WO2023135658A1 - 電子デバイスの製造方法、レーザ装置、及び波長シーケンス算出システム - Google Patents

電子デバイスの製造方法、レーザ装置、及び波長シーケンス算出システム Download PDF

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WO2023135658A1
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target
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laser
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光一 藤井
孝信 石原
理 若林
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ギガフォトン株式会社
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    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06233—Controlling other output parameters than intensity or frequency

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device manufacturing method, a laser device, and a wavelength sequence calculation system.
  • 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 laser device.
  • an electronic device manufacturing method includes a pulse spectral shape of a pulsed laser beam and a pulsed laser beam of a plurality of pulses generated based on a wavelength sequence that periodically changes the central wavelength of the pulsed laser beam.
  • a target integrated spectral shape to be realized by light a plurality of target central wavelengths assigned to a plurality of pulses to achieve the target integrated spectral shape, and the number of pulses assigned to each of the target central wavelengths, which are wavelengths and the number of assigned pulses per cycle of the sequence, and each of at least one first center wavelength with an assigned number of pulses of 2 or more among the target center wavelengths, the smaller the number of assigned pulses, the more time it takes for each other.
  • calculating a wavelength sequence by assigning increasing intervals and then assigning each of at least one second center wavelength having an assigned pulse number of 1 among the target center wavelengths, and generating pulses based on the wavelength sequence; It involves generating laser light by a laser device, 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.
  • a laser device in another aspect of the present disclosure, includes a laser oscillator capable of changing the central wavelength of pulsed laser light, and a laser amplifier capable of amplifying and outputting pulse energy of the pulsed laser light output from the laser oscillator. , a processor; The processor determines a pulse spectral shape of the pulsed laser light and a target integrated spectral shape to be achieved by a plurality of pulses of the pulsed laser light generated based on a wavelength sequence that periodically changes the center wavelength of the pulsed laser light.
  • a wavelength sequence is calculated by allocating each of the at least one second center wavelength having one allocated pulse number among the wavelengths, and the laser oscillator is controlled based on the wavelength sequence.
  • a wavelength sequence calculation system includes a non-transitory computer-readable storage medium storing a wavelength sequence calculation program, and a CPU.
  • the CPU executes a wavelength sequence calculation program to generate a plurality of pulses of pulsed laser light based on a wavelength sequence that periodically changes the pulse spectrum shape of the pulsed laser light and the central wavelength of the pulsed laser light.
  • a process of calculating a wavelength sequence is performed by allocating increasing numbers and then allocating each of at least one second center wavelength having an allocation pulse number of 1 among the target center wavelengths.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a lithography system in a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of a laser device in a comparative example.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining how the position of the scan field changes with respect to the position of the beam cross section of the pulsed laser light in the exposure apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining how the position of the scan field changes with respect to the position of the beam cross section of the pulsed laser light in the exposure apparatus.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining how the position of the scan field changes with respect to the position of the beam cross section of the pulsed laser light in the exposure apparatus.
  • FIG. 6 shows an example of a wavelength sequence for multi-wavelength oscillation.
  • FIG. 7 shows the integrated spectral shape sought by the wavelength sequence shown in FIG.
  • FIG. 8 shows the target center wavelength set based on the wavelength sequence shown in FIG. 6 in chronological order.
  • FIG. 9 shows the breakdown of the target center wavelength of the pulsed laser light of the number of N slit pulses irradiated over the required time T.
  • FIG. 10 schematically shows the configuration of the lithography system in the first embodiment.
  • FIG. 11 schematically shows the configuration of the laser device in the first embodiment.
  • FIG. 12 schematically shows the configuration of the semiconductor laser in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a flow chart showing the procedure for calculating the wavelength sequence based on the target integrated spectrum shape in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a flow chart showing the procedure for calculating the wavelength sequence based on the target integrated spectrum shape in the first embodiment.
  • FIG. 14 is a flow chart showing details of the process by which the laser control processor sends the pulse spectral shape to the exposure control processor.
  • FIG. 15 is a flow chart showing the details of the process by which the exposure control processor calculates the target center wavelength and the number of assigned pulses.
  • FIG. 16 shows an example of a target integrated spectrum shape.
  • FIG. 17 shows examples of pulse spectral shapes.
  • FIG. 18 shows the results of rounding off values of 1 or more, with values less than 1 included in the function pm being 0.
  • FIG. FIG. 19 is a flow chart showing a modification of the process of calculating the target center wavelength and the number of assigned pulses by the exposure control processor.
  • FIG. 20 is a flow chart showing the details of the process of calculating the wavelength sequence by the exposure control processor.
  • FIG. 20 is a flow chart showing the details of the process of calculating the wavelength sequence by the exposure control processor.
  • FIG. 21 shows the wavelength sequence before improvement calculated without applying the processes of S32 to S34 of FIG.
  • FIG. 22 shows a state in which target center wavelengths with an assigned pulse number of 2 or more are assigned to several pulses included in the wavelength sequence in S33 of FIG.
  • FIG. 23 shows the improved wavelength sequence in which the target center wavelength with the number of assigned pulses of 1 is assigned to the remaining pulses included in the wavelength sequence in S34 of FIG.
  • FIG. 24 superimposes ten integrated spectral shapes obtained according to the unimproved wavelength sequence shown in FIG.
  • FIG. 25 shows overlaid ten integrated spectral shapes obtained according to the improved wavelength sequence shown in FIG.
  • FIG. 26 schematically shows the configuration of the lithography system in the second embodiment.
  • FIG. 27 is a flow chart showing the procedure for calculating the wavelength sequence based on the target integrated spectrum shape in the second embodiment.
  • FIG. 28 schematically shows the configuration of the lithography system in the third embodiment.
  • FIG. 29 is a flow chart showing the procedure for calculating the wavelength sequence based on the target integrated spectrum shape in the third embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a lithography 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.
  • a lithography system includes a laser apparatus 100 and an exposure apparatus 200 .
  • a laser device 100 is shown in simplified form in FIG.
  • the laser device 100 includes a laser control processor 130 .
  • the laser control processor 130 is a processing device that includes a memory 132 storing a control program and a CPU (central processing unit) 131 that executes the control program.
  • Memory 132 includes non-transitory computer-readable storage media.
  • Laser control processor 130 is specially configured or programmed to perform the various processes contained in this disclosure.
  • the laser device 100 is configured to generate a pulsed laser beam B ⁇ b>2 and output it toward the exposure device 200 .
  • the exposure apparatus 200 includes an illumination optical system 201, a projection optical system 202, and an exposure control processor 210.
  • FIG. 1 the exposure apparatus 200 includes an illumination optical system 201, a projection optical system 202, and an exposure control processor 210.
  • the illumination optical system 201 illuminates a reticle pattern of a reticle (not shown) arranged on the reticle stage RT with the pulsed laser beam B2 incident from the laser device 100 .
  • the projection optical system 202 reduces and projects the pulsed laser beam B2 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 210 is a processing device that includes a memory 212 storing control programs and a CPU 211 that executes the control programs.
  • Memory 212 includes non-transitory computer-readable storage media.
  • Exposure control processor 210 is specially configured or programmed to perform the various processes contained in this disclosure.
  • the exposure control processor 210 supervises the control of the exposure apparatus 200 .
  • Exposure control processor 210 sends various parameters including target center wavelength ⁇ t, target pulse energy Et, and target spectral linewidth ⁇ t, and trigger signal Tr to laser control processor 130 .
  • Laser control processor 130 controls laser device 100 according to these parameters and signals.
  • the exposure control processor 210 synchronously translates the reticle stage RT and the workpiece table WT in opposite directions. As a result, the workpiece is exposed to the pulsed laser beam B2 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 device 100 in a comparative example.
  • FIG. 2 shows the exposure apparatus 200 in a simplified manner.
  • Laser device 100 includes laser oscillator MO1, laser amplifier PO, and monitor module 17 in addition to laser control processor .
  • Laser oscillator MO1 and laser amplifier PO each include an excimer laser.
  • Laser oscillator MO1 is a master oscillator including laser chamber 10, power supply 12, band narrowing module 14, and spectral linewidth adjuster 15a.
  • the band narrowing module 14 and the spectral linewidth adjuster 15a constitute a first optical resonator.
  • a laser chamber 10 is arranged in the optical path of the first optical resonator.
  • a laser chamber 10 is provided with windows 10a and 10b.
  • the laser chamber 10 internally includes a pair of discharge electrodes 11a and 11b.
  • 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 device 12 is connected to the discharge electrode 11a.
  • the discharge electrode 11b is connected to ground potential.
  • the band narrowing module 14 includes a prism 14a, a grating 14b, and a rotating stage 14c.
  • the prism 14a is arranged in the optical path of the light beam emitted from the window 10a.
  • the prism 14a is arranged so that the surface of the prism 14a through which the light beam enters and exits is parallel to the discharge direction between the discharge electrodes 11a and 11b.
  • Rotation stage 14 c includes a driver (not shown) connected to laser control processor 130 .
  • the prism 14a is rotatable around an axis parallel to the discharge direction by a rotating stage 14c.
  • the grating 14b is arranged in the optical path of the light beam that has passed through the prism 14a.
  • the groove direction of the grating 14b is parallel to the discharge direction.
  • the spectral linewidth adjuster 15a includes a cylindrical plano-convex lens 15b, a cylindrical plano-concave lens 15c, and a linear stage 15d.
  • a cylindrical plano-concave lens 15c is positioned between the laser chamber 10 and the cylindrical plano-convex lens 15b.
  • Linear stage 15 d includes a driver (not shown) connected to laser control processor 130 .
  • 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 discharge direction.
  • 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.
  • a laser amplifier PO is arranged in the optical path of the pulsed laser beam B1 output from the spectral linewidth adjuster 15a.
  • Laser amplifier PO is a power oscillator that includes laser chamber 20 , power supply 22 , rear mirror 24 and output coupling mirror 25 .
  • the rear mirror 24 and the output coupling mirror 25 constitute a second optical resonator.
  • Each of the rear mirror 24 and the output coupling mirror 25 is composed of a partially reflective mirror.
  • Rear mirror 24 has a higher reflectivity than output coupling mirror 25 .
  • a laser chamber 20 is arranged in the optical path of the second optical resonator.
  • the laser chamber 20 is provided with windows 20a and 20b.
  • the laser chamber 20 internally includes a pair of discharge electrodes 21a and 21b.
  • the laser gas enclosed in the laser chamber 20 is the same as that enclosed in the laser chamber 10 .
  • the power supply device 22 is connected to the discharge electrode 21a.
  • the discharge electrode 21b is connected to ground potential.
  • the monitor module 17 includes a beam splitter 17a and a beam monitor 17b.
  • the beam splitter 17a is arranged in the optical path of the pulsed laser beam B2 outputted from the output coupling mirror 25.
  • the beam monitor 17b is arranged in the optical path of the pulsed laser beam B2 reflected by the beam splitter 17a.
  • a pulsed laser beam B ⁇ b>2 transmitted through the beam splitter 17 a is output to the exposure device 200 .
  • the laser control processor 130 sends a control signal to the band narrowing module 14 based on the target center wavelength ⁇ t received from the exposure control processor 210 .
  • the laser control processor 130 sends a control signal to the spectral linewidth adjuster 15a based on the target spectral linewidth ⁇ t received from the exposure control processor 210 .
  • the laser control processor 130 sets voltage command values for the power supply devices 12 and 22 of the laser oscillator MO1 and the laser amplifier PO, respectively.
  • the laser control processor 130 transmits an oscillation trigger signal based on the trigger signal Tr received from the exposure control processor 210 to the power supply devices 12 and 22 .
  • the power supply device 12 of the laser oscillator MO1 When the power supply device 12 of the laser oscillator MO1 receives the oscillation trigger signal from the laser control processor 130, it applies a pulse-like high voltage according to the voltage command value between the discharge electrodes 11a and 11b. When a high voltage is applied between the discharge electrodes 11a and 11b, discharge occurs in the discharge space between the discharge electrodes 11a and 11b. The energy of this discharge excites the laser gas in the laser chamber 10 to shift to a high energy level. When the excited laser gas then shifts to a lower energy level, it emits light with a wavelength corresponding to the energy level difference.
  • the light generated within the laser chamber 10 is emitted outside the laser chamber 10 through the windows 10a and 10b.
  • Light emitted from the window 10 a enters the band narrowing module 14 .
  • the light incident on the band narrowing module 14 has its beam width expanded by the prism 14a and enters the grating 14b.
  • the light incident on the grating 14b is reflected by the plurality of grooves of the grating 14b and diffracted in directions corresponding to the wavelength of the light.
  • Prism 14a reduces the beam width of the diffracted light from grating 14b and returns the light to laser chamber 10 through window 10a. As a result, of the light incident on the band narrowing module 14 , light near the desired wavelength is returned to the laser chamber 10 .
  • the spectral linewidth adjuster 15a transmits part of the light emitted from the window 10b and outputs it as pulsed laser light B1, and reflects the other part and returns it to the laser chamber 10.
  • the light emitted from the laser chamber 10 reciprocates between the band narrowing module 14 and the spectral linewidth adjuster 15a.
  • This light is amplified each time it passes through the discharge space within the laser chamber 10 . Further, this light is band-narrowed each time it is folded back by the band-narrowing module 14, and becomes light having a steep wavelength distribution with a part of the range of wavelengths selected by the band-narrowing module 14 as the center wavelength.
  • the laser-oscillated and narrow-band light is output from the spectral line width adjuster 15a as the pulsed laser light B1.
  • the laser control processor 130 controls the rotary stage 14c included in the band narrowing module 14 via a driver (not shown).
  • the angle of incidence of the light beam incident on the grating 14b changes according to the rotation angle of the rotary stage 14c, and the wavelength selected by the band narrowing module 14 changes.
  • the laser control processor 130 controls the linear stage 15d included in the spectral linewidth adjuster 15a via a driver (not shown).
  • the wavefront of light traveling from the spectral line width adjuster 15a to the band narrowing module 14 changes according to the distance between the cylindrical plano-convex lens 15b and the cylindrical plano-concave lens 15c.
  • the spectral line width of the pulsed laser beam B1 changes as the wavefront changes.
  • the pulsed laser beam B1 output from the spectral linewidth adjuster 15a is guided to the rear mirror 24 of the laser amplifier PO.
  • the power supply device 22 of the laser amplifier PO When the power supply device 22 of the laser amplifier PO receives the oscillation trigger signal from the laser control processor 130, it applies a pulse-like high voltage according to the voltage command value between the discharge electrodes 21a and 21b. In response to the oscillation trigger signal to the laser oscillator MO1, the timing of the discharge between the discharge electrodes 21a and 21b is synchronized with the timing of the pulsed laser beam B1 entering the laser chamber 20 via the rear mirror 24 and the window 20a. A delay time of the oscillation trigger signal to the laser amplifier PO is set.
  • the pulsed laser beam B1 incident on the laser chamber 20 reciprocates between the rear mirror 24 and the output coupling mirror 25, and the pulse energy is amplified every time it passes through the discharge space between the discharge electrodes 21a and 21b.
  • the amplified light is output as pulsed laser light B2 from the output coupling mirror 25 of the laser amplifier PO.
  • the beam monitor 17b measures the wavelength of the pulsed laser beam B2 and transmits the measured wavelength to the laser control processor .
  • the laser control processor 130 feedback-controls the rotary stage 14c based on the target center wavelength ⁇ t received from the exposure control processor 210 and the measured wavelength. Further, the laser control processor 130 controls the rotary stage 14c even when the target center wavelength ⁇ t changes for each pulse, so that the pulsed laser beam B1 output from the laser oscillator MO1 and the pulsed laser beam output from the laser amplifier PO The central wavelength of light B2 can be changed for each pulse.
  • the beam monitor 17b measures the spectral linewidth of the pulsed laser beam B2 and transmits the measured spectral linewidth to the laser control processor .
  • the laser control processor 130 feedback-controls the linear stage 15d based on the target spectral linewidth ⁇ t received from the exposure control processor 210 and the measured spectral linewidth.
  • the beam monitor 17b measures the pulse energy of the pulsed laser beam B2 and transmits the measured pulse energy to the laser control processor .
  • the laser control processor 130 feedback-controls the voltage command values set in the power supply devices 12 and 22 based on the target pulse energy Et received from the exposure control processor 210 and the measured pulse energy.
  • the pulsed laser beam B ⁇ b>2 transmitted through the beam splitter 17 a enters the exposure device 200 .
  • FIGS. 3 to 5 show how the position of the scan field SF changes with respect to the position of the beam cross section B of the pulse laser beam B2 in the exposure apparatus 200.
  • FIG. The scan field SF corresponds to, for example, a region where some semiconductor chips out of many semiconductor chips formed on the work piece are formed.
  • a resist film is applied to the scan field SF.
  • the moving direction of the scan field SF is defined as the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the Y-axis direction within the plane of the scan field SF is defined as the X-axis direction.
  • the width of the scan field SF in the X-axis direction is the same as the width in the X-axis direction of the beam cross-section B of the pulsed laser beam B2 at the workpiece position.
  • the width of the scan field SF in the Y-axis direction is larger than the width W in the Y-axis direction of the beam cross section B of the pulsed laser beam B2 at the workpiece position.
  • FIG. 3 The procedure for exposing the scan field SF with the pulsed laser beam B2 is performed in the order of FIGS. 3, 4, and 5.
  • FIG. 3 the workpiece is positioned so that the +Y direction end SFy+ of the scan field SF is located at a predetermined distance in the ⁇ Y direction from the position of the ⁇ Y direction end By ⁇ of the beam cross section B.
  • a table WT is positioned.
  • the workpiece table WT is accelerated in the +Y direction.
  • the velocity of the workpiece table WT reaches V by the time the +Y-direction end SFy+ of the scan field SF coincides with the position of the -Y-direction end By- of the beam cross-section B.
  • FIG. As shown in FIG.
  • the scan field SF is exposed while the work piece table WT is moved so that the position of the scan field SF performs uniform linear motion at a velocity V with respect to the position of the beam cross section B.
  • the scan field SF is exposed. finish. In this manner, exposure is performed while the scan field SF moves with respect to the position of the beam cross section B.
  • F is the repetition frequency of the pulsed laser beam B2.
  • FIG. 6 shows an example of a wavelength sequence for multi-wavelength oscillation.
  • Each of t1 to t5 indicates the output timing of one pulse of the pulsed laser beam B2, and t1, t2, t3, t4, t5, t1, t2, t3, . . . t1 to t5 are repeated in this order.
  • the number of pulses corresponding to one period of the wavelength sequence is the number of pulses per period Kmax, and each integer from 1 to Kmax is k
  • the number of pulses per period Kmax is 5 in FIG. can be collectively denoted by tk.
  • Each of ⁇ 1 to ⁇ 3 indicates the target center wavelength of one pulse of the pulsed laser light B2 assigned to each of the pulses included in the wavelength sequence, and the wavelength increases in the order of ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3.
  • Imax be the number of target center wavelengths included in the wavelength sequence, and i be an individual integer from 1 to Imax, Imax is 3 in FIG. can.
  • the wavelength sequence includes columns specifying output timings t1 to t5, respectively, and rows specifying target center wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 3, respectively. "1” or “0” is entered in the fields identified by these columns and rows. "1” indicates that the pulsed laser beam B2 of the target center wavelength corresponding to the row is output at the output timing corresponding to the column.
  • One target center wavelength is set for each of the output timings t1 to t5, and only one "1” is entered in the column specified for each of the output timings t1 to t5. Columns other than "1" are filled with "0".
  • the wavelength sequence in FIG. 6 has output timings t1, t2, t3, t4, t5, t1, t2, t3, . . . , ⁇ 1, ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 3, ⁇ 1, ⁇ 1, ⁇ 2, . . . It defines that the center wavelength of the pulsed laser beam B2 is changed periodically by setting as follows.
  • FIG. 7 shows the integrated spectral shape to be obtained by the wavelength sequence shown in FIG.
  • the integrated spectrum shape is obtained by irradiating one point with the pulsed laser beam B2 having the number of N slit pulses of Ns while periodically changing the target central wavelength of the pulsed laser beam B2, so that the pulse spectrum shape of each pulse can be changed to N It refers to the spectrum shape obtained by integrating over the number of slit pulses Ns.
  • FIG. 7 shows an integrated spectrum shape having three peaks at target center wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 3, and peak intensities at target center wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 3 being higher than peak intensity at target center wavelength ⁇ 2.
  • the number of pulses whose target center wavelength is ⁇ 2.
  • the focal length of the exposure apparatus 200 depends on the wavelength of the pulsed laser beam B2.
  • the multi-wavelength pulsed laser beam B2 incident on the exposure apparatus 200 can be imaged at a plurality of different positions in the direction of the optical path axis of the pulsed laser beam B2, so that the depth of focus can be substantially increased. can. 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.
  • the cross-sectional shape of the developed resist film can be controlled.
  • FIG. 8 shows the target center wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 3 set based on the wavelength sequence shown in FIG. 6 in time series.
  • the breakdown of the target central wavelength included in the pulsed laser beam B2 with the N-slit pulse number Ns that is irradiated over the required time T from the output timing t1 is within the range of the arrow indicating the period of the required time T starting from the output timing t1. It is obtained by counting the target center wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3.
  • the pulsed laser beam B2 irradiated from the output timing t1 for the required time T includes five pulses with a target center wavelength of ⁇ 1, two pulses with a target center wavelength of ⁇ 2, and a pulse with a target center wavelength of ⁇ 3. contains four.
  • FIG. 9 shows the breakdown of the target center wavelength of the pulsed laser beam B2 with the N slit pulse number Ns that is irradiated over the required time T.
  • the N-slit pulse number Ns is constant at 11 even when the required time T starts from any of the output timings t1 to t5.
  • the breakdown of the target center wavelength fluctuates.
  • exposure of the scan field SF is performed while the scan field SF is moved with respect to the position of the beam cross section B. Therefore, depending on the position within the scan field SF, the integrated spectrum shape is will be different.
  • the N-slit pulse number Ns As a method of keeping the integrated spectrum shape constant without varying it, it is conceivable to set the N-slit pulse number Ns to a multiple of the pulse number Kmax within a period corresponding to one period of the wavelength sequence.
  • one of the repetition frequency F of the pulse laser beam B2 the speed V at which the scan field SF is moved, and the width W of the beam cross section B of the pulse laser beam B2 must be changed. and must be controlled accurately.
  • the intra-cycle pulse number Kmax to be a divisor of the N slit pulse number Ns.
  • the range of selection of the per-cycle pulse number Kmax is narrowed, it may become difficult to calculate a wavelength sequence for obtaining a desired integrated spectrum shape.
  • FIG. 10 schematically shows the configuration of the lithography system in the first embodiment.
  • the laser control processor 130 included in the laser device 100a transmits the pulse spectral shape g of the pulsed laser beam B2 to the exposure control processor 210 included in the exposure device 200a.
  • the exposure control processor 210 calculates the wavelength sequence and transmits the target center wavelength ⁇ i based on the wavelength sequence to the laser control processor 130 for each pulse.
  • the exposure control processor 210 in the first embodiment corresponds to the wavelength sequence calculation system in this disclosure.
  • the exposure control processor 210 may be connected to a server computer processor 310 outside the exposure apparatus 200a.
  • the server computer processor 310 is a processing device including a memory 312 storing a control program and a CPU 311 executing the control program. Memory 312 includes non-transitory computer-readable storage media.
  • Server computer processor 310 is specially configured or programmed to perform the various processes involved in this disclosure.
  • the server computer processor 310 instead of the exposure control processor 210 may perform the processes (S2 and S3) for calculating the target center wavelength ⁇ i, the number of assigned pulses Ji, and the wavelength sequence.
  • the server computer processor 310 corresponds to the wavelength sequence calculation system in this disclosure.
  • the combination of these processors corresponds to the wavelength sequence calculation system in the present disclosure.
  • FIG. 11 schematically shows the configuration of a laser device 100a according to the first embodiment.
  • Laser device 100 a includes laser oscillator MO 2 , laser amplifier PA, monitor module 17 , shutter 19 and laser control processor 130 .
  • Laser oscillator MO2 contains a solid-state laser and laser amplifier PA contains an excimer laser.
  • the laser device in the present disclosure is not limited to the laser device 100a shown in FIG. 11, and the laser device 100 shown in FIG. 2 may be used.
  • the laser oscillator MO2 includes a semiconductor laser 60, a titanium sapphire amplifier 71, a wavelength conversion system 72, a pumping laser 73, and a solid state laser control processor 13.
  • the semiconductor laser 60 is a laser system including a distributed feedback semiconductor laser DFB and a semiconductor optical amplifier SOA. Details of the semiconductor laser 60 will be described later with reference to FIG.
  • Titanium-sapphire amplifier 71 is an amplifier containing a titanium-sapphire crystal.
  • the pumping laser 73 is a laser device that outputs the second harmonic of a YLF (yttrium lithium fluoride) laser to excite the titanium sapphire crystal of the titanium sapphire amplifier 71 .
  • YLF yttrium lithium fluoride
  • the wavelength conversion system 72 is a system that includes an LBO (lithium triborate) crystal and a KBBF (potassium beryllium fluoroborate) crystal, and outputs the fourth harmonic of the incident light as a pulsed laser beam B1.
  • LBO lithium triborate
  • KBBF potassium beryllium fluoroborate
  • the solid-state laser control processor 13 is a processing device including a memory 13b storing a control program and a CPU 13a executing the control program.
  • Memory 13b includes a non-transitory computer-readable storage medium.
  • Solid-state laser control processor 13 is specially configured or programmed to perform various processes contained in this disclosure.
  • the solid-state laser control processor 13 is configured to be connected to and control the semiconductor laser 60, the wavelength conversion system 72, and the pumping laser 73, respectively.
  • the laser amplifier PA includes a laser chamber 30, a power supply 32, a concave mirror 34, and a convex mirror 35.
  • the configurations of the laser chamber 30 and the power supply 32 included in the laser amplifier PA are the same as those of the laser chamber 10 and the power supply 12 described with reference to FIG. 2, except that argon gas is used as the rare gas.
  • the reference numerals of the windows included in the laser chamber 30 are changed to 30a and 30b, and the reference numerals of the discharge electrodes are changed to 31a and 31b.
  • the convex mirror 35 is arranged on the optical path of the pulsed laser beam B1 output from the laser oscillator MO2 and passed through the laser chamber 30 .
  • the concave mirror 34 is arranged in the optical path of the pulsed laser beam B1 that has been reflected by the convex mirror 35 and passed through the laser chamber 30 again.
  • the configurations of the monitor module 17 and the laser control processor 130 are similar to the corresponding configurations in the laser device 100 described with reference to FIG.
  • the shutter 19 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam B2 that has passed through the monitor module 17 .
  • the shutter 19 is configured to switch between passing and blocking the pulsed laser beam B2 to the exposure device 200a.
  • the semiconductor laser 60 outputs a pulsed laser beam with a wavelength of approximately 773.6 nm, and the titanium-sapphire amplifier 71 amplifies and outputs this pulsed laser beam.
  • the wavelength conversion system 72 converts the pulsed laser beam with a wavelength of approximately 773.6 nm into the pulsed laser beam B1 with a wavelength of approximately 193.4 nm and outputs the pulsed laser beam B1 toward the laser amplifier PA.
  • the pulsed laser beam B1 incident on the laser amplifier PA passes through the discharge space in the laser chamber 30, is reflected by the convex mirror 35, and is given a beam divergence angle according to the curvature of the convex mirror 35. This pulsed laser beam B1 passes through the discharge space in the laser chamber 30 again.
  • the pulsed laser beam B1 that has been reflected by the convex mirror 35 and passed through the laser chamber 30 is reflected by the concave mirror 34 and returned to substantially parallel light.
  • This pulsed laser beam B1 passes through the discharge space in the laser chamber 30 once more, passes through the monitor module 17 as the pulsed laser beam B2, and is emitted to the outside of the laser device 100a.
  • a high voltage is applied to the discharge electrodes 31a and 31b so that discharge starts in the discharge space inside the laser chamber 30 when the pulsed laser beam B1 is incident on the window 30a of the laser chamber 30 from the laser oscillator MO2.
  • the pulse laser beam B1 has its beam width expanded by the convex mirror 35 and concave mirror 34, and its pulse energy is amplified while it passes through the discharge space three times.
  • the amplified light is output as pulsed laser light B2 from the window 30b of the laser amplifier PA.
  • FIG. 12 schematically shows the configuration of the semiconductor laser 60 in the first embodiment.
  • the semiconductor laser 60 includes a distributed feedback semiconductor laser DFB and a semiconductor optical amplifier SOA.
  • the distributed feedback semiconductor laser DFB includes a function generator 61 , a current controller 62 , a Peltier element 63 , a temperature controller 64 , a semiconductor laser element 65 and a temperature sensor 66 .
  • the semiconductor laser element 65 is a laser element whose oscillation wavelength can be changed by temperature or current value.
  • a current controller 62 is connected to the semiconductor laser element 65 .
  • a Peltier element 63 and a temperature sensor 66 are fixed to the semiconductor laser element 65 .
  • a temperature controller 64 is connected to the Peltier element 63 and the temperature sensor 66 .
  • the current controller 62 corresponds to the wavelength tuner in the present disclosure.
  • the semiconductor laser element 65 outputs CW (continuous wave) laser light with a wavelength of approximately 773.6 nm.
  • the temperature controller 64 supplies current to the Peltier device 63 according to the set temperature output from the solid-state laser control processor 13 .
  • the Peltier element 63 cools or heats the semiconductor laser element 65 by transferring thermal energy from one surface of the Peltier element 63 to the other according to the current supplied from the temperature control unit 64 . .
  • a temperature sensor 66 detects the temperature of the semiconductor laser element 65 .
  • the temperature controller 64 feedback-controls the current supplied to the Peltier element 63 based on the set temperature output from the solid-state laser control processor 13 and the temperature detected by the temperature sensor 66 . By controlling the semiconductor laser element 65 to the set temperature, the wavelength of the CW laser light output from the semiconductor laser element 65 can be maintained at a value around 773.6 nm.
  • the function generator 61 generates an electrical signal having a periodic waveform according to the control signal output from the solid-state laser control processor 13.
  • the current control section 62 periodically changes the current supplied to the semiconductor laser element 65 according to the waveform of the electrical signal generated by the function generator 61 .
  • the wavelength of the CW laser light output from the semiconductor laser element 65 changes periodically.
  • the semiconductor optical amplifier SOA amplifies the CW laser light output from the semiconductor laser element 65 into a pulsed shape and outputs the pulsed laser light toward the titanium-sapphire amplifier 71 .
  • the current supplied to the semiconductor laser element 65 makes it possible to change the central wavelengths of the pulsed laser light B1 output from the laser oscillator MO2 and the pulsed laser light B2 output from the laser amplifier PA for each pulse.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for calculating a wavelength sequence based on the target integrated spectral shape s in the first embodiment. .
  • the processing shown in FIG. 13 is mainly performed by the exposure control processor 210 included in the exposure device 200a, and part of the processing is performed by the laser control processor 130 included in the laser device 100a.
  • the laser control processor 130 sends the pulse spectral shape g to the exposure control processor 210 .
  • the pulse spectral shape g is the spectral shape of one pulse of the pulsed laser beam B2 output by the laser device 100a, and a specific example thereof will be described with reference to FIG. Details of the processing of S1 will be described with reference to FIG.
  • the exposure control processor 210 calculates the target center wavelength ⁇ i and the assigned number of pulses Ji.
  • the target center wavelength ⁇ i indicates the wavelength assigned to the multiple pulses included in the wavelength sequence to achieve the target integrated spectral shape s.
  • the assigned number of pulses Ji is the number of pulses of each target center wavelength ⁇ i per cycle of the wavelength sequence. Details of the processing of S2 will be described with reference to FIGS. 15 to 18. FIG.
  • the exposure control processor 210 calculates a wavelength sequence. Details of the processing of S3 will be described with reference to FIGS. 20 to 23. FIG.
  • the exposure control processor 210 transmits the target center wavelength ⁇ i to the laser control processor 130 for each pulse based on the wavelength sequence.
  • the exposure control processor 210 also sends the target pulse energy Et and the target spectral linewidth ⁇ t to the laser control processor 130 .
  • the exposure control processor 210 sends the trigger signal Tr to the laser control processor 130 .
  • the laser control processor 130 controls the laser device 100a to generate the pulsed laser beam B2 and output it to the exposure device 200a according to the target center wavelength ⁇ i, target pulse energy Et, target spectral linewidth ⁇ t, and trigger signal Tr. Control.
  • the exposure control processor 210 determines whether or not exposure has ended. For example, when the exposure of one semiconductor wafer is completed and the target integrated spectral shape s is to be changed, it is determined that the exposure has been completed. If the exposure has not ended (S8: NO), the process returns to S4. If the exposure has ended (S8: YES), the processing of this flowchart ends.
  • FIG. 14 is a flow chart showing the details of the process by which the laser control processor 130 transmits the pulse spectral shape g to the exposure control processor 210 .
  • the processing shown in FIG. 14 corresponds to the subroutine of S1 in FIG.
  • the laser control processor 130 receives the target spectral linewidth ⁇ t from the exposure control processor 210 .
  • the target spectral linewidth ⁇ t received here is the target spectral linewidth of the pulsed laser beam B2 generated for measuring the pulse spectral shape g.
  • the received target spectral linewidth ⁇ t is stored in memory 132 .
  • the laser control processor 130 controls the laser device 100a to generate the pulsed laser beam B2 according to the target spectral linewidth ⁇ t. At this time, the shutter 19 may be closed.
  • the laser control processor 130 measures the pulse spectral shape g of the pulsed laser beam B ⁇ b>2 with the monitor module 17 .
  • the monitor module 17 in this case corresponds to the spectrum detector in this disclosure.
  • the laser control processor 130 transmits the measured pulse spectral shape g to the exposure control processor 210 .
  • the processing of this flowchart ends, and the processing returns to the processing shown in FIG.
  • the laser control processor 130 reads from the memory 132 the data of the reference spectral shape and the target spectral linewidth ⁇ t that serve as the reference for the pulse spectral shape g, and transforms the reference spectral shape based on the target spectral linewidth ⁇ t.
  • a pulse spectral shape g may be obtained.
  • the reference spectral shape is, for example, a Gaussian spectral shape.
  • the laser control processor 130 may acquire the pulse spectral shape g by reading out from the memory 132 spectral shape data of a pulsed laser beam output from a laser device other than the laser device 100a.
  • Other laser devices are, for example, similar laser devices.
  • an average of spectral shapes of pulsed laser beams output from a plurality of laser devices of the same type may be obtained as the pulse spectral shape g.
  • the exposure control processor 210 may read the necessary data from the memory 212 to obtain the pulse spectral shape g. Further, when a monitor module (not shown) is provided inside the exposure apparatus 200a, the pulsed laser beam B2 may be output to the exposure apparatus 200a, and the pulse spectrum shape g may be measured by the monitor module inside the exposure apparatus 200a. good.
  • FIG. 15 is a flow chart showing details of the processing by the exposure control processor 210 to calculate the target center wavelength ⁇ i and number of assigned pulses Ji.
  • the processing shown in FIG. 15 corresponds to the subroutine of S2 in FIG.
  • the exposure control processor 210 acquires the target integrated spectral shape s and the pulse spectral shape g.
  • the target integrated spectral shape s may be one stored in memory 212 .
  • FIG. 16 shows an example of the target integrated spectrum shape s
  • FIG. 17 shows an example of the pulse spectrum shape g.
  • the horizontal axis indicates the wavelength as the deviation when the reference wavelength is 0
  • the vertical axis indicates the light intensity as the ratio when the peak value is 1.
  • exposure control processor 210 calculates Fourier transforms S and G of target integrated spectral shape s and pulse spectral shape g, respectively, as follows.
  • S F (s)
  • G F (g)
  • F(a) denotes the Fourier transform of function a.
  • the exposure control processor 210 calculates the inverse Fourier transform p of S/G obtained by dividing the Fourier transform S by the Fourier transform G as follows.
  • p F -1 (S/G)
  • F ⁇ 1 (A) denotes the inverse Fourier transform of function A.
  • S/G corresponds to the third function in this disclosure.
  • the calculation of the Fourier transform and the inverse Fourier transform is preferably performed by the fast Fourier transform (FFT) and the inverse fast Fourier transform (IFFT).
  • the inverse Fourier transform p contains values for each of the discrete wavelength components.
  • the exposure control processor 210 obtains the minimum value pmin that is greater than or equal to the first threshold among the values included in the inverse Fourier transform p.
  • the exposure control processor 210 integerizes the values contained in the function pm. Specifically, among the values included in the function pm, values less than 1 are set to 0, and values greater than or equal to 1 are rounded off to the nearest whole number. In S28, the exposure control processor 210 sets the wavelength corresponding to the value of 1 or more among the values included in the function pm as the target central wavelength ⁇ i, and sets the value obtained by rounding in S27 as the assigned pulse number Ji.
  • FIG. 18 shows the result of rounding off values of 1 or more, with values less than 1 included in the function pm being 0.
  • the horizontal axis indicates the wavelength as a deviation when the reference wavelength is 0, and the vertical axis indicates the assigned pulse number Ji obtained by integerizing the values contained in the function pm.
  • the assigned pulse number J1 for the target central wavelength ⁇ 1 is 2
  • the assigned pulse numbers J2 to J6 for the target central wavelengths ⁇ 2 to ⁇ 6 are all 1
  • the assigned pulse number J7 for the target central wavelength ⁇ 7 is 3.
  • the target center wavelength ⁇ i and the number of assigned pulses Ji are calculated.
  • FIG. 19 is a flow chart showing a modified example of processing for the exposure control processor 210 to calculate the target center wavelength ⁇ i and the number of assigned pulses Ji.
  • the process shown in FIG. 19 differs from the process shown in FIG. 15 in that S24a is added after S23 and S25a-S28a are performed instead of S25-S28.
  • the exposure control processor 210 obtains a normalized inverse Fourier transform pn by normalizing the inverse Fourier transform p so that the maximum value is 1. Specifically, the value contained in the inverse Fourier transform p is divided by its maximum value.
  • the normalized inverse Fourier transform pn corresponds to the fifth function in this disclosure.
  • the exposure control processor 210 acquires the minimum value pnmin that is greater than or equal to the second threshold among the values included in the normalized inverse Fourier transform pn.
  • the second threshold is preferably 0.1 or more and 0.2 or less.
  • the exposure control processor 210 integerizes the values contained in the function pnm. Specifically, among the values included in the function pnm, values less than 1 are set to 0, and values greater than or equal to 1 are rounded off.
  • the exposure control processor 210 sets the wavelength corresponding to the value of 1 or more among the values included in the function pnm as the target center wavelength ⁇ i, and sets the value obtained by rounding in S27a as the assigned pulse number Ji.
  • the process of this flow chart ends and returns to the process shown in FIG. Otherwise, the process shown in FIG. 19 is similar to that in FIG.
  • FIG. 20 is a flow chart showing the details of the process of calculating the wavelength sequence by the exposure control processor 210 .
  • the processing shown in FIG. 20 corresponds to the subroutine of S3 in FIG.
  • the exposure control processor 210 sums up the assigned pulse numbers Ji for all the target center wavelengths ⁇ i to calculate the per-cycle pulse number Kmax corresponding to one period of the wavelength sequence.
  • FIG. 21 shows the wavelength sequence before improvement calculated without applying the processes of S32 to S34 of FIG.
  • a target center wavelength ⁇ i is assigned to Kmax, that is, a plurality of pulses output at 10 output timings tk.
  • the correspondence relationship between the output timing tk and the target center wavelength ⁇ i is determined such that the larger the value of k, the larger the value of i.
  • the allocation interval IVi indicates how many pulses of time are spaced apart from each other in the wavelength sequence to arrange the target center wavelength ⁇ i.
  • the assignment interval IVi increases for the target center wavelength ⁇ i with the smaller assigned pulse number Ji.
  • the exposure control processor 210 assigns the target center wavelength ⁇ i with the assigned pulse number Ji of 2 or more to several pulses included in the wavelength sequence.
  • Each of the target center wavelengths ⁇ i for which the number of assigned pulses Ji is 2 or more corresponds to the first center wavelength in the present disclosure
  • FIG. 22 shows a state in which the target center wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 7 with the assigned pulse number Ji of 2 or more are assigned to several pulses included in the wavelength sequence in S33 of FIG. Specific allocation methods are as follows (a) to (c).
  • the target center wavelength ⁇ i is assigned in ascending order of the number of assigned pulses Ji. That is, the target center wavelength ⁇ 1 is assigned first, and then the target center wavelength ⁇ 7 is assigned.
  • the allocation interval IVi of the target center wavelength ⁇ i According to the allocation interval IVi of the target center wavelength ⁇ i. Therefore, the smaller the number of assigned pulses Ji is for the target center wavelength ⁇ i, the longer the time interval between the target center wavelengths ⁇ i. If the allocation interval IVi is not an integer, the allocation interval IVi is rounded or truncated to an integer after the decimal point. For example, a target center wavelength ⁇ 1 with an assigned pulse number J1 of 2 and an assigned interval IVi of 5 is assigned to pulses at output timings t1 and t6. In this way, by following the allocation interval IVi, the target center wavelength ⁇ 1 with the allocation pulse number J1 of 2 has a minimum time interval of 5 pulses in the wavelength sequence. value is maximum.
  • the target center wavelength ⁇ 7 with the assigned pulse number J7 of 3 and the assigned interval IVi of 10/3 is not assigned to the output timings t1 and t6, but assigned to the pulses at the output timings t2, t5, and t8.
  • the target center wavelength ⁇ 7 with the assigned number of pulses J7 of 3 has a minimum time interval of 3 pulses in the wavelength sequence, and in this allocation, the minimum time interval is the maximum.
  • the exposure control processor 210 assigns the target center wavelength ⁇ i with the assigned pulse number Ji of 1 to the remaining pulses included in the wavelength sequence.
  • Each of the target center wavelengths ⁇ i for which the number of assigned pulses Ji is 1 corresponds to the second center wavelength in the present disclosure.
  • FIG. 23 shows the improved wavelength sequence in which the target central wavelengths ⁇ 2 to ⁇ 6 with the assigned pulse number Ji of 1 are assigned to the remaining pulses included in the wavelength sequence in S34 of FIG.
  • the target center wavelengths ⁇ 2 to ⁇ 6 with the assigned pulse number Ji of 1 are not assigned to the pulse at the output timing tk to which the target center wavelength ⁇ i has already been assigned. That is, the target center wavelengths ⁇ 2 to ⁇ 6 with the assigned pulse number Ji of 1 are not assigned to the pulses at the output timings t1, t2, t5, t6, and t8, and are not assigned to the pulses at the output timings t3, t4, t7, t9, and t10. , are assigned so as not to overlap each other.
  • the wavelength sequence is calculated as described above. After S34, the process of the flowchart of FIG. 20 ends and returns to the process shown in FIG.
  • the exposure control processor 210 determines the pulse spectral shape g of the pulsed laser beam B2 and the target integrated spectral shape s to be realized by the pulsed laser beam B2 of a plurality of pulses. and get These multiple pulses are generated based on a wavelength sequence that periodically changes the central wavelength of the pulsed laser beam B2.
  • the exposure control processor 210 also sets a plurality of target central wavelengths ⁇ i assigned to a plurality of pulses to achieve the target integrated spectral shape s, and the number of pulses Ji assigned to each of the target central wavelengths ⁇ i, which is one of the wavelength sequences. The number of assigned pulses Ji per period is calculated.
  • the exposure control processor 210 sets each of at least one target center wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 7 for which the assigned pulse number Ji of the target center wavelength ⁇ i is 2 or more, and the smaller the assigned pulse number Ji, the larger the time interval between each other. and then assigning each of at least one target center wavelength ⁇ 2 to ⁇ 6 having an assigned pulse number Ji of 1 among the target center wavelengths ⁇ i to calculate a wavelength sequence.
  • the exposure control processor 210 sets the target central wavelength ⁇ i for each pulse based on the wavelength sequence, and transmits it to the laser device 100a.
  • the laser device 100a generates a pulsed laser beam B2 and outputs it to the exposure device 200a.
  • the exposure apparatus 200a exposes a workpiece within the exposure apparatus 200a to a pulsed laser beam B2 in order to manufacture an electronic device.
  • the bias in the arrangement of the target center wavelengths ⁇ i in the wavelength sequence can be suppressed. Therefore, the breakdown of the target center wavelength ⁇ i of the pulsed laser beam B2 irradiated over the required time T is suppressed from fluctuating depending on which one of the plurality of output timings tk defined by the wavelength sequence starts the required time T. can be Therefore, variation in the shape of the integrated spectrum depending on the position within the scan field SF is suppressed.
  • FIG. 24 shows ten accumulated spectral shapes obtained according to the wavelength sequence before improvement shown in FIG.
  • FIG. 25 shows overlaid ten integrated spectral shapes obtained according to the improved wavelength sequence shown in FIG.
  • the curves included in each of FIGS. 24 and 25 include ten curves, although some of the curves overlap each other.
  • the horizontal axis indicates the wavelength as a deviation when the reference wavelength is 0, and the vertical axis indicates the light intensity as a ratio when the maximum value max1 described later in FIG. 24 is 1.
  • the N slit pulse number Ns is set to 52.
  • the highest peak is the first peak and the second highest peak is the second peak.
  • the first peak is located near the target center wavelength ⁇ 7 and the second peak is located near the target center wavelength ⁇ 1.
  • the maximum value of the first peak is max1 and the minimum value of the first peak is min1.
  • the maximum value of the second peak is max2, and the minimum value of the second peak is min2.
  • the amount of variation V1 of the first peak and the amount of variation V2 of the second peak evaluated by the following formulas were 12.8% and 19.2%, respectively.
  • V1 (max1 ⁇ min1)/((max1+min1)/2) ⁇ 100
  • V2 (max2-min2)/((max2+min2)/2) ⁇ 100
  • the fluctuation amount V1 of the first peak and the fluctuation amount V2 of the second peak are improved to 6.4% and 9.6%, respectively, and it is found that the fluctuation of the integrated spectrum shape is suppressed. rice field.
  • the exposure control processor 210 performs the inverse Fourier transform of S/G obtained by dividing the Fourier transform S of the target integrated spectral shape s by the Fourier transform G of the pulse spectral shape g. Based on p, the target center wavelength ⁇ i is calculated. According to this, the appropriate target center wavelength ⁇ i can be calculated by deconvolving the target integrated spectral shape s with the pulse spectral shape g.
  • the exposure control processor 210 calculates the assigned pulse number Ji based on the inverse Fourier transform p. According to this, an appropriate assigned pulse number Ji can be calculated by deconvolution integral.
  • the exposure control processor 210 divides the inverse Fourier transform p by the minimum value pmin that is greater than or equal to the first threshold among the plurality of values included in the inverse Fourier transform p.
  • a center wavelength corresponding to one or more values among the values of the function pm thus obtained is calculated as the target center wavelength ⁇ i. According to this, the noise included in the inverse Fourier transform p can be removed, and the target center wavelength ⁇ i at which the assigned pulse number Ji is 1 or more can be calculated.
  • the exposure control processor 210 divides the inverse Fourier transform p by the minimum value pmin that is greater than or equal to the first threshold among the plurality of values included in the inverse Fourier transform p. Integer the value of the function pm obtained by The exposure control processor 210 calculates the central wavelength corresponding to one or more integer values as the target central wavelength ⁇ i, and assigns the number of pulses Ji to each target central wavelength ⁇ i corresponding to the integer value. Calculate as According to this, the target central wavelength ⁇ i can be set for each pulse contained in the pulsed laser beam B2 by integerizing the value of the function pm.
  • the exposure control processor 210 sets the values of the function pm that are less than 1 to 0, and rounds off the values of 1 or more to integerize the values of the function pm. . According to this, since all values less than 1 are discarded, the number of target center wavelengths ⁇ i can be suppressed, and lengthening of one period of the wavelength sequence can be suppressed.
  • the exposure control processor 210 obtains the normalized inverse Fourier transform pn by normalizing the inverse Fourier transform p so that the maximum value is one.
  • the exposure control processor 210 divides the function pnm obtained by dividing the inverse normalized Fourier transform pn by the minimum value pnmin that is equal to or greater than the second threshold among the plurality of values included in the inverse normalized Fourier transform pn.
  • a central wavelength corresponding to one or more of the values is calculated as the target central wavelength ⁇ i. According to this, by normalizing the inverse Fourier transform p, the relationship between the normalized inverse Fourier transform pn and the second threshold is stabilized, so that the target center wavelength ⁇ i can be calculated appropriately.
  • the exposure control processor 210 obtains the normalized inverse Fourier transform pn by normalizing the inverse Fourier transform p so that the maximum value is one.
  • the exposure control processor 210 divides the function pnm obtained by dividing the inverse normalized Fourier transform pn by the minimum value pnmin that is equal to or greater than the second threshold among the plurality of values included in the inverse normalized Fourier transform pn. Integerize the value.
  • the exposure control processor 210 calculates the central wavelength corresponding to one or more integer values as the target central wavelength ⁇ i, and assigns the number of pulses Ji to each target central wavelength ⁇ i corresponding to the integer value. Calculate as According to this, by normalizing the inverse Fourier transform p, the relationship between the normalized inverse Fourier transform pn and the second threshold is stabilized. lengthening of one cycle can be suppressed.
  • the exposure control processor 210 sets the value of the function pnm that is less than 1 to 0 and rounds off the value of 1 or more to integerize the value of the function pnm. . According to this, since all values less than 1 are discarded, the number of target center wavelengths ⁇ i can be suppressed, and lengthening of one period of the wavelength sequence can be suppressed.
  • the target center wavelengths with the assigned pulse numbers Ji of 2 or more include a plurality of target center wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 7 with different assigned pulse numbers Ji. .
  • the exposure control processor 210 assigns each of the target center wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 7 in ascending order of the assigned pulse number Ji. If the N-slit pulse number Ns is not a multiple of the intra-cycle pulse number Kmax, variations in the integrated spectrum shape cannot be completely eliminated.
  • the target center wavelength ⁇ 1 with a small assigned pulse number Ji is more likely than the target center wavelength ⁇ 7 with a large assigned pulse number Ji when the details of the target center wavelength ⁇ i of the pulsed laser beam B2 irradiated over the required time T fluctuate. has a large effect on the shape of the integrated spectrum. Therefore, by allocating the target center wavelength ⁇ 1 with priority over the target center wavelength ⁇ 7, the target center wavelength ⁇ 1 can be allocated substantially evenly within the wavelength sequence, and the integrated spectrum shape can be stabilized.
  • the exposure control processor 210 sets each of the target center wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 7 having an assigned pulse number Ji of 2 or more among the target center wavelengths ⁇ i to the minimum time interval of Allocate to maximize. According to this, each of the target center wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 7 can be allocated substantially equally within the wavelength sequence, and the integrated spectrum shape can be stabilized.
  • the laser device includes the semiconductor laser element 65 and the current control section 62 that changes the center wavelength of the pulse laser beam B2 by controlling the current flowing through the semiconductor laser element 65.
  • a pulsed laser beam B2 is generated by 100a. According to this, the central wavelength of the pulsed laser beam B2 can be controlled at high speed according to the wavelength sequence.
  • the pulse spectral shape g is acquired by the monitor module 17 positioned on the optical path of the pulse laser beam B2. According to this, the wavelength sequence can be accurately calculated from the measured value of the pulse spectrum shape g.
  • the reference spectral shape serving as the reference of the pulse spectral shape g and the target spectral linewidth ⁇ t are read from the memory 132 or 212, and the reference spectral shape is set to the target spectral linewidth ⁇ t.
  • the pulse spectral shape g may be obtained by transforming based on According to this, the pulse spectrum shape g can be acquired and the wavelength sequence can be calculated without actually measuring the pulse spectrum shape by the monitor module 17 .
  • the pulse spectral shape g may be obtained by reading out from the memory 132 or 212 the spectral shape of the pulsed laser light output from a laser device other than the laser device 100a. According to this, the pulse spectrum shape g can be obtained and the wavelength sequence can be calculated without actually measuring the pulse spectrum shape of the laser device 100a used.
  • the exposure apparatus 200a calculates the wavelength sequence and transmits the target center wavelength ⁇ i to the laser apparatus 100a based on the wavelength sequence. According to this, the laser device 100a can output the pulsed laser beam B2 based on the received target center wavelength ⁇ i, so that the configuration of the laser device 100a can be simplified. Otherwise, the first embodiment is the same as the comparative example.
  • FIG. 26 schematically shows the configuration of the lithography system in the second embodiment.
  • the exposure control processor 210 included in the exposure apparatus 200b calculates the wavelength sequence and transmits it to the laser control processor 130 included in the laser apparatus 100b. Based on the wavelength sequence, the laser control processor 130 sets the target central wavelength ⁇ i for each pulse and outputs the pulsed laser beam B2.
  • FIG. 27 is a flow chart showing a procedure for calculating a wavelength sequence based on the target integrated spectral shape s in the second embodiment.
  • the processing shown in FIG. 27 differs from the processing shown in FIG. 13 in that S4b is performed instead of S4 in FIG. 13 and S5b is added after S4b.
  • the exposure control processor 210 sends the wavelength sequence to the laser control processor 130.
  • the exposure control processor 210 also sends the target pulse energy Et and the target spectral linewidth ⁇ t to the laser control processor 130 .
  • the laser control processor 130 determines the target center wavelength ⁇ i for each pulse based on the wavelength sequence.
  • the exposure device 200b calculates the wavelength sequence and transmits it to the laser device 100b, and the laser device 100b sets the target center wavelength ⁇ i based on the wavelength sequence. do. According to this, the exposure apparatus 200b does not need to transmit the target center wavelength ⁇ i for each pulse, and the configurations of communication devices (not shown) included in the exposure apparatus 200b and the laser apparatus 100b can be simplified. Otherwise, the second embodiment is similar to the first embodiment.
  • FIG. 28 schematically shows the configuration of the lithography system in the third embodiment.
  • the exposure control processor 210 included in the exposure device 200c sends the target integrated spectral shape s to the laser control processor 130 included in the laser device 100c.
  • the laser control processor 130 calculates a wavelength sequence based on the target integrated spectral shape s, sets the target central wavelength ⁇ i based on the wavelength sequence, and outputs the pulsed laser beam B2.
  • the laser control processor 130 in the third embodiment corresponds to the wavelength sequence calculation system in the present disclosure.
  • the laser control processor 130 may be connected to a server computer processor 410 external to the laser device 100c.
  • the server computer processor 410 is a processing device including a memory 412 storing a control program and a CPU 411 executing the control program. Memory 412 includes non-transitory computer-readable storage media.
  • Server computer processor 410 is specially configured or programmed to perform the various processes involved in this disclosure.
  • the processing (S2c and S3c) for calculating the target center wavelength ⁇ i, the number of assigned pulses Ji, and the wavelength sequence may be performed by the server computer processor 410 instead of the laser control processor 130.
  • the server computer processor 410 corresponds to the wavelength sequence calculation system in this disclosure.
  • the combination of these processors corresponds to the wavelength sequence calculation system in the present disclosure.
  • FIG. 29 is a flowchart showing a procedure for calculating a wavelength sequence based on the target integrated spectral shape s in the third embodiment.
  • the processing shown in FIG. 29 differs from the processing shown in FIG. 27 in that S1c to S4c are performed instead of S1 to S4b in FIG.
  • the exposure control processor 210 transmits the target integrated spectral shape s to the laser control processor 130.
  • the laser control processor 130 calculates the target center wavelength ⁇ i and the assigned number of pulses Ji.
  • the processing of S2c is similar to that described with reference to FIGS.
  • the laser control processor 130 calculates the wavelength sequence.
  • the processing of S3c is similar to that described with reference to FIGS.
  • the exposure control processor 210 transmits the target pulse energy Et and the target spectral linewidth ⁇ t to the laser control processor 130.
  • the exposure device 200c transmits the target integrated spectral shape s to the laser device 100c, and the laser device 100c calculates the wavelength sequence and based on the wavelength sequence Set the target center wavelength ⁇ i. According to this, the exposure apparatus 200c only needs to transmit the target integrated spectral shape s, and the configuration of the exposure apparatus 200c can be simplified. Otherwise, the third embodiment is similar to the second embodiment.

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Abstract

電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光のパルススペクトル形状と、パルスレーザ光の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される複数のパルスのパルスレーザ光によって実現すべき目標積算スペクトル形状と、を取得し、目標積算スペクトル形状を実現するために複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長と、目標中心波長の各々の割り当てパルス数であって波長シーケンスの１周期あたりの割り当てパルス数と、を算出し、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が２以上である少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、割り当てパルス数が小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が１である少なくとも１つの第２の中心波長の各々を割り当てることにより、波長シーケンスを算出することを含む。

Description

電子デバイスの製造方法、レーザ装置、及び波長シーケンス算出システム
　本開示は、電子デバイスの製造方法、レーザ装置、及び波長シーケンス算出システムに関する。
　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レーザ装置という。
米国特許出願公開第２００９／００２６６６号明細書
概要
　本開示の１つの観点において、電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光のパルススペクトル形状と、パルスレーザ光の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される複数のパルスのパルスレーザ光によって実現すべき目標積算スペクトル形状と、を取得し、目標積算スペクトル形状を実現するために複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長と、目標中心波長の各々の割り当てパルス数であって波長シーケンスの１周期あたりの割り当てパルス数と、を算出し、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が２以上である少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、割り当てパルス数が小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が１である少なくとも１つの第２の中心波長の各々を割り当てることにより、波長シーケンスを算出し、波長シーケンスに基づいてパルスレーザ光をレーザ装置によって生成し、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。
　本開示の他の１つの観点において、レーザ装置は、パルスレーザ光の中心波長を変更可能なレーザ発振器と、レーザ発振器から出力されたパルスレーザ光のパルスエネルギーを増幅して出力可能なレーザ増幅器と、プロセッサと、を備える。プロセッサは、パルスレーザ光のパルススペクトル形状と、パルスレーザ光の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される複数のパルスのパルスレーザ光によって実現すべき目標積算スペクトル形状と、を取得し、目標積算スペクトル形状を実現するために複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長と、目標中心波長の各々の割り当てパルス数であって波長シーケンスの１周期あたりの割り当てパルス数と、を算出し、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が２以上である少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、割り当てパルス数が小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が１である少なくとも１つの第２の中心波長の各々を割り当てることにより、波長シーケンスを算出し、波長シーケンスに基づいてレーザ発振器を制御する。
　本開示の他の１つの観点において、波長シーケンス算出システムは、波長シーケンス算出プログラムを記憶した非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、ＣＰＵと、を備える。ＣＰＵは、波長シーケンス算出プログラムを実行することにより、パルスレーザ光のパルススペクトル形状と、パルスレーザ光の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される複数のパルスのパルスレーザ光によって実現すべき目標積算スペクトル形状と、を取得し、目標積算スペクトル形状を実現するために複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長と、目標中心波長の各々の割り当てパルス数であって波長シーケンスの１周期あたりの割り当てパルス数と、を算出し、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が２以上である少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、割り当てパルス数が小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、目標中心波長のうちの割り当てパルス数が１である少なくとも１つの第２の中心波長の各々を割り当てることにより、波長シーケンスを算出する処理を行う。
　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、比較例におけるリソグラフィシステムの構成を概略的に示す。 図２は、比較例におけるレーザ装置の構成を概略的に示す。 図３は、露光装置においてパルスレーザ光のビーム断面の位置に対してスキャンフィールドの位置が変化する説明する図である。 図４は、露光装置においてパルスレーザ光のビーム断面の位置に対してスキャンフィールドの位置が変化する説明する図である。 図５は、露光装置においてパルスレーザ光のビーム断面の位置に対してスキャンフィールドの位置が変化する説明する図である。 図６は、多波長発振の波長シーケンスの例を示す。 図７は、図６に示される波長シーケンスによって得ようとする積算スペクトル形状を示す。 図８は、図６に示される波長シーケンスに基づいて設定される目標中心波長を時系列で示す。 図９は、所要時間Ｔにわたって照射されるＮスリットパルス数のパルスレーザ光の目標中心波長の内訳を示す。 図１０は、第１の実施形態におけるリソグラフィシステムの構成を概略的に示す。 図１１は、第１の実施形態におけるレーザ装置の構成を概略的に示す。 図１２は、第１の実施形態における半導体レーザの構成を概略的に示す。 図１３は、第１の実施形態において目標積算スペクトル形状に基づいて波長シーケンスを算出する手順を示すフローチャートである。 図１４は、レーザ制御プロセッサがパルススペクトル形状を露光制御プロセッサに送信する処理の詳細を示すフローチャートである。 図１５は、露光制御プロセッサが目標中心波長及び割り当てパルス数を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。 図１６は、目標積算スペクトル形状の例を示す。 図１７は、パルススペクトル形状の例を示す。 図１８は、関数ｐｍに含まれる値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を四捨五入した結果を示す。 図１９は、露光制御プロセッサが目標中心波長及び割り当てパルス数を算出する処理の変形例を示すフローチャートである。 図２０は、露光制御プロセッサが波長シーケンスを算出する処理の詳細を示すフローチャートである。 図２１は、図２０のＳ３２～Ｓ３４の処理を適用せずに算出された改善前の波長シーケンスを示す。 図２２は、図２０のＳ３３において割り当てパルス数が２以上である目標中心波長を波長シーケンスに含まれる幾つかのパルスに割り当てた状態を示す。 図２３は、図２０のＳ３４において割り当てパルス数が１である目標中心波長を波長シーケンスに含まれる残りのパルスに割り当てた改善後の波長シーケンスを示す。 図２４は、図２１に示される改善前の波長シーケンスに従って得られる１０通りの積算スペクトル形状を重ねて示す。 図２５は、図２３に示される改善後の波長シーケンスに従って得られる１０通りの積算スペクトル形状を重ねて示す。 図２６は、第２の実施形態におけるリソグラフィシステムの構成を概略的に示す。 図２７は、第２の実施形態において目標積算スペクトル形状に基づいて波長シーケンスを算出する手順を示すフローチャートである。 図２８は、第３の実施形態におけるリソグラフィシステムの構成を概略的に示す。 図２９は、第３の実施形態において目標積算スペクトル形状に基づいて波長シーケンスを算出する手順を示すフローチャートである。
実施形態
＜内容＞
１．比較例
　１．１　リソグラフィシステム
　１．２　露光装置２００
　　１．２．１　構成
　　１．２．２　動作
　１．３　レーザ装置１００
　　１．３．１　構成
　　１．３．２　動作
　１．４　スキャン露光
　１．５　多波長発振
　１．６　比較例の課題
２．目標中心波長の各々を互いの時間間隔が大きくなるように複数のパルスに割り当てる波長シーケンスの算出方法
　２．１　構成
　２．２　動作
　２．３　半導体レーザ６０
　　２．３．１　構成
　　２．３．２　動作
　２．４　目標積算スペクトル形状ｓに基づく波長シーケンスの算出
　　２．４．１　メインフロー
　　２．４．２　パルススペクトル形状ｇの送信
　　２．４．３　目標中心波長λｉ及び割り当てパルス数Ｊｉの算出
　　２．４．４　波長シーケンスの算出
　２．５　作用
３．露光制御プロセッサ２１０がレーザ制御プロセッサ１３０に波長シーケンスを送信する実施形態
　３．１　構成
　３．２　目標積算スペクトル形状ｓに基づく波長シーケンスの算出
　３．３　作用
４．レーザ制御プロセッサ１３０が波長シーケンスを算出する実施形態
　４．１　構成
　４．２　目標積算スペクトル形状ｓに基づく波長シーケンスの算出
　４．３　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
　１．１　リソグラフィシステム
　図１は、比較例におけるリソグラフィ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。
　リソグラフィシステムは、レーザ装置１００と、露光装置２００と、を含む。図１においてはレーザ装置１００が簡略化して示されている。
　レーザ装置１００は、レーザ制御プロセッサ１３０を含む。レーザ制御プロセッサ１３０は、制御プログラムが記憶されたメモリ１３２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（central processing unit）１３１と、を含む処理装置である。メモリ１３２は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。レーザ制御プロセッサ１３０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。レーザ装置１００は、パルスレーザ光Ｂ２を生成して露光装置２００に向けて出力するように構成されている。
　１．２　露光装置２００
　　１．２．１　構成
　図１に示されるように、露光装置２００は、照明光学系２０１と、投影光学系２０２と、露光制御プロセッサ２１０と、を含む。
　照明光学系２０１は、レーザ装置１００から入射したパルスレーザ光Ｂ２によって、レチクルステージＲＴ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２０２は、レチクルを透過したパルスレーザ光Ｂ２を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ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２１０は、制御プログラムが記憶されたメモリ２１２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ２１１と、を含む処理装置である。メモリ２１２は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。露光制御プロセッサ２１０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２１０は、露光装置２００の制御を統括する。
　　１．２．２　動作
　露光制御プロセッサ２１０は、目標中心波長λｔ、目標パルスエネルギーＥｔ、及び目標スペクトル線幅Δλｔを含む各種パラメータと、トリガ信号Ｔｒと、をレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、これらのパラメータ及び信号に従ってレーザ装置１００を制御する。
　露光制御プロセッサ２１０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Ｂ２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１００
　　１．３．１　構成
　図２は、比較例におけるレーザ装置１００の構成を概略的に示す。図２においては露光装置２００が簡略化して示されている。
　レーザ装置１００は、レーザ制御プロセッサ１３０の他に、レーザ発振器ＭＯ１と、レーザ増幅器ＰＯと、モニタモジュール１７と、を含む。レーザ発振器ＭＯ１及びレーザ増幅器ＰＯはそれぞれエキシマレーザを含む。
　レーザ発振器ＭＯ１は、レーザチャンバ１０と、電源装置１２と、狭帯域化モジュール１４と、スペクトル線幅調節器１５ａと、を含むマスターオシレータである。狭帯域化モジュール１４及びスペクトル線幅調節器１５ａは第１の光共振器を構成する。
　レーザチャンバ１０は、第１の光共振器の光路に配置されている。レーザチャンバ１０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は、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂを内部に備えている。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。
　電源装置１２は放電電極１１ａに接続される。放電電極１１ｂは接地電位に接続される。
　狭帯域化モジュール１４は、プリズム１４ａと、グレーティング１４ｂと、回転ステージ１４ｃと、を含む。プリズム１４ａは、ウインドウ１０ａから出射した光ビームの光路に配置されている。プリズム１４ａは、光ビームが入出射するプリズム１４ａの表面が放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に平行となるように配置されている。回転ステージ１４ｃは、レーザ制御プロセッサ１３０に接続された図示しないドライバを含む。プリズム１４ａは、回転ステージ１４ｃによって放電方向に平行な軸周りに回転可能となっている。
　グレーティング１４ｂは、プリズム１４ａを透過した光ビームの光路に配置されている。グレーティング１４ｂの溝の方向は、放電方向に平行である。
　スペクトル線幅調節器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、リニアステージ１５ｄ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。リニアステージ１５ｄは、レーザ制御プロセッサ１３０に接続された図示しないドライバを含む。
　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の凹面はそれぞれ放電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。
　スペクトル線幅調節器１５ａから出力されたパルスレーザ光Ｂ１の光路に、レーザ増幅器ＰＯが配置されている。
　レーザ増幅器ＰＯは、レーザチャンバ２０と、電源装置２２と、リアミラー２４と、出力結合ミラー２５と、を含むパワーオシレータである。リアミラー２４及び出力結合ミラー２５は第２の光共振器を構成する。
　リアミラー２４及び出力結合ミラー２５の各々は、部分反射ミラーで構成されている。リアミラー２４は出力結合ミラー２５よりも高い反射率を有する。
　レーザチャンバ２０は、第２の光共振器の光路に配置されている。レーザチャンバ２０にはウインドウ２０ａ及び２０ｂが設けられている。
　レーザチャンバ２０は、一対の放電電極２１ａ及び２１ｂを内部に備えている。レーザチャンバ２０に封入されるレーザガスはレーザチャンバ１０に封入されるものと同様である。
　電源装置２２は放電電極２１ａに接続される。放電電極２１ｂは接地電位に接続される。
　モニタモジュール１７は、ビームスプリッタ１７ａとビームモニタ１７ｂとを含む。ビームスプリッタ１７ａは出力結合ミラー２５から出力されたパルスレーザ光Ｂ２の光路に配置されている。ビームモニタ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Ｂ２の光路に配置されている。ビームスプリッタ１７ａを透過したパルスレーザ光Ｂ２が露光装置２００に出力される。
　　１．３．２　動作
　レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から受信した目標中心波長λｔに基づいて狭帯域化モジュール１４に制御信号を送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から受信した目標スペクトル線幅Δλｔに基づいてスペクトル線幅調節器１５ａに制御信号を送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から受信した目標パルスエネルギーＥｔに基づいて、レーザ発振器ＭＯ１及びレーザ増幅器ＰＯの電源装置１２及び２２にそれぞれ電圧指令値を設定する。
　レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から受信したトリガ信号Ｔｒに基づく発振トリガ信号を電源装置１２及び２２に送信する。
　レーザ発振器ＭＯ１の電源装置１２は、レーザ制御プロセッサ１３０から発振トリガ信号を受信すると、電圧指令値に応じたパルス状の高電圧を放電電極１１ａ及び１１ｂの間に印加する。
　放電電極１１ａ及び１１ｂの間に高電圧が印加されると、放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電空間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザガスが励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザガスが、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内で発生した光は、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。ウインドウ１０ａから出射した光は、狭帯域化モジュール１４に入射する。狭帯域化モジュール１４に入射した光は、プリズム１４ａによってビーム幅を拡大させられて、グレーティング１４ｂに入射する。
　グレーティング１４ｂに入射した光は、グレーティング１４ｂ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は、グレーティング１４ｂ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。
　これにより、狭帯域化モジュール１４に入射した光のうちの所望波長付近の光がレーザチャンバ１０に戻される。
　スペクトル線幅調節器１５ａは、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パルスレーザ光Ｂ１として出力し、他の一部を反射してレーザチャンバ１０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とスペクトル線幅調節器１５ａとの間で往復する。この光は、レーザチャンバ１０内の放電空間を通過する度に増幅される。また、この光は、狭帯域化モジュール１４によって折り返される度に狭帯域化され、狭帯域化モジュール１４による選択波長の範囲の一部を中心波長とした急峻な波長分布を有する光となる。こうしてレーザ発振し狭帯域化された光が、スペクトル線幅調節器１５ａからパルスレーザ光Ｂ１として出力される。
　レーザ制御プロセッサ１３０は、図示しないドライバを介して狭帯域化モジュール１４に含まれる回転ステージ１４ｃを制御する。回転ステージ１４ｃの回転角度に応じて、グレーティング１４ｂに入射する光ビームの入射角が変化し、狭帯域化モジュール１４によって選択される波長が変化する。
　レーザ制御プロセッサ１３０は、図示しないドライバを介してスペクトル線幅調節器１５ａに含まれるリニアステージ１５ｄを制御する。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との距離に応じて、スペクトル線幅調節器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Ｂ１のスペクトル線幅が変化する。
　スペクトル線幅調節器１５ａから出力されたパルスレーザ光Ｂ１はレーザ増幅器ＰＯのリアミラー２４に導かれる。
　レーザ増幅器ＰＯの電源装置２２は、レーザ制御プロセッサ１３０から発振トリガ信号を受信すると、電圧指令値に応じたパルス状の高電圧を放電電極２１ａ及び２１ｂの間に印加する。放電電極２１ａ及び２１ｂの間に放電が起こるタイミングと、パルスレーザ光Ｂ１がリアミラー２４及びウインドウ２０ａを介してレーザチャンバ２０に入射するタイミングとが同期するように、レーザ発振器ＭＯ１への発振トリガ信号に対するレーザ増幅器ＰＯへの発振トリガ信号の遅延時間が設定される。
　レーザチャンバ２０に入射したパルスレーザ光Ｂ１は、リアミラー２４と出力結合ミラー２５との間で往復し、放電電極２１ａ及び２１ｂの間の放電空間を通過する度にパルスエネルギーが増幅される。増幅された光が、レーザ増幅器ＰＯの出力結合ミラー２５からパルスレーザ光Ｂ２として出力される。
　ビームモニタ１７ｂは、パルスレーザ光Ｂ２の波長を計測し、計測された波長をレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から受信した目標中心波長λｔと、計測された波長と、に基づいて回転ステージ１４ｃをフィードバック制御する。またレーザ制御プロセッサ１３０は、目標中心波長λｔがパルスごとに変化する場合にも回転ステージ１４ｃを制御することで、レーザ発振器ＭＯ１から出力されるパルスレーザ光Ｂ１及びレーザ増幅器ＰＯから出力されるパルスレーザ光Ｂ２の中心波長をパルスごとに変更可能となっている。
　ビームモニタ１７ｂは、パルスレーザ光Ｂ２のスペクトル線幅を計測し、計測されたスペクトル線幅をレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から受信した目標スペクトル線幅Δλｔと、計測されたスペクトル線幅と、に基づいてリニアステージ１５ｄをフィードバック制御する。
　ビームモニタ１７ｂは、パルスレーザ光Ｂ２のパルスエネルギーを計測し、計測されたパルスエネルギーをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から受信した目標パルスエネルギーＥｔと、計測されたパルスエネルギーと、に基づいて電源装置１２及び２２に設定される電圧指令値をフィードバック制御する。
　ビームスプリッタ１７ａを透過したパルスレーザ光Ｂ２は、露光装置２００へ入射する。
　１．４　スキャン露光
　図３～図５は、露光装置２００においてパルスレーザ光Ｂ２のビーム断面Ｂの位置に対してスキャンフィールドＳＦの位置が変化する様子を示す。スキャンフィールドＳＦは、例えば、ワークピースに形成される多数の半導体チップのうちのいくつかの半導体チップが形成される領域に相当する。スキャンフィールドＳＦにはレジスト膜が塗布されている。スキャンフィールドＳＦの移動方向をＹ軸方向とし、スキャンフィールドＳＦの面内でＹ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向とする。スキャンフィールドＳＦのＸ軸方向の幅は、パルスレーザ光Ｂ２のワークピースの位置におけるビーム断面ＢのＸ軸方向の幅と同一である。スキャンフィールドＳＦのＹ軸方向の幅は、パルスレーザ光Ｂ２のワークピースの位置におけるビーム断面ＢのＹ軸方向の幅Ｗより大きい。
　パルスレーザ光Ｂ２によりスキャンフィールドＳＦを露光する手順は、図３、図４、図５の順で行われる。まず、図３に示されるように、ビーム断面Ｂの－Ｙ方向の端Ｂｙ－の位置に対してスキャンフィールドＳＦの＋Ｙ方向の端ＳＦｙ＋が－Ｙ方向に所定距離離れて位置するようにワークピーステーブルＷＴが位置決めされる。そして、ワークピーステーブルＷＴが＋Ｙ方向に加速される。ビーム断面Ｂの－Ｙ方向の端Ｂｙ－の位置に対してスキャンフィールドＳＦの＋Ｙ方向の端ＳＦｙ＋が一致するときまでに、ワークピーステーブルＷＴの速度はＶとなる。図４に示されるように、ビーム断面Ｂの位置に対してスキャンフィールドＳＦの位置が速度Ｖで等速直線運動するようにワークピーステーブルＷＴを移動させながら、スキャンフィールドＳＦが露光される。図５に示されるように、ビーム断面Ｂの＋Ｙ方向の端Ｂｙ＋の位置をスキャンフィールドＳＦの－Ｙ方向の端ＳＦｙ－が通過するまでワークピーステーブルＷＴが移動されたら、スキャンフィールドＳＦの露光が終了する。このように、ビーム断面Ｂの位置に対してスキャンフィールドＳＦが移動しながら露光が行われる。
　パルスレーザ光Ｂ２のビーム断面Ｂの幅Ｗに相当する距離をスキャンフィールドＳＦが速度Ｖで移動するための所要時間Ｔは、以下の通りである。
　　　Ｔ＝Ｗ／Ｖ
　スキャンフィールドＳＦのうちの任意の１箇所に照射されるパルスレーザ光Ｂ２の照射パルス数をＮスリットパルス数Ｎｓといい、これは所要時間Ｔにおいて生成されるパルスレーザ光Ｂ２のパルス数と同一であり、以下の通りである。
　　　Ｎｓ＝Ｆ・Ｔ
ここで、Ｆはパルスレーザ光Ｂ２の繰返し周波数である。
　１．５　多波長発振
　図６は、多波長発振の波長シーケンスの例を示す。
　ｔ１～ｔ５の各々はパルスレーザ光Ｂ２の１つのパルスの出力タイミングを示し、時間の経過に従って、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ１、ｔ２、ｔ３、．．．の順でｔ１～ｔ５が繰り返されるものとする。波長シーケンスの１周期に相当するパルス数を周期内パルス数Ｋｍａｘとし、１からＫｍａｘまでの個々の整数をｋとすると、図６において周期内パルス数Ｋｍａｘは５であり、出力タイミングｔ１～ｔ５をまとめてｔｋで示すことができる。
　λ１～λ３の各々は、波長シーケンスに含まれるパルスの各々に割り当てられるパルスレーザ光Ｂ２の１つのパルスの目標中心波長を示し、λ１、λ２、λ３の順で波長が大きくなるものとする。波長シーケンスに含まれる目標中心波長の数をＩｍａｘとし、１からＩｍａｘまでの個々の整数をｉとすると、図６においてＩｍａｘは３であり、目標中心波長λ１～λ３をまとめてλｉで示すことができる。
　波長シーケンスは、出力タイミングｔ１～ｔ５をそれぞれ特定する列と、目標中心波長λ１～λ３をそれぞれ特定する行と、を含む。これらの列及び行で特定される欄には「１」又は「０」が記入されている。「１」は、その列に該当する出力タイミングで、その行に該当する目標中心波長のパルスレーザ光Ｂ２を出力することを示す。出力タイミングｔ１～ｔ５の各々で設定される目標中心波長は１つであり、出力タイミングｔ１～ｔ５の各々で特定される列には１つだけ「１」が記入される。「１」以外の欄は「０」で埋められる。
　以上から、図６の波長シーケンスは、出力タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ１、ｔ２、ｔ３、．．．において、それぞれ目標中心波長をλ１、λ１、λ２、λ３、λ３、λ１、λ１、λ２、．．．のように設定して、パルスレーザ光Ｂ２の中心波長を周期的に変更することを規定している。
　図７は、図６に示される波長シーケンスによって得ようとする積算スペクトル形状を示す。積算スペクトル形状とは、パルスレーザ光Ｂ２の目標中心波長を周期的に変更しながら、Ｎスリットパルス数Ｎｓのパルスレーザ光Ｂ２を１箇所に照射することで、個々のパルスのパルススペクトル形状をＮスリットパルス数Ｎｓにわたって積算して得られるスペクトル形状をいう。図７には、目標中心波長λ１～λ３の３つのピークを有し、目標中心波長λ１及びλ３におけるピーク強度が目標中心波長λ２におけるピーク強度より高い積算スペクトル形状が示されている。図７のような積算スペクトル形状を得ようとする場合には、図６に示されるように、目標中心波長がλ１であるパルスのパルス数、及び目標中心波長がλ３であるパルスのパルス数を、目標中心波長がλ２であるパルスのパルス数より多くすることが考えられる。
　露光装置２００における焦点距離は、パルスレーザ光Ｂ２の波長に依存する。多波長発振して露光装置２００に入射したパルスレーザ光Ｂ２は、パルスレーザ光Ｂ２の光路軸の方向において複数の異なる位置で結像することができるので、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。積算スペクトル形状を所望の形状に制御することで、現像したレジスト膜の断面形状を制御することができる。
　１．６　比較例の課題
　しかしながら、図６に示される波長シーケンスを設定しても、図７のような積算スペクトル形状が得られないことがある。これは、スキャンフィールドＳＦのうちの１箇所に照射されるパルスレーザ光Ｂ２のＮスリットパルス数Ｎｓは一定であるとしても、Ｎスリットパルス数Ｎｓのパルスレーザ光Ｂ２の目標中心波長の内訳が変動し得るためである。これについて図８及び図９を参照しながら説明する。
　図８は、図６に示される波長シーケンスに基づいて設定される目標中心波長λ１～λ３を時系列で示す。例えば、出力タイミングｔ１から所要時間Ｔにわたって照射されるＮスリットパルス数Ｎｓのパルスレーザ光Ｂ２に含まれる目標中心波長の内訳は、出力タイミングｔ１から始まる所要時間Ｔの期間を示す矢印の範囲内の目標中心波長λ１、λ２、及びλ３をカウントすることで求められる。出力タイミングｔ１から所要時間Ｔにわたって照射されるパルスレーザ光Ｂ２には、目標中心波長をλ１とするパルスが５個、目標中心波長をλ２とするパルスが２個、目標中心波長をλ３とするパルスが４個含まれている。
　図９は、所要時間Ｔにわたって照射されるＮスリットパルス数Ｎｓのパルスレーザ光Ｂ２の目標中心波長の内訳を示す。図９に示されるように、出力タイミングｔ１～ｔ５のいずれから所要時間Ｔを開始しても、Ｎスリットパルス数Ｎｓは１１で一定であるが、所要時間Ｔにわたって照射されるパルスレーザ光Ｂ２の目標中心波長の内訳が変動する。図３～図５を参照しながら説明したように、ビーム断面Ｂの位置に対してスキャンフィールドＳＦが移動しながらスキャンフィールドＳＦの露光が行われるので、スキャンフィールドＳＦ内の位置によって積算スペクトル形状が異なることになる。
　積算スペクトル形状を変動させず一定にする方法として、Ｎスリットパルス数Ｎｓを波長シーケンスの１周期に相当する周期内パルス数Ｋｍａｘの倍数とすることが考えられる。しかし、Ｎスリットパルス数Ｎｓを変えるには、パルスレーザ光Ｂ２の繰返し周波数Ｆ、スキャンフィールドＳＦを移動させる速度Ｖ、及びパルスレーザ光Ｂ２のビーム断面Ｂの幅Ｗのいずれかを変更しなければならず、かつ正確に制御する必要がある。これとは逆に、周期内パルス数ＫｍａｘをＮスリットパルス数Ｎｓの約数とすることが考えられる。しかし、周期内パルス数Ｋｍａｘの選択の幅を狭くすると、所望の積算スペクトル形状を得るための波長シーケンスを算出することが困難となり得る。
２．目標中心波長の各々を互いの時間間隔が大きくなるように複数のパルスに割り当てる波長シーケンスの算出方法
　２．１　構成
　図１０は、第１の実施形態におけるリソグラフィシステムの構成を概略的に示す。第１の実施形態において、レーザ装置１００ａに含まれるレーザ制御プロセッサ１３０はパルスレーザ光Ｂ２のパルススペクトル形状ｇを露光装置２００ａに含まれる露光制御プロセッサ２１０に送信する。露光制御プロセッサ２１０は、波長シーケンスを算出し、波長シーケンスに基づく目標中心波長λｉをパルスごとにレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。第１の実施形態における露光制御プロセッサ２１０は本開示における波長シーケンス算出システムに相当する。
　露光制御プロセッサ２１０は、露光装置２００ａの外部のサーバーコンピュータプロセッサ３１０に接続されていてもよい。サーバーコンピュータプロセッサ３１０は、制御プログラムが記憶されたメモリ３１２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ３１１と、を含む処理装置である。メモリ３１２は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。サーバーコンピュータプロセッサ３１０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。以下の説明において目標中心波長λｉ、割り当てパルス数Ｊｉ、及び波長シーケンスを算出する処理（Ｓ２及びＳ３）は、露光制御プロセッサ２１０の代わりにサーバーコンピュータプロセッサ３１０が行うこととしてもよい。この場合、サーバーコンピュータプロセッサ３１０は本開示における波長シーケンス算出システムに相当する。Ｓ２及びＳ３の一部を露光制御プロセッサ２１０が行い、他の一部を他のプロセッサが行う場合は、それらのプロセッサの組み合わせが本開示における波長シーケンス算出システムに相当する。
　図１１は、第１の実施形態におけるレーザ装置１００ａの構成を概略的に示す。レーザ装置１００ａは、レーザ発振器ＭＯ２と、レーザ増幅器ＰＡと、モニタモジュール１７と、シャッター１９と、レーザ制御プロセッサ１３０と、を含む。レーザ発振器ＭＯ２は固体レーザを含み、レーザ増幅器ＰＡはエキシマレーザを含む。但し、本開示におけるレーザ装置は図１１に示されるレーザ装置１００ａに限定されず、図２に示されるレーザ装置１００が用いられてもよい。
　レーザ発振器ＭＯ２は、半導体レーザ６０と、チタンサファイヤ増幅器７１と、波長変換システム７２と、ポンピングレーザ７３と、固体レーザ制御プロセッサ１３と、を含む。
　半導体レーザ６０は、分布帰還型半導体レーザＤＦＢ及び半導体光増幅器ＳＯＡを含むレーザシステムである。半導体レーザ６０の詳細については図１２を参照しながら後述する。
　チタンサファイヤ増幅器７１は、チタンサファイヤ結晶を含む増幅器である。
　ポンピングレーザ７３は、チタンサファイヤ増幅器７１のチタンサファイヤ結晶を励起するために、ＹＬＦ（yttrium lithium fluoride）レーザの第２高調波を出力するレーザ装置である。
　波長変換システム７２は、ＬＢＯ（lithium triborate）結晶とＫＢＢＦ（potassium beryllium fluoroborate）結晶とを含み、入射光の第４高調波をパルスレーザ光Ｂ１として出力するシステムである。
　固体レーザ制御プロセッサ１３は、制御プログラムが記憶されたメモリ１３ｂと、制御プログラムを実行するＣＰＵ１３ａと、を含む処理装置である。メモリ１３ｂは、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。固体レーザ制御プロセッサ１３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。固体レーザ制御プロセッサ１３は、半導体レーザ６０と、波長変換システム７２と、ポンピングレーザ７３と、にそれぞれ接続され、これらを制御するように構成されている。
　レーザ増幅器ＰＡは、レーザチャンバ３０と、電源装置３２と、凹面ミラー３４と、凸面ミラー３５と、を含む。レーザ増幅器ＰＡに含まれるレーザチャンバ３０及び電源装置３２の構成は、レアガスとしてアルゴンガスを用いる点以外は、図２を参照しながら説明したレーザチャンバ１０及び電源装置１２の構成と同様である。なお、レーザチャンバ３０に含まれるウインドウの符号は３０ａ及び３０ｂに変更され、放電電極の符号は３１ａ及び３１ｂに変更されている。
　凸面ミラー３５は、レーザ発振器ＭＯ２から出力されてレーザチャンバ３０を通過したパルスレーザ光Ｂ１の光路に配置されている。
　凹面ミラー３４は、凸面ミラー３５によって反射されてレーザチャンバ３０をふたたび通過したパルスレーザ光Ｂ１の光路に配置されている。
　モニタモジュール１７及びレーザ制御プロセッサ１３０の構成は、図２を参照しながら説明したレーザ装置１００において対応する構成と同様である。
　シャッター１９は、モニタモジュール１７を透過したパルスレーザ光Ｂ２の光路に位置する。シャッター１９は、露光装置２００ａへのパルスレーザ光Ｂ２の通過と遮断とを切り替え可能に構成されている。
　２．２　動作
　レーザ発振器ＭＯ２において、半導体レーザ６０は、波長約７７３．６ｎｍのパルスレーザ光を出力し、チタンサファイヤ増幅器７１は、このパルスレーザ光を増幅して出力する。波長変換システム７２は、波長約７７３．６ｎｍのパルスレーザ光を波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光Ｂ１に変換してレーザ増幅器ＰＡに向けて出力する。
　レーザ増幅器ＰＡに入射したパルスレーザ光Ｂ１は、レーザチャンバ３０内の放電空間を通過した後、凸面ミラー３５によって反射されるとともに、凸面ミラー３５の曲率に応じたビーム拡がり角を与えられる。このパルスレーザ光Ｂ１は、レーザチャンバ３０内の放電空間をふたたび通過する。
　凸面ミラー３５によって反射されてレーザチャンバ３０を通過したパルスレーザ光Ｂ１は、凹面ミラー３４によって反射されるとともに、ほぼ平行光に戻される。このパルスレーザ光Ｂ１はレーザチャンバ３０内の放電空間をさらに１回通過し、パルスレーザ光Ｂ２としてモニタモジュール１７を通過してレーザ装置１００ａの外部に出射する。
　レーザ発振器ＭＯ２からレーザチャンバ３０のウインドウ３０ａにパルスレーザ光Ｂ１が入射するときにレーザチャンバ３０内の放電空間で放電が開始するように、放電電極３１ａ及び３１ｂに高電圧が印加される。パルスレーザ光Ｂ１は、凸面ミラー３５及び凹面ミラー３４によってビーム幅を拡大され、放電空間を３回通過する間にパルスエネルギーが増幅される。増幅された光が、レーザ増幅器ＰＡのウインドウ３０ｂからパルスレーザ光Ｂ２として出力される。
　２．３　半導体レーザ６０
　　２．３．１　構成
　図１２は、第１の実施形態における半導体レーザ６０の構成を概略的に示す。半導体レーザ６０は、分布帰還型半導体レーザＤＦＢと、半導体光増幅器ＳＯＡと、を含む。
　分布帰還型半導体レーザＤＦＢは、ファンクションジェネレータ６１と、電流制御部６２と、ペルチェ素子６３と、温度制御部６４と、半導体レーザ素子６５と、温度センサ６６と、を含む。
　半導体レーザ素子６５は、温度又は電流値によって発振波長を変更可能なレーザ素子である。半導体レーザ素子６５には電流制御部６２が接続されている。また、半導体レーザ素子６５にはペルチェ素子６３と温度センサ６６とが固定されている。ペルチェ素子６３と温度センサ６６とには温度制御部６４が接続されている。電流制御部６２は、本開示における波長調節器に相当する。
　　２．３．２　動作
　半導体レーザ素子６５は、波長約７７３．６ｎｍのＣＷ（continuous wave）レーザ光を出力する。
　温度制御部６４は、固体レーザ制御プロセッサ１３から出力される設定温度に従い、ペルチェ素子６３に電流を供給する。ペルチェ素子６３は、温度制御部６４から供給される電流に従って、ペルチェ素子６３の１つの面から他の１つの面へ向かう方向に熱エネルギーを移動させることにより、半導体レーザ素子６５を冷却又は加熱する。温度センサ６６は、半導体レーザ素子６５の温度を検出する。温度制御部６４は、固体レーザ制御プロセッサ１３から出力された設定温度と温度センサ６６によって検出された温度とに基づいて、ペルチェ素子６３に供給する電流をフィードバック制御する。半導体レーザ素子６５を設定温度に制御することにより、半導体レーザ素子６５から出力されるＣＷレーザ光の波長を７７３．６ｎｍ付近の値に維持することができる。
　ファンクションジェネレータ６１は、固体レーザ制御プロセッサ１３から出力される制御信号に従い、周期的な波形を有する電気信号を生成する。電流制御部６２は、ファンクションジェネレータ６１で生成された電気信号の波形に従い、半導体レーザ素子６５に供給される電流を周期的に変化させる。これにより、半導体レーザ素子６５から出力されるＣＷレーザ光の波長が周期的に変化する。
　半導体光増幅器ＳＯＡは、半導体レーザ素子６５から出力されたＣＷレーザ光をパルス状に増幅し、チタンサファイヤ増幅器７１に向けてパルスレーザ光を出力する。半導体レーザ素子６５に供給される電流によって、レーザ発振器ＭＯ２から出力されるパルスレーザ光Ｂ１及びレーザ増幅器ＰＡから出力されるパルスレーザ光Ｂ２の中心波長をパルスごとに変更可能となっている。
　２．４　目標積算スペクトル形状ｓに基づく波長シーケンスの算出
　　２．４．１　メインフロー
　図１３は、第１の実施形態において目標積算スペクトル形状ｓに基づいて波長シーケンスを算出する手順を示すフローチャートである。図１３に示される処理は、主として露光装置２００ａに含まれる露光制御プロセッサ２１０によって行われ、一部の処理はレーザ装置１００ａに含まれるレーザ制御プロセッサ１３０によって行われる。
　Ｓ１において、レーザ制御プロセッサ１３０は、パルススペクトル形状ｇを露光制御プロセッサ２１０に送信する。パルススペクトル形状ｇは、レーザ装置１００ａが出力するパルスレーザ光Ｂ２の１つのパルスのスペクトル形状であり、その具体例については図１７を参照しながら説明する。Ｓ１の処理の詳細については、図１４を参照しながら説明する。
　Ｓ２において、露光制御プロセッサ２１０は、目標中心波長λｉ及び割り当てパルス数Ｊｉを算出する。目標中心波長λｉは、目標積算スペクトル形状ｓを実現するために波長シーケンスに含まれる複数のパルスに割り当てられる波長を示す。割り当てパルス数Ｊｉは、波長シーケンスの１周期あたりの目標中心波長λｉの各々のパルス数である。Ｓ２の処理の詳細については、図１５～図１８を参照しながら説明する。
　Ｓ３において、露光制御プロセッサ２１０は、波長シーケンスを算出する。Ｓ３の処理の詳細については、図２０～図２３を参照しながら説明する。
　Ｓ４において、露光制御プロセッサ２１０は、波長シーケンスに基づいて、パルスごとに目標中心波長λｉをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。また、露光制御プロセッサ２１０は、目標パルスエネルギーＥｔ及び目標スペクトル線幅Δλｔをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。
　Ｓ６において、露光制御プロセッサ２１０は、トリガ信号Ｔｒをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。
　Ｓ７において、レーザ制御プロセッサ１３０は、目標中心波長λｉ、目標パルスエネルギーＥｔ、目標スペクトル線幅Δλｔ、及びトリガ信号Ｔｒに従って、パルスレーザ光Ｂ２を生成して露光装置２００ａに出力するようレーザ装置１００ａを制御する。
　Ｓ８において、露光制御プロセッサ２１０は、露光が終了したか否かを判定する。例えば、１枚の半導体ウエハの露光が終了し、且つ、目標積算スペクトル形状ｓを変更する場合は、露光が終了したと判定する。露光が終了していない場合（Ｓ８：ＮＯ）、Ｓ４に処理を戻す。露光が終了した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、本フローチャートの処理は終了する。
　　２．４．２　パルススペクトル形状ｇの送信
　図１４は、レーザ制御プロセッサ１３０がパルススペクトル形状ｇを露光制御プロセッサ２１０に送信する処理の詳細を示すフローチャートである。図１４に示される処理は、図１３のＳ１のサブルーチンに相当する。
　Ｓ１１において、レーザ制御プロセッサ１３０は、露光制御プロセッサ２１０から目標スペクトル線幅Δλｔを受信する。ここで受信する目標スペクトル線幅Δλｔは、パルススペクトル形状ｇを計測するために生成されるパルスレーザ光Ｂ２の目標スペクトル線幅である。受信した目標スペクトル線幅Δλｔはメモリ１３２に記憶される。
　Ｓ１２において、レーザ制御プロセッサ１３０は、目標スペクトル線幅Δλｔに従ってパルスレーザ光Ｂ２を生成するようレーザ装置１００ａを制御する。このとき、シャッター１９は閉められていてもよい。
　Ｓ１３において、レーザ制御プロセッサ１３０は、パルスレーザ光Ｂ２のパルススペクトル形状ｇをモニタモジュール１７によって計測する。この場合のモニタモジュール１７は本開示におけるスペクトル検出器に相当する。
　Ｓ１４において、レーザ制御プロセッサ１３０は、計測されたパルススペクトル形状ｇを露光制御プロセッサ２１０に送信する。
　Ｓ１４の後、本フローチャートの処理は終了し、図１３に示される処理に戻る。
　図１４において、モニタモジュール１７によってパルススペクトル形状ｇを取得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。
　（ａ）レーザ制御プロセッサ１３０は、パルススペクトル形状ｇの基準となる基準スペクトル形状及び目標スペクトル線幅Δλｔのデータをメモリ１３２から読み出し、基準スペクトル形状を目標スペクトル線幅Δλｔに基づいて変形することによりパルススペクトル形状ｇを取得してもよい。基準スペクトル形状は、例えばガウス分布状のスペクトル形状である。
　（ｂ）また、レーザ制御プロセッサ１３０は、レーザ装置１００ａとは別のレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のスペクトル形状のデータをメモリ１３２から読み出すことによりパルススペクトル形状ｇを取得してもよい。別のレーザ装置は、例えば同種のレーザ装置である。また、同種の複数のレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のスペクトル形状の平均をパルススペクトル形状ｇとして取得してもよい。
　図１３のＳ１及び図１４において、レーザ制御プロセッサ１３０がパルススペクトル形状ｇを露光制御プロセッサ２１０に送信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。上記の（ａ）又は（ｂ）において、レーザ制御プロセッサ１３０の代わりに、露光制御プロセッサ２１０が、必要なデータをメモリ２１２から読み出して、パルススペクトル形状ｇを取得してもよい。また、露光装置２００ａの内部に図示しないモニタモジュールが設けられている場合に、パルスレーザ光Ｂ２を露光装置２００ａに出力し、露光装置２００ａの内部のモニタモジュールでパルススペクトル形状ｇを計測してもよい。
　　２．４．３　目標中心波長λｉ及び割り当てパルス数Ｊｉの算出
　図１５は、露光制御プロセッサ２１０が目標中心波長λｉ及び割り当てパルス数Ｊｉを算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図１５に示される処理は、図１３のＳ２のサブルーチンに相当する。
　Ｓ２１において、露光制御プロセッサ２１０は、目標積算スペクトル形状ｓ及びパルススペクトル形状ｇを取得する。目標積算スペクトル形状ｓは、メモリ２１２に記憶されているものであってもよい。
　図１６に、目標積算スペクトル形状ｓの例を示し、図１７に、パルススペクトル形状ｇの例を示す。これらの図において、横軸は基準波長を０としたときの偏差で波長を示し、縦軸はピーク値を１としたときの比率で光強度を示す。パルススペクトル形状ｇ及び目標積算スペクトル形状ｓは、波長成分ごとの光強度を規定しているので、波長の関数とみなすことができ、それぞれ本開示における第１及び第２の関数に相当する。
　図１５を再び参照し、Ｓ２２において、露光制御プロセッサ２１０は、目標積算スペクトル形状ｓ及びパルススペクトル形状ｇのそれぞれのフーリエ変換Ｓ及びＧを以下のように算出する。
　　　Ｓ＝Ｆ（ｓ）
　　　Ｇ＝Ｆ（ｇ）
Ｆ（ａ）は関数ａのフーリエ変換を示す。
　Ｓ２３において、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ変換Ｓをフーリエ変換Ｇで除算して得られたＳ／Ｇのフーリエ逆変換ｐを以下のように算出する。
　　　ｐ＝Ｆ－１（Ｓ／Ｇ）
Ｆ－１（Ａ）は関数Ａのフーリエ逆変換を示す。Ｓ／Ｇは本開示における第３の関数に相当する。
　フーリエ変換及びフーリエ逆変換の計算は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）及び高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ）によって行うことが望ましい。フーリエ逆変換ｐは離散的な波長成分の各々に対する値を含む。
　Ｓ２５において、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ逆変換ｐに含まれる値のうちの第１の閾値以上であって最小の値ｐｍｉｎを取得する。
　Ｓ２６において、露光制御プロセッサ２１０は、以下のようにフーリエ逆変換ｐを値ｐｍｉｎで除算することにより関数ｐｍを算出する。
　　　ｐｍ＝ｐ／ｐｍｉｎ
　関数ｐｍは本開示における第４の関数に相当する。
　Ｓ２７において、露光制御プロセッサ２１０は、関数ｐｍに含まれる値を整数化する。具体的には、関数ｐｍに含まれる値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を小数点以下で四捨五入する。
　Ｓ２８において、露光制御プロセッサ２１０は、関数ｐｍに含まれる値のうち、１以上の値に対応する波長を目標中心波長λｉとし、Ｓ２７において四捨五入して得られた値を割り当てパルス数Ｊｉとする。
　図１８に、関数ｐｍに含まれる値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を四捨五入した結果を示す。横軸は基準波長を０としたときの偏差で波長を示し、縦軸は関数ｐｍに含まれる値を整数化して得られた割り当てパルス数Ｊｉを示す。図１８においては、目標中心波長λ１の割り当てパルス数Ｊ１が２、目標中心波長λ２～λ６の割り当てパルス数Ｊ２～Ｊ６がいずれも１、目標中心波長λ７の割り当てパルス数Ｊ７が３となっている。
　以上のようにして、目標中心波長λｉ及び割り当てパルス数Ｊｉが算出される。
　Ｓ２８の後、本フローチャートの処理は終了し、図１３に示される処理に戻る。
　図１９は、露光制御プロセッサ２１０が目標中心波長λｉ及び割り当てパルス数Ｊｉを算出する処理の変形例を示すフローチャートである。図１９に示される処理は、Ｓ２３の次にＳ２４ａが追加され、Ｓ２５～Ｓ２８の代わりにＳ２５ａ～Ｓ２８ａが行われる点で図１５に示される処理と異なる。
　Ｓ２４ａにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ逆変換ｐを最大値が１となるように規格化することにより、規格化フーリエ逆変換ｐｎを取得する。具体的には、フーリエ逆変換ｐに含まれる値をその最大値で除算する。規格化フーリエ逆変換ｐｎは本開示における第５の関数に相当する。
　Ｓ２５ａにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、規格化フーリエ逆変換ｐｎに含まれる値のうちの第２の閾値以上であって最小の値ｐｎｍｉｎを取得する。第２の閾値は、０．１以上、０．２以下が好ましい。
　Ｓ２６ａにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、以下のように規格化フーリエ逆変換ｐｎを値ｐｎｍｉｎで除算することにより関数ｐｎｍを算出する。
　　　ｐｎｍ＝ｐｎ／ｐｎｍｉｎ
　関数ｐｎｍは本開示における第６の関数に相当する。
　Ｓ２７ａにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、関数ｐｎｍに含まれる値を整数化する。具体的には、関数ｐｎｍに含まれる値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を四捨五入する。
　Ｓ２８ａにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、関数ｐｎｍに含まれる値のうち、１以上の値に対応する波長を目標中心波長λｉとし、Ｓ２７ａにおいて四捨五入して得られた値を割り当てパルス数Ｊｉとする。
　Ｓ２８ａの後、本フローチャートの処理は終了し、図１３に示される処理に戻る。
　他の点については、図１９に示される処理は図１５と同様である。
　　２．４．４　波長シーケンスの算出
　図２０は、露光制御プロセッサ２１０が波長シーケンスを算出する処理の詳細を示すフローチャートである。図２０に示される処理は、図１３のＳ３のサブルーチンに相当する。
　Ｓ３１において、露光制御プロセッサ２１０は、割り当てパルス数Ｊｉを目標中心波長λｉのすべてについて合計することにより、波長シーケンスの１周期に相当する周期内パルス数Ｋｍａｘを算出する。図１８に示される例では、以下の式により周期内パルス数Ｋｍａｘは１０となる。
　　　Ｋｍａｘ＝２＋１＋１＋１＋１＋１＋３＝１０
　図２１に、図２０のＳ３２～Ｓ３４の処理を適用せずに算出された改善前の波長シーケンスを示す。図２１に示されるように、Ｋｍａｘ個、すなわち１０個の出力タイミングｔｋで出力される複数のパルスに、目標中心波長λｉが割り当てられている。出力タイミングｔｋと目標中心波長λｉとの対応関係は、ｋの値が大きいほどｉの値が大きくなるように定められている。
　図２０を再び参照し、Ｓ３２において、露光制御プロセッサ２１０は、割り当てパルス数Ｊｉが２以上である目標中心波長λｉの割り当て間隔ＩＶｉを以下の式により算出する。
　　　ＩＶｉ＝Ｋｍａｘ／Ｊｉ
　割り当て間隔ＩＶｉは波長シーケンスにおいて何パルス分の時間間隔を空けて当該目標中心波長λｉを配置するかを示す。割り当てパルス数Ｊｉが小さい目標中心波長λｉほど、割り当て間隔ＩＶｉが大きくなる。
　Ｓ３３において、露光制御プロセッサ２１０は、割り当てパルス数Ｊｉが２以上である目標中心波長λｉを波長シーケンスに含まれる幾つかのパルスに割り当てる。割り当てパルス数Ｊｉが２以上である目標中心波長λｉの各々は、本開示における第１の中心波長に相当する
　図２２に、図２０のＳ３３において割り当てパルス数Ｊｉが２以上である目標中心波長λ１及びλ７を波長シーケンスに含まれる幾つかのパルスに割り当てた状態を示す。具体的な割り当て方法は以下の（ａ）～（ｃ）の通りである。
（ａ）割り当てパルス数Ｊｉが小さいものから順に目標中心波長λｉを割り当てる。すなわち、先に目標中心波長λ１を割り当て、その後、目標中心波長λ７を割り当てる。
（ｂ）目標中心波長λｉの割り当て間隔ＩＶｉに従う。従って、割り当てパルス数Ｊｉが小さい目標中心波長λｉほど、当該目標中心波長λｉの互いの時間間隔が大きくなる。割り当て間隔ＩＶｉが整数ではない場合、割り当て間隔ＩＶｉを四捨五入し、又は小数点以下を切り捨てて整数化する。例えば、割り当てパルス数Ｊ１が２であり割り当て間隔ＩＶｉが５である目標中心波長λ１は、出力タイミングｔ１及びｔ６のパルスに割り当てられる。このように、割り当て間隔ＩＶｉに従うことで、割り当てパルス数Ｊ１が２である目標中心波長λ１は、波長シーケンスにおける時間間隔の最小値が５パルス分の時間となり、この割り当ての場合に時間間隔の最小値が最大となる。
（ｃ）すでに目標中心波長λｉの割り当て先となった出力タイミングｔｋには、別の目標中心波長λｉの割り当てを行わない。例えば、割り当てパルス数Ｊ７が３であり割り当て間隔ＩＶｉが１０／３である目標中心波長λ７は、出力タイミングｔ１及びｔ６には割り当てられず、出力タイミングｔ２、ｔ５、及びｔ８のパルスに割り当てられる。これにより、割り当てパルス数Ｊ７が３である目標中心波長λ７は、波長シーケンスにおける時間間隔の最小値が３パルス分の時間となり、この割り当ての場合に時間間隔の最小値が最大となる。
　図２０を再び参照し、Ｓ３４において、露光制御プロセッサ２１０は、割り当てパルス数Ｊｉが１である目標中心波長λｉを波長シーケンスに含まれる残りのパルスに割り当てる。割り当てパルス数Ｊｉが１である目標中心波長λｉの各々は、本開示における第２の中心波長に相当する。
　図２３に、図２０のＳ３４において割り当てパルス数Ｊｉが１である目標中心波長λ２～λ６を波長シーケンスに含まれる残りのパルスに割り当てた改善後の波長シーケンスを示す。
　割り当てパルス数Ｊｉが１である目標中心波長λ２～λ６を割り当てる場合、すでに目標中心波長λｉの割り当て先となった出力タイミングｔｋのパルスには、別の目標中心波長λｉの割り当てを行わない。すなわち、割り当てパルス数Ｊｉが１である目標中心波長λ２～λ６は、出力タイミングｔ１、ｔ２、ｔ５、ｔ６、及びｔ８のパルスには割り当てられず、出力タイミングｔ３、ｔ４、ｔ７、ｔ９、及びｔ１０のいずれかのパルスに、互いに重複しないように割り当てられる。
　以上のようにして、波長シーケンスが算出される。
　Ｓ３４の後、図２０のフローチャートの処理は終了し、図１３に示される処理に戻る。
　２．５　作用
　（１）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、パルスレーザ光Ｂ２のパルススペクトル形状ｇと、複数のパルスのパルスレーザ光Ｂ２によって実現すべき目標積算スペクトル形状ｓと、を取得する。この複数のパルスは、パルスレーザ光Ｂ２の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される。また、露光制御プロセッサ２１０は、目標積算スペクトル形状ｓを実現するために複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長λｉと、目標中心波長λｉの各々の割り当てパルス数Ｊｉであって波長シーケンスの１周期あたりの割り当てパルス数Ｊｉと、を算出する。また、露光制御プロセッサ２１０は、目標中心波長λｉのうちの割り当てパルス数Ｊｉが２以上である少なくとも１つの目標中心波長λ１及びλ７の各々を、割り当てパルス数Ｊｉが小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、目標中心波長λｉのうちの割り当てパルス数Ｊｉが１である少なくとも１つの目標中心波長λ２～λ６の各々を割り当てることにより、波長シーケンスを算出する。露光制御プロセッサ２１０は、波長シーケンスに基づいてパルスごとに目標中心波長λｉを設定してレーザ装置１００ａに送信する。レーザ装置１００ａは、パルスレーザ光Ｂ２を生成して露光装置２００ａに出力する。露光装置２００ａは、電子デバイスを製造するために、露光装置２００ａ内でワークピース上にパルスレーザ光Ｂ２を露光する。
　これによれば、波長シーケンスにおける目標中心波長λｉの配置の偏りが抑制され得る。このため、所要時間Ｔにわたって照射されるパルスレーザ光Ｂ２の目標中心波長λｉの内訳が、波長シーケンスで規定される複数の出力タイミングｔｋのいずれから所要時間Ｔを開始するかによって変動することが抑制され得る。従って、スキャンフィールドＳＦ内の位置によって積算スペクトル形状が変動することが抑制される。
　図２４に、図２１に示される改善前の波長シーケンスに従って得られる１０通りの積算スペクトル形状を重ねて示す。図２５に、図２３に示される改善後の波長シーケンスに従って得られる１０通りの積算スペクトル形状を重ねて示す。図２４及び図２５の各々に含まれる曲線は互いに重なっている部分もあるが１０本の曲線を含む。図２４及び図２５において、横軸は基準波長を０としたときの偏差で波長を示し、縦軸は図２４における後述の最大値ｍａｘ１を１としたときの比率で光強度を示す。図２４及び図２５において、Ｎスリットパルス数Ｎｓは５２とした。
　図２４及び図２５に含まれる曲線の各々において、最も高いピークを第１ピークとし、２番目に高いピークを第２ピークとする。いずれの曲線においても、第１ピークは目標中心波長λ７の付近に位置し、第２ピークは目標中心波長λ１の付近に位置する。
　図２４及び図２５の各々に含まれる１０本の曲線において、第１ピークの最大値をｍａｘ１とし、第１ピークの最小値をｍｉｎ１とする。第２ピークの最大値をｍａｘ２とし、第２ピークの最小値をｍｉｎ２とする。
　図２４において、以下の式で評価される第１ピークの変動量Ｖ１及び第２ピークの変動量Ｖ２はそれぞれ１２．８％及び１９．２％であった。
　　　Ｖ１＝（ｍａｘ１－ｍｉｎ１）／（（ｍａｘ１＋ｍｉｎ１）／２）×１００
　　　Ｖ２＝（ｍａｘ２－ｍｉｎ２）／（（ｍａｘ２＋ｍｉｎ２）／２）×１００
　これに対し、図２５において、第１ピークの変動量Ｖ１及び第２ピークの変動量Ｖ２はそれぞれ６．４％及び９．６％に改善され、積算スペクトル形状の変動が抑制されることがわかった。
　（２）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、パルススペクトル形状ｇのフーリエ変換Ｇで目標積算スペクトル形状ｓのフーリエ変換Ｓを除算して得られたＳ／Ｇのフーリエ逆変換ｐに基づいて、目標中心波長λｉを算出する。
　これによれば、目標積算スペクトル形状ｓをパルススペクトル形状ｇにより逆畳み込み積分することで、適切な目標中心波長λｉを算出できる。
　（３）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ逆変換ｐに基づいて割り当てパルス数Ｊｉを算出する。
　これによれば、逆畳み込み積分により、適切な割り当てパルス数Ｊｉを算出できる。
　（４）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ逆変換ｐに含まれる複数の値のうちの第１の閾値以上であって最小の値ｐｍｉｎでフーリエ逆変換ｐを除算して得られた関数ｐｍの値のうち１以上の値に対応する中心波長を目標中心波長λｉとして算出する。
　これによれば、フーリエ逆変換ｐに含まれるノイズを除去し、割り当てパルス数Ｊｉが１以上となる目標中心波長λｉを算出できる。
　（５）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ逆変換ｐに含まれる複数の値のうちの第１の閾値以上であって最小の値ｐｍｉｎでフーリエ逆変換ｐを除算して得られた関数ｐｍの値を整数化する。露光制御プロセッサ２１０は、整数化された値のうち１以上の値に対応する中心波長を目標中心波長λｉとして算出し、整数化された値を対応する目標中心波長λｉの各々の割り当てパルス数Ｊｉとして算出する。
　これによれば、関数ｐｍの値を整数化することで、パルスレーザ光Ｂ２に含まれるパルスごとに目標中心波長λｉを設定できる。
　（６）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、関数ｐｍの値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を四捨五入することにより関数ｐｍの値を整数化する。
　これによれば、１未満の値はすべて切り捨てられるので、目標中心波長λｉの数が抑制され、波長シーケンスの１周期が長くなることが抑制され得る。
　（７）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ逆変換ｐを最大値が１となるように規格化することにより、規格化フーリエ逆変換ｐｎを取得する。露光制御プロセッサ２１０は、規格化フーリエ逆変換ｐｎに含まれる複数の値のうちの第２の閾値以上であって最小の値ｐｎｍｉｎで規格化フーリエ逆変換ｐｎを除算して得られた関数ｐｎｍの値のうち１以上の値に対応する中心波長を目標中心波長λｉとして算出する。
　これによれば、フーリエ逆変換ｐを規格化することにより、規格化フーリエ逆変換ｐｎと第２の閾値との関係が安定化するので、目標中心波長λｉの算出を適切に行い得る。
　（８）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、フーリエ逆変換ｐを最大値が１となるように規格化することにより、規格化フーリエ逆変換ｐｎを取得する。露光制御プロセッサ２１０は、規格化フーリエ逆変換ｐｎに含まれる複数の値のうちの第２の閾値以上であって最小の値ｐｎｍｉｎで規格化フーリエ逆変換ｐｎを除算して得られた関数ｐｎｍの値を整数化する。露光制御プロセッサ２１０は、整数化された値のうち１以上の値に対応する中心波長を目標中心波長λｉとして算出し、整数化された値を対応する目標中心波長λｉの各々の割り当てパルス数Ｊｉとして算出する。
　これによれば、フーリエ逆変換ｐを規格化することにより、規格化フーリエ逆変換ｐｎと第２の閾値との関係が安定化するので、割り当てパルス数Ｊｉが大きくなることが抑制され、波長シーケンスの１周期が長くなることが抑制され得る。
　（９）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、関数ｐｎｍの値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を四捨五入することにより関数ｐｎｍの値を整数化する。
　これによれば、１未満の値はすべて切り捨てられるので、目標中心波長λｉの数が抑制され、波長シーケンスの１周期が長くなることが抑制され得る。
　（１０）第１の実施形態によれば、目標中心波長λｉのうちの割り当てパルス数Ｊｉが２以上である目標中心波長は、割り当てパルス数Ｊｉが互いに異なる複数の目標中心波長λ１及びλ７を含む。露光制御プロセッサ２１０は、目標中心波長λ１及びλ７の各々を、割り当てパルス数Ｊｉが小さいものから順に割り当てる。
　Ｎスリットパルス数Ｎｓが周期内パルス数Ｋｍａｘの倍数ではない場合には、積算スペクトル形状の変動を完全になくすことはできない。その一方、割り当てパルス数Ｊｉが小さい目標中心波長λ１は、割り当てパルス数Ｊｉが大きい目標中心波長λ７よりも、所要時間Ｔにわたって照射されるパルスレーザ光Ｂ２の目標中心波長λｉの内訳が変動したときの積算スペクトル形状への影響が大きい。そこで、目標中心波長λ１を目標中心波長λ７よりも優先して割り当てることで、目標中心波長λ１を波長シーケンス内でほぼ均等に割り当てることができ、積算スペクトル形状が安定化し得る。
　（１１）第１の実施形態によれば、露光制御プロセッサ２１０は、目標中心波長λｉのうちの割り当てパルス数Ｊｉが２以上である目標中心波長λ１及びλ７の各々を、時間間隔の最小値が最大となるように割り当てる。
　これによれば、目標中心波長λ１及びλ７の各々を波長シーケンス内でほぼ均等に割り当てることができ、積算スペクトル形状が安定化し得る。
　（１２）第１の実施形態によれば、半導体レーザ素子６５と、半導体レーザ素子６５に流す電流を制御することによりパルスレーザ光Ｂ２の中心波長を変更する電流制御部６２と、を含むレーザ装置１００ａによって、パルスレーザ光Ｂ２を生成する。
　これによれば、パルスレーザ光Ｂ２の中心波長を波長シーケンスに従って高速で制御することができる。
　（１３）第１の実施形態によれば、パルスレーザ光Ｂ２の光路に位置するモニタモジュール１７によってパルススペクトル形状ｇを取得する。
　これによれば、パルススペクトル形状ｇの実測値から的確に波長シーケンスを算出することができる。
　（１４）第１の実施形態によれば、パルススペクトル形状ｇの基準となる基準スペクトル形状と、目標スペクトル線幅Δλｔと、をメモリ１３２又は２１２から読み出し、基準スペクトル形状を目標スペクトル線幅Δλｔに基づいて変形することによりパルススペクトル形状ｇを取得してもよい。
　これによれば、モニタモジュール１７によってパルススペクトル形状を実測しなくてもパルススペクトル形状ｇを取得し、波長シーケンスを算出することができる。
　（１５）第１の実施形態によれば、レーザ装置１００ａとは別のレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のスペクトル形状をメモリ１３２又は２１２から読み出してパルススペクトル形状ｇを取得してもよい。
　これによれば、使用されるレーザ装置１００ａのパルススペクトル形状を実測しなくてもパルススペクトル形状ｇを取得し、波長シーケンスを算出することができる。
　（１６）第１の実施形態によれば、露光装置２００ａが波長シーケンスを算出し、波長シーケンスに基づいてレーザ装置１００ａに目標中心波長λｉを送信する。
　これによれば、レーザ装置１００ａは受信した目標中心波長λｉに基づいてパルスレーザ光Ｂ２を出力すればよいので、レーザ装置１００ａの構成を簡略化し得る。
　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．露光制御プロセッサ２１０がレーザ制御プロセッサ１３０に波長シーケンスを送信する実施形態
　３．１　構成
　図２６は、第２の実施形態におけるリソグラフィシステムの構成を概略的に示す。第２の実施形態において、露光装置２００ｂに含まれる露光制御プロセッサ２１０は波長シーケンスを算出してレーザ装置１００ｂに含まれるレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、波長シーケンスに基づいて、パルスごとに目標中心波長λｉを設定してパルスレーザ光Ｂ２を出力する。
　３．２　目標積算スペクトル形状ｓに基づく波長シーケンスの算出
　図２７は、第２の実施形態において目標積算スペクトル形状ｓに基づいて波長シーケンスを算出する手順を示すフローチャートである。図２７に示される処理は、図１３のＳ４の代わりにＳ４ｂが行われ、Ｓ４ｂの後にＳ５ｂが追加される点で図１３に示される処理と異なる。
　Ｓ４ｂにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、波長シーケンスをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。また、露光制御プロセッサ２１０は、目標パルスエネルギーＥｔ及び目標スペクトル線幅Δλｔをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。
　Ｓ５ｂにおいて、レーザ制御プロセッサ１３０は、波長シーケンスに基づいて、パルスごとに目標中心波長λｉを決定する。
　３．３　作用
　（１７）第２の実施形態によれば、露光装置２００ｂが、波長シーケンスを算出してレーザ装置１００ｂに送信し、レーザ装置１００ｂが、波長シーケンスに基づいて目標中心波長λｉを設定する。
　これによれば、露光装置２００ｂはパルスごとに目標中心波長λｉを送信しなくてもよく、露光装置２００ｂ及びレーザ装置１００ｂにそれぞれ含まれる図示しない通信装置の構成を簡略化し得る。
　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．レーザ制御プロセッサ１３０が波長シーケンスを算出する実施形態
　４．１　構成
　図２８は、第３の実施形態におけるリソグラフィシステムの構成を概略的に示す。第３の実施形態において、露光装置２００ｃに含まれる露光制御プロセッサ２１０は目標積算スペクトル形状ｓをレーザ装置１００ｃに含まれるレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。レーザ制御プロセッサ１３０は、目標積算スペクトル形状ｓに基づいて波長シーケンスを算出し、波長シーケンスに基づいて目標中心波長λｉを設定してパルスレーザ光Ｂ２を出力する。第３の実施形態におけるレーザ制御プロセッサ１３０は本開示における波長シーケンス算出システムに相当する。
　レーザ制御プロセッサ１３０は、レーザ装置１００ｃの外部のサーバーコンピュータプロセッサ４１０に接続されていてもよい。サーバーコンピュータプロセッサ４１０は、制御プログラムが記憶されたメモリ４１２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ４１１と、を含む処理装置である。メモリ４１２は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。サーバーコンピュータプロセッサ４１０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。以下の説明において目標中心波長λｉ、割り当てパルス数Ｊｉ、及び波長シーケンスを算出する処理（Ｓ２ｃ及びＳ３ｃ）は、レーザ制御プロセッサ１３０の代わりにサーバーコンピュータプロセッサ４１０が行うこととしてもよい。この場合、サーバーコンピュータプロセッサ４１０は本開示における波長シーケンス算出システムに相当する。Ｓ２ｃ及びＳ３ｃの一部をレーザ制御プロセッサ１３０が行い、他の一部を他のプロセッサが行う場合は、それらのプロセッサの組み合わせが本開示における波長シーケンス算出システムに相当する。
　４．２　目標積算スペクトル形状ｓに基づく波長シーケンスの算出
　図２９は、第３の実施形態において目標積算スペクトル形状ｓに基づいて波長シーケンスを算出する手順を示すフローチャートである。図２９に示される処理は、図２７のＳ１～Ｓ４ｂの代わりにＳ１ｃ～Ｓ４ｃが行われる点で図２７に示される処理と異なる。
　Ｓ１ｃにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、目標積算スペクトル形状ｓをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。
　Ｓ２ｃにおいて、レーザ制御プロセッサ１３０は、目標中心波長λｉ及び割り当てパルス数Ｊｉを算出する。Ｓ２ｃの処理は、露光制御プロセッサ２１０の代わりにレーザ制御プロセッサ１３０が行う点を除いて、図１５～図１９を参照しながら説明したものと同様である。
　Ｓ３ｃにおいて、レーザ制御プロセッサ１３０は、波長シーケンスを算出する。Ｓ３ｃの処理は、露光制御プロセッサ２１０の代わりにレーザ制御プロセッサ１３０が行う点を除いて、図２０～図２３を参照しながら説明したものと同様である。
　Ｓ４ｃにおいて、露光制御プロセッサ２１０は、目標パルスエネルギーＥｔ及び目標スペクトル線幅Δλｔをレーザ制御プロセッサ１３０に送信する。
　４．３　作用
　（１８）第３の実施形態によれば、露光装置２００ｃが、目標積算スペクトル形状ｓをレーザ装置１００ｃに送信し、レーザ装置１００ｃが、波長シーケンスを算出し、波長シーケンスに基づいて目標中心波長λｉを設定する。
　これによれば、露光装置２００ｃは目標積算スペクトル形状ｓを送信するだけでよく、露光装置２００ｃの構成を簡略化し得る。
　他の点については、第３の実施形態は第２の実施形態と同様である。
５．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。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り、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. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　パルスレーザ光のパルススペクトル形状と、前記パルスレーザ光の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される複数のパルスの前記パルスレーザ光によって実現すべき目標積算スペクトル形状と、を取得し、
    　前記目標積算スペクトル形状を実現するために前記複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長と、前記目標中心波長の各々の割り当てパルス数であって前記波長シーケンスの１周期あたりの前記割り当てパルス数と、を算出し、
    　前記目標中心波長のうちの前記割り当てパルス数が２以上である少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、前記割り当てパルス数が小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、前記目標中心波長のうちの前記割り当てパルス数が１である少なくとも１つの第２の中心波長の各々を割り当てることにより、前記波長シーケンスを算出し、
    　前記波長シーケンスに基づいて前記パルスレーザ光をレーザ装置によって生成し、
    　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。
  2. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記パルススペクトル形状を表す第１の関数のフーリエ変換で前記目標積算スペクトル形状を表す第２の関数のフーリエ変換を除算して得られた第３の関数のフーリエ逆変換に基づいて、前記目標中心波長を算出する、
    製造方法。
  3. 　請求項２記載の製造方法であって、
    　前記フーリエ逆変換に基づいて前記割り当てパルス数を算出する、
    製造方法。
  4. 　請求項２記載の製造方法であって、
    　前記フーリエ逆変換に含まれる複数の値のうちの第１の閾値以上であって最小の値で前記フーリエ逆変換を除算して得られた第４の関数の値のうち１以上の値に対応する中心波長を前記目標中心波長として算出する、
    製造方法。
  5. 　請求項２記載の製造方法であって、
    　前記フーリエ逆変換に含まれる複数の値のうちの第１の閾値以上であって最小の値で前記フーリエ逆変換を除算して得られた第４の関数の値を整数化し、前記整数化された値のうち１以上の値に対応する中心波長を前記目標中心波長として算出し、
    　前記整数化された値を、対応する前記目標中心波長の各々の前記割り当てパルス数として算出する、
    製造方法。
  6. 　請求項５記載の製造方法であって、
    　前記第４の関数の値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を小数点以下で四捨五入することにより前記第４の関数の値を整数化する、
    製造方法。
  7. 　請求項２記載の製造方法であって、
    　前記フーリエ逆変換を最大値が１となるように規格化して得られた第５の関数に含まれる複数の値のうちの第２の閾値以上であって最小の値で前記第５の関数を除算して得られた第６の関数の値のうち１以上の値に対応する中心波長を前記目標中心波長として算出する、
    製造方法。
  8. 　請求項２記載の製造方法であって、
    　前記フーリエ逆変換を最大値が１となるように規格化して得られた第５の関数に含まれる複数の値のうちの第２の閾値以上であって最小の値で前記第５の関数を除算して得られた第６の関数の値を整数化し、前記整数化された値のうち１以上の値に対応する中心波長を前記目標中心波長として算出し、
    　前記整数化された値を、対応する前記目標中心波長の各々の前記割り当てパルス数として算出する、
    製造方法。
  9. 　請求項８記載の製造方法であって、
    　前記第６の関数の値のうち、１未満の値を０とし、１以上の値を小数点以下で四捨五入することにより前記第６の関数の値を整数化する、
    製造方法。
  10. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記少なくとも１つの第１の中心波長は、前記割り当てパルス数が互いに異なる複数の第１の中心波長を含み、
    　前記複数の第１の中心波長の各々を、前記割り当てパルス数が小さいものから順に割り当てる、
    製造方法。
  11. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、前記時間間隔の最小値が最大となるように割り当てる、
    製造方法。
  12. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　半導体レーザ素子と、
    　前記半導体レーザ素子に流す電流を制御することにより前記パルスレーザ光の中心波長を変更する波長調節器と、
    を含む前記レーザ装置によって、前記パルスレーザ光を生成する、
    製造方法。
  13. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記パルスレーザ光の光路に位置するスペクトル検出器によって前記パルススペクトル形状を取得する、
    製造方法。
  14. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記パルススペクトル形状の基準となる基準スペクトル形状と、目標スペクトル線幅と、を記憶媒体から読み出し、前記基準スペクトル形状を前記目標スペクトル線幅に基づいて変形することにより前記パルススペクトル形状を取得する、
    製造方法。
  15. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記レーザ装置とは別のレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のスペクトル形状を記憶媒体から読み出して前記パルススペクトル形状を取得する、
    製造方法。
  16. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記露光装置が、前記波長シーケンスを算出し、前記波長シーケンスに基づいて前記レーザ装置に前記目標中心波長を送信する、
    製造方法。
  17. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記露光装置が、前記波長シーケンスを算出して前記レーザ装置に送信し、
    　前記レーザ装置が、前記波長シーケンスに基づいて前記目標中心波長を設定する、
    製造方法。
  18. 　請求項１記載の製造方法であって、
    　前記露光装置が、前記目標積算スペクトル形状を前記レーザ装置に送信し、
    　前記レーザ装置が、前記波長シーケンスを算出し、前記波長シーケンスに基づいて前記目標中心波長を設定する、
    製造方法。
  19. 　パルスレーザ光の中心波長を変更可能なレーザ発振器と、
    　前記レーザ発振器から出力された前記パルスレーザ光のパルスエネルギーを増幅して出力可能なレーザ増幅器と、
    　プロセッサであって、
    　　前記パルスレーザ光のパルススペクトル形状と、前記パルスレーザ光の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される複数のパルスの前記パルスレーザ光によって実現すべき目標積算スペクトル形状と、を取得し、
    　　前記目標積算スペクトル形状を実現するために前記複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長と、前記目標中心波長の各々の割り当てパルス数であって前記波長シーケンスの１周期あたりの前記割り当てパルス数と、を算出し、
    　　前記目標中心波長のうちの前記割り当てパルス数が２以上である少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、前記割り当てパルス数が小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、前記目標中心波長のうちの前記割り当てパルス数が１である少なくとも１つの第２の中心波長の各々を割り当てることにより、前記波長シーケンスを算出し、
    　　前記波長シーケンスに基づいて前記レーザ発振器を制御する
    前記プロセッサと、
    を備えるレーザ装置。
  20. 　波長シーケンス算出プログラムを記憶した非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、
    　ＣＰＵと、
    を備え、
    　前記ＣＰＵは、前記波長シーケンス算出プログラムを実行することにより、
    　　パルスレーザ光のパルススペクトル形状と、前記パルスレーザ光の中心波長を周期的に変更する波長シーケンスに基づいて生成される複数のパルスの前記パルスレーザ光によって実現すべき目標積算スペクトル形状と、を取得し、
    　　前記目標積算スペクトル形状を実現するために前記複数のパルスに割り当てられる複数の目標中心波長と、前記目標中心波長の各々の割り当てパルス数であって前記波長シーケンスの１周期あたりの前記割り当てパルス数と、を算出し、
    　　前記目標中心波長のうちの前記割り当てパルス数が２以上である少なくとも１つの第１の中心波長の各々を、前記割り当てパルス数が小さいほど互いの時間間隔が大きくなるように割り当て、その後、前記目標中心波長のうちの前記割り当てパルス数が１である少なくとも１つの第２の中心波長の各々を割り当てることにより、前記波長シーケンスを算出する
    処理を行う、波長シーケンス算出システム。
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