(57)【要約】このレーザシステムは、第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、タイミング検出器は、第１のパルスレーザ光が第１の位置を通過する第１の通過タイミングを検出し、且つ、第２のパルスレーザ光が第２の位置を通過する第２の通過タイミングを検出するように構成されており、制御部は、第１の通過タイミング及び第２の通過タイミングに基づいて、第１のレーザ装置が第１のパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、第２のレーザ装置が第２のパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとを制御するように構成されてもよい。
2015189895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、
前記タイミング検出器は、前記第１のパルスレーザ光が第１の位置を通過する第１の通過タイミング検出し、且つ、前記第２のパルスレーザ光が第２の位置を通過する第２の通過タイミングを検出するように構成されており、
前記制御部は、前記第１の通過タイミング及び前記第２の通過タイミングに基づいて、前記第１のレーザ装置が前記第１のパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、前記第２のレーザ装置が前記第２のパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとを制御するように構成された、
レーザシステム。
【請求項２】
第１のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、
前記タイミング検出器は、前記第１のレーザ装置が前記第１のパルスレーザ光を出力するための第１の放電タイミング検出し、且つ、前記第２のレーザ装置が前記第２のパルスレーザ光を出力するための第２の放電タイミングを検出するように構成されており、
前記制御部は、前記第１の放電タイミング及び前記第２の放電タイミングに基づいて、前記第１のレーザ装置が前記第１のパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、前記第２のレーザ装置が前記第２のパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとを制御するように構成された、
レーザシステム。
【請求項３】
第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、
前記タイミング検出器は、前記第１のパルスレーザ光が第１の位置を通過する第１の通過タイミングを検出し、且つ、前記第２のパルスレーザ光が第２の位置を通過する第２の通過タイミングを検出するように構成されており、
前記第１の光路長調節器は、前記第１のパルスレーザ光の光路に配置され、前記第２の光路長調節器は、前記第２のパルスレーザ光の光路に配置され、
前記制御部は、前記第１の通過タイミング及び前記第２の通過タイミングに基づいて、前記第１の光路長調節器及び前記第２の光路長調節器を制御するように構成された、
レーザシステム。
【請求項４】
第１のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、
前記タイミング検出器は、前記第１のレーザ装置が前記第１のパルスレーザ光を出力するための第１の放電タイミングを検出し、且つ、前記第２のレーザ装置が前記第２のパルスレーザ光を出力するための第２の放電タイミングを検出するように構成されており、
前記第１の光路長調節器は、前記第１のパルスレーザ光の光路に配置され、前記第２の光路長調節器は、前記第２のパルスレーザ光の光路に配置され、
前記制御部は、前記第１の放電タイミング及び前記第２の放電タイミングに基づいて、前記第１の光路長調節器及び前記第２の光路長調節器を制御するように構成された、
レーザシステム。
【請求項５】
第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、
前記制御部は、前記第１のパルスレーザ光が前記レーザシステムから出力される第１の出力タイミングと、前記第２のパルスレーザ光が前記レーザシステムから出力される第２の出力タイミングとの差が所定の値に近づくように、前記第１のレーザ装置が前記第１のパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、前記第２のレーザ装置が前記第２のパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとを制御するように構成された、
レーザシステム。
【請求項６】
第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、
前記第１の光路長調節器は、前記第１のパルスレーザ光の光路に配置され、前記第２の光路長調節器は、前記第２のパルスレーザ光の光路に配置され、
前記制御部は、前記第１のパルスレーザ光が前記レーザシステムから出力される第１の出力タイミングと、前記第２のパルスレーザ光が前記レーザシステムから出力される第２の出力タイミングとの差が所定の値に近づくように、前記第１の光路長調節器及び前記第２の光路長調節器を制御するように構成された、
レーザシステム。
【請求項７】
ビーム結合器をさらに備え、
前記ビーム結合器は、前記第１のパルスレーザ光が第１の方向に入射し、且つ、前記第２のパルスレーザ光が前記第１の方向と異なる第２の方向に入射する位置に配置されており、前記第１のパルスレーザ光と前記第２のパルスレーザ光とを第３の方向に向けて出射するように構成された、
請求項５記載のレーザシステム。
【請求項８】
ビーム結合器をさらに備え、
前記ビーム結合器は、前記第１のパルスレーザ光が第１の方向に入射し、且つ、前記第２のパルスレーザ光が前記第１の方向と異なる第２の方向に入射する位置に配置されており、前記第１のパルスレーザ光と前記第２のパルスレーザ光とを第３の方向に向けて出射するように構成された、
請求項６記載のレーザシステム。
【請求項９】
パルス波形計測器をさらに備え、
前記パルス波形計測器は、前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光の光路に配置され、
前記制御部は、前記パルス波形計測器によって計測されたパルス波形に基づいて、前記第１のトリガタイミング及び前記第２のトリガタイミングを制御するように構成された、
請求項５記載のレーザシステム。
【請求項１０】
パルス波形計測器をさらに備え、
前記パルス波形計測器は、前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光の光路に配置され、
前記制御部は、前記パルス波形計測器によって計測されたパルス波形に基づいて、前記第１の光路長調節器及び前記第２の光路長調節器を制御するように構成された、
請求項６記載のレーザシステム。
【請求項１１】
パルス波形計測器をさらに備え、
前記パルス波形計測器は、前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光の光路に配置され、
前記制御部は、前記パルス波形計測器によって計測されたパルス波形に基づいて、前記第１のパルスレーザ光のパルスエネルギー及び前記第２のパルスレーザ光のパルスエネルギーを制御するように構成された、
請求項５記載のレーザシステム。
【請求項１２】
パルス波形計測器をさらに備え、
前記パルス波形計測器は、前記ビーム結合器から前記第３の方向に向けて出射された前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光の光路に配置され、
前記制御部は、前記パルス波形計測器によって計測されたパルス波形に基づいて、前記第１のパルスレーザ光のパルスエネルギー及び前記第２のパルスレーザ光のパルスエネルギーを制御するように構成された、
請求項６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、第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、タイミング検出器は、第１のパルスレーザ光が第１の位置を通過する第１の通過タイミングを検出し、且つ、第２のパルスレーザ光が第２の位置を通過する第２の通過タイミングを検出するように構成されており、制御部は、第１の通過タイミング及び第２の通過タイミングに基づいて、第１のレーザ装置が第１のパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、第２のレーザ装置が第２のパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとを制御するように構成されてもよい。
本開示の他の１つの観点に係るレーザシステムは、第１のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、タイミング検出器は、第１のレーザ装置が第１のパルスレーザ光を出力するための第１の放電タイミング検出し、且つ、第２のレーザ装置が第２のパルスレーザ光を出力するための第２の放電タイミングを検出するように構成されており、制御部は、第１の放電タイミング及び第２の放電タイミングに基づいて、第１のレーザ装置が第１のパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、第２のレーザ装置が第２のパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとを制御するように構成されてもよい。
【０００４】
本開示の他の１つの観点に係るレーザシステムは、第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、タイミング検出器は、第１のパルスレーザ光が第１の位置を通過する第１の通過タイミングを検出し、且つ、第２のパルスレーザ光が第２の位置を通過する第２の通過タイミングを検出するように構成されており、第１の光路長調節器は、第１のレーザ装置とタイミング検出器との間の第１のパルスレーザ光の光路に配置され、第２の光路長調節器は、第２のレーザ装置とタイミング検出器との間の第２のパルスレーザ光の光路に配置され、制御部は、第１の通過タイミング及び第２の通過タイミングに基づいて、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器を制御するように構成されてもよい。
本開示の他の１つの観点に係るレーザシステムは、第１のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する放電励起式の第２のレーザ装置と、タイミング検出器と、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、タイミング検出器は、第１のレーザ装置が第１のパルスレーザ光を出力するための第１の放電タイミングを検出し、且つ、第２のレーザ装置が第２のパルスレーザ光を出力するための第２の放電タイミングを検出するように構成されており、第１の光路長調節器は、第１のパルスレーザ光の光路に配置され、第２の光路長調節器は、第２のパルスレーザ光の光路に配置され、制御部は、第１の放電タイミング及び第２の放電タイミングに基づいて、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器を制御するように構成されてもよい。
【０００５】
本開示の他の１つの観点に係るレーザシステムは、第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、制御部は、第１のパルスレーザ光がレーザシステムから出力される第１の出力タイミングと、第２のパルスレーザ光がレーザシステムから出力される第２の出力タイミングとの差が所定の値に近づくように、第１のレーザ装置が第１のパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、第２のレーザ装置が第２のパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとを制御するように構成されてもよい。
【０００６】
本開示の他の１つの観点に係るレーザシステムは、第１のパルスレーザ光を出力する第１のレーザ装置と、第２のパルスレーザ光を出力する第２のレーザ装置と、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器と、制御部と、を備えるレーザシステムであって、第１の光路長調節器は、第１のパルスレーザ光の光路に配置され、第２の光路長調節器は、第２のパルスレーザ光の光路に配置され、制御部は、第１のパルスレーザ光がレーザシステムから出力される第１の出力タイミングと、第２のパルスレーザ光がレーザシステムから出力される第２の出力タイミングとの差が所定の値に近づくように、第１の光路長調節器及び第２の光路長調節器を制御するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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、本開示の第１の実施形態に係るレーザシステム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、図１に示されるレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。
【図３】図３は、図１に示されるレーザアニール装置１において第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５をフィードバック制御するための原理を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、図１に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである
【図５】図５は、図４に示される差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本開示の第２の実施形態に係るレーザシステム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７】図７は、図６に示されるレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。
【図８】図８は、図６に示されるレーザアニール装置１において第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５をフィードバック制御するための原理を示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、図６に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示される差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算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９に示されるずらし量ΔＴの補正処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本開示の第３の実施形態に係るレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。
【図１３】図１３は、図１２に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３に示される差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算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１〜第５の出力タイミング及びパルスエネルギーと、結合ビームのパルス波形との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、本開示の第４の実施形態に係るレーザシステム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１７】図１７に、第１の光路長調節器７ａの構成を概略的に示す。
【図１８】図１８は、図１６に示されるレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。
【図１９】図１９は、図１６に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、上記各実施形態において用いることのできるレーザ装置の構成例を示す。
【図２１】図２１は、図２０に示されるパルスパワーモジュール１３の構成と、レーザ光の進行方向に略平行な方向からみたレーザチャンバ１０の内部構成を示す。
【図２２】図２２は、ビーム結合器の別の例を示す。
【図２３】図２３は、ビーム結合器のさらに別の例を示す。
【図２４】図２４は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
【実施形態】
【０００８】
＜内容＞
１．概要
２．用語の説明
３．タイミング検出器を備えたレーザアニール装置
３．１  複数のレーザ装置
３．２  複数の高反射ミラー
３．３  複数のタイミング検出器
３．４  ビーム結合システム
３．５  レーザシステム制御部
３．６  露光装置
３．７  タイミング制御のための構成
３．８  メインフロー
３．９  Ｓ５０の詳細
４．パルス波形計測器を備えたレーザアニール装置
４．１  構成
４．２  メインフロー
４．３  Ｓ５０ａの詳細
４．４  Ｓ７０の詳細
５．パルスエネルギーを制御するレーザアニール装置
５．１  構成
５．２  メインフロー
５．３  Ｓ５０ｂの詳細
６．光路長調節器を備えたレーザアニール装置
６．１  構成
６．２  メインフロー
７．その他
７．１  レーザ装置
７．２  フライアイレンズを含むビーム結合器
７．３  平面鏡を用いたビーム結合器
８．制御部の構成
【０００９】
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。
【００１０】
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、リードタイム削減のために、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合波して、アモルファスシリコン膜に照射してもよい。
【００１１】
しかしながら、各々のレーザ装置から出力されたパルスレーザ光の出力タイミングの同期が不安定となると、合波されたパルスレーザ光の波形が変化することがあり得る。パルスレーザ光の波形が変化すると、レーザアニールされた材料の電気的特性に影響が及ぶ可能性がある。
【００１２】
本開示の１つの観点によれば、第１のレーザ装置から出力されるパルスレーザ光が第１の位置を通過する第１の通過タイミングと、第２のレーザ装置から出力されるパルスレーザ光が第２の位置を通過する第２の通過タイミングとが検出されてもよい。そして、第１の通過タイミング及び第２の通過タイミングに基づいて、第１のレーザ装置がパルスレーザ光を出力するための第１のトリガタイミングと、第２のレーザ装置がパルスレーザ光を出力するための第２のトリガタイミングとが制御されてもよい。
【００１３】
２．用語の説明
本願において使用される幾つかの用語を以下に説明する。
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。
【００１４】
３．タイミング検出器を備えたレーザアニール装置
図１は、本開示の第１の実施形態に係るレーザシステム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、露光装置４とを備えてもよい。
レーザシステム５は、複数のレーザ装置２ａ〜２ｅと、複数の高反射ミラー３０ａ〜３０ｅ及び３１ａ〜３１ｅと、複数のタイミング検出器３２ａ〜３２ｅと、ビーム結合システム３と、レーザシステム制御部２０とを含んでもよい。
【００１５】
３．１  複数のレーザ装置
複数のレーザ装置２ａ〜２ｅ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、を含んでもよい。図１においては５台のレーザ装置２ａ〜２ｅ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。
【００１６】
第１〜第５のレーザ装置２ａ〜２ｅ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５のレーザ装置２ａ〜２ｅ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５のレーザ装置２ａ〜２ｅは、それぞれ第１〜第５のトリガ信号を受信して、それぞれ第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を出力してもよい。第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５は、紫外線の波長領域を有してもよい。
【００１７】
３．２  複数の高反射ミラー
複数の高反射ミラー３０ａ〜３０ｅは、複数のレーザ装置２ａ〜２ｅの台数に対応する数だけ設けられ、複数の高反射ミラー３１ａ〜３１ｅは、複数のレーザ装置２ａ〜２ｅの台数に対応する数だけ設けられてもよい。
【００１８】
高反射ミラー３０ａ及び３１ａは、第１のレーザ装置２ａから出力された第１のパルスレーザ光２１が入射光学系３３の後述する第１凹レンズ３３１１に入射するように配置されてもよい。
高反射ミラー３０ｂ及び３１ｂは、第２のレーザ装置２ｂから出力された第２のパルスレーザ光２２が入射光学系３３の後述する第２凹レンズ３３１２に入射するように配置されてもよい。
高反射ミラー３０ｃ及び３１ｃは、第３のレーザ装置２ｃから出力された第３のパルスレーザ光２３が入射光学系３３の後述する第３凹レンズ３３１３に入射するように配置されてもよい。
高反射ミラー３０ｄ及び３１ｄは、第４のレーザ装置２ｄから出力された第４のパルスレーザ光２４が入射光学系３３の後述する第４凹レンズ３３１４に入射するように配置されてもよい。
高反射ミラー３０ｅ及び３１ｅは、第５のレーザ装置２ｅから出力された第５のパルスレーザ光２５が入射光学系３３の後述する第５凹レンズ３３１５に入射するように配置されてもよい。
【００１９】
３．３  複数のタイミング検出器
複数のタイミング検出器３２ａ〜３２ｅは、複数のレーザ装置２ａ〜２ｅの台数に対応する数だけ設けられてもよい。
【００２０】
タイミング検出器３２ａは、ビームスプリッタ３５ａと光センサ３６ａとを含んでもよい。ビームスプリッタ３５ａは、第１のレーザ装置２ａと入射光学系３３又はビーム結合器３４との間の第１のパルスレーザ光２１の光路に位置してもよい。ビームスプリッタ３５ａは、第１のパルスレーザ光２１を高い透過率で第１方向に透過させるとともに、第１のパルスレーザ光２１の一部を第２方向に向けて反射してもよい。
【００２１】
光センサ３６ａは、フォトダイオード又は光電管を含んでもよい。光センサ３６ａは、ビームスプリッタ３５ａによって上記第２方向に反射された第１のパルスレーザ光２１の光路に位置してもよい。光センサ３６ａは、ビームスプリッタ３５ａから光センサ３６ａの受光面までの上記第２方向に沿った光路長がＬとなる位置に配置されてもよい。光路長とは、光が通過する媒質の屈折率と当該媒質を光が通過する距離との積の総和であってもよい。光センサ３６ａは、第１のパルスレーザ光２１の一部を受光してもよい。
【００２２】
タイミング検出器３２ａは、第１のパルスレーザ光２１が第１の位置２１ａを通過する第１の通過タイミングを示す信号を出力してもよい。第１の位置２１ａは、ビームスプリッタ３５ａを上記第１方向に透過した第１のパルスレーザ光２１の光路であって、ビームスプリッタ３５ａの位置からの光路長が上記Ｌとなる位置に相当してもよい。ビームスプリッタ３５ａを第１方向に透過した第１のパルスレーザ光２１の光路には、入射光学系３３又はビーム結合器３４が位置してもよい。
【００２３】
タイミング検出器３２ａ〜３２ｅは、互いに実質的に同一の構成を有していてもよい。
タイミング検出器３２ｂは、第２のパルスレーザ光２２が第２の位置２２ａを通過する第２の通過タイミングを示す信号を出力してもよい。
タイミング検出器３２ｃは、第３のパルスレーザ光２３が第３の位置２３ａを通過する第３の通過タイミングを示す信号を出力してもよい。
タイミング検出器３２ｄは、第４のパルスレーザ光２４が第４の位置２４ａを通過する第４の通過タイミングを示す信号を出力してもよい。
タイミング検出器３２ｅは、第５のパルスレーザ光２５が第５の位置２５ａを通過する第５の通過タイミングを示す信号を出力してもよい。
第１〜第５の位置から、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される位置２６ａまでの光路長を、それぞれＬ１〜Ｌ５としてもよい。第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される位置は、ビーム結合システム３と露光装置４との間の位置２６ａであってもよい。
【００２４】
３．４  ビーム結合システム
ビーム結合システム３は、入射光学系３３と、ビーム結合器３４と、を備えてもよい。
入射光学系３３は、二次光源光学系３３１と、コンデンサ光学系３３２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３３１は、第１〜第５凹レンズ３３１１〜３３１５を含んでもよい。
【００２５】
第１凹レンズ３３１１は、第１のレーザ装置２ａから出力された第１のパルスレーザ光２１の光路であって、タイミング検出器３２ａと、コンデンサ光学系３３２との間に配置されてもよい。第１凹レンズ３３１１は、第１のレーザ装置２ａから出力された第１のパルスレーザ光２１をコンデンサ光学系３３２に向けて透過させるときに、第１のパルスレーザ光２１のビーム幅を拡大させてもよい。
【００２６】
第１〜第５凹レンズ３３１１〜３３１５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３３１２は、第２のレーザ装置２ｂから出力された第２のパルスレーザ光２２の光路に配置されてもよい。
第３凹レンズ３３１３は、第３のレーザ装置２ｃから出力された第３のパルスレーザ光２３の光路に配置されてもよい。
第４凹レンズ３３１４は、第４のレーザ装置２ｄから出力された第４のパルスレーザ光２４の光路に配置されてもよい。
第５凹レンズ３３１５は、第５のレーザ装置２ｅから出力された第５のパルスレーザ光２５の光路に配置されてもよい。
【００２７】
第１〜第５凹レンズ３３１１〜３３１５にそれぞれ入射する第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５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５凹レンズ３３１１〜３３１５をそれぞれ透過した第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５の光路軸は、互いにほぼ平行であってもよい。
【００２８】
コンデンサ光学系３３２は、以下に説明するように、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が、ビーム結合器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３３２は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５の光路にまたがる領域であって、二次光源光学系３３１とビーム結合器３４との間の位置に配置されてもよい。コンデンサ光学系３３２は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を、ビーム結合器３４に向けて透過させ得る。このとき、コンデンサ光学系３３２は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５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。
【００２９】
コンデンサ光学系３３２は、当該コンデンサ光学系３３２の前側焦点面の位置が、第１〜第５凹レンズ３３１１〜３３１５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３３２は、第１〜第５凹レンズ３３１１〜３３１５をそれぞれ透過した第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を、それぞれほぼ平行光となるように、コリメートし得る。
【００３０】
コンデンサ光学系３３２は、当該コンデンサ光学系３３２の後側焦点面の位置がビーム結合器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３３２は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を、ビーム結合器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。
【００３１】
図１において、コンデンサ光学系３３２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。
【００３２】
ビーム結合器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。
【００３３】
コンデンサ光学系３３２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５のパルスレーザ光２１〜２５が、ビーム結合器３４に入射し得る。ビーム結合器３４に入射した第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５は、互いにほぼ同一の方向にビーム結合器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、ビーム結合器３４によって第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が合波されるような方向であってもよい。このようなビーム結合器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。
【００３４】
ビーム結合器３４から出射した第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５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。
このようにして、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がビーム結合システム３によって結合され、レーザシステム５から出射されてもよい。以下の説明において、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が結合されたパルスレーザ光を、結合レーザ光と称することがある。結合レーザ光は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を含んでもよい。結合レーザ光は、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５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の方向に入射する第１のパルスレーザ光と、前記第１の方向と異なる第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３の方向は、第１及び第２の方向のいずれかと同じ方向でもよいし、それら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、光路が重なり合っているか、あるいは近接していてもよい。
【００３５】
３．５  レーザシステム制御部
レーザシステム制御部２０は、第１〜第５のトリガ信号を出力してもよい。第１〜第５のトリガ信号は、第１〜第５のレーザ装置２ａ〜２ｅにそれぞれ入力されてもよい。レーザシステム制御部２０は、タイミング検出器３２ａ〜３２ｅからそれぞれ出力された第１〜第５の通過タイミングを示す信号を受信してもよい。
【００３６】
３．６  露光装置
露光装置４は、露光装置制御部４０と、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、レーザシステム５から出射されたパルス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。
【００３７】
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、発振トリガ信号を出力してもよい。
【００３８】
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、レーザシステム５から出射されたパルス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に入射するパルスレーザ光は、ほぼ平行光であってもよい。
【００３９】
照明光学系４２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。
【００４０】
フライアイレンズ４２１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、パルス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、パルス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。
【００４１】
コンデンサ光学系４２２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から出射されたパルスレーザ光をマスク４３に向けて照明してもよい。
【００４２】
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パルスレーザ光を、マスク４３の互いにほぼ同じ領域に入射させ得る。
【００４３】
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に照射されるパルス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。
【００４４】
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。
【００４５】
転写光学系４４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、パルス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。
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。
【００４６】
以上のように、レーザシステム５は、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パルス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に効率的にパルスエネルギーを与え得る。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。
【００４７】
３．７  タイミング制御のための構成
図２は、図１に示されるレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。レーザシステム制御部２０は、タイマー部２０ａと、処理部２０ｂと、遅延回路部２０ｃと、を含んでもよい。レーザシステム制御部２０は、以下の構成により、第１〜第５のトリガ信号を出力するトリガタイミングをフィードバック制御してもよい。レーザシステム制御部２０は、本開示における制御部に相当し得る。
【００４８】
タイマー部２０ａと遅延回路部２０ｃとは、露光装置制御部４０から出力された発振トリガ信号を受信してもよい。
【００４９】
遅延回路部２０ｃは、第１〜第５のトリガ信号を出力してもよい。第１〜第５のトリガ信号は、遅延回路部２０ｃが発振トリガ信号を受信した後、それぞれ所定の時間遅延させた第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５で出力されてもよい。第１〜第５のレーザ装置２ａ〜２ｅが、それぞれ第１〜第５のトリガ信号を受信して、それぞれ第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を出力してもよい。
【００５０】
タイマー部２０ａは、タイミング検出器３２ａ〜３２ｅからそれぞれ第１〜第５の通過タイミングを示す信号を受信してもよい。第１〜第５の通過タイミングを示す信号は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が、それぞれ第１〜第５の位置を通過するタイミングを示してもよい。タイマー部２０ａは、発振トリガ信号を受信した後、第１〜第５の通過タイミングを示す信号を受信するまでの間に、それぞれクロック信号をカウントしてもよい。その結果得られたカウントデータが、それぞれ第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５として、タイマー部２０ａから処理部２０ｂに送信されてもよい。
【００５１】
処理部２０ｂは、第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５に基づいて、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を設定するように構成されてもよい。これらのトリガタイミングは、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される出力タイミングの差が所定の値に近づくように設定されてもよい。所定の値は、ほぼ０でもよい。
【００５２】
図３は、図１に示されるレーザアニール装置１において第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５をフィードバック制御するための原理を示すタイミングチャートである。図３に示されるように、遅延回路部２０ｃが発振トリガ信号を受信したタイミングから第１〜第５のトリガ信号を出力するタイミングまでの遅延時間が、それぞれ第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５として設定されてもよい。
【００５３】
図３に示されるように、遅延回路部２０ｃが第１〜第５のトリガ信号を出力した後、第１〜第５のレーザ装置２ａ〜２ｅが、それぞれ第１〜第５のパルスレーザ光を出力してもよい。
【００５４】
タイマー部２０ａは、第１〜第５の通過タイミングを示す信号を受信して、第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５を計測してもよい。第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がそれぞれ第１〜第５の位置を通過するタイミングであってもよい。
【００５５】
第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される第１〜第５の出力タイミングＴ１ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔは、それぞれ以下のように求められてもよい。
Ｔ１ｏｕｔ＝ＴＤ１＋Ｌ１／ｃ
Ｔ２ｏｕｔ＝ＴＤ２＋Ｌ２／ｃ
Ｔ３ｏｕｔ＝ＴＤ３＋Ｌ３／ｃ
Ｔ４ｏｕｔ＝ＴＤ４＋Ｌ４／ｃ
Ｔ５ｏｕｔ＝ＴＤ５＋Ｌ５／ｃ
ここで、Ｌ１〜Ｌ５は、第１〜第５の位置２１ａ〜２５ａと、レーザシステム５から出力される位置２６ａとの間のそれぞれの光路長でもよい。ｃは、真空中の光速でもよい。
【００５６】
処理部２０ｂは、第１〜第５の出力タイミングＴ１ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの差が所定の値に近づくように、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を設定し直してもよい。所定の値は、例えば０でもよい。
【００５７】
以上のような制御により、図３に示されるように、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が同期してレーザシステム５から出力されてもよい。
なお、レーザシステム５に含まれる複数のレーザ装置の台数は、５台である場合に限られず、２台以上であってもよい。
また、露光装置制御部４０から発振トリガ信号を受信する場合に限られず、レーザシステム制御部２０が所定の繰り返し周波数で発振トリガ信号を生成してもよい。
【００５８】
３．８  メインフロー
図４は、図１に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである。処理部２０ｂは、以下の処理によって、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５をフィードバック制御してもよい。第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５は、遅延回路部２０ｃが発振トリガ信号を受信してから第１〜第５のトリガ信号を出力するまでの遅延時間であってもよい。
【００５９】
まず、Ｓ２０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を、それぞれ初期値ＴＲ１ｉｎ〜ＴＲ５ｉｎに設定してもよい。
【００６０】
次に、Ｓ５０において、処理部２０ｂは、第２〜第５のパルスレーザ光２２〜２５がレーザシステム５から出力される第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔとそれぞれの目標値との差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算してもよい。この処理の詳細については、図５を参照しながら後述する。なお、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの目標値は、第１のパルスレーザ光２１がレーザシステム５から出力される第１の出力タイミングＴ１ｏｕｔを基準として計算されてもよい。
【００６１】
次に、Ｓ６０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を再設定してもよい。トリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５は、差Ｔ１２〜Ｔ１５を用いて以下のように算出されてもよい。
ＴＲ１＝ＴＲ１
ＴＲ２＝ＴＲ２−Ｔ１２
ＴＲ３＝ＴＲ３−Ｔ１３
ＴＲ４＝ＴＲ４−Ｔ１４
ＴＲ５＝ＴＲ５−Ｔ１５
なお、右辺のＴＲ１〜ＴＲ５は現在設定されているトリガタイミングを示し、左辺のＴＲ１〜ＴＲ５は新たに設定されるトリガタイミングを示してもよい。
【００６２】
次に、Ｓ９０において、処理部２０ｂは、トリガタイミングの制御を中止するか否かを判定してもよい。制御を中止しない場合（Ｓ９０；ＮＯ）、処理部２０ｂは、処理を上述のＳ５０に戻して、Ｓ５０〜Ｓ９０の処理を繰り返してもよい。制御を中止する場合（Ｓ９０；ＹＥＳ）、処理部２０ｂは、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【００６３】
３．９  Ｓ５０の詳細
図５は、図４に示される差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算する処理の詳細を示すフローチャートである。図５に示される処理は、図４に示されるＳ５０のサブルーチンとして、処理部２０ｂによって行われてもよい。
【００６４】
まず、Ｓ５１において、処理部２０ｂは、本フローチャートの処理を進めるための初期値を以下のように設定してもよい。
Ｎ＝１
ＴＤ１ｓｕｍ
＝ＴＤ２ｓｕｍ
＝ＴＤ３ｓｕｍ
＝ＴＤ４ｓｕｍ
＝ＴＤ５ｓｕｍ
＝０
ここで、Ｎはカウンターの値であってもよい。ＴＤ１ｓｕｍ〜ＴＤ５ｓｕｍは、それぞれＴＤ１〜ＴＤ５の平均値を算出する過程で算出される累積値であってもよい。
【００６５】
次に、Ｓ５２において、処理部２０ｂは、第１〜第５の通過タイミングを示す信号が入力されたか否かを判定してもよい。第１〜第５の通過タイミングを示す信号が入力されたか否かは、タイマー部２０ａからカウントデータを受信したか否かによって判定されてもよい。第１〜第５の通過タイミングを示す信号が入力されていない場合（Ｓ５２；ＮＯ）、処理部２０ｂは、第１〜第５の通過タイミングを示す信号が入力されるまで待機してもよい。第１〜第５の通過タイミングを示す信号が入力された場合（Ｓ５２；ＹＥＳ）、処理部２０ｂは、処理をＳ５３に進めてもよい。
【００６６】
Ｓ５３において、処理部２０ｂは、第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５を読み込んでもよい。第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５は、タイマー部２０ａが、発振トリガ信号を受信してから、第１〜第５の通過タイミングを示す信号を受信するまでの時間に相当してもよい。
【００６７】
次に、Ｓ５４において、処理部２０ｂは、累積値ＴＤ１ｓｕｍ〜ＴＤ５ｓｕｍの値を以下のように更新してもよい。
ＴＤ１ｓｕｍ＝ＴＤ１ｓｕｍ＋ＴＤ１
ＴＤ２ｓｕｍ＝ＴＤ２ｓｕｍ＋ＴＤ２
ＴＤ３ｓｕｍ＝ＴＤ３ｓｕｍ＋ＴＤ３
ＴＤ４ｓｕｍ＝ＴＤ４ｓｕｍ＋ＴＤ４
ＴＤ５ｓｕｍ＝ＴＤ５ｓｕｍ＋ＴＤ５
なお、右辺のＴＤ１ｓｕｍ〜ＴＤ５ｓｕｍは現在の累積値を示し、左辺のＴＤ１ｓｕｍ〜ＴＤ５ｓｕｍは更新された累積値を示してもよい。
【００６８】
次に、Ｓ５５において、処理部２０ｂは、カウンターＮの値が所定値Ｎｍａｘ以上であるか否かを判定してもよい。Ｎｍａｘは、１０から１０００までの範囲で定められた整数であってもよい。
カウンターＮの値が所定値Ｎｍａｘ以上でない場合（Ｓ５５；ＮＯ）、処理部２０ｂは、処理をＳ５６に進めてもよい。Ｓ５６において、処理部２０ｂは、カウンターＮの値に１を加えてもよい。その後、処理部２０ｂは、処理を上述のＳ５２に戻してもよい。
カウンターＮの値が所定値Ｎｍａｘ以上となった場合（Ｓ５５；ＹＥＳ）、処理部２０ｂは、処理をＳ５７に進めてもよい。
【００６９】
Ｓ５７において、処理部２０ｂは、第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５の平均値ＴＤ１ａｖ〜ＴＤ５ａｖをそれぞれ以下のように算出してもよい。
ＴＤ１ａｖ＝ＴＤ１ｓｕｍ／Ｎｍａｘ
ＴＤ２ａｖ＝ＴＤ２ｓｕｍ／Ｎｍａｘ
ＴＤ３ａｖ＝ＴＤ３ｓｕｍ／Ｎｍａｘ
ＴＤ４ａｖ＝ＴＤ４ｓｕｍ／Ｎｍａｘ
ＴＤ５ａｖ＝ＴＤ５ｓｕｍ／Ｎｍａｘ
【００７０】
次に、Ｓ５８において、処理部２０ｂは、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される第１〜第５の出力タイミングＴ１ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔをそれぞれ以下のように計算してもよい。
Ｔ１ｏｕｔ＝ＴＤ１ａｖ＋Ｌ１／ｃ
Ｔ２ｏｕｔ＝ＴＤ２ａｖ＋Ｌ２／ｃ
Ｔ３ｏｕｔ＝ＴＤ３ａｖ＋Ｌ３／ｃ
Ｔ４ｏｕｔ＝ＴＤ４ａｖ＋Ｌ４／ｃ
Ｔ５ｏｕｔ＝ＴＤ５ａｖ＋Ｌ５／ｃ
このように、第１〜第５の通過タイミングＴＤ１〜ＴＤ５の平均値ＴＤ１ａｖ〜ＴＤ５ａｖを用いることにより、安定した制御を行うようにしてもよい。
【００７１】
次にＳ５９において、処理部２０ｂは、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔとそれぞれの目標値との差Ｔ１２〜Ｔ１５を以下のように計算してもよい。
Ｔ１２＝Ｔ２ｏｕｔ−Ｔ１ｏｕｔ
Ｔ１３＝Ｔ３ｏｕｔ−Ｔ１ｏｕｔ
Ｔ１４＝Ｔ４ｏｕｔ−Ｔ１ｏｕｔ
Ｔ１５＝Ｔ５ｏｕｔ−Ｔ１ｏｕｔ
このように、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの目標値を、第１の出力タイミングＴ１ｏｕｔと同じとすることにより、第１〜第５の出力タイミングＴ１ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの差を０に近づけるようにしてもよい。
【００７２】
Ｓ５９の後、処理部２０ｂは本フローチャートの処理を終了し、処理を図４のＳ６０に移行させてもよい。
以上のように制御することにより、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５は、レーザシステム５からの出力位置においてほぼ同時に出力されてもよい。このように第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５の出力タイミングを揃えることにより、レーザシステム５から出力される結合レーザ光の光強度を高くしてもよい。ここで、光強度は、パルスエネルギーをパルス幅で除算した値としてもよい。
【００７３】
第１の実施形態においては、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５の光路上に、それぞれのタイミング検出器３２ａ〜３２ｅが設けられている場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。レーザシステム制御部２０によって第１〜第５のトリガ信号が出力されてから、レーザシステム５から第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が出力されるまでのそれぞれの所要時間を、予めメモリに記憶しておいてもよい。この所要時間に基づいて、レーザシステム５から第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が出力される出力タイミングの差が所定の値に近づくように、トリガタイミングが制御されてもよい。
さらに、後述するがタイミング検出器３２ａ〜３２ｅが第１〜第５のレーザ装置２ａ〜２ｅ内にそれぞれ配置されている場合には、たとえば、第１〜第５の位置（２１ａ〜２５ａ）は、たとえば、第１〜第５のレーザ装置２ａ〜２ｅからのパルスレーザ光の出射位置と設定してもよい。
【００７４】
４．パルス波形計測器を備えたレーザアニール装置
４．１  構成
図６は、本開示の第２の実施形態に係るレーザシステム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に含まれるレーザシステム５は、パルス波形計測器６をさらに備えてもよい。その他の構成については、第１の実施形態と同様でよい。
【００７５】
パルス波形計測器６は、ビームスプリッタ６１と、集光光学系６２と、光センサ６３とを含んでもよい。ビームスプリッタ６１は、ビーム結合システム３と露光装置４との間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６１は、パルス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、パルスレーザ光の一部を第２方向に向けて反射してもよい。集光光学系６２は、ビームスプリッタ６１によって上記第２方向に反射されたパルスレーザ光を、光センサ６３の受光面に集光してもよい。
【００７６】
光センサ６３は、フォトダイオード又は光電管を含んでもよい。光センサ６３は、好ましくはバイプラナー管を含んでもよい。光センサ６３は、集光光学系６２によって集光されたパルスレーザ光を受光してもよい。光センサ６３は、受光したパルスレーザ光のパルス波形のデータをレーザシステム制御部２０に出力してもよい。
【００７７】
図７は、図６に示されるレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。パルス波形計測器６から出力されたパルス波形のデータは、レーザシステム制御部２０の処理部２０ｂに入力されてもよい。露光装置制御部４０は、目標パルス幅Ｄｔのデータを出力してもよい。目標パルス幅Ｄｔのデータは、処理部２０ｂに入力されてもよい。
【００７８】
図８は、図６に示されるレーザアニール装置１において第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５をフィードバック制御するための原理を示すタイミングチャートである。
本実施形態においては、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される第１〜第５の出力タイミングＴ１ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔが、順にΔＴずつずれるように制御されてもよい。このようにΔＴずつずれた第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５をレーザシステム５から順次出力することにより、実質的にパルス幅の長い結合レーザ光を生成することができる。また、ΔＴの値を変化させることにより、結合レーザ光のパルス幅を変化させることができる。
【００７９】
４．２  メインフロー
図９は、図６に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである。処理部２０ｂは、以下の処理によって、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５をフィードバック制御してもよい。
【００８０】
まず、Ｓ２０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を、それぞれ初期値ＴＲ１ｉｎ〜ＴＲ５ｉｎに設定してもよい。Ｓ２０の処理は、図４を参照しながら説明したＳ２０の処理と同様でよい。
【００８１】
次に、Ｓ３０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される出力タイミングＴ１ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔのずらし量ΔＴを、初期値ΔＴｉｎに設定してもよい。
【００８２】
次に、Ｓ４０において、処理部２０ｂは、目標パルス幅Ｄｔを読み込んでもよい。目標パルス幅Ｄｔは、露光装置制御部４０から受信したものでもよい。
【００８３】
次に、Ｓ５０ａにおいて、処理部２０ｂは、第２〜第５のパルスレーザ光２２〜２５がレーザシステム５から出力される第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔとそれぞれの目標値との差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算してもよい。この処理の詳細については、図１０を参照しながら後述する。なお、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの目標値は、第１のパルスレーザ光２１がレーザシステム５から出力される第１の出力タイミングＴ１ｏｕｔを基準として計算されてもよい。
【００８４】
次に、Ｓ６０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を再設定してもよい。Ｓ６０の処理は、図４を参照しながら説明したＳ６０の処理と同様でよい。
【００８５】
次に、Ｓ７０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力されるタイミングのずらし量ΔＴを補正してもよい。この処理の詳細については、図１１を参照しながら後述する。なお、ずらし量ΔＴの補正は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がビーム結合された結合レーザ光のパルス幅と、目標パルス幅Ｄｔとの差ΔＤに基づいて行われてもよい。結合レーザ光のパルス幅は、例えば、半値全幅であってもよい。あるいは、結合レーザ光のパルス幅は、半値以外の閾値を基準としたパルス幅であってもよい。結合レーザ光のパルス幅は、以下の式に示されるＴＩＳであってもよい。
ＴＩＳ＝（［∫Ｉ（ｔ）ｄｔ］２）／（∫Ｉ（ｔ）２ｄｔ）
ここで、ｔは時間でよい。Ｉ（ｔ）は時間ｔにおける光強度の値でもよい。∫は積分記号でよい。
【００８６】
次に、Ｓ９０において、処理部２０ｂは、トリガタイミングの制御を中止するか否かを判定してもよい。制御を中止しない場合（Ｓ９０；ＮＯ）、処理部２０ｂは、処理を上述のＳ５０ａに戻して、Ｓ５０ａ〜Ｓ９０の処理を繰り返してもよい。制御を中止する場合（Ｓ９０；ＹＥＳ）、処理部２０ｂは、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【００８７】
４．３  Ｓ５０ａの詳細
図１０は、図９に示される差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算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Ｓ５０ａのサブルーチンとして、処理部２０ｂによって行われてもよい。
【００８８】
図１０に示される処理は、Ｓ５９ａにおいて、差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算するときの目標値が図５に示されるＳ５９の処理と異なってもよい。他の点については、図１０に示される処理は、図５に示される処理と同様でよい。
【００８９】
Ｓ５９ａにおいて、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの目標値は、第１の出力タイミングＴ１ｏｕｔからΔＴずつずらした値としてもよい。これにより、結合レーザ光のパルス幅を制御することができる。
【００９０】
なお、図１０に示される処理は、上述の第１実施形態に適用されてもよい。第１実施形態においてはパルス波形計測器６が設けられていないため、結合レーザ光のパルス幅を計測してずらし量ΔＴを補正できなくてもよい。その場合に、ΔＴは予め定められた値であってもよい。例えば、１つのパルスレーザ光のパルス幅が１５ｎｓであり、ΔＴを１０ｎｓとしたときに、結合レーザ光のパルス幅が約５５ｎｓとなり得る。また、ΔＴを変更することにより、結合レーザ光のパルス幅を変更してもよい。
【００９１】
４．４  Ｓ７０の詳細
図１１は、図９に示されるずらし量ΔＴの補正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９に示されるＳ７０のサブルーチンとして、処理部２０ｂによって行われてもよい。
【００９２】
まず、Ｓ７１において、処理部２０ｂは、本フローチャートの処理を進めるための初期値を以下のように設定してもよい。
Ｎ＝１
Ｄｓｕｍ＝０
ここで、Ｎはカウンターの値であってもよい。Ｄｓｕｍは、結合レーザ光のパルス幅Ｄの平均値を算出する過程で算出される累積値であってもよい。
【００９３】
次に、Ｓ７２において、処理部２０ｂは、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がビーム結合された結合レーザ光のパルス波形のデータを受信したか否かを判定してもよい。
パルス波形計測器６からパルス波形のデータを受信していない場合（Ｓ７２；ＮＯ）、処理部２０ｂは、パルス波形のデータを受信するまで待機してもよい。パルス波形計測器６からパルス波形のデータを受信した場合（Ｓ７２；ＹＥＳ）、処理部２０ｂは、処理をＳ７３に進めてもよい。
【００９４】
Ｓ７３において、処理部２０ｂは、結合レーザ光のパルス幅Ｄを計算してもよい。
次に、Ｓ７４において、処理部２０ｂは、累積値Ｄｓｕｍの値を以下のように更新してもよい。
Ｄｓｕｍ＝Ｄｓｕｍ＋Ｄ
なお、右辺のＤｓｕｍは現在の累積値を示し、左辺のＤｓｕｍは更新された累積値を示してもよい。
【００９５】
次に、Ｓ７５において、処理部２０ｂは、カウンターＮの値が所定値Ｎｍａｘ以上であるか否かを判定してもよい。Ｎｍａｘは、１０から１０００までの範囲で定められた整数であってもよい。
カウンターＮの値が所定値Ｎｍａｘ以上でない場合（Ｓ７５；ＮＯ）、処理部２０ｂは、処理をＳ７６に進めてもよい。Ｓ７６において、処理部２０ｂは、カウンターＮの値に１を加えてもよい。その後、処理部２０ｂは、処理を上述のＳ７２に戻してもよい。
カウンターＮの値が所定値Ｎｍａｘ以上となった場合（Ｓ７５；ＹＥＳ）、処理部２０ｂは、処理をＳ７７に進めてもよい。
【００９６】
Ｓ７７において、処理部２０ｂは、結合レーザ光のパルス幅Ｄの平均値Ｄａｖを以下のように算出してもよい。
Ｄａｖ＝Ｄｓｕｍ／Ｎｍａｘ
【００９７】
次に、Ｓ７８において、処理部２０ｂは、結合レーザ光のパルス幅Ｄの平均値Ｄａｖと、目標パルス幅Ｄｔとの差ΔＤを以下のように計算してもよい。
ΔＤ＝Ｄａｖ−Ｄｔ
【００９８】
次に、Ｓ７９において、処理部２０ｂは、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がレーザシステム５から出力される第１〜第５の出力タイミングＴ１ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔのずらし量ΔＴを、以下のように補正してもよい。
ΔＴ＝ΔＴ−ｋ・ΔＤ
ここで、ｋは、レーザ装置の台数から１を減算した値の逆数でもよい。例えば、５台のレーザ装置２ａ〜２ｅを用いる場合に、ｋ＝１／４でもよい。このようにΔＴを補正することにより、結合レーザ光のパルス幅が目標パルス幅Ｄｔに近づき得る。
【００９９】
Ｓ７９の後、処理部２０ｂは本フローチャートの処理を終了し、処理を図９のＳ９０に移行させてもよい。
以上のように制御することにより、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５は、レーザシステム５からの出力位置においてΔＴずつずれたタイミングで出力され得る。このように第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５の出力タイミングをずらすことにより、レーザシステム５から出力される結合レーザ光のパルス幅を変更してもよい。また、目標パルス幅Ｄｔに基づいてΔＴをフィードバック制御することにより、結合レーザ光のパルス幅を安定化させてもよい。
【０１００】
５．パルスエネルギーを制御するレーザアニール装置
５．１  構成
図１２は、本開示の第３の実施形態に係るレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。レーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０は、第１〜第５のレーザ装置２ａ〜２ｅに、それぞれパルスエネルギー制御信号を出力できてもよい。パルスエネルギー制御信号は、露光装置制御部４０から受信する目標パルス波形ＷＴのデータに基づいて生成されてもよい。その他の構成については、第２の実施形態と同様でよい。第３の実施形態に係るレーザアニール装置として、図６に示されるレーザアニール装置１が用いられてもよい。
【０１０１】
５．２  メインフロー
図１３は、図１２に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである。処理部２０ｂは、以下の処理によって、第１〜第５のトリガタイミングと第１〜第５のパルスレーザ光のパルスエネルギーとをフィードバック制御してもよい。
【０１０２】
まず、Ｓ１０において、処理部２０ｂは、目標パルス波形ＷＴのデータを読み込んでもよい。目標パルス波形ＷＴのデータは、露光装置制御部４０から受信したものでもよい。
次に、Ｓ１５において、処理部２０ｂは、目標パルス波形ＷＴから、幾つかの目標パラメータを計算してもよい。目標パラメータとして、以下のものが計算されてもよい。
（１）第１〜第５のパルスレーザ光のパルスエネルギーの目標値Ｐ１ｔ〜Ｐ５ｔ
（２）第１のパルスレーザ光に対して、第２〜第５のパルスレーザ光がレーザシステム５から出力されるタイミングのずらし量の目標値ΔＴ１２ｔ〜ΔＴ１５ｔ
好ましくは、これらの目標パラメータは、当該目標パラメータによって計算される結合レーザ光のパルス波形ＷＳが、目標パルス波形ＷＴになるべく近づくような値であってもよい。
たとえば、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５のパルスエネルギーの目標値Ｐ１ｔ〜Ｐ５ｔと、タイミングのずらし量の目標値ΔＴ１２ｔ〜ΔＴ１５ｔから、それぞれのパルスレーザ光の予測されるパルス波形Ｗ１〜Ｗ５を重ね合わせて計算される結合レーザ光のパルス波形ＷＳをシミュレーションしてもよい。そして、このシミュレーションにより計算されたパルス波形ＷＳと目標パルス波形ＷＴとの差の絶対値を積分し、この積分値ΔＳ１が最小となるように、上記パラメータを求めてもよい。
【０１０３】
次に、Ｓ２０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を、それぞれ初期値ＴＲ１ｉｎ〜ＴＲ５ｉｎに設定してもよい。Ｓ２０の処理は、図４を参照しながら説明したＳ２０の処理と同様でよい。
【０１０４】
次に、Ｓ５０ｂにおいて、処理部２０ｂは、第２〜第５のパルスレーザ光２２〜２５がレーザシステム５から出力される第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔとそれぞれの目標値との差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算してもよい。この処理の詳細については、図１４を参照しながら後述する。なお、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの目標値は、第１のパルスレーザ光２１がレーザシステム５から出力される第１の出力タイミングＴ１ｏｕｔを基準として計算されてもよい。
【０１０５】
次に、Ｓ６０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のトリガタイミングＴＲ１〜ＴＲ５を再設定してもよい。Ｓ６０の処理は、図４を参照しながら説明したＳ６０の処理と同様でよい。
【０１０６】
次に、Ｓ８０において、処理部２０ｂは、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５がビーム結合された結合レーザ光のパルス波形ＷＭと、目標パルス波形ＷＴとを比較して、目標パラメータを再設定してもよい。
好ましくは、再設定される目標パラメータは、パルス波形計測器６によって計測された結合レーザ光のパルス波形ＷＭが、目標パルス波形ＷＴになるべく近づくような値であってもよい。
たとえば、目標のパルス波形ＷＴと計測されたパルス波形ＷＭとの差の絶対値を積分して、その積分値ΔＳ２がさらに小さくなるように、上記パラメータの再設定を行ってもよい。そして、シミュレーションによって計算されたパルス波形ＷＳと計測されたパルス波形ＷＭが略一致するように、上述のシミュレーションをするためのそれぞれのパルスレーザ光の予測されるパルス波形Ｗ１〜Ｗ５を補正してもよい。
【０１０７】
次に、Ｓ９０において、処理部２０ｂは、トリガタイミングとパルスエネルギーの制御を中止するか否かを判定してもよい。制御を中止しない場合（Ｓ９０；ＮＯ）、処理部２０ｂは、処理を上述のＳ５０ｂに戻して、Ｓ５０ｂ〜Ｓ９０の処理を繰り返してもよい。制御を中止する場合（Ｓ９０；ＹＥＳ）、処理部２０ｂは、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１０８】
５．３  Ｓ５０ｂの詳細
図１４は、図１３に示される差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算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Ｓ５０ｂのサブルーチンとして、処理部２０ｂによって行われてもよい。
【０１０９】
図１４に示される処理は、Ｓ５９ｂにおいて、差Ｔ１２〜Ｔ１５を計算するときの目標値が図５に示されるＳ５９の処理と異なってもよい。他の点については、図１４に示される処理は、図５に示される処理と同様でよい。
【０１１０】
Ｓ５９ｂにおいて、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔの目標値は、第１の出力タイミングＴ１ｏｕｔからそれぞれずらし量ΔＴ１２ｔ〜ΔＴ１５ｔずらした値としてもよい。
【０１１１】
図１５は、第１〜第５の出力タイミング及びパルスエネルギーと、結合ビームのパルス波形との関係を示すグラフである。
【０１１２】
図１５Ａに破線で示されるように、第１〜第５の出力タイミングが順にΔＴずつずれており、且つ、第１〜第５のパルスエネルギーが別々に設定されてもよい。この場合、図１５Ａに実線で示されるような結合ビームのパルス波形が得られてもよい。
【０１１３】
図１５Ｂに破線で示されるように、第１及び第２の出力タイミングが同じであり、第２〜第５の出力タイミングが順にΔＴずつずれており、且つ、第１〜第５のパルスエネルギーが全て同じに設定されてもよい。この場合、図１５Ｂに実線で示されるような結合ビームのパルス波形が得られてもよい。
【０１１４】
図１５Ｃに破線で示されるように、第１及び第２の出力タイミングが同じであり、第３及び第４の出力タイミングが同じであり、第２、第４及び第５の出力タイミングが順にΔＴずつずれており、且つ、第１〜第５のパルスエネルギーが全て同じに設定されてもよい。この場合、図１５Ｃに実線で示されるような結合ビームのパルス波形が得られてもよい。
【０１１５】
図１５Ｄに破線で示されるように、第１〜第３の出力タイミングが同じであり、第４及び第５の出力タイミングが同じであり、且つ、第１〜第５のパルスエネルギーが全て同じに設定されてもよい。この場合、図１５Ｄに実線で示されるような結合ビームのパルス波形が得られてもよい。
以上のように、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５のパルスエネルギーの目標値Ｐ１ｔ〜Ｐ５ｔと、タイミングのずらし量の目標値ΔＴ１２ｔ〜ΔＴ１５ｔを設定することによって、所望のパルス波形を有する結合レーザ光を生成し得る。
【０１１６】
６．光路長調節器を備えたレーザアニール装置
６．１  構成
図１６は、本開示の第４の実施形態に係るレーザシステム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に含まれるレーザシステム５は、複数の光路長調節器７ａ〜７ｅをさらに備えてもよい。その他の構成については、第２の実施形態と同様でよい。
【０１１７】
複数の光路長調節器７ａ〜７ｅは、複数のレーザ装置２ａ〜２ｅの台数に対応する数だけ設けられてもよい。複数の光路長調節器７ａ〜７ｅは、第１〜第５の光路長調節器７ａ〜７ｅを含んでもよい。
【０１１８】
第１の光路長調節器７ａは、第１のレーザ装置２ａとタイミング検出器３２ａとの間の第１のパルスレーザ光２１の光路に位置してもよい。第１の光路長調節器７ａは、第１のパルスレーザ光２１の光路を迂回させて、第１のパルスレーザ光２１の光路長を変更できる装置でもよい。第１の光路長調節器７ａは、レーザシステム制御部２０による制御に従って、第１のパルスレーザ光２１の光路長を変更してもよい。
【０１１９】
図１７に、第１の光路長調節器７ａの構成を概略的に示す。第１の光路長調節器７ａは、直角プリズム７１と、２枚の高反射ミラー７２、７３と、プレート７４と、プレート７５と、１軸ステージ７６と、を含んでもよい。
【０１２０】
直角プリズム７１の直交する第１の面７７ａと第２の面７７ｂには、高反射膜がコートされていてもよい。直角プリズム７１は、ホルダー７７に保持され、ホルダー７７は、プレート７４に固定されていてもよい。直角プリズム７１は、第１のパルスレーザ光２１の光路に位置していてもよい。
【０１２１】
２枚の高反射ミラー７２、７３は、これらの反射面が直交するようにホルダー７８に保持され、ホルダー７８は、プレート７５に固定されていてもよい。プレート７５は、１軸ステージ７６に固定されていてもよい。１軸ステージ７６は、直角プリズム７１の第１の面によって反射された第１のパルスレーザ光２１の光路軸と平行に、２枚の高反射ミラー７２、７３を移動可能であってもよい。
【０１２２】
直角プリズム７１の第１の面７７ａによって反射された第１のパルスレーザ光２１は、２枚の高反射ミラー７２、７３によって反射され、直角プリズム７１の第２の面７７ｂに入射してもよい。直角プリズム７１の第２の面７７ｂに入射した第１のパルスレーザ光２１は、直角プリズム７１の第１の面７７ａに入射した第１のパルスレーザ光２１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７１の第２の面７７ｂから出射してもよい。
【０１２３】
レーザシステム制御部２０は、１軸ステージ７６のモータ７９を駆動することにより、２枚の高反射ミラー７２、７３を移動させてもよい。２枚の高反射ミラー７２、７３を距離Ｘ移動させることにより、第１のパルスレーザ光２１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２１がレーザシステム５から出力されるタイミングを制御してもよい。
【０１２４】
第１〜第５の光路長調節器７ａ〜７ｅは、互いに実質的に同一の構成を有していてもよい。
第２の光路長調節器７ｂは、第２のレーザ装置２ｂとタイミング検出器３２ｂとの間の第２のパルスレーザ光２２の光路長を変更してもよい。
第３の光路長調節器７ｃは、第３のレーザ装置２ｃとタイミング検出器３２ｃとの間の第３のパルスレーザ光２３の光路長を変更してもよい。
第４の光路長調節器７ｄは、第４のレーザ装置２ｄとタイミング検出器３２ｄとの間の第４のパルスレーザ光２４の光路長を変更してもよい。
第５の光路長調節器７ｅは、第５のレーザ装置２ｅとタイミング検出器３２ｅとの間の第５のパルスレーザ光２５の光路長を変更してもよい。
【０１２５】
図１８は、図１６に示されるレーザアニール装置１に含まれるレーザシステム制御部２０のブロック図である。処理部２０ｂは、第１〜第５の光路長調節器７ａ〜７ｅに、それぞれ第１〜第５の光路長設定信号を送信してもよい。他の点については、図７と同様でよい。
【０１２６】
６．２  メインフロー
図１９は、図１６に示されるレーザシステム制御部２０における処理部２０ｂの動作を示すフローチャートである。処理部２０ｂは、以下の処理によって、第１〜第５の光路長調節器７ａ〜７ｅをフィードバック制御してもよい。
【０１２７】
まず、Ｓ２０ａにおいて、処理部２０ｂは、第１〜第５の光路長調節器７ａによって調整される光路長ＡＬ１〜ＡＬ５を、それぞれ初期値ＡＬ１ｉｎ〜ＡＬ５ｉｎに設定してもよい。
【０１２８】
Ｓ３０〜Ｓ５０ａの処理は、図９及び図１０を参照しながら説明したものと同様でよい。
【０１２９】
Ｓ６０ａにおいて、処理部２０ｂは、第１〜第５の光路長調節器７ａ〜７ｅによって調整される光路長ＡＬ１〜ＡＬ５を再設定してもよい。光路長ＡＬ１〜ＡＬ５は、第２〜第５の出力タイミングＴ２ｏｕｔ〜Ｔ５ｏｕｔとそれぞれの目標値との差Ｔ１２〜Ｔ１５を用いて以下のように算出されてもよい。
ＡＬ１＝ＡＬ１
ＡＬ２＝ＡＬ２−Ｔ１２・ｃ
ＡＬ３＝ＡＬ３−Ｔ１３・ｃ
ＡＬ４＝ＡＬ４−Ｔ１４・ｃ
ＡＬ５＝ＡＬ５−Ｔ１５・ｃ
なお、右辺のＡＬ１〜ＡＬ５は現在設定されている光路長を示し、左辺のＡＬ１〜ＡＬ５は新たに設定される光路長を示してもよい。
【０１３０】
Ｓ７０及びＳ９０の処理は、図９及び図１１を参照しながら説明したものと同様でよい。以上のようにして、結合レーザ光のパルス幅が制御されてもよい。
【０１３１】
なお、第４の実施形態の構成を用いて、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５が、レーザシステム５からの出力位置においてほぼ同時に出力されるようにしてもよい。すなわち、第１の実施形態において、第１〜第５のトリガ信号のタイミングを制御する代わりに、光路長ＡＬ１〜ＡＬ５を制御することによってレーザシステム５からの出力タイミングを揃えてもよい。
【０１３２】
また、第４の実施形態において、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５のパルスエネルギーを制御してもよい。すなわち、光路長ＡＬ１〜ＡＬ５を制御するとともに、パルスエネルギーを制御することにより、レーザシステム５から出力される結合レーザ光のパルス波形を、目標パルス波形データに近づけるようにしてもよい。
【０１３３】
第４の実施形態においては、複数のタイミング検出器３２ａ〜３２ｅが設けられている場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。光路長ＡＬ１〜ＡＬ５をそれぞれ所定値に制御した場合の、レーザシステム５から第１〜第５のパルスレーザ光が出力される出力タイミングを予めメモリに記憶しておいてもよい。この出力タイミングに基づいて、レーザシステム５から第１〜第５のパルスレーザ光が出力される出力タイミングの差が所定の値に近づくように、光路長ＡＬ１〜ＡＬ５が制御されてもよい。
さらに、第４の実施形態においては、第１〜第５のレーザ装置とそれぞれのタイミング検出器３２ａ〜３２ｅと間の光路上に、それぞれ、光路調節器７ａ〜７ｅを配置している場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。たとえば、光路調節器７ａ〜７ｅはタイミング検出器３２ａ〜３２ｅとビーム結合システム３との間に配置してもよい。この場合は、第１〜第５の位置２２ａ〜２５ａからレーザシステムの出射位置（２６ａ）までの光路長Ｌ１〜Ｌ５は、光路長調節器７ａ〜７ｅの光路長を含む値としてもよい。
【０１３４】
７．その他
７．１  レーザ装置
図２０は、上記各実施形態において用いることのできるレーザ装置の構成例を示す。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、パルスストレッチャー１６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５のレーザ装置２ｂ〜２ｅの構成も同様でもよい。
【０１３５】
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２１においては、レーザ光の進行方向に略垂直な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。
【０１３６】
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は後述する配線１０ｅと１０ｆでレーザチャンバ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。
【０１３７】
充電器１２は、パルスパワーモジュール１３の充電コンデンサＣ０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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
パルスストレッチャー１６は、増幅器ＰＡのウインドウ１０ｂ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。パルスストレッチャー１６は、ビームスプリッタ１６ａと、第１〜第４の凹面ミラー１６ｂ〜１６ｅとを含んでもよい。
【０１４４】
増幅器ＰＡから出力されたパルスレーザ光は、ビームスプリッタ１６ａの第１の面に入射してもよい。ビームスプリッタ１６ａは、第１の面に入射したパルスレーザ光の一部を透過させ、他の一部を反射してもよい。
【０１４５】
第１〜第４の凹面ミラー１６ｂ〜１６ｅは、ビームスプリッタ１６ａによって反射されたパルスレーザ光を順次反射して、ビームスプリッタ１６ａの第１の面と反対側の第２の面に入射させてもよい。ここで、ビームスプリッタ１６ａの第１の面によって反射されたパルスレーザ光が、第１〜第４の凹面ミラー１６ｂ〜１６ｅによって、ビームスプリッタ１６ａの第２の面に１：１で転写されるように、第１〜第４の凹面ミラー１６ｂ〜１６ｅが配置されてもよい。ビームスプリッタ１６ａは、第２の面に入射したパルスレーザ光の少なくとも一部を反射してもよい。これにより、第１の面に入射して透過したパルスレーザ光と、第２の面に入射して反射されたパルスレーザ光が略同じビームサイズとビームダイバージェンスで重ね合わされ得る。
【０１４６】
第１の面に入射して透過したパルスレーザ光と、第２の面に入射して反射されたパルスレーザ光との間には、第１〜第４の凹面ミラー１６ｂ〜１６ｅによって形成される迂回光路の光路長に応じた時間差があってもよい。これにより、パルスストレッチャー１６は、パルスレーザ光のパルス幅を伸張し得る。
【０１４７】
パルスエネルギー計測部１７は、パルスストレッチャー１６を通過し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。
【０１４８】
ビームスプリッタ１７ａは、パルスストレッチャー１６を通過し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。
【０１４９】
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、第１のトリガ信号、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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。図１に示されるタイミング検出器３２ａの代わりに、パルスエネルギー計測部１７の光センサ１７ｃの出力信号を使用してもよい。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。
【０１５２】
なお、図２０にはレーザ装置が増幅器ＰＡとパルスストレッチャー１６とを含む場合を示したが、これに限らず、増幅器ＰＡ又はパルスストレッチャー１６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。たとえば、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。
【０１５３】
図２１は、図２０に示されるパルスパワーモジュール１３の構成と、レーザ光の進行方向に略平行な方向からみたレーザチャンバ１０の内部構成を示す。レーザチャンバ１０の壁面を含む導電性部材は、接地電位に接続されてもよい。電極１１ｂは、リターンプレート１０ｄと配線１０ｅ及び１０ｆとレーザチャンバ１０の壁面を介して接地電位に接続されていてもよい。
【０１５４】
図１に示されるタイミング検出器３２ａの代わりに、第１のレーザ装置２ａが、タイミング検出器３８を含んでいてもよい。タイミング検出器３８は、マスターオシレータＭＯのレーザチャンバ１０に取り付けられたウインドウ１０ｃと、集光光学系３８ａと、光センサ３８ｂと、を含んでもよい。
【０１５５】
ウインドウ１０ｃは、一対の電極１１ａ及び１１ｂの間の放電によって発生した光を透過させてもよい。集光光学系３８ａは、ウインドウ１０ｃを透過した光を光センサ３８ｂの受光面に集光してもよい。光センサ３８ｂは、フォトダイオード又は光電管を含んでもよい。光センサ３８ｂは、一対の電極１１ａ及び１１ｂの間の放電によって発生した光を検出することにより、放電のタイミングを示す信号をレーザシステム制御部２０に送信してもよい。その結果、レーザチャンバの放電タイミングとパルスレーザ光が出力されて第１の位置を通過するタイミングとが略同期し得る。
【０１５６】
パルスパワーモジュール１３は、充電コンデンサＣ０と、スイッチ１３ａと、昇圧トランスＴＣ１と、複数の磁気スイッチＳｒ１〜Ｓｒ３と、複数のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、を備えてもよい。
【０１５７】
磁気スイッチＳｒ１〜Ｓｒ３は、いずれも、可飽和リアクトルを含んでもよい。磁気スイッチＳｒ１〜Ｓｒ３の各々は、その両端に印加された電圧の時間積分値が、各磁気スイッチの特性で決まる所定の値になったときに、低インピーダンスになるようにしもよい。
【０１５８】
充電器１２には、レーザ制御部１９により充電電圧Ｖが設定されてもよい。充電器１２は、設定された充電電圧Ｖに基づいて、充電コンデンサＣ０を充電してもよい。
パルスパワーモジュール１３のスイッチ１３ａには、レーザ制御部１９によりトリガ信号が入力されてもよい。トリガ信号がスイッチ１３ａに入力されると、スイッチ１３ａがＯＮになってもよい。スイッチ１３ａがＯＮになると、充電コンデンサＣ０からトランスＴＣ１の１次側に電流が流れ得る。
【０１５９】
トランスＴＣ１の１次側に電流が流れると、電磁誘導によってトランスＴＣ１の２次側に逆方向の電流が流れ得る。トランスＴＣ１の２次側に電流が流れると、やがて磁気スイッチＳｒ１に印加される電圧の時間積分値が閾値に達し得る。
【０１６０】
磁気スイッチＳｒ１に印加される電圧の時間積分値が閾値に達すると、磁気スイッチＳｒ１は磁気飽和した状態となり、磁気スイッチＳｒ１は閉じ得る。
磁気スイッチＳｒ１が閉じると、トランスＴＣ１の２次側からコンデンサＣ１に電流が流れ、コンデンサＣ１が充電され得る。
【０１６１】
コンデンサＣ１が充電されることにより、やがて磁気スイッチＳｒ２は磁気飽和した状態となり、磁気スイッチＳｒ２は閉じ得る。
磁気スイッチＳｒ２が閉じると、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２に電流が流れ、コンデンサＣ２が充電され得る。このとき、コンデンサＣ１を充電する際の電流のパルス幅よりも短いパルス幅で、コンデンサＣ２が充電されてもよい。
【０１６２】
コンデンサＣ２が充電されることにより、やがて磁気スイッチＳｒ３は磁気飽和した状態となり、磁気スイッチＳｒ３は閉じ得る。
磁気スイッチＳｒ３が閉じると、コンデンサＣ２からコンデンサＣ３に電流が流れ、コンデンサＣ３が充電され得る。このとき、コンデンサＣ２を充電する際の電流のパルス幅よりも短いパルス幅で、コンデンサＣ３が充電されてもよい。
【０１６３】
このように、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２、コンデンサＣ２からコンデンサＣ３へと電流が順次流れることにより、当該電流のパルス幅は圧縮され得る。
【０１６４】
コンデンサＣ３の電圧がレーザガスのブレークダウン電圧に達したときに、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間のレーザガスに絶縁破壊が生じてもよい。これにより、レーザガスが励起され、パルスレーザ光が発生してもよい。このような放電動作が、スイッチ１３ａのスイッチング動作によって繰り返されることにより、所定の発振周波数で、パルスレーザ光が出力されてもよい。タイミング検出器として、放電電流を検出する電流計３９が用いられてもよい。この電流計３９は電流プローブであって、放電のタイミングを検出してもよい。その結果、レーザチャンバの放電タイミングとパルスレーザ光が出力されて第１の位置を通過するタイミングが略同期し得る。
また、図１のタイミング検出器３２ａの代わりに、パルスエネルギー計測部１７または放電タイミングを検出するタイミング検出器３８を使用する場合は、第１〜第５のレーザ装置の構成が実質的に同じ場合は、第１から第５の位置２１ａ〜２５ａは、それぞれのレーザ装置のパルスレーザ光の出射口の位置またはマスターオシレータの出力結合ミラー１５の位置であってもよい。
【０１６５】
７．２  フライアイレンズを含むビーム結合器
図２２は、ビーム結合器の別の例を示す。なお、図２２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。ビーム結合器３４２は、フライアイレンズ３４２ａと、コンデンサ光学系３４２ｂとを含んでもよい。
【０１６６】
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５のパルスレーザ光２１〜２５が重なる位置に配置されてもよい。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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
７．３  平面鏡を用いたビーム結合器
図２３は、ビーム結合器のさらに別の例を示す。なお、図２３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。ビーム結合器３３７は、第１直角プリズム３３７１と、第２直角プリズム３３７２と、台形プリズム３３７３とを含んでもよい。さらに、このビーム結合器３３７と露光装置のフライアイレンズ４２１との間の光路にパルス波形計測器６を配置してもよい。
【０１７２】
第１直角プリズム３３７１は、紙面に平行な面である底面が直角三角形である三角柱形状に形成されてもよい。第１直角プリズム３３７１の直角を成す２つの側面には、高反射膜がコートされてもよい。第１直角プリズム３３７１の直角を成す２つの側面は、それぞれ第１反射面３３７１ａ及び第２反射面３３７１ｂを構成し得る。
【０１７３】
第１直角プリズム３３７１は、当該第１直角プリズム３３７１の第１反射面３３７１ａが、台形プリズム３３７３の後述する第１反射面３３７３ａと平行となるように配置されてもよい。第１直角プリズム３３７１は、当該第１直角プリズム３３７１の第１反射面３３７１ａが、第１のパルスレーザ光２１の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。第１直角プリズム３３７１は、当該第１直角プリズム３３７１の第２反射面３３７１ｂが、第２のパルスレーザ光２２の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
【０１７４】
第２直角プリズム３３７２は、紙面に平行な面である底面が直角三角形である三角柱形状に形成されてもよい。第２直角プリズム３３７２の直角を成す２つの側面には、高反射膜がコートされてもよい。第２直角プリズム３３７２の直角を成す２つの側面は、それぞれ第１反射面３３７２ａ及び第２反射面３３７２ｂを構成し得る。
【０１７５】
第２直角プリズム３３７２は、当該第２直角プリズム３３７２の第１反射面３３７２ａが、台形プリズム３３７３の後述する第２反射面３３７３ｂと平行となるように配置されてもよい。第２直角プリズム３３７２は、当該第２直角プリズム３３７２の第１反射面３３７２ａが、第４のパルスレーザ光２４の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。第２直角プリズム３３７２は、当該第２直角プリズム３３７２の第２反射面３３７２ｂが、第５のパルスレーザ光２５の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
【０１７６】
台形プリズム３３７３は、例えば合成石英やフッ化カルシウム等の紫外線を透過させる材料を用いて形成されてもよい。台形プリズム３３７３は、紙面に平行な面である底面が四角形である四角柱形状に形成されてもよい。台形プリズム３３７３の底面は、２つの脚の成す角度が直角である等脚台形形状に形成されてもよい。台形プリズム３３７３の対向する２側面であって、互いに平行でない２側面には、高反射膜がコートされてもよい。台形プリズム３３７３の対向する２側面であって、互いに平行でない２側面は、それぞれ第１反射面３３７３ａ及び第２反射面３３７３ｂを構成し得る。台形プリズム３３７３の対向する２側面であって、互いに平行な２側面には、反射防止膜がコートされてもよい。台形プリズム３３７３の対向する２側面であって、互いに平行な２側面は、第１照射面３３７３ｃ及び第２照射面３３７３ｄを構成し得る。
【０１７７】
台形プリズム３３７３は、当該台形プリズム３３７３の第２照射面３３７３ｄが、第３のパルスレーザ光２３の光路軸と直交するように配置されてもよい。
【０１７８】
第１のレーザ装置２ａから出力された第１のパルスレーザ光２１は、第１直角プリズム３３７１の第１反射面３３７１ａで反射されてもよい。さらに、第１のパルスレーザ光２１は、台形プリズム３３７３の第１反射面３３７３ａで反射され、フライアイレンズ４２１の入射側の面に垂直に入射してもよい。
【０１７９】
第２のレーザ装置２ｂから出力された第２のパルスレーザ光２２は、第１直角プリズム３３７１の第２反射面３３７１ｂで反射されてもよい。さらに、第２のパルスレーザ光２２は、台形プリズム３３７３の第１反射面３３７３ａで反射され、フライアイレンズ４２１の入射側の面に垂直に入射してもよい。
【０１８０】
第３のレーザ装置２ｃから出力された第３のパルスレーザ光２３は、台形プリズム３３７３の第２照射面３３７３ｄに入射し、内部を直進してもよい。台形プリズム３３７３の内部を直進した第３のパルスレーザ光２３は、第１照射面３３７３ｃから出射されて、フライアイレンズ４２１の入射側の面に垂直に入射してもよい。
【０１８１】
第４のレーザ装置２ｄから出力された第４のパルスレーザ光２４は、第２直角プリズム３３７２の第１反射面３３７２ａで反射されてもよい。さらに、第４のパルスレーザ光２４は、台形プリズム３３７３の第２反射面３３７３ｂで反射され、フライアイレンズ４２１の入射側の面に垂直に入射してもよい。
【０１８２】
第５のレーザ装置２ｅから出力された第５のパルスレーザ光２５は、第２直角プリズム３３７２の第２反射面３３７２ｂで反射されてもよい。さらに、第５のパルスレーザ光２５は、台形プリズム３３７３の第２反射面３３７３ｂで反射され、フライアイレンズ４２１の入射側の面に垂直に入射してもよい。
【０１８３】
このように、ビーム結合器３３７は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を、それらの光路軸が互いに平行となるようにして、パルス波形計測器６に入射させてもよい。これらのパルスレーザ光２１〜２５は、ビームスプリッタ６１によって一部反射されて、集光光学系６２を透過して、この集光光学系６２の焦点の位置に配置された光センサ６３の受光面に入射し得る。以上のようにパルス波形計測器６を配置することで、それぞれのパルスレーザ光が空間的に分離されていたとしても、結合されたレーザ光のパルス波形を計測し得る。そして、ビームスプリッタ６１を透過したそれぞれのパルスレーザ光２１〜２５はフライアイレンズ４２１に入射してもよい。すなわち、ビーム結合器３３７は、第１〜第５のパルスレーザ光２１〜２５を重ね合わせなくてもよい。
なお、パルス波形の計測を行わない場合は、パルス波形計測器６を配置しなくてもよい。
【０１８４】
８．制御部の構成
図２４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。
【０１８５】
（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。
【０１８６】
（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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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５のレーザ装置２ａ〜２ｅ、露光装置制御部４０、他の制御部等の発振トリガ信号や通過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５のレーザ装置２ａ〜２ｅ、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、パルス波形計測器６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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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】
2015189895.tif 000003
【図２】
2015189895.tif 000004
【図３】
2015189895.tif 000005
【図４】
2015189895.tif 000006
【図５】
2015189895.tif 000007
【図６】
2015189895.tif 000008
【図７】
2015189895.tif 000009
【図８】
2015189895.tif 000010
【図９】
2015189895.tif 000011
【図１０】
2015189895.tif 000012
【図１１】
2015189895.tif 000013
【図１２】
2015189895.tif 000014
【図１３】
2015189895.tif 000015
【図１４】
2015189895.tif 000016
【図１５】
2015189895.tif 000017
【図１６】
2015189895.tif 000018
【図１７】
2015189895.tif 000019
【図１８】
2015189895.tif 000020
【図１９】
2015189895.tif 000021
【図２０】
2015189895.tif 000022
【図２１】
2015189895.tif 000023
【図２２】
2015189895.tif 000024
【図２３】
2015189895.tif 000025
【図２４】
2015189895.tif 000026
【国際調査報告】
2015189895.tif 000027
2015189895.tif 000028
2015189895.tif 000029
2015189895.tif 000030