[go: up one dir, main page]

JP7751664B2 - 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

Info

Publication number
JP7751664B2
JP7751664B2 JP2023573529A JP2023573529A JP7751664B2 JP 7751664 B2 JP7751664 B2 JP 7751664B2 JP 2023573529 A JP2023573529 A JP 2023573529A JP 2023573529 A JP2023573529 A JP 2023573529A JP 7751664 B2 JP7751664 B2 JP 7751664B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
target
manufacturing
pulses
assigned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023573529A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2023135658A1 (ja
Inventor
光一 藤井
孝信 石原
理 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gigaphoton Inc
Original Assignee
Gigaphoton Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gigaphoton Inc filed Critical Gigaphoton Inc
Publication of JPWO2023135658A1 publication Critical patent/JPWO2023135658A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7751664B2 publication Critical patent/JP7751664B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70041Production of exposure light, i.e. light sources by pulsed sources, e.g. multiplexing, pulse duration, interval control or intensity control
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70525Controlling normal operating mode, e.g. matching different apparatus, remote control or prediction of failure
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70575Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06233Controlling other output parameters than intensity or frequency

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

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)
-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。
JP2023573529A 2022-01-11 2022-01-11 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 Active JP7751664B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/000609 WO2023135658A1 (ja) 2022-01-11 2022-01-11 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2023135658A1 JPWO2023135658A1 (ja) 2023-07-20
JP7751664B2 true JP7751664B2 (ja) 2025-10-08

Family

ID=87278633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023573529A Active JP7751664B2 (ja) 2022-01-11 2022-01-11 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

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240322521A1 (ja)
JP (1) JP7751664B2 (ja)
CN (1) CN118541646A (ja)
WO (1) WO2023135658A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511074A (ja) 2003-11-03 2007-04-26 サイマー インコーポレイテッド Relaxガス放電レーザリソグラフィ光源
JP2008140956A (ja) 2006-12-01 2008-06-19 Canon Inc 露光装置
JP2009010231A (ja) 2007-06-28 2009-01-15 Canon Inc 露光装置およびデバイス製造方法
JP2009141154A (ja) 2007-12-06 2009-06-25 Canon Inc 走査露光装置及びデバイス製造方法
JP7454038B2 (ja) 2020-03-19 2024-03-21 ギガフォトン株式会社 露光システム、レーザ制御パラメータの作成方法、及び電子デバイスの製造方法
JP7461454B2 (ja) 2020-03-19 2024-04-03 ギガフォトン株式会社 露光システム及び電子デバイスの製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3325350B2 (ja) * 1993-08-16 2002-09-17 株式会社東芝 レーザ露光装置及び半導体装置の製造方法
US6853653B2 (en) * 1997-07-22 2005-02-08 Cymer, Inc. Laser spectral engineering for lithographic process
JP2013062484A (ja) * 2011-08-24 2013-04-04 Gigaphoton Inc レーザ装置
JP7175999B2 (ja) * 2018-11-08 2022-11-21 ギガフォトン株式会社 レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法
CN115485625B (zh) * 2020-05-20 2025-12-16 极光先进雷射株式会社 窄带化气体激光装置、波长控制方法和电子器件的制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511074A (ja) 2003-11-03 2007-04-26 サイマー インコーポレイテッド Relaxガス放電レーザリソグラフィ光源
JP2008140956A (ja) 2006-12-01 2008-06-19 Canon Inc 露光装置
JP2009010231A (ja) 2007-06-28 2009-01-15 Canon Inc 露光装置およびデバイス製造方法
JP2009141154A (ja) 2007-12-06 2009-06-25 Canon Inc 走査露光装置及びデバイス製造方法
JP7454038B2 (ja) 2020-03-19 2024-03-21 ギガフォトン株式会社 露光システム、レーザ制御パラメータの作成方法、及び電子デバイスの製造方法
JP7461454B2 (ja) 2020-03-19 2024-04-03 ギガフォトン株式会社 露光システム及び電子デバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN118541646A (zh) 2024-08-23
US20240322521A1 (en) 2024-09-26
JPWO2023135658A1 (ja) 2023-07-20
WO2023135658A1 (ja) 2023-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9207119B2 (en) Active spectral control during spectrum synthesis
CN112771737B (zh) 激光系统和电子器件的制造方法
KR102213153B1 (ko) 광빔의 코히어런스의 양의 조정 방법
US12197132B2 (en) Exposure system and method for manufacturing electronic devices
KR20120080181A (ko) 광원의 액티브 스펙트럼 제어
JP7454038B2 (ja) 露光システム、レーザ制御パラメータの作成方法、及び電子デバイスの製造方法
JP7714656B2 (ja) 放電励起型レーザ装置の制御方法、放電励起型レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
US12300962B2 (en) Laser device and electronic device manufacturing method
US12438333B2 (en) Line narrowing gas laser device, wavelength control method, and electronic device manufacturing method
US12406889B2 (en) Electronic device manufacturing method
US20230098685A1 (en) Exposure system, exposure method, and electronic device manufacturing method
JP7751664B2 (ja) 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
JP7430799B2 (ja) 光源のための制御システム
JP7480275B2 (ja) 露光システム、レーザ制御パラメータの作成方法、及び電子デバイスの製造方法
US20240044711A1 (en) Wavelength measurement apparatus, narrowed-line laser apparatus, and method for manufacturing electronic devices
JP2023507070A (ja) 光源装置用のエネルギー補正モジュール
US11870209B2 (en) Laser system and electronic device manufacturing method
CN118339516A (zh) 控制电压阈值选择以促进多焦点成像
US20250364775A1 (en) Laser device, exposure apparatus, and electronic device manufacturing method
US20240405502A1 (en) Laser apparatus, method for measuring spectral linewidth, and method for manufacturing electronic devices
JP5832581B2 (ja) 狭帯域化レーザのスペクトル幅調整装置
WO2025262492A1 (en) Repetition rate agile laser apparatus and method
JP2025117352A (ja) レーザ装置及び電子デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241211

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20250403

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7751664

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150