WO2020183644A1 - レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2020183644A1
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laser
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浩孝 宮本
琢磨 山中
美和 五十嵐
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ギガフォトン株式会社
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    • H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a laser device and an electronic device.
  • the semiconductor exposure apparatus is simply referred to as an "exposure apparatus". Therefore, the wavelength of the light output from the exposure light source is being shortened.
  • a gas laser device is used instead of the conventional mercury lamp.
  • a KrF excimer laser device that outputs ultraviolet rays having a wavelength of 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs ultraviolet rays having a wavelength of 193 nm are used.
  • the current exposure technology is immersion exposure, which shortens the apparent wavelength of the exposure light source by filling the gap between the projection lens and the wafer on the exposure device side with liquid and changing the refractive index of the gap. It has been put to practical use.
  • immersion exposure is performed using an ArF excimer laser device as an exposure light source, the wafer is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 134 nm in water. This technique is called ArF immersion exposure.
  • ArF immersion exposure is also called ArF immersion lithography.
  • the spectral line width in the natural oscillation of the KrF excimer laser device and the ArF excimer laser device is as wide as about 350 to 400 pm. For this reason, chromatic aberration occurs in the laser light (ultraviolet light) reduced and projected onto the wafer by the projection lens on the exposure apparatus side, and the resolving power is lowered. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser beam output from the gas laser apparatus until the chromatic aberration becomes negligible.
  • the spectral line width is also called the spectral width. Therefore, a narrow band module (Line Narrow Module) including a narrow band element is provided in the optical resonator of the gas laser device. This narrowing module realizes narrowing of the spectral width.
  • the band narrowing element is an etalon, a grating, or the like.
  • a laser device having a narrowed spectrum width in this way is called a narrowed band laser device.
  • a laser apparatus comprising: A. Output coupling mirror; B. The grating that constitutes the output coupling mirror and the optical resonator; C. Laser chamber located on the optical path of the optical resonator; D. At least one prism located on the optical path between the laser chamber and the grating; E. A rotating stage that includes an actuator that rotates the prism so that the angle at which the laser light output from the laser chamber enters the grating is changed; F. Wavelength measuring unit that measures the center wavelength of the laser light output from the laser chamber via the output coupling mirror; G. An angle sensor that detects the rotation angle of the prism; H.
  • the first control unit that controls the actuator at the first operating frequency based on the target wavelength input from the external device and the measurement wavelength measured by the wavelength measurement unit; and I.
  • a second control unit that controls the actuator at a second operating frequency, which is a value equal to or higher than the first operating frequency, based on the target wavelength and the detection angle detected by the angle sensor.
  • a laser apparatus comprising: A. Output coupling mirror; B. The grating that constitutes the output coupling mirror and the optical resonator; C. Laser chamber located on the optical path of the optical resonator; D. At least one prism located on the optical path between the laser chamber and the grating; E. A rotating stage that includes an actuator that rotates the prism so that the angle at which the laser light output from the laser chamber enters the grating is changed; F. Wavelength measuring unit that measures the center wavelength of the laser light output from the laser chamber via the output coupling mirror; G. An angle sensor that detects the rotation angle of the prism; and H.
  • the relationship between the detection angle detected by the angle sensor and the wavelength is corrected based on the measurement wavelength measured by the wavelength measurement unit, the detection angle is converted into wavelength based on the corrected relationship, and the converted wavelength and the external device A control unit that feedback-controls the actuator based on the difference from the input target wavelength.
  • a method for manufacturing an electronic device Generates pulsed laser light with a laser device Output the pulsed laser light to the exposure device and Including exposing a pulsed laser beam onto a photosensitive substrate in an exposure apparatus to manufacture an electronic device.
  • the laser device comprises: A. Output coupling mirror; B. The grating that constitutes the output coupling mirror and the optical resonator; C. Laser chamber located on the optical path of the optical resonator; D. At least one prism located on the optical path between the laser chamber and the grating; E. A rotating stage that includes an actuator that rotates the prism so that the angle at which the laser light output from the laser chamber enters the grating is changed; F.
  • Wavelength measuring unit that measures the center wavelength of the laser light output from the laser chamber via the output coupling mirror; G. An angle sensor that detects the rotation angle of the prism; H. The first control unit that controls the actuator at the first operating frequency based on the target wavelength input from the external device and the measurement wavelength measured by the wavelength measurement unit; and I. A second control unit that controls the actuator at a second operating frequency, which is a value equal to or higher than the first operating frequency, based on the target wavelength and the detection angle detected by the angle sensor.
  • FIG. 1 is a top view of the laser apparatus according to the comparative example as viewed from the V direction.
  • FIG. 2 is a side view of the laser device according to the comparative example as viewed from the H direction.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control unit.
  • FIG. 4 is a graph illustrating the hysteresis characteristic of the PZT actuator.
  • FIG. 5 is a simulation block diagram corresponding to the laser device according to the comparative example.
  • FIG. 6A is a graph showing the amount of change in the gain of the output signal with respect to the frequency of the input signal.
  • FIG. 6B is a graph showing the amount of change in the phase of the output signal with respect to the frequency of the input signal.
  • FIG. 7A is a graph showing an output signal when a 100 Hz sine wave is input to the control block as an input signal.
  • FIG. 7B is a graph showing an output signal when a 600 Hz sine wave is input to the control block as an input signal.
  • FIG. 8 is a top view of the laser apparatus according to the first embodiment as viewed from the V direction.
  • FIG. 9 is a side view of the laser apparatus according to the first embodiment as viewed from the H direction.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the control unit.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a process related to the control of the control unit.
  • FIG. 12 is a top view of the laser apparatus according to the second embodiment as viewed from the V direction.
  • FIG. 13 is a side view of the laser apparatus according to the second embodiment as viewed from the H direction.
  • FIG. 14 is a top view of the laser apparatus according to the third embodiment as viewed from the V direction.
  • FIG. 15 is a side view of the laser apparatus according to the third embodiment as viewed from the H direction.
  • FIG. 16 is a top view of the laser apparatus according to the fourth embodiment as viewed from the V direction.
  • FIG. 17 is a side view of the laser apparatus according to the fourth embodiment as viewed from the H direction.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a control unit used in the laser apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a process related to the control of the control unit. The configuration of the exposure apparatus connected to the laser apparatus is schematically shown.
  • the laser apparatus according to the comparative example is a narrow band excimer laser apparatus.
  • FIGS. 1 and 2 schematically show the configuration of the laser apparatus 10 according to the comparative example of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a top view of the laser device 10 as viewed from the V direction.
  • FIG. 2 is a side view of the laser device 10 as viewed from the H direction.
  • the Z direction is the output direction of the laser beam from the laser device 10.
  • the V direction and the H direction are orthogonal to the Z direction, respectively.
  • the V direction and the H direction are orthogonal to each other.
  • the laser device 10 includes a laser chamber 11, an output coupling mirror 12, an optical path tube 13, a narrowing band module 14, a beam splitter 15, a wavelength measuring unit 16, a control unit 17, and a driver 18. ..
  • the output coupling mirror 12 and the grating 33, which will be described later, included in the narrow band module 14 form an optical resonator.
  • the laser chamber 11 is arranged on the optical path of the optical resonator.
  • a first electrode 21a, a second electrode 21b, a first window 22a, and a second window 22b are arranged in the laser chamber 11.
  • the first electrode 21a and the second electrode 21b are arranged so that the longitudinal direction coincides with the Z direction, which is the optical path direction of the optical resonator. Further, the first electrode 21a and the second electrode 21b face each other in the H direction.
  • the first electrode 21a and the second electrode 21b are connected to a power source (not shown).
  • the space between the first electrode 21a and the second electrode 21b is referred to as a discharge space.
  • a laser gas containing Ar gas or Kr gas as a rare gas, F 2 gas as a halogen gas, and Ne gas as a buffer gas is sealed in the laser chamber 11.
  • Laser light is generated when the laser gas is excited by the discharge generated in the discharge space.
  • the first window 22a and the second window 22b are arranged at positions facing each other in the Z direction so that the laser beam generated and amplified by the discharge excitation in the discharge space passes through. Further, the first window 22a and the second window 22b are arranged so that the incident surface includes the H direction and the laser beam is incident at an angle close to the Brewster angle.
  • the narrow band module 14 includes a housing 30, a lid 31, prisms 32a to 32d, a grating 33, a rotation stage 34 for fine adjustment, a rotation stage 35 for coarse adjustment, and holders 36 to 39.
  • the housing 30 of the narrow band module 14 is connected to the laser chamber 11 via the optical path tube 13.
  • the optical path tube 13 is connected to the laser chamber 11 so as to cover the second window 22b.
  • a through hole 30a is formed in the housing 30.
  • the inside of the housing 30 communicates with the optical path tube 13 through the through hole 30a.
  • the prisms 32a to 32d, the grating 33, the rotary stage 34 for fine adjustment, the rotary stage 35 for coarse adjustment, the holders 36 to 39, and the like are housed inside the housing 30.
  • the lid 31 is connected to an opening provided in the upper part of the housing 30.
  • the gas introduction pipe 30b is connected to the housing 30.
  • a gas discharge pipe 13a is connected to the optical path pipe 13.
  • Purge gas is introduced into the housing 30 via the gas introduction pipe 30b.
  • the purge gas introduced into the housing 30 flows into the optical path tube 13 through the through hole 30a and is discharged to the outside through the gas discharge tube 13a.
  • the purge gas is an inert gas such as high-purity nitrogen gas or He gas.
  • Prism 32a to 32d are arranged on the optical path between the laser chamber 11 and the grating 33.
  • the prisms 32a to 32d function as a beam expander that expands the beam diameter of the laser beam in the HZ plane.
  • the prism 32a is held by the holder 36 and is fixedly arranged.
  • the prism 32b is held by a fine adjustment rotation stage 34 including an actuator described later.
  • the prism 32c is held by a holder 37 included in the coarse adjustment rotary stage 35.
  • the prism 32d is held by the holder 38 and is fixedly arranged.
  • the prism 32b corresponds to the first prism described in the claims.
  • the prism 32c corresponds to the second prism described in the claims.
  • the prisms 32a to 32d are each formed of calcium fluoride (CaF 2 ) crystals. Each slope of the prisms 32a to 32d is coated with a antireflection film (not shown) for P-polarized laser light, and each vertical surface is coated with a antireflection film.
  • the grating 33 is retrowed so that the wavelength dispersion surface substantially coincides with the HZ plane and the incident angle and the diffraction angle of the laser beam substantially coincide with each other.
  • the grating 33 is held by the holder 39 and is fixedly arranged.
  • the grating 33 diffracts the incident laser light to narrow the wavelength.
  • the grating 33 may be an escher grating blazeed to a wavelength of about 193.4 nm.
  • the rotary stage 34 for fine adjustment is a piezo stage that enables fine angle adjustment by a piezo actuator.
  • the prism 32b is mounted on the fine adjustment rotation stage 34, and rotates about an axis parallel to the V direction.
  • the rotation of the fine adjustment rotation stage 34 is controlled by the driver 18 via the signal line 18a.
  • the signal line 18a is connected to the actuator of the fine adjustment rotation stage 34.
  • the rough adjustment rotary stage 35 includes a fixed plate 40, a rotary plate 41, a linear stepping motor 42, a plunger screw 43, and a holder 37.
  • the fixing plate 40 is fixed to the housing 30.
  • the holder 37 holds the prism 32c and is arranged on the rotating plate 41.
  • the rotating plate 41 is rotatably arranged on the fixed plate 40.
  • a lever 41a is formed on the rotating plate 41.
  • the plunger screw 43 is provided at a position where the lever 41a abuts.
  • the linear stepping motor 42 is provided at a position facing the plunger screw 43 via the lever 41a.
  • the linear stepping motor 42 rotates the rotating plate 41 by pressing the lever 41a.
  • the prism 32c rotates with the rotating plate 41 about an axis parallel to the V direction.
  • the operation of the linear stepping motor 42 is controlled by a control unit (not shown).
  • the rotary stage 34 for fine adjustment holds the prism 32b rotatably.
  • the fine adjustment rotation stage 34 functions as a first wavelength selection mechanism for selecting the center wavelength of the laser light by changing the angle at which the laser light is incident on the grating 33 by rotating the prism 32b.
  • the coarse adjustment rotation stage 35 functions as a second wavelength selection mechanism for selecting the center wavelength of the laser light by changing the angle at which the laser light is incident on the grating 33 by rotating the prism 32c.
  • the fine adjustment rotation stage 34 makes it possible to select the center wavelength within a wavelength band of several pm.
  • the coarse adjustment rotary stage 35 makes it possible to select the center wavelength within a wavelength band of several nm.
  • the beam splitter 15 is arranged so as to reflect a part of the laser light output from the inside of the laser chamber 11 through the output coupling mirror 12 and cause the reflected light to enter the wavelength measuring unit 16.
  • the laser light transmitted through the beam splitter 15 is supplied to the exposure device 2 as an external device.
  • the wavelength measurement unit 16 is a spectroscope such as a monitor etalon, and is configured to detect interference fringes generated by the etalon with an image sensor.
  • the wavelength measurement unit 16 measures the central wavelength of the laser beam and transmits a signal representing the measurement wavelength ⁇ m to the control unit 17.
  • the control unit 17 receives a signal representing the target wavelength ⁇ t from the exposure apparatus 2.
  • the control unit 17 is configured to drive the driver 18 based on the difference between the measurement wavelength ⁇ m and the target wavelength ⁇ t, and control the rotation angle of the fine adjustment rotation stage 34.
  • the laser beam incident on the narrowing band module 14 is incident on the grating 33 with the beam diameter expanded in the HZ plane by the prisms 32a to 32d.
  • Wavelength selection is performed at the grating 33. Specifically, the laser light incident on the grating 33 is diffracted and dispersed, and the light having substantially the same optical path axis as the incident light passes through the prisms 32a to 32d and is output from the narrowing module 14 to have a wavelength. Selection is made and the band is narrowed.
  • the laser light output from the narrowing band module 14 enters the laser chamber 11 again via the optical path tube 13 and is amplified by passing through the discharge space.
  • the laser light that has passed through the first window 22a from inside the laser chamber 11 is incident on the output coupling mirror 12.
  • a part of the laser beam incident on the output coupling mirror 12 is transmitted through the output coupling mirror 12, and a part is reflected by the output coupling mirror 12.
  • the laser light reflected by the output coupling mirror 12 passes through the first window 22a, enters the laser chamber 11, and is amplified by passing through the discharge space. Laser oscillation occurs by repeating the above operation.
  • the laser light output from the output coupling mirror 12 is a narrowed-band laser light. A part of the laser light output from the output coupling mirror 12 is reflected by the beam splitter 15 and is incident on the wavelength measurement unit 16. The laser light transmitted through the beam splitter 15 is supplied to the exposure apparatus 2.
  • the control unit 17 receives a signal representing the measurement wavelength ⁇ m from the wavelength measurement unit 16. Further, the control unit 17 receives a signal representing the target wavelength ⁇ t from the exposure apparatus 2.
  • the control unit 17 calculates the difference ⁇ between the measurement wavelength ⁇ m and the target wavelength ⁇ t, and controls the actuator of the fine adjustment rotation stage 34 via the driver 18 so that ⁇ approaches 0. As a result, the central wavelength of the laser light output from the laser device 10 approaches the target wavelength ⁇ t .
  • the laser chamber 11 is discharged at a predetermined cycle, and the laser device 10 supplies the exposure device 2 with pulsed laser light at a predetermined cycle.
  • the period during which the pulsed laser beam is repeatedly supplied from the laser device 10 to the exposure device 2 is referred to as a burst oscillation period.
  • the burst oscillation period is a period in which one exposure area on the semiconductor wafer is exposed in the exposure apparatus 2.
  • the exposure apparatus 2 appropriately transmits the target wavelength ⁇ t to the control unit 17 of the laser apparatus 10 within the burst oscillation period.
  • the coarse adjustment rotation stage 35 is not driven and is fixed within the burst oscillation period.
  • the coarse adjustment rotation stage 35 is driven outside the burst oscillation period when the semiconductor wafer is replaced by the exposure apparatus 2 or when the atmospheric pressure fluctuates.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control unit 17.
  • the control unit 17 includes a feedforward unit 50 and a feedback unit 51.
  • feedforward is abbreviated as FF
  • feedback is abbreviated as FB.
  • a signal representing the target wavelength ⁇ t is input from the exposure apparatus 2 to the control unit 17 at a sampling rate (signal rate) fs0.
  • the target wavelength ⁇ t represented by the signal having the sampling rate fs0 is expressed as the target wavelength ⁇ tk .
  • the FF unit 50 includes a calculation unit 50a.
  • the calculation unit 50a generates a control signal S FFk corresponding to the target wavelength ⁇ tk input from the exposure apparatus 2.
  • the control signal S FFk is input to the driver 18.
  • the driver 18 generates an applied voltage based on the control signal S FFk , and applies the generated applied voltage to the PZT (lead zirconate titanate) actuator 34a.
  • the PZT actuator 34a is the above-mentioned actuator included in the fine adjustment rotation stage 34.
  • the PZT actuator 34a is deformed according to the applied voltage to rotate the prism 32b at an angle corresponding to the target wavelength ⁇ tk .
  • the wavelength measurement unit 16 measures the center wavelength of the laser beam at, for example, a sampling rate fs1 of 6 kHz, and transmits a signal representing the measurement wavelength ⁇ mi to the FB unit 51.
  • the sampling rate fs1 corresponds to the first operating frequency described in the claims.
  • the FB unit 51 includes a signal rate changing unit 51a and a PID (Proportional-Integral-Differential) calculation unit 51b.
  • the signal rate changing unit 51a is composed of a D / A converter and an A / D converter, and changes the sampling rate fs0 of the signal representing the target wavelength ⁇ t so as to match the sampling rate fs1 of the wavelength measuring unit 16. ..
  • the signal rate changing unit 51a upsamples the signal having the sampling rate fs0 and generates the signal having the sampling rate fs1.
  • the signal rate changing unit 51a generates a target wavelength ⁇ ti represented by a signal having a sampling rate fs1.
  • the PID calculation unit 51b performs the PID calculation at the same operating frequency as the sampling rate fs1 based on the difference ⁇ i between the measurement wavelength ⁇ mi and the target wavelength ⁇ ti .
  • the PID calculation unit 51b generates the FB signal SFBi and feeds it back to the driver 18.
  • a voltage obtained by adding a correction voltage based on the FB signal S FBi to the applied voltage based on the control signal S FFk is applied to the PZT actuator 34a.
  • the applied voltage corresponding to the target wavelength input from the exposure apparatus 2 is directly applied to the PZT actuator 34a based on the control signal S FFk generated by the FF unit 50, so that the PZT actuator 34a
  • the frequency characteristic of the transfer function allows the PZT actuator 34a to operate at high speed. Further, since the applied voltage is corrected by the FB unit 51, wavelength fluctuation due to disturbance or the like can be suppressed.
  • the relationship between the applied voltage and the displacement amount of the PZT actuator 34a shows a hysteresis characteristic rather than a perfect proportionality. Therefore, the sensitivity K (fm / V) of the PZT actuator 34a, which indicates the ratio of the displacement amount to the applied voltage, varies depending on the history of the applied voltage to the PZT actuator 34a. Such fluctuations in sensitivity are hereinafter referred to as sensitivity deviations. According to the above configuration, it is also possible to suppress the wavelength fluctuation due to the sensitivity deviation of the PZT actuator 34a by the FB unit 51.
  • the target wavelength ⁇ tk input from the exposure apparatus 2 may be changed at high speed during the burst oscillation period.
  • the target wavelength ⁇ tk is changed, for example, at a frequency of up to 1 kHz.
  • the present inventors performed the following simulations in order to evaluate the frequency characteristics of high-speed wavelength control.
  • FIG. 5 is a simulation block diagram.
  • FIGS. 6A and 6B show the simulation results of the one-round transfer function when a sine wave is input as the input signal Simin representing the target wavelength ⁇ tk in the simulation block diagram shown in FIG.
  • FIG. 6A is a graph showing the amount of change in the gain of the output signal Simout with respect to the frequency of the input signal Simin.
  • FIG. 6B is a graph showing the amount of change in the phase of the output signal Simout with respect to the frequency of the input signal Simin. According to FIGS. 6A and 6B, it can be seen that the control block shown in FIG. 5 can guarantee the feedback control band only up to 200 Hz.
  • FIG. 7A is a graph showing an output signal Simout when a 100 Hz sine wave is input to the control block as the input signal Simin.
  • FIG. 7B is a graph showing an output signal Simout when a 600 Hz sine wave is input to the control block as the input signal Simin.
  • the output signal Simout represents the measurement wavelength ⁇ mi of the center wavelength of the laser light output from the laser apparatus 10.
  • 7A and 7B show the results of simulation while changing the sensitivity K based on the hysteresis characteristics of the PZT actuator 34a.
  • the output signal Simout follows the input signal Simin by feedback control. ..
  • the frequency of the input signal Simin is 600 Hz
  • the output signal Simout cannot follow the input signal Simin due to the feedback control.
  • the difference between the target wavelength and the measurement wavelength increases, and the wavelength stability of the laser light output from the laser device 10 decreases.
  • the laser device 10 according to the comparative example has a problem that when the target wavelength is changed at high speed, it becomes difficult to control the wavelength of the laser light with high accuracy according to the change of the target wavelength. ..
  • the wavelength measuring unit 16 can measure the center wavelength only at the timing when the laser beam is output from the laser device 10. Therefore, there is a problem that the wavelength control cannot be performed at a speed higher than the repetition frequency of the laser beam.
  • FIGS. 8 and 9 schematically show the configuration of the laser device 10a according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a top view of the laser device 10a as viewed from the V direction.
  • FIG. 9 is a side view of the laser device 10a as viewed from the H direction.
  • the laser device 10a according to the first embodiment includes an angle sensor 63 in addition to the configuration of the laser device 10 according to the comparative example, and has a control unit 60 instead of the control unit 17.
  • the control unit 60 includes a first control unit 61 and a second control unit 62.
  • the first control unit 61 has the same configuration as the control unit 17 according to the comparative example.
  • the angle sensor 63 is fixed to a non-rotating portion on the fine adjustment rotation stage 34, and detects the angle of one surface of the prism 32b as the rotation angle of the prism 32b.
  • the angle sensor 63 transmits a signal representing the detection angle ⁇ to the second control unit 62 via the signal line 63a connected to the angle sensor 63.
  • the second control unit 62 converts the detection angle ⁇ received from the angle sensor 63 into wavelength, and makes fine adjustment rotation via the driver 18 so that the difference between the converted wavelength ⁇ ⁇ and the target wavelength ⁇ t approaches 0. It controls the PZT actuator 34a of the stage 34.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the control unit 60.
  • the control unit 60 includes an FF unit 50 and an FB unit 51.
  • the FF unit 50 has the same configuration as that of the comparative example.
  • the first FB unit 51 includes a first signal rate changing unit 51a and a first PID calculation unit 51b.
  • the first FB unit 51, the first signal rate changing unit 51a and the first PID calculation unit 51b included therein are the FB unit 51 according to the comparative example, and the signal rate changing unit 51a and the PID calculation included therein. It has the same configuration as part 51b.
  • the first PID calculation unit 51b generates a first FB signal S FBi by performing a PID calculation based on the difference ⁇ i between the measurement wavelength ⁇ mi and the target wavelength ⁇ ti, and feeds it back to the driver 18.
  • the second control unit 62 includes a second signal rate changing unit 52a, a second PID calculation unit 52b, and a wavelength conversion unit 52c.
  • the second signal rate changing unit 52a changes the sampling rate of the signal representing the target wavelength ⁇ tk so as to match the sampling rate fs2 of the angle sensor 63.
  • the target wavelength converted by the second signal rate changing unit 52a and represented by the signal having the sampling rate fs2 is represented by the target wavelength ⁇ tj .
  • the sampling rate fs2 corresponds to the second operating frequency described in the claims.
  • the angle sensor 63 detects the angle of the prism 32b at the sampling rate fs2 and outputs a signal representing the detection angle ⁇ j .
  • the sampling rate fs2 is the same as the sampling rate fs1 or larger than the sampling rate fs1, that is, fs2 ⁇ fs1.
  • Wavelength conversion unit 52c receives a signal from the angle sensor 63 represents the detection angle theta j, calculates a central wavelength lambda .theta.j of the laser beam on the basis of the detection angle theta j.
  • the wavelength conversion unit 52c operates according to the sampling rate fs2.
  • the second PID calculation unit 52b performs the PID calculation at the same operating frequency as the sampling rate fs2.
  • the second PID calculation unit 52b generates the second FB signal S FBj by performing the PID calculation based on the difference ⁇ j between the center wavelength ⁇ ⁇ j and the target wavelength ⁇ tj calculated by the wavelength conversion unit 52c. , Feed back to the driver 18.
  • a voltage obtained by adding a correction voltage based on the first FB signal S FBi and a correction voltage based on the second FB signal S FBj to the applied voltage based on the control signal S FFk is applied to the PZT actuator 34a. ..
  • the wavelength measuring unit 16 can measure the center wavelength only at the timing when the laser beam is output from the laser device 10a.
  • the sampling rate fs1 of the wavelength measuring unit 16 is, for example, 6 kHz.
  • the angle sensor 63 can detect the angle of the prism 32b even when the laser beam is not output from the laser device 10a.
  • the sampling rate fs2 of the angle sensor 63 is preferably set to a value of, for example, 6 kHz or more.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a process related to the control of the control unit 60.
  • the control unit 60 performs FF control, the first FB control, and the second FB control in parallel.
  • the control unit 60 sets the parameter k to 1 (step S10) and receives a signal representing the target wavelength ⁇ tk from the exposure apparatus 2 (step S11)
  • the calculation unit 50a causes the target wavelength ⁇ tk.
  • the applied voltage V k corresponding to is calculated (step S12).
  • the applied voltage V k is calculated based on the following equation (1).
  • V k K v ⁇ ⁇ tk ... (1)
  • K v is a constant and the unit is V / fm.
  • the calculation unit 50a generates a control signal S FF k corresponding to the applied voltage V k (step S13).
  • the control signal S FFk is input to the driver 18, the applied voltage V k is applied to the PZT actuator 34a from the driver 18.
  • the control unit 60 adds 1 to the parameter k (step S14), and returns the process to step S11.
  • the control unit 60 performs the processes of steps S11 to S14 each time it receives a signal representing the target wavelength ⁇ tk at the sampling rate fs0.
  • the first control unit 61 sets the parameter i to 1 (step S20) and receives a signal representing the measurement wavelength ⁇ mi from the wavelength measurement unit 16 (step S21), the measurement wavelength ⁇
  • the wavelength difference ⁇ i between mi and the target wavelength ⁇ ti is calculated (step S22).
  • the wavelength difference ⁇ i is calculated based on the following equation (2).
  • ⁇ i ⁇ mi ⁇ ti ⁇ ⁇ ⁇ (2)
  • the first PID calculation unit 51b performs the PID calculation based on the following equation (3) and calculates the difference value ⁇ FBi (step S23).
  • ⁇ FBi K p ( ⁇ i - ⁇ i-1) + K i ⁇ i + K d ( ⁇ i -2 ⁇ i -1 + ⁇ i-2 ) ⁇ ⁇ ⁇ (3)
  • K p , Ki , and K d are predetermined constants.
  • the first PID calculation section 51b calculates a correction voltage [Delta] V i corresponding to the difference value [Delta] [lambda] FBi (step S24).
  • the correction voltage ⁇ V i is calculated based on the following equation (4).
  • the first PID calculation section 51b generates the first FB signal S FBi corresponding to the correction voltage [Delta] V i (step S25).
  • the first FB signal S FBi is fed back to the driver 18, the correction voltage [Delta] V i to the voltage applied from the driver 18 to the PZT actuator 34a is added.
  • the first control unit 61 adds 1 to the parameter i (step S26), and returns the process to step S21.
  • the first control unit 61 performs the processes of steps S21 to S26 each time it receives a signal representing the measurement wavelength ⁇ mi and the target wavelength ⁇ ti at the sampling rate fs1.
  • the wavelength conversion unit 52c To calculate the center wavelength ⁇ ⁇ j of the laser beam (step S32). Then, the second control unit 62 calculates the wavelength difference ⁇ j between the calculated center wavelength ⁇ ⁇ j and the target wavelength ⁇ tj (step S33). The wavelength difference ⁇ j is calculated based on the following equation (5).
  • ⁇ j ⁇ ⁇ j ⁇ tj ⁇ ⁇ ⁇ (5)
  • the second PID calculation unit 52b performs the PID calculation based on the following equation (6) and calculates the difference value ⁇ FBj (step S34).
  • ⁇ FBj K p '( ⁇ j - ⁇ j-1) + K i' ⁇ j + K d '( ⁇ j -2 ⁇ j -1 + ⁇ j-2 ) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (6)
  • K p ', K i ', and K d' are constant constants.
  • the second PID calculation unit 52b calculates the correction voltage ⁇ V j corresponding to the difference value ⁇ FBj (step S35).
  • the correction voltage ⁇ V j is calculated based on the following equation (7).
  • the second PID calculation unit 52b generates a second FB signal S FBj corresponding to the correction voltage ⁇ V j (step S36).
  • the second FB signal S FBj is fed back to the driver 18, and the correction voltage ⁇ V j is added to the voltage applied from the driver 18 to the PZT actuator 34a.
  • the second control unit 62 adds 1 to the parameter j (step S37), and returns the process to step S31.
  • the second control unit 62 performs the processes of steps S31 to S37 each time it receives a signal representing the center wavelength ⁇ ⁇ j and the target wavelength ⁇ tj at the sampling rate fs2.
  • the applied voltage corresponding to the target wavelength input from the exposure device 2 is directly applied to the PZT actuator 34a based on the control signal S FFk generated by the FF unit 50. Since it is applied, the PZT actuator 34a can be operated at high speed due to the frequency characteristics of the transfer function of the PZT actuator 34a.
  • the operating frequency of the first FB control depends on the repetition frequency of the laser beam and is, for example, 6 kHz, so that the FB band can be secured only about 200 Hz.
  • the operating frequency of the second FB control can be made higher than the operating frequency of the first FB control, so that the FB band can be sufficiently increased. is there.
  • the wavelength of the laser light can be controlled with high accuracy according to the change in the target wavelength.
  • FIGS. 12 and 13 schematically show the configuration of the laser device 10b according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a top view of the laser device 10b as viewed from the V direction.
  • FIG. 13 is a side view of the laser device 10b as viewed from the H direction.
  • the angle sensor is configured by the laser Doppler vibrometer 70.
  • the laser Doppler vibrometer 70 is fixed to a non-rotating portion on the fine adjustment rotating stage 34.
  • the laser Doppler vibrometer 70 detects the velocity of one surface of the prism 32b and outputs a velocity signal to the digital displacement meter 71 via the signal line 70a.
  • the digital displacement meter 71 converts the velocity signal output from the laser Doppler vibrometer 70 into a position signal representing the position of one surface of the prism 32b. That is, this position signal corresponds to the angle ⁇ of the prism 32b.
  • the position signal output from the digital displacement meter 71 is input to the second control unit 62 as a detection angle ⁇ via the signal line 71a.
  • the laser Doppler vibrometer 70 and the digital displacement meter 71 operate at a sampling rate of fs2.
  • FIGS. 14 and 15 schematically show the configuration of the laser device 10c according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a top view of the laser device 10c as viewed from the V direction.
  • FIG. 15 is a side view of the laser device 10c as viewed from the H direction.
  • the angle sensor is configured by the capacitance position sensor 73.
  • the capacitance position sensor 73 is built in the rotary stage 34 for fine adjustment as a piezo stage, detects the position of the prism 32b, and outputs a position signal. This position signal corresponds to the angle ⁇ of the prism 32b.
  • the position signal output from the capacitance position sensor 73 is input to the second control unit 62 as a detection angle ⁇ via the signal line 73a.
  • the capacitance position sensor 73 operates at a sampling rate of fs2.
  • a position detection piezo element such as PZT may be used instead of the capacitance position sensor 73.
  • the position detection piezo element is built in the fine adjustment rotation stage 34, similarly to the capacitance position sensor 73.
  • the position detection piezo element detects the position of the prism 32b and outputs a position signal. This position signal is input to the second control unit 62 as the detection angle ⁇ .
  • a rotation stage 34 for fine adjustment and a rotation stage 35 for coarse adjustment are provided as wavelength selection mechanisms for selecting the central wavelength of the laser beam, but in the fourth embodiment, the rotation stage 35 for coarse adjustment is provided. Wavelength selection is performed by one rotation stage.
  • FIGS. 16 and 17 schematically show the configuration of the laser device 10d according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a top view of the laser device 10d as viewed from the V direction.
  • FIG. 17 is a side view of the laser device 10d as viewed from the H direction.
  • the prism 32b is held and fixedly arranged by the holder 80 instead of the fine adjustment rotation stage 34.
  • the rotary stage 81 performs fine adjustment and coarse adjustment of the prism 32c.
  • the rotary stage 81 includes a fixed plate 40, a rotary plate 41, a linear stepping motor 42, a plunger screw 43, a holder 37, a PZT actuator 34a, and an angle sensor 63.
  • the fixed plate 40, the rotating plate 41, the linear stepping motor 42, the plunger screw 43, and the holder 37 have the same configurations as those in the first embodiment.
  • the PZT actuator 34a as the piezo actuator is arranged between the linear stepping motor 42 and the lever 41a of the rotating plate 41.
  • the PZT actuator 34a is deformed according to the applied voltage applied from the driver 18, and the rotating plate 41 is rotated by pressing the lever 41a.
  • the linear stepping motor 42 rotates the rotating plate 41 by pressing the lever 41a via the PZT actuator 34a. Similar to the first embodiment, the PZT actuator 34a is used in fine adjustment, and the linear stepping motor 42 is used in coarse adjustment.
  • the angle sensor 63 is fixed to the sensor holder 40a provided on the fixed plate 40.
  • the angle sensor 63 detects the angle of one surface of the prism 32c, and transmits a signal representing the detection angle ⁇ to the second control unit 62 via the signal line 63a.
  • the control by the control unit 60 is the same as that in the first embodiment. Since other configurations and operations of the laser device 10d according to the present embodiment are the same as those of the laser device 10a according to the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the first FB control based on the measured value of the center wavelength of the laser beam and the second FB control based on the detected value of the prism angle are performed in parallel.
  • only the FB control is performed based on the detected value of the prism angle, and the FB control is corrected based on the measured value of the center wavelength of the laser beam.
  • FIG. 18 schematically shows the configuration of the control unit 90 used in the laser apparatus according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the control unit 90 includes an FF unit 50 and an FB unit 92.
  • the FF unit 50 has the same configuration as the FF unit 50 in the first embodiment.
  • the FB unit 92 includes a first signal rate changing unit 51a, a second signal rate changing unit 52a, a PID calculation unit 52b, and a wavelength conversion unit 52c.
  • the PID calculation unit 52b has the same configuration as the second PID calculation unit 52b in the first embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a process related to the control of the control unit 90.
  • the control unit 90 performs FF control and FB control based on the detection angle ⁇ j detected by the angle sensor 63.
  • the measured wavelength ⁇ mi measured by the wavelength measuring unit 16 is used for the correction process. Since the FF control represented by steps S10 to S14 is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the FB control in this embodiment will be described below.
  • the control unit 90 sets the parameter j to 1 (step S40) and receives a signal representing the detection angle ⁇ j from the angle sensor 63 (step S41)
  • the wavelength conversion unit 52c causes the center of the laser beam to be centered.
  • the wavelength ⁇ ⁇ j is calculated (step S42).
  • the control unit 90 calculates the wavelength difference ⁇ j between the calculated center wavelength ⁇ ⁇ j and the target wavelength ⁇ tj (step S43).
  • the wavelength difference ⁇ j is referred to as a first wavelength difference ⁇ j .
  • control unit 90 performs the following processing in parallel with steps S40 to S43.
  • the wavelength difference ⁇ i is calculated (step S52).
  • the wavelength difference ⁇ i is referred to as a second wavelength difference ⁇ i .
  • control unit 90 When the control unit 90 calculates the first wavelength difference ⁇ j in step S43 and calculates the second wavelength difference ⁇ i in step S52, the control unit 90 adds the second wavelength difference ⁇ i to the first wavelength difference ⁇ j . Is replaced with the first wavelength difference ⁇ j (step S44).
  • the calculation of the first wavelength difference ⁇ j is performed at the sampling rate fs2, and the calculation of the second wavelength difference ⁇ i is performed at the sampling rate fs1.
  • the correction process of step S44 is performed on the first wavelength difference ⁇ j obtained at the time when the second wavelength difference ⁇ i is obtained.
  • the PID calculation unit 52b performs a PID calculation based on the above equation (6) using the first wavelength difference ⁇ j obtained in step S44, and calculates the difference value ⁇ FBj (step S45). If the second wavelength difference ⁇ i is not obtained, the PID calculation unit 52b performs the PID calculation using the first wavelength difference ⁇ j obtained in step S43 as it is. After that, the control unit 90 executes the processes of steps S46 to S48, and returns the processes to step S41. Steps S46 to S48 are the same as steps S35 to S37 in the first embodiment.
  • the first wavelength difference ⁇ j is corrected by using the second wavelength difference ⁇ i obtained based on the measurement wavelength ⁇ mi , but this is based on the measurement wavelength ⁇ mi . equivalent to correct the relationship between the detection angle theta j and the central wavelength lambda .theta.j Te. Therefore, instead of the correction process of step S44, the relation between the detected angle theta j and the central wavelength lambda .theta.j may be directly corrected based on the measurement wavelength lambda mi.
  • the 6.3 Effects embodiment since the correct relationship between the detection angle theta j and the central wavelength lambda .theta.j based on the measurement wavelength lambda mi, in addition to the effects laser apparatus 10a according to the first embodiment is achieved, Further, highly stable control is possible even for thermal wavelength disturbance measured by the wavelength measuring unit 16.
  • control unit 90 shown in the present embodiment is not limited to the first embodiment, and can be applied to the laser apparatus according to the second to fourth embodiments.
  • the first control unit 61 and the second control unit 62 included in the control unit 60 are separate components, but these are configured as one control unit. You may.
  • the control units 60 and 90 are not limited to those configured by hardware such as a semiconductor circuit, respectively, and the control circuit such as a CPU may execute a program read from the memory. Further, the control units 60 and 90 may be configured by a gate array capable of programming such as FPGA (field-programmable gate array).
  • the first control unit 61 and the second control unit 62 each control the PZT actuator 34a via one driver 18, but the number of drivers is one. Not limited to individuals. Drivers may be provided individually for the first control unit 61 and the second control unit 62.
  • the number of prisms 32a to 32d are provided in the narrow band module 14, but the number of prisms is not limited to four, and at least one prism is provided. You just have to.
  • FIG. 20 schematically shows the configuration of the exposure apparatus 2 connected to the laser apparatus 1.
  • the laser apparatus 1 generates the laser beam and outputs it to the exposure apparatus 2.
  • the exposure apparatus 2 includes an illumination optical system 201 and a projection optical system 202.
  • the illumination optical system 201 illuminates the reticle pattern of the reticle stage RT with the laser light incident from the laser device 1.
  • the projection optical system 202 reduces-projects the laser beam transmitted through the reticle and forms an image on a workpiece (not shown) arranged on the workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with a photoresist.
  • the exposure apparatus 2 exposes the workpiece to a laser beam reflecting the reticle pattern by moving the reticle stage RT and the workpiece table WT in parallel in synchronization with each other.
  • An electronic device can be manufactured by transferring a device pattern to a semiconductor wafer by the exposure process as described above.

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Abstract

レーザ装置であって、以下を備える：Ａ．出力結合ミラー；Ｂ．出力結合ミラーと光共振器を構成するグレーティング；Ｃ．光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバ；Ｄ．レーザチャンバとグレーティングとの間の光路上に配置された少なくとも１つのプリズム；Ｅ．レーザチャンバから出力されるレーザ光がグレーティングに入射する角度が変更されるようにプリズムを回転させるアクチュエータを含む回転ステージ；Ｆ．レーザチャンバから出力結合ミラーを介して出力されたレーザ光の中心波長を計測する波長計測部；Ｇ．プリズムの回転角度を検出する角度センサ；Ｈ．目標波長と計測波長とに基づいて、第１の動作周波数でアクチュエータを制御する第１の制御部；及び、Ｉ．目標波長と検出角度とに基づいて、第１の動作周波数以上の値である第２の動作周波数でアクチュエータを制御する第２の制御部。

Description

レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　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。以下、半導体露光装置を単に「露光装置」という。このため、露光用光源から出力される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代えて、ガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置や、波長１９３ｎｍの紫外線を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。
　現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには、水中における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光という。ＡｒＦ液浸露光はＡｒＦ液浸リソグラフィーとも呼ばれる。
　ＫｒＦエキシマレーザ装置やＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約３５０～４００ｐｍと広い。このため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光（紫外線光）には色収差が発生し、解像力が低下する。そこで、色収差が無視できる程度となるまでガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する必要がある。スペクトル線幅は、スペクトル幅とも呼ばれる。このため、ガスレーザ装置の光共振器内には、狭帯域化素子を含む狭帯域化モジュール（Line Narrow Module）が設けられる。この狭帯域化モジュールによりスペクトル幅の狭帯域化が実現されている。なお、狭帯域化素子は、エタロンやグレーティング等である。このようにスペクトル幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
特開２０１６－１３９１３５号公報 特表２００８－５２２４３９号公報 特開平３－２４５５８３号公報
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置であって、以下を備える：
　Ａ．出力結合ミラー；
　Ｂ．出力結合ミラーと光共振器を構成するグレーティング；
　Ｃ．光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバ；
　Ｄ．レーザチャンバとグレーティングとの間の光路上に配置された少なくとも１つのプリズム；
　Ｅ．レーザチャンバから出力されるレーザ光がグレーティングに入射する角度が変更されるようにプリズムを回転させるアクチュエータを含む回転ステージ；
　Ｆ．レーザチャンバから出力結合ミラーを介して出力されたレーザ光の中心波長を計測する波長計測部；
　Ｇ．プリズムの回転角度を検出する角度センサ；
　Ｈ．外部装置から入力された目標波長と、波長計測部により計測された計測波長とに基づいて、第１の動作周波数でアクチュエータを制御する第１の制御部；及び
　Ｉ．目標波長と、角度センサにより検出された検出角度とに基づいて、第１の動作周波数以上の値である第２の動作周波数でアクチュエータを制御する第２の制御部。
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置であって、以下を備える：
　Ａ．出力結合ミラー；
　Ｂ．出力結合ミラーと光共振器を構成するグレーティング；
　Ｃ．光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバ；
　Ｄ．レーザチャンバとグレーティングとの間の光路上に配置された少なくとも１つのプリズム；
　Ｅ．レーザチャンバから出力されるレーザ光がグレーティングに入射する角度が変更されるようにプリズムを回転させるアクチュエータを含む回転ステージ；
　Ｆ．レーザチャンバから出力結合ミラーを介して出力されたレーザ光の中心波長を計測する波長計測部；
　Ｇ．プリズムの回転角度を検出する角度センサ；及び
　Ｈ．角度センサにより検出された検出角度と波長との関係を波長計測部により計測された計測波長に基づいて補正し、補正した関係に基づいて検出角度を波長に換算し、換算した波長と外部装置から入力された目標波長との差に基づいてアクチュエータをフィードバック制御する制御部。
　本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法であって、
　レーザ装置によってパルスレーザ光を生成し、
　パルスレーザ光を露光装置に出力し、
　電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にパルスレーザ光を露光することを含み、
　レーザ装置は、以下を備える：
　Ａ．出力結合ミラー；
　Ｂ．出力結合ミラーと光共振器を構成するグレーティング；
　Ｃ．光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバ；
　Ｄ．レーザチャンバとグレーティングとの間の光路上に配置された少なくとも１つのプリズム；
　Ｅ．レーザチャンバから出力されるレーザ光がグレーティングに入射する角度が変更されるようにプリズムを回転させるアクチュエータを含む回転ステージ；
　Ｆ．レーザチャンバから出力結合ミラーを介して出力されたレーザ光の中心波長を計測する波長計測部；
　Ｇ．プリズムの回転角度を検出する角度センサ；
　Ｈ．外部装置から入力された目標波長と、波長計測部により計測された計測波長とに基づいて、第１の動作周波数でアクチュエータを制御する第１の制御部；及び
　Ｉ．目標波長と、角度センサにより検出された検出角度とに基づいて、第１の動作周波数以上の値である第２の動作周波数でアクチュエータを制御する第２の制御部。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例に係るレーザ装置をＶ方向から見た上面図である。 図２は、比較例に係るレーザ装置をＨ方向から見た側面図である。 図３は、制御部の構成を示すブロック図である。 図４は、ＰＺＴアクチュエータのヒステリシス特性を説明するグラフである。 図５は、比較例に係るレーザ装置に対応するシミュレーションブロック図である。 図６Ａは、入力信号の周波数に対する出力信号のゲインの変化量を示すグラフである。図６Ｂは、入力信号の周波数に対する出力信号の位相の変化量を示すグラフである。 図７Ａは、入力信号として１００Ｈｚの正弦波を制御ブロックに入力した場合における出力信号を示すグラフである。図７Ｂは、入力信号として６００Ｈｚの正弦波を制御ブロックに入力した場合における出力信号を示すグラフである。 図８は、第１の実施形態に係るレーザ装置をＶ方向から見た上面図である。 図９は、第１の実施形態に係るレーザ装置をＨ方向から見た側面図である。 図１０は、制御部の構成を示すブロック図である。 図１１は、制御部の制御に係る処理を示すフローチャートである。 図１２は、第２の実施形態に係るレーザ装置をＶ方向から見た上面図である。 図１３は、第２の実施形態に係るレーザ装置をＨ方向から見た側面図である。 図１４は、第３の実施形態に係るレーザ装置をＶ方向から見た上面図である。 図１５は、第３の実施形態に係るレーザ装置をＨ方向から見た側面図である。 図１６は、第４の実施形態に係るレーザ装置をＶ方向から見た上面図である。 図１７は、第４の実施形態に係るレーザ装置をＨ方向から見た側面図である。 図１８は、第５の実施形態に係るレーザ装置に用いられる制御部の構成を示すブロック図である。 図１９は、制御部の制御に係る処理を示すフローチャートである。 レーザ装置に接続された露光装置の構成を概略的に示す。
実施形態
　＜内容＞
　１．比較例
　　１．１　構成
　　１．２　動作
　　１．３　制御部の構成及び動作
　　１．４　課題
　２．第１の実施形態
　　２．１　構成
　　　２．１．１　全体構成
　　　２．１．２　制御部の構成
　　２．２　動作
　　２．３　効果
　３．第２の実施形態
　　３．１　構成及び動作
　４．第３の実施形態
　　４．１　構成及び動作
　　４．２　変形例
　５．第４の実施形態
　　５．１　構成及び動作
　６．第５の実施形態
　　６．１　構成
　　６．２　動作
　　６．３　効果
　７．その他
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
　１．比較例
　次に、比較例に係るレーザ装置について説明する。比較例に係るレーザ装置は、狭帯域化エキシマレーザ装置である。
　　１．１　構成
　図１及び図２に、本開示の比較例に係るレーザ装置１０の構成を概略的に示す。図１は、レーザ装置１０をＶ方向から見た上面図である。図２は、レーザ装置１０をＨ方向から見た側面図である。Ｚ方向は、レーザ装置１０からのレーザ光の出力方向である。Ｖ方向及びＨ方向は、それぞれＺ方向に直交している。Ｖ方向とＨ方向とは、互いに直交している。
　レーザ装置１０は、レーザチャンバ１１と、出力結合ミラー１２と、光路管１３と、狭帯域化モジュール１４と、ビームスプリッタ１５と、波長計測部１６と、制御部１７と、ドライバ１８と、を含む。出力結合ミラー１２と、狭帯域化モジュール１４に含まれる後述するグレーティング３３とは、光共振器を構成している。レーザチャンバ１１は、光共振器の光路上に配置されている。
　レーザチャンバ１１内には、第１の電極２１ａと、第２の電極２１ｂと、第１のウインドウ２２ａと、第２のウインドウ２２ｂと、が配置されている。第１の電極２１ａと第２の電極２１ｂとは、長手方向が光共振器の光路方向であるＺ方向に一致するように配置されている。また、第１の電極２１ａと第２の電極２１ｂとは、Ｈ方向に対向している。第１の電極２１ａと第２の電極２１ｂとは、図示しない電源に接続されている。以下、第１の電極２１ａと第２の電極２１ｂとの間の空間を、放電空間という。
　レーザチャンバ１１内には、レアガスとしてのＡｒガスまたはＫｒガス、ハロゲンガスとしてのＦ２ガス、バッファガスとしてのＮｅガスを含むレーザガスが封入されている。レーザガスが放電空間内で生じる放電により励起されることによりレーザ光が生成される。第１のウインドウ２２ａと第２のウインドウ２２ｂとは、放電空間で放電励起により生成されて増幅されたレーザ光が通過するように、Ｚ方向に対向する位置に配置されている。また、第１のウインドウ２２ａと第２のウインドウ２２ｂとは、入射面がＨ方向を含み、かつレーザ光がブリュースタ角に近い角度で入射するように配置されている。
　狭帯域化モジュール１４は、筐体３０と、蓋３１と、プリズム３２ａ～３２ｄと、グレーティング３３と、微調用回転ステージ３４と、粗調用回転ステージ３５と、ホルダ３６～３９と、を含む。狭帯域化モジュール１４の筐体３０は、光路管１３を介してレーザチャンバ１１に接続されている。光路管１３は、第２のウインドウ２２ｂを覆うようにレーザチャンバ１１に接続されている。
　筐体３０には、貫通孔３０ａが形成されている。筐体３０の内部は、貫通孔３０ａを介して光路管１３に連通している。筐体３０の内部には、プリズム３２ａ～３２ｄ、グレーティング３３、微調用回転ステージ３４、粗調用回転ステージ３５、ホルダ３６～３９等が収容されている。蓋３１は、筐体３０の上部に設けられた開口部に接続されている。
　また、筐体３０には、ガス導入管３０ｂが接続されている。光路管１３には、ガス排出管１３ａが接続されている。ガス導入管３０ｂを介して筐体３０の内部にパージガスが導入される。筐体３０の内部に導入されたパージガスは、貫通孔３０ａを介して光路管１３に流入し、ガス排出管１３ａを介して外部に排出される。パージガスは、高純度窒素ガス、Ｈｅガス等の不活性ガスである。
　プリズム３２ａ～３２ｄは、レーザチャンバ１１とグレーティング３３との間の光路上に配置されている。プリズム３２ａ～３２ｄは、ＨＺ平面内においてレーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダとして機能する。プリズム３２ａは、ホルダ３６により保持され、固定配置されている。プリズム３２ｂは、後述するアクチュエータを含む微調用回転ステージ３４により保持されている。プリズム３２ｃは、粗調用回転ステージ３５に含まれるホルダ３７により保持されている。プリズム３２ｄは、ホルダ３８により保持され、固定配置されている。
　なお、プリズム３２ｂは、特許請求の範囲に記載の第１のプリズムに対応する。プリズム３２ｃは、特許請求の範囲に記載の第２のプリズムに対応する。
　プリズム３２ａ～３２ｄは、それぞれフッ化カルシウム（ＣａＦ２）結晶により形成されている。プリズム３２ａ～３２ｄの各斜面には、Ｐ偏光のレーザ光に対する図示しない減反射膜がコートされており、各垂直面には、減反射膜がコートされている。
　グレーティング３３は、波長分散面がＨＺ平面とほぼ一致し、レーザ光の入射角度と回折角度とがほぼ一致するようにリトロー配置されている。グレーティング３３は、ホルダ３９により保持され、固定配置されている。グレーティング３３は、入射したレーザ光を回折して波長を狭帯域化する。なお、グレーティング３３は、波長約１９３.４ｎｍにブレーズドされたエシェールグレーティングであってもよい。
　微調用回転ステージ３４は、ピエゾアクチュエータにより微小な角度調整を行うことを可能とするピエゾステージである。プリズム３２ｂは、微調用回転ステージ３４上に載置されており、Ｖ方向に平行な軸を中心として回転する。微調用回転ステージ３４は、信号線１８ａを介してドライバ１８により回転が制御される。信号線１８ａは、微調用回転ステージ３４のアクチュエータに接続されている。
　粗調用回転ステージ３５は、固定プレート４０と、回転プレート４１と、リニアステッピングモータ４２と、プランジャねじ４３と、ホルダ３７と、を含む。固定プレート４０は、筐体３０に固定されている。ホルダ３７は、プリズム３２ｃを保持するとともに、回転プレート４１上に配置されている。回転プレート４１は、固定プレート４０上に回転自在に配置されている。回転プレート４１には、レバー４１ａが形成されている。
　プランジャねじ４３は、レバー４１ａが当接する位置に設けられている。リニアステッピングモータ４２は、レバー４１ａを介してプランジャねじ４３と対向する位置に設けられている。リニアステッピングモータ４２は、レバー４１ａを押圧することにより、回転プレート４１を回転させる。プリズム３２ｃは、回転プレート４１とともに、Ｖ方向に平行な軸を中心として回転する。リニアステッピングモータ４２は、図示しない制御部により動作が制御される。
　微調用回転ステージ３４は、プリズム３２ｂを回転自在に保持する。微調用回転ステージ３４は、プリズム３２ｂを回転させることにより、レーザ光がグレーティング３３に入射する角度を変更し、レーザ光の中心波長を選択する第１の波長選択機構として機能する。粗調用回転ステージ３５は、プリズム３２ｃを回転させることにより、レーザ光がグレーティング３３に入射する角度を変更し、レーザ光の中心波長を選択する第２の波長選択機構として機能する。微調用回転ステージ３４は、数ｐｍの波長帯域内で中心波長を選択することを可能とする。粗調用回転ステージ３５は、数ｎｍの波長帯域内で中心波長を選択することを可能とする。
　ビームスプリッタ１５は、レーザチャンバ１１内から出力結合ミラー１２を介して出力されたレーザ光の一部を反射して、反射光を波長計測部１６に入射させるように配置されている。ビームスプリッタ１５を透過したレーザ光は、外部装置としての露光装置２に供給される。波長計測部１６は、モニタエタロン等の分光器であって、エタロンによって生成した干渉縞をイメージセンサで検出するように構成されている。波長計測部１６は、レーザ光の中心波長を計測し、計測波長λｍを表す信号を制御部１７に送信する。
　制御部１７は、露光装置２から目標波長λｔを表す信号を受信する。制御部１７は、計測波長λｍと目標波長λｔとの差に基づいてドライバ１８を駆動し、微調用回転ステージ３４の回転角度を制御するように構成されている。
　　１．２　動作
　以下、レーザ装置１０の動作について説明する。レーザチャンバ１１内の第１の電極２１ａと第２の電極２１ｂとの間に高電圧を印加すると、放電空間において放電が生じることにより、レーザガスが励起され、レーザ光が生成される。レーザチャンバ１１内で生成されたレーザ光は、光路管１３を介して狭帯域化モジュール１４内に入射する。
　狭帯域化モジュール１４内に入射したレーザ光は、プリズム３２ａ～３２ｄによってＨＺ平面内においてビーム径が拡大されてグレーティング３３に入射する。グレーティング３３では波長選択が行われる。具体的には、グレーティング３３に入射したレーザ光は、回折されて分散され、入射光と略同じ光路軸の光がプリズム３２ａ～３２ｄを通過して狭帯域化モジュール１４から出力されることにより波長選択が行われ、狭帯域化される。
　狭帯域化モジュール１４から出力されたレーザ光は、光路管１３を介して再びレーザチャンバ１１に入射し、放電空間を通過することによって増幅される。レーザチャンバ１１内から第１のウインドウ２２ａを通過したレーザ光は、出力結合ミラー１２に入射する。出力結合ミラー１２に入射したレーザ光は、一部が出力結合ミラー１２を透過し、一部が出力結合ミラー１２により反射される。出力結合ミラー１２により反射されたレーザ光は、第１のウインドウ２２ａを通過してレーザチャンバ１１に入射し、放電空間を通過することによって増幅される。以上の動作が繰り返されることにより、レーザ発振が生じる。
　出力結合ミラー１２から出力されたレーザ光は狭帯域化されたレーザ光である。出力結合ミラー１２から出力されたレーザ光は、ビームスプリッタ１５により一部が反射されて波長計測部１６に入射する。ビームスプリッタ１５を透過したレーザ光は、露光装置２に供給される。制御部１７は、波長計測部１６から計測波長λｍを表す信号を受信する。また、制御部１７は、露光装置２から目標波長λｔを表す信号を受信する。制御部１７は、計測波長λｍと目標波長λｔとの差Δλを算出し、Δλが０に近づくように、ドライバ１８を介して微調用回転ステージ３４のアクチュエータを制御する。この結果、レーザ装置１０から出力されるレーザ光の中心波長が目標波長λｔに近づく。
　レーザチャンバ１１の放電は所定の周期で行われ、レーザ装置１０から露光装置２には、パルス状のレーザ光が所定の周期で供給される。以下、レーザ装置１０から露光装置２にパルス状のレーザ光が繰り返し供給される期間をバースト発振期間という。バースト発振期間は、露光装置２において、半導体ウエハ上の１つの露光エリアに露光が行われる期間である。露光装置２は、バースト発振期間内に、適宜、目標波長λｔをレーザ装置１０の制御部１７に送信する。
　なお、粗調用回転ステージ３５は、バースト発振期間内には駆動されず、固定される。粗調用回転ステージ３５は、バースト発振期間外であって、露光装置２で半導体ウエハが交換された場合や、気圧変動が起きた場合に駆動される。
　　１．３　制御部の構成及び動作
　次に、制御部１７の構成及び動作の詳細について説明する。図３は、制御部１７の構成を示すブロック図である。制御部１７は、フィードフォワード部５０と、フィードバック部５１と、を含む。以下、フィードフォワードをＦＦ、フィードバックをＦＢと略す。
　露光装置２から制御部１７には、目標波長λｔを表す信号がサンプリングレート（信号レート）ｆｓ０で入力される。サンプリングレートｆｓ０の信号で表される目標波長λｔを、目標波長λｔｋと表す。ここで、ｋはサンプリング指数であって、ｋ＝１，２，３，・・・Ｌと表される。
　ＦＦ部５０は、演算部５０ａを含む。演算部５０ａは、露光装置２から入力された目標波長λｔｋに対応する制御信号ＳＦＦｋを生成する。制御信号ＳＦＦｋは、ドライバ１８に入力される。ドライバ１８は、制御信号ＳＦＦｋに基づいて印加電圧を生成し、生成した印加電圧をＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）アクチュエータ３４ａに印加する。ＰＺＴアクチュエータ３４ａは、微調用回転ステージ３４に含まれる前述のアクチュエータである。ＰＺＴアクチュエータ３４ａは、印加電圧に応じて変形し、プリズム３２ｂを目標波長λｔｋに対応する角度に回転させる。波長計測部１６は、たとえば６ｋＨｚのサンプリングレートｆｓ１でレーザ光の中心波長を計測し、計測波長λｍｉを表す信号をＦＢ部５１に送信する。ここで、ｉはサンプリング指数であって、ｉ＝１，２，３，・・・Ｎと表される。なお、サンプリングレートｆｓ１は、特許請求の範囲に記載の第１の動作周波数に対応する。
　ＦＢ部５１は、信号レート変更部５１ａと、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）演算部５１ｂとを含む。信号レート変更部５１ａは、Ｄ／Ａ変換器及びＡ／Ｄ変換器により構成され、目標波長λｔを表す信号のサンプリングレートｆｓ０を、波長計測部１６のサンプリングレートｆｓ１に一致するように変更する。ｆｓ０＜ｆｓ１のような場合、信号レート変更部５１ａは、サンプリングレートｆｓ０の信号をアップサンプリングしてサンプリングレートｆｓ１の信号を生成する。具体的には、信号レート変更部５１ａは、サンプリングレートｆｓ１の信号で表される目標波長λｔｉを生成する。ＰＩＤ演算部５１ｂは、計測波長λｍｉと目標波長λｔｉとの差Δλｉに基づき、サンプリングレートｆｓ１と同一の動作周波数でＰＩＤ演算を行う。ＰＩＤ演算部５１ｂは、ＦＢ信号ＳＦＢｉを生成し、ドライバ１８にフィードバックする。ＰＺＴアクチュエータ３４ａには、制御信号ＳＦＦｋに基づく印加電圧に、ＦＢ信号ＳＦＢｉに基づく補正電圧が加算されたものが印加される。
　以上の構成によれば、ＦＦ部５０が生成した制御信号ＳＦＦｋに基づいて、露光装置２から入力される目標波長に対応する印加電圧が直接ＰＺＴアクチュエータ３４ａに印加されるので、ＰＺＴアクチュエータ３４ａの伝達関数の周波数特性によりＰＺＴアクチュエータ３４ａを高速に動作させることができる。また、ＦＢ部５１により印加電圧を補正するので、外乱等による波長変動を抑制することができる。
　また、図４に示すように、ＰＺＴアクチュエータ３４ａの印加電圧と変位量との関係は、完全な比例ではなくヒステリシス特性を示す。したがって、印加電圧に対する変位量の割合を示すＰＺＴアクチュエータ３４ａの感度Ｋ（ｆｍ／Ｖ）は、ＰＺＴアクチュエータ３４ａへの印加電圧の履歴に依存して変動する。このような感度の変動を、以下、感度ズレという。上記の構成によれば、ＦＢ部５１により、ＰＺＴアクチュエータ３４ａの感度ズレに伴う波長変動を抑制することも可能である。
　　１．４　課題
　次に、比較例に係るレーザ装置１０の課題について説明する。露光装置２から入力される目標波長λｔｋは、バースト発振期間中に高速に変更されることがある。目標波長λｔｋは、たとえば、最大１ｋＨｚの周波数で変更される。本発明者らは、高速波長制御の周波数特性を評価するために、以下に示すシミュレーションを行った。図５は、シミュレーションブロック図である。
　図６Ａ及び図６Ｂは、図５に示すシミュレーションブロック図において、目標波長λｔｋを表す入力信号Ｓｉｍｉｎとして正弦波を入力した場合における一巡伝達関数のシミュレーション結果を示す。図６Ａは、入力信号Ｓｉｍｉｎの周波数に対する出力信号Ｓｉｍｏｕｔのゲインの変化量を示すグラフである。図６Ｂは、入力信号Ｓｉｍｉｎの周波数に対する出力信号Ｓｉｍｏｕｔの位相の変化量を示すグラフである。図６Ａ及び図６Ｂによれば、図５に示す制御ブロックでは、フィードバックの制御帯域を２００Ｈｚまでしか保証することができないことがわかる。
　図７Ａは、入力信号Ｓｉｍｉｎとして１００Ｈｚの正弦波を制御ブロックに入力した場合における出力信号Ｓｉｍｏｕｔを示すグラフである。図７Ｂは、入力信号Ｓｉｍｉｎとして６００Ｈｚの正弦波を制御ブロックに入力した場合における出力信号Ｓｉｍｏｕｔを示すグラフである。出力信号Ｓｉｍｏｕｔは、レーザ装置１０から出力されるレーザ光の中心波長の計測波長λｍｉを表す。図７Ａ及び図７Ｂは、ＰＺＴアクチュエータ３４ａのヒステリシス特性に基づき、感度Ｋを変化させながらシミュレーションを行った結果を示している。
　この結果として、感度Ｋが想定値、たとえばＫ＝１よりずれた場合において、図７Ａに示すように、入力信号Ｓｉｍｉｎの周波数が１００Ｈｚのときには、フィードバック制御により出力信号Ｓｉｍｏｕｔは入力信号Ｓｉｍｉｎに追従する。これに対して、図７Ｂに示すように、入力信号Ｓｉｍｉｎの周波数が６００Ｈｚのときには、フィードバック制御により出力信号Ｓｉｍｏｕｔは入力信号Ｓｉｍｉｎに追従できなくなる。これにより、目標波長と計測波長との間に差が増大し、レーザ装置１０から出力されるレーザ光の波長安定性が低下する。
　このように、比較例に係るレーザ装置１０では、目標波長が高速に変更される場合に、目標波長の変化に合わせて高精度にレーザ光の波長を制御することが困難となるという課題がある。
　また、比較例に係るレーザ装置１０は、パルスレーザ装置であるため、レーザ装置１０からレーザ光が出力されるタイミングでのみ波長計測部１６による中心波長の計測が可能である。このため、レーザ光の繰り返し周波数より高速に波長制御を行うことができないという課題がある。
　２．第１の実施形態
　次に、本開示の第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａについて説明する。なお、以下では、上記比較例に係るレーザ装置１０の構成要素と略同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　　２．１　構成
　　　２．１．１　全体構成
　図８及び図９に、本開示の第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａの構成を概略的に示す。図８は、レーザ装置１０ａをＶ方向から見た上面図である。図９は、レーザ装置１０ａをＨ方向から見た側面図である。
　第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａは、比較例に係るレーザ装置１０の構成に加えて、角度センサ６３を含み、制御部１７に代えて制御部６０を有する。制御部６０は、第１の制御部６１と、第２の制御部６２と、を含む。第１の制御部６１は、比較例に係る制御部１７と同一の構成である。
　角度センサ６３は、微調用回転ステージ３４上の非回転部に固設され、プリズム３２ｂの回転角度として、プリズム３２ｂの一つの面の角度を検出する。角度センサ６３は、検出角度θを表す信号を、角度センサ６３に接続された信号線６３ａを介して第２の制御部６２に送信する。第２の制御部６２は、角度センサ６３から受信した検出角度θを波長に換算し、換算した波長λθと目標波長λｔとの差が０に近づくようにドライバ１８を介して微調用回転ステージ３４のＰＺＴアクチュエータ３４ａを制御する。
　　　２．１．２　制御部の構成
　図１０は、制御部６０の構成を示すブロック図である。制御部６０は、ＦＦ部５０とＦＢ部５１とを含む。ＦＦ部５０は、比較例と同一の構成である。第１のＦＢ部５１は、第１の信号レート変更部５１ａと、第１のＰＩＤ演算部５１ｂとを含む。第１のＦＢ部５１とこれに含まれる第１の信号レート変更部５１ａ及び第１のＰＩＤ演算部５１ｂとは、比較例に係るＦＢ部５１とこれに含まれる信号レート変更部５１ａ及びＰＩＤ演算部５１ｂと同一の構成である。第１のＰＩＤ演算部５１ｂは、計測波長λｍｉと目標波長λｔｉとの差Δλｉに基づいてＰＩＤ演算を行うことにより第１のＦＢ信号ＳＦＢｉを生成し、ドライバ１８にフィードバックする。
　第２の制御部６２は、第２の信号レート変更部５２ａと、第２のＰＩＤ演算部５２ｂと、波長換算部５２ｃと、を含む。第２の信号レート変更部５２ａは、目標波長λｔｋを表す信号のサンプリングレートを、角度センサ６３のサンプリングレートｆｓ２に一致するように変更する。第２の信号レート変更部５２ａにより変換され、サンプリングレートｆｓ２の信号で表される目標波長を、目標波長λｔｊと表す。ここで、ｊはサンプリング指数であって、ｊ＝１，２，３，・・・Ｍと表される。なお、サンプリングレートｆｓ２は、特許請求の範囲に記載の第２の動作周波数に対応する。
　角度センサ６３は、サンプリングレートｆｓ２でプリズム３２ｂの角度を検出し、検出角度θｊを表す信号を出力する。サンプリングレートｆｓ２は、サンプリングレートｆｓ１と同じか、サンプリングレートｆｓ１より大きい、すなわち、ｆｓ２≧ｆｓ１である。
　波長換算部５２ｃは、角度センサ６３から検出角度θｊを表す信号を受信し、検出角度θｊに基づいてレーザ光の中心波長λθｊを算出する。波長換算部５２ｃは、サンプリングレートｆｓ２に合わせて動作を行う。第２のＰＩＤ演算部５２ｂは、サンプリングレートｆｓ２と同一の動作周波数でＰＩＤ演算を行う。第２のＰＩＤ演算部５２ｂは、波長換算部５２ｃにより算出された中心波長λθｊと目標波長λｔｊとの差Δλｊに基づいてＰＩＤ演算を行うことにより第２のＦＢ信号ＳＦＢｊを生成し、ドライバ１８にフィードバックする。ＰＺＴアクチュエータ３４ａには、制御信号ＳＦＦｋに基づく印加電圧に、第１のＦＢ信号ＳＦＢｉに基づく補正電圧と、第２のＦＢ信号ＳＦＢｊに基づく補正電圧とが加算されたものが印加される。
　波長計測部１６は、レーザ装置１０ａからレーザ光が出力されるタイミングでのみ中心波長の計測が可能である。波長計測部１６のサンプリングレートｆｓ１は、たとえば６ｋＨｚである。一方、角度センサ６３は、レーザ装置１０ａからレーザ光が出力されていない場合であってもプリズム３２ｂの角度の検出動作が可能である。角度センサ６３のサンプリングレートｆｓ２は、たとえば６ｋＨｚ以上の値に設定されることが好ましい。
　　２．２　動作
　レーザ装置１０ａの全体動作については、比較例に係るレーザ装置１０の動作と同様である。以下に、制御部６０の動作について説明する。図１１は、制御部６０の制御に係る処理を示すフローチャートである。制御部６０は、ＦＦ制御と、第１のＦＢ制御と、第２のＦＢ制御とを並行して行う。まず、ＦＦ制御において、制御部６０は、パラメータｋを１と設定し（ステップＳ１０）、露光装置２から目標波長λｔｋを表す信号を受信すると（ステップＳ１１）、演算部５０ａにより目標波長λｔｋに対応する印加電圧Ｖｋを算出する（ステップＳ１２）。印加電圧Ｖｋは、下式（１）に基づいて算出される。
　Ｖｋ＝Ｋｖ・λｔｋ　　　・・・（１）
　ここで、Ｋｖは定数であり、単位はＶ／ｆｍである。
　次に、演算部５０ａは、印加電圧Ｖｋに対応する制御信号ＳＦＦｋを生成する（ステップＳ１３）。この制御信号ＳＦＦｋは、ドライバ１８に入力され、ドライバ１８からＰＺＴアクチュエータ３４ａに印加電圧Ｖｋが印加される。そして、制御部６０は、パラメータｋに１を加算し（ステップＳ１４）、処理をステップＳ１１に戻す。制御部６０は、サンプリングレートｆｓ０で、目標波長λｔｋを表す信号を受信するたびに、ステップＳ１１～Ｓ１４の処理を行う。
　第１のＦＢ制御において、第１の制御部６１は、パラメータｉを１と設定し（ステップＳ２０）、波長計測部１６から計測波長λｍｉを表す信号を受信すると（ステップＳ２１）、計測波長λｍｉと目標波長λｔｉとの波長差Δλｉを算出する（ステップＳ２２）。波長差Δλｉは、下式（２）に基づいて算出される。
　Δλｉ＝λｍｉ－λｔｉ　　　・・・（２）
　次に、第１のＰＩＤ演算部５１ｂは、下式（３）に基づいてＰＩＤ演算を行い、差分値ΔλＦＢｉを算出する（ステップＳ２３）。
　ΔλＦＢｉ＝Ｋｐ（Δλｉ－Δλｉ－１）＋ＫｉΔλｉ
　　　　　　＋Ｋｄ（Δλｉ－２Δλｉ－１＋Δλｉ－２）　　　・・・（３）
　ここで、Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄは、所定の定数である。
　そして、第１のＰＩＤ演算部５１ｂは、差分値ΔλＦＢｉに対応する補正電圧ΔＶｉを算出する（ステップＳ２４）。補正電圧ΔＶｉは、下式（４）に基づいて算出される。
　ΔＶｉ＝Ｋｖ・ΔλＦＢｉ　　　・・・（４）
　さらに、第１のＰＩＤ演算部５１ｂは、補正電圧ΔＶｉに対応する第１のＦＢ信号ＳＦＢｉを生成する（ステップＳ２５）。この第１のＦＢ信号ＳＦＢｉは、ドライバ１８にフィードバックされ、ドライバ１８からＰＺＴアクチュエータ３４ａへの印加電圧に補正電圧ΔＶｉが加算される。そして、第１の制御部６１は、パラメータｉに１を加算し（ステップＳ２６）、処理をステップＳ２１に戻す。第１の制御部６１は、サンプリングレートｆｓ１で、計測波長λｍｉ及び目標波長λｔｉを表す信号を受信するたびに、ステップＳ２１～Ｓ２６の処理を行う。
　第２のＦＢ制御において、第２の制御部６２は、パラメータｊを１と設定し（ステップＳ３０）、角度センサ６３から検出角度θｊを表す信号を受信すると（ステップＳ３１）、波長換算部５２ｃにより、レーザ光の中心波長λθｊを算出する（ステップＳ３２）。そして、第２の制御部６２は、算出した中心波長λθｊと目標波長λｔｊとの波長差Δλｊを算出する（ステップＳ３３）。波長差Δλｊは、下式（５）に基づいて算出される。
　Δλｊ＝λθｊ－λｔｊ　　　・・・（５）
　次に、第２のＰＩＤ演算部５２ｂは、下式（６）に基づいてＰＩＤ演算を行い、差分値ΔλＦＢｊを算出する（ステップＳ３４）。
　ΔλＦＢｊ＝Ｋｐ'（Δλｊ－Δλｊ－１）＋Ｋｉ'Δλｊ
　　　　　　＋Ｋｄ'（Δλｊ－２Δλｊ－１＋Δλｊ－２）　　　・・・（６）
　ここで、Ｋｐ'，Ｋｉ'，Ｋｄ'は、所定の定数である。
　そして、第２のＰＩＤ演算部５２ｂは、差分値ΔλＦＢｊに対応する補正電圧ΔＶｊを算出する（ステップＳ３５）。補正電圧ΔＶｊは、下式（７）に基づいて算出される。
　ΔＶｊ＝Ｋｖ・ΔλＦＢｊ　　　・・・（７）
　さらに、第２のＰＩＤ演算部５２ｂは、補正電圧ΔＶｊに対応する第２のＦＢ信号ＳＦＢｊを生成する（ステップＳ３６）。この第２のＦＢ信号ＳＦＢｊは、ドライバ１８にフィードバックされ、ドライバ１８からＰＺＴアクチュエータ３４ａへの印加電圧に補正電圧ΔＶｊが加算される。そして、第２の制御部６２は、パラメータｊに１を加算し（ステップＳ３７）、処理をステップＳ３１に戻す。第２の制御部６２は、サンプリングレートｆｓ２で、中心波長λθｊ及び目標波長λｔｊを表す信号を受信するたびに、ステップＳ３１～Ｓ３７の処理を行う。
　　２．３　効果
　本実施形態に係るレーザ装置１０ａによれば、ＦＦ部５０が生成した制御信号ＳＦＦｋに基づいて、露光装置２から入力される目標波長に対応する印加電圧が直接ＰＺＴアクチュエータ３４ａに印加されるので、ＰＺＴアクチュエータ３４ａの伝達関数の周波数特性によりＰＺＴアクチュエータ３４ａを高速に動作させることができる。
　第１の制御部６１による第１のＦＢ制御と、第２の制御部６２による第２のＦＢ制御とにより印加電圧を補正するので、外乱等による波長変動を抑制することができる。第１のＦＢ制御の動作周波数は、レーザ光の繰り返し周波数に依存し、たとえば６ｋＨｚであるので、ＦＢ帯域が２００Ｈｚ程度しか確保できない。しかし、本実施形態に係るレーザ装置１０ａでは、第２のＦＢ制御の動作周波数を、第１のＦＢ制御の動作周波数より高くすることが可能であるので、ＦＢ帯域を十分に高めることが可能である。
　これにより、本実施形態に係るレーザ装置１０ａでは、目標波長が高速に変更される場合に、目標波長の変化に合わせて高精度にレーザ光の波長を制御することができる。また、ＰＺＴアクチュエータ３４ａに感度ズレが生じることによる波長安定性の悪化を抑制することができる。
　３．第２の実施形態
　次に、本開示の第２の実施形態に係るレーザ装置１０ｂについて説明する。なお、以下では、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａの構成要素と略同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　　３．１　構成及び動作
　図１２及び図１３に、本開示の第２の実施形態に係るレーザ装置１０ｂの構成を概略的に示す。図１２は、レーザ装置１０ｂをＶ方向から見た上面図である。図１３は、レーザ装置１０ｂをＨ方向から見た側面図である。
　本実施形態に係るレーザ装置１０ｂでは、レーザドップラ振動計７０により角度センサが構成されている。レーザドップラ振動計７０は、微調用回転ステージ３４上の非回転部に固設されている。レーザドップラ振動計７０は、プリズム３２ｂの一つの面の速度を検出し、速度信号を信号線７０ａを介してデジタル変位計７１に出力する。
　デジタル変位計７１は、レーザドップラ振動計７０から出力される速度信号を、プリズム３２ｂの一つの面の位置を表す位置信号に変換する。すなわち、この位置信号は、プリズム３２ｂの角度θに対応する。デジタル変位計７１から出力される位置信号は、信号線７１ａを介して、検出角度θとして第２の制御部６２に入力される。レーザドップラ振動計７０及びデジタル変位計７１は、サンプリングレートｆｓ２で動作を行う。
　本実施形態に係るレーザ装置１０ｂのその他の構成及び動作は、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａと同様であるので、説明は省略する。
　４．第３の実施形態
　次に、本開示の第３の実施形態に係るレーザ装置１０ｃについて説明する。なお、以下では、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａの構成要素と略同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　　４．１　構成及び動作
　図１４及び図１５に、本開示の第３の実施形態に係るレーザ装置１０ｃの構成を概略的に示す。図１４は、レーザ装置１０ｃをＶ方向から見た上面図である。図１５は、レーザ装置１０ｃをＨ方向から見た側面図である。
　本実施形態に係るレーザ装置１０ｃでは、静電容量位置センサ７３により角度センサを構成している。静電容量位置センサ７３は、ピエゾステージとしての微調用回転ステージ３４内に内蔵されており、プリズム３２ｂの位置を検出して位置信号を出力する。この位置信号は、プリズム３２ｂの角度θに対応する。静電容量位置センサ７３から出力される位置信号は、信号線７３ａを介して、検出角度θとして第２の制御部６２に入力される。静電容量位置センサ７３は、サンプリングレートｆｓ２で動作を行う。
　本実施形態に係るレーザ装置１０ｃのその他の構成及び動作は、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａと同様であるので、説明は省略する。
　　４．２　変形例
　第３の実施形態に係るレーザ装置１０ｃの変形例として、静電容量位置センサ７３に代えて、ＰＺＴ等の位置検出用ピエゾ素子を用いてもよい。この位置検出用ピエゾ素子は、静電容量位置センサ７３と同様に、微調用回転ステージ３４内に内蔵される。位置検出用ピエゾ素子は、プリズム３２ｂの位置を検出して位置信号を出力する。この位置信号は、検出角度θとして第２の制御部６２に入力される。
　５．第４の実施形態
　次に、本開示の第４の実施形態に係るレーザ装置１０ｄについて説明する。なお、以下では、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａの構成要素と略同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　第１～第３の実施形態では、レーザ光の中心波長を選択するための波長選択機構として、微調用回転ステージ３４と粗調用回転ステージ３５とを設けているが、第４の実施形態では、１つの回転ステージにより波長選択を行う。
　　５．１　構成及び動作
　図１６及び図１７に、本開示の第４の実施形態に係るレーザ装置１０ｄの構成を概略的に示す。図１６は、レーザ装置１０ｄをＶ方向から見た上面図である。図１７は、レーザ装置１０ｄをＨ方向から見た側面図である。
　本実施形態では、プリズム３２ｂは、微調用回転ステージ３４に代えて、ホルダ８０により保持され、固定配置されている。本実施形態では、回転ステージ８１により、プリズム３２ｃの微調と粗調とを行う。回転ステージ８１は、固定プレート４０と、回転プレート４１と、リニアステッピングモータ４２と、プランジャねじ４３と、ホルダ３７と、ＰＺＴアクチュエータ３４ａと、角度センサ６３と、を含む。固定プレート４０、回転プレート４１、リニアステッピングモータ４２、プランジャねじ４３、及びホルダ３７は、第１の実施形態と同様の構成である。
　本実施形態では、ピエゾアクチュエータとしてのＰＺＴアクチュエータ３４ａは、リニアステッピングモータ４２と、回転プレート４１のレバー４１ａとの間に配置されている。ＰＺＴアクチュエータ３４ａは、ドライバ１８から印加される印加電圧に応じて変形し、レバー４１ａを押圧することにより回転プレート４１を回転させる。リニアステッピングモータ４２は、ＰＺＴアクチュエータ３４ａを介してレバー４１ａを押圧することにより回転プレート４１を回転させる。第１の実施形態と同様に、ＰＺＴアクチュエータ３４ａは微調に用いられ、リニアステッピングモータ４２は粗調に用いられる。
　また、本実施形態では、角度センサ６３は、固定プレート４０に設けられたセンサホルダ４０ａに固設されている。角度センサ６３は、プリズム３２ｃの一つの面の角度を検出し、検出角度θを表す信号を、信号線６３ａを介して第２の制御部６２に送信する。制御部６０による制御については、第１の実施形態と同様である。本実施形態に係るレーザ装置１０ｄのその他の構成及び動作は、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａと同様であるので、説明は省略する。
　６．第５の実施形態
　次に、本開示の第５の実施形態に係るレーザ装置について説明する。なお、以下では、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａの構成要素と略同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　第１～第４の実施形態では、レーザ光の中心波長の実測値に基づく第１のＦＢ制御と、プリズムの角度の検出値に基づく第２のＦＢ制御とを並行して行っている。第５の実施形態では、プリズムの角度の検出値に基づくＦＢ制御のみを行い、レーザ光の中心波長の実測値に基づいてＦＢ制御を補正する。
　　６．１　構成
　図１８に、本開示の第５の実施形態に係るレーザ装置に用いられる制御部９０の構成を概略的に示す。制御部９０は、ＦＦ部５０と、ＦＢ部９２とを含む。ＦＦ部５０は、第１の実施形態におけるＦＦ部５０と同様の構成である。ＦＢ部９２は、第１の信号レート変更部５１ａと、第２の信号レート変更部５２ａと、ＰＩＤ演算部５２ｂと、波長換算部５２ｃと、を含む。ＰＩＤ演算部５２ｂは、第１の実施形態における第２のＰＩＤ演算部５２ｂと同様の構成である。
　　６．２　動作
　図１９は、制御部９０の制御に係る処理を示すフローチャートである。制御部９０は、ＦＦ制御と、角度センサ６３により検出される検出角度θｊに基づくＦＢ制御とを行う。波長計測部１６により計測される計測波長λｍｉは、補正処理に用いられる。ステップＳ１０～Ｓ１４で表されるＦＦ制御は、第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
　以下に、本実施形態におけるＦＢ制御について説明する。ＦＢ制御において、制御部９０は、パラメータｊを１と設定し（ステップＳ４０）、角度センサ６３から検出角度θｊを表す信号を受信すると（ステップＳ４１）、波長換算部５２ｃにより、レーザ光の中心波長λθｊを算出する（ステップＳ４２）。そして、制御部９０は、算出した中心波長λθｊと目標波長λｔｊとの波長差Δλｊを算出する（ステップＳ４３）。以下、波長差Δλｊを、第１の波長差Δλｊという。
　また、制御部９０は、ステップＳ４０～Ｓ４３と並行して以下の処理を行う。まず、制御部９０は、パラメータｉを１と設定し（ステップＳ５０）、波長計測部１６から計測波長λｍｉを表す信号を受信すると（ステップＳ５１）、計測波長λｍｉと目標波長λｔｉとの波長差Δλｉを算出する（ステップＳ５２）。以下、波長差Δλｉを、第２の波長差Δλｉという。
　制御部９０は、ステップＳ４３により第１の波長差Δλｊを算出し、ステップＳ５２により第２の波長差Δλｉを算出すると、第１の波長差Δλｊに第２の波長差Δλｉを加算したものを、第１の波長差Δλｊとして置き換える（ステップＳ４４）。なお、第１の波長差Δλｊの算出は、サンプリングレートｆｓ２で行われ、第２の波長差Δλｉの算出は、サンプリングレートｆｓ１で行われる。ステップＳ４４の補正処理は、第２の波長差Δλｉが得られた時点で得られている第１の波長差Δλｊに対して行われる。
　そして、ＰＩＤ演算部５２ｂは、ステップＳ４４で得られた第１の波長差Δλｊを用い、上式（６）に基づいてＰＩＤ演算を行い、差分値ΔλＦＢｊを算出する（ステップＳ４５）。なお、ＰＩＤ演算部５２ｂは、第２の波長差Δλｉが得られていない場合は、ステップＳ４３で得られる第１の波長差Δλｊをそのまま用いてＰＩＤ演算を行う。この後、制御部９０は、ステップＳ４６～Ｓ４８の処理を実行し、ステップＳ４１に処理を戻す。ステップＳ４６～Ｓ４８は、第１の実施形態におけるステップＳ３５～Ｓ３７と同様である。
　なお、本実施形態では、計測波長λｍｉに基づいて得られる第２の波長差Δλｉを用いて、第１の波長差Δλｊを補正しているが、これは、計測波長λｍｉに基づいて検出角度θｊと中心波長λθｊとの関係を補正することに相当する。したがって、ステップＳ４４の補正処理に代えて、計測波長λｍｉに基づいて検出角度θｊと中心波長λθｊとの関係を直接補正してもよい。
　　６．３　効果
　本実施形態では、計測波長λｍｉに基づいて検出角度θｊと中心波長λθｊとの関係を補正するので、第１の実施形態に係るレーザ装置１０ａが奏する効果に加えて、さらに波長計測部１６で計測される熱的な波長外乱に対しても安定性の高い制御が可能となる。
　また、本実施形態で示した制御部９０は、第１の実施形態に限られず、第２～第４の実施形態に係るレーザ装置に対しても適用可能である。
　また、第１～第４の実施形態では、制御部６０に含まれる第１の制御部６１と第２の制御部６２とをそれぞれ別の構成要素としているが、これらを１つの制御部として構成してもよい。また、制御部６０及び９０は、それぞれ半導体回路等のハードウェアにより構成されたものに限られず、ＣＰＵ等の制御回路が、メモリから読み込んだプログラムを実行するものであってもよい。さらに、制御部６０及び９０は、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラムが可能なゲートアレイで構成されていてもよい。
　また、第１～第４の実施形態では、第１の制御部６１と第２の制御部６２とがそれぞれ１つのドライバ１８を介してＰＺＴアクチュエータ３４ａを制御しているが、ドライバの数は１個に限られない。第１の制御部６１と第２の制御部６２とに対して、それぞれ個別にドライバを設けてもよい。
　また、第１～第５の実施形態では、狭帯域化モジュール１４内に、４つのプリズム３２ａ～３２ｄが設けられているが、プリズムの数は４個に限られず、少なくとも１つのプリズムが設けられていればよい。
　７．その他
　図２０は、レーザ装置１に接続された露光装置２の構成を概略的に示す。上述のように、レーザ装置１はレーザ光を生成して露光装置２に出力する。
　図２０において、露光装置２は、照明光学系２０１と投影光学系２０２とを含む。照明光学系２０１は、レーザ装置１から入射したレーザ光によって、レチクルステージＲＴのレチクルパターンを照明する。投影光学系２０２は、レチクルを透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置２は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにデバイスパターンを転写することで電子デバイスを製造することができる。
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の各実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
　本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　レーザ装置であって、以下を備える：
    　Ａ．出力結合ミラー；
    　Ｂ．前記出力結合ミラーと光共振器を構成するグレーティング；
    　Ｃ．前記光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバ；
    　Ｄ．前記レーザチャンバと前記グレーティングとの間の光路上に配置された少なくとも１つのプリズム；
    　Ｅ．前記レーザチャンバから出力されるレーザ光が前記グレーティングに入射する角度が変更されるように前記プリズムを回転させるアクチュエータを含む回転ステージ；
    　Ｆ．前記レーザチャンバから前記出力結合ミラーを介して出力されたレーザ光の中心波長を計測する波長計測部；
    　Ｇ．前記プリズムの回転角度を検出する角度センサ；
    　Ｈ．外部装置から入力された目標波長と、前記波長計測部により計測された計測波長とに基づいて、第１の動作周波数で前記アクチュエータを制御する第１の制御部；及び
    　Ｉ．前記目標波長と、前記角度センサにより検出された検出角度とに基づいて、前記第１の動作周波数以上の値である第２の動作周波数で前記アクチュエータを制御する第２の制御部。
  2. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１の制御部は、前記目標波長と前記計測波長との差に基づいて前記アクチュエータをフィードバック制御する。
  3. 　請求項２に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１の制御部は、ＰＩＤ演算により前記フィードバック制御を行う。
  4. 　請求項２に記載のレーザ装置であって、
    　前記第２の制御部は、前記検出角度を波長に換算し、換算した波長と前記目標波長との差に基づいて前記アクチュエータをフィードバック制御する。
  5. 　請求項４に記載のレーザ装置であって、
    　前記第２の制御部は、ＰＩＤ演算により前記フィードバック制御を行う。
  6. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記アクチュエータは、ＰＺＴアクチュエータである。
  7. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記角度センサは、前記プリズムの一つの面の速度を検出するレーザドップラ振動計により構成されている。
  8. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記角度センサは、前記プリズムの位置を検出する静電容量位置センサにより構成されている。
  9. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記角度センサは、前記プリズムの位置を検出する位置検出用ピエゾ素子により構成されている。
  10. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第２の動作周波数は、６ｋＨｚ以上の値である。
  11. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第２の動作周波数は、前記角度センサのサンプリングレートに一致する。
  12. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記少なくとも１つのプリズムは、第１のプリズムと第２のプリズムとを含み、
    　前記回転ステージは、前記第１のプリズムを回転させる。
  13. 　請求項１２に記載のレーザ装置であって、以下をさらに備える：
    　Ｊ．前記第２のプリズムを保持して回転させる粗調用回転ステージ。
  14. 　請求項１３に記載のレーザ装置であって、
    　前記粗調用回転ステージは、ステッピングモータを含む。
  15. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１の制御部は、前記目標波長を表す信号のサンプリングレートを、前記波長計測部のサンプリングレートに一致するように変更する第１の信号レート変更部を含む。
  16. 　請求項１５に記載のレーザ装置であって、
    　前記第２の制御部は、前記目標波長を表す信号のサンプリングレートを、前記角度センサのサンプリングレートに一致するように変更する第２の信号レート変更部を含む。
  17. 　レーザ装置であって、以下を備える：
    　Ａ．出力結合ミラー；
    　Ｂ．前記出力結合ミラーと光共振器を構成するグレーティング；
    　Ｃ．前記光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバ；
    　Ｄ．前記レーザチャンバと前記グレーティングとの間の光路上に配置された少なくとも１つのプリズム；
    　Ｅ．前記レーザチャンバから出力されるレーザ光が前記グレーティングに入射する角度が変更されるように前記プリズムを回転させるアクチュエータを含む回転ステージ；
    　Ｆ．前記レーザチャンバから前記出力結合ミラーを介して出力されたレーザ光の中心波長を計測する波長計測部；
    　Ｇ．前記プリズムの回転角度を検出する角度センサ；及び
    　Ｈ．前記角度センサにより検出された検出角度と波長との関係を前記波長計測部により計測された計測波長に基づいて補正し、前記補正した関係に基づいて前記検出角度を波長に換算し、換算した波長と外部装置から入力された目標波長との差に基づいて前記アクチュエータをフィードバック制御する制御部。
  18. 　請求項１７に記載のレーザ装置であって、
    　前記制御部は、前記目標波長を表す信号のサンプリングレートを、前記波長計測部のサンプリングレートに一致するように変更する第１の信号レート変更部を含む。
  19. 　請求項１８に記載のレーザ装置であって、
    　前記制御部は、前記目標波長を表す信号のサンプリングレートを、前記角度センサのサンプリングレートに一致するように変更する第２の信号レート変更部を含む。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　レーザ装置によってパルスレーザ光を生成し、
    　前記パルスレーザ光を露光装置に出力し、
    　電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記パルスレーザ光を露光することを含み、
    　前記レーザ装置は、以下を備える：
    　Ａ．出力結合ミラー；
    　Ｂ．前記出力結合ミラーと光共振器を構成するグレーティング；
    　Ｃ．前記光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバ；
    　Ｄ．前記レーザチャンバと前記グレーティングとの間の光路上に配置された少なくとも１つのプリズム；
    　Ｅ．前記レーザチャンバから出力されるレーザ光が前記グレーティングに入射する角度が変更されるように前記プリズムを回転させるアクチュエータを含む回転ステージ；
    　Ｆ．前記レーザチャンバから前記出力結合ミラーを介して出力されたレーザ光の中心波長を計測する波長計測部；
    　Ｇ．前記プリズムの回転角度を検出する角度センサ；
    　Ｈ．外部装置から入力された目標波長と、前記波長計測部により計測された計測波長とに基づいて、第１の動作周波数で前記アクチュエータを制御する第１の制御部；及び
    　Ｉ．前記目標波長と、前記角度センサにより検出された検出角度とに基づいて、前記第１の動作周波数以上の値である第２の動作周波数で前記アクチュエータを制御する第２の制御部。
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