KR20220046667A - 가스 제어 방법 및 관련된 용도 - Google Patents

Abstract

방사선 소스의 가스 격실의 온라인 제어를 위한 가스 제어 시스템 및 방법이 제공된다. 본 방법은 엑시머 레이저와 같은 방사선 소스의 매개변수를 측정하는 것을 포함하며, 이 매개변수는 레이저에 인가된 전기 자극 및/또는 레이저에 의해 생성된 방사선의 특성 및/또는 가스 격실 내의 소모재의 양을 기술하는 것이다. 매개변수의 함수는 임계값과 비교되며, 매개변수가 임계값을 위반하면 가스의 양은 매개변수를 기반으로 계산된다. 가스 격실로부터 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 명령이 제공된다. 방사선 소스의 사용 중에 가스는 격실 내로 주입되거나 빼내질 수 있으며, 그에 의하여 가스 격실을 퍼지 및 리필하기 위해 방사선 소스를 오프라인으로 전환해야 할 필요성을 줄이거나 없앤다.

Description

가스 제어 방법 및 관련된 용도

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2019년 9월 19일에 출원되고 발명의 명칭이 "GAS CONTROL METHOD AND RELATED USES"인 미국 출원 제62/902,946호의 우선권을 주장하며, 이의 내용은 원용에 의해 전체적으로 본 명세서 내에 포함된다.

본 발명은 가스 제어 방법 및 관련된 용도에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 방사선 소스에 대한 가스 제어 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로 적용시키도록 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 (또는 흔히 "디자인 레이아웃" 또는 "디자인"으로 지칭됨)을 기판 (예를 들어, 웨이퍼) 상에 제공된 방사선-감응 재료 (레지스트)의 층 상으로 투영시킬 수 있다.

반도체 제조 공정이 계속 발전함에 따라, 통상적으로 "무어(Moore)의 법칙"으로 지칭되는 추세에 따라 회로 요소의 치수는 지속적으로 감소되고 있는 반면, 디바이스마다 트랜지스터와 같은 기능적 요소들의 양은 수십 년 동안 꾸준히 증가하고 있다. 무어의 법칙을 따르기 위해 반도체 산업은 갈수록 더 작은 피처의 생성을 가능하게 하는 기술을 추구하고 있다. 패턴을 기판 상에 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 패터닝된 피처의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용 중인 전형적인 파장은 365㎚ (i-line), 248㎚, 193㎚ 및 13.5㎚이다. 5 내지 100㎚ 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 기판 상에 더 작은 피처를 형성하기 위해 사용될 수 있다.

하나의 공지된 유형의 방사선 소스는 엑시머 레이저이다. 엑시머 레이저는 전형적으로 레이저 광의 생성을 위하여 비활성 가스 (예를 들어, 아르곤, 크립톤 또는 크세논)와 반응성 가스(예를 들어, 불소 또는 염소)의 조합물을 사용한다. 전기 자극 및 제어된 압력 조건 하에서, 엑시머 분자가 생성되며 이는 해리되어, 예를 들어 위에 나열된 파장에서 레이저 광을 발생시킨다.

일반적인 레이저는 전형적으로 미리정해진 압력과 미리정해진 농도의 가스가 있는 가스 격실(compartment)을 갖고 있다. 이 미리정해진 압력 및 미리정해진 농도는 예상되는 사용 특성 (예를 들어, 예상 사용 빈도, 듀티 사이클(duty cycle) 및/또는 구동 전압)에 따라 선택되며, 예상 사용 특성을 갖고 사용 중인 레이저의 효율을 향상시키기 위해 선택된다. 예상 사용 특성은 전형적으로 고객이 "전형적으로"' 사용할 것을 기반으로 선택된다. 전형적으로 사용되는 사용 특성은 평균적인 사용 사례로 지칭될 수 있다. 사용자가 예상되지 않은 특성으로 레이저를 작동한다면, 레이저의 효율이 감소될 수 있다. 즉, 사용자가 평균적인 사용 사례와 상이한 특성으로 레이저를 작동한다면, 그러면 레이저의 효율이 감소될 수 있다.

일반적인 엑시머 레이저의 효율성은 전형적으로, 예를 들어 반응성 가스의 소모 및/또는 레이저 모듈 노화로 인하여 시간이 지남에 따라 감소한다. 이 효율성 감소는 전형적으로 가스를 주기적으로 퍼지(purging) 및 리필(refilling)함으로써 극복된다. 퍼지 및 리필 공정에서, 가스 격실은 비워지고, 진공 또는 거의 진공 상태가 되며 또한 미리정해진 압력과 미리정해진 농도의 가스로 리필된다..

반응성 가스가 가스 격실의 내부 표면과 (예를 들어, 흡수, 흡착 및 기타 반응을 통하여) 상호 작용하여 그에 의하여 가스 격실 내의 이 반응성 가스 농도를 감소시키는 것은 일반적이다. 반응성 가스는 또한 가스 격실 내에서 방사선을 생성하기 위해 소모되며, 그에 의하여 가스 격실 내에서의 이 반응성 가스 농도를 감소시킨다. 즉, 일부 가스는 소모재로 간주될 수 있다. 전형적으로, 소모재는 시간이 지남에 따라 줄어들며, 따라서 보충 및/또는 교체를 필요로 한다. 일반적인 엑시머 레이저 시스템에서, 공지된 방법은 대체로 소모재의 소모를 효과적으로 또는 효율적으로 측정 또는 예측할 수 없다. 결과적으로, 과거에는 가스가 원하는 상태로 재설정되는 것을 보장하기 위하여 가스 격실을 퍼지하고 리필하는 것이 더 적절하였다. 공지된 퍼지 및 리필 공정은 주기적으로, 예를 들어 몇 주마다 수행된다.

퍼지 및 리필 공정 중에, 레이저는 오프라인(offline)으로 전환되어야 한다 (즉, 퍼지 및 리필 공정 중에 레이저는 방사선을 생성하지 않는다). 레이저를 오프라인으로 전환하는 것은 사용자의 처리량에 부정적인 영향을 미친다 (예를 들어, 레이저로부터 방사선을 받아들이도록 구성된 리소그래피 장치의 사용이 상당한 시간 동안 중단된다).

개선된 엑시머 레이저를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 공지된 엑시머 레이저보다 개선된 효율 제어를 갖는 및/또는 본 명세서에서 언급되거나 다른 곳에서 언급되든지 간에 일반적인 엑시머 레이저와 연관된 일부 다른 단점을 극복하는 엑시머 레이저를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 방사선 소스의 가스 격실의 가스 제어 시스템을 제어하는 방법이 제공되며, 본 방법은 엑시머 레이저의 매개변수를 측정하는 것-매개변수는 레이저에 인가된 전기 자극 및/또는 레이저에 의해 생성된 방사선의 특성 및/또는 가스 격실 내의 소모재의 양을 기술하는 것임-; 매개변수의 함수를 임계값과 비교하는 것; 매개변수가 임계값을 위반한다는 결정에 응답하여, 가스의 양을 매개변수를 기반으로 계산하는 것; 및 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 명령을 가스 제어 시스템에 제공하는 것을 포함한다.

가스 제어 시스템 및 그의 연관된 사용 방법의 제공은 유리하게는 가스 격실 내의 가스의 압력 및/또는 격실 내의 상이한 가스들의 상대 농도의 온라인 가스 제어를 가능하게 한다. 즉, 가스 제어 시스템은 방사선 소스의 사용 중에 가스를 주입하거나 빼내기 위해 사용될 수 있으며, 그에 의하여 가스 격실을 퍼지 및 리필하기 위해 방사선 소스를 오프라인으로 전환해야 할 필요성을 줄이거나 없앤다. 온라인 가스 제어는 유리하게는 퍼지 및 리필 공정과 연관된 시간의 손실을 줄이거나 방지한다. 예를 들어 사용자가 효율성을 저해하지 않고 낮은 듀티 사이클 (그러나 이에 제한되지 않음)과 같은 예상치 못한 매개변수로 방사선 소스를 작동하기를 원한다면, 온라인 가스 제어는 유리하게는 개별적인 사용자의 요구 사항에 맞춰지는 방사선 소스의 능력을 증가시킨다. 방사선 소스는 엑시머 레이저일 수 있다.

매개변수의 함수는 하나 이상의 매개변수의 임의의 함수일 수 있다. 함수는 유니터리(unitary) 함수일 수 있으며, 즉 매개변수의 함수는 단순히 매개변수일 수 있다.

방사선 소스는 가스 격실로의 가스의 제공 또는 가스 격실로부터의 가스의 제거 동안에 방사선을 생성할 수 있다. 방사선은 펄스형일 수 있다. 가스 격실은 가스를 담을 수 있다. 격실 내의 가스는 가스들의 조합물을 포함할 수 있다. 즉, 가스는 제1 종(species)의 가스와 제2 종의 가스를 포함할 수 있다. 가스의 조합물은 불활성 가스와 반응성 가스를 포함할 수 있다. 불활성 가스는 비활성 가스, 예를 들어 아르곤, 크립톤 등을 포함할 수 있다. 반응성 가스는 할로겐, 예를 들어 불소를 포함할 수 있다.

가스의 양을 계산하는 것은 매개변수의 함수를 기반으로 가스 특성을 계산하는 것을 더 포함할 수 있다. 유익하게는, 레이저와 연관된 가스 특성을 계산함으로써, 표준 및 공지된 가스 이론 및/또는 경험적 관찰 및/또는 사용 사례가 사용되어 가스의 양을 계산할 수 있다. 유익하게는, 레이저와 연관된 가스 특성을 계산함으로써, 가스의 양은 정확하게 그리고 효율적으로 계산될 수 있다.

가스의 양을 계산하는 것은 추가로 가스 특성을 기반으로 할 수 있다.

가스 특성은 가스 압력 및/또는 가스 농도를 포함할 수 있다. 가스 특성은 압력과 관련된 또 다른 특성, 예를 들어 부피, 분자 수, 온도를 포함할 수 있다.

가스 특성은 농도의 측정량(measure), 예를 들어 제1 및/또는 제2 가스의 양 및/또는 제1 및/또는 제2 가스의 상대 농도를 포함할 수 있다.

가스의 양은 제1 가스의 양과 제2 가스의 양을 포함할 수 있다. 유익하게는, 제1 및 제2 가스를 제공 및/또는 제거함으로써, 가스 격실 내의 가스의 농도는 제어될 수 있다. 제1 가스와 제2 가스는 상이한 종일 수 있다.

본 방법은 제1 및 제2 매개변수를 측정하는 것을 더 포함할 수 있다. 부가적으로, 2개보다 많은 매개변수가 측정될 수 있다.

가스의 양은 제1 및 제2 매개변수를 기반으로 계산될 수 있다. 2개보다 많은 매개변수가 이용되어 가스의 양을 계산할 수 있다. 유익하게는, 가스의 양을 계산하기 위해 하나보다 많은 매개변수를 사용하는 것이 단일 매개변수를 사용하거나 매개변수를 사용하지 않는 것보다 더 정확한 계산을 제공할 수 있다. 유익하게는, 가스의 양을 계산하기 위해 하나보다 많은 매개변수를 사용하는 것은 가스 격실 내의 가스의 하나보다 많은 특성이 제어되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 가스 압력 및 가스 농도가 제어될 수 있다.

제1 매개변수는 가스 격실 내의 소모재의 양일 수 있다. 유익하게는 가스의 양을 계산하기 위하여 소모재의 양을 사용하는 것은 더욱 정확한 계산을 제공할 수 있다. 유익하게는, 가스의 양을 계산하기 위해 소모재의 양을 사용하는 것은 가스 격실 내의 가스의 하나보다 많은 특성이 제어되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 가스 격실 내의 가스 압력 및 소모재의 양이 제어될 수 있다.

본 방법은 가스 격실 내의 소모재의 양을 측정하기 위하여 센서를 사용하는 것을 더 포함할 수 있다. 소모재의 양을 측정하기 위하여 센서를 사용하는 것은 유리하게는 퍼지 및 리필 공정을 사용하지 않고 소모재가 정확하게 보충되게 하는 능력을 향상시킨다. 소모재의 양을 측정하기 위한 센서의 사용은 유리하게는 퍼지 및 리필 공정과 연관된 시간 손실을 추가로 감소시키거나 방지한다.

센서는 반응성 가스 센서를 포함할 수 있다.

센서는 불소 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 F₂ 센서를 포함할 수 있다.

임계값은 미리정해진 매개변수의 함수를 포함할 수 있다. 함수는 유니터리 함수(unitary)일 수 있다 (즉, 임계값은 단순히 미리정해진 매개변수일 수 있다). 임계값은 다수의 미리정해진 매개변수의 임의의 함수를 포함할 수 있다. 상기 미리정해진 매개변수는 레이저에 가해진 전기 자극 및/또는 레이저에 의해 생성된 방사선의 특성 및/또는 가스 격실 내의 소모재의 양을 기술할 수 있다.

본 방법은 매개변수의 함수가 임계값을 초과한다는 결정에 응답하여, 매개변수와 연관된 카운터를 업데이트하는 것을 더 포함할 수 있다. 카운터를 미리정해진 양만큼 증가 또는 감소시킴으로써 카운터는 업데이트될 수 있다. 카운터는 함수, 예를 들어 측정된 매개변수의 함수 및 임계값에 의해 이를 증가 또는 감소시킴으로써 업데이트될 수 있다.

가스의 양의 계산은 부가적으로 카운터를 기반으로 할 수 있다.

본 방법은 매개변수의 제1 측정 세트를 기록하는 것; 상기 제1 측정 세트의 제1 함수를 계산하는 것; 매개변수의 제2 측정 세트를 기록하는 것; 상기 제2 측정 세트의 제2 함수를 계산하는 것; 및 제1 및 제2 함수를 기반으로 가스의 양을 계산하는 것을 더 포함할 수 있다. 제1 함수는 제1 측정 세트의 평균일 수 있다. 제2 함수는 제2 측정 세트의 평균일 수 있다. 제2 함수는 주기적으로 업데이트될 수 있다. 제2 함수는 새로운 측정 후에 다시 계산될 수 있다. 제2 함수는 주어진 시간 간격 후에 다시 계산될 수 있다. 제2 함수는, 예를 들어 이동 평균일 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 가스 격실, 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성된 가스 제어 시스템, 및 제1 양태의 방법을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 방사선 소스가 제공된다.

가스 제어 시스템의 제공은 유리하게는 가스 격실 내의 가스의 압력 및/또는 격실 내의 상이한 가스들의 상대 농도의 온라인 가스 제어를 가능하게 한다. 즉, 가스 제어 시스템은 방사선 소스의 사용 동안 (즉, 방사선 소스가 방사선을 생성하고 있을 때) 가스를 주입하거나 빼내기 위해 사용될 수 있으며, 그에 의하여 퍼지 및 리필 공정을 수행하기 위해 방사선 소스를 오프라인으로 전환해야 할 필요성을 줄이거나 없앤다. 예를 들어 사용자가 효율성을 저해하지 않고 낮은 듀티 사이클 (그러나 이에 제한되지 않음)과 같은 예상치 못한 매개변수로 방사선 소스를 작동하기를 원한다면, 온라인 가스 제어는 유리하게는 개별적인 사용자의 요구 사항에 맞춰지는 방사선 소스의 능력을 증가시킨다. 방사선 소스는 엑시머 레이저일 수 있다.

가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제1 가스 소스 또는 가스 싱크에 연결되고 제2 종단에서 가스 격실에 연결된 제1 파이프라인을 더 포함할 수 있다. 가스 소스는, 예를 들어 가스 공급부일 수 있다. 가스 싱크는, 예를 들어 가스를 수용하도록 설계된 컨테이너일 수 있다. 제1 파이프라인은 도관을 포함할 수 있으며 및/또는 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있다.

가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제2 가스 소스 또는 제2 가스 싱크에 연결되고 제2 종단에서 가스 격실에 연결된 제2 파이프라인을 더 포함할 수 있다. 제2 가스 소스는, 예를 들어 가스 공급부일 수 있다. 제2 가스 싱크는, 예를 들어 가스를 수용하도록 설계된 컨테이너일 수 있다. 제2 파이프라인은 도관을 포함할 수 있으며 및/또는 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있다.

방사선 소스는 가스 격실과 제1 및/또는 제2 가스 소스 또는 싱크 사이의 가스 흐름을 제어하도록 구성된 가스 제어 장치를 더 포함할 수 있다.

방사선 소스는 격실 내의 소모재의 양을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함할 수 있다.

센서는 격실 내에 위치될 수 있다. 대안적으로, 센서는 가스 격실의 주 챔버 외부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 센서는, 예를 들어 파이프라인을 통해 가스 격실에 연결될 수 있다.

센서는 반응성 가스 센서를 포함할 수 있다.

센서는 불소 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 F₂ 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 가스 격실 및 가스 격실 내의 소모재의 양을 측정하기 위한 센서를 포함하는 방사선 소스가 제공된다.

소모재의 양을 측정하기 위하여 센서를 사용하는 것은 유리하게는 퍼지 및 리필 공정을 수행할 필요를 방지하면서 소모재가 보충될 수 있는 정확도를 향상시킨다. 소모재의 양을 측정하기 위한 센서의 사용은 유리하게는 퍼지 및 리필 공정과 연관된 시간의 손실을 방지한다.

센서는 반응성 가스 센서를 포함할 수 있다.

센서는 불소 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 F₂ 센서를 포함할 수 있다.

방사선 소스는 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성된 가스 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 가스 제어 시스템은 제2 양태에서 기술된 가스 제어 시스템일 수 있다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 방사선 소스의 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성되며 그리고 제1 양태의 방법을 수행하도록 더 구성된 가스 제어 시스템이 제공된다.

가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제1 가스 소스 또는 싱크로의 연결을 위하여 그리고 제2 종단에서 가스 격실로의 연결을 위하여 구성된 제1 파이프라인을 포함할 수 있다. 가스 소스는, 예를 들어 가스 공급부일 수 있다. 가스 싱크는, 예를 들어 가스를 수용하도록 설계된 컨테이너일 수 있다. 제1 파이프라인은 도관을 포함할 수 있으며 및/또는 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있다.

가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제2 가스 소스 또는 싱크로의 연결을 위하여 그리고 제2 종단에서 가스 격실로의 연결을 위하여 구성된 제2 파이프라인을 더 포함할 수 있다. 가스 소스는, 예를 들어 가스 공급부일 수 있다. 가스 싱크는, 예를 들어 가스를 수용하도록 설계된 용기일 수 있다. 제2 파이프라인은 도관을 포함할 수 있으며 및/또는 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있다.

가스 제어 시스템은 가스 격실과 제1 및/또는 제2 가스 소스 또는 싱크 사이의 가스 흐름을 제어하도록 구성된 가스 제어 장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 제2 또는 제3 양태에 따르며 제1 양태의 방법을 수행하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 방사선 소스가 제공된다.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 제2, 제3 또는 제5 양태의 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 제2, 제3, 제4, 제5 또는 제6 양태 중 어느 한 양태의 디바이스가 제1 양태의 방법의 단계를 실행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 본 디바이스는 방사선 소스 및/또는 리소그래피 장치 및/또는 가스 제어 시스템일 수 있다.

본 발명의 제8 양태에 따르면, 제7 양태의 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 매체가 제공된다.

당 업자에게 명백할 바와 같이, 본 명세서의 한 양태에 대해 설명된 특징은 본 명세서에 설명된 다른 양태와 조합하여 사용될 수 있다.

첨부된 개략적인 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 단지 예로서 설명될 것이며, 도면에서:
도 1은 가스 제어 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 가스 제어 시스템을 포함하는 예시적인 방사선 소스를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 가스 제어 시스템을 포함하는 또 다른 예시적인 방사선 소스를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 가스 제어 시스템을 제어하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 가스 제어 시스템을 제어하기 위해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 가스의 양을 계산하기 위해 카운터를 사용하는 예시적인 방법을 도시하는 그래프이다.
도 7은 가스의 양을 계산하는 또 다른 예시적인 방법을 도시하는 그래프이다.

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 (투과식 또는 반사식, 바이너리(binary), 위상-시프팅, 하이브리드(hybrid) 등) 외에, 다른 이러한 패터닝 디바이스의 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 조절하도록 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 지지체(WT)를 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, 굴절식 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. 방사선 소스(SO)는 본 명세서에 기재된 방법에 따라 방사선 소스(SO)의 일부분에 가스의 양을 제공하도록 또는 그로부터 가스의 양을 제거하도록 구성된 가스 제어 시스템(11)을 포함하고 있다. 가스 제어 시스템(11) 및 연관된 방법의 추가 세부사항은 아래에 제공된다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고 및/또는 제어하기 위하여, 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식 및/또는 다른 유형의 광학 구성 요소, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 구성 요소를 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 횡단면에 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 갖도록 방사선 빔(B)을 조절하기 위하여 사용될 수 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), 자기식, 전자기식, 및/또는 정전식 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 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

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) 상의 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 유지하도록 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 장치(LA)의 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(MA), 예를 들어 마스크 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA) 상에 존재하는 패턴 (디자인 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 집속시킨다. 제2 포지셔너(PW) 및 위치 측정 시스템(보이지 않음)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) 및 가능하게는 (도 1에는 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서가 사용되어 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시킬 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)와 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2)와 기판 정렬 마크(W1, W2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크(W1, W2)는 전용 타겟 부분을 점유하고 있지만, 이들은 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수 있다. 기판 정렬 마크(W1, W2)는 이들이 타겟 부분(C)들 사이에 위치될 때 스크라이브-레인 정렬 마크로 알려져 있다.

도 2는 본 발명의 예시적인 구현 형태에 따른 방사선 소스(SO)를 개략적으로 도시하고 있다. 방사선 소스(SO)는 엑시머 레이저를 포함하며, 본 명세서에서는 단순히 소스 또는 레이저(SO)로 지칭될 수 있다. 레이저(SO)는 또한 레이저 시스템으로 지칭될 수 있다. 레이저(SO)는 가스 격실(20)을 포함하고 있다. 가스 격실(20)은 또한 격실, 가스 챔버 또는 단순히 챔버로 지칭될 수 있다. 가스 격실(20)은 가스, 예를 들어 비활성 가스 (예를 들어, 아르곤, 크립톤, 네온 또는 크세논)과 반응성 가스(예를 들어, 불소 또는 염소와 같은 할로겐화물)의 조합물을 포함한다. 가스는 이 조합물에서 상이한 가스의 상대적인 양, 예를 들어 불소의 양에 대한 크립톤의 양에 따라 상대적인 농도를 갖는다. 상대 농도는 단순히 농도로 지칭될 수 있다. 가스는 제어된 압력으로 격실 내에서 유지된다. 예를 들어, 가스는 200 내지 500㎪ 범위의 압력을 가질 수 있다.

가스 격실(20) 내의 가스에 전기 자극이 제공된다. 예를 들어, 전압은 가스 격실(20) 상에 또는 내부에 있는 전극(보이지 않음)에 전달될 수 있다. 방사선이 생성되고, 예를 들어 구멍(보이지 않음)을 통해 가스 격실(20)로부터 방출된다. 방사선은 리소그래피 장치 (예를 들어, 도 1 참조)의 조명 시스템(IL)으로 전달될 수 있는 방사선 빔(B)을 형성한다.

사용시, 가스 격실(20) 내의 가스의 특성은 변화될 수 있다. 가스 격실(20) 내의 가스 압력은 달라질 수 있다. 가스 격실(20) 내의 가스의 온도는 달라질 수 있다. 사용시, 가스 격실(20) 내의 온도 및/또는 압력은 선택된 값에서 벗어나지 않도록 제어된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 가스의 농도는 변화될 수 있다. (다수의 가스의 조합물인) 가스의 농도는 가스 격실(20) 내의 가스의 총량과 비교하여 제1 가스의 양의 측정값(measure)이라는 점이 이해되어야 한다. 일부 가스는 소모재로 간주될 수 있다. 소모재는 시간이 지남에 따라 줄어들 수 있으며, 따라서 교체될 필요가 있을 수 있다.

레이저(SO)는 가스 제어 시스템(21)을 더 포함하고 있다. 가스 제어 시스템(21)은 가스 격실(20) 내로의 및/또는 밖으로의 가스의 흐름을 제어한다. 즉, 가스 제어 시스템은 가스 격실(20)로 가스를 공급할 수 있거나 가스 격실로부터 가스를 제거할 수 있다. 가스 제어 시스템(21)은 제1 종단(23)에서 가스 격실(20)에 연결된 파이프라인(22)을 포함하고 있다.

파이프라인(22)은 또한 또 다른 종단(보이지 않음)에서 외부 가스 공급부(보이지 않음)에 연결되며, 가스를 외부 가스 공급부로부터 가스 격실(20)로 전달하도록 작동 가능하다. 외부 가스 공급부는 가스 소스(gas source)로 지칭될 수 있다. 이 공정은 또한 가스를 주입하는 것, 가스를 제공하는 것, 가스를 전달하는 것 또는 가스를 가스 격실(20) 내로 밀어 넣는 것으로 지칭될 수 있다. 가스를 주입하는 것은 가스 격실(20) 내의 가스 압력을 증가시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가스를 주입하는 것은 한 유형의 가스의 상대 농도를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 부가적인 불소 가스를 아르곤과 불소 가스의 조합물에 주입하는 것은 아르곤에 대한 불소의 상대 농도를 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 파이프라인(22)은 가스를 가스 격실(20)로부터 제거하도록 작동 가능할 수 있다. 이 공정은 가스를 빼내는 것(bleeding)으로 지칭될 수 있다. 가스를 빼내는 것은 가스 격실(20) 내의 가스 압력을 감소시킬 수 있다. 제거된 가스는 외부 가스 공급부 또는 또 다른 가스 장치, 예를 들어 폐기물 컨테이너 또는 가스 제거 장치로 복귀될 수 있으며, 이들 모두는 가스 싱크(gas sink)로 지칭될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 파이프라인은 유체 또는 가스의 운반을 위한 도관을 의미하는 것으로 간주될 수 있다. 도관은 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있으며, 유체, 예를 들어 가스를 운반할 수 있어야 한다는 점에서만 제한된다.

가스 제어 시스템(21)은 하나 이상의 밸브 및/또는 펌프(보이지 않음)뿐만 아니라 임의의 다른 가스 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 파이프라인(22)은, 예를 들어 밸브에 의해 가스 격실(20)에 연결될 수 있으며, 이에 의하여 밸브는 파이프라인(22)과 격실(20) 간의 (또는 가스 격실(20)과 파이프라인(22) 간의) 가스의 흐름을 제어할 수 있다. 따라서, 가스 제어 장치는 가스 소스로부터 가스 격실(20)로의 가스의 흐름 및/또는 가스 격실(20)로부터 가스 싱크로의 가스의 흐름을 제어할 수 있다 (즉, 가스 제어 장치는 가스 소스와 가스 격실(20) 사이, 그리고 가스 격실(20)과 가스 싱크 사이의 가스의 흐름을 제어할 수 있다). 펌프를 사용하여 원하는 방향으로 가스의 흐름을 작동시킬 수 있다.

가스 제어 시스템은 프로세서 및/또는 가스 제어 시스템을 작동시키는 컴퓨터-구현 수단을 더 포함할 수 있다. 프로세서는, 예를 들어 명령을 밸브 및/또는 펌프에 전송함으로써 밸브 및/또는 펌프를 작동시키기 위해 사용될 수 있다. 명령은, 예를 들어 밸브 열기, 밸브 닫기, 흐름 증가, 흐름 감소, 흐름 중지, 흐름 시작 등일 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 예시적인 방사선 소스(SO)를 도시하고 있다. 방사선 소스(SO)는 엑시머 레이저이며, 본 명세서에서 단순히 소스 또는 레이저(SO)로 지칭될 수 있다. 도 3의 레이저(SO)는 2개의 가스 격실(MO, PA)을 포함하고 있다. 가스 격실은 가스, 예를 들어 비활성 가스 (예를 들어, 아르곤, 크립톤, 네온 또는 크세논)와 반응성 가스 (예를 들어, 불소 또는 염소와 같은 할로겐화물)의 조합물을 담고 있다. 가스는 조합물 내에서의 상이한 가스들의 상대적인 양, 예를 들어, 불소의 양에 대한 크립톤의 양에 따라 상대적인 농도를 갖고 있다. 상대 농도는 단순히 농도로 지칭될 수 있다. 가스는 가스 압력을 갖고 있다. 각 가스 격실(MO, PA) 내의 가스 압력은 상이할 수 있다. 가스 유형 및/또는 농도는 각 가스 격실(MO, PA) 내에서 동일할 수 있거나, 각 가스 격실(MO, PA)에서 상이할 수 있다.

제1 가스 격실은 마스터 오실레이터(MO)로 지칭될 수 있으며 레이저 방사선이 생성되는 시드 레이저(seed laser)로서의 역할을 한다. 전기 자극은, 예를 들어 가스 격실(MO) 상의 또는 내부의 전극(미도시)에 전압을 전달함으로써 마스터 오실레이터(MO)에 걸쳐 또는 그 내부에서 제공된다. 방사선은 마스터 오실레이터(MO) 내에서 레이저에 의해 생성되며 제2 가스 격실(PA)로 전달될 수 있다. 제2 가스 격실은 파워 증폭기(PA)로 지칭될 수 있으며, 마스터 오실레이터(MO)로부터 받아들여진 레이저 방사선이 더 높은 파워로 증폭되는 증폭기로서의 역할을 한다. 증폭된 방사선은 파워 증폭기(PA)를 나가며, 리소그래피 장치의 조명 시스템(IL)으로 전달될 수 있는 방사선 빔(B)을 형성한다 (예를 들어, 도 1 참조).

레이저(SO)는 2개의 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)을 더 포함하고 있다. 각 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)은 마스터 오실레이터(MO)와 파워 증폭기(PA) 내로의 및/또는 이들로부터의 가스의 흐름을 각각 제어한다. 즉, 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)은 가스 격실(MO, PA)로 가스를 제공할 수 있거나 이들로부터 가스를 제거할 수 있다. 도 3에서의 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)은 별도의 가스 제어 시스템으로 도시되어 있는 반면에, 이들은 대안적으로 하나의 단일 가스 제어 시스템을 구성할 수 있다.

각 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)은 각 파이프라인(30a 내지 30c, 32)의 제1 종단(보이지 않음)에서 가스 격실(MO, PA)에 연결되는 다수의 파이프라인(30a 내지 30c, 32)을 포함한다. 각 파이프라인(30a 내지 30c, 32)은 도 2를 참조하여 설명된 파이프라인(22)과 유사하며 그 자체로 작동될 수 있다. 예를 들어, 각 파이프라인(30a 내지 30c, 32)은 가스 소스에 및/또는 가스 싱크(도시되지 않음)에 연결될 수 있으며 그의 각각의 격실(MO, PA)에 가스를 제공하도록 또는 격실로부터 가스를 제거하도록 작동 가능할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "파이프라인"은 유체 또는 가스의 운반을 위한 도관을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 도관은 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있으며 유체, 예를 들어 가스를 운반할 수 있어야 한다는 점에서만 제한된다.

가스 제어 시스템(31MO, 31PA)은 하나 이상의 밸브 및/또는 펌프(보이지 않음)뿐만 아니라 임의의 다른 가스 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 파이프라인(30a, 30b, 30c, 32)은, 예를 들어 밸브에 의하여 그들의 각각의 가스 격실(MO, PA)에 연결될 수 있으며, 이에 의하여 밸브는 파이프라인(30a 내지 30c, 32)과 가스 격실(MO, PA) 사이의 (또는 가스 격실(MO, PA)과 파이프라인(30a 내지 30c, 32) 사이의) 가스의 흐름을 제어할 수 있다. 따라서 가스 제어 장치는 가스 소스로부터 가스 격실(MO, PA) 중 하나 또는 둘 모두로의 가스의 흐름 및/또는 가스 격실(MO, PA) 중 하나 이상으로부터 가스 싱크로의 가스의 흐름을 제어할 수 있다 (즉, 가스 제어 장치는 가스 소스(들)와 가스 격실(MO, PA) 사이의, 그리고 가스 격실(MO, PA)과 가스 싱크(들) 사이의 가스 흐름을 제어할 수 있다). 펌프가 사용되어 원하는 방향으로 가스의 흐름을 작동시킬 수 있다.

가스 제어 시스템(31MO, 31PA)은 프로세서(보이지 않음) 및/또는 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)을 작동시키는 컴퓨터-구현 수단을 더 포함할 수 있다. 프로세서는, 예를 들어 명령을 밸브(들) 및/또는 펌프(들)에 전송함으로써 밸브 및/또는 펌프를 작동시키기 위해 사용될 수 있다. 명령은, 예를 들어 밸브 열기, 밸브 닫기, 흐름 증가, 흐름 감소, 흐름 중지, 흐름 시작 등과 같은 명령어를 포함할 수 있다.

제1 가스 제어 시스템(31MO)은 마스터 오실레이터(MO)에 연결되어 있는 3개의 파이프라인(30a 내지 30c)을 포함하고 있다. 제1 파이프라인(30a)은 제1 외부 가스 공급부(보이지 않음), 예를 들어 크립톤 가스 공급부에 연결되어 있으며, 제1 가스 (예를 들어, 크립톤)를 마스터 오실레이터(MO)에 전달하도록 작동 가능하다. 제2 파이프라인(30b)은 제2 외부 가스 공급부(보이지 않음), 예를 들어 불소 가스 공급부에 연결되어 있으며, 제2 가스 (예를 들어, 불소)를 마스터 오실레이터(MO)에 전달하도록 작동 가능하다. 제1 및 제2 파이프라인(30a, 30b)으로부터의 가스 흐름을 변경함으로써, 가스의 압력 그리고 제1 및 제2 가스의 상대 농도는 제어될 수 있다. 제3 파이프라인(30c)은 마스터 오실레이터(MO)로부터 가스를 제거하도록 작동 가능하며, 이에 의하여 마스터 오실레이터(MO) 내의 가스 압력을 감소시킨다. 제1 및 제2 파이프라인(30a, 30b)은 유입 파이프라인으로 지칭될 수 있다. 제3 파이프라인(30c)은 배출 파이프라인으로 지칭될 수 있다.

마스터 오실레이터(MO)는 또한 센서(34)를 포함하고 있다. 센서(34)는 소모재를 측정하기 위해 선택된다. 예를 들어, 센서(34)는 제1 가스 격실(MO) 내의 반응성 가스의 양을 측정할 수 있다. 특정 예에서, 센서(34)는 제1 가스 격실(MO) 내의 불소의 양을 측정하기 위한 불소 센서(예를 들어, F₂ 센서)를 포함하고 있다. 유리하게는, 레이저(SO)의 제1 가스 격실(MO) 내의 소모재의 양을 측정함으로써, 소모재는 모니터링될 수 있으며 필요에 따라 보충될 수 있다. 소모재의 소비가 가스의 농도를 변화시킬 수 있기 때문에 소모재를 측정하기 위한 센서(34)의 사용은 다수의 파이프라인(30a 내지 30c)을 갖는 가스 제어 시스템(31MO)과 조합하여 특히 유리하다. 상이한 가스를 제공할 수 있는 다수의 파이프라인(30a 내지 30c)을 갖는 가스 제어 시스템(31MO)은 소모재의 고갈에 이은 제1 가스 격실(MO) 내의 원하는 농도를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 특정 예에서, 불소 센서는 아르곤-불소 가스 내의 불소의 양을 모니터링할 수 있다. 제1 가스 격실(MO) 내의 불소의 양 (또는 농도)이 원하는 양 아래로 떨어지면, 가스 제어 시스템(31MO)은 제1 파이프라인(30a)을 통해 제1 가스 격실(MO)로의 일정량의 불소의 제공을 지시할 수 있다. 선택적으로, 제2 파이프라인(30b)은 일정량의 아르곤 가스를 제1 가스 격실(MO)에 제공할 수 있다. 제공되는 아르곤과 불소의 상대적인 양을 제어함으로써 가스의 압력과 농도 모두는 제어될 수 있다. 센서(34)가 마스터 오실레이터(MO) 내에 도시되어 있지만, 이는 엑시머 레이저(SO)의 임의의 격실, 예를 들어 제2 가스 격실(PA) 내에 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 센서(34)는 임의의 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)과 조합하여 사용될 수 있다.

도 3의 예에서, 제2 가스 제어 시스템(31PA)은 파워 증폭기(PA)에 연결된 단일 파이프라인(32)을 포함하고 있다. 단일 파이프라인(32)은 단일 파이프라인(32)과 연관된 다수의 도관(보이지 않음)을 포함하고 있으며, 예를 들어 다수의 도관은 단일 파이프라인(32) 내에 들어있을 수 있다. 예를 들어, 파이프라인(32)은 다수의 더 작은 도관을 포함하고 있는 시스(sheath)일 수 있거나, 다수의 도관을 갖는 매니폴드 조립체를 포함할 수 있다. 단일 파이프라인(32)과 연관된 다수의 도관은 3개의 파이프라인(30a 내지 30c)과 비교할 만하며, 또한 그 자체로 작동될 수 있지만 파이프라인/도관의 상이한 배열체를 나타낼 수 있다.

도 3에 도시된 가스 제어 시스템(31MO, 31PA)은 이러한 배열체의 레이저(SO)와 함께 (예를 들어, 마스터 오실레이터(MO)와 파워 증폭기(PA)와 함께) 사용하는 것으로 제한되지 않으나 엑시머 레이저의 임의의 다른 배열체, 예를 들어 도 2에 도시된 것과 함께 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 가스 제어 시스템의 임의의 수의 상이한 배열체가 가능하다는 점 또한 이해되어야 한다. 예를 들어, 가스 격실(MO)과 가스 격실(PA) 모두에 대해 임의의 수의 파이프라인, 예를 들어 하나의 유입구와 2개의 배출구, 또는 매니폴드 유입구와 단일 배출구가 사용될 수 있다.

도 2 및 도 3의 엑시머 레이저(SO)는 엑시머 레이저 방사선 소스의 예시적인 배열체이다. 그러나 예를 들어 상이한 수의 가스 격실을 갖거나 상이한 방향으로의 엑시머 레이저의 다른 배열체가 가능하다. 본 발명의 특징은 적어도 하나의 가스 격실을 갖는 엑시머 레이저의 임의의 배열체에 적용될 수 있으며, 그 자체로 위에서 설명된 배열체들 중 어느 하나에 제한되지 않는다.

엑시머 레이저, 예를 들어 도 2 및 도 3에 도시된 레이저(SO)의 효율은 (예를 들어, 가스의 전기 자극을 제공하기 위한 전압의 인가를 통한) 레이저(SO)에 공급된 에너지와 비교하여 방사선 빔(B)의 출력 에너지의 측정값이다. 레이저(SO)의 효율은, 예를 들어 가스 격실 내의 가스의 압력, 가스 격실 내의 상이한 가스들의 상대 농도, 가스 격실의 내부의 물리적 상태 (예를 들어, 가스 격실 내의 오염은 효율성을 감소시킬 수 있다), 및/또는 사용자의 레이저 사용의 특성(예를 들어, 사용 빈도, 듀티 사이클 또는 선호하는 구동 전압)와 같은 다수의 변수의 영향을 받을 수 있다.

가스 제어 시스템은 레이저의 가스 격실로부터의 가스의 제공 및/또는 제거의 온라인 제어(online control)를 가능하게 한다. 즉, 레이저는 가스의 제공 및/또는 제거 동안 방사선을 생성할 수 있다. 레이저를 오프라인으로 전환하는 것은 레이저의 작동에 부정적으로 영향을 미친다 (즉, 상당한 시간 동안 레이저의 사용은 중단된다). 따라서, 가스 제어 시스템을 제공하는 것은 가스 격실 내의 가스의 압력 및/또는 가스 격실 내의 상이한 가스들의 상대 농도의 온라인 제어를 가능하게 한다. 따라서 가스 제어 시스템의 제공은 유리하게는 레이저의 효율성에 대한 제어를 제공한다.

다시 도 2로 돌아가서, 가스 제어 시스템(21)의 제공은 가스 격실(20) 내의 가스의 압력 및/또는 가스 격실(20) 내의 상이한 가스들의 상대 농도의 온라인 제어를 가능하게 한다. 즉, 레이저(SO)의 사용 중에 (즉, 레이저가 방사선을 생성하고 있는 동안) 가스 제어 시스템(21)은 가스를 주입 또는 빼내기 위해 사용될 수 있으며, 그에 의하여 오프라인에서 레이저를 퍼지 및 리필할 필요성을 줄이거나 없앤다. 이 공정은 온라인 리필 또는 온라인 가스 제어로 지칭될 수 있다. 온라인 가스 제어는 유리하게는 퍼지 및 리필 공정과 연관된 시간의 손실을 방지한다. 온라인 가스 제어는 유리하게는 레이저가 방사선을 생성하고 있는 동안 가스 격실 내의 가스의 특성이 제어되는 것을 가능하게 하며, 그에 의하여 레이저가 작동적일 수 있는 시간의 양을 증가시킨다.

온라인 가스 제어는 레이저 내의 소모재의 양을 측정하기 위한 센서, 예를 들어 위에서 설명된 반응성 가스 또는 불소 센서와 함께 사용될 때 특히 유익할 수 있다. 공지된 엑시머 레이저 시스템에서의 퍼지 및 리필 공정에 대한 의존의 주요 이유는 불소와 같은 소모재의 소비를 모니터링할 수 없다는 것이다. 소모재의 양을 효율적으로 그리고 효과적으로 측정하기 위해, 측정 디바이스는 바람직하게는 다음의; 높은 정확도 (예를 들어, ±0.01%), (예를 들어, 가스 격실 내의 가스 압력을 현저히 감소시키지 않도록) 소량의 가스만을 이용한 측정, 신속함 (예를 들어, 농도 변화보다 더 빠르게 측정한다), 소형 (예를 들어, 가스 격실에 장착하기 위해 가스 격실보다 훨씬 작다), (예를 들어, 디바이스를 교체 또는 수리하기 위해 레이저를 오프라인으로 전환하는 것을 방지하기 위하여) 긴 수명의 특성들 중 하나 이상을 가질 것이다. 소모재의 양은 반응성 가스(예를 들어, 불소) 센서와 같은 센서를 사용하여 효율적으로 그리고 효과적으로 측정될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 소모재의 양은, 예를 들어 센서를 이용하여 측정될 수 있고, 퍼지 및 리필 공정 없이 정확하게 보충될 수 있으며, 그에 의하여 레이저가 작동적일 수 있는 시간의 양을 증가시킨다. 센서를 사용하는 것에 대해 대안적으로 또는 부가적으로, 소모재의 양은 예를 들어 레이저와 연관된 이론적 추정 및 사용 매개변수, 예를 들어 듀티 사이클, 입력 전압, 출력 에너지 등을 사용하여 추론되거나 추정될 수 있으며, 또한 소모재는 유사하게 퍼지 및 리필 공정 없이 정확하게 보충될 수 있다.

예를 들어 사용자가 레이저의 효율성을 위태롭게 하지 않으면서 더 낮은 듀티 사이클과 같은 (그러나 이에 제한되지 않은) 예상치 못한 매개변수로 레이저를 작동시키기를 원하는 경우, 온라인 가스 제어는 또한 시스템이 개별 사용자의 요구 사항에 맞춰지는 것을 허용한다. 도 2 및 도 3에서 보여지는 가스 제어 시스템(21, 31MO, 31PA)은 가스 제어 방법 및 공정을 이용하여 제어될 수 있다. 본 발명의 예시적인 구현 형태에 따른 예시적인 가스 제어 방법 및 공정이 아래에서 설명된다.

도 4는 가스 제어 시스템을 제어하기 위하여 사용될 수 있는 예시적인 공정을 도시하고 있다. 이 공정은 온라인 가스 제어 공정이다. 제1 단계(40)는 레이저의 매개변수를 측정하는 것을 포함한다. 매개변수는 레이저에 가해지는 전기 자극 (예를 들어, 전압(V)) 및/또는 레이저에 의해 생성되는 방사선 (예를 들어, 출력 방사선의 에너지) 및/또는 레이저의 가스 격실 내의 소모재의 양(예를 들어, 불소와 같은 반응성 가스의 양 또는 농도)를 기술할 수 있다. 도 4의 예는 전압(V)을 측정하는 것으로 도시되어 있지만, 본 방법은 예를 들어 출력 에너지 및/또는 소모재의 양과 같은 임의의 다른 적절한 매개변수에 대응적으로 적용될 수 있다. 이 경우에, 실질적으로 일관된 출력 방사선 펄스, 예를 들어 각 펄스에 대한 목표 에너지 또는 선량을 제공하기 위하여 전압(V)이 레이저에 제공된다는 점이 이해되어야 한다.

전압(V)을 측정할 때, 절대 전압 또는 필터링된 전압이 사용될 수 있다. 절대 전압(V)은 부가적인 요인 없이 레이저에 적용된 입력 전기 자극의 측정값이다. 필터링된 전압은 절대 전압(V)으로부터 계산되며, 레이저와 연관되고 효율성에 영향을 미치는 것으로 알려진 다른 요인, 예를 들어 듀티 사이클, 목표 에너지 출력, 가스 농도 등에 의해 가중된다. 필터링된 전압은 절대 전압(V)의 함수(f(V))로 간주될 수 있다. 유익하게는, 필터링된 전압이 본 명세서에서 설명된 방법으로 측정되고 사용되어 공지된 사용 사례에 대한 효율성 및 가스 제어를 개선할 수 있다. 유익하게는, 절대 전압이 본 명세서에서 설명된 방법으로 측정되고 사용되어 알려지지 않은 사용 사례에 대한 효율성 및 가스 제어를 개선할 수 있다. 전압(V)이 본 명세서에 설명되어 있지만, 동일한 것이 전기 자극을 기술하는 다른 매개변수, 예를 들어 전류에 유사하게 적용된다. 본 명세서에서 설명된 방법에서, 비록 전압(V) 또는 절대 전압(V)이 구체적으로 언급되고 있지만, 입력 전기 자극을 기술하는 임의의 다른 매개변수, 예를 들어 필터링된 전압, 절대 전류 등이 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

공정의 제2 단계(42)는 측정된 매개변수의 함수를 매개변수 임계값과 비교하는 것을 포함하며, 매개변수 임계값은 단순히 임계값으로 지칭될 수 있다. 함수는 유니터리(unitary) 함수일 수 있다 (즉, 함수 f(p)는 매개변수(p)와 동일, 예를 들어 f(p)=l*p일 수 있다). 다음 예는 함수가 유니터리 함수인 상황, 즉 매개변수가 매개변수 임계값과 비교되는 상황을 이용하여 설명될 것이다. 다른 예에서, 함수는 매개변수, 예를 들어 이후에 더 자세히 설명되는 필터링된 전압의 임의의 다른 함수일 수 있다.

도 4에서 보여지는 예에서의 임계값은 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 포함한다. 측정된 전압이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반하면 추가 방법 단계가 이루어지는 반면, 측정된 전압이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반하지 않으면 동작이 취해지지 않고 방법이 다시 시작된다. 위반(breach)은 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 초과하는 전압을 포함할 수 있다.

공정의 제3 단계(44)는 매개변수를 기반으로 가스의 양을 계산하는 것을 포함한다. 제3 단계(44)는 전압(V)이 임계값(τ_Vmax)을 위반한다는 결정에 응답하여 수행된다. 계산(44)은 측정된 전압(V)을 기반으로 할 수 있다. 예를 들어, 계산은 전압(V) (또는 전압(V), 예를 들어 필터링된 전압의 일부 함수(f(V))가 임계값(τ_Vmax)을 위반하는 크기를 기반으로 할 수 있다. 가스의 양은 가스 압력 및/또는 가스 농도를 개선하기 위하여 레이저의 가스 격실에 제공되는 (또는 가스 격실에서 제거되는) 것이 요구될 수 있는 가스의 양을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 가스의 양은 레이저의 효율 및/또는 출력 에너지를 증가시키기 위하여 또는 레이저에 공급되는 전압을 제어하기 위하여 계산될 수 있다. 계산(44)은 단일 가스의 양 또는 가스 혼합물의 양일 수 있거나, 제1 가스의 양과 제2 가스의 양을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력과 농도를 분리하는 것이 (예를 들어, 압력과 농도를 동시에 변경하는 것보다는, 압력만을 또는 농도만을 변경하는 것이) 바람직하다면, 제1 가스의 양과 제2 가스의 양의 계산은 유익할 수 있다. 계산(44)은, 예를 들어 위에서 설명된 바와 같은 레이저 시스템과 연관된 프로세서에서 계산될 수 있다.

공정의 제4 단계(46)는 레이저의 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 가스 제어 시스템에 명령을 제공하는 것을 포함한다. 예를 들어, 가스 제어 시스템은 위에서 그리고 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 가스 제어 시스템일 수 있다. 이러한 방식으로 레이저의 가스 격실로부터 가스를 제거하거나 가스 격실에 가스를 제공하는 행위는 가스 압력 및/또는 농도가 레이저와 연관된 매개변수를 모니터링함으로써 온라인으로 제어되는 것을 허용한다.

공정은 그후 시작부터 다시 수행될 수 있다. 공정은 지속적으로 반복될 수 있다 (즉, 지속적으로 매개변수 모니터링). 대안적으로, 미리정해진 시간이 경과된 후 공정의 하나 이상의 단계가 반복될 수 있다. 미리정해진 시간은 표준 기간, 예를 들어 매 20㎳일 수 있다. 대안적으로, 미리정해진 시간은 레이저의 다수의 샷(shots)/펄스와 연관될 수 있다. 레이저 방사선은 펄스형이다. 즉, 다수의 펄스가 주어진 시간 간격 내에 방출된다. 방사선의 각 펄스는 샷(shot)으로 지칭될 수 있다. 레이저의 반복 속도에 의하여 규정된 시간 간격마다 방사선의 하나의 샷이 방출된다. 예를 들어, 레이저가 6㎑에서 작동하고 있다면, 약 0.17㎳마다 하나의 샷이 방출된다. 레이저는 펄스형 방사선을 방출할 수 있지만 (즉, 레이저는 제1 기간 동안 방사선의 버스트(burst)를 반복적으로 방출할 수 있고 제2 기간 동안에는 방사선을 방출하지 않을 수 있지만) 레이저는 제1 및 제2 기간 모두에서 "온라인(online)" 상태인 것으로 고려된다는 점이 주목되어야 한다.

시스템은, 예를 들어 프로세서를 사용하여 샷의 수를 카운트할 수 있으며 샷 카운트(S)를 저장할 수 있다. 샷 카운트(S)는 발생된 샷의 수를 나타낼 수 있다. 샷 임계값은 미리정해진 수의 샷이 발생된 후에 공정 (또는 공정의 단계)가 수행될 수 있도록 선택될 수 있다. 샷 임계값이 τ_s=100만으로 설정되었다면, 단계는 100만 샷마다 발생한다. 샷 임계값이 τ_s=1,000만으로 설정되면, 공정 단계는 1,000만 샷마다 발생한다. 샷 임계값(τ_s)은 임의의 양의 정수 값을 취할 수 있다. 하나의 예시적인 공정에서, 매개변수는 100만 샷마다 측정되며(40), 가스 제어 시스템에 대한 명령(46)은 2천만 샷마다 제공된다. 본 공정은 무한정으로 반복적으로 수행될 수 있다.

부가적인 단계가 이 공정 내에서 일어날 수 있다. 예를 들어, 측정 단계(40)와 비교 단계(42) 사이에, 또는 비교 단계(42)와 계산 단계(44) 사이에 부가적인 결정이 추가되어 레이저가 정상 작동 중인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 레이저가 보정, 웜-업(warm-up), 또는 다른 유지 관리 또는 비표준 작동을 겪고 있다면, 전압은 바람직한 전압 범위 내에 없을 수 있다. 이와 같이, 시스템은 비표준 작동 모드로 전환될 수 있다. 비교 단계(42)가 매개변수가 임계값을 위반한다고 결정하지만 레이저가 정상 작동 상태에 있지 않다면, 공정은 임계값의 위반에 응답하여 조치가 취해져서는 안된다는 것을 결정할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 모드 의존적 임계값이 사용될 수 있으며, 예를 들어 레이저가 비정상 모드, 예를 들어 교정 모드에 있다면, 매개변수는 교정 임계값과 비교될 수 있고 이 교정 임계값은 정상 작동 중에 사용되는 임계값과 상이하다.

대안적으로 또는 부가적으로, 명령(46)이 가스 제어 시스템에 제공된 후에 (즉, 공정이 다시 시작되기 전에) 부가적인 결정이 추가될 수 있다. 이 결정은 가스 격실 내의 가스 압력 및/또는 가스 농도가 변경되었는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 가스 격실 내의 가스 압력의 측정이 이루어져 가스 제어 시스템이 계산된 양의 가스를 성공적으로 제공하였는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 가스 압력이 변화되지 않았다는 것이 결정되면, 이는 가스 제어 시스템의 결함을 나타낼 수 있거나 공정의 다음 반복 전에 부가적인 변화가 요구된다는 점을 나타낼 수 있다.

도 5는 가스 제어 시스템을 제어하기 위하여 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 공정을 도시하고 있다. 본 공정은 온라인 리필 공정이다. 공정의 제1 단계(50)는 레이저의 매개변수를 측정하는 것을 포함한다. 매개변수는 레이저에 적용된 전기 자극 (예를 들어, 전압(V)) 및/또는 레이저에 의해 생성된 방사선 (예를 들어, 출력 방사선의 에너지) 및/또는 레이저의 가스 격실 내의 소모재의 양(예를 들어, 불소와 같은 반응성 가스의 양 또는 농도)을 기술할 수 있다. 도 5에서의 예는 전압(V)을 측정(50)하는 것으로 도시되어 있지만, 본 방법은 임의의 다른 적절한 매개변수에 대응적으로 적용될 수 있다. 이 경우에, 목표 에너지에서 출력 방사선을 제공하기 위하여 전압(V)이 레이저에 제공된다는 점이 이해되어야 한다.

공정의 제2 단계(52)는 전압을 매개변수 임계값에 비교하는 것을 포함하며, 이 매개변수 임계값은 단순히 임계값으로 지칭될 수 있다. 도 5에서 보여지는 예에서의 임계값은 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 포함한다. 측정된 전압이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반한다면 추가 방법 단계가 수행되는 반면, 측정된 전압이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반하지 않는다면, 조치가 취해지지 않고 본 방법이 다시 시작된다. 최소 전압 임계값과 같은 다른 임계값이 사용될 수 있다. 다수의 전압 임계값이 동시에 모니터링될 수 있으며 다수의 임계값 중 상이한 임계값의 위반은 상이한 조치가 취해지는 것을 야기할 수 있다.

공정은 하나 이상의 값, 예를 들어 임계값 및/또는 매개변수 및/또는 카운터를 저장할 수 있다. 값은 프로세서 또는 저장 수단에, 예를 들어 컴퓨터에 저장될 수 있다. 도 5에서 보여지는 공정에서, 2개의 카운터가 저장된다. 임의의 수의 카운터가 저장될 수 있다. 카운터는 임의 또는 미리정해진 값으로 초기화된다.

공정의 제3 단계(54)는 하나 이상의 카운터(counter)를 업데이트하는 것을 포함한다. 이 경우에서의 카운터는 전압(V)이 임계값(τ_Vmax)을 위반한다는 결정에 응답하여 업데이트된다. 예시적인 카운터 작동이 아래에 그리고 도 6을 참조하여 더 자세히 설명된다.

측정된 전압이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반하고 하나 이상의 카운터가 업데이트되었다는 결정(52) 이후에, 공정은 제4 단계(56)로 계속된다. 제4 단계(56)는 매개변수 및 카운터를 기반으로 가스의 양을 계산하는 것을 포함한다. 예를 들어, 측정된 전압(V)이 임계값(τ_Vmax)을 여러 번 위반하였다면, 카운터는 여러 번 업데이트될 것이며, 계산된 가스의 양은 측정된 전압이 임계값(τ_Vmax)을 한 번 위반하는 경우보다 크기가 더 클 수 있다. 가스의 양은 가스 압력 및/또는 가스 농도를 개선하기 위하여 레이저의 가스 격실에 제공되거나 가스 격실로부터 제거되는 것이 요구되는 가스의 양을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 레이저의 효율 및/또는 출력 에너지를 증가시키기 위하여 및/또는 레이저에 공급되는 전압을 제어하기 위하여 가스의 양이 계산될 수 있다.

가스 계산은 단일 가스의 양 또는 가스 혼합물의 양일 수 있거나, 예를 들어 농도의 변화가 유익한 경우 제1 가스의 양과 제2 가스의 양을 포함할 수 있다. 이 계산(56)은, 예를 들어 위에서 설명된 바와 같이 레이저 시스템과 연관된 프로세서에서 계산될 수 있다.

가스의 양이 계산된 후(56), 공정은 제5 단계(58)로 계속된다. 제5 단계(58)는 레이저의 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 명령을 가스 제어 시스템에 제공하는 것을 포함한다. 가스 제어 시스템은, 예를 들어 위에서 그리고 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 것들에 따른 가스 제어 시스템일 수 있다. 이러한 방식으로 레이저의 가스 격실에 가스를 제거하거나 제공하는 행위는 레이저와 연관된 매개변수를 모니터링함으로써 가스 압력 및/또는 농도가 온라인으로 (즉, 레이저가 방사선을 생성하는 동안에) 제어되는 것을 허용한다.

최대 전압 임계값(τ_Vmax)은 임계값을 나타낼 수 있으며, 여기서 이 임계값을 위반하는 전압은 사용자를 위하여 바람직하지 않을 수 있다. 최대 전압 임계값(τ_Vmax)은 최대 허용 전압과 관련될 수 있으며, 여기서 최대 허용 전압은, 예를 들어 장비 또는 비용 요인으로 인하여 사용자에 의하여 얻어질 수 있는 최대 전압인 전압을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 최대 허용 전압(τ_Vmax)은 차선의 효율 및/또는 출력 에너지에 대응하는 것보다 큰 전압을 나타낼 수 있다. 최대 전압 임계값과 최대 허용 전압이 미리정해진 값만큼 분리될 수 있다는 점에서, 예를 들어 최대 전압 임계값(τ_Vmax)이 최대 허용 전압보다 0.1㎸ 작을 수 있다는 점에서 최대 전압 임계값(τ_Vmax)은 최대 허용 전압과 관련될 수 있다. 최대 전압 임계값과 최대 허용 전압이 최대 허용 전압의 일부만큼 분리될 수 있다는 점에서, 예를 들어 최대 전압 임계값(τ_Vmax)이 최대 허용 전압의 90%일 수 있다는 점에서 최대 전압 임계값(τ_Vmax)은 최대 허용 전압과 관련될 수 있다. 최대 허용 전압 미만인 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 가짐으로써, 가스 제어 시스템은 최대 허용 전압에 이르기 전에 적절한 시간에 작동될 수 있으며, 이에 의하여 레이저의 원하는 사용 조건을 유지한다.

위의 예는 전압(V) 및 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 참조하여 설명되었지만, 공정은 부가적으로 또는 대안적으로 (예를 들어, 측정값, 예를 들어 필터링된 전압(f(V))으로부터 측정된 및/또는 유도된) 상이한 매개변수 및/또는 상이한 임계값 (일정한 임계값 및/또는 시간 종속 임계값 및/또는 샷 종속 임계값)으로 운영될 수 있다. 상이한 매개변수들 및/또는 상이한 임계값들을 사용하는 일부 구현 형태가 아래에 설명되어 있다. 이 예시적인 구현 형태들은 조합하여 사용될 수 있다. 즉, 온라인 리필 공정은 전압 또는 전류 또는 출력 방사선의 에너지 또는 레이저 내의 소모재의 양 또는 레이저 시스템과 연관된 임의의 다른 적절한 매개변수 중 하나 이상을 모니터링할 수 있다.

예시적인 구현 형태에서, 최소 전압 임계값(τ_Vmin)이 사용된다. 최소 전압 임계값(τ_Vmin)은 임계값을 나타내며, 여기서 이 임계값을 위반하는 전압은 사용자에게 바람직하지 않은 수 있다. 이 경우에, 위반하는 것은 측정된 매개변수(전압)가 최소 전압 임계값(τ_Vmin) 미만이라는 것을 의미하는 것으로 간주되어야 한다. 최소 전압 임계값(τ_Vmin)은 최소 허용 전압과 관련될 수 있으며, 여기서 최대 허용 전압은, 예를 들어 장비 또는 비용 요인으로 인하여 사용자에 의하여 얻어질 수 있는 최소 전압인 전압을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 최소 허용 전압(τ_Vmin)은 차선의 효율 및/또는 출력 에너지에 대응하는 것 미만의 전압을 나타낼 수 있다. 최소 전압 임계값과 최소 허용 전압이 미리정해진 값만큼 분리될 수 있다는 점에서, 예를 들어 최소 전압 임계값(τ_Vmin)이 최소 허용 전압보다 0.1kV 높을 수 있다는 점에서 최소 전압 임계값(τ_Vmin)은 최소 허용 전압과 관련될 수 있다. 최소 전압 임계값과 최소 허용 전압이 최대 허용 전압의 일부만큼 분리될 수 있다는 점에서, 예를 들어 최소 전압 임계값(τ_Vmax)이 최소 허용 전압의 110%일 수 있다는 점에서 최소 전압 임계값(τ_Vmin)은 최소 허용 전압과 관련될 수 있다. 최소 허용 전압 미만인 최소 전압 임계값(τ_Vmin)을 가짐으로써, 가스 제어 시스템은 최소 허용 전압에 이르기 전에 적절한 시간에 작동될 수 있으며, 이에 의하여 레이저의 원하는 사용 조건을 유지한다. 도 4 및 도 5에 설명된 공정에 대응적으로, 측정된 전압이 최소 전압 임계값(τ_Vmin)을 위반하면, 추가 방법 단계가 이루어지는 반면에, 측정된 전압이 최소 전압 임계값(τ_Vmin)을 위반하지 않으면, 동작이 조치가 취해지지 않고 방법이 다시 시작된다.

또 다른 예시적인 구현 형태에서, 입력 전압(V)은 일정하게 유지되며 대신에 레이저의 출력 에너지(E)가 측정된다. 이 경우에, 관련 임계값은 최소 에너지 임계값과 최대 에너지 임계값 중 하나 이상일 수 있다.

또 다른 예시적인 구현 형태에서, 레이저의 소모재가 측정된다. 예를 들어, 아르곤과 불소의 가스 혼합물을 사용하는 레이저에서의 불소의 양 또는 농도는 측정될 수 있다. 이 경우에, 관련 임계값은 최소 불소 임계값과 최대 불소 임계값 중 하나 이상일 수 있다.

또한, 하나보다 많은 매개변수가 측정될 수 있다. 예를 들어, 전압이 측정되고 사용되어 챔버 내의 압력을 증가시키기 위해 요구되는 가스의 양을 계산할 수 있다. 동시에, 소모재의 양이 측정되고 사용되어 챔버에 제공하기 위하여 소모재의 양을 계산할 수 있다. 2개의 매개변수 측정이 모두 가스의 양을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전압 및 소모재의 양이 측정될 수 있으며, 이들 모두 사용되어 챔버 내의 가스의 압력 및/또는 농도를 개선하기 위해 챔버에 제공될 제1 가스의 양과 제2 가스의 양이 계산될 수 있다. 가스의 양을 계산하기 위해 2개보다 많은 매개변수가 사용될 수 있다.

도 6은 전반적으로 엑시머 레이저의 효율 및/또는 에너지 출력에 관한, 위에서 논의된 것과 같은 가스 제어 시스템 및 관련 방법의 효과를 도시하고 있다. 특히, 도 6은 가스의 양을 계산하기 위한 카운터(counter)의 예시적인 사용을 도시하고 있다. 예를 들어, 카운터는 측정된 전압이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반한다는 결정(52)에 응답하여 업데이트되는(54), 도 5를 참조하여 위에서 설명된 카운터일 수 있다. 도 6의 그래프는, 예를 들어 가스 격실과 연관된 전극에 걸쳐 전기 자극을 가하기 위해 엑시머 레이저에 인가되는 전압(V), 및 레이저의 출력 에너지(E), 즉 레이저에 의해 생성된 방사선의 에너지를 도시하고 있다.

제1 전압-에너지 곡선(60A)은 예시적인 레이저 사용과 연관된 전형적인 인가 전압(V) 및 방출 에너지(E)를 도시하고 있다. 이와 같은 곡선은 이론적으로 계산되거나 실제 사용 사례로부터 경험적으로 측정될 수 있다. 제1 전압-에너지 곡선(60A)의 형상 및 위치는 매개변수 (예를 들어, 듀티 사이클, 사용 빈도, 가스의 선택, 가스 압력, 절대 및 상대 가스 농도 등) (레이저는 이 매개변수로 작동된다)에 좌우된다. 제2 전압-에너지 곡선(60B)은 더 낮은 듀티 사이클로 작동되는 또 다른 예시적인 레이저 사용과 연관된 전형적인 인가 전압(V) 및 방출된 에너지(E)를 도시하고 있다. 이 경우에, 제2 전압-에너지 곡선(60B)과 연관된 레이저의 특정 작동은 제1 전압-에너지 곡선(60A)과 연관된 레이저의 특정 작동과 비교하여 더 낮은 출력 에너지(E)를 초래한다.

위에서 논의한 바와 같이, 레이저의 효율은, 예를 들어, 가스 격실 내의 가스의 압력, 사용 빈도, 듀티 사이클 등과 같은 다수의 요인의 영향을 받을 수 있다. 도 6의 음영 영역(61)은 특정 사용 특성 (예를 들어, 특정 사용 빈도, 특정 듀티 사이클, 특정 가스 압력, 레이저의 연령(age) 등)을 고려할 때, 레이저가 허용 가능한 효율로 작동할 영역을 나타낸다. 즉, 효율은 원하는 임계 효율보다 높다. 최고의 달성 가능한 효율을 나타낼 수 있는 이상적인 효율(62)은 음영 영역(61) 내에 도시되어 있으며, 이 최고 효율은 또한 가장 원하는 효율로 지칭될 수 있다. 주어진 사용 특성 세트에 대한 이상적인 효율(62)은 이상적인 에너지(62E) (또는 에너지의 범위) 및 이상적인 전압(62V) (또는 전압의 범위)과 연관된다. 즉, 이상적인 효율(62)을 달성하기 위해, 특정 사용 특성을 고려할 때, 이상적인 전압(62V)에서 레이저를 작동시키는 것이 유익하며, 그 후 이상적인 에너지(62E)가 달성될 수 있다.

사용자가 상이한 사용 특성 (예를 들어, 더 낮은 듀티 사이클)으로 레이저를 작동하기를 원한다면, 전압-에너지 곡선은 이상적인 효율(62)은 달성하지 못할 수 있거나 음영 영역(62) 밖으로 나갈 수 있다. 사용자가 상이한 사용 특성 (예를 들어, 더 낮은 듀티 사이클)으로 레이저를 작동하기를 원한다면, 그의 상이한 사용 특성을 고려할 때 원하는 에너지 출력이 달성 가능하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 전압-에너지 곡선(60B)은 이상적인 에너지(62E) 아래의 출력 에너지에서 안정 상태를 유지한다. 이러한 경우, 온라인 리필이 사용되어 가스 압력 및/또는 농도를 제어할 수 있다. 가스 압력 및/또는 농도를 제어함으로써, 레이저의 효율 및/또는 출력 에너지가 향상될 수 있다. 가스 압력 및/또는 농도를 제어함으로써, 원하는 입력 전압 및/또는 기타 사용 특성에 대해 타협하지 않고 원하는 출력 에너지 및/또는 효율이 달성될 수 있다. 유익하게는, 온라인 리필로, "비표준" 사용 특성을 선택할지라도 사용자는 향상된 효율로 레이저를 작동시킬 수 있으며 및/또는 그의 이상적인 에너지 출력을 달성할 수 있다. 예를 들어, 비표준 사용 특성은 오래된 레이저를 사용하는 것, 낮은 듀티 사이클, 드물게 레이저를 사용하는 것 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

온라인 리필 공정은, 예를 들어 도 4 및 도 5를 참조하여 위에서 설명된 공정들 중 하나일 수 있다. 온라인 리필은 도 2 및 도 3을 참조하여 위에서 설명된 것과 같은 가스 제어 시스템과 결합하여 사용될 수 있다.

도 6은 또한 가스 제어 시스템에 명령으로서 제공될 가스의 양을 계산하기 위해 카운터가 어떻게 사용될 수 있는지를 도시하고 있다. 예를 들어, 카운터는 도 5를 참조하여 위에서 설명된 카운터일 수 있으며, 이는 측정된 전압이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반한다는 결정(52)에 응답하여 업데이트된다(54).

최대 및 최소 전압 임계값(τ_Vmax, τ_Vmin)이 도 6에 도시되어 있다. 이 최대 및 최소 전압 임계값(τ_Vmax, τ_Vmin)은 위에서 논의된 것과 비교할 수 있는 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 이들은 레이저의 최대 및 최소 허용 전압과 관련될 수 있다. 이 예에서, 최대 및 최소 전압 임계값(τ_Vmax, τ_Vmin)은 원하는 효율 영역(61) (예를 들어, 원하는 효율 영역(61)의 에지로부터 0.1㎸) 내에 있다.

계산은 최소 전압 카운터(C_Vmin)와 최대 전압 카운터(C_Vmax)를 이용한다. 이 카운터(C_Vmin, C_Vmax)는 임의의 값으로 초기화될 수 있다. 이 경우에, 카운터(C_Vmin, C_Vmax)는 0으로 초기화된다. 이는 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며 카운터는 임의의 값으로 초기화될 수 있다.

레이저에 대한 입력 전압(V), 예를 들어 목표 출력 에너지를 유지하기 위해 요구되는 전압이 측정된다. 측정된 전압(V)이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반하면, 최대 전압 카운터(C_Vmax)는 업데이트된다. 예를 들어, 최대 전압 카운터(C_Vmax)는 1만큼 증가될 수 있다. 대안적으로, 최대 전압 카운터(C_Vmax)는 매개변수 (예를 들어, 전압 V) 및/또는 임계값 (예를 들어, τ_Vmax)의 함수에 의해 증가될 수 있고, 예를 들어 최대 전압 카운터(C_Vmax)는 함수 w*(V-τ_Vmax)에 의해 증가될 수 있으며, 여기서 w는 임의의 또는 미리정해진 상수이다. V 및 τ_Vmax의 함수를 이용함으로써, 카운터는 측정된 전압이 임계값을 위반한 정도 (즉, 전압(V)이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반하는 양)를 반영할 수 있다. 예를 들어, 함수 w*(V-τ_Vmax)가 사용되고 w가 양수이면, 더 큰 전압이 최대 전압 카운터(C_Vmax)의 더 큰 증가에 대응할 것이다. 유익하게는, 임계값의 위반 정도에 따른 값에 의하여 최대 전압 카운터(C_Vmax)를 업데이트함으로써, 임계값 위반의 정도에 추가 의존적인 가스의 양이 계산될 수 있으며, 그에 의하여 가스 격실 내의 가스 압력 및/또는 농도의 보다 효과적인 및/또는 더욱 신속한 제어를 가능하게 한다.

측정된 전압(V)이 최소 전압 임계값(τ_Vmin)을 위반한다면, 최소 전압 카운터(C_Vmin)는 업데이트된다. 예를 들어, 최소 전압 카운터(C_Vmin)는 1만큼 증가될 수 있다. 대안적으로, 최소 전압 카운터(C_Vmin)는 매개변수 (예를 들어, 전압(V)) 및/또는 임계값 (예를 들어, τ_Vmin)의 함수에 의해 증가될 수 있으며, 예를 들어 최소 전압 카운터(C_Vmin)는 함수 w*(V-τ_Vmin)에 의해 증가될 수 있고, 여기서 w는 임의의 또는 미리정해진 상수이다. V 및 τ_Vmin 의 함수를 사용함으로써, 카운터는 위반 정도 (즉, 전압(V)이 최소 전압 임계값(τ_Vmin)을 위반하는 양)를 반영할 수 있다. 예를 들어, 함수 w'*(τ_Vmin-V)가 사용되고 w'가 양수인 경우, 더 작은 전압은 최소 전압 카운터(C_Vmin)의 더 큰 증가에 대응할 것이다. 유익하게는, 위반 정도에 따른 값에 의하여 최소 전압 카운터(C_Vmin)를 업데이트함으로써, 위반 정도에 추가 의존적인 가스의 양이 계산될 수 있으며, 그에 의하여 가스 격실 내의 가스 압력 및/또는 농도의 보다 효과적인 및/또는 더욱 신속한 제어를 가능하게 한다.

측정 공정이 연속적으로 또는 반복적으로 반복됨에 따라 카운터(C_Vmin, C_Vmax)는 전형적으로 측정된 전압(V)의 값에 따라 여러 번 업데이트된다. 카운터가 업데이트되는 방식(예를 들어, 카운터가 증가/감소되는 값, 증가 또는 비율)은 업데이트 값(update value)으로 지칭될 수 있다. 업데이트 값은 사용 사례, 과학적 이론, 컴퓨터 모델링, 경험적 관찰 또는 임의의 다른 적절한 방법을 기반으로 선택될 수 있다.

카운터(C_Vmin, C_Vmax)는 그후 가스의 양을 계산하기 위해 사용된다. 사용된 계산은 사용 사례, 과학적 이론, 컴퓨터 모델링, 경험적 관찰 또는 임의의 다른 적절한 방법을 기반으로 선택될 수 있다. 계산은 직접 또는 간접적으로 가스의 양을 계산할 수 있다. 즉, 계산은 먼저 가스의 특성(예를 들어, 압력, 농도)을 계산하는 것, 그리고 그후 가스의 양을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 유익하게는, 레이저와 연관된 가스 특성을 계산함으로써, 표준 및 공지된 가스 이론 및/또는 경험적 관찰 및/또는 사용 사례가 사용되어 가스의 양을 계산할 수 있다. 유익하게는, 레이저와 연관된 가스 특성을 계산함으로써, 가스의 양은 정확하게 그리고 효율적으로 계산될 수 있다.

예시적인 구현 형태에서, 측정된 전압(V)이 최대 전압 임계값(τ_Vmax)을 위반하면, 최대 전압 카운터(C_Vmax)는 증가된다. 측정된 전압(V)이 최소 전압 임계값(τ_Vmin)을 위반하면, 최소 전압 카운터(C_Vmin)는 증가된다. (예를 들어, 가스 격실 내의 가스 고갈로 인하여) 전압이 너무 높은 일반적인 사용 사례에서, 요구되는 압력(P_u)의 변화를 계산하기 위해 다음 방정식이 사용될 수 있다:

여기서, z는 스텝사이즈(stepsize)이다. 스텝사이즈(z)는 얼마나 적극적인 압력 변화가 바람직한지에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 작은 스텝사이즈(z)는 압력에 작은 변화를 줄 수 있는 반면에, 더 큰 스텝사이즈(z)는 압력에 큰 변화를 줄 수 있다. 일부 경우에는 큰 변화를 드물게 주는 것, 즉 큰 스텝사이즈(z)와 낮은 반복/업데이트 비율을 사용하는 것이 유익할 수 있는 반면, 다른 경우에는 더 작은 변화를 빈번하게 주는 것, 즉 작은 스텝사이즈(z)와 높은 반복/업데이트 비율을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 가스 압력의 증가는 입력 전압(V)의 감소로 이어질 수 있다 (즉, 원하는 효율 및/또는 출력 에너지를 달성하기 위해 더 낮은 전압(V)이 필요할 수 있다). 민감도는 특정 양 (예를 들어, 1볼트)만큼 전압을 낮추기 위해 필요한 압력 증가 (예를 들어, kPa로)를 기술하기 위해 사용될 수 있다. 스텝사이즈(z)는 민감도에 따라 선택될 수 있다.

가스의 양은 그후, 예를 들어 알려진 과학적 관계, 예를 들어 표준 가스 법칙(standard gas laws)을 기반으로, 계산된 업데이트된 압력(P_u)으로부터 결정된다. 이 양의 가스는, 가스 격실에 상기 양의 가스를 제공하도록 또는 가스 격실로부터 상기 양의 가스를 제거하도록 명령과 함께 가스 제어 시스템에 전달된다. 예를 들어, P_u가 양의 값이면, 상기 양의 가스가 가스 격실에 제공될 수 있는 반면, P_u가 음의 값이면, 상기 양의 가스는 가스 격실로부터 제거될 수 있다.

본 공정은 입력 전압(V)을 모니터링하는 것을 참고로 하여 도시되어 있지만, 대응하는 최소 및 최대 에너지 임계값 그리고 최소 및 최대 에너지 카운터를 이용하여 실질적으로 일정한 입력 전압(V)에서 출력 에너지(E)를 모니터링함으로써 유사하게 이용될 수 있다. 유사하게, 본 공정은 소모재 (예를 들어, 불소와 같은 반응성 가스)의 양을 모니터링하고 최소 소모재 임계값을 이용함으로써 유사하게 이용될 수 있으며, 이에 의하여 소모재의 양이 최소 소모재 임계값 아래로 떨어지면 소모재 가스의 양이 계산되고 가스 격실에 제공된다.

때로는 카운터(C_Vmax, C_Vmin)를 재설정하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 원하는 가스 압력 및/또는 농도가 도달되었다는 것을 결정하면 카운터(C_Vmax, C_Vmin)를 재설정하는 것이 바람직할 수 있다. 카운터(C_Vmax, C_Vmin)를 재설정하는 것은 추가 조정이 이루어지는 것을 방지하며 시스템이 모니터링된 특성(예를 들어, 입력 전압(V))의 앞으로의 변화에 적절하게 반응하는 것을 가능하게 한다.

도 7은 가스의 양을 계산하는 또 다른 예시적인 방법을 도시하고 있다. 그래프는 엑시머 레이저, 특히 전압(V)과 변수(X)와 연관된 측정의 그래프를 도시하고 있다. 변수(X)는 사용자의 요구 사항에 따라 선택될 수 있지만, 전압(V)에 영향을 줄 수 있는 임의의 특성, 예를 들어, 듀티 사이클 또는 제1 가스 격실에 제공되고 있는 전기 자극과 레이저의 제2 가스 격실에 제공되고 있는 전기 자극 사이의 시간과 같은 레이저와 연관된 광학 조건을 포함할 수 있다. 전압(V)과 매개변수(X)는 시간이 지남에 따라 모니터링되고 각 측정은 그래프 상에서 원(70, 72)으로 기록된다. 전압보다는, 출력 에너지(E)가 측정되고 기록될 수 있으며, 여기서 매개변수(X)는 출력 에너지(E)에 영향을 미칠 수 있는 임의의 특성을 포함할 수 있다. 아래에 설명된 방법은 전압(V)을 측정하는 것과 관련하여 설명되지만, 본 방법은 출력 에너지(E)를 측정할 때 상응하게, 또는 입력 전기 자극 및/또는 출력 방사선의 임의의 다른 측정, 또는 가스 격실 내의 소모재 측정에 상응하게 적용될 수 있다.

측정은 제1 기간 동안 수행되며 채워진 원(70)으로 표시된다. 기간 동안 상이한 시간에 수행될 수 있는 복수 회의 측정, 예를 들어 백만 번 샷마다 한 번의 측정 또는 1억 샷마다 한 번의 측정이 있다. 제1 평균 (또는 측정된 매개변수의 임의의 다른 함수)(71)은 제1 기간(70) 동안 수행된 측정에 대해 발견된다.

측정은 또한 제2 기간 동안에 수행되며 빈 원(72)으로 표시된다. 기간 동안 상이한 시간에 수행될 수 있는 복수 회의 측정, 예를 들어 백만 번 샷마다 한 번의 측정 또는 1억 샷마다 한 번의 측정이 있다. 제2 평균 또는 임의의 다른 함수(73)는 제2 기간(72)동안 수행된 측정에 대해 발견된다.

제2 기간은 제1 기간과 시간적으로 격리될 수 있다. 기간들 간의 차이는, 예를 들어 한 시간, 하루 또는 일주일일 수 있다. 대안적으로, 제1 기간과 제2 기간 사이의 시간 차이는 0일 수 있다. 제1 기간과 제2 기간은 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 기간은 1 샷 내지 300만 샷을 발생시킬 수 있으며, 제2 기간은 200만 샷 내지 5천만 샷을 발생시킬 수 있다. 기간은 시간-기반 (예를 들어, 초, 시간, 일 등)일 수 있으며 및/또는 샷-기반일 수 있다.

제1 기간과 제2 기간 사이의 시간 동안 레이저 내의 조건이 변화될 수 있다. 예를 들어, 압력 및/또는 농도가 변경될 가능성이 있다 (예를 들어, 압력이 감소될 수 있으며 및/또는 소모재의 양 그리고 따라서 대응하는 농도가 감소될 수 있다). 그 결과, 효율 및/또는 에너지 및/또는 전압이 변화될 것이며, 이후에 평균이 변화될 것이다. 즉, 제2 평균(73)이 제1 평균(71)과 다를 것이다.

평균 또는 측정된 매개변수의 임의의 함수는 1차원으로 모니터링될 수 있으며, 예를 들어, 평균 전압을 계산한다. 대안적으로, 평균은 2차원으로 모니터링될 수 있으며, 예를 들어 평균 전압과 평균 매개변수(X) 모두 계산된다. 매개변수(X) 자체는 다차원일 수 있다. 매개변수(X)는 전압(V)에 영향을 미치고 측정될 수 있는 하나 이상의 매개변수를 포함할 수 있다. 유익하게는 이 평균 (또는 측정된 매개변수의 임의의 다른 함수) (71, 73) 및 매개변수(X)를 모니터링함으로써, 전압에 영향을 줄 수 있지만 직접 측정될 수 없는 기타 요인 (예를 들어, 시효 효과(aging effect))을 기술할 수 있다.

가스의 양(즉, 가스 제어 시스템에 전달되는 그리고 가스 격실에 제공되는 가스의 양)은 제1 평균(71)과 제2 평균(73) 간의 차이를 기반으로 계산될 수 있다. 가스 제어 시스템은 이후에 위에서 설명된 바와 같이 가스 격실에 가스를 제공 및/또는 가스 격실로부터 가스를 제거한다.

2개의 별개의 그리고 시간적으로 분리된 시간에서 평균(71, 73)을 계산하기 보다는, 이동 평균이 계산될 수 있다. 즉, 제1 평균(71)은 예를 들어 제1 측정치(70) 세트를 기반으로 계산될 수 있다. 대안적으로, 제1 평균(71)은 이력 값, 사용자-특정 값, 또는 제조자-특정 값을 기반으로 선택될 수 있다. 대안적으로, 제1 평균(71)은 교정 공정 동안의 계산을 기반으로 선택될 수 있다. 그 후 이동 평균이 계산될 수 있으며 이루어진 각 측정으로 업데이트될 수 있다. 평균 임계값 (즉, 제1 평균(71) 및 이동 평균과 관련된 임계값)은 이동 평균이 평균 임계값을 위반한다면 가스의 양이 계산될 수 있도록 선택될 수 있다. 평균 임계값은 미리정해진 값(예를 들어, 평균 전압에서 ±0.1㎸)일 수 있다. 대안적으로, 평균 임계값은 제1 평균의 비율일 수 있다 (예를 들어, 제1 평균에서 ±10%).

가스의 양을 계산하기 전에 필터를 측정에 적용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 이상치(outlier)는 잘못된 측정으로 인해 야기될 수 있다. 도 7에서 외곽의 측정값 74로 도시된 바와 같이, 이상치는 평균에서 멀리 떨어져 있을 수 있다. 이상치의 포함은 잘못된 가스의 양이 계산되게 할 수 있다. 예를 들어 측정에 필터를 적용함으로써, 제1 또는 제2 평균으로부터 특정 임계 거리 이상 떨어져 있는 (예를 들어, 제1 평균으로부터 50%) 모든 데이터를 무시함으로써, 또는 이상치 검출 알고리즘을 사용함으로써 이상치의 부정적인 영향은 감소될 수 있다. 선택적으로 제2 평균은 이 외곽의 측정값의 제거에 이어 다시 계산될 수 있다.

본 명세서에서는 리소그래피에서의 사용을 위한 엑시머 레이저의 사용에 대하여 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에서 설명된 레이저, 연관된 시스템 및 방법은 다른 적용을 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 가능한 다른 적용은 계측 장치 및 광학 측정 장치를 포함한다.

본 명세서에서는 IC의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대하여 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에서 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.

문맥이 허용하는 경우, 본 발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 기계-판독 가능한 매체에 저장된 명령어로서 구현될 수 있으며, 이 매체는 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 기계-판독 가능한 매체는 기계 (예를 들어, 연산 디바이스(computing device))에 의해 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/또는 명령어는 특정 동작을 수행하는 것으로서 본 명세서에서 설명될 수 있다. 그러나 이러한 설명은 단지 편의를 위한 것이라는 점 그리고 이러한 작동은 사실은 연산 디바이스, 프로세서, 컨트롤러, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스에 기인하며 이렇게 하는 것은 액추에이터 또는 다른 디바이스를 물질계와 상호 작용할 수 있게 한다는 점이 인식되어야 한다.

본 발명의 다른 양태는 다음의 번호가 부여된 조항에 제시된다.

1. 방사선 소스의 가스 격실의 가스 제어 시스템을 제어하는 방법은;

엑시머 레이저의 매개변수를 측정하는 것-매개변수는 레이저에 인가된 전기 자극 및/또는 레이저에 의해 생성된 방사선의 특성 및/또는 가스 격실 내의 소모재의 양을 기술하는 것임-;

매개변수 또는 매개변수의 함수를 임계값과 비교하는 것;

매개변수 또는 매개변수의 함수가 임계값을 위반한다는 결정에 응답하여, 제공될 또는 제거될 가스의 양을 매개변수를 기반으로 계산하는 것; 및

가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 명령을 가스 제어 시스템에 제공하는 것을 포함한다.

2. 조항 1의 방법에서, 방사선 소스는 가스 격실로의 가스의 제공 또는 가스 격실로부터의 가스의 제거 동안에 방사선을 계속 생성한다.

3. 조항 1 및 2 중 어느 한 조항의 방법에서, 가스의 양을 계산하는 것은 매개변수를 기반으로 가스 특성을 계산하는 것을 더 포함한다.

4. 조항 3의 방법은 가스 특성을 기반으로 가스의 양을 계산하는 것을 더 포함한다.

5. 조항 3 또는 4의 방법에서, 가스 특성은 가스 압력 및/또는 가스 농도를 포함한다.

6. 조항 1 내지 5 중 어느 한 조항의 방법에서, 가스의 양은 제1 가스의 양과 제2 가스의 양을 포함한다.

7. 조항 1 내지 6 중 어느 한 조항의 방법에서, 매개변수를 측정하는 것은 제1 및 제2 매개변수를 측정하는 것을 포함한다.

8. 조항 7의 방법에서, 가스의 양은 제1 및 제2 매개변수를 기반으로 계산된다.

9. 조항 7 또는 8의 방법에서, 제1 매개변수는 가스 격실 내의 소모재의 양이다.

10. 조항 1 내지 9 중 어느 한 조항의 방법은 센서를 사용하여 가스 격실 내의 소모재의 양을 측정하는 것을 더 포함한다.

11. 조항 10의 방법에서, 센서는 반응성 가스 센서를 포함한다.

12. 조항 11의 방법에서, 센서는 불소 센서를 포함한다.

13. 조항 1 내지 12중 어느 한 조항의 방법에서, 임계값은 미리정해진 매개변수의 함수를 포함한다.

14. 조항 1 내지 13 중 어느 한 조항의 방법은 매개변수의 함수가 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 카운터를 업데이트하는 것을 더 포함한다.

15. 조항 14의 방법에서, 가스의 양의 계산은 부가적으로 카운터를 기반으로 한다.

16. 조항 1 내지 15 중 어느 한 조항의 방법은:

매개변수의 제1 측정 세트를 기록하는 것;

제1 측정 세트의 제1 함수를 계산하는 것;

매개변수의 제2 측정 세트를 기록하는 것;

제2 측정 세트의 제2 함수를 계산하는 것;

제1 및 제2 함수를 기반으로 가스의 양을 계산하는 것을 더 포함한다.

17. 방사선 소스는 가스 격실, 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성된 가스 제어 시스템, 및 조항 1 내지 16 중 어느 한 조항의 방법을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

18. 조항 17의 방사선 소스에서, 가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제1 가스 소스에 연결되며 제2 종단에서 가스 격실에 연결된 제1 파이프라인을 포함한다.

19. 조항 18의 방사선 소스에서, 가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제2 가스 소스에 연결되며 제2 종단에서 상기 가스 격실에 연결된 제2 파이프라인을 더 포함한다.

20. 조항 18 또는 19의 방사선 소스는 가스 격실과 제1 및/또는 제2 가스 소스 사이에서의 가스의 흐름을 제어하도록 구성된 가스 제어 장치를 더 포함한다.

21. 조항 17 내지 20 중 어느 한 조항의 방사선 소스는 가스 격실 내의 소모재의 양을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함한다.

22. 조항 21의 방사선 소스에서, 센서는 가스 격실 내에 위치된다.

23. 조항 21 또는 22의 방사선 소스에서, 센서는 반응성 가스 센서를 포함한다.

24. 조항 21 내지 23 중 어느 한 조항의 방사선 소스에서, 센서는 불소 센서를 포함한다.

25. 방사선 소스는 가스 격실 및 가스 격실 내의 소모재의 양을 측정하기 위한 센서를 포함한다.

26. 조항 25의 방사선 소스에서, 센서는 반응성 가스 센서를 포함한다.

27. 조항 26의 방사선 소스에서, 센서는 불소 센서를 포함한다.

28. 조항 25 내지 27 중 어느 한 조항의 방사선 소스는 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성된 가스 제어 시스템을 더 포함한다.

29. 가스 제어 시스템은 방사선 소스의 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성되며 또한 조항 1 내지 16 중 어느 한 조항의 방법을 수행하도록 추가로 구성된다.

30. 조항 29의 가스 제어 시스템에서, 가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제1 가스 소스로의 연결을 위하여 그리고 제2 종단에서 가스 격실로의 연결을 위하여 구성된 제1 파이프라인을 포함한다.

31. 조항 30의 가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제2 가스 소스로의 연결을 위하여 그리고 제2 종단에서 가스 격실로의 연결을 위하여 구성된 제2 파이프라인을 더 포함한다.

32. 조항 29 내지 31 중 어느 한 조항의 가스 제어 시스템은 가스 격실과 제1 및/또는 제2 가스 소스 사이에서의 가스의 흐름을 제어하도록 구성된 가스 제어 장치를 더 포함한다.

33. 조항 17 내지 28 중 어느 한 조항의 방사선 소스는 조항 1 내지 16 중 어느 한 조항의 방법을 수행하도록 구성된 프로세서를 더 포함한다.

34. 리소그래피 장치는 조항 17 내지 28 및 33 중 어느 한 조항의 방사선 소스를 포함한다.

35. 컴퓨터 프로그램은 조항 17항 내지 34 중 어느 한 디바이스가 조항 1 내지 16의 방법의 단계를 실행하게 하는 명령어를 포함한다.

36. 컴퓨터 독출 가능한 매체는 조항 35의 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있다.

위에서 설명된 구현 형태 및 다른 구현 형태는 청구범위의 범위 내에 있다. 본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 다르게 실시될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 위의 설명은 제한이 아닌, 예시적인 것으로 의도된다. 따라서, 아래에 제시된 청구범위의 범위를 벗어남이 없이 설명된 바와 같은 본 발명에 대하여 변형이 이루어질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련된 자에게 명백할 것이다.

Claims (31)

1. 방사선 소스의 가스 격실의 가스 제어 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
   엑시머 레이저의 매개변수를 측정하는 것-상기 매개변수는 상기 엑시머 레이저에 인가된 전기 자극 및/또는 상기 엑시머 레이저에 의해 생성된 방사선의 특성 및/또는 상기 가스 격실 내의 소모재(consumable)의 양을 기술하는 것임-;
   상기 매개변수 또는 상기 매개변수의 함수를 임계값과 비교하는 것;
   상기 매개변수 또는 상기 매개변수의 함수가 임계값을 위반한다는 결정에 응답하여, 제공될 또는 제거될 가스의 양을 상기 매개변수를 기반으로 계산하는 것; 및
   상기 가스 격실에 상기 가스의 양을 제공하도록 또는 상기 가스 격실로부터 상기 가스의 양을 제거하도록 명령을 상기 가스 제어 시스템에 제공하는 것을 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 방사선 소스는 상기 가스 격실로의 가스의 제공 또는 상기 가스 격실로부터의 가스의 제거 동안에 방사선을 계속 생성하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
3. 제1항에 있어서, 가스의 양을 계산하는 것은 상기 매개변수를 기반으로 가스 특성을 계산하는 것을 더 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 가스의 양을 계산하는 것은 상기 가스 특성을 더 기반으로 하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 가스 특성은 가스 압력 및/또는 가스 농도를 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 가스의 양은 제1 가스의 양과 제2 가스의 양을 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
7. 제1항에 있어서, 매개변수를 측정하는 것은 제1 매개변수와 제2 매개변수를 측정하는 것을 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
8. 제7항에 있어서, 가스의 양은 상기 제1 및 제2 매개변수를 기반으로 계산되는 가스 제어 시스템 제어 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 제1 매개변수는 상기 가스 격실 내의 소모재의 양인 가스 제어 시스템 제어 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 가스 격실 내의 소모재의 양을 측정하기 위해 센서를 이용하는 것을 더 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 센서는 반응성 가스 센서를 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 센서는 불소 센서를 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 임계값은 미리정해진 매개변수의 함수를 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 매개변수의 함수가 상기 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 카운터를 업데이트하는 것을 더 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 가스의 양의 계산은 부가적으로 상기 카운터를 기반으로 하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
16. 제1항에 있어서,
    상기 매개변수의 제1 측정 세트를 기록하는 것;
    상기 제1 측정 세트의 제1 함수를 계산하는 것;
    상기 매개변수의 제2 측정 세트를 기록하는 것;
    상기 제2 측정 세트의 제2 함수를 계산하는 것;
    상기 제1 및 제2 함수를 기반으로 가스의 양을 계산하는 것을 더 포함하는 가스 제어 시스템 제어 방법.
17. 가스 격실, 및 상기 가스 격실에 가스의 양을 제공하도록 또는 상기 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성된 가스 제어 시스템을 포함하며, 상기 가스 제어 시스템은;
    엑시머 레이저의 매개변수를 측정하는 것-상기 매개변수는 상기 엑시머 레이저에 인가된 전기 자극 및/또는 상기 엑시머 레이저에 의해 생성된 방사선의 특성 및/또는 상기 가스 격실 내의 소모재의 양을 기술하는 것임-;
    상기 매개변수 또는 상기 매개변수의 함수를 임계값과 비교하는 것;
    상기 매개변수 또는 상기 매개변수의 함수가 임계값을 위반한다는 결정에 응답하여, 상기 매개변수를 기반으로 제공될 또는 제거될 가스의 양을 계산하는 것; 및
    상기 가스 격실에 상기 가스의 양을 제공하도록 또는 상기 가스 격실로부터 상기 가스의 양을 제거하도록 명령을 상기 가스 제어 시스템에 제공하는 것을 포함하는 방법을 수행하도록 구성되는 방사선 소스.
18. 제17항에 있어서, 상기 가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제1 가스 소스에 연결되며 제2 종단에서 상기 가스 격실에 연결된 제1 파이프라인을 포함하는 방사선 소스.
19. 제18항에 있어서, 상기 가스 제어 시스템은 제1 종단에서 제2 가스 소스에 연결되며 제2 종단에서 상기 가스 격실에 연결된 제2 파이프라인을 더 포함하는 방사선 소스.
20. 제19항에 있어서, 상기 가스 격실과 상기 제1 및/또는 제2 가스 소스 사이에서의 가스의 흐름을 제어하도록 구성된 가스 제어 장치를 더 포함하는 방사선 소스.
21. 제17항에 있어서, 상기 격실 내의 소모재의 양을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함하는 방사선 소스.
22. 제21항에 있어서, 상기 센서는 상기 가스 격실 내에 위치되는 방사선 소스.
23. 제21항에 있어서, 상기 센서는 반응성 가스 센서를 포함하는 방사선 소스.
24. 제21항에 있어서, 상기 센서는 불소 센서를 포함하는 방사선 소스.
25. 제17항에 있어서, 상기 방법을 수행하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 방사선 소스.
26. 제25항에 있어서, 상기 프로세서가 상기 방법을 수행하게 하기 위한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 매체를 더 포함하는 방사선 소스.
27. 제17항의 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 장치.
28. 가스 격실 및 상기 가스 격실 내의 소모재의 양을 측정하기 위한 센서를 포함하는 방사선 소스.
29. 제28항에 있어서, 상기 센서는 반응성 가스 센서를 포함하는 방사선 소스.
30. 제29항에 있어서, 상기 센서는 불소 센서를 방사선 소스.
31. 제30항에 있어서, 상기 가스 격실로 가스의 양을 제공하도록 또는 상기 가스 격실로부터 가스의 양을 제거하도록 구성된 가스 제어 시스템을 더 포함하는 방사선 소스.

Images