CN111316512B - 准分子激光装置和电子器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开的准分子激光装置具有：标准具分光器，其计测激光的条纹波形；以及控制器，其求出根据标准具分光器的计测结果得到的谱空间中的第1比例的面积，根据所求出的第1比例的面积计算激光的第1谱线宽度，并且，根据相关函数对第1谱线宽度进行校正，该相关函数表示由基准计测器计测出的激光的第2谱线宽度与第1谱线宽度的相关。

Description

准分子激光装置和电子器件的制造方法
技术领域
本公开涉及准分子激光装置和电子器件的制造方法。
背景技术
近年来，在半导体曝光装置(以下称为“曝光装置”)中，随着半导体集成电路的微细化和高集成化，要求分辨率的提高。因此，从曝光用光源放出的光的短波长化得以发展。一般而言，在曝光用光源中代替现有的汞灯而使用气体激光装置。例如，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的激光的KrF准分子激光装置、以及输出波长为193nm的紫外线的激光的ArF准分子激光装置。
作为新时代的曝光技术，曝光装置侧的曝光用透镜与晶片之间被液体充满的液浸曝光已经实用化。在该液浸曝光中，曝光用透镜与晶片之间的折射率变化，因此，曝光用光源的外观的波长变短。在将ArF准分子激光装置作为曝光用光源进行液浸曝光的情况下，对晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。将该技术称为ArF液浸曝光(或ArF液浸光刻)。
KrF准分子激光装置和ArF准分子激光装置的自然振荡幅度较宽，大约为350～400pm。因此，当利用如下材料构成投影透镜时，有时产生色像差，该材料透射KrF和ArF激光这样的紫外线。其结果，分辨率可能降低。因此，需要将从气体激光装置输出的激光的谱线宽度窄带化到能够无视色像差的程度。因此，为了对谱线宽度进行窄带化，有时在气体激光装置的激光谐振器内设置具有窄带化元件(标准具、光栅等)的窄带化模块(Line NarrowModule：LNM)。下面，将谱线宽度被窄带化的激光装置称为窄带化激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-271498号公报
专利文献2：日本特开昭63-29758号公报
专利文献3：美国专利第7256893号说明书
专利文献4：美国专利第7304748号说明书
专利文献5：美国专利第7684046号说明书
专利文献6：美国专利第7639364号说明书
发明内容
本公开的准分子激光装置具有：标准具分光器，其计测激光的条纹波形；以及控制器，其求出根据标准具分光器的计测结果得到的谱空间中的第1比例的面积，根据所求出的第1比例的面积计算激光的第1谱线宽度，并且，根据相关函数对第1谱线宽度进行校正，该相关函数表示由基准计测器计测出的激光的第2谱线宽度与第1谱线宽度的相关。
本公开的电子器件的制造方法包含以下步骤：通过激光系统生成激光，将激光输出到曝光装置，通过曝光装置在感光基板上曝光激光，以制造电子器件，其中，激光系统具有：标准具分光器，其计测激光的条纹波形；以及控制器，其求出根据标准具分光器的计测结果得到的谱空间中的第1比例的面积，根据所求出的第1比例的面积计算激光的第1谱线宽度，并且，根据相关函数对第1谱线宽度进行校正，该相关函数表示由基准计测器计测出的激光的第2谱线宽度与第1谱线宽度的相关。
附图说明
下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。
图1概略地示出比较例的激光装置的一个结构例。
图2示出作为谱线宽度的一例的FWHM的概要。
图3示出作为谱线宽度的一例的E95的概要。
图4概略地示出应用于比较例的激光装置的谱计测器的一个结构例。
图5示意地示出由图4所示的谱计测器计测出的谱线宽度的一例。
图6示意地示出根据图4所示的谱计测器的计测结果计算真正的谱波形的方法的一例。
图7是示出比较例的激光装置中的谱线宽度的计测动作的流程的一例的流程图。
图8是接着图7的流程图。
图9是示出实施方式1的激光装置中的谱线宽度的计测动作的流程的一例的流程图。
图10是接着图9的流程图。
图11示意地以比较的方式示出比较例的激光装置的谱线宽度的计算方法和实施方式1的谱线宽度的计算方法。
图12示意地示出实施方式1的激光装置中的基于条纹波形的谱空间的面积的计算方法的一例。
图13示意地示出实施方式1的激光装置中的基于条纹波形的E95的计算方法的第1例。
图14示意地示出实施方式1的激光装置中的基于条纹波形的E95的计算方法的第2例。
图15概略地示出谱线宽度的计算中使用的校正函数的一例。
图16是示出实施方式2的激光装置中的谱线宽度的计测动作的流程的一例的流程图。
图17是接着图16的流程图。
图18概略地示出半导体器件的制造中使用的曝光装置的一个结构例。
具体实施方式
<内容>
<1.比较例>(图1～图8)
1.1结构
1.2动作
1.3课题
<2.实施方式1>(使用校正函数计算谱线宽度的例子)(图9～图15)
2.1结构
2.2动作
2.3作用/效果
<3.实施方式2>(对校正函数进行更新的例子)(图16～图17)
3.1结构
3.2动作
3.3作用/效果
<4.实施方式3>(电子器件的制造方法)(图18)
<5.其他>
下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。
以下说明的实施方式示出本公开的几个例子，不限定本公开的内容。此外，各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。
另外，对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。
<1.比较例>
[1.1结构]
图1概略地示出比较例的激光装置101的一个结构例。
比较例的激光装置101是朝向曝光装置4输出脉冲激光Lp作为激光的准分子激光装置。
比较例的激光装置101具有激光控制部2、窄带化模块(LNM)10、激光腔20、波长控制部16、波长驱动器15和脉冲功率模块(PPM)28。此外，激光装置101具有分束器31、32、脉冲能量计测器33、波长计测器34B、谱线宽度计测器34A、分束器37、高反射镜38、E95可变部60和E95驱动器74。
E95可变部60和窄带化模块10构成激光谐振器。激光腔20被配置于激光谐振器的光路上。
曝光装置4具有曝光装置控制部5。在曝光装置4与激光控制部2之间设置有信号线，该信号线从曝光装置控制部5向激光控制部2发送各种目标数据和发光触发信号Str。在各种目标数据中包含目标脉冲能量Et、目标波长λt和目标谱线宽度Δλt。
激光腔20包含窗口21、22和一对放电电极23、24。此外，激光腔20包含未图示的电绝缘部件。一对放电电极23、24在激光腔20内在相对于纸面垂直的方向上对置。被配置成一对放电电极23、24的长度方向与激光谐振器的光路一致。
窗口21、22被配置成供在一对放电电极23、24之间被放大的激光通过。向激光腔20内供给例如Ar气体、F2气体、Xe气体和Ne气体作为激光气体。此外，还供给例如Kr气体、F2气体和Ne气体。激光气体也可以还包含He。
脉冲功率模块28包含开关29。脉冲功率模块28是用于对一对放电电极23、24之间施加高电压的电源。一对放电电极23、24中的一个放电电极23与开关29连接，以使得当开关29接通时，对一对放电电极23、24之间施加高电压。一对放电电极23、24中的另一个放电电极24与接地的激光腔20连接。
窄带化模块10包含光栅11、棱镜12、使棱镜12旋转的旋转台14。棱镜12包含多个例如2个棱镜。
棱镜12被配置成从激光腔20输出的激光的波束被棱镜12进行波束放大而以规定的角度入射到光栅11。
旋转台14被配置成在棱镜12旋转时，波束相对于光栅11的入射角度变化。光栅11被进行利特罗配置，以使得波束的入射角度和衍射角度成为相同角度。
分束器31被配置于从E95可变部60输出的脉冲激光Lp的光路上。分束器32被配置于由分束器31反射后的脉冲激光Lp的光路上。分束器32被配置成反射光入射到脉冲能量计测器33，透射光入射到分束器37。
脉冲能量计测器33包含未图示的聚光透镜和光传感器。光传感器可以是对紫外光具有抗性的高速的光电二极管。由脉冲能量计测器33计测出的脉冲能量E的数据De被发送到激光控制部2、波长控制部16和谱计测部70。激光控制部2根据脉冲能量E的数据De控制对激光腔20内的一对放电电极23、24之间施加的电压。
如后所述，谱线宽度计测器34A和波长计测器34B可以分别例如是标准具分光器。
在激光控制部2与波长控制部16之间设置有信号线，该信号线从激光控制部2向波长控制部16发送用于进行波长控制的目标波长λt的数据。
波长计测器34B按照后述标准具分光器的原理计测波长λ。
在波长驱动器15与窄带化模块10的旋转台14之间设置有信号线，该信号线从波长驱动器15向旋转台14发送用于对旋转台14的旋转台角度θ进行控制的台角度控制信号。经由波长驱动器15，通过波长控制部16对旋转台14的旋转台角度θ进行控制，以使得从E95可变部60输出的激光的波长λ成为目标波长λt。波长控制部16根据由波长计测器34B检测出的波长λ和目标波长λt对旋转台角度θ进行控制。
谱线宽度计测器34A按照后述标准具分光器的原理计测用于在谱计测部70中计算谱线宽度Δλ的条纹波形。
谱计测部70包含运算部71、计数器72和存储部73。存储部73存储与谱线宽度Δλ的计算有关的各种数据。运算部71根据谱线宽度计测器34A的计测结果计算谱线宽度Δλ。计数器72对发光触发信号Str进行计数。或者，计数器72也可以对脉冲能量计测器33中计测出的脉冲能量E的数据De进行计数，由此作为发光触发信号Str的计数。
在激光控制部2与谱计测部70之间设置有信号线，该信号线从谱计测部70向激光控制部2发送由谱计测部70计算出的谱线宽度Δλ的数据。
E95可变部60包含例如由柱面凹透镜构成的透镜61和例如由柱面凸透镜构成的透镜62。此外，E95可变部60包含对透镜61、62的间隔进行调整的未图示的直线台和对直线台的台位置进行调节的致动器。
E95可变部60通过对透镜61、62的间隔进行调整，能够对激光的谱线宽度Δλ进行调整。透镜62的一个面是平面，对该平面涂敷反射激光的一部分且透射一部分的部分反射膜(PR膜)36。由于涂敷有部分反射膜36，透镜62兼具有作为OC(输出耦合器：outputcoupler)的输出耦合镜的功能。另外，也可以不对透镜62涂敷部分反射膜36，而另外配置输出耦合镜。
经由E95驱动器74，通过激光控制部2对由E95可变部60实现的透镜61、62的间隔进行控制，以使得从E95可变部60输出的激光的谱线宽度Δλ成为目标谱线宽度Δλt。激光控制部2根据目标谱线宽度Δλt和基于谱线宽度计测器34A的计测结果计算出的谱线宽度Δλ，经由E95驱动器74对透镜61、62的间隔进行控制。
(谱线宽度)
图2示出作为谱线宽度Δλ的一例的FWHM的概要。图3示出作为谱线宽度Δλ的一例的E95的概要。在图2和图3中，横轴示出波长λ，纵轴示出光的强度。
谱线宽度Δλ是激光的谱波形的光量阈值处的全宽。在本说明书中，将各光量阈值相对于光量峰值的相对值称为线宽阈值Thresh(0<Thresh<1)。
如图2所示，例如将光量峰值的半值称为线宽阈值0.5。另外，特别地将线宽阈值0.5处的谱波形的全宽称为半值全宽或FWHM(Full Width at Half Maximum)。
此外，在本说明书中，如图3所示，将全部谱能量中的以波长λ0为中心且占据95％的部分的谱波形的全宽称为谱纯度。在本说明书中，将成为该谱纯度的谱线宽度Δλ称为E95。关于谱纯度，当设谱波形为g(λ)时，下述(1)式成立。
[数式1]
Figure GDA0002758065330000071
(谱线宽度计测器34A和波长计测器34B的具体例)
在E95可变部60中，通过分束器31和分束器32，从兼作为输出耦合镜的透镜62输出的脉冲激光Lp的一部分作为用于检测脉冲能量E的采样光入射到脉冲能量计测器33。
另一方面，透射过分束器32的光通过分束器37进一步在2个方向上被分离。透射过分束器37的光入射到波长计测器34B。在分束器37反射后的光通过高反射镜38朝向谱线宽度计测器34A反射。
谱线宽度计测器34A和波长计测器34B分别由例如图4所示的谱计测器34构成。
图4中示意地示出谱计测器34为标准具分光器的情况的结构例。
在图4所示的结构例中，谱计测器34包含扩散元件341、监测器标准具342、聚光透镜343和图像传感器344。图像传感器344可以是在一维上排列多个光电二极管阵列而得到的线传感器。设聚光透镜343的焦距为f。
在谱计测器34中，脉冲激光Lp首先入射到扩散元件341。扩散元件341使所入射的光进行散射。该散射光入射到监测器标准具342。透射过监测器标准具342的光入射到聚光透镜343，在聚光透镜343的焦点面上生成干涉条纹(条纹)。
图像传感器344被配置于聚光透镜343的焦点面。图像传感器344检测焦点面上的干涉条纹。该干涉条纹的半径r的平方与脉冲激光Lp的波长λ成为比例关系。因此，能够根据检测到的干涉条纹检测作为脉冲激光Lp的谱轮廓的谱线宽度Δλ和中心波长。
作为谱计测器34的一例的谱线宽度计测器34A的计测结果被发送到谱计测部70。谱计测部70根据由谱线宽度计测器34A计测出的条纹波形计算谱线宽度Δλ。
此外，作为谱计测器34的另一例的波长计测器34B的计测结果被发送到波长控制部16。波长控制部16根据由波长计测器34B计测出的条纹波形计算波长λ。
干涉条纹的半径r与波长λ的关系能够通过以下的(A)式进行近似。
λ＝λc+αr2……(A)
其中，
α：比例常数，
r：干涉条纹的半径，
λc：干涉条纹的中央的光强度最大时的波长。
图5示意地示出由图4所示的谱计测器34计测出的谱线宽度Δλ的一例。
也可以根据上述(1)式，在将干涉条纹转换为光强度与波长λ的关系的谱波形后，计算E95作为谱线宽度Δλ。此外，也可以将谱波形的半值全宽作为谱线宽度Δλ。
[1.2动作]
激光控制部2从曝光装置4读入各种目标数据。在各种目标数据中包含目标脉冲能量Et、目标波长λt和目标谱线宽度Δλt。
激光控制部2与从曝光装置4发送的发光触发信号Str同步地向脉冲功率模块28的开关29发送接通信号。由此，在激光腔20中，对一对放电电极23、24之间施加高电压，在一对放电电极23、24之间的放电区域内，激光气体绝缘击穿，产生放电。其结果，在激光腔20内，激光气体被激励，在构成激光谐振器的窄带化模块10与形成于E95可变部60的透镜62的输出耦合镜之间引起激光振荡。从输出耦合镜输出基于激光振荡的窄带化的脉冲激光Lp。
通过分束器31和分束器32，从输出耦合镜输出的脉冲激光Lp的一部分作为用于检测脉冲能量E的采样光入射到脉冲能量计测器33。在脉冲能量计测器33中，检测从输出耦合镜输出的脉冲激光Lp的脉冲能量E。脉冲能量计测器33向激光控制部2发送所检测到的脉冲能量E的数据De。
另一方面，透射过分束器32的光通过分束器37进一步被分离为2个方向。透射过分束器37的光入射到波长计测器34B，通过波长计测器34B检测波长λ。在分束器37反射后的光通过高反射镜38朝向谱线宽度计测器34A反射，通过谱线宽度计测器34A检测用于计算谱线宽度Δλ的条纹波形。
激光控制部2向波长控制部16发送目标波长λt的数据。波长控制部16根据由波长计测器34B计测出的波长λ，经由波长驱动器15对旋转台14的旋转角度进行控制，由此对窄带化模块10的棱镜12的棱镜角度进行控制，以使波长成为目标波长λt。
谱计测部70根据由谱线宽度计测器34A计测出的条纹波形计算谱线宽度Δλ，向激光控制部2发送所计算出的谱线宽度Δλ的数据。
激光控制部2根据由谱计测部70计算出的谱线宽度Δλ，经由E95驱动器74对E95可变部60的透镜61、62的间隔进行控制，以使谱线宽度成为目标谱线宽度Δλt。其结果，从形成于透镜62的输出耦合镜输出的脉冲激光Lp的谱线宽度Δλ能够接近目标谱线宽度Δλt。
(谱线宽度的计测)
在谱计测部70中，进行以下这种谱线宽度Δλ的计测。
谱计测部70以累计次数Ni对由谱线宽度计测器34A计测出的多个脉冲的谱波形进行累计。累计次数Ni是累计脉冲数的次数。谱计测部70根据通过累计而得到的累计波形Oi计算谱线宽度Δλ。此时，谱计测部70对Na个累计波形Oi进行平均。Na是累计波形Oi的平均次数。Ni和Na的组合(Ni,Na)例如可以是Ni为8、Na为5((Ni,Na)＝(8,5))。此外，Ni和Na的组合(Ni,Na)例如也可以是Ni为5、Na为8((Ni,Na)＝(5,8))。
图7和图8是示出比较例的激光装置101中的谱计测部70进行的谱线宽度Δλ的计测动作的流程的一例的流程图。
首先，谱计测部70从存储部73读入累计次数Ni和平均次数Na的数据(步骤S401)。
接着，谱计测部70将发光触发计数器即计数器72的计数器值N复位成N＝0(步骤S402)。发光触发计数器是对发光触发信号Str进行计数的计数器。
接着，谱计测部70判定是否能够计测来自曝光装置4的发光触发信号Str(步骤S403)。谱计测部70在判定为未能计测发光触发信号Str的情况下(步骤S403：否)，反复进行步骤S403的处理。
在判定为计测到发光触发信号Str的情况下(步骤S403：是)，接着，谱计测部70通过谱线宽度计测器34A计测谱的原始波形Or(步骤S404)。谱的原始波形Or是由谱线宽度计测器34A计测出的条纹波形。此时，谱计测部70将发光触发计数器的计数器值N设定为N+1。
接着，谱计测部70判定发光触发计数器的计数器值N是否是Ni的倍数(步骤S405)。谱计测部70在判定为计数器值N不是Ni的倍数的情况下(步骤S405：否)，返回步骤S404的处理。
在判定为计数器值N是Ni的倍数的情况下(步骤S405：是)，接着，谱计测部70对Ni个原始波形Or进行累计，生成累计波形Oi(步骤S406)。
接着，谱计测部70判定发光触发计数器的计数器值N是否与Ni和Na之积(Ni·Na)相同(N＝Ni·Na)(步骤S407)。谱计测部70在判定为不是N＝Ni·Na的情况下(步骤S407：否)，返回步骤S404的处理。
在判定为是N＝Ni·Na的情况下(步骤S407：是)，接着，谱计测部70生成对Na个累计波形Oi进行平均而得到的平均波形Oa(图8的步骤S408)。
接着，谱计测部70将平均波形Oa映射到谱空间，生成谱波形O(λ)(步骤S409)。
这里，以上那样生成的谱波形O(λ)成为受到谱线宽度计测器34A的装置函数I(λ)的影响而变形的谱波形。因此，即使根据谱波形O(λ)直接求出谱线宽度Δλ，该谱线宽度Δλ也与根据激光的真正的谱波形T(λ)得到的谱线宽度Δλ不同。为了进行准确的谱线宽度控制，需要求出激光的真正的谱波形T(λ)。
如果通过装置函数I(λ)对真正的谱波形T(λ)进行卷积积分而得到的结果是谱波形O(λ)，则理论上如果通过装置函数I(λ)对谱波形O(λ)进行去卷积处理，则得到真正的谱波形T(λ)。通过傅里叶变换、雅可比方法、高斯-塞德尔方法等的反复处理进行去卷积处理。
图6中示意地示出根据图4所示的作为谱线宽度计测器34A的谱计测器34的计测结果计算真正的谱波形的方法的一例。
首先，预先通过谱计测器34计测例如193nm的相干光的谱波形，将其存储在存储部73中(步骤S11)。相干光源的谱线宽度Δλ非常窄，因此，能够视为δ(delta)函数。因此，这里计测出的谱波形能够视为谱计测器34的装置函数I(λ)的实测值。
另一方面，根据谱计测器34的计测结果得到如上所述窄带化的激光的谱波形O(λ)(步骤S12)。使用装置函数I(λ)进行谱波形O(λ)的去卷积处理(步骤S13)后，能够求出真正的谱波形T(λ)。
因此，谱计测部70在步骤S409中生成谱波形O(λ)后，从存储部73读出谱线宽度计测器34A的装置函数I(λ)的数据(步骤S410)。接着，谱计测部70如以下的式子那样，通过去卷积处理计算真正的谱波形T(λ)(步骤S411)。*是表示卷积积分的记号，*-1表示去卷积处理。
T(λ)＝O(λ)*-1I(λ)
另外，去卷积处理是以下的运算处理。
函数f和函数g的卷积积分h＝f*g通过以下的式(2)表示。估计满足式(2)的关系的函数f的运算处理是函数h和函数g的去卷积处理，表示为f＝h*-1g。
[数式2]
Figure GDA0002758065330000111
接着，谱计测部70根据真正的谱波形T(λ)计算E95，向激光控制部2发送E95的数据作为谱线宽度Δλ(步骤S412)。然后，谱计测部70返回步骤S402的处理。
[1.3课题]
如上所述，在比较例的激光装置101中，在计测谱线宽度Δλ时，谱计测部70对由谱线宽度计测器34A计测出的Ni个谱的原始波形Or进行累计，计算累计波形Oi，并且对Na个累计波形Oi进行平均，生成平均波形Oa。谱计测部70将平均波形Oa映射到谱空间，生成谱波形O(λ)。然后，进行谱波形O(λ)和装置函数I(λ)的去卷积处理，计算真正的谱波形T(λ)。谱计测部70根据真正的谱波形T(λ)计算E95作为谱线宽度Δλ。
这样，在比较例的激光装置101中，在计算谱线宽度Δλ时进行去卷积处理，因此，处理花费时间，很难提高谱线宽度Δλ的计测速度和谱线宽度Δλ的控制速度。其结果，很难提高谱线宽度Δλ的稳定性。
<2.实施方式1>(使用校正函数计算谱线宽度的例子)
接着，对本公开的实施方式1的激光装置进行说明。另外，下面，对与上述比较例的激光装置101的结构要素大致相同的部分标注相同标号并适当省略说明。
[2.1结构]
实施方式1的激光装置的基本结构与上述比较例的激光装置101大致相同。但是，如以下说明的那样，谱计测部70计算谱线宽度Δλ的动作的一部分不同。
在实施方式1的激光装置中，谱计测部70求出根据谱线宽度计测器34A的计测结果得到的谱空间中的第1比例的面积，根据所求出的第1比例的面积计算激光的第1谱线宽度。这里，在计算E95作为谱线宽度Δλ的情况下，第1比例是95％。第1谱线宽度是后述谱线宽度E95raw。
谱计测部70根据校正函数F(x)对第1谱线宽度进行校正。谱计测部70向激光控制部2发送根据校正函数F(x)进行校正而得到的谱线宽度Δλ。这里，根据校正函数F(x)进行校正而得到的谱线宽度Δλ是后述谱线宽度E95calib。
谱计测部70的存储部73预先存储例如后述图15所示的校正函数F(x)。校正函数F(x)是预先计测由基准计测器计测出的激光的第2谱线宽度并表示该计测出的第2谱线宽度和第1谱线宽度的相关的相关函数。作为基准计测器，使用外部的谱计测器。外部的谱计测器可以是图4那样具有标准具的分光器，也可以是具有衍射光栅的分光器。
[2.2动作]
图9和图10是示出实施方式1的激光装置中的谱线宽度Δλ的计测动作的流程的一例的流程图。在实施方式1的激光装置中，代替图7和图8所示的谱线宽度Δλ的计测动作而实施图9和图10所示的计测动作。另外，在图9和图10中，对进行与图7和图8的流程图中的步骤相同的处理的步骤标注相同的步骤编号。
首先，谱计测部70从存储部73读入累计次数Ni和校正函数F(x)的数据(步骤S401A)。
然后，谱计测部70进行与图7的步骤S402～S407相同的处理，生成对Ni个原始波形Or进行累计而得到的累计波形Oi。另外，在累计次数Ni为1的情况下，不需要进行累计处理。
接着，根据累计波形Oi求出谱空间的面积，根据谱空间的面积计算谱线宽度E95raw(图10的步骤S421)。能够如后述图12那样求出谱空间的面积。谱线宽度E95raw是上述第1谱线宽度。
接着，谱计测部70使用校正函数F(x)，根据谱线宽度E95raw计算谱线宽度E95calib(步骤S422)。
接着，谱计测部70将计算出的谱线宽度E95calib作为E95，向激光控制部2发送E95的数据作为谱线宽度Δλ(步骤S423)。然后，谱计测部70返回步骤S402的处理。
图11中示意地以比较的方式示出图7和图8所示的比较例的激光装置101的谱线宽度Δλ的计算方法和图9和图10所示的实施方式1的激光装置的谱线宽度Δλ的计算方法。
图11的(A)示出比较例的激光装置101的谱线宽度Δλ的计算方法的概略。
在比较例的激光装置101中，谱计测部70进行由谱线宽度计测器34A计测出的Ni个条纹波形(原始波形Or)的累计和平均，生成平均波形Oa。接着，谱计测部70选择平均波形Oa中的一个平均波形Oa，将其映射到谱空间，生成谱波形O(λ)。然后，谱计测部70进行谱波形O(λ)和装置函数I(λ)的去卷积处理，计算真正的谱波形T(λ)。谱计测部70根据真正的谱波形T(λ)计算E95作为谱线宽度Δλ。
图11的(B)示出实施方式1的激光装置的谱线宽度Δλ的计算方法的概略。
在实施方式1的激光装置中，谱计测部70生成对由谱线宽度计测器34A计测出的Ni个条纹波形(原始波形Or)进行累计而得到的累计波形Oi。接着，谱计测部70根据累计波形Oi中的一个累计波形Oi计算谱线宽度E95′(E95raw)。接着，谱计测部70使用校正函数F(x)对谱线宽度E95′进行校正，计算谱线宽度E95(E95calib)。
这样，在实施方式1的激光装置中，与比较例的激光装置101相比，计算谱线宽度E95，而不进行基于由谱线宽度计测器34A计测出的条纹波形的针对谱空间的映射处理和去卷积处理。
图12中示意地示出实施方式1的激光装置中的基于条纹波形的谱空间的面积的计算方法的一例。
在实施方式1的激光装置中，不将由谱线宽度计测器34A计测出的条纹波形映射到谱空间，而如图12所示，使用以下的式(3)和(4)计算谱空间的整体面积S。
[数式3]
Figure GDA0002758065330000131
[数式4]
Figure GDA0002758065330000132
如图4所示，谱线宽度计测器34A包含图像传感器344。图像传感器344包含多个线传感器。多个线传感器按照通道(Ch：整数)顺序排列。通道相当于图像传感器344中的各线传感器的位置。在图12中，横轴示出图像传感器344中的线传感器的通道Ch。纵轴示出条纹波形的强度。
谱计测部70通过式(3)和(4)将条纹波形分割成多个分割波长区间(mavi-mavi+1)，计算多个分割波长区间各自的矩形和梯形状的分割面积并进行累计，由此计算谱空间的整体面积S。分割波长区间(mavi-mavi+1)相当于2个Chi、Chi+1之间的波长。
谱计测部70根据通过式(3)和(4)求出的谱空间的整体面积S，计算整体面积S的95％的宽度即谱线宽度E95raw。
图13中示意地示出实施方式1的激光装置中的基于条纹波形的谱线宽度E95(E95raw)的计算方法的第1例。图14中示意地示出实施方式1的激光装置中的基于条纹波形的谱线宽度E95(E95raw)的计算方法的第2例。在图13和图14中，横轴示出谱线宽度计测器34A的图像传感器344中的线传感器的通道Ch。纵轴示出条纹波形的强度。
在图13和图14中，设条纹波形的两端中的第1端部为Lch，设第2端部为Rch。此外，设条纹波形的峰值位置为Pch。
在计算谱线宽度E95raw的情况下，计算条纹波形的谱空间的整体面积S中的成为第1比例即95％的面积。通过确定谱空间的整体面积S中的成为5％的面积的位置，能够计算成为95％的面积。
谱计测部70确定从条纹波形的第1端部Lch累计的面积成为谱空间的整体面积S中的第2比例的第1波形位置L95、和条纹波形的整体面积S中的从第2端部Rch起累计的面积成为第2比例的第2波形位置R95。这里，在计算谱线宽度E95raw的情况下，第2比例是2.5％。谱空间的整体面积S中的2.5％的面积成为0.025S。由此，能够确定谱空间的整体面积S中的条纹波形的两端部的成为2.5％×2＝5％的面积的位置。
谱计测部70将条纹波形中的第1波形位置L95与第2波形位置R95之间的面积视为谱空间的整体面积S中的95％的面积，计算谱线宽度E95raw。
谱计测部70将条纹波形中的位于以中央位置为基准的规定范围内的部分的面积设为谱空间的整体面积S。这里，规定范围例如是图13和图14所示的±0.38次的范围。0.38次相当于0.5pm。
图13示出将条纹波形的峰值位置设为条纹波形的中央位置来计算谱线宽度E95raw的例子。
图14示出将根据条纹波形的半值全宽(FWHM)求出的作为波长中心的中央位置rm设为条纹波形的中央位置来计算谱线宽度E95raw的例子。设半值全宽的两端位置为r1、r2，能够通过以下的式子求出半值全宽的中央位置rm。
rm2＝(r12+r22)/2
此外，也可以将条纹波形的中央位置设为与条纹波形的重心相当的位置来计算谱线宽度E95raw。
图15中概略地示出谱线宽度Δλ的计算中使用的校正函数F(x)的一例。
在图15中，横轴是实施方式1的激光装置中内部计测出的E95，相当于上述谱线宽度E95raw。纵轴是通过外部的谱计测器外部计测出的E95。
校正函数F(x)例如可以是ax+b这样的将a、b设为常数的1次式，也可以是2次式或3次式，还可以是高次的函数。进而，可以是ax2+bx2+c这样的将a、b、c设为常数的多项式。或者，也可以是aebx这样的将a、b设为常数的指数函数。
此外，在校正函数F(x)中，也可以包含还对波长依赖进行校正的系数。例如，设波长为WL，设a、b、c为常数，校正函数F(x)也可以是以下这种函数。
F(E95、WL)＝a·WL+b·E95+c
此外，在校正函数F(x)中，也可以包含还对谱非对称性依赖进行校正的系数。例如，设谱非对称性为Asym，设a、b、c为常数，校正函数F(x)也可以是以下这种函数。
F(E95、Asym)＝a·Asym+b·E95+c
其他动作可以与上述比较例的激光装置101大致相同。
[2.3作用/效果]
根据实施方式1的激光装置，在计算作为谱线宽度Δλ的E95时，不实施映射处理和去卷积处理，因此，谱线宽度Δλ的计测速度和谱线宽度Δλ的控制速度提高。其结果，能够提高谱线宽度Δλ的稳定性。此外，通过校正函数F(x)的校正，能够确保充分的计测精度。
<3.实施方式2>(对校正函数进行更新的例子)
接着，对本公开的实施方式2的激光装置进行说明。另外，下面，对与上述比较例或实施方式1的激光装置的结构要素大致相同的部分标注相同标号并适当省略说明。
[3.1结构]
实施方式2的激光装置的基本结构与上述比较例的激光装置101大致相同。但是，如以下说明的那样，谱计测部70计算谱线宽度Δλ的动作的一部分不同。
[3.2动作]
在实施方式2的激光装置中，与实施方式1的激光装置同样，谱计测部70使用校正函数F(x)计算E95作为谱线宽度Δλ。在实施方式2的激光装置中，进而，谱计测部70进行更新校正函数F(x)的处理。
谱计测部70对根据条纹波形求出的第1谱波形进行去卷积处理，由此计算第2谱波形，根据计算出的第2谱波形计算第3谱线宽度。这里，第1谱波形是后述图17的步骤S426中生成的谱波形O(λ)。第2谱波形是后述图17的步骤S428中计算出的真正的谱波形T(λ)。第3谱线宽度是后述图17的步骤S429中计算出的谱线宽度E95deco。
谱计测部70根据基于校正函数F(x)进行校正后的第1谱线宽度与第3谱线宽度的关系，进行校正函数F(x)的更新处理。谱计测部70定期地反复进行校正函数F(x)的更新处理。具体而言，进行以下的处理。
图16和图17是示出实施方式2的激光装置中的谱线宽度Δλ的计测动作的流程的一例的流程图。在实施方式2的激光装置中，代替图7和图8所示的谱线宽度Δλ的计测动作而实施图9和图10所示的计测动作。另外，在图16和图17中，对进行与图7和图8的流程图中的步骤相同的处理的步骤标注相同的步骤编号。
首先，谱计测部70从存储部73读入累计次数Ni、平均次数Na和校正函数F(x)的数据(步骤S401B)。
然后，谱计测部70进行与图7的步骤S402～S406相同的处理，生成对Ni个原始波形Or进行累计而得到的累计波形Oi。
接着，根据累计波形Oi求出谱空间的面积，根据谱空间的面积计算谱线宽度E95raw(图17的步骤S421)。与上述实施方式1同样，能够如图12那样求出谱空间的面积。谱线宽度E95raw是上述第1谱线宽度。
接着，谱计测部70使用校正函数F(x)，根据谱线宽度E95raw计算谱线宽度E95calib(步骤S422)。
接着，谱计测部70将计算出的谱线宽度E95calib为E95，向激光控制部2发送E95的数据作为谱线宽度Δλ(步骤S423)。
接着，谱计测部70判定发光触发计数器的计数器值N是否与Ni和Na之积(Ni·Na)相同(N＝Ni· Na)(步骤S424)。谱计测部70在判定为不是N＝Ni· Na的情况下(步骤S424：否)，返回步骤S403的处理。
在判定为是N＝Ni· Na的情况下(步骤S424：是)，接着，谱计测部70进行步骤S425～S428的处理。步骤S425～S428的处理与图7的步骤S408～S411相同。
接着，谱计测部70根据真正的谱波形T(λ)计算谱线宽度E95deco。接着，谱计测部70根据步骤S422、S423中计算出的E95(E95calib)与谱线宽度E95deco的关系对校正函数F(x)进行更新而存储在存储部73中(步骤S429)。然后，谱计测部70返回步骤S402的处理。
另外，在以上的说明中，说明了按照每个计数器值N每次实施校正函数F(x)的更新的情况，但是，也可以按照计数器值N的2倍(2N)、3倍(3N)这样，在多次计算E95时，仅实施一次校正函数F(x)的更新。
其他动作可以与上述比较例的激光装置101或上述实施方式1的激光装置大致相同。
[3.3作用/效果]
根据实施方式2的激光装置，与实施方式1同样，使用校正函数F(x)计算谱线宽度Δλ，因此，谱线宽度Δλ的计测速度和谱线宽度Δλ的控制速度提高。其结果，能够提高谱线宽度Δλ的稳定性。进而，定期地对校正函数F(x)进行更新，因此，能够进一步提高谱线宽度Δλ的计测精度。
<4.实施方式3>(电子器件的制造方法)
上述实施方式1或2的激光装置能够应用于半导体器件等电子器件的制造方法。下面对具体例进行说明。
图18概略地示出半导体器件的制造中使用的曝光装置4的一个结构例。
在图18中，曝光装置4包含照明光学系统40和投影光学系统41。
照明光学系统40通过从激光系统1入射的激光对掩模版台RT的掩模版图案进行照明。另外，作为激光系统1，能够应用上述实施方式1～3的激光装置。
投影光学系统41对透射过掩模版的激光进行缩小投影，使其在被配置于工件台WT上的未图示的工件上成像。
工件是被涂布了光刻胶的半导体晶片等感光基板。
曝光装置4使掩模版台RT和工件台WT同步地平行移动，由此在工件上曝光反映了掩模版图案的激光。
利用以上这种曝光工序制造半导体器件。通过以上这种曝光工序在半导体晶片上转印器件图案，由此，能够制造半导体器件。
<5.其他>
上述说明不是限制，而是简单的例示。因此，本领域技术人员明白能够在不脱离权利要求书的情况下对本公开的实施方式施加变更。此外，本领域技术人员还明白组合使用本公开的实施方式。
只要没有明确记载，则本说明书和权利要求书整体所使用的用语应该解释为“非限定性”用语。例如，“包含”或“所包含”这样的用语应该解释为“不限于记载为所包含的部分”。“具有”这样的用语应该解释为“不限于记载为所具有的部分”。此外，不定冠词“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。此外，“A、B和C中的至少一方”这样的用语应该解释为“A”“B”“C”“A+B”“A+C”“B+C”或“A+B+C”。进而，应该解释为还包含它们和“A”“B”“C”以外的部分的组合。

Claims (9)

1.一种准分子激光装置，其具有：
标准具分光器，其计测激光的条纹波形；以及
控制器，其求出所述条纹波形的全部面积中的第1比例的面积，根据所求出的所述第1比例的面积计算所述激光的第1谱线宽度，并且，根据相关函数对所述第1谱线宽度进行校正，该相关函数表示由基准计测器计测出的所述激光的第2谱线宽度与所述第1谱线宽度的相关，
所述控制器对根据所述条纹波形求出的第1谱波形进行去卷积处理，由此计算第2谱波形，根据计算出的所述第2谱波形计算第3谱线宽度，
所述控制器根据基于所述相关函数进行校正后的所述第1谱线宽度与所述第3谱线宽度的关系，进行所述相关函数的更新处理。
2.根据权利要求1所述的准分子激光装置，其中，
所述控制器将所述条纹波形中的位于以中央位置为基准的规定范围内的部分的面积，作为所述条纹波形的全部面积。
3.根据权利要求2所述的准分子激光装置，其中，
所述控制器将所述条纹波形的峰值位置作为所述条纹波形的所述中央位置。
4.根据权利要求2所述的准分子激光装置，其中，
所述控制器将所述条纹波形的半值全宽的中央位置作为所述条纹波形的所述中央位置。
5.根据权利要求1所述的准分子激光装置，其中，
所述控制器将所述条纹波形分割成多个分割波长区间，计算所述多个分割波长区间各自的分割面积并进行累计，由此计算所述第1比例的面积。
6.根据权利要求1所述的准分子激光装置，其中，
所述控制器确定从所述条纹波形的第1端部起累计的面积成为所述全部面积中的第2比例的第1波形位置和从所述条纹波形的第2端部起累计的面积成为所述第2比例的第2波形位置，
将所述条纹波形中的所述第1波形位置与所述第2波形位置之间的面积视为所述第1比例的面积，计算所述第1谱线宽度。
7.根据权利要求1所述的准分子激光装置，其中，
所述第1比例是所述全部面积的95％。
8.根据权利要求1所述的准分子激光装置，其中，
所述控制器反复进行所述相关函数的更新处理。
9.一种电子器件的制造方法，包含以下步骤：
通过激光系统生成激光，
将所述激光输出到曝光装置，
通过所述曝光装置在感光基板上曝光所述激光，以制造电子器件，
其中，所述激光系统具有：
标准具分光器，其计测所述激光的条纹波形；以及
控制器，其求出所述条纹波形的全部面积中的第1比例的面积，根据所求出的所述第1比例的面积计算所述激光的第1谱线宽度，并且，根据相关函数对所述第1谱线宽度进行校正，该相关函数表示由基准计测器计测出的所述激光的第2谱线宽度与所述第1谱线宽度的相关，
所述控制器对根据所述条纹波形求出的第1谱波形进行去卷积处理，由此计算第2谱波形，根据计算出的所述第2谱波形计算第3谱线宽度，
所述控制器根据基于所述相关函数进行校正后的所述第1谱线宽度与所述第3谱线宽度的关系，进行所述相关函数的更新处理。
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