JP2007059788A - Laser system and laser exposing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置の光源としてガスレーザ装置を備えたレーザシステム及びレーザ露光システムに関し、特に、露光装置で露光に要するエネルギ値に応じて、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のエネルギを増減するものである。 The present invention relates to a laser system including a gas laser device as a light source of an exposure apparatus and a laser exposure system, and more particularly, to increase or decrease the energy of laser light output from the gas laser apparatus in accordance with the energy value required for exposure in the exposure apparatus. It is.
(露光用光源)
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置においては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おり、露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在の露光用ガスレーザ装置としては、波長248nmの紫外線を放出するKrFエキシマレーザ装置ならびに、波長193nmの紫外線を放出するArFエキシマレーザ装置が用いられている。次世代の露光技術として、露光用レンズとウェハ間を液体で満たして、屈折率を変えることによって、露光光源の見かけの波長を短波長化する液浸技術をArF露光に適用しようとしている。ArF液浸では134nmの波長になる。また、次々世代の露光用光源として、波長157nmの紫外線を放出するF2レーザ装置が有力であり、F2レーザ液浸露光が採用される可能性もある。F2液浸では115nmの波長になると言われている。
(Light source for exposure)
As semiconductor integrated circuits are miniaturized and highly integrated, improvement in resolving power is demanded in semiconductor exposure apparatuses. For this reason, the wavelength of light emitted from the exposure light source is being shortened, and a gas laser device is used as the exposure light source instead of the conventional mercury lamp. As the current gas laser apparatus for exposure, a KrF excimer laser apparatus that emits ultraviolet light with a wavelength of 248 nm and an ArF excimer laser apparatus that emits ultraviolet light with a wavelength of 193 nm are used. As a next-generation exposure technique, an immersion technique for shortening the apparent wavelength of the exposure light source by filling the space between the exposure lens and the wafer with a liquid and changing the refractive index is being applied to ArF exposure. ArF immersion results in a wavelength of 134 nm. As a next-generation light source for exposure, an F2 laser device that emits ultraviolet light having a wavelength of 157 nm is promising, and F2 laser immersion exposure may be adopted. The F2 immersion is said to have a wavelength of 115 nm.
(露光用光学素子と色収差)
多くの半導体露光装置の光学系には、投影光学系が採用されている。投影光学系では異なる屈折率を有するレンズ等の光学素子が組み合わされ色収差補正が行なわれる。現在、露光用ガスレーザ装置の波長域は248nm〜115nmである。この波長域において、投影光学系のレンズ材料として使用に適する光学材料は合成石英とCaF2以外にない。KrFエキシマレーザの投影レンズとしては合成石英のみで構成された全屈折タイプの単色レンズが採用され、ArFエキシマレーザの投影レンズとしては、合成石英とCaF2で構成された全屈折タイプの部分色消しレンズが採用されている。ところが、KrF、ArFエキシマレーザの自然発振幅は約350pm〜400pmと広いために、これらの投影レンズを使用すると色収差が発生して、解像力が低下する。そこで色収差が無視できるまでに、上記ガスレーザ装置から放出されるレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する必要がある。このため、レーザ装置には狭帯域化素子(エタロンやグレーティング等)を有する狭帯域化モジュールがレーザ共振器内に設けられ、スペクトル線幅の狭帯域化が実現されている。
(Exposure optics and chromatic aberration)
A projection optical system is adopted as an optical system of many semiconductor exposure apparatuses. In the projection optical system, chromatic aberration correction is performed by combining optical elements such as lenses having different refractive indexes. Currently, the wavelength range of the gas laser apparatus for exposure is 248 nm to 115 nm. In this wavelength range, there are no optical materials other than synthetic quartz and CaF2 suitable for use as the lens material of the projection optical system. As the projection lens for the KrF excimer laser, an all-refractive type monochromatic lens composed only of synthetic quartz is adopted, and as the projection lens for the ArF excimer laser, an all-refractive type partial achromatic lens composed of synthetic quartz and CaF2. Is adopted. However, since the spontaneous amplitude of KrF and ArF excimer lasers is as wide as about 350 pm to 400 pm, when these projection lenses are used, chromatic aberration is generated and the resolving power is lowered. Therefore, before the chromatic aberration can be ignored, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser light emitted from the gas laser device. For this reason, the laser device is provided with a narrow-band module having a narrow-band element (such as an etalon or a grating) in the laser resonator, so that the spectral line width is narrowed.
(レーザの高出力化と2ステージレーザシステム)
前述した液浸露光では、高NA化によりレンズの透過率が低下するため、一定露光量を得るために光源であるレーザの高出力化が必要とされている。また、露光装置の高スループット化のためにも、レーザの高出力化が必要とされている。スペクトル線幅を狭帯域化した上で高出力を得るための方法としては、2ステージレーザシステムがある。
(Higher laser output and two-stage laser system)
In the above-described immersion exposure, the transmittance of the lens decreases due to an increase in NA, so that a high output of a laser as a light source is required to obtain a constant exposure amount. Further, in order to increase the throughput of the exposure apparatus, it is necessary to increase the output of the laser. As a method for obtaining a high output after narrowing the spectral line width, there is a two-stage laser system.
2ステージレーザシステムは、狭帯域化したレーザ光を出力するための発振段レーザ(OSCレーザ)と、その狭帯域化されたレーザビーム(これをシード光と呼ぶ)を増幅するための増幅段レーザ(AMP)から構成される。2ステージレーザシステムは増幅の手段の違いによりMOPO方式とMOPA方式の2種類に分けられる。MOPOは、Master Oscillator, Power Oscillatorの略で、インジェクションロック方式とも呼ばれており、増幅用チャンバの前後に共振器が設けられているレーザである。一方、MOPAは、Master Oscillator, Power Ampliferの略であり、増幅用チャンバの前後に共振器が設けられていないレーザである。 The two-stage laser system includes an oscillation stage laser (OSC laser) for outputting a narrow-band laser beam and an amplification stage laser for amplifying the narrow-band laser beam (referred to as seed light). (AMP). Two-stage laser systems can be divided into two types, MOPO and MOPA, depending on the means of amplification. MOPO is an abbreviation for Master Oscillator and Power Oscillator, which is also called an injection lock system, and is a laser in which resonators are provided before and after an amplification chamber. On the other hand, MOPA is an abbreviation for Master Oscillator and Power Amplifer, and is a laser in which resonators are not provided before and after the amplification chamber.
図27にMOPO方式の2ステージレーザ装置の基本構成を示す。
増幅段レーザ100aは、入力側ミラー(リア側ミラー)20aと出力側ミラー(フロント側ミラー)30aとからなるファブリーペロー型の光共振器と、この光共振器の間に位置しレーザガスを封入するレーザチャンバ10aを備えている。レーザチャンバ10a内には、レーザガスを励起して利得(ゲイン)領域を形成する一対の放電電極11a、12a等が設けられている。図27においては、一対の放電電極11a、12aは紙面に垂直な方向に配置されているものとする。レーザチャンバ10aにおけるレーザ光の光軸上にあって、レーザ光出力部分には、ウインドウ13a、14aが設けられている。
FIG. 27 shows a basic configuration of a MOPO type two-stage laser apparatus.
The
また、発振段レーザ100oは、例えば拡大プリズムとグレーティング(回折格子)等によって構成される狭帯域化モジュール20o内の光学素子が兼ねるリア側ミラーとフロントミラー30oとで構成される光共振器と、この光共振器の間に位置しレーザガスを封入するレーザチャンバ10oとを備えている。レーザチャンバ10o内には、レーザガスを励起して利得(ゲイン)領域を形成する一対の放電電極11o、12o等が設けられている。図27においては、一対の放電電極11o、12oは紙面に垂直な方向に配置されているものとする。レーザチャンバ10oにおけるレーザ光の光軸上にあって、レーザ光出力部分には、ウインドウ13o、14oが設けられている。 Further, the oscillation stage laser 100o includes an optical resonator composed of a rear-side mirror and a front mirror 30o that also serve as optical elements in the narrow-band module 20o composed of, for example, a magnifying prism and a grating (diffraction grating). A laser chamber 10o is disposed between the optical resonators and encloses a laser gas. In the laser chamber 10o, there are provided a pair of discharge electrodes 11o, 12o and the like that excite laser gas to form a gain region. In FIG. 27, it is assumed that the pair of discharge electrodes 11o and 12o are arranged in a direction perpendicular to the paper surface. Windows 13o and 14o are provided at the laser beam output portion on the optical axis of the laser beam in the laser chamber 10o.
放電電極11a、12a及び放電電極11o、12oには、対向する電極間に高電圧を印加するためのパルス電源回路(図示せず)がそれぞれ接続されている。これらパルス電源回路の充電電圧を変化させると、対向する電極間の電界強度を変化させることができるため、レーザ出力を変化させることができる。 A pulse power supply circuit (not shown) for applying a high voltage between the opposing electrodes is connected to the discharge electrodes 11a and 12a and the discharge electrodes 11o and 12o, respectively. When the charging voltage of these pulse power supply circuits is changed, the electric field strength between the opposing electrodes can be changed, so that the laser output can be changed.
また、ガスレーザ装置がエキシマレーザの場合に、レーザガスはエキシマーを構成する組成ガス(KrFの場合は、KrガスとF2ガス、ArFの場合は、ArガスとF2ガス)と希釈ガス(NeまたはHeガス)とから成り、このレーザガスの組成比や全圧を変化させても、レーザ出力を変化させることができる。 Further, when the gas laser device is an excimer laser, the laser gas is a composition gas constituting the excimer (Kr gas and F2 gas in the case of KrF, Ar gas and F2 gas in the case of ArF) and dilution gas (Ne or He gas). The laser output can be changed by changing the composition ratio and the total pressure of the laser gas.
(露光装置:ステッパー方式とスキャナー方式)
エキシマレーザは、パルス放電励起ガスレーザであるために、レーザ発振は図28(a)に示すようなパルス発振となる。同図28(a)は、エキシマレーザを半導体露光装置の光源として用いる場合の発振パターンである。この運転状態は、レーザ光を所定回数連続してパルス発振させる連続パルス発振運転と、所定時間だけパルス発振を休止させる発振休止とを繰り返すバーストモード発振になっている。
(Exposure equipment: Stepper method and scanner method)
Since the excimer laser is a pulse discharge excitation gas laser, the laser oscillation is a pulse oscillation as shown in FIG. FIG. 28A shows an oscillation pattern when an excimer laser is used as a light source of a semiconductor exposure apparatus. This operating state is a burst mode oscillation that repeats a continuous pulse oscillation operation in which the laser beam is continuously oscillated a predetermined number of times and an oscillation pause in which the pulse oscillation is stopped for a predetermined time.
先ず、ステッパー方式に関して説明する。
図28(b)は、複数のICチップTPが配列された半導体ウェハWを示す。半導体ウェハWはステージ上に載置され、照射位置に設置される。半導体ウェハW上の1つのICチップTPを露光するにあたっては、レチクル(マスク)を固定するとともにステージの移動を停止し、半導体ウェハWに塗布されたレジストが感光するのに必要な多数(数百個以上)の連続パルス光を略正方形のICチップTP全面に照射する。1つのICチップTPに対する露光処理が終了すると、ステージを移動させて次の未照射ICチップTPをレチクルの下方に配置し、同様に連続パルス光を照射する。このような露光及びステージ移動を交互に行い、半導体ウェハW上の全ICチップTPの露光が終了すると、露光済みの半導体ウェハWを照射位置から搬出し、次の半導体ウェハWを照射位置に設置して、前述した光照射を繰り返す。
First, the stepper method will be described.
FIG. 28B shows a semiconductor wafer W on which a plurality of IC chips TP are arranged. The semiconductor wafer W is placed on the stage and placed at the irradiation position. In exposing one IC chip TP on the semiconductor wafer W, the reticle (mask) is fixed and the movement of the stage is stopped, and a large number (several hundreds) necessary for the resist applied to the semiconductor wafer W to be exposed is exposed. Are applied to the entire surface of the substantially square IC chip TP. When the exposure processing for one IC chip TP is completed, the stage is moved to place the next unirradiated IC chip TP below the reticle, and similarly, continuous pulse light is irradiated. When such exposure and stage movement are alternately performed and exposure of all the IC chips TP on the semiconductor wafer W is completed, the exposed semiconductor wafer W is unloaded from the irradiation position, and the next semiconductor wafer W is set at the irradiation position. Then, the light irradiation described above is repeated.
このように露光とステージ移動とを交互に繰り返す方式をステップ アンド リピート(略してステッパー)方式という。このステッパー方式の場合、光源となるエキシマレーザの運転状態は必然的にバーストモード運転となる。なお、ステッパー方式の場合の特徴として以下の点が上げられる。 This method of alternately repeating exposure and stage movement is called a step-and-repeat (abbreviated stepper) method. In the case of this stepper method, the operation state of the excimer laser serving as the light source is necessarily a burst mode operation. In addition, the following points are raised as features in the case of the stepper method.
連続パルス発振によって1つのICチップTWに照射するパルス光のエネルギ積算値が一定となるように制御すればよいので、比較的容易に露光量制御することができるというメリットがある。例えば、図28(c)のように、連続パルス発振の途中でレーザパルス強度が変化したとしても、ICチップTWに照射したレーザ光のエネルギ積算値が必要な露光量になっていれば問題はない。しかし、露光するICチップTPが大きい場合は、投影レンズのフィールド形状(レーザ照射エリア)がそのままICチップTPの大きさとなり、大きな投影レンズが必要になるので、コスト高となる。 Since it is only necessary to control the energy integrated value of the pulsed light applied to one IC chip TW by constant pulse oscillation, there is an advantage that the exposure amount can be controlled relatively easily. For example, as shown in FIG. 28C, even if the laser pulse intensity changes in the middle of continuous pulse oscillation, the problem arises if the integrated energy value of the laser light applied to the IC chip TW is a required exposure amount. Absent. However, when the IC chip TP to be exposed is large, the field shape (laser irradiation area) of the projection lens becomes the size of the IC chip TP as it is, and a large projection lens is required, which increases the cost.
従来の露光装置のシステムはこのステッパー方式が主流であったが、現在の露光装置のシステムは後述するステップ アンド スキャン(略してスキャナー)方式が主流となっている。一方、スキャナー方式においては、ステッパー方式で簡易な制御とされていた露光量制御を高精度に行う必要がある。 The stepper method is the mainstream in conventional exposure apparatus systems, but the step-and-scan (abbreviated scanner) method, which will be described later, is the mainstream in current exposure apparatus systems. On the other hand, in the scanner method, it is necessary to perform the exposure amount control, which is a simple control in the stepper method, with high accuracy.
以下にスキャナー方式に関して説明する。
スキャナー方式は、露光時に投影レンズのフィールド形状(レーザ照射エリア)を長方形の形状とし、レチクル(マスク)と半導体ウエハWとをこの長方形の短軸方向に沿って逆向きに同時に移動させて露光する方式である。このようにレチクル(マスク)と半導体ウエハWとを動作させるため、投影レンズが小さくても大きな面積の露光が可能となる。すなわち、大きなICチップTPを小さな投影レンズで露光することが可能となり、投影レンズのコストを抑えることができる。
The scanner method will be described below.
In the scanner method, the field shape (laser irradiation area) of the projection lens is set to a rectangular shape at the time of exposure, and the reticle (mask) and the semiconductor wafer W are simultaneously moved in opposite directions along the short axis direction of the rectangle for exposure. It is a method. Since the reticle (mask) and the semiconductor wafer W are operated in this way, a large area can be exposed even if the projection lens is small. That is, a large IC chip TP can be exposed with a small projection lens, and the cost of the projection lens can be reduced.
この方式の場合の露光量制御は、以下のようになる。 The exposure amount control in this method is as follows.
図29(a)は、図28(a)に示した1バースト周期内のパルス列を拡大して示したものである。各パルス光のエネルギをPi(i=1、2、…)とし、ある範囲のパルス数(n個)にわたる露光量をSi(i=1、2、…)とする。露光量Siは、iパルス目から(i+n)パルス目までのn個のパルスのエネルギ積算値Pi+…+Pi+nである。スキャナー方式の露光装置の場合、図29(b)に示すように、連続的に半導体ウェハWを移動させながら露光するため、各露光量S1、S2、…Siを一定にする必要がある。そのためは、毎パルスのレーザエネルギを一定にするか、露光量S1、S2、…Siを一定にするよう毎パルスのレーザのエネルギを制御する必要がある。 FIG. 29A shows an enlarged view of the pulse train within one burst period shown in FIG. The energy of each pulsed light is Pi (i = 1, 2,...), And the exposure amount over a certain number of pulses (n) is Si (i = 1, 2,...). The exposure amount Si is an energy integrated value Pi +... + Pi + n of n pulses from the i-th pulse to the (i + n) -th pulse. In the case of a scanner type exposure apparatus, as shown in FIG. 29B, exposure is performed while moving the semiconductor wafer W continuously, so that the exposure amounts S1, S2,. Therefore, it is necessary to control the laser energy of each pulse so that the laser energy of each pulse is constant or the exposure amounts S1, S2,.
ある範囲のパルス数にわたる露光量を一定にするという技術は多数開示されている。
例えば、特許文献1には、毎パルスのレーザエネルギを均一にして露光量を一定にするために、充電電圧を制御する方法が開示されている。また、特許文献2には、特許文献1と同じく毎パルスのレーザエネルギを均一にして露光量を一定にするために、ハロゲンガスの組成比を制御する方法が開示されている。
Many techniques for making the exposure dose constant over a range of pulse numbers have been disclosed.
For example,
特許文献3については、図30を用いて説明する。
図30は従来技術の制御システムを示す。このシステムでは、パルス化光源91すなわちレーザ装置から出力された光は、可変減衰器92を通過し、露光量モニタ93でエネルギが測定され、露光される装置94すなわち露光装置に到達する。露光量モニタは測定結果を制御器95に送信する。制御器95は受信した測定結果を元にして露光量を計算し、最小減衰量を求めて可変減衰器92を設定する。また、露光量に必要なショット数を計算し、パルス化光源91を設定する。
FIG. 30 shows a prior art control system. In this system, light output from a pulsed
図31は従来技術の可変減衰器を示す。この可変減衰器92は、盤面の縁部がビーム光路に対して直交する回転自在の円盤92aと、円盤92aの縁部に嵌合された透過率の異なる複数のNDフィルタ92bと、を備える。制御器95は円盤92aを回転制御し、所望の透過率のNDフィルタ92bをビーム光路上に配置する。
前述したとおり、液浸露光では、高NA化によりレンズの透過率が低下するため、一定露光量を得るために光源であるレーザの高出力化が必要とされている。また、露光装置の高スループット化のためにも、レーザの高出力化が必要とされている。 As described above, in the immersion exposure, the transmittance of the lens is lowered due to the increase in NA, and therefore, it is necessary to increase the output of the laser as a light source in order to obtain a constant exposure amount. Further, in order to increase the throughput of the exposure apparatus, it is necessary to increase the output of the laser.
レーザの高出力化が必要とされる一方、これまでの低出力で動作する露光装置も数多く稼動しているため、レーザ装置全般に必要とされるレーザ出力の範囲が拡大されてきた。ところが、それぞれの露光装置が要するレーザ出力に合わせてレーザを製造するとなると、レーザの汎用性が無くなり、またコストも膨大になるという問題が浮上してきた。こうした問題を解消するためには、1台のレーザで多くの露光装置に対応できるよう、1台のレーザの出力可能範囲、すなわちダイナミックレンジを大きくする必要がある。 While it is necessary to increase the output of the laser, many exposure apparatuses that have been operated at a low output so far have been in operation, so the range of the laser output required for the entire laser apparatus has been expanded. However, when a laser is manufactured in accordance with the laser output required for each exposure apparatus, there is a problem that the versatility of the laser is lost and the cost is enormous. In order to solve such a problem, it is necessary to increase the output range of one laser, that is, the dynamic range so that one laser can cope with many exposure apparatuses.
1台のレーザで出力を変動させる方法としては、レーザガスの励起強度、すなわち充電電圧を変化させたり、ガス組成やガス圧力を変化させることが考えられる。しかし、ガスレーザにおいて「充電電圧HV−レーザ出力E」と「充電電圧HV−エネルギばらつきσ」には図32に示すような特性があり、充電電圧HVでレーザ出力Eを変化させると、発振パルスエネルギのばらつきσが大きくなり、許容範囲を超える場合もある。 As a method of changing the output with one laser, it is conceivable to change the excitation intensity of the laser gas, that is, the charging voltage, or change the gas composition or gas pressure. However, in the gas laser, “charge voltage HV−laser output E” and “charge voltage HV−energy variation σ” have characteristics as shown in FIG. 32. When the laser output E is changed with the charge voltage HV, the oscillation pulse energy is changed. Variation σ becomes large and may exceed the allowable range.
スキャナー方式の露光装置では、毎パルスエネルギのばらつきを小さくする必要がある。そのため、露光装置から要求されるエネルギばらつきσの許容範囲内で充電電圧HVを変化させた場合は、レーザ出力Eの可変範囲が小さくなる。一般にスキャナー方式の露光装置ではエネルギばらつきσを略一定にするために、中心出力の±10W程度しかレーザ出力Eを変化させることができない。逆にダイナミックレンジを大きくしようとすると、エネルギばらつきσが大きくなり使用できない。 In the scanner type exposure apparatus, it is necessary to reduce the variation in the energy of each pulse. Therefore, when the charging voltage HV is changed within the allowable range of the energy variation σ required from the exposure apparatus, the variable range of the laser output E becomes small. In general, in a scanner type exposure apparatus, the laser output E can be changed only by about ± 10 W of the center output in order to make the energy variation σ substantially constant. Conversely, if the dynamic range is to be increased, the energy variation σ increases and cannot be used.
また、エネルギばらつきσを無視したとしても、充電電圧HVを減少させていくと、ある値以下ではレーザ発振しなくなるため、要求されるダイナミックレンジを得ることはできない。充電電圧HVを減少させると、エネルギばらつきσが大きくなるのは、放電が不安定になり均一なゲイン領域が確保できなくなるからである。 Even if the energy variation σ is ignored, if the charging voltage HV is decreased, the laser oscillation does not occur below a certain value, so that the required dynamic range cannot be obtained. When the charging voltage HV is reduced, the energy variation σ increases because the discharge becomes unstable and a uniform gain region cannot be secured.
また、ガス組成やガス圧を変化させる場合も充電電圧を変化させる場合と同様に、ダイナミックレンジを大きくしようとすると、発振パルスエネルギのばらつきσが大きくなる。 Further, when the gas composition and gas pressure are changed, as in the case of changing the charging voltage, when the dynamic range is increased, the variation σ of oscillation pulse energy increases.
図33に、求められるレーザ出力のダイナミックレンジの一例を示す。現存する種々の露光装置では大体90Wから40Wの範囲内のレーザ出力が要求されている。しかし、充電電圧で出力を変化させる場合のダイナミックレンジは、例えば、90W動作のレーザでは90±10W程度の範囲aとなり、60W動作のレーザでは60±10W程度の範囲bとなり、40W動作のレーザでは40±10W程度の範囲cとなり、いずれも必要なダイナミックレンジには到達しない。このため、充電電圧やガス組成、ガス圧の変化以外の方法で、ダイナミックレンジをかせぐ必要がある。 FIG. 33 shows an example of the required dynamic range of the laser output. In various existing exposure apparatuses, a laser output within a range of about 90 W to 40 W is required. However, the dynamic range when changing the output with the charging voltage is, for example, a range of about 90 ± 10 W for a laser operating at 90 W, a range b of about 60 ± 10 W for a laser operating at 60 W, and a laser operating at 40 W operation. The range c is about 40 ± 10 W, and none of them reach the required dynamic range. For this reason, it is necessary to increase the dynamic range by a method other than the change in charging voltage, gas composition, and gas pressure.
上記特許文献1〜3では、ダイナミックレンジを大きくするということが想定されていない。特に、特許文献1、2のレーザ装置は、充電電圧やレーザガスのガス組成を変化させるものであるため、ダイナミックレンジを大きくしようとすると、前述したように発振パルスエネルギのばらつきσが大きくなる。また、特許文献3のレーザ装置は、個々の露光装置に対応して製造され僅かなエネルギ変化を調整するのみであり、汎用性がない。
In the
そもそもレーザのダイナミックレンジを大きくするという課題は、最近になって新しく発生したものである。このため、この課題を解決するための明確な技術はこれまでのところ無く、従来の技術を単に用いても前述した諸問題が発生する。 In the first place, the problem of increasing the dynamic range of a laser has recently been newly developed. For this reason, there is no clear technique for solving this problem so far, and the above-described problems occur even if the conventional technique is simply used.
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、毎パルスエネルギ安定性を悪化させることなく、レーザ出力のダイナミックレンジを大きくできるレーザシステムまたはレーザ露光システムを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser system or a laser exposure system that can increase the dynamic range of laser output without deteriorating the stability of each pulse energy. .
第1発明に係るレーザシステムは、
レーザガスを封入するチャンバと、
前記チャンバ内のレーザガスを励起する励起源と、
レーザガスの励起に伴い前記チャンバから出力される光の一部は外部に出力し、残りは前記チャンバを介して共振させる光共振器と、
前記励起源の励起強度と前記チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光共振器から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記光共振器から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
前記光透過部における透過率を制御する透過率制御部と、
を有する。
The laser system according to the first invention is:
A chamber containing laser gas;
An excitation source for exciting the laser gas in the chamber;
A part of the light output from the chamber with excitation of the laser gas is output to the outside, and the rest is resonated through the chamber;
By controlling at least one of the excitation intensity of the excitation source and the gas composition or gas pressure in the chamber, the pulse variation of the optical energy output from the optical resonator falls within a preset allowable range. A laser controller;
A light transmissive part that allows light output from the optical resonator to pass through, and can increase and attenuate the energy of the transmitted light by changing its own transmittance; and
A transmittance control unit for controlling the transmittance in the light transmitting unit;
Have
第1発明を、図1を参照して説明する。 The first invention will be described with reference to FIG.
電源回路15及び放電電極11、12(以上、励起減)によってレーザチャンバ10内のレーザガスが励起されると、レーザチャンバ10からレーザ光が出力される。レーザ光の一部は光共振器20、30で共振し、一部は光共振器20、30外へ出力される。光共振器(フロントミラー30)から出力されたレーザ光は出力減衰機構50(光透過部)を透過し、露光装置200に到達する。
When the laser gas in the
レーザ装置1のメインコントローラ70(レーザ制御部、透過率制御部)は、充電電圧制御またはガス制御を行い、出力減衰機構50に入力される前のパルスエネルギPinを予め設定した許容範囲内の値、すなわちパルスばらつきが小さくなる値(目標パルスエネルギPL)にする。
The main controller 70 (laser control unit, transmittance control unit) of the
第2発明に係るレーザシステムは、
レーザガスを封入する発振用チャンバと、前記発振用チャンバ内のレーザガスを励起する発振用励起源と、レーザガスの励起に伴い前記発振用チャンバから出力される光の一部は外部に出力し、残りは前記チャンバを介して共振させる光共振器と、を有する発振段と、
レーザガスを封入する増幅用チャンバと、前記発振段から出力された光が前記増幅用チャンバ内に存在するときに前記増幅用チャンバ内のレーザガスを励起する増幅用励起源と、を有する増幅段と、
前記発振用励起源と前記増幅用励起源と前記発振用チャンバ内及び前記増幅用チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光増幅段から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記増幅段から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
前記光透過部における透過率を制御する透過率制御部と、
を有するレーザシステム。
The laser system according to the second invention is:
An oscillation chamber that encloses the laser gas, an oscillation excitation source that excites the laser gas in the oscillation chamber, a part of the light that is output from the oscillation chamber as the laser gas is excited, and the rest An oscillation stage having an optical resonator that resonates through the chamber;
An amplification stage that encloses a laser gas; and an amplification stage that excites a laser gas in the amplification chamber when light output from the oscillation stage is present in the amplification chamber;
Optical energy output from the optical amplification stage by controlling at least one of the oscillation excitation source, the amplification excitation source, the gas composition or the gas pressure in the oscillation chamber and the amplification chamber A laser control unit that keeps the pulse variation within a preset allowable range;
A light transmissive part that allows light output from the amplification stage to be transmitted and can increase and attenuate the energy of light transmitted by changing its own transmittance; and
A transmittance control unit for controlling the transmittance in the light transmitting unit;
A laser system.
第2発明を、図2、図27を参照して説明する。 The second invention will be described with reference to FIGS.
図27に図示しない電源回路及び放電電極11o、12o(以上、発振用励起減)によってレーザチャンバ10o内のレーザガスが励起されると、レーザチャンバ10oからレーザ光が出力される。レーザ光の一部は光共振器20o、30oで共振し、一部は光共振器20o、30o外へ出力される。発振段レーザ100oから出力されたレーザ光は増幅段レーザ100aに入力される。図27に図示しない電源回路及び放電電極11a、12a(以上、増幅用励起減)によってレーザチャンバ10a内のレーザガスが励起されると、レーザ光が増幅され出力される。フロントミラー30aから出力されたレーザ光は出力減衰機構50(光透過部)を透過し、露光装置200に到達する。
When the laser gas in the laser chamber 10o is excited by the power supply circuit and the discharge electrodes 11o and 12o (not shown in FIG. 27), the laser light is output from the laser chamber 10o. Part of the laser light is resonated by the optical resonators 20o and 30o, and part of the laser light is output outside the optical resonators 20o and 30o. Laser light output from the oscillation stage laser 100o is input to the
図2に示すレーザ装置1′のメインコントローラ70′(レーザ制御部、透過率制御部)は、充電電圧制御及びガス制御を行い、出力減衰機構50に入力される前のパルスエネルギPinを予め設定した許容範囲内の値、すなわちパルスばらつきが小さくなる値(目標パルスエネルギPL)にする。
A main controller 70 '(laser control unit, transmittance control unit) of the laser apparatus 1' shown in FIG. 2 performs charge voltage control and gas control, and presets the pulse energy Pin before being input to the
第3発明に係るレーザ露光システムは、
レーザガスを封入するチャンバと、
前記チャンバ内のレーザガスを励起する励起源と、
レーザガスの励起に伴い前記チャンバから出力される光の一部は外部に出力し、残りは前記チャンバを介して共振させる光共振器と、
前記励起源の励起強度と前記チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光共振器から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記光共振器から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
露光に要する光のエネルギ値が前記光透過部に入力前の光のエネルギ値以下であって、さらに該露光に要する光のエネルギ値を信号化して外部に送信する露光装置と、
前記露光装置から送信された信号に応じて前記光透過部における透過率を制御して、前記光透過部から出力される光のエネルギ値を前記露光装置から送信された信号で示されるエネルギ値に一致させる透過率制御部と、
を有する。
A laser exposure system according to a third invention is:
A chamber containing laser gas;
An excitation source for exciting the laser gas in the chamber;
A part of the light output from the chamber with excitation of the laser gas is output to the outside, and the rest is resonated through the chamber;
By controlling at least one of the excitation intensity of the excitation source and the gas composition or gas pressure in the chamber, the pulse variation of the optical energy output from the optical resonator falls within a preset allowable range. A laser controller;
A light transmissive part that allows light output from the optical resonator to pass through, and can increase and attenuate the energy of the transmitted light by changing its own transmittance; and
An exposure apparatus that has an energy value of light required for exposure equal to or lower than an energy value of light before being input to the light transmission unit, and further converts the energy value of light required for exposure into a signal and transmits the signal to the outside;
The transmittance of the light transmission unit is controlled according to the signal transmitted from the exposure apparatus, and the energy value of the light output from the light transmission unit is changed to the energy value indicated by the signal transmitted from the exposure apparatus. A matching transmittance control unit;
Have
第3発明を、図1を参照して説明する。 The third invention will be described with reference to FIG.
電源回路15及び放電電極11、12(以上、励起減)によってレーザチャンバ10内のレーザガスが励起されると、レーザチャンバ10からレーザ光が出力される。レーザ光の一部は光共振器20、30で共振し、一部は光共振器20、30外へ出力される。光共振器(フロントミラー30)から出力されたレーザ光は出力減衰機構50(光透過部)を透過し、露光装置200に到達する。
When the laser gas in the
レーザ装置1のメインコントローラ70(レーザ制御部、透過率制御部)は、充電電圧制御またはガス制御を行い、出力減衰機構50に入力される前のパルスエネルギPinを予め設定した許容範囲内の値、すなわちパルスばらつきが小さくなる値(目標パルスエネルギPL)にする。また、露光装置200から送信された目標パルスエネルギPtを示す信号に基づき、出力減衰機構50の透過率Tを制御して、レーザ装置1の出力エネルギを、露光装置200で要求される目標パルスエネルギPt(<目標パルスエネルギPL)に一致させる。
The main controller 70 (laser control unit, transmittance control unit) of the
第4発明に係るレーザ露光システムは、
レーザガスを封入する発振用チャンバと、前記発振用チャンバ内のレーザガスを励起する発振用励起源と、レーザガスの励起に伴い前記発振用チャンバから出力される光の一部は外部に出力し、残りは前記チャンバを介して共振させる光共振器と、を有する発振段と、
レーザガスを封入する増幅用チャンバと、前記発振段から出力された光が前記増幅用チャンバ内に存在するときに前記増幅用チャンバ内のレーザガスを励起する増幅用励起源と、を有する増幅段と、
前記発振用励起源と前記増幅用励起源と前記発振用チャンバ内及び前記増幅用チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光増幅段から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記増幅段から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
露光に要する光のエネルギ値が前記光透過部に入力前の光のエネルギ値以下であって、さらに該露光に要する光のエネルギ値を信号化して外部に送信する露光装置と、
前記露光装置から送信された信号に応じて前記光透過部における透過率を制御して、前記光透過部から出力される光のエネルギ値を前記露光装置から送信された信号で示されるエネルギ値に一致させる透過率制御部と、
を有する。
A laser exposure system according to a fourth invention is:
An oscillation chamber that encloses the laser gas, an oscillation excitation source that excites the laser gas in the oscillation chamber, a part of the light that is output from the oscillation chamber as the laser gas is excited, and the rest An oscillation stage having an optical resonator that resonates through the chamber;
An amplification stage that encloses a laser gas; and an amplification stage that excites a laser gas in the amplification chamber when light output from the oscillation stage is present in the amplification chamber;
Optical energy output from the optical amplification stage by controlling at least one of the oscillation excitation source, the amplification excitation source, the gas composition or the gas pressure in the oscillation chamber and the amplification chamber A laser control unit that keeps the pulse variation within a preset allowable range;
A light transmissive part that allows light output from the amplification stage to be transmitted and can increase and attenuate the energy of light transmitted by changing its own transmittance; and
An exposure apparatus that has an energy value of light required for exposure equal to or lower than an energy value of light before being input to the light transmission unit, and further converts the energy value of light required for exposure into a signal and transmits the signal to the outside;
The transmittance of the light transmission unit is controlled according to the signal transmitted from the exposure apparatus, and the energy value of the light output from the light transmission unit is changed to the energy value indicated by the signal transmitted from the exposure apparatus. A matching transmittance control unit;
Have
第4発明を、図2、図27を参照して説明する。 The fourth invention will be described with reference to FIGS.
図27に図示しない電源回路及び放電電極11o、12o(以上、発振用励起減)によってレーザチャンバ10o内のレーザガスが励起されると、レーザチャンバ10oからレーザ光が出力される。レーザ光の一部は光共振器20o、30oで共振し、一部は光共振器20o、30o外へ出力される。発振段レーザ100oから出力されたレーザ光は増幅段レーザ100aに入力される。図27に図示しない電源回路及び放電電極11a、12a(以上、増幅用励起減)によってレーザチャンバ10a内のレーザガスが励起されると、レーザ光が増幅され出力される。フロントミラー30aから出力されたレーザ光は出力減衰機構50(光透過部)を透過し、露光装置200に到達する。
When the laser gas in the laser chamber 10o is excited by the power supply circuit and the discharge electrodes 11o and 12o (not shown in FIG. 27), the laser light is output from the laser chamber 10o. Part of the laser light is resonated by the optical resonators 20o and 30o, and part of the laser light is output outside the optical resonators 20o and 30o. Laser light output from the oscillation stage laser 100o is input to the
図2に示すレーザ装置1′のメインコントローラ70′(レーザ制御部、透過率制御部)は、充電電圧制御及びガス制御を行い、出力減衰機構50に入力される前のパルスエネルギPinを予め設定した許容範囲内の値、すなわちパルスばらつきが小さくなる値(目標パルスエネルギPL)にする。また、露光装置200から送信された目標パルスエネルギPtを示す信号に基づき、出力減衰機構50の透過率Tを制御して、レーザ装置1′の出力エネルギを、露光装置200で要求される目標パルスエネルギPt(<目標パルスエネルギPL)に一致させる。
A main controller 70 '(laser control unit, transmittance control unit) of the laser apparatus 1' shown in FIG. 2 performs charge voltage control and gas control, and presets the pulse energy Pin before being input to the
第5発明に係るレーザシステムは、第3発明乃至第4発明において、
前記透過率制御部は、前記光透過部における透過率を、(露光に要する光のエネルギ値)/(前記光透過部に入力前の光のエネルギ値)に制御する。
A laser system according to a fifth invention is the third invention to the fourth invention,
The transmittance control unit controls the transmittance of the light transmission unit to (energy value of light required for exposure) / (energy value of light before being input to the light transmission unit).
出力減衰機構50の透過率Tは、露光装置200で露光に要する光のエネルギ、すなわち目標パルスエネルギPtと、出力減衰機構50に入力前の光のエネルギ、すなわち目標パルスエネルギPL値を用いて、T=Pt/PLにて求められる。
The transmittance T of the
本発明によると、レーザ装置は露光装置で要求されるエネルギよりも大きなエネルギを安定して出力可能に設定され、出力減衰機構によってエネルギを減衰させて出力する。つまり、エネルギを制御するために充電電圧等の放電パラメータを大きく制御する必要がなく、言い換えれば、エネルギばらつきを悪化させることなくエネルギを制御することができる。したがって、従来、エネルギばらつき抑制のために実現することができなかったダイナミックレンジの拡大を実現できる。 According to the present invention, the laser device is set so as to be able to stably output energy larger than the energy required by the exposure device, and the energy is attenuated by the output attenuation mechanism and output. That is, it is not necessary to largely control the discharge parameter such as the charging voltage in order to control the energy, in other words, the energy can be controlled without deteriorating the energy variation. Therefore, it is possible to realize an expansion of the dynamic range that could not be realized conventionally for suppressing energy variation.
以下、本発明のレーザ露光システムについて図面を参照して説明する。
(1.レーザ露光システムの構成と基本的な動作)
〔1−1.シングルレーザの場合〕
図1はシングルレーザを使用する場合の制御システム図を示す。
本実施形態に係るレーザ露光システムは、レーザ装置1と露光装置200とを有する。露光装置200はICチップの露光に要求される光のエネルギをレーザ装置1に要求し、レーザ装置1は露光装置200の要求に応じた光を出力する。レーザ装置1のダイナミックレンジの上限は、露光装置200で要求される光のエネルギ値以上に設定される。
The laser exposure system of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1. Configuration and basic operation of laser exposure system)
[1-1. (Single laser)
FIG. 1 shows a control system diagram when a single laser is used.
The laser exposure system according to the present embodiment includes a
露光装置200にはICチップの露光に必要なエネルギ値が設定されている。露光装置200は、エネルギ値をはじめとして、露光に要求される光の情報を信号化してレーザ装置1に送信する。なお本実施形態の露光装置200はスキャナー方式であるが、ステッパー方式でもよい。
In the
次に、レーザ装置1の構成を説明する。
レーザチャンバ10の内部には、所定距離だけ離隔し、互いの長手方向が平行であって、かつ放電面が対向する一対の放電電極11、12が設けられている。図1においては、放電電極11、12は紙面に垂直な方向に配置されている。また、レーザチャンバ10におけるレーザ光の光軸上にあって、レーザ光出力部分には、ウインドウ13、14が設けられている。ウインドウ13、14は、レーザ光に対する透過性を有する材料、例えばCaF2等によって構成されている。両ウインドウ13、14は、外側の面が互いに平行に配置され、また、レーザ光に対して反射損失を低減すべくブリュースタ角で設置される。
Next, the configuration of the
Inside the
レーザチャンバ10にはレーザ媒質としてレーザガスが封入される。F2レーザの場合にレーザガスは、F2ガスと、HeやNe等からなるバッファガスとの混合ガスである。KrFエキシマレーザの場合にレーザガスは、KrガスおよびF2ガスと、HeやNe等からなるバッファガスの混合ガスである。ArFエキシマレーザの場合にレーザガスは、ArガスおよびF2ガスと、HeやNe等からなるバッファガスの混合ガスである。各ガスは、ガス供給・排出機構16によって供給と排出が制御される。
A laser gas is sealed in the
レーザチャンバ10に設けられた放電電極11、12は電源回路15によって高電圧が印加される。放電電極11、12間の電圧が所定電圧を越えると放電が発生する。すると、レーザガスは励起されて高エネルギー準位に移行した後に、低エネルギー準位に移行する。このとき光が放出される。
A high voltage is applied to the
レーザチャンバ10のリア側には狭帯域化モジュール20が配置される。狭帯域化モジュール20には、例えばプリズムビームエキスパンダとグレーティング等の光学素子が設けられている。また、狭帯域化モジュール20には、エタロンと全反射ミラー等の光学素子が設けられる場合もある。
A band-narrowing
レーザチャンバ10のフロント側にはフロントミラー30が配置される。フロントミラー30と狭帯域化モジュール20内のグレーティングとで光共振器が構成される。レーザチャンバ10から出力された光の一部は、フロントミラー30を透過して外部に出力され、レーザチャンバ10から出力された光の残りは、レーザチャンバ10を介してこの光共振器20、30間を往復し増幅される。
A
フロントミラー30の出力側には第1パルスエネルギモニタ40が配置される。第1パルスエネルギモニタ40は受光センサなどを備え、フロントミラー30から出力されたパルス光の一部をサンプリングして、パルス光のエネルギ等を測定する。
A first
第1パルスエネルギモニタ40の出力側には出力減衰機構50が配置される。出力減衰機構50は、基本的には自身の透過率T(T≦1)の変更によって光共振器(フロントミラー30)から出力された光のエネルギを減衰する。出力減衰機構50は、光共振器(フロントミラー30)から出力された光のエネルギを最大値として、エネルギを増加減衰自在である。出力減衰機構50の具体的な構成については後述する。
An
出力減衰機構50の出力側には第2パルスエネルギモニタ60が配置される。第2パルスエネルギモニタ60は、第1パルスエネルギモニタ40と同様に受光センサなどを備え、出力減衰機構50から出力されたパルス光の一部をサンプリングして、パルス光のエネルギ等を測定する。
A second
メインコントローラ70は、レーザ露光システム内の他の構成要素との間で信号を送受信し、レーザ装置1の様々な動作を制御する。ここで、メインコントローラ70を中心とする信号の送受信について、以下で説明する。
The
露光装置200で露光に要求される光の目標パルスエネルギをPtとし、光共振器(フロントミラー30)から出力され出力減衰機構50に入力される光の目標パルスエネルギをPLとする。
The target pulse energy of light required for exposure in the
露光処理前に、露光装置200はレーザ装置1のメインコントローラ70に目標パルスエネルギPtを示す信号を送信する。
Before the exposure process, the
この信号を受信したメインコントローラ70は図32に示す特性に基づき、出力減衰機構50に入力される光のエネルギばらつきを最小近傍にすべく目標パルスエネルギPLを決定する。最小近傍とは、図32に示す許容範囲σ内という意味である。この許容範囲σは予め設定しておく。次に、メインコントローラ70は出力減衰機構50の透過率T(=Pt/PL)を求め、この透過率Tを得るべく出力減衰機構50に透過率を制御する信号を送信する。
The
第1パルスエネルギモニタ40は出力減衰機構50に入力される光のパルスエネルギ、すなわち減衰前のパルスエネルギPinを毎パルス検出し、その結果をレーザコントローラ70に送信する。
The first
この信号を受信したメインコントローラ70は減衰前のパルスエネルギPinが目標パルスエネルギPLとなるように、パルス毎に充電器コントローラ71を介して電源回路15に充電電圧を制御する信号を送信する。また、レーザガスの劣化によってパルスエネルギPinが低下した場合は、ガスコントローラ72を介してガス供給・排出機構16に各種ガスの供給量、排出量を制御する信号を送信する。
The
第2パルスエネルギモニタ60は出力減衰機構50から出力された光のパルスエネルギ、すなわち減衰後のパルスエネルギPoutを毎パルス検出し、その結果をレーザコントローラ70に送信する。
The second
この信号を受信したメインコントローラ70は以下(a)、(b)を確認する。
(a)露光装置200から送信された目標パルスエネルギPtと検出したパルスエネルギPoutが所定の範囲内に制御され、パルスエネルギのばらつきが許容範囲内にあるか。 (b)減衰前後のパルスエネルギPinとPoutの比が所定の透過率T(=Pout/Pin)となっているか。
The
(A) Whether the target pulse energy Pt transmitted from the
ここで、ダイナミックレンジの制御方法について説明する。
レーザ装置1は、必要なダイナミックレンジの最大値の出力で動作するように設計されている。つまり、光共振器(フロントミラー30)から出力されたレーザ光は、ダイナミックレンジの最大値に近い値で安定に出力される。
Here, a dynamic range control method will be described.
The
光共振器(フロントミラー30)から出力されたレーザ光は出力減衰機構50を通過する。出力減衰機構50を通過したレーザ光は、第2パルスエネルギモニタ60でパルスエネルギPoutを測定される。スキャナー方式の露光装置200からの露光装置タイプの情報(露光装置200で必要とされる光エネルギ情報)を、レーザ装置1のメインコントローラ70が受信すると、目標パルスエネルギPtが設定され、この値に基づき出力減衰機構50の透過率が設定される。
The laser light output from the optical resonator (front mirror 30) passes through the
このように、レーザの共振器外に出力減衰機構50を置くことによって、レーザ発振条件になんら影響を与えずに、露光装置200に入力するレーザ光出力を任意に制御することが可能となる。つまり、充電電圧等の放電パラメータを大きくは制御しないため、エネルギばらつきσを悪化させずに、ダイナミックレンジを拡大することができる。
Thus, by placing the
次に、充電電圧制御及びガス制御について説明する。 Next, charging voltage control and gas control will be described.
毎パルスエネルギ(露光量)の制御は、例えば、上記特許文献1で開示された充電電圧制御を利用することができる。特許文献1では、メインコントローラは、パルスエネルギモニタで測定されたエネルギに基づき、目標パルスエネルギにすべく次のパルスの充電電圧を演算し、その演算値を充電器コントローラに送信する。充電器コントローラは充電電圧をその値になるよう制御する。
The control of the pulse energy (exposure amount) can use, for example, the charge voltage control disclosed in
具体的に説明すると、最初の所定個数の各パルスに関しては、過去のパルス発振のデータのうち、発振停止時間、および1バーストサイクル内でのパルスの順番が同じで、かつ今回のパルス発振の目標パルスエネルギPLに近い出力パルスエネルギのモニタ値とそのときのパルスの励起強度を少なくとも1組読み出し、この読み出した値に基づいて今回のパルス発振の際の励起強度を演算し、該演算した励起強度値に基づいて充電電圧制御を行うとともに、前記最初の所定個数のパルス以降に発生される各パルスに関しては、今回のバースト周期内で既に出力された前パルスのパルスエネルギモニタ値およびそのときの充電電圧値を読み出し、これらの値に基づいて今回のパルス発振の際の充電電圧値を演算し、この充電電圧に基づいて制御を行う。 More specifically, for the first predetermined number of pulses, the oscillation stop time and the order of pulses within one burst cycle are the same among the past pulse oscillation data, and the current pulse oscillation target is set. Read at least one set of output pulse energy monitor value close to the pulse energy PL and the excitation intensity of the pulse at that time, calculate the excitation intensity at the time of the current pulse oscillation based on the read value, and calculate the calculated excitation intensity The charging voltage is controlled based on the value, and for each pulse generated after the first predetermined number of pulses, the pulse energy monitor value of the previous pulse already output within the current burst cycle and the charging at that time Read the voltage value, calculate the charging voltage value at the time of this pulse oscillation based on these values, and control based on this charging voltage Do.
レーザ動作を繰返し、チャンバ内部に不純物ガス等が発生して、充電電圧を最大にしても目標パルスエネルギPL以下になってしまう場合は、ガス組成またはガス圧力を制御すれば良い。一般的に、ハロゲンガス分圧を増加したり、全ガス圧力を増加することによって、レーザ出力を増加させることができる。ガスを制御することで、ゲインを増加させた状態で、充電電圧を制御して毎パルスエネルギが一定となるようにすれば良い。 If the laser operation is repeated and impurity gas or the like is generated inside the chamber and the charging voltage is maximized, the gas composition or gas pressure may be controlled if the target pulse energy PL is not reached. In general, the laser output can be increased by increasing the halogen gas partial pressure or increasing the total gas pressure. By controlling the gas, the charging voltage may be controlled so that the pulse energy becomes constant while the gain is increased.
〔1−2.2ステージレーザの場合〕
2ステージレーザの出力はシングルレーザの出力よりも大きいため、本発明によってダイナミックレンジをさらに大きくとることが可能となる。
[In case of 1-2.2 stage laser]
Since the output of the two-stage laser is larger than the output of the single laser, the dynamic range can be further increased according to the present invention.
図2に2ステージレーザを使用する場合の制御システム図を示す。図2は2ステージレーザのMOPOタイプを示しているが、本発明はMOPAタイプに対しても適用できる。なお、図2に示す構成は図1に示す構成と類似しており、ここでは同一符号を付した構成要素を除く構成を説明する。 FIG. 2 shows a control system diagram when a two-stage laser is used. FIG. 2 shows a MOPO type of a two-stage laser, but the present invention can also be applied to a MOPA type. The configuration shown in FIG. 2 is similar to the configuration shown in FIG. 1, and the configuration excluding the components given the same reference numerals will be described here.
本実施形態に係るレーザ露光システムは、レーザ装置1′と露光装置200とを有する。露光装置200はICチップの露光に要求される光のエネルギをレーザ装置1′に要求し、レーザ装置1′は露光装置200の要求に応じた光を出力する。レーザ装置1′のダイナミックレンジの上限は、露光装置200で要求される光のエネルギ値以上に設定される。
The laser exposure system according to the present embodiment includes a
発振段レーザ100oと増幅段レーザ100aは、図27に示したものと同一である。
The oscillation stage laser 100o and the
発振段レーザ100oの出力側には第1パルスエネルギモニタ40′が配置され、第1パルスエネルギモニタ40′の出力側には増幅段レーザ100aが配置され、増幅段レーザ100oの出力側には出力減衰機構50が配置され、出力減衰機構50の出力側には第2パルスエネルギモニタ60′が配置される。
A first pulse energy monitor 40 'is disposed on the output side of the oscillation stage laser 100o, an
第1パルスエネルギモニタ40′は図1に示す第1パルスエネルギモニタ40と同一であり、第2パルスエネルギモニタ60′は図1に示す第2パルスエネルギモニタ60と同一である。 The first pulse energy monitor 40 'is the same as the first pulse energy monitor 40 shown in FIG. 1, and the second pulse energy monitor 60' is the same as the second pulse energy monitor 60 shown in FIG.
メインコントローラ70′は、レーザ露光システム内の他の構成要素との間で信号を送受信し、レーザ装置1′の様々な動作を制御する。充電器コントローラ71′はメインコントローラ70′からの制御信号に応じて、発振段レーザ100oと増幅段レーザ100aの充電電圧制御を行う。ガスコントローラ72′はメインコントローラ70′からの制御信号に応じて、発振段レーザ100oと増幅段レーザ100aのガス制御を行う。
The main controller 70 'transmits and receives signals to and from other components in the laser exposure system, and controls various operations of the laser apparatus 1'. The charger controller 71 'controls the charging voltage of the oscillation stage laser 100o and the
ここで、ダイナミックレンジの制御方法について説明する。
増幅段レーザ100aは、必要なダイナミックレンジの最大値の出力で動作するように設計されている。例えば、必要なパルスエネルギのダイナミックレンジが5mJから15mJであれば、レーザ装置1′は、エネルギ安定性を維持した状態で5mJから15mJのエネルギを出力できることを前提とする。つまり、増幅段レーザ100aから出力されたレーザ光は、ダイナミックレンジの最大値に近い値で安定に出力される。
Here, a dynamic range control method will be described.
The
増幅段レーザ100aから出力されたレーザ光は出力減衰機構50を通過する。出力減衰機構50を通過したレーザ光は、第2パルスエネルギモニタ60′でパルスエネルギPoutを測定される。スキャナー方式の露光装置200からの露光装置タイプの情報(露光装置200で必要とされる光エネルギ情報)を、レーザ装置1′のメインコントローラ70′が受信すると、目標パルスエネルギPtが設定され、この値に基づき出力減衰機構50の透過率が設定される。
The laser light output from the
例えば、図3に示すように、レーザ装置1′の最大出力が15mJである場合に、露光装置200で要求されるエネルギが15mJであれば、出力減衰機構50の透過率Tを、15mJ/15mJ = 1に設定する。また、露光装置で要求されるエネルギが10mJであれば、出力減衰機構50の透過率Tを、10mJ/15mJ = 0.67に設定する。また、露光装置で要求されるエネルギが6.7mJであれば、出力減衰機構50の透過率Tを、6.7mJ/15mJ = 0.44に設定する。
For example, as shown in FIG. 3, when the maximum output of the laser apparatus 1 'is 15 mJ and the energy required by the
このように、レーザの共振器外に出力減衰機構50を置くことによって、レーザ発振条件になんら影響を与えずに、露光装置200に入力するレーザ光出力を任意に制御することが可能となる。つまり、充電電圧等の放電パラメータを大きくは制御しないため、エネルギばらつきσを悪化させずに、ダイナミックレンジを拡大することができる。
Thus, by placing the
次に、充電電圧制御及びガス制御について説明する。 Next, charging voltage control and gas control will be described.
毎パルスエネルギ(露光量)の制御は、例えば、上記特許文献1で開示された充電電圧制御を利用することができる。特許文献1では、メインコントローラは、パルスエネルギモニタで測定されたエネルギに基づき、目標パルスエネルギにすべく次のパルスの充電電圧を演算し、その演算値を充電器コントローラに送信する。充電器コントローラは増幅段レーザの充電電圧をその値になるよう制御する。
The control of the pulse energy (exposure amount) can use, for example, the charge voltage control disclosed in
具体的に説明すると、最初の所定個数の各パルスに関しては、過去のパルス発振のデータのうち、発振停止時間、および1バーストサイクル内でのパルスの順番が同じで、かつ今回のパルス発振の目標パルスエネルギPLに近い出力パルスエネルギのモニタ値とそのときのパルスの励起強度を少なくとも1組読み出し、この読み出した値に基づいて今回のパルス発振の際の励起強度を演算し、該演算した励起強度値に基づいて充電電圧制御を行うとともに、前記最初の所定個数のパルス以降に発生される各パルスに関しては、今回のバースト周期内で既に出力された前パルスのパルスエネルギモニタ値およびそのときの充電電圧値を読み出し、これらの値に基づいて今回のパルス発振の際の充電電圧値を演算し、この充電電圧に基づいて制御を行う。 More specifically, for the first predetermined number of pulses, the oscillation stop time and the order of pulses within one burst cycle are the same among the past pulse oscillation data, and the current pulse oscillation target is set. Read at least one set of output pulse energy monitor value close to the pulse energy PL and the excitation intensity of the pulse at that time, calculate the excitation intensity at the time of the current pulse oscillation based on the read value, and calculate the calculated excitation intensity The charging voltage is controlled based on the value, and for each pulse generated after the first predetermined number of pulses, the pulse energy monitor value of the previous pulse already output within the current burst cycle and the charging at that time Read the voltage value, calculate the charging voltage value at the time of this pulse oscillation based on these values, and control based on this charging voltage Do.
ところで、図2に示す構成には、出力減衰機構50の出力側に第2エネルギモニタ60′が配置されているが、増幅段レーザ100aの出力側にはエネルギモニタが配置されていない。このような場合は、減衰前のレーザの出力値Pinは、第2エネルギモニタ60′で測定されたエネルギ値Poutを出力減衰機構50の透過率Tで割った値(Pin=Pout/T)を使用する。または、出力減衰機構50の影響を除外してレーザ出力をモニタしたい場合は、図1に示すように、出力減衰機構50の入力側、すなわち増幅段レーザ100aの出力側にもパルスエネルギモニタを配置し、そのモニタ値に基づいて、充電電圧制御を実施すれば良い。
In the configuration shown in FIG. 2, the second energy monitor 60 'is arranged on the output side of the
レーザ動作を繰返し、チャンバ内部に不純物ガス等が発生して、充電電圧を最大にしても目標パルスエネルギPL以下になってしまう場合は、ガス組成またはガス圧力を制御すれば良い。一般的に、ハロゲンガス分圧を増加したり、全ガス圧力を増加することによって、レーザ出力を増加させることができる。ガスを制御することで、ゲインを増加させた状態で、充電電圧を制御して毎パルスエネルギが一定となるようにすれば良い。 If the laser operation is repeated and impurity gas or the like is generated inside the chamber and the charging voltage is maximized, the gas composition or gas pressure may be controlled if the target pulse energy PL is not reached. In general, the laser output can be increased by increasing the halogen gas partial pressure or increasing the total gas pressure. By controlling the gas, the charging voltage may be controlled so that the pulse energy becomes constant while the gain is increased.
(2.レーザ露光システムの処理フロー)
以下では、図1に示すシングルレーザを備えたレーザ露光システムの処理フローを代表して説明するが、図2に示す2ステージレーザを備えたレーザ露光システムの処理フローも基本的には同じである。
(2. Processing flow of laser exposure system)
Hereinafter, the processing flow of the laser exposure system including the single laser shown in FIG. 1 will be described as a representative, but the processing flow of the laser exposure system including the two-stage laser shown in FIG. 2 is basically the same. .
図4はメインルーチンのフローチャートを示す。
メインルーチンの処理フローは、大きく分けると、調整発振の処理フロー(ステップS11〜S14)と露光中の処理フロー(ステップS15〜S17)とに分けられる。
FIG. 4 shows a flowchart of the main routine.
The processing flow of the main routine can be broadly divided into a processing flow for adjustment oscillation (steps S11 to S14) and a processing flow during exposure (steps S15 to S17).
先ず、調整発振の処理フローを説明する。
露光装置200はレーザ装置1のメインコントローラ70に目標パルスエネルギPtを示す信号を送信する。メインコントローラ70はこの信号を受信し、調整発振のためにレーザ装置1の出射口に設けられたシャッタを閉じる(ステップS11)。
First, the processing flow of adjusted oscillation will be described.
The
次いで、目標パルスエネルギPL及び透過率Tの決定サブルーチンの処理が行われ、目標パルスエネルギPL及び透過率Tが決定される(ステップS12)。さらに、透過率制御サブルーチンの処理が行われ、決定した透過率Tを得るべく出力減衰機構50が制御される(ステップS13)。各サブルーチンの詳細については後述する。
Next, the target pulse energy PL and the transmittance T are determined, and the target pulse energy PL and the transmittance T are determined (step S12). Further, the transmittance control subroutine is processed, and the
そして、減衰後のパルスエネルギPoutと目標パルスエネルギPtとの差が許容範囲内にあれば、メインコントローラ70は露光装置200に準備OKを示す信号を送信するとともに、レーザ装置1の出射口に設けられたシャッタを開く(ステップS14)。以上で調整発振は終了し、露光処理に移行する。
If the difference between the attenuated pulse energy Pout and the target pulse energy Pt is within an allowable range, the
次に、露光中の処理フローを説明する。
露光装置200はレーザ装置1のメインコントローラ70に発振指令信号を送信し、メインコントローラ70はこの指令信号の受信に応じてレーザ発振を開始する。メインコントローラ70は、調整発振で決定された出力減衰機構50の透過率Tにてレーザ光のエネルギばらつきが小さくなるように、すなわち減衰前のパルスエネルギPinが目標パルスエネルギPLになるように、電源回路15の充電電圧を制御し、またガス供給・排出機構16のガス供給量、排出量を制御する(ステップS15)。
Next, a processing flow during exposure will be described.
The
各パルスにおいて、減衰後のパルスエネルギPoutと目標パルスエネルギPtとの差が許容範囲内にあり、且つ減衰前のパルスエネルギPinまたは減衰後のパルスエネルギPoutのエネルギばらつきが許容範囲内にある場合は、露光が継続される(ステップS16の判断Yes、ステップS17の判断Yes)。 In each pulse, the difference between the pulse energy Pout after attenuation and the target pulse energy Pt is within the allowable range, and the energy variation of the pulse energy Pin before attenuation or the pulse energy Pout after attenuation is within the allowable range. The exposure is continued (Yes in step S16, Yes in step S17).
減衰後のパルスエネルギPoutと目標パルスエネルギPtとの差が許容範囲外にあるか、減衰前のパルスエネルギPinまたは減衰後のパルスエネルギPoutのエネルギばらつきが許容範囲外にある場合は、露光が中断され、再度調整発振が行われる(ステップS16の判断No、ステップS17の判断No)。 If the difference between the pulse energy Pout after attenuation and the target pulse energy Pt is outside the allowable range, or if the energy variation of the pulse energy Pin before attenuation or the pulse energy Pout after attenuation is outside the allowable range, the exposure is interrupted. Then, the adjustment oscillation is performed again (No in Step S16, No in Step S17).
レーザ発振時にメインコントローラ70は、露光量が一定となるように毎パルスエネルギのばらつきを許容値に抑えるため、出力エネルギの毎パルス制御を行っている。この制御は、充電電圧制御やガス組成、ガス圧力制御などにより実施される。この制御方法は、従来技術、例えば上記特許文献1などで開示された方法を使用する。但し、ここで行われる充電電圧制御やガス組成、ガス圧力制御は、エネルギばらつきが許容範囲を超えるほどの制御ではない。
At the time of laser oscillation, the
次に、図4に示したサブルーチンのうち、目標パルスエネルギPL及び透過率Tの決定サブルーチンについて説明する。 Next, among the subroutines shown in FIG. 4, a subroutine for determining the target pulse energy PL and the transmittance T will be described.
図5は目標パルスエネルギPL及び透過率Tの決定サブルーチンのフローチャートを示す。
先ず、目標パルスエネルギPLの決定サブルーチンの処理が行われる(ステップS21)。次いで、メインコントローラ70は出力減衰機構50における透過率T=Pt/PLを演算する(ステップS22)。以上の処理終了後、図4に示すメインルーチンに戻る。
FIG. 5 shows a flowchart of a subroutine for determining the target pulse energy PL and the transmittance T.
First, the target pulse energy PL determination subroutine is processed (step S21). Next, the
図6(a)、(b)は目標パルスエネルギPLの決定サブルーチンのフローチャートを示す。
図6(a)のサブルーチンでは、出力減衰機構50に入力される光の最大定格出力Pmaxが目標パルスエネルギPLとして決定され、図5に示すメインルーチンに戻る。
FIGS. 6A and 6B show a flowchart of a subroutine for determining the target pulse energy PL.
In the subroutine of FIG. 6A, the maximum rated output Pmax of light input to the
図6(b)のサブルーチンでは、予めエネルギばらつきが最小となる減衰前のパルスエネルギPinが調整発振によって検出され、この値が目標パルスエネルギPLとして決定され、図5に示すメインルーチンに戻る。 In the subroutine of FIG. 6B, the pulse energy Pin before attenuation that minimizes the energy variation is detected by the adjustment oscillation in advance, this value is determined as the target pulse energy PL, and the process returns to the main routine shown in FIG.
図6(b)の処理の一例を具体的に説明する。目標パルスエネルギPLとエネルギばらつきの関係を測定するために、メインコントローラ70は、目標パルスエネルギPLをいくつかの水準(1〜n)で変更し、各目標パルスエネルギPLx(x=1〜n)時のエネルギばらつきを測定する。そのなかでエネルギばらつきが最小となった目標パルスエネルギPLxを最適な目標パルスエネルギPLとする。
An example of the process of FIG. 6B will be specifically described. In order to measure the relationship between the target pulse energy PL and the energy variation, the
次に、図4に示したサブルーチンのうち、透過率制御サブルーチンについて説明する。以下では、出力減衰機構50の構成の具体例を〔具体例1〜5〕として示し、出力減衰機構50毎に透過率制御の処理を説明する。
Next, the transmittance control subroutine among the subroutines shown in FIG. 4 will be described. Hereinafter, a specific example of the configuration of the
〔エネルギ減衰器の具体例1.透過反射素子による透過率制御〕
透過反射素子に対するレーザ光の入射角を制御することで透過率を制御することができる。
[Specific Examples of
The transmittance can be controlled by controlling the incident angle of the laser beam with respect to the transmission / reflection element.
図7(a)、(b)に示すように、出力減衰機構50は、レーザ光軸上に配置されたCaF2の2つの基板51aと、メインコントローラ70から送信される透過率Tを制御する信号に応じて2つの基板51aを回転駆動する回転ステージ51bとを有する。回転ステージ51bの回転中心軸は図7の紙面に垂直な方向と平行であり、回転ステージ51bは図7(b)に示す矢印方向及びその逆方向に回転自在である。レーザ光が基板51aに入射すると、一部の光は基板51aを透過するが、残りの光は基板51aの表面で反射する。この反射分だけレーザ光は減衰する。光の減衰の割合は、基板51aに対するレーザ光の入射角(基板51aの法線とレーザ光軸の成す角度)に応じて定まる。その原理を図8、図9を用いて説明する。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
レーザ光が、屈折率n1を持つ媒質から屈折率n2を持つ基板51aに入射角θiで入射したとき、基板51aを透過する光の透過角θtは、スネルの法則(下記(1)式)によって求められる。
sinθt/sinθi=n1/n2 … (1)
また、基板51aがノーコートの場合、その反射率はフレネル反射の式(下記(2)式、(3)式)によって決まる。
rs=〔sin(θi−θt)/sin(θi+θt)〕2 … (2)
rp=〔tan(θi−θt)/tan(θi+θt)〕2 … (3)
添え字、s、pはそれぞれs偏光、p偏光を意味する。p偏光は入射面に電場ベクトルが平行な偏光成分(図8で紙面に平行な向き)であり、s偏光は入射面に電場ベクトルが垂直な偏光成分(図8で紙面に垂直な向き)である。
When laser light is incident on a
sin θt / sin θi = n1 / n2 (1)
Further, when the
rs = [sin (θi−θt) / sin (θi + θt)] 2 (2)
rp = [tan (θi−θt) / tan (θi + θt)] 2 (3)
The subscripts s and p mean s-polarized light and p-polarized light, respectively. The p-polarized light is a polarized light component whose electric field vector is parallel to the incident surface (direction parallel to the paper surface in FIG. 8), and the s-polarized light is a polarized light component whose electric field vector is perpendicular to the incident surface (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 8). is there.
このように、基板表面での光の反射率は偏光成分によって異なる。通常、レーザ光線は線偏光なので、その線偏光をp偏光かs偏光に合わせて入射することによって、フレネルの反射式に従った反射率を得ることができる。 Thus, the reflectance of light on the substrate surface varies depending on the polarization component. Usually, since a laser beam is linearly polarized light, the reflectance according to the Fresnel reflection formula can be obtained by making the linearly polarized light incident on p-polarized light or s-polarized light.
また、p偏光は、反射率が0になる入射角があり、その角度をブリュースター角θbと呼ぶ。ブリュースター角θbは、
θb=arctan(n2/n1) … (4)
で示される。
The p-polarized light has an incident angle at which the reflectance becomes 0, and this angle is referred to as the Brewster angle θb. Brewster angle θb is
θb = arctan (n2 / n1) (4)
Indicated by
図9はp偏光及びs偏光の入射角と反射率の関係を示す。図9の縦軸は反射率を示し、横軸はブリュースター角θbを基準(角度0)とした場合の入射角θiを示す。レーザ光が基板に入射する際に、偏光がp偏光の向きであり且つ入射角がブリュースター角θbであれば、反射率は0になるので、基板内部での吸収や基板表面での散乱を無視すると、レーザ光は基板を100%透過することになる。図9で分かるように、入射角θiをブリュースター角θbから大きくしていくと反射率が急激に増加する。このため、減衰率(=1−透過率)を増加させるためには、図7(b)に示すように、基板51aに対するレーザ光の入射角θiをブリュースター角θbから増加させれば良い。
FIG. 9 shows the relationship between the incident angle of p-polarized light and s-polarized light and the reflectance. In FIG. 9, the vertical axis represents the reflectance, and the horizontal axis represents the incident angle θi with the Brewster angle θb as a reference (angle 0). When the laser beam is incident on the substrate, if the polarization is in the direction of p-polarized light and the incident angle is the Brewster angle θb, the reflectance will be 0, so that absorption inside the substrate or scattering on the substrate surface will occur. If neglected, the laser beam is 100% transmitted through the substrate. As can be seen from FIG. 9, when the incident angle θi is increased from the Brewster angle θb, the reflectance increases rapidly. Therefore, in order to increase the attenuation factor (= 1−transmittance), the incident angle θi of the laser beam with respect to the
仮に、基板51aが1つの場合は、基板透過後の光軸が基板透過前の光軸からずれる。また、基板51aを回転させて入射角θiを変化させた場合も、その入射角θiに応じて光軸のずれ量が変化する。こうした光軸ずれを補正するために、鏡面対象の2つの基板51aがレーザ光軸上の前後にレーザ光の入射角θiを同一にして配置される。2つの基板51aは同時に回転駆動され、各入射角θiが同時に制御される。
If there is only one
また、2つの基板51aを備える場合は反射面が4面になる。1面での透過率をtとすると、4面透過後の全透過率Tは T=t4 となる。1面でのフレネル反射率をrとすると、 t=(1−r) なので、 T=(1−r)4 となる。
When two
図10は2つの基板を用いた場合の透過率制御サブルーチンのフローチャートを示す。 先ず、メインコントローラ70は出力減衰機構50の透過率をTにすべく、基板51aに対するレーザ光の入射角θiを演算する。ここでは、レーザ光が基板51aに対してp偏光で入射した場合を想定する。前述したように、基板51aが2つの場合に反射面は4面になるため T=(1−rp)4 となる。透過率Tは前の処理(目標パルスエネルギPL及び透過率Tの決定サブルーチン)で決定されているため、p偏光成分の反射率rpが求められる。また、入射角θiは、前記したスネルの法則(上記(1)式)とフレネル反射の式(上記(3)式)と反射率rpとで求められる(ステップS31)。
FIG. 10 shows a flowchart of a transmittance control subroutine when two substrates are used. First, the
メインコントローラ70は減衰に必要な入射角θiを演算したら、制御信号を出力減衰機構50に送信する。出力減衰機構50がこの信号を受信すると、回転ステージ50bは基板51aを回転駆動し、基板51aに対するレーザ光の入射角を演算したθiにする(ステップS32)。
After calculating the incident angle θi necessary for attenuation, the
次いで、基板51aの制御を確認するために、出力確認サブルーチン1の処理が行われた後、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ33)。
Next, in order to confirm the control of the
図11は出力確認サブルーチン1のフローチャートを示す。
先ず、レーザを定格発振(目標パルスエネルギPLで発振)させる(ステップS41)。この際、第2パルスエネルギモニタ60は減衰後のパルスエネルギPoutを測定する(ステップS42)。メインコントローラ70は、第2パルスエネルギモニタ60で測定されたパルスエネルギPoutが露光装置200で要求される目標パルスエネルギPtになっているか否かを判断する。具体的には、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算する。誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以内であれば、ダイナミックレンジでの制御を終了して、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ43の判断Yes)。
FIG. 11 shows a flowchart of the
First, the laser is oscillated at rated power (oscillated at the target pulse energy PL) (step S41). At this time, the second pulse energy monitor 60 measures the attenuated pulse energy Pout (step S42). The
一方、誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dPより大きければ、入射角θiの微調整が行われる(ステップS43の判断No)。メインコントローラ70はパルスエネルギPoutが目標パルスエネルギPtより大きいか小さいかを判断する(ステップS44)。Pout>Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を増加させなければならないので、メインコントローラ70は入射角θiを微増させる制御をする。微増量をdθとした場合、入射角をθiからθi+dθにする(ステップS45)。Pout<Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を減少させなければならないので、メインコントローラ70は入射角θiを微減させる制御をする。微減量をdθとした場合、入射角をθiからθi−dθにする(ステップS46)。目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以下になるまで以上の処理が繰り返される。
On the other hand, if the error (| Pout−Pt |) is larger than the allowable error dP, the incident angle θi is finely adjusted (No in Step S43). The
なお、他の微調整の制御方法として、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算し、その差に見合った入射角の変化量を演算して、その変化量分だけ入射角を変化させても良い。 As another fine adjustment control method, an error (| Pout−Pt |) of the pulse energy Pout with respect to the target pulse energy Pt is calculated, and a change amount of the incident angle corresponding to the difference is calculated. The incident angle may be changed by that amount.
〔エネルギ減衰器の具体例2.偏光子による透過率制御〕
前述したように、レーザ光は線偏光である。この偏光を制御することで透過率を制御することができる。
[Specific Example of
As described above, the laser beam is linearly polarized light. The transmittance can be controlled by controlling the polarization.
図12(b)、(d)に示すように、出力減衰機構50は、レーザ光軸上に対して垂直に配置されたλ/2板52aと、λ/2板52aの出力側のレーザ光軸上に配置され表面にps分離膜52bが製膜されたCaF2の基板52cと、メインコントローラ70から送信される透過率Tを制御する信号に応じてλ/2板52aを光軸を中心にして回転駆動する回転機構52dとを有する。
As shown in FIGS. 12B and 12D, the
λ/2板52aは、その進相軸に対して遅相軸の成分の位相差を180°ずらすことができる。例えば、図12(a)、(b)に示すように、偏光方向が水平面と平行する線偏光が進相軸と45°の角度でλ/2板52aに入射した場合、λ/2板52aを透過したレーザ光の偏光方向は水平面に対する直交方向に変化する。
The λ / 2
基板52cはレーザ光が斜入射するように配置され、レーザ光のp偏光成分を100%透過させs偏光成分を高反射するように、入射面上にps分離膜52bが製膜される。
The
図12(b)に示すように、p偏光方向のレーザ光がps分離膜52bに入射した場合、レーザ光の100%の成分が透過する。
As shown in FIG. 12B, when laser light in the p-polarized direction is incident on the
図12(a)、(b)で示される状態では、ps分離膜52bに対してs偏光方向であるレーザ光が、λ/2板52aによって、ps分離膜52bに対してp偏光方向であるレーザ光にされる。したがって、このレーザ光のほぼ100%の成分がps分離膜52bを透過することになる。
In the state shown in FIGS. 12A and 12B, the laser light having the s polarization direction with respect to the
ここで、λ/2板52aの進相軸の角度をθとし、λ/2板52aに入射するレーザ光の偏光方向と進相軸との成す角が45°である状態、すなわち図12(a)、(b)に示す状態をθ=0と定義する。図12(c)、(d)は、λ/2板52aを光軸中心に回転させて進相軸の角度をθ≠0とした状態を示す。図12(c)、(d)に示すようにθ≠0の場合は、λ/2板52aを透過した光は楕円偏光になる。つまり、p偏光とs偏光が共に存在する。s偏光成分はps分離膜52bで反射するため透過しない。このため、s偏光成分の強度分だけ、全体の透過率が落ちることになる。
Here, the angle of the fast axis of the λ / 2
λ/2板52aにおいて、角度θが45°の場合、すなわちレーザ光の偏光方向と相軸が同じ向きである場合、λ/2板52aでレーザ光の位相は変化しないので、そのままs偏光成分のみがλ/2板52aから出射される。すると、レーザ光はps分離膜52bで反射されるため、全体の透過率はほぼ0になる。実際は100%反射する膜は製作が難しいので数%は透過する。
In the λ / 2
図13はps分離膜52bの透過率とλ/2板52aの進相軸の角度θとの関係を示す。透過率を制御するためには、θ=0となるようにλ/2板52aを配置し、λ/2板52aの回転角度をθ=0〜45°の範囲で制御すれば良い。すなわち、透過率を上げる場合はθを小さくし、透過率を下げる場合はθを大きくすれば良い。
FIG. 13 shows the relationship between the transmittance of the
図14はλ/2板を用いた場合の透過率制御サブルーチンのフローチャートを示す。 先ず、メインコントローラ70は出力減衰機構50の透過率をTにすべく、図13に示す関係から透過率Tに対応するλ/2板52aの角度θを求める。(ステップS51)。
FIG. 14 shows a flowchart of a transmittance control subroutine when a λ / 2 plate is used. First, the
メインコントローラ70は減衰に必要な角度θを求めたら、制御信号を出力減衰機構50に送信する。出力減衰機構50がこの信号を受信すると、回転機構52dはλ/2板52aを回転駆動し、λ/2板52aの進相軸の角度を求めたθにする(ステップS52)。
When the
次いで、λ/2板52aの制御を確認するために、出力確認サブルーチン2の処理が行われた後、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ53)。
Next, in order to confirm the control of the λ / 2
図15は出力確認サブルーチン2のフローチャートを示す。図15に示すサブルーチンは図11に示すサブルーチンと多くの処理が共通するが、ここでは改めて全ての処理を説明する。
FIG. 15 shows a flowchart of the
先ず、レーザを定格発振(目標パルスエネルギPLで発振)させる(ステップS61)。この際、第2パルスエネルギモニタ60は減衰後のパルスエネルギPoutを測定する(ステップS62)。メインコントローラ70は、第2パルスエネルギモニタ60で測定されたパルスエネルギPoutが露光装置200で要求される目標パルスエネルギPtになっているか否かを判断する。具体的には、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算する。誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以内であれば、ダイナミックレンジでの制御を終了して、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ63の判断Yes)。
First, the laser is oscillated at rated power (oscillated at the target pulse energy PL) (step S61). At this time, the second pulse energy monitor 60 measures the attenuated pulse energy Pout (step S62). The
一方、誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dPより大きければ、角度θの微調整が行われる(ステップS63の判断No)。メインコントローラ70はパルスエネルギPoutが目標パルスエネルギPtより大きいか小さいかを判断する(ステップS64)。Pout>Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を増加させなければならないので、メインコントローラ70は角度θを微増させる制御をする。微増量をdθとした場合、角度をθからθ+dθにする(ステップS65)。Pout<Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を減少させなければならないので、メインコントローラ70は角度θを微減させる制御をする。微減量をdθとした場合、角度をθからθ−dθにする(ステップS66)。目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以下になるまで以上の処理が繰り返される。
On the other hand, if the error (| Pout−Pt |) is larger than the allowable error dP, the angle θ is finely adjusted (No in Step S63). The
なお、他の微調整の制御方法として、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算し、その差に見合った角度の変化量を演算して、その変化量分だけ角度を変化させても良い。 As another fine adjustment control method, an error (| Pout−Pt |) of the pulse energy Pout with respect to the target pulse energy Pt is calculated, and an amount of change in angle corresponding to the difference is calculated. Only the angle may be changed.
〔エネルギ減衰器の具体例3.スリットによる透過率制御1〕
スリット等によって、単にレーザ光の光路面積を制御することで透過率を制御することができる。
[Specific Example of
The transmittance can be controlled simply by controlling the optical path area of the laser beam by means of a slit or the like.
図16(a)、(b)に示すように、出力減衰機構50は、レーザ光の光路を介して互いに近づきまた離れる方向に移動自在であるスリット53aと、メインコントローラ70から送信される透過率Tを制御する信号に応じてスリット53aを駆動する駆動機構53bとを有する。図16(a)に示すように、スリット53aがレーザ光を遮らない場合は、透過率Tは1となる。図16(b)に示すように、スリット53aがレーザ光を遮る場合は、透過率Tが1未満に減少する。
As shown in FIGS. 16A and 16B, the
なお、図16ではレーザビームの縦方向に2つのスリット53aが配置されているが、レーザビームの横方向に2つのスリットが配置されても良いし、1つのスリットが1方向から挿入される形態でも良い。
In FIG. 16, two
図17はスリットの移動量xと透過率との関係を示す。この関係をy=f(x)の関係で示せば、透過率TはT=f(x)で調整することが可能である。 FIG. 17 shows the relationship between the amount of movement x of the slit and the transmittance. If this relationship is represented by the relationship y = f (x), the transmittance T can be adjusted by T = f (x).
図18はスリットを用いた場合の透過率制御サブルーチンのフローチャートを示す。 先ず、メインコントローラ70は出力減衰機構50の透過率をTにすべく、透過率Tに対するスリット移動量xを求める。スリット移動量xは予め測定しておいた図17に示す関係f(x)を用いて計算される(x=f−1(T))。スリット移動量xと透過率Tとの関係式T=f(x)が表せない場合は、スリット移動量xと透過率Tとのデータベース(x、T)を作成しておき、メインコントローラ70はそのデータベースから透過率Tに対するスリット移動量xの値を読み出せば良い(ステップS71)。
FIG. 18 shows a flowchart of a transmittance control subroutine when a slit is used. First, the
メインコントローラ70は減衰に必要なスリット移動量xを求めたら、制御信号を出力減衰機構50に送信する。出力減衰機構50がこの信号を受信すると、駆動機構53bはスリット53aを移動量xだけ駆動する(ステップS72)。
After obtaining the slit movement amount x necessary for attenuation, the
次いで、スリット53aの制御を確認するために、出力確認サブルーチン3の処理が行われた後、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ73)。
Next, in order to confirm the control of the
図18は出力確認サブルーチン3のフローチャートを示す。図18に示すサブルーチンは図11、図15に示すサブルーチンと多くの処理が共通するが、ここでは改めて全ての処理を説明する。
FIG. 18 shows a flowchart of the
先ず、レーザを定格発振(目標パルスエネルギPLで発振)させる(ステップS81)。この際、第2パルスエネルギモニタ60は減衰後のパルスエネルギPoutを測定する(ステップS82)。メインコントローラ70は、第2パルスエネルギモニタ60で測定されたパルスエネルギPoutが露光装置200で要求される目標パルスエネルギPtになっているか否かを判断する。具体的には、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算する。誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以内であれば、ダイナミックレンジでの制御を終了して、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ83の判断Yes)。
First, the laser is oscillated at rated power (oscillated at the target pulse energy PL) (step S81). At this time, the second pulse energy monitor 60 measures the attenuated pulse energy Pout (step S82). The
一方、誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dPより大きければ、移動量xの微調整が行われる(ステップS83の判断No)。メインコントローラ70はパルスエネルギPoutが目標パルスエネルギPtより大きいか小さいかを判断する(ステップS84)。Pout>Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を増加させなければならないので、メインコントローラ70は移動量xを微増させる制御をする。微増量をdxとした場合、移動量をxからx+dxにする(ステップS85)。Pout<Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を減少させなければならないので、メインコントローラ70は移動量xを微減させる制御をする。微減量をdxとした場合、移動量をxからx−dxにする(ステップS86)。目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以下になるまで以上の処理が繰り返される。
On the other hand, if the error (| Pout−Pt |) is larger than the allowable error dP, the movement amount x is finely adjusted (No in Step S83). The
なお、他の微調整の制御方法として、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算し、その差に見合った移動量の変化量を演算して、その変化量分だけ移動量を変化させても良い。 As another fine adjustment control method, an error (| Pout−Pt |) of the pulse energy Pout with respect to the target pulse energy Pt is calculated, a change amount of the movement amount corresponding to the difference is calculated, and the change amount is calculated. The amount of movement may be changed by that amount.
〔エネルギ減衰器の具体例4.スリットによる透過率制御2〕
図20(a)、(b)に示すように、出力減衰機構50は、レーザ光を通過させる孔の絞り量が可変である絞りスリット54aと、メインコントローラ70から送信される透過率Tを制御する信号に応じて絞りスリット54aの絞り量を制御する駆動機構54bとを有する。図20(a)に示すように、絞りスリット54aがレーザ光を遮らない場合は、透過率Tは1となる。図20(b)に示すように、絞りスリット54aがレーザ光を遮る場合は、透過率Tが1未満に減少する。
[Specific Example of Energy Attenuator 4. Transmittance control by slit 2]
As shown in FIGS. 20A and 20B, the
図21は絞りスリットの絞り量zと透過率との関係を示す。この関係をy=g(z)の関係で示せば、透過率TはT=g(z)で調整することが可能である。 FIG. 21 shows the relationship between the aperture amount z of the aperture slit and the transmittance. If this relationship is represented by the relationship y = g (z), the transmittance T can be adjusted by T = g (z).
図22は絞りスリットを用いた場合の透過率制御サブルーチンのフローチャートを示す。
先ず、メインコントローラ70は出力減衰機構50の透過率をTにすべく、透過率Tに対するスリット絞り量zを求める。スリット絞り量zは予め測定しておいた図21に示す関係g(z)を用いて計算される(z=g−1(T))。スリット絞り量zと透過率Tとの関係式T=g(z)が表せない場合は、スリット絞り量zと透過率Tとのデータベース(z、T)を作成しておき、メインコントローラ70はそのデータベースから透過率Tに対するスリット絞り量zの値を読み出せば良い(ステップS91)。
FIG. 22 shows a flowchart of a transmittance control subroutine when a diaphragm slit is used.
First, the
メインコントローラ70は減衰に必要なスリット絞り量zを求めたら、制御信号を出力減衰機構50に送信する。出力減衰機構50がこの信号を受信すると、駆動機構54bは絞りスリット54aの絞り量zを制御する(ステップS92)。
When the
次いで、絞りスリット54aの制御を確認するために、出力確認サブルーチン4の処理が行われた後、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ93)。
Next, in order to confirm the control of the
図23は出力確認サブルーチン4のフローチャートを示す。図23に示すサブルーチンは図18に示すサブルーチンと多くの処理が共通するが、ここでは改めて全ての処理を説明する。 FIG. 23 shows a flowchart of the output confirmation subroutine 4. The subroutine shown in FIG. 23 has many processes in common with the subroutine shown in FIG. 18, but all processes will be described here again.
先ず、レーザを定格発振(目標パルスエネルギPLで発振)させる(ステップS101)。この際、第2パルスエネルギモニタ60は減衰後のパルスエネルギPoutを測定する(ステップS102)。メインコントローラ70は、第2パルスエネルギモニタ60で測定されたパルスエネルギPoutが露光装置200で要求される目標パルスエネルギPtになっているか否かを判断する。具体的には、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算する。誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以内であれば、ダイナミックレンジでの制御を終了して、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップ103の判断Yes)。
First, the laser is oscillated at rated power (oscillated at the target pulse energy PL) (step S101). At this time, the second pulse energy monitor 60 measures the attenuated pulse energy Pout (step S102). The
一方、誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dPより大きければ、絞り量zの微調整が行われる(ステップS93の判断No)。メインコントローラ70はパルスエネルギPoutが目標パルスエネルギPtより大きいか小さいかを判断する(ステップS104)。Pout>Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を増加させなければならないので、メインコントローラ70は絞り量zを微増させる制御をする。微増量をdzとした場合、絞り量をzからz+dzにする(ステップS105)。Pout<Ptの場合は、出力減衰機構50での減衰量を減少させなければならないので、メインコントローラ70は絞り量zを微減させる制御をする。微減量をdzとした場合、絞り量をzからz−dzにする(ステップS106)。目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)が許容誤差dP以下になるまで以上の処理が繰り返される。
On the other hand, if the error (| Pout−Pt |) is larger than the allowable error dP, the aperture amount z is finely adjusted (No in Step S93). The
なお、他の微調整の制御方法として、目標パルスエネルギPtに対するパルスエネルギPoutの誤差(|Pout−Pt|)を演算し、その差に見合った絞り量の変化量を演算して、その変化量分だけ絞り量を変化させても良い。 As another fine adjustment control method, an error (| Pout−Pt |) of the pulse energy Pout with respect to the target pulse energy Pt is calculated, a change amount of the aperture amount corresponding to the difference is calculated, and the change amount is calculated. The aperture amount may be changed by the amount.
〔エネルギ減衰器の具体例5.部分反射膜による透過率制御〕
レーザ光が透過する部分反射膜の反射率を制御することで透過率を制御することができる。
[Specific Example of Energy Attenuator 5. (Transmittance control by partially reflective film)
The transmittance can be controlled by controlling the reflectance of the partially reflective film through which the laser light is transmitted.
図24に示すように、出力減衰機構50は、複数の異なる部分反射膜55aが製膜されたCaF2の基板55bと、メインコントローラ70から送信される透過率Tを制御する信号に応じて基板55bを駆動する駆動機構55cとを有する。図24では基板55bに3種類の部分反射膜55a1〜55a3が直線状に製膜されており、駆動機構55cが基板55bを紙面上下方向に駆動することによって、部分反射膜55a1〜55a3のいずれかがレーザ光路に配置される。実際には、露光に必要な分の部分反射膜を製膜すれば良い。
As shown in FIG. 24, the
なお、部分反射膜は、図24には示すように直線状に配置される必要はない。例えば、同心円上に配置されていても良い。 The partial reflection film does not need to be arranged linearly as shown in FIG. For example, they may be arranged on concentric circles.
図25は部分反射膜55a1〜55a3の透過率を示す。図25に示すように、部分反射膜55aを用いた出力減衰機構50は、反射率を複数段階に切り換えているのみであるため、透過率がステップ状に変化する。
FIG. 25 shows the transmittance of the partial reflection films 55a1 to 55a3. As shown in FIG. 25, since the
図26は部分反射膜を用いた場合の透過率制御サブルーチンのフローチャートを示す。 先ず、メインコントローラ70は出力減衰機構50の透過率をTに近い値にすべく、図25に示す関係から部分反射膜55aを選択する。(ステップS111)。
FIG. 26 shows a flowchart of a transmittance control subroutine when a partially reflective film is used. First, the
メインコントローラ70は部分反射膜55aを選択したら、制御信号を出力減衰機構50に送信する。出力減衰機構50がこの信号を受信すると、駆動機構55cは基板55aを駆動し、選択した部分反射膜55aをレーザ光路に配置し、図4に示すメインルーチンに戻る(ステップS112)。
When the
以上説明した本発明によると、レーザ装置は露光装置で要求されるエネルギよりも大きなエネルギを安定して出力可能に設定され、出力減衰機構によってエネルギを減衰させて出力する。つまり、エネルギを制御するために充電電圧等の放電パラメータを大きく制御する必要がなく、言い換えれば、エネルギばらつきを悪化させることなくエネルギを制御することができる。したがって、従来、エネルギばらつき抑制のために実現することができなかったダイナミックレンジの拡大を実現できる。 According to the present invention described above, the laser apparatus is set so as to be able to stably output energy larger than the energy required by the exposure apparatus, and the energy is attenuated by the output attenuation mechanism and output. That is, it is not necessary to largely control the discharge parameters such as the charging voltage in order to control the energy, in other words, the energy can be controlled without deteriorating the energy variation. Therefore, it is possible to realize an expansion of the dynamic range that could not be realized conventionally for suppressing energy variation.
1…レーザ装置
10…レーザチャンバ
11、12…放電電極
15…電源電圧
16…ガス供給・排出機構
50…出力減衰機構
70…メインコントローラ
200…露光装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記チャンバ内のレーザガスを励起する励起源と、
レーザガスの励起に伴い前記チャンバから出力される光の一部は外部に出力し、残りは前記チャンバを介して共振させる光共振器と、
前記励起源の励起強度と前記チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光共振器から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記光共振器から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
前記光透過部における透過率を制御する透過率制御部と、
を有するレーザシステム。 A chamber containing laser gas;
An excitation source for exciting the laser gas in the chamber;
A part of the light output from the chamber with excitation of the laser gas is output to the outside, and the rest is resonated through the chamber;
By controlling at least one of the excitation intensity of the excitation source and the gas composition or gas pressure in the chamber, the pulse variation of the optical energy output from the optical resonator falls within a preset allowable range. A laser controller;
A light transmissive part that allows light output from the optical resonator to pass through, and can increase and attenuate the energy of the transmitted light by changing its own transmittance; and
A transmittance control unit for controlling the transmittance in the light transmitting unit;
A laser system.
レーザガスを封入する増幅用チャンバと、前記発振段から出力された光が前記増幅用チャンバ内に存在するときに前記増幅用チャンバ内のレーザガスを励起する増幅用励起源と、を有する増幅段と、
前記発振用励起源と前記増幅用励起源と前記発振用チャンバ内及び前記増幅用チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光増幅段から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記増幅段から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
前記光透過部における透過率を制御する透過率制御部と、
を有するレーザシステム。 An oscillation chamber that encloses the laser gas, an oscillation excitation source that excites the laser gas in the oscillation chamber, a part of the light that is output from the oscillation chamber as the laser gas is excited, and the rest An oscillation stage having an optical resonator that resonates through the chamber;
An amplification stage that encloses a laser gas; and an amplification stage that excites a laser gas in the amplification chamber when light output from the oscillation stage is present in the amplification chamber;
Optical energy output from the optical amplification stage by controlling at least one of the oscillation excitation source, the amplification excitation source, the gas composition or the gas pressure in the oscillation chamber and the amplification chamber A laser control unit that keeps the pulse variation within a preset allowable range;
A light transmissive part that allows light output from the amplification stage to be transmitted and can increase and attenuate the energy of light transmitted by changing its own transmittance; and
A transmittance control unit for controlling the transmittance in the light transmitting unit;
A laser system.
前記チャンバ内のレーザガスを励起する励起源と、
レーザガスの励起に伴い前記チャンバから出力される光の一部は外部に出力し、残りは前記チャンバを介して共振させる光共振器と、
前記励起源の励起強度と前記チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光共振器から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記光共振器から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
露光に要する光のエネルギ値が前記光透過部に入力前の光のエネルギ値以下であって、さらに該露光に要する光のエネルギ値を信号化して外部に送信する露光装置と、
前記露光装置から送信された信号に応じて前記光透過部における透過率を制御して、前記光透過部から出力される光のエネルギ値を前記露光装置から送信された信号で示されるエネルギ値に一致させる透過率制御部と、
を有するレーザ露光システム。 A chamber containing laser gas;
An excitation source for exciting the laser gas in the chamber;
A part of the light output from the chamber with excitation of the laser gas is output to the outside, and the rest is resonated through the chamber;
By controlling at least one of the excitation intensity of the excitation source and the gas composition or gas pressure in the chamber, the pulse variation of the optical energy output from the optical resonator falls within a preset allowable range. A laser controller;
A light transmissive part that allows light output from the optical resonator to pass through, and can increase and attenuate the energy of the transmitted light by changing its own transmittance; and
An exposure apparatus that has an energy value of light required for exposure equal to or lower than an energy value of light before being input to the light transmission unit, and further converts the energy value of light required for exposure into a signal and transmits the signal to the outside;
The transmittance of the light transmission unit is controlled according to the signal transmitted from the exposure apparatus, and the energy value of the light output from the light transmission unit is changed to the energy value indicated by the signal transmitted from the exposure apparatus. A matching transmittance control unit;
A laser exposure system.
レーザガスを封入する増幅用チャンバと、前記発振段から出力された光が前記増幅用チャンバ内に存在するときに前記増幅用チャンバ内のレーザガスを励起する増幅用励起源と、を有する増幅段と、
前記発振用励起源と前記増幅用励起源と前記発振用チャンバ内及び前記増幅用チャンバ内のガス組成またはガス圧とのうち少なくとも一つを制御して、前記光増幅段から出力される光エネルギのパルスばらつきを予め設定された許容範囲内に収めるレーザ制御部と、
前記増幅段から出力される光が透過するとともに、自身の透過率を変化させることによって透過する光のエネルギを増加減衰自在である光透過部と、
露光に要する光のエネルギ値が前記光透過部に入力前の光のエネルギ値以下であって、さらに該露光に要する光のエネルギ値を信号化して外部に送信する露光装置と、
前記露光装置から送信された信号に応じて前記光透過部における透過率を制御して、前記光透過部から出力される光のエネルギ値を前記露光装置から送信された信号で示されるエネルギ値に一致させる透過率制御部と、
を有するレーザ露光システム。 An oscillation chamber that encloses the laser gas, an oscillation excitation source that excites the laser gas in the oscillation chamber, a part of the light that is output from the oscillation chamber as the laser gas is excited, and the rest An oscillation stage having an optical resonator that resonates through the chamber;
An amplification stage that encloses a laser gas; and an amplification stage that excites a laser gas in the amplification chamber when light output from the oscillation stage is present in the amplification chamber;
Optical energy output from the optical amplification stage by controlling at least one of the oscillation excitation source, the amplification excitation source, the gas composition or the gas pressure in the oscillation chamber and the amplification chamber A laser control unit that keeps the pulse variation within a preset allowable range;
A light transmissive part that allows light output from the amplification stage to be transmitted and can increase and attenuate the energy of light transmitted by changing its own transmittance; and
An exposure apparatus that has an energy value of light required for exposure equal to or lower than an energy value of light before being input to the light transmission unit, and further converts the energy value of light required for exposure into a signal and transmits the signal to the outside;
The transmittance of the light transmission unit is controlled according to the signal transmitted from the exposure apparatus, and the energy value of the light output from the light transmission unit is changed to the energy value indicated by the signal transmitted from the exposure apparatus. A matching transmittance control unit;
A laser exposure system.
The transmittance control unit controls the transmittance of the light transmission unit to (energy value of light required for exposure) / (energy value of light before being input to the light transmission unit). The laser exposure system described.
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