特許 7553130 レーザ装置及び電子デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】レーザ装置及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/139 20060101AFI20240910BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

H01S3/139

H01S3/00 B

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022556291

(86)(22)【出願日】2020-10-21

(86)【国際出願番号】 JP2020039540

(87)【国際公開番号】W WO2022085111

(87)【国際公開日】2022-04-28

【審査請求日】2023-09-01

(73)【特許権者】

【識別番号】300073919

【氏名又は名称】ギガフォトン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】山中 琢磨

【審査官】村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０２３１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７３８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２６９６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０５１６３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ３／００－３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルスレーザ光を出力する発振器と、
前記パルスレーザ光の光路上に配置された光学素子と、
前記光学素子を支持する回転ステージと、
前記光学素子を介して前記パルスレーザ光が入射され、前記パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を前記発振器に戻すように配置されたグレーティングと、
前記回転ステージを駆動して前記光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、
前記第１駆動機構よりも小さな駆動量で前記回転ステージを駆動して前記光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、
前記パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、
前記パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、前記目標波長と前記波長モニタの計測値とに基づいて、前記第２駆動機構に駆動指令を出力して前記入射角度を変更することにより、前記中心波長を前記目標波長に制御するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で前記第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、前記算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、前記第２駆動機構を初期位置に戻し、前記第２駆動機構を前記初期位置に戻すことによる前記入射角度の変化を前記第１駆動機構の駆動によって相殺させる、
レーザ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記第１駆動機構は、ステッピングモータを含み、
前記第２駆動機構は、ピエゾ素子を含む、
レーザ装置。

【請求項3】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記移動平均を算出する前記区間は、前記波長指令周期の１周期である、
レーザ装置。

【請求項4】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記波長指令周期は、スキャン露光により前記パルスレーザ光を照射する際に、同一箇所に照射されるパルス数である、
レーザ装置。

【請求項5】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記プロセッサは、前記目標波長を第１波長とする複数のパルスが連続する波長指令と、前記目標波長を第２波長とする複数のパルスが連続する波長指令とを矩形波状に変更する、
レーザ装置。

【請求項6】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記プロセッサは、前記目標波長を三角波状又は正弦波状にパルス毎に変更する、
レーザ装置。

【請求項7】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記閾値は、下限を規定する第１閾値と、上限を規定する第２閾値とを含み、
前記プロセッサは、前記移動平均値が前記第１閾値を下回る場合、又は前記移動平均値が前記第２閾値を上回る場合に、前記閾値を超えたと判定する、
レーザ装置。

【請求項8】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記初期位置は、前記第２駆動機構のフルストロークの１／２の位置である、
レーザ装置。

【請求項9】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記プロセッサは、波長変更直後と次の波長変更の直前とのそれぞれの前記第２駆動機構の駆動指令値の差を基に、前記第２駆動機構の駆動指令の補正値を算出し、
前記補正値を求めた波長変更の駆動パターンと同じ駆動パターンで波長変更を行う際に、前記補正値を用いて前記第２駆動機構の駆動指令を補正する、
レーザ装置。

【請求項10】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
ｐを１以上の整数とする場合に、前記プロセッサは、第１バーストパルスにおけるｐ番目のパルスの目標波長に対応する前記計測値を記憶し、
前記記憶した前記ｐ番目のパルスの目標波長と前記計測値との関係に基づいて、後続の第２バーストパルスにおけるｐ番目のパルスの前記第２駆動機構の駆動指令を補正する、
レーザ装置。

【請求項11】

電子デバイスの製造方法であって、
パルスレーザ光を出力する発振器と、
前記パルスレーザ光の光路上に配置された光学素子と、
前記光学素子を支持する回転ステージと、
前記光学素子を介して前記パルスレーザ光が入射され、前記パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を前記発振器に戻すように配置されたグレーティングと、
前記回転ステージを駆動して前記光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、
前記第１駆動機構よりも小さな駆動量で前記回転ステージを駆動して前記光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、
前記パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、
前記パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、前記目標波長と前記波長モニタの計測値とに基づいて、前記第２駆動機構に駆動指令を出力して前記入射角度を変更することにより、前記中心波長を前記目標波長に制御するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で前記第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、前記算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、前記第２駆動機構を初期位置に戻し、前記第２駆動機構を前記初期位置に戻すことによる前記入射角度の変化を前記第１駆動機構の駆動によって相殺させる、レーザ装置によってレーザ光を生成し、
前記レーザ光を露光装置に出力し、
電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記レーザ光を露光することを含む、
電子デバイスの製造方法。

【請求項12】

パルスレーザ光を出力する発振器と、
前記パルスレーザ光の光路上に配置された第１光学素子と、
前記第１光学素子を支持する第１回転ステージと、
前記パルスレーザ光の光路上に配置された第２光学素子と、
前記第２光学素子を支持する第２回転ステージと、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子を介して前記パルスレーザ光が入射され、前記パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を前記発振器に戻すように配置されたグレーティングと、
前記第１回転ステージを駆動して前記第１光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、
前記第１駆動機構よりも小さな駆動量で前記第２回転ステージを駆動して前記第２光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、
前記パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、
前記パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、前記目標波長と前記波長モニタの計測値とに基づいて、前記第２駆動機構に駆動指令を出力して前記入射角度を変更することにより、前記中心波長を前記目標波長に制御するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で前記第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、前記算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、前記第２駆動機構を初期位置に戻し、前記第２駆動機構を前記初期位置に戻すことによる前記入射角度の変化を前記第１駆動機構の駆動によって相殺させる、
レーザ装置。

【請求項13】

請求項１２に記載のレーザ装置であって、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子のうち一方はミラー、他方はプリズムである、
レーザ装置。

【請求項14】

請求項１２に記載のレーザ装置であって、
前記第１駆動機構は、ステッピングモータを含み、
前記第２駆動機構は、ピエゾ素子を含む、
レーザ装置。

【請求項15】

請求項１２に記載のレーザ装置であって、
前記移動平均を算出する前記区間は、前記波長指令周期の１周期である、
レーザ装置。

【請求項16】

請求項１２に記載のレーザ装置であって、
前記プロセッサは、前記目標波長を第１波長とする複数のパルスが連続する波長指令と、前記目標波長を第２波長とする複数のパルスが連続する波長指令とを矩形波状に変更する、
レーザ装置。

【請求項17】

請求項１２に記載のレーザ装置であって、
前記プロセッサは、前記目標波長を三角波状又は正弦波状にパルス毎に変更する、
レーザ装置。

【請求項18】

請求項１２に記載のレーザ装置であって、
前記プロセッサは、波長変更直後と次の波長変更の直前とのそれぞれの前記第２駆動機構の駆動指令値の差を基に、前記第２駆動機構の駆動指令の補正値を算出し、
前記補正値を求めた波長変更の駆動パターンと同じ駆動パターンで波長変更を行う際に、前記補正値を用いて前記第２駆動機構の駆動指令を補正する、
レーザ装置。

【請求項19】

請求項１２記載のレーザ装置であって、
ｐを１以上の整数とする場合に、前記プロセッサは、第１バーストパルスにおけるｐ番目のパルスの目標波長に対応する前記計測値を記憶し、
前記記憶した前記ｐ番目のパルスの目標波長と前記計測値との関係に基づいて、後続の第２バーストパルスにおけるｐ番目のパルスの前記第２駆動機構の駆動指令を補正する、
レーザ装置。

【請求項20】

電子デバイスの製造方法であって、
パルスレーザ光を出力する発振器と、
前記パルスレーザ光の光路上に配置された第１光学素子と、
前記第１光学素子を支持する第１回転ステージと、
前記パルスレーザ光の光路上に配置された第２光学素子と、
前記第２光学素子を支持する第２回転ステージと、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子を介して前記パルスレーザ光が入射され、前記パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を前記発振器に戻すように配置されたグレーティングと、
前記第１回転ステージを駆動して前記第１光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、
前記第１駆動機構よりも小さな駆動量で前記第２回転ステージを駆動して前記第２光学素子を回転させることにより、前記パルスレーザ光の前記グレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、
前記パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、
前記パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、前記目標波長と前記波長モニタの計測値とに基づいて、前記第２駆動機構に駆動指令を出力して前記入射角度を変更することにより、前記中心波長を前記目標波長に制御するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で前記第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、前記算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、前記第２駆動機構を初期位置に戻し、前記第２駆動機構を前記初期位置に戻すことによる前記入射角度の変化を前記第１駆動機構の駆動によって相殺させる、
レーザ装置によってレーザ光を生成し、
前記レーザ光を露光装置に出力し、
電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記レーザ光を露光することを含む、
電子デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーザ装置及び電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、並びに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。

【0003】

ＫｒＦエキシマレーザ装置及びＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrow Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－２３１９８号公報

【概要】

【0005】

本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、パルスレーザ光を出力する発振器と、パルスレーザ光の光路上に配置された光学素子と、光学素子を支持する回転ステージと、光学素子を介してパルスレーザ光が入射され、パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を発振器に戻すように配置されたグレーティングと、回転ステージを駆動して光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、第１駆動機構よりも小さな駆動量で回転ステージを駆動して光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、目標波長と波長モニタの計測値とに基づいて、第２駆動機構に駆動指令を出力して入射角度を変更することにより、中心波長を目標波長に制御するプロセッサと、を備え、プロセッサは、目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、第２駆動機構を初期位置に戻し、第２駆動機構を初期位置に戻すことによる入射角度の変化を第１駆動機構の駆動によって相殺させる。

【0006】

本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光を出力する発振器と、パルスレーザ光の光路上に配置された光学素子と、光学素子を支持する回転ステージと、光学素子を介してパルスレーザ光が入射され、パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を発振器に戻すように配置されたグレーティングと、回転ステージを駆動して光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、第１駆動機構よりも小さな駆動量で回転ステージを駆動して光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、目標波長と波長モニタの計測値とに基づいて、第２駆動機構に駆動指令を出力して入射角度を変更することにより、中心波長を目標波長に制御するプロセッサと、を備え、プロセッサは、目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、第２駆動機構を初期位置に戻し、第２駆動機構を初期位置に戻すことによる入射角度の変化を第１駆動機構の駆動によって相殺させる、レーザ装置によってレーザ光を生成し、レーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にレーザ光を露光することを含む。

【0007】

本開示の他の１つの観点に係るレーザ装置は、パルスレーザ光を出力する発振器と、パルスレーザ光の光路上に配置された第１光学素子と、第１光学素子を支持する第１回転ステージと、パルスレーザ光の光路上に配置された第２光学素子と、第２光学素子を支持する第２回転ステージと、第１光学素子及び第２光学素子を介してパルスレーザ光が入射され、パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を発振器に戻すように配置されたグレーティングと、第１回転ステージを駆動して第１光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、第１駆動機構よりも小さな駆動量で第２回転ステージを駆動して第２光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、目標波長と波長モニタの計測値とに基づいて、第２駆動機構に駆動指令を出力して入射角度を変更することにより、中心波長を目標波長に制御するプロセッサと、を備え、プロセッサは、目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、第２駆動機構を初期位置に戻し、第２駆動機構を初期位置に戻すことによる入射角度の変化を第１駆動機構の駆動によって相殺させる。

【0008】

本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光を出力する発振器と、パルスレーザ光の光路上に配置された第１光学素子と、第１光学素子を支持する第１回転ステージと、パルスレーザ光の光路上に配置された第２光学素子と、第２光学素子を支持する第２回転ステージと、第１光学素子及び第２光学素子を介してパルスレーザ光が入射され、パルスレーザ光の入射角度に応じた波長の回折光を発振器に戻すように配置されたグレーティングと、第１回転ステージを駆動して第１光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第１駆動機構と、第１駆動機構よりも小さな駆動量で第２回転ステージを駆動して第２光学素子を回転させることにより、パルスレーザ光のグレーティングへの入射角度を変更する第２駆動機構と、パルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタと、パルスレーザ光の目標波長を周期的に変更し、目標波長と波長モニタの計測値とに基づいて、第２駆動機構に駆動指令を出力して入射角度を変更することにより、中心波長を目標波長に制御するプロセッサと、を備え、プロセッサは、目標波長を周期的に変更する波長指令周期の整数倍となる区間で第２駆動機構の駆動指令値の移動平均を算出し、算出された移動平均値が閾値を超えた場合に、第２駆動機構を初期位置に戻し、第２駆動機構を初期位置に戻すことによる入射角度の変化を第１駆動機構の駆動によって相殺させる、レーザ装置によってレーザ光を生成し、レーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にレーザ光を露光することを含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。

【図1】図１は、ウエハ上でのステップアンドスキャン露光の露光パターンの例を示す。

【図2】図２は、ウエハ上の１つのスキャンフィールドとスキャンビームとの関係を示す。

【図3】図３は、スキャンビームの露光エリアの例を示す。

【図4】図４は、バーストパルスの例を示すグラフである。

【図5】図５は、比較例に係るエキシマレーザ装置の構成を概略的に示す。

【図6】図６は、可動ホルダの平面断面図である。

【図7】図７は、狭帯域化ボックス内部のグレーティング側から波長選択ミラー側を見た可動ホルダの正面図である。

【図8】図８は、２波長を切り替えるバーストパルスの例を示す。

【図9】図９は、図８に示す２波長の切り替えの制御に対応するピエゾ指令の例を示す。

【図10】図１０は、実施形態１に係るレーザ装置の動作の例を示すタイミングチャートである。

【図11】図１１は、実施形態１に係るレーザ装置における制御例を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、図１１のステップＳ１３に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、図１１のステップＳ１９に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、図１１のステップＳ２２に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、実施形態２に係るレーザ装置の動作の例を示すタイミングチャートである。

【図16】図１６は、実施形態３に係るレーザ装置によって実施されるヒステリシス補正のためのタイミングチャートである。

【図17】図１７は、実施形態３に係るレーザ装置によって行われるヒステリシス補正の制御例を示すフローチャートである。

【図18】図１８は、図１７のステップＳ３４に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図19】図１９は、図１８のステップＳ３１９に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図20】図２０は、図１７のステップＳ３５に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図21】図２１は、図２０のステップＳ３５９に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図22】図２２は、実施形態３に係るレーザ装置における調整発振と本露光とを含む一連の動作の制御例を示すフローチャートである。

【図23】図２３は、図２２のステップＳ５１に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図24】図２４は、図２２のステップＳ５２に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図25】図２５は、図２２のステップＳ５３に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【図26】図２６は、実施形態４に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。

【図27】図２７は、実施形態５に係るレーザ装置に用いられる狭帯域化ユニットの構成を概略的に示す。

【図28】図２８は、露光装置の構成を概略的に示す。

【実施形態】

【0010】

－目次－
１．用語の説明
１．１ Ｎスリットの説明
１．２ バーストパルスの説明
１．３ その他の用語について
２．比較例に係るエキシマレーザ装置の概要
２．１ 構成
２．２ 動作
２．３ 課題
３．実施形態１
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 制御例を示すフローチャートの説明
３．４ 作用・効果
４．実施形態２
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用・効果
５．実施形態３
５．１ 構成
５．２ 動作
５．３ ヒステリシス補正の制御例
５．４ 調整発振と本露光とを含む一連の動作の制御例
５．５ 作用・効果
６．実施形態４
６．１ 構成
６．２ 動作
６．３ 作用・効果
７．実施形態５
７．１ 構成
７．２ 動作
７．３ 作用・効果
８．電子デバイスの製造方法について
９．その他
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

【0011】

１．用語の説明
１．１ Ｎスリットの説明
図１は、ウエハＷＦ上でのステップアンドスキャン露光の露光パターンの例を示す。図１のウエハＷＦ内に示す多数の矩形領域のそれぞれはスキャンフィールドＳＦである。スキャンフィールドＳＦは、１回のスキャン露光の露光領域であり、スキャン領域とも呼ばれる。ウエハ露光は、図１に示すように、ウエハＷＦを複数の所定サイズの露光領域（スキャンフィールド）に分割して、ウエハ露光の開始（Ｗａｆｅｒ ＳＴＡＲＴ）と終了（Ｗａｆｅｒ ＥＮＤ）との間の期間に、各露光領域をスキャン露光することにより行われる。

【0012】

すなわち、ウエハ露光では、ウエハＷＦの第１の所定の露光領域を１回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃１）で露光し、次いで、第２の所定の露光領域を２回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃２）で露光するというステップを繰り返す。１回のスキャン露光中は、複数のパルスレーザ光が連続的にレーザ装置から出力され得る。このスキャン露光を順次繰り返し、１枚目のウエハＷＦの全露光領域をスキャン露光し終えたら、再度、調整発振を行った後、２枚目のウエハＷＦのウエハ露光が行われる。

【0013】

図１に示す破線矢印の順番で、Ｗａｆｅｒ ＳＴＡＲＴ→Ｓｃａｎ＃１→Ｓｃａｎ＃２→・・・・・・・→Ｓｃａｎ＃１２６→Ｗａｆｅｒ ＥＮＤまでステップアンドスキャン露光される。ウエハＷＦはレジストが塗布された半導体基板（感光基板）の一例である。

【0014】

図２は、ウエハＷＦ上の１つのスキャンフィールドＳＦとスキャンビームＳＢとの関係を示す。スキャンビームＳＢは、スキャンフィールドＳＦに対するスキャン露光に用いられる概ね長方形の光強度分布が略均一なビーム照射領域である。照明光学系によって整形された概ね長方形の略均一なビームがレチクル上に照射され、ビームの短軸方向（ここではＹ軸方向）に、レチクルとウエハＷＦとが投影光学系の縮小倍率に応じて、Ｙ軸方向に互いに異なる向きで移動しながら露光が行われる。これにより、ウエハＷＦ上の各スキャンフィールドＳＦにレチクルパターンがスキャン露光される。

【0015】

図２において、縦方向の上向きのＹ軸方向マイナス側に向かう方向がスキャン方向であり、Ｙ軸方向プラス側に向かう方向がウエハ移動方向（ステージ移動方向）である。図２の紙面に平行でＹ軸方向と直交する方向（Ｘ軸方向）をスキャン幅方向という。ウエハＷＦ上でのスキャンフィールドＳＦのサイズは、例えば、Ｙ軸方向が３３ｍｍ、Ｘ軸方向が２６ｍｍである。

【0016】

図３は、スキャンビームＳＢの照射エリアの例を示す。スキャンビームＳＢのＸ軸方向の長さをＢｘ、Ｙ軸方向の幅をＢｙとすると、ＢｘはスキャンフィールドＳＦのＸ軸方向のサイズに対応しており、ＢｙはスキャンフィールドＳＦのＹ軸方向のサイズよりも十分に小さいものとなっている。

【0017】

スキャンビームＳＢは、パルスレーザ光の１パルスが照射するエリアであり、Ｎスリットと呼ばれる。スキャン露光によりウエハＷＦ上の１箇所あたりに照射されるパルス数をＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬとする。Ｎスリットパルス数Ｎ_ＳＬは次式で表される。

【0018】

Ｎ_ＳＬ＝（Ｂｙ／Ｖｙ）・ｆ
Ｖｙ：ウエハのＹ軸方向のスキャン速度
ｆ：レーザの繰り返し周波数（Ｈｚ）
同一のスキャンフィールドＳＦを複数の波長で露光する場合は、Ｎスリットパルス数Ｎ_ＳＬを１周期としてＮスリット内で波長を変化させる必要がある。

【0019】

１．２ バーストパルスの説明
図４は、バーストパルスの例を示すグラフである。横軸はパルス数、縦軸は波長を表す。ウエハＷＦを露光するときに１つのスキャンフィールドＳＦのスキャン露光が終ると、パルス生成を休止してステージを駆動させて次のスキャンフィールドＳＦに移動してスキャン露光を行う。この場合、パルス波形は図４に示すように一定の間隔で照射される一連のパルスと、休止期間とが交互に繰り返されるようになる。このようなパルスの態様をバーストパルスという。

【0020】

図４には、同一のスキャンフィールドＳＦを２波長（波長λ１、λ２）で露光する例が示されている。ここでは、Ｎスリットパルス数Ｎ_ＳＬが１０パルスの例を示し、１０パルスを１周期として、この周期Ｔ内で前半５パルスの目標波長がλ１、後半５パルスの目標波長がλ２である場合を説明するが、周期ＴとしてのＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬ、２波長の切り替えタイミング及びスキャンフィールドＳＦの露光に必要なパルス数については図４の例に限らない。例えば、Ｎスリットパルス数Ｎ_ＳＬは３０パルスであってもよい。

【0021】

１．３ その他の用語について
「ピエゾ素子」は、圧電素子と同義である。ピエゾ素子を単に「ピエゾ」と表記する場合がある。

【0022】

本明細書における「平行」という用語には、技術的意義において実質的に平行と同等の範囲と見做しうる略平行の概念が含まれてよい。また、本明細書における「垂直」又は「直交」という用語には、技術的意義において実質的に垂直又は実質的に直交と同等の範囲と見做しうる略垂直又は略直交の概念が含まれてよい。

【0023】

２．比較例に係るエキシマレーザ装置の概要
２．１ 構成
図５は、比較例に係るエキシマレーザ装置１１の構成を概略的に示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。エキシマレーザ装置１１は、レーザ媒質であるレーザガスを封入したレーザチャンバ１２を備えている。レーザチャンバ１２の両端部には、パルスレーザ光２１を透過するフロントウィンドウ１７及びリアウィンドウ１９が、それぞれ図示しないホルダを介して配置されている。

【0024】

レーザチャンバ１２の内部には、一対の放電電極１４，１５が、図５中の紙面と垂直方向に対向して配置されている。高圧電源２３から放電電極１４，１５間に高電圧を印加し、パルス放電を発生させてレーザガスを励起することにより、例えば数ｋＨｚから十数ｋＨｚの周波数でパルスレーザ光２１を発生させる。

【0025】

発生したパルスレーザ光２１は、例えばレーザチャンバ１２の後方（図５中の左方）へ進行し、パルスレーザ光２１を狭帯域化する狭帯域化ユニット３０に入射する。狭帯域化ユニット３０は、狭帯域化ボックス３１によって囲まれており、内部に光学素子として、プリズム３２，３２、波長選択ミラー３４及びグレーティング３３等を備えている。

【0026】

狭帯域化ボックス３１の壁には、パージガス供給口３５が設けられている。パージガス供給口３５から清浄で乾燥した希ガスや高純度窒素などの反応性の低いパージガス４５が狭帯域化ボックス３１内部に導入される。

【0027】

狭帯域化ユニット３０に入射したパルスレーザ光２１は、プリズム３２，３２によって拡大され、波長選択ミラー３４によって反射され、狭帯域化光学素子であるグレーティング３３に入射する。グレーティング３３では、回折によって、入射角度φによって定まる中心波長λｃのパルスレーザ光２１のみが反射される。すなわち、グレーティング３３は、入射したパルスレーザ光２１のうち入射角度φに応じた中心波長λｃの回折光がレーザチャンバ１２に戻るようにリトロー配置されている。

【0028】

波長選択ミラー３４は、水平面内（図５中の紙面と平行な平面内）で回動自在の可動ホルダ３６に搭載されている。可動ホルダ３６を回転させて波長選択ミラー３４を回転させることにより、グレーティング３３に入射するパルスレーザ光２１の入射角度φが変わる。これにより、グレーティング３３で回折されるパルスレーザ光２１の中心波長λｃが変化する。なお、図５において、符号２０はパルスレーザ光２１のレーザ光軸を表している。

【0029】

狭帯域化されたパルスレーザ光２１は、狭帯域化ユニット３０内のグレーティング３３と、パルスレーザ光２１を部分反射するフロントミラー１６との間で数回往復するうちに、放電電極１４，１５間の放電によって増幅される。そして、フロントミラー１６を部分透過し、パルスレーザ光２１として前方（図５中の右方）へ出射し、露光装置２５に入射する。出射したパルスレーザ光２１の一部は、ビームスプリッタ２２で図５中の下方へ取り出され、波長モニタ３７によってその中心波長λｃがモニタリングされる。

【0030】

以下、可動ホルダ３６の構造について説明する。図６は、可動ホルダ３６の平面断面図である。図７は、狭帯域化ボックス３１内部のグレーティング３３側から波長選択ミラー３４側を見た可動ホルダ３６の正面図である。図６及び図７に示すように、可動ホルダ３６は、波長選択ミラー３４を固定した四角形のミラーホルダ３８を備えている。ミラーホルダ３８は、図示しない引きバネ及び板バネ４９の付勢力によって、狭帯域化ボックス３１に引きつけられている。

【0031】

また、ミラーホルダ３８の四隅の第１隅部３８Ａから第４隅部３８Ｄのうち、第１隅部３８Ａと第２隅部３８Ｂとは、それぞれ手動マイクロメータ５０及び支持部材３９によって、狭帯域化ボックス３１から押圧されている。支持部材３９は、例えばスクリュー４７を所定長さだけ狭帯域化ボックス３１から突き出させ、ナット４６で固定している。また、手動マイクロメータ５０は、手動で狭帯域化ボックス３１からの突き出し量を変更自在である。

【0032】

ミラーホルダ３８の第３隅部３８Ｃには、後述するようにピエゾ素子ユニット４１が取り付けられている。ピエゾ素子ユニット４１の先端部４１Ｂは、図示しない引きバネ及び板バネ４９の付勢力によってボールネジユニット４３と接し、ステッピングモータユニット４０を押圧している。ピエゾ素子ユニット４１は、ピエゾ素子を含む微動駆動機構である。ステッピングモータユニット４０は、ステッピングモータを含む粗動駆動機構である。

【0033】

また、図５に示すように、ステッピングモータユニット４０及びピエゾ素子ユニット４１は、いずれもプロセッサ２９に電気的に接続されている。プロセッサ２９は、エキシマレーザ装置１１全体を制御するレーザコントローラとして機能する。本開示のプロセッサ２９とは、制御プログラムが記憶された記憶装置と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）とを含む処理装置である。プロセッサ２９は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。

【0034】

ステッピングモータユニット４０は、プロセッサ２９から受信したパルス信号のパルス数に応じて、モータ軸４８（図６参照）を所定量だけ回転させる。モータ軸４８の先端部４８Ａには、カップリング４２を介して、ネジ山が精密加工されたボールネジユニット４３の後端部４３Ｂが取着されている。ボールネジユニット４３は、ガイド５１によって、回転しながら前後方向にスムーズに直進運動を行う。

【0035】

ボールネジユニット４３の先端部４３Ａは、その長手方向に垂直な平面に精密加工され、この平面に、球面に精密加工されたピエゾ素子ユニット４１の先端部４１Ｂが当接している。従って、ボールネジユニット４３が回転しながら前後動したとき、ピエゾ素子ユニット４１は回転せずに前後動する。ピエゾ素子ユニット４１の後端部４１Ａは、ミラーホルダ３８に固定された紫外線カバー４４に固定されている。

【0036】

ピエゾ素子ユニット４１の配線５２は、紫外線カバー４４の内側を通って、図示しない導入孔を介して狭帯域化ボックス３１の外部に達しており、プロセッサ２９に接続されている。ピエゾ素子ユニット４１は、配線５２を介して印加された、電圧Ｖの大きさに応じた長さだけ、前後方向に伸縮する。

【0037】

ピエゾ素子ユニット４１のフルストロークの約１／２の位置を、中立位置という。ピエゾ素子ユニット４１を中立位置まで伸長させる電圧Ｖを、中立電圧Ｖ０という。プロセッサ２９は、中立電圧Ｖ０をピエゾ素子ユニット４１に常時印加している。これにより、ピエゾ素子ユニット４１は、初期位置として中立位置に保たれている。

【0038】

プロセッサ２９は、可動ホルダ３６に信号を出力してステッピングモータユニット４０又はピエゾ素子ユニット４１を伸縮させることにより、紫外線カバー４４を介してミラーホルダ３８の第３隅部３８Ｃを押し引きする。これにより、波長選択ミラー３４が回動し、入射角度φが変更されて、パルスレーザ光２１の中心波長λｃが変化する。

【0039】

このときプロセッサ２９は、波長モニタ３７によってモニタリングした中心波長λｃに基づき、中心波長λｃと目標波長λ０との差である波長偏差Δλが所定の許容範囲よりも小さくなるように、波長制御を行っている。以下の説明では、波長偏差Δλを所定の許容範囲よりも小さくなるように波長制御することを、中心波長λｃを目標波長λ０に合わせると言う。

【0040】

また、プロセッサ２９は、高圧電源２３に指令を出力することにより、パルスレーザ光２１のパルス出力の制御も行っている。さらにプロセッサ２９は、露光装置２５と互いに通信を行っており、露光装置２５から発振指令信号に基づいてレーザ発振を行う。また、プロセッサ２９は、自己の判断に基づいて発振指令信号を出力し、レーザ発振を行う場合もある。

【0041】

２．２ 動作
露光装置２５でレジスト膜にパルスレーザ光２１を照射する際に、焦点深度を大きくするために複数の波長で露光することが知られている。焦点深度を大きくすると、膜厚の大きいレジスト膜を露光する場合でも、レジスト膜の厚み方向での結像性能を維持することができる。

【0042】

複数の波長で露光する手段として、エキシマレーザ装置１１で生成されるパルスレーザ光２１の波長を、例えば長波長と短波長との２つの波長で周期的に切り替えることが知られている（図４参照）。目標波長として波長λ１と波長λ２とを設定し、これら２波長を周期的に切り替える場合の動作の例は次の通りである。

【0043】

［手順１］プロセッサ２９は、露光装置２５から２波長の目標波長λ１、λ２と、波長を制御する周期Ｔを受信する。周期Ｔは１周期分のパルス数で表される。この周期Ｔを表すパルス数は、ウエハＷＦ上のレジスト膜の同一箇所に照射されるパルス数、すなわちＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬであってよい。

【0044】

［手順２］プロセッサ２９は、受信した目標波長λ１となるように、ピエゾ素子ユニット４１又はステッピングモータユニット４０を駆動させて波長選択ミラー３４を回転させて、グレーティング３３に入射するパルスレーザ光２１の入射角度φを変化させる。

【0045】

［手順３］狭帯域化されたパルスレーザ光２１は、ビームスプリッタ２２によって一部が取り出され、波長モニタ３７により波長が計測される。

【0046】

［手順４］プロセッサ２９は、計測された波長（中心波長λｃ）が目標波長λ１に対してずれている場合は、高速応答性に優れるピエゾ素子ユニット４１を駆動させて、中心波長λｃが目標波長λ１に近づくように波長選択ミラー３４の姿勢を調整する。手順４のフィードバック制御はパルス毎に行われる。

【0047】

［手順５］プロセッサ２９は、波長を切り替えるタイミングになると、パルスレーザ光２１の波長が目標波長λ２となるように、ピエゾ素子ユニット４１を駆動させて波長選択ミラー３４を回転させ、グレーティング３３に入射するパルスレーザ光２１の入射角度φを変化させる。

【0048】

［手順６］手順５の動作により生成されたパルスレーザ光２１は、ビームスプリッタ２２によって一部が取り出され、波長モニタ３７により波長が計測される。

【0049】

［手順７］プロセッサ２９は、計測された波長が目標波長λ２に対してずれている場合は、ピエゾ素子ユニット４１を駆動させて、中心波長λｃが目標波長λ２に近づくように波長選択ミラー３４の姿勢を調整する。手順７のフィードバック制御もパルス毎に行われる。

【0050】

［手順８］プロセッサ２９は、波長を切り替えるタイミングになると、目標波長λ１となるように、ピエゾ素子ユニット４１を駆動させて波長選択ミラー３４を回転させて、グレーティング３３に入射するパルスレーザ光２１の入射角度φを変化させる。

【0051】

以下、上記の手順３～８が繰り返される。

【0052】

２．３ 課題
狭帯域化ユニット３０に用いられているピエゾ素子は温度の影響を受けるため、時間経過とともに入力に対する出力が変動（ドリフト）していく。そのためピエゾ指令はフィードバック制御によりパルス毎に補正されるが、ピエゾ素子が作動限界に到達するとそれ以上波長選択ミラー３４の角度が調整できなくなることがあり得る。

【0053】

そこで、ピエゾ指令値が所定の閾値に到達したらステッピングモータを駆動して波長選択ミラー３４の姿勢を調整し、ピエゾ素子を中立位置に戻すことが考えられる。

【0054】

しかしながら、図８及び図９に示すように、目標波長をλ１からλ２に切り替えたときには既に、ピエゾ指令値が閾値及び作動限界を超えていて、動作不能となることがあり得た。

【0055】

図８は、２波長を切り替えるバーストパルスの例である。横軸はパルス数、縦軸は波長を表す。ここでは図４と同様に、１０パルスの周期Ｔにおける前半５パルスの目標波長をλ１、後半５パルスの目標波長をλ２とする例を示す。図９は、図８に示す２波長の切り替え制御に対応するピエゾ指令の例を示す。横軸はパルス数であり、縦軸はピエゾ指令値を表す。図９の横軸は、図８の横軸と同じパルス数の範囲を同じスケールで示す。図８に示すように、目標波長がλ１とλ２との２波長で不連続に変化することに対応して、図９に示すようにピエゾ指令も不連続に変化する。

【0056】

図９において、ピエゾ指令値が右下がりの斜めに変化しているのは、ピエゾ素子の温度の影響によるドリフト成分が載っているためである。ピエゾ素子は、温度の影響を受けて指令に対する出力がドリフトしていく。プロセッサ２９は、ピエゾ素子の駆動を反映した中心波長の計測値と目標波長との差を基に、フィードバック制御してピエゾ素子の指令値に補正をかけているため、図９のようにピエゾ指令値が斜めに変化している。

【0057】

図９中の一点鎖線はステッピングモータの駆動制御のための閾値を表し、二点鎖線はピエゾ素子の動作限界を表す。なお、この閾値は下限を規定するものであるため、図９において、３周期目の長波長側のピエゾ指令が終わるまでは指令値が閾値に至らず、ピエゾ素子は正常に動作し得る。しかし、３周期目の長波長から短波長に切り替えた際には、ピエゾ指令が図９中の破線で示すように、ピエゾ作動限界を超えてしまうため、ピエゾ素子は動作不能となる。

【0058】

３．実施形態１
３．１ 構成
実施形態１に係るレーザ装置の構成は、図５～７に示すエキシマレーザ装置１１の構成と同様であってよい。

【0059】

３．２ 動作
実施形態１に係るレーザ装置は、プロセッサ２９が実行する制御を含む動作に関して比較例と異なる。以下、実施形態１に係るレーザ装置の動作について、比較例と異なる点を説明する。

【0060】

図１０は、実施形態１に係るレーザ装置の動作の例を示すタイミングチャートである。横軸は時間と理解してもよいし、パルス数と理解してもよい。図１０の上段には波長指令の波形ＷＬｃが示されており、中段にはピエゾ素子に与えるピエゾ指令の波形ＰＺｃ、下段にはステッピングモータに与えるステッピングモータ指令の波形ＳＭｃが示されている。

【0061】

波長指令の波形ＷＬｃは、周期Ｔ内で波長λ１の指令と波長λ２の指令とが切り替わる。図１０において波長指令の波形ＷＬｃは矩形波として示されているが、実際の波長指令はパルス毎に目標波長を指令する離散的なグラフである。すなわち、プロセッサ２９は、目標波長をλ１とする複数のパルスが連続する波長指令と、目標波長をλ２とする複数のパルスが連続する波長指令とを矩形波状に変更する。波長λ１は本開示における「第１波長」の一例である。波長λ２は本開示における「第２波長」の一例である。周期的に変更される波長指令の周期Ｔを波長指令周期という。

【0062】

ピエゾ指令の波形ＰＺｃは、波長λ１と波長λ２との指令の切り替えに合わせて指令値が大きく変化する。ピエゾ指令には、第１閾値と第２閾値とが設定されている。第１閾値は下限を規定する閾値であり、図１０において「閾値（－）」と表記される。第２閾値は上限を規定する閾値であり、図１０において「閾値（＋）」と表記される。閾値（－）と閾値（＋）との中間に示される「中心」とは中立位置の指令値を示す。

【0063】

プロセッサ２９は、波長λ１の波長指令期間中又は波長λ２の波長指令期間中において、ピエゾ素子の温度の影響を補正するようにパルス毎にピエゾ指令のフィードバック制御を行う。このフィードバック制御は、波長モニタ３７により計測された中心波長と目標波長との差を基にピエゾ指令を補正する制御である。

【0064】

また、プロセッサ２９は、矩形波の波長指令周期の整数倍となる区間について、ピエゾ指令値の移動平均を算出し、そのピエゾ指令移動平均値ＰＺｍａｖが閾値を超えたときにステッピングモータを駆動して、ピエゾ指令のドリフトを補正する。例えば、ピエゾ指令値の移動平均を算出する区間は波長指令周期の１周期分、つまり周期Ｔであってもよい。

【0065】

図１０において、ピエゾ指令移動平均値ＰＺｍａｖを破線のグラフで示す。また、ピエゾ指令移動平均値ＰＺｍａｖのグラフ上に示した白丸と黒丸は、１周期Ｔごとに算出された移動平均値ＰＺＡｖを示しており、白丸は閾値を超えていないことを示し、黒丸は閾値を超えていることを示す。なお、ここでの「閾値を超えていない」とは第１閾値と第２閾値とで規定される許容範囲内の値であることを意味する。また、「閾値を超えている」とは第１閾値と第２閾値とで規定される許容範囲から外れている値であることを意味する。図中の黒丸で示す移動平均値ＰＺＡｖが得られたタイミングでステッピングモータに対する駆動の指令が変更され、これに伴いピエゾ指令も変更される。

【0066】

移動平均の計算区間が周期Ｔであることから、波長指令周期の１周期目が終了した時点で最初の移動平均値が算出される。その後は、時系列的に移動平均が算出され、図１０の場合、黒丸のところで閾値を超えるため、ここでステッピングモータを駆動してピエゾ素子を初期位置（中立位置）に戻す。こうすることで、長波長（波長λ１）と短波長（波長λ２）との２波長で大きく波長を変更した場合でも、ピエゾ素子のドリフト成分をステッピングモータの駆動により補正することができる。

【0067】

なお、図１０では、波長指令周期の整数倍のタイミングでステッピングモータの駆動を開始する例が示されているが、ステッピングモータを駆動して補正を実行するタイミングであるステッピングモータ（ＳＴＭ）補正実行タイミングは、波長指令周期の整数倍のタイミングでなくてもよい。

【0068】

ピエゾ指令移動平均値ＰＺｍａｖと、第１閾値及び第２閾値との比較に基づいてステッピングモータの駆動を行い、ピエゾ指令のドリフトを補正することを「ピエゾドリフト補正」と呼ぶ。実施形態１に係るレーザ装置によって行われるピエゾドリフト補正は、波長指令周期の整数倍の区間で算出されたピエゾ指令移動平均値ＰＺｍａｖが閾値を超えた場合に、ピエゾ素子を中立位置（初期位置）に戻すと共に、ステッピングモータを駆動して、ピエゾ素子を中立位置に戻す動作によるグレーティング３３への入射角度φの変化をステッピングモータの駆動により相殺させる。

【0069】

プロセッサ２９は、波長指令周期の整数倍の区間でピエゾ指令値の移動平均を求めるため、波長変更のためのピエゾ指令値の変化成分と分離して、ピエゾ素子のドリフト成分を適切に検出できる。また、図１０の例では、移動平均値ＰＺＡｖが閾値（－）を下回った場合、ステッピングモータユニット４０を初期長さＰ０から短縮させる。このときの短縮量は、ピエゾ素子の中立電圧Ｖ０から閾値（－）までに短縮したピエゾ駆動量と略同等であってよい。

【0070】

波長選択ミラー３４は本開示における「光学素子」の一例である。ミラーホルダ３８を回転させる可動ホルダ３６は本開示における「回転ステージ」の一例である。ステッピングモータを含むステッピングモータユニット４０は、グレーティング３３への入射角度φを粗動駆動する機構であり、本開示における「第１駆動機構」の一例である。ピエゾ素子を含むピエゾ素子ユニット４１は、ステッピングモータよりも小さな駆動量でミラーホルダ３８を駆動して、グレーティング３３への入射角度φを微動駆動する機構であり、本開示における「第２駆動機構」の一例である。ピエゾ指令は本開示における「駆動指令」の一例であり、ピエゾ指令値は本開示における「駆動指令値」の一例である。レーザチャンバ１２は本開示における「発振器」の一例である。

【0071】

３．３ 制御例を示すフローチャートの説明
図１１は、実施形態１に係るレーザ装置における制御例を示すフローチャートである。ステップＳ１１において、プロセッサ２９はピエゾ指令値の閾値を設定する。閾値には図１０で説明した第１閾値と第２閾値とが含まれる。

【0072】

次いでステップＳ１２において、プロセッサ２９は露光装置２５からＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬと波長の振幅情報とを受信する。

【0073】

次いでステップＳ１３において、プロセッサ２９は１周期Ｔ分の波長指令値を計算する。１周期Ｔ分の波長指令は図１０に例示した矩形波に限らず、三角波、正弦波等であってもよい。

【0074】

次いでステップＳ１４において、プロセッサ２９はパルス番号ｎの値を初期化してｎ＝１とする。

【0075】

次いでステップＳ１５において、プロセッサ２９はパルス番号ｎ＝１の電圧計算値Ｖ１をピエゾ指令値としてピエゾ素子を駆動させる。

【0076】

次いでステップＳ１６において、プロセッサ２９は露光装置２５から指令されるバースト信号を検知する。

【0077】

次いでステップＳ１７において、プロセッサ２９はレーザチャンバ１２の放電電極１４，１５に高電圧を印加して放電を発生させ、レーザ発振を行う。

【0078】

次いでステップＳ１８において、プロセッサ２９は波長モニタ３７を介して波長計測を行う。

【0079】

次いでステップＳ１９において、プロセッサ２９は波長変更時のピエゾ指令値を算出する。

【0080】

次いでステップＳ２０において、プロセッサ２９はステップＳ１８にて計測された計測波長と目標波長とのずれに基づいてピエゾ指令値を算出する。

【0081】

次いでステップＳ２１において、プロセッサ２９はステップＳ２０にて算出されたピエゾ指令値に従いピエゾ素子を駆動させる。

【0082】

次いでステップＳ２２において、プロセッサ２９はピエゾドリフト補正を行う。

【0083】

次いでステップＳ２３において、プロセッサ２９はバースト信号がＯＦＦであるか否かを判定する。露光装置２５から指令されるバースト信号がＯＮであり、ステップＳ２３の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ１７に戻る。

【0084】

一方、ステップＳ２３の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９は図１１のフローチャートを終了する。

【0085】

図１２は、図１１のステップＳ１３に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。ステップＳ１３１において、プロセッサ２９はパルス番号ｎを初期化し、ｎ＝１とする。

【0086】

次いでステップＳ１３２において、プロセッサ２９はパルス番号ｎの波長指令値を計算して保存する。

【0087】

次いでステップＳ１３３において、プロセッサ２９はパルス番号ｎをインクリメントし、ｎ＋１の値を新たにパルス番号ｎの値とするようにパルス番号を更新する。

【0088】

次いでステップＳ１３４において、プロセッサ２９はパルス番号ｎが１周期Ｔのパルス数であるＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬを超えたか否かを判定する。すなわち、プロセッサ２９は、ｎ＞Ｎ_ＳＬか否かを判定する。

【0089】

ステップＳ１３４の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ１３２に戻る。一方、ステップＳ３４の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９は図１２のフローチャートを終了し、図１１のメインフローに復帰する。

【0090】

図１３は、図１１のステップＳ１９に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。ステップＳ１９１において、プロセッサ２９はパルス番号ｎをインクリメントし、ｎ＋１の値を新たにパルス番号ｎの値とするようにパルス番号を更新する。

【0091】

次いでステップＳ１９２において、プロセッサ２９はパルス番号ｎが１周期Ｔのパルス数を超えたか否かを判定する。

【0092】

ステップＳ１９２の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ１９４に進む。ステップS１９４において、プロセッサ２９はパルス番号ｎの電圧計算値Ｖｎをピエゾ指令値に設定する。

【0093】

一方、ステップＳ１９２の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ１９３に進む。ステップＳ１９３において、プロセッサ２９はパルス番号ｎを初期化してｎ＝１とする。ステップＳ１９３の後、プロセッサ２９はステップＳ１９４に進む。

【0094】

ステップＳ１９４の後、プロセッサ２９は図１３のフローチャートを終了し、図１１のメインフローに復帰する。

【0095】

図１４は、図１１のステップＳ２２に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。ステップＳ２２１において、プロセッサ２９はピエゾ指令値の移動平均を計算する。移動平均の計算区間は波長指令周期の整数倍であってよく、ここでは周期Ｔとする。

【0096】

次いでステップＳ２２２において、プロセッサ２９はＳＴＭ補正実行タイミングであるか否かを判定する。ＳＴＭ補正実行タイミングは１周期毎であってもよいし、毎パルスであってもよく、または、予め設定した任意のタイミングでもあってもよい。

【0097】

ステップＳ２２２の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９は図１４のフローチャートを終了し、図１１のメインフローに復帰する。

【0098】

一方、ステップＳ２２２の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ２２３に進む。ステップＳ２２３において、プロセッサ２９はピエゾ指令値の移動平均値が閾値（－）以上、閾値（＋）以下であるか否かを判定する。プロセッサ２９はステップＳ２２１にて求めたピエゾ指令値の移動平均値が閾値（－）を下回っている場合、又は閾値（＋）を上回っている場合に、移動平均値が閾値を超えていると判定する。

【0099】

ステップＳ２２３の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９は図１４のフローチャートを終了し、図１１のメインフローに復帰する。

【0100】

一方、ステップＳ２２３の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ２２４に進む。ステップＳ２２４において、プロセッサ２９はステッピングモータを駆動させる。ステップＳ２２４の後、プロセッサ２９は図１４のフローチャートを終了し、図１１のメインフローに復帰する。

【0101】

３．４ 作用・効果
実施形態１に係るレーザ装置によれば、矩形波で波長指令を周期的に変更した場合でも、その波長指令周期の整数倍の区間でピエゾ指令値の移動平均を計算することで、温度変化等によるピエゾ指令のドリフトを正しく検出して補正することができる。

【0102】

また、実施形態１によって実施されるピエゾドリフト補正により、ピエゾ素子を常に中立位置で動作させることができるため、波長指令を周期的に変更した場合でも、ピエゾ素子のヒステリシス補正が容易になる。ヒステリシス補正については、後述の実施形態３にて説明する。

【0103】

４． 実施形態２
４．１ 構成
実施形態２に係るレーザ装置の構成は、図５～７に示すエキシマレーザ装置１１の構成と同様であってよい。

【0104】

４．２ 動作
実施形態２に係るレーザ装置はプロセッサ２９が実行する制御を含む動作に関して実施形態１と異なる。以下、実施形態２に係るレーザ装置の動作について、実施形態１と異なる点を説明する。

【0105】

図１５は、実施形態２に係るレーザ装置の動作の例を示すタイミングチャートである。図１５の上段には波長指令の波形ＷＬｃ２が示されており、中段にはピエゾ素子に与えるピエゾ指令の波形ＰＺｃ２、下段にはステッピングモータに与えるステッピングモータ指令の波形ＳＭｃ２が示されている。

【0106】

波長指令の波形ＷＬｃ２は三角波であり、周期Ｔ内で波長の指令がパルス毎に変化する。図１５に示す波形ＷＬｃ２は、直線的に描かれているが、実際は、パルス毎の離散的な指令値が階段状に細かく変化する（１パルスごとステップする）波形である。

【0107】

ピエゾ指令の波形ＰＺｃ２は、三角波の波長指令に連動して指令値が三角波状に変化する。第１閾値と第２閾値とが設定される点は、図１０と同様である。

【0108】

プロセッサ２９は、三角波の波長指令周期（周期Ｔ）の整数倍となる区間について、ピエゾ指令値の移動平均を算出し、そのピエゾ指令移動平均値ＰＺｍａｖが閾値を超えたときにステッピングモータを駆動して、ピエゾ指令のドリフトを補正する。図１５において、ピエゾ指令移動平均値ＰＺｍａｖを破線のグラフで示す。

【0109】

図１５中の黒丸で示すタイミングでステッピングモータに対する駆動の指令が変更され、これに伴いピエゾ指令も変更される。なお、図１５では、周期Ｔの整数倍のタイミングでステッピングモータの駆動を開始する例が示されているが、ステッピングモータを駆動して補正を実行するタイミングは周期Ｔの整数倍のタイミングでなくてもよいことは実施形態１と同様である。実施形態２における制御のフローチャートは図１１～図１４と同様であってよい。

【0110】

図１５では、波長指令が三角波状に変更される例を示したが、周期的に変更される波長指令の波形は三角波に限らず、正弦波などでもよい。ここでの「正弦波」は三角波の例と同様に、パルス毎の離散的変化の波形である。波長指令はパルス毎に正弦波状に変更されてもよい。

【0111】

４．３ 作用・効果
実施形態２で説明したように、波長指令を三角波、正弦波等で周期的に変更した場合でも、その周期の整数倍の区間でピエゾ指令値の移動平均を計算することにより、温度変化等によるピエゾ指令のドリフトを正しく検出して補正することができる。

【0112】

５．実施形態３
５．１ 構成
実施形態３に係るレーザ装置の構成は、図５～７に示すエキシマレーザ装置１１の構成と同様であってよい。

【0113】

５．２ 動作
実施形態３に係るレーザ装置はプロセッサ２９が実行する制御を含む動作に関して実施形態１と異なる。以下、実施形態３に係るレーザ装置の動作について、実施形態１と異なる点を説明する。実施形態３に係るレーザ装置は、実施形態１の動作に加えて、下記に示すヒステリシス補正を実施する。

【0114】

図１６は、実施形態３に係るレーザ装置によって実施されるヒステリシス補正のためのタイミングチャートである。図１６の上段には波長指令の波形ＷＬｃ３が示されており、中段にはピエゾ素子に与えるピエゾ指令の波形ＰＺｃ３、下段には波長指令と波長モニタ３７により計測された中心波長との差を示す波長誤差ＥＷＬの計測結果の例が示されている。

【0115】

プロセッサ２９は、矩形波で波長指令を周期的に変更したときの、波長変更直後のピエゾ指令値と、次の波長変更直前のピエゾ指令値との誤差をあらかじめ計測して、ピエゾ指令の補正値を計算する。その後、同じ駆動パターンで波長指令を変更するときには、その補正値を用いてピエゾ指令を補正して波長を制御する。

【0116】

図１６中の番号［１］で示すタイミングで変更された波長λ１の波長指令の区間を第１指令区間といい、番号［２］で示すタイミングで変更された波長λ２の波長指令の区間を第２指令区間という。以下、同様に番号［３］～［９］で示すタイミングで変更された波長指令の区間を第３指令区間～第９指令区間という。

【0117】

番号［１］で示す波長変更のタイミングで波長指令が変更された第１指令区間の波長変更直後のピエゾ指令値と、番号［２］で示す波長変更のタイミングの直前のピエゾ指令値との誤差とは、つまり、第１指令区間の開始直後のピエゾ指令値と第１指令区間の終了直前のピエゾ指令値との差に相当する。プロセッサ２９は、第１指令区間におけるピエゾ指令値の誤差を計測し、この計測された誤差から、同じ駆動パターンでピエゾ指令を変更する次回以降の第１指令区間に適用する補正値を求め、次回以降の第１指令区間にてこの補正値を適用してピエゾ指令を補正する。

【0118】

同様にして、番号［ｋ］で示す波長変更のタイミングで波長指令が変更された第ｋ指令区間の開始直後のピエゾ指令値と終了直前のピエゾ指令値との誤差を計測し、この計測された誤差から、同じ駆動パターンで波長指令を変更する次回以降の第ｋ指令区間に適用する補正値を求め、次回以降の第ｋ指令区間にてこの補正値を適用してピエゾ指令を補正する。

【0119】

番号［１］で示すタイミングの駆動パターンは、中立位置の指令値から波長λ１に対応する指令値へと変更するパターンである。番号［２］で示すタイミングの駆動パターンは、波長λ１に対応する指令値から波長λ２に対応する指令値へと変更するパターンである。番号［４］、［６］、［８］のそれぞれのタイミングの駆動パターンは、番号［２］の駆動パターンと同じパターンである。第２指令区間、第４指令区間、第６指令区間及び第８指令区間については同じ補正値を適用してもよい。

【0120】

番号［３］、［５］、［７］で示すタイミングの駆動パターンは、波長λ２に対応する指令値から波長λ１に対応する指令値へと変更するパターンである。第３指令区間、第５指令区間及び第７指令区間については同じ補正値を適用してもよい。番号［９］で示すタイミングの駆動パターンは、波長λ２に対応する指令値から中立位置の指令値へと変更するパターンである。

【0121】

なお、補正値の計算は、ピエゾ指令誤差でなく、波長変更直後の波長誤差からピエゾ係数を用いて計算してもよい。図１６の最下段には、第１指令区間から第９指令区間の各区間にて計測された波長誤差の例を示す。

【0122】

プロセッサ２９は、図１６の左側に示す第１バーストパルスＢＰ１における波長誤差の計測結果を基に、後続の第２バーストパルスＢＰ２のピエゾ指令を補正してもよい。例えば、プロセッサ２９は、第１バーストパルスＢＰ１におけるｐ番目のパルスの目標波長に対応する中心波長の計測値を記憶し、記憶したｐ番目のパルスの目標波長と計測値との差に基づいて、後続の第２バーストパルスＢＰ２におけるｐ番目のパルスのピエゾ指令を補正してもよい。ｐは１以上の整数であり、バーストパルス内でのパルス番号を表す。

【0123】

第１バーストパルスＢＰ１は、ウエハＷＦの露光（本露光）を実施する前の調整発振であってもよい。第２バーストパルスＢＰ２は本露光発振であってもよい。

【0124】

図１６では、先行する同じ駆動パターンの区間から計測された誤差を基に補正値を求め、次回の対応する区間の補正に用いる例を述べたが、同じ駆動パターンに対しては平均化処理された同じ補正値を用いてもよい。

【0125】

例えば、先行する同じ駆動パターンの対応する複数の区間のそれぞれから補正値を求めて、補正値を平均化処理してもよい。あるいはまた、事前の補正値計算が終了した後でも、常に補正値の平均化処理を実行しながら補正値を更新して波長変更を繰り返してもよい。

【0126】

５．３ ヒステリシス補正の制御例
図１７は、実施形態３に係るレーザ装置によって行われるヒステリシス補正の制御例を示すフローチャートである。ステップＳ３１、Ｓ３２及びＳ３３は、図１１のステップＳ１１、Ｓ１２及びＳ１３の対応するステップと同様であってよい。

【0127】

ステップＳ３３の後、ステップＳ３４において、プロセッサ２９は波長変更時のピエゾ指令値と補正値との関係を記憶する処理を行う。

【0128】

次いでステップＳ３５において、プロセッサ２９は記憶した補正値を用いて波長変更時のピエゾ素子のヒステリシスを補正する。

【0129】

ステップＳ３５の後、プロセッサ２９は図１７のフローチャートを終了する。

【0130】

図１８は、図１７のステップＳ３４に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。図１８のステップＳ３１４、Ｓ３１５、Ｓ３１６、Ｓ３１７及びＳ３１８は、図１１のステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７及びＳ１８の対応するステップと同様であってよい。

【0131】

ステップＳ３１８の後、ステップＳ３１９において、プロセッサ２９は、波長変更時のピエゾ指令値の算出とピエゾ素子のヒステリシス補正値の記録とを行う。

【0132】

ステップＳ３１９の後のステップＳ３２０、Ｓ３２１、Ｓ３２２及びＳ３２３は、図１１のステップＳ２０、Ｓ２１、Ｓ２２及びＳ２３の対応するステップと同様であってよい。ステップＳ３２３の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ３１７に戻る。一方、ステップＳ３２３の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９は図１８のフローチャートを終了し、図１７のメインフローに復帰する。

【0133】

図１９は、図１８のステップＳ３１９に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。ステップＳ３４１において、プロセッサ２９は前の波長変更時と現在とのピエゾ指令値の差分からパルス番号ｎの補正値Ｖｃｎを計算する。

【0134】

次いでステップＳ３４２において、プロセッサ２９はパルス番号ｎとその補正値Ｖｃｎとを関連付けて保存する。

【0135】

次いでステップＳ３４３において、プロセッサ２９はパルス番号ｎが１周期Ｔを示すＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬよりも大きいか否か、つまりｎ＞Ｎ_ＳＬを満たすか否かを判定する。ステップＳ３４３の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ３４６に進む。

【0136】

ステップＳ３４６において、プロセッサ２９はパルス番号ｎを初期化してｎ＝１とする。ステップＳ３４６の後、プロセッサ２９はステップＳ３４７に進む。

【0137】

一方ステップＳ３４５の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ３４７に進む。

【0138】

ステップＳ３４７において、プロセッサ２９はパルス番号ｎの電圧計算値Ｖｎをピエゾ指令値に設定する。ステップＳ３４７の後、プロセッサ２９は図１９のフローチャートを終了し、図１８のフローチャートに復帰する。

【0139】

図２０は、図１７のステップＳ３５に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。図２０のステップＳ３５４、Ｓ３５５、Ｓ３５６、Ｓ３５７及びＳ３５８は、図１１のステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７及びＳ１８の対応するステップと同様であってよい。

【0140】

ステップＳ３５８の後、ステップＳ３５９において、プロセッサ２９は波長変更時のピエゾ素子のヒステリシス補正とピエゾ指令値の算出とを行う。

【0141】

ステップＳ３５９の後のステップＳ３６０、Ｓ３６１、Ｓ３６２及びＳ３６３は、図１１のステップＳ２０、Ｓ２１、Ｓ２２及びＳ２３の対応するステップと同様であってよい。ステップＳ３６３の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ３５７に戻る。一方、ステップＳ３６３の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９は図２０のフローチャートを終了し、図１７のメインフローに復帰する。

【0142】

図２１は、図２０のステップＳ３５９に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。ステップＳ３９１において、プロセッサ２９はパルス番号ｎをインクリメントし、ｎ＋１の値を新たにパルス番号ｎの値とするようにパルス番号を更新する。

【0143】

次いでステップＳ３９２において、プロセッサ２９はパルス番号ｎが１周期Ｔのパルス数を超えたか否かを判定する。

【0144】

ステップＳ３９２の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ３９４に進む。ステップＳ３９４において、プロセッサ２９はパルス番号ｎの補正値Ｖｃｎをピエゾ指令値に設定する。

【0145】

一方、ステップＳ３９２の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ３９３に進む。ステップＳ３９３において、プロセッサ２９はパルス番号ｎを初期化してｎ＝１とする。ステップＳ３９３の後、プロセッサ２９はステップＳ３９４に進む。

【0146】

ステップＳ３９４の後、プロセッサ２９は図２１のフローチャートを終了し、図２０のフローチャートに復帰する。

【0147】

５．４ 調整発振と本露光とを含む一連の動作の制御例
図２２は、実施形態３に係るレーザ装置における調整発振と本露光とを含む一連の動作の制御例を示すフローチャートである。

【0148】

ステップＳ５１において、プロセッサ２９は中心波長で調整発振を行う。

【0149】

次いでステップＳ５２において、プロセッサ２９はピエゾ素子のヒステリシスを調べるための調整発振を行う。

【0150】

次いでステップＳ５３において、プロセッサ２９は本露光発振を行う。

【0151】

次いでステップＳ５４において、プロセッサ２９は本露光を終了するか否かを判定する。ステップＳ５４の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ５３に戻る。一方、ステップＳ５４の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９は図２２のフローチャートを終了する。

【0152】

図２３は、図２２のステップＳ５１に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【0153】

ステップＳ５１１において、プロセッサ２９は露光装置２５から中心波長のデータを受信する。

【0154】

次いでステップＳ５１２において、プロセッサ２９はレーザ発振を行う。

【0155】

そして、ステップＳ５１３において、プロセッサ２９はステッピングモータを駆動することによって波長の粗動調整を行う。

【0156】

次いでステップＳ５１４において、プロセッサ２９は計測波長と指定された中心波長との波長偏差が閾値以内であるか否かを判定する。ここでの閾値は波長偏差の許容範囲を規定する判定基準値である。ステップＳ５１４の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ５１２に戻り、ステップＳ５１３にてステッピングモータが駆動されることにより出力波長が調整される。

【0157】

ステップＳ５１４の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ５１５に進む。ステップＳ５１５において、プロセッサ２９はレーザ発振を行う。

【0158】

次いでステップＳ５１６において、プロセッサ２９はピエゾ素子を駆動することによって波長の微動制御を行う。

【0159】

次いでステップＳ５１７において、プロセッサ２９は波長性能が要求基準を満たしているか否かを判定する。ステップＳ５１７の判定結果がＮＯ判定である場合、プロセッサ２９はステップＳ５１５に戻る。一方、ステップＳ５１７の判定結果がＹＥＳ判定である場合、プロセッサ２９は図２３のフローチャートを終了し、図２２のメインフローに復帰する。

【0160】

図２４は、図２２のステップＳ５２に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【0161】

ステップＳ５２１において、プロセッサ２９はピエゾ指令値の閾値を設定する。

【0162】

次いでステップＳ５２２において、プロセッサ２９は露光装置２５からＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬと波長の振幅情報とを受信する。

【0163】

次いでステップＳ５２３において、プロセッサ２９は１周期分の波長指令値を計算する。ステップＳ５２３に適用されるサブルーチンは図１２のフローチャートと同様であってよい。

【0164】

次いでステップＳ５２４において、プロセッサ２９は波長変更時のピエゾ指令値と補正値との関係を記憶する処理を行う。ステップＳ５２４に適用されるサブルーチンは図１８のフローチャートと同様であってよい。

【0165】

ステップＳ５２４の後、プロセッサ２９は図２４のフローチャートを終了し、図２２のメインフローに復帰する。

【0166】

図２５は、図２２のステップＳ５３に適用されるサブルーチンの例を示すフローチャートである。

【0167】

ステップＳ５３２において、プロセッサ２９は露光装置２５からＮスリットパルス数Ｎ_ＳＬと波長の振幅情報とを受信する。

【0168】

次いでステップＳ５３３において、プロセッサ２９は１周期分の波長指令値を計算する。ステップＳ５３３に適用されるサブルーチンは図１２のフローチャートと同様であってよい。

【0169】

次いでステップＳ５３４において、プロセッサ２９は記憶した補正値を用いて波長変更時のピエゾ素子のヒステリシスを補正する処理を行う。ステップＳ５３４に適用されるサブルーチンは図２０のフローチャートと同様であってよい。

【0170】

ステップＳ５３４の後、プロセッサ２９は図２５のフローチャートを終了し、図２２のメインフローに復帰する。

【0171】

５．５ 作用・効果
実施形態３によれば、波長指令を周期的に変更した場合でも、ピエゾ素子のヒステリシスによる波長誤差を補正できる。また、ヒステリシス補正に用いる補正値を求めるに際し、平均化処理を繰り返すことで、ピエゾ素子のヒステリシス特性が時間的に変化した場合でも適切に補正が可能である。

【0172】

６．実施形態４
６．１ 構成
図２６は、実施形態４に係るレーザ装置１１０の構成を概略的に示す。図２６に示す構成について、図５と異なる点を説明する。レーザ装置１１０はＡｒＦエキシマレーザ装置であり、図５に示す狭帯域化ユニット３０に代えて、狭帯域化ユニット３０Ｄを備える。狭帯域化ユニット３０Ｄは、第１プリズム３２Ａと、第２プリズム３２Ｂと、第３プリズム３２Ｃと、第４プリズム３２Ｄと、グレーティング３３とを含む。

【0173】

第３プリズム３２Ｃは、ステッピングモータユニット４０による粗動駆動の波長制御機構とピエゾ素子ユニット４１による微動駆動の波長制御機構とを備える。すなわち、実施形態１～３では波長選択ミラー３４を駆動して波長制御するのに対し、実施形態４では第３プリズム３２Ｃを駆動して波長制御する点が異なる。第３プリズム３２Ｃは回転ステージ７３に固定されており、回転ステージ７３はステッピングモータユニット４０とピエゾ素子ユニット４１との少なくとも１つの駆動によって回転し、第３プリズム３２Ｃを回転させる。第３プリズム３２Ｃが回転することにより、グレーティング３３へのパルスレーザ光の入射角度が変更される。

【0174】

６．２ 動作
実施形態１で説明した波長選択ミラー３４の代わりに、実施形態４では第３プリズム３２Ｃが駆動される点を除き、他の動作は実施形態１～３と同様であってよい。

【0175】

６．３ 作用・効果
実施形態４に係るレーザ装置１１０は、実施形態１～３と同様の効果が得られる。

【0176】

７．実施形態５
７．１ 構成
図２７は、実施形態５に係るレーザ装置１１１に用いられる狭帯域化ユニット３０Ｅの構成を概略的に示す。図２７に示されていない構成は、図２６と同様であってよい。図２７に示す構成について、図２６と異なる点を説明する。図２６では、ステッピングモータユニット４０とピエゾ素子ユニット４１とが共に第３プリズム３２Ｃを回転駆動する構成となっているが、ステッピングモータユニットにより粗動する光学素子と、ピエゾ素子ユニットによって微動する光学素子とは異なっていてもよい。

【0177】

実施形態５に係るレーザ装置１１１は、図２６に示す狭帯域化ユニット３０Ｄに代えて、狭帯域化ユニット３０Ｅを備える。狭帯域化ユニット３０Ｅは、図２６の第４プリズム３２Ｄに代えて、ミラー３４Ｅを備え、ミラー３４Ｅを支持する回転ステージ７４はピエゾ素子ユニット４１Ｅによって駆動される。

【0178】

図２７には、第３プリズム３２Ｃをステッピングモータユニット４０Ｅで粗動させ、ミラー３４Ｅをピエゾ素子ユニット４１Ｅによって微動させる構成の例が示されている。図２７に示すピエゾ素子ユニット４１Ｅとステッピングモータユニット４０Ｅとを入れ替え、第３プリズム３２Ｃをピエゾ素子ユニット４１Ｅで微動させ、ミラー３４Ｅをステッピングモータユニット４０Ｅで粗動させる構成を採用してもよい。ミラー３４Ｅと第３プリズム３２Ｃとを比較したときに、ミラー３４Ｅの方が同じ角度だけ回転してもパルスレーザ光の進路を大きく変えることができる。そのため、ピエゾ素子で駆動する光学素子は、応答性能に優れるミラーとする方が望ましい。

【0179】

７．２ 動作
実施形態５では、ピエゾ素子ユニット４１Ｅによってミラー３４Ｅが微動され、ステッピングモータユニット４０Ｅによって第３プリズム３２Ｃが粗動される点を除き、他の動作は実施形態１～４と同様であってよい。

【0180】

第３プリズム３２Ｃは本開示における「第１光学素子」の一例であり、回転ステージ７３は本開示における「第１回転ステージ」の一例である。ミラー３４Ｅは本開示における「第２光学素子」の一例であり、回転ステージ７４は本開示における「第２回転ステージ」の一例である。ステッピングモータユニット４０Ｅは本開示における「第１駆動機構」の一例であり、ピエゾ素子ユニット４１Ｅは本開示における「第２駆動機構」の一例である。

【0181】

７．３ 作用・効果
実施形態５に係るレーザ装置１１１は、実施形態１～４と同様の効果が得られる。

【0182】

８．電子デバイスの製造方法について
図２８は、露光装置２５の構成例を概略的に示す。露光装置２５は、照明光学系２５０と投影光学系２５１とを含む。照明光学系２５０は、レーザシステム１１Ａから入射したレーザ光によって、レチクルステージＲＴ上に配置された図示しないレチクルのレチクルパターンを照明する。投影光学系２５１は、レチクルを透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。

【0183】

露光装置２５は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンを転写後、複数の工程を経ることで半導体デバイスを製造できる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。

【0184】

レーザシステム１１Ａは、実施形態１、２又は３で説明したレーザ装置を含む構成であってもよいし、実施形態４又は５で説明したレーザ装置１１０、１１１を含む構成であってもよい。

【0185】

９．その他
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。

【0186】

本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】