JP2001023888A - レーザ装置及びその制御方法、並びに露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 待機状態で各種の発振条件におけるレーザビ
ームの発振状態を把握して、正確な発振制御の可能なレ
ーザ装置及び露光装置を提供する。 【解決手段】 レチクルへのレーザビームＬＢの照射を
停止した待機状態において、エキシマレーザ光源２０の
レーザ共振器２０ａから、例えばレーザビームＬＢのエ
ネルギーや発振周波数（発振条件）を変更してレーザビ
ームＬＢを発振させる。その発振されたレーザビームＬ
Ｂをエネルギーモニタ２０ｄで検出し、その検出結果に
基づいて各発振条件毎にレーザビームＬＢの発振状態を
制御するための制御データを求め、コントローラ２０ｅ
内に記憶する。レチクルにレーザビームを照射する照射
状態において、記憶された制御データに基づいて、レー
ザ共振器２０ａに供給する印加電圧を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照射対象物に照射
されるレーザビームを発射するレーザ装置及びその制御
方法に関するものである。また、例えば半導体素子、液
晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）または薄膜磁気ヘッ
ド等のマイクロデバイスを製造するためのリソグラフィ
工程で使用されるレーザ装置を用いた露光装置及びその
露光方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体素子等を製造する際に
は、レチクル（マスク）上に形成されたパターンを、フ
ォトレジスト等の感光材料が塗布されたウエハ（基板）
上に転写露光する露光装置が使用されている。この種の
露光装置においては、近年の回路パターンの微細化に伴
って、高解像度化の要求が高まっている。このような要
求に対処するため、光源としてエキシマレーザ装置を採
用して、露光光を短波長化する対策が採られている。

【０００３】上記のようなエキシマレーザ装置では、照
射対象物としてのレチクルに対してレーザビームの照射
を停止した待機状態においても、一定間隔おきもしくは
連続的に所定の発振を行っている。この場合、レーザビ
ームの発振条件、すなわちエネルギー設定値及び発振周
波数は一定に維持されている。これによって、チャンバ
内のガスの密度分布を一定に保つとともに、その後の発
振時に必要となる印加電圧等の制御データの学習を行う
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年では露
光条件の多様化により、露光時の発振状態を複雑に変化
させることが主流となってきた。このため、前記のよう
な従来のレーザ装置においては、実際にウエハ上にパタ
ーンを転写露光する実露光時と待機状態の発振時との間
で、レーザビームのエネルギー設定値及び発振周波数が
大幅に変化することがある。

【０００５】これにより、実露光時の発振制御を、待機
状態で学習した印加電圧等の制御データに基づいて行っ
ても、例えばその発振の初期段階において、要求される
照射量と実際に照射される照射量とのずれが大きくなる
という問題があった。そして、前記のような従来のレー
ザ装置を用いた露光装置では、照射対象物としてのレチ
クルに対するレーザビームの照射条件を速やかに安定さ
せることができないという問題があった。

【０００６】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、照射対象物に対するレーザビームの照射を停止し
た待機状態において、各種の発振条件におけるレーザビ
ームの発振状態を正確に把握して、それらの発振条件毎
に正確な発振制御を行うことができるレーザ装置及びそ
の制御方法を提供することにある。

【０００７】また、その他の目的としては、待機状態に
おいて予め実露光時に要求される発振条件の範囲内で発
振に必要なデータを用意しておくことができ、その用意
されたデータに基づいて、実露光時におけるパターンの
照射条件を速やかに安定させることができる露光装置及
びその露光方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１に記載の発明は、照射対象物（Ｒ）に
照射されるレーザビーム（ＬＢ）を発射するレーザ装置
（２０）であって、レーザビーム（ＬＢ）を発振する共
振器（２０ａ）と、前記共振器（２０ａ）から射出され
たレーザビーム（ＬＢ）を検出する検出手段（２０ｄ、
３４、４４）と、前記照射対象物（Ｒ）に対するレーザ
ビーム（ＬＢ）の照射を停止した待機状態において前記
共振器（２０ａ）から複数の発振条件でレーザビーム
（ＬＢ）を発振させるとともに、その待機状態において
発振されたレーザビーム（ＬＢ）を前記検出手段（２０
ｄ、３４、４４）で検出させる制御手段（２０ｅ）とを
備えたことを特徴とするものである。

【０００９】この本願請求項１に記載の発明では、待機
状態において発振条件を変更しながら発振されたレーザ
ビームの検出結果に基づいて、各種の発振条件における
レーザビームの発振状態を予め正確に把握することがで
きる。

【００１０】また、本願請求項２に記載の発明は、前記
請求項１に記載の発明において、前記制御手段（２０
ｅ）は、前記待機状態における前記検出手段（２０ｄ、
３４、４４）の検出結果に基づいて、前記複数の発振条
件毎に前記レーザビーム（ＬＢ）の出力を制御するため
の制御データを求めることを特徴とするものである。

【００１１】この本願請求項２に記載の発明では、前記
請求項１に記載の発明の作用に加えて、待機状態におけ
るレーザビームの検出結果により、各種の発振条件毎に
レーザビームの出力制御用の制御データが求められる。

【００１２】また、本願請求項３に記載の発明は、前記
請求項２に記載の発明において、前記レーザビーム（Ｌ
Ｂ）はパルス光であり、前記制御手段（２０ｅ）は前記
複数の発振条件毎に発振開始から所定のパルス数の間に
おけるレーザビーム（ＬＢ）の出力を制御するための制
御データを求めることを特徴とするものである。

【００１３】この本願請求項３に記載の発明では、前記
請求項２に記載の発明の作用に加えて、特にレーザビー
ムが変動しやすい各発振条件毎の発振開始時において、
レーザビームにおける出力制御用の制御データがより正
確に求められる。

【００１４】また、本願請求項４に記載の発明は、前記
請求項２または請求項３に記載の発明において、前記制
御手段（２０ｅ）は、前記待機状態で求められた制御デ
ータに基づいて、前記照射対象物（Ｒ）に対してレーザ
ビーム（ＬＢ）を照射する照射状態において前記共振器
（２０ａ）に供給される印加電圧を調整することを特徴
とするものである。

【００１５】この本願請求項４に記載の発明では、前記
請求項２または請求項３に記載の発明の作用に加えて、
照射対象物に対するレーザビームの実際の照射状態にお
いて、待機状態で求められた制御データに基づいて、共
振器への印加電圧が調整される。これにより、共振器内
のガスの状態を、速やかに要求された照射量が射出可能
な状態に移行させることができる。

【００１６】また、本願請求項５に記載の発明は、前記
請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明に
おいて、前記複数の発振条件は、前記レーザビーム（Ｌ
Ｂ）のエネルギー及び前記レーザビーム（ＬＢ）の発振
周波数の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とす
るものである。

【００１７】この本願請求項５に記載の発明では、前記
請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明の
作用に加えて、待機状態における発振条件の変更は、照
射条件として変更対象となりやすいレーザビームのエネ
ルギーまたは発振周波数の少なくとも一方を変化させる
ことにより行われる。このため、レーザ装置の使用条件
に即した発振状態の把握が可能になる。

【００１８】また、本願請求項６に記載の発明は、前記
請求項２または請求項３に記載の発明において、前記共
振器（２０ａ）内に封入されたガスを循環させるための
循環手段（２０ｇ）をさらに備え、前記制御手段（２０
ｅ）は、前記待機状態で求められた制御データに基づき
前記照射対象物（Ｒ）に対してレーザビーム（ＬＢ）を
照射する照射状態で前記循環手段（２０ｇ）を制御し
て、前記共振器（２０ａ）内のガスの循環を調整するこ
とを特徴とするものである。

【００１９】この本願請求項６に記載の発明では、前記
請求項２または請求項３に記載の発明の作用に加えて、
照射対象物に対するレーザビームの実際の照射状態にお
いて、待機状態で求められた制御データに基づいて、共
振器内のガスの循環速度が調整される。これにより、共
振器内のガスの状態を、速やかに要求された照射量が射
出可能な状態に移行させることができる。

【００２０】また、本願請求項７に記載の発明は、前記
請求項６に記載の発明において、前記循環手段（２０
ｇ）は、前記共振器（２０ａ）内のガスを循環させるた
めのファン（２０ｇ）を有し、前記制御手段（２０ｅ）
は、前記ファン（２０ｇ）の回転速度を調整して、前記
共振器（２０ａ）内のガスの循環を調整することを特徴
とするものである。

【００２１】この本願請求項７に記載の発明では、前記
請求項６に記載の発明の作用に加えて、ファンの回転速
度を変更することにより、共振器内のガスの循環を容易
に調整することができる。

【００２２】また、本願請求項８に記載の発明は、前記
請求項６または請求項７に記載の発明において、前記複
数の発振条件は、前記共振器（２０ａ）内のガスの循環
速度が互いに異なることを特徴とするものである。

【００２３】この本願請求項８に記載の発明では、前記
請求項６または請求項７に記載の発明の作用に加えて、
待機状態における発振条件の変更は、照射条件として変
更可能なレーザビームの射出時における共振器内のガス
の循環速度を変化させることにより行われる。このた
め、レーザ装置の使用条件に即した発振状態の把握が可
能になる。

【００２４】また、本願請求項９に記載の発明は、前記
請求項２または請求項３に記載の発明において、前記制
御手段（２０ｅ）は、前記共振器（２０ａ）内に封入さ
れたガスの圧力を調整可能であることを特徴とするもの
である。

【００２５】この本願請求項９に記載の発明では、前記
請求項２または請求項３に記載の発明の作用に加えて、
照射対象物に対するレーザビームの実際の照射状態にお
いて、待機状態で求められた制御データに基づいて、共
振器内のガスの圧力が調整される。これにより、共振器
内のガスの状態を、速やかに要求された照射量が射出可
能な状態に移行させることができる。

【００２６】また、本願請求項１０に記載の発明は、前
記請求項９に記載の発明において、前記複数の発振条件
は、前記共振器（２０ａ）内のガスの圧力が互いに異な
ることを特徴とするものである。

【００２７】この本願請求項１０に記載の発明では、前
記請求項９に記載の発明の作用に加えて、待機状態にお
ける発振条件の変更は、照射条件として変更可能なレー
ザビームの射出時における共振器内のガスの圧力を変化
させることにより行われる。このため、レーザ装置の使
用条件に即した発振状態の把握が可能になる。

【００２８】また、本願請求項１１に記載の発明は、照
射対象物（Ｒ）に照射するレーザビーム（ＬＢ）を発射
するレーザ装置（２０）の制御方法であって、前記照射
対象物（Ｒ）に対するレーザビーム（ＬＢ）の照射を停
止した待機状態において共振器（２０ａ）から複数の発
振条件でレーザビーム（ＬＢ）を発振させ、その待機状
態において発振されたレーザビーム（ＬＢ）を検出手段
（２０ｄ、３４、４４）により検出することを特徴とす
るものである。

【００２９】この本願請求項１１に記載の発明では、照
射対象物に対するレーザビームの照射を停止した待機状
態において、各種の発振条件におけるレーザビームの発
振状態を正確に把握することができる。

【００３０】また、本願請求項１２に記載の発明は、マ
スク（Ｒ）上に形成されたパターンを所定のレーザビー
ム（ＬＢ）で照明し、そのパターンの像を投影光学系
（１４）を介して基板（Ｗ）上に露光する露光装置（１
１）において、前記パターンを照明する光源（２０）と
して、前記請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に
記載のレーザ装置（２０）を備えたことを特徴とするも
のである。

【００３１】この本願請求項１２に記載の発明では、待
機状態において予め実露光時に要求される発振条件の範
囲内で発振に必要なデータを用意しておくことができ
る。そして、この用意されたデータに基づいて、実露光
時におけるパターンの照射条件を速やかに安定させるこ
とができる。

【００３２】また、本願請求項１３に記載の発明は、マ
スク（Ｒ）上に形成されたパターンを所定のレーザビー
ム（ＬＢ）で照明し、そのパターンの像を投影光学系
（１４）を介して基板（Ｗ）上に露光する露光方法にお
いて、前記パターン上へのレーザビーム（ＬＢ）の照射
を停止した待機状態においてレーザ装置（２０）の共振
器（２０ａ）から複数の発振条件で所定のレーザビーム
（ＬＢ）を発振させ、その待機状態において発振された
レーザビーム（ＬＢ）を検出手段（２０ｄ、３４、４
４）により検出し、その検出結果に基づいて前記パター
ン上へのレーザビーム（ＬＢ）の照射を調整することを
特徴とするものである。

【００３３】この本願請求項１３に記載の発明では、前
記請求項１２に記載の発明の作用と同様に作用する。

【００３４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、本発明
を半導体素子製造用の露光装置に具体化した第１実施形
態について図１〜図３に基づいて説明する。

【００３５】図１には、第１の実施形態の露光装置１１
の概略構成が示されている。この露光装置１１は、露光
用光源にパルス光源としてのエキシマレーザ装置を用い
たステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光
装置である。この露光装置１１は、照明光学系１２、そ
の照明光学系１２により照明される照明対象物及びマス
クとしてのレチクルＲを保持して所定の走査方向に移動
するレチクルステージ１３、レチクルＲに形成されたパ
ターンの像を基板としてのウエハＷ上に投影する投影光
学系１４、ウエハＷを保持して前記投影光学系１４との
相対位置を変更するウエハステージ１５、及びこれらの
制御系を備えている。

【００３６】前記照明光学系１２は、レーザ装置を構成
するエキシマレーザ光源２０、ビーム整形光学系２１、
フライアイレンズ２２、開口絞り板２３、ビームスプリ
ッタ２４、第１リレーレンズ２５Ａ、第２リレーレンズ
２５Ｂ、固定レチクルブラインド２６Ａ、可動レチクル
ブラインド２６Ｂ、ミラー２７及びコンデンサレンズ２
８等を備えている。

【００３７】前記エキシマレーザ光源２０としては、Ｘ
ｅＣｌエキシマレーザ光源（発振波長３０８ｎｍ）、Ｋ
ｒＦエキシマレーザ光源（発振波長２４８ｎｍ）、又は
ＡｒＦエキシマレーザ光源（発振波長１９３ｎｍ）、Ｆ
₂エキシマレーザ光源（発振波長１５７ｎｍ）等が使用
される。

【００３８】前記ビーム整形光学系２１は、例えばシリ
ンダレンズやビームエキスパンダ等で構成され、エキシ
マレーザ光源２０から発射されたパルス光としてのレー
ザビームＬＢの断面形状を、フライアイレンズ２２に効
率よく入射するように整形する。フライアイレンズ２２
は、エキシマレーザ光源２０から射出されたレーザビー
ムＬＢの強度分布を均一化するためのオプチカルインテ
グレータとして機能する。なお、このフライアイレンズ
２２から射出されるレーザビームＬＢを以下において
は、「パルス照明光ＩＬ」と呼ぶものとする。

【００３９】前記開口絞り板２３は、円板状部材からな
り、投影光学系１４の瞳面とほぼ共役なフライアイレン
ズ２２の射出面の近傍に配置されている。この開口絞り
板２３には、例えば通常の円形開口の他、小さな円形開
口からなる小σ用開口、輪帯照明用の開口、前記パルス
照明光ＩＬの光軸から偏倚した位置に開口された斜入射
照明用の開口等が等角度間隔で形成されている。そし
て、この開口絞り板２３は、後述する主制御系３１にて
制御されるモータ等の駆動装置３２により回転されるよ
うになっている。これにより、周期性パターン、孤立パ
ターン等のレチクルＲ上のパターンに応じて、開口絞り
板２３の各開口絞りがパルス照明光ＩＬの光路上に選択
的に配置設定され、照明条件が変更される。すなわち、
開口絞り板２３は、レチクルＲ上のパターンに応じて投
影光学系１４の瞳面とほぼ共役な面におけるパルス照明
光ＩＬの強度分布を変更して、レチクルＲの照明条件を
変更する役割を持っている。

【００４０】前記ビームスプリッタ２４は、オプチカル
インテグレータとしてのフライアイレンズ２２から射出
されたパルス照明光ＩＬの一部を反射させるように、高
い透過率と低い反射率とを有している。

【００４１】前記第１リレーレンズ２５Ａと第２リレー
レンズ２５Ｂとの間に、固定レチクルブラインド２６Ａ
及び可動レチクルブラインド２６Ｂが介在されている。
この固定レチクルブラインド２６Ａは、レチクルＲのパ
ターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面
に配置され、レチクルＲ上の照明領域Ｒａを規定するた
めの矩形開口を有している。可動レチクルブラインド２
６Ｂは、固定レチクルブラインド２６Ａの近傍に配置さ
れ、走査方向の位置及び幅が可変の開口部を有してい
る。

【００４２】前記ミラー２７は、前記第２リレーレンズ
２５Ｂを通過したパルス照明光ＩＬの光路を折り曲げ
て、そのパルス照明光ＩＬをコンデンサレンズ２８を介
して、レチクルＲ上の照明領域Ｒａに照射するようにな
っている。

【００４３】ここで、このように構成された照明光学系
１２の作用を簡単に説明する。エキシマレーザ光源２０
からパルス発光されたレーザビームＬＢは、ビーム整形
光学系２１に入射する。ここで、後方のフライアイレン
ズ２２に効率よく入射するようにその断面形状が整形さ
れた後、レーザビームＬＢはフライアイレンズ２２に入
射する。これにより、フライアイレンズ２２の射出端に
多数の２次光源が形成される。この多数の２次光源から
射出されたパルス照明光ＩＬは、開口絞り板２３上のい
ずれかの開口絞りを通過した後、ビームスプリッタ２４
に至る。

【００４４】このビームスプリッタ２４を透過した露光
光としてのパルス照明光ＩＬは、第１リレーレンズ２５
Ａを経て固定レチクルブラインド２６Ａの矩形の開口部
及び可動レチクルブラインド２６Ｂを通過する。そし
て、パルス照明光ＩＬは、第２リレーレンズ２５Ｂを通
過してミラー２７により光路を垂直下方に折り曲げられ
た後、コンデンサレンズ２８を経て、レチクルステージ
１３上に保持されたレチクルＲ上の矩形の照明領域Ｒａ
に対して均一な照度分布で照明される。

【００４５】一方、前記ビームスプリッタ２４で反射さ
れたパルス照明光ＩＬは、集光レンズ３３を介して光電
変換素子よりなるインテグレータセンサ３４で受光され
る。そして、インテグレータセンサ３４から出力された
光電変換信号が、図示しないピークホールド回路及びＡ
／Ｄ変換器を介して、パルス毎の照射エネルギー信号Ｅ
Ｓとして後述する主制御系３１に供給される。

【００４６】前記インテグレータセンサ３４としては、
例えば遠紫外域で感度があり、かつエキシマレーザ光源
２０のパルス発光を検出するために高い応答周波数を有
するＰＩＮ型のフォトダイオード等が使用できる。この
インテグレータセンサ３４からの照射エネルギー信号Ｅ
Ｓと、ウエハＷの表面上でのパルス照明光ＩＬのエネル
ギー（露光量）との相関係数は予め求められて、後述す
る主制御系３１に併設されたメモリ３５内に記憶されて
いる。

【００４７】前記レチクルＲは、レチクルステージ１３
上に載置され、図示しないバキュームチャック等により
吸着保持されている。レチクルステージ１３は、水平面
（ＸＹ平面）内で、レチクルステージ駆動部３６により
走査方向（ここでは、図１の紙面左右方向であるＹ方向
とする）に所定ストローク範囲で走査されるようになっ
ている。この走査中のレチクルステージ１３の位置は、
レチクルステージ１３上に固定された移動鏡３７を介し
て外部のレーザ干渉計３８によって計測され、このレー
ザ干渉計３８の計測値が後述する主制御系３１に供給さ
れるようになっている。

【００４８】前記投影光学系１４は、両側テレセントリ
ックな光学配置になるように配置されたＺ軸方向に共通
の光軸ＡＸを有する複数枚のレンズエレメントから構成
されている。また、この投影光学系１４としては、投影
倍率α（αは例えば１／４または１／５）のものが使用
されている。このため、前記のようにパルス照明光ＩＬ
によりレチクルＲ上の照明領域Ｒａが照明されると、そ
のレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系１４に
よって投影倍率αで縮小された像として、表面にレジス
ト（感光材料）が塗布されたウエハＷ上のスリット状の
露光領域Ｗａに投影露光される。

【００４９】前記ウエハステージ１５は、ウエハステー
ジ駆動部３９によって駆動されるＸＹステージ４０及び
Ｚチルトステージ４１とからなっている。ＸＹステージ
４０は、走査方向であるＹ方向（図１における水平方
向）及びこれに直交するＸ方向（図１における紙面直交
方向）に２次元移動可能となっている。

【００５０】Ｚチルトステージ４１は、そのＸＹステー
ジ４０上に搭載され、Ｚ方向（図１における上下方向）
に移動可能かつ投影光学系１４の光軸ＡＸに対して傾斜
可能となっている。このＺチルトステージ４１上に、図
示しないウエハホルダを介してウエハＷが真空吸着等に
より保持されている。そして、Ｚチルトステージ４１
は、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）を調整
すると共に、前記投影光学系１４の光軸ＡＸに対するウ
エハＷの傾斜角を調整する機能を有する。また、ウエハ
ステージ１５の位置は、Ｚチルトステージ４１上に固定
された移動鏡４２を介して外部のレーザ干渉計４３によ
り計測され、このレーザ干渉計４３の計測値が後述する
主制御系３１に供給されるようになっている。

【００５１】前記Ｚチルトステージ４１上には照度ムラ
センサ４４が配設され、この照度ムラセンサ４４はＸＹ
ステージ４０の移動により投影光学系１４の光軸ＡＸ上
に配置されるようになっている。そして、照度ムラセン
サ４４は、この投影光学系１４の光軸ＡＸ上に配置され
た状態で、その投影光学系１４の像面位置に到達したパ
ルス照明光ＩＬの照度分布を検出する。この照度ムラセ
ンサ４４で検出された前記パルス照明光ＩＬの照度分布
は後述する主制御系３１に入力され、照度ムラセンサ４
４での検出結果と前記インテグレータセンサ３４からの
照度検出結果との比較により、照度ムラが求められるよ
うになっている。

【００５２】主制御系３１は、ＣＰＵ（中央演算処理装
置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ラ
ンダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイク
ロコンピュータ（またはミニコンピュータ）を含んで構
成されている。この主制御系３１は、露光動作が的確に
行われるように、例えばレチクルＲとウエハＷの同期走
査、ウエハＷのステッピング、露光タイミング、さらに
は走査露光時におけるエキシマレーザ光源２０の発振条
件等を統括して制御する。

【００５３】具体的には、主制御系３１は、例えば走査
露光時には、レーザ干渉計３８，４３の計測値に基づい
て、レチクルステージ駆動部３６、ウエハステージ駆動
部３９をそれぞれ介して、レチクルステージ１３、ＸＹ
ステージ４０の位置及び速度をそれぞれ制御する。ま
た、主制御系３１は、制御情報ＣＳをエキシマレーザ光
源２０に供給することによって、エキシマレーザ光源２
０の発光タイミング、及び発光パワー（発光されるレー
ザビームＬＢのエネルギー）等を設定する。さらに、主
制御系３１は、駆動装置３２を介して照明光学系開口絞
り板２３を制御するとともに、ステージ系の動作情報に
同期して可動レチクルブラインド２６Ｂの開閉動作を制
御する。

【００５４】次に、本実施形態の露光装置１１のエキシ
マレーザ光源２０の内部構成について説明する。図２に
示すように、エキシマレーザ光源２０の内部には、レー
ザ共振器２０ａ、ビームスプリッタ２０ｂ、シャッタ２
０ｃ、エネルギーモニタ２０ｄ、コントローラ２０ｅ及
び高圧電源２０ｆが設けられている。前記レーザ共振器
２０ａには、複数のガスが封入されている。また、レー
ザ共振器２０ａの内部には、レーザビームＬＢを発振さ
せるための一対の電極（不図示）と、ファン２０ｇとが
設けられている。前記高圧電源２０ｆは、制御手段を構
成するコントローラ２０ｅの制御の下で、前記レーザ共
振器２０ａ内の一対の電極に所定の印加電圧を印加す
る。これにより、前記一対の電極間で放電が生じ、レー
ザビームＬＢが発振される。

【００５５】前記シャッタ２０ｃは、主制御系３１から
の制御情報に応じて開閉される。すなわち、レチクルＲ
に対するレーザビームＬＢの照射を停止する待機状態に
おいては、シャッタ２０ｃが閉じられ、エキシマレーザ
光源２０からビーム整形光学系２１へのレーザビームＬ
Ｂの射出が遮断される。一方、レチクルＲに対するレー
ザビームＬＢの照射を行われる照射状態においては、シ
ャッタ２０ｃが開かれ、エキシマレーザ光源２０からビ
ーム整形光学系２１へレーザビームＬＢが射出される。

【００５６】また、前記ファン２０ｇは、コントローラ
２０ｅの制御の下で、レーザ共振器２０ａ内部に封入さ
れたガスを循環させるために回転する。これにより、連
続的なパルス発振を行っても、前記電極間に励起状態の
ガスが安定して供給される。なお、コントローラ２０ｅ
は、パルス発振を行わない（電極間に電圧を印加しな
い）状態が長い間続く場合には、ファン２０ｇの回転を
止めている。これは、ファン２０ｇを回転させるための
シャフトが、レーザ共振器２０ａ内でガスを密閉してい
るチャンバを貫通する構造になっており、必要以上にフ
ァン２０ｇを回転させることによってガスの密閉状態が
劣化するのを抑制するためである。

【００５７】また、コントローラ２０ｅは、レーザ共振
器２０ａのレーザビームＬＢのパルス発振の間隔（発振
周波数）に応じてファン２０ｇの回転速度（レーザ共振
器２０ａ内におけるガスの循環速度）を調整する。例え
ば、パルス発振の間隔が長い場合には、ガスの循環速度
が遅くても電極間に励起状態のガスを安定して供給でき
るので、ファン２０ｇの回転速度を遅くする。また、パ
ルス発振間隔が短い場合には、ガスの循環速度を早くす
るためにファン２０ｇの回転速度を早くする。このよう
に、ファン２０ｇの回転速度を変更することにより、レ
ーザ共振器２０ａ内のガスの循環を容易に調整すること
ができる。

【００５８】さらに、コントローラ２０ｅは、レーザ共
振器２０ａ内のガスの圧力も調整することができる。な
お、レーザ共振器２０ａ内のガスの圧力変化とレーザ共
振器２０ａから射出されるレーザビームＬＢの特性（エ
ネルギーなど）変化との関係を示すデータを予め記憶し
ておいてもよい。そして、そのデータを用いて、ウエハ
Ｗの露光時など照射状態でレーザ共振器２０ａ内のガス
の圧力を調整して、レーザ共振器２０ａから射出される
レーザビームＬＢの特性を変化させるようにしてもよ
い。

【００５９】図２において、レーザ共振器２０ａからパ
ルス的に放出されたレーザビームＬＢは、高い透過率と
低い反射率とを有するビームスプリッタ２０ｂに入射す
る。ビームスプリッタ２０ｂを透過したレーザビームＬ
Ｂは、前記シャッタ２０ｃを介してエキシマレーザ光源
２０の外部に射出される。

【００６０】また、ビームスプリッタ２０ｂで反射され
たレーザビームＬＢは、光電変換素子からなる検出手段
としてのエネルギーモニタ２０ｄに入射する。エネルギ
ーモニタ２０ｄからの光電変換信号は、図示しないピー
クホールド回路を介して、各パルス毎の射出エネルギー
信号ＲＳとして、コントローラ２０ｅに入力される。

【００６１】そして、レチクルＲにレーザビームＬＢを
照射する通常の照射状態になる直前に、コントローラ２
０ｅはレーザ共振器２０ａから射出されるレーザビーム
ＬＢのエネルギーが、主制御系３１より供給された制御
情報ＣＳ中の１パルス当たりのエネルギーの目標値に対
応した値となるように、高圧電源２０ｆからレーザ共振
器２０ａに供給される印加電圧を設定する。また、コン
トローラ２０ｅは、前記制御情報ＣＳに基づいて、レー
ザ共振器２０ａにおける発振周波数をも変更する。

【００６２】すなわち、コントローラ２０ｅは、主制御
系３１からの制御情報ＣＳに応じて、エキシマレーザ光
源２０の発振周波数を主制御系３１で指示された周波数
に設定する。また、コントローラ２０ｅは、エキシマレ
ーザ光源２０での１パルス当たりのエネルギーが主制御
系３１で指示された値となるように、高圧電源２０ｆか
らの印加電圧を設定する。

【００６３】また、走査露光のためにレチクルＲにレー
ザビームＬＢを照射する照射状態においては、ビームス
プリッタ２４で反射されたレーザビームＬＢの一部がイ
ンテグレータセンサ３４に入射する。その走査露光中、
コントローラ２０ｅは、インテグレータセンサ３４から
主制御系３１を介して入力されるパルス発振毎の照射エ
ネルギーに関する情報に基づいて、高圧電源２０ｆから
レーザ共振器２０ａに供給される印加電圧をパルス発振
毎に制御する。なお、その走査露光中にエキシマレーザ
光源２０内のエネルギーモニタ２０ｄは、ビームスプリ
ッタ２０ｂを介してレーザビームＬＢの一部を検出し
て、レーザ共振器２０ａ自体の性能変動を監視してい
る。

【００６４】これに対して、レチクルＲに対するレーザ
ビームＬＢの照射を停止する待機状態においては、コン
トローラ２０ｅは、シャッタ２０ｃを閉じた状態でレー
ザ共振器２０ａに複数の発振条件でレーザビームＬＢを
発振させる。そして、コントローラ２０ｅは、その発振
されたレーザビームＬＢをエネルギーモニター２０ｄで
検出させる。

【００６５】この場合、レーザ共振器２０ａが、図３に
示すように、所定パルス数（例えば数１０〜数１００パ
ルス）のレーザビームＬＢを発振した後に、所定時間
（例えば数秒〜数百秒）だけレーザビームＬＢの発振を
停止させるという動作を繰り返し行うように制御され
る。また、断続的にひとまとまりのレーザ発振が行われ
る各バーストＡ，Ｂ，Ｃ，…において、例えば表１また
は表２に示すように、複数の発振条件として、レーザビ
ームＬＢのエネルギー設定値または発振周波数を変更し
て、レーザ発振が行われる。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】 そして、コントローラ２０ｅは、エネルギーモニター２
０ｄの検出結果に基づいて、各発振条件毎にレーザビー
ムＬＢを出力するための制御データを求める。この制御
データとして、設定電圧（レーザ共振器２０ａ内の電極
間に印加される電圧）と目標エネルギー（レーザ共振器
２０ａから射出されるべきエネルギー）との関係を、各
バースト毎に、すなわち各発振条件毎に求める。なお、
前記各バーストＡ，Ｂ，Ｃ，…において、レーザビーム
ＬＢのエネルギーが不安定な発振開始から所定のｎパル
ス（レーザ光源にもよっても異なるが、例えば３０〜１
００パルス程度）を発振する間だけで求めて、コントロ
ーラ２０ｅ内に装備された記憶領域に記憶される。

【００６８】具体的には、各バーストの１パルス目にお
いて、レーザ共振器２０ａをある設定電圧Ｖ１で発振さ
せたときに、エネルギーモニター２０ｄにて検出された
レーザビームＬＢのエネルギーがＥ１である場合、その
設定電圧Ｖ１及び検出エネルギーＥ１が記憶される。そ
れとともに、この設定電圧Ｖ１及び検出エネルギーＥ１
と設定電圧Ｖｓｅｔ及び目標エネルギーＥｓｅｔとを比
較して、そのエネルギーの差ｄ１が求められる。そし
て、この差ｄ１に基づいて２パルス目の設定電圧Ｖ２が
決定され、高圧電源２０ｆからレーザ共振器２０ａに供
給される印加電圧が調整される。

【００６９】続いて、２パルス目の発振時においても、
前記１パルス目の場合と同様に、実際の設定電圧Ｖ２及
び検出エネルギーＥ２が記憶される。これとともに、そ
の設定電圧Ｖ２及び検出エネルギーＥ２と目標の設定電
圧Ｖｓｅｔ及びエネルギーＥｓｅｔとの差ｄ２が求めら
れ、その差ｄ２に基づいて、３パルス目の発振時におけ
る設定電圧Ｖ３が決定される。その後、３パルス目から
所定のｎパルス目までは、前記と同様の学習動作が繰り
返し行われて、実際の設定電圧Ｖｎ及び検出エネルギー
Ｅｎが蓄積される。

【００７０】こうして、各バースト毎に、１パルス目か
ら所定のｎパルス目まで各パルス毎に得られる高圧電源
２０ｆからレーザ共振器２０ａ内の電極間に印加された
電圧（設定電圧）とエネルギーモニタ２０ｄで検出され
たレーザビームＬＢのエネルギーとの関係が蓄積され
る。そして、この蓄積された情報に基づいて、各発振条
件毎に制御データが作成される。

【００７１】そして、レチクルＲにレーザビームＬＢを
照射して、レチクルＲ上のパターンをウエハＷ上に露光
する実際の露光時においては、コントローラ２０ｅは、
各発振条件ごとに記憶された制御データの中から露光時
の発振条件に適した制御データを選択する。そして、１
パルス目から所定のｎパルス目までは、その選択された
制御データに基づいて、高圧電源２０ｆからレーザ共振
器２０ａに供給される印加電圧を調整して、レチクルＲ
上へのレーザビームＬＢの照射を制御する。

【００７２】また、ｎ＋１パルス目以降は、前述の設定
電圧Ｖｓｅｔと目標エネルギーＥｓｅｔとの関係データ
と、その前に射出された少なくとも１パルスのレーザビ
ームＬＢのエネルギーとに基づいて、高圧電源２０ｆか
らレーザ共振器２０ａ内の電極に印加される電圧が調整
される。

【００７３】具体的には、主制御系３１からの制御情報
ＣＳにて、実露光時の設定電圧Ｖｅ及びエネルギーＥｅ
が指示された場合、１パルス目の発振時には、前記待機
状態で求められた設定電圧Ｖ１及びエネルギーＥ１に基
づいて、エネルギーＥｅのレーザビームＬＢが発射され
るように設定電圧Ｖｅ１が決定される。そして、この１
パルス目のレーザビームＬＢのエネルギーＥｅ１がイン
テグレータセンサ３４により検出される。

【００７４】続いて、２パルス目の発振時には、待機状
態における設定電圧Ｖ２、エネルギーＥ２に基づいて、
エネルギーＥｅのレーザビームＬＢが発射されるように
設定電圧Ｖｅ２が決定される。そして、３パルス目から
所定のｎパルス目までは、前記２パルス目と同様に、待
機状態における該当パルスの設定電圧Ｖ３〜Ｖｎ及びエ
ネルギーＥ３〜Ｅｎに基づいて、エネルギーＥｅのレー
ザビームＬＢが発射されるように設定電圧Ｖｅ３〜Ｖｅ
ｎが決定され、パルス発振されたレーザビームＬＢのエ
ネルギーが順次、インテグレータセンサ３４で検出され
る。

【００７５】その後は、直前のｍ−１パルス目の発振時
にインテグレータセンサ３４で検出されたレーザビーム
ＬＢのエネルギーＥｅｍ−１から次のｍパルス目のレー
ザビームＬＢの目標エネルギーを決定する。そして、前
述の設定電圧Ｖｓｅｔと目標エネルギーＥｓｅｔとの関
係データに基づき、その決定されたｍパルス目の目標エ
ネルギーを射出するための設定電圧Ｖｍが決定される。
以下、同様の学習動作を繰り返す通常のアルゴリズムに
従って設定電圧が決定される。

【００７６】なお、設定電圧Ｖｍは、直前のｍ−１パル
ス目のレーザビームＬＢのエネルギーＥｅｍ−１に基づ
く決定に限るものではない。すなわち、その前にパルス
発振されたＮパルス（Ｎは２以上の整数）のうち少なく
とも１パルスのレーザビームＬＢのエネルギーに基づい
て決定すればよい。

【００７７】また、前述の設定電圧Ｖｓｅｔと目標エネ
ルギーＥｓｅｔとは、複数の発振条件の各々に応じて用
意しておくようにしてもよいし、学習動作時や露光動作
時に得られる設定電圧と検出エネルギーとの関係に基づ
いて適宜更新するようにしてもよい。

【００７８】従って、本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 （イ） この露光装置１１においては、レチクルＲに対
するレーザビームＬＢの照射を停止した待機状態におい
て、各バースト毎にエキシマレーザ光源２０のレーザ共
振器２０ａの発振条件、例えばレーザビームＬＢの設定
エネルギーや発振周波数を変更して、レーザビームＬＢ
を発振させるようになっている。そして、このレーザ共
振器２０ａから発振されたレーザビームＬＢを、エネル
ギーモニタ２０ｄにより検出させるようになっている。

【００７９】このため、待機状態において、各発振条件
毎に実際に射出されたレーザビームＬＢのエネルギー
量、その発振時の印加電圧等の発振状態を、予め正確に
把握しておくことができる。従って、レチクルＲにレー
ザビームＬＢを照射する照射状態において、種々変更さ
れうる発振条件に、容易に対応することができる。

【００８０】（ロ） この露光装置１１においては、レ
ーザビームＬＢの照射を停止した待機状態において、エ
ネルギーモニタ２０ｄによるレーザビームＬＢの検出結
果に基づいて、各発振条件毎にレーザビームＬＢの出力
を制御するための制御データを求めて、コントローラ２
０ｅの記憶領域に記憶させるようになっている。

【００８１】このため、待機状態におけるレーザビーム
ＬＢの検出結果に基づいて、各発振条件毎に、実際に射
出されたレーザビームＬＢのエネルギー量、その発振時
の印加電圧等のレーザビームＬＢの出力制御に必要な制
御データを求めることができる。従って、前記各発振条
件毎の制御データに用いて、レチクルＲにレーザビーム
ＬＢを照射する照射状態における正確な発振制御を行う
ことができる。

【００８２】（ハ） この露光装置１１においては、レ
ーザ共振器２０ａからパルス光のレーザビームＬＢが発
振されるようになっている。そして、各発振条件毎に、
発振開始からｎパルス目までの各パルスのレーザビーム
ＬＢの出力を制御するための制御データを求めるように
なっている。

【００８３】このため、各発振条件毎に、特にレーザビ
ームＬＢのエネルギーが変動しやすい発振開始時におけ
るレーザビームＬＢの出力制御用の制御データを予め求
めておくことができて、正確なレーザビームＬＢの発振
制御を行うことができる。

【００８４】（ニ） この露光装置１１においては、レ
チクルＲに対してレーザビームＬＢを照射する照射状態
において、待機状態で求められた制御データに基づい
て、レーザ共振器２０ａに供給される印加電圧を調整す
るようになっている。

【００８５】このため、レーザ共振器２０ａ内に封入さ
れた混合ガスの状態を、照射状態で主制御系３１から供
給される制御情報ＣＳ中の照射エネルギー量を射出可能
な状態に速やかに移行させることができる。従って、照
射状態におけるレーザビームＬＢの照射条件を速やかに
安定させることができる。

【００８６】（ホ） この露光装置１１においては、レ
ーザビームＬＢの照射を停止した待機状態において、レ
ーザ共振器２０ａから発振されるレーザビームＬＢのエ
ネルギーまたは発振周波数変化させることにより、各バ
ースト毎の発振条件を複数にに変更するようになってい
る。

【００８７】このように、レチクルＲの照射条件として
変更されることが多いレーザビームＬＢのエネルギーや
発振周波数を変化させつつ、待機状態における学習動作
がなされる。従って、エキシマレーザ光源２０の使用条
件に即したレーザビームＬＢの発振状態を、的確に把握
することができる。

【００８８】（ヘ） この露光装置１１においては、レ
チクルＲに対するレーザビームＬＢの照射を停止した待
機状態において、エキシマレーザ光源２０内のシャッタ
２０ｃが閉じられて、レーザ共振器２０ａから発振され
るレーザビームＬＢがエキシマレーザ光源２０の外部に
射出されないようになっている。

【００８９】このため、レーザビームＬＢの照射を停止
した待機状態において、ビーム整形光学系２１以降の光
学系、インテグレータセンサ３４等のセンサにレーザビ
ームＬＢが入射されることがない。従って、それらの光
学系及びセンサに、変化が生じるおそれを抑制すること
ができる。

【００９０】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に
説明する。

【００９１】この第２実施形態では、図１及び図２に示
すように、レチクルＲに対するレーザビームＬＢの照射
を停止した待機状態において、固定レチクルブラインド
２６Ａ及び可動レチクルブラインド２６Ｂが閉じられる
ようになっている。この一方で、エキシマレーザ光源２
０内のシャッタ２０ｃは開かれたままとなるようになっ
ている。この状態で、エキシマレーザ光源２０のレーザ
共振器２０ａから、前記第１の実施形態と同様のレーザ
ビームＬＢが発振される。そして、その発振されたレー
ザビームＬＢが、ビーム整形光学系２１、フライアイレ
ンズ２２、開口絞り板２３、ビームスプリッタ２４及び
集光レンズ３３を介して、検出手段としてのインテグレ
ータセンサ３４により検出されるようになっている。

【００９２】このインテグレータセンサ３４で検出され
た各パルス毎のエネルギーが、主制御系３１を介してエ
キシマレーザ光源２０のコントローラ２０ｅにフィード
バックされる。そして、この各パルス毎のエネルギー情
報は、前記第１実施形態と同様に、そのパルスの発振時
における設定電圧とともに、コントローラ２０ｅ内の記
憶領域に記憶されようになっている。

【００９３】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態における（イ）〜（ホ）に記載の効果に加えて、
以下のような効果を得ることができる。 （ト） この露光装置１１においては、レチクルＲに対
するレーザビームＬＢの照射を停止した待機状態で、レ
チクルＲに近い位置にて、インテグレータセンサ３４に
より、エキシマレーザ光源２０のレーザ共振器２０ａか
ら発振されるレーザビームＬＢを検出するようになって
いる。

【００９４】このため、レーザビームＬＢの照射を停止
した待機状態において、ビーム整形光学系２１、フライ
アイレンズ２２及び開口絞り板２３の影響を加味した状
態でレーザビームＬＢの発振状態を把握することができ
る。従って、照射状態におけるより正確なレーザビーム
ＬＢの発振制御が可能となる。

【００９５】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に
説明する。

【００９６】この第３実施形態においては、図１に示す
ように、Ｚチルトステージ４１上に配設された照度ムラ
センサ４４により、検出手段が構成されている。すなわ
ち、レチクルＲに対するレーザビームＬＢの照射を停止
した待機状態において、この照度ムラセンサ４４が投影
光学系１４の光軸ＡＸ上に配置される。この状態で、エ
キシマレーザ光源２０のレーザ共振器２０ａから発振さ
れたレーザビームＬＢが、そのエキシマレーザ光源２０
から投影光学系１４の像面に至る間の全ての光学素子、
つまりビーム整形光学系２１、フライアイレンズ２２、
開口絞り板２３、ビームスプリッタ２４、両リレーレン
ズ２５Ａ，２５Ｂ、ミラー２７、コンデンサレンズ２８
及び投影光学系１４を介して照度ムラセンサ４４により
検出されるようになっている。

【００９７】この照度ムラセンサ４４で検出された各パ
ルス毎のエネルギーが、主制御系３１を介してエキシマ
レーザ光源２０のコントローラ２０ｅにフィードバック
される。そして、この各パルス毎のエネルギー情報は、
前記第１実施形態と同様に、そのパルスの発振時におけ
る設定電圧とともに、コントローラ２０ｅ内の記憶領域
に記憶されようになっている。

【００９８】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態における（イ）〜（ホ）の効果に記載の効果に加
えて、以下のような効果を得ることができる。 （チ） この露光装置１１においては、レチクルＲに対
するレーザビームＬＢの照射を停止した待機状態で、ウ
エハＷの載置位置と非常に近接した位置にて、照度ムラ
センサ４４により、エキシマレーザ光源２０のレーザ共
振器２０ａから発振されるレーザビームＬＢを検出する
ようになっている。

【００９９】このため、レーザビームＬＢの照射を停止
した待機状態において、レチクルＲ上のパターンの転写
露光時とほぼ同等の状態でレーザビームＬＢの発振状態
を把握することができる。従って、照射状態におけるよ
り一層正確なレーザビームＬＢの発振制御が可能とな
る。

【０１００】（変更例）なお、本発明の実施形態は、以
下のように変更してもよい。 ・ 前記各実施形態では、レチクルＲに対するレーザビ
ームＬＢの照射を停止した待機状態において、レーザビ
ームＬＢのエネルギーまたは発振周波数を変化させて、
レーザビームＬＢの発振条件を変更しているが、レーザ
ビームＬＢのエネルギー及び発振周波数の双方を変化さ
せて、レーザビームＬＢの発振条件を変更してもよい。

【０１０１】このように構成した場合、照射状態で要求
されるレーザビームＬＢの発振条件により細かく対応す
ることができ、より正確なレーザビームＬＢの発振制御
が可能となる。

【０１０２】また、待機状態（学習時）における発振条
件として、各バースト毎に、レーザ共振器２０ａに設け
られたファン２０ｇの回転速度（レーザ共振器２０ａ内
のガスの循環速度）を変更するようにしてもよい。さら
に、レーザ共振器２０ａ内のガスの圧力を変更するよう
にしてもよい。

【０１０３】これらのように構成しても、レーザ共振器
２０ａ内に封入された混合ガスの状態を、照射状態で主
制御系３１から供給される制御情報ＣＳ中の照射エネル
ギー量を射出可能な状態に速やかに移行させることがで
きる。従って、照射状態におけるレーザビームＬＢの照
射条件を速やかに安定させることができる。また、レチ
クルＲの照射条件として変更可能なレーザビームＬＢの
射出時のレーザ共振器２０ａ内のガスの循環速度や圧力
を変化させつつ、待機状態における学習動作がなされ
る。従って、エキシマレーザ光源２０の使用条件に即し
たレーザビームＬＢの発振状態を、的確に把握すること
ができる。

【０１０４】要は、レーザビームＬＢのパルス発振の制
御パラメータが複数用意されている場合には、待機状態
において複数の制御パラメータ（設定エネルギー、発振
周波数、ガス循環速度、ガス圧力など）のうちの少なく
とも一つをバースト毎に変更して、露光動作などの照射
状態で要求される発振条件に最適な制御データを得るよ
うにすればよい。

【０１０５】・ 前記各実施形態では、照射状態におけ
るｎパルス目までの設定電圧Ｖｅｎを、待機状態におけ
る該当パルスの設定電圧Ｖｎ及びエネルギーＥｎに基づ
いて決定するようにした。これに対して、２パルス目以
降の設定電圧Ｖｅ２〜Ｖｅｎを、それぞれ直前の１〜ｎ
−１パルス目にパルス発振されたレーザビームＬＢのエ
ネルギーＥｅ１〜Ｅｅｎ−１と、待機状態で得られた該
当パルスの設定電圧Ｖｎ及び検出エネルギーＥｎとの関
係に基づいて決定してもよい。

【０１０６】・ また、前記第３実施形態では、Ｚチル
トステージ４１上に配設された照度ムラセンサ４４によ
り、エキシマレーザ光源２０のレーザ共振器２０ａから
発振されたレーザビームＬＢを検出するようにした。こ
れに対して、同じくＺチルトステージ４１上に配設され
た図示しない照射量モニタにより、前記レーザビームＬ
Ｂを検出するようにしてもよい。

【０１０７】・ また、前記各実施形態では、レーザビ
ームＬＢとしてパルス光を使用したが、例えばＨｅ−Ｎ
ｅ、炭酸ガス等の連続光ガスレーザを使用してもよい。 ・ また、前記各実施形態では、本発明の露光装置を半
導体製造用の走査型露光装置に具体化したが、例えば液
晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデ
バイス、レチクル、フォトマスク等のマスク等に具体化
してもよい。また、本発明の露光装置は、レチクルＲ、
フォトマスク等のマスク上のパターンを等倍であるいは
拡大して、ウエハＷ、ガラスプレート等の基板上に転写
露光する露光装置に具体化してもよい。さらに、本発明
の露光装置は、レチクルＲ上のパターンを、ステップ・
アンド・リピート方式でウエハＷ上に転写露光する一括
露光型の露光装置に具体化してもよい。

【０１０８】・ また、前記各実施形態では、本発明の
レーザ装置を、露光装置用のエキシマレーザ光源２０に
具体化したが、例えばレーザ加工機用、計測器用、情報
読取用等のレーザ装置に具体化してもよい。

【０１０９】これらのように構成しても、前記各実施形
態とほぼ同様な効果が得られる。

【０１１０】

【発明の効果】以上詳述したように、本願請求項１及び
請求項１１に記載の発明によれば、照射対象物に対する
レーザビームの照射を停止した待機状態において、各種
の発振条件におけるレーザビームの発振条件の変更に対
して容易に対応することができる。

【０１１１】また、本願請求項２に記載の発明によれ
ば、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、各種の
発振条件毎に正確な発振制御を行うことができる。ま
た、本願請求項３に記載の発明によれば、前記請求項２
に記載の発明の効果に加えて、特にレーザビームが変動
しやすい発振開始時において、正確な発振制御が可能に
なる。

【０１１２】また、本願請求項４、請求項６及び請求項
９に記載の発明によれば、前記請求項２または請求項３
に記載の発明の効果に加えて、照射対象物に対するレー
ザビームの実際の照射状態において、レーザビームの照
射条件を速やかに安定させることができる。

【０１１３】また、本願請求項５に記載の発明によれ
ば、前記請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載
の発明の効果に加えて、照射条件として変更対象となり
やすいレーザビームのエネルギーや発振周波数を変化さ
せることにより、レーザ装置の使用条件に即した発振状
態の把握が可能になる。

【０１１４】また、本願請求項７に記載の発明によれ
ば、前記請求項６に記載の発明の効果に加えて、ファン
の回転速度を変更することにより、共振器内のガスの循
環を容易に調整することができる。

【０１１５】また、本願請求項８に記載の発明によれ
ば、前記請求項６または請求項７に記載の発明の効果に
加えて、照射条件として変更可能なレーザビームの射出
時における共振器内のガスの循環速度を変化させること
により、レーザ装置の使用条件に即した発振状態の把握
が可能になる。

【０１１６】また、本願請求項１０に記載の発明によれ
ば、前記請求項９に記載の発明の効果に加えて、照射条
件として変更可能なレーザビームの射出時における共振
器内のガスの圧力を変化させることにより、レーザ装置
の使用条件に即した発振状態の把握が可能になる。

【０１１７】また、本願請求項１２及び請求項１３に記
載の発明によれば、待機状態において予め実露光時に要
求される発振条件の範囲内で発振に必要なデータを用意
しておくことができ、実露光時におけるパターンの照射
条件を速やかに安定させることができる。よって、実露
光時の歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１〜第３の実施形態の露光装置を示す概略
図。

【図２】 図１のエキシマレーザ光源の内部構成の概略
的なブロック図。

【図３】 待機状態におけるレーザビームの発振パター
ンを示す図。

【符号の説明】

１１…露光装置、１４…投影光学系、２０…レーザ装置
としてのエキシマレーザ光源、２０ａ…共振器としての
レーザ共振器、２０ｄ…検出手段を構成するエネルギー
モニタ、２０ｅ…制御手段を構成するコントローラ、２
０ｇ…ファン、３４…検出手段を構成するインテグレー
タセンサ、４４…検出手段を構成する照度ムラセンサ、
ＬＢ…レーザビーム、Ｒ…照射対象物及びマスクとして
のレチクル、Ｗ…基板としてのウエハ。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照射対象物に照射されるレーザビームを
   発射するレーザ装置であって、 レーザビームを発振する共振器と、 前記共振器から射出されたレーザビームを検出する検出
   手段と、 前記照射対象物に対するレーザビームの照射を停止した
   待機状態において前記共振器から複数の発振条件でレー
   ザビームを発振させるとともに、その待機状態において
   発振されたレーザビームを前記検出手段で検出させる制
   御手段とを備えたことを特徴とするレーザ装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記待機状態における
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の発振条
   件毎に前記レーザビームの出力を制御するための制御デ
   ータを求めることを特徴とする請求項１に記載のレーザ
   装置。
3. 【請求項３】 前記レーザビームはパルス光であり、前
   記制御手段は前記複数の発振条件毎に発振開始から所定
   のパルス数の間におけるレーザビームの出力を制御する
   ための制御データを求めることを特徴とする請求項２に
   記載のレーザ装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記待機状態で求めら
   れた制御データに基づいて、前記照射対象物に対してレ
   ーザビームを照射する照射状態において前記共振器に供
   給される印加電圧を調整することを特徴とする請求項２
   または請求項３に記載のレーザ装置。
5. 【請求項５】 前記複数の発振条件は、前記レーザビー
   ムのエネルギー及び前記レーザビームの発振周波数の少
   なくとも一方が互いに異なることを特徴とする請求項１
   〜請求項４のうちいずれか一項に記載のレーザ装置。
6. 【請求項６】 前記共振器内に封入されたガスを循環さ
   せるための循環手段をさらに備え、前記制御手段は、前
   記待機状態で求められた制御データに基づき前記照射対
   象物に対してレーザビームを照射する照射状態で前記循
   環手段を制御して、前記共振器内のガスの循環を調整す
   ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレ
   ーザ装置。
7. 【請求項７】 前記循環手段は、前記共振器内のガスを
   循環させるためのファンを有し、前記制御手段は、前記
   ファンの回転速度を調整して、前記共振器内のガスの循
   環を調整することを特徴とする請求項６に記載のレーザ
   装置。
8. 【請求項８】 前記複数の発振条件は、前記共振器内の
   ガスの循環速度が互いに異なることを特徴とする請求項
   ６または請求項７に記載のレーザ装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記共振器内に封入さ
   れたガスの圧力を調整可能であることを特徴とする請求
   項２または請求項３に記載のレーザ装置。
10. 【請求項１０】 前記複数の発振条件は、前記共振器内
    のガスの圧力が互いに異なることを特徴とする請求項９
    に記載のレーザ装置。
11. 【請求項１１】 照射対象物に照射するレーザビームを
    発射するレーザ装置の制御方法であって、 前記照射対象物に対するレーザビームの照射を停止した
    待機状態において共振器から複数の発振条件でレーザビ
    ームを発振させ、その待機状態において発振されたレー
    ザビームを検出手段により検出することを特徴とするレ
    ーザ装置の制御方法。
12. 【請求項１２】 マスク上に形成されたパターンを所定
    のレーザビームで照明し、そのパターンの像を投影光学
    系を介して基板上に露光する露光装置において、 前記パターンを照明する光源として、前記請求項１〜請
    求項１０のうちいずれか一項に記載のレーザ装置を備え
    たことを特徴とする露光装置。
13. 【請求項１３】 マスク上に形成されたパターンを所定
    のレーザビームで照明し、そのパターンの像を投影光学
    系を介して基板上に露光する露光方法において、 前記パターン上へのレーザビームの照射を停止した待機
    状態においてレーザ装置の共振器から複数の発振条件で
    所定のレーザビームを発振させ、その待機状態において
    発振されたレーザビームを検出手段により検出し、その
    検出結果に基づいて前記パターン上へのレーザビームの
    照射を調整することを特徴とする露光方法。