3. 실제 기계 탑재 시의 스펙트럼 성능

통상 레이저의 스펙트럼은 레이저 운전에 따른 공진기 내의 온도 변동이나 모듈의 성능 저하로 변동되었습니다. 스펙트럼 가변 기구의 도입으로 스펙트럼은 일정한 값으로 제어되어 1개 장치 내의 변동은 물론 다른 장치 간의 스펙트럼 차이도 없어져, 레이저의 스펙트럼 변동에 따른 CD에 미치는 영향도 최소로 억제할 수 있게 되었습니다.

그림7에 GT61A에서 레이저의 운전 조건을 다양하게 변경한 경우의 E95 계측 결과를 표시합니다. 레이저의 가동률을 변화시켜 열부하를 변화시킨 경우, 출력 에너지를 달리한 경우, 발진 주파수를 변경한 경우, 어느 경우에서든 스펙트럼은 타겟인 0.3pm로 제어되고 있어, 그 편차는 6fm(fm는 pm의 1/1000)로 매우 작은 값입니다. 전술한 시뮬레이션 결과인 접점 구멍 40nm, E95=0.35pm에서 노광의 CD 감도 3.5nm/0.1pm를 적용했다고 가정하더라도 그 CD 변화는 불과 0.2nm입니다.

그림7 스펙트럼 vs 동작 부하 / 펄스 에너지 / 반복 주파수
그림7 스펙트럼 vs 동작 부하 / 펄스 에너지 / 반복 주파수

그림8에 GT61A의 가스 수명(100Mpls/3일)* 중의 스펙트럼 성능을 표시합니다. 레이저의 운전 조건은 노광 조건에 따라 변화합니다만, 그 상황에서도 E95는 타겟인 0.3pm로 잘 제어되어 있습니다. 편차는 23fm로서 CD에 미치는 영향은 0.8nm 정도입니다.
(* TGM 옵션 비적용의 경우)

그림8 가스 수명 중의 스펙트럼 성능
그림8 가스 수명 중의 스펙트럼 성능

그림9에 다른 4대의 레이저의 E95 성능을 표시합니다. 그림7일 때와 마찬가지로 레이저의 운전 조건은 다양합니다만, 4대의 레이저 모두 타겟인 0.3pm로 잘 제어되어 있는 것을 알 수 있습니다. E95 편차는 19fm로서 CD에 미치는 영향은 불과 0.7nm입니다.

그림9 다른 4대의 레이저의 E95 성능
그림9 다른 4대의 레이저의 E95 성능

BCM 도입을 통해 레이저의 스펙트럼 성능은 타겟면에 정밀하게 잘 제어되고, 단일 레이저상의 운전에서도 모듈 수명이나 레이저의 운전 조건 변화에 따른 스펙트럼 변화가 억제되어, CD에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다. 또한 복수의 레이저를 사용하는 경우에서도 레이저 간의 스펙트럼 차이가 발생하지 않고, 리소그래피 장치 간의 성능 면에서의 차이도 발생하지 않습니다. 따라서 BCM은 향후 한층 더 미세화가 진행되는 노광에서 필수 불가결한 기능입니다.