WO2023166583A1 - レーザ装置、スペクトル線幅の計測方法、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

レーザ装置、スペクトル線幅の計測方法、及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2023166583A1
WO2023166583A1 PCT/JP2022/008766 JP2022008766W WO2023166583A1 WO 2023166583 A1 WO2023166583 A1 WO 2023166583A1 JP 2022008766 W JP2022008766 W JP 2022008766W WO 2023166583 A1 WO2023166583 A1 WO 2023166583A1
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WO
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wavelength
spectral
pulses
integrated
spectral data
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Application number
PCT/JP2022/008766
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English (en)
French (fr)
Inventor
一洋 鈴木
洋志 田中
Original Assignee
ギガフォトン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser device, a spectral linewidth measurement method, and an electronic device manufacturing method.
  • a KrF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 193 nm are used.
  • the spectral line width of the spontaneous oscillation light of the KrF excimer laser device and the ArF excimer laser device is as wide as 350-400 pm. Therefore, if the projection lens is made of a material that transmits ultraviolet light, such as KrF and ArF laser light, chromatic aberration may occur. As a result, resolution can be reduced. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser light output from the gas laser device to such an extent that the chromatic aberration can be ignored. Therefore, in the laser resonator of the gas laser device, a line narrowing module (LNM) including a band narrowing element (etalon, grating, etc.) is provided in order to narrow the spectral line width.
  • LNM line narrowing module
  • a gas laser device whose spectral line width is narrowed will be referred to as a band-narrowed gas laser device.
  • a laser device includes a wavelength tuner, a laser oscillator that outputs pulsed laser light having a central wavelength adjusted by the wavelength tuner, and a spectrum monitor that generates spectral data of the pulsed laser light. and a processor for controlling a wavelength adjuster such that the central wavelength of the pulsed laser light changes according to a target wavelength that periodically changes to a plurality of values including the first wavelength and the second wavelength, a processor that calculates a first spectral linewidth from spectral data of a plurality of pulses with a target wavelength of , and calculates a second spectral linewidth from spectral data of a plurality of pulses with a second wavelength as a target wavelength; Prepare.
  • a spectral linewidth measurement method includes changing the central wavelength of pulsed laser light according to a target wavelength that periodically changes to a plurality of values including a first wavelength and a second wavelength, calculating a first spectral linewidth from spectral data of a plurality of pulses with a target wavelength of a wavelength; and calculating a second spectral linewidth from spectral data of a plurality of pulses with a second wavelength as a target wavelength.
  • a method of manufacturing an electronic device includes a laser oscillator that includes a wavelength tuner and outputs pulsed laser light having a central wavelength adjusted by the wavelength tuner, and generating spectral data of the pulsed laser light.
  • a spectrum monitor and a processor for controlling a wavelength tuner such that the central wavelength of the pulsed laser light changes according to a target wavelength that periodically changes to a plurality of values including a first wavelength and a second wavelength;
  • a processor for calculating a first spectral linewidth from spectral data of a plurality of pulses with a first wavelength as a target wavelength and calculating a second spectral linewidth from spectral data of a plurality of pulses with a second wavelength as a target wavelength. and outputting the pulsed laser light to an exposure device, and exposing the pulsed laser light onto a photosensitive substrate in the exposure device to manufacture an electronic device.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exposure system in a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of a laser device according to a comparative example.
  • FIG. 3 is a time chart showing a spectral line width measurement method in a comparative example.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a spectral line width measuring method in a comparative example.
  • FIG. 5 shows an example of spectral waveforms for explaining E95.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of periodically changing the target wavelength of the pulsed laser light.
  • FIG. 7 shows spectral waveforms of pulsed laser light for each pulse when the target wavelength is periodically changed.
  • FIG. 8 schematically shows the configuration of the laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a time chart showing a spectral line width measuring method according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a spectral linewidth measurement method according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a time chart showing a spectral line width measuring method according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a time chart showing a spectral line width measurement method according to the third embodiment.
  • Comparative Example FIG. 1 schematically shows the configuration of an exposure system in a comparative example.
  • the comparative examples of the present disclosure are forms known by the applicant to be known only by the applicant, and not known examples to which the applicant admits.
  • the exposure system includes a laser device 1 and an exposure device 100.
  • Exposure apparatus 100 is an example of an external apparatus in the present disclosure.
  • Laser device 1 includes a laser control processor 30 .
  • the laser control processor 30 is a processing device that includes a memory 32 storing a control program and a CPU (central processing unit) 31 that executes the control program.
  • Laser control processor 30 is specially configured or programmed to perform the various processes contained in this disclosure.
  • Laser control processor 30 constitutes a processor in the present disclosure.
  • the laser device 1 is configured to output pulsed laser light toward the exposure device 100 .
  • Exposure apparatus 100 includes illumination optical system 101 , projection optical system 102 , and exposure control processor 110 .
  • the illumination optical system 101 illuminates a reticle pattern of a reticle (not shown) arranged on the reticle stage RT with the pulsed laser light incident from the laser device 1 .
  • the projection optical system 102 reduces and projects the pulsed laser beam transmitted through the reticle to form an image on a workpiece (not shown) placed on the workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with a resist film.
  • the exposure control processor 110 is a processing device that includes a memory 112 storing a control program and a CPU 111 that executes the control program. Exposure control processor 110 is specially configured or programmed to perform the various processes contained in this disclosure. The exposure control processor 110 supervises the control of the exposure apparatus 100 and transmits/receives various data and various signals to/from the laser control processor 30 .
  • the exposure control processor 110 transmits setting data for the target wavelength, target spectral linewidth, and target pulse energy, and a trigger signal to the laser control processor 30 .
  • the laser control processor 30 controls the laser device 1 according to these data and signals.
  • the exposure control processor 110 synchronously translates the reticle stage RT and the workpiece table WT in opposite directions. As a result, the workpiece is exposed to pulsed laser light reflecting the reticle pattern. A reticle pattern is transferred to the semiconductor wafer by such an exposure process. After that, an electronic device can be manufactured through a plurality of steps.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of a laser apparatus 1 according to a comparative example.
  • the laser device 1 includes a laser oscillator 20 , a monitor module 16 , a laser control processor 30 , a wavelength measurement control processor 50 and a spectrum measurement control processor 60 .
  • the laser device 1 is connectable to the exposure device 100 .
  • the wavelength measurement control processor 50 and the spectrum measurement control processor 60 constitute processors in the present disclosure.
  • the laser oscillator 20 includes a laser chamber 10, a discharge electrode 11a, a power supply 12, a band narrowing module 14, and a spectrum adjuster 15a.
  • Band narrowing module 14 and spectrum adjuster 15a constitute a laser resonator.
  • a laser chamber 10 is arranged in the optical path of the laser resonator. Windows 10a and 10b are provided at both ends of the laser chamber 10.
  • FIG. Inside the laser chamber 10, a discharge electrode 11a and a discharge electrode (not shown) paired therewith are arranged. A discharge electrode (not shown) is positioned so as to overlap the discharge electrode 11a in the direction of the V-axis perpendicular to the paper surface.
  • the laser chamber 10 is filled with a laser gas containing, for example, argon gas or krypton gas as a rare gas, fluorine gas as a halogen gas, and neon gas as a buffer gas.
  • the power supply 12 includes a switch 13 and is connected to the discharge electrode 11a and a charger (not shown).
  • Band narrowing module 14 includes a plurality of prisms 14a and 14b and a grating 14c.
  • the prisms 14a and 14b are arranged in this order on the optical path of the light emitted from the window 10a.
  • the surfaces of the prisms 14a and 14b through which light enters and exits are both parallel to the V-axis.
  • the prism 14b is supported by a rotating stage 14e.
  • the rotary stage 14 e is connected to the wavelength driver 51 .
  • the rotating stage 14e corresponds to the wavelength tuner in the present disclosure.
  • the grating 14c is arranged in the optical path of the light transmitted through the prisms 14a and 14b.
  • the groove direction of the grating 14c is parallel to the V-axis.
  • the spectrum adjuster 15a includes a cylindrical plano-convex lens 15b and a cylindrical plano-concave lens 15c.
  • a cylindrical plano-concave lens 15c is positioned between the laser chamber 10 and the cylindrical plano-convex lens 15b.
  • the cylindrical plano-concave lens 15c is supported by a linear stage 15d.
  • Linear stage 15 d is connected to spectrum driver 64 .
  • the cylindrical plano-convex lens 15b and the cylindrical plano-concave lens 15c are arranged so that the convex surface of the cylindrical plano-convex lens 15b faces the concave surface of the cylindrical plano-concave lens 15c.
  • the convex surface of the cylindrical plano-convex lens 15b and the concave surface of the cylindrical plano-concave lens 15c each have a focal axis parallel to the direction of the V-axis.
  • a flat surface located on the opposite side of the convex surface of the cylindrical plano-convex lens 15b is coated with a partially reflective film.
  • the monitor module 16 is arranged in the optical path of the pulsed laser light between the spectrum adjuster 15 a and the exposure apparatus 100 .
  • the monitor module 16 includes beam splitters 16 a , 16 b and 17 a , an energy sensor 16 c , a highly reflective mirror 17 b , a wavelength monitor 18 and a spectrum monitor 19 .
  • the beam splitter 16a is located in the optical path of the pulsed laser light output from the spectrum adjuster 15a.
  • the beam splitter 16a is configured to transmit part of the pulsed laser beam toward the exposure apparatus 100 with high transmittance and reflect the other part.
  • the beam splitter 16b is located in the optical path of the pulsed laser beam reflected by the beam splitter 16a.
  • the energy sensor 16c is positioned in the optical path of the pulsed laser beam reflected by the beam splitter 16b.
  • the beam splitter 17a is located on the optical path of the pulsed laser beam that has passed through the beam splitter 16b.
  • the high reflection mirror 17b is positioned in the optical path of the pulsed laser beam reflected by the beam splitter 17a.
  • the wavelength monitor 18 is arranged in the optical path of the pulsed laser light that has passed through the beam splitter 17a.
  • Wavelength monitor 18 includes a diffuser plate 18a, an etalon 18b, a condenser lens 18c, and a line sensor 18d.
  • the diffusion plate 18a is positioned on the optical path of the pulsed laser beam transmitted through the beam splitter 17a.
  • the diffusion plate 18a has a large number of irregularities on its surface, and is configured to transmit and diffuse the pulsed laser beam.
  • the etalon 18b is positioned in the optical path of the pulsed laser beam transmitted through the diffuser plate 18a.
  • Etalon 18b includes two partially reflective mirrors. The two partially reflecting mirrors face each other with an air gap of a predetermined distance, and are bonded together via spacers.
  • the condenser lens 18c is positioned on the optical path of the pulsed laser beam that has passed through the etalon 18b.
  • the line sensor 18d is located on the focal plane of the condenser lens 18c along the optical path of the pulsed laser beam that has passed through the condenser lens 18c.
  • the line sensor 18d is a light distribution sensor including a large number of light receiving elements arranged one-dimensionally.
  • a photodiode array may be used, or an image sensor including a large number of light receiving elements arranged two-dimensionally may be used.
  • the line sensor 18d receives interference fringes formed by the etalon 18b and the condenser lens 18c.
  • An interference fringe is an interference pattern of pulsed laser light and has a shape of concentric circles, and the square of the distance from the center of the concentric circles is proportional to the change in wavelength.
  • the spectrum monitor 19 is arranged in the optical path of the pulsed laser beam reflected by the high reflection mirror 17b.
  • Spectrum monitor 19 includes diffuser plate 19a, etalon 19b, condenser lens 19c, and line sensor 19d. These configurations are the same as those of the diffuser plate 18a, etalon 18b, condenser lens 18c, and line sensor 18d included in the wavelength monitor 18, respectively.
  • etalon 19b has a smaller free spectral range than etalon 18b.
  • the condenser lens 19c has a longer focal length than the condenser lens 18c.
  • the spectrum measurement control processor 60 is a processing device including a memory 62 storing a control program, a CPU 61 executing the control program, and a counter 63 .
  • Spectral instrumentation control processor 60 is specially configured or programmed to perform various processes contained in this disclosure.
  • the memory 62 also stores various data for calculating spectral line widths. Various data include instrument functions of the spectrum monitor 19 .
  • the counter 63 counts the number of pulses of the pulsed laser light by counting the number of times the electrical signal including the data of the pulse energy output from the energy sensor 16c is received. Alternatively, the counter 63 may count the number of pulses of the pulsed laser light by counting oscillation trigger signals output from the laser control processor 30 .
  • the wavelength measurement control processor 50 is a processing device that includes a memory (not shown) storing a control program, a CPU (not shown) that executes the control program, and a counter (not shown). Wavelength metrology control processor 50 is specially configured or programmed to perform various processes contained in this disclosure. A counter included in the wavelength measurement control processor 50 counts the number of pulses of the pulsed laser light, similarly to the counter 63 .
  • the laser control processor 30, the wavelength measurement control processor 50, and the spectrum measurement control processor 60 are described as separate components, but the laser control processor 30 includes the wavelength measurement control processor 50 and the spectrum measurement control. It may also serve as the processor 60 .
  • the laser control processor 30 Based on the target pulse energy setting data received from the exposure control processor 110, the laser control processor 30 transmits to the power supply 12 setting data for the voltage applied to the discharge electrode 11a.
  • the laser control processor 30 transmits the target wavelength and target spectral linewidth setting data received from the exposure control processor 110 to the wavelength measurement control processor 50 and the spectrum measurement control processor 60, respectively.
  • the laser control processor 30 transmits an oscillation trigger signal based on the trigger signal received from the exposure control processor 110 to the switch 13 included in the power supply 12 .
  • the switch 13 is turned on when receiving an oscillation trigger signal from the laser control processor 30 .
  • the power supply 12 When the switch 13 is turned on, the power supply 12 generates a pulsed high voltage from electric energy charged in a charger (not shown) and applies this high voltage to the discharge electrode 11a.
  • Light generated inside the laser chamber 10 is emitted to the outside of the laser chamber 10 through windows 10a and 10b.
  • Light emitted from the window 10a of the laser chamber 10 is expanded in beam width by the prisms 14a and 14b and enters the grating 14c.
  • Light incident on the grating 14c from the prisms 14a and 14b is reflected by the plurality of grooves of the grating 14c and diffracted in directions corresponding to the wavelength of the light.
  • Prisms 14a and 14b reduce the beam width of the diffracted light from grating 14c and return the light to laser chamber 10 through window 10a.
  • the spectral modulator 15a transmits and outputs a portion of the light emitted from the window 10b of the laser chamber 10 and reflects another portion back into the laser chamber 10 through the window 10b.
  • the light emitted from the laser chamber 10 reciprocates between the band narrowing module 14 and the spectrum adjuster 15a, and is amplified each time it passes through the discharge space inside the laser chamber 10. This light is band-narrowed each time it is folded back by the band-narrowing module 14 . In this way, the light that has been narrowed by laser oscillation in the laser oscillator 20 is output from the spectrum adjuster 15a as a pulsed laser light.
  • the rotary stage 14e included in the band narrowing module 14 rotates the prism 14b around an axis parallel to the V-axis according to the driving signal output from the wavelength driver 51. By rotating the prism 14b, the selected wavelength of the band narrowing module 14 is adjusted, and the central wavelength of the pulsed laser light is adjusted.
  • a linear stage 15d included in the spectrum adjuster 15a moves the cylindrical plano-convex lens 15c along the optical path between the laser chamber 10 and the cylindrical plano-convex lens 15b according to the drive signal output from the spectrum driver 64.
  • the wavefront of the light traveling from the spectrum adjuster 15a to the band narrowing module 14 changes.
  • the spectral waveform and spectral linewidth of the pulsed laser beam are adjusted.
  • the energy sensor 16 c detects the pulse energy of the pulsed laser light and outputs pulse energy data to the laser control processor 30 , the wavelength measurement control processor 50 and the spectrum measurement control processor 60 .
  • the pulse energy data is used by the laser control processor 30 to feedback-control setting data for the applied voltage applied to the discharge electrode 11a.
  • the electrical signal containing the pulse energy data can be used by the wavelength measurement control processor 50 and the spectrum measurement control processor 60 to count the number of pulses of the pulsed laser light.
  • the waveform of the interference fringes is generated from the amount of light in each of the light receiving elements included in the line sensor 18d that received the interference fringes.
  • a waveform of interference fringes is also called a fringe waveform.
  • the line sensor 18d may generate a fringe waveform in which the amount of light in each of the light receiving elements is integrated over a plurality of pulses included in the pulsed laser light by continuously performing exposure for a certain period of time.
  • a fringe waveform is generated from the amount of light in each of the light receiving elements included in the line sensor 19d that received the interference fringes.
  • the line sensor 19d may generate a fringe waveform in which the amount of light in each of the light receiving elements is integrated over a plurality of pulses included in the pulsed laser light by continuously performing exposure for a certain period of time.
  • Wavelength measurement control processor 50 The wavelength measurement control processor 50 counts the number of pulses of the pulsed laser light, and transmits a data output trigger to the wavelength monitor 18 for each fixed integrated number of pulses. The wavelength measurement control processor 50 receives the fringe waveform output from the wavelength monitor 18 according to the data output trigger. Using this fringe waveform, the wavelength measurement control processor 50 calculates the center wavelength of the pulsed laser light. The wavelength measurement control processor 50 outputs a wavelength control signal to the wavelength driver 51 based on the calculated center wavelength and the target wavelength received from the laser control processor 30, thereby feedback-controlling the center wavelength of the pulsed laser light. do.
  • FIG. 3 is a time chart showing a spectral line width measurement method in a comparative example. Individual pulses of the pulsed laser light are generated according to the oscillation trigger signal, and the spectrum monitor 19 exposes the line sensor 19d, thereby generating a fringe waveform in which light amounts of a plurality of pulses are integrated.
  • the spectrum measurement control processor 60 counts the number of pulses of the pulsed laser light, and outputs a data output trigger to the spectrum monitor 19 for each integrated pulse number n.
  • the integrated pulse number n is 4, for example.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a spectral line width measuring method in a comparative example.
  • the processing shown in FIG. 4 is executed each time the pulsed laser beam of the integrated pulse number n is output.
  • the spectrum measurement control processor 60 receives from the spectrum monitor 19 the fringe waveform in which the amount of light for four pulses is integrated. For example, a fringe waveform i1 obtained by integrating the light amounts of pulses #1 to #4 shown in FIG. 3 is received.
  • the spectrum measurement control processor 60 performs the following processing to convert the fringe waveform into a spectrum waveform. First, a part of the fringe waveform corresponding to the free spectral range is extracted. A partial waveform extracted from the fringe waveform shows the relationship between the distance from the center of the concentric circles forming the interference fringes and the light intensity. Next, the spectral measurement control processor 60 coordinate-transforms this waveform into the relationship between wavelength and light intensity. Coordinate transformation of a part of the fringe waveform into the relationship between the wavelength and the light intensity is called mapping to the wavelength space. By this coordinate transformation, the spectrum measurement control processor 60 acquires a spectrum waveform. Both the fringe waveform data and the spectral waveform data are examples of spectral data in the present disclosure.
  • a spectral monitor 19 may convert the fringe waveform to a spectral waveform.
  • the spectrum measurement control processor 60 calculates the spectrum line width based on the spectrum waveform. For example, the spectral line width w1 is calculated based on the spectral waveform obtained from the fringe waveform i1 shown in FIG.
  • the spectral line width is calculated by deconvolving the spectrum waveform with the device function of the spectrum monitor 19 to estimate the true spectrum waveform incident on the spectrum monitor 19, and calculating the spectrum line width from the estimated true spectrum waveform. It may include calculating.
  • the deconvolution integration may require a calculation time longer than the repetition period of the pulsed laser light.
  • FIG. 3 an example of the time required to calculate the spectral line widths w1, w5, etc. is indicated by the horizontal length of the pentagonal frame. A plurality of pulses of the pulsed laser light are newly output while the spectral linewidth is calculated once.
  • the spectral linewidth may be the full width at half maximum or an index called E95.
  • FIG. 5 shows an example of spectral waveforms for explaining E95.
  • the horizontal axis of FIG. 5 is the wavelength, and the vertical axis is the light intensity.
  • E95 be the full width of the portion that occupies 95% of the overall energy of this spectrum centering on the center wavelength ⁇ 0.
  • Spectral metrology control processor 60 transmits the spectral linewidth to laser control processor 30 .
  • laser control processor 30 transmits the spectral linewidth to exposure apparatus 100 .
  • S5 the process of this flowchart is terminated. Pulses #5 and subsequent pulses shown in FIG. 3 are the same as pulses #1 to #4.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of periodically changing the target wavelength of the pulsed laser beam.
  • the laser oscillator 20 oscillates laser at a repetition frequency equal to or higher than a certain period for a certain period in accordance with a trigger signal from the exposure control processor 110 .
  • “Burst oscillation” refers to laser oscillation at a repetition frequency above a certain level and output of pulsed laser light.
  • the laser oscillator 20 stops burst oscillation. After that, according to the trigger signal from the exposure control processor 110, the laser oscillator 20 performs burst oscillation again. A period between a first burst oscillation and a subsequent second burst oscillation is called a "pause period".
  • the period during which the burst oscillation is performed corresponds to, for example, the period during which the exposure apparatus 100 exposes one exposure area of the semiconductor wafer.
  • the idle period corresponds to, for example, a period during which the imaging position of the reticle pattern is moved from one exposure area to another exposure area in the exposure apparatus 100, or a period during which the semiconductor wafer is exchanged. Adjusting oscillation for adjusting various parameters may be performed in the idle period.
  • the central wavelength of the pulsed laser light is periodically changed. be able to.
  • the focal length in exposure apparatus 100 depends on the wavelength of the pulsed laser light.
  • a periodic change in the center wavelength causes a periodic change in the imaging position in the direction of the optical path axis of the pulsed laser beam, so that the depth of focus can be substantially increased. For example, even when a resist film having a large thickness is exposed, the imaging performance in the thickness direction of the resist film can be maintained. Alternatively, a resist profile representing the cross-sectional shape of the developed resist film can be adjusted.
  • FIG. 7 shows the spectral waveform of pulsed laser light for each pulse when the target wavelength is periodically changed.
  • FIG. 7 shows a case where pulses P1 to P8 are output in order from the smallest number while switching the target wavelength between the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b one pulse at a time.
  • Pulses P1, P3, P5, and P7 have a target wavelength of the first wavelength ⁇ a
  • pulses P2, P4, P6, and P8 have a target wavelength of the second wavelength ⁇ b.
  • the average spectral waveform shown at the bottom of FIG. 7 is obtained by dividing the light intensity in the integrated spectral waveform obtained by integrating the spectral waveforms of the pulses P1 to P8 by the number of pulses 8.
  • the spectral waveforms of the individual pulses can have very different shapes than their average spectral waveforms.
  • the average spectral waveform may include peaks near the first wavelength ⁇ a and near the second wavelength ⁇ b, respectively, or may be substantially flat-topped between the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b.
  • Such an average spectral waveform may be useful, for example, for evaluating the wavelength distribution of multiple pulses applied to a single location on a semiconductor wafer.
  • an average spectral waveform that differs significantly from the spectral waveforms of the individual pulses may not be useful, for example, for properly controlling spectral adjuster 15a.
  • FIG. 8 schematically shows the configuration of a laser device 1a according to the first embodiment.
  • the laser device 1a according to the first embodiment differs from the laser device 1 according to the comparative example in the following points.
  • the memory 62 of the spectrum measurement control processor 60 includes first and second buffers Bu1 and Bu2.
  • the wavelength measurement control processor 50 also transmits the wavelength control signal to be transmitted to the wavelength driver 51 to the spectrum measurement control processor 60 .
  • the first and second buffers Bu1 and Bu2 are memory areas that temporarily store the integrated fringe waveform obtained by integrating the fringe waveform.
  • the spectrum measurement control processor 60 determines whether the fringe waveform received from the spectrum monitor 19 is a fringe waveform of a pulse with a target wavelength of the first wavelength ⁇ a or the second wavelength ⁇ b. This determination can be made based on the wavelength control signal indicating the details of control of the rotary stage 14e by the wavelength measurement control processor 50.
  • the CPU 61 included in the spectrum measurement control processor 60 or a selector (not shown) connected thereto integrates and stores the fringe waveforms in either the first or second buffers Bu1 and Bu2 according to the determination result.
  • the number of buffers is not limited to two, and more buffers may be provided according to the number of target wavelengths.
  • FIG. 9 is a time chart showing a spectral line width measurement method according to the first embodiment.
  • the wavelength measurement control processor 50 controls the rotary stage 14e by outputting a wavelength control signal according to the target wavelength that periodically changes between the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b.
  • the center wavelength of the pulsed laser light changes according to the change of the target wavelength.
  • Pulses with the first wavelength ⁇ a as the target wavelength are a1, a2, .
  • the target wavelength is switched between the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b one pulse at a time, but the switching of the target wavelength is not limited to one pulse at a time.
  • the spectrum measurement control processor 60 outputs a data output trigger for each pulse of pulsed laser light.
  • the spectrum monitor 19 outputs fringe waveforms fa1, fb1, fa2, fb2, . . . for each pulse according to the data output trigger.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a spectral linewidth measurement method according to the first embodiment.
  • the spectrum measurement control processor 60 receives fringe waveforms fa1, fb1, fa2, fb2, . . . from the spectrum monitor 19 for each pulse.
  • fringe waveforms fa1, fb1, fa2, fb2, . . . are fringe waveforms fa1, fa2, .
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates each time the fringe waveform is sequentially received, and updates the integrated fringe waveform.
  • the spectrum measurement control processor 60 overwrites and stores different buffers according to the target wavelength each time the integrated fringe waveform is updated.
  • ia1 is an integrated fringe waveform obtained by integrating fringe waveforms fa1, fa2, . . . of a plurality of pulses a1, a2, .
  • the integrated fringe waveform ia1 is stored in the first buffer Bu1
  • the integrated fringe waveform ib1 is stored in the second buffer Bu2.
  • the integrated fringe waveform ia1 corresponds to the first integrated fringe waveform in the present disclosure
  • the integrated fringe waveform ib1 corresponds to the second integrated fringe waveform in the present disclosure
  • the data of the integrated fringe waveform ia1 is an example of the first integrated spectrum data in the present disclosure
  • the data of the integrated fringe waveform ib1 is an example of the second integrated spectrum data in the present disclosure.
  • the spectrum measurement control processor 60 calculates an average fringe waveform by dividing the light intensity of each of the integrated fringe waveforms ia1 and ib1 by the integrated pulse number n. Calculation of the average fringe waveform is performed for each target wavelength.
  • the average fringe waveform obtained from the integrated fringe waveform ia1 corresponds to the first average fringe waveform in the present disclosure, and its data is an example of the first average spectrum data.
  • the average fringe waveform obtained from the integrated fringe waveform ib1 corresponds to the second average fringe waveform in the present disclosure, and the data is an example of the second average spectral data. Both the integrated fringe waveform data and the average fringe waveform data are examples of spectral data in the present disclosure.
  • the spectral measurement control processor 60 extracts a partial waveform corresponding to the free spectral range from the average fringe waveform and converts this waveform into a spectral waveform. Conversion to a spectral waveform is performed for each target wavelength.
  • the spectral waveform obtained by converting the average fringe waveform obtained from the integrated fringe waveform ia1 corresponds to the first spectral waveform in the present disclosure
  • the spectral waveform obtained by converting the average fringe waveform obtained from the integrated fringe waveform ib1 is the first spectral waveform in the present disclosure. 2 spectrum waveform.
  • the spectrum measurement control processor 60 calculates the spectrum line width based on the spectrum waveform. Calculation of the spectral linewidth is performed for each target wavelength. For example, as shown in FIG. 9, the spectral line width wa1 is calculated based on the spectral waveform obtained from the integrated fringe waveform ia1, and the spectral line width wb1 is calculated based on the spectral waveform obtained from the integrated fringe waveform ib1. be done.
  • the spectral linewidth wa1 corresponds to the first spectral linewidth in the present disclosure
  • the spectral linewidth wb1 corresponds to the second spectral linewidth in the present disclosure.
  • Spectral metrology control processor 60 transmits the spectral linewidth to laser control processor 30 .
  • the laser control processor 30 transmits the spectral linewidth to the exposure apparatus 100.
  • FIG. Transmission to the exposure apparatus 100 is performed regardless of the target wavelength.
  • Laser control processor 30 may transmit the spectral linewidth to a lithography control processor (not shown).
  • the lithography control processor may be a processor that coordinates control of multiple exposure apparatuses.
  • this fringe waveform can also be used to calculate the center wavelength.
  • the first central wavelength can be calculated from the fringe waveform of the pulse with the first wavelength ⁇ a as the target wavelength
  • the second central wavelength can be calculated from the fringe waveform of the pulse with the second wavelength ⁇ b as the target wavelength.
  • the fringe waveform received from the spectrum monitor 19 can be used to measure the center wavelength with high resolution.
  • the laser device 1 a includes the laser oscillator 20 , the spectrum monitor 19 , the wavelength measurement control processor 50 and the spectrum measurement control processor 60 .
  • the laser oscillator 20 includes a rotating stage 14e and outputs pulsed laser light having a center wavelength adjusted by the rotating stage 14e.
  • the spectrum monitor 19 acquires fringe waveforms fa1, fb1, fa2, fb2, . . . of the pulsed laser light.
  • the wavelength measurement control processor 50 controls the rotary stage 14e so that the central wavelength of the pulsed laser light changes according to the target wavelength that periodically changes to a plurality of values including the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b.
  • a spectral measurement control processor 60 calculates a spectral line width wa1 from fringe waveforms fa1, fa2, . . . of a plurality of pulses a1, a2, .
  • a spectral line width wb1 is calculated from fringe waveforms fb1, fb2, . . . of a plurality of pulses b1, b2, . According to this, the spectral linewidths wa1 and wb1 can be appropriately calculated for each target wavelength.
  • the spectrum measurement control processor 60 determines that the fringe waveform received from the spectrum monitor 19 is a fringe waveform of a pulse whose target wavelength is either the first wavelength ⁇ a or the second wavelength ⁇ b. is determined based on information indicating the details of control of the rotation stage 14e by the wavelength measurement control processor 50.
  • FIG. According to this, it is possible to accurately determine which of the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b is the fringe waveform of the pulse with the target wavelength, and to calculate the spectral line widths wa1 and wb1 for each target wavelength.
  • the spectrum measurement control processor 60 includes first and second buffers Bu1 and Bu2.
  • the spectrum measurement control processor 60 stores the integrated fringe waveform ia1 of the pulses a1, a2, . , b2, . . . are stored in the second buffer Bu2. According to this, by using a plurality of buffers Bu1 and Bu2, it is possible to efficiently calculate the spectral line widths wa1 and wb1 for each target wavelength.
  • the spectrum measurement control processor 60 receives fringe waveforms fa1, fa2, . . . of pulses a1, a2, . to update the integrated fringe waveform ia1, and overwrite and store the first buffer Bu1 each time the integrated fringe waveform ia1 is updated.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates the fringe waveforms fb1, fb2, . . . of the pulses b1, b2, .
  • Each time the integrated fringe waveform ib1 is updated it is overwritten and stored in the second buffer Bu2. According to this, every time a fringe waveform is received, the integrated fringe waveforms ia1 and ib1 are integrated and stored by overwriting. area can be reduced.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates the fringe waveforms fa1 to fa4 of the pulses a1 to a4 with the first wavelength ⁇ a as the target wavelength each time it sequentially receives the integrated fringe waveform.
  • ia1 is updated and stored in the first buffer Bu1 each time the integrated fringe waveform ia1 is updated.
  • the spectrum measurement control processor 60 updates the integrated fringe waveform ib1 by accumulating the fringe waveforms fb1 to fb4 of the pulses b1 to b4 having the second wavelength ⁇ b as the target wavelength each time it sequentially receives them, and updates the integrated fringe waveform ib1. is stored in the second buffer Bu2 every time.
  • the integrated fringe waveform for each target wavelength can be updated. It is possible to efficiently update ia1 and ib1.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates fringe waveforms fa1, fa2, . . . of a plurality of pulses a1, a2, . Then, the first integrated spectrum data is calculated, and the spectral line width wa1 is calculated from the first integrated spectrum data.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates fringe waveforms fb1, fb2, . . . of a plurality of pulses b1, b2, .
  • a spectral line width wb1 is calculated from the second integrated spectral data.
  • the spectrum measurement control processor 60 may integrate the spectrum waveform for each target wavelength to calculate the first and second integrated spectrum data. According to this, since the fringe waveform or spectral waveform is integrated for each target wavelength, the spectral line widths wa1 and wb1 can be appropriately calculated for each target wavelength.
  • the spectrum measurement control processor 60 averages fringe waveforms fa1, fa2, . . . of a plurality of pulses a1, a2, . Then, the first average spectral data is calculated, and the spectral line width wa1 is calculated from the first average spectral data.
  • the spectrum measurement control processor 60 averages fringe waveforms fb1, fb2, . . . of a plurality of pulses b1, b2, .
  • a spectral line width wb1 is calculated from the second average spectral data. If the spectrum monitor 19 converts the fringe waveform into a spectrum waveform, the spectrum measurement control processor 60 may average the spectrum waveform for each target wavelength to calculate first and second average spectrum data. According to this, since the fringe waveform or spectral waveform is averaged for each target wavelength, the spectral line widths wa1 and wb1 can be appropriately calculated for each target wavelength.
  • the spectrum measurement control processor 60 receives fringe waveforms fa1, fb1, fa2, fb2, .
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates fringe waveforms fa1, fa2, . . . of a plurality of pulses a1, a2, .
  • a first spectral waveform is calculated from the waveform ia1, and a spectral line width wa1 is calculated from the first spectral waveform.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates fringe waveforms fb1, fb2, . . . of a plurality of pulses b1, b2, .
  • a second spectral waveform is calculated from the waveform ib1, and a spectral line width wb1 is calculated from the second spectral waveform. According to this, since the fringe waveform is integrated for each target wavelength, the spectral line widths wa1 and wb1 can be appropriately calculated for each target wavelength.
  • the spectrum measurement control processor 60 averages fringe waveforms fa1, fa2, . . . of a plurality of pulses a1, a2, . Then, a first average fringe waveform is calculated, a first spectral waveform is calculated from the first average fringe waveform, and a spectral line width wa1 is calculated from the first spectral waveform.
  • the spectrum measurement control processor 60 calculates a second average fringe waveform by averaging fringe waveforms fb1, fb2, . . . of a plurality of pulses b1, b2, .
  • a second spectral waveform is calculated from the second average fringe waveform, and a spectral line width wb1 is calculated from the second spectral waveform. According to this, since the fringe waveform is averaged for each target wavelength, the spectral line widths wa1 and wb1 can be appropriately calculated for each target wavelength.
  • the laser control processor 30 included in the laser device 1a distinguishes between the spectral linewidth wa1 for the first wavelength ⁇ a and the spectral linewidth wb1 for the second wavelength ⁇ b.
  • the data is transmitted to the exposure apparatus 100 without According to this, it is not necessary to transmit information for distinguishing the target wavelength, so the load on the communication device can be reduced.
  • the spectrum measurement control processor 60 converts the fringe waveforms fa1, fa2, . 1 center wavelength is calculated, and the second center wavelength is calculated from fringe waveforms fb1, fb2, . . . of a plurality of pulses b1, b2, . According to this, the fringe waveforms fa1, fb1, fa2, fb2, .
  • the center wavelength calculated in this way can also be used for calibrating the wavelength monitor 18 .
  • the first embodiment is the same as the comparative example.
  • FIG. 11 is a time chart showing a spectral linewidth measurement method in the second embodiment.
  • the configuration of the laser device 1a according to the second embodiment differs from that of the first embodiment in that the memory 62 of the spectrum measurement control processor 60 includes a buffer (not shown) for discarding data. is similar to the embodiment of
  • the wavelength measurement control processor 50 generates a wavelength control signal to switch the target wavelength between the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b by three pulses each.
  • the switching of the target wavelength is not limited to every three pulses.
  • the spectrum measurement control processor 60 outputs a data output trigger for each pulse of pulsed laser light.
  • the spectrum monitor 19 outputs fringe waveforms fa1, fa2, . . . and fb1, fb2, .
  • the spectrum measurement control processor 60 receives fringe waveforms fa1, fa2, . . . and fb1, fb2, .
  • the spectrum measurement control processor 60 stores the fringe waveforms fa1, fa2, and fa3 of the pulses a1, a2, and a3 at the beginning of the burst of the pulsed laser light output by burst oscillation in a buffer (not shown) for discarding data.
  • a buffer not shown
  • the number of pulses stored in the data discard buffer is 3, the number is not limited to this.
  • the data of the fringe waveforms fa1, fa2, and fa3 are discarded after being temporarily stored in the buffer. Alternatively, these data may be discarded without being temporarily buffered. Alternatively, it may be stored separately in a non-volatile memory (not shown) as log data.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates the fringe waveforms fb1, fb2, fb3, and fb4 of the pulses b1, b2, b3, and b4, and stores the integrated fringe waveform ib1 in the second buffer Bu2.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates the fringe waveforms fa4, fa5, fa6, and fa7 of pulses a4, a5, a6, and a7, and stores the integrated fringe waveform ia4 in the first buffer Bu1.
  • the spectrum measurement control processor 60 calculates the spectrum line width based on the spectrum waveform. However, the fringe waveforms fa1, fa2, and fa3 of the pulses a1, a2, and a3 at the beginning of the burst are excluded from the calculation of the spectral linewidth. Calculation of the spectral linewidth is performed for each target wavelength. For example, as shown in FIG. 11, the spectral line width wb1 is calculated based on the spectral waveform obtained from the integrated fringe waveform ib1, and the spectral line width wa4 is calculated based on the spectral waveform obtained from the integrated fringe waveform ia4. be done. The pulse b5 and subsequent pulses are the same as the pulses b1 to b4, and the pulse a8 and subsequent pulses are the same as the pulses a4 to a7.
  • the laser oscillator 20 performs a plurality of burst oscillations including the first burst oscillation and the second burst oscillation that follows the first burst oscillation. It is configured to perform burst oscillation and output pulsed laser light.
  • the spectrum measurement control processor 60 calculates spectral line widths wb1 and wa4 by excluding fringe waveforms fa1 to fa3 of pulses a1 to a3 at the beginning of each burst. According to this, fringe waveforms fa1 to fa3 of pulses a1 to a3, which are not used as exposure light in the exposure apparatus 100, are excluded, so that the load of spectral line width calculation can be reduced.
  • the spectrum measurement control processor 60 discards the excluded fringe waveforms fa1-fa3. According to this, the required storage area can be reduced by discarding the fringe waveforms fa1 to fa3.
  • the spectrum measurement control processor 60 separately stores the excluded fringe waveforms fa1 to fa3. According to this, by storing the fringe waveforms fa1 to fa3 that are not used for calculating the spectral line width, they can be used for data analysis at the time of failure. Otherwise, the second embodiment is similar to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a time chart showing a spectral line width measurement method in the third embodiment.
  • the configuration of the laser device 1a according to the third embodiment is the same as that of the second embodiment.
  • the wavelength measurement control processor 50 generates a wavelength control signal to switch the target wavelength between the first wavelength ⁇ a and the second wavelength ⁇ b by 5 pulses each.
  • one period of wavelength change consists of continuously outputting a first number of pulses of the first wavelength ⁇ a and continuously outputting a second number of pulses of the second wavelength ⁇ b. Including, the first number and the second number being five, for example. In this way, the switching of the target wavelength is performed by a larger number of pulses than the accumulated number of pulses n, for example, 4 pulses.
  • the spectrum measurement control processor 60 outputs a data output trigger for each pulse of pulsed laser light.
  • the spectrum monitor 19 outputs fringe waveforms fa1, fa2, . . . and fb1, fb2, .
  • the spectrum measurement control processor 60 receives fringe waveforms fa1, fa2, . . . and fb1, fb2, .
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates the fringe waveforms fa1, fa2, fa3, and fa4 of the pulses a1, a2, a3, and a4 each time it sequentially receives them, and updates the integrated fringe waveform ia1.
  • the spectrum measurement control processor 60 overwrites and stores the first buffer Bu1 each time the integrated fringe waveform ia1 is updated.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates the fringe waveforms fb1, fb2, fb3, and fb4 of the pulses b1, b2, b3, and b4 each time it sequentially receives them, and updates the integrated fringe waveform ib1.
  • the spectrum measurement control processor 60 overwrites and stores the second buffer Bu2 each time the integrated fringe waveform ib1 is updated.
  • the spectrum measurement control processor 60 extracts fringe waveforms fa5 and fb5 of the remaining pulses a5 and b5, excluding 4 pulses corresponding to the integrated pulse number n, out of the 5 pulses continuously output without switching the target wavelength. It is stored in a buffer (not shown) for discarding data.
  • the data of the fringe waveforms fa5 and fb5 are discarded after being temporarily stored in the buffer. Alternatively, these data may be discarded without being temporarily buffered. Alternatively, it may be stored separately in a non-volatile memory (not shown) as log data.
  • the spectrum measurement control processor 60 calculates the spectrum line width based on the spectrum waveform.
  • the fringe waveform fa5 of the pulse a5 other than the third number of pulses a1 to a4 corresponding to the integrated pulse number n among the five pulses a1 to a5 continuously output with the first wavelength ⁇ a as the target wavelength is The spectral linewidth wa1 is calculated based on the excluded fringe waveforms fa1-fa4 of the third number of pulses a1-a4.
  • the fringe waveform fb5 of the pulse b5 other than the fourth number of pulses b1 to b4 corresponding to the integrated pulse number n among the five pulses b1 to b5 continuously output with the second wavelength ⁇ b as the target wavelength is excluded.
  • the spectral line width wb1 is calculated based on the fringe waveforms fb1-fb4 of the fourth number of pulses b1-b4.
  • the calculation of the spectral linewidth is performed for each target wavelength.
  • the third number and the fourth number are four, for example.
  • the period until reception partially overlaps. Even if these periods partially overlap, the data of the integrated fringe waveform ib1 can be stored in the second buffer Bu2 while the data of the integrated fringe waveform ia1 is stored in the first buffer Bu1.
  • the pulse a6 and subsequent pulses are the same as the pulses a1 to a5, and the pulse b6 and subsequent pulses are the same as the pulses b1 to b5.
  • one period of periodic change of the target wavelength continuously outputs the first number of pulses a1 to a5 of the first wavelength ⁇ a. , and sequentially outputting a second number of pulses b1-b5 of a second wavelength ⁇ b.
  • the spectrum measurement control processor 60 excludes the fringe waveform fa5 of the pulse a5 other than the third number of pulses a1-a4 among the first number of pulses a1-a5, and removes the fringe waveform fa5 of the first number of pulses a1-a5.
  • the spectral line width wa1 is calculated based on the fringe waveforms fa1 to fa4 of the third number of pulses a1 to a4 among them.
  • the spectrum measurement control processor 60 excludes the fringe waveform fb5 of the pulse b5 other than the fourth number of pulses b1-b4 among the second number of pulses b1-b5, and removes the fringe waveform fb5 of the second number of pulses b1-b5.
  • the spectral line width wb1 is calculated based on the fringe waveforms fb1 to fb4 of the fourth number of pulses b1 to b4 among them. According to this, since pulses continuously output at the same target wavelength have little variation in fringe waveform, by using the fringe waveform of such a pulse to calculate the spectral line width, the spectral line widths wa1 and wb1 can be calculated appropriately.
  • the spectrum measurement control processor 60 discards the excluded fringe waveforms fa5 and fb5. According to this, the required storage area can be reduced by discarding the fringe waveforms fa5 and fb5.
  • the spectrum measurement control processor 60 separately stores the excluded fringe waveforms fa5 and fb5. According to this, by storing the fringe waveforms fa5 and fb5 that are not used for calculating the spectral line width, they can be used for data analysis at the time of failure.
  • the spectrum measurement control processor 60 integrates the fringe waveforms fa1 to fa4 of the pulses a1 to a4 with the first wavelength ⁇ a as the target wavelength each time it sequentially receives the integrated fringe waveform.
  • ia1 is updated and stored in the first buffer Bu1 each time the integrated fringe waveform ia1 is updated.
  • the spectrum measurement control processor 60 updates the integrated fringe waveform ib1 by accumulating the fringe waveforms fb1 to fb4 of the pulses b1 to b4 having the second wavelength ⁇ b as the target wavelength each time it sequentially receives them, and updates the integrated fringe waveform ib1. is stored in the second buffer Bu2 every time.
  • the period during which the spectral line width wa1 is calculated based on the integrated fringe waveform ia1 stored in the first buffer Bu1, and the period during which the spectrum measurement control processor 60 receives the fringe waveform fb1 of the pulse b1 and the fringe of the pulse b4 is calculated. It partially overlaps with the period until the waveform fb4 is received. According to this, while the data of the integrated fringe waveform ia1 is stored in the first buffer Bu1, the data of the integrated fringe waveform ib1 can be stored in the second buffer Bu2, the spectral line width wa1 is calculated, Integrating the fringe waveforms fb1 to fb4 can be performed efficiently. Otherwise, the third embodiment is similar to the first embodiment.

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Abstract

レーザ装置は、波長調節器を含み、波長調節器によって調整された中心波長を有するパルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、パルスレーザ光のスペクトルデータを生成するスペクトルモニタと、プロセッサであって、第１波長と第２波長とを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従ってパルスレーザ光の中心波長が変化するように波長調節器を制御し、第１波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１のスペクトル線幅を算出し、第２波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２のスペクトル線幅を算出するプロセッサと、を備える。

Description

レーザ装置、スペクトル線幅の計測方法、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、レーザ装置、スペクトル線幅の計測方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。たとえば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
　ＫｒＦエキシマレーザ装置及びＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過させる材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrowing Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
米国特許出願公開第２００５／０８３９８３号明細書
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、波長調節器を含み、波長調節器によって調整された中心波長を有するパルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、パルスレーザ光のスペクトルデータを生成するスペクトルモニタと、プロセッサであって、第１波長と第２波長とを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従ってパルスレーザ光の中心波長が変化するように波長調節器を制御し、第１波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１のスペクトル線幅を算出し、第２波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２のスペクトル線幅を算出するプロセッサと、を備える。
　本開示の１つの観点に係るスペクトル線幅の計測方法は、第１波長と第２波長とを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従ってパルスレーザ光の中心波長を変化させ、第１波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１のスペクトル線幅を算出し、第２波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２のスペクトル線幅を算出することを含む。
　本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、波長調節器を含み、波長調節器によって調整された中心波長を有するパルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、パルスレーザ光のスペクトルデータを生成するスペクトルモニタと、プロセッサであって、第１波長と第２波長とを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従ってパルスレーザ光の中心波長が変化するように波長調節器を制御し、第１波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１のスペクトル線幅を算出し、第２波長を目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２のスペクトル線幅を算出するプロセッサと、を備えるレーザ装置によってパルスレーザ光を生成し、パルスレーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にパルスレーザ光を露光することを含む。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。 図２は、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。 図３は、比較例におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。 図４は、比較例におけるスペクトル線幅の計測方法を示すフローチャートである。 図５は、Ｅ９５について説明するためのスペクトル波形の例を示す。 図６は、パルスレーザ光の目標波長を周期的に変化させる例を示すグラフである。 図７は、目標波長を周期的に変化させたときのパルスレーザ光のスペクトル波形をパルスごとに示す。 図８は、第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。 図９は、第１の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。 図１０は、第１の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。 図１２は、第３の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。
実施形態
＜内容＞
１．比較例
　１．１　露光装置１００の構成
　１．２　露光装置１００の動作
　１．３　レーザ装置１の構成
　　１．３．１　レーザ発振器２０
　　１．３．２　モニタモジュール１６
　　１．３．３　各種処理装置
　１．４　動作
　　１．４．１　レーザ制御プロセッサ３０
　　１．４．２　レーザ発振器２０
　　１．４．３　モニタモジュール１６
　　１．４．４　波長計測制御プロセッサ５０
　　１．４．５　スペクトル計測制御プロセッサ６０
　１．５　比較例の課題
２．目標波長ごとに複数のパルスのフリンジ波形を積算する実施形態
　２．１　構成
　２．２　動作
　２．３　作用
３．バースト先頭以外のパルスのフリンジ波形を利用する実施形態
　３．１　動作
　３．２　作用
４．連続パルスのフリンジ波形を利用する実施形態
　４．１　動作
　４．２　作用
５．その他
　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。
１．比較例
　図１は、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。
　露光システムは、レーザ装置１と、露光装置１００と、を含む。露光装置１００は本開示における外部装置の一例である。レーザ装置１は、レーザ制御プロセッサ３０を含む。レーザ制御プロセッサ３０は、制御プログラムが記憶されたメモリ３２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（central processing unit）３１と、を含む処理装置である。レーザ制御プロセッサ３０は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。レーザ制御プロセッサ３０は本開示におけるプロセッサを構成する。レーザ装置１は、パルスレーザ光を露光装置１００に向けて出力するように構成されている。
　１．１　露光装置１００の構成
　露光装置１００は、照明光学系１０１と、投影光学系１０２と、露光制御プロセッサ１１０と、を含む。
　照明光学系１０１は、レーザ装置１から入射したパルスレーザ光によって、レチクルステージＲＴ上に配置された図示しないレチクルのレチクルパターンを照明する。
　投影光学系１０２は、レチクルを透過したパルスレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはレジスト膜が塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
　露光制御プロセッサ１１０は、制御プログラムが記憶されたメモリ１１２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ１１１と、を含む処理装置である。露光制御プロセッサ１１０は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。露光制御プロセッサ１１０は、露光装置１００の制御を統括するとともに、レーザ制御プロセッサ３０との間で各種データ及び各種信号を送受信する。
　１．２　露光装置１００の動作
　露光制御プロセッサ１１０は、目標波長、目標スペクトル線幅、及び目標パルスエネルギーの設定データ、及びトリガ信号をレーザ制御プロセッサ３０に送信する。レーザ制御プロセッサ３０は、これらのデータ及び信号に従ってレーザ装置１を制御する。
　露光制御プロセッサ１１０は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して互いに逆方向に平行移動させる。これにより、レチクルパターンを反映したパルスレーザ光でワークピースが露光される。
　このような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンが転写される。その後、複数の工程を経ることで電子デバイスを製造することができる。
　１．３　レーザ装置１の構成
　図２は、比較例に係るレーザ装置１の構成を概略的に示す。レーザ装置１は、レーザ発振器２０と、モニタモジュール１６と、レーザ制御プロセッサ３０と、波長計測制御プロセッサ５０と、スペクトル計測制御プロセッサ６０と、を含む。レーザ装置１は露光装置１００に接続可能とされている。波長計測制御プロセッサ５０及びスペクトル計測制御プロセッサ６０は、本開示におけるプロセッサを構成する。
　　１．３．１　レーザ発振器２０
　レーザ発振器２０は、レーザチャンバ１０と、放電電極１１ａと、電源１２と、狭帯域化モジュール１４と、スペクトル調節器１５ａと、を含む。
　狭帯域化モジュール１４とスペクトル調節器１５ａとが、レーザ共振器を構成する。レーザチャンバ１０は、レーザ共振器の光路に配置されている。レーザチャンバ１０の両端にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられている。レーザチャンバ１０の内部に、放電電極１１ａ及びこれと対をなす図示しない放電電極が配置されている。図示しない放電電極は、紙面に垂直なＶ軸の方向において放電電極１１ａと重なるように位置している。レーザチャンバ１０には、例えばレアガスとしてアルゴンガス又はクリプトンガス、ハロゲンガスとしてフッ素ガス、バッファガスとしてネオンガス等を含むレーザガスが封入される。
　電源１２は、スイッチ１３を含むとともに、放電電極１１ａと図示しない充電器とに接続されている。
　狭帯域化モジュール１４は、複数のプリズム１４ａ及び１４ｂとグレーティング１４ｃとを含む。プリズム１４ａ及び１４ｂは、ウインドウ１０ａから出射した光の光路にこの順で配置されている。光が入出射するプリズム１４ａ及び１４ｂの表面はいずれもＶ軸に平行である。プリズム１４ｂは、回転ステージ１４ｅに支持されている。回転ステージ１４ｅは波長ドライバ５１に接続されている。回転ステージ１４ｅは本開示における波長調節器に相当する。
　グレーティング１４ｃは、プリズム１４ａ及び１４ｂを透過した光の光路に配置されている。グレーティング１４ｃの溝の方向は、Ｖ軸に平行である。
　スペクトル調節器１５ａは、シリンドリカル平凸レンズ１５ｂと、シリンドリカル平凹レンズ１５ｃと、を含む。レーザチャンバ１０とシリンドリカル平凸レンズ１５ｂとの間に、シリンドリカル平凹レンズ１５ｃが位置する。シリンドリカル平凹レンズ１５ｃは、リニアステージ１５ｄに支持されている。リニアステージ１５ｄはスペクトルドライバ６４に接続されている。
　シリンドリカル平凸レンズ１５ｂ及びシリンドリカル平凹レンズ１５ｃは、シリンドリカル平凸レンズ１５ｂの凸面とシリンドリカル平凹レンズ１５ｃの凹面とが向かい合うように配置されている。シリンドリカル平凸レンズ１５ｂの凸面とシリンドリカル平凹レンズ１５ｃの凹面はそれぞれＶ軸の方向に平行な焦点軸を有する。シリンドリカル平凸レンズ１５ｂの凸面の反対側に位置する平らな面は、部分反射膜でコーティングされている。
　　１．３．２　モニタモジュール１６
　モニタモジュール１６は、スペクトル調節器１５ａと露光装置１００との間のパルスレーザ光の光路に配置されている。モニタモジュール１６は、ビームスプリッタ１６ａ、１６ｂ、及び１７ａと、エネルギーセンサ１６ｃと、高反射ミラー１７ｂと、波長モニタ１８と、スペクトルモニタ１９と、を含む。
　ビームスプリッタ１６ａは、スペクトル調節器１５ａから出力されたパルスレーザ光の光路に位置する。ビームスプリッタ１６ａは、パルスレーザ光の一部を露光装置１００に向けて高い透過率で透過させるとともに、他の一部を反射するように構成されている。ビームスプリッタ１６ｂ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の光路に位置する。エネルギーセンサ１６ｃは、ビームスプリッタ１６ｂによって反射されたパルスレーザ光の光路に位置する。
　ビームスプリッタ１７ａは、ビームスプリッタ１６ｂを透過したパルスレーザ光の光路に位置する。高反射ミラー１７ｂは、ビームスプリッタ１７ａによって反射されたパルスレーザ光の光路に位置する。
　波長モニタ１８は、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いる。波長モニタ１８は、拡散プレート１８ａと、エタロン１８ｂと、集光レンズ１８ｃと、ラインセンサ１８ｄと、を含む。
　拡散プレート１８ａは、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位置する。拡散プレート１８ａは、表面に多数の凹凸を有し、パルスレーザ光を透過させるとともに拡散させるように構成されている。
　エタロン１８ｂは、拡散プレート１８ａを透過したパルスレーザ光の光路に位置する。エタロン１８ｂは、２枚の部分反射ミラーを含む。２枚の部分反射ミラーは、所定距離のエアギャップを有して対向し、スペーサを介して貼り合わせられている。
　集光レンズ１８ｃは、エタロン１８ｂを透過したパルスレーザ光の光路に位置する。
　ラインセンサ１８ｄは、集光レンズ１８ｃを透過したパルスレーザ光の光路であって、集光レンズ１８ｃの焦点面に位置する。ラインセンサ１８ｄは、一次元に配列された多数の受光素子を含む光分布センサである。あるいは、ラインセンサ１８ｄの代わりに、フォトダイオードアレイが用いられてもよいし、二次元に配列された多数の受光素子を含むイメージセンサが用いられてもよい。
　ラインセンサ１８ｄは、エタロン１８ｂ及び集光レンズ１８ｃによって形成される干渉縞を受光する。干渉縞はパルスレーザ光の干渉パターンであって、同心円状の形状を有し、この同心円の中心からの距離の２乗は波長の変化に比例する。
　スペクトルモニタ１９は、高反射ミラー１７ｂ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いる。スペクトルモニタ１９は、拡散プレート１９ａと、エタロン１９ｂと、集光レンズ１９ｃと、ラインセンサ１９ｄと、を含む。これらの構成は、波長モニタ１８に含まれる拡散プレート１８ａ、エタロン１８ｂ、集光レンズ１８ｃ、及びラインセンサ１８ｄとそれぞれ同様である。但し、エタロン１９ｂはエタロン１８ｂよりも小さいフリースペクトラルレンジを有する。また、集光レンズ１９ｃは集光レンズ１８ｃよりも長い焦点距離を有する。
　　１．３．３　各種処理装置
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、制御プログラムが記憶されたメモリ６２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ６１と、カウンタ６３と、を含む処理装置である。スペクトル計測制御プロセッサ６０は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
　メモリ６２は、スペクトル線幅を算出するための各種データも記憶している。各種データはスペクトルモニタ１９の装置関数を含む。カウンタ６３は、エネルギーセンサ１６ｃから出力されるパルスエネルギーのデータを含む電気信号の受信回数をカウントすることにより、パルスレーザ光のパルス数をカウントする。あるいは、カウンタ６３は、レーザ制御プロセッサ３０から出力される発振トリガ信号をカウントすることにより、パルスレーザ光のパルス数をカウントしてもよい。
　波長計測制御プロセッサ５０は、制御プログラムが記憶された図示しないメモリと、制御プログラムを実行する図示しないＣＰＵと、図示しないカウンタと、を含む処理装置である。波長計測制御プロセッサ５０は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。波長計測制御プロセッサ５０に含まれるカウンタは、カウンタ６３と同様に、パルスレーザ光のパルス数をカウントする。
　本開示では、レーザ制御プロセッサ３０と、波長計測制御プロセッサ５０と、スペクトル計測制御プロセッサ６０と、を別々の構成要素として説明しているが、レーザ制御プロセッサ３０が波長計測制御プロセッサ５０及びスペクトル計測制御プロセッサ６０を兼ねていてもよい。
　１．４　動作
　　１．４．１　レーザ制御プロセッサ３０
　レーザ制御プロセッサ３０は、露光制御プロセッサ１１０から受信した目標パルスエネルギーの設定データに基づいて、放電電極１１ａに印加される印加電圧の設定データを電源１２に送信する。レーザ制御プロセッサ３０は、露光制御プロセッサ１１０から受信した目標波長及び目標スペクトル線幅の設定データをそれぞれ波長計測制御プロセッサ５０及びスペクトル計測制御プロセッサ６０に送信する。また、レーザ制御プロセッサ３０は、露光制御プロセッサ１１０から受信したトリガ信号に基づく発振トリガ信号を電源１２に含まれるスイッチ１３に送信する。
　　１．４．２　レーザ発振器２０
　スイッチ１３は、レーザ制御プロセッサ３０から発振トリガ信号を受信するとオン状態となる。電源１２は、スイッチ１３がオン状態となると、図示しない充電器に充電された電気エネルギーからパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を放電電極１１ａに印加する。
　放電電極１１ａに高電圧が印加されると、レーザチャンバ１０の内部に放電が起こる。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する。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波長の光を放出する。
　レーザチャンバ１０の内部で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射する。レーザチャンバ１０のウインドウ１０ａから出射した光は、プリズム１４ａ及び１４ｂによってビーム幅を拡大させられて、グレーティング１４ｃに入射する。
　プリズム１４ａ及び１４ｂからグレーティング１４ｃに入射した光は、グレーティング１４ｃの複数の溝によって反射されるとともに、光の波長に応じた方向に回折させられる。
　プリズム１４ａ及び１４ｂは、グレーティング１４ｃからの回折光のビーム幅を縮小させるとともに、その光を、ウインドウ１０ａを介してレーザチャンバ１０に戻す。
　スペクトル調節器１５ａは、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ｂから出射した光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射してウインドウ１０ｂを介してレーザチャンバ１０の内部に戻す。
　このようにして、レーザチャンバ１０から出射した光は、狭帯域化モジュール１４とスペクトル調節器１５ａとの間で往復し、レーザチャンバ１０の内部の放電空間を通過する度に増幅される。この光は、狭帯域化モジュール１４で折り返される度に狭帯域化される。このようにしてレーザ発振器２０においてレーザ発振し狭帯域化された光が、スペクトル調節器１５ａからパルスレーザ光として出力される。
　狭帯域化モジュール１４に含まれる回転ステージ１４ｅは、波長ドライバ５１から出力される駆動信号に従ってプリズム１４ｂをＶ軸に平行な軸周りに回転させる。プリズム１４ｂを回転させることにより狭帯域化モジュール１４の選択波長が調整され、パルスレーザ光の中心波長が調整される。
　スペクトル調節器１５ａに含まれるリニアステージ１５ｄは、スペクトルドライバ６４から出力される駆動信号に従って、レーザチャンバ１０とシリンドリカル平凸レンズ１５ｂとの間の光路に沿ってシリンドリカル平凹レンズ１５ｃを移動させる。これにより、スペクトル調節器１５ａから狭帯域化モジュール１４へ向かう光の波面が変化する。波面が変化することにより、パルスレーザ光のスペクトル波形及びスペクトル線幅が調整される。
　　１．４．３　モニタモジュール１６
　エネルギーセンサ１６ｃは、パルスレーザ光のパルスエネルギーを検出し、パルスエネルギーのデータをレーザ制御プロセッサ３０、波長計測制御プロセッサ５０、及びスペクトル計測制御プロセッサ６０に出力する。パルスエネルギーのデータは、レーザ制御プロセッサ３０が放電電極１１ａに印加される印加電圧の設定データをフィードバック制御するのに用いられる。また、パルスエネルギーのデータを含む電気信号は、波長計測制御プロセッサ５０及びスペクトル計測制御プロセッサ６０がそれぞれパルスレーザ光のパルス数をカウントするのに用いることができる。
　波長モニタ１８において、干渉縞を受光したラインセンサ１８ｄに含まれる受光素子の各々における光量から干渉縞の波形が生成される。干渉縞の波形をフリンジ波形ともいう。ラインセンサ１８ｄは、一定時間継続して露光を行うことにより、受光素子の各々における光量をパルスレーザ光に含まれる複数のパルスにわたって積算したフリンジ波形を生成してもよい。
　スペクトルモニタ１９において、干渉縞を受光したラインセンサ１９ｄに含まれる受光素子の各々における光量からフリンジ波形が生成される。ラインセンサ１９ｄは、一定時間継続して露光を行うことにより、受光素子の各々における光量をパルスレーザ光に含まれる複数のパルスにわたって積算したフリンジ波形を生成してもよい。
　　１．４．４　波長計測制御プロセッサ５０
　波長計測制御プロセッサ５０は、パルスレーザ光のパルス数をカウントし、一定の積算パルス数ごとに波長モニタ１８にデータ出力トリガを送信する。波長計測制御プロセッサ５０は、データ出力トリガに従って波長モニタ１８から出力されるフリンジ波形を受信する。このフリンジ波形を用いて、波長計測制御プロセッサ５０はパルスレーザ光の中心波長を算出する。
　波長計測制御プロセッサ５０は、算出された中心波長と、レーザ制御プロセッサ３０から受信した目標波長と、に基づいて波長ドライバ５１に波長制御信号を出力することにより、パルスレーザ光の中心波長をフィードバック制御する。
　　１．４．５　スペクトル計測制御プロセッサ６０
　図３は、比較例におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。発振トリガ信号に従ってパルスレーザ光の個々のパルスが生成され、スペクトルモニタ１９においてラインセンサ１９ｄの露光が行われることにより、複数のパルスの光量を積算したフリンジ波形が生成される。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスレーザ光のパルス数をカウントし、積算パルス数ｎごとに、スペクトルモニタ１９にデータ出力トリガを出力する。積算パルス数ｎは例えば４である。
　図４は、比較例におけるスペクトル線幅の計測方法を示すフローチャートである。図４に示される処理は、積算パルス数ｎのパルスレーザ光が出力されるごとに実行される。
　Ｓ１において、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、４パルス分の光量が積算されたフリンジ波形をスペクトルモニタ１９から受信する。例えば、図３に示されるパルス＃１～＃４の光量を積算したフリンジ波形ｉ１を受信する。
　Ｓ３において、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、フリンジ波形をスペクトル波形に変換するために、以下の処理を行う。まず、フリンジ波形のうちのフリースペクトラルレンジに相当する一部分の波形を抽出する。フリンジ波形から抽出された一部分の波形は、干渉縞を構成する同心円の中心からの距離と光強度との関係を示している。次に、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、この波形を、波長と光強度との関係に座標変換する。フリンジ波形の一部を波長と光強度との関係に座標変換することを波長空間へのマッピングという。この座標変換により、スペクトル計測制御プロセッサ６０はスペクトル波形を取得する。フリンジ波形のデータ及びスペクトル波形のデータは、いずれも本開示におけるスペクトルデータの一例である。
　ここではスペクトル計測制御プロセッサ６０がフリンジ波形をスペクトル波形に変換す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。スペクトルモニタ１９がフリンジ波形をスペクトル波形に変換してもよい。
　Ｓ４において、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトル波形に基づいてスペクトル線幅を算出する。例えば、図３に示されるフリンジ波形ｉ１から得られたスペクトル波形に基づいてスペクトル線幅ｗ１が算出される。
　スペクトル線幅の算出は、スペクトル波形をスペクトルモニタ１９の装置関数により逆畳み込み積分することによって、スペクトルモニタ１９に入射した真のスペクトル波形を推定し、推定された真のスペクトル波形からスペクトル線幅を算出することを含んでもよい。逆畳み込み積分には、パルスレーザ光の繰り返し周期より長い計算時間を要することがある。図３に、スペクトル線幅ｗ１、ｗ５等の計算に要する時間の一例が五角形の枠の横方向の長さで示されている。スペクトル線幅を１回計算する間に、パルスレーザ光の複数のパルスが新たに出力される。
　スペクトル線幅は、半値全幅でもよいし、Ｅ９５と呼ばれる指標でもよい。
　図５は、Ｅ９５について説明するためのスペクトル波形の例を示す。図５の横軸は波長であり、縦軸は光強度である。このスペクトルの全体のエネルギーのうち、中心波長λ０を中心として９５％を占める部分の全幅をＥ９５とする。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトル線幅をレーザ制御プロセッサ３０に送信する。
　図４のＳ５において、レーザ制御プロセッサ３０は、スペクトル線幅を露光装置１００に送信する。Ｓ５の後、本フローチャートの処理を終了する。
　図３に示されるパルス＃５以降についてはパルス＃１～＃４と同様である。
　１．５　比較例の課題
　図６は、パルスレーザ光の目標波長を周期的に変化させる例を示すグラフである。
　レーザ発振器２０は、露光制御プロセッサ１１０からのトリガ信号に従い、ある期間にわたって一定以上の繰り返し周波数でレーザ発振を行う。一定以上の繰り返し周波数でレーザ発振を行い、パルスレーザ光を出力することを「バースト発振」という。
　露光制御プロセッサ１１０からのトリガ信号が休止すると、レーザ発振器２０はバースト発振を休止する。その後、露光制御プロセッサ１１０からのトリガ信号に従い、レーザ発振器２０は再度バースト発振を行う。第１のバースト発振とその次の第２のバースト発振との間の期間を「休止期間」という。
　バースト発振が行われる期間は、例えば、露光装置１００において半導体ウエハの１つの露光エリアの露光を行う期間に相当する。休止期間は、例えば、露光装置１００において１つの露光エリアから他の露光エリアにレチクルパターンの結像位置を移動する期間や、半導体ウエハを交換する期間に相当する。休止期間において各種パラメータを調整するための調整発振が行われてもよい。
　第１波長λａと第２波長λｂとを含む複数の値に目標波長を周期的に変化させ、この目標波長に従って回転ステージ１４ｅを制御することにより、パルスレーザ光の中心波長を周期的に変化させることができる。露光装置１００における焦点距離は、パルスレーザ光の波長に依存する。中心波長の周期的な変化により、パルスレーザ光の光路軸の方向における結像位置が周期的に変化するので、実質的に焦点深度を大きくすることができる。例えば、膜厚の大きいレジスト膜を露光する場合でも、レジスト膜の厚み方向での結像性能を維持し得る。あるいは、現像されたレジスト膜の断面形状を示すレジストプロファイルを調整し得る。
　しかしながら、目標波長を周期的に変化させると、スペクトル線幅を適切に計測できない場合がある。これについて図７を参照しながら説明する。
　図７は、目標波長を周期的に変化させたときのパルスレーザ光のスペクトル波形をパルスごとに示す。図７においては、第１波長λａと第２波長λｂとに目標波長を１パルスずつ切り替えながら、パルスＰ１～Ｐ８をこれらの番号の小さい方から順に出力した場合を示す。パルスＰ１、Ｐ３、Ｐ５、及びＰ７は第１波長λａを目標波長とし、パルスＰ２、Ｐ４、Ｐ６、及びＰ８は第２波長λｂを目標波長としている。
　図７の一番下に示される平均スペクトル波形は、パルスＰ１～Ｐ８のスペクトル波形を積算した積算スペクトル波形における光強度をパルス数８で除算したものである。スペクトル波形を平均したとき、個々のパルスのスペクトル波形と、それらの平均スペクトル波形とは大きく異なる形状になることがある。平均スペクトル波形は、第１波長λａの付近と第２波長λｂの付近とにそれぞれピークを含み、あるいは第１波長λａと第２波長λｂとの間でほぼフラットトップ状となることがある。このような平均スペクトル波形は、例えば、半導体ウエハの１箇所に照射される複数のパルスの波長分布を評価するためには有用なことがある。しかし、個々のパルスのスペクトル波形と大きく異なる平均スペクトル波形は、例えば、スペクトル調節器１５ａを適切に制御するためには有用と言えないことがある。
２．目標波長ごとに複数のパルスのフリンジ波形を積算する実施形態
　２．１　構成
　図８は、第１の実施形態に係るレーザ装置１ａの構成を概略的に示す。第１の実施形態に係るレーザ装置１ａは、以下の点で比較例に係るレーザ装置１と異なる。
・スペクトル計測制御プロセッサ６０のメモリ６２は、第１及び第２のバッファＢｕ１及びＢｕ２を含んでいる。
・波長計測制御プロセッサ５０は、波長ドライバ５１に送信する波長制御信号をスペクトル計測制御プロセッサ６０にも送信する。
　第１及び第２のバッファＢｕ１及びＢｕ２は、フリンジ波形を積算した積算フリンジ波形を一時的に記憶するメモリ領域である。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトルモニタ１９から受信したフリンジ波形が第１波長λａ及び第２波長λｂのいずれを目標波長としたパルスのフリンジ波形であるかを判定する。この判定は、波長計測制御プロセッサ５０による回転ステージ１４ｅの制御内容を示す波長制御信号に基づいて行うことができる。スペクトル計測制御プロセッサ６０に含まれるＣＰＵ６１又はこれに接続された図示しないセレクタは、判定結果に従ってフリンジ波形を第１及び第２のバッファＢｕ１及びＢｕ２のいずれかに積算して記憶させる。バッファは２つである場合に限定されず、目標波長の数に応じてさらに多くのバッファが設けられてもよい。
　２．２　動作
　図９は、第１の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。
　波長計測制御プロセッサ５０は、第１波長λａと第２波長λｂとに周期的に変化する目標波長に従って波長制御信号を出力することにより回転ステージ１４ｅを制御する。目標波長の変化に応じて、パルスレーザ光の中心波長が変化する。第１波長λａを目標波長としたパルスをａ１、ａ２、・・・とし、第２波長λｂを目標波長としたパルスをｂ１、ｂ２、・・・とする。ここでは第１波長λａと第２波長λｂとに１パルスずつ目標波長が切り替わる場合について説明するが、目標波長の切り替えは１パルスずつである場合に限定されない。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスレーザ光の１パルスごとにデータ出力トリガを出力する。スペクトルモニタ１９は、データ出力トリガに従って１パルスごとにフリンジ波形ｆａ１、ｆｂ１、ｆａ２、ｆｂ２、・・・を出力する。
　図１０は、第１の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すフローチャートである。
　Ｓ１ａにおいて、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトルモニタ１９から１パルスごとにフリンジ波形ｆａ１、ｆｂ１、ｆａ２、ｆｂ２、・・・を受信する。図９に示されるように、フリンジ波形ｆａ１、ｆｂ１、ｆａ２、ｆｂ２、・・・は、第１波長λａを目標波長としたパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・と、第２波長λｂを目標波長としたパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・と、を含む。スペクトル計測制御プロセッサ６０がパルスａ１のフリンジ波形ｆａ１を受信してからパルスａ４のフリンジ波形ｆａ４を受信するまでの期間と、スペクトル計測制御プロセッサ６０がパルスｂ１のフリンジ波形ｆｂ１を受信してからパルスｂ４のフリンジ波形ｆｂ４を受信するまでの期間と、は一部重なっている。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、フリンジ波形を順次受信するごとに積算して、積算フリンジ波形を更新する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、積算フリンジ波形を更新するごとに目標波長に応じて異なるバッファに上書きして記憶させる。第１波長λａを目標波長とした複数のパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・を積算した積算フリンジ波形をｉａ１とし、第２波長λｂを目標波長とした複数のパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・を積算した積算フリンジ波形をｉｂ１とする。積算フリンジ波形ｉａ１は第１のバッファＢｕ１に記憶され、積算フリンジ波形ｉｂ１は第２のバッファＢｕ２に記憶される。積算フリンジ波形ｉａ１は本開示における第１の積算フリンジ波形に相当し、積算フリンジ波形ｉｂ１は本開示における第２の積算フリンジ波形に相当する。積算フリンジ波形ｉａ１のデータは本開示における第１の積算スペクトルデータの一例であり、積算フリンジ波形ｉｂ１のデータは本開示における第２の積算スペクトルデータの一例である。積算パルス数ｎを４とした場合、フリンジ波形ｆａ１～ｆａ４を積算し、フリンジ波形ｆｂ１～ｆｂ４を積算したら、Ｓ２ａに処理を進める。
　Ｓ２ａにおいて、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、積算フリンジ波形ｉａ１及びｉｂ１の各々の光強度を積算パルス数ｎで除算することで平均フリンジ波形を算出する。平均フリンジ波形の算出は目標波長ごとに行われる。積算フリンジ波形ｉａ１から得られた平均フリンジ波形は本開示における第１の平均フリンジ波形に相当し、そのデータは第１の平均スペクトルデータの一例である。積算フリンジ波形ｉｂ１から得られた平均フリンジ波形は本開示における第２の平均フリンジ波形に相当し、そのデータは第２の平均スペクトルデータの一例である。積算フリンジ波形のデータ及び平均フリンジ波形のデータは、いずれも本開示におけるスペクトルデータの一例である。
　Ｓ３ａにおいて、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、平均フリンジ波形のうちのフリースペクトラルレンジに相当する一部分の波形を抽出し、この波形をスペクトル波形に変換する。スペクトル波形への変換は目標波長ごとに行われる。積算フリンジ波形ｉａ１から得られた平均フリンジ波形を変換したスペクトル波形は本開示における第１のスペクトル波形に相当し、積算フリンジ波形ｉｂ１から得られた平均フリンジ波形を変換したスペクトル波形は本開示における第２のスペクトル波形に相当する。
　Ｓ４ａにおいて、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトル波形に基づいてスペクトル線幅を算出する。スペクトル線幅の算出は目標波長ごとに行われる。例えば、図９に示されるように、積算フリンジ波形ｉａ１から得られたスペクトル波形に基づいてスペクトル線幅ｗａ１が算出され、積算フリンジ波形ｉｂ１から得られたスペクトル波形に基づいてスペクトル線幅ｗｂ１が算出される。スペクトル線幅ｗａ１は本開示における第１のスペクトル線幅に相当し、スペクトル線幅ｗｂ１は本開示における第２のスペクトル線幅に相当する。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトル線幅をレーザ制御プロセッサ３０に送信する。
　図１０のＳ５ａにおいて、レーザ制御プロセッサ３０は、スペクトル線幅を露光装置１００に送信する。露光装置１００への送信は、目標波長によって区別せずに行われる。レーザ制御プロセッサ３０は、スペクトル線幅を図示しないリソグラフィ制御プロセッサに送信してもよい。リソグラフィ制御プロセッサは、複数の露光装置の制御を統括するプロセッサであってもよい。Ｓ５ａの後、本フローチャートの処理を終了する。
　図９に示されるパルスａ５以降についてはパルスａ１～ａ４と同様であり、パルスｂ５以降についてはパルスｂ１～ｂ４と同様である。
　ここではスペクトルモニタ１９から受信したフリンジ波形に基づいてスペクトル線幅を算出することについて説明したが、このフリンジ波形はさらに中心波長の算出にも用いることができる。例えば、第１波長λａを目標波長としたパルスのフリンジ波形から第１の中心波長を算出し、第２波長λｂを目標波長としたパルスのフリンジ波形から第２の中心波長を算出することができる。スペクトルモニタ１９に含まれるエタロン１９ｂは、波長モニタ１８に含まれるエタロン１８ｂよりも小さいフリースペクトラルレンジを有するため、スペクトルモニタ１９から受信したフリンジ波形を用いれば高い分解能で中心波長を計測し得る。
　２．３　作用
　（１）第１の実施形態によれば、レーザ装置１ａは、レーザ発振器２０と、スペクトルモニタ１９と、波長計測制御プロセッサ５０と、スペクトル計測制御プロセッサ６０と、を含む。レーザ発振器２０は、回転ステージ１４ｅを含み、回転ステージ１４ｅによって調整された中心波長を有するパルスレーザ光を出力する。スペクトルモニタ１９は、パルスレーザ光のフリンジ波形ｆａ１、ｆｂ１、ｆａ２、ｆｂ２、・・・を取得する。波長計測制御プロセッサ５０は、第１波長λａと第２波長λｂとを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従ってパルスレーザ光の中心波長が変化するように回転ステージ１４ｅを制御する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長とした複数のパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・からスペクトル線幅ｗａ１を算出し、第２波長λｂを目標波長とした複数のパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・からスペクトル線幅ｗｂ１を算出する。
　これによれば、目標波長ごとにスペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１を適切に算出できる。
　（２）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトルモニタ１９から受信したフリンジ波形が第１波長λａ及び第２波長λｂのいずれを目標波長としたパルスのフリンジ波形であるかを、波長計測制御プロセッサ５０による回転ステージ１４ｅの制御内容を示す情報に基づいて判定する。
　これによれば、第１波長λａ及び第２波長λｂのいずれを目標波長としたパルスのフリンジ波形であるかを正確に判定し、目標波長ごとにスペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１を算出できる。
　（３）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１及び第２のバッファＢｕ１及びＢｕ２を含む。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長としたパルスａ１、ａ２、・・・の積算フリンジ波形ｉａ１を第１のバッファＢｕ１に記憶させ、第２波長λｂを目標波長としたパルスｂ１、ｂ２、・・・の積算フリンジ波形ｉｂ１を第２のバッファＢｕ２に記憶させる。
　これによれば、複数のバッファＢｕ１及びＢｕ２を用いることで、目標波長ごとのスペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１の算出を効率化できる。
　（４）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長としたパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・を受信するごとに積算して積算フリンジ波形ｉａ１を更新し、積算フリンジ波形ｉａ１を更新するごとに第１のバッファＢｕ１に上書きして記憶させる。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２波長λｂを目標波長としたパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・を受信するごとに積算して積算フリンジ波形ｉｂ１を更新し、積算フリンジ波形ｉｂ１を更新するごとに第２のバッファＢｕ２に上書きして記憶させる。
　これによれば、フリンジ波形を受信するごとに積算して積算フリンジ波形ｉａ１及びｉｂ１を更新し、上書きして記憶するので、パルスごとのフリンジ波形を記憶しておかなくてもよく、必要な記憶領域を軽減できる。
　（５）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長としたパルスａ１～ａ４のフリンジ波形ｆａ１～ｆａ４を順次受信するごとに積算して積算フリンジ波形ｉａ１を更新し、積算フリンジ波形ｉａ１を更新するごとに第１のバッファＢｕ１に記憶させる。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２波長λｂを目標波長としたパルスｂ１～ｂ４のフリンジ波形ｆｂ１～ｆｂ４を順次受信するごとに積算して積算フリンジ波形ｉｂ１を更新し、積算フリンジ波形ｉｂ１を更新するごとに第２のバッファＢｕ２に記憶させる。ここで、スペクトル計測制御プロセッサ６０がパルスａ１のフリンジ波形ｆａ１を受信してからパルスａ４のフリンジ波形ｆａ４を受信するまでの期間と、スペクトル計測制御プロセッサ６０がパルスｂ１のフリンジ波形ｆｂ１を受信してからパルスｂ４のフリンジ波形ｆｂ４を受信するまでの期間と、が一部重なっている。
　これによれば、第１のバッファＢｕ１に記憶した積算フリンジ波形ｉａ１と第２のバッファＢｕ２に記憶した積算フリンジ波形ｉｂ１との一方を保持したまま他方を更新できるので、目標波長ごとの積算フリンジ波形ｉａ１及びｉｂ１の更新を効率的に行うことができる。
　（６）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長とした複数のパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・を積算して第１の積算スペクトルデータを算出し、第１の積算スペクトルデータからスペクトル線幅ｗａ１を算出する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２波長λｂを目標波長とした複数のパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・を積算して第２の積算スペクトルデータを算出し、第２の積算スペクトルデータからスペクトル線幅ｗｂ１を算出する。スペクトルモニタ１９がフリンジ波形をスペクトル波形に変換した場合には、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、目標波長ごとにスペクトル波形を積算して第１及び第２の積算スペクトルデータを算出してもよい。
　これによれば、目標波長ごとにフリンジ波形又はスペクトル波形を積算するので、目標波長ごとにスペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１を適切に算出できる。
　（７）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長とした複数のパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・を平均して第１の平均スペクトルデータを算出し、第１の平均スペクトルデータからスペクトル線幅ｗａ１を算出する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２波長λｂを目標波長とした複数のパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・を平均して第２の平均スペクトルデータを算出し、第２の平均スペクトルデータからスペクトル線幅ｗｂ１を算出する。スペクトルモニタ１９がフリンジ波形をスペクトル波形に変換した場合には、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、目標波長ごとにスペクトル波形を平均して第１及び第２の平均スペクトルデータを算出してもよい。
　これによれば、目標波長ごとにフリンジ波形又はスペクトル波形を平均するので、目標波長ごとにスペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１を適切に算出できる。
　（８）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトルモニタ１９からパルスごとのフリンジ波形ｆａ１、ｆｂ１、ｆａ２、ｆｂ２、・・・を受信する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長とした複数のパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・を積算して積算フリンジ波形ｉａ１を算出し、積算フリンジ波形ｉａ１から第１のスペクトル波形を算出し、第１のスペクトル波形からスペクトル線幅ｗａ１を算出する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２波長λｂを目標波長とした複数のパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・を積算して積算フリンジ波形ｉｂ１を算出し、積算フリンジ波形ｉｂ１から第２のスペクトル波形を算出し、第２のスペクトル波形からスペクトル線幅ｗｂ１を算出する。
　これによれば、目標波長ごとにフリンジ波形を積算するので、目標波長ごとにスペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１を適切に算出できる。
　（９）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長とした複数のパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・を平均して第１の平均フリンジ波形を算出し、第１の平均フリンジ波形から第１のスペクトル波形を算出し、第１のスペクトル波形からスペクトル線幅ｗａ１を算出する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２波長λｂを目標波長とした複数のパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・を平均して第２の平均フリンジ波形を算出し、第２の平均フリンジ波形から第２のスペクトル波形を算出し、第２のスペクトル波形からスペクトル線幅ｗｂ１を算出する。
　これによれば、目標波長ごとにフリンジ波形を平均するので、目標波長ごとにスペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１を適切に算出できる。
　（１０）第１の実施形態によれば、レーザ装置１ａに含まれるレーザ制御プロセッサ３０は、第１波長λａの場合のスペクトル線幅ｗａ１と第２波長λｂの場合のスペクトル線幅ｗｂ１とを区別せずに露光装置１００に送信する。
　これによれば、目標波長を区別する情報を送信しなくてもよいので、通信装置の負荷を軽減し得る。
　（１１）第１の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長とした複数のパルスａ１、ａ２、・・・のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・から第１の中心波長を算出し、第２波長λｂを目標波長とした複数のパルスｂ１、ｂ２、・・・のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、・・・から第２の中心波長を算出する。
　これによれば、スペクトルモニタ１９において生成されたフリンジ波形ｆａ１、ｆｂ１、ｆａ２、ｆｂ２、・・・を中心波長の算出にも利用できる。このようにして算出された中心波長は、波長モニタ１８の較正に利用することもできる。
　他の点については、第１の実施形態は比較例と同様である。
３．バースト先頭以外のパルスのフリンジ波形を利用する実施形態
　３．１　動作
　図１１は、第２の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。第２の実施形態に係るレーザ装置１ａの構成は、スペクトル計測制御プロセッサ６０のメモリ６２が、データ破棄用の図示しないバッファを含む点で第１の実施形態と異なるが、他の点では第１の実施形態と同様である。
　波長計測制御プロセッサ５０は、第１波長λａと第２波長λｂとに目標波長を３パルスずつ切り替えるように波長制御信号を生成する。但し、目標波長の切り替えは３パルスずつである場合に限定されない。
　図９を参照しながら説明したのと同様に、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスレーザ光の１パルスごとにデータ出力トリガを出力する。スペクトルモニタ１９は、データ出力トリガに従って１パルスごとにフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・及びｆｂ１、ｆｂ２、・・・を出力する。
　図１０のＳ１ａと同様に、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトルモニタ１９から１パルスごとにフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・及びｆｂ１、ｆｂ２、・・・を受信する。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、バースト発振して出力されるパルスレーザ光のバースト先頭のパルスａ１、ａ２、及びａ３のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、及びｆａ３を、データ破棄用の図示しないバッファに記憶させる。データ破棄用のバッファに記憶させるパルス数は３としたがこれに限定されない。
　フリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、及びｆａ３のデータは、一時的にバッファに記憶された後で破棄される。あるいは、これらのデータは、一時的にバッファに記憶されることなく破棄されてもよい。あるいは、ログデータとして、図示しない不揮発性のメモリに別途記憶されてもよい。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスｂ１、ｂ２、ｂ３、及びｂ４のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、ｆｂ３、及びｆｂ４を積算して、積算フリンジ波形ｉｂ１を第２のバッファＢｕ２に記憶させる。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスａ４、ａ５、ａ６、及びａ７のフリンジ波形ｆａ４、ｆａ５、ｆａ６、及びｆａ７を積算して、積算フリンジ波形ｉａ４を第１のバッファＢｕ１に記憶させる。
　図１０のＳ４ａと同様に、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトル波形に基づいてスペクトル線幅を算出する。但し、バースト先頭のパルスａ１、ａ２、及びａ３のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、及びｆａ３が除外されてスペクトル線幅が算出される。
　スペクトル線幅の算出は目標波長ごとに行われる。例えば、図１１に示されるように、積算フリンジ波形ｉｂ１から得られたスペクトル波形に基づいてスペクトル線幅ｗｂ１が算出され、積算フリンジ波形ｉａ４から得られたスペクトル波形に基づいてスペクトル線幅ｗａ４が算出される。
　パルスｂ５以降についてはパルスｂ１～ｂ４と同様であり、パルスａ８以降についてはパルスａ４～ａ７と同様である。
　３．２　作用
　（１２）第２の実施形態によれば、レーザ発振器２０が、第１のバースト発振と、第１のバースト発振の次に行われる第２のバースト発振と、を含む複数回のバースト発振を行ってパルスレーザ光を出力するように構成されている。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、それぞれのバースト先頭のパルスａ１～ａ３のフリンジ波形ｆａ１～ｆａ３を除外してスペクトル線幅ｗｂ１及びｗａ４を算出する。
　これによれば、露光装置１００において露光光として利用されないパルスａ１～ａ３のフリンジ波形ｆａ１～ｆａ３を除外するので、スペクトル線幅の計算の負荷を軽減できる。
　（１３）第２の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、除外されたフリンジ波形ｆａ１～ｆａ３を破棄する。
　これによれば、フリンジ波形ｆａ１～ｆａ３を破棄することで、必要な記憶領域を軽減できる。
　（１４）第２の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、除外されたフリンジ波形ｆａ１～ｆａ３を別途記憶する。
　これによれば、スペクトル線幅の算出に使用しなかったフリンジ波形ｆａ１～ｆａ３を記憶しておくことで、故障時のデータ解析などに利用することができる。
　他の点については、第２の実施形態は第１の実施形態と同様である。
４．連続パルスのフリンジ波形を利用する実施形態
　４．１　動作
　図１２は、第３の実施形態におけるスペクトル線幅の計測方法を示すタイムチャートである。第３の実施形態に係るレーザ装置１ａの構成は、第２の実施形態と同様である。
　波長計測制御プロセッサ５０は、第１波長λａと第２波長λｂとに目標波長を５パルスずつ切り替えるように波長制御信号を生成する。すなわち、波長変化の１周期が、第１波長λａの第１の数のパルスを連続して出力することと、第２波長λｂの第２の数のパルスを連続して出力することと、を含み、第１の数及び第２の数は、例えば５である。このように、目標波長の切り替えは、積算パルス数ｎ、例えば４パルスよりも、大きいパルス数ずつ行われる。
　図９を参照しながら説明したのと同様に、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスレーザ光の１パルスごとにデータ出力トリガを出力する。スペクトルモニタ１９は、データ出力トリガに従って１パルスごとにフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・及びｆｂ１、ｆｂ２、・・・を出力する。
　図１０のＳ１ａと同様に、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトルモニタ１９から１パルスごとにフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、・・・及びｆｂ１、ｆｂ２、・・・を受信する。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスａ１、ａ２、ａ３、及びａ４のフリンジ波形ｆａ１、ｆａ２、ｆａ３、及びｆａ４を順次受信するごとに積算して、積算フリンジ波形ｉａ１を更新する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、積算フリンジ波形ｉａ１を更新するごとに第１のバッファＢｕ１に上書きして記憶させる。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、パルスｂ１、ｂ２、ｂ３、及びｂ４のフリンジ波形ｆｂ１、ｆｂ２、ｆｂ３、及びｆｂ４を順次受信するごとに積算して、積算フリンジ波形ｉｂ１を更新する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、積算フリンジ波形ｉｂ１を更新するごとに第２のバッファＢｕ２に上書きして記憶させる。
　スペクトル計測制御プロセッサ６０は、目標波長を切り替えずに連続して出力される５パルスのうちの積算パルス数ｎに相当する４パルスを除いた残りのパルスａ５及びｂ５のフリンジ波形ｆａ５及びｆｂ５を、データ破棄用の図示しないバッファに記憶させる。
　フリンジ波形ｆａ５及びｆｂ５のデータは、一時的にバッファに記憶された後で破棄される。あるいは、これらのデータは、一時的にバッファに記憶されることなく破棄されてもよい。あるいは、ログデータとして、図示しない不揮発性のメモリに別途記憶されてもよい。
　図１０のＳ４ａと同様に、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、スペクトル波形に基づいてスペクトル線幅を算出する。これにより、第１波長λａを目標波長として連続して出力される５パルスａ１～ａ５のうちの積算パルス数ｎに相当する第３の数のパルスａ１～ａ４以外のパルスａ５のフリンジ波形ｆａ５が除外されて、第３の数のパルスａ１～ａ４のフリンジ波形ｆａ１～ｆａ４に基づいてスペクトル線幅ｗａ１が算出される。また、第２波長λｂを目標波長として連続して出力される５パルスｂ１～ｂ５のうちの積算パルス数ｎに相当する第４の数のパルスｂ１～ｂ４以外のパルスｂ５のフリンジ波形ｆｂ５が除外されて、第４の数のパルスｂ１～ｂ４のフリンジ波形ｆｂ１～ｆｂ４に基づいてスペクトル線幅ｗｂ１が算出される。このように、スペクトル線幅の算出は目標波長ごとに行われる。第３の数及び第４の数は、例えば４である。
　第１のバッファＢｕ１に記憶された積算フリンジ波形ｉａ１に基づいてスペクトル線幅ｗａ１を算出する期間と、スペクトル計測制御プロセッサ６０がパルスｂ１のフリンジ波形ｆｂ１を受信してからパルスｂ４のフリンジ波形ｆｂ４を受信するまでの期間とが一部重なっている。これらの期間が一部重なっていても、第１のバッファＢｕ１に積算フリンジ波形ｉａ１のデータを記憶させたままで、第２のバッファＢｕ２に積算フリンジ波形ｉｂ１のデータを記憶させることができる。
　第２のバッファＢｕ２に記憶された積算フリンジ波形ｉｂ１に基づいてスペクトル線幅ｗｂ１を算出する期間と、スペクトル計測制御プロセッサ６０がパルスａ６のフリンジ波形ｆａ６を受信してからパルスａ９のフリンジ波形ｆａ９を受信するまでの期間とが一部重なっている。これらの期間が一部重なっていても、第２のバッファＢｕ２に積算フリンジ波形ｉｂ１のデータを記憶させたままで、第１のバッファＢｕ１に積算フリンジ波形ｉａ６のデータを記憶させることができる。
　パルスａ６以降についてはパルスａ１～ａ５と同様であり、パルスｂ６以降についてはパルスｂ１～ｂ５と同様である。
　４．２　作用
　（１５）第３の実施形態によれば、目標波長の周期的な変化の１周期が、第１波長λａの第１の数のパルスａ１～ａ５を連続して出力することと、第２波長λｂの第２の数のパルスｂ１～ｂ５を連続して出力することと、を含む。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１の数のパルスａ１～ａ５のうちの第３の数のパルスａ１～ａ４以外のパルスａ５のフリンジ波形ｆａ５を除外して、第１の数のパルスａ１～ａ５のうちの第３の数のパルスａ１～ａ４のフリンジ波形ｆａ１～ｆａ４に基づいてスペクトル線幅ｗａ１を算出する。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２の数のパルスｂ１～ｂ５のうちの第４の数のパルスｂ１～ｂ４以外のパルスｂ５のフリンジ波形ｆｂ５を除外して、第２の数のパルスｂ１～ｂ５のうちの第４の数のパルスｂ１～ｂ４のフリンジ波形ｆｂ１～ｆｂ４に基づいてスペクトル線幅ｗｂ１を算出する。
　これによれば、同じ目標波長で連続して出力されるパルスはフリンジ波形の変動が少ないので、そのようなパルスのフリンジ波形をスペクトル線幅の算出に利用することで、スペクトル線幅ｗａ１及びｗｂ１を適切に算出できる。
　（１６）第３の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、除外されたフリンジ波形ｆａ５及びｆｂ５を破棄する。
　これによれば、フリンジ波形ｆａ５及びｆｂ５を破棄することで、必要な記憶領域を軽減できる。
　（１７）第３の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、除外されたフリンジ波形ｆａ５及びｆｂ５を別途記憶する。
　これによれば、スペクトル線幅の算出に使用しなかったフリンジ波形ｆａ５及びｆｂ５を記憶しておくことで、故障時のデータ解析などに利用することができる。
　（１８）第３の実施形態によれば、スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第１波長λａを目標波長としたパルスａ１～ａ４のフリンジ波形ｆａ１～ｆａ４を順次受信するごとに積算して積算フリンジ波形ｉａ１を更新し、積算フリンジ波形ｉａ１を更新するごとに第１のバッファＢｕ１に記憶させる。スペクトル計測制御プロセッサ６０は、第２波長λｂを目標波長としたパルスｂ１～ｂ４のフリンジ波形ｆｂ１～ｆｂ４を順次受信するごとに積算して積算フリンジ波形ｉｂ１を更新し、積算フリンジ波形ｉｂ１を更新するごとに第２のバッファＢｕ２に記憶させる。ここで、第１のバッファＢｕ１に記憶された積算フリンジ波形ｉａ１に基づいてスペクトル線幅ｗａ１を算出する期間と、スペクトル計測制御プロセッサ６０がパルスｂ１のフリンジ波形ｆｂ１を受信してからパルスｂ４のフリンジ波形ｆｂ４を受信するまでの期間とが一部重なっている。
　これによれば、第１のバッファＢｕ１に積算フリンジ波形ｉａ１のデータを記憶させたままで、第２のバッファＢｕ２に積算フリンジ波形ｉｂ１のデータを記憶させることができ、スペクトル線幅ｗａ１の算出と、フリンジ波形ｆｂ１～ｆｂ４の積算と、を効率的に行うことができる。
　他の点については、第３の実施形態は第１の実施形態と同様である。
５．その他
　上述の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、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る。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
　本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「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。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　波長調節器を含み、前記波長調節器によって調整された中心波長を有するパルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、
    　前記パルスレーザ光のスペクトルデータを生成するスペクトルモニタと、
    　プロセッサであって、
    　　第１波長と第２波長とを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従って前記パルスレーザ光の中心波長が変化するように前記波長調節器を制御し、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１のスペクトル線幅を算出し、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２のスペクトル線幅を算出する
    前記プロセッサと、
    を備えるレーザ装置。
  2. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、前記スペクトルモニタから受信したスペクトルデータが前記複数の値のいずれを前記目標波長としたパルスのスペクトルデータであるかを、前記プロセッサによる前記波長調節器の制御内容を示す情報に基づいて判定する、
    レーザ装置。
  3. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　第１及び第２のバッファを含み、
    　　前記第１波長を前記目標波長としたパルスのスペクトルデータを前記第１のバッファに記憶させ、
    　　前記第２波長を前記目標波長としたパルスのスペクトルデータを前記第２のバッファに記憶させる、
    レーザ装置。
  4. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　第１及び第２のバッファを含み、
    　　前記第１波長を前記目標波長としたパルスのスペクトルデータを受信するごとに積算して第１の積算スペクトルデータを更新し、前記第１の積算スペクトルデータを更新するごとに前記第１のバッファに上書きして記憶させ、
    　　前記第２波長を前記目標波長としたパルスのスペクトルデータを受信するごとに積算して第２の積算スペクトルデータを更新し、前記第２の積算スペクトルデータを更新するごとに前記第２のバッファに上書きして記憶させる、
    レーザ装置。
  5. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　第１及び第２のバッファを含み、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした第ａ１～第ａｎのパルスのスペクトルデータを順次受信するごとに積算して第１の積算スペクトルデータを更新し、前記第１の積算スペクトルデータを更新するごとに前記第１のバッファに記憶させ、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした第ｂ１～第ｂｎのパルスのスペクトルデータを順次受信するごとに積算して第２の積算スペクトルデータを更新し、前記第２の積算スペクトルデータを更新するごとに前記第２のバッファに記憶させるように構成され、
    　前記プロセッサが前記第ａ１のパルスのスペクトルデータを受信してから前記第ａｎのパルスのスペクトルデータを受信するまでの期間と、前記プロセッサが前記第ｂ１のパルスのスペクトルデータを受信してから前記第ｂｎのパルスのスペクトルデータを受信するまでの期間と、が一部重なっている、
    レーザ装置。
  6. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータを積算して第１の積算スペクトルデータを算出し、前記第１の積算スペクトルデータから前記第１のスペクトル線幅を算出し、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータを積算して第２の積算スペクトルデータを算出し、前記第２の積算スペクトルデータから前記第２のスペクトル線幅を算出する、
    レーザ装置。
  7. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータを平均して第１の平均スペクトルデータを算出し、前記第１の平均スペクトルデータから前記第１のスペクトル線幅を算出し、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータを平均して第２の平均スペクトルデータを算出し、前記第２の平均スペクトルデータから前記第２のスペクトル線幅を算出する、
    レーザ装置。
  8. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　前記スペクトルモニタからパルスごとのフリンジ波形を含む前記スペクトルデータを受信し、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのフリンジ波形を積算して第１の積算フリンジ波形を算出し、前記第１の積算フリンジ波形から第１のスペクトル波形を算出し、前記第１のスペクトル波形から前記第１のスペクトル線幅を算出し、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのフリンジ波形を積算して第２の積算フリンジ波形を算出し、前記第２の積算フリンジ波形から第２のスペクトル波形を算出し、前記第２のスペクトル波形から前記第２のスペクトル線幅を算出する、
    レーザ装置。
  9. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　前記スペクトルモニタからパルスごとのフリンジ波形を含む前記スペクトルデータを受信し、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのフリンジ波形を平均して第１の平均フリンジ波形を算出し、前記第１の平均フリンジ波形から第１のスペクトル波形を算出し、前記第１のスペクトル波形から前記第１のスペクトル線幅を算出し、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのフリンジ波形を平均して第２の平均フリンジ波形を算出し、前記第２の平均フリンジ波形から第２のスペクトル波形を算出し、前記第２のスペクトル波形から前記第２のスペクトル線幅を算出する、
    レーザ装置。
  10. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、前記第１波長の場合のスペクトル線幅と前記第２波長の場合のスペクトル線幅とを区別せずに外部装置に送信する、
    レーザ装置。
  11. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１の中心波長を算出し、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２の中心波長を算出する、
    レーザ装置。
  12. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記レーザ発振器が、第１のバースト発振と、前記第１のバースト発振の次に行われる第２のバースト発振と、を含む複数回のバースト発振を行って前記パルスレーザ光を出力するように構成され、
    　前記プロセッサは、それぞれのバースト先頭のパルスのスペクトルデータを除外して前記第１及び第２のスペクトル線幅を算出する、
    レーザ装置。
  13. 　請求項１２記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、前記除外されたスペクトルデータを破棄する、
    レーザ装置。
  14. 　請求項１２記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、前記除外されたスペクトルデータを別途記憶する、
    レーザ装置。
  15. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記目標波長の周期的な変化の１周期が、前記第１波長の第１の数のパルスを連続して出力することと、前記第２波長の第２の数のパルスを連続して出力することと、を含み、
    　前記プロセッサは、
    　　前記第１の数のパルスのうちの第３の数のパルス以外のパルスのスペクトルデータを除外して、前記第１の数のパルスのうちの前記第３の数のパルスのスペクトルデータに基づいて前記第１のスペクトル線幅を算出し、
    　　前記第２の数のパルスのうちの第４の数のパルス以外のパルスのスペクトルデータを除外して、前記第２の数のパルスのうちの前記第４の数のパルスのスペクトルデータに基づいて前記第２のスペクトル線幅を算出する、
    レーザ装置。
  16. 　請求項１５記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、前記除外されたスペクトルデータを破棄する、
    レーザ装置。
  17. 　請求項１５記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、前記除外されたスペクトルデータを別途記憶する、
    レーザ装置。
  18. 　請求項１記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　　第１及び第２のバッファを含み、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした第ａ１～第ａｎのパルスのスペクトルデータを順次受信するごとに積算して第１の積算スペクトルデータを更新し、前記第１の積算スペクトルデータを更新するごとに前記第１のバッファに記憶させ、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした第ｂ１～第ｂｎのパルスのスペクトルデータを順次受信するごとに積算して第２の積算スペクトルデータを更新し、前記第２の積算スペクトルデータを更新するごとに前記第２のバッファに記憶させるように構成され、
    　前記第１のバッファに記憶された前記第１の積算スペクトルデータに基づいて前記第１のスペクトル線幅を算出する期間と、前記プロセッサが前記第ｂ１のパルスのスペクトルデータを受信してから前記第ｂｎのパルスのスペクトルデータを受信するまでの期間とが一部重なっている、
    レーザ装置。
  19. 　第１波長と第２波長とを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従ってパルスレーザ光の中心波長を変化させ、
    　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１のスペクトル線幅を算出し、
    　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２のスペクトル線幅を算出する
    ことを含む、スペクトル線幅の計測方法。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　波長調節器を含み、前記波長調節器によって調整された中心波長を有するパルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、
    　前記パルスレーザ光のスペクトルデータを生成するスペクトルモニタと、
    　プロセッサであって、
    　　第１波長と第２波長とを含む複数の値に周期的に変化する目標波長に従って前記パルスレーザ光の中心波長が変化するように前記波長調節器を制御し、
    　　前記第１波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第１のスペクトル線幅を算出し、
    　　前記第２波長を前記目標波長とした複数のパルスのスペクトルデータから第２のスペクトル線幅を算出する
    前記プロセッサと、
    を備えるレーザ装置によって前記パルスレーザ光を生成し、
    　前記パルスレーザ光を露光装置に出力し、
    　前記電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記パルスレーザ光を露光する
    ことを含む電子デバイスの製造方法。
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