수 있는 여러 삽입부가 있다. 이들 셔터는 통상 동작 중엔 삽입되지 않는다. 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 두 셔터는 분리되어야 할 미러(60)사이에 슬라이딩하고 그후 미러 자체가 대체된다. 그 후, 이 노출 영역은 수분 동안 N2로 퍼지된다. 퍼지 간격은 공기에 노출된 볼륨이 BDU의 전체 볼륨 보다 훨씬 작다는 사실에 의해 더욱 짧다. 바람직하게 서비싱 동안 퍼징은 셔터 사이이외의 빔 경로의 모든 영역에서 계속된다.
빔 경로 퍼지
본 바람직한 실시예에서 레이저 챔버 외측의 빔 경로의 모든 부분은 ㄷ음과 같은 예외를 제외하곤 N2로 퍼지된다: (1) 라인 내로우잉 패키지 및 레이저 챔버(8C)와 LNP간의 경로 부분의 헬륨으로 퍼지되고, (2) 파장 및 대역폭을 측정하기 위해 LAM, SAM 및 BAM에서의 에탈론 챔버가 시일링된 챔버이고, (3) 상기 및 하기하는 바와 같이 플루오르 함유 환경에서 고 펄스 강도에 노광된 몇몇 광학 컴포넌트를 인클로우징할 것이 필요로 된다. 도 1은 부재번호 42에 퍼지 가스 서플라이를 도시하고 퍼지 라인은 도시되지 않았다. 퍼지된 빔 경로의 뛰어난 예는 본원에 참조된 미국 출원번호 10/000,991에 상세히 설명되어 있다. 이 기술은 유지보수 또는 서비스를 위해 고속으로 모듈이 제거될 수 있도록 허용하기 위해 모듈의 고속 동작을 허용하는 모든 개별 모듈간의 인터페이스에 있는 진공 품질 시일, 및 진동챔버와 감응성 레이저 광학기구간의 인터페이스에 있는 금속 벨로우 및 용이한 시일링 진공 품질을 포함한다. 도 8a 내지 e는 LNP로부터 스캐너까지의 경로에 있는 컴포넌트에 대한 연결을 행하기 위해 부품(93A,B 및 C)를 갖춘 용이한 시일링 벨로우 시일 유닛을 도시하는 도면이다. 도 8C 및 8E에 도시된 클램프는 그 사이에 샌드위칭된 주석 코팅된 금속 C-시일과 함께 클램프 부품(93A 및 93B)에 사용될 수 있다. 도 8d는 어셈블링된 시일 유닛의 절결을 도시한다. 시일 유닛의 시일은 주석 콘택트 층을 갖춘 금속 "C" 시일이다. 금속 시일은 자외 방사선하에서 가스 오염되거나 열화되지 않는다.
빔 경로 모니터
바람직하게 모니터는 산소와 같은 흡수제에 의한 경로의 오염이 빔 품질 및 펄스 에너지에 상당한 영향을 미칠 수 있기 때문에 레이저 빔 경로의 품질을 보장하기 위해 제공된다. 바람직하게 여러 퍼지 경로가 제공될 수 있다. 흐름 모니터는 퍼지 흐름을 모니터하기 위해 사용될 수 있지만, 여러 공급자로부터 상용구입가능한 O2모니터와 같은 기타 모니터도 제공될 수 있다. 다른 빔 경로 품질 모니터는 오하이오주 데이톤 소재의 오디오 프로덕츠사와 같은 공급자로부터 상용구입가능한 일렉트렛 전자 마이크로폰을 이용하는 음향 모니터를 포함한다. 이 유형의 모니터는 본원에 참조된 미국특허 제 10/000,991호에 설명되어 있다. 바람직한 실시예에서, 이들 모니터는 빔 경로 퍼지가 빔 오염 경로를 충분히 세정시킬 때 까지셧다운한 후에 제조를 지연시키기 위해 리소그래피 오퍼레이터에 의해 사용될 수 있는 신호를 제공하는 데에 사용될 수 있다.
빔 프로파일 플립핑
집적회로 제조를 위해 레이저 빔의 코히어런스는 바람직하지 않다. 엑시머 레이저 빔은 이 광원이 집적회로 제조에 양호한 여러 이유중의 하나인 열악한 코히어런스를 특징적으로 갖는다. 그러나, 빔 품질의 다른 관점에서 더욱 양호하게 되어감에 따라, 이들 레이저 빔으로부터의 열악한 코히어런스는 충분히 열악하지 않다. 그러한 경우로 되면 코히어런스 스크램블러가 추가될 수 있다. 빔 경로의 여러 장소에 추가될 수 있다. 그것에 대한 양호한 위치는 빔 전달 유닛내의 임의의 곳일 수 있다.
도 9는 빔 프로파일 플리핑 코히어런스 스크램블러의 예를 도시한다. 이것은 60 퍼센트 빔 스플리터(60)와 세 개의 최대 반사 미러(62,64 및 66)로 산출된다. 이 장치배열은 상기한 펄스 스트레처에 대해 것과 마찬가지 방식으로 펄스를 여러 세그먼트로 분리한다. 도 9의 예에서 유입 펄스(68)의 프로파일은 바닥부의 한 지점에서 삼각형으로 표현된다. 펄스의 제1 세그먼트, 40% 펄스 강도는 68A로 나타낸 것과 동일한 프로파일로 통과한다. 반사된 부분은 각각의 미러에서 반사되고 그 60 퍼센트는 세그먼트가 프로파일(68A)에 대해 플립핑된 68B로 나타낸 프로파일을 갖는 빔 스플리터(60)로부터 반사된다. 후속 세그먼트가 코히어런스 스크램블러를 통과함에 따라 그들의 프로파일은 이전 세그먼트에 대해 각각 플립핑된다. 따라서, 빔의 순 프로파일은 스크램블되고 더욱 중요하게는 임의의 코히어런스도 스크램블되어진다. 본 실시예에서 레그가 제1 세그먼트를 따르는 다른 세그먼트에 지연을 제공하기 에 충분히 길지 않다면 어떠한 펄스 스트레칭도 없다는 것을 알아야 한다. 상기한 마와 같이 이미 펄스를 스트레칭시켰으므로 레그는 수 인치정도로 짧을 수 있고 이 경우 세그먼트는 서로에 대해 오버래핑한다.
웨이퍼 평면에서 펄스 에너지 검출
본 발명의 바람직한 실시예에서 펄스 에너지 검출기(44)는 스캐너의 웨이퍼 평면(46)에 제공된다. 이 검출기의 펄스 에너지 신호는 레이저의 에너지 출력을 직접 제어하기 위해 피드백 루프에 사용된다. 대안으로, 이 신호는 웨이퍼 평면에 필요한 일루미네이션을 제공하는 BAM 또는 SAM에서 측정된 펄스 에너지 팔미터를 결정하기위한 목적으로 사용될 수 있다.
광학기구 모니터
본 발명의 실시예의 출력 펄스 에너지는 현재 사용중인 최신 리소그래피 레이저 보다 약 두 배 이상의 펄스 에너지를 산출한다. 반복율은 적어도 최신 기술의 레이저이상이다. 이들 펄스 에너지 및 반복율은 레이저의 다운스트림 및 레이저 시스테멩 사용된 프리즘, 렌즈 및 레이저와 같은 광학 컴포넌트에 잠재적 위험성을 부여한다. 이들 컴포넌트가 열화되거나 고장나면 이것들은 빔품질에 역영향을 미친다. 그러나, 빔에서의 여러 광학 컴포넌트로, 열화된 광학기구를 발견하는것은 곤란할 수 있다. 이러한 문제에 대한 하나의 바람직한 해결책은 컴포넌트에 대한 온도를 용이하게 모니터할 수 있도록 하기 위해 써모커플을 광학 컴포넌트에 부착하는 것이다.
써모커플로부터의 신호는 온도가 소정 임계치를 초과하면 경고를 발하도록 프로그램될 수 있는 데이터 획득 컴퓨터에 의해 주기적으로 판독될 수 있다. 바람직한 부착 기술은 써모커플을 솔더 또는 에폭시로 미러의 후면에 부착하는 것이다. 대안으로, 써모커플은 렌즈 및 프리즘의 에지에 부착되거나 렌즈 및 프리즘 마운트에 부착될 수 있다.
특수한 F2레이저 특징
상기한 설명들은 일반적으로 ArF 레이저 시스템에 직접 적용되지만 이들 특징의 거의 모두는 업계에 공지된 최소한의 수정으로 KrF 레이저에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 본 발명의 F2버전에 대해 몇몇 중요한 수정이 필요로 된다. 이들 변경은 전력 증폭기의 다운스트림 또는 두 챔버 사이에 라인 선택기 및/또는 LNP의 위치에 있는 라인 선택기를 포함할 수 있다. 라인 선택기는 바람직하게 프리즘의 패밀리이다. 빔에 대해 적절한 방향을 이룬 트명 플레이트는 출력 빔의 편광을 개선시키기 위해 챔버사이에 사용될 수 있다. 디퓨저는 출력 빔의 코히어런스를 감소시키기 위해 챔버사이에 추가될 수 있다.
프로토타입 빔 전달 유닛
기제조 프로토타입 빔 전달 유닛이 도 11a에 도시된 바와 같이 본원인에 의해 구축되어 시험되었다. 레이저 시스템이 출력은 300으로 나타낸 위치에서 BDU에 입력되고 BDU는 빔을 302로 나타낸 위치에서 스테퍼 머신에 운반한다. 빔 경로는완전히 인클로우즈되고 질소로 퍼지된다. 이 유닛은 메트롤로지 모듈(38) 및 두 개의 고속 정밀 튜밍 미러(40A 및 40B)를 포함한다. 빔 안정화 제어기는 부재번호39로 나타내었다. 다른 프로토타입 유닛은 도 11b에 도시되었다.
두 개의 고속 정밀 터닝 미러중 하나가 도 11c에 도시되었다. 이 미러 유닛의 절단 모습이 304로 도시되었다. 이 미러는 일 밀리라디안 범위를 갖는 초고속의 2-축 압전 구동기 고속 스티어링 미러(305)를 포함한다. 그것이 동작하는 미러(305) 및 베이스(306)는 두 개의 피코 모터(308 및 310) 및 피벗팅 볼 조인트(도시되지 않음)으로 된 피코 모터 스티어링 유닛(307)에 의해 구동된다. 피코 모터 스티어링 유닛은 9 밀리라디안의 팁-틸트 터닝 범위를 제공한다.
도 11d는 고속 스티어링 미러(305)를 구동하기 위한 피에조 구동기 유닛(305A)의 도면이다. 구동기 유닛은 금속 케이싱(305B) 내부에 장착된 4개의 압전 구동기 유닛으로 구성된다. 케이싱(305B)의 벽에 절결된 만곡 특징부(305C)는 미러(305)를 위한 미러 유닛의 정밀하게 제어된 정밀 피벗팅이 될 수 있게 한다.
도 11e는 피코 모터 스티어링 유닛(307)을 도 11f는 팁 및 틸트를 제공하기 위해 두개의 피코 모터 스티어링 유닛이 유닛을 피벗시키는 법을 도시한다. 이 모터는 스프링 유닛(39)에 대항하여 동작한다. 고속 스티어링 미러(305)는 유닛(37)의 환형 캐비티에 끼워맞춤된다. 도 11C에 도시된 고속 스티어링 유닛 구동기는 매사추세츠 어버에 사무실을 두고 있는 폴리테크 PI 인크사와 같은 공급자로부터 상용가능하다.
빔 위치 및 빔 방향은 스테퍼 머신의 입력 포트에 있는 안정화 모듈(38)에 의해 모니터된다. 4개 512-픽셀 광다이오드 어레이는 수평 각도, 수직 각도, 수평 위치 및 수직 위치를 모니터한다. 도 11g에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 부분은 312엣 피크 오프되고 사이즈가 감소되고, 웨지(314) 및 빔 스플리터(316)를 사용하여 4개 개별 빔으로 분할되고 그후 4개 광다이오드 어레이(318A-D)에 보내진다. 빔 위치 및 방향을 모니터하기 위한 기술은 빔 포인팅 제어 단락에서 설명되었다. 도 11h, i 및 j는 안정화 모듈(38)에 의해 수집된 데이터에 기초하여 미러(40A 및 40B)를 제어하기 위한 알고리즘을 나타낸다.
이 바람직한 알고리즘에서 터닝 미러(40A)는 빔 전달 유닛의 출력에서 빔 위치를 제어하기 위해 사용되고 터닝 미러(40B)는 출력에서 빔을 제어하기 위해 사용된다.
고속 스티어링 미러는 고속 응답을 제공하고 피코 모터는 장기간 표류를 제어하고 광학기구가 재정렬된 경우 보정을 제공한다.
시험 데이터
이 빔 전달 유닛의 뛰어난 성능을 도시하는 실제 시험 데이터는 도 11k, 11l, 11m, 11n에 도시되어 있다. 도 11k는 컨트롤을 온 및 오프함에 의한 각도 제어를 도시한다. 도 11m은 저 출력 에너지에서의 각도 제어를 도시하고 도 11n은 저 출력 에너지에서의 위치 제어를 도시한다. 모든 경우에 제어된 값은 점선으로 된 상세사항 내부의 타겟에 유지되지만, 제어되지 않은 값은 상세사항 범위 외에 있다. 다양한 수정이 본 발명의 범위를 변경시키지 않고 본 발명에 대해 행해질 수 있다. 당업자는 다수의 기타 가능한 변형을 알 수 있다.
예를들어, 빔 전달 유닛의 이용을 포함하는 본 발명이 MOPA 레이저 구성을 이용하여 설명되었을 지라도, 미국 특허 제 6,730,261호에 설명된 바와 같은 단일 챔버 레이저 시스템이 본원에 설명된 개선사항을 위해 사용될 수 있다. 리소그래피를 위해 ArF, KrF 또는 F2시스템이 이용될 수 있다. 본 발명은 기타 자외선 파장이 더욱 적절한 리소그래피 이외의 사용경우에도 적용될 수 있다. 주요 개선사항은 소망하는 빔 품질을 갖는 자외선 레이저 빔을 자외선 레이저 시스템을 필요로 하는 장비의 입력 포트에 운반하기 위해 레이저 시스템에 장비를 추가하는 것이다. 본원에 설명된 이외의 다양한 피드백 제어 장치배열이 사용될 수 있다.
초 고펄스 반복율에서 펄스 에너지에 대한 피드백 제어는 바로 이전 펄스를 사용하여 특정 펄스의 펄스 에너지를 제어하기에 충분하도록 반드시 고속일 필요는 없다. 예를들어, 특정 펄스에 대한 측정된 펄스 에너지는 제2 또는 제3 다음 펄스의 제어에 사용되는 경우에 제공될 수 있다. 도 1에 도시된 이외의 다수의 기타 레이저 레이아웃 구성이 사용될 수 있다. 예를들어, 챔버는 바닥부상의 PA로 또는 측대측으로 장착될 수 있다. 또한 제2 레이저 유닛이 부분 반사하는 미러로서 출력 커플러를 포함하는 것에 의해 슬레이브 오실레이터로서 구성될 수 있다. 기타 변형도 가능하다. 탄젠셜 팬 이외의 팬도 사용될 수 있다. 이것은 4kHz 이상의 반복율에서 필요로 된다. 팬 및 열 교환기는 방전 챔버의 외측에 위치될 수 있다.
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고 강도 레이저 펄스에 기인한 손상으로부터 광학기구를 보호하기 위해 추가의 특수한 특징을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이들 특징중의 일부(퍼지 볼륨에서 또는 함유 기판의 추가를 포함하는)가 본원에 참조문헌으로 참조된 특허명세서들에 상세히 설명되어 있다.
따라서, 상기 기술개시는 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니며 첨부된 특허청구범위 및 그 법적 등가물에 의해 결정되어야 한다.

Claims (45)

  1. 제조 라인 머신을 위한 모듈러, 협대역, 고 반복율 자외선 레이저 시스템에 있어서,
    1) a) 제1 레이저 가스, 및
    b) 제1 방전 영역을 정의하는 제1 쌍의 신장되고 이격된 전극을 포함하는 제1 방전 챔버;
    2) 초당 2,000 펄스 이상인 범위의 반복율로 동작하는 경우, 각각의 펄스에 뒤이어, 다음 펄스 이전에 거의 모든 방전 발생된 이온을, 상기 방전 영역으로부터 클리어시키기 위해 상기 방전 영역에 상기 제1 레이저 가스의 충분한 가스 속도를 발생시키기 위한 가스 순환 수단;
    3) 레이저 가스 온도를 소망하는 범위내로 유지하기 위해, 상기 제1 레이저 가스로부터의 열 에너지를 제거시킬 수 있는 열 교환기 시스템; 및
    4) 약 5mJ을 초과하는 정밀하게 제어된 펄스로 초당 2,000 펄스 이상의비율로 레이저 펄스를 발생시키기에 충분한 전기 펄스를 상기 제1 쌍의 전극에 공급하는 펄스 파워 시스템을 포함하는,
    A) 제1 레이저 유닛;
    B) 상기 제조 라인 머신에서 상기 레이저 빔 출력 포트로부터 레이저 빔 입력 포트로, 레이저 빔 경로를 제공하는 빔 경로 인클로우저 구조체를 포함하는 빔 전달 유닛;
    C) 상기 입력 포트에서 상기 레이저 빔의 각도 및 위치를 제어하기 위한 피드백 제어를 갖춘 빔 포인팅 수단;
    D) 상기 두 챔버 레이저 시스템에 의해 발생된 레이저 출력 펄스의 대역폭, 파장 및 펄스 에너지를 측정하고 피드백 제어 장치에서의 상기 레이저 출력 펄스를 제어하기 위한 레이저 빔 측정 및 제어 시스템; 및
    E) 빔 경로 인클로우저 구조체를 퍼지하기 위한 퍼지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원
  2. 제1 항에 있어서, 상기 반복율은 4,000Hz 이상의 범위이고 상기 레이저 펄스 율은 4,000Hz 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 광원은 제2 방전 챔버를 더 포함하고 상기 제1 및 제2 방전 챔버는 MOPA 구성으로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  4. 제3 항에 있어서, 레이저 펄스 지속시간을 증가시키기 위한 펄스 스트레처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 펄스 지속시간은 적어도 2인 인수만큼 증가되는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 빔 전달 유닛은 실질적으로 비오염상태로 빔 경로의 다른 일부분을 유지시키면서 광학 컴포넌트의 서비스를 허용하기 위해 상기 빔 경로의 일부분을 분리시키기 위한 분리 셔터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  7. 제1 항에 있어서, 프로파일 플립핑 코히어런스 스크램블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 빔 포인팅 수단은 두 개의 고속 스티어링 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 고속 스티어링 미러는 PZT 구동 모터인 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 빔 각도를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 광다이오드 어레이 및 빔 위치를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 광 다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 수평 및 수직 빔 위치를 모두 모니터링하기 위한 단일 광다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 수평 빔 각도 및 수직 빔 각도를 모두 모니터링하기 위한 단일 광다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 가변 감쇠기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 가변 감쇠기는 자동 제어를 위한 피드백 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 광원.
  15. 초협대역이고 2챔버를 갖는 고 반복율 가스 방전 레이저 시스템에 있어서,
    1) c) 제1 레이저 가스, 및
    d) 제1 방전 영역을 정의하는 제1 쌍의 신장되고 이격된 전극을 포함하는 제1 방전 챔버,
    2) 초당 4,000 펄스 이상의 범위의 반복율로 동작하는 경우, 각각의 펄스에 뒤이어, 다음 펄스 이전에 거의 모든 방전 발생된 이온을, 상기 제1 방전 영역으로부터 클리어시키기 위해 상기 제1 방전 영역에 상기 제1 레이저 가스의 충분한 가스 속도를 발생시키기 위한 제1 팬,
    3) 상기 제1 레이저 가스로부터 적어도 16kw의 열 에너지를 제거시킬 수있는 제1 열 교환기 시스템, 및
    4) 상기 제1 방전 챔버에서 발생된 광 펄스의 스펙트럼 대역폭을 내로우잉하기 위한 라인 내로우잉 유닛을 포함하는
    A) 제1 레이저 유닛;
    1) 제2 레이저 가스,
    2) 제2 방전 영역을 정의하는 제2 쌍의 신장되고 이격된 전극,
    3) 초당 4,000 펄스 이상의 범위로 동작하는 경우, 각각의 펄스에 뒤이어, 다음 펄스 이전에 거의 모든 방전 발생된 이온을, 상기 제2 방전 영역으로부터 클리어시키기 위해 상기 제2 방전 영역에 상기 제2 레이저 가스의 충분한 가스 속도를 발생시키기 위한 제2 팬,
    4) 상기 제2 레이저 가스로부터 적어도 16kw의 열 에너지를 제거시킬 수 있는 제2 열 교환기 시스템을 포함하는,
    B) 제2 방전 챔버;
    C) 약 5mJ을 초과하는 정밀하게 제어된 펄스로 초당 4,000 펄스 이상의 비율로 레이저 펄스를 발생시키기에 충분한 전기 펄스를 상기 제1 쌍의 전극 및 상기 제2 쌍의 전극에 공급하도록 구성된 펄스 파워 시스템;
    D) 상기 증폭된 출력 빔의 상기 레이저 펄스의 레이저 펄스 지속시간을 증가시키기 위한 펄스 스트레처;
    E) 증폭된 출력 빔을 발생시키기 위해 상기 제2 방전 챔버를 통해 상기 제1 레이저 유닛에 발생된 레이저 빔을 보내기 위한 릴레이 광학기구;
    F) 상기 펄스 스트레처로부터 상기 리소그래피 머신에 있는 레이저 빔 입력 포트로 제공하는 빔 경로 인클로우저 구조체를 포함하고,
    상기 입력 포트에 있는 상기 레이저 빔의 각도와 위치를 제어하기 위한 피드백 제어를 갖춘 빔 포인팅 수단을 포함하는,
    빔 전달 유닛; 및
    G) 상기 두 챔버 레이저 시스템에 의해 발생된 레이저 출력 펄스의 대역폭, 파장 및 펄스 에너지를 측정하고 피드백 제어 장치에서의 상기 레이저 출력 펄스를 제어하기 위한 레이저 빔 측정 및 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  16. 제8 항에 있어서, 상기 빔 전달 유닛을 질소로 퍼지하기 위한 퍼지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  17. 제8 항에 있어서, 상기 빔 전달 유닛은 실질적으로 비오염상태로 빔 경로의 다른 일부분을 유지시키면서 광학 컴포넌트의 서비스를 허용하기 위해 상기 빔 경로의 일부분을 분리시키기 위한 복수의 빔 경로 분리 셔터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  18. 제8 항에 있어서, 상기 빔 전달 유닛은 레이저 빔의 약 97퍼센트의 s-편광 반사를 제공하도록 위치된 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  19. 제8 항에 있어서, 상기 빔 전달 유닛은 레이저 빔의 방향을 약 90도 만큼 변화시키도록 구성된 두 개의 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  20. 제8 항에 있어서, 조합된 빔 경로는 상기 제1 레이저 유닛에 의해 발생되고, 상기 릴레이 광학기구에 의해 보내지고, 상기 제2 레이저 유닛에 의해 증폭되고, 상기 펄스 스트레처에 의해 펄스 스트레칭된 레이저 빔의 조합된 경로에 의해 정의되고, 상기 빔 경로의 기타 모든 노출된 부분을 인클로우징하기 위한 빔 경로 인클로우저 컴포넌트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  21. 제13 항에 있어서, 시일된 구조체에 인클로우징되지 않은 상기 빔 경로의 모든 부분을 하나이상의 퍼지 가스로 퍼지하기 위한 퍼지 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  22. 제8 항에 있어서, 상기 릴레이 광학기구는 상기 제2 방전 챔버를 통해 상기 제1 레이저 유닛으로부터 출력 펄스의 두 패스를 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  23. 제8 항에 있어서, 프로파일 플립핑 코히어런스 스크램블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  24. 제15 항에 있어서, 상기 빔 포인팅 수단은 두 개의 고속 스티어링 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  25. 제24 항에 있어서, 상기 고속 스티어링 미러는 PZT 구동 모터인 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  26. 제15 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 빔 각도를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 광다이오드 어레이 및 빔 위치를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 광다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  27. 제15 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 수평 및 수직 빔 위치를 모두 모니터링하기 위한 단일 광다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  28. 제15 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 수평 빔 각도 및 수직 빔 각도를 모두 모니터링하기 위한 단일 광다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  29. 제15 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 가변 감쇠기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  30. 제15 항에 있어서, 상기 가변 감쇠기는 자동 제어를 위한 피드백 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 시스템.
  31. 광 빔을 광원으로부터 제조 라인 머신에 전달하기 위한 빔 전달 유닛에 있어서,
    A) 상기 광원의 출력 포트로부터 상기 제조 라인 머신에 있는 입력 포트로의 인클로우징된 빔 경로를 제공하는 빔 경로 인클로우저 구조체;
    B) 상기 입력 포트에 있는 상기 레이저 빔의 각도와 위치를 제어하기 위한 피드백 제어를 갖춘 빔 포인팅 수단;
    C) 상기 두 챔버 레이저 시스템에 의해 발생된 레이저 출력 펄스의 대역폭, 파장 및 펄스 에너지를 측정하고 피드백 제어 장치에서의 상기 레이저 출력 펄스를 제어하기 위한 레이저 빔 측정 및 제어 시스템; 및
    D) 상기 빔 경로 인클로우저 구조체를 퍼지하기 위한 퍼지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  32. 제31 항에 있어서, 상기 광원은 가스 방전 레이저 시스템인 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  33. 제32 항에 있어서, 상기 레이저 시스템은 MOPA 레이저 시스템인 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  34. 제31 항에 있어서, 상기 빔 전달 유닛은 실질적으로 비오염상태로 빔 경로의 다른 일부분을 유지시키면서 광학 컴포넌트의 서비스를 허용하기 위해 상기 빔 경로의 일부분을 분리시키기 위한 분리 셔터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  35. 제31 항에 있어서, 프로파일 플립핑 코히어런스 스크램블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  36. 제31 항에 있어서, 상기 빔 포인팅 수단은 두 개의 고속 스티어링 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  37. 제36 항에 있어서, 상기 고속 스티어링 미러는 PZT 구동 모터인 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  38. 제36 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 빔 각도를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 광다이오드 어레이 및 빔 위치를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 광다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  39. 제36 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 수평 및 수직 빔 위치를 모두 모니터링하기 위한 단일 광다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  40. 제36 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 수평 빔 각도 및 수직 빔 각도를 모두 모니터링하기 위한 단일 광다이오드 어레이를 포함하는 것을특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  41. 제36 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 가변 감쇠기를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  42. 제14 항에 있어서, 상기 가변 감쇠기는 반대 방향으로 피벗가능한 두 웨지 셋트를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  43. 제15 항에 있어서, 상기 두 셋트의 웨지의 피벗팅을 제어하기 위한 피드백 제어 엘리먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  44. 제1 항에 있어서, 상기 빔 전달 유닛은 빔 터닝 모듈에 위치된 적어도 두 셋트의 광 빔 터닝 엘리먼트를 포함하고 빔 터닝 모듈의 각각은 적어도 3개의 조사기준 타겟을 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
  45. 제17 항에 있어서, 상기 빔 터닝 모듈을 정렬시키기 위해 검사 계기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 전달 유닛.
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