JP7480275B2 - 露光システム、レーザ制御パラメータの作成方法、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

露光システム、レーザ制御パラメータの作成方法、及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、露光システム、レーザ制御パラメータの作成方法、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。例えば、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す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 Narrow 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２０１５／００７０６７３号 米国特許出願公開第２０１１／０２０５５１２号 米国特許出願公開第２００６／００３５１６０号 米国特許出願公開第２００３／０２２７６０７号 米国特許出願公開第２０１８／０１９６３４７号 米国特許出願公開第２０１９／０２４５３２１号 米国特許出願公開第２００４／００１２８４４号
概要
本開示の１つの観点に係る露光システムは、レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、パルスレーザ光をレチクルに導光する照明光学系と、レチクルを移動させるレチクルステージと、レーザ装置からのパルスレーザ光の出力及びレチクルステージによるレチクルの移動を制御するプロセッサと、を備え、レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、プロセッサは、複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長のパルスレーザ光を出力させるように、レーザ装置にパルスレーザ光の目標波長を指示する。
本開示の他の１つの観点に係るレーザ制御パラメータの作成方法は、プロセッサによって実行されるレーザ制御パラメータの作成方法であって、レーザ制御パラメータは、レチクルに照射されるパルスレーザ光の波長を含み、プロセッサが、レチクルに含まれる複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置を計算することと、複数種類のパターンの組合せに対して、組合せに含まれる複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小となるパルスレーザ光の波長を求めることと、複数種類のパターンの組合せと、分散が最小となるパルスレーザ光の波長とを関連付けてファイルに保存することと、を含む。
本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、レチクルと、パルスレーザ光をレチクルに導光する照明光学系と、レチクルを移動させるレチクルステージと、レーザ装置からのパルスレーザ光の出力及びレチクルステージによるレチクルの移動を制御するプロセッサと、を備え、レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、プロセッサは、複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長のパルスレーザ光を出力させるように、レーザ装置にパルスレーザ光の目標波長を指示する、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、レチクルにパルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン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、パターン間ベストフォーカス差の例を示すグラフである。 図２は、比較例に係る露光システムの構成を概略的に示す。 図３は、露光制御部からレーザ制御部に送信される発光トリガ信号の出力パターンの例を示す。 図４は、ウエハ上でのステップアンドスキャン露光の露光パターンの例を示す。 図５は、ウエハ上の１つのスキャンフィールドとスタティック露光エリアとの関係を示す。 図６は、スタティック露光エリアの説明図である。 図７は、実施形態１に係るリソグラフィシステムの構成例を示す。 図８は、レーザ装置の構成例を示す。 図９は、レチクルパターンの例を模式的に示す平面図である。 図１０は、図９の上段に示すケース１の各パターン（１）～（３）のフォーカス曲線を例示的に示す。 図１１は、図９の下段に示すケース２の各パターン（１），（２）のフォーカス曲線を例示的に示す。 図１２は、レチクルパターンと最適波長と目標波長との関係の例を示す。 図１３は、実施形態１のリソグラフィ制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図１４は、実施形態１のリソグラフィ制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図１５は、図１３のステップＳ１３に適用される処理内容の例を示すフローチャートである。 図１６は、レチクルのパターンの一部を模式的に示す平面図である。 図１７は、図１６の１７－１７線を切断線とする断面図である。 図１８は、ファイルＡに保存されるデータの例を示す図表である。 図１９は、ファイルＢに保存されるデータの例を示す図表である。 図２０は、実施形態１の露光制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図２１は、実施形態１のレーザ制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図２２は、実施形態２に係るリソグラフィシステムにおけるレチクルパターンと最適波長、目標波長、及び積算スペクトルの波長の関係の例を示す。 図２３は、実施形態２の露光制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図２４は、実施形態３に係るリソグラフィシステムの構成例を示す。 図２５は、実施形態３のリソグラフィ制御部における処理の例を示すフローチャートである。 図２６は、レーザ装置の他の構成例を示す。 図２７は、半導体レーザシステムの構成例を示す。 図２８は、チャーピングによって実現されるスペクトル線幅の概念図である。 図２９は、半導体レーザに流れる電流とチャーピングによる波長変化とスペクトル波形と光強度との関係を示す模式図である。 図３０は、半導体光増幅器の立ち上がり時間を説明するためのグラフである。 図３１は、露光装置の構成例を概略的に示す。
実施形態
－目次－
１．用語の説明
２．比較例に係る露光システムの概要
２．１ 構成
２．２ 動作
２．３ ウエハ上への露光動作の例
２．４ スキャンフィールドとスタティック露光エリアとの関係
２．５ 課題
３．実施形態１
３．１ リソグラフィシステムの概要
３．１．１ 構成
３．１．２ 動作
３．２ レーザ装置の例
３．２．１ 構成
３．２．２ 動作
３．２．３ その他
３．３ レチクルパターンのフォーカス曲線の例
３．４ リソグラフィ制御部の処理内容の例
３．５ 露光制御部の処理内容の例
３．６ レーザ制御部の処理内容の例
３．７ 作用・効果
３．８ その他
４．実施形態２
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用・効果
５．実施形態３
５．１ 構成
５．２ 動作
５．３ 作用・効果
５．４ その他
６．各パターンのベストフォーカス位置の分散について
７．固体レーザ装置を発振器として用いるエキシマレーザ装置の例
７．１ 構成
７．２ 動作
７．３ 半導体レーザシステムの説明
７．３．１ 構成
７．３．２ 動作
７．３．３ その他
７．４ 作用・効果
７．５ その他
８．各種の制御部のハードウェア構成について
９．電子デバイスの製造方法
１０．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．用語の説明
本開示において使用される用語を以下のように定義する。
クリティカルディメンジョン（Critical Dimension：ＣＤ）とは、半導体等のウエハ上に形成された微細パターンの寸法をいう。
オーバーレイとは、半導体等のウエハ上に形成された微細パターンの重ね合わせをいう。
スペクトル線幅Δλとは、露光性能に影響を及ぼすスペクトル線幅の指標値である。スペクトル線幅Δλは、例えば、レーザスペクトルの積分エネルギが９５％となる帯域幅であってもよい。
ＣＤユニフォーミティ（CD Uniformity，線幅均一性：ＣＤＵ）とは、ウエハ上に形成されるパターンの線幅ＣＤの均一性をいう。ＣＤＵを評価する方法はさまざまであり、ロット内、ウエハ内、又はスキャンフィールド内のσ（標準偏差）等で統計的に行う。σの値が大きい（つまり、ばらつきが大きい）とデバイスの動作にもばらつきが発生するため、σの値がなるべく小さくなるように様々な対策が行われている。
マスク３次元効果（Mask ３D effect）とは、薄肉構造物のキルヒホッフ仮説に基づく回折光の振幅や位相の計算結果と、３次元構造を持つ実際のマスクのマスクパターンから発生する回折光の振幅や位相とのずれをいう。マスクの種類にもよるが、マスクパターン（例えばライン／スペースのパターンのライン部）は約１００ｎｍ前後の厚みを持つ３次元構造である。この厚みが原因でマスクパターンから発生する回折光の振幅や位相は、光の回折理論におけるキルヒホッフ仮説（回折面の段差無視）を基に計算した振幅や位相とずれが発生する。このマスク３次元効果による振幅や位相のずれを正しく評価するためには、いわゆる電磁場解析を行う必要がある。マスク３次元効果は従来から存在する現象であるが、パターンの微細化に伴い顕著になり、リソグラフィに対する影響が無視できなくなっている。マスクはレチクルと同義であり、マスクパターンはレチクルパターンと同義である。
パターン間ベストフォーカス差とは、同一マスクに、複数種類のパターンが存在するとき、各パターンのベストフォーカス位置が異なる現象をいう。パターン間ベストフォーカス差の発生原因は主に、露光装置の投影光学系の波面収差、マスク３次元効果、及びレジストの膜厚効果である。各パターンが、そのパターンのベストフォーカス付近でＣＤがフォーカスずれの影響を最も受けにくいため、ベストフォーカス間の差は小さいほうが、全体的に見た場合にフォーカスの影響を受けにくく、ＣＤＵも良好になる。
図１は、パターン間ベストフォーカス差の例を示すグラフである。横軸はフォーカス位置、縦軸はＣＤ値を表す。図１のようなフォーカスとＣＤの関係を示す特性曲線をフォーカス曲線という。ここでは、パターン（１）、パターン（２）、及びパターン（３）のそれぞれのフォーカス曲線ＦＣ（１）、ＦＣ（２）及びＦＣ（３）が示されている。図１中のＢＦ１（１）、ＢＦ（２）及びＢＦ（３）はそれぞれ、パターン（１）、パターン（２）、及びパターン（３）のベストフォーカス位置を表す。
各パターンのベストフォーカス位置が全部一か所に（例えば、図１の点線のところに)まとまることが望ましい。レーザ光の中心波長の調整によりパターンのベストフォーカス制御が可能である。中心波長を変化させると、Ｚｅｒｎｉｋｅ（ツェルニケ）波面収差における０θ系収差が発生する。０θ系収差は異なるＮＡ（Numerical aperture）を通る回折光に対して異なる位相誤差を与えるため、異なるパターンに異なるフォーカスずれ量を発生させる。
２．比較例に係る露光システムの概要
２．１ 構成
図２は、比較例に係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１０は、レーザ装置１２と、露光装置１４とを含む。レーザ装置１２は、波長可変の狭帯域発振のＡｒＦレーザ装置であり、レーザ制御部２０と、図示しないレーザチャンバと狭帯域化モジュールとを含む。
露光装置１４は、露光制御部４０と、ビームデリバリユニット（ＢＤＵ）４２と、高反射ミラー４３と、照明光学系４４と、レチクル４６と、レチクルステージ４８と、投影光学系５０と、ウエハホルダ５２と、ウエハステージ５４と、フォーカスセンサ５８とを含む。
ウエハホルダ５２には、ウエハＷＦが保持される。照明光学系４４は、パルスレーザ光をレチクル４６に導光する光学系である。照明光学系４４は、レーザビームを概ね長方形状の光強度分布が均一化されたキャンビームに整形する。また、照明光学系４４は、レチクル４６へのレーザビームの入射角度を制御する。投影光学系５０は、レチクルパターンをウエハＷＦに結像させる。フォーカスセンサ５８は、ウエハ表面の高さを計測する。
露光制御部４０は、レチクルステージ４８、ウエハステージ５４、及びフォーカスセンサ５８と接続される。また、露光制御部４０は、レーザ制御部２０と接続される。露光制御部４０とレーザ制御部２０とのそれぞれは、図示しないプロセッサを用いて構成され、メモリなどの記憶装置を含む。記憶装置はプロセッサに搭載されてもよい。
２．２ 動作
露光制御部４０は、フォーカスセンサ５８により計測されたウエハＷＦの高さから、ウエハ高さ方向（Ｚ軸方向）のフォーカス位置を補正するために、ウエハステージ５４のＺ軸方向の移動を制御する。
露光制御部４０は、ステップアンドスキャンの方式で、レーザ制御部２０に目標レーザ光の制御パラメータを送信し、発光トリガ信号Ｔｒを送信しながらレチクルステージ４８とウエハステージ５４とを制御し、レチクル４６の像をウエハＷＦ上にスキャン露光する。目標レーザ光の制御パラメータには、例えば、目標波長λｔと目標パルスエネルギＥｔとが含まれる。なお、「目標レーザ光」という記載は「目標パルスレーザ光」を意味している。「パルスレーザ光」は単に「レーザ光」と記載される場合がある。
レーザ制御部２０は、レーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光の波長λが目標波長λｔとなるように狭帯域化モジュールの選択波長を制御し、かつ、パルスエネルギＥが目標パルスエネルギＥｔとなるように励起強度を制御して、発光トリガ信号Ｔｒに従ってパルスレーザ光を出力させる。また、レーザ制御部２０は、発光トリガ信号Ｔｒに従って出力したパルスレーザ光の各種計測データを露光制御部４０に送信する。各種計測データには、例えば、波長λ及びパルスエネルギＥなどが含まれる。
２．３ ウエハ上への露光動作の例
図３は、露光制御部４０からレーザ制御部２０に送信される発光トリガ信号Ｔｒの出力パターンの例を示す。図３に示す例では、ウエハＷＦ毎に、調整発振を実施した後、実露光パターンに入る。すなわち、レーザ装置１２は、最初に調整発振を行い、所定の時間間隔を空けた後、１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）のためのバースト運転を行う。
調整発振は、ウエハＷＦに対してパルスレーザ光を照射しないものの、調整用のパルスレーザ光を出力する発振を行うことである。調整発振は、露光できる状態にレーザが安定するまで、所定の条件にて発振を行うものであり、ウエハ生産のロット前に実施される。パルスレーザ光は、例えば数百Ｈｚ～数ｋＨｚ程度の所定の周波数で出力される。ウエハ露光時には、バースト期間と発振休止期間とを繰り返すバースト運転を行うのが一般的である。調整発振においても、バースト運転が行われる。
図３において、パルスが密集している区間は、所定期間連続してパルスレーザ光を出力するバースト期間である。また、図３において、パルスが存在していない区間は、発振休止期間である。なお、調整発振では、パルスの各連続出力期間の長さは一定である必要はなく、調整のため、各連続出力期間の長さを異ならせて連続出力動作を行うようにしてもよい。調整発振を行った後、比較的大きな時間間隔を空けて、露光装置１４において１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）が行われる。
レーザ装置１２は、ステップアンドスキャン方式の露光におけるステップ中は発振休止し、スキャン中は発光トリガ信号Ｔｒの間隔に応じてパルスレーザ光を出力する。このようなレーザ発振のパターンをバースト発振パターンという。
図４は、ウエハＷＦ上でのステップアンドスキャン露光の露光パターンの例を示す。図４のウエハＷＦ内に示す多数の矩形領域のそれぞれはスキャンフィールドＳＦである。スキャンフィールドＳＦは、１回のスキャン露光の露光領域であり、スキャン領域とも呼ばれる。ウエハ露光は、図４に示すように、ウエハＷＦを複数の所定サイズの露光領域（スキャンフィールド）に分割して、ウエハ露光の開始（Ｗａｆｅｒ ＳＴＡＲＴ）と終了（Ｗａｆｅｒ ＥＮＤ）との間の期間に、各露光領域をスキャン露光することにより行われる。
すなわち、ウエハ露光では、ウエハＷＦの第１の所定の露光領域を１回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃１）で露光し、次いで、第２の所定の露光領域を２回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃２）で露光するというステップを繰り返す。１回のスキャン露光中は、複数のパルスレーザ光（Ｐｕｌｓｅ＃１，Ｐｕｌｓｅ＃２，…）が連続的にレーザ装置１２から出力され得る。第１の所定の露光領域のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃１）が終了したら、所定の時間間隔を空けて第２の所定の露光領域のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃２）が行われる。このスキャン露光を順次繰り返し、１枚目のウエハＷＦの全露光領域をスキャン露光し終えたら、再度、調整発振を行った後、２枚目のウエハＷＦのウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃２）が行われる。
図４に示す破線矢印の順番で、Ｗａｆｅｒ ＳＴＡＲＴ→Ｓｃａｎ＃１→Ｓｃａｎ＃２→・・・・・・・→Ｓｃａｎ＃１２６→Ｗａｆｅｒ ＥＮＤまでステップアンドスキャン露光される。ウエハＷＦは本開示における「半導体基板」及び「感光基板」の一例である。
２．４ スキャンフィールドとスタティック露光エリアとの関係
図５に、ウエハＷＦ上の１つのスキャンフィールドＳＦとスタティック露光エリアＳＥＡとの関係を示す。スタティック露光エリアＳＥＡは、スキャンフィールドＳＦに対するスキャン露光に用いられる概ね長方形の光強度分布が略均一なビーム照射領域である。照明光学系４４によって整形された概ね長方形の略均一なスキャンビームがレチクル４６上に照射され、スキャンビームの短軸方向（ここではＹ軸方向）に、レチクル４６とウエハＷＦとが投影光学系５０の縮小倍率に応じて、Ｙ軸方向に互いに異なる向きで移動しながら露光が行われる。これにより、ウエハＷＦ上の各スキャンフィールドにレチクルパターンがスキャン露光される。スタティック露光エリアＳＥＡは、スキャンビームによる一括露光可能エリアと理解してよい。
図５において、縦方向の上向きのＹ軸方向マイナス側に向かう方向がスキャン方向であり、Ｙ軸方向プラス側に向かう方向がウエハ移動方向である。図５の紙面に平行でＹ軸方向と直交する方向（Ｘ軸方向）をスキャン幅方向という。ウエハＷＦ上でのスキャンフィールドＳＦのサイズは、例えば、Ｙ軸方向が３３ｍｍ、Ｘ軸方向が２６ｍｍである。
図６は、スタティック露光エリアＳＥＡの説明図である。スタティック露光エリアＳＥＡのＸ軸方向の長さをＢｘ、Ｙ軸方向の幅をＢｙとすると、ＢｘはスキャンフィールドＳＦのＸ軸方向のサイズに対応しており、ＢｙはスキャンフィールドＳＦのＹ軸方向のサイズよりも十分に小さいものとなっている。スタティック露光エリアＳＥＡのＹ軸方向の幅ＢｙをＮスリットという。ウエハＷＦ上のレジストに露光されるパルス数ＮＳＬは、次式となる。
ＮＳＬ＝（Ｂｙ／Ｖｙ）・ｆ
Ｖｙ：ウエハのＹ軸方向のスキャン速度
ｆ：レーザの繰り返し周波数（Ｈｚ）
２．５ 課題
図１で説明したように、収差やマスク３次元効果により、パターン間ベストフォーカス差がある場合、例えばパターン（１）のベストフォーカス位置付近で露光するとパターン（１）のフォーカス曲線ＦＣ（１）は勾配が緩いためフォーカス位置の影響を受けにくいが、パターン（３）のフォーカス曲線ＦＣ（３）は勾配がきつく、フォーカス位置が変動するとＣＤも大きく変動する。このため、全体のＣＤＵは良好とは言えない。また、パターン（３）はＣＤそのものも、目標の値からずれている可能性がある。
３．実施形態１
３．１ リソグラフィシステムの概要
３．１．１ 構成
図７は、実施形態１に係るリソグラフィシステム１００の構成例を示す。図７に示す構成について、図２と異なる点を説明する。図７に示すリソグラフィシステム１００は、図２に示す構成にリソグラフィ制御部１１０が追加され、リソグラフィ制御部１１０と露光制御部４０との間、及びリソグラフィ制御部１１０とレーザ制御部２０との間にそれぞれ、データの送受信ラインが追加された構成となっている。
リソグラフィシステム１００は、レーザ装置１２と、露光装置１４と、リソグラフィ制御部１１０とを含む。リソグラフィ制御部１１０は、図示しないプロセッサを用いて構成される。リソグラフィ制御部１１０は、メモリなどの記憶装置を含む。プロセッサは記憶装置を含んでいてよい。リソグラフィ制御部１１０は、純粋な（フーリエ）結像光学理論に基づき、露光装置１４の設定やレーザ光の制御パラメータ（例えば、波長）を振りながら、線形又は非線形最適化等の数学的な手法を用いて最適な露光装置１４の設定を求める計算プログラムを含む。この計算プログラムは、レチクルパターンの電磁場解析機能を含むリソグラフィシミュレーションプログラムが組み込まれている。ここでの露光装置１４の設定に関するパラメータには、例えば、投影光学系５０のレンズのＮＡ、照明光学系４４の照明σ、及び輪帯比等が含まれる。
３．１．２ 動作
リソグラフィ制御部１１０は、レチクルパターンの電磁場解析機能を含むリソグラフィシミュレーションプログラムが組み込まれた計算プログラムにより、レチクルパターンの複数種類のパターン（ｋ）をそれぞれ組合せた場合について、それぞれのパターンのベストフォーカス位置が一番近くなる（つまり、分散が最小になる）最適波長λｂを求め、その最適波長λｂのデータをリソグラフィ制御部１１０のファイルＢに保存する。なお、パターン（ｋ）の表記における「ｋ」は、パターンの種類を識別するインデックス番号であり、図１の例では、ｋは１から３の整数である。
露光制御部４０は、後述するスキャンビームＳＢと各パターンの位置に対応する最適波長λｂのデータを、ファイルＢから読み込み、ファイルＢのデータに基づいて各スキャンフィールドＳＦのパルス毎の目標波長λｔを計算する。露光制御部４０は、各パルスのレーザ光の制御パラメータ値（目標波長λｔ、目標スペクトル線幅Δλｔ、及び目標パルスエネルギＥｔ）をレーザ装置１２に送信する。
以後の露光動作は、図２の露光システム１０と同様であってよく、さらに追加して、毎パルスのスペクトル線幅Δλは、例えば、後述するレーザ装置１２の発振器と増幅器の同期タイミングの遅延時間Δｔを毎パルス制御することによって可変とする。
３．２ レーザ装置の例
３．２．１ 構成
図８は、レーザ装置１２の構成例を示す。図８に示すレーザ装置１２は、狭帯域化ＡｒＦレーザ装置であって、レーザ制御部２０と、発振器２２と、増幅器２４と、モニタモジュール２６と、シャッタ２８とを含む。発振器２２は、チャンバ６０と、出力結合ミラー６２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）６４と、充電器６６と、狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）６８とを含む。
チャンバ６０は、ウインドウ７１，７２と、１対の電極７３，７４と、電気絶縁部材７５とを含む。ＰＰＭ６４は、スイッチ６５と図示しない充電コンデンサとを含み、電気絶縁部材７５のフィードスルーを介して電極７４と接続される。電極７３は、接地されたチャンバ６０と接続される。充電器６６は、レーザ制御部２０からの指令に従い、ＰＰＭ６４の充電コンデンサを充電する。
狭帯域化モジュール６８と出力結合ミラー６２とは光共振器を構成する。この共振器の光路上に１対の電極７３，７４の放電領域が配置されるように、チャンバ６０が配置される。出力結合ミラー６２には、チャンバ６０内で発生したレーザ光の一部を反射し、他の一部を透過する多層膜がコートされている。
狭帯域化モジュール６８は、２つのプリズム８１，８２と、グレーティング８３と、プリズム８２を回転させる回転ステージ８４とを含む。狭帯域化モジュール６８は、回転ステージ８４を用いてプリズム８２を回転させることによってグレーティング８３への入射角度を変化させて、パルスレーザ光の発振波長を制御する。回転ステージ８４は、パルス毎に応答するように、高速応答が可能なピエゾ素子を含む回転ステージであってもよい。
増幅器２４は、光共振器９０と、チャンバ１６０と、ＰＰＭ１６４と、充電器１６６とを含む。チャンバ１６０、ＰＰＭ１６４及び充電器１６６の構成は、発振器２２の対応する要素の構成と同様である。チャンバ１６０は、ウインドウ１７１，１７２と、１対の電極１７３，１７４と、電気絶縁部材１７５とを含む。ＰＰＭ１６４は、スイッチ１６５と図示しない充電コンデンサとを含む。
光共振器９０は、ファブリペロ型の光共振器であって、リアミラー９１と出力結合ミラー９２とで構成される。リアミラー９１は、レーザ光の一部を部分反射し、かつ他の一部を透過する。出力結合ミラー９２は、レーザ光の一部を部分反射し、かつ他の一部を透過する。リアミラー９１の反射率は、例えば８０％～９０％である。出力結合ミラー９２の反射率は、例えば１０％～３０％である。
モニタモジュール２６は、ビームスプリッタ１８１，１８２と、スペクトル検出器１８３と、レーザ光のパルスエネルギＥを検出する光センサ１８４とを含む。スペクトル検出器１８３は、例えばエタロン分光器等であってよい。光センサ１８４は、例えばフォトダイオード等であってよい。
３．２．２ 動作
レーザ制御部２０は、露光制御部４０から目標波長λｔ、スペクトル線幅Δλｔ、及び目標パルスエネルギＥｔのデータを受信すると、出力波長が目標波長λｔとなるように、ＬＮＭ６８の回転ステージ８４と、目標スぺクトル線幅Δλｔとなるように、後述する方式と、目標パルスエネルギＥｔとなるように、少なくとも増幅器２４の充電器１６６を制御する。
レーザ制御部２０は、露光制御部４０から発光トリガ信号Ｔｒを受信すると、発振器２２から出力されたパルスレーザ光が増幅器２４のチャンバ１６０の放電空間に入射した時に放電するように、ＰＰＭ１６４のスイッチ１６５とＰＰＭ６４のスイッチ６５とにそれぞれトリガ信号を与える。その結果、発振器２２から出力されたパルスレーザ光は増幅器２４で増幅発振される。増幅されたパルスレーザ光は、モニタモジュール２６のビームスプリッタ１８１によってサンプルされ、パルスエネルギＥと、波長λと、スペクトル線幅Δλとが計測される。
レーザ制御部２０は、モニタモジュール２６を用いて計測されたパルスエネルギＥ、波長λ、及びスペクトル線幅Δλのデータを取得し、パルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差、波長λと目標波長λｔとの差、ならびにスペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差がそれぞれ０に近づくように、充電器１６６の充電電圧と、発振器２２と増幅器２４の放電タイミングと、発振器２２の発振波長と、を制御する。
レーザ制御部２０は、パルス単位でパルスエネルギＥ、波長λ、及びスペクトル線幅Δλを制御し得る。レーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλの制御は、発振器２２のチャンバ６０と増幅器２４のチャンバ１６０の放電タイミングの遅延時間Δｔを制御することによって可能となる。
モニタモジュール２６のビームスプリッタ１８１を透過したパルスレーザ光は、シャッタ２８を介して露光装置１４に入射する。
３．２．３ その他
図８では、光共振器９０としてファブリペロ共振器の例を示したが、リング共振器を備えた増幅器であってもよい。
３．３ レチクルパターンのフォーカス曲線の例
図９は、レチクルパターンの例を模式的に示す平面図である。図９の上段には、スキャン露光中のある時刻ｔ１におけるレチクル４６とスキャンビームＳＢとの位置関係の例が示されており、図９の下段には、時刻ｔ２（＞ｔ１）におけるレチクル４６とスキャンビームＳＢとの位置関係の例が示されている。図９において右から左に向かう方向（Ｙ軸方向マイナス側に向かう方向）がレチクル移動方向である。スキャンビームＳＢはレチクル４６に対してＹ軸方向プラス側に向かう方向に移動する。
レチクル４６には様々なパターンが存在する。図９では３種類のパターンの領域の配置例が示されている。図９中のＰＴ（１）、ＰＴ（２）、及びＰＴ（３）の記載はそれぞれ、パターン（１）、パターン（２）、及びパターン（３）を表している。なお、レチクル面におけるパターン（１）、パターン（２）、及びパターン（３）以外の周囲領域は、無パターン領域であってもよいし、パターン（４）（第４のパターン）を含んでいてもよい。パターン（４）は、パターン（１）、パターン（２）、及びパターン（３）に比べて、線幅が広いもの、あるいは線幅の要求精度が低い（許容範囲が広い）ものであってよい。
図９に示す例では、１スキャンフィールドＳＦに対応するレチクル４６内が４分割されており、各分割エリアが１つのチップの回路パターンに対応する。各分割エリアは、パターン（１）、パターン（２）、及びパターン（３）の配置が共通している。
レチクル４６は、図９の左から、３種類のパターン（１），（２），（３）がＸ軸方向に並ぶ第１列パターン群の領域と、２種類のパターン（１），（２）がＸ軸方向に並ぶ第２列パターン群の領域と、３種類のパターン（１），（２），（３）がＸ軸方向に並ぶ第３列パターン群の領域と、２種類のパターン（１），（２）がＸ軸方向に並ぶ第４列パターン群の領域とを含む。
ここでは、３種類のパターン（１），（２），（３）の組合せからなる第１列パターン群及び第３列パターン群と、２種類のパターン（１），（２）の組合せからなる第２列パターン群及び第４列パターン群とを例示するが、パターンの組合せや配置形態、パターン群の列数などは図９の例に限らない。
図９の上段は第１列パターン群にスキャンビームＳＢが照射されている様子が示されており、図９の下段は第２列パターン群にスキャンビームＳＢが照射されている様子が示されている。複数種類のパターンがＸ軸方向に並ぶように配置される各列のパターン群は、スキャンビームＳＢによって一括照射される領域内に２種類以上のパターンが混在する。
図１０は、図９の上段に示すケース１における各パターン（１）～（３）のフォーカス曲線を例示的に示す。図１０に示されるパターン（１）のフォーカス曲線ＦＣ（１）からベストフォーカス位置ＢＦ（１）が把握される。同様に、パターン（２）のフォーカス曲線ＦＣ（２）と、パターン（３）のフォーカス曲線ＦＣ（３）のそれぞれからベストフォーカス位置ＢＦ（２）とＢＦ（３）が把握される。
実施形態１のリソグラフィ制御部１１０では、パターン（１）のベストフォーカス位置ＢＦ（１）と、パターン（２）のベストフォーカス位置ＢＦ（２）と、パターン（３）のベストフォーカス位置ＢＦ（３）とが図１０中の点線で示すフォーカス位置に近づくように最適波長λｂが計算される。図１０中の点線で示すフォーカス位置は、ベストフォーカス位置ＢＦ（１）、ＢＦ（２）及びＢＦ（３）の平均値である。
パターン（ｋ）のベストフォーカス位置ＢＦ（ｋ）はフォーカス曲線ＦＣ（ｋ）においてＣＤの値が極値となるフォーカスの位置である。パルスレーザ光の波長λを変えると、それぞれのフォーカス曲線ＦＣ（ｋ）は変化し、ベストフォーカス位置ＢＦ（ｋ）も変化する。波長λを変えてＢＦ（ｋ）を計算することにより、複数種類のパターン（ｋ）のＢＦ（ｋ）の分散が最小になる波長λを求めることができる。ベストフォーカス位置ＢＦ（ｋ）は本開示における「複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置」の一例である。
分散は、データの散らばり度合い（ばらつき具合）を表す指標であり、例えば、統計学で定義されているように、偏差の二乗平均を計算することにより求めることができる。なお、分散はパターンに応じた重みをかけて計算されてもよい。
図１１は、図９の下段に示すケース２の各パターン（１），（２）のフォーカス曲線を例示的に示す。リソグラフィ制御部１１０は、パターン（１）とパターン（２）の組合せに対して、フォーカス曲線ＦＣ（１）から把握されるベストフォーカス位置ＢＦ（１）と、フォーカス曲線ＦＣ（２）から把握されるベストフォーカス位置ＢＦ（２）とが図中の点線の位置に近づくように最適波長λｂを計算する。図１１中の点線で示すフォーカス位置は、ベストフォーカス位置ＢＦ（１）とＢＦ（２）との平均値である。
図１２は、レチクルパターンと最適波長λｂと目標波長λｔとの関係の例を示す。図１２の上段には、レチクルパターンとスキャンビームＳＢとの関係を模式的に示す平面図が示されている。ここでは、レチクル４６の第１列パターン群にスキャンビームＳＢが照射されている様子が示されている。スキャンビームＳＢは、レチクル４６に対してＹ軸方向のプラス側に向かってスキャン移動する。
レチクル４６の第１列パターン群におけるパターン（１），（２），（３）のそれぞれの領域のＹ軸方向幅をＷｙ１、第２列パターン群におけるパターン（１），（２）のそれぞれの領域のＹ軸方向幅をＷｙ２とする。スキャンビームＳＢのＹ軸方向ビーム幅（Ｂｙ幅）は、Ｗｙ１及びＷｙ２のそれぞれの値よりも小さい値であってよい。
図１２の中段に示す枠内には、１スキャン内のＹ軸方向位置と最適波長λｂとの関係を示すグラフＧ１が示されている。図１２の下段に示す枠内には、１スキャン内のＹ軸方向位置に対応するスキャン露光パルス毎の目標波長λｔを示すグラフＧ２が示されている。図１２では、露光制御部４０はリソグラフィ制御部１１０によって作成されるファイルＢのデータを読み込んで、パターン（１）～（３）のそれぞれの組合せの領域に対応する最適波長λｂの値を使用して、その値をそのままレーザ制御部２０に目標波長λｔとして送信する場合の例を示している。レーザ制御部２０に目標波長λｔを送信することは本開示における「レーザ装置にパルスレーザ光の目標波長を指示する」ことの一例である。
３．４ リソグラフィ制御部の処理内容の例
図１３及び図１４は、実施形態１のリソグラフィ制御部１１０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図１３及び図１４に示すステップは、リソグラフィ制御部１１０として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
ステップＳ１０において、リソグラフィ制御部１１０は照明光学系４４のパラメータ、投影光学系５０の波面収差を含むパラメータ、及びレジストのパラメータを含むそれぞれのパラメータのデータの入力を受け付ける。
照明光学系４４のパラメータは、例えば、σ値や照明形状などを含む。投影光学系５０のパラメータは、例えば、レンズデータやレンズのＮＡ、波面収差などを含む。レジストのパラメータは、例えば、感度などを含む。
ステップＳ１１において、リソグラフィ制御部１１０は波長λ（１）にλ０を設定する。λ０は予め定められた値であってよい。ステップＳ１２において、リソグラフィ制御部１１０は、レチクルパターンの種類を表すパターン番号に相当するインデックスｋを初期値の１に設定する。
次いで、ステップＳ１３において、リソグラフィ制御部１１０はレチクルパターン（ｋ）の３次元構造を定義する幾何学的寸法と材料の物性値の情報の入力を受け付ける。ステップＳ１３の処理内容の例については図１５を用いて後述する。
ステップＳ１４において、リソグラフィ制御部１１０は波長のインデックスｍを初期値の１に設定する。次いでステップＳ１５においてリソグラフィ制御部１１０はレーザ光の制御パラメータの初期値をセットする。ここでのレーザ光の制御パラメータは、例えば、波長λ（ｍ）、スペクトル線幅Δλ、及び露光量（ドーズ）Ｄなどであってよい。なお、露光量Ｄに代えて、又はこれに加えて、パルスエネルギＥを用いてもよい。
ウエハ面上の露光量ＤとパルスエネルギＥとの関係は次式で表される。
Ｄ＝Ｔ・Ｅ・ＮＳＬ／（Ｂｘ・Ｂｙ）
式中のＴはレーザ装置１２からウエハＷＦまでの透過率である。
この式は、下記のように変形できる。
Ｅ＝Ｄ・（Ｂｘ・Ｂｙ）／（Ｔ・ＮＳＬ）
ステップＳ１６において、リソグラフィ制御部１１０は入力されたデータを基にフォーカス曲線ＦＣ（ｋ，ｍ）を計算する。すなわち、リソグラフィ制御部１１０は、与えられた条件から計算プログラムに従いレチクルパターン（ｋ）及び波長λ（ｍ）に対応するフォーカス曲線ＦＣ（ｋ，ｍ）を計算する。
ステップＳ１７において、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ１６により算出されたフォーカス曲線ＦＣ（ｋ，ｍ）からベストフォーカス位置ＢＦ（ｋ，ｍ）を計算する。
ステップＳ１８において、リソグラフィ制御部１１０はレチクルパターン（ｋ）と波長λ（ｍ）の場合の波長λ（ｍ）とベストフォーカス位置ＢＦ（ｋ，ｍ）をファイルＡに書き込む。
次いで、ステップＳ１９において、リソグラフィ制御部１１０はインデックスｍの値がＭｍａｘと一致しているか否かを判定する。Ｍｍａｘはｍの値の上限値（最大値）であり、予め定められている値である。
ステップＳ１９の判定結果がＮｏ判定である場合、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ２０に進み、ｍの値をインクリメントする。次いで、ステップＳ２１において、リソグラフィ制御部１１０はλ（ｍ）＝λ（ｍ－１）＋δλの式に従い、波長λ（ｍ）を変更して、ステップＳ１５に戻る。ここでδλは、波長を変化させる際の波長の変更量（刻み量）である。リソグラフィ制御部１１０は、予め定められた変更量δλの単位で波長を変更する。ｍの値がＭｍａｘに到達するまで、波長λ（ｍ）の値を変えながらステップＳ１５～Ｓ２１の処理が複数回行われる。
ステップＳ１９の判定結果がＹｅｓ判定である場合、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ２２に進む。ステップＳ２２において、リソグラフィ制御部１１０はインデックスｋの値がＫｍａｘと一致しているか否かを判定する。Ｋｍａｘはｋの値の上限値（最大値）であり、予め定められている値である。図９の例ではＫｍａｘ＝３である。
ステップＳ２２の判定結果がＮｏ判定である場合、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ２３に進み、ｋの値をインクリメントして、ステップＳ１３に戻る。ｋの値がＫｍａｘに到達するまで、ｋの値を変えながらステップＳ１３～ステップＳ２３が複数回行われる。
ステップＳ２２の判定結果がＹｅｓ判定である場合、リソグラフィ制御部１１０は図１４のステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４において、リソグラフィ制御部１１０はレチクルパターンの各組合せと波長λ（ｍ）に関して、それぞれのベストフォーカス位置の分散値Ｓを計算する。
そして、ステップＳ２５において、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ２４の計算結果の分散値ＳをファイルＡに書き込む。
次いで、ステップＳ２６において、リソグラフィ制御部１１０はファイルＡの計算データから、パターン（１）、（２）、及び（３）のそれぞれの組合せで、分散値が最小の場合のλ(ｍ)をそれぞれ求める。
そして、ステップＳ２７において、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ２６の計算結果のデータをファイルＢに保存する。
ステップＳ２７の後、リソグラフィ制御部１１０は図１３及び図１４のフローチャートを終了する。
図１５は、図１３のステップＳ１３に適用される処理内容の例を示すフローチャートである。ステップＳ３１において、リソグラフィ制御部１１０は、レチクルパターンの三次元構造を定義する幾何学的寸法の情報を、電磁場解析機能を含むリソグラフィシミュレーションプログラムに入力する。幾何学的寸法は、例えば、パターンのそれぞれのライン部のＸ軸方向幅Ｌｋ、スペース部のＸ軸方向幅Ｓｋ、各パターンにおける三次元構造のレイヤ（層）ごとの厚みｈｊ、パターンごとのライン部のＹ軸方向幅Ｗｋなどを含む（図１６及び図１７参照）。なお、厚みｈｊの添字の「ｊ」は層構造のレイヤ番号を表す。
ステップＳ３２において、リソグラフィ制御部１１０は空気の屈折率ｎ（λ）と消衰係数ｋ（λ）とを含む、各パターンを構成する材料の物性値（ｎ（λ），ｋ（λ））を、電磁場解析機能を含むリソグラフィシミュレーションプログラムに入力する。
ステップＳ３３において、リソグラフィ制御部１１０は照明光（レーザ光）の波長とレチクル４６への入射角度の情報の入力を受け付ける。
ステップＳ３４において、リソグラフィ制御部１１０は電磁場解析機能を含むリソグラフィシミュレーションプログラムの計算結果の出力（回折光の位相と振幅）を次のステップのフォーカス計算ルーチンに入力する。
ステップＳ３４の後、リソグラフィ制御部１１０は図１５のフローチャートを終了して図１３のメインフローに復帰する。図１３～図１５のフローチャートに従ってレーザ制御パラメータとしての最適な波長を求める方法は、本開示における「レーザ制御パラメータの作成方法」の一例である。
図１６は、レチクルパターンの一部を模式的に示す平面図である。図１７は、図１６の１７－１７線を切断線とする断面図である。なお、図１７では、パターンの積層構造の例として二層構造を図示しているが、レチクル４６におけるパターンの積層構造は三層以上の層数であってもよい。レチクル４６の基板４６ａは、例えば合成石英であってよい。
図１７中の（ｎ０，ｋ０）の記載は、合成石英の屈折率がｎ０、消衰係数がｋ０であることを表している。図１６及び図１７に示すパターンの第１層の材料は、屈折率がｎ１、消衰係数がｋ１、厚みがｈ１である。第２層の材料は、屈折率がｎ２、消衰係数がｋ２、厚みがｈ２である。幾何学的寸法の例としてのＬ１，Ｓ１，Ｌ２，Ｓ２，・・・ｈ１，ｈ２，・・・Ｗ１，Ｗ２・・・のそれぞれは、図１６及び図１７に示すように、パターンの三次元構造における各要素の寸法を表す。
図１８は、ファイルＡに保存されるデータの例を示す図表である。ファイルＡには、各波長λ（ｍ）に対するパターン毎のベストフォーカス位置と、複数種類のパターンの各組合せにおけるベストフォーカスの分散値とのデータがテーブル化されて保存されている。ファイルＡは本開示における「第１ファイル」の一例である。
ファイルＡのデータに基づき、複数種類のパターンの組合せ毎に、ベストフォーカスの分散値が最小となる波長を求めることができる。図１８における「パターン（１）（２）（３）」の表記は、パターン（１）、（２）、及び（３）の３種類のパターンの組合せを表す。
「パターン（１）（２）」の表記は、パターン（１）及び（２）の２種類のパターンの組合せを表す。「パターン（１）（３）」の表記は、パターン（１）及び（３）の２種類のパターンの組合せを表す。「パターン（２）（３）」の表記は、パターン（２）及び（３）の２種類のパターンの組合せを表す。
例えば、図１８において、パターン（１）（２）（３）の組合せについてのベストフォーカスの分散値Ｓ１２３のデータ群｛Ｓ１２３（１），Ｓ１２３（２），・・・Ｓ１２３（Ｍｍａｘ）｝のうち最小値がＳ１２３（３）であるとすると、分散値Ｓ１２３が最小となる波長はλ（３）である。同様に、パターン（１）（２）の組合せについてのベストフォーカスの分散値Ｓ１２の最小値がＳ１２（４）であるとすると、分散値Ｓ１２が最小となる波長はλ（４）である。パターン（１）（３）の組合せについてのベストフォーカスの分散値Ｓ１３の最小値がＳ１３（ｍ）であるとすると、分散値Ｓ１３が最小となる波長はλ（ｍ）である。パターン（２）（３）の組合せについてのベストフォーカスの分散値Ｓ２３の最小値がＳ２3（２）であるとすると、分散値Ｓ２３が最小となる波長はλ（２）である。
このように、各パターンの組合せに対して、それぞれベストフォーカスの分散値Ｓが最小になる波長（最適波長λｂ）を求めることができる。各パターンの組合せと、ベストフォーカスの分散値Ｓが最小になる最適波長λｂとの対応関係をまとめたデータがファイルＢに保存される。
図１９は、ファイルＢに保存されるデータの例を示す図表である。ファイルＢには、パターンの組合せのそれぞれに対する最適波長λｂのデータがテーブル化されて保存されている。図１８で説明した例の場合、パターン（１）（２）（３）の組合せに対する最適波長λ１２３ｂはλ（３）である。また、パターン（１）（２）の組合せに対する最適波長λ１２ｂはλ（４）、パターン（１）（３）の組合せに対する最適波長λ１３ｂはλ（ｍ）、パターン（２）（３）の組合せに対する最適波長λ２３ｂはλ（２）である。ファイルＢは本開示における「第２ファイル」及び「ファイル」の一例である。
３．５ 露光制御部の処理内容の例
図２０は、実施形態１の露光制御部４０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図２０に示すステップは、露光制御部４０として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
ステップＳ４１において、露光制御部４０はリソグラフィ制御部１１０に保存されているファイルＢのデータを読み込む。
ステップＳ４２において、露光制御部４０はファイルＢのデータと、スキャンフィールドＳＦ内のパターン（１）、（２）、及び（３）のそれぞれの場所とに基づいて、各スキャンフィールドＳＦ内の各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値（ここでは、目標波長λｔ）を計算する。
ステップＳ４３において、露光制御部４０はレーザ制御部２０に各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値と発光トリガ信号Ｔｒを送信しながら、レチクル４６とウエハＷＦを移動させて各スキャンフィールドＳＦ内を露光させる。
ステップＳ４４において、露光制御部４０はウエハＷＦ内のすべてのスキャンフィールドＳＦを露光したか否かを判定する。ステップＳ４４の判定結果がＮｏ判定である場合、露光制御部４０はステップＳ４３に戻る。ステップＳ４４の判定結果がＹｅｓ判定である場合、露光制御部４０は図２０のフローチャートを終了する。
３．６ レーザ制御部の処理内容の例
図２１は、実施形態１のレーザ制御部２０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図２１に示すステップは、レーザ制御部２０として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
ステップＳ５１において、レーザ制御部２０は露光制御部４０から送信された目標レーザ光の制御パラメータ（λｔ，Δλｔ，Ｅｔ）のデータを読み込む。
ステップＳ５２において、レーザ制御部２０はレーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光の波長λが目標波長λｔに近づくように、発振器２２の狭帯域化モジュール６８の回転ステージ８４をセットする。
ステップＳ５３において、レーザ制御部２０はレーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλが目標スペクトル線幅Δλｔに近づくように、発振器２２と増幅器２４の同期タイミングをセットする。
ステップＳ５４において、レーザ制御部２０はパルスエネルギＥが目標パルスエネルギＥｔに近づくように、増幅器２４の充電電圧をセットする。
ステップＳ５５において、レーザ制御部２０は発光トリガ信号Ｔｒの入力を待機し、発光トリガ信号Ｔｒが入力されたか否かを判定する。発光トリガ信号Ｔｒが入力されなければ、レーザ制御部２０はステップＳ５５を繰り返し、発光トリガ信号Ｔｒが入力されると、レーザ制御部２０はステップＳ５６に進む。
ステップＳ５６において、レーザ制御部２０はモニタモジュール２６を用いてレーザ光の制御パラメータのデータを計測する。レーザ制御部２０はステップＳ５６での計測により、波長λ、スペクトル線幅Δλ、及びパルスエネルギＥのデータを取得する。
ステップＳ５７において、レーザ制御部２０はステップＳ５６にて計測されたレーザ光の制御パラメータのデータを露光制御部４０及びリソグラフィ制御部１１０に送信する。
ステップＳ５８において、レーザ制御部２０はレーザの制御を停止させるか否かを判定する。ステップＳ５８の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部２０はステップＳ５１に戻る。ステップＳ５８の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部２０は図２１のフローチャートを終了する。
３．７ 作用・効果
実施形態１に係るリソグラフィシステム１００によれば、複数種類のパターンの組合せに対して、パターン間ベストフォーカス差が小さくなるようにパルスレーザ光の波長が調節される。実施形態１によれば、マスク３次元効果によるパターン間ベストフォーカス差を縮め、ＣＤＵを改善することができる。
３．８ その他
ここでは、マスク３次元効果によるベストフォーカス差の補正について説明したが、投影光学系５０の波面収差によるパターン間ベストフォーカス差やレジスト膜厚効果によるパターン間のベストフォーカス差の修正にも応用できる。
実施形態１では、リソグラフィ制御部１１０と露光制御部４０の機能を分けた場合の例で説明したが、この例に限定されることなく、リソグラフィ制御部１１０の機能を露光制御部４０が含んでいてもよい。
また、図１３及び図１４に示すような計算フローは、計算プログラムを搭載したコンピュータで予め計算して、図１９のようなファイルＢをリソグラフィ制御部１１０又は露光制御部４０の記憶部に保存しておいてもよい。リソグラフィ制御部１１０は、スキャン露光に用いる各種のパラメータを管理するサーバであってもよい。サーバは複数の露光システムとネットワークを介して接続されてもよい。例えば、サーバは、図１３及び図１４のような計算フローを実施し、算出された制御パラメータの値を、ファイルＢに書き込むように構成される。
４．実施形態２
４．１ 構成
実施形態２に係るリソグラフィシステムの構成は、実施形態１と同様であってよい。
４．２ 動作
図２２は、実施形態２に係るリソグラフィシステムにおけるレチクルパターンと最適波長λｂ、目標波長λｔ、及び積算スペクトルの波長λの関係の例を示す。図２２について、図１２と異なる点を説明する。図２２では、図１２のグラフＧ２に代えて、グラフＧ４となっている。図２２の最下段に示す枠内には、１スキャン内のＹ軸方向位置に対応するスキャン露光パルスの積算スペクトルの波長λを示すグラフＧ５が示されている。
スキャン露光中のレチクル４６の移動方向はＹ軸のマイナス方向である。ここでは、レチクル４６に対してスキャンビームＳＢがＹ軸のプラス方向に移動するものとして説明する。
グラフＧ４は、図１２のグラフＧ２と比較して、目標波長λｔの値を切り替えるタイミングが、各パターン（１）～（３）の領域のＹ軸方向マイナス側境界位置よりもさらにマイナス側（手前側）に、スキャンビームＳＢのＹ軸方向ビーム幅（Ｂｙ幅）分だけ早いタイミングとなるように変更されている。これは、各パターンの領域のＹ軸方向マイナス側境界位置からＹ軸方向マイナス側にＢｙ幅相当の帯状領域だけ境界領域を拡大した仮想的な拡大領域に対して、同じ目標波長λｔを設定することに相当している。
なお、レチクル４６上に照明されるスキャンビームＳＢは、ウエハＷＦ上では露光装置１４の投影光学系５０の倍率に応じた大きさのスキャンビームとなる。例えば、投影光学系５０の倍率が１／４倍の場合、レチクル４６上に照明されるスキャンビームＳＢは、ウエハＷＦ上では１／４倍の大きさのスキャンビームとなる。また、レチクル４６上のスキャンフィールドエリアは、ウエハＷＦ上ではその１／４倍のスキャンフィールドＳＦとなる。レチクル４６上に照明されるスキャンビームＳＢのＹ軸方向ビーム幅（Ｂｙ幅）は、ウエハＷＦ上のスタティック露光エリアＳＥＡのＹ軸方向幅Ｂｙを実現するビーム幅である。
図２２の最下段に示す枠内には、１スキャンフィールドＳＦ内のＹ軸方向位置に対応するスキャン露光パルス毎の積算スペクトルの波長λを示すグラフＧ５が示されている。
グラフＧ４に示すように目標波長λｔを設定することにより、積算スペクトルの波長λはグラフＧ５に示すようになり、第１列から第４列の各パターン群の領域範囲において積算スペクトルの波長λがそれぞれ一定となる。
図２３は、実施形態２の露光制御部４０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図２３に示すフローチャートについて、図２０と異なる点を説明する。図２３に示すフローチャートは、ステップＳ４１の前にステップＳ４０が追加され、図２０におけるステップＳ４２に代えて、ステップＳ４２ｂを含む。
ステップＳ４０において、露光制御部４０はパターン（１）～（３）のそれぞれの領域のＹ軸方向マイナス側の境界領域をＹ軸方向マイナス側にスキャンビームＳＢのＢｙ幅だけ拡大して、それぞれの領域を求める。つまり、各パターン（１）～（３）の領域の範囲をＹ軸方向マイナス側にスキャンビームＳＢのビーム幅（Ｂｙ幅）相当分拡げるように、それぞれの領域のＹ軸方向マイナス側境界位置をＢｙ幅に対応する距離だけ移動させて、各領域を拡大領域に変更する。各領域のＹ軸方向マイナス側に付加されるＢｙ幅相当の境界領域は「遷移領域」と呼ばれる。
ステップＳ４２ｂにおいて、露光制御部４０はファイルＢのデータと、スキャンフィールドＳＦ内のパターン（１）、（２）、及び（３）と、それぞれの拡大された領域の場所とに基づいて、各スキャンフィールドＳＦ内の各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値（ここでは、少なくとも目標波長λｔ）を計算する。ステップＳ４３以降は図２０と同様である。
４．３ 作用・効果
スキャンフィールドＳＦに露光されるパルスレーザ光の波長λは、露光バルス数ＮＳＬの移動積算スペクトルの波長λとなる。実施形態２によれば、パターン（１）、（２）、及び（３）のそれぞれの領域に照射される移動積算スペクトルの波長λが最適波長λｂとなり、各パターン（１）～（３）を最適波長λｂで露光することができる。
５．実施形態３
５．１ 構成
図２４は、実施形態３に係るリソグラフィシステム１０３の構成例を示す。実施形態３に係るリソグラフィシステム１０３は、図７の構成にウエハ検査装置３１０が追加された構成となっている。他の構成は、実施形態１と同様であってよい。ウエハ検査装置３１０は、ウエハＷＦ上にレーザ光を照射してその反射光又は回折光を測定することによって、ＣＤ、フォーカス、及びオーバーレイの測定が可能である。または、ウエハ検査装置３１０は、高分解能スキャン電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）であってもよい。ウエハ検査装置３１０は、ウエハ検査制御部３２０と、ウエハホルダ３５２と、ウエハステージ３５４とを含む。ウエハ検査装置３１０は本開示における「検査装置」の一例である。
リソグラフィ制御部１１０は、ウエハ検査制御部３２０との間でデータ等を送受信するラインが接続されている。
５．２ 動作
リソグラフィ制御部１１０は、露光されたウエハＷＦをウエハ検査装置３１０に検査させる。リソグラフィ制御部１１０は、ウエハ検査装置３１０によって計測されたウエハＷＦ上の各場所のパターンとＣＤ値と、各場所で露光されたレーザ光の波長λとフォーカス位置Ｆとでそれぞれのパラメータを紐付ける。「紐付ける」という記載は、「関連付ける」あるいは「対応付ける」という記載と同義である。ウエハ検査装置３１０による検査の対象となる露光済みのウエハＷＦは本開示における「露光済み半導体基板」の一例である。
リソグラフィ制御部１１０は、ウエハＷＦに実際に露光した結果に基づいて、各パターン（ｋ）に対して、露光した各波長λ（ｍ）のフォーカス曲線から、それぞれベストフォーカス位置ＢＦ（ｋ，ｍ）を求め、図１８のようなファイルＡにデータを保存する。
リソグラフィ制御部１１０は、それぞれのパターン（１）～（３）の組合せと、波長λ（ｍ）に対するベストフォーカスの分散値を計算して、その計算結果を図１８のようなファイルＡに追記する。以後のフローは、実施形態１と同様である。
図２５は、実施形態３のリソグラフィ制御部１１０における処理の例を示すフローチャートである。ステップＳ６０において、リソグラフィ制御部１１０はウエハ検査装置３１０にウエハＷＦの計測信号を送信する。ウエハ検査装置３１０は、リソグラフィ制御部１１０からの計測信号に基づき計測を実施する。
ステップＳ６１において、リソグラフィ制御部１１０は、ウエハＷＦの検査を完了したか否かを判定する。例えば、ウエハ検査装置３１０は、ウエハＷＦの検査を完了すると、検査が完了したことを示す検査完了信号をリソグラフィ制御部１１０に送信する。リソグラフィ制御部１１０は検査完了信号の受信の有無に基づき、検査を完了したか否かを判定する。
ステップＳ６１の判定結果がＮｏ判定である場合、このステップで待機する。ステップＳ６１の判定結果がＹｅｓ判定である場合、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ６２に進む。
ステップＳ６２において、リソグラフィ制御部１１０はウエハ検査装置３１０から露光されたウエハＷＦの各場所におけるパターンとＣＤ値を受信する。パターンの情報に関しては、ウエハ検査装置３１０の計測結果から取得するのが困難な場合は、レチクルパターンのデータを予め記憶しておいてもよい。
ステップＳ６３において、リソグラフィ制御部１１０はウエハ検査データから、パターン（ｋ）、露光した波長λ（ｍ）、及びフォーカスに対応するＣＤ値を紐付ける。
次いで、ステップＳ６４において、リソグラフィ制御部１１０は各パターン（ｋ）と各波長λ（ｍ）に対応したフォーカス曲線からベストフォーカス位置ＢＦ（ｋ，ｍ）を求める。
次いで、ステップＳ６５において、リソグラフィ制御部１１０は各パターン及び各波長のベストフォーカス位置ＢＦのデータをファイルＡに保存する。
次いで、ステップＳ６６において、リソグラフィ制御部１１０は各パターンの組合せと波長λ（ｍ）に対するそれぞれのベストフォーカスの分散値Ｓを計算する。そして、ステップＳ６７において、計算によって得られた分散値ＳのデータをファイルＡに保存する。
次いで、ステップＳ６８において、リソグラフィ制御部１１０は各パターンの組合せに対して、ベストフォーカスの分散値Ｓが最小となる最適波長としてλｂを求める。そして、ステップＳ６９において、リソグラフィ制御部１１０は各パターンの組合せに対して、最適波長λｂのデータをファイルＢに保存する。
ステップＳ６９の後、リソグラフィ制御部１１０は図２５のフローチャートを終了する。
５．３ 作用・効果
実施形態３に係るリソグラフィシステム１０３によれば、ウエハＷＦに実際に露光した結果に基づいて、マスク３次元効果によるレチクルパターン間のフォーカスずれの補正ができる。その結果、スキャン露光中にレチクルパターンの場所に応じてパターンの組合せに対応させて、パルスレーザ光の波長を調節することによって、マスク３次元効果によるマスクパターン間のフォーカスずれの補正が可能となる。
また、実施形態３によれば、実露光の結果に基づいて、ファイルＡ及びファイルＢのそれぞれのデータを常に更新することができるので、その時点での露光プロセスに最適な波長で露光できる。その結果、レジストパターンのＣＤＵが改善する。
５．４ その他
実施形態３においては、最初はテスト露光を行うことによって、初期のファイルＡ及びファイルＢのデータを作成してもよい。テスト露光の実施によってファイルＡ及びファイルＢのデータを作成する手順は、例えば次の通りである。
［手順ａ］ウエハＷＦのスキャン毎に、レーザ装置１２の目標波長λｔと露光装置１４のフォーカス位置とを変更して露光する。
［手順ｂ］手順ａで露光したウエハＷＦの検査結果と、その時に露光した波長とフォーカス位置とに基づいて、最初の（初期の）ファイルＡ及びファイルＢを作成してもよい。
６．各パターンのベストフォーカス位置の分散について
複数種類のパターンの組合せに含まれる各パターンのベストフォーカス位置の分散は、偏差の二乗の算術平均値に限らず、パターンに応じて重み（ウエイト）を付けて分散値を計算してもよい。例えば、偏差の二乗和を計算する際に、回路の種類によって重要度を反映した重みをかけて、分散値を計算してもよい。また、パターンの面積比率に応じた重み付けを行い、相対的に多くの面積を占めるパターンに対して、重みを高くして分散値を計算してもよい。あるいはまた、回路動作に重要な影響を与えるパターン（例えば、ゲートの回路部分）に対して、重みを高くして分散値を計算してもよい。
標準偏差は、分散の正の平方根として定義されるため、分散が最小になることは、標準偏差が最小になることを含意する。データの散らばり度合いを評価する数値として分散を用いるか、標準偏差を用いるかは、本質的な違いではなく、本明細書において分散を評価することは、標準偏差を評価することに置き換えてもよいことは明らかである。
７．固体レーザ装置を発振器として用いるエキシマレーザ装置の例
７．１ 構成
図８で説明したレーザ装置１２は、発振器２２として狭帯域化ガスレーザ装置を用いる構成を例示したが、レーザ装置の構成は図８の例に限定されない。
図８に示すレーザ装置１２に代えて、図２６に示すレーザ装置２１２を用いてもよい。図２６に示す構成について、図８と共通又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図２６に示すレーザ装置２１２は、固体レーザ装置を発振器として用いるエキシマレーザ装置であって、固体レーザシステム２２２と、エキシマ増幅器２２４と、レーザ制御部２２０とを含む。
固体レーザシステム２２２は、半導体レーザシステム２３０と、チタンサファイヤ増幅器２３２と、ポンピング用パルスレーザ２３４と、波長変換システム２３６と、固体レーザ制御部２３８とを含む。
半導体レーザシステム２３０は、波長約７７３．６ｎｍのＣＷレーザ光を出力する分布帰還型（Distributed Feedback：ＤＦＢ）の半導体レーザと、ＣＷレーザ光をパルス化する半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）とを含む。半導体レーザシステム２３０の構成例については図２７を用いて後述する。
チタンサファイヤ増幅器２３２は、チタンサファイヤ結晶を含む。チタンサファイヤ結晶は、半導体レーザシステム２３０のＳＯＡでパルス増幅されたパルスレーザ光の光路上に配置される。ポンピング用パルスレーザ２３４は、ＹＬＦレーザの第２高調波光を出力するレーザ装置であってもよい。ＹＬＦ（イットリウムリチウムフルオライド）は、化学式ＬｉＹＦ４で表される固体レーザ結晶である。
波長変換システム２３６は、複数の非線形光学結晶を含み、入射したパルスレーザ光を波長変換して４倍高調波のパルスレーザ光を出力する。波長変換システム２３６は、例えば、ＬＢＯ結晶と、ＫＢＢＦ結晶とを含む。ＬＢＯ結晶は化学式ＬｉＢ３Ｏ５で表される非線形光学結晶である。ＫＢＢＦ結晶は、化学式ＫＢｅ２ＢＯ３Ｆ２で表される非線形光学結晶である。各結晶は、図示しない回転ステージ上に配置され、結晶への入射角度を変更できるように構成される。
固体レーザ制御部２３８は、レーザ制御部２２０からの指令に従い、半導体レーザシステム２３０、ポンピング用パルスレーザ２３４及び波長変換システム２３６を制御する。
エキシマ増幅器２２４は、チャンバ１６０と、ＰＰＭ１６４と、充電器１６６と、凸面ミラー２４１と、凹面ミラー２４２とを含む。チャンバ１６０は、ウインドウ１７１，１７２と、１対の電極１７３，１７４と、電気絶縁部材１７５とを含む。チャンバ１６０にはＡｒＦレーザガスが導入される。ＰＰＭ１６４はスイッチ１６５と充電コンデンサとを含む。
エキシマ増幅器２２４は、一対の電極１７３、１７４の間の放電空間に、波長１９３．４ｎｍのシード光を３回通して増幅を行う構成である。ここで、波長１９３．４ｎｍのシード光は固体レーザシステム２２２から出力されるパルスレーザ光である。
凸面ミラー２４１と凹面ミラー２４２は、チャンバ１６０の外側における固体レーザシステム２２２から出力されたパルスレーザ光が３パスしてビーム拡大するように配置される。
エキシマ増幅器２２４に入射した波長約１９３．４ｎｍのシード光は、凸面ミラー２４１及び凹面ミラー２４２で反射することにより、一対の放電電極４１２、４１３の間の放電空間を３回通過する。これにより、シード光のビームが拡大されて増幅される。
７．２ 動作
レーザ制御部２２０は、露光制御部４０から目標波長λｔ、目標スペクトル線幅Δλｔ、及び目標パルスエネルギＥｔを受信すると、これらの目標値となるような半導体レーザシステム２３０からのパルスレーザ光の目標波長λ１ｃｔと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを、例えばテーブルデータ又は近似式から計算する。
レーザ制御部２２０は、目標波長λ１ｃｔと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔとを固体レーザ制御部２３８に送信し、エキシマ増幅器２２４から出力されるパルスレーザ光が目標パルスエネルギＥｔとなるように充電器１６６に充電電圧を設定する。
固体レーザ制御部２３８は、半導体レーザシステム２３０からの出射パルスレーザ光が目標波長λ１ｃｔと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔに近づくように、半導体レーザシステム２３０を制御する。固体レーザ制御部２３８が実施する制御の方式については図２７～図３０を用いて後述する。
また、固体レーザ制御部２３８は、波長変換システム２３６のＬＢＯ結晶とＫＢＢＦ結晶との波長変換効率が最大となるような入射角度となるように、図示しない２つの回転ステージを制御する。
露光制御部４０からレーザ制御部２２０に発光トリガ信号Ｔｒが送信されると、この発光トリガ信号Ｔｒに同期して、半導体レーザシステム２３０と、ポンピング用パルスレーザ２３４と、エキシマ増幅器２２４のＰＰＭ１６４のスイッチ１６５にトリガ信号が入力される。その結果、半導体レーザシステム２３０のＳＯＡにパルス電流が入力され、ＳＯＡからパルス増幅されたパルスレーザ光が出力される。
半導体レーザシステム２３０からパルスレーザ光が出力され、チタンサファイヤ増幅器２３２においてさらにパルス増幅される。このパルスレーザ光は、波長変換システム２３６に入射する。その結果、波長変換システム２３６から目標波長λｔのパルスレーザ光が出力される。
レーザ制御部２２０は、露光制御部４０から発光トリガ信号Ｔｒを受信すると、固体レーザシステム２２２から出力されたパルスレーザ光がエキシマ増幅器２２４のチャンバ１６０の放電空間に入射した時に放電するように、半導体レーザシステム２３０の後述するＳＯＡ２６０と、ＰＰＭ１６４のスイッチ１６５と、ポンピング用パルスレーザ２３４と、にそれぞれトリガ信号を送信する。
その結果、固体レーザシステム２２２から出力されたパルスレーザ光はエキシマ増幅器２２４で３パス増幅される。エキシマ増幅器２２４により増幅されたパルスレーザ光は、モニタモジュール２６のビームスプリッタ１８１によってサンプルされ、光センサ１８４を用いてパルスエネルギＥが計測され、スペクトル検出器１８３を用いて波長λとスペクトル線幅Δλが計測される。
レーザ制御部２２０は、モニタモジュール２６を用いて計測されたパルスエネルギＥ、波長λ、及びスペクトル線幅Δλを基に、パルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔと差と、波長λと目標波長λｔとの差と、スペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差と、がそれぞれ０に近づくように、充電器１６６の充電電圧と、半導体レーザシステム２３０から出力されるパルスレーザ光の波長λ１ｃｔと、スペクトル線幅Δλ１ｃｈと、をそれぞれ補正制御してもよい。
７．３ 半導体レーザシステムの説明
７．３．１ 構成
図２７は、半導体レーザシステム２３０の構成例を示す。半導体レーザシステム２３０は、シングル縦モードの分布帰還型の半導体レーザ２５０と、半導体光増幅器（ＳＯＡ）２６０と、関数発生器（Function Generator：ＦＧ）２６２と、ビームスプリッタ２６４と、スペクトルモニタ２６６と、半導体レーザ制御部２６８とを含む。分布帰還型半導体レーザを「ＤＦＢレーザ」という。
ＤＦＢレーザ２５０は、波長約７７３．６ｎｍのＣＷ（Continuous Wave）レーザ光を出力する。ＤＦＢレーザ２５０は、電流制御及び／又は温度制御により、発振波長を変更することができる。
ＤＦＢレーザ２５０は、半導体レーザ素子２５１と、ペルチェ素子２５２と、温度センサ２５３と、温度制御部２５４と、電流制御部２５６と、関数発生器２５７とを含む。半導体レーザ素子２５１は、第１のクラッド層２７１、活性層２７２、及び第２のクラッド層２７３を含み、活性層２７２と第２のクラッド層２７３の境界にグレーティング２７４を含む。
７．３．２ 動作
ＤＦＢレーザ２５０の発振中心波長は、半導体レーザ素子２５１の設定温度Ｔ及び／又は電流値Ａを変化させることによって波長を変更できる。
高速でＤＦＢレーザ２５０の発振波長をチャーピングさせて、スペクトル線幅を制御する場合は、半導体レーザ素子２５１に流れる電流の電流値Ａを高速に変化させることによってスペクトル線幅を制御可能である。
すなわち、半導体レーザ制御部２６８から関数発生器２５７に、電流制御パラメータとして、ＤＣ成分値Ａ１ｄｃと、ＡＣ成分の変動幅Ａ１ａｃと、ＡＣ成分の周期Ａ１Ｔとの各パラメータの値を送信することによって、半導体レーザシステム２３０から出力されるパルスレーザ光の中心波長λ１ｃｈｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈを高速に制御することが可能となる。
スペクトルモニタ２６６は、例えば、分光器又はヘテロダイン干渉計を用いて波長を計測してもよい。
関数発生器２５７は、半導体レーザ制御部２６８から指定された電流制御パラメータに応じた波形の電気信号を電流制御部２５６に出力する。電流制御部２５６は関数発生器２５７からの電気信号に応じた電流を半導体レーザ素子２５１に流すように電流制御を行う。なお、関数発生器２５７は、ＤＦＢレーザ２５０の外部に設けられてもよい。例えば、関数発生器２５７は、半導体レーザ制御部２６８に含まれてもよい。
図２８は、チャーピングによって実現されるスペクトル線幅の概念図である。スペクトル線幅Δλ１ｃｈは、チャーピングによって生成される最大波長と最小波長との差として計測される。
図２９は、半導体レーザに流れる電流とチャーピングによる波長変化とスペクトル波形と光強度との関係を示す模式図である。図２９の下段左部に表示したグラフＧＡは、半導体レーザ素子２５１に流れる電流の電流値Ａの変化を示すグラフである。図２９の下段中央部に表示したグラフＧＢは、グラフＧＡの電流によって発生するチャーピングを示すグラフである。図２９の上段に表示したグラフＧＣは、グラフＧＢのチャーピングによって得られるスペクトル波形の模式図である。図２９の下段右部に表示したグラフＧＤは、グラフＧＡの電流によって半導体レーザシステム２３０から出力されるレーザ光の光強度の変化を示すグラフである。
半導体レーザシステム２３０の電流制御パラメータは、グラフＧＡに示すように、次の値を含む。
Ａ１ｄｃ：半導体レーザ素子に流れる電流のＤＣ成分値
Ａ１ａｃ：半導体レーザ素子に流れる電流のＡＣ成分の変動幅（電流の極大値と極小値との差）
Ａ１Ｔ：半導体レーザ素子に流れる電流のＡＣ成分の周期
図２９に示す例では、電流制御パラメータのＡＣ成分の例として、三角波の例が示されており、三角波の電流の変動によって、ＤＦＢレーザ２５０から出力されるＣＷレーザ光の光強度の変動が少ない場合の例を示す。
ここで、ＳＯＡ２６０の増幅パルスの時間幅ＤＴＷとＡＣ成分の周期Ａ１Ｔとの関係は次の式（１）を満足するのが好ましい。
ＤＴＷ ＝ ｎ・Ａ１Ｔ （１）
ｎは１以上の整数である。
この式（１）の関係を満足させることによって、ＳＯＡ２６０で、どのようなタイミングでパルス増幅を行っても、増幅されたパルスレーザ光のスペクトル波形の変化を抑制できる。
また、式（１）を満足しなくても、ＳＯＡ２６０でのパルス幅の範囲は、例えば１０ｎｓ～５０ｎｓである。半導体レーザ素子２５１に流れる電流のＡＣ成分の周期Ａ１Ｔは、ＳＯＡ２６０のパルス幅（増幅パルスの時間幅ＤＴＷ）よりも十分短い周期である。例えば、この周期Ａ１ＴはＳＯＡ２６０でのパルス幅に対して、１／１０００以上１／１０以下、であることが好ましい。さらに好ましくは１／１０００以上１／１００以下であってもよい。
また、ＳＯＡ２６０の立ち上がり時間は、例えば２ｎｓ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１ｎｓ以下である。ここでいう立ち上がり時間とは、図３０に示すように、パルス電流の波形における振幅が、最大振幅の１０％から９０％まで増加するのに要する時間Ｒｔをいう。
７．３．３ その他
図２９に示した例では、電流のＡＣ成分の波形の例として三角波を示したが、この例に限定されることなく、例えば、一定周期で変化する波形であればよい。三角波以外の他の例として、ＡＣ成分の波形は、正弦波や矩形波などであってもよい。このＡＣ成分の波形を制御することによって、様々な目標のスペクトル波形を生成することができる。
７．４ 作用・効果
固体レーザシステム２２２を発振器として用いるレーザ装置２１２は、エキシマレーザを発振器として用いる場合と比較して、以下のような利点がある。
［１］固体レーザシステム２２２は、ＤＦＢレーザ２５０の電流値Ａを制御することによって、波長λとスペクトル線幅Δλを高速かつ高精度に制御できる。すなわち、レーザ装置２１２は、目標波長λｔと目標スペクトル線幅Δλｔのデータを受信すれば、直ちに、ＤＦＢレーザ２５０の電流値Ａを制御して、高速に発振波長とスペクトル線幅Δλを制御できるので、高速でかつ高精度に、レーザ装置２１２から出力されるパルスレーザ光の波長λとスペクトル線幅Δλを毎パルス変更制御できる。
［２］さらに、ＤＦＢレーザ２５０の電流値Ａを制御してチャーピングさせることによって、通常のスペクトル波形と異なる様々な関数のスペクトル波形を生成することができる。
［３］このため、レーザ制御パラメータとしてスペクトル波形の移動積算値のスペクトル波形から求めた波長やスペクトル線幅を制御する場合には、ＤＦＢレーザ２５０を含む固体レーザシステム２２２を用いた発振器とエキシマ増幅器２２４とを備えたレーザ装置が好ましい。
７．５ その他
固体レーザ装置の実施形態として、図２６から図３０に示した例に限定されることなく、例えば、波長約１５４７．２ｎｍのＤＦＢレーザとＳＯＡとを含む固体レーザシステムであって、波長変換システムは８倍高調波の１９３．４ｎｍ光を出力するレーザ装置であってもよい。また、その他の固体レーザ装置であって、ＣＷ発振のＤＦＢレーザとＳＯＡとを含み、波長はＤＦＢレーザに流す電流の電流値を制御し、ＳＯＡにパルス電流を流すことによってパルス増幅するシステムがあればよい。
図２６の例では、エキシマ増幅器としてマルチパス増幅器の例を示したが、この実施形態に限定されることなく、例えば、ファブリペロ共振器又はリング共振器などの光共振器を備えた増幅器であってもよい。
８．各種の制御部のハードウェア構成について
レーザ制御部２０、露光制御部４０、リソグラフィ制御部１１０、固体レーザ制御部２３８、半導体レーザ制御部２６８及びその他の各制御部として機能する制御装置は、１台又は複数台のコンピュータのハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現することが可能である。ソフトウェアはプログラムと同義である。プログラマブルコントローラはコンピュータの概念に含まれる。コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリなどの記憶装置を含んで構成され得る。ＣＰＵはプロセッサの一例である。
記憶装置は、有体物たる非一時的なコンピュータ可読媒体であり、例えば、主記憶装置であるメモリ及び補助記憶装置であるストレージを含む。コンピュータ可読媒体は、例えば、半導体メモリ、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）装置、若しくはソリッドステートドライブ（Solid State Drive：ＳＳＤ）装置又はこれらの複数の組み合わせであってよい。プロセッサが実行するプログラムはコンピュータ可読媒体に記憶されている。
また、制御装置の処理機能の一部又は全部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に代表される集積回路を用いて実現してもよい。
また、複数の制御装置の機能を１台の制御装置で実現することも可能である。さらに本開示において、制御装置は、ローカルエリアネットワークやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムユニットは、ローカル及びリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
９．電子デバイスの製造方法
図３１は、露光装置１４の構成例を概略的に示す。露光装置１４は、照明光学系４４と、投影光学系５０とを含む。照明光学系４４は、レーザ装置１２から入射したレーザ光によって、図示しないレチクルステージ４８上に配置されたレチクル４６のレチクルパターンを照明する。投影光学系５０は、レチクル４６を透過したレーザ光を、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が塗布された半導体ウエハ等の感光基板であってよい。ワークピーステーブルＷＴは、ウエハステージ５４であってよい。
露光装置１４は、レチクルステージ４８とワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピース上に露光する。以上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を転写後、複数の工程を経ることで半導体デバイスを製造することができる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。
図３１におけるレーザ装置１２は、図２６で説明した固体レーザシステム２２２を含むレーザ装置２１２などであってもよい。
１０．その他
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、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。例えば、「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. レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、
    前記パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、前記スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、
    露光システムであり、
    前記レチクルの像を前記半導体基板に投影する投影光学系をさらに備え、
    前記プロセッサは、
    前記照明光学系のパラメータと、前記投影光学系のパラメータと、前記半導体基板に塗布されるレジストのパラメータと、前記レチクルのレチクルパターンと、前記パルスレーザ光の制御パラメータとを含む複数のデータを用いて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算し、
    前記複数種類のパターンの組合せに対して、前記組合せに含まれる前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散を計算し、
    前記分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求める、
    露光システム。
  2. レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、
    前記パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、前記スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、
    露光システムであり、
    前記プロセッサは、
    レチクルパターンの三次元構造を定義する幾何学的寸法と、前記複数種類のパターンのそれぞれを構成する材料の物性値とを含む情報を用いて、電磁場解析を行うことにより、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算する、
    露光システム。
  3. レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、
    前記パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、前記スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、
    露光システムであり、
    前記スキャン露光に用いるパラメータを管理するサーバをさらに備え、
    前記サーバは、前記パルスレーザ光の波長を変えて前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算し、
    前記複数種類のパターンの組合せに対して、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる波長を求める、
    露光システム。
  4. レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、
    前記パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、前記スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、
    露光システムであり、
    前記プロセッサは、
    前記複数種類のパターンの組合せと、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる前記パルスレーザ光の波長とが関連付けされたデータを含む第２ファイルを用い、
    前記複数種類のパターンを含む領域における各パルスの前記パルスレーザ光の目標波長を求める、
    露光システム。
  5. レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、
    前記パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、前記スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、
    露光システムであり、
    前記スキャン露光のスキャン方向をＹ軸方向とし、Ｙ軸方向プラス側に向かって前記レチクルをスキャンする前記パルスレーザ光のスキャンビームのＹ軸方向ビーム幅をＢｙ幅とする場合に、
    前記プロセッサは、
    前記レチクルのレチクルパターンの情報を基に、前記複数種類のパターンのＹ軸方向マイナス側の境界を前記Ｂｙ幅に対応する距離だけＹ軸方向マイナス側に変更して、前記パターンのそれぞれの領域を拡大させた拡大領域を求め、
    前記複数種類のパターンの組合せと、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる前記パルスレーザ光の波長とが関連付けされたデータを含む第２ファイルと、スキャンフィールド内の前記複数種類のパターンの組合せと、前記パターンのそれぞれの前記拡大領域の場所とに基づいて、前記スキャンフィールドを露光する前記パルスレーザ光の各パルスの目標波長を求める、
    露光システム。
  6. レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、
    前記パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、前記スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、
    露光システムであり、
    前記スキャン露光が実施された露光済み半導体基板のクリティカルディメンジョンを計測する検査装置をさらに備え、
    前記プロセッサは、
    前記検査装置を用いた計測結果と前記レチクルのレチクルパターンの情報とに基づいて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる前記パルスレーザ光の波長を求め、
    前記プロセッサは、
    前記露光済み半導体基板に露光されたパターンと、露光した前記パルスレーザ光の波長と、前記ベストフォーカス位置とに対応するクリティカルディメンジョンの値を関連付けし、
    複数種類の前記パターンのそれぞれに対して、それぞれの波長に対して、クリティカルディメンジョンとフォーカスとの関係を表すフォーカス曲線においてクリティカルディメンジョンの値が極値となる前記ベストフォーカス位置を求め、
    前記パターンと前記波長とに対応した前記ベストフォーカス位置のデータを第１ファイルに保存し、
    複数種類の前記パターンの組合せと前記波長に対するそれぞれの前記ベストフォーカス位置の分散値を計算し、
    前記パターンの組合せに対して求めた前記ベストフォーカス位置の分散値のデータを前記第１ファイルに保存し、
    前記第１ファイルのデータを基に、前記パターンの組合せに対して、前記分散値が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求め、
    前記パターンの組合せと、前記分散値が最小となる前記パルスレーザ光の波長とを関連付けて第２ファイルに保存する、
    露光システム。
  7. 請求項１に記載の露光システムであって、
    前記プロセッサは、
    前記パルスレーザ光の前記制御パラメータとしての波長を変えて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算し、
    前記複数種類のパターンの組合せに対して、前記組合せに含まれる前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散を計算し、
    前記計算によって得られた前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置と、前記組合せに対応する前記ベストフォーカス位置の分散とを前記波長と関連付けて第１ファイルに保存する、
    露光システム。
  8. 請求項７に記載の露光システムであって、
    前記プロセッサは、
    前記第１ファイルのデータを基に、前記複数種類のパターンの組合せに対して、前記分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求め、
    前記複数種類のパターンの組合せと、前記分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長とを関連付けて第２ファイルに保存する、
    露光システム。
  9. 請求項１から５のいずれか一項に記載の露光システムであって、
    前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置は、前記複数種類のパターンのそれぞれのクリティカルディメンジョンとフォーカスとの関係を表すフォーカス曲線においてクリティカルディメンジョンの値が極値となるベストフォーカスの位置である、
    露光システム。
  10. 請求項１から６のいずれか一項に記載の露光システムであって、
    前記レーザ装置は、
    発振器と、
    前記発振器から出力されたパルスレーザ光を増幅する増幅器と、
    を含むエキシマレーザ装置であり、
    前記発振器は、狭帯域化モジュールを備える、
    露光システム。
  11. 請求項１から６のいずれか一項に記載の露光システムであって、
    前記レーザ装置は、
    発振器と、
    前記発振器から出力されたパルスレーザ光を増幅する増幅器と、
    を含むエキシマレーザ装置であり、
    前記発振器は、
    分布帰還型半導体レーザを用いた固体レーザシステムである、
    露光システム。
  12. プロセッサによって実行されるレーザ制御パラメータの作成方法であって、
    前記レーザ制御パラメータは、レチクルに照射されるパルスレーザ光の波長を含み、
    前記プロセッサが、
    前記レチクルに含まれる複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置を計算することと、
    前記複数種類のパターンの組合せに対して、前記組合せに含まれる前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求めることと、
    前記複数種類のパターンの組合せと、前記分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長とを関連付けてファイルに保存することと、
    を含むレーザ制御パラメータの作成方法。
  13. 請求項１２に記載のレーザ制御パラメータの作成方法であって、
    前記プロセッサが、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系のパラメータと、
    前記レチクルの像を半導体基板に投影する投影光学系のパラメータと、
    前記半導体基板に塗布されるレジストのパラメータと、
    前記レチクルのレチクルパターンと、
    前記レチクルパターンの三次元構造を定義する幾何学的寸法と、
    前記複数種類のパターンのそれぞれを構成する材料の物性値と、
    前記パルスレーザ光の制御パラメータと
    を含む複数のデータを用いて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算し、
    前記パルスレーザ光の波長の値を変えて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の計算を複数回行うことにより、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求める、
    レーザ制御パラメータの作成方法。
  14. 請求項１２に記載のレーザ制御パラメータの作成方法であって、
    前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射してスキャン露光が実施された露光済み半導体基板のクリティカルディメンジョンを計測する検査装置を用いて得られる計測結果を前記プロセッサが受信することをさらに含み、
    前記プロセッサが、前記計測結果と前記レチクルのレチクルパターンの情報とに基づいて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算し、
    前記パルスレーザ光の波長の値を変えて、前記スキャン露光を複数回行うことによって得られる複数の前記計測結果に基づき、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求める、
    レーザ制御パラメータの作成方法。
  15. 電子デバイスの製造方法であって、
    パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    レチクルと、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、露光システムであり、
    前記レチクルの像を半導体基板に投影する投影光学系をさらに備え、
    前記プロセッサは、前記照明光学系のパラメータと、前記投影光学系のパラメータと、前記半導体基板に塗布されるレジストのパラメータと、前記レチクルのレチクルパターンと、前記パルスレーザ光の制御パラメータとを含む複数のデータを用いて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算し、前記複数種類のパターンの組合せに対して、前記組合せに含まれる前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散を計算し、前記分散が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求める、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む電子デバイスの製造方法。
  16. 電子デバイスの製造方法であって、
    パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    レチクルと、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、露光システムであり、前記プロセッサは、レチクルパターンの三次元構造を定義する幾何学的寸法と、前記複数種類のパターンのそれぞれを構成する材料の物性値とを含む情報を用いて、電磁場解析を行うことにより、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算する、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む電子デバイスの製造方法。
  17. 電子デバイスの製造方法であって、
    パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    レチクルと、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、露光システムであり、
    前記スキャン露光に用いるパラメータを管理するサーバをさらに備え、
    前記サーバは、前記パルスレーザ光の波長を変えて前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置を計算し、前記複数種類のパターンの組合せに対して、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる波長を求める、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む電子デバイスの製造方法。
  18. 電子デバイスの製造方法であって、
    パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    レチクルと、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、露光システムであり、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンの組合せと、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる前記パルスレーザ光の波長とが関連付けされたデータを含む第２ファイルを用い、前記複数種類のパターンを含む領域における各パルスの前記パルスレーザ光の目標波長を求める、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む電子デバイスの製造方法。
  19. 電子デバイスの製造方法であって、
    パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    レチクルと、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、露光システムであり、
    前記スキャン露光のスキャン方向をＹ軸方向とし、Ｙ軸方向プラス側に向かって前記レチクルをスキャンする前記パルスレーザ光のスキャンビームのＹ軸方向ビーム幅をＢｙ幅とする場合に、前記プロセッサは、前記レチクルのレチクルパターンの情報を基に、前記複数種類のパターンのＹ軸方向マイナス側の境界を前記Ｂｙ幅に対応する距離だけＹ軸方向マイナス側に変更して、前記パターンのそれぞれの領域を拡大させた拡大領域を求め、前記複数種類のパターンの組合せと、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる前記パルスレーザ光の波長とが関連付けされたデータを含む第２ファイルと、スキャンフィールド内の前記複数種類のパターンの組合せと、前記パターンのそれぞれの前記拡大領域の場所とに基づいて、前記スキャンフィールドを露光する前記パルスレーザ光の各パルスの目標波長を求める、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む電子デバイスの製造方法。
  20. 電子デバイスの製造方法であって、
    パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    レチクルと、
    前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    を備え、
    前記レチクルは、スキャン露光のスキャン方向と直交するスキャン幅方向に複数種類のパターンが混在して並ぶ領域を含み、
    前記プロセッサは、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応するベストフォーカス位置の分散が最小になる波長の前記パルスレーザ光を出力させるように、前記レーザ装置に前記パルスレーザ光の目標波長を指示する、露光システムであり、
    前記スキャン露光が実施された露光済み半導体基板のクリティカルディメンジョンを計測する検査装置をさらに備え、
    前記プロセッサは、前記検査装置を用いた計測結果と前記レチクルのレチクルパターンの情報とに基づいて、前記複数種類のパターンのそれぞれに対応する前記ベストフォーカス位置の分散が最小になる前記パルスレーザ光の波長を求め、
    前記プロセッサは、前記露光済み半導体基板に露光されたパターンと、露光した前記パルスレーザ光の波長と、前記ベストフォーカス位置とに対応するクリティカルディメンジョンの値を関連付けし、複数種類の前記パターンのそれぞれに対して、それぞれの波長に対して、クリティカルディメンジョンとフォーカスとの関係を表すフォーカス曲線においてクリティカルディメンジョンの値が極値となる前記ベストフォーカス位置を求め、前記パターンと前記波長とに対応した前記ベストフォーカス位置のデータを第１ファイルに保存し、複数種類の前記パターンの組合せと前記波長に対するそれぞれの前記ベストフォーカス位置の分散値を計算し、前記パターンの組合せに対して求めた前記ベストフォーカス位置の分散値のデータを前記第１ファイルに保存し、前記第１ファイルのデータを基に、前記パターンの組合せに対して、前記分散値が最小となる前記パルスレーザ光の波長を求め、前記パターンの組合せと、前記分散値が最小となる前記パルスレーザ光の波長とを関連付けて第２ファイルに保存する、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む電子デバイスの製造方法。
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