JP6304365B2 - パルス光の発生方法、パルスレーザ装置、該パルスレーザ装置を備えた露光装置及び検査装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、第1の態様のパルス光の発生方法において、パルス光の時間幅は、駆動信号における電圧が2V π 変化する遷移時間を調整することにより設定されることが好ましい。
本発明の第3の態様によると、第1または第2の態様のパルス光の発生方法において、パルス光の時間幅は、駆動信号における電圧の0.5V π と1.5V π との間の変化時間を調整することにより設定されることが好ましい。
本発明の第4の態様によると、パルスレーザ装置であって、レーザ光を出力するレーザ光源と、制御部から出力される駆動信号に基づいてレーザ光源から出力されたレーザ光を切り出してパルス光を出力する強度変調型の電気光学変調器とを備えたパルスレーザ装置であって、電気光学変調器を透過するレーザ光の透過率が最小となるときの電気光学変調器に印加する電圧をV 0 とし、レーザ光の透過率が最大となるときの電気光学変調器に印加する電圧と電圧V 0 との間の電圧の大きさをV π としたときに、制御部は、レーザ光源の光出力がオンのときに、電気光学変調器に印加する電圧が電圧V 0 を基準として2V π 変化する駆動信号を電気光学変調器に出力して、パルス光を出力させ、レーザ光源の光出力がオフのときに、電気光学変調器に印加する電圧を2V π 変化した状態から電圧V 0 に戻して電気光学変調器に出力する。
本発明の第5の態様によると、第4の態様のパルスレーザ装置において、制御部は、駆動信号における電圧が2V π 変化する遷移時間を調整設定可能に構成されることが好ましい。
本発明の第6の態様によると、第4または第5の態様のパルスレーザ装置において、制御部は、駆動信号における電圧の0.5V π と1.5V π との間の変化時間を調整設定可能に構成されることが好ましい。
本発明の第7の態様によると、第4〜6のいずれか一態様のパルスレーザ装置において、制御部は、電圧が2V π 変化する駆動信号の立ち上がり時及び立ち下がり時のいずれか一方のときに、電気光学変調器がレーザ光を切り出してパルス光を出力するように制御することが好ましい。
本発明の第8の態様によると、第4〜7のいずれか一つの態様のパルスレーザ装置において、レーザ光源から出力されるレーザ光は、所定の繰り返し周期で光出力がオンの状態とオフの状態とを繰り返す周期信号であり、駆動信号は、所定の繰り返し周期で電圧が電圧V 0 の状態と2V π 変化した状態とを繰り返す周期信号であり、制御部は、光出力がオンの状態に対する駆動信号の電圧が2V π 変化するタイミングを相対的に変化させることにより駆動信号の立ち上がり時及び立ち下がり時のいずれか一方において電気光学変調器がレーザ光の一部を切り出し、所定の繰り返し周期でパルス光が出力されるように構成されることが好ましい。
本発明の第9の態様によると、第4〜8のいずれか一つの態様のパルスレーザ装置において、レーザ光源から出力されるレーザ光は、所定の繰り返し周期で光出力がオンの状態とオフの状態とを繰り返す周期信号であり、駆動信号は、所定の繰り返し周期で電圧が電圧V 0 の状態と2V π 変化した状態とを繰り返す周期信号であり、制御部は、光出力がオンの状態に対する駆動信号の電圧が2V π 変化するタイミングを相対的に変化させることにより電気光学変調器から出力されるパルス光のオン/オフを制御するように構成されることが好ましい。
本発明の第10の態様によると、第4〜9のいずれか一つの態様のパルスレーザ装置において、電気光学変調器から出力されたパルス光を増幅する増幅器と、増幅器により増幅されたレーザ光を波長変換する波長変換光学素子とを備えることが好ましい。
本発明の第11の態様によると、露光装置であって、第4〜10のいずれか一つの態様のパルスレーザ装置と、所定の露光パターンが形成されたフォトマスクを保持するマスク支持部と、露光対象物を保持する露光対象物支持部と、パルスレーザ装置から出力されたパルス光をマスク支持部に保持されたフォトマスクに照射する照明光学系と、フォトマスクを透過した光を露光対象物支持部に保持された露光対象物に投影する投影光学系とを備える。
本発明の第12の態様によると、露光装置であって、第4〜10のいずれか一つの態様のパルスレーザ装置と、複数の可動ミラーを有し任意パターンの光を生成する可変成形マスクと、露光対象物を保持する露光対象物支持部と、パルスレーザ装置から出力されたパルス光を可変成形マスクに照射する照明光学系と、可変成形マスクを介して生成された任意パターンの光を露光対象物支持部に保持された露光対象物に投影する投影光学系とを備える。
本発明の第13の態様によると、露光装置であって、第4〜10のいずれか一つの態様のパルスレーザ装置と、露光対象物を保持する露光対象物支持部と、パルスレーザ装置から出力されたパルス光を偏向し、露光対象物支持部に保持された露光対象物上で走査させる偏向部と、偏向部により偏向された光を露光対象物に結像させる対物光学系とを備える。
本発明の第14の態様によると、検査装置であって、第4〜10のいずれか一つの態様のパルスレーザ装置と、被検物を保持する被検物支持部と、パルスレーザ装置から出力されたパルス光を被検物支持部に保持された被検物に照射する照明光学系と、被検物からの光を検出器に投影する投影光学系とを備える。
本発明の第15の態様によると、電子デバイスを製造する電子デバイス製造方法であって、第11〜13のいずれか一つの態様の露光装置を用いて、基板を露光する露光ステップと、露光ステップで露光された基板を現像する現像ステップと、を有する。
制御部8による第1の制御形態を説明するためのタイミングチャートを図4に示す。図4における(a)はレーザ光源駆動回路81からレーザ光源11に出力されるレーザ光源駆動信号のオン/オフ状態(レーザ光源11から出力されるレーザ光のオン/オフ状態)、(b)は強度変調器駆動回路82からEO強度変調器12に出力される強度変調器駆動信号の電圧状態、(c)はEO強度変調器12から出力される光の状態である。
第1の実施形態では、EO強度変調器12に印加する電圧は正弦波状であり、かつ、電圧がVoとVo+2Vπとの間で周期的に変化するように設定されている。このため、EO強度変調器12を透過するレーザ光の透過率は、印加された電圧がVo+Vπで最大値となり、電圧がそれより高くても、あるいは低くても、透過率は最大値よりも小さくなる。その結果、EO強度変調器12を透過するレーザ光は、印加する電圧がVoのときにピークを持つパルス光となる。この場合、EO強度変調器12に印加する電圧Vは正弦波状なので、その時間微分、すなわち印加電圧の時間に対する変化率dV/dtは、電圧がV=Vo+Vπのときに最大となり、このとき、透過率の変化速度(増大または減少する速度)は最も速くなる。
従って、第1の実施形態によれば、透過率が最大、すなわち透過光のピークが得られる電圧において、dV/dtが最大となるように設定されているため、透過光のパルス幅を小さくすることができる。
これに対して、EO強度変調器に印加する電圧をVoとVo+πの間で変化する正弦波状としたときには、透過率最大が得られるときの電圧は正弦波状の信号の最大電圧であって、このときdV/dt=0であり、透過率の変化速度が小さくなるので、パルス幅が小さいパルス光は得られない。
次に、制御部8による第2の制御形態について図7及び図8を参照して説明する。この制御形態では、レーザ光源11とEO強度変調器12とが制御部8により同期制御され、レーザ光源11の光出力がオンの状態に対する強度変調器駆動信号の電圧が2Vπ変化するタイミングを相対的に変化させることにより、強度変調器駆動信号の立ち上がり時及び立ち下がり時のいずれか一方においてEO強度変調器12がレーザ光の一部を切り出す。図7及び図8における(a),(b),(c)は図4〜図6と同様であり、(a)はレーザ光源駆動信号のオン/オフ状態、(b)は強度変調器駆動信号の電圧、(c)はEO強度変調器12から出力される光の状態である。
次に、制御部8による第3の制御形態について図9を参照して説明する。この制御形態では、上述した第2の制御形態と同様に、レーザ光源11とEO強度変調器12とが同期制御され、レーザ光源11の光出力がオンの状態と強度変調器駆動信号の電圧が2Vπ変化するタイミングを相対的に変化させることによって、EO強度変調器12から出力されるパルス光のオン/オフが制御される。図9(I)はパルス光がオンの状態、(II)はパルス光がオフの状態を示す。両図における(a),(b),(c)は図4〜図8と同様であり、(a)はレーザ光源駆動信号のオン/オフ状態、(b)は強度変調器駆動信号の電圧、(c)はEO強度変調器12から出力される光の状態である。
日本国特許出願2014年第28755号(2014年2月18日出願)
1 レーザ光発生部 2 増幅部
3 波長変換部 8 制御部
11 レーザ光源 12 EO強度変調器
21 ファイバ増幅器(増幅器)
30 波長変換光学系 31,32 波長変換光学素子
80 パルス制御回路 81 レーザ光源駆動回路
82 強度変調器駆動回路 83 ファイバ増幅器駆動回路
500 露光装置
502 照明光学系 503 マスク支持台
504 投影光学系 505 露光対象物支持テーブル
513 フォトマスク 515 露光対象物
550 露光装置
552 照明光学系 553 ミラー
554 投影光学系 555 露光対象物支持テーブル
563 可変成形マスク 565 露光対象物
570 露光装置
572 整形光学系 573 ミラー
574 対物光学系 575 露光対象物支持テーブル
583 ポリゴンミラー 585 露光対象物
600 検査装置
602 照明光学系 603 被検物支持台
604 投影光学系 613 被検物
615 TDIセンサ
Claims (15)
- レーザ光源から出力されたレーザ光を強度変調型の電気光学変調器により切り出してパルス光を発生させるパルス光の発生方法であって、
前記電気光学変調器を透過する前記レーザ光の透過率が最小となるときの前記電気光学変調器に印加する電圧をV0とし、前記レーザ光の透過率が最大となるときの前記電気光学変調器に印加する電圧と電圧V0との間の電圧の大きさをVπとしたときに、
前記レーザ光源の光出力がオンのときに、前記電気光学変調器に印加する電圧が電圧V0を基準として2Vπ変化する駆動信号により前記電気光学変調器を駆動して、前記パルス光を発生させ、
前記レーザ光源の光出力がオフのときに、前記電気光学変調器に印加する電圧を、前記2V π 変化した状態から前記電圧V 0 に戻して前記電気光学変調器を駆動する、パルス光の発生方法。 - 前記パルス光の時間幅は、前記駆動信号における電圧が2Vπ変化する遷移時間を調整することにより設定される請求項1に記載のパルス光の発生方法。
- 前記パルス光の時間幅は、前記駆動信号における電圧の0.5Vπと1.5Vπとの間の変化時間を調整することにより設定される請求項1または2に記載のパルス光の発生方法。
- レーザ光を出力するレーザ光源と、制御部から出力される駆動信号に基づいて前記レーザ光源から出力されたレーザ光を切り出してパルス光を出力する強度変調型の電気光学変調器とを備えたパルスレーザ装置であって、
前記電気光学変調器を透過する前記レーザ光の透過率が最小となるときの前記電気光学変調器に印加する電圧をV0とし、前記レーザ光の透過率が最大となるときの前記電気光学変調器に印加する電圧と電圧V0との間の電圧の大きさをVπとしたときに、
前記制御部は、
前記レーザ光源の光出力がオンのときに、前記電気光学変調器に印加する電圧が前記電圧V0を基準として2Vπ変化する駆動信号を前記電気光学変調器に出力して、前記パルス光を出力させ、
前記レーザ光源の光出力がオフのときに、前記電気光学変調器に印加する電圧を前記2V π 変化した状態から前記電圧V 0 に戻して前記電気光学変調器に出力する、パルスレーザ装置。 - 前記制御部は、前記駆動信号における電圧が2Vπ変化する遷移時間を調整設定可能に構成される請求項4に記載のパルスレーザ装置。
- 前記制御部は、前記駆動信号における電圧の0.5Vπと1.5Vπとの間の変化時間を調整設定可能に構成される請求項4または5に記載のパルスレーザ装置。
- 前記制御部は、電圧が2Vπ変化する前記駆動信号の立ち上がり時及び立ち下がり時のいずれか一方のときに、前記電気光学変調器がレーザ光を切り出して前記パルス光を出力するように制御する請求項4〜6のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置。
- 前記レーザ光源から出力されるレーザ光は、所定の繰り返し周期で光出力がオンの状態とオフの状態とを繰り返す周期信号であり、
前記駆動信号は、前記所定の繰り返し周期で電圧が電圧V0の状態と2Vπ変化した状態とを繰り返す周期信号であり、
前記制御部は、前記光出力がオンの状態に対する前記駆動信号の電圧が2Vπ変化するタイミングを相対的に変化させることにより前記駆動信号の立ち上がり時及び立ち下がり時のいずれか一方において前記電気光学変調器がレーザ光の一部を切り出し、前記所定の繰り返し周期でパルス光が出力されるように構成される請求項4〜7のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置。 - 前記レーザ光源から出力されるレーザ光は、所定の繰り返し周期で光出力がオンの状態とオフの状態とを繰り返す周期信号であり、
前記駆動信号は、前記所定の繰り返し周期で電圧が前記電圧V0の状態と前記2Vπ変化した状態とを繰り返す周期信号であり、
前記制御部は、前記光出力がオンの状態に対する前記駆動信号の電圧が2Vπ変化するタイミングを相対的に変化させることにより前記電気光学変調器から出力されるパルス光のオン/オフを制御するように構成される請求項4〜8のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置。 - 前記電気光学変調器から出力されたパルス光を増幅する増幅器と、
前記増幅器により増幅されたレーザ光を波長変換する波長変換光学素子とを備えた請求項4〜9のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置。 - 請求項4〜10のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置と、
所定の露光パターンが形成されたフォトマスクを保持するマスク支持部と、
露光対象物を保持する露光対象物支持部と、
前記パルスレーザ装置から出力されたパルス光を前記マスク支持部に保持されたフォトマスクに照射する照明光学系と、
前記フォトマスクを透過した光を前記露光対象物支持部に保持された露光対象物に投影する投影光学系とを備えた露光装置。 - 請求項4〜10のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置と、
複数の可動ミラーを有し任意パターンの光を生成する可変成形マスクと、
露光対象物を保持する露光対象物支持部と、
前記パルスレーザ装置から出力されたパルス光を前記可変成形マスクに照射する照明光学系と、
前記可変成形マスクを介して生成された前記任意パターンの光を前記露光対象物支持部に保持された露光対象物に投影する投影光学系とを備えた露光装置。 - 請求項4〜10のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置と、
露光対象物を保持する露光対象物支持部と、
前記パルスレーザ装置から出力されたパルス光を偏向し、前記露光対象物支持部に保持された露光対象物上で走査させる偏向部と、
前記偏向部により偏向された光を前記露光対象物に結像させる対物光学系とを備えた露光装置。 - 請求項4〜10のいずれか一項に記載のパルスレーザ装置と、
被検物を保持する被検物支持部と、
前記パルスレーザ装置から出力されたパルス光を前記被検物支持部に保持された被検物に照射する照明光学系と、
前記被検物からの光を検出器に投影する投影光学系とを備えた検査装置。 - 電子デバイスを製造する電子デバイス製造方法であって、
請求項11〜13のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、基板を露光する露光ステップと、
前記露光ステップで露光された基板を現像する現像ステップと、を有する電子デバイス製造方法。
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