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公開番号2025160255
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2025119342,2023537875
出願日2025-07-16,2021-07-29
発明の名称放電励起型レーザ装置の制御方法、放電励起型レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
出願人ギガフォトン株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類H01S 3/136 20060101AFI20251015BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】目標波長λ1及びλ2の切り替えに応じて生じるパルスエネルギーの変動を抑制する。
【解決手段】パルスレーザ光のパルスエネルギーを制御する電源を備えた放電励起型レーザ装置の制御方法は、第1の期間において、波長を周期的に変動させながら放電励起型レーザ装置から複数のパルスを含むパルスレーザ光を出力させることと、複数のパルスのパルスエネルギーの第1の時系列データを用いて、電源に設定される電圧指令値を波長の変動に伴って補正する補正データを算出することと、第2の期間において、電圧指令値を取得し、取得された電圧指令値を補正データを用いて補正し、補正された電圧指令値に従って放電励起型レーザ装置からパルスレーザ光を出力させることと、を含む。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
パルスレーザ光のパルスエネルギーを制御する電源を備えた放電励起型レーザ装置の制御方法であって、
第１の期間において、波長を周期的に変動させながら前記放電励起型レーザ装置から複数のパルスを含むパルスレーザ光を出力させることと、
前記複数のパルスのパルスエネルギーの第１の時系列データを用いて、前記電源に設定される電圧指令値を前記波長の変動に伴って補正する補正データを算出することと、
第２の期間において、前記電圧指令値を取得し、取得された前記電圧指令値を前記補正データを用いて補正し、補正された前記電圧指令値に従って前記放電励起型レーザ装置からパルスレーザ光を出力させることと、
を含む、制御方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記第１の期間は第１のバースト出力が行われる期間に相当し、前記第２の期間は前記第１のバースト出力の次の第２のバースト出力が行われる期間に相当し、
前記第１の期間の終了後、前記第２の期間の開始前に前記補正データを算出する、
制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記補正データをテーブルに記憶させ、
前記テーブルから読み出した前記補正データを用いて前記電圧指令値を補正する、
制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記複数のパルスのパルスエネルギーの平均値を基準として、前記補正データを算出する、
制御方法。
【請求項５】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記複数のパルスのうち、第１の目標波長に従って出力された第１波長パルスのパルスエネルギーの第１の平均値と、
前記複数のパルスのうち、第２の目標波長に従って出力された第２波長パルスのパルスエネルギーの第２の平均値と、
前記複数のパルスのパルスエネルギーの第３の平均値と、
を算出し、前記第１の平均値と前記第３の平均値との差と、前記第２の平均値と前記第３の平均値との差と、を用いて前記補正データを算出する、
制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記第１の期間において設定された目標波長ごとに、前記補正データに含まれる補正値を算出する、
制御方法。
【請求項７】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記第１の期間において設定された複数の前記電圧指令値の第２の時系列データをさらに用いて前記補正データを算出する、
制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の制御方法であって、
前記複数の電圧指令値の平均値を基準として、前記補正データを算出する、
制御方法。
【請求項９】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記第１の期間において設定された複数の前記電圧指令値のうち、第１の目標波長が設定された場合の前記電圧指令値の第４の平均値と、
前記複数の電圧指令値のうち、第２の目標波長が設定された場合の前記電圧指令値の第５の平均値と、
前記複数の電圧指令値の第６の平均値と、
を算出し、前記第４の平均値と前記第６の平均値との差と、前記第５の平均値と前記第６の平均値との差と、をさらに用いて前記補正データを算出する、
制御方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記第１の時系列データから、選択された周波数成分を抽出して前記補正データを算出する、
制御方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、放電励起型レーザ装置の制御方法、放電励起型レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
続きを表示（約 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、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いる。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
【０００３】
ＫｒＦエキシマレーザ装置及びＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過させる材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、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、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrowing Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－２１８４３７号公報
米国特許第９２６１７９４号明細書
【概要】
【０００５】
本開示の１つの観点において、パルスレーザ光のパルスエネルギーを制御する電源を備えた放電励起型レーザ装置の制御方法は、第１の期間において、波長を周期的に変動させながら放電励起型レーザ装置から複数のパルスを含むパルスレーザ光を出力させることと、複数のパルスのパルスエネルギーの第１の時系列データを用いて、電源に設定される電圧指令値を波長の変動に伴って補正する補正データを算出することと、第２の期間において、電圧指令値を取得し、取得された電圧指令値を補正データを用いて補正し、補正された電圧指令値に従って放電励起型レーザ装置からパルスレーザ光を出力させることと、を含む。
【０００６】
本開示の１つの観点において、放電励起型レーザ装置は、パルスレーザ光のパルスエネルギーを制御する電源と、電源を制御するプロセッサと、を備える。プロセッサは、第１の期間において、波長を周期的に変動させながら放電励起型レーザ装置から複数のパルスを含むパルスレーザ光を出力させ、複数のパルスのパルスエネルギーの第１の時系列データを用いて、電源に設定される電圧指令値を波長の変動に伴って補正する補正データを算出し、第２の期間において、電圧指令値を取得し、取得された電圧指令値を補正データを用いて補正し、補正された電圧指令値に従って放電励起型レーザ装置からパルスレーザ光を出力させる。
【０００７】
本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光のパルスエネルギーを制御する電源と、電源を制御するプロセッサと、を備える放電励起型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む。プロセッサは、第１の期間において、波長を周期的に変動させながら放電励起型レーザ装置から複数のパルスを含むパルスレーザ光を出力させ、複数のパルスのパルスエネルギーの第１の時系列データを用いて、電源に設定される電圧指令値を波長の変動に伴って補正する補正データを算出し、第２の期間において、電圧指令値を取得し、取得された電圧指令値を補正データを用いて補正し、補正された電圧指令値に従って放電励起型レーザ装置からパルスレーザ光を出力させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
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、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。
図２は、比較例におけるレーザ装置の構成を概略的に示す。
図３は、露光システムによって露光される半導体ウエハの例を示す。
図４は、露光制御プロセッサからレーザ制御プロセッサに送信されるトリガ信号の例を示す。
図５は、波長の周期的な変動の例を示すグラフである。
図６は、比較例においてレーザ制御プロセッサによって実行されるパルスレーザ光の出力のための処理を示すフローチャートである。
図７は、比較例において露光制御プロセッサによって実行されるレーザ制御の処理を示すフローチャートである。
図８は、目標波長を切り替えながらパルスレーザ光を出力したときのパルスエネルギーの変化を示すグラフである。
図９は、第１の実施形態におけるレーザ装置の構成を概略的に示す。
図１０は、電圧補正テーブルに含まれる補正データを示すグラフである。
図１１は、第１の実施形態におけるパルスエネルギーの制御ブロック図である。
図１２は、第１の実施形態においてレーザ制御プロセッサによって実行されるパルスレーザ光の出力のための処理を示すフローチャートである。
図１３は、第１の実施形態においてレーザ制御プロセッサによって実行される電圧補正テーブルの更新処理を示すフローチャートである。
図１４は、第１の実施形態における電圧補正テーブルの更新処理の詳細を示すフローチャートである。
図１５は、図１４において算出される平均値及び差を概念的に示すグラフである。
図１６は、第２の実施形態における電圧補正テーブルの更新処理の詳細を示すフローチャートである。
図１７は、図１６において算出される平均値及び差を概念的に示すグラフである。
図１８は、図１６において算出される平均値及び差を概念的に示すグラフである。
図１９は、第３の実施形態における電圧補正テーブルの更新処理の詳細を示すフローチャートである。
図２０は、図１９においてパルスエネルギーの時系列データをフーリエ変換したスペクトルデータのグラフである。
図２１は、第４の実施形態における電圧補正テーブルの更新処理の詳細を示すフローチャートである。
図２２は、第５の実施形態における電圧補正テーブルの更新処理の詳細を示すフローチャートである。
図２３は、周期的に変化する波長を示すグラフである。
図２４は、第６の実施形態においてレーザ制御プロセッサによって実行されるパルスレーザ光の出力のための処理を示すフローチャートである。
図２５は、第６の実施形態において露光制御プロセッサによって実行されるレーザ制御の処理を示すフローチャートである。
図２６は、比較例及び第１～第６の実施形態において用いられるモニタモジュールの構成を概略的に示す。
【実施形態】
【０００９】
＜内容＞
１．比較例
１．１露光システム
１．１．１構成
１．１．２動作
１．２レーザ装置１００
１．２．１構成
１．２．２動作
１．３狭帯域化モジュール１４
１．３．１構成
１．３．２動作
１．４ステップアンドスキャン露光
１．５周期的な波長変化の例
１．６パルスレーザ光の出力制御
１．６．１レーザ制御プロセッサ１３０による制御
１．６．２露光制御プロセッサ２１０によるレーザ制御
１．７比較例の課題
２．パルスエネルギーＥｎ［］の時系列データを用いて補正データを算出するレーザ装置
２．１構成
２．２制御ブロック図
２．３パルスレーザ光の出力制御
２．４電圧補正テーブル１３４の更新タイミング
２．５電圧補正テーブル１３４の更新処理
２．６作用
３．電圧指令値ＨＶｃ［］の時系列データをさらに用いて補正データを算出するレーザ装置
３．１電圧補正テーブル１３４の更新処理
３．２作用
４．パルスエネルギーＥｎ［］の時系列データをフーリエ変換して補正データを算出するレーザ装置
４．１電圧補正テーブル１３４の更新処理
４．２作用
５．電圧指令値ＨＶｃ［］の時系列データをフーリエ変換して補正データを算出するレーザ装置
５．１電圧補正テーブル１３４の更新処理
５．２作用
６．波長変動周期内のパルス番号ｊごとに補正データを算出するレーザ装置
６．１電圧補正テーブル１３４の更新処理
６．２作用
７．目標パルスエネルギーＥｔに基づいて電圧指令値ＨＶｃを設定するレーザ装置
７．１レーザ制御プロセッサ１３０による制御
７．２露光制御プロセッサ２１０による制御
８．その他
８．１モニタモジュール１７の構成
８．２モニタモジュール１７の動作
８．３補足
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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