KR20130093486A - 광 대역폭 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

장치는, 광빔을 산출하는 광원, 대역폭 측정 시스템, 복수의 대역폭 액추에이션 시스템 및 제어 시스템을 포함한다. 각각의 대역폭 액추에이션 시스템은 하나 이상의 대역폭 액추에이터를 포함하고 각각의 대역폭 액추에이션 시스템은 상기 산출된 광 빔에 광학적으로 결합된 광학 피처에 연결되고 상기 산출된 광 빔의 대역폭 범위 내에서 대역폭을 선택하도록 상기 연결된 광학 피처를 변형하도록 동작가능하다. 상기 제어 시스템은 대역폭 측정 시스템과 복수의 대역폭 액추에이션 시스템에 연결된다. 제어 시스템은 제공된 대역폭 측정치 및 선택된 타겟 대역폭에 기초하여 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하고 동작시키는 것과, 그리고 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화 및 동작시키는 것에 독립적이고 개별적으로 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화 및 동작시키는 것 사이를 스위칭하도록 설정된다.

Description

광 대역폭 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING LIGHT BANDWIDTH}
개시된 제재는 레이저 광 대역폭을 제어하는 방법에 관한 것이다.
레이저와 같은 광학 소스의 대역폭에 대한 정확한 지식은, 예를 들면 기판 또는 웨이퍼가 광 빔의 광 축을 따라 축방향으로 이동되는 동안 광학 소스에 의해 산출된 광 빔에 의해 기판 또는 웨이퍼가 조사되는 깊은 자외선(DUV) 반도체 포토리소그래피에서의 중요한 디멘션 제어와 같은 것에 대해, 다수의 과학 및 산업 애플리케이션에서 중요하다.
레이저 광의 대역폭은 레이저로부터 출력된 레이저 광의 강도 스펙트럼의 폭이고, 이러한 폭은 레이저 광의 파장 또는 주파수에 기초하여 주어질 수 있다. 광학 소스 스펙트럼의 상세에 관한 임의의 적절한 측정기준 또는 수학적 구조가 레이저 광의 대역폭 추정에 사용될 수 있다. 예를 들면, 최대 피크 강도의 비율(X)에서의 스펙트럼의 전체 폭(full width)(FWXM이라고 함)이 레이저 광 대역폭을 추정하는데 사용될 수 있다. 또다른 예시로서, 통합된 스펙트럼 강도의 비율(Y)을 포함하는 스펙트럼 폭(EY라고 함)이 레이저 광 대역폭을 추정하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 레이저 광 대역폭을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
하나의 일반적인 측면에서, 방법은, 광 빔을 산출하는 단계; 산출된 광 빔에 광학적으로 결합된 제 1 광학 피처에 연결된 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 활성화와 제어를 가능하게 하는 것을 포함하는 제 1 범위의 대역폭 내에서의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 제어를 가능하게 하는 단계; 및 산출된 광 빔에 광학적으로 결합된 제 2 광학 피처에 연결된 제 2 대역폭 액추에이션 시스템의 활성화와 제어를 가능하게 하는 것을 포함하는 제 2 범위의 대역폭 내에서의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 제어를 가능하게 하는 단계;를 포함한다.
구현은 하기의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 또한 상기 제 1 범위의 대역폭으로부터 상기 제 2 범위의 대역폭으로 상기 산출된 광 빔의 대역폭을 변경하는 요청을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 스위칭 명령에 응답하여 상기 제 1 범위 내의 대역폭 제어와 상기 제 2 범위 내의 대역폭 제어 사이에서 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제 1 범위 내의 대역폭 제어에서 상기 제 2 범위 내의 대역폭 제어로의 스위칭을 포함할 수 있다. 상기 스위칭은 제 2 타겟 대역폭 정보를 선택하는 단계; 제 1 고정 상태로 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 설정하는 단계; 제 1 설정으로부터 제 2 설정으로 대역폭 측정 시스템을 스위칭하는 단계; 상기 제 2 설정에서 동작하는 동안 상기 대역폭 측정 시스템으로부터 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계; 상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 2 타겟 대역폭 정보에 매칭하는지 여부를 판정하는 단계; 및 상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 2 타겟 대역폭 정보에 매칭하는 것으로 판정될 때까지 상기 제 2 광학 피처가 상기 산출된 광 빔의 대역폭을 변조하도록 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하는 단계;를 포함한다. 상기 방법은 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 상기 제 1 고정 상태로 설정하기 전에 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 하나 이상의 컴포넌트의 상태에 관한 정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 고정 상태는 상기 제 1 대역폭 범위으로부터 상기 제 2 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신된 순간의 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 상태가 될 수 있다. 상기 제 1 고정 상태는 상기 제 1 대역폭 범위으로부터 상기 제 2 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신된 순간의 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 상태의 함수로부터 판정될 수 있다.
상기 방법은 상기 제 2 대역폭 범위으로부터 상기 제 1 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신될 때까지 상기 측정된 대역폭 정보와 상기 제 2 타겟 대역폭 정보 사이의 절대 오차를 감소시키기 위해 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제 1 설정으로부터 상기 제 2 설정으로 상기 대역폭 측정 시스템을 스위칭한 후에 리셋 모드에서 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제 2 대역폭 범위으로부터 상기 제 1 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청의 수신시 상기 제 2 범위내에서의 대역폭 제어에서 상기 제 1 범위 내에서의 대역폭 제어 사이의 스위칭을 포함할 수 있다. 상기 스위칭은 제 1 타겟 대역폭 정보를 선택하는 단계; 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 제 2 고정 상태로 설정하는 단계; 상기 제 2 설정으로부터 상기 제 1 설정으로 상기 대역폭 측정 시스템을 스위칭하는 단계; 상기 제 1 설정에서 동작하는 동안 상기 대역폭 측정 시스템으로부터 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계; 상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 1 타겟 대역폭 정보에 매칭하는지 여부를 판정하는 단계; 및 상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 1 타겟 대역폭 정보에 매칭하는 것으로 판정될 때까지 상기 제 1 광학 피처가 상기 산출된 광 빔의 대역폭을 변조하도록 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하는 단계;를 포함한다.
상기 제 2 고정 상태는 상기 제 2 대역폭 범위로부터 상기 제 1 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신된 순간의 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템의 상태가 될 수 있다. 상기 제 2 고정 상태는 조정(calibration)하는 동안 판정되는 미리정해진 상태가 될 수 있다.
상기 방법은 상기 제 1 대역폭 범위으로부터 상기 제 2 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신될 때까지 상기 측정된 대역폭 정보와 상기 제 1 타겟 대역폭 정보 사이의 절대 오차를 감소시키기 위해 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 상기 제 1 고정 상태로 설정하기 전에 저장된 상태로 복귀하도록 하는 신호를 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 제 2 설정으로부터 상기 제 1 설정으로 상기 대역폭 측정 시스템을 스위칭한 후에 리셋 모드에서 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제 1 범위 내의 대역폭 제어에서 상기 제 2 범위 내의 대역폭 제어로의 스위칭을 포함할 수 있다. 상기 제 1 범위내의 대역폭의 제어로부터 상기 제 2 범위 내의 대역폭의 제어로의 스위칭은 제 1 설정으로부터 제 2 설정으로의 대역폭 측정 시스템 스위칭을 포함할 수 있다.
상기 제 1 설정으로부터 상기 제 2 설정으로의 대역폭 측정 시스템 스위칭은 제 1 세트의 조정 변수로부터 제 2 세트의 조정 변수로의 스위칭을 포함할 수 있다. 제 1 세트의 조정 변수는 제 1 범위의 대역폭에 대해 대역폭 추정을 위해 튜닝되는 측정기준을 제공하도록 미리 정해지고 설정될 수 있고; 및 상기 제 2 세트의 조정 변수는 제 2 범위의 대역폭에 대해 대역폭 추정을 위해 튜닝되는 측정기준을 제공하도록 미리 정해지고 설정될 수 있다.
광 빔은 레이저 빔을 산출함으로써 산출될 수 있다.
또다른 일반적인 측면에서, 장치는, 광빔을 산출하는 광원; 상기 광원으로부터 출력된 광 빔의 일부를 수신하도록 설정되고, 상기 광 빔 일부의 대역폭을 측정하고 상기 대역폭 측정치를 제공하도록 설정되는 대역폭 측정 시스템; 각각의 대역폭 액추에이션 시스템이 하나 이상의 대역폭 액추에이터를 포함하고 상기 산출된 광 빔에 광학적으로 결합된 광학 피처에 연결되고 상기 산출된 광 빔의 대역폭 범위 내에서 대역폭을 선택하도록 상기 연결된 광학 피처를 변형하도록 동작가능한, 복수의 대역폭 액추에이션 시스템; 및 상기 대역폭 측정 시스템 및 상기 복수의 대역폭 액추에이션 시스템에 연결된 제어 시스템;을 포함한다. 상기 제어 시스템은 제공된 대역폭 측정치 및 선택된 타겟 대역폭에 기초하여 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하고 및 동작시키는 것 사이에, 그리고 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하고 및 동작시키는 것에 독립적이고 개별적으로 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화 및 동작시키는 것 사이를 스위칭하도록 설정된다.
구현은 하기의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 장치는 또한 복수의 상이한 타겟 대역폭 범위으로부터 선택된 타겟 대역폭 범위내에 있는 타겟 대역폭에서 설정되도록 구성된 타겟 대역폭 스위치를 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 산출된 광 빔을 수신하는 리소그래피 장치를 포함할 수 있다.
상기 광원은 레이저 소스를 포함할 수 있고, 광 빔은 레이저 빔이 될 수 있다.
상기 광학 피처 중 적어도 하나는 분산 엘리먼트를 포함할 수 있다. 광학 피처 중 적어도 하나는 빔 익스팬더를 포함할 수 있다.
또다른 일반적인 측면에서, 펄싱된 레이저 빔의 대역폭을 제어하는 방법은 상기 펄싱된 레이저 빔을 산출하는 단계; 대역폭 측정 시스템으로부터 상기 산출된 레이저 빔의 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 측정된 대역폭 정보에 기초하여, 각각 상기 산출된 레이저 빔에 광학적으로 결합된 광학 피처에 연결된 복수의 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하고 제어하는 것을 포함하는 복수의 범위의 대역폭 한도 내에서의 상기 산출된 레이저 빔의 대역폭을 제어하는 단계;를 포함한다. 상기 복수의 범위 내에서의 각각의 대역폭 범위은 상기 복수의 범위 내에서의 각각의 다른 범위의 대역폭과는 상이하다.
이러한 대역폭 제어 장치 및 방법은 더 협소한 대역폭(예를 들면 0.5 피코미터(pm) 미만의 범위에서) 및 더 넓은 대역폭(예를 들면, 0.5 내지 1.7pm 사이의 범위에서)에서의 레이저 광 대역폭의 제어를 가능하게 하도록 사용될 수 있다.
도 1은 리소그래피 머신과 같은 장치에 입력을 제공하는 광 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 광 시스템의 대역폭 선택 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 1의 광 시스템에 사용될 수 있는 예시적인 광원의 블록도이다.
도 4는 도 1의 광 시스템의 제어 시스템에 의해 사용될 수 있는 제어 스킴의 블록도이다.
도 5는 도 1의 광 시스템에 사용되는 제어 시스템의 블록도이다.
도 6은 도 1의 광 시스템에서 대역폭을 선택하는 프로시저의 플로우 차트이다.
도 7은 도 1의 광 시스템의 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 동작시키는 프로시저의 플로우 차트이다.
도 8은 도 1의 광 시스템의 제 1 대역폭 액추에이션 시스템으로부터 제 2 대역폭 액추에이션 시스템으로의 액티브 제어를 스위칭하는 프로시저의 플로우 차트이다.
도 9는 도 1의 광 시스템의 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 동작시키는 프로시저의 플로우 차트이다.
도 10은 도 1의 광 시스템의 제 2 대역폭 액추에이션 시스템으로부터 제 1 대역폭 액추에이션 시스템으로의 액티브 제어를 스위칭하는 프로시저의 플로우 차트이다.
도 11은 폐루프 트랜지션 모드에서의 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 동작을 위한 프로시저의 플로우 차트이다.
도 1을 참조하면, 광 시스템(100)은 장치(106)로 전달되는 광 빔(104)을 산출하는 광원(102)을 포함한다. 장치(106)는 각각의 선택된 파장에 중심을 가지고 각각의 대역폭을 가진 다수의 파장을 필요로하는 스캐너를 포함하는 리소그래피 머신을 포함할 수 있다. 이를 위해, 광 시스템(100)은 또한 광원(102)으로부터 광 빔(140)을 수신하고 광원의 스펙트럼 출력을 미세 튜닝하는 대역폭 선택 시스템(라인 협소화 모듈이라고도 함)(108), 장치(106)로 전달되는 광 빔(104)의 하나 이상의 속성(대역폭 정보를 포함)을 측정하는 빔 분석 모듈(110), 및 라인 협소화 모듈(108), 광원(102), 빔 분석 모듈(110), 및 장치(106)에 연결되는 제어 시스템(112)을 포함한다. 대역폭 정보는 대역폭을 판정하는데 사용될 수 있는 임의의 정보를 포함한다. 따라서, 대역폭 정보는 실제 대역폭이 될 수 있거나, 또는 그것은 대역폭이 연산될 수 있는 기타 속성의 측정치가 될 수 있다.
하기에 기술된 바와 같은 다른 목적들 중에서 특히, 제어 시스템(112)은 복수의 상이한 대역폭 범위에서의 광원의 동작 및 제어를 제공하고, 스위칭을 수행하기 위한 수동 개입을 필요로하지 않으면서 광원(102)이 적절한 시간의 양 내(예를 들면, 15초 이내)에서 대역폭 범위 사이에서 자동으로 스위칭할 수 있도록 한다. 일부 구현에서, 대역폭 범위는 대역폭의 상위 값 및 대역폭의 하위 값, 그리고 상기 상위 값과 상기 하위 값 사이의 모든 대역폭에 의해 정의된다. 대역폭 범위는 추가로 또는 대안으로 대역폭의 바로 위의 값 또는 바로 아래의 값과, 상기 바로 위의 값 이하 바로 아래의 값 이상의 모든 대역폭에 의해 정의될 수 있다. 대역폭 범위는 각각의 범위의 상위 값이 같지 않고 및/또는 각각의 범위의 하위 값이 같지 않은 경우에 다른 대역폭 범위와 상이하다. 대역폭 범위는 상이할 수 있지만, 상위 값과 하위 값이 다른 경우에도 여전히 오버랩할 수 있다. 예를 들면, 제 1 대역폭 범위는 0.5pm(상위 범위) 미만의 모든 대역폭 값이 될 수 있고, 제 2 대역폭 범위는 0.5 내지 1.7pm 사이의 값이 될 수 있다.
제어 시스템(112)은 스위칭이 완료되면 광원의 일반적인 동작에 대해 현저한 이상이 없도록 스위칭을 실시할 수 있다. 제어 시스템(112)은 또한 광원(102)의 특정한 기타 속성(예를 들면, 에너지 출력, 트리거 시간, 타이밍, 선량(dosage))을 제어하도록 구성된다. 제어 시스템(112)은 이러한 동작들을 수행하기 위해 빔 분석 모듈(110), 장치(106), 및 광원(102)의 컴포넌트로부터의 입력을 수신한다. 추가로, 제어 시스템(112)은 사용자에게 직접적인 피드백을 제공하기 위해 모니터, 광 또는 오디오 장치와 같은 출력 장치(116)에 연결될 수 있다.
또한 도 2를 참조하면, 라인 협소화 모듈(108)은 펌웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합의 형태로 된 전자장치를 포함하는 대역폭 제어 모듈(120)을 포함할 수 있다. 모듈(120)은 2개 이상의 대역폭 액추에이션 시스템(122, 124, 126)에 연결된다. 액추에이션 시스템(122, 124, 126) 각각은 광학 시스템(138)의 각각의 광학 피처(132, 134, 136)에 연결된 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다. 대역폭 제어 모듈(120)은 제어 시스템(112)으로부터의 신호(114)를 수신하고, 신호(114)는 대역폭 액추에이션 시스템(122, 124, 126) 중 하나 이상을 동작시키거나 제어하는 특정한 명령어를 포함한다.
각각의 광학 피처(132, 134, 136)는 광원(102)에 의해 산출된 광 빔(140)에 광학적으로 결합된다. 광학 피처(132, 134, 136)를 포함하는 광학 시스템(138)은 반사 격자와 같은 분산 광학 엘리먼트 및 회전가능한 프리즘과 같은 굴절 광학 엘리먼트를 포함할 수 있다. 액추에이션 시스템에 의해 제어되는 광학 피처를 포함하는 광학 시스템의 예는 그 전체가 참조에 의해 본문에 통합된 2009년 10월 23일 출원된, "광원 대역폭을 선택 및 제어하기 위한 시스템 방법 및 장치"라는 제하의 미국특허출원번호 제12/605,306(이하, '306출원)에서 볼 수 있다. '306 출원에서, 빔 익스팬더(하나 이상의 프리즘을 포함하는)와 격자와 같은 분산 엘리먼트를 포함하는 광학 시스템이 기술된다.
액추에이션 시스템(122, 124, 126)의 각각의 액추에이터는 광학 시스템(138)의 각각의 광학 피처(132, 134, 136)를 이동 또는 제어하는 기계적 장치이다. 액추에이터는 모듈(120)로부터 에너지를 수신하여, 그 에너지를 광학 시스템(138)의 광학 피처(132, 134, 136)에 전달되는 일종의 모션으로 변환시킨다. 예를 들면, '306 출원에서, 빔 익스팬더의 하나 이상의 프리즘을 회전시키기 위한 포스 장치(격자 범위에 힘을 인가하기 위한) 및 회전 스테이지와 같은 액추에이션 시스템이 기술된다. 액추에이션 시스템(122, 124, 126)은 예를 들면 스텝퍼 모터와 같은 모터, 밸브, 압력-제어 장치, 압전 장치, 선형 모터, 유압 액추에이터, 보이스 코일 등을 포함할 수 있다.
빔 분석 모듈(110) 및 장치(106)로부터의 입력에 기초하여, 라인 협소화 모듈(108)은 제어 시스템(112)에 공급되는 타겟 대역폭 내로 협소화되는 광 빔(150)(도 2에 도시된)을 산출한다.
빔 분석 모듈(110)은 광 빔(104)의 대역폭 정보를 측정하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 대역폭 측정 시스템(또한, 대역폭 미터라고도 함)을 포함한다. 대역폭 측정 시스템(111)은 간섭계 또는 분산 기기(분광계와 같은)를 이용한다. 예를 들면, 대역폭 측정 시스템(111)은 그 전체가 참조에 의해 본문에 통합된 2005년 10월 4일 발급된 "레이저 출력 대역폭 측정을 위한 방법 및 장치"라는 제하의 미국특허 제 6,952,267에 기술된 바와 같은 상이한 임펄스 반응 기능을 가진 하나 이상의 분광계를 포함할 수 있다. 각각의 분광계는 광 빔(104)의 대역폭에 관한 정보에 연관되거나 그를 포함하는 측정된 파라미터를 나타내는 출력을 제공한다. 대역폭 측정 시스템(111)은 또한 방정식 시스템의 일부로서 분광계 출력을 활용하는 연산 장치를 포함한다. 방정식은 분광계에 고유한 미리정해진 조정 변수를 채용하고, 하나 이상의 측정기준에 따라 광 빔(104)의 대역폭의 추정치를 연산하는데에 사용된다. 이러한 측정기준은 획득된 최대값의 일부 백분율 또는 비율(X)에서의 스펙트럼 전체 폭(FWXM)이 될 수 있거나, 또는 그것은 총 에너지의 일부 백분율 또는 비율(Y)을 포함하는 일부의 폭(EY)이 될 수 있다.
대역폭 측정 시스템(111)은 복수의 세트의 미리정해진 조정 변수를 포함한다. 복수의 세트 각각은 특정 범위의 파장에 대한 그리고 특정 중심 파장에서의 대역폭을 추정하도록 정교하게 튜닝되는 측정기준을 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 제 1 세트의 미리정해진 조정 변수는 광학 피처(132)를 액티브하게 제어하도록 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 동작시킬때 예측되는 제 1 범위의 대역폭에 대한 대역폭 추정에 연관될 수 있다. 또다른 예시로서, 제 2 세트의 미리정해진 조정 변수는 광학 피처(134)를 액티브하게 제어하도록 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 동작시킬때 예측되는 제 2 범위의 대역폭에 대한 대역폭 추정에 연관될 수 있다.
일부 구현에서, 광원(102)은 예를 들면 펄싱된 레이저 빔을 광 빔(104)으로서 산출하는 펄싱된 레이저 광원이 될 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 본 구현의 예시로서, 광원(102)은 파워 증폭기(PA)(310)에 시드 레이저 빔(305)을 제공하는 마스터 오실레이터(MO)(300)를 포함한다. 제어 시스템(112)은 연결(335)에 의해 마스터 오실레이터(300)로 그리고 연결(340)에 의해 파워 증폭기(310)로 결합된다. 파워 증폭기(310)는 예를 들면 그 전체가 참조에 의해 본문에 통합된 2009년 3월 27일 출원된 "재생식 링 공진기"라는 제하의 미국특허출원번호 제 12/413,341에 기술된 것과 같은 재생식 링 공진기가 될 수 있다. 마스터 오실레이터(300)는 상대적으로 낮은 펄스 에너지로 중심 파장 및 대역폭과 같은 파라미터의 미세 튜닝을 가능하게 한다. 파워 증폭기(310)는 마스터 오실레이터(300)로부터 시드 레이저 빔(305)을 수신하고 장치(106)에서 사용하기 위한 출력에 대해 광 빔(104)(본 구현에서는 레이저 빔)에서의 필요한 파워를 얻기 위해 이러한 출력을 증폭시킨다.
마스터 오실레이터(300)는 2개의 기다란 전극, 레이저 가스, 및 상기 전극들 사이에 가스를 순환시키기 위한 팬을 구비하는 방전 챔버를 포함하고, 레이저 공진기는 방전 챔버의 한 측면 상의 라인 협소화 모듈(108)과 방전 챔버의 제 2 측면 상의 출력 커플러(315) 사이에 형성된다. 마스터 오실레이터(300)는 또한 출력 커플러(315)와 필요시 레이저 빔의 크기 및/또는 형상을 변조하는 하나 이상의 빔 변조 광학 시스템(325)으로부터 출력을 수신하는 라인 중심 분석 모듈(320)을 포함할 수 있다. 방전 챔버에 사용되는 레이저 가스는 필요한 파장 및 대역폭에서의 레이저 빔을 산출하기 위한 적절한 가스가 될 수 있고, 예를 들면, 레이저 가스는 약 193nm의 파장에서 광을 방출하는 아르곤 플루오르화물(ArF) 또는 약 248nm의 파장에서 광을 방출하는 크립톤 플루오르화물(KrF)이 될 수 있다.
파워 증폭기(310)는 파워 증폭기 방전 챔버를 포함하고, 그것이 재생식 링 증폭기라면, 파워 증폭기(310)는 또한 레이저 빔을 다시 방전 챔버로 반사하여 순환 경로를 형성하는 빔 반사기(330)를 포함한다. 파워 증폭기 방전 챔버는 한 쌍의 기다란 전극, 레이저 가스, 및 전극들 사이에 가스를 순환시키는 팬을 포함한다. 시드 레이저 빔(305)은 반복하여 파워 증폭기(310)를 통과시킴으로써 증폭된다. 빔 변조 광학 시스템(325)은 시드 레이저 빔(305)을 인커플링(in-couple)하고 파워 증폭기(310)로부터의 증폭된 방사선의 일부를 아웃커플링(out-couple)하여 출력 레이저 빔(104)을 형성하는 방식(예를 들면, 부분-반사 미러)을 제공한다.
도 1을 다시 참조하면, 광원(102)으로부터의 출력 레이저 빔(104)은 펄스 스트레처, 자동 셔터, 및 빔 전달 유닛 중 하나 이상을 포함할 수 있는 빔 변조 시스템(106)을 통해 추가로 지향될 수 있다. 펄스 스트레처에서, 출력 레이저 빔(104)의 펄스 각각은 예를 들면 광학 지연 유닛에서 장치(106)에 부딪치는 레이저 빔의 도우즈 또는 노출과 같은 성능 속성을 조정하기 위해 스트레칭될 수 있다. 펄스 스트레처를 빠져나오는 레이저 빔(104)은 그런다음 장치(106)로 레이저 빔(104)을 지향시키는 빔 전달 유닛으로 들어가기 전에 자동 셔터를 통해 지향될 수 있다.
도 4 및 5를 참조하면, 제어 시스템(112)은 타겟 대역폭 정보(410)와 측정된 대역폭 정보(415) 사이의 차이(405)의 절대값으로부터 얻어진 오류 신호(400)를 이용하여 동작한다. 측정된 대역폭 정보(415)는 대역폭 측정 시스템(111)의 출력(425)으로부터 직접 판정될 수 있고, 또는 그것은 대역폭 측정 시스템(111)의 출력(425)으로부터 노이즈(420)를 제거함으로써 판정될 수 있다. 제어 시스템(112)으로부터의 출력(114)은 라인 협소화 모듈(108)(특히, 액추에이션 시스템(122, 124, 126)으로 신호를 출력하는 대역폭 제어 모듈(120)로)로 전송되고, 이는 광원(102)에 연결되어 광원(102)의 동작시 변화를 일으켜 광원(102)으로부터 출력된 대역폭(435)을 변화시킨다. 대역폭 측정 시스템(111)은 대역폭 분석을 위해 광 빔(104)의 일부를 수신하고, 상기 광 빔의 일부는 대역폭 액추에이션 시스템(122, 124, 126) 중 하나 이상에 의해 제어되는 대역폭, 및 대역폭(435)에 대한 요란(disturbance)의 조합인 대역폭을 구비하고, 예를 들면 챔버에서의 가스 내의 또는 광원(102) 내의 광학 컴포넌트의 열 효과, 광원(102)의 출력 에너지에서의 변화, 광원(102) 내의 컴포넌트의 정렬 또는 배치에서의 변화, 및 음향 효과(광 빔(104)의 펄스 반복률에서의 변화의 효과를 통해 관찰될 수 있는)와 같은 광원 내에서 변하는 속성에 의해 요란(440)이 야기된다.
제어 시스템(112)은 사용자로부터 또는 장치(106)로부터 공급된 타겟 대역폭 정보(410)에 기초하여 복수의 타겟 범위 중에서 타겟 범위의 대역폭을 선택할 수 있는 타겟 대역폭 스위치(500)(도 5)와 같은 서브-시스템(예를 들면, 서브-프로그램)을 포함한다. 제어 시스템(112)의 다른 서브-시스템은 각각의 타겟 범위에 연관된 일 세트의 동작 모드를 포함한다. 제어 시스템(112)은 각각의 모드에서 비례, 적분, 미분 제어 값 중 하나 이상을 이용한다. 제 1 타겟 범위의 대역폭(505)에 대해, 제어 시스템(112)은, 제 1 범위의 정상 모드(510)로의 트랜지션을 가능하게 하는 임시 모드로 간주되는 제 1 범위의 스위칭 모드(535)를 완료한 후에, 안정상태 모드로 간주되는 제 1 범위의 정상 모드(510)에서 동작한다. 예를 들면, 제 1 범위의 정상 모드(510)는 하나 이상의 비례, 적분, 미분 제어값 중 하나 이상을 이용하는 폐루프 제어 모드가 될 수 있다. 제 1 범위의 정상 모드(510)에서, 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)이 동작된다. 제 1 범위의 스위칭 모드(535)는 개방루프 제어 모드 또는 폐루프 제어모드가 될 수 있다.
제 1 범위 정상 모드(510)에서의 제어 시스템(112)의 동작은 2002년 5월 21일 발급된 "조정가능한 각도 분산을 하는 레이저를 위한 파장 선택"이라는 제하의 미국특허번호 제 6,393,037('037 특허)에 기술된 동작 및 2008년 4월 9일 출원된 "대역폭 제어가 개선된 레이저 리소그래피 시스템"이라는 제하의 미국특허공개번호 제 2008/0253413('413 공개)에 기술된 동작과 유사할 수 있으며, 이들 모두는 그 전체가 참조에 의해 본문에 통합된다. 이러한 참조문헌에서, 빔의 크기는 분산 엘리먼트에 입사하기 전에 변하고, 크기가 변할 때, 분산 엘리먼트로부터 반사된 광의 대역폭이 변한다. 빔의 크기는 빔 익스팬더(일 세트의 프리즘 중 하나 이상의 프리즘)의 방위(예를 들면, 각도)에서의 변화를 액티브하게 도입함으로써 변경될 수 있다. 따라서, 제 1 범위의 정상 모드(510)에서, 제어 시스템(112)은 제 1 범위의 대역폭에서 대역폭을 선택하기 위해 광학 시스템(138)에서 분산 엘리먼트(격자)에 의해 제공되는 각도 분산의 크기를 변화시키는 광학 피처(빔 익스팬더)의 방위(예를 들면, 각도)를 변조하기 위해 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 제어하도록 설정될 수 있다.
제 2 타겟 범위의 대역폭(515)에 대해, 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 정상 모드(525)로의 트랜지션을 가능하게 하는 임시 모드인 제 2 범위 스위칭 모드(520)를 완료한 후에 제 2 범위의 정상 모드(525)(안정 상태 모드로 간주되는)에서 동작한다. 예를 들면, 제 2 범위의 정상 모드(525)는 저 이득을 가진 적분 제어를 이용하는 폐루프 제어 모드가 될 수 있는 반면, 제 2 범위의 스위칭 모드(520)는 고 이득을 가진 비례-적분 제어를 이용하는 폐루프 제어 모드가 될 수 있다. "저" 이득은 일반적으로 매우 강건하게 안정적이지만(소위 "오버 댐핑된"), 다소 느린(액추에이터 속도에 비해) 폐루프 성능을 제공하는 것이다. "고" 이득은 언더 댐핑된(under-damped)(발진) 성능을 제공하지만, 액추에이터 속도에 대해 저 이득보다 더 빠른 것이다. 이들 모드 각각은 도 6-10을 참조하여 하기에 더 상세히 기술된다.
간략화를 위해, 도 5에 도시되고 및 하기에 기술된 제어 시스템(112)은 2개의 타겟 범위의 대역폭을 포함하고, 이들 2개의 타겟 범위 사이에서 동작한다. 그러나, 제어 시스템(112)은 3개 이상의 타겟 범위를 포함할 수 있고, 제어 시스템(112)에 의해 수행되는 프로시저는 3개 이상의 타겟 범위로 연장하도록 변형될 수 있다. 3개 이상의 범위에 대해, 타겟 대역폭 스위치(500)는 이들 3개 이상의 타겟 범위 사이에서 스위칭하고 제어 시스템(112)은 필요시, 다른 타겟 범위에서의 동작 및 그 사이에서의 스위칭에 대응하는 다른 모드들을 포함한다.
도 6을 참조하면, 제어 시스템(112)은 장치(106)로 출력되는 광 빔(104)의 대역폭 제어를 포함하는 광원(102)을 동작 및 제어하는 프로시저(600)를 수행한다.
제어 시스템(112)은 병렬 프로세스를 수행하고, 그것들 중 2개가 도 6에 도시된다. 제 1 프로세스(범용 프로세스로서 도면의 좌측에 도시된)에서, 제어 시스템(112)은 광원(102)을 켜고(단계(602)) 광빔을 산출하기 위해 광원(102)에 명령을 출력한다(단계(604)). 예를 들면, 광원(102)이 마스터 오실레이터(300)와 파워 증폭기(310)를 포함하는 도 3에 도시된 레이저 소스인 경우, 제어 시스템(112)은 (연결(335 및 340)을 통해) 펄스 에너지와 미리정해진 펄스 반복률에서 레이저 소스로부터 출력된 축적된 도우즈 에너지를 제어한다. 이러한 경우, 제어 시스템(112)은 또한 서로에 대해 펄스 및 도우즈 에너지의 피드백 및 피드포워드 제어를 하는 마스터 오실레이터의 챔버에서의 방전과 파워 증폭기의 챔버에서의 방전의 트리거를 제공한다. 제어 시스템(112)은 광원(102)을 정지하도록 하는 요청(예를 들면, 장치(106)로부터의)이 수신되었는지를 판정하고(단계(606)), 그런 경우, 제어 시스템(112)은 광원(102)을 끈다(단계(608)).
제어 시스템(112)은 또한 제어 시스템(112)이 광원(102)에 명령을 출력하는 동안 광빔(104)의 대역폭을 제어하는 제 2 프로세스(도면의 우측에 도시된)를 수행한다(단계(604)). 이러한 제 2 프로세스에서, 제어 시스템(112)은 제 1 범위의 정상 모드(510)에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면, 대역폭 액추에이션 시스템(122)과 같은)을 동작시킨다(단계(610)). 제어 시스템(112)은 예를 들면 제 1 대역폭 범위로부터 상기 제 1 대역폭 범위와 상이한 제 2 대역폭 범위로 광빔(104)의 대역폭을 변형시키는 장치(106) 또는 사용자로부터의 요청이 수신되었는지 여부를 판정한다(단계(615)). 요청이 수신되지 않은 경우(단계(615)), 제어 시스템(112)은 제 1 범위의 정상 모드(510)에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 동작시키는 것을 계속한다(단계(610)). 즉, 요청이 수신되면(단계(615)), 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 스위칭 모드(520)에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 액티브 제어로부터 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면 대역폭 액추에이션 시스템(124)과 같은)의 액티브 제어로 스위칭한다(단계(620)).
스위칭이 완료된 후(단계(620)), 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 정상 모드(525)에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 동작시킨다(단계(625)). 제어 시스템(112)은 예를 들면 제 2 대역폭 범위로부터 상기 제 1 대역폭 범위로 광빔(104)의 대역폭을 변형시키는 장치(106) 또는 사용자로부터의 요청이 수신되었는지 여부를 판정한다(단계(630)). 제어 시스템(112)이 요청이 수신되지 않았다고 판정한 경우(단계(630)), 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 정상 모드(525)에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 동작시키는 것을 계속한다(단계(625)). 제어 시스템(112)이 요청이 수신되었다고 판정한 경우(단계(630)), 제어 시스템(112)은 제 1 범위의 스위칭 모드(535)에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템의 액티브 제어로부터 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 액티브 제어로 스위칭한다(단계(635)). 스위칭 완료시, 제어 시스템은 제 1 범위의 정상 모드(510)에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 동작시키는 것으로 리턴한다(단계(610)).
도 7을 참조하면, 제어 시스템(112)은 제 1 범위의 정상 모드(510)에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면, 대역폭 액추에이션 시스템(122)과 같은)을 동작시키는 예시적인 프로시저를 수행한다. 프로시저(610) 동안, 제어 시스템(112)은 대역폭 측정 시스템(111)으로부터 측정된 대역폭 정보(415)를 수신한다(단계(700)). 이러한 경우, 제어 시스템(112)이 제 1 범위의 정상 모드(510)에서 동작하고 있기 때문에, 대역폭 측정 시스템(111)은 광빔(104)의 일부의 대역폭 정보를 추정하기 위해 제 1 세트의 미리정해진 조정 변수를 이용하고 있다. 예를 들면, 대역폭 측정 시스템(111)은 광빔(104)의 대역폭을 추정하기 위해 EY 측정기준(이는 총 에너지의 일부 백분율 또는 비율 "Y"(예를 들면 95%)을 포함하는 부분의 폭임)과 같은 측정기준을 이용할 수 있다. 제어 시스템(112)은 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)에 매칭하는지 여부를 판정한다(단계(705)).
측정된 대역폭 정보(415)는 이러한 매칭을 판정하기 위해 다수의 상이한 방식들이 있기 때문에 임의의 적절한 테스트를 이용하여 타겟 대역폭 정보(410)를 매칭할 수 있다. 예를 들면, 매칭 판정은 임계값에 대해 대역폭 오차(타겟으로부터의)의 마지막 N의 판독의 가중 합계를 비교할 수 있다. 대역폭 오차는 측정된 대역폭과 타겟 대역폭 사이의 절대 차이이다. 또다른 예시로서, 매칭 판정은 간단히 (가능한 필터링된)측정된 대역폭과 타겟 대역폭 사이에서의 산술적 차이의 부호가 변할 때 검출할 수 있다.
제어 시스템(112)은 "최적 추정"이라고 할 수 있는 기술에서의 현재 액추에이터 명령에 기초한 예측(수학 모델을 이용하여)으로 (노이즈)측정치들(측정된 대역폭 정보(415)로부터의)을 조합함으로써 대역폭을 추정할 수 있다. 이러한 경우에, 제어 시스템(112)은 이러한 최적 추정이 타겟 대역폭과 상이한지 여부를 판정함으로써 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)에 매칭하는지를 판정한다.
또다른 예시로서, 매칭 판정은 대역폭 오차가 일정한 크기의 연속적인 시간 동안 임계값 내에 있는지를 판정하는 것을 포함할 수 있다. 또다른 예시에서, 매칭 판정은 대역폭 오차의 변화율이 적어도 N번 부호가 변하는지를(이는 N회 진동을 하는 오차 신호 발진으로 간주될 수 있음) 판정하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 이들 매칭 판정의 대부분은 독립적이어서, 하나 이상의 다양한 가능한 독립적인 매칭 판정이 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)와 매칭하는 지를 판정하기 위해 조합될 수 있다(단계(705)).
일부 구현에서, 측정된 대역폭 정보(415)와 타겟 대역폭 정보(410) 사이의 차이(400)의 절대값이 미리정해진 임계값 미만이라면, 측정된 대역폭 정보(415)는 타겟 대역폭 정보(410)에 매칭하는 것이다. 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)에 매칭하면, 제어 시스템(112)은 자신의 현재 상태로 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 유지한다(단계(710)). 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)에 매칭하지 않으면, 제어 시스템(112)은 타겟 대역폭 정보(예를 들면 타겟 대역폭)에 보다 근접한 새로운 대역폭 정보(새로운 대역폭과 같은)를 선택하기 위한 새로운 포지션으로 광학 피처(132)를 이동시키는 방향으로 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 조정한다(단계(715)).
일부 구현에서, 제 1 범위의 정상 모드(510)에서, 제어 시스템(112)은 타겟 대역폭 정보(410)에 인접하여 측정된 대역폭 정보(415)를 유지하도록 라인 협소화 모듈(108)에서의 분산 엘리먼트 상에 입사한 빔의 크기 조정을 이용한다.
도 8을 참조하면, 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 스위칭 모드(520)에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면, 대역폭 액추에이션 시스템(122)과 같은)의 액티브 제어에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면, 대역폭 액추에이션 시스템(124)과 같은)의 액티브 제어로 스위칭하는 프로시저(620)를 수행한다. 제어 시스템(112)은 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)의 현재 상태에 관한 정보를 저장한다(단계(800)). 예를 들면, 제어 시스템(112)은 광학 시스템(138)내의 광학 피처(132)의 현재 상태에 관한 정보(예를 들면, 빔 익스팬더의 각도 또는 분산 엘리먼트의 각도 분산의 크기와 같은)를 저장한다. 제어 시스템(112)은 또한 신호로서 그것이 제 2 범위의 스위칭 모드(520)에 있다는 통지를 출력 디바이스(116)로 출력함으로써 통지를 제공한다.
제어 시스템(112)은 그런다음 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 미리 조정되고 고정된 상태로 설정한다(단계(810)). 예를 들면, 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)내의 각각의 액추에이터는 각각의 고정된 상태로 설정된다. 고정된 상태는 적절한 측정 방법을 이용하여 미리정해질 수 있다. 예를 들면, 고정된 상태는 제 1 대역폭 범위에서 제 2 대역폭 범위로 산출된 광 빔의 대역폭을 변경시키는 요청이 수신되는 순간의 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 상태가 될 수 있다. 또다른 예시로서, 고정된 상태는 제 1 대역폭 범위로부터 제 2 대역폭 범위로 산출된 광 빔의 대역폭을 변경시키기 위한 요청이 수신된 순간의 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 상태의 함수로부터 판정될 수 있다.
제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)이 고정된 상태에 있을 지라도, 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)에 대해 광 빔(104)의 대역폭에 영향을 주는 것이 가능하다. 따라서, 2개 이상의 대역폭 액추에이션 시스템이 동시에 광 빔(104)의 대역폭에 영향을 줄 수 있을 뿐 아니라, 하나의 대역폭 액추에이션 시스템이 동시에 액티브하게 제어된다. 광 빔(104)의 실제 대역폭은, 항상, 대역폭 액추에이션 시스템 중 하나만 임의의 하나의 특정한 순간에 자신의 특정한 대역폭 범위 내에서 대역폭을 제어하는데에 사용될지라도, 모든 액추에이터 상태의 함수이다. 예를 들면, 제어 시스템(122)은 단계(625)에서 제 2 대역폭 대역폭 액추에이션 시스템을 액티브하게 제어하지만, 이러한 시간 동안 제어 시스템(112)은 또한 고정된 상태에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 유지하고 광 빔(104)의 대역폭은 대역폭 액추에이션 시스템 상태 모두에 따른다. 예를 들면, 제 2 대역폭 액추에이션 시스템은, 제 1 대역폭 액추에이션 시스템이 "정교한" 방식으로 대역폭을 제어 및 선택하기 위해 사용될 수 있으면서, "거친(coarse)" 대역폭 범위를 제어 및 선택하는 데에 사용될 수 있다.
제어 시스템(112)은 또한 제 1 대역폭 범위 내에서의 측정치로 보다 더 튜닝되는 제 1 세트의 미리정해진 조정 변수를 이용하는 제 1 설정으로부터 제 2 대역폭 범위 내에서의 측정치로 보다 더 튜닝되는 제 2 세트의 미리정해진 조정 변수를 이용하는 제 2 설정으로 스위칭하도록 하는 신호를 대역폭 측정 시스템(111)으로 전송한다(단계(815)).
제어 시스템(112)은 트랜지션 모드에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 동작시킨다(단계(820)). 본 모드에서, 제어 시스템은 대역폭 측정 시스템(111)으로부터 측정된 대역폭 정보(415)(예를 들면 측정된 대역폭)를 수신하고(단계(821)) 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)에 매칭하는지를 판정한다(단계(822)). 단계(705)에 대해 상술한 바와 같이, 제어 시스템(112)은 매칭을 판정하기 위한 적절한 방법을 이용할 수 있다. 일부 구현에서, 제어 시스템(112)은 도 4에서 상술한 바와 같이, 노이즈 필터링 및 임계 로직의 조합을 이용하여 매칭 판정을 한다. 따라서, 예를 들면, 노이즈(420)는 제어 시스템(112)에 의해 수신되기 전에 측정된 대역폭 정보(415)로부터 필터링된다. 또한, 제어 시스템(112)은 이러한 판정을 하는 데에 기본적인 임계 로직을 채용할 수 있다. 따라서, 제어 시스템(112)은 오류 신호(400)(즉, 측정된 대역폭 정보(415)와 타겟 대역폭 정보(410) 사이의 절대 차이)가 미리정해진 임계값 미만인지를 판정할 수 있다.
제어 시스템(112)이 매칭이 없다고 판정한다면(단계(822)), 제어 시스템(112)은 타겟 대역폭 정보(410)(예를 들면, 타겟 대역폭)에 보다 근접한 새로운 대역폭 정보(새로운 대역폭과 같은)를 선택하기 위한 새로운 포지션으로 광학 피처(134)를 이동시키도록 하는 방향으로 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 조정한다(단계(830)). 이러한 단계 동안, 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)(및 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 배제한 기타 액추에이션 시스템)이 고정된 상태에 있다. 또한, 제어 시스템(112)으로 제공된 피드백의 이득은 제 2 범위의 정상 모드(525)에서의 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 동작시키는 트랜지션의 보다 빠른 완료를 가능하게 하기 위해 트랜지션 모드 동안 매우 높다(단계(820)).
제어 시스템(112)이 매칭이 있다고 판정한다면(단계(822)), 제어 시스템(112)은 기타 시스템 상태를 배우고 상기 기타 시스템 상태를 새로운 동작 상태로 설정하도록 하기 위해 일련의 리셋 기능을 시작하는 상대적으로 간단한 리셋 모드에서 동작한다(단계(825)). 리셋 모드는, 대역폭 액추에이터의 조정이 수용가능한 레벨에서 자신의 제어 시스템이 기능하지 못하도록 충분히 다른 레이저 파라미터(예를 들면, 에너지, 레이저 이득 등)를 변화시킬 수 있기 때문에 포함된다. 리셋 모드는 필수적으로 이들 제어 시스템에 대해 새로운 레이저 파라미터를 "배우고" 적응하도록 하기 위한 시간을 허용한다. 일반적으로, 리셋은 임의의 대역폭 범위로부터 임의의 다른 대역폭 범위로의 임의의 스위칭을 필요로 할 수 있다. 또한, 각각의 유형의 트랜지션은 자신의 고유한 리셋 기능을 가질 수 있다. 제어 시스템(112)이 리셋 모드가 완료되었다고 판정한 후에(단계(830)), 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 정상 모드(525)에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 동작시킨다(단계(625)).
도 9를 참조하면, 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 정상 모드(525)에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면 대역폭 액추에이션 시스템(124))을 동작시키는 예시적인 프로시저(625)를 수행한다. 프로시저(625) 동안, 제어 시스템(112)은 대역폭 측정 시스템(111)으로부터 측정된 대역폭 정보(415)를 수신한다(단계(900)). 이러한 경우, 제어 시스템(112)은 제 2 범위의 정상 모드(525)에서 동작하고, 대역폭 측정 시스템(111)은 광 빔(104)의 일부의 대역폭 정보를 추정하기 위해 제 2 세트의 미리정해진 조정 변수를 이용하고 있다. 예를 들면, 대역폭 측정 시스템(111)은 광 빔(104)의 대역폭 추정을 위해 EX 측정기준(이는 총 에너지의 일부 백분율 또는 비율(예를 들면, 95%)을 포함하는 일부의 폭이다)과 같은 측정 기준을 이용할 수 있다. 제어 시스템(112)은 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)와 매칭되는지를 판정한다(단계(905)). 단계(705)에 대해 상술한 바와 같이, 제어 시스템(112)은 매칭을 판정하기 위한 임의의 적절한 방법을 이용할 수 있다. 일부 구현에서, 측정된 대역폭 정보(415)는, 측정된 대역폭 정보(415)와 타겟 대역폭 정보(410) 사이의 차이(400)의 절대값이 미리정해진 임계값 미만인 경우 타겟 대역폭 정보(410)와 매칭한다. 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)와 매칭하면(단계(905)), 제어 시스템(112)은 자신의 현재 상태에 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 유지시킨다(단계(910)). 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)와 매칭하지 않으면, 제어 시스템(112)은 타겟 대역폭 정보(예를 들면, 타겟 대역폭)에 보다 근접한 새로운 대역폭 정보(새로운 대역폭과 같은)를 선택하도록 새로운 포지션으로 광학 피처(134)를 이동시키도록 하는 방향으로 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(214)을 조정한다(단계(915)).
일부 구현에서, 광학 피처(134)는 격자와 같은 분산 광학 바디이고, 제 2 범위의 정상 모드(525)에서, 제어 시스템(112)은 측정된 대역폭 정보(415)를 타겟 대역폭 정보(410)에 근접하게 유지시키도록 라인 협소화 모듈(108)에서 격자에 인가되는 하나 이상의 힘을 조정한다. 이러한 제 2 범위의 정상 모드(525)는 상술한 '306 출원에 기술된다. 추가로, 제 2 범위의 정상 모드(525)에서, 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)이 자신의 고정된 상태로 유지되기 때문에 제 1 광학 피처(132)가 고정된 상태로 유지된다(단계(810)).
일부 구현에서, 제어 시스템(112)은, 예를 들면, 광원(102)의 반복률이 미리정해진 적절한 범위 내에서 유지되면, 오직 광원(102)의 특정한 동작 조건 하에서만 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)의 액티브 제어(단계(905 - 915)를 수행할 수 있다. 따라서, 광원(102)이 미리정해진 적절한 범위 밖에서 점화하면, 제어 시스템(112)은 자신의 현재 상태에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 유지시키고, 효과적으로 개방 루프 모드에서 동작한다.
도 10을 참조하면, 제어 시스템(112)은 제 1 범위의 스위칭 모드(535)에서 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면, 대역폭 액추에이션 시스템(124)과 같은)의 액티브 제어에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(예를 들면, 대역폭 액추에이션 시스템(122)과 같은)의 액티브 제어로 스위칭하는 프로시저(635)를 수행한다. 제어 시스템(112)은 트랜지션 모드에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 동작시킨다(단계(1000)). 일부 구현에서, 트랜지션 모드(단계(1000))에서, 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)은 (단계(800))에 저장된 상태로 지시된다.
제어 시스템(112)은 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)을 고정된 상태로 설정한다(단계(1005)). 예를 들면, 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124) 내의 각각의 액추에이터는 각각의 고정된 사태로 설정된다. 일부 구현에서, 고정된 상태는 제 2 대역폭 범위로부터 제 1 대역폭 범위로 산출된 광 빔의 대역폭을 변경시키는 요청이 수신된 수간에 제 2 대역폭 액추에이션 시스템의 상태가 될 수 있다. 다른 구현에서, 고정된 상태는 조정 동안 판정된 미리정해진 상태이다.
제어 시스템(112)은 제 2 대역폭 범위내의 측정치로 보다 튜닝된 제 2 세트의 미리정해진 조정 변수를 이용하는 제 2 설정으로부터, 제 1 대역폭 범위 내의 측정치로 보다 튜닝된 제 1 세트의 미리정해진 조정 변수를 이용하는 제 1 설정으로 스위칭하도록 하는 신호를 대역폭 측정 시스템(111)으로 전송한다. 제어 시스템(111)은 또한 신호로서 그것이 제 1 범위의 스위칭 모드(535)에 있다는 통지를 출력 디바이스(116)로 출력함으로써 통지를 제공한다.
다음으로, 제어 시스템(112)은 기타 시스템 상태를 배우고 상기 기타 시스템 상태를 새로운 동작 상태로 설정하도록 하기 위해 일련의 리셋 기능을 시작하는 상대적으로 간단한 리셋 모드에서 동작한다(단계(1020)). 제어 시스템(112)이 리셋 모드가 완료되었다고 판정한 후에(단계(1025)), 제어 시스템(112)은 제 1 범위의 정상 모드(510)에서 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 동작시킨다(단계(610)).
도 11을 참조하면, 일부 구현에서, 단계(1000)에서 트랜지션 모드는 제어 시스템(112)이 대역폭 측정 시스템(111)으로부터 측정된 대역폭 정보(415)를 수신하고(단계(1021)), 측정된 대역폭 정보(415)가 타겟 대역폭 정보(410)에 매칭하는지를 판정하는(단계(1022)) 폐-루프 제어 모드가 될 수 있다. 단계(705)에 대해 상술한 바와 같이, 제어 시스템(112)은 매칭을 판정하기 위한 적절한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템(112)은 도 4에서 상술한 바와 같이 노이즈 필터링 및 임계 로직의 조합을 이용하여 판정한다. 제어 시스템(112)이 매칭이 없다고 판정하면(단계(1022)), 제어 시스템(112)은 타겟 대역폭 정보(410)(예를 들면, 타겟 대역폭)에 보다 근접한 새로운 대역폭 정보(새로운 대역폭과 같은)를 선택하도록 새로운 포지션으로 광학 피처(132)를 이동시키기 위한 방향으로 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)을 조정한다(단계(1023)). 이러한 단계동안, 제 2 대역폭 액추에이션 시스템(124)(및 제 1 대역폭 액추에이션 시스템(122)과 다른 임의의 대역폭 액추에이션 시스템)이 자신의 각각의 고정된 상태에 유지된다. 제어 시스템(112)이 매칭이 있다고 판정하면(단계(1022)), 제어 시스템(1120은 간단한 리셋 모드에서 동작한다(단계(1025).
상술한 바와 같이, 광 시스템(100)은 리소그래피 머신(106) 상에서 동작하는 레이저 시스템이 될 수 있다. 이러한 경우에, 레이저 시스템(100)은 2개 이상의 상이한 대역폭에서 레이저 소스(102)를 동작 및 제어한다. 예를 들면, 이러한 구현에서, 제 1 상이한 대역폭 범위는 예를 들면 약 0.5pm보다 더 작은 더 협소한 대역폭 범위가 될 수 있고, 제 2 상이한 대역폭 범위는 예를 들면 약 0.5 ~ 약 1.7pm 사이의 더 넓은 대역폭 범위가 될 수 있다. 이러한 더 넓은 대역폭 범위는 포커스 드릴링과 같은 애플리케이션에서 유용할 수 있고, 이는 보다 효율적이고 적절하게 수행되는 특정한 리소그래픽 프로세스(접촉 홀을 생성하는 것과 같은)를 가능하게 한다.
일부 구현에서, 광 빔(104)의 대역폭을 측정하기 위해 사용될 수 있는 측정기준은 그 전체가 참조에 의해 본문에 통합된 2009년 8월 29일 출원된, "레이저 광원의 액티브 스펙트럼 제어"라는 제하의 미국특허출원번호 제61/236,848에 기술된, 중간 절대 디포커스(defocus)(MAD)가 될 수 있다.
제어 시스템(112)은 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 시스템(112)은 또한 적절한 입출력 디바이스, 컴퓨터 프로세서, 및 프로그래머블 프로세서에 의해 실행하기 위한 기계판독가능한 스토리지 디바이스에 실질적으로 내장된 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 이러한 기술(상술한)을 채용하는 프로시저는 입력 데이터에 대해 동작시키고 적절한 출력을 생성시킴으로써 원하는 기능을 수행하는 프로그램 명령어를 실행하는 프로그래머블 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 프로세서는 판독전용 메모리 및/또는 랜덤 액세스 메모리로부터 명령어 및 데이터를 수신한다. 실질적으로 컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 실행하기에 적합한 스토리지 디바이스는, 예를 들면, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스와 같은 반도체 메모리 디바이스; 내장 하드디스크 및 착탈가능한 디스크와 같은 자기 디스크; 자기-광학 디스크; 및 CD-ROM 디스크를 포함하는, 모든 형태의 비 휘발성 메모리를 포함한다. 상술한 것의 임의의 것은 전용-설계 ASIC(application-specific integrated circuits)에 의해 보완되거나, 그에 통합될 수 있다.
다른 구현은 하기의 청구범위 내에 있다.

Claims (27)

  1. 광 빔을 산출하는 단계;
    상기 산출된 광 빔에 광학적으로 결합된 제 1 광학 피처에 연결된 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 활성화와 제어를 가능하게 하는 것을 포함하는 제 1 범위의 대역폭 내에서의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 제어를 가능하게 하는 단계; 및
    상기 산출된 광 빔에 광학적으로 결합된 제 2 광학 피처에 연결된 제 2 대역폭 액추에이션 시스템의 활성화와 제어를 가능하게 하는 것을 포함하는 제 2 범위의 대역폭 내에서의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 제어를 가능하게 하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제 2 범위의 대역폭은 상기 제 1 범위의 대역폭과 상이한 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 범위의 대역폭으로부터 상기 제 2 범위의 대역폭으로 상기 산출된 광 빔의 대역폭을 변경하는 요청을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 스위칭 명령에 응답하여 상기 제 1 범위 내의 대역폭 제어와 상기 제 2 범위 내의 대역폭 제어 사이의 스위칭 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 범위 내의 대역폭 제어에서 상기 제 2 범위 내의 대역폭 제어로 스위칭하는 단계를 더 포함하고, 상기 스위칭하는 단계는,
    제 2 타겟 대역폭 정보를 선택하는 단계;
    제 1 고정 상태로 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 설정하는 단계;
    제 1 설정으로부터 제 2 설정으로 대역폭 측정 시스템을 스위칭하는 단계;
    상기 대역폭 측정 시스템으로부터 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계;
    상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 2 타겟 대역폭 정보에 매칭하는지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 2 타겟 대역폭 정보에 매칭하는 것으로 판정될 때까지 상기 제 2 광학 피처가 상기 산출된 광 빔의 대역폭을 변조하도록 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 대역폭 측정 시스템으로부터 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계는 상기 제 2 설정에서 동작하는 동안 상기 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 상기 제 1 고정 상태로 설정하기 전에 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 하나 이상의 컴포넌트의 상태에 관한 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 고정 상태는 상기 제 1 대역폭 범위으로부터 상기 제 2 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신된 순간의 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 상태인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 고정 상태는 상기 제 1 대역폭 범위으로부터 상기 제 2 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신된 순간의 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템의 상태의 함수로부터 판정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 대역폭 범위으로부터 상기 제 1 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신될 때까지 상기 측정된 대역폭 정보와 상기 제 2 타겟 대역폭 정보 사이의 절대 오차를 감소시키기 위해 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 설정으로부터 상기 제 2 설정으로 상기 대역폭 측정 시스템을 스위칭한 후에 리셋 모드에서 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 대역폭 범위으로부터 상기 제 1 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청의 수신시 상기 제 2 범위내에서의 대역폭 제어에서 상기 제 1 범위 내에서의 대역폭 제어까지의 사이에서 스위칭하는 단계를 더 포함하고, 상기 스위칭하는 단계는,
    제 1 타겟 대역폭 정보를 선택하는 단계;
    상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 제 2 고정 상태로 설정하는 단계;
    상기 제 2 설정으로부터 상기 제 1 설정으로 상기 대역폭 측정 시스템을 스위칭하는 단계;
    상기 제 1 설정에서 동작하는 동안 상기 대역폭 측정 시스템으로부터 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계;
    상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 1 타겟 대역폭 정보에 매칭하는지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 측정된 대역폭 정보가 상기 제 1 타겟 대역폭 정보에 매칭하는 것으로 판정될 때까지 상기 제 1 광학 피처가 상기 산출된 광 빔의 대역폭을 변조하도록 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 고정 상태는 상기 제 2 대역폭 범위으로부터 상기 제 1 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신된 순간의 상기 제 2 대역폭 액추에이션 시스템의 상태인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 고정 상태는 조정(calibration)하는 동안 판정되는 미리정해진 상태인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 대역폭 범위으로부터 상기 제 2 대역폭 범위으로의 상기 산출된 광 빔의 대역폭 변경을 위한 요청이 수신될 때까지 상기 측정된 대역폭 정보와 상기 제 1 타겟 대역폭 정보 사이의 절대 오차를 감소시키기 위해 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 상기 제 1 고정 상태로 설정하기 전에 저장된 상태로 복귀하도록 하는 신호를 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 설정으로부터 상기 제 1 설정으로 상기 대역폭 측정 시스템을 스위칭한 후에 리셋 모드에서 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 범위 내의 대역폭 제어에서 상기 제 2 범위 내의 대역폭 제어까지 스위칭하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 범위내의 대역폭의 제어로부터 상기 제 2 범위 내의 대역폭의 제어까지 스위칭하는 단계는 제 1 설정으로부터 제 2 설정으로 대역폭 측정 시스템을 스위칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 설정으로부터 상기 제 2 설정으로 상기 대역폭 측정 시스템을 스위칭하는 단계는 제 1 세트의 조정 변수로부터 제 2 세트의 조정 변수로 스위칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 조정 변수는 상기 제 1 범위의 대역폭에 대해 대역폭 추정을 위해 튜닝되는 측정기준을 제공하도록 미리 정해지고 설정되고; 및
    상기 제 2 세트의 조정 변수는 상기 제 2 범위의 대역폭에 대해 대역폭 추정을 위해 튜닝되는 측정기준을 제공하도록 미리 정해지고 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 광 빔을 산출하는 단계는 레이저 빔을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 광빔을 산출하는 광원;
    상기 광원으로부터 출력된 광 빔의 일부를 수신하도록 설정되고, 상기 광 빔 일부의 대역폭을 측정하고 상기 대역폭 측정치를 제공하도록 설정되는 대역폭 측정 시스템;
    각각의 대역폭 액추에이션 시스템이 하나 이상의 대역폭 액추에이터를 포함하고 상기 산출된 광 빔에 광학적으로 결합된 광학 피처에 연결되고 상기 산출된 광 빔의 대역폭 범위 내에서 대역폭을 선택하도록 상기 연결된 광학 피처를 변형하도록 동작가능한, 복수의 대역폭 액추에이션 시스템; 및
    상기 대역폭 측정 시스템 및 상기 복수의 대역폭 액추에이션 시스템에 연결된 제어 시스템;
    을 포함하고,
    상기 제어 시스템은, 제공된 대역폭 측정치 및 선택된 타겟 대역폭에 기초하여 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하고 동작시키는 것과, 상기 제 1 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하고 동작시키는 것에 독립적이고 개별적으로 제 2 대역폭 액추에이션 시스템을 활성화하고 및 동작시키는 것 사이에 스위칭하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 복수의 상이한 타겟 대역폭 범위으로부터 선택된 타겟 대역폭 범위내에 있는 타겟 대역폭에서 설정되도록 구성된 타겟 대역폭 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 광원은 레이저 소스를 포함하고, 상기 광 빔은 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 산출된 광 빔을 수신하는 리소그래피 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 21 항에 있어서, 상기 광학 피처 중 적어도 하나는 분산 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 21 항에 있어서, 상기 광학 피처 중 적어도 하나는 빔 익스팬더를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 펄싱된 레이저 빔의 대역폭을 제어하는 방법으로서,
    상기 펄싱된 레이저 빔을 산출하는 단계;
    대역폭 측정 시스템으로부터 상기 산출된 레이저 빔의 측정된 대역폭 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 측정된 대역폭 정보에 기초하여, 각각 상기 산출된 레이저 빔에 광학적으로 결합된 광학 피처에 연결된 복수의 대역폭 액추에이션 시스템을 활성하하고 제어하는 것을 포함하는 복수의 범위의 대역폭 한도 내에서의 상기 산출된 레이저 빔의 대역폭을 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 복수의 범위 내에서의 각각의 대역폭 범위은 상기 복수의 범위 내에서의 각각의 다른 범위의 대역폭과는 상이한 것을 특징으로 하는 펄싱된 레이저 빔의 대역폭 제어 방법.
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