CN115769147A - 曝光系统、曝光方法和电子器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

曝光方法包含以下步骤：读入表示如下参数与如下波长差之间的关系的数据，该参数是与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数，该波长差是第1脉冲激光与第2脉冲激光的波长差；根据数据和参数的指令值决定波长差的目标值；根据波长差的目标值决定第1脉冲激光的第1波长和第2脉冲激光的第2波长；向激光装置输出波长设定信号，使得输出包含具有第1波长的第1脉冲激光和具有第2波长的第2脉冲激光的多个脉冲激光；以及利用多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光。

Description

曝光系统、曝光方法和电子器件的制造方法

技术领域

本公开涉及曝光系统、曝光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，要求清晰度的提高。下面，将半导体曝光装置简称为“曝光装置”。因此，从曝光用光源输出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350pm～400pm。因此，有时由于曝光装置的投影透镜而产生色差。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的窄带化模块(Line Narrow Module)。窄带化元件例如包括标准具或光栅。将谱线宽度像这样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2005/0083983号说明书

专利文献2：美国专利申请公开第2005/0286598号说明书

专利文献3：国际公开第2019/079010号

发明内容

本公开的1个观点的曝光方法包含以下步骤：读入表示如下参数与如下波长差之间的关系的数据，该参数是与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数，该波长差是第1脉冲激光与第2脉冲激光的波长差；根据数据和参数的指令值决定波长差的目标值；根据波长差的目标值决定第1脉冲激光的第1波长和第2脉冲激光的第2波长；向激光装置输出波长设定信号，使得输出包含具有第1波长的第1脉冲激光和具有第2波长的第2脉冲激光的多个脉冲激光；以及利用多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光。

本公开的1个观点的曝光系统包含：处理器，其读入表示如下参数与如下波长差之间的关系的数据，该参数是与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数，该波长差是第1脉冲激光与第2脉冲激光的波长差，该处理器根据数据和参数的指令值决定波长差的目标值，根据波长差的目标值决定第1脉冲激光的第1波长和第2脉冲激光的第2波长，向激光装置输出波长设定信号，使得输出包含具有第1波长的第1脉冲激光和具有第2波长的第2脉冲激光在内的多个脉冲激光；以及光学系统，其利用多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光。

本公开的1个观点的电子器件的制造方法包含以下步骤：读入表示如下参数与如下波长差之间的关系的数据，该参数是与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数，该波长差是第1脉冲激光与第2脉冲激光的波长差；根据数据和参数的指令值决定波长差的目标值；根据波长差的目标值决定第1脉冲激光的第1波长和第2脉冲激光的第2波长；向激光装置输出波长设定信号，使得向曝光装置输出包含具有第1波长的第1脉冲激光和具有第2波长的第2脉冲激光在内的多个脉冲激光；以及在曝光装置内于半导体晶片上使多个脉冲激光进行曝光，以制造电子器件。

附图说明

下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。

图1概略地示出比较例中的曝光系统的结构。

图2概略地示出比较例中的曝光系统的结构。

图3概略地示出比较例中的窄带化装置的结构。

图4概略地示出比较例中的窄带化装置的结构。

图5概略地示出第1实施方式中的曝光系统的结构。

图6是示出第1实施方式的光刻控制处理器进行的数据生成的处理的流程图。

图7示出最佳波长差表的例子。

图8是示出第1实施方式中的最佳波长差的计算的处理的流程图。

图9示出用于计算最佳波长差的焦点深度曲线的例子。

图10示出用于计算最佳波长差的另一个焦点深度曲线的例子。

图11是示出第1实施方式的曝光控制处理器进行的曝光控制的处理的流程图。

图12是示出第1变形例的光刻控制处理器进行的数据生成的处理的流程图。

图13是示出第2变形例的光刻控制处理器进行的数据生成的处理的流程图。

图14概略地示出第2实施方式中的曝光系统的结构。

图15是示出第2实施方式的光刻控制处理器进行的数据生成的处理的流程图。

图16是示出第2实施方式中的测试曝光的处理的流程图。

图17示出测试曝光表的例子。

图18是示出第2实施方式中的最佳波长差的计算的处理的流程图。

图19示出焦点曲线的例子。

图20概略地示出第3实施方式中的窄带化装置的结构。

图21概略地示出第3实施方式中的窄带化装置的结构。

图22是示出第3实施方式的激光控制处理器进行的激光控制的处理的流程图。

图23概略地示出第4实施方式中的窄带化装置的结构。

图24概略地示出第4实施方式中的窄带化装置的结构。

图25是示出第4实施方式中的振荡波长的变化的曲线图。

图26示出半导体晶片的扫描场SF的位置相对于脉冲激光的射束截面B的位置变化的状况。

图27示出半导体晶片的扫描场SF的位置相对于脉冲激光的射束截面B的位置变化的状况。

图28示出半导体晶片的扫描场SF的位置相对于脉冲激光的射束截面B的位置变化的状况。

图29是示出第4实施方式的激光控制处理器进行的激光控制的处理的流程图。

图30是示出第5实施方式中的振荡波长的变化的曲线图。

图31是示出第5实施方式的激光控制处理器进行的激光控制的处理的流程图。

图32概略地示出第6实施方式中的激光装置的结构。

图33概略地示出第6实施方式中的半导体激光器系统的结构。

图34是示出向第6实施方式中的半导体激光器元件供给的电流的时间波形的曲线图。

图35是示出从第6实施方式中的半导体激光器元件输出的CW激光的波长的时间变化的曲线图。

图36是示出从第6实施方式中的半导体激光器元件输出的CW激光的谱波形的曲线图。

图37是示出在波长的变动周期T内对从第6实施方式中的半导体激光器元件输出的CW激光的谱波形进行积分的结果的曲线图。

图38概略地示出第7实施方式中的半导体激光器系统的结构。

图39示出从第7实施方式中的半导体光放大器SOA1和SOA2分别输出的第1和第2脉冲激光的合成波形。

具体实施方式

<内容>

1.比较例

1.1曝光系统

1.2曝光装置200

1.2.1结构

1.2.2动作

1.3激光装置100

1.3.1结构

1.3.2动作

1.4窄带化装置14

1.4.1结构

1.4.1.1第1和第2棱镜41和42

1.4.1.2光栅系统50

1.4.2动作

1.5比较例的课题

2.设定使焦点深度成为最大的波长差的曝光系统

2.1结构

2.2动作

2.2.1光刻控制处理器310进行的数据生成

2.2.2最佳波长差的计算

2.2.3曝光控制处理器210进行的曝光控制

2.3变形例

2.3.1根据曝光工艺的信息设定各种参数的例子

2.3.2判定是否进行最佳波长差的计算的例子

2.4作用

3.根据测试曝光结果计算最佳波长差的曝光系统

3.1结构

3.2动作

3.2.1光刻控制处理器310进行的数据生成

3.2.2测试曝光

3.2.3最佳波长差的计算

3.3作用

4.进行3波长以上的波长选择的窄带化装置14d

4.1结构

4.2动作

4.2.1激光装置100的动作

4.2.2激光控制处理器130的动作

4.3其他结构例

4.4作用

5.以脉冲为单位对选择波长进行切换的窄带化装置14e

5.1结构

5.2动作

5.2.1激光装置100的动作

5.2.2激光控制处理器130的动作

5.3其他结构例

5.4作用

6.进行3波长以上的波长切换的窄带化装置14e

6.1动作

6.1.1激光装置100的动作

6.1.2激光控制处理器130的动作

6.2其他结构例

6.3作用

7.包含固体激光器的主振荡器MO

7.1结构

7.1.1主振荡器MO

7.1.2放大器PA

7.1.3光检测器17和激光控制处理器130

7.2动作

7.3半导体激光器系统60

7.3.1结构

7.3.2动作

7.4其他结构例

7.5作用

8.包含多个分布反馈型半导体激光器DFB的半导体激光器系统60g

8.1结构

8.2动作

8.3其他结构例

8.4作用

9.其他

下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式示出本公开的几个例子，不限定本公开的内容。此外，各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。另外，对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。

1.比较例

1.1曝光系统

图1和图2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100和曝光装置200。在图1中简略地示出激光装置100。在图2中简略地示出曝光装置200。

激光装置100包含激光控制处理器130。激光装置100构成为朝向曝光装置200输出脉冲激光。

1.2曝光装置200

1.2.1结构

如图1所示，曝光装置200包含照明光学系统201、投影光学系统202和曝光控制处理器210。

照明光学系统201通过从激光装置100入射的脉冲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202对透过掩模版后的脉冲激光进行缩小投影，使其在被配置于工件台WT上的未图示的工件上成像。工件是被涂布了抗蚀剂膜的半导体晶片等感光基板。

曝光控制处理器210是包含存储有控制程序的存储器212以及执行控制程序的CPU(central processing unit：中央处理单元)211的处理装置。曝光控制处理器210被特别地构成或编程以执行本公开中包含的各种处理。曝光控制处理器210统一控制曝光装置200，并且与激光控制处理器130之间发送接收各种数据和各种信号。

1.2.2动作

曝光控制处理器210设定与曝光条件有关的各种参数，对照明光学系统201和投影光学系统202进行控制。

曝光控制处理器210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130。激光控制处理器130按照这些数据和信号对激光装置100进行控制。

曝光控制处理器210使掩模版台RT和工件台WT同步地相互向相反方向平行移动。由此，利用反映了掩模版图案的脉冲激光曝光工件。

通过这种曝光工序在半导体晶片上转印掩模版图案。然后，能够经由多个工序来制造电子器件。

1.3激光装置100

1.3.1结构

如图2所示，激光装置100除了包含激光控制处理器130以外，还包含激光腔10、充电器12、脉冲功率模块(PPM)13、窄带化装置14、输出耦合镜15和光检测器17。窄带化装置14和输出耦合镜15构成光谐振器。

激光腔10被配置于光谐振器的光路上。在激光腔10设置有窗口10a和10b。

激光腔10在内部具有一对电极11a和11b，并且收纳有作为激光介质的激光气体。激光介质例如是F₂、ArF、KrF、XeCl或XeF。

充电器12保持用于向脉冲功率模块13供给的电能。脉冲功率模块13包含开关13a。

窄带化装置14包含后述的第1和第2棱镜41和42、光栅51和52等波长选择元件。

输出耦合镜15由部分反射镜构成。

光检测器17包含分束器17a和传感器单元17b。分束器17a被配置于从输出耦合镜15输出的脉冲激光的光路上。分束器17a构成为，使脉冲激光的一部分以高透射率透过，并且使脉冲激光的另外一部分反射而入射到传感器单元17b。传感器单元17b包含未图示的分光传感器和能量传感器。分光传感器是包含扩散板、标准具、聚光透镜和图像传感器的标准具分光器，构成为能够输出波长的计测数据。能量传感器包含对紫外线的波段具有感光度的光电二极管，构成为能够输出脉冲能量的计测数据。

激光控制处理器130是包含存储有控制程序的存储器132和执行控制程序的CPU131的处理装置。激光控制处理器130被特别地被构成或编程以执行本公开中包含的各种处理。

1.3.2动作

激光控制处理器130从曝光控制处理器210取得波长的目标值的数据。激光控制处理器130根据波长的目标值向窄带化装置14发送初始设定信号。在开始输出脉冲激光后，激光控制处理器130从光检测器17接收波长的计测数据，根据波长的目标值和波长的计测数据向窄带化装置14发送反馈控制信号。

激光控制处理器130从曝光控制处理器210取得脉冲能量的目标值的数据。激光控制处理器130根据脉冲能量的目标值向充电器12发送充电电压的初始设定信号。在开始输出脉冲激光后，激光控制处理器130从光检测器17接收脉冲能量的计测数据，根据脉冲能量的目标值和脉冲能量的计测数据向充电器12发送充电电压的反馈控制信号。

激光控制处理器130从曝光控制处理器210接收触发信号。激光控制处理器130将基于触发信号的振荡触发信号发送到脉冲功率模块13的开关13a。

开关13a在从激光控制处理器130接收到振荡触发信号时成为接通状态。在开关13a成为接通状态时，脉冲功率模块13利用在充电器12中保持的电能生成脉冲状的高电压。脉冲功率模块13将该高电压施加给电极11a和11b。

在对电极11a和11b施加高电压时，在电极11a和11b之间引起放电。通过该放电的能量，激光腔10内的激光气体被激励而向高能级跃迁。然后，被激励的激光气体向低能级跃迁时，放出与该能级差对应的波长的光。

激光腔10内产生的光经由窗口10a和10b向激光腔10的外部出射。从窗口10a出射的光作为光束入射到窄带化装置14。入射到窄带化装置14的光中的期望波长附近的光通过窄带化装置14折返而返回到激光腔10。

输出耦合镜15使从窗口10b出射的光中的一部分透过并输出，使另外一部分反射而返回到激光腔10。

这样，从激光腔10出射的光在窄带化装置14与输出耦合镜15之间往复。该光每次通过一对电极11a和11b之间的放电空间时都会被放大。这样进行激光振荡并被窄带化的光作为脉冲激光从输出耦合镜15输出。

从激光装置100输出的脉冲激光入射到曝光装置200。

1.4窄带化装置14

1.4.1结构

图3和图4概略地示出比较例中的窄带化装置14的结构。图3和图4分别示出相互垂直的V轴、H轴和Z轴。图3示出沿-V方向观察的窄带化装置14，图4示出沿-H方向观察的窄带化装置14。-V方向和+V方向与电极11a和11b(参照图2)相面对的方向一致。-Z方向与从窗口10a出射的光束的行进方向一致。+Z方向与从窗口10b出射而经由输出耦合镜15输出的脉冲激光的行进方向一致。

窄带化装置14包含第1和第2棱镜41和42以及光栅系统50。

1.4.1.1第1和第2棱镜41和42

第1棱镜41被配置于从窗口10a出射的光束的光路上。第1棱镜41由保持架411支承。

第2棱镜42被配置于通过第1棱镜41后的光束的光路上。第2棱镜42由保持架421支承。

第1和第2棱镜41和42由对窄带化装置14的选择波长具有高透射率的氟化钙或合成石英等材料构成。

第1和第2棱镜41和42被配置成，供光束入射出射的第1和第2棱镜41和42的表面均与V轴平行。第2棱镜42能够通过旋转台422而绕与V轴平行的轴旋转。

1.4.1.2光栅系统50

光栅系统50包含光栅51和52。光栅51和52被配置于在通过第2棱镜42后的光束的光路中在V轴方向上相互不同的位置。光栅51和52各自的槽的方向与V轴方向一致。光栅51和52的位置被设定成，通过第2棱镜42后的光束跨及光栅51和52而入射。

光栅51和52由保持架511支承。但是，光栅51被支承为维持固定的姿态，与此相对，光栅52能够通过旋转机构522而绕与V轴平行的轴旋转。

1.4.2动作

从窗口10a出射的光束分别通过第1和第2棱镜41和42在与HZ面平行的面内被改变行进方向，其射束宽度在与HZ面平行的面内被扩大，该HZ面是与V轴垂直的面。作为一例，在第1和第2棱镜41和42双方中通过而朝向光栅51和52行进的光束的行进方向与-Z方向大致一致。

从第2棱镜42入射到光栅51和52的光被光栅51和52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51和52各自的多个槽反射的光在与HZ面平行的面内分散。光栅51以使从第2棱镜42入射到光栅51的光束的入射角和期望的短波长λS的衍射光的衍射角一致的方式被进行利特罗配置。光栅52以使从第2棱镜42入射到光栅52的光束的入射角和期望的长波长λL的衍射光的衍射角一致的方式被进行利特罗配置。在从第2棱镜42入射到光栅51和52的光束的入射角相互不同的情况下，在从光栅51返回到第2棱镜42的衍射光的波长即短波长λS与从光栅52返回到第2棱镜42的衍射光的波长即长波长λL之间会产生波长差。短波长λS相当于本公开中的第1波长，长波长λL相当于本公开中的第2波长。

在图3和图4中，表示光束的虚线箭头仅示出从第1棱镜41朝向光栅51和52的方向，但是，窄带化装置14的选择波长的光束在与这些虚线箭头相反的路径上从光栅51和52向第1棱镜41行进。

第2棱镜42和第1棱镜41使从光栅51和52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返回到激光腔10内。

旋转台422和旋转机构522由激光控制处理器130来控制。

当旋转台422使第2棱镜42稍微旋转时，从第2棱镜42朝向光栅51和52出射的光束的行进方向在与HZ面平行的面内稍微变化。由此，从第2棱镜42入射到光栅51和52的光束的入射角稍微变化。由此，短波长λS和长波长λL双方变化。

当旋转机构522使光栅52稍微旋转时，从第2棱镜42入射到光栅51的光束的入射角没有变化，但是，从第2棱镜42入射到光栅52的光束的入射角稍微变化。由此，短波长λS与长波长λL的波长差变化。

曝光控制处理器210向激光控制处理器130发送短波长λS和长波长λL各自的值。这里，短波长λS和长波长λL例如分别是在涂布于半导体晶片的抗蚀剂膜的上表面和底面这2个位置处成像的波长。

激光控制处理器130根据短波长λS的值对旋转台422进行控制。由此，旋转台422使第2棱镜42的姿态变化，调整光束相对于光栅51的入射角(第1入射角)和光束相对于光栅52的入射角(第2入射角)。

激光控制处理器130根据长波长λL的值对旋转机构522进行控制。由此，旋转机构522使光栅52的姿态变化，调整光束相对于光栅52的第2入射角。

通过以上的结构和动作选择从激光腔10的窗口10a出射的光束中的短波长λS和长波长λL，使其返回到激光腔10内。由此，激光装置100能够进行2波长振荡。通过对旋转台422和旋转机构522进行控制，还能够分别设定短波长λS和长波长λL。

进行2波长振荡而从激光装置100输出的脉冲激光包含短波长λS和长波长λL这2个波长成分。该脉冲激光包含具有短波长λS的第1脉冲激光和具有长波长λL的第2脉冲激光在时间和空间上重叠得到的脉冲。或者，具有短波长λS的第1脉冲激光和具有长波长λL的第2脉冲激光也可以在时间上重叠，在空间上不重叠。

曝光装置200(参照图1)中的焦距取决于脉冲激光的波长。进行2波长振荡而从激光装置100输出的脉冲激光能够在曝光装置200的工件台WT中在脉冲激光的光路轴的方向上不同的2个位置处成像，能够实质上增大焦点深度。例如，在对膜厚较大的抗蚀剂膜进行曝光的情况下，也能够维持抗蚀剂膜的厚度方向上的成像性能。

1.5比较例的课题

根据比较例，通过进行2波长振荡而输出脉冲激光，能够实质上增大焦点深度，但是，不清楚具体如何设定2个波长为宜。

在以下说明的若干个实施方式中，生成表示与曝光条件有关的参数与使使用该参数对半导体晶片进行曝光时的焦点深度成为最大的波长差之间的关系的数据。曝光控制处理器210根据该数据和参数的指令值决定波长差的目标值，决定短波长λS和长波长λL。

2.设定使焦点深度成为最大的波长差的曝光系统

2.1结构

图5概略地示出第1实施方式中的曝光系统的结构。曝光系统除了包含激光装置100和曝光装置200以外，还包含光刻控制处理器310。光刻控制处理器310是包含存储有控制程序的存储器312和执行控制程序的CPU311的处理装置。光刻控制处理器310被特别地被构成或编程以执行本公开中包含的各种处理。光刻控制处理器310与曝光控制处理器210连接，与曝光控制处理器210之间发送接收各种数据和各种信号。光刻控制处理器310也可以与被设置于半导体工厂的多个曝光装置200中包含的多个曝光控制处理器210连接。

2.2动作

2.2.1光刻控制处理器310进行的数据生成

图6是示出第1实施方式的光刻控制处理器310进行的数据生成的处理的流程图。光刻控制处理器310通过以下的处理，生成表示与曝光条件有关的参数与使使用该参数对半导体晶片进行曝光时的焦点深度成为最大的波长差之间的关系的数据。

在S321、S323和S325中，光刻控制处理器310将用于针对后述的参数IL(m)、PJ(n)和M(o)确定各个值的计数器m、n和o分别设定为1。

在S332中，光刻控制处理器310将参数IL(m)、PJ(n)和M(o)分别设定为由计数器m、n和o确定的值。在本公开中，有时将参数IL(m)、PJ(n)和M(o)统称为“各种参数”。下面，对各种参数进行说明。

(1)参数IL(m)

参数IL(m)是照明光学系统201的参数，包含被曝光控制处理器210用来对照明光学系统201进行控制的多个参数。参数IL(m)根据通常照明、环带照明或4极照明等二次光源的射束图案的类别来设定。参数IL(m)例如包含偏振图案的类别、光学系统的开口数的比即σ的值、环带照明的内径与外径之比、4极照明的形状。并且，在通过SMO(source maskoptimization：源掩模优化)来设定射束图案的情况下，也可以将照明光瞳内的光的强度分布作设定为参数IL(m)。设参数IL(m)的值有Mmax个，设m为1～Mmax的各个整数。照明光学系统201例如包含未图示的控制光学系统、复眼透镜和聚光透镜。通过使用包含衍射光学元件(DOE)、轴锥透镜的控制光学系统，能够对入射到复眼透镜的激光束的射束图案进行控制。

(2)参数PJ(n)

参数PJ(n)是投影光学系统202的参数，包含被曝光控制处理器210用来对投影光学系统202进行控制的多个参数。参数PJ(n)可以包含用于进行色差校正的合成石英透镜和氟化钙透镜的位置设定，还可以包含通过光圈直径来调整的开口数。设参数PJ(n)的值有Nmax个，设n为1～Nmax的各个整数。

(3)参数M(o)

参数M(o)是掩模的参数，包含由掩模或掩模版的属性定义的多个参数。参数M(o)例如通过二元掩模、相移掩模、半色调相移掩模等掩模的种类来定义，或者通过掩模的材质、图案的位置、形状和尺寸等来定义。设参数M(o)的值有Omax个，设o为1～Omax的各个整数。

在S340中，光刻控制处理器310进行最佳波长差δλb(m,n,o)的计算。最佳波长差δλb(m,n,o)是使焦点深度最大的波长差。光刻控制处理器310还进行最大焦点深度DOFmax(m,n,o)的计算。S340的详细情况参照图8在后面叙述。

在S361中，光刻控制处理器310生成表示参数IL(m)、PJ(n)和M(o)与最佳波长差δλb(m,n,o)之间的关系的数据，将该数据写入最佳波长差表中。

图7示出最佳波长差表的例子。最佳波长差表被存储于存储器312中。最佳波长差表是将最佳波长差δλb(m,n,o)和最大焦点深度DOFmax(m,n,o)与参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的组合关联起来的表。最大焦点深度DOFmax(m,n,o)的数据也可以省略。针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的组合分别计算最佳波长差δλb(m,n,o)和最大焦点深度DOFmax(m,n,o)。在将参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的组合的数量设为C1时，C1由以下的式子给出。

C1＝Mmax×Nmax×Omax

光刻控制处理器310如下述那样反复进行计数器m、n、o的判定和增加，由此计算出C1个最佳波长差δλb(m,n,o)和最大焦点深度DOFmax(m,n,o)。

在S371中，光刻控制处理器310判定计数器o的值是否为Omax以上。在计数器o的值小于Omax的情况下(S371：否)，光刻控制处理器310使处理进入S372。在S372中，光刻控制处理器310使计数器o的值加上1，然后，使处理返回S332。在计数器o的值为Omax以上的情况下(S371：是)，光刻控制处理器310使处理进入S373。

在S373中，光刻控制处理器310判定计数器n的值是否为Nmax以上。在计数器n的值小于Nmax的情况下(S373：否)，光刻控制处理器310使处理进入S374。在S374中，光刻控制处理器310使计数器n的值加上1，然后，使处理返回S325。在计数器n的值为Nmax以上的情况下(S373：是)，光刻控制处理器310使处理进入S375。

在S375中，光刻控制处理器310判定计数器m的值是否为Mmax以上。在计数器m的值小于Mmax的情况下(S375：否)，光刻控制处理器310使处理进入S376。在S376中，光刻控制处理器310使计数器m的值加上1，然后，使处理返回S323。在计数器m的值为Mmax以上的情况下(S375：是)，光刻控制处理器310结束本流程图的处理。

2.2.2最佳波长差的计算

图8是示出第1实施方式中的最佳波长差δλb(m,n,o)的计算的处理的流程图。图8所示的处理相当于图6的S340的子步骤。光刻控制处理器310根据与曝光条件有关的参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的组合，计算使对半导体晶片进行曝光时的焦点深度成为最大的波长差作为最佳波长差δλb(m,n,o)。

在S341中，光刻控制处理器310将用于确定在仿真中使用的波长差的各个值的计数器k设定为1。

在S342中，光刻控制处理器310根据标准波长λcs和计数器k的值，按照如下方式设定短波长λS(k)和长波长λL(k)。

λS(k)＝λcs-k·Δδλ/2

λL(k)＝λcs+k·Δδλ/2

标准波长λcs是激光装置100的标准波长。标准波长λcs也可以是脉冲激光在标准空气中的波长。例如，在ArF准分子激光装置和KrF准分子激光装置中，能够将各自的振荡波长区域的中心附近的波长即193.35nm和248.35nm设为标准波长λcs。

Δδλ是作为在仿真中使用的波长差的变化量而被规定的正数。通过将计数器k的值和波长差的变化量Δδλ相乘，能够根据计数器k的值而设定不同的波长差。

短波长λS(k)和长波长λL(k)是分别对标准波长λcs减去和加上k·Δδλ/2而得到的波长。

关于半导体晶片的曝光中使用的脉冲激光的波长，不是必须将标准波长λcs设为中心波长。但是，ArF准分子激光装置和KrF准分子激光装置的振荡波长区域分别为193.2nm～193.4nm的范围和248.2nm～248.5nm的范围。如果在这些范围内，则即使中心波长变化，最佳波长差δλb(m,n,o)和最大焦点深度DOFmax(m,n,o)的变化也不大。因此，通过使用标准波长λcs进行计算，能够减轻将其他波长设为中心波长进行计算的劳力和时间。

在S343中，光刻控制处理器310通过以下的式子计算波长差δλ(k)。

δλ(k)＝λL(k)-λS(k)

在S344中，光刻控制处理器310根据参数IL(m)、PJ(n)和M(o)、短波长λS(k)和长波长λL(k)进行仿真，计算焦点深度DOF(k)。

在S345中，光刻控制处理器310判定计数器k的值是否为Kmax以上。在计数器k的值小于Kmax的情况下(S345：否)，光刻控制处理器310使处理进入S346。在S346中，光刻控制处理器310使计数器k的值加上1，然后，使处理返回S342。在计数器k的值为Kmax以上的情况下(S345：是)，光刻控制处理器310使处理进入S347。由此，针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的1个组合设定Kmax个波长差δλ(k)，计算Kmax个焦点深度DOF(k)。

在S347中，光刻控制处理器310生成表示焦点深度DOF(k)与波长差δλ(k)的关系的焦点深度曲线的曲线图。

图9和图10分别示出用于计算最佳波长差δλb(m,n,o)的焦点深度曲线的例子。在图9和图10中，横轴均是波长差δλ(k)，纵轴均是焦点深度DOF(k)。焦点深度曲线可以如图9和图10那样通过折线图表示，也可以通过近似曲线表示。

在图9和图10中，照明光学系统201的参数IL(m)不同，在图9中使用由计数器m1确定的参数IL(m1)，在图10中使用由计数器m2确定的参数IL(m2)。

在图8的S348中，光刻控制处理器310根据焦点深度曲线计算出使焦点深度DOF(k)成为最大的波长差作为最佳波长差δλb(m,n,o)，并且计算出最大焦点深度DOFmax(m,n,o)。

在S348之后，光刻控制处理器310结束本流程图的处理，返回图6所示的处理。

如图9和图10所示，焦点深度曲线的峰值处的横轴的值为最佳波长差δλb(m,n,o)，该峰值处的纵轴的值为最大焦点深度DOFmax(m,n,o)。如这些图所示，如果照明光学系统201的参数IL(m)不同，则即使其他参数PJ(n)和M(o)相同，最佳波长差δλb(m,n,o)和最大焦点深度DOFmax(m,n,o)有时也不同。同样，如果参数PJ(n)不同，则即使其他参数IL(m)和M(o)相同，最佳波长差δλb(m,n,o)和最大焦点深度DOFmax(m,n,o)有时也不同。如果参数M(o)不同，则即使其他参数IL(m)和PJ(n)相同，最佳波长差δλb(m,n,o)和最大焦点深度DOFmax(m,n,o)有时也不同。

2.2.3曝光控制处理器210进行的曝光控制

图11是示出第1实施方式的曝光控制处理器210进行的曝光控制的处理的流程图。曝光控制处理器210通过以下的处理读入最佳波长差表(参照图7)，决定波长差的目标值δλt，对半导体晶片进行曝光。

在S201中，曝光控制处理器210从光刻控制处理器310接收并读入最佳波长差表。如上所述，最佳波长差表示出与曝光条件有关的参数IL(m)、PJ(n)和M(o)与最佳波长差δλb(m,n,o)之间的关系。

在S202中，曝光控制处理器210读入曝光工艺PR的信息。曝光工艺PR的信息包含与曝光条件有关的各种参数的指令值。曝光工艺PR的信息由曝光装置200的用户设定并输入。或者，曝光工艺PR的信息从光刻控制处理器310发送。

在S203中，曝光控制处理器210按照曝光工艺PR的信息中包含的各种参数的指令值对照明光学系统201和投影光学系统202进行控制，设置掩模。

在S204中，曝光控制处理器210根据曝光工艺PR的信息中包含的各种参数的指令值对最佳波长差表进行检索，决定波长差的目标值δλt。

在S205中，曝光控制处理器210根据波长差的目标值δλt，通过以下的式子决定短波长λS和长波长λL。

λS＝λct-δλt/2

λL＝λct+δλt/2

这里，λct是中心波长的目标值。中心波长的目标值λct例如根据标准波长λcs和气压或温度相对于标准空气的变化量来设定。

在S206中，曝光控制处理器210进行待机，直到从激光控制处理器130接收到激光装置100的准备OK信号为止。在从激光控制处理器130接收到准备OK信号的情况下，曝光控制处理器210使处理进入S207。

在S207中，曝光控制处理器210向激光控制处理器130输出波长设定信号，并且对掩模版台RT和工件台WT进行控制，进行半导体晶片的曝光。向激光控制处理器130发送的波长设定信号包含短波长λS和长波长λL。接收到波长设定信号的激光装置100的动作与参照图3和图4说明的比较例中的动作相同。

在S208中，曝光控制处理器210判定是否对半导体晶片的应该曝光的全部区域进行了曝光。在未对应该曝光的全部区域进行了曝光的情况下(S208：否)，曝光控制处理器210使处理返回S207。在对应该曝光的全部区域进行了曝光的情况下(S208：是)，曝光控制处理器210结束本流程图的处理。

在图11中，说明了曝光控制处理器210根据波长差的目标值δλt和中心波长的目标值λct决定短波长λS和长波长λL的情况，但是，本公开不限于此。曝光控制处理器210也可以将波长差的目标值δλt和中心波长的目标值λct发送到激光控制处理器130，由激光控制处理器130决定短波长λS和长波长λL。

2.3变形例

2.3.1根据曝光工艺的信息设定各种参数的例子

图12是示出第1变形例的光刻控制处理器310进行的数据生成的处理的流程图。在图6中，针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的全部组合计算了最佳波长差δλb(m,n,o)，但是，本公开不限于此。在图12中，针对在曝光工艺中使用的参数IL(r)、PJ(r)和M(r)计算最佳波长差δλb(r)。

在S321a中，光刻控制处理器310将用于确定曝光工艺的计数器r设定为1。

在S331a中，光刻控制处理器310读入曝光工艺PR(r)的信息。曝光工艺PR(r)的信息包含与多个曝光工艺中的由计数器r确定的曝光工艺PR(r)有关的各种参数的设定值。设曝光工艺PR(r)的数量有Rmax个，设r为1～Rmax的各个整数。

在S332a中，光刻控制处理器310将参数IL(r)、PJ(r)和M(r)设定为由计数器r确定的各个值。针对1个曝光工艺PR(r)确定参数IL(r)、PJ(r)和M(r)的值的1个组合。

光刻控制处理器310在S340中进行最佳波长差的计算，在S361中进行针对最佳波长差表的写入。这些处理与图6中对应的处理相同。但是，不是针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的全部组合计算最佳波长差δλb(m,n,o)，而是针对参数IL(r)、PJ(r)和M(r)计算最佳波长差δλb(r)。

在S375a中，光刻控制处理器310判定计数器r的值是否为Rmax以上。在计数器r的值小于Rmax的情况下(S375a：否)，光刻控制处理器310使处理进入S376a。在S376a中，光刻控制处理器310使计数器r的值加上1，然后，使处理返回到S331a。在计数器r的值为Rmax以上的情况下(S375a：是)，光刻控制处理器310结束本流程图的处理。

2.3.2判定是否进行最佳波长差的计算的例子

图13是示出第2变形例的光刻控制处理器310进行的数据生成的处理的流程图。在图13中，针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的各个组合，分别判定是否计算最佳波长差δλb(m,n,o)。

S321～S332的处理与图6中对应的处理相同。

在S333b中，光刻控制处理器310判定是否计算最佳波长差δλb(m,n,o)。在不计算最佳波长差δλb(m,n,o)的情况下(S333b：否)，光刻控制处理器310跳过S340和S361，使处理进入S371。在计算最佳波长差δλb(m,n,o)的情况下(S333b：是)，光刻控制处理器310使处理进入S340。S340和此后的处理与图6中对应的处理相同。

2.4作用

根据第1实施方式，曝光方法包含以下步骤。

读入表示与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数IL(m)、PJ(n)和M(o)与第1脉冲激光和第2脉冲激光的最佳波长差δλb(m,n,o)之间的关系的数据(S201)；

根据上述数据和参数的指令值决定波长差的目标值δλt(S204)；

根据波长差的目标值δλt决定第1脉冲激光的波长即短波长λS和第2脉冲激光的波长即长波长λL(S205)；

向激光装置100输出波长设定信号，以输出包含具有短波长λS的第1脉冲激光和具有长波长λL的第2脉冲激光的多个脉冲激光；以及

利用多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光(S207)。

由此，能够通过预先准备每个参数的数据，根据参数的指令值将波长差的目标值δλt决定为恰当的值，对半导体晶片进行曝光。

根据第1实施方式，参数包含对半导体晶片进行曝光的曝光装置200的照明光学系统201的参数IL(m)、曝光装置200的投影光学系统202的参数PJ(n)和用于对半导体晶片进行曝光的掩模的参数M(o)中的至少一方。

最佳的波长差根据这些参数IL(m)、PJ(n)和M(o)而不同，因此，通过使用这些参数IL(m)、PJ(n)和M(o)中的至少一方，能够将波长差的目标值δλt决定为恰当的值。

根据第1实施方式，上述数据是将使使用参数IL(m)、PJ(n)和M(o)对半导体晶片进行曝光时的焦点深度DOF(k)成为最大的最佳波长差δλb(m,n,o)与参数IL(m)、PJ(n)和M(o)关联起来的数据。

由此，能够增大对半导体晶片进行曝光时的焦点深度。例如，在对膜厚较大的抗蚀剂膜进行曝光的情况下，也能够维持抗蚀剂膜的厚度方向上的成像性能。

根据第1实施方式，曝光方法还包含如下步骤：光刻控制处理器310设定参数IL(m)、PJ(n)和M(o)(S332)。曝光方法还包含如下步骤：光刻控制处理器310设定多个值作为波长差δλ(k)，针对上述多个值分别计算使用参数IL(m)、PJ(n)和M(o)对半导体晶片进行曝光时的焦点深度DOF(k)(S341～S346)。光刻控制处理器310计算使焦点深度DOF(k)成为最大的最佳波长差δλb(m,n,o)(S348)，生成上述数据。

由此，由于计算出使使用参数IL(m)、PJ(n)和M(o)对半导体晶片进行曝光时的焦点深度DOF(k)成为最大的最佳波长差δλb(m,n,o)，因此能够增大实际曝光时的焦点深度。

根据第1实施方式，光刻控制处理器310使用参数IL(m)、PJ(n)和M(o)以及根据激光装置100的标准波长λcs设定的短波长λS(k)和长波长λL(k)，针对波长差δλ(k)的多个值分别计算焦点深度DOF(k)(S342～S344)。

由此，由于使用根据标准波长λcs设定的短波长λS(k)和长波长λL(k)生成数据，因此，不需要使用标准波长λcs以外的波长生成数据。此外，能够抑制数据的量变大。

根据第1变形例，光刻控制处理器310读入曝光工艺PR(r)的信息(S331a)，根据曝光工艺PR(r)设定参数IL(r)、PJ(r)和M(r)(S332a)。

由此，由于是根据曝光工艺PR(r)来设定参数IL(r)、PJ(r)和M(r)的，因此，与针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的全部组合生成数据相比，可以减少必要的计算。此外，能够抑制数据的量变大。

根据第2变形例，光刻控制处理器310判定是否计算使焦点深度DOF(k)成为最大的最佳波长差δλb(m,n,o)(S333b)，根据判定结果计算最佳波长差δλb(m,n,o)。

由此，根据是否计算最佳波长差δλb(m,n,o)的判定结果进行计算，因此，与针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的全部组合生成数据相比，可以减少必要的计算。此外，能够抑制数据的量变大。

根据第1实施方式，第1脉冲激光和第2脉冲激光作为时间上重叠的脉冲而照射到半导体晶片。

由此，能够降低进行高速的波长控制的必要性。

根据第1实施方式，曝光系统还包含存储有最佳波长差表的存储器312。最佳波长差表将使使用参数IL(m)、PJ(n)和M(o)对半导体晶片进行曝光时的焦点深度DOF(k)成为最大的最佳波长差δλb(m,n,o)与参数IL(m)、PJ(n)和M(o)关联起来。

由此，通过从存储器312读入每个参数的数据，能够根据参数的指令值将波长差的目标值δλt决定为恰当的值，对半导体晶片进行曝光。

关于其他方面，第1实施方式与上述的比较例相同。

3.根据测试曝光结果计算最佳波长差的曝光系统

3.1结构

图14概略地示出第2实施方式中的曝光系统的结构。曝光系统除了包含激光装置100、曝光装置200和光刻控制处理器310以外，还包含晶片检查系统700。晶片检查系统700包含检查装置701和晶片检查处理器710。

检查装置701例如是如下装置：对被配置于工件台WT上的未图示的半导体晶片照射激光，检测其反射光或衍射光，计测形成于半导体晶片的微细图案的尺寸。或者，检查装置701也可以是如下装置：包含高分辨率的扫描型电子显微镜(SEM)，对半导体晶片进行拍摄并计测微细图案的尺寸。

晶片检查处理器710是包含存储有控制程序的存储器712和执行控制程序的CPU711的处理装置。晶片检查处理器710被特别地被构成或编程以执行本公开中包含的各种处理。晶片检查处理器710与检查装置701和光刻控制处理器310分别连接，与检查装置701和光刻控制处理器310各自之间发送接收各种数据和各种信号。

在第2实施方式中，光刻控制处理器310除了与曝光控制处理器210和晶片检查处理器710分别连接之外，还可以与激光控制处理器130连接。

3.2动作

3.2.1光刻控制处理器310进行的数据生成

图15是示出第2实施方式的光刻控制处理器310进行的数据生成的处理的流程图。

在S310c中，光刻控制处理器310进行半导体晶片的测试曝光。测试曝光的详细情况参照图16在后面叙述。

S321～S325的处理与图6中对应的处理相同。

在S350c中，光刻控制处理器310进行最佳波长差δλb(m,n,o)的计算。S350c的详细情况参照图18在后面叙述。

S361和此后的处理与图6中对应的处理相同，通过这些处理生成与参照图7说明的最佳波长差表相同的形式的最佳波长差表。

3.2.2测试曝光

图16是示出第2实施方式中的测试曝光的处理的流程图。图16所示的处理相当于图15的S310c的子步骤。光刻控制处理器310通过以下的处理进行半导体晶片的测试曝光，将测试曝光的结果写入测试曝光表中。

在S311中，光刻控制处理器310以除了参数IL(m)、PJ(n)和M(o)以外，还改变波长差δλ(p)和焦点位置F(q)来进行测试曝光的方式对曝光装置200和激光装置100进行控制。波长差δλ(p)是短波长λS与长波长λL的波长差。设波长差δλ(p)的值有Pmax个，设p为1～Pmax的各个整数。焦点位置F(q)是标准波长λcs的脉冲激光在半导体晶片中成像的位置。设焦点位置F(q)有Qmax个，设q为1～Qmax的各个整数。按照每个被称为半导体晶片的扫描场SF的区域，除了参数IL(m)、PJ(n)和M(o)以外，还改变波长差δλ(p)和焦点位置F(q)来进行测试曝光。扫描场SF参照图26～图28在后面叙述。

在S312中，光刻控制处理器310向晶片检查系统700发送指示计测半导体晶片的CD(critical dimension：临界尺寸)值CD(m,n,o,p,q)的信号。半导体晶片的CD值CD(m,n,o,p,q)是形成于半导体晶片的微细图案的尺寸。

在S313中，光刻控制处理器310进行待机直到半导体晶片的CD值CD(m,n,o,p,q)的计测完成为止。在半导体晶片的CD值CD(m,n,o,p,q)的计测完成的情况下，光刻控制处理器310使处理进入S314。

在S314中，光刻控制处理器310从晶片检查系统700接收各扫描场SF中的CD值CD(m,n,o,p,q)的计测结果。

在S315中，光刻控制处理器310从曝光装置200接收各扫描场SF中的参数IL(m)、PJ(n)和M(o)、波长差δλ(p)和焦点位置F(q)。

在S316中，光刻控制处理器310将参数IL(m)、PJ(n)和M(o)、波长差δλ(p)和焦点位置F(q)、CD值CD(m,n,o,p,q)的计测结果写入测试曝光表中。

在S316之后，光刻控制处理器310结束本流程图的处理，返回到图15所示的处理。

图17示出测试曝光表的例子。测试曝光表被存储于存储器312。测试曝光表是将CD值CD(m,n,o,p,q)的计测结果与表示参数IL(m)、PJ(n)、M(o)、波长差δλ(p)和焦点位置F(q)的值的组合关联起来的表。针对表示参数IL(m)、PJ(n)、M(o)、波长差δλ(p)和焦点位置F(q)的值的组合分别计算CD值CD(m,n,o,p,q)。在将表示参数IL(m)、PJ(n)、M(o)、波长差δλ(p)和焦点位置F(q)的值的组合的数量设为C2时，C2由以下的式子给出。

C2＝Mmax×Nmax×Omax×Pmax×Qmax

3.2.3最佳波长差的计算

图18是示出第2实施方式中的最佳波长差δλb(m,n,o)的计算的处理的流程图。图18所示的处理相当于图15的S350c的子步骤。光刻控制处理器310根据与曝光条件有关的参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的组合，计算使对半导体晶片进行曝光时的焦点深度成为最大的波长差作为最佳波长差δλb(m,n,o)。

在S351中，光刻控制处理器310将用于确定波长差δλ(p)的各个值的计数器p设定为1。

在S352中，光刻控制处理器310读入焦点位置F(q)与CD值CD(m,n,o,p,q)之间的关系。这里，通过S321、S323、S325、S372、S374和S376(参照图15)、S351和后述的S356的处理，计数器m、n、o和p的值分别被设定为1个值。因此，在S352中，读入Qmax个焦点位置F(1)、F(2)、…、F(Qmax)与Qmax个CD值CD(m,n,o,p,1)、CD(m,n,o,p,2)、…、CD(m,n,o,p,Qmax)之间的关系。

在S353中，光刻控制处理器310生成表示CD值CD(m,n,o,p,q)与焦点位置F(q)之间的关系的焦点曲线。

图19示出焦点曲线的例子。在图19中，横轴是焦点位置F(q)，纵轴是CD值CD(m,n,o,p,q)。焦点曲线可以通过折线图表示，也可以如图19那样通过近似曲线表示。

在图18的S354中，光刻控制处理器310根据使CD值CD(m,n,o,p,q)处于容许范围内的焦点位置F(q)的范围计算焦点深度DOF(m,n,o,p)。

在图19中示出CD值CD(m,n,o,p,q)的容许范围的例子。焦点曲线中的、使CD值CD(m,n,o,p,q)处于容许范围内的部分的焦点位置F(q)的范围的大小为焦点深度DOF(m,n,o,p)。

在图18的S355中，光刻控制处理器310判定计数器p的值是否为Pmax以上。在计数器p的值小于Pmax的情况下(S355：否)，光刻控制处理器310使处理进入S356。在S356中，光刻控制处理器310使计数器p的值加上1，然后，使处理返回到S352。在计数器p的值为Pmax以上的情况下(S355：是)，光刻控制处理器310使处理进入S357。每当在S355中进行了1次“是”的判定时，针对参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的1个组合设定Pmax个波长差δλ(p)，计算出Pmax个焦点深度DOF(m,n,o,1)、DOF(m,n,o,2)、…、DOF(m,n,o,Pmax)。

在S357中，光刻控制处理器310生成表示在参数IL(m)、PJ(n)和M(o)的值的1个组合中、焦点深度DOF(m,n,o,p)与波长差δλ(p)的关系的焦点深度曲线的曲线图。

在S358中，光刻控制处理器310根据焦点深度曲线计算出使焦点深度最大的波长差作为最佳波长差δλb(m,n,o)，并且计算最大焦点深度DOFmax(m,n,o)。

在S358之后，光刻控制处理器310结束本流程图的处理，返回图15所示的处理。

3.3作用

根据第2实施方式，曝光方法还包含如下步骤：光刻控制处理器310设定多个焦点位置F(q)，曝光装置200按照多个焦点位置F(q)分别利用多个脉冲激光进行半导体晶片的测试曝光(S311)。曝光方法还包含如下步骤：晶片检查系统700计测被进行测试曝光后的半导体晶片的CD值CD(m,n,o,p,q)(S312)。光刻控制处理器310根据多个焦点位置F(q)和CD值CD(m,n,o,p,q)生成上述数据(S351～S358)。

由此，使用实测值生成数据，因此，能够使用该数据将波长差的目标值δλt决定为恰当的值。

根据第2实施方式，光刻控制处理器310根据多个焦点位置F(q)中的使CD值CD(m,n,o,p,q)处于容许范围内的焦点位置F(q)的范围，计算焦点深度DOF(m,n,o,p)(S354)。

由此，通过计测实际被曝光的半导体晶片来计算焦点深度DOF(m,n,o,p)，因此，能够得到恰当的数据以决定波长差的目标值δλt。

关于其他方面，第2实施方式与第1实施方式相同。

4.进行3波长以上的波长选择的窄带化装置14d

4.1结构

图20和图21概略地示出第3实施方式中的窄带化装置14d的结构。图20示出沿-V方向观察的窄带化装置14d，图21示出沿-H方向观察的窄带化装置14d。

窄带化装置14d代替参照图3和图4说明的光栅系统50而包含光栅系统50d。光栅系统50d除了包含光栅51和52以外，还包含光栅53。

光栅51和52和旋转机构522的结构与图3和图4中对应的结构相同。但是，光栅51能够通过旋转机构512而绕与V轴平行的轴旋转。

光栅53在V轴方向上与光栅51和52并排地配置于通过第2棱镜42后的光束的光路上。光栅53位于光栅51和52之间。光栅53的槽的方向与V轴方向一致。光栅53由保持架511支承。光栅53能够通过旋转机构532而绕与V轴平行的轴旋转。

参照图3和图4说明的第2棱镜42能够通过旋转台422旋转，但是，在第3实施方式中，第2棱镜42也可以在被保持架421支承的状态下被固定。

4.2动作

4.2.1激光装置100的动作

通过第2棱镜42后的光跨及光栅51、52和53而入射。光栅51以使从第2棱镜42入射到光栅51的光束的入射角和期望的短波长λS的衍射光的衍射角一致的方式被进行利特罗配置。光栅52以使从第2棱镜42入射到光栅52的光束的入射角和期望的长波长λL的衍射光的衍射角一致的方式被进行利特罗配置。光栅53以使从第2棱镜42入射到光栅53的光束的入射角和期望的中间波长λM的衍射光的衍射角一致的方式被进行利特罗配置。中间波长λM相当于本公开中的第3波长。

旋转机构512、522和532由激光控制处理器130来控制。

当旋转机构512、522和532分别使光栅51、52和53稍微旋转时，从第2棱镜42入射到光栅51、52和53的光束的入射角分别稍微变化。由此，短波长λS、长波长λL和中间波长λM分别变化。

曝光控制处理器210向激光控制处理器130发送短波长λS和长波长λL各自的值。激光控制处理器130根据这些值对旋转机构512、522和532进行控制。如参照图22在后面叙述的那样，通过激光控制处理器130计算中间波长λM。

通过以上的结构和动作，选择从激光腔10的窗口10a出射的光束中的短波长λS、长波长λL和中间波长λM的光，使其返回到激光腔10内。由此，激光装置100能够进行3波长振荡。

进行3波长振荡而从激光装置100输出的脉冲激光包含短波长λS、长波长λL和中间波长λM这3个波长成分。该脉冲激光包含由具有短波长λS的第1脉冲激光、具有长波长λL的第2脉冲激光和具有中间波长λM的第3脉冲激光在时间和空间上重叠得到的脉冲。或者，第1～第3脉冲激光也可以在时间上重叠，在空间上不重叠。

图20和图21示出激光装置100进行3波长振荡的情况下的窄带化装置14d，但是，本公开不限于此。也可以增加在V轴方向上并排配置的光栅的数量，以比3波长多的多波长进行激光振荡。

4.2.2激光控制处理器130的动作

图22是示出第3实施方式的激光控制处理器130进行的激光控制的处理的流程图。激光控制处理器130通过以下的处理设定3波长以上的振荡波长。

在S101中，激光控制处理器130设定包含短波长λS和长波长λL的激光参数。设定的短波长λS和长波长λL也可以包含在从曝光控制处理器210接收的波长设定信号中。

在S102中，激光控制处理器130通过以下的式子设定波长变化量δλs。

δλs＝(λL-λS)/(Wmax-1)

这里，Wmax是振荡波长的数量。例如，进行3波长振荡的情况下的Wmax的值为3。

在S103中，激光控制处理器130将计数器w的值设定为1。

在S104中，激光控制处理器130通过以下的式子决定按照计数器w的每个值设定的波长λ(w)，对第w个光栅的姿态进行控制。

λ(w)＝λS+(w-1)·δλs

如果计数器w的值为1，则λ(w)成为与短波长λS相同的值，例如，参照图20和图21说明的光栅51的姿态根据波长λ(w)被控制。

如果计数器w的值为Wmax，则λ(w)成为与长波长λL相同的值，例如，参照图20和图21说明的光栅52的姿态根据波长λ(w)被控制。

如果计数器w的值为大于1且小于Wmax的值，则λ(w)成为比短波长λS长且比长波长λL短的值。例如，在Wmax的值为3、计数器w的值为2的情况下，λ(w)成为与参照图20和图21说明的中间波长λM相同的值，光栅53的姿态根据波长λ(w)被控制。

在S106中，激光控制处理器130判定计数器w的值是否为Wmax以上。在计数器w的值小于Wmax的情况下(S106：否)，激光控制处理器130使处理进入S107。在S107中，激光控制处理器130使计数器w的值加上1，然后，使处理返回到S104。在计数器w的值为Wmax以上的情况下(S106：是)，激光控制处理器130使处理进入S108。由此，设定Wmax个振荡波长λ(w)，对与各个振荡波长λ(w)对应的光栅的姿态进行控制。

在S108中，激光控制处理器130接收触发信号并将其发送到脉冲功率模块13的开关13a，由此从激光装置100输出脉冲激光。

在S130中，激光控制处理器130判定激光参数是否被更新。在激光参数被更新的情况下(S130：是)，激光控制处理器130使处理返回到S101。在激光参数未被更新的情况下(S130：否)，激光控制处理器130使处理返回到S108。

4.3其他结构例

在第3实施方式中，说明了由激光控制处理器130计算中间波长λM的情况，但是，本公开不限于此。例如，也可以由曝光控制处理器210计算中间波长λM，并将其作为波长指令值发送到激光控制处理器130。

4.4作用

根据第3实施方式，多个脉冲激光还包含具有比短波长λS长且比长波长λL短的中间波长λM的第3脉冲激光。

由此，能够在半导体晶片的厚度方向上在多个不同的位置处成像，能够提高成像性能。

5.以脉冲为单位对选择波长进行切换的窄带化装置14e

5.1结构

图23和图24概略地示出第4实施方式中的窄带化装置14e的结构。图23示出沿-V方向观察的窄带化装置14e，图24示出沿-H方向观察的窄带化装置14e。

窄带化装置14e代替参照图3和图4说明的光栅系统50而包含光栅54。光栅54被配置于通过第2棱镜42后的光束的光路上，被保持架541支承为维持固定的姿态。光栅54的槽的方向与V轴方向一致。

窄带化装置14e中包含的第1棱镜41能够通过旋转台412绕与V轴平行的轴旋转。这里，作为旋转台412的例子，举出通过压电元件进行旋转的响应性高的旋转台。

5.2动作

5.2.1激光装置100的动作

从窗口10a出射的光束通过第1和第2棱镜41和42入射到光栅54。从光栅54经由第2和第1棱镜42和41返回到激光腔10的光的波长通过这些棱镜的姿态来调节。

激光控制处理器130根据从曝光控制处理器210接收的短波长λS对第2棱镜42的旋转台422进行控制。

激光控制处理器130根据从曝光控制处理器210接收的短波长λS和长波长λL这双方或它们的波长差对第1棱镜41的旋转台412进行控制。通过旋转台412对第1棱镜41的姿态进行变更，由此，光束的状态在通过第1棱镜41后的光束以第1入射角入射到光栅54的第1状态与通过第1棱镜41后的光束以第2入射角入射到光栅54的第2状态之间进行切换。图23示出第1状态和第2状态这2种光束的光路。激光控制处理器130以使第1棱镜41的姿态按照所设定的1个周期的脉冲数N周期性地切换的方式对旋转台412进行控制。由此，脉冲激光的波长在短波长λS与长波长λL之间按照1个周期的脉冲数N周期性地切换。

与第2棱镜42相比，第1棱镜41配置于射束宽度被扩大之前的位置，因此，第1棱镜41的尺寸较小，能够进行高速的控制。

另外，在该实施方式中，作为例子示出了根据短波长λS对第2棱镜42的旋转台422进行控制的情况，但是，本公开不限于此。在仅通过第1棱镜41的旋转控制就能够将振荡波长调整为短波长λS和长波长λL的情况下，也可以不进行第2棱镜42的旋转控制。

图25是示出第4实施方式中的振荡波长的变化的曲线图。在图25中，横轴示出脉冲编号，纵轴示出振荡波长。

在图25所示的例子中，短波长λS的脉冲和长波长λL的脉冲按照所设定的1个周期的脉冲数N周期性地切换并输出。具体而言，具有短波长λS的、NλS个脉冲的第1脉冲激光连续地输出，具有长波长λL的、NλL个脉冲的第2脉冲激光连续地输出。而且，将NλS个脉冲的第1脉冲激光和NλL个脉冲的第2脉冲激光的输出作为1个周期而周期性地切换波长。1个周期的脉冲数N相当于将NλS和NλL相加而得到的值。第1脉冲激光和第2脉冲激光以相互不同的定时照射到半导体晶片。

图26～图28示出半导体晶片的扫描场SF的位置相对于脉冲激光的射束截面B的位置变化的状况。半导体晶片的扫描场SF例如相当于如下区域，在该区域中，形成有形成于半导体晶片的多个半导体芯片中的若干个半导体芯片。扫描场SF的X轴方向的宽度与半导体晶片的位置处的脉冲激光的射束截面B的X轴方向的宽度相同。扫描场SF的Y轴方向的宽度比半导体晶片的位置处的脉冲激光的射束截面B的Y轴方向的宽度W大。

通过脉冲激光对扫描场SF进行曝光的步骤按照图26、图27、图28的顺序进行。首先，如图26所示，以使扫描场SF的+Y方向的端SFy+相对于射束截面B的-Y方向的端By-的位置向-Y方向分开规定距离的方式对工件台WT进行定位。然后，工件台WT以使在扫描场SF的+Y方向的端SFy+与射束截面B的-Y方向的端By-的位置一致之前成为速度V的方式向+Y方向加速。如图27所示，以使扫描场SF的位置相对于射束截面B的位置以速度V进行等速直线运动的方式移动工件台WT。如图28所示，移动工件台WT，直到扫描场SF的-Y方向的端SFy-通过射束截面B的+Y方向的端By+的位置为止，然后，扫描场SF的曝光结束。这样，一边使扫描场SF相对于射束截面B的位置移动，一边进行曝光。

使扫描场SF以速度V移动与射束截面B的宽度W相当的距离的所需时间Time如下所述。

Time＝W/V

照射到扫描场SF中的任意1个部位的第1和第2脉冲激光的合计脉冲数Ns与在所需时间T中生成的脉冲激光的脉冲数相同，如下所述。

Ns＝F·Time

＝F·W/V

这里，F是脉冲激光的重复频率。

合计脉冲数Ns也称为N缝脉冲数。

波长切换的1个周期的脉冲数N以使N缝脉冲数Ns成为1个周期的脉冲数N的倍数的方式被设定。由此，能够在扫描场SF的全部部位使第1脉冲激光的脉冲数与第2脉冲激光的脉冲数之比相同。例如，1个周期的脉冲数N被设定为与N缝脉冲数Ns相同。由此，在扫描场SF中的任意1个部位照射的都是NλS个脉冲的第1脉冲激光和NλL个脉冲的第2脉冲激光。

5.2.2激光控制处理器130的动作

图29是示出第4实施方式的激光控制处理器130进行的激光控制的处理的流程图。激光控制处理器130通过以下的处理对短波长λS和长波长λL进行切换。

在S111中，激光控制处理器130设定包含短波长λS、长波长λL和波长切换的1个周期的脉冲数N的激光参数。所设定的短波长λS、长波长λL和1个周期的脉冲数N也可以包含在从曝光控制处理器210接收的波长设定信号中。

在S112中，激光控制处理器130计算1个周期的脉冲数N中的短波长λS的第1脉冲激光的脉冲数NλS和长波长λL的第2脉冲激光的脉冲数NλL。这些脉冲数的计算例如如下进行。

NλS＝ROUND(N/2)

NλL＝N-NλS

这里，ROUND(X)意味着对X进行四舍五入而得到的值。

在S113中，激光控制处理器130开始从曝光控制处理器210接收触发信号。

在S114中，激光控制处理器130以使振荡波长接近短波长λS的方式对窄带化装置14e进行控制。激光控制处理器130继续进行该处理，直到激光装置100输出NλS个脉冲的脉冲激光为止。

在S115中，激光控制处理器130以使振荡波长接近长波长λL的方式对窄带化装置14e进行控制。激光控制处理器130继续进行该处理，直到激光装置100输出NλL个脉冲的脉冲激光为止。

在S130中，激光控制处理器130判定激光参数是否被更新。在激光参数被更新的情况下(S130：是)，激光控制处理器130使处理返回到S111。在激光参数未被更新的情况下(S130：否)，激光控制处理器130使处理返回到S114。

5.3其他结构例

在第4实施方式中，说明了由激光控制处理器130设定脉冲数NλS和NλL的情况，但是，本公开不限于此。例如，也可以由曝光控制处理器210设定脉冲数NλS和NλL，并按照每个脉冲向激光控制处理器130发送波长指令值。

在第4实施方式中，说明了第1棱镜41的姿态按照1个周期的脉冲数N进行切换的情况，但是，本公开不限于此。例如，也可以是第2棱镜42或光栅54的姿态按照1个周期的脉冲数N进行切换。

5.4作用

根据第4实施方式，第1脉冲激光和第2脉冲激光以相互不同的定时照射到半导体晶片。

由此，即使不使窄带化装置14e的结构复杂化，也能够利用多个波长对半导体晶片进行曝光。

6.进行3波长以上的波长切换的窄带化装置14e

本公开的第5实施方式是在与参照图23和图24说明的第4实施方式的窄带化装置14e相同的结构中进行3波长以上的波长切换的方式。

6.1动作

6.1.1激光装置100的动作

图30是示出第5实施方式中的振荡波长的变化的曲线图。在图30中，横轴示出脉冲编号，纵轴示出振荡波长。

激光控制处理器130根据从曝光控制处理器210接收到的短波长λS对第2棱镜42的旋转台422进行控制。

激光控制处理器130以每当输出1个脉冲的脉冲激光时，使第1棱镜41稍微旋转的方式对第1棱镜41的旋转台412进行控制。由此，窄带化装置14e的选择波长按照每1个脉冲而逐次变长。将每1个脉冲的波长变化量设为δλs。

在选择波长达到从曝光控制处理器210接收到的长波长λL后，激光控制处理器130以使第1棱镜41向相反方向旋转而使选择波长返回到短波长λS的方式对旋转台412进行控制。在选择波长返回到短波长λS后，激光控制处理器130再次使得每输出1个脉冲的脉冲激光便使选择波长稍微变长。

这样，激光控制处理器130以按照每1个脉冲对第1棱镜41的姿态进行变更，按照所设定的1个周期的脉冲数N周期性地对第1棱镜41的姿态进行变更的方式对旋转台412进行控制。由此，脉冲激光的波长在短波长λS与长波长λL之间多阶段地变化，按照所设定的1个周期的脉冲数N周期性地变化。脉冲数N的各脉冲以相互不同的定时照射到半导体晶片。

6.1.2激光控制处理器130的动作

图31是示出第5实施方式的激光控制处理器130进行的激光控制的处理的流程图。激光控制处理器130通过以下的处理多阶段地对选择波长进行切换。

在S121中，激光控制处理器130设定包含短波长λS、长波长λL和波长切换的1个周期的脉冲数N的激光参数。所设定的短波长λS、长波长λL和1个周期的脉冲数N也可以包含在从曝光控制处理器210接收的波长设定信号中。

在S122中，激光控制处理器130通过以下的式子设定波长变化量δλs。

δλs＝(λL-λS)/(N-1)

在S123中，激光控制处理器130将计数器i的值设定为1。

在S124中，激光控制处理器130通过以下的式子决定按照计数器i的每个值设定的波长λ(i)，对窄带化装置14e的第1棱镜41的姿态进行控制。

λ(i)＝λS+(i-1)·δλs

如果计数器i的值为1，则λ(i)成为与短波长λS相同的值。

如果计数器i的值为N，则λ(i)成为与长波长λL相同的值。

如果计数器i的值为大于1且小于N的值，则λ(i)成为比短波长λS长且比长波长λL短的值。比短波长λS长且比长波长λL短的波长λ(i)相当于本公开中的第3波长，具有第3波长的脉冲激光相当于本公开中的第3脉冲激光。

在S125中，激光控制处理器130接收触发信号并将其发送到脉冲功率模块13的开关13a，由此，从激光装置100输出脉冲激光。

在S126中，激光控制处理器130判定计数器i的值是否为N以上。在计数器i的值小于N的情况下(S126：否)，激光控制处理器130使处理进入S127。在S127中，激光控制处理器130使计数器i的值加上1，然后，使处理返回到S124。在计数器i的值为N以上的情况下(S126：是)，激光控制处理器130使处理进入S130。由此，依次设定N个振荡波长λ(i)，对第1棱镜41的姿态进行控制。

在S130中，激光控制处理器130判定激光参数是否被更新。在激光参数被更新的情况下(S130：是)，激光控制处理器130使处理返回到S121。在激光参数未被更新的情况下(S130：否)，激光控制处理器130使处理返回到S123。

6.2其他结构例

在第5实施方式中，说明了由激光控制处理器130设定波长变化量δλs的情况，但是，本公开不限于此。例如，也可以由曝光控制处理器210设定波长变化量δλs，根据波长变化量δλs决定每个脉冲的振荡波长，按照每个脉冲向激光控制处理器130发送波长指令值。

在第5实施方式中，说明了第1棱镜41的姿态按照每1个脉冲变更的情况，但是，本公开不限于此。例如，也可以是第2棱镜42或光栅54的姿态按照每1个脉冲变更。

6.3作用

根据第5实施方式，多个脉冲激光还包含具有比短波长λS长且比长波长λL短的第3波长的第3脉冲激光。

由此，能够在半导体晶片的厚度方向上在多个不同的位置处成像，能够提高成像性能。其结果，不仅对膜厚较大的抗蚀剂膜的曝光有效，即使是较薄的抗蚀剂膜且图案存在高低差，在工艺上也能够有余地，因此，能够改善成品率。

7.包含固体激光器的主振荡器MO

7.1结构

图32概略地示出第6实施方式中的激光装置100f的结构。激光装置100f包含主振荡器MO、放大器PA、光检测器17和激光控制处理器130。主振荡器MO包含固体激光器，放大器PA包含准分子激光器。

7.1.1主振荡器MO

主振荡器MO包含半导体激光器系统60、钛蓝宝石放大器71、波长转换系统72、泵浦激光器73和固体激光器控制处理器180。

半导体激光器系统60是包含分布反馈型半导体激光器DFB的激光系统。半导体激光器系统60的详细情况参照图33在后面叙述。

钛蓝宝石放大器71是包含掺钛蓝宝石晶体的放大器。

泵浦激光器73是如下的激光装置：输出YLF(yttrium lithium fluoride：钇锂氟化物)激光的2次谐波，以激励钛蓝宝石放大器71的掺钛蓝宝石晶体。

波长转换系统72是如下系统：包含LBO(lithium triborate：三硼酸锂)晶体和KBBF(Potassium beryllium fluoroborate：氟硼酸铍钾)晶体，输出入射光的4次谐波。

固体激光器控制处理器180是包含存储有控制程序的存储器182和执行控制程序的CPU181的处理装置。固体激光器控制处理器180被特别地被构成或编程以执行本公开中包含的各种处理。固体激光器控制处理器180与半导体激光器系统60、波长转换系统72和泵浦激光器73分别连接，构成为对它们进行控制。

7.1.2放大器PA

放大器PA是包含激光腔10、充电器12、脉冲功率模块13、凹面镜18和凸面镜19的ArF准分子激光装置。放大器PA中包含的激光腔10、充电器12和脉冲功率模块13的结构与参照图2说明的激光装置100中对应的结构相同。

凸面镜19被配置于从主振荡器MO输出且通过激光腔10后的脉冲激光的光路上。

凹面镜18被配置于被凸面镜19反射而再次通过激光腔10后的脉冲激光的光路上。

7.1.3光检测器17和激光控制处理器130

光检测器17和激光控制处理器130的结构与参照图2说明的激光装置100中对应的结构相同。

7.2动作

在主振荡器MO中，半导体激光器系统60输出波长大约为773.6nm的脉冲激光，钛蓝宝石放大器71对该脉冲激光进行放大并输出。波长转换系统72将波长大约为773.6nm的脉冲激光转换为波长大约为193.4nm的脉冲激光并向放大器PA输出。

入射到放大器PA的脉冲激光通过激光腔10内的放电空间后被凸面镜19反射，并且被赋予与凸面镜19的曲率对应的射束发散角。该脉冲激光再次通过激光腔10内的放电空间。

被凸面镜19反射而通过激光腔10后的脉冲激光被凹面镜18反射，并且呈大致平行光而返回。该脉冲激光再一次通过激光腔10内的放电空间，经由光检测器17向激光装置100f的外部出射。

对电极11a和11b施加高电压，以使得在脉冲激光从主振荡器MO入射到激光腔10时在激光腔10内的放电空间开始放电。通过凸面镜19和凹面镜18，脉冲激光的射束宽度被扩大，在3次通过放电空间的期间内被放大，并被输出到激光装置100f的外部。

7.3半导体激光器系统60

7.3.1结构

图33概略地示出第6实施方式中的半导体激光器系统60的结构。半导体激光器系统60包含分布反馈型半导体激光器DFB和半导体光放大器SOA。

分布反馈型半导体激光器DFB包含函数发生器61、电流控制部62、珀尔帖元件63、温度控制部64、半导体激光器元件65和温度传感器66。

半导体激光器元件65是能够通过温度或电流值对振荡波长进行变更的激光器元件。在半导体激光器元件65连接有电流控制部62。此外，在半导体激光器元件65固定有珀尔帖元件63和温度传感器66。

7.3.2动作

半导体激光器元件65输出波长大约为773.6nm的CW(continuous wave：连续波)激光。

温度控制部64按照从固体激光器控制处理器180输出的设定温度向珀尔帖元件63供给电流。珀尔帖元件63按照从温度控制部64供给的电流使热能在从珀尔帖元件63的1个面朝向另1个面的方向上移动，由此对半导体激光器元件65进行冷却或加热。温度传感器66检测半导体激光器元件65的温度。温度控制部64根据从固体激光器控制处理器180输出的设定温度和由温度传感器66检测到的温度对向珀尔帖元件63供给的电流进行反馈控制。通过将半导体激光器元件65控制成设定温度，能够使从半导体激光器元件65输出的CW激光的波长维持在773.6nm附近的值。

函数发生器61按照从固体激光器控制处理器180输出的控制信号生成具有周期性波形的电信号。电流控制部62按照由函数发生器61生成的电信号的波形使向半导体激光器元件65供给的电流周期性地变化。由此，从半导体激光器元件65输出的CW激光的波长周期性地变化。

半导体光放大器SOA使从半导体激光器元件65输出的CW激光呈脉冲状放大，并输出脉冲激光。

图34是示出向第6实施方式中的半导体激光器元件65供给的电流的时间波形的曲线图。从电流控制部62向半导体激光器元件65供给的电流包含直流成分A1dc和振幅A1ac的交流成分，该时间波形具有三角波的形状。

图35是示出从第6实施方式中的半导体激光器元件65输出的CW激光的波长的时间变化的曲线图。半导体激光器元件65根据从电流控制部62供给的电流，使CW激光的波长在短波长λ1S与长波长λ1L之间以变动周期T进行变化。短波长λ1S和长波长λ1L是欲从波长转换系统72输出的脉冲激光的短波长λS和长波长λL各自的4倍的波长。CW激光的波长的变动周期T与图34所示的电流的变动周期T一致。通过控制从电流控制部62供给的电流的直流成分A1dc和振幅A1ac，能够使CW激光的波长在短波长λ1S与长波长λ1L之间变化。半导体激光器元件65例如在被供给从直流成分A1dc减去振幅A1ac的一半而得到的电流时，输出短波长λ1S的CW激光，在被供给对直流成分A1dc加上振幅A1ac的一半而得到的电流时，输出长波长λ1L的CW激光。

图36是示出从第6实施方式中的半导体激光器元件65输出的CW激光的谱波形的曲线图。CW激光的谱波形具有急剧的波峰，其中心波长根据从电流控制部62供给的电流而在短波长λ1S与长波长λ1L之间变化。虽然在图36中，示出3个谱波形来代表CW激光的谱波形，但是，如参照图35说明的那样，CW激光的中心波长在短波长λ1S与长波长λ1L之间连续地变化。

图37是示出对从第6实施方式中的半导体激光器元件65输出的CW激光的谱波形在波长的变动周期T内进行积分的结果的曲线图。当在波长的变动周期T或与其倍数相当的时间内对CW激光的谱波形进行积分时，成为大致平顶状的谱波形。

优选从半导体光放大器SOA输出的脉冲激光的脉冲时间宽度D(参照图35)与波长的变动周期T之间具有以下的关系。

D＝n·T

这里，n为1以上的整数。

该情况下，波长以变动周期T变化的CW激光中的n个周期的光被半导体光放大器SOA切出而被放大。由此，能够使从半导体光放大器SOA输出的脉冲激光的谱波形成为大致平顶状。

此外，优选波长的变动周期T比从半导体光放大器SOA输出的脉冲激光的脉冲时间宽度D短。优选波长的变动周期T为从半导体光放大器SOA输出的脉冲激光的上升所需要的时间以下。

7.4其他结构例

在第6实施方式中，说明了半导体激光器系统60输出波长大约为773.6nm的脉冲激光、且波长转换系统72将该脉冲激光转换为4次谐波的情况，但是，本公开不限于此。半导体激光器系统60也可以输出波长大约为1547.2nm的脉冲激光，波长转换系统72将该脉冲激光转换为8次谐波。

在第6实施方式中，说明了从波长转换系统72输出的脉冲激光被不包含光谐振器的放大器PA放大的情况，但是，本公开不限于此。从波长转换系统72输出的脉冲激光也可以被包含光谐振器的功率振荡器(PO)放大。

在第6实施方式中，说明了在从半导体光放大器SOA输出的脉冲激光的1个脉冲的脉冲时间宽度D中、振荡波长以变动周期T变化的情况，但是，本公开不限于此。即，在从半导体光放大器SOA输出的脉冲激光的1个脉冲的脉冲时间宽度D中，振荡波长也可以没有变化。而且，与第4和第5实施方式中的波长控制同样，也可以按照每个脉冲使振荡波长变化。该情况下，分布反馈型半导体激光器DFB也可以不包含函数发生器61，使与目标的振荡波长对应的电流流过分布反馈型半导体激光器DFB即可。

7.5作用

根据第6实施方式，激光装置100f包括包含固体激光器的主振荡器MO和包含准分子激光器的放大器PA。

由此，通过使用固体激光器，能够高速且高精度地进行波长控制。

根据第6实施方式，固体激光器包含分布反馈型半导体激光器DFB和半导体光放大器SOA。从分布反馈型半导体激光器DFB输出的CW激光的波长根据向分布反馈型半导体激光器DFB供给的电流而变化。半导体光放大器SOA呈脉冲状放大CW激光，并输出脉冲激光。

由此，使用振荡波长根据被供给的电流而变化的分布反馈型半导体激光器DFB，在脉冲的切出中使用半导体光放大器SOA，由此能够使波长控制高速化。

根据第6实施方式，对向分布反馈型半导体激光器DFB供给的电流进行控制，使得与从半导体光放大器SOA输出的脉冲激光的脉冲时间宽度D相比，从分布反馈型半导体激光器DFB输出的CW激光的波长的变动周期T较短。

由此，在从半导体光放大器SOA输出的1个脉冲的脉冲激光中，使波长高速地变化，因此，能够使用实质具有平顶状的谱波形的脉冲对半导体晶片进行曝光。

8.包含多个分布反馈型半导体激光器DFB的半导体激光器系统60g

8.1结构

图38概略地示出第7实施方式中的半导体激光器系统60g的结构。半导体激光器系统60g包含2个分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2、2个半导体光放大器SOA1和SOA2、以及合束器67。

分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2各自与参照图33说明的分布反馈型半导体激光器DFB相同。但是，分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2各自可以不包含函数发生器61。半导体光放大器SOA1和SOA2各自与参照图33说明的半导体光放大器SOA相同。

8.2动作

分布反馈型半导体激光器DFB1输出具有短波长λ1S的CW激光。分布反馈型半导体激光器DFB2输出具有长波长λ1L的CW激光。通过半导体光放大器SOA1使从分布反馈型半导体激光器DFB1输出的CW激光呈脉冲状被放大，作为第1脉冲激光入射到合束器67。通过半导体光放大器SOA2使从分布反馈型半导体激光器DFB2输出的CW激光呈脉冲状被放大，作为第2脉冲激光入射到合束器67。合束器67使第1脉冲激光和第2脉冲激光的光路一致而从半导体激光器系统60g输出。

图39示出从第7实施方式中的半导体光放大器SOA1和SOA2分别输出的第1和第2脉冲激光的合成波形。优选第1和第2脉冲激光的脉冲时间波形在时间上不重叠，优选它们的合成波形的时间宽度比由准分子激光器构成的放大器PA的放电持续时间短。例如，将第1和第2脉冲激光各自的脉冲宽度设为20ns，将从第1脉冲激光的脉冲时间波形的下降到第2脉冲激光的脉冲时间波形的上升为止的间隔时间设为1ns。对这些脉冲时间波形进行合成而得的合成波形的时间宽度成为41ns，比准分子激光器的放电持续时间短。利用合束器67使这种第1和第2脉冲激光汇合，利用波长转换系统72(参照图32)进行波长转换并利用放大器PA进行放大，由此，能够从激光装置100f输出具有短波长λS和长波长λL这2个波长成分的脉冲激光。

8.3其他结构例

在第7实施方式中，说明了半导体激光器系统60g包含2个分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2的情况，但是，本公开不限于此。也可以从3个以上的分布反馈型半导体激光器输出相互不同的波长的CW激光，从半导体激光器系统输出3波长以上的脉冲激光。

在第7实施方式中，说明了从半导体光放大器SOA1和SOA2分别输出的第1和第2脉冲激光的合成波形的时间宽度比放大器PA的放电持续时间短的情况，但是，本公开不限于此。也可以与放大器PA中的1次的放电的定时对应地从半导体光放大器SOA1输出第1脉冲激光，与放大器PA中的其他的放电的定时对应地从半导体光放大器SOA2输出第2脉冲激光。该情况下，与第4实施方式中的波长控制同样，可以按照每个脉冲使波长变化。

如参照图11说明的那样，曝光控制处理器210根据由最佳波长差表和各种参数的指令值决定的波长差的目标值δλt来决定短波长λS和长波长λL。在第3～第7实施方式中，最佳波长差表可以通过第1实施方式或其变形例中的任意一方生成，也可以通过第2实施方式生成。

8.4作用

根据第7实施方式，固体激光器包含多个分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2、以及多个半导体光放大器SOA1和SOA2。多个分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2输出波长相互不同的CW激光。多个半导体光放大器SOA1和SOA2分别呈脉冲状放大从多个分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2分别输出的CW激光。

由此，即使不使多个分布反馈型半导体激光器DFB1和DFB2各自的振荡波长高速地变化，也能够使用短波长λS和长波长λL的脉冲激光对半导体晶片进行曝光。

根据第7实施方式，对多个半导体光放大器SOA1和SOA2进行控制，使得从多个半导体光放大器SOA1和SOA2分别输出的多个脉冲时间波形相互不重叠，且对多个脉冲时间波形进行合成而得的合成波形的时间宽度成为比准分子激光器的放电持续时间短的时间宽度。

由此，从由准分子激光器构成的放大器PA输出的1个脉冲的脉冲激光能够包含短波长λS和长波长λL。

9.其他

上述说明不是限制，只不过是例示。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对本公开的实施方式进行组合使用。

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”或“所包含”这样的用语应该解释为“不限于记载的所包含的部分”。“具有”这样的用语应该解释为“不限于记载的所具有的部分”。此外，不定冠词“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。此外，“A、B和C中的至少一方”这样的用语应该解释为“A”、“B”、“C”、“A+B”、“A+C”、“B+C”或“A+B+C”。进而，应该解释为还包含它们和“A”、“B”、“C”以外的部分的组合。

Claims (20)

1.一种曝光方法，其包含以下步骤：

读入表示如下参数与如下波长差之间的关系的数据，该参数是与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数，该波长差是所述第1脉冲激光与所述第2脉冲激光的波长差；

根据所述数据和所述参数的指令值决定所述波长差的目标值；

根据所述波长差的所述目标值决定所述第1脉冲激光的第1波长和所述第2脉冲激光的第2波长；

向激光装置输出波长设定信号，使得输出包含具有所述第1波长的所述第1脉冲激光和具有所述第2波长的所述第2脉冲激光在内的所述多个脉冲激光；以及

利用所述多个脉冲激光对所述半导体晶片进行曝光。

2.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，

所述参数包含对所述半导体晶片进行曝光的曝光装置的照明光学系统的参数、所述曝光装置的投影光学系统的参数和用于对所述半导体晶片进行曝光的掩模的参数中的至少一方。

3.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，

所述数据是将使使用所述参数对所述半导体晶片进行曝光时的焦点深度成为最大的所述波长差与所述参数关联起来的数据。

4.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，

所述曝光方法还包含以下步骤：设定所述参数，设定多个值作为所述波长差，针对所述多个值分别计算使用所述参数对所述半导体晶片进行曝光时的焦点深度，由此，计算出使所述焦点深度成为最大的所述波长差，生成所述数据。

5.根据权利要求4所述的曝光方法，其中，

使用所述参数、以及根据所述激光装置的标准波长设定的所述第1波长和所述第2波长，针对所述多个值分别计算所述焦点深度。

6.根据权利要求4所述的曝光方法，其中，

读入曝光工艺的信息，根据所述曝光工艺设定所述参数。

7.根据权利要求4所述的曝光方法，其中，

判定是否计算使所述焦点深度成为最大的所述波长差，根据判定结果计算所述波长差。

8.根据权利要求4所述的曝光方法，其中，

所述曝光方法还包含以下步骤：设定多个焦点位置，针对所述多个焦点位置分别利用所述多个脉冲激光进行所述半导体晶片的测试曝光，计测被进行了测试曝光后的所述半导体晶片的CD值，

根据所述多个焦点位置和所述CD值生成所述数据。

9.根据权利要求8所述的曝光方法，其中，

根据所述多个焦点位置中的、使所述CD值处于容许范围内的焦点位置的范围计算所述焦点深度。

10.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，

所述第1脉冲激光和所述第2脉冲激光作为时间上重叠的脉冲而被照射到所述半导体晶片。

11.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，

所述多个脉冲激光还包含具有比所述第1波长长且比所述第2波长短的第3波长的第3脉冲激光。

12.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，

所述第1脉冲激光和所述第2脉冲激光以相互不同的定时被照射到所述半导体晶片。

13.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，

所述激光装置包含主振荡器和放大器，该主振荡器包含固体激光器，该放大器包含准分子激光器。

14.根据权利要求13所述的曝光方法，其中，

所述固体激光器包含分布反馈型半导体激光器和半导体光放大器，该分布反馈型半导体激光器输出波长根据被供给的电流而变化的CW激光，该半导体光放大器呈脉冲状地放大所述CW激光而输出脉冲激光。

15.根据权利要求14所述的曝光方法，其中，

以使从所述分布反馈型半导体激光器输出的CW激光的波长的变动周期比从所述半导体光放大器输出的脉冲激光的脉冲时间宽度短的方式对所述电流进行控制。

16.根据权利要求13所述的曝光方法，其中，

所述固体激光器包含多个分布反馈型半导体激光器和多个半导体光放大器，该多个分布反馈型半导体激光器输出波长相互不同的CW激光，该多个半导体光放大器呈脉冲状地分别放大从所述多个分布反馈型半导体激光器分别输出的CW激光。

17.根据权利要求16所述的曝光方法，其中，

以使从所述多个半导体光放大器分别输出的多个脉冲时间波形相互不重叠、且对所述多个脉冲时间波形进行合成而得的合成波形的时间宽度成为比所述准分子激光器的放电持续时间短的时间宽度的方式，对所述多个半导体光放大器进行控制。

18.一种曝光系统，其包含：

处理器，其读入表示如下参数与如下波长差之间的关系的数据，该参数是与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数，该波长差是所述第1脉冲激光与所述第2脉冲激光的波长差，该处理器根据所述数据和所述参数的指令值决定所述波长差的目标值，根据所述波长差的所述目标值决定所述第1脉冲激光的第1波长和所述第2脉冲激光的第2波长，向激光装置输出波长设定信号，使得输出包含具有所述第1波长的所述第1脉冲激光和具有所述第2波长的所述第2脉冲激光在内的所述多个脉冲激光；以及

光学系统，其利用所述多个脉冲激光对所述半导体晶片进行曝光。

19.根据权利要求18所述的曝光系统，其中，

所述曝光系统还包含存储器，所述存储器存储有如下表，在该表中，使使用所述参数对所述半导体晶片进行曝光时的焦点深度成为最大的所述波长差与所述参数被关联起来。

20.一种电子器件的制造方法，其包含以下步骤：

读入表示如下参数与如下波长差之间的关系的数据，该参数是与利用包含第1脉冲激光和第2脉冲激光的多个脉冲激光对半导体晶片进行曝光的曝光条件有关的参数，该波长差是所述第1脉冲激光与所述第2脉冲激光的波长差；

根据所述数据和所述参数的指令值决定所述波长差的目标值；

根据所述波长差的所述目标值决定所述第1脉冲激光的第1波长和所述第2脉冲激光的第2波长；

向激光装置输出波长设定信号，使得向曝光装置输出包含具有所述第1波长的所述第1脉冲激光和具有所述第2波长的所述第2脉冲激光在内的所述多个脉冲激光；以及

在所述曝光装置内于所述半导体晶片上使所述多个脉冲激光进行曝光，以制造电子器件。

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