JP3957517B2 - レーザ装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造等に用いられるレーザ装置に関し、さらに、そのようなレーザ装置の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエハ上に塗布されたレジスト等を露光するために用いられる逐次移動型縮小投影露光装置(以下、「ステッパ」ともいう)においては、その露光量を一定に制御することが非常に重要である。このステッパ用の光源としては、最近の半導体装置の高集積密度の要求に対応するため、エキシマレーザ装置が広く用いられている。
【0003】
レーザ装置から出力されるレーザ光のエネルギーを一定にするためには、レーザ光のエネルギーが予め与えられた目標値と一致するように、レーザ装置自身が電圧指令値を決定することが考えられる。ここで、電圧指令値は、レーザ発振を励起する強度に対応している。しかしながら、この方法によれば、レーザ出力を一定にすることができても、レーザ装置から露光装置までの間の光伝送系の影響を受けてしまうので、ステッパにおける露光量に変動を生じる。
【0004】
上記のような光伝送系の影響を回避すべく、ステッパにおける露光量の制御のために、外部電圧制御モードが用いられている。外部電圧制御モードにおいては、レーザ装置は、露光装置から送信された電圧指令値に従って発振する。露光装置は、内部に設けられたセンサを用いてレーザ光のエネルギーを計測し、露光量を制御するためのアルゴリズムに従って電圧指令値を決定する。
【0005】
ところが、ステッパにおいては、露光と、ウエハが設置されたステージの移動とが交互に繰り返されるので、レーザ装置はいわゆるバースト発振モードで運転される。ここで、バースト発振モードとは、図12に示すように、所定回数だけ連続してパルス発振させた後、所定時間(t)だけパルス発振を休止させる運転を繰り返して行うことをいう。なお、図12は、励起強度(レーザ電源の発生するパルス電圧の値)を一定にした場合に出力されるレーザパルスのエネルギーを示している。
【0006】
図12に示すように、バースト発振モードの特徴として、所定時間休止した後の連続パルス発振(以下、「バースト発振」と称す)の初期においては、発振が安定した状態となって比較的高いパルスエネルギーが得られるが、パルス発振を続けると、放電電極及びレーザガスの温度上昇やレーザガス内の放電生成物(イオン、金属フッ化物等)の増加等によって徐々にパルス発振が不安定となり、パルスエネルギーが低下して行く。その結果、露光装置からレーザ装置に送信される電圧指令値を一定にしても、バースト発振の初期においてレーザパルスのエネルギーが大きくなるというスパイク現象が現れる。このスパイク現象は、パルス発振を休止した時間が長くなるほど顕著となる。
【0007】
このように、バースト発振モードの運転を行うレーザ装置の場合には、外部電圧制御モードにおいて露光装置からフィードバックを行うようにしても、上述したようなスパイク現象の影響による過渡的な出力変動が残ってしまい、露光量の制御における精度が著しく低下するという問題がある。スパイク現象は、レーザ装置の型式、個々のレーザ装置のバラツキ、運転条件やガス条件等によって変化するが、露光装置側においてこのようなレーザ装置の個性や状態を詳しく把握することは困難であり、レーザ装置側においてスパイク現象による出力変動を補償することが望まれる。
【0008】
また、レーザ装置においては、放電電極に印加されるパルス電圧の値と出力されるレーザパルスのエネルギーとの間の関係(ゲイン)は、一定ではない。印加電圧がしきい値よりも低い範囲においては、レーザ光が発生しない。印加電圧がしきい値を超えると、印加電圧が比較的低い範囲においてはゲインがほぼ一定であるが、印加電圧が比較的高い範囲においてはゲインが低下して行くという非直線性が存在する。従って、露光装置から送信される電圧指令値が高い範囲においては、レーザガスを励起させるための充電電圧を上昇させても、レーザ出力エネルギー増分が少なくなる傾向にある。
【0009】
これらの問題を解決するために、特開平10−144985号公報には、各パルスの出力値と目標値との差を各パルス毎に求め、この差が許容限界を超えたパルスに関しては、該パルスのパルス番号及び計測された発振休止時間に対応する電圧データテーブル手段の記憶電源電圧値が、当該パルス番号及び計測された発振休止時間に対応するブロックに設定された制御ゲインとの差を用いて補正更新されるレーザ装置が開示されている。しかしながら、各パルスの出力値と目標値との差が許容限界以下であっても、電圧指令値に対する各パルスの出力値を一定に近付けることが望まれる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、外部電圧制御モードにおいて露光装置から電圧指令値を受信して動作するレーザ装置において、バースト発振における全パルスのエネルギーを均一化して露光量の精度をよりいっそう向上させることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第1の観点に係るレーザ装置は、連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置であって、供給される電圧に従ってレーザ発振を行うことによりレーザパルスを出力するレーザ共振器と、レーザ共振器にレーザ発振用の電圧を供給する電源部と、バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期間の長さとに依存する補正値を格納した2次元テーブルを用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正すると共に、補正された電圧指令値に基づいて、電源部からレーザ共振器に供給される電圧を制御する制御手段とを具備する。
【0012】
また、本発明の第2の観点に係るレーザ装置は、連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置であって、供給される電圧に従ってレーザ発振を行うことによりレーザパルスを出力するレーザ共振器と、レーザ共振器から出力されるレーザパルスのエネルギーを計測してエネルギー値を出力する計測手段と、レーザ共振器にレーザ発振用の電圧を供給する電源部と、露光装置から供給される電圧指令値をエネルギー値に変換する変換手段と、変換手段から出力されるエネルギー値と計測手段から出力されるエネルギー値とに基づいて、電源部からレーザ共振器に供給される電圧を制御する制御手段とを具備する。
【0013】
さらに、本発明の第1の観点に係るレーザ装置の制御方法は、連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置を制御する方法であって、バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期間の長さとに依存する補正値を格納した2次元テーブルを用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正するステップ(a)と、補正された電圧指令値に基づいて、レーザ共振器に供給される電圧を制御することにより、レーザ共振器からレーザパルスを出力させるステップ(b)とを具備する。
【0014】
また、本発明の第2の観点に係るレーザ装置の制御方法は、連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置を制御する方法であって、露光装置から供給される電圧指令値を変換手段を用いてエネルギー値に変換するステップ(a)と、レーザ共振器から出力されるレーザパルスのエネルギーを計測手段を用いて計測してエネルギー値を出力させると共に、変換手段から出力されるエネルギー値と計測手段から出力されるエネルギー値とに基づいて、レーザ共振器に供給される電圧を制御することにより、レーザ共振器からレーザパルスを出力させるステップ(b)とを具備する。
【0015】
以上のように構成した本発明によれば、外部電圧制御モードにおいて露光装置から電圧指令値を受信して動作するレーザ装置において、バースト発振における全パルスのエネルギーを均一化して露光量の精度をよりいっそう向上させることが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素については同一の参照番号を付して、これらの説明を省略する。
図1に、本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置及び露光装置の構成を示す。レーザ装置10は、内部電圧制御モード又は外部電圧制御モードにおいてレーザ光を発生する。露光装置20は、このレーザ光を用いて、半導体ウエハ上に塗布されたレジスト等を露光する。
【0017】
レーザ装置10は、レーザチャンバ1と、リアミラー2と、フロントミラー3とを有するレーザ共振器を備えている。レーザ共振器のレーザチャンバ1内には、レーザ媒質として、Ar、F2、He等のガスを含む混合ガスが数気圧で充填されている。また、レーザチャンバ1には、放電用の一対の電極(図示せず)が紙面と直交する方向に対向して配置されており、これらの電極間には、パルスパワーモジュール等のレーザ電源部4によって、パルス状の高電圧が印加される。レーザチャンバ1内にレーザ媒質を供給し、電極間に高電圧を印加して放電を起こすと、レーザ媒質から光が発生する。
【0018】
レーザチャンバ1のリア側とフロント側の壁には、レーザチャンバ1を貫く光軸と所定のブリュースタ角を為すように2つのウインドがそれぞれ配置されている。レーザチャンバ1において発生したレーザ光は、リアミラー2とフロントミラー3との間を往復しながら増幅され、増幅されたレーザ光がフロントミラー3を透過してレーザ共振器の外部に出力される。
【0019】
ウインド3から出射したレーザ光は、レーザ装置10内に配置されたビームスプリッタ5によって一部が取り出され、センサ6によって出力レーザ光の1パルス当たりのエネルギー(パルスエネルギー)の計測が行われる。このエネルギー計測値E’は、エネルギー制御部8にフィードバックされる。一方、残りのレーザ光は露光装置20の方へ出射される。
【0020】
露光装置20は、センサ21とコントローラ22と露光器23とを含んでいる。露光器23においては、露光対象である半導体ウエハ上に塗布されたレジストにレーザ光が照射され、半導体ウエハを搭載したステージが逐次所定の距離ずつ移動するように制御が行われる。コントローラ22は、所望の露光量を得るために、DOSE制御のアルゴリズムに基づいて、次のパルスにおいて必要なエネルギー値を求め、これを電圧指令値に変換してレーザ装置10のエネルギー制御部8に送信する。電圧指令値は、レーザ装置10においてレーザ光を励起する強度に対応している。また、露光装置20は、各パルス発振のタイミングを指令するトリガ信号(TR)を出力し、1バースト毎に設定値がリセットされるように、バースト発振開始前にリセット信号を出力する。
【0021】
レーザ装置10においては、露光装置20内に配置されたコントローラ22から送信された電圧指令値に対し、レーザの持つスパイク特性の影響を減らすような補正が行われる。例えば、エネルギー制御部8において、送信された電圧指令値Vtから電圧補正量Vcを減じてレーザ発振するための電圧指令値Voを求める。この補正後の電圧指令値Voに従ってレーザ発振を行う。
【0022】
以下に、エネルギー制御部8内部の具体的構成について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置におけるエネルギー制御部を示す図である。ここで、露光装置20のコントローラ22から送信されてきた電圧指令値Vtは、電圧補正部31によってレーザ光のスパイク特性の影響を消去するような補正が行われる。補正後の電圧は、レーザ発振させるための電圧指令値Voとしてレーザ電源部4に送信される。
【0023】
例えば図3に示すように、エネルギー制御部において、露光装置から送信されてきた電圧指令値Vtから電圧補正量Vcを減じ、補正後の電圧指令値Voをレーザ電源部へ送信すると、レーザチャンバから補正後の電圧に対応するレーザ光が露光装置の方へ出射される。
【0024】
図4は、横軸にパルスの順番を示すパルス番号をとり、縦軸にパルスエネルギー又は電圧指令値をとっており、1番上の線はパルス番号とパルスエネルギーとの関係を示し、その下の2本の線はパルス番号と電圧指令値との関係を示している。露光装置から指定される指定電圧が一定(図4において、点線で示されている補正前の電圧指令値)の場合において、レーザのスパイク特性を消去するために、バースト運転開始直後は電圧指令値を小さくし、序々に電圧指令値を大きくして定常領域になったら電圧指令値が一定値となるようにする(図4において、実線で示されている補正後の電圧指令値)。このようにレーザ装置の放電電圧を制御することにより、露光装置に入射するレーザのパルスエネルギーを一定にすることができ(図4におけるパルスエネルギー)、露光装置から見ると、レーザ装置から出力されるレーザ光からスパイク特性の影響が消失したように見える。
【0025】
例えば図5に示すように、バースト発振開始時から所定パルス数(第n番目のパルス)までは後述する電圧補正用のテーブルを利用し、その後(第n+1番目のパルス)からバースト発振終了時までは、徐々に補正量をゼロに近づけて行くような所定の数式に基づいて電圧補正を行うことができる。レーザのスパイク特性によっては、図6に示すように、電圧補正用テーブルを使用する先頭のパルス数nを大きくしても良い。
【0026】
ここで、所定の数式とは、例えば、等差級数や等比級数などの数式をいう。図5において、第n番目のパルスのデータを初期値としたときに、第(i+1)番目のパルスの電圧補正量Vc(i+1)を求める方法を、以下に説明する。
数式が等差級数の場合には、次のようになる。
Vc(i+1)=Vc(i)−Vc(n)×R
ただし、i>n、Vc(i)>0、Rは0<R<1を満たす定数である。
数式が等比級数の場合には、次のようになる。
Vc(i+1)=Vc(i)×R’
ただし、i>n、Vc(i)>0、R’は0<R’<1を満たす定数である。
【0027】
次に、バースト発振開始から第n番目のパルスまでに使用される電圧補正用テーブルの作成方法について説明する。
まず、レーザ発振のエネルギーが一定となるモード(エネルギー一定モード)において求めた印加電圧に基づいて、スパイク特性の影響を消去するための目標電圧のテーブルを作成する。ここでは、スパイク現象は休止した時間が長くなるほど顕著になるので、パルス毎に、休止時間との関係において、例えば図7に示すような特性を有する電圧を格納した目標電圧のテーブルを作成する。なお、図7において、バースト発振開始から所定のパルス数を発振した後、定常状態になったときの電圧を平均して求めたバースト後半の平均電圧と目標電圧との差が電圧補正量になる。
【0028】
次に、このテーブルを用いて、例えば図8に示すような特性を有する電圧補正量を格納した電圧補正用テーブルを作成する。この電圧補正用テーブルも、目標電圧のテーブルと同様に、2次元のテーブルとなる。
【0029】
目標電圧のテーブルは、以下のようにして作成しても良い。
まず、レーザ装置と露光装置との間のシャッタを閉じてレーザ光が露光装置に入射されない状態にする。その後、例えば3つの休止時間T1、T2、T3(T1<T2<T3)について、レーザを実際に発振させてパルスエネルギーが一定となるように調整したときの放電電圧を求める。
【0030】
即ち、休止時間T1の場合において、試験運転の際の放電電圧をバースト発振開始から順に、V1(T1)、V2(T1)、…、Vn(T1)とする。同様に、休止時間T2の場合において、放電電圧をV1(T2)、V2(T2)、…、Vn(T2)とし、休止時間T3の場合において、放電電圧をV1(T3)、V2(T3)、…、Vn(T3)とする。また、休止時間T1の場合において、試験運転の結果検出された各パルスのエネルギーを、P1(T1)、P2(T1)、…、Pn(T1)とする。同様に、休止時間T2の場合において、各パルスのエネルギーをP1(T2)、P2(T2)、…、Pn(T2)とし、休止時間T3の場合において、各パルスのエネルギーをP1(T3)、P2(T3)、…、Pn(T3)とする。
【0031】
次いで、第1番目のパルスに関して、発振エネルギーの目標値をPrとすると、|P1(T1)−Pr|<閾値、|P1(T2)−Pr|<閾値、|P1(T3)−Pr|<閾値を満足するまで放電電圧V1(T1)、V1(T2)、V1(T3)を調整しながらレーザ発振を繰り返し、第1番目のパルスに関する目標電圧V11、V21、V31を求める。次に、この3点に基づいて、例えば直線補完等により3点の間に位置する各点における目標電圧データを得る。同様にして、第2番目以降のパルスについても電圧データテーブルを作成することができる。これにより、例えば図7に示すような目標電圧が得られる。また、これをテーブルとして表すと、次の表のようになる。
【表1】
【0032】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図9は、本発明の第2の実施形態に係るレーザ装置におけるエネルギー制御部を示す図である。このエネルギー制御部38においては、エネルギー変換部41が、露光装置のコントローラから受信した電圧指令値Vtに基づいて露光装置が必要とするエネルギー値を逆算し、これをエネルギー目標値Eとしてエネルギーの制御が行われる。エネルギーの制御は、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せで行われる。
【0033】
エネルギー変換部41において、送信されてきた電圧指令値Vtをエネルギー目標値Eに正確に変換するために、露光装置に記憶されている入出力パラメータと同一の入出力パラメータを記憶しておくことが望ましい。即ち、露光装置は、レーザの入出力特性を計測した後、最終的な変換パラメータ(Ei,Vi)(i=0、1、2、3)をエネルギー変換部41に送信する。エネルギー変換部41は、下記に示す変換式E=F(Vt)に基づいて、露光装置からの電圧指令値Vtをエネルギー値に変換し、その値をエネルギー目標値Eとする。なお、入出力特性は、基準値(E0,V0)〜(E3,V3)を直線補完したものとする。
Vt≦V1のときは、次の変換式による。
E=E0+(E1−E0)/(V1−V0)×(Vt−V0)
V1<Vt≦V2のときは、次の変換式による。
E=F(V1)+(E2−E1)/(V2−V1)×(Vt−V1)
V2<Vtのときは、次の変換式による。
E=F(V2)+(E3−E2)/(V3−V2)×(Vt−V2)
ただし、V0<V1<V2<V3である。
【0034】
バースト発振期間の初期における所定数のパルス発振の期間(図12に示すスパイク領域に相当する)における制御の場合には、セレクタ45によって、電圧テーブル学習制御部42の出力が選択される。電圧テーブル学習制御部42は、各バースト発振のスパイク領域において、学習制御によってスパイクキラー制御(スパイク特性の影響を消去すること)を行うものであり、次回のパルス発振のためにエネルギー目標値Eに対応して出力すべき電圧指令値Voのテーブルを記憶しておき、1パルス毎にエネルギー偏差値ΔEを求め、これに基づいて算出した電圧指令値Voを学習値として更新する。エネルギー偏差値ΔEは、エネルギー変換部41によって求められたエネルギー目標値Eと、センサー6(図1参照)によって計測されたエネルギー測定値E’との差である。
【0035】
一方、バースト発振期間における所定数のパルス発振以降の期間(以下、「毎パルス領域」ともいう)における制御の場合には、セレクタ45によって毎パルス制御部43の出力が選択される。例えば、所定数のパルス発振以後のパルス発振に対しては、毎パルス制御部43によって毎パルス制御が行われる。毎パルス制御部43は、バースト発振の先頭からi番目のパルス発振の際に、直前の(i−1)番目のパルス発振の時に更新された電圧指令値Vo(i−1)を、今回の電圧指令値Vo(i)として出力する。その後、毎パルス制御部43は、今回のエネルギー偏差値ΔEに基づいて電圧指令値Vo(i)を更新し、更新された電圧指令値Vo(i)を記憶する。同一バースト発振の場合には、この記憶された電圧指令値Vo(i)が次のパルス発振時に出力されるので、基本的にはフィードバック制御を行っていることになる。
【0036】
また、電圧オフセット部44は、エネルギー目標値に対応した電圧オフセット量を求めてセレクタ45の出力に加算することにより、フィードフォワード制御を行う。ここで、電圧オフセット量としては、例えば、エネルギー目標値Eと所定の基準値EREFとの差ΔEREFに応じたオフセット電圧ΔVを次式から求める。
ΔV=K×ΔEREF
ただし、Kは、レーザ電源部への電圧指令値とパルスエネルギーとの関係を表すレーザの入出力特性から決まる係数である。
【0037】
以上の動作をまとめると、スパイク領域における制御の場合には、前回のパルス発振の際に更新して記録しておいた電圧指令値Voを電圧テーブル学習制御部42から読出し、これにオフセット電圧ΔVを加算して、今回の電圧指令値としてレーザ電源に出力する。なお、最初のバースト発振の際、即ち、それまでに1回も学習されてないときには、予め記憶しておいた初期の電圧テーブルが参照される。一方、毎パルス領域における制御の場合には、毎パルス制御部42から電圧指令値Vo(i−1)を読出し、これにオフセット電圧ΔVを加算して、今回の電圧指令値としてレーザ電源に出力する。
【0038】
以下に、エネルギー制御部において、露光装置で使用した入出力特性と同一の変換パラメータを使用して電圧補正を行い、レーザ電源部へ電圧指令値を出力する方法について説明する。
【0039】
図10は、本実施形態において、エネルギー制御された電圧指令値を生成する方法を示すフローチャートである。この方法においては、露光装置がレーザ装置の入出力特性を計測した後、最終的な変換パラメータをレーザ装置に送信する。
【0040】
まず、ステップS1において、エネルギー制御部内に配置されたエネルギー変換部の入出力特性のパラメータ(Ei,Vi)を初期化する。ステップS2において、露光装置からの変換パラメータを受信したか否か判断し、受信した場合には、ステップS3において受信したパラメータを設定した後、ステップS4に移行する。受信していない場合には、直ちにステップS4に移行する。
【0041】
ステップS4において、露光装置から電圧指令値を受信したか否か判断し、受信した場合には、ステップS5において受信データの読込みを行う。次に、読み込んだ電圧指令値について、ステップS3において設定した変換パラメータを用いてエネルギー値に変換し(ステップS6)、このエネルギー値をエネルギー目標値とする(ステップS7)。ステップS8において、エネルギー目標値に基づいて電圧オフセット量を計算し、電圧指令値を出力する。その後、ステップS2に戻る。
一方、ステップS4において、露光装置からの電圧指令値を受信していない場合には、直ちにステップS2へ戻る。
【0042】
図11は、本実施形態において、エネルギー制御された電圧指令値を生成する別の方法を示すフローチャートである。この方法においては、露光装置がレーザ装置の入出力特性を計測する際、露光装置から送信された設定値や露光装置が取得した計測値をレーザ装置において記憶しておき、これらに基づいてレーザ装置が変換パラメータを得る。
【0043】
ステップS11において、エネルギー変換手段41の入出力特性のパラメータ(Ei,Vi)を初期化する。ステップS12において、露光装置が入出力特性を計測するか否か判断し、計測する場合には、ステップS13において計測回数(i)をカウントする。さらに、ステップS14において、露光装置からエネルギー目標値Eiを受信し、ステップS15において、受信したエネルギー目標値Eiを記憶する。ステップS16において、パルスエネルギーが一定になるようにレーザの発振を行い、電圧テーブルを作成する。ステップS17において、電圧テーブルから平均電圧を求め、ステップS18において、平均電圧値を露光装置に送信すると共に、これを記憶する。その後、ステップS13に戻り、ステップS13〜S18の操作を繰り返す。
【0044】
入出力特性の計測が終了した場合には、ステップS19において、露光装置からの電圧指令値を受信したか否か判断し、受信している場合には、ステップS20において受信データ(電圧指令値Vt)の読込みを行う。さらに、ステップS21において、電圧指令値Vtのエネルギー目標値Eへの変換を行う。ステップS22において、エネルギー目標値に基づいて電圧オフセット量を計算し、電圧指令値を出力する。その後、ステップS12に戻る。
一方、ステップS19において、露光装置からの電圧指令値を受信していないと判断した場合には、ステップS12に戻る。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部電圧制御モードにおいて露光装置から電圧指令値を受信して動作するレーザ装置において、バースト発振における全パルスのエネルギーを均一化して露光量の精度をよりいっそう向上させることが可能となる。レーザ装置のスパイク特性による出力エネルギーの変動を補正することができるので、露光装置から見ると、実質的にレーザ装置のスパイク特性が消失したように見える。また、露光装置は、従来の露光量制御アルゴリズムやソフトウェアをそのまま使用することができるので、コスト的にも有利である。さらに、露光装置においては、露光量制御のアルゴリズムにおいて、レーザ装置の特性を考慮する負担が減り、露光量制御の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置及び露光装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置におけるエネルギー制御部を示す図である。
【図3】電圧指令値の補正の様子を示す図である。
【図4】パルスエネルギーと電圧指令値との関係を示す図である。
【図5】テーブルと所定の数式により電圧補正量を求めることを示す図である。
【図6】テーブルにより電圧補正量を求めることを示す図である。
【図7】目標電圧の特性を示す図である。
【図8】電圧補正量の特性を示す図である。
【図9】本発明の第2の実施形態に係るレーザ装置におけるエネルギー制御部を示す図である。
【図10】本発明の第2の実施形態において、エネルギー制御された電圧指令値を生成する方法を示すフローチャートである。
【図11】本発明の第2の実施形態において、エネルギー制御された電圧指令値を生成する別の方法を示すフローチャートである。
【図12】放電電圧を一定にした場合の各パルスのエネルギーを示す図である。
【符号の説明】
1 レーザチャンバ
2、3 ウインド
4 レーザ電源部
5 ビームスプリッタ
6 センサ
8、38 エネルギー制御部
10 レーザ装置
20 露光装置
21 センサ
22 コントローラ
23 露光器
31 電圧補正部
41 エネルギー変換部
42 電圧テーブル学習制御部
43 毎パルス制御部
44 電圧オフセット部
45 セレクタ
Claims (19)
- 連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置であって、
供給される電圧に従ってレーザ発振を行うことによりレーザパルスを出力するレーザ共振器と、
前記レーザ共振器にレーザ発振用の電圧を供給する電源部と、
バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期間の長さとに依存する補正値を格納した2次元テーブルを用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正すると共に、補正された電圧指令値に基づいて、前記電源部から前記レーザ共振器に供給される電圧を制御する制御手段と、
を具備するレーザ装置。 - 前記制御手段が、前記2次元テーブルに格納されている補正値の他に、前記2次元テーブルに格納されている補正値に所定の演算を施して得られた値を用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正する、請求項1記載のレーザ装置。
- 前記所定の演算が、等差級数演算又は等比級数演算である、請求項2記載のレーザ装置。
- 連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置であって、
供給される電圧に従ってレーザ発振を行うことによりレーザパルスを出力するレーザ共振器と、
前記レーザ共振器から出力されるレーザパルスのエネルギーを計測してエネルギー値を出力する計測手段と、
前記レーザ共振器にレーザ発振用の電圧を供給する電源部と、
露光装置から供給される電圧指令値をエネルギー値に変換する変換手段と、
前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値とに基づいて、前記電源部から前記レーザ共振器に供給される電圧を制御する制御手段と、
を具備するレーザ装置。 - 前記エネルギー変換手段が、露光装置において使用される変換パラメータと同一の変換パラメータを使用して、露光装置から供給される電圧指令値をエネルギー値に変換する、請求項4記載のレーザ装置。
- 前記制御手段が、
バースト発振期間の初期における所定数のパルス発振の期間において、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に対応する電圧指令値をテーブルから読み出して出力する第1の制御手段と、
バースト発振期間における前記所定数のパルス発振以降の期間において、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に基づいてフィードバック制御を行うことにより電圧指令値を出力する第2の制御手段と、
を含む、請求項4又は5記載のレーザ装置。 - 前記第1の制御手段が、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に基づいて算出した電圧指令値をテーブルに記憶すると共に、これを更新して学習制御を行う、請求項6記載のレーザ装置。
- 前記制御手段が、前記変換手段から出力されるエネルギー値に基づいて補正電圧を出力する補正手段をさらに含む、請求項6又は7記載のレーザ装置。
- 前記第1の制御手段から出力される電圧指令値と前記第2の制御手段から出力される電圧指令値との内の一方を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された電圧指令値に前記補正手段から出力される補正電圧を加算する加算手段と、
をさらに具備する請求項8記載のレーザ装置。 - 連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置を制御する方法であって、
バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期間の長さとに依存する補正値を格納した2次元テーブルを用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正するステップ(a)と、
補正された電圧指令値に基づいて、レーザ共振器に供給される電圧を制御することにより、前記レーザ共振器からレーザパルスを出力させるステップ(b)と、
を具備するレーザ装置の制御方法。 - レーザパルスのエネルギー値が一定となるようにして、バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期間の長さとに対する放電電圧の関係を求めることにより、前記2次元テーブルを作成するステップをさらに具備する請求項10記載のレーザ装置の制御方法。
- ステップ(a)が、前記2次元テーブルに格納されている補正値の他に、前記2次元テーブルに格納されている補正値に所定の演算を施して得られた値を用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正することを含む、請求項10又は11記載のレーザ装置の制御方法。
- 前記所定の演算が、等差級数演算又は等比級数演算である、請求項12記載のレーザ装置の制御方法。
- 連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置を制御する方法であって、
露光装置から供給される電圧指令値を変換手段を用いてエネルギー値に変換するステップ(a)と、
レーザ共振器から出力されるレーザパルスのエネルギーを計測手段を用いて計測してエネルギー値を出力させると共に、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値とに基づいて、前記レーザ共振器に供給される電圧を制御することにより、前記レーザ共振器からレーザパルスを出力させるステップ(b)と、
を具備するレーザ装置の制御方法。 - ステップ(a)が、露光装置において使用される変換パラメータと同一の変換パラメータを使用して、露光装置から供給される電圧指令値をエネルギー値に変換することを含む、請求項14記載のレーザ装置の制御方法。
- ステップ(b)が、
バースト発振期間の初期における所定数のパルス発振の期間において、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に対応する電圧指令値をテーブルから読み出して出力するステップ(b1)と、
バースト発振期間における前記所定数のパルス発振以降の期間において、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に基づいてフィードバック制御を行うことにより電圧指令値を出力するステップ(b2)と、
を含む、請求項14又は15記載のレーザ装置の制御方法。 - ステップ(b1)が、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に基づいて算出した電圧指令値をテーブルに記憶すると共に、これを更新して学習制御を行うことを含む、請求項16記載のレーザ装置の制御方法。
- レーザパルスのエネルギー値が一定となるようにして、バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期間の長さとに対する放電電圧の関係を求めることにより、ステップ(b1)において用いるテーブルを作成するステップをさらに具備する請求項17記載のレーザ装置の制御方法。
- ステップ(b)が、ステップ(b1)において出力される電圧指令値とステップ(b2)において出力される電圧指令値との内の選択された一方に、前記変換手段から出力されるエネルギー値に基づいて得られた補正電圧を加算するステップをさらに含む、請求項16〜18のいずれか1項記載のレーザ装置の制御方法。
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