(57)【要約】このレーザシステムは、複数のレーザ装置と、複数のレーザ装置からそれぞれ出力された複数のパルスレーザ光を束ねて、光束化されたパルスレーザ光を出射するように構成されたビームデリバリー装置と、光束化されたパルスレーザ光の光路に配置され、複数のパルスレーザ光に含まれる個々のパルスレーザ光のビームパラメータと、光束化されたパルスレーザ光のビームパラメータと、を計測するビームパラメータ計測装置と、を備えてもよい。
2015194056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ装置と、
前記複数のレーザ装置からそれぞれ出力された複数のパルスレーザ光を束ねて、光束化されたパルスレーザ光を出射するように構成されたビームデリバリー装置と、
前記光束化されたパルスレーザ光の光路に配置され、前記複数のパルスレーザ光に含まれる個々のパルスレーザ光のビームパラメータと、前記光束化されたパルスレーザ光のビームパラメータと、を計測するビームパラメータ計測装置と、
を備えるレーザシステム。
【請求項２】
前記ビームパラメータ計測装置は、前記複数のパルスレーザ光に含まれる１つ又は複数のパルスレーザ光を選択する選択機構を含み、前記選択機構によって前記複数のパルスレーザ光に含まれる１つ又は複数のパルスレーザ光を選択して、前記複数のパルスレーザ光に含まれる１つ又は複数のパルスレーザ光のビームパラメータを計測するように構成された、
請求項１記載のレーザシステム。
【請求項３】
前記ビームパラメータ計測装置は、イメージセンサと、前記複数のパルスレーザ光に含まれる１つ又は複数のパルスレーザ光を選択して前記イメージセンサに入射させる選択機構とを含み、前記選択機構によって前記複数のパルスレーザ光に含まれる１つ又は複数のパルスレーザ光を選択して前記イメージセンサに入射させ、前記イメージセンサによって、前記複数のパルスレーザ光に含まれる１つ又は複数のパルスレーザ光のビームパラメータを計測するように構成された、
請求項１記載のレーザシステム。
【請求項４】
前記複数のレーザ装置と、前記ビームパラメータ計測装置との間のそれぞれの光路に配置された複数のビームステアリング装置と、
前記ビームパラメータ計測装置の計測結果に基づいて前記複数のビームステアリング装置を制御する制御部と、
をさらに備える、請求項１記載のレーザシステム。
【請求項５】
前記複数のレーザ装置と、前記複数のビームステアリング装置との間のそれぞれの光路に配置された複数のビームダイバージェンス調節器
をさらに備え、
前記制御部は、前記ビームパラメータ計測装置の計測結果に基づいて前記複数のビームステアリング装置及び前記複数のビームダイバージェンス調節器を制御する、
請求項４記載のレーザシステム。
【請求項６】
前記複数のレーザ装置と、前記複数のビームステアリング装置との間のそれぞれの光路に配置された複数の光路長調節器
をさらに備え、
前記制御部は、前記ビームパラメータ計測装置の計測結果に基づいて前記複数のビームステアリング装置及び前記複数の光路長調節器を制御する、
請求項４記載のレーザシステム。
【請求項７】
前記複数のレーザ装置のそれぞれの内部に配置された複数のビームダイバージェンス調節器
をさらに備え、
前記制御部は、前記ビームパラメータ計測装置の計測結果に基づいて前記複数のビームステアリング装置、前記複数のビームダイバージェンス調節器を制御する、
請求項４記載のレーザシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザアニール装置は、基板上に成膜されたアモルファス（非結晶）シリコン膜にエキシマレーザ等のレーザシステムから出力された紫外線領域の波長を有するパルスレーザ光を照射し、ポリシリコン膜に改質する装置である。アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に改質することにより、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を作製することができる。このＴＦＴは、比較的大きな液晶ディスプレイに使用されている。
【概要】
【０００３】
本開示の１つの観点に係るレーザシステムは、複数のレーザ装置と、複数のレーザ装置からそれぞれ出力された複数のパルスレーザ光を束ねて、光束化されたパルスレーザ光を出射するように構成されたビームデリバリー装置と、光束化されたパルスレーザ光の光路に配置され、複数のパルスレーザ光に含まれる個々のパルスレーザ光のビームパラメータと、光束化されたパルスレーザ光のビームパラメータと、を計測するビームパラメータ計測装置と、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
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】図１は、例示的なレーザシステム５を含むレーザアニール装置１の構成を概略的に示す。
【図２】図２は、本開示の第１の実施形態に係るレーザシステムの構成を概略的に示す。
【図３】図３は、本開示の第１の実施形態におけるレーザシステム制御部２０とビームデリバリー装置制御部５９及びその周辺のブロック図である。
【図４】図４は、図２に示されるビームパラメータ計測装置６の具体的構成を示す。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、第１のビームダイバージェンス調節器７２ａの構成を概略的に示す。
【図６】図６は、第１のビームステアリング装置８ａの構成を概略的に示す。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは、図２に示される第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂを移動させるためのミラー移動機構９０ａを示す。
【図８】図８は、図２に示されるレーザ装置の構成例を示す。
【図９】図９は、図２に示されるビームデリバリー装置制御部５９の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示される第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスを計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１０に示されるビームダイバージェンスを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第Ｎのパルスレーザ光の集光位置における光強度分布のデータと、集光位置におけるスポット径との関係を示す。
【図１３】図１３は、図９に示される第Ｎのパルスレーザ光のビームポインティングを計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３に示されるビームポインティングを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、第Ｎのパルスレーザ光の集光位置における光強度分布のデータと、集光位置におけるスポット中心との関係を示す。
【図１６】図１６は、図９に示される第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置を計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１６に示されるビーム位置を計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第Ｎのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、ビーム位置との関係を示す。
【図１９】図１９は、図９に示される光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、図１９に示される第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム位置を計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム位置との関係を示す。
【図２２】図２２は、本開示の第２の実施形態におけるビームデリバリー装置制御部５９の動作を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、図２２に示される第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズを計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、図２３に示されるビームサイズを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、第Ｎのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、ビームサイズとの関係を示す。
【図２６】図２６は、図２２に示される光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、図２６に示される第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームサイズを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームサイズとの関係を示す。
【図２９】図２９は、本開示の第３の実施形態におけるレーザシステム制御部２０とビームデリバリー装置制御部５９及びその周辺のブロック図である。
【図３０】図３０は、光路長調節器の構成を概略的に示す。
【図３１】図３１は、図２９に示されるレーザ装置の構成例を示す。
【図３２】図３２は、本開示の第３の実施形態におけるビームデリバリー装置制御部５９の動作を示すフローチャートである。
【図３３】図３３は、図３２に示される光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図３４】図３４Ａ及び図３４Ｂは、本開示の第４の実施形態において用いられるマスターオシレータの構成例を示す。
【図３５】図３５は、本開示の第５の実施形態において用いられるレーザ装置の構成例を示す。
【図３６】図３６は、本開示の第６の実施形態におけるレーザシステムのブロック図である。
【図３７】図３７は、上記各実施形態において用いることのできるビームコンバイナの例を示す。
【図３８】図３８は、上記各実施形態において用いることのできる露光装置の例を示す。
【図３９】図３９は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
【実施形態】
【０００５】
＜内容＞
１．概要
２．レーザアニール装置の構成
２．１  ビームコンバイナシステム
２．２  露光装置
２．３  複数のレーザ装置
２．４  ビームデリバリー装置
２．５  レーザシステム制御部とビームデリバリー装置制御部
２．６  ビームパラメータ計測装置
２．７  ビームダイバージェンス調節器
２．８  ビームステアリング装置
２．９  ミラー移動機構
２．１０  レーザ装置
３．制御動作
３．１  メインフロー
３．２  ビームダイバージェンスの計測及び制御
３．３  ビームポインティングの計測及び制御
３．４  ビーム位置の計測及び制御
３．５  光束化されたレーザ光の計測
４．第２の実施形態
４．１  メインフロー
４．２  ビームサイズの計測及び制御
４．３  光束化されたレーザ光の計測
５．第３の実施形態
５．１  レーザシステム制御部とビームデリバリー装置制御部
５．２  光路長調節器
５．３  レーザ装置
５．４  メインフロー
５．５  光束化されたレーザ光の計測
６．第４の実施形態
７．第５の実施形態
８．第６の実施形態
９．フライアイレンズを含むビームコンバイナ
１０．ラインフォーカス光学系を含む露光装置
１１．制御部の構成
【０００６】
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。
【０００７】
１．概要
レーザアニール装置は、ガラス基板上のアモルファスシリコン膜にパルスレーザ光を所定のエネルギー密度で照射することによって、レーザアニールを行ってもよい。近年のようにますます大きな液晶ディスプレイが製造されるようになると、所定のエネルギー密度での照射面積を広げるために、パルスレーザ光の１つのパルスあたりのエネルギーを増加させることが求められ得る。１つのパルスあたりのエネルギーを増加させるために、複数台のレーザ装置からそれぞれ出力されたパルスレーザ光を結合してもよい。結合されたパルスレーザ光を、アモルファスシリコン膜に照射してもよい。
【０００８】
しかしながら、複数台のレーザ装置からそれぞれ出力されたパルスレーザ光を結合する場合、複数台のレーザ装置のうちの１つのレーザ装置から出力されたパルスレーザ光のビームパラメータが、許容範囲を超えることがあり得る。１つのレーザ装置から出力されたパルスレーザ光のビームパラメータが許容範囲を超えると、アニールの品質が悪化し得る。
【０００９】
本開示の１つの観点によれば、複数のレーザ装置からそれぞれ出力された複数のパルスレーザ光を結合して、結合されたパルスレーザ光の光路に、ビームパラメータ計測装置を配置してもよい。このビーム計測装置は、個々のパルスレーザ光のビームパラメータと、結合されたパルスレーザ光のビームパラメータと、の両方を計測できてもよい。
【００１０】
２．レーザアニール装置の構成
図１は、例示的なレーザシステム５を含むレーザアニール装置１の構成を概略的に示す。レーザアニール装置１は、レーザシステム５と、ビームコンバイナシステム３と、露光装置４とを備えてもよい。
レーザシステム５は、後述される複数のレーザ装置からそれぞれ出力された複数のパルスレーザ光を束ねて、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆとして出力してもよい。第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆは、互いに略平行な光路軸を有してもよい。パルスレーザ光の「光路軸」は、パルスレーザ光の光路の中心軸を意味し得る。
【００１１】
２．１  ビームコンバイナシステム
ビームコンバイナシステム３は、入射光学系３３と、ビームコンバイナ３４と、を備えてもよい。
入射光学系３３は、二次光源光学系３１と、コンデンサ光学系３２とを含み、ケーラー照明を構成するように設計されてもよい。
二次光源光学系３１は、第１〜第６凹レンズ３１ａ〜３１ｆを含んでもよい。
【００１２】
第１凹レンズ３１ａは、第１のパルスレーザ光２１ａの光路であって、レーザシステム５と、コンデンサ光学系３２との間に配置されてもよい。第１凹レンズ３１ａは、第１のパルスレーザ光２１ａをコンデンサ光学系３２に向けて透過させるときに、第１のパルスレーザ光２１ａのビーム幅を拡大させてもよい。
【００１３】
第１〜第６凹レンズ３１ａ〜３１ｆは、互いに実質的に同一の構成を有していてもよい。
第２凹レンズ３１ｂは、第２のパルスレーザ光２１ｂの光路に配置されてもよい。
第３凹レンズ３１ｃは、第３のパルスレーザ光２１ｃの光路に配置されてもよい。
第４凹レンズ３１ｄは、第４のパルスレーザ光２１ｄの光路に配置されてもよい。
第５凹レンズ３１ｅは、第５のパルスレーザ光２１ｅの光路に配置されてもよい。
第６凹レンズ３１ｆは、第６のパルスレーザ光２１ｆの光路に配置されてもよい。
【００１４】
第１〜第６凹レンズ３１ａ〜３１ｆにそれぞれ入射する第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆは、いずれも略同じ大きさであって、略同じビームダイバージェンスを有するレーザ光であってもよい。
第１〜第６凹レンズ３１ａ〜３１ｆをそれぞれ透過した第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆの光路軸は、互いにほぼ平行であってもよい。
【００１５】
コンデンサ光学系３２は、以下に説明するように、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆが、ビームコンバイナ３４の入射面において略同じ領域に入射し、かつ、それぞれ所定の入射角度で入射するように、配置されてもよい。
コンデンサ光学系３２は、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆの光路にまたがる領域であって、二次光源光学系３１とビームコンバイナ３４との間の位置に配置されてもよい。コンデンサ光学系３２は、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを、ビームコンバイナ３４に向けて透過させ得る。このとき、コンデンサ光学系３２は、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆの光路軸の方向を、予め定められたそれぞれの所定方向に変化させ得る。
【００１６】
コンデンサ光学系３２は、当該コンデンサ光学系３２の前側焦点面の位置が、第１〜第６凹レンズ３１ａ〜３１ｆのそれぞれの焦点の位置とほぼ一致するように、配置されてもよい。従って、コンデンサ光学系３２は、第１〜第６凹レンズ３１ａ〜３１ｆをそれぞれ透過した第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを、それぞれほぼ平行光となるように、コリメートし得る。
【００１７】
コンデンサ光学系３２は、当該コンデンサ光学系３２の後側焦点面の位置がビームコンバイナ３４の入射側の面の位置とほぼ一致するように配置されてもよい。従って、コンデンサ光学系３２は、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを、ビームコンバイナ３４の互いにほぼ同じ領域に、所定の入射角度で入射させ得る。
【００１８】
図１において、コンデンサ光学系３２は１つの凸レンズを含むものとして図示したが、図示しない他の凸レンズ又は凹レンズとの組み合わせや、凹面ミラー等を含んでもよい。
【００１９】
ビームコンバイナ３４は、回折光学素子（Diffractive Optical Element：ＤＯＥ）を含んでもよい。この回折光学素子は、例えば合成石英やフッ化カルシウム基板等の紫外線を透過させる基板上に、所定形状の溝が所定間隔で形成されたものでもよい。
【００２０】
コンデンサ光学系３２によってそれぞれの所定方向に光路軸を変化させられた第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆが、ビームコンバイナ３４に入射し得る。ビームコンバイナ３４に入射した第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆは、互いにほぼ同一の方向にビームコンバイナ３４から出射し得る。すなわち、上述したそれぞれの所定方向は、ビームコンバイナ３４によって第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆが結合されるような方向であってもよい。このようなビームコンバイナ３４として、例えば、米国特許出願公開第２００９／０２８５０７６号明細書に開示された回折光学素子が用いられてもよい。
【００２１】
ビームコンバイナ３４から出射した第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆは、ほぼ同一の光路を通って露光装置４に入射してもよい。
【００２２】
このようにして、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆがビームコンバイナシステム３によって結合されてもよい。以下の説明において、複数のパルスレーザ光が結合されたパルスレーザ光を、結合されたレーザ光と称することがある。結合されたレーザ光は、第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを含んでもよい。結合されたレーザ光は、１台のレーザ装置から出力されたパルスレーザ光に対して約６倍のパルスエネルギーを有してもよい。また、パルスレーザ光を「結合」するとは、第１のパルスレーザ光と第２のパルスレーザ光との光路を重ね合わせることを含んでもよい。
【００２３】
２．２  露光装置
露光装置４は、高反射ミラー４１と、照明光学系４２と、マスク４３と、転写光学系４４とを備えてもよい。露光装置４は、ビームコンバイナシステム３から出射された結合されたレーザ光を所定のマスクパターンに成形し、被照射物Ｐに照射してもよい。
【００２４】
高反射ミラー４１は、レーザシステム５から出射されたパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。高反射ミラー４１は、ビームコンバイナシステム３から出射された結合されたレーザ光を反射して照明光学系４２に入射させてもよい。照明光学系４２に入射する結合されたレーザ光は、ほぼ平行光であってもよい。
【００２５】
照明光学系４２は、ビームコンバイナシステム３から出射された結合されたレーザ光の光路であって、高反射ミラー４１とマスク４３との間に配置されてもよい。照明光学系４２は、フライアイレンズ４２１と、コンデンサ光学系４２２とを含み、ケーラー照明を構成するように設計されてもよい。
【００２６】
フライアイレンズ４２１は、ビームコンバイナシステム３から出射された結合されたレーザ光の光路であって、高反射ミラー４１とコンデンサ光学系４２２との間に配置されてもよい。フライアイレンズ４２１は、結合されたレーザ光の断面に沿って配列された複数のレンズを含んでもよい。当該複数のレンズのそれぞれは、結合されたレーザ光の各一部をコンデンサ光学系４２２に向けて透過させるときに、当該各一部のビーム幅を拡大させてもよい。
【００２７】
コンデンサ光学系４２２は、ビームコンバイナシステム３から出射された結合されたレーザ光の光路であって、フライアイレンズ４２１とマスク４３との間に配置されてもよい。コンデンサ光学系４２２は、フライアイレンズ４２１から出射された結合されたレーザ光をマスク４３に向けて照明してもよい。
【００２８】
コンデンサ光学系４２２は、当該コンデンサ光学系４２２の後側焦点面の位置がマスク４３の位置とほぼ一致するように配置されてもよい。従って、コンデンサ光学系４２２は、フライアイレンズ４２１に含まれる複数のレンズのそれぞれを透過した結合されたレーザ光を、マスク４３の互いにほぼ同じ領域に入射させ得る。
【００２９】
図１において、コンデンサ光学系４２２は１つの凸レンズを含むものとして図示したが、図示しない他の凸レンズ又は凹レンズとの組み合わせや、凹面ミラー等を含んでもよい。
以上の構成により、照明光学系４２は、マスク４３に照射される結合されたレーザ光のビーム断面における光強度分布のばらつきを低減してもよい。
【００３０】
マスク４３は、長方形形状の開口が形成されたスリットであってもよい。当該スリットの開口形状は、マスク４３のマスクパターンを構成し得る。マスク４３のマスクパターンは、長方形形状に限定されず、所望形状のパターンであってもよい。
【００３１】
転写光学系４４は、ビームコンバイナシステム３から出射された結合されたレーザ光の光路であって、マスク４３と被照射物Ｐとの間に配置されてもよい。転写光学系４４は、当該転写光学系４４によって結像されるマスク４３の像の位置が被照射物Ｐの被照射位置とほぼ一致するように配置されてもよい。これにより、転写光学系４４は、結合されたレーザ光が照射されたマスク４３のマスクパターンを被照射物Ｐに転写してもよい。
【００３２】
転写光学系４４は、１つ又は複数の凸レンズを含んでもよい。転写光学系４４は、１つ又は複数の凸レンズに限定されず、例えば凸レンズと凹レンズの組み合わせや、凹面ミラー等を含んでもよい。転写光学系４４は、長方形形状のマスクパターンの短手方向だけを被照射物Ｐに転写するシリンドリカルレンズによって構成されてもよい。
【００３３】
以上のように、レーザシステム５は、ビームコンバイナシステム３を介して、１台のレーザ装置から出力されたパルスレーザ光よりもパルスエネルギーの高い結合されたレーザ光を出力し得る。その結果、レーザアニール装置１は、大面積の被照射物Ｐに広い照射面積でアニールに必要な所定のパルスエネルギー密度で照射し得る。そして、大面積の液晶ディスプレイの効率的な製造が可能となり得る。
【００３４】
上述の説明においては、レーザシステム５から出力された互いに略平行な複数のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを、ビームコンバイナシステム３によって結合させてから、露光装置４の照明光学系４２に入射させたが、本開示はこれに限定されない。ビームコンバイナシステム３を設けずに、レーザシステム５から出力された互いに略平行な複数のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを、そのまま露光装置４の照明光学系４２に入射させてもよい。
【００３５】
２．３  複数のレーザ装置
図２は、本開示の第１の実施形態に係るレーザシステムの構成を概略的に示す。レーザシステム５は、複数のレーザ装置２ａ〜２ｈと、ビームデリバリー装置５０と、レーザシステム制御部２０とを含んでもよい。以下の説明において、パルスレーザ光の出射方向をＺ方向としてもよい。Ｚ方向と垂直で且つ重力と平行な方向をＶ方向としてもよい。Ｚ方向と垂直で且つＶ方向と垂直な水平方向をＨ方向としてもよい。
【００３６】
複数のレーザ装置２ａ〜２ｈは、第１のレーザ装置２ａと、第２のレーザ装置２ｂと、第３のレーザ装置２ｃと、第４のレーザ装置２ｄと、第５のレーザ装置２ｅと、第６のレーザ装置２ｆと、第７のレーザ装置２ｇと、第８のレーザ装置２ｈと、を含んでもよい。図２においては８台のレーザ装置２ａ〜２ｈを図示しているが、レーザ装置の台数は特に限定されず、２以上の任意の台数であってもよい。
【００３７】
第１〜第８のレーザ装置２ａ〜２ｈのそれぞれは、例えば、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、又はＡｒＦをレーザ媒質とするエキシマレーザ装置であってもよい。第１〜第８のレーザ装置２ａ〜２ｈのそれぞれは、互いに実質的に同一の構成を有してもよい。第１〜第８のレーザ装置２ａ〜２ｈは、レーザシステム制御部２０からそれぞれ発振トリガ信号を受信して、それぞれ第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈを出力してもよい。第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈは、紫外線の波長領域を有してもよい。
【００３８】
第１のレーザ装置２ａは、ビームデリバリー装置５０に向かって、第１の方向に第１のパルスレーザ光２１ａを出力するように配置されてもよい。第１の方向は、図２におけるＨ方向に相当してもよい。
第３、第５及び第７のレーザ装置２ｃ、２ｅ及び２ｇは、ビームデリバリー装置５０に向かって、第１の方向と略平行に、それぞれ第３、第５及び第７のパルスレーザ光２１ｃ、２１ｅ及び２１ｇを出力するように配置されてもよい。第１、第３、第５及び第７のレーザ装置２ａ、２ｃ、２ｅ及び２ｇは、互いに略同じ方向に並んで配置されていてもよい。
【００３９】
第２のレーザ装置２ｂは、ビームデリバリー装置５０に向かって、第１の方向と異なる第２の方向に第２のパルスレーザ光２１ｂを出力するように配置されてもよい。第２の方向は、図２における−Ｈ方向に相当してもよい。
第４、第６及び第８のレーザ装置２ｄ、２ｆ及び２ｈは、ビームデリバリー装置５０に向かって、第２の方向と略平行に、それぞれ第４、第６及び第８のパルスレーザ光２１ｄ、２１ｆ及び２１ｈを出力するように配置されてもよい。第２、第４、第６及び第８のレーザ装置２ｂ、２ｄ、２ｆ及び２ｈは、互いに略同じ方向に並んで配置されていてもよい。
【００４０】
２．４  ビームデリバリー装置
ビームデリバリー装置５０は、複数のビーム調節装置７ａ〜７ｈと、複数のビームステアリング装置８ａ〜８ｈと、複数のミラー９ａ〜９ｈと、ビームパラメータ計測装置６と、ビームデリバリー装置制御部５９とを含んでもよい。
複数のビーム調節装置７ａ〜７ｈは、複数のレーザ装置２ａ〜２ｈの台数に対応する数だけ設けられてもよい。複数のビームステアリング装置８ａ〜８ｈは、複数のレーザ装置２ａ〜２ｈの台数に対応する数だけ設けられてもよい。複数のミラー９ａ〜９ｈは、複数のレーザ装置２ａ〜２ｈの台数に対応する数だけ設けられてもよい。
【００４１】
第１〜第８のビーム調節装置７ａ〜７ｈは、それぞれ、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの光路に配置されてもよい。第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈは、それぞれ、第１〜第８のビーム調節装置７ａ〜７ｈを通過した第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの光路に配置されてもよい。第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈは、それぞれ、第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈを通過した第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの光路に配置されてもよい。
【００４２】
第１〜第８のビーム調節装置７ａ〜７ｈは、それぞれ、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈのビームダイバージェンスを調節してもよい。第１〜第８のビーム調節装置７ａ〜７ｈは、それぞれ、第１〜第８のビームダイバージェンス調節器７２ａ〜７２ｈ（後述）を含んでもよい。
【００４３】
第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈは、それぞれ、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの光路軸を調節してもよい。第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈは、パルスレーザ光のビームポインティングとパルスレーザ光のビーム位置とを制御し得る。
【００４４】
第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈの各々は、略直角二等辺三角形状の底面を有する角柱の一側面に高反射膜をコーティングされたプリズムミラーであってもよい。第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈの各々は、ビームコンバイナシステム３に最も近い辺がナイフエッジ９９となるように加工されていてもよい。ナイフエッジ９９は、その断面形状が４５度以下の角度を有してもよい。第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈの各々は、プリズムミラーに限定されず、１つの辺がナイフエッジ９９となるように加工された基板に高反射膜をコーティングされたものであってもよい（図７Ａ〜図７Ｃ参照）。
【００４５】
第１、第３、第５及び第７のミラー９ａ、９ｃ、９ｅ及び９ｇは、上記高反射膜をコーティングされた反射面が互いに略平行であってもよい。第２、第４、第６及び第８のミラー９ｂ、９ｄ、９ｆ及び９ｈは、上記高反射膜をコーティングされた反射面が互いに略平行であってもよい。
【００４６】
第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈは、それぞれ、第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈの反射面であってナイフエッジ９９の近傍の位置に入射してもよい。第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈは、それぞれ、第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈによってビームデリバリー方向に反射されてもよい。ビームデリバリー方向は、図２におけるＺ方向に相当してもよい。第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈによって反射された第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの光路軸は、互いに略平行であってもよい。
【００４７】
第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂは、互いに近接して配置されてもよい。第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂのそれぞれのナイフエッジ９９は、互いに接していてもよい。
【００４８】
第３及び第４のミラー９ｃ及び９ｄは、第１の所定の間隔をあけて配置されてもよい。第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂによってそれぞれ反射された第１及び第２のパルスレーザ光２１ａ及び２１ｂは、第３及び第４のミラー９ｃ及び９ｄの間を通ってもよい。
【００４９】
第５及び第６のミラー９ｅ及び９ｆは、第２の所定の間隔をあけて配置されてもよい。第１〜第４のミラー９ａ〜９ｄによってそれぞれ反射された第１〜第４のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｄは、第５及び第６のミラー９ｅ及び９ｆの間を通ってもよい。
【００５０】
第７及び第８のミラー９ｇ及び９ｈは、第３の所定の間隔をあけて配置されてもよい。第１〜第６のミラー９ａ〜９ｆによってそれぞれ反射された第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆは、第７及び第８のミラー９ｇ及び９ｈの間を通ってもよい。
【００５１】
以上のようにして、ビームデリバリー装置５０は、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈを束ねてもよい。以下の説明において、ビームデリバリー装置５０によって束ねられた複数のパルスレーザ光を「光束化されたレーザ光」と称することがある。パルスレーザ光を「束ねる」とは、第１の方向に入射する第１のパルスレーザ光と、第２の方向に入射する第２のパルスレーザ光とを、第３の方向に向けて出射することを含むものとしてもよい。第１の方向と第２の方向は、略同じ方向でもよいし、異なる方向でもよい。第３の方向は、第１及び第２の方向のいずれとも異なる方向でもよい。第３の方向に向けて出射される第１及び第２のパルスレーザ光は、光路が近接していてもよい。例えば、第３の方向は第１の方向及び第２の方向の両方に対して直交する方向であってもよい。
【００５２】
ビームパラメータ計測装置６は、光束化されたレーザ光の光路に配置されていてもよい。ビームパラメータ計測装置６は、光束化されたレーザ光のビームプロファイルを計測したり、光束化されたレーザ光に含まれる個々のパルスレーザ光のビームプロファイルを計測したりしてもよい。
【００５３】
図２の右下に、ＩＩＢ−ＩＩＢ線における第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈのビーム断面を示す。第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの断面形状は、互いにほぼ同一であってもよい。第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈによってそれぞれ反射された第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈのそれぞれの光路軸は、ＨＺ面に平行な１つの面内にほぼ位置していてもよい。第１及び第２のパルスレーザ光２１ａ及び２１ｂは、第３及び第４のパルスレーザ光２１ｃ及び２１ｄの間に位置してもよい。第３及び第４のパルスレーザ光２１ｃ及び２１ｄは、第５及び第６のパルスレーザ光２１ｅ及び２１ｆの間に位置してもよい。第５及び第６のパルスレーザ光２１ｅ及び２１ｆは、第７及び第８のパルスレーザ光２１ｇ及び２１ｈの間に位置してもよい。第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈのうち隣り合うパルスレーザ光同士は、互いに近接していてもよい。
【００５４】
第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂは、第１のミラー移動機構９０ａ（後述）によって移動可能であってもよい。第３及び第４のミラー９ｃ及び９ｄは、第２のミラー移動機構９０ｂ（後述）によって移動可能であってもよい。第５及び第６のミラー９ｅ及び９ｆは、第３のミラー移動機構９０ｃ（後述）によって移動可能であってもよい。第７及び第８のミラー９ｇ及び９ｈは、第４のミラー移動機構９０ｄ（後述）によって移動可能であってもよい。例えば、第９及び第１０のレーザ装置（図示せず）を増設して、第９及び第１０のパルスレーザ光（図示せず）が第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂの間を通るようにする場合に、第１〜第８のミラー９ａ〜９ｈが移動されてもよい。
【００５５】
第１〜第８のレーザ装置２ａ〜２ｈは、それぞれ、パルスレーザ光の出力方向に向かって右側に、メンテナンス領域２２ａ〜２２ｈを必要とし得る。メンテナンス領域２２ａ〜２２ｈは、各々のレーザ装置に含まれる各種部品を取り出したり、交換したりするための作業スペースであり得る。
【００５６】
第１〜第４ユニット５１〜５４は、それぞれの筐体に収容されてもよい。第１のレーザ装置２ａ及び第２のレーザ装置２ｂと第１ユニット５１との間は、それぞれ光路管５５ａ及び５５ｂによって連結されてもよい。第３のレーザ装置２ｃ及び第４のレーザ装置２ｄと第２ユニット５２との間は、それぞれ光路管５５ｃ及び５５ｄによって連結されてもよい。第５のレーザ装置２ｅ及び第６のレーザ装置２ｆと第３ユニット５３との間は、それぞれ光路管５５ｅ及び５５ｆによって連結されてもよい。第７のレーザ装置２ｇ及び第８のレーザ装置２ｈと第４ユニット５４との間は、それぞれ光路管５５ｇ及び５５ｈによって連結されてもよい。第１ユニット５１と第２ユニット５２との間、第２ユニット５２と第３ユニット５３との間、第３ユニット５３と第４ユニット５４との間、第４ユニット５４とビームコンバイナシステム３との間は、それぞれ光路管５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂによって連結されてもよい。それぞれの光路管の内部には、不活性ガスがパージされていてもよい。例えば、不活性ガスは、高純度の窒素ガスやヘリューム、アルゴンガス等であってもよい。
【００５７】
２．５  レーザシステム制御部とビームデリバリー装置制御部
図３は、本開示の第１の実施形態におけるレーザシステム制御部２０とビームデリバリー装置制御部５９及びその周辺のブロック図である。
【００５８】
露光装置４に含まれる露光装置制御部４０は、被照射物Ｐを保持するための図示しないステージの移動、被照射物Ｐやマスク４３の交換などの制御を行ってもよい。露光装置制御部４０は、レーザシステム制御部２０に対し、トリガ信号を出力してもよい。
【００５９】
レーザシステム制御部２０は、露光装置４に含まれる露光装置制御部４０からトリガ信号を受信して、複数のレーザ装置２ａ〜２ｈにそれぞれ発振トリガ信号を送信してもよい。複数のレーザ装置２ａ〜２ｈは、レーザシステム制御部２０から受信したそれぞれの発振トリガ信号に基づいて、パルスレーザ光を出力してもよい。
【００６０】
ビームデリバリー装置制御部５９は、レーザシステム制御部２０を介して受信するビームパラメータの目標値等のデータに従って、第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈと、第１〜第８のビームダイバージェンス調節器７２ａ〜７２ｈと、第１〜第４のミラー移動機構９０ａ〜９０ｄとを制御してもよい。
【００６１】
２．６  ビームパラメータ計測装置
図４は、図２に示されるビームパラメータ計測装置６の具体的構成を示す。
ビームパラメータ計測装置６は、ビームスプリッタ６１及び６２と、集光光学系６３と、イメージセンサ６４と、転写光学系６５と、イメージセンサ６６と、ビーム選択機構６７と、を含んでもよい。
図４においては、光束化されたレーザ光が第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを含む場合を示したが、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈ、あるいはそれ以外の数の複数のパルスレーザ光を含んでもよい。
【００６２】
ビームスプリッタ６１は、ビームデリバリー装置５０の出力位置に設けられてもよい。ビームスプリッタ６１は、ビームデリバリー装置５０によって束ねられた光束化されたレーザ光を高い透過率で第１方向に透過させるとともに、光束化されたレーザ光の一部を第２方向に向けて反射してもよい。
【００６３】
ビーム選択機構６７は、スリット板６８と、移動機構６９とを含んでもよい。ビーム選択機構６７は、ビームスプリッタ６１によって第２方向に向けて反射された光束化されたレーザ光の光路に位置してもよい。移動機構６９は、光束化されたレーザ光の光路軸をスリット板６８が横切るように、スリット板６８を移動させてもよい。スリット板６８には、光束化されたレーザ光に含まれる複数のパルスレーザ光のうちの１つのパルスレーザ光のみを通過させることのできる幅を有する隙間が形成されていてもよい。移動機構６９を制御して、スリット板６８の位置を調整することにより、光束化されたレーザ光に含まれる複数のパルスレーザ光のすべて又は１つのパルスレーザ光を選択して、ビーム選択機構６７を通過させ得る。
【００６４】
ビームスプリッタ６２は、ビーム選択機構６７を第２方向に向けて通過した光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光の光路に位置してもよい。ビームスプリッタ６２は、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光の一部を転写光学系６５に向けて透過させるとともに、他の一部を集光光学系６３に向けて反射してもよい。
【００６５】
転写光学系６５は、ビームスプリッタ６２を透過した光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光のビーム断面におけるビームプロファイルを、イメージセンサ６６の受光面に転写してもよい。
イメージセンサ６６は、転写光学系６５によって転写された光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光のビーム断面における光強度分布のデータを、ビームデリバリー装置制御部５９に出力してもよい。
【００６６】
ビームデリバリー装置制御部５９は、イメージセンサ６６から出力されたビーム断面の光強度分布のデータに基づいて、光強度分布の中心の位置を、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光のビーム位置として算出してもよい。
ビームデリバリー装置制御部５９は、イメージセンサ６６から出力されたビーム断面の光強度分布のデータに基づいて、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光のビームサイズを算出してもよい。エキシマレーザの場合のビームサイズは、Ｈ方向とＶ方向で異なるため、Ｈ方向とＶ方向の強度分布からそれぞれの幅を計算してもよい。
【００６７】
集光光学系６３は、ビームスプリッタ６２によって反射された光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光を、イメージセンサ６４の受光面に集光し得る。
イメージセンサ６４は、集光光学系６３の焦点面の位置に配置されてもよい。イメージセンサ６４は、集光光学系６３によって集光された、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光を受光してもよい。イメージセンサ６４は、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光の集光位置における光強度分布のデータをビームデリバリー装置制御部５９に出力してもよい。
【００６８】
ビームデリバリー装置制御部５９は、イメージセンサ６４から出力された集光位置における光強度分布のデータに基づいて、光強度分布の中心の位置を、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光のスポット中心として算出してもよい。この中心の位置を集光光学系６３の焦点距離で除算することにより、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光のビームポインティングすなわちレーザ光の進行方向を算出してもよい。
ビームデリバリー装置制御部５９は、イメージセンサ６４から出力された集光位置における光強度分布のデータに基づいて、スポット径を算出してもよい。このスポット径を集光光学系６３の焦点距離で除算することにより、光束化されたレーザ光又は個々のパルスレーザ光のビームダイバージェンスを算出してもよい。エキシマレーザの場合のビームダイバージェンスは、Ｈ方向とＶ方向で異なるため、Ｈ方向とＶ方向の強度分布からそれぞれの幅を計算してもよい。
【００６９】
以上の構成によれば、光束化されたレーザ光のビーム位置と、個々のパルスレーザ光のビーム位置と、を算出するために、同じ転写光学系６５を介して、同じイメージセンサ６６で受光したデータを用いることができる。ビームサイズに関しても同様である。このように、同じ転写光学系６５を介して、同じイメージセンサ６６で受光したデータを用いることによって、それぞれのレーザ光のビームの位置やビームサイズの計測精度が向上し得る。
また、光束化されたレーザ光のビームポインティングと、個々のパルスレーザ光のビームポインティングと、を算出するために、同じ集光光学系６３を介して、同じイメージセンサ６４で受光したデータを用いることができる。ビームダイバージェンスに関しても同様である。このように、同じ集光光学系６３を介して、同じイメージセンサ６４で受光したデータを用いることによって、それぞれのレーザ光のビームポインティングやビームダイバージェンスの計測精度が向上し得る。
【００７０】
２．７  ビームダイバージェンス調節器
図２に示される第１〜第８のビーム調節装置７ａ〜７ｅは、それぞれ、第１〜第８のビームダイバージェンス調節器７２ａ〜７２ｈ（図３参照）を含んでもよい。第１〜第８のビームダイバージェンス調節器７２ａ〜７２ｈは、それぞれ、ビームデリバリー装置制御部５９による制御に従って、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈのビームダイバージェンスを変更してもよい。
【００７１】
図５Ａ及び図５Ｂに、第１のビームダイバージェンス調節器７２ａの構成を概略的に示す。図５Ａは平面図であり、図５Ｂは側面図である。第１のビームダイバージェンス調節器７２ａは、第１シリンドリカル凹レンズ７２１と、第１シリンドリカル凸レンズ７２２と、第２シリンドリカル凹レンズ７２３と、第２シリンドリカル凸レンズ７２４と、を含んでもよい。第２〜第８のビームダイバージェンス調節器７２ｂ〜７２ｈも同様でよい。
【００７２】
第１シリンドリカル凹レンズ７２１は、ホルダー７２１ａによってプレート７２７に保持されてもよい。第１シリンドリカル凸レンズ７２２は、ホルダー７２２ａによって１軸ステージ７２５に保持されてもよい。第２シリンドリカル凹レンズ７２３は、ホルダー７２３ａによってプレート７２７に保持されてもよい。第２シリンドリカル凸レンズ７２４は、ホルダー７２４ａによって１軸ステージ７２６に保持されてもよい。１軸ステージ７２５は、第１のパルスレーザ光２１ａの光路軸に沿って第１シリンドリカル凸レンズ７２２を移動させてもよい。１軸ステージ７２６は、第１のパルスレーザ光２１ａの光路軸に沿って第２シリンドリカル凸レンズ７２４を移動させてもよい。
【００７３】
第１シリンドリカル凹レンズ７２１の凹面と、第１シリンドリカル凸レンズ７２２の凸面とは、いずれも、Ｈ方向に略平行な中心軸を有する円筒面であってもよい。従って、第１シリンドリカル凹レンズ７２１と、第１シリンドリカル凸レンズ７２２とは、Ｖ方向にビーム幅を拡大又は縮小するものであってもよい。
【００７４】
第１シリンドリカル凹レンズ７２１の焦点の位置と、第１シリンドリカル凸レンズ７２２の焦点の位置とが一致するとき、第１のビームダイバージェンス調節器７２ａから出射する第１のパルスレーザ光２１ａのＶ方向のビームダイバージェンスＢｄｖｏｕｔは、以下の式で表され得る。
Ｂｄｖｏｕｔ＝Ｂｄｖｉｎ・Ｆ１／Ｆ２
但し、Ｂｄｖｉｎは第１のビームダイバージェンス調節器７２ａに入射する第１のパルスレーザ光２１ａのＶ方向のビームダイバージェンスでもよい。Ｆ１は第１シリンドリカル凹レンズ７２１の焦点距離でもよく、Ｆ２は第１シリンドリカル凸レンズ７２２の焦点距離でもよい。
１軸ステージ７２５が、第１のパルスレーザ光２１ａの光路軸に沿って第１シリンドリカル凸レンズ７２２を移動させて、第１シリンドリカル凹レンズ７２１の焦点の位置と、第１シリンドリカル凸レンズ７２２の焦点の位置とをずらしてもよい。第１シリンドリカル凹レンズ７２１の焦点の位置と、第１シリンドリカル凸レンズ７２２の焦点の位置とがずれたとき、第１のビームダイバージェンス調節器７２ａは、パルスレーザ光２１ａの波面をＶ方向に変化させ得る。パルスレーザ光の波面をＶ方向に変化させることにより、パルスレーザ光のＶ方向のビームダイバージェンスを変化させ得る。
【００７５】
第２シリンドリカル凹レンズ７２３の凹面と、第２シリンドリカル凸レンズ７２４の凸面とは、いずれも、Ｖ方向に略平行な中心軸を有する円筒面であってもよい。従って、第２シリンドリカル凹レンズ７２３と、第２シリンドリカル凸レンズ７２４とは、Ｈ方向にビーム幅を拡大又は縮小するものであってもよい。
【００７６】
第２シリンドリカル凹レンズ７２３の焦点の位置と、第２シリンドリカル凸レンズ７２４の焦点の位置とが一致するとき、第１のビームダイバージェンス調節器７２ａから出射する第１のパルスレーザ光２１ａのＨ方向のビームダイバージェンスＢｄｈｏｕｔは、以下の式で表され得る。
Ｂｄｈｏｕｔ＝Ｂｄｈｉｎ・Ｆ３／Ｆ４
但し、Ｂｄｈｉｎは第１のビームダイバージェンス調節器７２ａに入射する第１のパルスレーザ光２１ａのＨ方向のビームダイバージェンスでもよい。Ｆ３は第２シリンドリカル凹レンズ７２３の焦点距離でもよく、Ｆ４は第２シリンドリカル凸レンズ７２４の焦点距離でもよい。
１軸ステージ７２６が、第１のパルスレーザ光２１ａの光路軸に沿って第２シリンドリカル凸レンズ７２４を移動させて、第２シリンドリカル凹レンズ７２３の焦点の位置と、第２シリンドリカル凸レンズ７２４の焦点の位置とをずらしてもよい。第２シリンドリカル凹レンズ７２３の焦点の位置と、第２シリンドリカル凸レンズ７２４の焦点の位置とがずれたとき、第１のビームダイバージェンス調節器７２ａは、パルスレーザ光２１ａの波面をＨ方向に変化させ得る。パルスレーザ光の波面をＨ方向に変化させることにより、パルスレーザ光のＨ方向のビームダイバージェンスを変化させ得る。
【００７７】
このように、第１のビームダイバージェンス調節器７２ａによれば、Ｖ方向のビームダイバージェンスとＨ方向のビームダイバージェンスとを独立に制御し得る。
【００７８】
図５Ａ及び図５Ｂにおいては、Ｈ方向とＶ方向のビームダイバージェンスをそれぞれ変化させる場合について説明したが、Ｈ方向とＶ方向のいずれか一方だけを変化可能にしてもよい。例えば、Ｈ方向のビームダイバージェンスよりもＶ方向のビームダイバージェンスに要求される目標値が厳しい場合に、第１シリンドリカル凹レンズ７２１と第１シリンドリカル凸レンズ７２２との距離だけを変更可能にしてもよい。
【００７９】
また、シリンドリカル凸レンズとシリンドリカル凹レンズとの組み合わせによってパルスレーザ光のビームダイバージェンスを変更する場合について説明したが、本開示はこれに限られない。例えば、２個のシリンドリカル凸レンズの組み合わせによって、パルスレーザ光のビームダイバージェンスを変更してもよい。
【００８０】
２．８  ビームステアリング装置
図２に示される第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈは、それぞれ、ビームデリバリー装置制御部５９による制御に従って、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの光路軸を調節してもよい。
【００８１】
図６は、第１のビームステアリング装置８ａの構成を概略的に示す。第１のビームステアリング装置８ａは、第１の高反射ミラー８１と、第２の高反射ミラー８２と、表面と裏面が略平行の透明基板８５と、アクチュエータ８３及び８４とを含んでもよい。第２〜第８のビームステアリング装置８ｂ〜８ｈについても同様でよい。
【００８２】
第１の高反射ミラー８１は、第１のビーム調節装置７ａを第１の方向に通過した第１のパルスレーザ光２１ａの光路に配置されてもよい。アクチュエータ８３は、ビームデリバリー装置制御部５９によって出力される駆動信号に従って、第１の高反射ミラー８１の姿勢を変化させてもよい。例えば、アクチュエータ８３は、互いに直交する２軸の方向に高反射ミラー８１の姿勢角を変化させてもよい。第１の高反射ミラー８１は、アクチュエータ８３によって変化させられた姿勢に応じた方向に、第１のパルスレーザ光２１ａを反射してもよい。
【００８３】
透明基板８５は、第１の高反射ミラー８１によって反射された第１のパルスレーザ光２１ａの光路に配置されてもよい。アクチュエータ８４は、ビームデリバリー装置制御部５９によって出力される駆動信号に従って、透明基板８５の姿勢を変化させてもよい。例えば、アクチュエータ８４は互いに直交する２軸の方向に透明基板８５の姿勢角を変化させてもよい。透明基板８５の姿勢角の変化により、第１のパルスレーザ光２１ａは、透明基板８５への入射角が変化してもよい。第１のパルスレーザ光２１ａは、透明基板８５への入射面と透明基板８５からの出射面とで互いに反対方向に屈折し得る。これにより、透明基板８５の姿勢角を変化させることによって、第１のパルスレーザ光２１ａのビームポインティングすなわち進行方向の変化を抑制しつつ、第１のパルスレーザ光２１ａのビーム位置を変化させ得る。
【００８４】
高反射ミラー８１の姿勢角と透明基板８５の姿勢角とをそれぞれ調整することにより、第１のビームステアリング装置８ａは、第１のパルスレーザ光２１ａのビームポインティング及びパルスレーザ光のビーム位置の両方を独立に制御し得る。
【００８５】
透明基板８５から出射した第１のパルスレーザ光２１ａは、第２の高反射ミラー８２に入射してもよい。
【００８６】
第２の高反射ミラー８２は、透明基板８５から出射した第１のパルスレーザ光２１ａの光路に配置されてもよい。第２の高反射ミラー８２は、第１のパルスレーザ光２１ａを反射してもよい。
【００８７】
第２の高反射ミラー８２によって反射された第１のパルスレーザ光２１ａは、第１のミラー９ａに入射してもよい。
【００８８】
図６に示される第１のビームステアリング装置８ａの代わりに、図３５を参照しながら後述する第１のビームステアリング装置８ａｙが、ビームデリバリー装置５０に設けられてもよい。
【００８９】
２．９  ミラー移動機構
図７Ａ〜図７Ｃは、図２に示される第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂを移動させるためのミラー移動機構９０ａを示す。図７Ａは斜視図であり、図７Ｂはミラーの間隔が広い状態の平面図であり、図７Ｃはミラーの間隔が狭められた状態の平面図である。
ミラー移動機構９０ａにより、第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂは、それぞれ第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂに入射する第１及び第２のパルスレーザ光２１ａ及び２１ｂの光路軸に沿って、移動可能であってもよい。第３〜第８のミラー９ｃ〜９ｈを移動させる機構についても同様であってよい。
【００９０】
ミラー移動機構９０ａは、ケーシング９１と、リニアガイド９２と、ミラーホルダ９３ａ及び９３ｂと、自動マイクロメータ９６ａ及び９６ｂと、を含んでもよい。ケーシング９１は、リニアガイド９２と、ミラーホルダ９３ａ及び９３ｃと、を収容していてもよい。
【００９１】
リニアガイド９２は、その長手方向がＨ方向と略一致するように配置されてもよい。ミラーホルダ９３ａ及び９３ｂは、それぞれ、第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂを保持していてもよい。ミラーホルダ９３ａ及び９３ｃは、リニアガイド９２の長手方向に沿ってそれぞれ移動できるように、リニアガイド９２に取り付けられていてもよい。ミラーホルダ９３ａ及び９３ｂは、図示しないばね等によって、互いに離れる方向に押圧されていてもよい。
【００９２】
自動マイクロメータ９６ａ及び９６ｂは、ケーシング９１に取り付けられており、それぞれ可動部９７ａ及び９７ｂによってミラーホルダ９３ａ及び９３ｃを互いに近づける方向に押圧できるように構成されていてもよい。
【００９３】
自動マイクロメータ９６ａが、ビームデリバリー装置制御部５９によって出力される駆動信号に従って、可動部９７ａを伸長させることにより、ミラーホルダ９３ａを押圧してもよい。これにより、ミラーホルダ９３ａがＨ方向に移動して、第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂの間隔を狭くし得る。
自動マイクロメータ９６ａが可動部９７ａを収縮させることにより、ミラーホルダ９３ａが図示しないばねに押圧されて、ミラーホルダ９３ａが−Ｈ方向に移動し得る。
【００９４】
自動マイクロメータ９６ｂが、ビームデリバリー装置制御部５９によって出力される駆動信号に従って、可動部９７ｂを伸長させることにより、ミラーホルダ９３ｂを押圧してもよい。これにより、ミラーホルダ９３ｂが−Ｈ方向に移動して、第１及び第２のミラー９ａ及び９ｂの間隔を狭くし得る。
自動マイクロメータ９６ｂが可動部９７ｂを収縮させることにより、ミラーホルダ９３ｂが図示しないばねに押圧されて、ミラーホルダ９３ｂがＨ方向に移動し得る。
【００９５】
２．１０  レーザ装置
図８は、図２に示されるレーザ装置の構成例を示す。例えば、第１のレーザ装置２ａは、マスターオシレータＭＯと、増幅器ＰＡと、パルスエネルギー計測部１７と、シャッター１８と、レーザ制御部１９とを含んでもよい。第２〜第８のレーザ装置２ｂ〜２ｈの構成も同様でもよい。
【００９６】
マスターオシレータＭＯは、レーザチャンバ１０と、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、充電器１２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１３と、を含んでもよい。マスターオシレータＭＯは、さらに、高反射ミラー１４と、出力結合ミラー１５と、を含んでもよい。図８においては、Ｈ方向からみたレーザチャンバ１０の内部構成が示されている。
【００９７】
レーザチャンバ１０は、例えばレアガスとしてアルゴンまたはクリプトンまたはキセノン、バッファガスとしてネオンまたはヘリューム、ハロゲンガスとして塩素またはフッ素等を含む、レーザ媒質としてのレーザガスが封入されるチャンバでもよい。一対の電極１１ａ及び１１ｂは、レーザ媒質を放電により励起するための電極として、レーザチャンバ１０内に配置されてもよい。レーザチャンバ１０には開口が形成され、この開口を電気絶縁部２９が塞いでいてもよい。電極１１ａは電気絶縁部２９に支持され、電極１１ｂはリターンプレート１０ｄに支持されていてもよい。このリターンプレート１０ｄは図示しない配線によってレーザチャンバ１０の内面と接続されてもよい。電気絶縁部２９には、導電部２９ａが埋め込まれていてもよい。導電部２９ａは、パルスパワーモジュール１３から供給される高電圧を電極１１ａに印加するものであってもよい。
【００９８】
充電器１２は、パルスパワーモジュール１３の中の図示しない充電コンデンサに所定の電圧で充電する直流電源装置であってもよい。パルスパワーモジュール１３は、レーザ制御部１９によって制御されるスイッチ１３ａを含んでもよい。スイッチ１３ａがＯＦＦからＯＮになると、パルスパワーモジュール１３は、充電器１２に保持されていた電気エネルギーからパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加してもよい。
【００９９】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧が印加されると、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間が絶縁破壊され、放電が起こり得る。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザ媒質が励起されて高エネルギー準位に移行し得る。励起されたレーザ媒質が、その後低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた光を放出し得る。
【０１００】
レーザチャンバ１０の両端にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられてもよい。レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射し得る。
【０１０１】
高反射ミラー１４は、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ａから出射された光を高い反射率で反射してレーザチャンバ１０に戻してもよい。
出力結合ミラー１５は、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ｂから出力される光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射させてレーザチャンバ１０内に戻してもよい。
【０１０２】
従って、高反射ミラー１４と出力結合ミラー１５とで、光共振器が構成され得る。レーザチャンバ１０から出射した光は、高反射ミラー１４と出力結合ミラー１５との間で往復し、電極１１ａと電極１１ｂとの間のレーザゲイン空間を通過する度に増幅され得る。増幅された光の一部が、出力結合ミラー１５を介して、パルスレーザ光として出力され得る。
【０１０３】
増幅器ＰＡは、マスターオシレータＭＯの出力結合ミラー１５から出力されたパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。増幅器ＰＡは、マスターオシレータＭＯと同様に、レーザチャンバ１０と、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、充電器１２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１３と、を含んでもよい。これらの構成は、マスターオシレータに含まれているものと同様でもよい。増幅器ＰＡは、高反射ミラー１４又は出力結合ミラー１５を含まなくてもよい。増幅器ＰＡのウインドウ１０ａに入射したパルスレーザ光は、電極１１ａと電極１１ｂとの間のレーザゲイン空間を１回通過して、ウインドウ１０ｂから出力されてもよい。
【０１０４】
パルスエネルギー計測部１７は、増幅器ＰＡから出力されたパルスレーザ光の光路に配置されていてもよい。パルスエネルギー計測部１７は、ビームスプリッタ１７ａと、集光光学系１７ｂと、光センサ１７ｃとを含んでもよい。
【０１０５】
ビームスプリッタ１７ａは、増幅器ＰＡから出力されたパルスレーザ光を高い透過率でシャッター１８に向けて透過させるとともに、パルスレーザ光の一部を集光光学系１７ｂに向けて反射してもよい。集光光学系１７ｂは、ビームスプリッタ１７ａによって反射された光を光センサ１７ｃの受光面に集光してもよい。光センサ１７ｃは、受光面に集光されたパルスレーザ光のパルスエネルギーを検出し、検出されたパルスエネルギーのデータをレーザ制御部１９に出力してもよい。
【０１０６】
レーザ制御部１９は、上述のレーザシステム制御部２０との間で各種信号を送受信してもよい。例えば、レーザ制御部１９は、レーザシステム制御部２０から、発振トリガ信号、目標パルスエネルギーのデータ等を受信してもよい。また、レーザ制御部１９は、充電器１２に対して充電電圧の設定信号を送信したり、パルスパワーモジュール１３に対してスイッチＯＮ又はＯＦＦの指令信号を送信したりしてもよい。
【０１０７】
レーザ制御部１９は、パルスエネルギー計測部１７からパルスエネルギーのデータを受信してもよく、このパルスエネルギーのデータを参照して充電器１２の充電電圧を制御してもよい。充電器１２の充電電圧を制御することにより、レーザ光のパルスエネルギーが制御されてもよい。
さらに、レーザ制御部１９は、発振トリガに対して所定の一定の時間で放電させるように、設定された充電電圧値に応じて、発振トリガのタイミングを補正してもよい。
【０１０８】
シャッター１８は、パルスエネルギー計測部１７のビームスプリッタ１７ａを透過したパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。レーザ制御部１９は、レーザ発振の開始後、パルスエネルギー計測部１７から受信するパルスエネルギーと目標パルスエネルギーとの差が許容範囲内となるまでの間は、シャッター１８を閉じるように制御してもよい。レーザ制御部１９は、パルスエネルギー計測部１７から受信するパルスエネルギーと目標パルスエネルギーとの差が許容範囲内となったら、シャッター１８を開くように制御してもよい。この信号はパルスレーザ光２１のタイミングを示す信号としてレーザシステム制御部２０に送信されてもよい。
【０１０９】
なお、図８にはレーザ装置が増幅器ＰＡを含む場合を示したが、これに限らず、増幅器ＰＡはなくてもよい。
また、レーザ装置は、エキシマレーザ装置に限られず、固体レーザ装置であってもよい。例えば、ＹＡＧレーザの第３高調波光（３５５ｎｍ）や第４高調波光（２６６ｎｍ）を発生する固体レーザ装置であってもよい。
【０１１０】
３．制御動作
３．１  メインフロー
図９は、図２に示されるビームデリバリー装置制御部５９の動作を示すフローチャートである。以下の説明において、レーザシステム５に含まれる複数のレーザ装置の数をＮｍａｘとする。ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のそれぞれについてビームパラメータを調整し、その後、光束化されたレーザ光のビームパラメータが許容範囲か否かを判定してもよい。
【０１１１】
まず、Ｓ１００において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームパラメータの目標値を設定してもよい。ビームパラメータの目標値は、ビームダイバージェンスの目標値と、ビームポインティングの目標値と、ビーム位置の目標値とを含んでもよい。ビームパラメータの目標値は、光束化されたレーザ光のビームパラメータとして露光装置４の露光装置制御部４０から要求される値に基づいて、設定されてもよい。
【０１１２】
次に、Ｓ１１０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのミラーの位置を設定してもよい。第１〜第Ｎｍａｘのミラーの位置は、図２に示されるようなミラー９ａ〜９ｈの位置であってもよい。
【０１１３】
次に、Ｓ１２０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、レーザシステム制御部２０を介して、露光装置４の露光装置制御部４０に、露光ＯＫでないことを示す信号を出力してもよい。
【０１１４】
次に、Ｓ１３０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、カウンターＮの値を１にセットしてもよい。カウンターＮの値は、第１〜第Ｎｍａｘのレーザ装置のいずれかを特定する値であってもよい。
【０１１５】
次に、Ｓ２００において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスを計測してもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスが所望の値となるように、第Ｎのビーム調節装置を制御してもよい。この処理の詳細については、図１０〜図１２を参照しながら後述する。
【０１１６】
次に、Ｓ４００において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームポインティングを計測してもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームポインティングが所望の値となるように、第Ｎのビームステアリング装置を制御してもよい。この処理の詳細については、図１３〜図１５を参照しながら後述する。
【０１１７】
次に、Ｓ５００において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置を計測してもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置が所望の値となるように、第Ｎのビームステアリング装置を制御してもよい。この処理の詳細については、図１６〜図１８を参照しながら後述する。
【０１１８】
次に、Ｓ６００において、ビームデリバリー装置制御部５９は、カウンターＮの値がＮｍａｘに達したか否かを判定してもよい。カウンターＮの値がＮｍａｘに達していない場合（Ｓ６００；ＮＯ）、Ｓ６１０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、現在のカウンターＮの値に１を加えてカウンターＮの値を更新してもよい。その後、ビームデリバリー装置制御部５９は、上述のＳ２００に処理を戻すことにより、次のパルスレーザ光のビームパラメータを計測してもよい。
【０１１９】
カウンターＮの値がＮｍａｘに達した場合（Ｓ６００；ＹＥＳ）、Ｓ７００において、ビームデリバリー装置制御部５９は、光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測してもよい。この処理の詳細については、図１９〜図２１を参照しながら後述する。
【０１２０】
次に、Ｓ８００において、ビームデリバリー装置制御部５９は、光束化されたレーザ光のビームパラメータと目標値との差が許容範囲内か否かを判定してもよい。
光束化されたレーザ光のビームパラメータと目標値との差が許容範囲内でない場合（Ｓ８００；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理を上述のＳ１２０に戻してもよい。これにより、ビームデリバリー装置制御部５９は、レーザシステム制御部２０を介して露光装置４の露光装置制御部４０に露光ＯＫでないことを示す信号を出力し、個別のビームパラメータの計測及び制御をやり直してもよい。
【０１２１】
光束化されたレーザ光のビームパラメータと目標値との差が許容範囲内である場合（Ｓ８００；ＹＥＳ）、Ｓ８１０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、レーザシステム制御部２０を介して、露光装置４の露光装置制御部４０に、露光ＯＫであることを示す信号を出力してもよい。
【０１２２】
次に、Ｓ８２０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータの制御を中止するか否かを判定してもよい。ビームパラメータの制御を中止しない場合（Ｓ８２０；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理を上述のＳ１３０に戻してもよい。
ビームパラメータの制御を中止する場合（Ｓ８２０；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１２３】
３．２  ビームダイバージェンスの計測及び制御
図１０は、図９に示される第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスを計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。図１０に示される処理は、図９に示されるＳ２００のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１２４】
まず、Ｓ２１０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６のビーム選択機構６７を制御することにより、第Ｎのパルスレーザ光を選択してもよい。
【０１２５】
次に、Ｓ２２０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６から出力されるデータを用いて、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスを計測してもよい。ビームダイバージェンスは、Ｖ方向のビームダイバージェンスＢｄｖと、Ｈ方向のビームダイバージェンスＢｄｈとを含んでもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈを、算出してもよい。これらの処理の詳細については、図１１及び図１２を参照しながら後述する。
【０１２６】
次に、Ｓ２３０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈが０に近づくように、第Ｎのビーム調節装置を制御してもよい。第Ｎのビーム調節装置として、第Ｎのビームダイバージェンス調節器が制御されてもよい。
【０１２７】
次に、Ｓ２４０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、再度、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスを計測し、ビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈを算出してもよい。この処理は、上述のＳ２２０の処理と同様でよい。
【０１２８】
次に、Ｓ２５０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームダイバージェンスと目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈの絶対値が、以下のようにそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。
｜ΔＢｄｖ｜≦ΔＢｄｖｍａｘ
｜ΔＢｄｈ｜≦ΔＢｄｈｍａｘ
ΔＢｄｖｍａｘは、ビームダイバージェンスと目標値との差ΔＢｄｖの許容範囲を規定する閾値であってもよい。ΔＢｄｈｍａｘは、ビームダイバージェンスと目標値との差ΔＢｄｈの許容範囲を規定する閾値であってもよい。
【０１２９】
ビームダイバージェンスと目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈの絶対値の、いずれかが閾値以下でない場合（Ｓ２５０；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理を上述のＳ２３０に戻して、第Ｎのビーム調節装置を制御してもよい。
ビームダイバージェンスと目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈの絶対値が、両方とも閾値以下である場合（Ｓ２５０；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、本フローチャートの処理を終了して、図９のＳ４００に処理を移行してもよい。
【０１３０】
図１１は、図１０に示されるビームダイバージェンスを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図１１に示される処理は、図１０に示されるＳ２２０及びＳ２４０のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１３１】
まず、Ｓ２２１において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのレーザ装置がレーザ発振したか否かを判定してもよい。
第Ｎのレーザ装置がレーザ発振していない場合（Ｓ２２１；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのレーザ装置がレーザ発振するまで待機してもよい。
第Ｎのレーザ装置がレーザ発振している場合（Ｓ２２１；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理をＳ２２２に進めてもよい。
【０１３２】
Ｓ２２２において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６の集光光学系６３による集光位置に配置されたイメージセンサ６４のデータを読み込んでもよい。イメージセンサ６４のデータは、第Ｎのパルスレーザ光の集光位置における光強度分布のデータを含んでもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光の集光位置における光強度分布のデータに基づいて、第Ｎのパルスレーザ光の集光位置におけるスポット径の両端の座標を検出してもよい。
【０１３３】
図１２は、第Ｎのパルスレーザ光の集光位置における光強度分布のデータと、集光位置におけるスポット径との関係を示す。第Ｎのパルスレーザ光の集光位置におけるスポット径は、ピーク強度に対して所定比率以上の光強度を有する部分の幅であってもよい。この所定比率は、１／ｅ２でもよいし、５０％でもよいし、５％でもよい。第Ｎのパルスレーザ光の集光位置におけるスポット径は、Ｖ方向のスポット径と、Ｈ方向のスポット径とを含んでもよい。Ｖ方向のスポット径は、第１の閾値Ｖｄ１と第２の閾値Ｖｄ２との間隔であってもよい。Ｈ方向のスポット径は、第１の閾値Ｈｄ１と第２の閾値Ｈｄ２との間隔であってもよい。これらの閾値Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｈｄ１及びＨｄ２における光強度が、ピーク強度に対して上記所定比率を有していてもよい。
【０１３４】
図１１を再び参照し、Ｓ２２２においてイメージセンサ６４のデータを読み込んだら、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理をＳ２２３に進めてもよい。
Ｓ２２３において、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下の式によって、Ｖ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈをそれぞれ算出してもよい。
Ｂｄｖ＝（Ｖｄ２−Ｖｄ１）／ｆ
Ｂｄｈ＝（Ｈｄ２−Ｈｄ１）／ｆ
ｆは、集光光学系６３の焦点距離でもよい。ビームダイバージェンスは、イメージセンサ６４が受光したスポット径を集光光学系６３の焦点距離で除算した値であってもよい。
【０１３５】
次に、Ｓ２２４において、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下のようにして、ビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈを算出してもよい。
ΔＢｄｖ＝Ｂｄｖ−Ｂｄｖｔ
ΔＢｄｈ＝Ｂｄｈ−Ｂｄｈｔ
Ｂｄｖｔ及びＢｄｈｔは、それぞれ、Ｖ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスの目標値であってもよい。
【０１３６】
３．３  ビームポインティングの計測及び制御
図１３は、図９に示される第Ｎのパルスレーザ光のビームポインティングを計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。図１３に示される処理は、図９に示されるＳ４００のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
以下に述べるように、図１３に示される処理は、ビームダイバージェンスではなくビームポインティングを計測する点と、ビーム調整装置ではなくビームステアリング装置を制御する点の他は、図１０に示される処理と同様でよい。
【０１３７】
まず、Ｓ４１０の処理は、図１０に示されるＳ２１０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ４２０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６から出力されるデータを用いて、第Ｎのパルスレーザ光のビームポインティングＰｏｖ及びＰｏｈを計測してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームポインティングＰｏｖ及びＰｏｈとそれぞれの目標値との差ΔＰｏｖ及びΔＰｏｈを、算出してもよい。これらの処理の詳細については、図１４及び図１５を参照しながら後述する。
【０１３８】
次に、Ｓ４３０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームポインティングＰｏｖ及びＰｏｈとそれぞれの目標値との差ΔＰｏｖ及びΔＰｏｈが０に近づくように、第Ｎのビームステアリング装置を制御してもよい。
【０１３９】
次のＳ４４０の処理は、上述のＳ４２０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ４５０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームポインティングと目標値との差ΔＰｏｖ及びΔＰｏｈの絶対値が、以下のようにそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。
｜ΔＰｏｖ｜≦ΔＰｏｖｍａｘ
｜ΔＰｏｈ｜≦ΔＰｏｈｍａｘ
ΔＰｏｖｍａｘは、ビームポインティングと目標値との差ΔＰｏｖの許容範囲を規定する閾値であってもよい。ΔＰｏｈｍａｘは、ビームポインティングと目標値との差ΔＰｏｈの許容範囲を規定する閾値であってもよい。
【０１４０】
ビームポインティングと目標値との差ΔＰｏｖ及びΔＰｏｈの絶対値の、いずれかが閾値以下でない場合（Ｓ４５０；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理を上述のＳ４３０に戻して、第Ｎのビームステアリング装置を制御してもよい。
ビームポインティングと目標値との差ΔＰｏｖ及びΔＰｏｈの絶対値が、両方とも閾値以下である場合（Ｓ４５０；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、本フローチャートの処理を終了して、図９のＳ５００に処理を移行してもよい。
【０１４１】
図１４は、図１３に示されるビームポインティングを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図１４に示される処理は、図１３に示されるＳ４２０及びＳ４４０のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１４２】
まず、Ｓ４２１及びＳ４２２の処理は、図１１を参照しながら説明したＳ２２１及びＳ２２２の処理と同様でよい。
【０１４３】
図１５は、第Ｎのパルスレーザ光の集光位置における光強度分布のデータと、集光位置におけるスポット中心との関係を示す。第Ｎのパルスレーザ光の集光位置におけるスポット中心は、ピーク強度に対して所定比率以上の光強度を有する部分の幅の中心であってもよい。この所定比率は、１／ｅ２でもよいし、５０％でもよいし、５％でもよい。あるいは、スポット中心は、光強度分布の重心であってもよい。第Ｎのパルスレーザ光の集光位置におけるスポット中心は、Ｖ方向のスポット中心と、Ｈ方向のスポット中心とを含んでもよい。Ｖ方向のスポット中心は、第１の閾値Ｖｄ１と第２の閾値Ｖｄ２との中央位置であってもよい。Ｈ方向のスポット中心は、第１の閾値Ｈｄ１と第２の閾値Ｈｄ２との中央位置であってもよい。これらの閾値Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｈｄ１及びＨｄ２における光強度が、ピーク強度に対して上記所定比率を有していてもよい。
【０１４４】
図１４を再び参照し、Ｓ４２３において、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下の式によって、Ｖ方向及びＨ方向のビームポインティングＰｏｖ及びＰｏｈを算出してもよい。
Ｐｏｖ＝（Ｖｄ２＋Ｖｄ１）／２ｆ
Ｐｏｈ＝（Ｈｄ２＋Ｈｄ１）／２ｆ
ｆは、集光光学系６３の焦点距離でもよい。ビームポインティングは、イメージセンサ６４が受光したスポット中心を集光光学系６３の焦点距離で除算した値であってもよい。
【０１４５】
次に、Ｓ４２４において、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下のようにして、ビームポインティングＰｏｖ及びＰｏｈとそれぞれの目標値との差ΔＰｏｖ及びΔＰｏｈを算出してもよい。
ΔＰｏｖ＝Ｐｏｖ−Ｐｏｖｔ
ΔＰｏｈ＝Ｐｏｈ−Ｐｏｈｔ
Ｐｏｖｔ及びＰｏｈｔは、それぞれ、Ｖ方向及びＨ方向のビームポインティングの目標値であってもよい。
【０１４６】
３．４  ビーム位置の計測及び制御
図１６は、図９に示される第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置を計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。図１６に示される処理は、図９に示されるＳ５００のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
以下に述べるように、図１６に示される処理は、ビームポインティングではなくビーム位置を計測する点の他は、図１３に示される処理と同様でよい。
【０１４７】
まず、Ｓ５１０の処理は、図１３に示されるＳ４１０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ５２０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６から出力されるデータを用いて、第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置Ｂｐｖ及びＢｐｈを計測してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビーム位置Ｂｐｖ及びＢｐｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｐｖ及びΔＢｐｈを、算出してもよい。これらの処理の詳細については、図１７及び図１８を参照しながら後述する。
【０１４８】
次に、Ｓ５３０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビーム位置Ｂｐｖ及びＢｐｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｐｖ及びΔＢｐｈが０に近づくように、第Ｎのビームステアリング装置を制御してもよい。
【０１４９】
次のＳ５４０の処理は、上述のＳ５２０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ５５０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビーム位置と目標値との差ΔＢｐｖ及びΔＢｐｈの絶対値が、以下のようにそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。
｜ΔＢｐｖ｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
ΔＢｐｖｍａｘは、ビーム位置と目標値との差ΔＢｐｖの許容範囲を規定する閾値であってもよい。ΔＢｐｈｍａｘは、ビーム位置と目標値との差ΔＢｐｈの許容範囲を規定する閾値であってもよい。
【０１５０】
ビーム位置と目標値との差ΔＢｐｖ及びΔＢｐｈの絶対値の、いずれかが閾値以下でない場合（Ｓ５５０；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理を上述のＳ５３０に戻して、第Ｎのビームステアリング装置を制御してもよい。
ビーム位置と目標値との差ΔＢｐｖ及びΔＢｐｈの絶対値が、両方とも閾値以下である場合（Ｓ５５０；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、本フローチャートの処理を終了して、図９のＳ６００に処理を移行してもよい。
【０１５１】
図１７は、図１６に示されるビーム位置を計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図１７に示される処理は、図１６に示されるＳ５２０及びＳ５４０のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１５２】
まず、Ｓ５２１の処理は、図１４を参照しながら説明したＳ４２１の処理と同様でよい。
【０１５３】
Ｓ５２２において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６の転写光学系６５による転写位置に配置されたイメージセンサ６６のデータを読み込んでもよい。イメージセンサ６６のデータは、第Ｎのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータを含んでもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータに基づいて、第Ｎのパルスレーザ光のビーム幅の両端の座標を検出してもよい。
【０１５４】
図１８は、第Ｎのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、ビーム位置との関係を示す。第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置は、ピーク強度に対して所定比率以上の光強度を有する部分の幅の中心であってもよい。この所定比率は、１／ｅ２でもよいし、５０％でもよいし、５％でもよい。あるいは、ビーム位置は、光強度分布の重心であってもよい。第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置は、Ｖ方向のビーム位置と、Ｈ方向のビーム位置とを含んでもよい。Ｖ方向のビーム位置は、第１の閾値Ｖ１と第２の閾値Ｖ２との中央位置であってもよい。Ｈ方向のビーム位置は、第１の閾値Ｈ１と第２の閾値Ｈ２との中央位置であってもよい。これらの閾値Ｖ１、Ｖ２、Ｈ１及びＨ２における光強度が、ピーク強度に対して上記所定比率を有していてもよい。
【０１５５】
図１７を再び参照し、Ｓ５２３において、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下の式によって、Ｖ方向及びＨ方向のビーム位置Ｂｐｖ及びＢｐｈを算出してもよい。
Ｂｐｖ＝（Ｖ２＋Ｖ１）／２Ｍ
Ｂｐｈ＝（Ｈ２＋Ｈ１）／２Ｍ
Ｍは、転写光学系６５の倍率でもよい。ビーム位置は、イメージセンサ６６が受光したビーム中心を転写光学系６５の倍率で除算した値であってもよい。
【０１５６】
次に、Ｓ５２４において、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下のようにして、ビーム位置Ｂｐｖ及びＢｐｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｐｖ及びΔＢｐｈを算出してもよい。
ΔＢｐｖ＝Ｂｐｖ−Ｂｐｖｔ
ΔＢｐｈ＝Ｂｐｈ−Ｂｐｈｔ
Ｂｐｖｔ及びＢｐｈｔは、それぞれ、Ｖ方向及びＨ方向のビーム位置の目標値であってもよい。
【０１５７】
３．５  光束化されたレーザ光の計測
図１９は、図９に示される光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測する処理の詳細を示すフローチャートである。図１９に示される処理は、図９に示されるＳ７００のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１５８】
まず、Ｓ７１０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６のビーム選択機構６７を制御することにより、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光をすべて選択してもよい。すなわち、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光を含む光束化されたレーザ光が、ビーム選択機構６７を通過するようにしてもよい。
【０１５９】
次に、Ｓ７２０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、光束化されたレーザ光のビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈを計測してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈを、算出してもよい。これらの処理は、光束化されたレーザ光を対象とする他は、図９〜図１２を参照しながら説明したＳ２００の処理と同様でよい。
【０１６０】
次に、Ｓ７４０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、光束化されたレーザ光のビームポインティングＰｏｖ及びＰｏｈを計測してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームポインティングＰｏｖ及びＰｏｈとそれぞれの目標値との差ΔＰｏｖ及びΔＰｏｈを、算出してもよい。これらの処理は、光束化されたレーザ光を対象とする他は、図９及び図１３〜図１５を参照しながら説明したＳ４００の処理と同様でよい。
【０１６１】
次に、Ｓ７５０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置Ｂｐｖ（Ｎ）及びＢｐｈ（Ｎ）を計測してもよい。Ｂｐｖ（Ｎ）は、Ｂｐｖ（１）、Ｂｐｖ（２）、・・・、Ｂｐｖ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。Ｂｐｈ（Ｎ）は、Ｂｐｈ（１）、Ｂｐｈ（２）、・・・、Ｂｐｈ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。なお、「・・・」は、２とＮｍａｘとの間の整数によって識別される値を省略したことを示してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビーム位置Ｂｐｖ（Ｎ）及びＢｐｈ（Ｎ）とそれぞれの目標値との差ΔＢｐｖ（Ｎ）及びΔＢｐｈ（Ｎ）を、算出してもよい。ΔＢｐｖ（Ｎ）は、ΔＢｐｖ（１）、ΔＢｐｖ（２）、・・・、ΔＢｐｖ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。ΔＢｐｈ（Ｎ）は、ΔＢｐｈ（１）、ΔＢｐｈ（２）、・・・、ΔＢｐｈ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。これらの処理の詳細については、図２０及び図２１を参照しながら後述する。
【０１６２】
次に、Ｓ７６０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値が、以下のようにそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。
｜ΔＢｄｖ｜≦ΔＢｄｖｍａｘ
｜ΔＢｄｈ｜≦ΔＢｄｈｍａｘ
｜ΔＰｏｖ｜≦ΔＰｏｖｍａｘ
｜ΔＰｏｈ｜≦ΔＰｏｈｍａｘ
｜ΔＢｐｖ（１）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（１）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
｜ΔＢｐｖ（２）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（２）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
・・・
｜ΔＢｐｖ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
【０１６３】
計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値の、いずれかが閾値以下でない場合（Ｓ７６０；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、Ｓ７８０において、判定結果を示すフラグＦを０にセットして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値が、すべて閾値以下である場合（Ｓ７６０；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、Ｓ７７０において、判定結果を示すフラグＦを１にセットして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１６４】
本フローチャートの処理を終了したら、図９のＳ８００に処理を移行してもよい。判定結果を示すフラグＦが０である場合（Ｓ７６０；ＮＯ）、図９のＳ８００において、光束化されたレーザ光のビームパラメータと目標値との差が許容範囲内でないと判定されてもよい（Ｓ８００；ＮＯ）。判定結果を示すフラグＦが１である場合（Ｓ７６０；ＹＥＳ）、図９のＳ８００において、光束化されたレーザ光のビームパラメータと目標値との差が許容範囲内であると判定されてもよい（Ｓ８００；ＹＥＳ）。
【０１６５】
図２０は、図１９に示される第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム位置を計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図２０に示される処理は、図１９に示されるＳ７５０のサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１６６】
まず、Ｓ７５１において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのレーザ装置がレーザ発振したか否かを判定してもよい。
第１〜第Ｎｍａｘのレーザ装置がレーザ発振していない場合（Ｓ７５１；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのレーザ装置がレーザ発振するまで待機してもよい。
第１〜第Ｎｍａｘのレーザ装置がレーザ発振している場合（Ｓ７５１；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理をＳ７５２に進めてもよい。
【０１６７】
Ｓ７５２において、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６の転写光学系６５による転写位置に配置されたイメージセンサ６６のデータを読み込んでもよい。イメージセンサ６６のデータは、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータを含んでもよい。
【０１６８】
図２１は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム位置との関係を示す。第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム位置は、それぞれのパルスレーザ光のピーク強度に対して所定比率以上の光強度を有する部分の幅の中心であってもよい。この所定比率は、１／ｅ２でもよいし、５０％でもよいし、５％でもよい。あるいは、ビーム位置は、光強度分布の重心であってもよい。
【０１６９】
図２０を再び参照し、Ｓ７５２においてイメージセンサ６６のデータを読み込んだら、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理をＳ７５３に進めてもよい。
Ｓ７５３において、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置（Ｂｐｈ（Ｎ），Ｂｐｖ（Ｎ））を算出してもよい。ビーム位置（Ｂｐｈ（Ｎ），Ｂｐｖ（Ｎ））として、以下の値が算出されてもよい。
（Ｂｐｈ（１），Ｂｐｖ（１））
（Ｂｐｈ（２），Ｂｐｖ（２））
・・・
（Ｂｐｈ（Ｎｍａｘ），Ｂｐｖ（Ｎｍａｘ））
【０１７０】
次に、Ｓ７５４において、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下のようにして、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のビーム位置とそれぞれの目標値との差ΔＢｐｖ（Ｎ）及びΔＢｐｈ（Ｎ）を算出してもよい。
ΔＢｐｖ（Ｎ）＝Ｂｐｖ（Ｎ）−Ｂｐｖｔ
ΔＢｐｈ（Ｎ）＝Ｂｐｈ（Ｎ）−Ｂｐｈｔ（Ｎ）
Ｂｐｖｔは、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のＶ方向のビーム位置の目標値であってもよい。
Ｂｐｈｔ（Ｎ）は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のＨ方向のビーム位置の目標値であってもよい。Ｈ方向のビーム位置の目標値は、Ｎの値に応じて異なってもよい。
【０１７１】
以上説明したように、第１の実施形態においては、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のそれぞれについてビームパラメータを調整した後で、光束化されたレーザ光のビームパラメータが許容範囲か否かを判定してもよい。これにより、光束化されたレーザ光のビームパラメータを安定化させ、アニールの品質を向上し得る。
【０１７２】
４．第２の実施形態
４．１  メインフロー
図２２は、本開示の第２の実施形態におけるビームデリバリー装置制御部５９の動作を示すフローチャートである。第２の実施形態においては、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスの代わりに、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズを計測してもよい（Ｓ３００）。また、第２の実施形態においては、光束化されたレーザ光のビームダイバージェンスを計測する代わりに、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームサイズを計測してもよい。その他の点については、第１の実施形態と同様でよい。
【０１７３】
図２２に示されるＳ１００からＳ１３０までの処理は、図９に示されるＳ１００からＳ１３０までの処理と同様でよい。Ｓ１３０の後、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理をＳ３００ａに移行してもよい。
Ｓ３００ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズを計測してもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズが所望の値となるように、第Ｎのビーム調節装置を制御してもよい。この処理の詳細については、図２３〜図２５を参照しながら後述する。
【０１７４】
次のＳ４００からＳ６１０までの処理は、図９に示されるＳ４００からＳ６１０までの処理と同様でよい。Ｓ６００においてカウンターＮの値がＮｍａｘに達した場合（Ｓ６００；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理をＳ７００ａに移行してもよい。
Ｓ７００ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測してもよい。この処理の詳細については、図２６〜図２８を参照しながら後述する。
その後のＳ８００からＳ８２０までの処理は、図９に示されるＳ８００からＳ８２０までの処理と同様でよい。
【０１７５】
４．２  ビームサイズの計測及び制御
図２３は、図２２に示される第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズを計測及び制御する処理の詳細を示すフローチャートである。図２３に示される処理は、図２２に示されるＳ３００ａのサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
以下に述べるように、図２３に示される処理は、ビームダイバージェンスではなくビームサイズを計測する点の他は、図１０に示される処理と同様でよい。
【０１７６】
まず、Ｓ３１０ａの処理は、図１０に示されるＳ２１０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ３２０ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームパラメータ計測装置６から出力されるデータを用いて、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズＢｗｖ及びＢｗｈを計測してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームサイズＢｗｖ及びＢｗｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｗｖ及びΔＢｗｈを、算出してもよい。これらの処理の詳細については、図２４及び図２５を参照しながら後述する。
【０１７７】
次に、Ｓ３３０ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームサイズＢｗｖ及びＢｗｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｗｖ及びΔＢｗｈが０に近づくように、第Ｎのビーム調節装置を制御してもよい。第Ｎのビーム調節装置として、第Ｎのビームダイバージェンス調節器が制御されてもよい
【０１７８】
次のＳ３４０ａの処理は、上述のＳ３２０ａの処理と同様でよい。
次に、Ｓ３５０ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームサイズと目標値との差ΔＢｗｖ及びΔＢｗｈの絶対値が、以下のようにそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。
｜ΔＢｗｖ｜≦ΔＢｗｖｍａｘ
｜ΔＢｗｈ｜≦ΔＢｗｈｍａｘ
ΔＢｗｖｍａｘは、ビームサイズと目標値との差ΔＢｗｖの許容範囲を規定する閾値であってもよい。ΔＢｗｈｍａｘは、ビームサイズと目標値との差ΔＢｗｈの許容範囲を規定する閾値であってもよい。
【０１７９】
ビームサイズと目標値との差ΔＢｗｖ及びΔＢｗｈの絶対値の、いずれかが閾値以下でない場合（Ｓ３５０ａ；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理を上述のＳ３３０ａに戻して、第Ｎのビーム調節装置を制御してもよい。
ビームサイズと目標値との差ΔＢｗｖ及びΔＢｗｈの絶対値の、両方が閾値以下である場合（Ｓ３５０ａ；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、本フローチャートの処理を終了して、図２２のＳ４００に処理を移行してもよい。
【０１８０】
図２４は、図２３に示されるビームサイズを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図２４に示される処理は、図２３に示されるＳ３２０ａ及びＳ３４０ａのサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１８１】
まず、Ｓ３２１ａ及びＳ３２２ａの処理は、図１７を参照しながら説明したＳ５２１及びＳ５２２の処理と同様でよい。
【０１８２】
図２５は、第Ｎのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、ビームサイズとの関係を示す。第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズは、ピーク強度に対して所定比率以上の光強度を有する部分の幅であってもよい。この所定比率は、１／ｅ２でもよいし、５０％でもよいし、５％でもよい。第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズは、Ｖ方向のビームサイズと、Ｈ方向のビームサイズとを含んでもよい。Ｖ方向のビームサイズは、第１の閾値Ｖ１と第２の閾値Ｖ２との間隔であってもよい。Ｈ方向のビームサイズは、第１の閾値Ｈ１と第２の閾値Ｈ２との間隔であってもよい。これらの閾値Ｖ１、Ｖ２、Ｈ１及びＨ２における光強度が、ピーク強度に対して上記所定比率を有していてもよい。
【０１８３】
図２４を再び参照し、Ｓ３２３ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下の式によって、Ｖ方向及びＨ方向のビームサイズＢｗｖ及びＢｗｈを算出してもよい。
Ｂｗｖ＝（Ｖ２−Ｖ１）／Ｍ
Ｂｗｈ＝（Ｈ２−Ｈ１）／Ｍ
Ｍは、転写光学系６５の倍率でもよい。ビームサイズは、イメージセンサ６６が受光したビーム幅を転写光学系６５の倍率で除算した値であってもよい。
【０１８４】
次に、Ｓ３２４ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下のようにして、ビームサイズＢｗｖ及びＢｗｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｗｖ及びΔＢｗｈを算出してもよい。
ΔＢｗｖ＝Ｂｗｖ−Ｂｗｖｔ
ΔＢｗｈ＝Ｂｗｈ−Ｂｗｈｔ
Ｂｗｖｔ及びＢｗｈｔは、それぞれ、Ｖ方向及びＨ方向のビームサイズの目標値であってもよい。
【０１８５】
４．３  光束化されたレーザ光の計測
図２６は、図２２に示される光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測する処理の詳細を示すフローチャートである。図２６に示される処理は、図２２に示されるＳ７００ａのサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
以下に述べるように、図２６に示される処理は、ビームダイバージェンスではなくビームサイズを計測する点の他は、図１９に示される処理と同様でよい。
【０１８６】
まず、Ｓ７１０の処理は、図１９に示されるＳ７１０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ７３０ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズＢｗｖ（Ｎ）及びＢｗｈ（Ｎ）を計測してもよい。Ｂｗｖ（Ｎ）は、Ｂｗｖ（１）、Ｂｗｖ（２）、・・・、Ｂｗｖ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。Ｂｗｈ（Ｎ）は、Ｂｗｈ（１）、Ｂｗｈ（２）、・・・、Ｂｗｈ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームサイズＢｗｖ（Ｎ）及びＢｗｈ（Ｎ）とそれぞれの目標値との差ΔＢｗｖ（Ｎ）及びΔＢｗｈ（Ｎ）を、算出してもよい。ΔＢｗｖ（Ｎ）は、ΔＢｗｖ（１）、ΔＢｗｖ（２）、・・・、ΔＢｗｖ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。ΔＢｗｈ（Ｎ）は、ΔＢｗｈ（１）、ΔＢｗｈ（２）、・・・、ΔＢｗｈ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。これらの処理の詳細については、図２７及び図２８を参照しながら後述する。
【０１８７】
次のＳ７４０及びＳ７５０の処理は、図１９に示されるＳ７４０及びＳ７５０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ７６０ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値が、以下のようにそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。
｜ΔＢｗｖ（１）｜≦ΔＢｗｖｍａｘ
｜ΔＢｗｈ（１）｜≦ΔＢｗｈｍａｘ
｜ΔＢｗｖ（２）｜≦ΔＢｗｖｍａｘ
｜ΔＢｗｈ（２）｜≦ΔＢｗｈｍａｘ
・・・
｜ΔＢｗｖ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｗｖｍａｘ
｜ΔＢｗｈ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｗｈｍａｘ
｜ΔＰｏｖ｜≦ΔＰｏｖｍａｘ
｜ΔＰｏｈ｜≦ΔＰｏｈｍａｘ
｜ΔＢｐｖ（１）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（１）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
｜ΔＢｐｖ（２）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（２）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
・・・
｜ΔＢｐｖ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
【０１８８】
計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値の、いずれかが閾値以下でない場合（Ｓ７６０ａ；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、Ｓ７８０において、判定結果を示すフラグＦを０にセットして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値が、すべて閾値以下である場合（Ｓ７６０ａ；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、Ｓ７７０において、判定結果を示すフラグＦを１にセットして、本フローチャートの処理を終了してもよい。本フローチャートの処理を終了したら、図２２のＳ８００に処理を移行してもよい。
【０１８９】
図２７は、図２６に示される第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームサイズを計測して目標値との差を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図２７に示される処理は、図２６に示されるＳ７３０ａのサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
【０１９０】
まず、Ｓ７３１ａ及びＳ７３２ａの処理は、図２０を参照しながら説明したＳ７５１及びＳ７５２の処理と同様でよい。
【０１９１】
図２８は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビーム断面の光強度分布のデータと、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームサイズとの関係を示す。第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームサイズは、それぞれのパルスレーザ光のピーク強度に対して所定比率以上の光強度を有する部分の幅であってもよい。この所定比率は、１／ｅ２でもよいし、５０％でもよいし、５％でもよい。
【０１９２】
図２７を再び参照し、Ｓ７３３ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズＢｗｖ（Ｎ）及びＢｗｈ（Ｎ）を算出してもよい。Ｂｗｖ（Ｎ）は、Ｂｗｖ（１）、Ｂｗｖ（２）、・・・、Ｂｗｖ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。Ｂｗｈ（Ｎ）は、Ｂｗｈ（１）、Ｂｗｈ（２）、・・・、Ｂｗｈ（Ｎｍａｘ）を含んでもよい。
【０１９３】
次に、Ｓ７３４ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、以下のようにして、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズとそれぞれの目標値との差ΔＢｗｖ（Ｎ）及びΔＢｗｈ（Ｎ）を算出してもよい。
ΔＢｗｖ（Ｎ）＝Ｂｗｖ（Ｎ）−Ｂｗｖｔ
ΔＢｗｈ（Ｎ）＝Ｂｗｈ（Ｎ）−Ｂｗｈｔ
Ｂｗｖｔは、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のＶ方向のビームサイズの目標値であってもよい。
Ｂｗｈｔは、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のＨ方向のビームサイズの目標値であってもよい。
【０１９４】
５．第３の実施形態
５．１  レーザシステム制御部とビームデリバリー装置制御部
図２９は、本開示の第３の実施形態におけるレーザシステム制御部２０とビームデリバリー装置制御部５９及びその周辺のブロック図である。第３の実施形態においては、第１〜第８のビーム調節装置７ａ〜７ｈとして、ビームダイバージェンス調節器の代わりに、第１〜第８の光路長調節器７１ａ〜７１ｈを含んでもよい。さらに、図３１を参照しながら後述するように、第１〜第８のレーザ装置２ａｘ〜２ｈｘが、それぞれビームダイバージェンス調節器１４ｘを含んでもよい。その他の点については、第１の実施形態と同様の構成でよい。
【０１９５】
ビームデリバリー装置制御部５９は、レーザシステム制御部２０を介して受信するビームパラメータの目標値等のデータに従って、第１〜第８の光路長調節器７１ａ〜７１ｈを制御してもよい。第１〜第８の光路長調節器７１ａ〜７１ｈは、それぞれ、ビームデリバリー装置制御部５９による制御に従って、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈの光路長を変更してもよい。
【０１９６】
レーザシステム制御部２０は、ビームデリバリー装置制御部５９から受信する計測データに従って、第１〜第８のレーザ装置２ａｘ〜２ｈｘにそれぞれ含まれるビームダイバージェンス調節器１４ｘを制御してもよい。ビームダイバージェンス調節器１４ｘは、レーザシステム制御部２０による制御に従って、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈのビームダイバージェンスを変更してもよい。
【０１９７】
５．２  光路長調節器
図３０に、光路長調節器の構成を概略的に示す。第１の光路長調節器７１ａは、第１のパルスレーザ光２１ａの光路を迂回させて、第１のパルスレーザ光２１ａの光路長を変更できる装置でもよい。
【０１９８】
第１の光路長調節器７１ａは、直角プリズム７１１と、２枚の高反射ミラー７１２、７１３と、プレート７１４と、プレート７１５と、１軸ステージ７１６と、を含んでもよい。
第２〜第８の光路長調節器７１ｂ〜７１ｈも、同様の構成でよい。第１〜第８の光路長調節器７１ａ〜７１ｈは、それぞれのレーザ装置からレーザシステム５の出口までの光路長が略一致するようにそれぞれの光路長を調節してもよい。
【０１９９】
直角プリズム７１１の直交する第１の面７０１と第２の面７０２には、高反射膜がコートされていてもよい。直角プリズム７１１は、ホルダー７１７に保持され、ホルダー７１７は、プレート７１４に固定されていてもよい。直角プリズム７１１は、第１のパルスレーザ光２１ａの光路に位置していてもよい。
【０２００】
２枚の高反射ミラー７１２、７１３は、これらの反射面が直交するようにホルダー７１８に保持され、ホルダー７１８は、プレート７１５に固定されていてもよい。プレート７１５は、１軸ステージ７１６に固定されていてもよい。１軸ステージ７１６は、直角プリズム７１１の第１の面７０１によって反射された第１のパルスレーザ光２１ａの光路軸と平行に、２枚の高反射ミラー７１２、７１３を移動可能であってもよい。
【０２０１】
直角プリズム７１１の第１の面７０１によって反射された第１のパルスレーザ光２１ａは、２枚の高反射ミラー７１２、７１３によって反射され、直角プリズム７１１の第２の面７０２に入射してもよい。直角プリズム７１１の第２の面７０２に入射した第１のパルスレーザ光２１ａは、直角プリズム７１１の第１の面７０１に入射した第１のパルスレーザ光２１ａの光路軸のほぼ延長線上にあたる光路軸に沿って、直角プリズム７１１の第２の面７０２から出射してもよい。
【０２０２】
ビームデリバリー装置制御部５９は、１軸ステージ７１６のモータ７１９を駆動することにより、２枚の高反射ミラー７１２、７１３を移動させてもよい。２枚の高反射ミラー７１２、７１３を距離Ｘ移動させることにより、第１のパルスレーザ光２１ａの光路長を２Ｘ変化させてもよい。光路長を変化させることにより、第１のパルスレーザ光２１ａのビームサイズを変化させてもよい。
【０２０３】
５．３  レーザ装置
図３１は、図２９に示されるレーザ装置の構成例を示す。例えば、第１のレーザ装置２ａｘは、高反射ミラー１４の姿勢角を変更可能なアクチュエータを備えたビームダイバージェンス調節器１４ｘを含んでもよい。ビームダイバージェンス調節器１４ｘは、高反射ミラー１４の姿勢角をＶ方向とＨ方向とに変更可能であってもよい。
【０２０４】
例えば、マスターオシレータＭＯのアライメントがずれることによりパルスレーザ光のビームダイバージェンスが変化し得る。そのような場合に、ビームダイバージェンス調節器１４ｘが高反射ミラー１４の姿勢角を調節することにより、ビームダイバージェンスの安定性を改善し得る。
他の点については、図８を参照しながら説明したレーザ装置の構成と同様でよい。第２〜第８のレーザ装置２ｂｘ〜２ｈｘの構成も同様でもよい。
【０２０５】
５．４  メインフロー
図３２は、本開示の第３の実施形態におけるビームデリバリー装置制御部５９の動作を示すフローチャートである。第３の実施形態においては、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスと、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズとの両方を計測してもよい（Ｓ２００ｂ、Ｓ３００ｂ）。また、第３の実施形態においては、光束化されたレーザ光のビームダイバージェンスと、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光のビームサイズの両方を計測してもよい。その他の点については、第１の実施形態と同様でよい。
【０２０６】
図３２に示されるＳ１００からＳ１３０までの処理は、図９に示されるＳ１００からＳ１３０までの処理と同様でよい。
【０２０７】
Ｓ２００ｂにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスを計測してもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームダイバージェンスが所望の値となるように、第Ｎのレーザ装置に含まれるビームダイバージェンス調節器１４ｘを制御してもよい。この処理は、第Ｎのレーザ装置に含まれるビームダイバージェンス調節器１４ｘを制御する他は、図１０〜図１２を参照しながら説明した第１の実施形態と同様でよい。ビームダイバージェンス調節器１４ｘの制御は、レーザシステム制御部２０を介して行われてもよい。
【０２０８】
Ｓ３００ｂにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズを計測してもよい。ビームデリバリー装置制御部５９は、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズが所望の値となるように、第Ｎの光路長調節器を制御してもよい。この処理は、光路長調節器を制御する他は、図２３〜図２５を参照しながら説明した第２の実施形態と同様でよい。但し、光路長調節器は、Ｖ方向のビームサイズとＨ方向のビームサイズとを独立に変更できない場合があってもよい。
【０２０９】
次のＳ４００からＳ６１０までの処理は、図９に示されるＳ４００からＳ６１０までの処理と同様でよい。Ｓ６００においてカウンターＮの値がＮｍａｘに達した場合（Ｓ６００；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、処理をＳ７００ｂに移行してもよい。
【０２１０】
Ｓ７００ｂにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測してもよい。この処理の詳細については、図３３を参照しながら後述する。
その後のＳ８００からＳ８２０までの処理は、図９に示されるＳ８００からＳ８２０までの処理と同様でよい。
【０２１１】
５．５  光束化されたレーザ光の計測
図３３は、図３２に示される光束化されたレーザ光のビームパラメータを計測する処理の詳細を示すフローチャートである。図３３に示される処理は、図３２に示されるＳ７００ｂのサブルーチンとして、ビームデリバリー装置制御部５９によって行われてもよい。
以下に述べるように、図３３に示される処理は、ビームダイバージェンスとビームサイズの両方を計測する点の他は、図１９に示される処理と同様でよい。
【０２１２】
まず、Ｓ７１０の処理は、図１９に示されるＳ７１０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ７２０において、ビームデリバリー装置制御部５９は、光束化されたレーザ光のビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈを計測してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームダイバージェンスＢｄｖ及びＢｄｈとそれぞれの目標値との差ΔＢｄｖ及びΔＢｄｈを、算出してもよい。これらの処理は、図１９に示されるＳ７２０の処理と同様でよい。
【０２１３】
次に、Ｓ７３０ａにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、第１〜第Ｎｍａｘのパルスレーザ光に含まれる個々の第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズＢｗｖ（Ｎ）及びＢｗｈ（Ｎ）を計測してもよい。さらに、ビームデリバリー装置制御部５９は、ビームサイズＢｗｖ（Ｎ）及びＢｗｈ（Ｎ）とそれぞれの目標値との差ΔＢｗｖ（Ｎ）及びΔＢｗｈ（Ｎ）を、算出してもよい。これらの処理は、図２６に示されるＳ７３０ａの処理と同様でよい。
【０２１４】
次のＳ７４０及びＳ７５０の処理は、図１９に示されるＳ７４０及びＳ７５０の処理と同様でよい。
次に、Ｓ７６０ｂにおいて、ビームデリバリー装置制御部５９は、計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値が、以下のようにそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。
｜ΔＢｄｖ｜≦ΔＢｄｖｍａｘ
｜ΔＢｄｈ｜≦ΔＢｄｈｍａｘ
｜ΔＢｗｖ（１）｜≦ΔＢｗｖｍａｘ
｜ΔＢｗｈ（１）｜≦ΔＢｗｈｍａｘ
｜ΔＢｗｖ（２）｜≦ΔＢｗｖｍａｘ
｜ΔＢｗｈ（２）｜≦ΔＢｗｈｍａｘ
・・・
｜ΔＢｗｖ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｗｖｍａｘ
｜ΔＢｗｈ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｗｈｍａｘ
｜ΔＰｏｖ｜≦ΔＰｏｖｍａｘ
｜ΔＰｏｈ｜≦ΔＰｏｈｍａｘ
｜ΔＢｐｖ（１）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（１）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
｜ΔＢｐｖ（２）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（２）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
・・・
｜ΔＢｐｖ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｐｖｍａｘ
｜ΔＢｐｈ（Ｎｍａｘ）｜≦ΔＢｐｈｍａｘ
【０２１５】
計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値の、いずれかが閾値以下でない場合（Ｓ７６０ｂ；ＮＯ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、Ｓ７８０において、判定結果を示すフラグＦを０にセットして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
計測されたビームパラメータと目標値との差の絶対値が、すべて閾値以下である場合（Ｓ７６０ｂ；ＹＥＳ）、ビームデリバリー装置制御部５９は、Ｓ７７０において、判定結果を示すフラグＦを１にセットして、本フローチャートの処理を終了してもよい。本フローチャートの処理を終了したら、図３２のＳ８００に処理を移行してもよい。
【０２１６】
第３の実施形態によれば、第１〜第８のレーザ装置２ａｘ〜２ｈｘのマスターオシレータが、それぞれビームダイバージェンス調節器１４ｘを含んでいるので、ビームパラメータの安定性を一層向上し得る。
第３の実施形態において、第Ｎのパルスレーザ光のビームサイズを計測及び制御する処理（Ｓ３００ｂ）は行われなくてもよい。すなわち、光路長調節器の制御をしなくてもよい。
【０２１７】
６．第４の実施形態
図３４Ａ及び図３４Ｂは、本開示の第４の実施形態において用いられるマスターオシレータの構成例を示す。図３４ＡはＶ方向から見た断面図であり、図３４ＢはＨ方向から見た断面図である。第４の実施形態においては、レーザ装置に含まれるマスターオシレータＭＯが、ビームダイバージェンス調節器を含んでもよい。マスターオシレータＭＯに含まれるビームダイバージェンス調節器は、第１シリンドリカル凹レンズ１５１と、第１シリンドリカル凸レンズ１５２と、第２シリンドリカル凹レンズ１４３と、第２シリンドリカル凸レンズ１４４と、を含んでもよい。
【０２１８】
第１シリンドリカル凸レンズ１５２及び第２シリンドリカル凸レンズ１４４は、いずれも平凸レンズであってよい。第１シリンドリカル凸レンズ１５２及び第２シリンドリカル凸レンズ１４４は、それらの凸面側が内側に互いに向き合い、平面側がいずれも外側を向くように配置されてもよい。第１シリンドリカル凸レンズ１５２及び第２シリンドリカル凸レンズ１４４の間に、第１シリンドリカル凹レンズ１５１及び第２シリンドリカル凹レンズ１４３が配置されてもよい。第１シリンドリカル凹レンズ１５１及び第２シリンドリカル凹レンズ１４３の内側に、レーザチャンバ１０が配置されてもよい。
【０２１９】
第１シリンドリカル凹レンズ１５１は、ホルダー１５１ａによって１軸ステージ１５５に保持されてもよい。第１シリンドリカル凸レンズ１５２は、ホルダー１５２ａによってプレート１５７に保持されてもよい。第２シリンドリカル凹レンズ１４３は、ホルダー１４３ａによって１軸ステージ１４６に保持されてもよい。第２シリンドリカル凸レンズ１４４は、ホルダー１４４ａによってプレート１４７に保持されてもよい。
【０２２０】
第１シリンドリカル凸レンズ１５２の平面側には、パルスレーザ光の一部を透過させ、一部を反射する部分反射膜がコーティングされていてもよい。第２シリンドリカル凸レンズ１４４の平面側には、パルスレーザ光を高い反射率で反射する高反射膜がコーティングされていてもよい。第１シリンドリカル凸レンズの凸面側と、第２シリンドリカル凸レンズ１４４の凸面側と、第１シリンドリカル凹レンズ１５１の両面と、第２シリンドリカル凹レンズ１４３の両面とには、パルスレーザ光の反射を抑制する減反射膜がコーティングされていてもよい。
【０２２１】
第１シリンドリカル凹レンズ１５１の凹面と、第１シリンドリカル凸レンズ１５２の凸面とは、いずれも、Ｈ方向に略平行な中心軸を有する円筒面であってもよい。従って、第１シリンドリカル凹レンズ１５１と、第１シリンドリカル凸レンズ１５２とは、Ｖ方向にビーム幅を拡大又は縮小するものであってもよい。
１軸ステージ１５５が、パルスレーザ光の光路軸に沿って第１シリンドリカル凹レンズ１５１を移動させることにより、パルスレーザ光の波面をＶ方向に変化させ得る。パルスレーザ光の波面をＶ方向に変化させることにより、パルスレーザ光のＶ方向のビームダイバージェンスを変化させ得る。
【０２２２】
第２シリンドリカル凹レンズ１４３の凹面と、第２シリンドリカル凸レンズ１４４の凸面とは、いずれも、Ｖ方向に略平行な中心軸を有する円筒面であってもよい。従って、第２シリンドリカル凹レンズ１４３と、第２シリンドリカル凸レンズ１４４とは、Ｈ方向にビーム幅を拡大又は縮小するものであってもよい。
１軸ステージ１４６が、パルスレーザ光の光路軸に沿って第２シリンドリカル凹レンズ１４３を移動させることにより、パルスレーザ光の波面をＨ方向に変化させ得る。パルスレーザ光の波面をＨ方向に変化させることにより、パルスレーザ光のＨ方向のビームダイバージェンスを変化させ得る。
【０２２３】
このように、ビームダイバージェンス調節器によれば、Ｖ方向のビームダイバージェンスとＨ方向のビームダイバージェンスとを独立に制御し得る。
図３４Ａ及び図３４Ｂにおいては、第１シリンドリカル凸レンズ１５２の平面側に部分反射膜がコーティングされている場合について説明したが、図示しない部分反射ミラーと、両面に減反射膜がコーティングされた第１シリンドリカル凸レンズとが、別々に設けられてもよい。
第４の実施形態においては、第２シリンドリカル凸レンズ１４４の平面側に高反射膜がコーティングされている場合について説明したが、図示しない高反射ミラーと、両面に減反射膜がコーティングされた第２シリンドリカル凸レンズとが、別々に設けられてもよい。
【０２２４】
図３４Ａ及び図３４Ｂにおいては、Ｈ方向とＶ方向のビームダイバージェンスをそれぞれ変化させる場合について説明したが、Ｈ方向とＶ方向のいずれか一方だけを変化可能にしてもよい。例えば、Ｖ方向のビームダイバージェンスよりもＨ方向のビームダイバージェンスに要求される目標値が厳しい場合に、第２シリンドリカル凹レンズ１４３と第２シリンドリカル凸レンズ１４４との距離だけを変更可能にしてもよい。
【０２２５】
また、シリンドリカル凸レンズとシリンドリカル凹レンズの組み合わせによってパルスレーザ光のビームダイバージェンスを変更する場合について説明したが、本開示はこれに限られない。例えば、２個のシリンドリカル凸レンズの組み合わせによって、パルスレーザ光のビームダイバージェンスを変更してもよい。また例えば、図８に示される高反射ミラー１４を１次元のディフォーマブルミラーとすることによって、反射面の形状をシリンドリカル状に変化させることにより、パルスレーザ光のビームダイバージェンスを変更してもよい。
その他の点については、上述の第３の実施形態と同様でよい。
【０２２６】
第４の実施形態によれば、第１〜第８のレーザ装置２ａｘ〜２ｈｘのマスターオシレータが、それぞれビームダイバージェンス調節器を含んでいるので、ビームパラメータの安定性を一層向上し得る。
【０２２７】
７．第５の実施形態
図３５は、本開示の第５の実施形態において用いられるレーザ装置の構成例を示す。第５の実施形態においては、第１のレーザ装置２ａｙが、ビームパラメータ計測装置６ａｙを含んでもよい。また、マスターオシレータＭＯとビームパラメータ計測装置６ａｙとの間に、ビームステアリング装置８ａｙが配置されてもよい。また、マスターオシレータＭＯが、ビームダイバージェンス調節器１４ｘを含んでもよい。
【０２２８】
図３５においては、増幅器ＰＡの図示が省略されているが、マスターオシレータＭＯとビームステアリング装置８ａｙとの間に、増幅器ＰＡがあってもなくてもよい。他の点については、図８に示される構成と同様でよい。第２〜第８のレーザ装置は、第１のレーザ装置２ａｙと同様の構成を有してよい。
【０２２９】
ビームパラメータ計測装置６ａｙは、ビームスプリッタ６１ａ及び６２ａと、集光光学系６３ａと、イメージセンサ６４ａと、転写光学系６５ａと、イメージセンサ６６ａと、を含んでもよい。
【０２３０】
ビームパラメータ計測装置６ａｙは、ビーム選択機構を有しなくてもよい。ビームパラメータ計測装置６ａｙは、光束化されたレーザ光の光路ではなく、第１のレーザ装置２ａｙのビームステアリング装置８ａｙから出力されたパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。その他の点については、ビームパラメータ計測装置６ａｙは、図４を参照しながら説明したビームパラメータ計測装置６と同様の構成でよい。
【０２３１】
ビームステアリング装置８ａｙは、第１の高反射ミラー８１ａと、第２の高反射ミラー８２ａと、アクチュエータ８３ａ及び８４ａとを含んでもよい。
【０２３２】
第１の高反射ミラー８１ａは、第１のレーザ装置２ａｙのマスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。アクチュエータ８３ａは、レーザシステム制御部２０によって出力される駆動信号に従って、第１の高反射ミラー８１ａの姿勢を変化させてもよい。第１の高反射ミラー８１ａは、アクチュエータ８３ａによって変化させられた姿勢に応じた方向に、パルスレーザ光を反射してもよい。例えば、アクチュエータ８３ａは互いに直交する２軸の方向に高反射ミラー８１ａの姿勢角を変化させてもよい。
【０２３３】
第２の高反射ミラー８２ａは、第１の高反射ミラー８１ａによって反射されたパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。アクチュエータ８４ａは、レーザシステム制御部２０によって出力される駆動信号に従って、第２の高反射ミラー８２ａの姿勢を変化させてもよい。第２の高反射ミラー８２ａは、アクチュエータ８４ａによって変化させられた姿勢に応じた方向に、パルスレーザ光を反射してもよい。例えば、アクチュエータ８４ａは互いに直交する２軸の方向に高反射ミラー８２ａの姿勢角を変化させてもよい。
【０２３４】
高反射ミラー８１ａ及び８２ａの姿勢角をそれぞれ調整することにより、ビームステアリング装置８ａｙは、パルスレーザ光のビームポインティング及びパルスレーザ光のビーム位置の両方を制御し得る。
【０２３５】
ビームステアリング装置８ａｙの代わりに、図６を参照しながら説明した第１のビームステアリング装置８ａが、第１のレーザ装置２ａｙに設けられてもよい。
【０２３６】
ビームダイバージェンス調節器１４ｘの構成は、図３１を参照しながら説明したものと同様でよい。
【０２３７】
第５の実施形態においては、それぞれのレーザ装置において、ビームパラメータ計測装置６ａｙを用いて計測されたビームダイバージェンス、ビームポインティング、ビーム位置、ビームサイズ等のビームパラメータに基づいて、ビームステアリング装置８ａｙと、ビームダイバージェンス調節器１４ｘとが制御されてもよい。さらに、第１又は第２の実施形態と同様に、ビームデリバリー装置５０に設けられたビームパラメータ計測装置６を用いて計測されたビームパラメータに基づいて、第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈと、第１〜第８のビーム調節装置７ａ〜７ｈとが制御されてもよい。これにより、ビームパラメータの安定性を一層向上し得る。
【０２３８】
８．第６の実施形態
図３６は、本開示の第６の実施形態におけるレーザシステムのブロック図である。第６の実施形態においては、ビームデリバリー装置制御部５９やレーザシステム制御部２０の代わりに、露光装置４に含まれる露光装置制御部４０が、各種制御を行ってもよい。
露光装置制御部４０は、第１〜第８のビームステアリング装置８ａ〜８ｈと、第１〜第８のビームダイバージェンス調節器７２ａ〜７２ｈと、ミラー移動機構９０ａ〜９０ｄと、第１〜第８のレーザ装置２ａ〜２ｈと、を制御してもよい。
その他の点については上述の各実施形態と同様でよい。
【０２３９】
９．フライアイレンズを含むビームコンバイナ
図３７は、上記各実施形態において用いることのできるビームコンバイナの例を示す。なお、図３７においては、露光装置４にある高反射ミラー４１の図示を省略している。図１に示される回折光学素子を用いたビームコンバイナ３４に限られず、フライアイレンズ３４２ａと、コンデンサ光学系３４２ｂとを含むビームコンバイナ３４２が用いられてもよい。
【０２４０】
フライアイレンズ３４２ａは、例えば合成石英やフッ化カルシウム基板等の紫外線を透過させる基板上に複数の凹レンズ又は凸レンズを配列して形成されてもよい。フライアイレンズ３４２ａは、入射光学系３３から出射された第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆが重なる位置に配置されてもよい。
【０２４１】
図３７においては、入射光学系３３から出射されたパルスレーザ光が第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを含む場合を示したが、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈ、あるいはそれ以外の数の複数のパルスレーザ光を含んでもよい。
【０２４２】
フライアイレンズ３４２ａに含まれる複数のレンズは、パルスレーザ光の断面に沿って配列されてもよい。当該複数のレンズのそれぞれは、パルスレーザ光の各一部をコンデンサ光学系３４２ｂに向けて透過させるときに、当該各一部のビーム幅を拡大させてもよい。このように、フライアイレンズ３４２ａは、入射したパルスレーザ光に対する二次光源として多数の点光源の集合を構成し得る。フライアイレンズ３４２ａは、多数のシリンドリカルの凹レンズ又は凸レンズが直交するように加工されたものでもよい。
【０２４３】
コンデンサ光学系３４２ｂは、少なくとも１つの凸レンズを含んでもよい。コンデンサ光学系３４２ｂは、フライアイレンズ３４２ａの複数のレンズによってそれぞれ拡大されたパルスレーザ光の光路にまたがる領域に配置されてもよい。
【０２４４】
フライアイレンズ３４２ａは、当該フライアイレンズ３４２ａの複数の焦点の位置がコンデンサ光学系３４２ｂの前側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。従って、フライアイレンズ３４２ａの複数のレンズによってそれぞれ拡大されたパルスレーザ光が、コンデンサ光学系３４２ｂを透過することによってほぼ平行光となるようにコリメートされてもよい。
【０２４５】
コンデンサ光学系３４２ｂは、当該コンデンサ光学系３４２ｂの後側焦点面の位置が露光装置４のフライアイレンズ４２１の入射側の面の位置と略一致するように配置されてもよい。従って、コンデンサ光学系３４２ｂは、フライアイレンズ３４２ａの複数のレンズによってそれぞれ拡大されたパルスレーザ光を、フライアイレンズ４２１の互いにほぼ同じ領域に入射させてもよい。
【０２４６】
その結果、露光装置４のフライアイレンズ４２１の入射側の面に重ね合されたパルスレーザ光は、ビーム断面の光強度分布のばらつきが低減されたパルスレーザ光となり得る。
【０２４７】
１０．ラインフォーカス光学系を含む露光装置
図３８は、上記各実施形態において用いることのできる露光装置の例を示す。図３８に示される露光装置４ａは、高反射ミラー４１ａと、ラインフォーカス光学系４５ａとを含んでもよい。図３８においては、光束化されたレーザ光が第１〜第６のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｆを含む場合を示したが、第１〜第８のパルスレーザ光２１ａ〜２１ｈ、あるいはそれ以外の数の複数のパルスレーザ光を含んでもよい。
【０２４８】
光束化されたレーザ光は、露光装置４ａの高反射ミラー４１ａに入射してもよい。光束化されたレーザ光は、高反射ミラー４１ａによって反射されて、ラインフォーカス光学系４５ａに入射してもよい。ラインフォーカス光学系４５ａは、例えば、シリンドリカル凸レンズを含んでもよい。ラインフォーカス光学系４５ａは、光束化されたレーザ光に含まれる個々のパルスレーザ光がライン状に重なるように、光束化されたレーザ光を被照射物Ｐの照射面に集光してもよい。
【０２４９】
１１．制御部の構成
図３９は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
上述した実施の形態におけるレーザシステム制御部２０、ビームデリバリー装置制御部５９等の制御部は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。例えば、以下のように構成されてもよい。
【０２５０】
（構成）
制御部は、処理部１０００と、処理部１０００に接続される、ストレージメモリ１００５と、ユーザインターフェイス１０１０と、パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０と、シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０と、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０とによって構成されてもよい。また、処理部１０００は、ＣＰＵ１００１と、ＣＰＵ１００１に接続された、メモリ１００２と、タイマー１００３と、ＧＰＵ１００４とから構成されてもよい。
【０２５１】
（動作）
処理部１０００は、ストレージメモリ１００５に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部１０００は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ１００５からデータを読み出したり、ストレージメモリ１００５にデータを記憶させたりしてもよい。
【０２５２】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０２１〜１０２ｘに接続されてもよい。パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うパラレルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０２５３】
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０３１〜１０３ｘに接続されてもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うシリアルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０２５４】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、アナログポートを介して通信可能な機器１０４１〜１０４ｘに接続されてもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うアナログポートを介した、アナログ信号による通信を制御してもよい。
【０２５５】
ユーザインターフェイス１０１０は、オペレータが処理部１０００によるプログラムの実行過程を表示したり、オペレータによるプログラム実行の中止や割り込み処理を処理部１０００に行わせたりするよう構成されてもよい。
【０２５６】
処理部１０００のＣＰＵ１００１はプログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ１００２は、ＣＰＵ１００１がプログラムを実行する過程で、プログラムの一時記憶や、演算過程でのデータの一時記憶を行ってもよい。タイマー１００３は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってＣＰＵ１００１に時刻や経過時間を出力してもよい。ＧＰＵ１００４は、処理部１０００に画像データが入力された際、プログラムの実行に従って画像データを処理し、その結果をＣＰＵ１００１に出力してもよい。
【０２５７】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０に接続される、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０２１〜１０２ｘは、第１〜第８のレーザ装置２ａ〜２ｈ、露光装置制御部４０、他の制御部等の発振トリガ信号やタイミングを示す信号の受送信に使用してもよい。
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０に接続される、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０３１〜１０３ｘは、第１〜第８のレーザ装置２ａ〜２ｈ、露光装置制御部４０、他の制御部等のデータの受送信に使用してもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器１０４１〜１０４ｘは、ビームパラメータ計測装置６や、パルスエネルギー計測部１７等の各種センサであってもよい。
以上のように構成されることで、制御部は各実施形態に示された動作を実現可能であってよい。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。例えば、「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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2015194056.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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