CN116998070A - 激光装置、激光的谱的评价方法和电子器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

能够与曝光装置连接的激光装置具有:分光器,其根据从激光装置输出的激光的干涉图案生成计测波形;以及处理器,其构成为使用计测波形计算表示波长与光强度之间的关系的第1谱波形,计算第1谱波形的波长区域中包含的代表波长,使用第1积分值计算第1谱波形的评价值,该第1积分值是针对波长区域对从代表波长起的波长偏差的函数与光强度之积进行积分而得到的。

Description

激光装置、激光的谱的评价方法和电子器件的制造方法
技术领域
本公开涉及激光装置、激光的谱的评价方法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,从曝光用光源发射的光的短波长化得以发展。例如,作为曝光用的气体激光装置,使用输出波长大约为248nm的激光的KrF准分子激光装置、以及输出波长大约为193nm的激光的ArF准分子激光装置。
KrF准分子激光装置和ArF准分子激光装置的自然振荡光的谱线宽度较宽,大约为350~400pm。因此,在利用使KrF和ArF激光这样的紫外线透过的材料构成投影透镜时,有时会产生色差。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差的程度。因此,在气体激光装置的激光谐振器内,为了使谱线宽度窄带化,有时具有包含窄带化元件(标准具、光栅等)的窄带化模块(Line NarrowingModule:LNM)。下面,将谱线宽度被窄带化的气体激光装置称为窄带化气体激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2011/200922号说明书
专利文献2:美国专利申请公开第2012/057144号说明书
发明内容
本公开的1个观点的激光装置能够与曝光装置连接,其中,激光装置具有:分光器,其根据从激光装置输出的激光的干涉图案生成计测波形;以及处理器,其构成为使用计测波形计算表示波长与光强度之间的关系的第1谱波形,计算第1谱波形的波长区域中所包含的代表波长,使用第1积分值计算第1谱波形的评价值,该第1积分值是针对波长区域对从代表波长起的波长偏差的函数与光强度之积进行积分而得到的。
本公开的1个观点的激光的谱的评价方法包含以下步骤:根据从能够与曝光装置连接的激光装置输出的激光的干涉图案生成计测波形,使用计测波形计算表示波长与光强度之间的关系的第1谱波形,计算第1谱波形的波长区域中所包含的代表波长,使用第1积分值计算第1谱波形的评价值,该第1积分值是针对波长区域对从代表波长起的波长偏差的函数与光强度之积进行积分而得到的。
本公开的1个观点的电子器件的制造方法包含以下步骤:通过激光装置生成激光;将激光输出到曝光装置;以及在曝光装置内,在感光基板上使激光进行曝光以制造电子器件,激光装置具有:分光器,其根据从能够与曝光装置连接的激光装置输出的激光的干涉图案生成计测波形;以及处理器,其构成为使用计测波形计算表示波长与光强度之间的关系的第1谱波形,计算第1谱波形的波长区域中包含的代表波长,使用第1积分值计算第1谱波形的评价值,该第1积分值是针对波长区域对从代表波长起的波长偏差的函数与光强度之积进行积分而得到的。
附图说明
下面,参照附图将本公开的若干个实施方式仅作为例子进行说明。
图1概略地示出比较例中的曝光系统的结构。
图2示意地示出比较例的激光装置的结构。
图3是说明比较例中的谱计测控制处理器的功能的框图。
图4是示出比较例中的谱线宽度E95的计测的步骤的流程图。
图5是示出激光的估计谱波形I(λ)的例子的曲线图。
图6是示出激光的谱波形的另一例的曲线图。
图7是示出图6所示的谱波形#1所表示的激光在曝光装置中的焦点位置的分布的曲线图。
图8是示出图6所示的谱波形#2所表示的激光在曝光装置中的焦点位置的分布的曲线图。
图9是示出图6所示的谱波形#3所表示的激光在曝光装置中的焦点位置的分布的曲线图。
图10是示出激光的谱波形的又一例的曲线图。
图11是示出激光的谱波形的又一例的曲线图。
图12示出在成像性能的评价中使用的长方形的成像图案。
图13是示出曝光装置中的成像性能的仿真结果的曲线图。
图14是示出曝光装置中的成像性能的仿真结果的曲线图。
图15示意地示出本公开的实施方式的激光装置的结构。
图16是示出实施方式中的谱评价值V的计测的步骤的流程图。
图17示出在谱评价值V和谱线宽度E95的有用性的比较中使用的成像图案。
图18是示出图17的成像图案中的谱线宽度E95与ΔCD之间的关系的曲线图。
图19是示出图17的成像图案中的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。
图20示出在谱评价值V和谱线宽度E95的有用性的比较中使用的另一个成像图案。
图21是示出图20的成像图案中的谱线宽度E95与ΔCD之间的关系的曲线图。
图22是示出图20的成像图案中的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。
图23是示出图17的成像图案中的式4的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。
图24是示出图20的成像图案中的式4的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。
图25是示出实施方式中的谱控制的步骤的流程图。
图26概略地示出谱波形调整器的变形例的结构。
图27概略地示出谱波形调整器的变形例的结构。
具体实施方式
<内容>
1.比较例
1.1曝光装置100的结构
1.2曝光装置100的动作
1.3激光装置1的结构
1.3.1激光振荡器20
1.3.2监视器模块16
1.3.3各种处理装置
1.4动作
1.4.1激光控制处理器30
1.4.2激光振荡器20
1.4.3监视器模块16
1.4.4波长计测控制部50
1.4.5谱计测控制处理器60
1.5比较例的课题
2.对估计谱波形I(λ)与波长偏差的函数(λ-λc)2之积进行积分来计算谱评价值V的激光装置1a
2.1结构
2.2谱评价值V的计测动作
2.3与谱线宽度E95之间的比较
2.4谱评价值V的变形例
2.5 谱控制的动作
2.6 谱波形调整器的变形例
2.6.1结构
2.6.2动作
2.6.3其他结构例
2.7作用
3.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
图1概略地示出比较例中的曝光系统的结构。本公开的比较例是申请人认识到只有申请人知道的方式,不是申请人自己承认的公知例。
曝光系统包含激光装置1和曝光装置100。激光装置1包含激光控制处理器30。激光控制处理器30是包含存储有控制程序的存储器132和执行控制程序的CPU(centralprocessing unit:中央处理单元)131的处理装置。激光控制处理器30为了执行本公开中包含的各种处理而被特别地构成或被进行过编程。激光装置1构成为朝向曝光装置100输出激光。
1.1曝光装置100的结构
曝光装置100包含照明光学系统101、投影光学系统102和曝光控制处理器110。
照明光学系统101通过从激光装置1入射的激光对被配置于掩模版台RT上的未图示的掩模版的掩模版图案进行照明。
投影光学系统102使透过掩模版的激光缩小投影,使其在被配置于工件台WT上的未图示的工件上成像。工件是被涂布了抗蚀剂膜的半导体晶片等感光基板。
曝光控制处理器110是包含存储有控制程序的存储器112和执行控制程序的CPU111的处理装置。曝光控制处理器110为了执行本公开中包含的各种处理而被特别地构成或被进行过编程。曝光控制处理器110使曝光装置100的控制得到统一,并且与激光控制处理器30之间发送接收各种数据和各种信号。
1.2曝光装置100的动作
曝光控制处理器110将波长的目标值的数据、脉冲能量的目标值的数据和触发信号发送到激光控制处理器30。激光控制处理器30按照这些数据和信号对激光装置1进行控制。
曝光控制处理器110使掩模版台RT和工件台WT同步地向彼此相反的方向平行移动。由此,利用反映了掩模版图案的激光对工件进行曝光。
通过这种曝光工序在半导体晶片上转印掩模版图案。然后,能够通过经由多个工序制造电子器件。
1.3激光装置1的结构
图2示意地示出比较例的激光装置1的结构。激光装置1包含激光振荡器20、电源12、监视器模块16、激光控制处理器30、波长计测控制部50和谱计测控制处理器60。激光装置1能够与曝光装置100连接。
1.3.1激光振荡器20
激光振荡器20包含激光腔10、放电电极11a、窄带化模块14和谱波形调整器15a。
窄带化模块14和谱波形调整器15a构成激光谐振器。激光腔10被配置于激光谐振器的光路上。在激光腔10的两端设置有窗口10a和10b。在激光腔10的内部配置有放电电极11a和与其成对的未图示的放电电极。未图示的放电电极位于在与纸面垂直的V轴方向上与放电电极11a重叠的位置。在激光腔10中例如被封入有包含作为稀有气体的氩气或氪气、作为卤素气体的氟气、作为缓冲气体的氖气等的激光气体。
电源12包含开关13,并且与放电电极11a和未图示的充电器连接。
窄带化模块14包含多个棱镜14a和14b以及光栅14c。棱镜14b被支承于旋转台14e。旋转台14e构成为,按照从波长驱动器51输出的驱动信号使棱镜14b绕与V轴平行的轴旋转。通过使棱镜14b旋转,窄带化模块14的选择波长发生变化。
谱波形调整器15a包含柱面平凸透镜15b、柱面平凹透镜15c和直线台15d。柱面平凹透镜15c位于激光腔10与柱面平凸透镜15b之间。
柱面平凸透镜15b和柱面平凹透镜15c被配置成,柱面平凸透镜15b的凸面和柱面平凹透镜15c的凹面相对。柱面平凸透镜15b的凸面和柱面平凹透镜15c的凹面分别具有与V轴方向平行的焦点轴。位于柱面平凸透镜15b的凸面的相反侧的平坦面被涂敷有部分反射膜。
1.3.2监视器模块16
监视器模块16被配置于谱波形调整器15a与曝光装置100之间的激光的光路上。监视器模块16包含分束器16a、16b和17a、能量传感器16c、高反射镜17b、波长检测器18和分光器19。
分束器16a位于从谱波形调整器15a输出的激光的光路上。分束器16a构成为,使从谱波形调整器15a输出的激光的一部分朝向曝光装置100以高透射率透过,并且使另外一部分反射。分束器16b位于被分束器16a反射的激光的光路上。能量传感器16c位于被分束器16b反射的激光的光路上。
分束器17a位于透过分束器16b后的激光的光路上。高反射镜17b位于被分束器17a反射的激光的光路上。
波长检测器18被配置于透过分束器17a后的激光的光路上。波长检测器18包含扩散板18a、标准具18b、聚光透镜18c和线传感器18d。
扩散板18a位于透过分束器17a后的激光的光路上。扩散板18a构成为在表面具有多个凹凸,使激光透过并且使其扩散。
标准具18b位于透过扩散板18a后的激光的光路上。标准具18b包含2枚部分反射镜。2枚部分反射镜具有规定距离的气隙而对置,隔着间隔件被贴合。
聚光透镜18c位于透过标准具18b后的激光的光路上。
线传感器18d位于透过聚光透镜18c后的激光的光路上,且位于聚光透镜18c的焦点面。线传感器18d是包含一维排列的多个受光元件的光分布传感器。或者,也可以代替线传感器18d而使用包含二维排列的多个受光元件的图像传感器作为光分布传感器。线传感器18d也可以具有未图示的处理器。
线传感器18d接收由标准具18b和聚光透镜18c形成的干涉条纹。干涉条纹是激光的干涉图案,具有同心圆状的形状,从该同心圆的中心起的距离的平方与波长的变化成比例。未图示的处理器也可以构成为,对反映了干涉图案的数据进行统计处理并输出。
分光器19被配置于被高反射镜17b反射的激光的光路上。分光器19包含扩散板19a、标准具19b、聚光透镜19c和线传感器19d。线传感器19d也可以具有未图示的处理器。这些结构分别与波长检测器18中包含的扩散板18a、标准具18b、聚光透镜18c和线传感器18d相同。但是,标准具19b具有比标准具18b小的自由光谱范围。此外,聚光透镜19c具有比聚光透镜18c长的焦距。
1.3.3各种处理装置
谱计测控制处理器60是包含存储有控制程序的存储器61、执行控制程序的CPU62以及计数器63的处理装置。谱计测控制处理器60为了执行本公开中包含的各种处理而被特别地构成或被进行过编程。谱计测控制处理器60相当于本公开中的处理器。
存储器61还存储用于计算谱线宽度的各种数据。各种数据包含分光器19的装置函数S(λ)。计数器63对包含从能量传感器16c输出的脉冲能量的数据的电信号的接收次数进行计数,由此对激光的脉冲数进行计数。或者,计数器63也可以对从激光控制处理器30输出的振荡触发信号进行计数,由此对激光的脉冲数进行计数。
波长计测控制部50是包含存储有控制程序的未图示的存储器、执行控制程序的未图示的CPU、以及未图示的计数器的处理装置。与计数器63同样,波长计测控制部50中包含的计数器也对激光的脉冲数进行计数。
在本公开中,将激光控制处理器30、波长计测控制部50和谱计测控制处理器60作为不同的结构要素进行说明,但是,激光控制处理器30也可以兼用作波长计测控制部50和谱计测控制处理器60。
1.4动作
1.4.1激光控制处理器30
激光控制处理器30从曝光装置100中包含的曝光控制处理器110接收激光的目标脉冲能量和目标波长的设定数据。
激光控制处理器30从曝光控制处理器110接收触发信号。
激光控制处理器30根据目标脉冲能量,将被施加给放电电极11a的施加电压的设定数据发送到电源12。激光控制处理器30将目标波长的设定数据发送到波长计测控制部50。此外,激光控制处理器30将基于触发信号的振荡触发信号发送到电源12中包含的开关13。
1.4.2激光振荡器20
开关13在从激光控制处理器30接收到振荡触发信号后成为接通状态。在开关13成为接通状态后,电源12根据被未图示的充电器充电的电能生成脉冲状的高电压,将该高电压施加给放电电极11a。
在对放电电极11a施加高电压后,在激光腔10的内部引起放电。通过该放电的能量,激光腔10的内部的激光介质被激励而向高能级跃迁。然后,被激励的激光介质向低能级跃迁时,发出与该能级差对应的波长的光。
在激光腔10的内部产生的光经由窗口10a和10b向激光腔10的外部出射。利用棱镜14a和14b使从激光腔10的窗口10a出射的光的射束宽度扩大,并使其入射到光栅14c。
从棱镜14a和14b入射到光栅14c的光被光栅14c的多个槽反射,并且向与光的波长对应的方向衍射。
棱镜14a和14b使来自光栅14c的衍射光的射束宽度缩小,并且使该光经由窗口10a返回到激光腔10。
谱波形调整器15a使从激光腔10的窗口10b出射的光中的一部分透过并将其输出,使另外一部分反射而经由窗口10b返回到激光腔10的内部。
这样,从激光腔10出射的光在窄带化模块14与谱波形调整器15a之间往返,每当通过激光腔10的内部的放电空间时被放大。该光每当通过窄带化模块14而折返时被窄带化。以此方式进行激光振荡而被窄带化的光作为激光从谱波形调整器15a输出。
谱波形调整器15a中包含的直线台15d按照从谱驱动器64输出的驱动信号,使柱面平凹透镜15c沿着激光腔10与柱面平凸透镜15b之间的光路移动。由此,从谱波形调整器15a向窄带化模块14行进的光的波面发生变化。通过使波面发生变化,激光的谱波形和谱线宽度发生变化。
1.4.3监视器模块16
能量传感器16c检测激光的脉冲能量,将脉冲能量的数据输出到激光控制处理器30、波长计测控制部50和谱计测控制处理器60。脉冲能量的数据被激光控制处理器30用来对被施加给放电电极11a的施加电压的设定数据进行反馈控制。此外,包含脉冲能量的数据的电信号能够被波长计测控制部50和谱计测控制处理器60用来分别对脉冲数进行计数。
波长检测器18根据线传感器18d中包含的受光元件各自的光量生成干涉条纹的波形数据。波长检测器18也可以将对受光元件各自的光量进行累计而得到的累计波形设为干涉条纹的波形数据。波长检测器18也可以多次生成累计波形,将对多个累计波形进行平均而得到的平均波形设为干涉条纹的波形数据。
波长检测器18根据从波长计测控制部50输出的数据输出触发,将干涉条纹的波形数据发送到波长计测控制部50。
分光器19生成反映了接收到干涉条纹的线传感器19d中包含的受光元件各自的光量的原始波形。或者,分光器19生成按照Ni个脉冲对原始波形进行累计而得到的累计波形Oi。分光器19生成Na次累计波形Oi,生成对Na个累计波形Oi进行平均而得到的平均波形Oa。累计脉冲数Ni例如为5个脉冲以上且8个脉冲以下,平均化次数Na例如为5次以上且8次以下。
谱计测控制处理器60进行累计脉冲数Ni和平均化次数Na的计数,分光器19也可以按照从谱计测控制处理器60输出的触发信号生成累计波形Oi和平均波形Oa。谱计测控制处理器60的存储器61也可以存储累计脉冲数Ni和平均化次数Na的设定数据。原始波形、累计波形Oi和平均波形Oa中的至少一方相当于本公开中的计测波形。
分光器19从平均波形Oa中提取与自由光谱范围相当的一部分波形。提取出的一部分波形示出从构成干涉条纹的同心圆的中心起的距离与光强度之间的关系。分光器19将该波形坐标转换为波长与光强度之间的关系,由此取得计测谱波形O(λ)。把将平均波形Oa的一部分坐标转换为波长与光强度之间的关系称为针对谱空间的映射。计测谱波形O(λ)相当于本公开中的第2谱波形。
分光器19根据从谱计测控制处理器60输出的数据输出触发,将计测谱波形O(λ)发送到谱计测控制处理器60。
累计波形Oi的计算处理、平均波形Oa的计算处理、以及通过针对谱空间的映射来取得计测谱波形O(λ)的处理中的任意方或全部也可以不由分光器19进行,而由谱计测控制处理器60进行。生成平均波形Oa的处理和取得计测谱波形O(λ)的处理这双方也可以不由分光器19进行,而由谱计测控制处理器60进行。
1.4.4波长计测控制部50
波长计测控制部50从激光控制处理器30接收目标波长的设定数据。此外,波长计测控制部50使用从波长检测器18输出的干涉条纹的波形数据计算激光的中心波长。波长计测控制部50根据目标波长和计算出的中心波长向波长驱动器51输出控制信号,由此对激光的中心波长进行反馈控制。
1.4.5谱计测控制处理器60
谱计测控制处理器60从分光器19接收计测谱波形O(λ)。或者,谱计测控制处理器60也可以从分光器19接收原始波形,对原始波形进行累计和平均化,进行针对谱空间的映射,取得计测谱波形O(λ)。或者,谱计测控制处理器60也可以从分光器19接收累计波形Oi,对累计波形Oi进行平均化,进行针对谱空间的映射,取得计测谱波形O(λ)。或者,谱计测控制处理器60也可以从分光器19接收平均波形Oa,将平均波形Oa映射到谱空间,取得计测谱波形O(λ)。
谱计测控制处理器60根据计测谱波形O(λ),如以下那样计算估计谱波形I(λ)。
图3是说明比较例中的谱计测控制处理器60的功能的框图。
分光器19具有装置固有的计测特性,该计测特性作为波长λ的函数而用装置函数S(λ)表示。这里,具有未知的谱波形T(λ)的激光入射到具有装置函数S(λ)的分光器19而被计测的情况下的计测谱波形O(λ)如以下的式1那样用未知的谱波形T(λ)和装置函数S(λ)的卷积积分表示。
即,卷积积分意味着2个函数的合成积。
卷积积分能够使用记号*如以下那样表示。
O(λ)=T(λ)*S(λ)
如下所述,计测谱波形O(λ)的傅里叶变换F(O(λ))与2个函数T(λ)和S(λ)各自的傅里叶变换F(T(λ))和F(S(λ))之积相等。
F(O(λ))=F(T(λ))×F(S(λ))
将其称为卷积定理。
谱计测控制处理器60预先测定分光器19的装置函数S(λ),将其保持于存储器61。为了测定装置函数S(λ),使如下的相干光入射到分光器19,该相干光具有与从激光装置1输出的激光的中心波长大致相同的波长,且具有大致能够视为δ函数的窄谱线宽度。能够将分光器19计测的相干光的计测谱波形设为装置函数S(λ)。
谱计测控制处理器60中包含的CPU62利用分光器19的装置函数S(λ)对激光的计测谱波形O(λ)进行逆卷积积分。逆卷积积分意为对满足卷积积分的式子的未知的函数进行估计的运算处理。将通过逆卷积积分得到的波形设为估计谱波形I(λ)。估计谱波形I(λ)相当于本公开中的第1谱波形,表示估计出的未知的谱波形T(λ)的波长与光强度之间的关系。估计谱波形I(λ)使用表示逆卷积积分的记号*-1如以下那样表示。
I(λ)=O(λ)*-1S(λ)
逆卷积积分在理论上能够如以下那样计算。首先,根据卷积的定理导出以下的式子。
F(I(λ))=F(O(λ))/F(S(λ))
对该式子的两边进行傅里叶逆变换,由此得到逆卷积积分的计算结果。即,在将傅里叶逆变换的记号设为F-1时,估计谱波形I(λ)如以下那样表示。
I(λ)=F-1(F(O(λ))/F(S(λ)))
但是,在实际的数值计算中,使用了傅里叶变换和傅里叶逆变换的逆卷积积分容易受到计测数据中包含的噪声成分的影响。因此,优选使用雅可比法(Jacobi Method)、高斯-赛德尔法(Gauss-Seidel Method)等能够抑制噪声成分的影响的迭代法来计算逆卷积积分。
图4是示出比较例中的谱线宽度E95的计测的步骤的流程图。谱计测控制处理器60如以下那样根据激光的干涉图案生成累计波形Oi和平均波形Oa,计算估计谱波形I(λ)和谱线宽度E95。谱线宽度E95的定义参照图5在后面叙述。
在S331中,谱计测控制处理器60从存储器61读入累计脉冲数Ni和平均化次数Na。
在S332中,谱计测控制处理器60接收反映了线传感器19d中包含的受光元件各自的光量的原始波形,按照Ni个脉冲进行累计,由此生成累计波形Oi。
在S333中,谱计测控制处理器60生成Na次累计波形Oi,生成对Na个累计波形Oi进行平均而得到的平均波形Oa。
在S334中,谱计测控制处理器60将平均波形Oa映射到谱空间,由此生成计测谱波形O(λ)。
在S335中,谱计测控制处理器60从存储器61读入分光器19的装置函数S(λ)。
在S336中,谱计测控制处理器60利用装置函数S(λ)对计测谱波形O(λ)进行逆卷积积分,由此计算估计谱波形I(λ)。
在S337中,谱计测控制处理器60根据估计谱波形I(λ)计算谱线宽度E95。被计算的谱线宽度也可以不是E95,可以是半值全宽。
在S337之后,谱计测控制处理器60结束本流程图的处理。
谱计测控制处理器60经由激光控制处理器30从曝光控制处理器110接收谱线宽度E95的目标值。谱计测控制处理器60根据谱线宽度E95的目标值和计算出的谱线宽度E95向谱驱动器64发送控制信号,对谱波形调整器15a进行控制,由此对谱线宽度E95进行反馈控制。
图5是示出激光的估计谱波形I(λ)的例子的曲线图。图5的横轴表示从中心波长起的波长偏差Δλ。估计谱波形I(λ)是表示估计谱波形I(λ)的波长区域中包含的每个波长成分的光强度的波形。将在某个波长范围内对估计谱波形I(λ)进行积分而得到的值称为该波长范围内的谱能量。将占据估计谱波形I(λ)的波长区域整体的谱能量中的95%的部分的全宽称为谱线宽度E95。在图5中示出谱线宽度E95为0.3pm的激光的估计谱波形I(λ)。
由于透镜的表面处的折射角根据激光的波长而不同,因此,当谱波形不同时,曝光装置100中的曝光性能不同。通过根据目标值对谱线宽度E95进行控制,能够使曝光性能变得稳定。
1.5比较例的课题
图6是示出激光的谱波形的另一例的曲线图。图6的横轴表示从中心波长起的波长偏差Δλ。图6所示的谱波形#1~#3的谱线宽度E95均为0.3pm,但是,这些谱波形#1~#3的形状彼此不同。谱波形#1是中心波长和峰值波长一致的谱分布。谱波形#2是峰值波长比中心波长向长波长侧偏移的非对称的谱分布。这里所说的中心波长例如是具有峰值强度的1/e2以上的光强度的波长宽度的中心。谱波形#3为对称形,但是,是峰值波长分离成2个的谱分布。
图7~图9是示出以图6所示的谱波形#1~#3所表示的激光的曝光装置100中的焦点位置的分布的曲线图。在图7~图9中,纵轴分别表示沿着图1所示的Z轴的焦点位置,横轴分别表示对焦于各焦点位置的波长成分的光强度。将曝光装置100的投影光学系统102的纵向色差设为250nm/pm。即,将每1pm波长差的焦点位置之差设为250nm。
图7~图9所示的焦点位置的分布形状大致直接对应于图6所示的谱波形#1~#3的形状。在图7中,成为对焦于Z=0的位置的波长成分最多的分布形状。在图8中,成为焦点重心位于比Z=0更靠+方向侧的位置的非对称的分布形状。在图9中,成为对焦的波长成分的峰值分离成2处位置的分布形状。
这样,即使谱线宽度E95相同,曝光装置100中的焦点位置的分布形状也不同,曝光性能有时不同。
图10和图11是示出激光的谱波形的又一例的曲线图。在图10和图11中,横轴分别表示从中心波长起的波长偏差Δλ。图10所示的谱波形#4~#6和图11所示的谱波形#7~#9的谱线宽度E95均为0.3pm,但是,这些谱波形#4~#9的形状彼此不同。谱波形#4~#6具有峰值波长比中心波长向长波长侧偏移的非对称的谱分布,中心波长与峰值波长之差彼此不同。谱波形#7~#9为对称形,但是,谱波形#7与高斯分布状的谱波形#1(参照图6)相比,峰值附近的曲线平缓。谱波形#8和#9具有峰值波长分离成2个的谱分布,中心波长与峰值波长之差彼此不同。
使用谱波形#4~#9,如以下那样评价曝光装置100中的成像性能。
图12示出在成像性能的评价中使用的长方形的成像图案。在使用了高斯分布状的谱波形#1的情况下,使用以通过投影光学系统102在晶片面形成横向尺寸38nm、纵向尺寸76nm的长方形的成像图案的方式设计的掩模。将投影光学系统102的纵向色差设为250nm/pm。在使用了谱波形#4~#9的情况下,通过仿真而求出以晶片面中的成像图案的横向尺寸成为38nm的方式对曝光量进行了调整的情况下的、纵向尺寸从76nm起的偏移ΔCD。
图13和图14是示出曝光装置100中的成像性能的仿真结果的曲线图。图13示出使用了图10所示的谱波形#4~#6的情况,图14示出使用了图11所示的谱波形#7~#9的情况。
如图13所示,中心波长与峰值波长之差越大,非对称性越大,则晶片面中的尺寸误差越大。此外,如果图14所示,即使是对称形的谱分布,与高斯分布之间的差异越大,则晶片面中的尺寸误差越大。
这样,即使谱线宽度E95相同,曝光装置100中的成像性能有时也不同,仅使谱线宽度E95与目标值一致,可能无法得到所要求的曝光性能。
在以下说明的实施方式中,不仅是谱线宽度,通过进行考虑了谱波形的形状的波形评价,能够进行用于得到所要求的曝光性能的谱控制。
2.对估计谱波形I(λ)与波长偏差的函数(λ-λc)2之积进行积分来计算谱评价值V的激光装置1a
2.1结构
图15示意地示出本公开的实施方式的激光装置1a的结构。在激光装置1a中,谱计测控制处理器60中包含的存储器61存储谱评价值计算程序611。
CPU62执行谱评价值计算程序611,由此,谱计测控制处理器60进行以下的计算。
谱计测控制处理器60通过以下的式2计算估计谱波形I(λ)的重心波长λc。
式2的分子是针对估计谱波形I(λ)的波长区域对估计谱波形I(λ)所表示的光强度与波长λ之积进行积分而得到的值,相当于本公开中的第2积分值。式2的分母是针对估计谱波形I(λ)的波长区域对估计谱波形I(λ)所表示的光强度进行积分而得到的值,相当于本公开中的第3积分值。重心波长λc是本公开中的代表波长的一例。
谱计测控制处理器60通过以下的式3计算估计谱波形I(λ)的谱评价值V。
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式3的分子是针对估计谱波形I(λ)的波长区域对估计谱波形I(λ)所表示的光强度与从重心波长λc起的波长偏差的函数(λ-λc)2之积进行积分而得到的值,相当于本公开中的第1积分值。谱评价值V相当于本公开中的评价值。
式3的分母是常数λs与第3积分值之积。常数λs可以是以下的(1)~(4)中的任意一方。
(1)1
(2)重心波长λc
(3)估计谱波形I(λ)的谱线宽度E95
(4)具有与估计谱波形I(λ)相同的谱线宽度E95的高斯分布形状的谱波形的标准偏差
在如上述(1)那样将常数λs设为1的情况下,谱评价值V成为波长λ的平方的维度,与此相对,通过如上述(2)~(4)那样除以根据波长λ的函数得到的常数λs,能够将谱评价值V设为波长λ的维度。
2.2谱评价值V的计测动作
图16是示出实施方式中的谱评价值V的计测的步骤的流程图。图16的S331~S336的处理与图4中对应的处理相同。在S336之后,谱计测控制处理器60使处理进入S338。
在S338中,谱计测控制处理器60通过式2计算估计谱波形I(λ)的重心波长λc。
在S339中,谱计测控制处理器60通过式3计算估计谱波形I(λ)的谱评价值V。
在S339之后,谱计测控制处理器60结束本流程图的处理。
2.3与谱线宽度E95之间的比较
接着,关于谱评价值V和使用该谱评价值V的评价方法的有用性,与谱线宽度E95进行比较来进行说明。如以下说明的那样,谱评价值V能够应用于各种成像图案的形状。
图17示出在谱评价值V和谱线宽度E95的有用性的比较中使用的成像图案。图17所示的成像图案包含多个曝光区域密集的DENCE(密集)图案、以及位于远离其他曝光区域的位置的ISO(远离)图案这2种图案。将以DENCE图案的尺寸成为45nm的方式对曝光量进行了调整的情况下的、ISO图案从基准尺寸起的偏移设为ΔCD。ISO图案的基准尺寸是将谱线宽度E95设为0.01pm的情况下的ISO图案的尺寸。
图18是示出图17的成像图案中的谱线宽度E95与ΔCD之间的关系的曲线图,图19是示出图17的成像图案中的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。在图18和图19中,分别使用包含图10和图11中例示的谱波形的多个变化进行仿真,针对ΔCD进行了描点。
在图18中,ΔCD的变化相对于谱线宽度E95的变化的比例存在2种倾向。因此,即使测定谱线宽度E95,有时也无法准确地得知晶片面中的成像性能。
在图19中,谱评价值V与ΔCD之间的关系大致呈1条直线状。因此,通过测定谱评价值V,能够得知晶片面中的成像性能。通过将谱评价值V控制成固定的目标评价值,能够实现所要求的成像性能。
图20示出在谱评价值V和谱线宽度E95的有用性的比较中使用的另一个成像图案。图20所示的成像图案包含模仿了布线的LINE(线)图案、以及模仿了与相邻的布线之间的间隙的SPACE(间隙)图案这2种图案。将以使LINE图案的尺寸成为100nm的方式对曝光量进行了调整的情况下的、SPACE图案从基准尺寸起的偏移设为ΔCD。
图21是示出图20的成像图案中的谱线宽度E95与ΔCD之间的关系的曲线图,图22是示出图20的成像图案中的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。在图21和图22中,分别使用包含图10和图11中例示的谱波形的多个变化进行仿真,描绘ΔCD。
在图21中,ΔCD的变化相对于谱线宽度E95的变化的比例存在2种倾向。因此,即使测定谱线宽度E95,有时也无法准确地得知晶片面中的成像性能。
在图22中,谱评价值V与ΔCD之间的关系大致呈1条直线状。因此,通过测定谱评价值V,能够得知晶片面中的成像性能。通过将谱评价值V控制成固定的目标评价值,能够实现所要求的成像性能。
2.4谱评价值V的变形例
在式3中,使用了从重心波长λc起的波长偏差λ-λc的平方(λ-λc)2,但是,本公开不限于此。谱评价值V也可以通过以下的式4来计算。
式4与式3的不同之处在于,代替在式3中对波长偏差λ-λc进行平方,而对波长偏差λ-λc的绝对值进行N次方。指数N为正数。将指数N的值设为2的情况下的式4与将λs设为1的情况下的式3等效。
图23是示出图17的成像图案中的式4的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。图24是示出图20的成像图案中的式4的谱评价值V与ΔCD之间的关系的曲线图。在图23和图24中,式4中的指数N的值被设为1、2和3的情况下的仿真结果与各自的回归直线一起被示出。在将指数N的值设为1、2和3的情况下,谱评价值V与ΔCD之间均存在相关性。通过测定这种谱评价值V,能够得知晶片面中的成像性能。
在图23和图24中均是在指数N的值为2的情况下,表示回归直线的拟合的良好度的决定系数最高。优选指数N的值为1.9以上且2.1以下。
2.5谱控制的动作
图25是示出实施方式中的谱控制的步骤的流程图。谱计测控制处理器60如以下那样使用谱评价值V和目标评价值Vt对谱波形调整器15a进行控制。
在S31中,谱计测控制处理器60设定目标评价值Vt。例如,谱计测控制处理器60从曝光装置100接收曝光装置100的光学特性的数据,设定根据该光学特性计算出的目标评价值Vt。
在S32中,谱计测控制处理器60判定是否从激光控制处理器30输出了振荡触发信号。
在未输出振荡触发信号的情况下(S32:否),谱计测控制处理器60进行待机直到输出振荡触发信号为止。
在输出了振荡触发信号的情况下(S32:是),从激光振荡器20输出激光。谱计测控制处理器60使处理进入S33。
在S33中,谱计测控制处理器60使用从激光振荡器20输出的激光来计测谱评价值V。S33的处理按照参照图16说明的步骤来进行。
在S34中,谱计测控制处理器60对谱评价值V和目标评价值Vt进行比较,判定谱评价值V是否在容许范围内。例如,判定谱评价值V与目标评价值Vt之差的绝对值是否小于容许误差Ve。
在S34中谱评价值V不在容许范围内的情况下(S34:否),谱计测控制处理器60使处理进入S35。
在S35中,谱计测控制处理器60发送控制信号,驱动谱驱动器64,由此控制谱波形调整器15a。例如,在谱评价值V大于目标评价值Vt的情况下,以减小谱线宽度的方式对谱波形调整器15a进行控制,在谱评价值V小于目标评价值Vt的情况下,以增大谱线宽度的方式对谱波形调整器15a进行控制。
在S35之后,谱计测控制处理器60使处理返回S32。
在S34中谱评价值V在容许范围内的情况下(S34:是),谱计测控制处理器60结束本流程图的处理。然后,激光装置1a在固定了谱波形调整器15a的设定的状态下持续输出激光。或者,谱计测控制处理器60也可以使处理返回S32,一边持续输出激光,一边反复进行谱评价值V的计测和判定。
2.6谱波形调整器的变形例
2.6.1结构
图26和图27概略地示出谱波形调整器的变形例的结构。在该变形例中,窄带化装置141构成谱波形调整器。图26示出沿-V方向观察的窄带化装置141,图27示出沿-H方向观察的窄带化装置141。
窄带化装置141代替光栅14c(参照图2)而包含光栅系统14h。光栅系统14h包含光栅14i和14j。
光栅14i和14j被配置于V轴方向上彼此不同的位置。光栅14i和14j各自的槽的方向与V轴方向一致。
光栅14i和14j被保持架14k支承。但是,光栅14i以维持固定的姿态的方式被支承,与此相对,光栅14j能够通过旋转机构14m绕与V轴平行的轴旋转。
窄带化装置141在棱镜14b与光栅系统14h之间包含射束分离光学系统14n。射束分离光学系统14n包含平行平面基板14o。
平行平面基板14o被配置成,与通过棱镜14b后的光束的光路的截面的一部分重叠。平行平面基板14o被配置于棱镜14b与光栅14j之间的光束的光路上。平行平面基板14o被保持架14p支承。平行平面基板14o构成为能够通过直线台14q在与V轴平行的方向上移动。
平行平面基板14o包含供通过棱镜14b后的光束的一部分入射的入射表面14r、以及供通过入射表面14r入射到平行平面基板14o的光从平行平面基板14o的内部朝向光栅14j出射的出射表面14s。入射表面14r和出射表面14s均与H轴平行,入射表面14r和出射表面14s彼此平行。入射表面14r和出射表面14s以使光束折射的方式相对于光束的入射方向倾斜。具体而言,入射表面14r的法线向量14v与VZ面平行,并且,该法线向量14v具有-V方向和+Z方向的方向成分。
平行平面基板14o还包含面向光束的第1部分B1的端面14t。端面14t与出射表面14s呈锐角。端面14t也可以与HZ面平行。
棱镜14a被支承于保持架14f。棱镜14b被支承于保持架14g。或者,与图2同样,棱镜14b也可以不经由保持架14g而直接被支承于旋转台14e。
2.6.2动作
通过棱镜14b后的光束中的第1部分B1通过平行平面基板14o的外侧而入射到光栅14i。光束的第2部分B2透过平行平面基板14o的内部入射到光栅14j。此时,平行平面基板14o使光束的第2部分B2的光路轴相对于第1部分B1的光路轴向+V方向移位。光路轴是指光路的中心轴。这样,平行平面基板14o通过使光束的一部分透过而使光束的第2部分B2与光束的第1部分B1分离。
入射到光栅14i和14j的光被光栅14i和14j各自的多个槽反射,并且向与光的波长对应的方向衍射。由此,被光栅14i和14j各自的多个槽反射的光在与HZ面平行的面内扩散。光栅14i被进行利特罗配置,以使从棱镜14b入射到光栅14i的光束的入射角和期望的第1波长的衍射光的衍射角一致。光栅14j被进行利特罗配置,以使从棱镜14b入射到光栅14j的光束的入射角和期望的第2波长的衍射光的衍射角一致。在从棱镜14b入射到光栅14i和14j的光束的入射角彼此不同的情况下,在从光栅14i返回到棱镜14b的衍射光的第1波长与从光栅14j返回到棱镜14b的衍射光的第2波长之间产生波长差。
在图26和图27中,表示光束的虚线箭头仅示出从棱镜14a朝向光栅14i和14j的方向,但是,窄带化装置141的选择波长的光束在与这些虚线箭头相反的路径中从光栅14i和14j朝向棱镜14a。
棱镜14a和14b使从光栅14i和14j返回的光的射束宽度在与HZ面平行的面内缩小,并且使该光经由窗口10a(参照图2和图15)返回到激光腔10内。
在旋转台14e使棱镜14b稍微旋转时,从棱镜14b朝向光栅14i和14j出射的光束的行进方向在与HZ面平行的面内稍微发生变化。由此,从棱镜14b入射到光栅14i和14j的光束的入射角稍微发生变化。由此,第1波长和第2波长这双方发生变化。
在旋转机构14m使光栅14j稍微旋转时,从棱镜14b入射到光栅14i的光束的入射角没有变化,但是,从棱镜14b入射到光栅14j的光束的入射角稍微发生变化。由此,第1波长与第2波长的波长差发生变化。
根据以上的结构和动作,从激光腔10的窗口10a出射的光束中的第1波长和第2波长被选择而返回到激光腔10内。由此,激光装置1a能够输出包含2个峰值波长的激光。通过对旋转台14e和旋转机构14m进行控制,能够分别设定第1波长和第2波长。
此外,直线台14q通过使平行平面基板14o的V轴方向上的位置发生变化,使第1部分B1与第2部分B2的能量比率发生变化。
当通过使平行平面基板14o向-V方向移动而增多光束中的入射到平行平面基板14o的第2部分B2时,入射到光栅14j的光变多。因此,激光中包含的第2波长成分的能量变大。
当通过使平行平面基板14o向+V方向移动而减少光束中的入射到平行平面基板14o的第2部分B2时,入射到光栅14j的光变少。因此,激光中包含的第2波长成分的能量变小。
由此,能够输出图11中例示的包含2个峰值波长的激光、图10中例示的具有非对称的谱波形的激光,能够对激光的谱波形进行控制。
2.6.3其他结构例
也可以代替参照图26和图27说明的结构而采用以下的(1)或(2)的结构。
(1)也可以不将光栅14c(参照图2)置换为被配置于V方向上彼此不同的位置的光栅14i和14j,而是将棱镜14b置换为被配置于V方向上彼此不同的位置的未图示的第1棱镜和第2棱镜。能够使第1棱镜和第2棱镜分别绕与V轴平行的轴旋转,由此,能够单独控制第1波长和第2波长。能够使第1棱镜和第2棱镜一体地在与V轴平行的方向上移动,由此能够控制第1波长成分与第2波长成分的能量比率。
(2)也可以不将光栅14c(参照图2)置换为被配置于V方向上彼此不同的位置的光栅14i和14j,而是在棱镜14b与光栅14c之间于V方向上彼此不同的位置配置未图示的第1镜和第2镜。能够使第1镜和第2镜分别绕与V轴平行的轴旋转,由此,能够单独控制第1波长和第2波长。能够使第1镜和第2镜一体地在与V轴平行的方向上移动,由此能够控制第1波长成分与第2波长成分的能量比率。
2.7作用
(1)根据本公开的实施方式,能够与曝光装置100连接的激光装置1a具有根据从激光装置1a输出的激光的干涉图案取得平均波形Oa的分光器19、以及谱计测控制处理器60。谱计测控制处理器60构成为使用平均波形Oa计算表示波长λ与光强度之间的关系的估计谱波形I(λ),计算估计谱波形I(λ)的波长区域中包含的代表波长,使用第1积分值计算谱评价值V,该第1积分值是针对波长区域对从代表波长起的波长偏差λ-λc的函数与估计谱波形I(λ)所表示的光强度之积进行积分而得到的。
由此,即使是具有与高斯分布状的谱波形不同的谱波形的激光,也能够恰当地评价曝光装置100中的曝光性能。此外,谱评价值V能够应用于各种成像图案的形状。因此,能够恰当地进行用于实现所要求的曝光性能的谱控制。
(2)根据实施方式,谱计测控制处理器60将平均波形Oa映射到谱空间而生成计测谱波形O(λ),利用分光器19的装置函数S(λ)对计测谱波形O(λ)进行逆卷积积分,由此计算估计谱波形I(λ)。
由此,能够去除分光器19的装置函数S(λ)的影响,恰当地评价曝光装置100中的曝光性能。
(3)根据实施方式,代表波长是估计谱波形I(λ)的重心波长λc。
由此,即使是中心波长和重心波长λc不同的非对称的谱波形,也能够恰当地评价曝光装置100中的曝光性能。
(4)根据实施方式,谱计测控制处理器60通过用第2积分值除以第3积分值来计算重心波长λc,该第2积分值是针对波长区域对波长λ与估计谱波形I(λ)所表示的光强度之积进行积分而得到的,该第3积分值是针对波长区域对估计谱波形I(λ)所表示的光强度进行积分而得到的。
由此,即使是中心波长和重心波长λc不同的非对称的谱波形、具有多个峰值的谱波形,也能够恰当地评价曝光装置100中的曝光性能。
(5)根据实施方式,波长偏差λ-λc的函数是将指数N设为正数的波长偏差λ-λc的绝对值|λ-λc|的幂。
由此,能够使用谱评价值V恰当地评价曝光装置100中的曝光性能。
(6)根据实施方式,指数N为1.9以上且2.1以下。
由此,能够使用谱评价值V更加恰当地评价曝光装置100中的曝光性能。
(7)根据实施方式,谱计测控制处理器60通过用第1积分值除以第3积分值来计算谱评价值V。
由此,通过除以第3积分值,能够与光量无关地进行与谱波形对应的曝光性能的评价。
(8)根据实施方式,谱计测控制处理器60通过用第1积分值除以第3积分值与根据波长区域中包含的波长λ的函数得到的常数λs之积来计算谱评价值V。
由此,降低了谱评价值V中包含的波长λ的维度,能够恰当地评价曝光性能。
(9)根据实施方式,还具有对入射到分光器19的激光的谱波形进行调整的谱波形调整器15a。谱计测控制处理器60使用谱评价值V和目标评价值Vt的比较结果对谱波形调整器15进行控制。
由此,通过使用谱评价值V和目标评价值Vt进行的控制,能够实现所要求的曝光性能。
(10)根据实施方式,谱波形调整器15a构成为对激光的谱线宽度进行调整。在谱评价值V大于目标评价值Vt的情况下,谱计测控制处理器60以减小谱线宽度的方式对谱波形调整器15a进行控制,在谱评价值V小于目标评价值Vt的情况下,谱计测控制处理器60以增大谱线宽度的方式对谱波形调整器15a进行控制。
由此,通过减小谱线宽度,能够减小谱评价值V,通过增大谱线宽度,能够增大谱评价值V。
3.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本公开的实施方式进行使用。
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”、“有”、“具有”、“具备”等用语应该解释为“不排除所记载的结构要素以外的结构要素的存在”。此外,修饰词“一个”应该解释为意为“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”。并且,还应该解释为还包含它们和“A”、“B”、“C”以外的部分的组合。

Claims (20)

1.一种激光装置,其能够与曝光装置连接,其中,所述激光装置具有:
分光器,其根据从所述激光装置输出的激光的干涉图案生成计测波形;以及
处理器,其构成为使用所述计测波形计算表示波长与光强度之间的关系的第1谱波形,计算所述第1谱波形的波长区域中所包含的代表波长,使用第1积分值计算所述第1谱波形的评价值,该第1积分值是针对所述波长区域对从所述代表波长起的波长偏差的函数与所述光强度之积进行积分而得到的。
2.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述处理器将所述计测波形映射到谱空间而生成第2谱波形,
所述处理器利用所述分光器的装置函数对所述第2谱波形进行逆卷积积分,由此计算所述第1谱波形。
3.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述代表波长是所述第1谱波形的重心波长。
4.根据权利要求3所述的激光装置,其中,
所述处理器通过用第2积分值除以第3积分值来计算所述重心波长,所述第2积分值是针对所述波长区域对所述波长与所述光强度之积进行积分而得到的,所述第3积分值是针对所述波长区域对所述光强度进行积分而得到的。
5.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述函数是将指数设为正数的所述波长偏差的绝对值的幂。
6.根据权利要求5所述的激光装置,其中,
所述指数为1.9以上且2.1以下。
7.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述处理器通过用所述第1积分值除以第3积分值来计算所述评价值,所述第3积分值是针对所述波长区域对所述光强度进行积分而得到的。
8.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述处理器通过用所述第1积分值除以第3积分值与所述波长区域中所包含的所述波长的函数之积来计算所述评价值,所述第3积分值是针对所述波长区域对所述光强度进行积分而得到的。
9.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述激光装置还具有谱波形调整器,该谱波形调整器对入射到所述分光器的所述激光的谱波形进行调整,
所述处理器使用所述评价值和目标评价值的比较结果对所述谱波形调整器进行控制。
10.根据权利要求9所述的激光装置,其中,
所述谱波形调整器构成为对所述激光的谱线宽度进行调整,
在所述评价值大于所述目标评价值的情况下,所述处理器以减小所述谱线宽度的方式对所述谱波形调整器进行控制,在所述评价值小于所述目标评价值的情况下,所述处理器以增大所述谱线宽度的方式对所述谱波形调整器进行控制。
11.一种激光的谱的评价方法,其包含以下步骤:
根据从能够与曝光装置连接的激光装置输出的激光的干涉图案生成计测波形,
使用所述计测波形计算表示波长与光强度之间的关系的第1谱波形,
计算所述第1谱波形的波长区域中所包含的代表波长,
使用第1积分值计算所述第1谱波形的评价值,该第1积分值是针对所述波长区域对从所述代表波长起的波长偏差的函数与所述光强度之积进行积分而得到的。
12.根据权利要求11所述的评价方法,其中,
将所述计测波形映射到谱空间而生成第2谱波形,
利用生成了所述计测波形的分光器的装置函数对所述第2谱波形进行逆卷积积分,由此计算所述第1谱波形。
13.根据权利要求11所述的评价方法,其中,
所述代表波长是所述第1谱波形的重心波长。
14.根据权利要求13所述的评价方法,其中,
通过用第2积分值除以第3积分值来计算所述重心波长,所述第2积分值是针对所述波长区域对所述波长与所述光强度之积进行积分而得到的,所述第3积分值是针对所述波长区域对所述光强度进行积分而得到的。
15.根据权利要求11所述的评价方法,其中,
所述函数是将指数设为正数的所述波长偏差的绝对值的幂。
16.根据权利要求15所述的评价方法,其中,
所述指数为1.9以上且2.1以下。
17.根据权利要求11所述的评价方法,其中,
通过用所述第1积分值除以第3积分值来计算所述评价值,所述第3积分值是针对所述波长区域对所述光强度进行积分而得到的。
18.根据权利要求11所述的评价方法,其中,
通过用所述第1积分值除以第3积分值与所述波长区域中所包含的所述波长的函数之积来计算所述评价值,所述第3积分值是针对所述波长区域对所述光强度进行积分而得到的。
19.根据权利要求11所述的评价方法,其中,
使用所述评价值和目标评价值的比较结果对所述激光的谱波形进行调整。
20.一种电子器件的制造方法,其包含以下步骤:
通过激光装置生成激光;
将所述激光输出到曝光装置;以及
在所述曝光装置内,在感光基板上使所述激光进行曝光以制造所述电子器件,
所述激光装置具有:
分光器,其根据从能够与所述曝光装置连接的所述激光装置输出的所述激光的干涉图案生成计测波形;以及
处理器,其构成为使用所述计测波形计算表示波长与光强度之间的关系的第1谱波形,计算所述第1谱波形的波长区域中包含的代表波长,使用第1积分值计算所述第1谱波形的评价值,该第1积分值是针对所述波长区域对从所述代表波长起的波长偏差的函数与所述光强度之积进行积分而得到的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7304748B2 (en) * 2003-06-26 2007-12-04 Cymer, Inc. Method and apparatus for bandwidth measurement and bandwidth parameter calculation for laser light
JP4798687B2 (ja) * 2004-07-09 2011-10-19 株式会社小松製作所 狭帯域化レーザ装置
WO2017098625A1 (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 ギガフォトン株式会社 狭帯域化レーザ装置及びスペクトル線幅計測装置
JP7244436B2 (ja) * 2017-12-05 2023-03-22 ギガフォトン株式会社 エキシマレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法

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