KR102301338B1 - 펄스형 광빔 스펙트럼 특징 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징이 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하는 단계; 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하는 단계; 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계; 및 결정된 조정에 기초한 양만큼 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계에 의해 조정된다. 제 1 동작 특성은 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있음이 결정될 때까지 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정함으로써 조절된다. 제 2 작동가능 장치에 대한 조정은 제 1 작동가능 장치의 조정과 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2017년 3월 24일에 출원된 출원 제 15/468,402 호의 우선권을 주장하며, 이 출원은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
기술 분야
개시된 주제는 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징(spectral feature)을 제어하는 것에 관한 것이다.
반도체 리소그래피(또는 포토리소그래피)에서, 집적 회로(IC)의 제조는 반도체(예를 들면, 실리콘) 기판(이것은 웨이퍼로도 지칭됨) 상에서 다양한 물리적 및 화학적 프로세스를 수행하는 것을 포함한다. 포토리소그래피 노광 장치 또는 스캐너는 기판의 타겟 부분 상에 원하는 패턴을 부여하는 기계이다. 웨이퍼는 축선 방향을 따라 연장하는 광빔에 의해 조사되고, 웨이퍼가 일반적으로 축선 방향에 실질적으로 직교하는 횡평면을 따라 연장하도록 웨이퍼는 스테이지에 고정된다. 광빔은, 예를 들면, 약 10 나노미터(nm) 내지 약 400 nm의 심자외선(DUV) 범위의 파장을 갖는다. 광빔은 축선 방향(이것은 웨이퍼가 연장되는 횡평면에 직교함)을 따라 이동한다.
스펙트럼 분석 모듈이 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하기 위해 사용되고, 이러한 측정된 스펙트럼 특징은 광빔의 어스펙트(aspect)를 제어하는데 사용된다. 광빔을 제어함으로써, 다양한 리소그래피 특성이 제어될 수 있고, 예를 들면, 웨이퍼의 최소 특징 크기 또는 CD(critical dimension)가 제어될 수 있고, 오버레이(overlay), 표면 거칠기 및 근접 보정과 같은 패턴 특성이 제어될 수 있다.
일부의 일반적인 양태에서, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징은 일 방법을 이용하여 조정된다. 이 방법은 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하는 단계; 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하는 단계; 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계; 및 결정된 조정에 기초한 양만큼 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함한다. 제 1 동작 특성은 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있음이 결정될 때까지 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정함으로써 조절된다. 제 2 작동가능 장치에 대한 조정은 제 1 작동가능 장치의 조정과 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학 소스의 제 1 동작 특성은 피드백 루프로서 조절을 수행함으로써 조절될 수 있고, 이 피드백 루프는 제 1 작동가능 장치가 조정된 후에 광학 소스의 제 1 동작 특성을 관측하는 단계; 관측된 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있는지의 여부를 결정하는 단계; 및 관측된 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위를 벗어났다고 결정된 경우에 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함한다.
제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계의 적어도 일부 및 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계의 적어도 일부는 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정되기 전에 실행될 수 있다.
제 2 작동가능 장치에 대한 조정은 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발되는 광빔의 스펙트럼 특징의 오프셋에 의해 결정될 수 있다. 이 오프셋은 제 1 동작 특성의 초기 값과 제 1 동작 특성의 목표 값 사이의 차이(제 1 동작 특성의 목표 값은 허용가능한 값의 범위 내에 있음); 제 1 동작 특성과 제 1 작동가능 장치의 상태 사이의 관계를 규정하는 교정된 값; 및 제 1 작동가능 장치의 상태에 대한 광빔의 측정된 스펙트럼 특징의 타이밍 곡선의 기울기에 기초하여 추정될 수 있다. 제 2 작동가능 장치에 대한 조정은 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발되는 광빔의 스펙트럼 특징의 추정된 오프셋을 보상하는 제 2 작동가능 장치에 대한 오프셋 조정을 계산함으로써 결정될 수 있다. 제 2 작동가능 장치에 대한 오프셋 조정은 추정된 오프셋에 광빔의 측정된 스펙트럼 특징과 제 2 작동가능 장치의 상태 사이의 관계의 기울기를 곱함으로써 계산될 수 있다. 광학 소스의 제 2 작동가능 장치의 조정은 제 2 목표 범위에 대응하는 제 2 작동가능 장치에 대한 주 조정을 계산함으로써 결정될 수 있다. 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정은 조정을 결정하기 위해 오프셋 조정과 주 조정을 함께 가산함으로써 결정될 수 있다.
이 방법은, 제 2 작동가능 장치가 그 조정을 완료한 후에, 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하면서 제 2 작동가능 장치를 그 현재 상태에 유지하는 단계; 및 광빔의 측정된 스펙트럼 특징이 제 2 목표 범위 내에 있을 때까지 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 광빔의 스펙트럼 특징은 N 개의 펄스의 세트의 광빔의 모든 펄스에 대하여 광빔의 스펙트럼 특징을 측정함으로써 측정될 수 있고, 여기서 N은 30 미만의 수이다.
광학 소스의 제 1 동작 특성은 제 1 작동가능 장치의 상태와 제 1 작동가능 장치의 목표 상태 사이의 상대 값을 포함할 수 있고, 제 1 작동가능 장치는 광학 소스가 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍일 수 있다. 광학 소스가 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍은 광학 소스의 제 1 스테이지에 송신된 제 1 트리거 신호와 광학 소스의 제 2 스테이지에 송신된 제 2 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍일 수 있다.
제 2 작동가능 장치는 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성된 광학 시스템을 포함할 수 있고, 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계는 광학 시스템을 조정하여 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
펄스형 광빔의 광학 배율에 대한 조정은 광빔의 스펙트럼 특징을 변경할 수 있다.
광빔의 스펙트럼 특징은 광빔의 대역폭일 수 있다.
광학 소스의 제 1 작동가능 장치에 대한 조정은 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 제 1 속도로 변경하게 할 수 있고, 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정은 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 제 2 속도로 변경하게 할 수 있고, 제 2 규모의 값은 제 1 규모의 값보다 클 수 있고, 제 2 속도는 제 1 속도보다 느릴 수 있다.
제 1 동작 특성의 허용가능한 값의 범위는 제 1 동작 특성의 동작 범위 내로 집중될 수 있고, 여기서 제 1 동작 특성의 동작 범위는 제 1 동작 특성의 값을 제한함으로써 규정될 수 있다.
다른 일반적인 양태에서, 시스템이 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정한다. 이 시스템은 광학 소스의 제 1 작동가능 장치에 결합된 제 1 작동 모듈(제 1 작동가능 장치는 제 1 작동 모듈에 의해 조정되어 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 조정하도록 구성됨); 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 결합된 제 2 작동 모듈(제 2 작동가능 장치는 제 1 작동 모듈에 의해 조정되어 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 조정하도록 구성됨); 및 제 1 작동 모듈과 제 2 작동 모듈에 접속된 제어 시스템을 포함한다. 이 제어 시스템은 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하도록; 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하도록(제 1 동작 특성을 조절하는 것은 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있을 때까지 제 1 작동가능 장치를 조정하는 것을 포함함); 제 1 작동가능 장치의 조정과 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하도록; 그리고 결정된 조정에 기초한 양만큼 제 2 작동가능 장치를 조정하도록 구성된다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면 광학 소스의 제 1 동작 특성은 제 1 작동가능 장치의 상태와 제 1 작동가능 장치의 목표 상태 사이의 상대 값을 포함할 수 있고, 제 1 작동가능 장치는 광학 소스가 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍일 수 있다. 광학 소스는 제 1 스테이지 및 제 2 스테이지를 포함하는 다단계 가스 방전 시스템일 수 있다. 광학 소스가 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍은 광학 소스의 제 1 스테이지에 송신된 제 1 트리거 신호와 광학 소스의 제 2 스테이지에 송신된 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍일 수 있다. 제 1 스테이지는 펄스화된 시드 광빔을 출력하는 발진기 장치를 포함할 수 있고, 제 2 스테이지는 펄스화된 시드 광빔을 수광하고 펄스형 광빔을 출력하는 광 증폭 장치를 포함할 수 있다.
제 2 작동가능 장치는 펄스형 광빔과 상호작용하는, 그리고 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하도록 구성된 광학 시스템을 포함할 수 있다. 펄스형 광빔의 광학 배율에 대한 조정은 이것에 의해 광빔의 스펙트럼 특징을 변경할 수 있다. 광학 시스템은 펄스형 광빔이 통과하는 하나 이상의 프리즘 및 펄스형 광빔이 반사되는 격자를 포함할 수 있다. 펄스형 광빔의 광학 배율은 프리즘 중 하나 이상을 회전시킴으로써 조정될 수 있다.
이 시스템은 또한 제 1 동작 특성을 측정하도록 구성된 관측 시스템을 포함하는 계측 장치를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 관측 시스템으로부터 제 1 동작 특성의 측정치를 수신하도록 구성될 수 있다. 계측 장치는 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하도록 구성된 스펙트럼 특징 유닛을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 스펙트럼 특징 유닛으로부터 스펙트럼 특징의 측정치를 수신하도록 구성될 수 있다.
다른 일반적인 양태에서, 시스템이 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정한다. 이 시스템은 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 조정하기 위한 제 1 작동가능 수단; 제 1 작동가능 수단을 제어하기 위한 제 1 작동 수단; 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 조정하기 위한 제 2 작동가능 수단; 제 2 작동가능 수단을 제어하기 위한 제 2 작동 수단; 및 제 1 작동 수단 및 제 2 작동 수단에 접속된 제어 수단을 포함한다. 이 제어 수단은 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하고; 광학 소스가 제 1 동작 특성을 조절하고; 제 2 작동가능 수단에 대한 조정을 결정하고; 결정된 조정에 기초한 양만큼 제 2 작동가능 수단을 조정하기 위해 제 2 작동가능 수단에 신호를 송신하기 위한 것이다. 제 1 동작 특성은 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정될 때까지 제 1 작동가능 수단을 조정하기 위해 제 1 작동가능 수단에 신호를 송신함으로써 조절된다. 제 2 작동가능 수단에 대한 조정은 제 1 작동가능 수단의 조정과 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.
도 1은 출력 장치로 향하는 펄스형 광빔을 제어하기 위한 제 1 작동가능 장치 및 제 2 작동가능 장치를 갖는 작동 시스템을 포함하는 포토리소그래피 시스템의 블록도이고;
도 2는 펄스형 광빔의 광 스펙트럼의 그래프이고;
도 3은 도 1의 출력 장치의 구현형태의 블록도이고;
도 4는 도 1의 포토리소그래피 시스템에서 사용될 수 있는 계측 장치의 구현형태의 블록도이고;
도 5는 도 1의 포토리소그래피 시스템에서 사용될 수 있는 광학 소스의 구현형태의 블록도이고;
도 6은 도 1의 작동 시스템에서 사용될 수 있는 제 2 작동가능 장치의 구현형태의 블록도이고;
도 7은 도 1의 포토리소그래피 시스템이 제어 시스템의 구현형태의 블록도이고;
도 8은 변경 상태 동작을 위한 도 1의 포토리소그래피 시스템에 의해 수행될 수 있는 프로시저의 흐름도이고;
도 9는 제 1 작동가능 장치를 조정하는 것을 포함하는 제 1 동작 특성을 조절하기 위한 프로시저의 흐름도이고;
도 10은 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하기 위한 프로시저의 흐름도이고;
도 11은 제 1 작동가능 장치의 상태에 대한 광빔의 측정된 스펙트럼 특징(SF)의 타이밍 곡선의 그래프이고;
도 12는 도 8의 프로시저의 완료 후에 수행될 수 있는 폐루프 제어를 사용하는 제 2 작동가능 장치를 조정하는 프로시저의 흐름도이다.
도 2는 펄스형 광빔의 광 스펙트럼의 그래프이고;
도 3은 도 1의 출력 장치의 구현형태의 블록도이고;
도 4는 도 1의 포토리소그래피 시스템에서 사용될 수 있는 계측 장치의 구현형태의 블록도이고;
도 5는 도 1의 포토리소그래피 시스템에서 사용될 수 있는 광학 소스의 구현형태의 블록도이고;
도 6은 도 1의 작동 시스템에서 사용될 수 있는 제 2 작동가능 장치의 구현형태의 블록도이고;
도 7은 도 1의 포토리소그래피 시스템이 제어 시스템의 구현형태의 블록도이고;
도 8은 변경 상태 동작을 위한 도 1의 포토리소그래피 시스템에 의해 수행될 수 있는 프로시저의 흐름도이고;
도 9는 제 1 작동가능 장치를 조정하는 것을 포함하는 제 1 동작 특성을 조절하기 위한 프로시저의 흐름도이고;
도 10은 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하기 위한 프로시저의 흐름도이고;
도 11은 제 1 작동가능 장치의 상태에 대한 광빔의 측정된 스펙트럼 특징(SF)의 타이밍 곡선의 그래프이고;
도 12는 도 8의 프로시저의 완료 후에 수행될 수 있는 폐루프 제어를 사용하는 제 2 작동가능 장치를 조정하는 프로시저의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 포토리소그래피 시스템(100)은 출력 장치(145)(예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼 상에 마이크로일렉트로닉 피처(microelectronic feature)를 패터닝하는 포토리소그래피 노광 장치)로 향하는 펄스형 광빔(110)을 생성하는 광학 소스(105)를 포함한다. 출력 장치(145)는 펄스형 광빔(110)을 사용하여 하나 이상의 기능(예를 들면, 웨어퍼를 패터닝함)을 수행한다. 수행된 기능의 효율 및 질은 광빔(810)의 광 스펙트럼의 다양한 특성에 의존한다.
도 2를 참조하면, 광학 소스(105)에 의해 생성된 펄스형 광빔(110)의 광 스펙트럼(200)은 광빔(810)의 광 에너지, 강도, 또는 파워가 상이한 파장(또는 주파수)에 걸쳐 어떻게 분포되어 있는지에 대한 정보를 포함하고 있다. 광빔(810)의 광 스펙트럼(200)은 스펙트럼 강도가 파장 또는 광 주파수의 함수로서 도시된 다이어그램의 형태로 도시되어 있다. 광 스펙트럼(200)은 광빔(110)의 스펙트럼 형상 또는 강도 스펙트럼으로 지칭될 수 있다. 광빔(110)의 스펙트럼 특징은 강도 스펙트럼의 임의의 어스펙스(aspect) 또는 표현(representation)을 포함한다. 예를 들면, 특정 강도 값의 파장은 스펙트럼 특징이다. 다른 예로서, 광 스펙트럼(200)의 형상의 폭은 스펙트럼 특징이다. 이 폭은 대역폭으로 지칭될 수 있고, 그 값은 광빔(110)의 파장 또는 주파수의 관점에서 부여될 수 있다.
광학 소스의 동작 중에, 다양한 외란(107)(예를 들면, 온도 구배, 압력 구배, 광학 왜곡, 동작 조건의 변화 등)이 광학 소스(105) 및 광빔(110)에 작용하여 광 스펙트럼(200) 및 이에 따라 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 수정한다. 외란(107)으로 인해, 출력 장치(145)에서 실제 광 스펙트럼(200) 및 이에 따라 실제 스펙트럼 특징(예를 들면, 대역폭 또는 파장)은 출력 장치(145)에서 원하는 광 스펙트럼 또는 스펙트럼 특징과 대응하지 않거나 일치되지 않을 수 있다. 따라서, 광빔(110)의 실제 스펙트럼 특징 또는 특징들은 계측 장치(150)를 사용하여 동작 중에 측정되거나 추정된다. 제어 시스템(140)은 측정되거나 추정된 스펙트럼 특징을 분석하고, 광학 소스(105)의 하나 이상의 특성에 대해 어떻게 영향을 미치는지를 결정하고, 이것에 의해 대상의 광빔(110)의 광 스펙트럼(200) 및 스펙트럼 특징을 조정한다. 제어 시스템(140)은 작동 시스템에 신호를 전송하여 광학 소스(105)의 하나 이상의 특성에 대해 변화를 일으킨다.
작동 시스템(115)은 제어 시스템(140)과 통신하는 두 개 이상의 작동 모듈(예를 들면, 제 1 작동 모듈(120) 및 제 2 작동 모듈(125))을 포함한다. 제 1 작동 모듈(120) 및 제 2 작동 모듈(125)의 각각은 펌웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합의 형태의 전자장치를 포함한다. 제 1 작동 모듈(120) 및 제 2 작동 모듈(125)은 광학 소스(105)의 각각의 제 1 작동가능 장치(130) 및 제 2 작동가능 장치(135)에 결합된다. 제 1 작동가능 장치(130)는 (제어 시스템(140)의 제어 하에서) 제 1 작동 모듈(120)에 의해 변경되어 광학 소스(105)의 하나 이상의 특성에 대한 변화를 일으키고 이것에 의해 펄스형 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 조정한다. 제 2 작동가능 장치(135)는 (제어 시스템(140)의 제어 하에서) 제 제 2 작동 모듈(125)에 의해 변경되어 광학 소스(105)의 하나 이상의 특성에 대한 변화를 일으키고 이것에 의해 펄스형 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 조정한다. 제 2 작동가능 장치(135)에 의해 변경되는 하나 이상의 특성은 제 1 작동가능 장치(130)에 의해 변경되는 하나 이상의 특성과 다를 수 있다. 이러한 방식으로, 광빔(110)에 미치는 이들 외란(107)의 영향이 수정될 수 있다.
제 1 작동가능 장치(130)가 광빔(110)의 스펙트럼 특징에 대한 조정을 일으키기 위해 제 2 작동가능 장치(135)보다 더 신속하게 및/또는 더 미세한 튜닝 범위 내에서 작용할 수 있도록 광학 시스템을 구성하는 것이 가능하고, 경우에 따라 필요하다. 특히, 일부의 구현형태에서, 제 1 작동가능 장치(130)를 조정하면 광빔(110)의 스펙트럼 특징이 제 1 규모의 값들 내에서 그리고 제 1 속도 도는 제 1 레이트로 변화되고, 제 2 작동가능 장치(135)를 조정하면 광빔(110)의 스펙트럼 특징이 제 2 규모의 값들 내에서 그리고 제 2 속도 또는 제 2 레이트로 변화된다. 제 2 규모의 값은 제 1 규모의 값보다 클 수 있고, 따라서, 제 2 작동가능 장치(135)의 튜닝 범위는 제 1 작동가능 장치(130)의 튜닝 범위보다 조대하다. 제 2 속도는 제 1 속도보다 느릴 수 있고, 따라서, 제 2 작동가능 장치(135)는 제 1 작동가능 장치(130)보다 스펙트럼 특징을 변화시키는데 더 느리게 작용할 수 있다. 예를 들면, 제 1 작동가능 장치(130)는 6 kHz의 레이트로 스펙트럼 특징을 변화시키고, 따라서 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 0.2 밀리초(ms) 미만에서 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경할 수 있다. 다른 한편, 이 실시례에서, 제 2 작동가능 장치(135)는 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하는데 20 ms 이상 필요하다. 따라서, 이 실시례에서, 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 변화를 일으키는데 제 1 작동가능 장치가 제 2 작동가능 장치(135)보다 100 배 더 빠르다.
이 작동 시스템(115)은 2 가지 모드 하에서 동작하지만, 작동 시스템(115)의 다른 구현형태에서는 추가의 모드가 가능하다. 하나의 모드는 정상 상태 동작 모드이고, 여기서 출력 장치(145)는 광빔(110)의 스펙트럼 특징이 일정하게 유지되는 것을 필요로 한다. 다른 모드는 변경 상태 동작 모드이고, 여기서 출력 장치(145)는 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 변경(예를 들면, 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로)을 필요로 한다. 정상 상태 동작 하에서, 제 2 작동가능 장치(135)는 (제 2 작동 모듈(125)의 제어 하에서) 현재 상태에 유지될 수 있고, 비교적 신속하게 작동하므로, 제 1 작동가능 장치(130)는 외란(107)에 의해 초래되는 스펙트럼 특징에 대한 미소한 또는 작은 변화를 제거하기 위해 (제 1 작동 모듈(120)의 제어 하에서) 조정될 수 있다. 변경 상태 동작 하에서, 제 2 작동가능 장치(135)는 (제 2 작동 모듈(125)의 제어 하에서) 조정되고, 제 1 작동가능 장치(130)는 (제 1 작동 모듈(120)의 제어 하에서) 변경 상태에 유지된다.
제어 시스템(140)은 변경 상태 동작을 수행하는데 걸리는 시간을, 예를 들면, 25-75% 만큼 감소시키도록 구성된다. 변경 상태 동작을 수행하는데 걸리는 시간을 감소시킴으로써, 광학 소스(110)는 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 더 신속하게 변화시킬 수 있다. 출력 장치(145)는 따라서 출력 장치(145)의 처리량 또는 생산성을 감소시키지 않고 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 더 빠른 변경을 달성할 수 있다. 출력 장치(145)는 일반적으로 웨이퍼의 패터닝과 같은 요구되는 기능을 수행하기 위해 광빔(110)의 스펙트럼 특징 또는 특징들을 조정할 필요가 있다.
제어 시스템(140) 및 작동 시스템(115)은 제 1 작동가능 장치(130)의 조정과 광빔(110)의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초한 양만큼 제 2 작동가능 장치(135)를 조정함으로서 변경 상태 동작을 수행하는데 걸리는 시간을 감소시키도록 구성 및 설계된다. 또한, 제 2 작동가능 장치(135)는, 제 2 작동가능 장치(135)가 변경 상태에 도달할 때까지 기다리지 않고, 제 2 작동가능 장치(135)가 이전 상태로부터 변경 상태로 이동되는 중에 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 2 작동가능 장치(135)는 계측 장치(150)가 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 측정치를 수집할 때까지 기다릴 필요없이 조기에 조정될 수 있다.
포토리소그래피 시스템(100)에 대한 세부사항은 변경 상태 동작에 대해 논의하기 전에 다음에 제공된다.
다시 도 1을 참조하면, 도시되어 있지 않으나, 광빔(110)은 광학 소스(105)와 출력 장치(145) 사이에 설치된 빔 준비 시스템을 통해 지향될 수도 있다. 빔 준비 시스템은 광빔의 어스펙트를 수정하는 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 준비 시스템은 반사 또는 굴절 광학 요소, 광학 펄스 스트레쳐, 및 광학 개구(자동 셔터를 포함함)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 일부의 구현형태에서, 출력 장치(145)는 웨이퍼(360)를 패터닝하기 위한 포토리소그래피 노광 장치(345)이다. 포토리소그래피 노광 장치(345)는, 예를 들면, 하나 이상의 집광 렌즈, 마스크, 및 대물렌즈 구성을 갖는 조명 시스템(361)을 포함하는 광학 장치를 포함한다. 마스크는 광빔(110)의 광축(OA)과 같은 하나 이상의 방향을 따라 또는 광축(OA)에 수직인 평면에서 이동가능하다. 대물렌즈 구성은 투영 렌즈를 포함하고, 마스크로부터 웨이퍼(360) 상의 포토레지스트로의 이미지 전사를 가능하게 한다. 조명 시스템(361)은 마스크 상에 입사하는 광빔(110)의 각도 범위를 조정한다. 조명 시스템(361)은 또한 마스크의 전체에 걸친 광빔(110)의 강도 분포를 균질화(균일하게 만듦)한다. 포토리소그래피 노광 장치(345)는, 몇 가지 특징 중 특히, 리소그래피 제어기(362), 공조 장치, 다양한 전기 부품용 전원을 포함할 수 있다. 리소그래피 제어기(362)는 웨이퍼(360) 상에 층이 인쇄되는 방법을 제어한다. 리소그래피 제어기(362)는 제어 시스템(140)에 접속된다.
웨이퍼(360)에는 광빔(110)이 조사된다. 프로세스 프로그램 또는 레시피는 웨이퍼(360) 상의 노광 길이, 사용된 마스크, 뿐만 아니라 노광에 영향을 미치는 기타 인자를 결정한다. 리소그래피 중에, 광빔(110)의 복수의 펄스는 조사 선량(illumination dose)을 형성하기 위해 웨이퍼(360)의 동일 영역을 조사한다. 웨이퍼(360)의 동일 영역을 조사하는 광빔(110)의 펄스의 수(N)는 노광 윈도우 또는 슬릿으로 지칭될 수 있고, 이 슬릿의 크기는 마스크 전에 배치되는 노광 슬릿에 의해 제어될 수 있다. 일부의 구현형태에서, N 값은 수십, 예를 들면, 10-100 펄스이다. 다른 구현형태에서, N의 값은 100 펄스를 초과하며, 예를 들면, 100-500 펄스이다. 마스크, 대물렌즈 구성, 및 웨이퍼(360) 중 하나 이상은 노광 필드에 걸쳐 노광 윈도우를 스캐닝하기 위해 노광 중에 서로에 대해 이동될 수 있다. 노광 필드는 노광 슬릿 또는 윈도우의 일회의 스캔에서 노광되는 웨이퍼(360)의 영역이다.
웨이퍼(360)를 패터닝하기 위해, 광빔(110)은 10 nm 내지 400 nm인 심자외선(DUV) 범위의 파장을 갖는다. 광학 소스(105)가 아르곤 플로오라이드(ArF)를 포함하는 이득 매질로 채워진 가스 방전 설계를 사용하는 구현형태에서, 광빔(110)은 약 193 nm의 파장을 갖는다. 광학 소스(105)가 크립톤 플로오라이드(KrF)를 포함하는 이득 매질로 채워진 가스 방전 설계를 사용하는 구현형태에서, 광빔(110)은 약 248 nm의 파장을 갖는다. 광빔(110)의 스펙트럼 특징은 웨이퍼(360)에서의 이미징의 질에 직접적인 영향을 미친다. 구체적으로, 웨이퍼(360) 상에 패터닝된 마이크로일렉트로닉 특징의 크기 및 형상은 광빔(110)의 광 스펙트럼(200)에 의존한다. 일반적으로, 광빔(110)의 파장이 작을수록 특징은 패턴닝될 수 있는 것보다 더 작다.
도 4를 참조하면, 일부의 구현형태에서, 계측 장치(150)는 제 1 작동 모듈(120)과 관련된 하나 이상의 동작 특성을 관측하기 위해 구성된 관측 시스템(405)을 포함하는 계측 장치(450)로서 설계된다. 관측 시스템(405)은, 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 광학 소스(105) 및 출력 장치(145)와 같은 포토리소그래피 시스템(100)의 하나 이상의 다른 구성요소와 관련된 특성을 관측하도록 구성될 수 있다.
관측 시스템(405)은 제어 시스템(140)에 이들 특성을 출력하도록 구성되며, 제어 시스템은 제 1 작동가능 장치(130)의 동작 점을 표시하는 메트릭(metric)을 계산하거나 추정할 수 있다. 제 1 작동가능 장치(130)의 동작 점은 가능한 설정, 값, 또는 조건의 범위 내에서 제 1 작동가능 장치(130)가 현재 동작 중인 장소를 특징으로 한다. 일부의 구현형태에서, 도 5에 대해 이하에서 논의된 바와 같이, 제 1 작동가능 장치(130)는 마스터 오실레이터(500)에 전송된 제 1 트리거 신호 및 파워 증폭기(510)에 전송된 제 2 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍을 제어하기 위해 예시적 광학 소스(505)의 제 1 스테이지(마스터 오실레이터(500)) 및 제 2 스테이지(파워 증폭기(510))에 접속된 타이밍 모듈이다. 이 상대적 타이밍은 차동 타이밍(differential timing)으로 지칭될 수 있다. 이 구현형태에서, 제 1 작동가능 장치(130)의 동작 점의 메트릭은 피크 효율 차동 타이밍(Tpeak)으로부터 실제 상대적 타이밍의 변위를 정량화할 수 있다. 피크 효율 차동 타이밍은 광학 소스(105 또는 505)가 이 광학 소스(105 또는 505)에 가해지는 특정 입력 에너지에서 최대 에너지를 갖는 광빔(110)을 생성하는 경우의 상대적 타이밍의 값이다(예를 들면, 입력 에너지는 광학 소스(105 또는 505)의 하나 이상의 가스 방전 체임버의 전극에 인가된 전압에 기초할 수 있음).
제 1 작동가능 장치(130)의 동작 점(MPOP)에 대한 메트릭은 광학 소스(105 또는 505) 내의 가스 방전 전극에 공급되는 전압 또는 에너지, 광빔(110)의 출력 에너지(E; 110), 및 차동 타이밍에 기초하여 제어 시스템(140)에 의해 계산되거나 추정될 수 있다. 예를 들면, MPOP는 다음 식에 의해 추정될 수 있다:
여기서 dVoltage/dMOPAtiming은 차동 타이밍의 변화에 대해 (트리거 신호에서 제 1 스테이지 또는 제 2 스테이지에 공급된) 출력 전압의 감도 추정치이다. dVoltage/dMOPAtiming의 값은 출력 전압 및 실제 차동 타이밍(이러한 특성은 관측 시스템(405)에 의해 관측되거나 검출됨)을 위해 제 1 작동 모듈(120)에 제공된 데이터를 이용하여 실시간으로 제어 시스템(140)에 의해 추정될 수 있다. MPOP의 추정치는 펄스 마다 갱신되지만 MPOP을 정확하게 추정하기 위해서는 충분한 데이터가 제공되어야 한다.
광학 소스(105)의 동작 중에, 피크 효율 차동 타이밍으로부터 오프셋된 설정 점에 대해 제 1 작동가능 장치(130)의 동작 점(및 이에 따라 동작 점의 메트릭)을 조절하면서 광빔(110)을 생성하는 것이 바람직하다. 광학 소스(105)의 다른 특성(예를 들면, 광빔(110)의 파장 및 에너지)는 이 기지의 동작 점의 주위에서 조정될 수 있다(예를 들면, 선형화될 수 있음).
관측 시스템(405)은 광학 소스(105 또는 505)로의 입력 에너지, 광빔(110)의 에너지, 및 실제 상대 타이밍과 같은 광학 소스(105 또는 505)의 어스펙트를 검출하거나 감지할 수 있다. 따라서, 관측 시스템(405)은 광빔(110)의 에너지를 검출하는 에너지 검출기일 수 있다. 관측 시스템(405)은 광학 소스(105)의 가스 방전 체임버의 전극에 송신된 전기 신호에 접속된 전압계일 수 있다. 관측 시스템(405)은 각각의 트리거 신호가 각각의 마스터 오실레이터 및 파워 증폭기의 전극으로 송신되었을 때를 검출하는 전류계 또는 전압계일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 계측 장치(450)는 또한 광학 소스(105)로부터 출력된 펄스형 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 측정하도록 구성된 스펙트럼 특징 유닛(410)을 포함한다. 일부의 구현형태에서, 스펙트럼 특징 유닛(410)은 광빔(110)의 일부를 제거하여 분광계로 안내하도록 광빔(110)의 경로 내에 배치된 빔 스플리터(beam splitter)와 같은 빔 분리기를 포함한다. 분광계는 스펙트럼 분산 장치 및 광빔(110)의 파장에 민감한 검출기를 포함한다.
스펙트럼 분산 장치는 광빔을 상이한 분포의 스펙트럼 특징으로 분리하고, 검출기는 복수의 공간 영역을 가지며, 여기서 각각의 공간 영역은 상이한 분포의 스펙트럼 특징을 수용한다. 일부의 구현형태에서, 스펙트럼 분산 장치는 광학적으로 서로 간섭하는 복수의 광빔을 생성함으로써 광빔을 다양한 분포의 스펙트럼 특징으로 분리하는 광학 간섭 기반의 장치이다. 예시적 광학 간섭 기반의 장치는 에탈론(etalon) 또는 격자이다. 이러한 장치는 검출기의 별개의 공간 영역 상에 상이한 분포를 투영하도록 구성된 렌즈와 함께 사용될 수 있다. 렌즈는 검출기의 공간 영역과 일치하는 초점면에 광을 이미징하도록 에탈론의 출력에 배치될 수 있다. 다른 구현형태에서, 스펙트럼 분산 장치는 굴절의 광학 현상을 이용하여 광빔을 상이한 분포의 스펙트럼 특징으로 분리하는 광학 분산 기반의 장치이다. 예시적 광 분산 기반의 장치는 프리즘이며, 프리즘의 재료의 굴절률이 광빔의 파장에 따라 변화하므로 광빔의 상이한 파장이 프리즘을 통해 상이한 각도로 굴절된다.
검출기는 각각의 공간 영역에서 투사된 광빔의 특성(예를 들면, 강도)을 검출한다. 예를 들면, 검출기는 각각의 스펙트럼 특징 분포에 의해 각각의 공간 영역에 축적된 에너지를 검출하거나 감지할 수 있다. 공간 영역은 스펙트럼 특징 분포의 광자(photon)가 충돌하여 상호작용하는 임의의 표면 또는 영역이고, 공간 영역은 광자의 에너지를 제어 시스템(140)에 의해 추가의 처리를 위한 전류로 변환시킬 수 있다. 일부의 구현형태에서, 검출기는 일련이 포토다이오드를 갖는 포토다이오드 검출기를 포함하며, 각각의 포토다이오드는 별개의 공간 영역으로서 작용한다. 검출기의 각각의 공간 영역은 검출기의 하나 이상의 이미징 요소(예를 들면, 포토다이오드)로 구성된 표면일 수 있다.
스펙트럼 특징은 광 스펙트럼으로부터의 메트릭 값을 추정함으로써 측정될 수 있다(이것은 검출기의 출력으로부터 회복되거나 추정될 수 있음). 광 스펙트럼(200)의 세부사항과 관련된 임의의 적절한 수학적 구성(즉, 메트릭)을 사용하여 광빔의 대역폭을 특징짓는 값을 추정할 수 있다. 예를 들면, 스펙트럼 형상의 최대 피크 강도의 분율(X)에서의 스펙트럼의 전체 폭(FWXM로 지칭됨)을 사용하여 광빔 대역폭을 특징지을 수 있다. 다른 예로서, 적분 스펙트럼 강도의 분율(Y)을 포함하는 스펙트럼의 폭(EY로 지칭됨)을 사용하여 광빔 대역폭을 특징지을 수 있다.
계측 장치(450)는 광학 소스(105), 광빔(110), 또는 출력 장치(145)의 다른 어스펙트를 측정하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 다른 측정 유닛(415)을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일부의 구현형태에서, 광학 소스(105)는 광빔(110)으로서 펄스화 레이저 빔을 생성하는 펄스화 레이저 광학 소스(505)이다. 도 5의 실시례에 도시된 바와 같이, 광학 소스(505)는 파워 증폭기(PA)(510)에 시드 광빔(511)을 제공하는 마스터 오실레이터(MO)(500)를 포함하는 다단계(예를 들면, 2 단계) 레이저 시스템이다. 마스터 오실레이터(500)는 전형적으로 증폭이 발생하는 이득 매질 및 광학 공진기와 같은 광학 피드백 메커니즘을 포함한다. 파워 증폭기(510)는 전형적으로 마스터 오실레이터(500)으로부터 시드 레이저 빔(511)으로 시딩(seeding)될 때 증폭이 발생하는 이득 매질을 포함한다. 파워 증폭기(510)가 재생 링 공진기로서 설계된 경우, 이것은 파워 링 증폭기(PRA)로서 설명되고, 이 경우에 링 설계로부터 충분한 광학 피드백이 제공될 수 있다. 마스터 오실레이터(500)는 (파워 증폭기(510)의 출력과 비교했을 때) 비교적 낮은 출력 펄스 에너지에서 중심 파장 및 대역폭과 같은 스펙트럼 파라미터의 미세 튜닝을 가능하게 한다. 파워 증폭기(510)는 마스터 오실레이터(500)로부터 시드 광빔(511)을 수광하고, 이 시드 광빔(511)을 증폭하여 (예를 들면, 포토리소그래피용) 출력 장치(145)에서 사용하기 위한 출력을 위해 필요한 파워를 얻는다.
마스터 오실레이터(500)는 2 개의 세장형 전극, 이득 매질로서 작용하는 레이저 가스, 전극들 사이에서 가스를 순환시키기 위한 팬을 갖는 방전 체임버를 포함한다. 레이저 공진기가 방전 체임버의 일측 상의 제 2 작동가능 장치(135)(이것은 스펙트럼 특징 선택 시스템으로서 작용함)와 방전 체임버의 제 2 측 상의 출력 커플러(515) 사이에 형성된다. 광학 소스(505)는 또한 출력 커플러(515)로부터의 출력을 수신하는 라인 중심 분석 모듈(LAM)(520)을 포함할 수 있다. LAM(520)은 도 4에 도시된 계측 장치(450)의 다른 측정 유닛(415)들 중 하나를 제공할 수 있다. LAM(520)은 시드 광빔(511) 또는 펄스형 광빔(110)의 파장(예를 들면, 중심 파장)을 측정하는데 사용될 수 있는 한 유형의 측정 유닛(315)의 일례이다. 광학 소스(505)는 또한 필요에 따라 시드 광빔(511) 또는 펄스형 광빔(110)의 크기 및/또는 형상을 수정하는 하나 이상의 빔 수정 광학 시스템(525)을 포함할 수도 있다.
방전 체임버에서 사용되는 레이저 가스는 필요한 파장 및 대역폭 주변에서 레이저 빔을 생성하는 임의의 적절한 가스일 수 있고, 예를 들면, 레이저 가스는 약 193 nm의 파장의 광을 방출하는 아르곤 플로오라이드(ArF), 또는 약 248 nm의 파장의 광을 방출하는 크립톤 플루오라이드(KrF)일 수 있다.
파워 증폭기(510)는 파워 증폭기 방전 체임버를 포함하고, 이것이 재생 링 증폭기인 경우, 파워 증폭기는 빔 리턴(beam return)(예를 들면, 반사기)(530)를 또한 포함하며, 빔 리턴은 (예를 들면, 반사를 통해) 광빔을 방전 체임버 내로 되돌려서 순환 경로 및 루프 경로를 형성하게 한다(여기서, 링 증폭기 내로의 입력은 링 증폭기로부터의 출력과 교차함). 파워 증폭기 방전 체임버는 한 쌍의 세장형 전극, 이득 매질로서 작용하는 레이저 가스, 및 전극들 사이에서 가스를 순환시키기 위한 팬을 포함한다. 시드 광빔(511)은 파워 증폭기(510)를 반복적으로 통과함으로써 증폭된다. 빔 수정 광학 시스템(525)은 시드 광빔(511)을 파워 증폭기(510)에 인커플링(in-coupling)하고 파워 증폭기(510)로부터 증폭된 방사선의 일부를 아웃커플링(out-coupling)하여 출력 광빔(110)을 형성하는 경로(예를 들면, 부분 반사 거울)를 제공한다.
라인 중심 분석 모듈(520)은 마스터 오실레이터(500)의 출력의 파장을 모니터링한다. 라인 중심 분석 모듈(520)는 광학 소스(105) 내의 다른 장소에 배치될 수 있고, 또는 광학 소스(105)의 출력에 배치될 수 있다.
시드 광빔(511)(및 이에 따라 출력 광빔(110))의 스펙트럼 특징은 마스터 오실레이터(500)의 구성에 의해 결정되며, 이들 스펙트럼 특징은 마스터 오실레이터(500) 내에서 생성되는 광빔(512)을 조정함으로써 조정될 수 있다. 제 2 작동가능 장치(135)(이것은 스펙트럼 특징 선택 시스템으로서 작용함)는 광학 소스(505)의 마스터 오실레이터(500)로부터의 광빔(512)을 수광하고, 제어 시스템(140)으로부터의 입력에 기초하여 광빔(512)의 스펙트럼 특징을 미세하게 튜닝함으로써 광학 소스(505)에 의해 생성된 광빔(110)의 스펙트럼 출력을 미세하게 튜닝한다.
또한 도 6을 참조하면, 광학 소스(505)로부터의 광빔(512)에 결합되는 예시적 제 2 작동가능 장치(635)가 도시되어 있다. 일부의 구현형태에서, 제 2 작동가능 장치(635)는 마스터 오실레이터(500)로부터 광빔(512)을 수광하여 마스터 오실레이터(500) 내의 파장 및 대역폭과 같은 스펙트럼 특징의 미세한 튜닝을 가능하게 하여 시드 광빔(511)의 이들 스펙트럼 특징을 조정한다. 제 2 작동가능 장치(635)은 제어 시스템(140)과 통신하는 제 2 작동 모듈(125)에 접속된다.
제 2 작동가능 장치(635)는 마스터 오실레이터(500)로부터의 펄스형 광빔(512)과 광학적으로 상호작용하도록 배치된 일 세트의 광학 기구 또는 구성요소(600, 605, 610, 615, 620)를 포함한다. 광학 구성요소(600, 605, 610, 615, 620)는 조대한 스펙트럼 특징 조정 시스템을 제공하도록 구성될 수 있고, 이러한 구성요소의 조정이 충분히 빠른 경우, 이것은 미세한 스펙트럼 특징 조정 시스템을 제공하도록 구성될 수 있다. 도 6에 도시되어 있지 않지만, 제 2 작동가능 장치(635)는 미세한 스펙트럼 특징 제어를 제공하기 위한 기타의 광학 기구 또는 기타의 비광학 기구를 포함할 수 있다.
제 2 작동 모듈(125)은 각각의 광학 구성요소(600, 605, 610, 615, 620)에 물리적으로 결합된 하나 이상의 작동 시스템(600A, 605A, 610A, 615A, 620A)에 접속된다. 이 광학 구성요소(600)는 격자와 같은 분산 광학 요소(600)일 수 있고, 광학 구성요소(605, 610, 615, 620)는 집합적으로 빔 확장기(601)를 형성하는 굴절 광학 요소일 수 있다. 격자(600)는 광빔(512)을 분산 및 반사하도록 설계된 반사 격자일 수 있고, 따라서 격자(600)는 DUV 범위의 파장을 갖는 펄스형 광빔(512)과 상호작용하기에 적합한 재료로 제작된다. 각각의 프리즘(605, 610, 615, 620)은 광빔(512)이 프리즘의 본체를 통과할 때 광빔을 분산 및 방향전환시키는 작용을 하는 투과 프리즘이다. 각각의 프리즘은 광빔(512)의 파장의 투과를 허용하는 재료(예를 들면, 칼슘 플루오라이드)로 제작될 수 있다. 4 개의 굴절 광학 요소(605, 610, 615, 620)가 도시되어 있으나, 4 개 미만 또는 4 개 초과의 굴절 광학 요소를 빔 확장기(601)에 사용할 수 있다.
펄스형 광빔(512)은 프리즘(620), 프리즘(610), 및 프리즘(605)을 순서대로 통과한 후에 격자(600)의 회절면(602)에 입사된다. 빔(512)이 연속 프리즘(620, 615, 610, 605)을 통과할 때마다, 광빔(512)은 광학적으로 확대되고, 다음의 광학 구성요소를 향해 방향전환(특정 각도로 굴절)된다. 광빔(512)은 격자(600)로부터 회절 및 반사되어 프리즘(605), 프리즘(610), 프리즘(615), 및 프리즘(620)을 순서대로 통과한 후에 본 장치(635)로부터 나간다. 격자로부터 연속 프리즘(605, 610, 615, 620)을 통과할 때마다, 광빔(512)은 이것이 마스터 오실레이터(500)를 향해 되돌아감에 따라 광학적으로 압축된다.
빔 확장기(601)의 프리즘(이것은 프리즘(605, 610, 615, 620) 중 임의의 하나일 수 있음)을 회전시키면 광빔(512)이 회전된 프리즘의 입사면에 충돌하는 입사각이 변화된다. 또한, 그 회전된 프리즘을 통한 광빔(512)의 2 가지 국소 광학 품질, 즉 광학 배율 및 빔 굴절 각도는 그 회전된 프리즘의 입사면 상에 입사하는 광빔(512)의 입사각의 함수이다. 프리즘을 통과하는 광빔(512)의 광학 배율은 그 프리즘으로부터 나가는 광빔(512)의 횡폭 대 그 프리즘으로 들어오는 광빔(512)의 횡폭의 비이다.
빔 확장기(601) 내의 하나 이상의 프리즘에서 광빔(512)의 국소 광학 배율을 변화시키면 빔 확장기(601)를 통과하는 광빔(512)의 광학 배율(OM)(665)이 전부 변화된다. 빔 확장기(601)를 통과하는 광빔(512)의 광학 배율(OM)(665)은 빔 확장기(601)로부터 나가는 광빔(512)의 횡폭(Wo) 대 빔 확장기(601)로 들어가는 광빔(512)의 횡폭(Wi)의 비이다. 또한, 빔 확장기(601) 내의 하나 이상의 프리즘을 통과하는 국소 빔 굴절 각도를 변화시키면 격자(600)의 표면(602)에서 광빔의 입사각(662)이 전부 변화된다.
광빔(512)의 파장은 광빔(512)이 격자(600)의 회절면(602) 상에 충돌하는 입사각(662)을 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 구체적으로, 이는 프리즘(605, 610, 615, 620) 및 격자(600) 중 하나 이상을 회전시켜 광빔(512)의 입사각(662)을 조정함으로써 수행될 수 있다. 광빔(512)의 대역폭은 광빔(512)의 광학 배율(OM)(665)을 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 따라서, 광빔(512)의 대역폭은 프리즘(605, 610, 615, 620) 중 하나 이상을 회전시킴으로써 조정될 수 있고, 이로 인해 광빔(512)의 광학 배율(665)이 변화된다. 특정 프리즘을 회전시키면 그 프리즘의 국소 빔 굴절 각도 및 국소 광학 배율의 둘 모두가 변화되므로, 이 설계에서 파장 및 대역폭의 제어는 결합된다.
또한, 광빔(512)의 대역폭은 프리즘(620)의 회전에 비교적 민감하고, 프리즘(605)의 회전에는 비교적 민감하지 않다. 이는 프리즘(620)의 회전으로 인한 광빔(512)의 국소 광학 배율의 임의의 변화는 다른 프리즘(615, 610, 605)의 광학 배율의 변화의 곱으로 곱해지기 때문이고, 이것은 이들 프리즘이 회전된 프리즘(620)과 격자(600) 사이에 있고, 광빔(512)은 프리즘(620)을 통과한 후에 이들 다른 프리즘(615, 610, 605)을 통과해야 하기 때문이다. 다른 한편, 광빔(512)의 파장은 프리즘(605)의 회전에 비교적 민감하고, 프리즘(620)의 회전에 비교적 민감하지 않다. 예를 들면, 파장을 변화시키지 않고 대역폭을 변화시키기 위해, 광학 배율(665)은 입사각(662)을 변화시키지 않고 변화되어야 하며, 이는 프리즘(620)을 대량 회전시키고 프리즘(605)을 소량 회전시킴으로써 달성될 수 있다.
광학 구성요소(600, 605, 610, 615, 620)의 각각에 대한 작동 시스템(600A, 605A, 610A, 615A, 620A)이 도시되어 있으나, 광학 구성요소의 일부는 정지상태로 유지되거나 작동 시스템에 물리적으로 결합되지 않는 것이 가능하다. 예를 들면, 일부의 구현형태에서, 격자(600)는 정지상태로 유지될 수 있고, 프리즘(615)은 정지상태로 유지될 수 있고, 작동 시스템에 물리적으로 결합될 수 있다. 작동 시스템(600A, 605A, 610A, 615A, 620A) 중 하나 이상은 그 각각의 광학 구성요소에 연결된 하나 이상의 액츄에이터를 포함한다. 광학 구성요소의 조정은 광빔(512)의 특정 스펙트럼 특징(파장 및/또는 대역폭)의 조정을 유발한다. 제 2 작동 모듈(125)은 제어 시스템(140)로부터 제어 신호를 수신하며, 이 제어 신호는 하나 이상의 작동 시스템을 작동 또는 제어하기 위한 특정 명령을 포함한다. 작동 시스템들은 협동적으로 작동하도록 선택되고 설계될 수 있다.
작동 시스템(600A, 605A, 610A, 615A, 620A)의 각각이 액츄에이터는 각각의 광학 구성요소를 이동시키거나 제어하기 위한 기계적 장치이다. 액츄에이터는 제 2 작동 모듈(125)로부터 에너지를 수취하고, 그 에너지를 각각의 광학 구성요소에 부여되는 일종의 운동으로 변환시킨다. 예를 들면, 작동 시스템은 빔 확장기의 프리즘들 중 하나 이상을 회전시키기 위한 힘 장치 및 회전 스테이지 중 임의의 하나일 수 있다. 작동 시스템은, 예를 들면, 스테퍼 모터와 같은 모터, 밸브, 압력 제어형 장치, 압전 장치, 선형 모터, 유압 액츄에이터, 보이스 코일 등을 포함할 수 있다.
격자(600)는 높은 블레이즈 각도의 에쉘 격자(high blaze angle Echelle grating)일 수 있고, 격자 방정식을 만족시키는 임의의 입사각(662)으로 격자(600) 상에 입사하는 광빔(512)이 반사(회절)된다. 격자 방정식은 격자(600)의 스펙트럼 차수, 회절된 파장(회절된 빔의 파장), 격자(600) 상으로의 광빔(512)의 입사각(662), 격자(600)로부터 회절된 광빔(512)의 출사각, 격자(600) 상에 입사하는 광빔(512)의 수직 발산, 및 격자(600)의 회절면의 그루브 간격 사이의 관계를 제공한다. 또한, 격자(600) 상으로의 광빔(512)의 입사각(662)이 격자(600)로부터의 광빔(512)의 출사각과 동일한 격자(600)가 사용되는 경우, 격자(600)와 빔 확장기(프리즘(605, 610, 615, 620))는 리트로 구성(Littrow configuration)으로 배치되며, 격자(600)로부터 반사된 광빔(512)의 파장은 리트로 파장이다. 격자(600) 상으로 입사하는 광빔(512)의 수직 발산은 거의 0이라고 가정할 수 있다. 공칭 파장을 반사하기 위해, 공칭 파장이 빔 확장기(프리즘(605, 610, 615, 620))를 통해 재반사되어 광학 소스(505)에서 증폭되도록, 격자(600)는 격자(600) 상으로 입사하는 광빔(512)에 대해 정렬된다. 리트로 파장은 격자(600) 상으로의 광빔(512)의 입사각(662)을 변화시킴으로써 광학 소스(105) 내의 공진기의 전체 이득 대역폭에 걸쳐 튜닝될 수 있다.
각각의 프리즘은 광학적으로 마스터 오실레이터(500)로부터 격자(600)를 향하는 경로 상에서 광빔(512)을 확대시키므로, 각각의 프리즘은 프리즘(620)으로부터 프리즘(605)을 향해 크기가 연속적으로 더 커진다. 따라서, 프리즘(605)은 프리즘(610)보다 크고, 이것은 프리즘(615)보다 크고, 프리즘(620)이 가장 작은 프리즘이다. 파장은 프리즘(605)을 회전시킴으로써 조악하게 변화될 수 있고, 프리즘(620)은 (조악하게) 회전될 수 있다. 광빔(512)의 입사각(662)은 프리즘(605)의 회전으로 인해 변화되고, 프리즘(620)의 회전은 프리즘(605)의 회전에 의해 유발된 배율의 변화를 상쇄한다. 프리즘(620)은 조악하고 큰 범위 및 느린 대역폭 제어를 위해 사용될 수 있다. 대조적으로, 대역폭은 프리즘(610)를 제어함으로써 미세하고 좁은 범위로 그리고 더 신속하게 제어될 수 있다.
도 5의 실시례에서, 제 1 작동가능 장치(130)는 마스터 오실레이터(500)에 전송된 제 1 트리거 신호 및 파워 증폭기(510에 전송된 제 2 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍을 제어하기 위해 제 1 스테이지(마스터 오실레이터(500)) 및 제 2 스테이지(파워 증폭기(510))에 접속된 타이밍 모듈이다. 예시적 타이밍 모듈은 미국특허 제7,830,934호 및 제7,203,216호에 도시되고 설명되어 있으며, 둘 모두는 그 전체가 참조에 의해 본원에 포함된다. 2 개의 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍을 조정함으로써, 광빔(110)의 스펙트럼 특징(예를 들면, 대역폭)이 제어될 수 있다. 특히, 마스터 오실레이터(500)로부터의 시드 광빔(511)은, 시드 광빔(511)의 증폭이 파워 증폭기(510) 내에서 발생할 수 있도록, 파워 증폭기(510) 내의 레이저 가스 내에서 모집단이 반전되는 시간 중에 파워 증폭기(510)의 방전 영역을 통과해야 한다. 따라서, 시드 광빔(511)의 펄스를 지연시킴으로써 파워 증폭기(510)로부터 출력되는 광빔(512)의 대역폭은 감소되고, 이것에 의존하여 파워 증폭기(510)의 레이저 가스 내의 모집단은 반전될 수 있다. 일반적으로, 시드 광빔(511)의 펄스가 마스터 오실레이터(500) 내에 더 오래 유지될 수록 파워 증폭기(510)에 의해 출력되는 광빔(110)의 대역폭은 더 좁아진다. 따라서, 마스터 오실레이터(500)에의 트리거 신호와 파워 증폭기(510)에의 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍 작동을 사용하여 광빔(110)의 대역폭을 제어할 수 있다.
트리거 신호들 사이의 상대적 타이밍이 모든 레이저 광 펄스에서 변경될 수 있으므로, 이러한 제어는 광빔(512)의 경로 상의 광학 기구가 물리적으로 이동할 수 있는 속도에 의해 제한되는 제 2 작동 모듈(125)에서 제공되는 것보다 더 미세하게 튜닝되고 더 신속한 스펙트럼 특징의 제어 방법을 제공한다.
이와 함께, 제어 시스템(140)은, 광학 소스(105)가 넓은 범위의 외란(107)을 받을 수 있는 경우에도, 2 개의 작동가능 장치(130, 135) 사이의 이러한 공동작용 및 협동을 이용하여 하나 이상의 스펙트럼 특징(예를 들면, 파장 또는 대역폭)을 원하는 설정점에 또는 적어도 설정점 주위의 원하는 범위 내에 유지할 수 있다.
제어 시스템(140)은 제 1 작동 모듈(120), 제 2 작동 모듈(125), 및 계측 장치(150)에 접속된다. 제어 시스템(140)와 특정 구성요소(예를 들면, 계측 장치(150)) 사이의 접속은 유선 접속이거나 무선 및 비접촉 접속일 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어 시스템(140)이 제어 시스템(740)으로서 도시되어 있다. 본원에 기술된 시스템 및 방법의 양태에 관련된 제어 시스템(740)에 대한 세부사항이 제공된다. 제어 시스템(740)은 도 7에 도시되지 않은 다른 기구를 포함할 수 있다. 제어 시스템(740)은 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어 중 하나 이상을 포함한다.
제어 시스템(740)은 메모리(700)를 포함하며, 이것은 ROM 및/또는 RAM일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 유형적으로 구현하기에 적합한 저장 장치는, 예를 들면, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치; 내장 하드 디스크 및 이동식 디스크와 같은 자기 디스크; 광자기 디스크; 및 CD-ROM 디스크와 같은 모든 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다. 제어 시스템(740)은 하나 이상의 입력 장치(705)(예를 들면, 키보드, 터치 스크린, 마이크로폰, 마우스, 핸드헬드형 입력 장치 중 하나 이상) 및 하나 이상의 출력 장치(710)(예를 들면, 스피커 또는 모니터)를 포함할 수도 있다.
제어 시스템(740)은 하나 이상의 프로그램가능 프로세서(715), 및 프로그램가능 프로세서(예를 들면, 프로세서(715))에 의한 실행을 위해 기계 판독가능 저장 장치 내에 유형적으로 구성된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품(720)을 포함한다. 하나 이상의 프로그램가능 프로세서(715)는 각각 명령 프로그램을 실행하여 입력 데이터를 조작함으로써 그리고 적절한 출력을 생성함으로써 원하는 기능을 수행할 수 있다. 일반적으로, 프로세서(715)는 메모리(700)로부터 명령 및 데이터를 수신한다. 전술한 임의의 것은 특별히 설계된 ASIC(주문형 집적 회로)에 의해 보완될 수 있고, 또는 ASIC 내에 포함될 수 있다.
제어 시스템(740)은, 예를 들면, 계측 처리 모듈(725), 결정 처리 모듈(735), 작동 처리 모듈(755)(이것은 각각의 작동 모듈(120, 125)과 인터페이스하기 위한 서브 모듈(755A, 755B)을 포함할 수 있음), 및 출력 장치 모듈(760)을 포함한다. 이들 처리 모듈의 각각은 프로세서(715)와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 일 세트의 컴퓨터 프로그램 제품일 수 있다.
출력 장치 모듈(760)는 출력 장치(145), 예를 들면, 노광 장치(345)의 리소그래피 제어기(362)와 인터페이스한다. 이러한 방식으로, 출력 장치 모듈(760)은 포토리소그래피 시스템(100)의 동작 모드에 관하여 리소그래피 제어기(362)로부터 커맨드 또는 명령을 수신한다. 예를 들면, 출력 장치 모듈(760)은 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 목표 값에 관하여 리소그래피 제어기(362)로부터 커맨드를 수신한다. 출력 장치 모듈(760)은 리소그래피 제어기(362)로부터 커맨드를 수신하여 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변화시킬 수 있다. 출력 장치 모듈(760)은 또한 계측 처리 모듈(725)과 인터페이스하여 작동 시스템(115)을 동작 모드들 중 하나로, 예를 들면, 정상 상태 동작 모드 또는 변경 상태 동작 모드로 작동시킨다.
계측 처리 모듈(725)은 각각의 관측 시스템(405), 스펙트럼 특징 유닛(410), 및 계측 장치(450)의 기타 측정 유닛(415)으로부터 출력을 수신한다. 결정 처리 모듈(735)은 계측 처리 모듈(725)로부터 출력을 수신하고, 어느 작동 서브 모듈(755A, 755B)이 작동되거나 제어될 필요가 있는지를 결정한다. 계측 처리 모듈(725)은 출력 장치 모듈(760)로부터 커맨드를 수신하고 이들 커맨드에 기초하여 계산을 수행한다. 예를 들면, 출력 장치 모듈(760)이 계측 처리 모듈(725)에게 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 값의 제 1 목표 범위의 값으로부터 값의 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라고 명령하면, 계측 처리 모듈(725)은 변경 상태 동작을 수행하고 완료하는데 필요한 계산을 수행하기 시작할 수 있다. 계측 처리 모듈(725)은 또한 이 계산에 기초하여 결정 처리 모듈(735)에 명령을 전송하여 작동 시스템(115)을 변경 상태 동작으로 작동시킬 수 있다. 이하에서 변경 상태 동작에 대한 세부내용을 설명한다.
작동 처리 모듈(755)은 작동 시스템(115)의 다른 작동 모듈과 인터페이스하는 하나 이상의 추가의 서브 모듈(755C)을 포함할 수 있다. 또한, 도 7에는 불과 몇 개의 처리 시스템이 도시되어 있으나, 제어 시스템(140)은 다른 처리 시스템을 포함할 수도 있다. 또한, 제어 시스템(140)이 모든 구성요소를 함께 배치한 박스로서 표현되어 있으나, 제어 시스템(140)은 서로 물리적으로 이격되어 있는 구성요소들로 구성할 수 있다.
일반적으로, 계측 처리 모듈(725)는 계측 장치(150)로부터 광빔(110) 및 광학 소스(105)에 대한 적어도 일부의 정보 뿐만 아니라 리소그래피 제어기(362)로부터 노광 장치(345)에 관한 정보를 수신한다. 계측 처리 모듈(725)은 이 정보에 관한 분석을 수행하여 출력 장치(145)에 공급되는 광빔(110)의 하나 이상의 스펙트럼 특징(예를 들면, 대역폭)을 조정하는 방법을 결정한다. 계측 처리 모듈(725)에 의한 이러한 결정에 기초하여, 결정 처리 모듈(735)은 작동 처리 모듈(755)에 서브 모듈(755A, 755B)에 의해 광학 소스(105)의 동작을 제어하기 위한 신호를 송신한다.
제 1 작동 모듈(120) 및 제 2 작동 모듈(125)은 작동 처리 모듈(755) 및 각각의 제 1 액츄에이터 장치(130) 및 제 2 액츄에이터 장치(135)와 통신하기 위해, 필요에 따라, 펌웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합의 형태의 전자장치를 포함한다.
도 8을 참조하면, 광학 소스(105)에 의해 생성되는 펄스형 광빔(110)의 스펙트럼 특징이 조정되는 변경 상태 동작을 실행하기 위해 프로시저(800)가 수행된다. 이 프로시저(800)는 제어 시스템(140)의 제어 하에서 포토리소그래피 시스템(100)에 의해 수행된다. 이 프로시저(800)는 펄스형 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하는 단계(805)를 포함한다. 예를 들면, 제어 시스템(140)의 출력 장치 모듈(760)은 출력 장치(145)로부터 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 변경하라는 명령을 수신할 수 있고, 이 명령은 계측 처리 모듈(725)로 전달될 수 있다.
이 프로시저(800)는 광학 소스(105)의 제 1 동작 특성을 조절하는 단계(810)를 포함한다. 광학 소스(105)의 제 1 동작 특성은 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있음이 결정될 때까지 광학 소스(105)의 제 1 작동가능 장치(130)를 조정함으로써 조절된다(810). 이러한 제 1 작동가능 장치(130)의 조정은 결정 처리 모듈(735)의 제어 하에서 그리고 계측 처리 모듈(725) 및/또는 출력 장치 모듈(760)로부터의 입력에 기초하여 작동 처리 모듈(755)의 서브 모듈(755A)에 의해 개시되고 제어된다.
제 1 동작 특성의 허용가능한 값의 범위는 제 1 동작 특성의 동작 범위에 집중되는 값의 범위일 수 있다. 예를 들면, 동작 범위는 제 1 동작 특성의 값을 제한함으로써 규정된다. 구체적으로, 제 1 동작 특성은 이들 제한 값을 초과해서는 안 된다. 따라서, 조절(810)은 변경 상태 동작 중에 그 동작 범위의 중심에 제 1 동작 특성을 집중시키고자 한다.
제 1 동작 특성은 제 1 작동가능 장치(130)의 현재 상태와 제 1 작동가능 장치(130)의 목표 상태 사이의 상대 값일 수 있다. 제 1 작동가능 장치(130)는 광학 소스(105)가 광빔(110)이 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍일 수 있다. 또한, 광학 소스(105)가 광빔(110)의 펄스를 출력하는 시기에 관한 이 타이밍은 제어 시스템(140)으로부터 광학 소스의 제 1 스테이지(예를 들면, 광학 소스(505)의 마스터 오실레이터(500))로 송신된 제 1 트리거 신호와 제어 시스템(140)으로부터 광학 소스의 제 2 스테이지(예를 들면, 광학 소스(505)의 파워 증폭기(510))로 송신된 제 2 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍일 수 있다.
제 1 작동가능 장치(130)에 대한 변경 또는 조정은 제 1 동작 특성의 변화를 유발하고, 이 변화는 광빔(110)의 스펙트럼 특징에 원하지 않는 오프셋을 도입한다. 예를 들면, 제 1 동작 특성이 프로시저(800)의 개시 시에 -0.3(임의 단위)의 값을 갖고, 조절(810)의 개시 시에 약 -0.4(임의 단위)의 값의 범위가 되도록 명령을 받은 경우, 제 1 동작 특성의 변경으로 인해 대역폭이 약 25 펨토미터(fm) 변위될 수 있다.
제어 시스템(140)은 제 1 동작 특성의 변경에 의해 유발된 스펙트럼 특징의 시프트를 상쇄하는 광학 소스(105)의 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 조정을 결정한다(815). 제어 시스템(140)은 제 1 작동가능 장치(130)의 조정과 광빔(110)의 스펙트럼 특징 사이의 관계, 및 또한 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 이 조정(815)을 결정한다. 예를 들면, 계측 처리 모듈(725)은, 예를 들면, 메모리(700)에 저장된 정보, 출력 장치 모듈(760)로부터의 명령, 및/또는 계측 장치(150)로부터의 정보에 기초하여 조정(815)을 결정하기 위한 계산을 수행할 수 있다.
이 프로시저(800)는 결정된 조정에 기초한 양만큼 제 2 작동가능 장치(135)를 조정하는 단계(820)를 포함한다. 구체적으로, 일단 조정 양이 계측 처리 모듈(725)에 의해 결정(815)되면, 신호가 결정 처리 모듈(735)에 송신되고, 다음에 제 2 작동 모듈(125)과 통신하는 서브 모듈(755B)로 전송될 제어 신호를 결정하고, 이것에 의해 제 2 작동가능 장치(135)를 조정한다. 예를 들면, 제 2 작동가능 장치(135)가 제 2 작동가능 장치(635)인 경우, 제 2 작동가능 장치(635)에 대한 조정에 의해 광학 요소(605A, 610A, 615A, 620A) 중 하나 이상이 조정되고, 이것에 의해 광빔(512)의 광학 배율(OM)이 조정된다. 광빔(512)의 광학 배율(OM)에 대한 이러한 조정에 의해 광빔(512)의 스펙트럼 특징(예를 들면, 대역폭)이 변경되고, 이에 따라 출력 장치(145)로 향하는 광빔(110)의 스펙트럼 특징이 변경된다.
또한, 제어 시스템(140)은 결정(815)을 시작할 수 있고, 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다는 초기 결정 이전에 조정(820)을 시작할 수 있다. 따라서, 결정(815) 및 조정(820)은 제 1 동작 특성의 조절(815)의 시작과 병행하여 시작할 수 있다. 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 변경이 제 2 작동가능 장치(135)의 상태나 부하의 에러에 기초하지 않으므로 결정(815) 및 조정(820)은 프로시저(800) 내에서 피드 포워드 제어로 간주될 수 있다. 오히려, 결정(815) 및 조정(820)은, 이하에서 논의되는 바와 같이, 제 2 작동가능 장치(135)의 상태 또는 부하의 에러 이외의 요인에 기초한다.
도 9를 참조하면, 광학 소스(105)의 제 1 동작 특성을 조절하기 위한 프로시저(810)가 수행된다. 이 프로시저(810)는 도 8에 한번만 도시되어 있으나 변경 상태 동작의 전체에 걸쳐 수행된다. 광학 소스(105)의 제 1 동작 특성은 계측 장치(150)에 의해 관측된다(900). 예를 들면, 제 1 동작 특성은 제 1 작동가능 장치(130)의 동작 점일 수 있고, 이 경우에 관측 시스템(405)은 이 동작 점을 관측한다. (제어 시스템(140)의) 계측 처리 모듈(725)은 관측 시스템(405)으로부터 동작 점의 값을 수신한다.
다음에, 제어 시스템(140)은 관측된 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있는지의 여부를 결정한다(905). 예를 들면, 계측 처리 모듈(725)은 관측된 제 1 동작 특성이 최소값 초과 내지 최대값 미만인지의 여부를 결정하고, 여기서 최소값과 최대값은 허용가능한 값의 범위를 규정한다.
관측된 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있는 경우(905), 계측 장치(150)는 계속하여 광학 소스(105)의 제 1 동작 특성을 관측하고(900), 제 1 작동가능 장치(130)의 조정은 불필요하다. 관측된 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있지 않으면(905), 제 1 작동가능 장치(130)가 조정된다(910). 예를 들면, 계측 처리 모듈(725)이 관측된 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위를 벗어난 것으로 결정하면(905), 결정 처리 모듈(735)에 신호를 송신하고, 이것은 제 1 작동가능 장치(130)가 조정되어야 한다고 결정한다. 결정 처리 모듈(735)은 작동 처리 모듈(755), 구체적으로는 서브 모듈(755A)에 적절한 신호를 송신하고, 이것은 제 1 작동 모듈(120)에 신호를 송신하여 제 1 작동가능 장치(130)를 조정한다.
도 10을 참조하면, 광학 소스(105)의 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 조정을 결정하기 위한 프로시저(815)가 수행된다. 제 1 작동가능 장치(130)의 조정에 의해 유발된 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 오프셋이 추정된다(1000). 예를 들면, 계측 처리 모듈(725)은 제 1 작동가능 장치(130)에 대한 조정으로 인해 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 변경량을 계산할 수 있다.
계측 처리 모듈(725)은 스펙트럼 특징에 대한 제 1 동작 특성의 감도에 기초하여 스펙트럼 특징 오프셋(SFoff)을 추정할 수 있다(1000). 이 감도는 스펙트럼 특징을 제 1 작동가능 장치(130)의 상태와 관련시키는 모델에 의해 계산될 수 있다. 예를 들면, 오프셋(SFoff)은 다음과 같이 계산될 수 있다:
여기서 Δop1은 제 1 동작 특성의 초기 값과 제 1 동작 특성의 목표 값 사이의 차이이고, CV는 제 1 동작 특성과 제 1 작동가능 장치(130)의 상태 사이의 관계를 규정하는 구성가능 값이고, dSF/dAct1은 제 1 작동가능 장치(130)의 상태에 대한 광빔(110)의 측정된 스펙트럼 특징(SF)의 타이밍 곡선의 기울기이다. 제 2 작동가능 장치(135)의 구별가능한 상태(예를 들면, 프리즘(620)의 구별가능한 각도)에 대한 일련의 예시적 타이밍 곡선이 도 11에 도시되어 있다. 제 1 동작 특성의 목표 값은 허용가능한 값의 범위 내에 있고, 제 1 동작 특성의 초기 값은 프로시저(800)의 시작 전의 값일 수 있다. 구성가능 값(CV)는 제 1 작동가능 장치(130)의 상태와 제 1 동작 특성 사이의 DC 이득을 규정하며, 프로시저(800)의 시작 전에 설정된다.
일단 스펙트럼 특징 오프셋(SFoff)이 추정되면(1000), 제어 시스템(140)은 제 1 작동가능 장치(130)의 조정에 의해 유발되는 광빔(110)의 추정된 스펙트럼 특징 오프셋(SFoff)을 보상하는 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 오프셋 조정을 계산한다(1005). 결정 처리 모듈(735)은 계측 처리 모듈(725)에 의해 제공되는 추정된 오프셋에 기초하여 이 오프셋 조정을 계산할 수 있다. 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 오프셋 조정은 다음과 같이 추정된 스펙트럼 특징 오프셋(예를 들면, SFoff)에 광빔(110)의 측정된 스펙트럼 특징과 제 2 작동가능 장치(135)의 상태 사이의 관계의 기울기를 곱함으로써 계산될 수 있다:
여기서 Act2off는 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 계산된 오프셋 조정이고, Act2state/SFmeas는 계산된 오프셋 조정의 측정된 스펙트럼 특징(SFmeas)과 제 2 작동가능 장치(135)의 상태(Act1state) 사이의 관계의 기울기이다.
예를 들면, 제 2 작동가능 장치(135)가 도 6에 도시된 제 2 작동가능 장치(635) 처럼 설계된 경우, 결정 처리 모듈(735)은 추정된 스펙트럼 특징 오프셋(1000)를 보상하기 위해 작동 시스템(605A, 610A, 615A, 620A)(1005) 중 하나 이상의 조정을 계산한다. 예를 들면, 작동 시스템(620A)이 스테퍼 모터이고, 관련된 광학 구성요소(620)가 프리즘이고, 조정되는 스펙트럼 특징이 광빔(110)의 대역폭인 경우, 결정 처리 모듈(735)은 스테퍼 모터(620A)가 이동하여 프리즘(620)을 회전시키고 대역폭을 조정해야 하는 다수의 단계를 계산할 수 있다. 결정 처리 모듈(735)은 다른 광학 구성요소(예를 들면, 다른 프리즘(605, 610, 또는 615) 중 하나 이상)가 조정될 필요가 있다고 계산할 수도 있다.
위에서 논의한 바와 같이, 제어 시스템(140)은 적어도 부분적으로 제 2 목표 범위에 기초하여 광학 소스(105)의 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 조정을 결정한다(815). 이 조정은 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 변화시키기 위한 명령에 기초한 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 주 조정이며, 이러한 변화가 제 1 작동가능 장치(130)에 의해 영향을 받는지 또는 영향을 주는지의 여부에 의존한다. 이 목적을 위해, 프로시저(815)는 또한 제 2 목표 범위에 대응하는 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 주 조정(Act2main)을 계산하는 단계를 포함한다. 위에서 논의한 실시례에서, 결정 처리 모듈(735)은 광빔(110)의 대역폭을 현재의 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 조정하기 위해 필요한 프리즘(620)의 조정량을 결정한다.
제 2 작동가능 장치(135)에 대하여 계산된 조정(Act2main)(1010) 및 Act2off(1005)의 둘 모두가 필요하다. 주 조정(Act2main)은 광빔(110)의 (예를 들면, 출력 장치 모듈(760)을 통해 출력 장치(145)에 의해 명령된 바와 같이) 대역폭의 명령된 변경을 수행하기 위해 필요하다. 오프셋 조정(Act2off)은 제 1 작동가능 장치(130)를 작동 상태로 이동시키기 위해 제 1 작동가능 장치(130)의 초기 조정(810)에 의해 유발되는 대역폭에 대한 원하지 않는 조정을 보상하기 위해 필요하다. 따라서, 프로시저(815)는 오프셋 조정(Act2off)과 주 조정(Act2main)을 함께 가산(1015)함으로써 광학 소스(105)의 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 전체 조정(Act2overall)을 결정하는 단계를 포함한다.
도 12를 참조하면, 일부의 구현형태에서, 프로시저(1200)는 제 2 작동가능 장치(135)가 결정된 조정에 기초하여 조정(820)된 후에 수행된다. 초기에, 제어 시스템(140)은 제 2 작동가능 장치(135)가 820에서 그 조정을 완료했는지의 여부를 결정한다(1205). 예를 들면, 제어 시스템(140)은 제 2 작동가능 장치(135)의 상태를 나타내는 신호를 계측 장치(150)로부터 수신할 수 있다. 일단 조정(1205)이 완료되면, 제 2 작동가능 장치(135)는 이것의 현재 상태에 유지된다(1210). 예를 들면, 도 6에 도시된 예시적인 제 2 작동가능 장치(635)를 참조하면, 제 2 작동 모듈(125)은 프리즘(620)을 정지된 현재 상태에 유지하기 위해 작동 시스템(620A)에 신호를 송신할 수 있다.
또한, 제 2 작동가능 장치(135)는 출력 장치(145)로 향하는 광빔(110)의 설정된 수의 펄스(예를 들면, N 개, 여기서 N은 양의 정수) 동안에 그 현재 상태에 유지될 수 있다(1210). 제 2 작동가능 장치(135)가 그 현재 상태에 유지되어 있는 동안(1210)의 펄스의 수는 약 수십 개(예를 들면, 40, 30, 또는 20 개 미만)일 수 있다.
펄스형 광빔(110)의 스펙트럼 특징은 제 2 작동가능 장치(135)가 그것의 현재 상태에 유지(1210)되어 있는 동안에 측정된다(1215). 구체적으로, 계측 장치(450)의 스펙트럼 특징 유닛(410)은 광빔(110)의 측정(1215)을 수행한다. 위에서 논의한 바와 같이, 스펙트럼 특징 유닛(410)은 광빔(110)의 광 스펙트럼을 측정하고, 광빔(110)의 스펙트럼 특징은 이 광 스펙트럼으로부터 결정된다. 계측 처리 모듈(725)은 광 스펙트럼으로부터 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 결정할 수 있다. 또한, 스펙트럼 특징은 제 2 작동가능 장치(135)가 그 현재 상태에 유지(1210)되어 있는 동안에 출력 장치(145)로 향하는 광빔(110)의 각각의 펄스에 대해 측정될 수 있다(1215). 따라서, 위의 실시례에서, N이 15인 경우, 스펙트럼 특징은 15 개의 펄스에 대해 측정될 수 있다(1215).
다음에, 제어 시스템(140)은 측정된 스펙트럼 특징(1215)이 제 2 목표 범위에 있는지의 여부를 결정한다(1220). 예를 들면, 계측 처리 모듈(725)은 측정된 스펙트럼 특징이 제 2 목표 범위의 상한값 미만 내지 제 2 목표 범위의 하한값 초과인지의 여부를 결정한다. 측정된 스펙트럼 특징(1215)이 제 2 목표 범위 내에 있지 않으면(1220), 측정된 스펙트럼 특징이 제 2 목표 범위로부터 벗어난 정도에 기초하여 제 2 작동가능 장치(135)가 조정된다(1225). 예를 들면, 결정 처리 모듈(735)은 서브 모듈(755B)에 신호를 송신하고, 서브 모듈은 제 2 작동 모듈(125)에 명령하여 스펙트럼 특징을 제 2 목표 범위 내이거나 그것에 근접하는 새로운 값으로 조정하도록 제 2 작동가능 장치(135)에 대한 조정을 수행하도록 한다.
제 2 작동가능 장치(135)의 조정(1225) 후에, 프로시저(1200)는 광빔(110)의 스펙트럼 특징을 측정(1215)하면서 제 2 작동가능 장치(135)를 그것의 현재 상태에 계속하여 유지시킨다(1210).
도 12에 도시되어 있지 않으나, 작동가능 장치(135)가 그것의 현재 상태에 유지(1210)되어 있는 동안에 복수의 스펙트럼 특징이 측정(1215)되면, 각각의 측정된 스펙트럼 특징은 메모리(예를 들면, 메모리(700)) 내에 저장된다. 이 경우, 계측 처리 모듈(725)은 측정된 스펙트럼 특징의 평균값을 계산할 수 있고, 그 평균값은 단계 1220에서 제 2 목표 범위와 비교되는 측정된 스펙트럼 특징으로서 사용될 수 있다.
제어 시스템(140)이 측정된 스펙트럼 특징(1215)이 제 2 목표 범위 내에 있음을 결정(1220)한 경우, 변경 상태 동작이 완료되고, 작동 시스템(115)은 광빔(110)의 스펙트럼 특징이 일정하게 유지될 것을 출력 장치(145)가 필요로 하는 정상 상태 동작 하에서 작동할 수 있다.
제 2 작동 모듈(125)을 사용한 펄스형 광빔(110)의 스펙트럼 특징의 조정은 제 1 작동가능 장치(130)가 작동하고 있는 실제 값에서의 조정을 유발할 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 이것은 제 1 작동가능 장치(130) 및 제 2 작동가능 장치(135)가 서로 직렬이기 때문에 일어날 수 있고, 이는 하나의 값 또는 설정이 변화되면 두 번째 것의 값 또는 설정이 변화되고, 둘 모두 스펙트럼 특징을 변화시키는 작용을 한다. 따라서, 제 1 작동가능 장치(130)에 대한 변화 또는 조정(810)이 스펙트럼 특징에 어떻게 영향을 미치는지를 예측 또는 추정할 수 있고, 이 정보는 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정(815)하는 데 사용된다.
스펙트럼 특징(예를 들면, 대역폭)을 제어하는 것에 더하여, 다른 스펙트럼 특징(예를 들면, 파장)은, 예를 들면, 제 2 작동 모듈(125)에 의한 폐루프 제어에 의해 제어될 수 있다.
본 명세서에 기술된 프로시저 및 장치의 일부의 구현형태는, 제 1 동작 특성이 그것의 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정되기 전에 프로시저(800)가 제 2 작동가능 장치(135)를 조정(815)하기 시작하므로, 공지의 기술에 비해 변경 상태 동작에 대한 총 시간을 약 30-65%만큼 감소시킨다. 예를 들면, 일부의 공지된 기술에서, 변경 상태 동작을 완료하는데 약 1 초가 소요되지만, 본 명세서에 기술된 프로시저에서 변경 상태 동작은 완료하는데 약 1/2 초가 소요된다. 이러한 방식으로, 출력 장치(145)는, 예를 들면, 웨이퍼(360)를 더 신속하게 처리할 수 있고, 출력 장치(145)의 전체적인 생산성이 증가된다. 다른 구현형태는 다음의 청구 범위에 기재되어 있다. 본 발명의 다른 양태들은 이하의 번호가 매겨진 절에 기재되어 있다.
1. 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법으로서, 상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하는 단계;
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하는 단계 - 상기 제 1 동작 특성을 조절하는 단계는, 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정될 때까지, 상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함함 -;
적어도 부분적으로 상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계, 및 상기 제 2 목표 범위에 기초하여 상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 조정에 기초한 양만큼 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
2. 제 1 절 있어서, 상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하는 단계는 피드백 루프로서 수행되며, 상기 피드백 루프는,
상기 제 1 작동가능 장치가 조정된 후에 상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 관측하는 단계;
관측된 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있는지의 여부를 결정하는 단계; 및
상기 관측된 제 1 동작 특성이 상기 허용가능한 값의 범위를 벗어난 것으로 결정되면 상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
3. 제 1 절 있어서, 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계의 적어도 일부 및 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계의 적어도 일부는 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정되기 전에 실행되는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
4. 제 1 절 있어서, 상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계에 기초하여 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계는 상기 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발된 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 오프셋을 추정하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
5. 제 4 절 있어서, 상기 오프셋은 상기 제 1 동작 특성의 초기 값과 상기 제 1 동작 특성의 목표 값 사이의 차이 - 상기 제 1 동작 특성의 목표 값은 상기 허용가능한 값의 범위 내에 있음 -; 상기 제 1 동작 특성과 상기 제 1 작동가능 장치의 상태 사이의 관계를 규정하는 교정된 값; 및 상기 제 1 작동가능 장치의 상태에 대한 상기 광빔의 측정된 스펙트럼 특징의 타이밍 곡선의 기울기에 기초하여 추정되는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
6. 제 4 절에 있어서, 상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계에 기초하여 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계는 상기 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발되는 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 추정된 오프셋을 보상하는 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 오프셋 조정을 계산하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
7. 제 6 절 있어서, 상기 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발되는 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 추정된 오프셋을 보상하는 상기 제 2 작동가능 장치의 오프셋 조정을 계산하는 단계는 상기 추정된 오프셋에 상기 광빔의 측정된 스펙트럼 특징과 상기 제 2 작동가능 장치의 상태 사이의 관계의 기울기를 곱하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
8. 제 6 절 있어서, 상기 제 2 목표 범위에 기초하여 상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계는 상기 제 2 목표 범위에 대응하는 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 주 조정을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계는 상기 조정을 결정하기 위해 상기 오프셋 조정과 상기 주 조정을 함께 가산하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
9. 제 1 절 있어서, 상기 제 2 작동가능 장치의 조정이 완료된 후, 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하면서 상기 제 2 작동가능 장치를 이것의 현재 상태에 유지하는 단계; 및 상기 광빔의 측정된 스펙트럼 특징이 상기 제 2 목표 범위 내에 있을 때까지 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계를 더 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
10. 제 9 절 있어서, 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하는 단계는 N 개의 펄스의 세트의 상기 광빔의 모든 펄스에 대하여 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하는 단계를 포함하고, 여기서 N은 30 미만의 수인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
11. 제 1 절 있어서, 상기 광학 소스의 제 1 동작 특성은 상기 제 1 작동가능 장치의 상태와 상기 제 1 작동가능 장치의 목표 상태 사이의 상대 값을 포함하고;
상기 제 1 작동가능 장치는 상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
12. 제 11 절에 있어서, 상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍은 상기 광학 소스의 제 1 스테이지에 송신된 제 1 트리거 신호와 상기 광학 소스의 제 2 스테이지에 송신된 제 2 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
13. 제 1 절 있어서, 상기 제 2 작동가능 장치는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성된 광학 시스템을 포함하고;
상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계는 상기 광학 시스템을 조정하여 상기 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하고, 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 변경하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
14. 제 1 절 있어서, 상기 광빔의 스펙트럼 특징은 상기 광빔의 대역폭인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
15. 제 1 절 있어서, 상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정하는 단계는 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 상기 제 1 규모의 값들 내에서 제 1 속도로 변화되도록 하고;
상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계는 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 제 2 속도로 변화되도록 하고;
상기 제 2 규모의 값은 상기 제 1 규모의 값보다 크고;
상기 제 2 속도는 상기 제 1 속도보다 느린, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
16. 제 1 절에 있어서, 상기 제 1 동작 특성의 허용가능한 값의 범위는 상기 제 1 동작 특성의 동작 범위에 집중되고, 상기 제 1 동작 특성의 동작 범위는 상기 제 1 동작 특성의 값을 제한함으로써 규정되는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법.
17. 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템으로서,
상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치에 결합된 제 1 작동 모듈 - 상기 제 1 작동가능 장치는 상기 제 1 작동 모듈에 의해 조정되어 상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 조정하도록 구성됨 -;
상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 결합된 제 2 작동 모듈 - 상기 제 2 작동가능 장치는 상기 제 2 작동 모듈에 의해 조정되어 상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 조정하도록 구성됨 -; 및
상기 제 1 작동 모듈과 상기 제 2 작동 모듈에 접속된 제어 시스템을 포함하고,
상기 제어 시스템은,
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하도록;
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하도록 - 상기 제 1 동작 특성을 조절하는 것은 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정될 때까지 상기 제 1 작동가능 장치를 조정하는 것을 포함함 -;
상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 상기 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하도록;
그리고
결정된 상기 조정에 기초한 양만큼 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하도록 구성된, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
18. 제 17 절에 있어서, 상기 광학 소스의 제 1 동작 특성은 상기 제 1 작동가능 장치의 상태와 상기 제 1 작동가능 장치의 목표 상태 사이의 상대 값을 포함하고, 상기 제 1 작동가능 장치는 상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
19. 제 18 절에 있어서,
상기 광학 소스는 제 1 스테이지 및 제 2 스테이지를 포함하는 다단계 가스 방전 시스템이고;
상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍은 상기 광학 소스의 제 1 스테이지에 송신된 제 1 트리거 신호와 상기 광학 소스의 제 2 스테이지에 송신된 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
20. 제 19 절에 있어서, 상기 제 1 스테이지는 펄스화 시드 광빔을 출력하는 발진기 장치를 포함하고, 상기 제 2 스테이지는 상기 펄스화 시드 광빔을 수광하고, 상기 펄스형 광빔을 출력하는 광 증폭 장치를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
21. 제 17 절 있어서, 상기 제 2 작동가능 장치는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하는, 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하도록 구성된 광학 시스템을 포함하고, 상기 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하는 단계는 이것에 의해 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 변경시키는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
22. 제 21 절 있어서, 상기 광학 시스템은 상기 펄스형 광빔이 통과하는 하나 이상의 프리즘 및 상기 펄스형 광빔이 반사되는 격자를 포함하고, 상기 펄스형 광빔의 광학 배율은 상기 프리즘 중 하나 이상을 회전시킴으로써 조정되는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
23. 제 17 절 있어서, 상기 제 1 동작 특성을 측정하도록 구성된 관측 시스템을 포함하는 계측 장치를 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 관측 시스템으로부터 상기 제 1 동작 특성의 측정치를 수신하도록 구성된, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
24. 제 23 절 있어서, 상기 계측 장치는 상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하도록 구성된 스펙트럼 특징 유닛을 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 스펙트럼 특징 유닛으로부터 상기 스펙트럼 특징의 측정치를 수신하도록 구성된, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
25. 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템으로서,
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 조정하기 위한 제 1 작동가능 수단;
상기 제 1 작동가능 수단을 제어하기 위한 제 1 작동 수단;
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 조정하기 위한 제 2 작동가능 수단;
상기 제 2 작동가능 수단을 제어하기 위한 제 제 2 작동 수단; 및
상기 제 1 작동 수단과 상기 제 2 작동 수단에 접속된 제어 수단을 포함하고,
상기 제어 수단은,
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하기 위한;
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하기 위한 - 상기 제 1 동작 특성을 조절하는 것은 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정될 때까지 상기 제 1 작동가능 수단을 조정하기 위해 상기 제 1 작동가능 수단에 신호를 송신하는 것을 포함함 -;
상기 제 1 작동가능 수단의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 상기 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 2 작동가능 수단에 대한 조정을 결정하기 위한; 그리고
결정된 상기 조정에 기초한 양만큼 상기 제 2 작동가능 수단을 조정하기 위해 상기 제 2 작동가능 수단에 신호를 전송하기 위한 제어 수단인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
Claims (25)
- 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징(spectral feature)을 조정하는 방법으로서,
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하는 단계;
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하는 단계 - 상기 제 1 동작 특성을 조절하는 단계는, 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정될 때까지, 상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함함 -;
적어도 부분적으로 상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계, 및 상기 제 2 목표 범위에 기초하여 상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 조정에 기초한 양만큼 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함하고,
적어도 부분적으로 상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계, 및 상기 제 2 목표 범위에 기초하여 상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 것은, 상기 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발된 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 오프셋을 계측 처리 모듈에 의해 추정하는 것을 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하는 단계는 피드백 루프로서 수행되며, 상기 피드백 루프는,
상기 제 1 작동가능 장치가 조정된 후에 상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 관측하는 단계;
관측된 상기 제 1 동작 특성이 상기 허용가능한 값의 범위 내에 있는지의 여부를 결정하는 단계; 및
상기 관측된 제 1 동작 특성이 상기 허용가능한 값의 범위를 벗어난 것으로 결정되면 상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계의 적어도 일부 및 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계의 적어도 일부는 상기 제 1 동작 특성이 상기 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정되기 전에 실행되는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 오프셋은,
상기 제 1 동작 특성의 초기 값과 상기 제 1 동작 특성의 목표 값 사이의 차이 - 상기 제 1 동작 특성의 목표 값은 상기 허용가능한 값의 범위 내에 있음 -;
상기 제 1 동작 특성과 상기 제 1 작동가능 장치의 상태 사이의 관계를 규정하는 교정된 값; 및
상기 제 1 작동가능 장치의 상태에 대한 상기 광빔의 측정된 스펙트럼 특징의 타이밍 곡선의 기울기
에 기초하여 추정되는,
광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계에 기초하여 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계는, 상기 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발되는 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 추정된 오프셋을 보상하는 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 오프셋 조정을 계산하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발되는 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 추정된 오프셋을 보상하는 상기 제 2 작동가능 장치의 오프셋 조정을 계산하는 단계는 상기 광빔의 측정된 스펙트럼 특징과 상기 제 2 작동가능 장치의 상태 사이의 관계의 기울기를 상기 추정된 오프셋에 곱하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 목표 범위에 기초하여 상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계는 상기 제 2 목표 범위에 대응하는 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 주 조정을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 단계는 상기 조정을 결정하기 위해 상기 오프셋 조정과 상기 주 조정을 함께 가산하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 작동가능 장치의 조정이 완료된 후,
상기 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하면서 상기 제 2 작동가능 장치를 이것의 현재 상태에 유지하는 단계; 및
상기 광빔의 측정된 스펙트럼 특징이 상기 제 2 목표 범위 내에 있을 때까지 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계를 더 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하는 단계는 N 개의 펄스의 세트 내의 상기 광빔의 모든 펄스에 대하여 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하는 단계를 포함하고, 여기서 N은 30 미만의 수인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성은 상기 제 1 작동가능 장치의 상태와 상기 제 1 작동가능 장치의 목표 상태 사이의 상대 값을 포함하고;
상기 제 1 작동가능 장치는 상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍은 상기 광학 소스의 제 1 스테이지에 송신된 제 1 트리거 신호와 상기 광학 소스의 제 2 스테이지에 송신된 제 2 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 작동가능 장치는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성된 광학 시스템을 포함하고;
상기 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계는 상기 광학 시스템을 조정하여 상기 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하고, 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 변경하는 단계를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 광빔의 스펙트럼 특징은 상기 광빔의 대역폭인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치를 조정하는 단계는 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 제 1 속도로 변화되도록 하고;
상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치를 조정하는 단계는 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 제 2 속도로 변화되도록 하고;
상기 제 2 규모의 값은 상기 제 1 규모의 값보다 크고;
상기 제 2 속도는 상기 제 1 속도보다 느린, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 동작 특성의 허용가능한 값의 범위는 상기 제 1 동작 특성의 동작 범위에 집중되고, 상기 제 1 동작 특성의 동작 범위는 상기 제 1 동작 특성의 값을 제한함으로써 규정되는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 방법. - 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템으로서,
상기 광학 소스의 제 1 작동가능 장치에 결합된 제 1 작동 모듈 - 상기 제 1 작동가능 장치는 상기 제 1 작동 모듈에 의해 조정되어 상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 조정하도록 구성됨 -;
상기 광학 소스의 제 2 작동가능 장치에 결합된 제 2 작동 모듈 - 상기 제 2 작동가능 장치는 상기 제 2 작동 모듈에 의해 조정되어 상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 조정하도록 구성됨 -; 및
상기 제 1 작동 모듈과 상기 제 2 작동 모듈에 접속된 제어 시스템을 포함하고,
상기 제어 시스템은,
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하도록;
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하도록 - 상기 제 1 동작 특성을 조절하는 것은 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정될 때까지 상기 제 1 작동가능 장치를 조정하는 것을 포함함 -;
상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 상기 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하도록; 그리고
결정된 상기 조정에 기초한 양만큼 상기 제 2 작동가능 장치를 조정하도록 구성되고,
상기 제 1 작동가능 장치의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 상기 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 2 작동가능 장치에 대한 조정을 결정하는 것은, 상기 제 1 작동가능 장치의 조정에 의해 유발된 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 오프셋을 추정하는 것을 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성은 상기 제 1 작동가능 장치의 상태와 상기 제 1 작동가능 장치의 목표 상태 사이의 상대 값을 포함하고, 상기 제 1 작동가능 장치는 상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 광학 소스는 제 1 스테이지 및 제 2 스테이지를 포함하는 다단계 가스 방전 시스템이고;
상기 광학 소스가 상기 광빔의 펄스를 출력하는 시기에 관한 타이밍은 상기 광학 소스의 제 1 스테이지에 송신된 제 1 트리거 신호와 상기 광학 소스의 제 2 스테이지에 송신된 트리거 신호 사이의 상대적 타이밍인, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 제 19 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지는 펄스화 시드 광빔을 출력하는 발진기 장치를 포함하고, 상기 제 2 스테이지는 상기 펄스화 시드 광빔을 수광하고 상기 펄스형 광빔을 출력하는 광 증폭 장치를 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 2 작동가능 장치는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하는, 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하도록 구성된 광학 시스템을 포함하고, 상기 펄스형 광빔의 광학 배율을 조정하는 것은 이것에 의해 상기 광빔의 스펙트럼 특징을 변경시키는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 제 21 항에 있어서,
상기 광학 시스템은 상기 펄스형 광빔이 통과하는 하나 이상의 프리즘 및 상기 펄스형 광빔이 반사되는 격자를 포함하고, 상기 펄스형 광빔의 광학 배율은 상기 프리즘 중 하나 이상을 회전시킴으로써 조정되는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 동작 특성을 측정하도록 구성된 관측 시스템을 포함하는 계측 장치를 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 관측 시스템으로부터 상기 제 1 동작 특성의 측정치를 수신하도록 구성된, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 제 23 항에 있어서,
상기 계측 장치는 상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 측정하도록 구성된 스펙트럼 특징 유닛을 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 스펙트럼 특징 유닛으로부터 상기 스펙트럼 특징의 측정치를 수신하도록 구성된, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템. - 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템으로서,
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 규모의 값들 내에서 조정하기 위한 제 1 작동가능 수단;
상기 제 1 작동가능 수단을 제어하기 위한 제 1 작동 수단;
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 2 규모의 값들 내에서 조정하기 위한 제 2 작동가능 수단;
상기 제 2 작동가능 수단을 제어하기 위한 제 2 작동 수단; 및
상기 제 1 작동 수단과 상기 제 2 작동 수단에 접속된 제어 수단을 포함하고,
상기 제어 수단은,
상기 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 제 1 목표 범위의 값으로부터 제 2 목표 범위의 값으로 변경하라는 명령을 수신하기 위한;
상기 광학 소스의 제 1 동작 특성을 조절하기 위한 - 상기 제 1 동작 특성을 조절하는 것은 상기 제 1 동작 특성이 허용가능한 값의 범위 내에 있다고 결정될 때까지 상기 제 1 작동가능 수단을 조정하기 위해 상기 제 1 작동가능 수단에 신호를 송신하는 것을 포함함 -;
상기 제 1 작동가능 수단의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 상기 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 2 작동가능 수단에 대한 조정을 결정하기 위한; 그리고
결정된 상기 조정에 기초한 양만큼 상기 제 2 작동가능 수단을 조정하기 위해 상기 제 2 작동가능 수단에 신호를 전송하기 위한 제어 수단이고,
상기 제 1 작동가능 수단의 조정과 상기 광빔의 스펙트럼 특징 사이의 관계 및 상기 제 2 목표 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 2 작동가능 수단에 대한 조정을 결정하는 것은, 상기 제 1 작동가능 수단의 조정에 의해 유발된 상기 광빔의 스펙트럼 특징의 오프셋을 추정하는 것을 포함하는, 광학 소스에 의해 생성된 펄스형 광빔의 스펙트럼 특징을 조정하는 시스템.
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