KR20200037401A - 포토리소그래피를 위한 디더 프리 적응형 로버스트 선량 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

레이저 광원에 의해 생성되는 방사선의 선량을 제어하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 일 실시형태에서, 선량 제어기는 예상 출력 에너지 또는 "에너지 시그마"로부터의 출력 에너지의 편차의 측정값, 및 원하는 선량으로부터의 처리되고 있는 물품에 의해 받아들여지는 선량의 오차의 표준 편차를 수신한다. 선량 오차의 표준 편차에 대한 에너지 시그마의 비율이 계산되고, 레이저 제어기는 제어기에 의해 결정된 전압을 조정하기 위해 그리고 결과적으로는 물품에 대한 출력 에너지 및 이에 따른 선량을 조정하기 위해 계산된 비율에 기초하여 제어기 이득을 조정한다. 이것은 레이저에 전압 디더(dither)를 전송하고, 이것을 단 하나의 주파수의 에너지의 응답과 관련시키는 것에 기초하여 제어기 이득이 조정되는 종래 기술에 비해 개선된 것이다.

Description

포토리소그래피를 위한 디더 프리 적응형 로버스트 선량 제어 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2017년 9월 14일에 출원된 미국 정규 특허 출원 제 15/705,221 호의 우선권을 주장하며, 이 출원은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 심자외선(DUV) 광원에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 처리되고 있는 반도체 웨이퍼와 같은 물품에 적용되는 DUV 광원에 의해 생성되는 DUV 방사선의 선량의 제어를 개선하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 산업은 보다 더 작은 집적 회로 크기를 인쇄할 수 있는 리소그래피 기술을 지속적으로 개발하고 있다. 전형적으로 현대의 포토리소그래피는 기판으로도 알려진 실리콘 웨이퍼 상의 포토레지스트 물질을 노광하기 위해 마스크를 조명하는 매우 좁은 대역의 광 펄스를 제공하기 위해 레이저 시스템으로도 알려진 레이저 광원을 사용한다.
현재 포토리소그래피에서 사용되는 가장 일반적인 시스템 중 일부는 심자외선("DUV") 광 시스템이다. DUV 광은 일반적으로 약 5 내지 250 나노미터(nm)의 파장을 가지는 것으로 정의되며, 특정 유형의 엑시머 레이저(아르곤-불소 또는 "ArF" 및 크립톤-불소 또는 "KrF")에 의해 생성된다. 반도체를 정확하게 대량 생산하기 위해, 이들 시스템은 신뢰성이 높고, 비용 효율적인 처리능력 및 합리적인 프로세스 자유도를 제공해야 한다.
기판은 전형적으로 스테퍼-스캐너, 또는 간단히 스캐너로 알려진 장치로 유지된다. 반도체 디바이스 기술의 발전으로 레이저 광원 및 스캐너 둘 모두의 성능 특성에 대한 요구가 계속 증가하고 있으며, 이들 디바이스의 동작의 정밀도 및 속도를 계속적으로 개선할 필요가 있다.
당 기술분야에 공지된 바와 같이, 스캐너의 센서는 포토리소그래피 공정에서 사용하기 위한 레이저 광 에너지의 원하는 선량을 달성하기 위해 원하는 레이저 광 파라미터를 주기적으로 레이저 광원에 전달할 수 있다. 그러면, 레이저 광원은 적절한 레이저 광을 생성하여 이것을 스캐너에 출력할 수 있다.
반도체 웨이퍼와 같은 처리되고 있는 특정 물품에 적용되는 DUV 광 에너지의 양 또는 "선량"을 제어할 수 있는 것을 바람직할 뿐만 아니라 매우 중요하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 선량은 일반적으로 레이저에 의해 생성된 광의 연속 펄스의 수에 대해 기판에 공급되는 에너지의 가중 합계로 정의된다. 예를 들면, 종종 "목표 선량"이라고 지칭되는 전형적으로 특정 양의 DUV 광 에너지는 제조 공정의 일부로서 반도체 웨이퍼 상의 포토레지스트의 층을 경화시키는 것과 같은 주어진 작업을 달성하기 위해 필요하다. 상이한 웨이퍼에의 전체에 대해 일관된 결과를 얻기 위해, 가능한 한 큰 정확도로 각각의 웨이퍼에 동일한 양의 DUV 광 에너지를 가하는 것이 바람직하다.
정확한 선량 제어를 제공할 때 발생할 수 있는 문제가 많이 있다. 사용되는 레이저는 전형적으로 안정된 동작에 도달하기 위해 몇 개의 레이저 펄스를 발사해야 하며, 따라서 스캐너로부터 원하는 파라미터를 수신한 후에 생성된 레이저 광이 안정된 동작점에 도달할 때까지 시간이 걸릴 수 있다. 레이저 광원에 노이즈 및 다른 장애가 있으면 원하는 에너지 레벨로 레이저 광원을 정확하게 생성하기가 어려워질 수 있다. 또한 많은 경우 안정성과 성능 사이에 트레이드오프(tradeoff)가 있다.
시스템 이득의 미지의 변동에 좌우되지 않는 광원에 의해 생성되는 DUV 방사선의 선량을 신속하고 정확하게 제어하는 개선된 방법이 필요하다.
본 명세서에는 레이저 광원에 의해 생성되고 반도체 웨이퍼와 같은 처리 중인 물품에 적용되는 방사선의 선량의 제어를 개선하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다.
일 실시례에서, 레이저 광의 선량 제어 방법으로서, 선량 제어기에 의해, 에너지 목표치 및 제 1 레이저 전압을 수신하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 레이저 소스로 하여금 상기 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계; 센서에 의해, 상기 복수의 펄스의 각각에 대해 상기 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하는 단계; 소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 선량 제어기에 의해, 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 복수의 펄스로부터 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 수신하는 단계; 상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 비율의 변화에 응답하여 상기 제어기 이득을 갱신하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 전압을 갱신하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 레이저 소스로 하여금 상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계를 포함하는, 레이저 광의 선량 제어 방법이 개시된다.
다른 실시형태는 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템으로서, 복수의 펄스의 각각에 대해 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하기 위한 센서; 및 선량 제어기를 포함하며, 상기 선량 제어기는, 에너지 목표치 및 레이저 전압을 수신하고; 상기 레이저 소스로 하여금 제 1 레이저 전압을 사용하는 복수의 펄스를 발사하게 하고; 소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하고; 상기 복수의 펄스에 대해, 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 상기 스캐너로부터 수신하고; 상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하고; 상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하고; 상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하고; 상기 비율의 변화에 응답하여 제어기 이득을 갱신하고; 상기 제어기 이득의 변화에 응답하여 상기 레이저 전압을 갱신하고; 상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 상기 레이저 소스로 하여금 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하도록 구성된, 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템을 개시한다.
또 다른 실시형태는 컴퓨팅 장치로 하여금 레이저 광의 선량 제어 방법을 실행하게 하는 명령이 포함된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 개시하며, 상기 방법은 선량 제어기에 의해, 에너지 목표치 및 제 1 레이저 전압을 수신하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 레이저 소스로 하여금 상기 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계; 센서에 의해, 상기 복수의 펄스의 각각에 대해 상기 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하는 단계; 소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 선량 제어기에 의해, 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 복수의 펄스로부터 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 수신하는 단계; 상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 비율의 변화에 응답하여 상기 제어기 이득을 갱신하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 전압을 갱신하는 단계; 상기 선량 제어기에 의해, 상기 레이저 소스로 하여금 상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계를 포함한다.
도 1은 일부의 실시형태에서 사용될 수 있는 전형적인 레이저 시스템의 일부의 구성요소의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시형태에서 에너지 시그마와 선량 시그마 사이의 관계의 그래프를 도시한다.
도 3은 다양한 실시형태에서 에너지 시그마/선량 시그마 비율 대 이득의 로그의 그래프를 도시한다.
도 4는 일 실시형태에서 주파수 의존 이득의 상이한 조건에 대한 ASML 슬릿을 가지는 SEC의 에너지 시그마 대 선량 시그마의 그래프를 도시한다.
도 5는 일 실시형태에서 주파수 의존 이득의 상이한 조건에 대한 스캐너 에너지 제어기의 에너지 시그마/선량 시그마 비율의 로그 대 이득의 그래프를 도시한다.
도 6는 일 실시형태에서 주파수 의존 이득의 상이한 조건에 대한 스캐너 에너지 제어기의 에너지 시그마/선량 시그마 비율의 로그 대 선량의 그래프를 도시한다.
도 7은 축이 교환된 도 5의 그래프의 일부의 확대도이다.
도 8은 현재의 방법과 종래의 방법의 둘 모두를 사용하여 시스템 이득의 단일 단계가 있는 경우의 펄스의 수에 대한 제어기 이득의 역수의 그래프이다.
도 9는 현재의 방법과 종래의 방법의 둘 모두를 사용하여 시스템 이득의 큰 변경이 있는 경우의 선량 오차의 그래프를 도시한다.
도 10은 설명된 방법의 일 실시형태의 흐름도이다.
본원은 레이저 광원, 예를 들면, DUV 광원에 의해 생성되고, 반도체 웨이퍼와 같은 처리 중인 물품에 적용되는 방사선의 선량의 제어를 개선하기 위한 방법 및 장치를 설명한다.
일 실시형태에서, 선량 제어기는 레이저 소스의 출력 에너지의 측정값 및 처리되는 물품을 수용하는 스캐너에서 그 에너지로부터 발생하는 선량의 측정값을 수신한다. 이들 측정값으로부터, 선량 제어기는 최초에 종래의 피드백 아키텍처 및 내부 "제어기 이득"을 사용하여 각각의 펄스 이후에 레이저 전압을 갱신하는 제어 신호를 제공한다. 다수의 펄스 이후에, 선량 제어기는 펄스로부터 얻어지는 측정값을 사용하여 평균 출력 에너지 또는 "에너지 시그마"로부터의 출력 에너지의 편차 및 처리되고 있는 물품이 수취하는 선량 또는 "선량 시그마"의 원하는 목표 선량으로부터의 오차의 편차를 결정한다. 선량 시그마에 대한 에너지 시그마의 비율이 계산되고, 선량 제어기는 계산된 비율이 사전결정된 일정한 값으로 조절되도록 제어기의 이득을 조정한다. 이것은 특정 주파수에서 전압 디더(dither)를 전송하고, 이것을 출력 에너지의 응답에 상관시킴으로써 얻어지는 레이저 이득의 추정치에 기초하여 제어기 이득이 조정되고, 조정된 제어기 이득은 출력 에너지와 원하는 에너지 목표치 사이의 오차에 곱해지고, 이것은 선량 제어기에 의해 레이저 소스에 인가되는 전압을 계산하는데 사용되는 종래 기술과 상반된다.
정확한 선량 제어를 달성하기 위해, 처리 중인 물품이 수취하는 에너지의 가중 합이 가능한 한 선량 목표치에 근접하도록 레이저가 광 펄스를 생성하는 것이 바람직하다. 이것은 전형적으로 피드백 제어에 의해 달성되는데, 피드백 제어에서는 펄스 에너지가 목표 출력에 밀접하게 일치되도록 그리고 선량이 선량 목표치에 밀접하게 일치되도록 입력 전압을 변경하기 위해 출력 에너지가 모니터링 및 사용된다.
최적의 성능을 위해서는 일반적으로 레이저의 효율 또는 이득, 즉, 입력 전압의 단위당 생성되는 에너지의 양에 대한 정확한 지식이 필요하다. 이 이득은 통상적으로 밀리줄/볼트(mJ/V)의 단위로 측정된다. 가장 일반적으로, 이득의 역수가 제어기에 공급될 수 있다. 이들 통해 특정 시스템의 이득에 대한 어떤 사전 지식 없이 제어기를 설계할 수 있다.
도 1은 최신 DUV 포토리소그래피 프로세스에서 그리고 본 접근법과 함께 사용될 수 있는 레이저 시스템(110) 및 스캐너(140)를 포함하는 시스템(100)의 블록도이다. 레이저 광을 제공하는 레이저 시스템(110) 내의 레이저 소스(120)는 통신 링크(125)를 개재하여 선량 제어기(130)에 의해 제어되는 단일 또는 이중 체임버 시스템일 수 있다. 레이저 소스(120)가 발사되면, 결과로서 생기는 레이저 광(115)이 스캐너(140)에 제공되고, 여기서 스캐너는 그 내부에 위치된 웨이퍼를 노광시킨다. 선량 제어기(130)가 일부의 실시형태에서 수행되는 바와 같이 스캐너(140) 내에 위치하는 것으로서 도시되어 있으나, 다른 실시형태에서는 레이저 시스템(110) 내에 위치할 수 있다.
레이저 광(115)은 전형적으로 웨이퍼 상에 "윈도우"를 형성하는 슬릿을 갖는 배리어(barrier)를 통과한다. 표준 직사각형 슬릿이 사용되면, 레이저 광(115)의 특정 에너지의 레이저 펄스의 전부는 웨이퍼에 동일한 강도의 조사를 제공한다. 일부의 경우, 상이한 형상의 슬릿이 사용될 수 있으며, 이것은 레이저 광(115)이 웨이퍼를 노광하는 강도를 변경시킨다. 예를 들면, ASML Holding N.V.의 스캐너는 특정 슬릿을 사용하며, 이 슬릿은 웨이퍼에 충돌하는 레이저 광이 균일하지 않고, 윈도우의 가장자리에서의 강도는 약하고, 윈도우의 중심에서의 강도는 높다. 스캐너 내에서 웨이퍼의 이동은 윈도우 내에서의 이러한 불균일한 강도를 허용하도록 그리고 전체 웨이퍼에 걸쳐 원하는 노광을 달성하도록 제어된다.
일부의 실시형태에서, 시스템(100)은 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 센서(145)는 레이저 소스(120)의 출력 에너지를 측정할 수 있고, 제 2 센서(150)는 스캐너(150)에서 수취되는 선량 에너지를 측정할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 펄스 에너지를 측정하는 스캐너에 위치된 단일 센서만이 있을 수 있고, 선량은 측정된 펄스 에너지에 슬릿 기능을 적용함으로써 계산된다. 당업자는 주어진 용도에 적절한 센서의 수 및 이와 같은 센서의 배치 위치를 결정할 수 있다.
스캐너(140)는 생성되는 레이저 광의 원하는 파라미터를 다른 통신 링크(135)를 통해 레이저 시스템(110)에 전달할 수 있다. 원하는 파라미터는 포토리소그래피 프로세스에서 원하는 노광을 달성하기 위해 예상되는 파라미터이며, 전형적으로 레이저 광 파장, 에너지 레벨, 레이저 시스템이 레이저를 발사하는 타이밍 트리거 등과 같은 것이 포함된다. 레이저 시스템은 이들 파라미터에 기초하여 레이저 광(115)을 생성한다. 이 프로세스는 스캐너(140)가 레이저 시스템(110)에 의해 생성되는 추가의 레이저 광 펄스의 추가의 원하는 파라미터를 전달함에 따라, 일부의 경우에 각각의 레이저 펄스의 수만큼, 지속된다.
일부의 시스템에서, 레이저 에너지는 간단한 적분기 제어기에 의해 제어되며, 이것은 레이저에 의해 출력된 에너지와 목표 에너지 사이의 오차를 단순히 합산한다. 이것은 레이저 에너지 제어기, 또는 LEC로 알려져 있다. 다른 시스템에서, 레이저 에너지는 스캐너의 선량 제어기에 의해 피드백 루프로 제어된다. 이것은 스캐너 에너지 제어기, 또는 SEC로 알려져 있다.
본 기술분야에서 공지된 바와 같이, 통신(125)을 통해 선량 제어기(130)에 의해 특정되는 레이저 소스(120)에 가해지는 전압의 양과 생성되는 레이저 광의 결과로서 생기는 에너지 사이에는 관계가 있다. 일반적으로, 인가된 전압이 클수록 결과로서 생기는 에너지가 더 커진다. 이 이득 관계는 일반적으로 "이득 등가(gain equivalent)"로 표시되고, 여기서 실제 이득은 출력 에너지의 변화에 요구되는 전압의 변화의 비율, 또는 에너지에 대한 전압의 도함수인 dv/de로 표시된다. 각각 원용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허 제 7, 756, 171 호 및 미국 특허 출원 제 11/900,527 호는 본 기술분야에 공지된 이들 양태를 기술하고 있다.
비율 dv/de는 에너지/전압인 mJ/V로 표현되는 이득에 대해 반전된 볼트/에너지임이 이해될 것이다. 따라서, 출력 에너지의 변화가 제어기의 요구에 비해 너무 높거나 너무 낮은 경우 및 시스템의 이득의 조정이 필요한 경우, 제어기는 필요에 따라 출력 에너지의 변화를 제어기의 요구에 일치시키기 위해 제어기 이득을 각각 아래로 또는 위로 조정한다. 때때로 제어기는, 전체 이득, 즉, 시스템 이득과 제어기 이득의 곱을 전형적으로는 1과 동등하도록 선택되는 원하는 값으로 정상화하기 위해, 시스템의 이득에 비교하여 반전된 이득을 도입하는 것으로 생각될 수 있다고 한다.
그러나, 이 간단한 설명은 프로세스에서 발생하는 많은 문제와 모순된다. 첫 번째 사례에서, 주어진 전압이 항상 동일한 에너지를 생성하는 것은 아니다. 따라서, 본 기술분야에서는 이러한 관계를 가정하기 보다는 dv/de 관계를 추정하기 위한 알고리즘을 사용하는 회로인 이득 추정기라고 부르는 것을 사용하는 것이 알려져 있다. 이득 추정기의 출력은 선량 제어기(130)에 공급되어 레이저 시스템이 원하는 에너지 레벨로 레이저 광을 생성하기 위해 사용하는 최종 전압 값을 계산하는데 사용된다. 원용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허 제 8, 102, 889 호는 본 기술분야에 공지된 이러한 양태를 기술하고 있다.
이득 추정기 알고리즘은 일반적으로 특정 주파수에서 전압을 국소적으로 변화시켜(디더링(dithering)이라고 함), dv의 값을 생성하고, 다음에 에너지의 대응하는 측정된 응답(즉, de)을 사용하여 출력으로서의 이득의 역수인 de/dv를 계산한다. 다음에 상관 또는 푸리에 분석을 사용하여 시스템의 이득을 추정한다. 이 이득의 역수는 이득 추정기의 출력이다.
디더의 더 큰 진폭은 dv/de를 결정하는 것에 유리하다. 그러나, 디더가 너무 크면 선량의 정확도가 저하하므로 디더는 선량 성능에 미치는 효과를 최소화하도록 매우 작게 유지된다. 디더의 형상은 사인곡선이므로 그 평균 값이 0이다. 그러나, 선량은 디더의 주파수 및 진폭에 따라 여전히 어느 정도까지 저하될 수 있다.
또한, 레이저 시스템이 이득은 노이즈 및 기타 교란에 의해 영향을 받을 수 있고, 전압이 디더링되는 주파수 및 그 고조파에 의존하여 변화될 수 있고("주파수 의존 이득" 또는 FDG로 알려져 있음), 제어기가 자신의 이득을 신속하게 갱신할 필요가 있는 다양한 다른 이유로 신속하게 변화할 수 있다.
종래 기술에서, 노이즈의 문제를 해결하기 위해, 이득 추정기의 출력은 이러한 노이즈의 영향에 대항하기 위해 강하게 로패스(low-pass) 필터링된다. 이것은 이득의 추정 속도를 감소시킬 수 있고, 따라서 이득을 결정하기 위해 10,000 개의 레이저 펄스가 취해질 수 있다. 시스템에 후속되는 큰 변동이 있는 경우, 시스템을 다시 안정시키기 위해 추가의 수천 개의 펄스가 취해질 수 있다.
전통적인 적응형 제어기 기술은 레이저 소스의 FDG에 민감하고, 이것은 시스템의 안정성 마진 및 선량 성능에 크게 영향을 줄 수 있다. 이득 추정기의 출력을 사용하는 적응형 제어기는 FDG의 레벨이 작은 경우에도 더 강하게 반응하여 최적 미만의 선량(너무 높거나 너무 낮은 선량)이 되고, 극단적인 조건 하에서는 시스템의 불안정성을 초래할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이 노이즈의 보상과 같이, 다른 이유로 인한 시스템 이득의 변화는 신속하게 발생할 수 있고, 수정을 위해서는 유사하게 수천 개의 펄스를 취할 수 있다. 시스템 성능은, 시스템으로부터 원하는 이득을 얻기 위해 필요한 보정의 해(solution)에 제어기가 수렴하는데 충분한 펄스가 있을 때까지, 저하될 수 있다.
본 개시는 dv/de와 동등한 다른 이득을 사용함으로써 이들 문제를 적어도 완화시킬 수 있는 방법 및 장치를 기술한다. 일 실시형태에서, 적절한 값의 결정을 허용하기에 충분한 수의 펄스가 발생하면, 목표 선량으로부터 선량의 편차의 표준 편차, 또는 "선량 시그마"에 대한 "에너지 시그마" 또는 출력 에너지의 변동의 비율이 원하는 목표로 조절되도록 상이한 이득 등가가 선택된다. 이 비율은 본 명세서에서 "에너지 시그마/선량 시그마" 비율이라고 부른다.
에너지 시그마는 소정 수의 펄스에 걸쳐 목표 에너지와 비교된 평균 출력 에너지의 표준 편차를 지칭한다. 펄스의 수는 표준 편차를 계산하기 위해 신뢰할 수 있는 측정값이 얻어질 수 있도록 설정되며, 가중 평균을 사용하여 선량이 계산되는 펄스의 수와 동일한 펄스의 수를 유지하는 것이 일반적으로 현명할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 이 펄스의 수는 불과 41이지만 달라질 수 있다. 펄스의 수는 슬릿의 물리적 치수 및 스테이지 스캔 속도에 의존할 수 있다. 스테이지 속도가 빠르면 슬릿의 샘플링 점의 수가 더 적어지고, 따라서 펄스의 수 또는 윈도의 수가 감소하고, 그 반대도 마찬가지이다.
사용되는 선량 오차는 목표 선량에 비교된 스캐너에서 수취된 에너지의 가중 이동 평균이다. 당업자는 도 1의 스캐너(140)에서 레이저 광이 어떻게 수취되는지를 결정하는 것을 돕는 위에서 설명된 슬릿의 차이를 설명하기 위해 수취된 선량이 일부의 경우에 가중(weighting)될 수 있다는 것을 이해한다. 이것은 사용되는 슬릿에 적합한 슬릿 함수에 의해 수취된 에너지를 필터링함으로써 달성된다.
직사각형 슬릿의 경우, 슬릿 함수는 모든 펄스가 균등하게 가중되도록 단순히 균일한 가중 함수이다. ASML Holding N.V.의 스캐너의 위에서 설명한 슬릿 (이하 "ASML 슬릿")의 경우, 수취된 선량은 ASML 슬릿의 가장자리에서의 펄스보다 윈도우의 중심에서의 펄스를 카운트하도록 가중되며, 이는, 전술한 바와 같이, 슬릿이 윈도우의 가장자리에서보다 중심에서 더 강한 강도를 가지는 펄스의 윈도우를 생성하는 사실을 설명한다.
에너지 시그마/선량 시그마 비율을 사용하면 선량 오차의 표준 편차와 에너지의 변동 사이의 고유의 트레이드오프가 활용되고, dv/de의 전통적인 측정에 비해 많은 장점이 있다. 에너지 시그마/선량 시그마 비율은 디더를 필요로 하지 않지만 미가공 데이터로부터 계산하는 것이 매우 쉽고, dv/de를 사용하는 전통적인 접근법보다 훨씬 신속하게 시스템 이득의 변화에 응답한다. 에너지 시그마/선량 시그마 비율은 전통적인 이득 추정기에 필요한 수천 개의 펄스보다 훨씬 적은 펄스의 수, 종종 100 미만의 펄스의 수로 계산될 수 있다. 따라서, 제어기 이득의 보다 빠른 조절 또는 적응이 달성될 수 있다. 또한, 제어기의 이득을 조정하기 위해 필요한 몇 개의 파라미터는 시스템의 전형적인 노이즈 특성과 거의 무관하다.
에너지 시그마/선량 시그마 비율은 제어기와 시스템 사이의 이득의 차에 대해 단조 관계(monotonic relationship)를 갖는다. 즉, 선량 시그마의 각각의 값에 대하여 단일의 에너지 시그마의 값만이 존재하므로 시스템의 이득을 조정하는 방법에 대해 혼동이 없다. 에너지 시그마/선량 시그마 비율을 조절함으로써, 이득 차이는 강력한 안정성을 제공하도록 잘 제어될 수 있다. 이는 FDG로 인한 큰 변동이 있는 경우에도 총 선량을 원하는 레벨 또는 그 근처에 유지하는데 도움이 된다.
다음의 도는 전통적인 dv/de보다 에너지 시그마/선량 시그마 비율을 사용하는 것의 이점을 설명하는데 도움이 된다. 도 2 내지 도 6은 슬릿 유형 및 제어기 유형의 다양한 조합에 대한 제어기 이득의 함수로서 에너지 시그마와 선량 시그마 사이의 관계를 보여준다. 당업자는 본 명세서에서 보여지는 결과가 정상 상태 조건으로부터의 것이지만 전술한 바와 같이 실시간 적용을 위해 선량의 가중 이동 표준 편차 및 에너지 오차의 이동 표준 편차가 윈도우의 폭에 대응하는 일정 수의 펄스에 걸쳐 계산됨을 이해할 것이다.
도 2는 ASML 슬릿을 구비한 스캐너 에너지 제어기(SEC), 직사각형 슬릿을 구비한 SEC, ASML 슬릿을 구비한 레이저 에너지 제어기(LEC), 및 직사각형 슬릿을 구비한 LEC의 4 가지 상이한 경우의 에너지 시그마와 선량 시그마 사이의 관계 그래프를 도시한 것이다.
도 2로부터 상이한 슬릿과 상이한 제어기를 조합하면 선량 시그마와 에너지 시그마 사이의 관계가 상이해짐을 알 수 있다. ASML 슬릿이 사용되면, 에너지 시그마와 선량 시그마 사이의 관계가 두 유형의 제어기에 대해 단조적이다. 즉, 선량 시그마의 임의의 특정 값에 대해 그리고 광범위한 이득에 걸쳐 하나의 에너지 시그마 값만이 존재한다는 것을 알 수도 있다. 그러나, 두 유형의 제어기 모두에 대해 2 가지 값의 에너지 시그마를 유발할 수 있는 선량 시그마 값이 존재하는 직사각형 슬릿은 해당되지 않는다. LEC 제어기와 직사각형 슬릿의 조합은 불안정성 마진에 가까운 이득에 대해 단조성을 상실하지만 이는 도 2로부터는 명백하지 않다.
ASML 슬릿을 구비한 제어기에서도 선량 시그마가 더 작아지므로 에너지 시그마가 더 커진다는 것을 알 수 있다. 당업자는 에너지 시그마/선량 시그마 비율을 사용하여 이득을 제어할 때 문제를 일으키므로, 이 비율에 의해 제어기가 동작할 수 있도록 충분히 작은 평균 선량이 충분히 작은 에너지 시그마를 유발하는 범위로 동작하는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 것과 동일한 4 가지 제어기 및 슬릿의 조합에 대한 에너지 시그마/선량 시그마 비율의 로그 대 이득의 그래프를 도시한다. 4 가지 조합 모두에 대해 log(에너지 시그마/선량 시그마) 및 이득 사이의 관계가 또한 단조적임이 명백하다.
도 4는 4 가지 상이한 조건의 FDG에 대해 ASML 슬릿을 구비한 SEC의 에너지 시그마 대 선량 시그마의 그래프를 도시한다. ± 25% 및 ± 50% 조건은 원하는 시스템 이득의 변동이 각각 25% 및 50%임을 의미한다. (25%의 FDG는 고주파수 이득이 저주파수 이득보다 25% 크다는 것을 의미하다. 종래 기술은 저주파수 이득 또는 고주파수 이득을 선택하고, 그 주파수에 대한 이득을 최적화한다. 이는 다른 주파수에서의 순 이득이 너무 다른 경우에 시스템을 위험에 처하게 한다.) 당업자는, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 에너지 시그마 또는 선량 시그마의 어느 하나의 개선(즉, 값의 감소)이 다른 것의 열화(즉, 값의 증가)를 초래함을 이해할 것이다. 따라서, 일반적인 목표는 다른 하나를 크게 증가시키지 안고 둘 모두를 가능한 한 낮게 유지하는 것이며, 이는 각각의 특정의 그래프의 좌측 하단 모서리에서 최적의 동작 조건이 발견된다는 것을 의미한다.
도 5는 5 가지 상이한 조건의 FDG에 대해 ASML 슬릿을 구비한 SEC의 에너지 시그마/선량 시그마 비율의 로그 대 이득의 그래프를 도시한다. 삼각형으로 마킹되고 FDG가 0인 도 5의 중심 곡선은 도 3의 ASML 슬릿을 구비한 SEC에 대한 곡선과 동일함에 주목한다. 주어진 이득에 대한 에너지 시그마/선량 시그마 비율(및 따라서 이것의 로그)는 FDG 변화에 따라 변하고, 특정 에너지 시그마/선량 시그마 비율은 다양한 제어기 이득 설정, 즉 이득과 FDG의 다양한 조합에 대응한다. 따라서, 에너지 시그마/선량 시그마 비율을 사용하면, 종래 기술의 해결책과 달리, 제어기는 임의의 특정의 FDG 레벨에 대해 필요에 따라 이득을 조정할 수 있다. 예시된 그래프는 SEC에 대한 것이지만, 도 3의 임의의 다른 그래프에 대해서도, 따라서 LEC 및/또는 직사각형 슬릿에 대해서도 동일한 결과가 얻어질 것으로 예상된다.
도 6은 또한 ASML 슬릿을 구비한 SEC에 대한 그리고 5 가지 상이한 조건의 FDG에 대한 에너지 시그마/선량 시그마 비율의 로그 대 선량(도 5에서와 같은 이득이 아님)의 그래프를 도시한다. 도 7은 축이 교환된 예상되는 동작 영역에 대응하는 도 6의 그래프의 일부의 확대도이다. 선량 시그마는 에너지 시그마/선량 시그마 비율의 로그에 따라 크게 변하지 않는다는 것을 알 수 있다. 당업자는, 시스템 작동의 불확실성에 기인되어 시그마/선량 비율이 변화되는 경우에 실제 선량에 대해 작은 이득이 존재하도록, 제어기 이득이 레이저 이득의 역수와 일치하는 위치에서 동작하는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, ASML 슬릿을 구비한 SEC의 경우, 에너지 시그마/선량 시그마 비율의 로그가 2 내지 3의 범위에 있도록 동작하는 것이 바람직하다. 당업자는 또한 다른 구성의 LEC 및/또는 직사각형 슬릿에 대해서도 유사한 결과가 얻어진다는 것을 이해할 것이다.
경험에 따르면 에너지 시그마 대 선량 시그마는 특정 제어기의 FDG의 강력한 함수임을 보여준다. 당업자는 에너지 시그마 대 선량 시그마가 노이즈에 상당히 의존하고 있으나, 도면에서는 명백하지 않으나, 에너지 시그마/선량 시그마 비율은 노이즈 레벨과는 거의 무관함을 확인할 수 있다.
도 8 및 도 9는 큰 FDG 변동이 존재하는 경우에 설명된 시그마/선량 비율을 사용하는 시스템의 성능을 도시한다. 종래 기술의 시스템에서는 하나의 주파수(고주파)에서만 시스템 이득을 알 수 있으나 저주파수에서의 이득은 변한다. 전통적인 dv/de를 사용하면, 고주파수에서 FDG가 50%인 경우, 이득은 고주파수에서의 1.0의 이득으로부터 저주파수에서의 2.0으로 증가한다.
도 8은 현재의 방법과 종래의 방법의 둘 모두를 사용하여 시스템 이득의 단일 단계가 있는 경우의 펄스의 수에 대한 제어기 이득의 역수의 그래프이다. 곡선 802는 현재의 방법이 사용될 때의 이득의 역수의 그래프이고, 곡선 804는 종래의 방법 하의 이득의 역수의 그래프이다. 현재의 방법은 수천 개의 레이저 펄스에 걸쳐 긴 곡선에서만 응답할 수 있는 종래의 방법보다 훨씬 빠르게 이득의 단계를 따른다는 것을 알 수 있다.
도 9는 신규 방법 및 전통적인 또는 "종래" 방법의 둘 모두를 사용하는 시스템 이득의 큰 변동이 있는 경우의 선량 오차의 그래프를 도시한다. 곡선 902는 신규 방법이 사용될 때의 선량 오차의 그래프이고, 곡선 904는 종래의 방법 하에서의 선량 오차의 그래프이다. 2 개의 방법의 선량 오차는 시스템이 정상 상태일 때 동등하며, 약 25,000 펄스 및 75,000 펄스에서 시스템 이득이 변화하며, 종래의 방법은 큰 선량 변동을 보인 후에 회복됨을 알 수 있다. 다른 한편, 신규 방법은 시스템 이득의 변화에 대하여 공칭 선량 레벨에 근접하는 더 빠른 속도로 회복된다.
도 10은 본 접근법의 일 실시형태에 따른 방법(1000)의 일 실시형태의 흐름도이다.
단계 1002에서, 선량 제어기는 에너지 목표치 및 제 1 레이저 전압을 수신한다. 제 1 레이저 전압은 레이저 소스로 하여금 스캐너에서 선량 목표치에 근접하는 선량을 생성할 것으로 예상되는 출력 에너지를 생성하게 하도록 선택된다. 제 1 레이저 전압은 스캐너가 감시하는 교정 프로세스를 통해 선택된다.
단계 1004에서, 선량 제어기는 레이저 소스로 하여금 제 1 레이저 전압을 사용하여 레이저 펄스를 발사하게 한다. 펄스가 발사됨에 따라, 단계 1006에서, 도 1의 센서(145)와 같은 센서는 펄스용 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정한다. 다른 실시형태에서, 도 1의 센서50)와 같은 제 2 센서는 펄스로부터의 에너지 및/또는 스캐너(140)에서 수취되는 펄스로부터의 선량을 측정한다. 일부의 실시형태에서, 이들 측정은 각각의 펄스 이후에 수행되는 반면, 다른 실시형태에서는 이 측정이 몇 개의 펄스 이후에 또는 임의의 원하는 샘플링 간격으로 수행된다. 단계 1008에서, 목표 에너지와 측정된 에너지 사이의 오차 및 원하는 선량과 측정된 선량 사이의 오차가 계산된다. 선량 제어기는 또한 발사된 레이저 펄스의 수를 카운트한다.
다음에, 단계 1010에서, 선량 제어기는 원하는 통계를 결정하기에 충분한 펄스가 발사되었는지의 여부를 결정한다. 위와 같이, 펄스의 수는 설명된 값이 계산될 수 있을 정도로 충분히 커야 한다. 이 수는 경험에 기초하여 사전에 선택될 수 있고, 또는 선량 제어기는 충분한 레이저가 발생했는지의 여부를 결정할 수 있는 명령을 포함할 수 있다. 그렇게 하는 것에 충분한 레이저 펄스가 발사되지 않은 경우, 본 방법은 단계 1020으로 진행하고, 기존의 제어기 이득은 에너지 목표치와 측정된 에너지 사이의 오차에 적용된다.
충분한 레이저 펄스가 발사되었으면, 단계 1012에서, 선량 제어기는 측정된 에너지 오차로부터 선량 오차를 계산하고, 또는 일부의 실시형태에서는, 선량 오차가 직접 측정된 다음에 단계 1014에서, 위에서 설명한 바와 같이 펄스의 수에 걸쳐 각각 선량 에너지의 변동 및 출력 에너지의 변동을 나타내는 선량 시그마 및 에너지 시그마가 측정된다. 이러한 측정 및 결정은 본 기술분야의 통상의 기술의 범위 내에 있다.
단계 1016에서, 선량 시그마 및 에너지 시그마의 결정된 값을 사용하여, 선량 제어기는 선량 시그마에 대한 에너지 시그마의 비율을 계산한다. 에너지 시그마와 선량 시그마의 비율을 사용하여, 단계 1018에서, 선량 제어기는 제어기 이득을 조정한다.
단계 1020에서, 선량 제어기는 에너지 시그마 대 선량 시그마의 비율을 결정하기에 충분한 레이저 펄스가 있는 경우에 단계 1018에서 조정된 제어기 이득을 사용하거나, 또는 충분한 레이저 펄스가 없는 경우에 목표 에너지와 측정된 에너지 사이의 차이에 기초한 제어기 이득을 사용하여 제어기 이득을 갱신한다.
단계 1022에서, 선량 제어기는 새롭게 스케일링된 오차와 이전의 전압에 기초하여 갱신된 레이저 전압을 결정한다. 다음에 본 방법은 단계 1004로 되돌아가고, 선량 제어기는 갱신된 레이저 전압을 사용하여 레이저 소스를 발사시킨다.
상기한 바와 같이, 에너지 시그마 및 선량 시그마, 이에 따라 에너지 시그마 대 선량 시그마의 비율을 계산하는 데에 필요한 평균을 결정하는데 충분한 시간을 선량 제어기에 부여하기 위해 각각의 전압에서 몇 개의 펄스가 발사된다는 것이 이해될 것이다. 또한 상기한 바와 같이, 이 펄스의 수는 종래 기술의 dv/de 비율을 계산하는데 필요한 전형적으로 수천 개의 펄스의 수보다 훨씬 낮다. 충분한 수의 레이저 펄스가 존재하면, 에너지 시그마 및 선량 시그마는 각각의 펄스 이후에 재계산될 수 있거나, 또는 선량 제어기는 에너지 시그마 및 선량 시그마를 재계산하기 위한 완전히 새로운 세트의 적절한 수의 펄스가 발생할 때까지 대기할 수 있다.
개시된 방법 및 장치는 위에서 수 개의 실시형태를 참조하여 설명되었다. 본 개시에 비추어, 다른 실시형태가 당업자에게 명백할 것이다. 설명된 방법 및 장치의 특정 양태는 상기 실시형태에서 설명된 구성 이외의 구성을 사용하여 또는 상기한 요소 이외의 요소와 결합하여 쉽게 구현될 수 있다.
다양한 구성, 구성요소 및 파라미터의 특정의 실시례가 제공되었으나, 당업자는 특정의 DUV 시스템에 적절할 수 있는 다른 가능성을 결정할 수도 있을 것이다. 당업자는 상이한 유형의 소스 레이저 및 기타 광학계, 또는 기타 구성요소, 또는 상이한 주파수 펄스를 어떻게 보상하는지를 이해할 것이다.
선량 제어기(130)는 프로세서 및 메모리를 포함하는 임의의 컴퓨팅 시스템일 수 있고, 이 시스템은 컴퓨터 독출가능 저장 매체 자체로부터 오거나 이 매체에 상주하는 전술한 동작을 수행하기 위한 소프트웨어 명령을 실행하는 퍼스널 컴퓨터, 서버, 또는 기타 처리 시스템을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 대안적으로, 선량 제어기(130)는 전술한 동작을 수행하기 위해 특수하게 구성된 펌웨어를 갖추거나 갖추지 않은 ASIC(application specific integrated circuit) 또는 기타 하드와이어드 장치와 같은 임의의 전용 하드웨어일 수 있다.
또한 설명된 방법 및 장치는 프로세스, 장치, 또는 시스템 등 많은 방법으로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에 기재된 방법은 이러한 방법을 수행하도록 프로세서에게 지시하는 프로그램 명령에 의해 부분적으로 구현될 수 있고, 이러한 명령은 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다용도 디스크(DVD)와 같은 광 디스크, 플래시 메모리 등과 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된다. 일부의 실시형태에서, 프로그램 명령은 원격으로 저장되고, 광 통신 링크 또는 전자 통신 링크를 통해 네트워크 상에서 전송될 수 있다. 본 명세서에 설명된 방법의 단계들의 순서는 변경될 수 있으며, 여전히 본 개시의 범위 내에 있음에 유의해야 한다.
실시형태에 대한 이들 및 기타 변형형태는 본 개시에 포함되며, 첨부한 청구범위에 의해서만 제한된다.
이 실시형태들은 다음의 절을 이용하여 더 설명될 수 있다.
1. 레이저 광의 선량 제어 방법으로서,
선량 제어기에 의해, 에너지 목표치 및 제 1 레이저 전압을 수신하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 레이저 소스로 하여금 상기 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계;
센서에 의해, 상기 복수의 펄스의 각각에 대해 상기 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하는 단계;
소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 선량 제어기에 의해, 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 복수의 펄스로부터 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 수신하는 단계;
상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 비율의 변화에 응답하여 상기 제어기 이득을 갱신하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 전압을 갱신하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 레이저 소스로 하여금 상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계를 포함하는, 레이저 광의 선량 제어 방법.
2. 제 1 절에 있어서, 각각의 복수의 레이저 펄스는 심자외선 파장이다.
3. 제 1 절에 있어서, 상기 에너지 시그마는 소정 개수의 레이저 펄스에 걸쳐 상기 스캐너에서 수취된 에너지의 표준 편차를 나타낸다.
4. 제 1 절에 있어서, 상기 선량 시그마는 상기 개수의 레이저 펄스의 가중 이동 평균 선량 오차이다.
5. 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템으로서,
복수의 펄스의 각각에 대해 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하기 위한 센서; 및
선량 제어기를 포함하며, 상기 선량 제어기는,
에너지 목표치 및 레이저 전압을 수신하고;
상기 레이저 소스로 하여금 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 펄스를 발사하게 하고;
소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하고;
상기 복수의 펄스에 대해, 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 상기 스캐너로부터 수신하고;
상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하고;
상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하고;
상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하고;
상기 비율의 변화에 응답하여 제어기 이득을 갱신하고;
상기 제어기 이득의 변화에 응답하여 상기 레이저 전압을 갱신하고;
상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 상기 레이저 소스로 하여금 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하도록 구성된다.
6. 제 5 절에 있어서, 각각의 복수의 레이저 펄스는 심자외선 파장이다.
7. 제 5 절에 있어서, 상기 에너지 시그마는 소정 개수의 레이저 펄스에 걸쳐 상기 스캐너에서 수취된 에너지의 표준 편차를 나타낸다.
8. 제 5 절에 있어서, 상기 선량 시그마는 상기 개수의 레이저 펄스의 가중 이동 평균 에너지 오차이다.
9. 컴퓨팅 장치로 하여금 레이저 광의 선량 제어를 위한 방법을 실행하게 하기 위한 명령이 포함된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 방법은,
선량 제어기에 의해, 에너지 목표치 및 제 1 레이저 전압을 수신하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 레이저 소스로 하여금 상기 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계;
센서에 의해, 상기 복수의 펄스의 각각에 대해 상기 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하는 단계;
소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 복수의 펄스로부터 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 수신하는 단계;
상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 비율의 변화에 응답하여 상기 제어기 이득을 갱신하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 제어기 이득의 변화에 응답하여 상기 레이저 전압을 갱신하는 단계;
상기 선량 제어기에 의해, 상기 레이저 소스로 하여금 상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계를 포함한다.

Claims (9)

  1. 레이저 광의 선량 제어 방법으로서,
    선량 제어기에 의해, 에너지 목표치 및 제 1 레이저 전압을 수신하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 레이저 소스로 하여금 상기 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계;
    센서에 의해, 상기 복수의 펄스의 각각에 대해 상기 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하는 단계;
    소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 선량 제어기에 의해, 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 복수의 펄스로부터 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 수신하는 단계;
    상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 비율의 변화에 응답하여 상기 제어기 이득을 갱신하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 제어기 이득 및 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 전압을 갱신하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 레이저 소스로 하여금 상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계를 포함하는, 레이저 광의 선량 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 복수의 레이저 펄스는 심자외선 파장인, 레이저 광의 선량 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 시그마는 소정 개수의 레이저 펄스에 걸쳐 상기 스캐너에서 수취된 에너지의 표준 편차를 나타내는, 레이저 광의 선량 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선량 시그마는 상기 개수의 레이저 펄스의 가중 이동 평균 선량 오차인, 레이저 광의 선량 제어 방법.
  5. 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템으로서,
    복수의 펄스의 각각에 대해 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하기 위한 센서; 및
    선량 제어기를 포함하며, 상기 선량 제어기는,
    에너지 목표치 및 레이저 전압을 수신하고;
    상기 레이저 소스로 하여금 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 펄스를 발사하게 하고;
    소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하고;
    상기 복수의 펄스에 대해, 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 상기 스캐너로부터 수신하고;
    상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하고;
    상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하고;
    상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하고;
    상기 비율의 변화에 응답하여 제어기 이득을 갱신하고;
    상기 제어기 이득의 변화에 응답하여 상기 레이저 전압을 갱신하고;
    상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 상기 레이저 소스로 하여금 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하도록 구성된, 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    각각의 복수의 레이저 펄스는 심자외선 파장인, 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 에너지 시그마는 소정 개수의 레이저 펄스에 걸쳐 상기 스캐너에서 수취된 에너지의 표준 편차를 나타내는, 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 선량 시그마는 상기 개수의 레이저 펄스의 가중 이동 평균 에너지 오차인, 레이저 광의 선량 제어용 레이저 시스템.
  9. 명령이 포함된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 명령은 컴퓨팅 장치로 하여금 레이저 광의 선량 제어를 위한 방법을 실행하게 하기 위한 것이며, 상기 방법은:
    선량 제어기에 의해, 에너지 목표치 및 제 1 레이저 전압을 수신하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 레이저 소스로 하여금 상기 제 1 레이저 전압으로 시작하는 복수의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계;
    센서에 의해, 상기 복수의 펄스의 각각에 대해 상기 레이저 소스에 의해 생성되는 출력 에너지를 측정하는 단계;
    소정 개수의 레이저 펄스에 대해, 하나 이상의 펄스 이후에, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 에너지 목표치와 상기 측정된 출력 에너지 사이의 차이에 기초하여 상기 제 1 레이저 전압을 조정하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 복수의 펄스로부터 스캐너에서 수취된 선량 에너지의 측정값을 수신하는 단계;
    상기 개수의 레이저 펄스가 발사되면, 상기 선량 제어기에 의해, 상기 개수의 레이저 펄스에 걸친 평균 출력 에너지의 변동을 나타내는 에너지 시그마를 결정하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 스캐너에서 수취된 선량 에너지와 선량 목표치 사이의 변동을 나타내는 선량 시그마를 결정하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 선량 시그마에 대한 상기 에너지 시그마의 비율을 계산하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 비율의 변화에 응답하여 상기 제어기 이득을 갱신하는 단계;
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 제어기 이득의 변화에 응답하여 상기 레이저 전압을 갱신하는 단계; 및
    상기 선량 제어기에 의해, 상기 레이저 소스로 하여금 상기 갱신된 레이저 전압을 사용하여 추가의 레이저 펄스를 발사하게 하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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