JP2000252563A - Laser oscillation device, aligner and manufacture thereof - Google Patents

Laser oscillation device, aligner and manufacture thereof

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JP2000252563A
JP2000252563A JP11051812A JP5181299A JP2000252563A JP 2000252563 A JP2000252563 A JP 2000252563A JP 11051812 A JP11051812 A JP 11051812A JP 5181299 A JP5181299 A JP 5181299A JP 2000252563 A JP2000252563 A JP 2000252563A
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laser
plasma
oscillation device
laser oscillation
shielding structure
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Japanese (ja)
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Tadahiro Omi
忠弘 大見
Masaki Hirayama
昌樹 平山
Hisakuni Shinohara
壽邦 篠原
Nobuyoshi Tanaka
信義 田中
Nobumasa Suzuki
伸昌 鈴木
Masaru Osawa
大 大沢
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser oscillation device on which the diffusion of a plasma formed on a slot can be suppressed, and a uniform laser suppressing energy loss as much as possible can be emitted. SOLUTION: In this laser oscillation device, a plasma is grown by stimulating the laser gas in a laser tube by introducing electromagnetic wave from a wave guide 1 through a plurality of microscopic gaps 10 formed on the wall of the waveguide, and a laser beam is generated by resonating the light emitted from the plasma. A mesh shield 13 is provided in the laser tube so that the plasma stimulated on the microscopic gaps 10 is not diffused to outside the prescribed region. As the grown plasma can be suppressed to diffuse to outside the mesh shield 13, a plasma growing operation can be performed by utilyzing the introduced power to the maximum.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導波管から導波管
壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレーザ
管内に導入することにより、レーザ光を発生させるレー
ザ発振装置に関し、特にレーザガス励起用の電磁波とし
てマイクロ波を用いたレーザ発振装置、これを備えた露
光装置及びデバイスの製造方法に適用して好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser oscillation device for generating a laser beam by introducing an electromagnetic wave from a waveguide through a plurality of minute gaps formed in the waveguide wall into the laser tube. In particular, the present invention is suitably applied to a laser oscillation device using a microwave as an electromagnetic wave for exciting a laser gas, an exposure apparatus including the same, and a method of manufacturing a device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時では、紫外領域で発振する唯一の高
出力レーザとして、いわゆるエキシマレーザが注目され
ており、電子産業や化学産業、エネルギー産業等におい
て、具体的には金属、樹脂、ガラス、セラミックス、半
導体等の加工や化学反応等に応用が期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, so-called excimer lasers have attracted attention as the only high-power laser that oscillates in the ultraviolet region. In the electronics, chemical, and energy industries, specifically, metals, resins, and glasses are used. It is expected to be applied to processing of ceramics, semiconductors, etc., chemical reactions, and the like.

【0003】エキシマレーザ発振装置の機能原理につい
て説明する。先ず、マニホルド内に充填されたAr,K
r,Ne,F2 等のレーザガスを電子ビーム照射や放電
等により励起状態にする。このとき、励起されたF原子
は基底状態の不活性Kr,Ar原子と結合して励起状態
でのみ存在する分子であるKrF* ,ArF* を生成す
る。この分子がエキシマと呼ばれるものである。エキシ
マは不安定であり、直ちに紫外光を放出して基底状態に
落ちる。これをボンドフリー遷移あるいは自然発光とい
うが、この励起分子を利用して一対の反射鏡で構成され
る光共振器内で位相の揃った光として増幅し、レーザ光
として取り出すものがエキシマレーザ発振装置である。
The functional principle of an excimer laser oscillation device will be described. First, Ar, K filled in the manifold
A laser gas such as r, Ne, F 2 or the like is brought into an excited state by electron beam irradiation, electric discharge or the like. At this time, the excited F atoms combine with the inactive Kr and Ar atoms in the ground state to generate KrF * and ArF * , which are molecules existing only in the excited state. This molecule is called excimer. Excimers are unstable and immediately emit ultraviolet light and fall to the ground state. This is called bond-free transition or spontaneous emission. An excimer laser oscillation device that uses this excited molecule to amplify as light with the same phase in an optical resonator composed of a pair of reflectors and extract it as laser light It is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザ発光の
際には、上記の如くレーザガスの励起源としては主にマ
イクロ波が用いられる。マイクロ波とは、発振周波数が
数百MHz〜数十GHzの電磁波である。この場合、導
波管から導波管壁に形成された間隙(スロット)を介し
てマイクロ波をレーザ管内に導入し、これによりレーザ
管内のレーザガスをプラズマ状態に励起する。
At the time of excimer laser emission, a microwave is mainly used as an excitation source of a laser gas as described above. The microwave is an electromagnetic wave having an oscillation frequency of several hundred MHz to several tens GHz. In this case, a microwave is introduced into the laser tube from the waveguide through a gap (slot) formed in the waveguide wall, thereby exciting the laser gas in the laser tube to a plasma state.

【0005】しかしながら、スロット上のマイクロ波放
出面直近にはプラズマが生成されるが、スロット上に形
成されるプラズマシースにおいては、マイクロ波の伝播
が可能であり、結果マイクロ波がシース領域を介してス
ロット短軸方向に広がり、投入したパワーが分散してし
まうためにエキシマレーザの励起に必要なエネルギ密度
を満たすことができなかった。このことは、プラズマを
広い空間に拡散すると、プラズマの生成に用いるための
エネルギが分散してエキシマを励起するだけのエネルギ
密度を実現することが困難となることに起因する。
[0005] However, although plasma is generated in the vicinity of the microwave emission surface on the slot, the microwave can propagate in the plasma sheath formed on the slot, and as a result, the microwave is transmitted through the sheath region. As a result, the input power is dispersed in the short axis direction of the slot, and the input power is dispersed, so that the energy density required for excimer laser excitation cannot be satisfied. This is because, when the plasma is diffused into a wide space, the energy used for generating the plasma is dispersed, and it is difficult to realize an energy density sufficient to excite the excimer.

【0006】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、スロットアレイ構造を採用する
も、スロット上に生成されるプラズマの拡散を抑止し、
エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光を可能と
するレーザ発振装置や、このレーザ発振装置を備えた高
性能の露光装置、この露光装置を用いた高品質なデバイ
スの製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. Although the present invention employs a slot array structure, it suppresses the diffusion of plasma generated on a slot,
It is an object of the present invention to provide a laser oscillating device that enables uniform laser emission with minimum energy loss, a high-performance exposure device equipped with the laser oscillating device, and a method for manufacturing a high-quality device using the exposure device. Aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ発振装置
は、導波管から導波管壁に形成された複数の微小間隙を
介して電磁波をレーザ管内に導入することにより前記レ
ーザ管内のレーザガスを励起させてプラズマを生成し、
前記プラズマから発せられる光を共振させてレーザ光を
発生させるレーザ発振装置であって、前記微小間隙上に
励起する前記プラズマが所定領域外へ拡散しないよう
に、前記レーザ管内に遮蔽構造を設けている。
According to the laser oscillation device of the present invention, a laser gas in the laser tube is introduced by introducing an electromagnetic wave from the waveguide through a plurality of minute gaps formed in the waveguide wall. Excites to generate plasma,
A laser oscillation device that resonates light emitted from the plasma to generate laser light, wherein a shielding structure is provided in the laser tube so that the plasma excited on the minute gap does not diffuse outside a predetermined region. I have.

【0008】本発明のレーザ発振装置の一態様例におい
ては、前記遮蔽構造は、前記微小間隙の長手方向に対し
て垂直となる方向への前記プラズマの拡散を防止するよ
うに設けられている。
In one embodiment of the laser oscillation device of the present invention, the shielding structure is provided so as to prevent diffusion of the plasma in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the minute gap.

【0009】本発明のレーザ発振装置の一態様例におい
ては、前記遮蔽構造は、前記微小間隙から所定距離だけ
離間して配置された金属壁からなる。
In one embodiment of the laser oscillation device according to the present invention, the shielding structure comprises a metal wall disposed at a predetermined distance from the minute gap.

【0010】本発明のレーザ発振装置の一態様例におい
て、前記遮蔽構造は、メッシュ状の板材から構成されて
いる。
[0010] In one embodiment of the laser oscillation device of the present invention, the shielding structure is formed of a mesh-shaped plate.

【0011】本発明のレーザ発振装置の一態様例におい
て、前記遮蔽構造は、所定の開口を有する複数のノズル
からなる。
In one embodiment of the laser oscillation device according to the present invention, the shielding structure includes a plurality of nozzles having predetermined openings.

【0012】本発明のレーザ発振装置の一態様例におい
ては、前記ノズルが、前記レーザガスの通路とされてい
る。
In one embodiment of the laser oscillation device of the present invention, the nozzle is a passage for the laser gas.

【0013】本発明のレーザ発振装置の一態様例におい
ては、前記遮蔽構造が、磁場によって構成されている。
In one embodiment of the laser oscillation device of the present invention, the shielding structure is constituted by a magnetic field.

【0014】本発明の露光装置は、照明光を発する光源
である上記レーザ発振装置と、所定パターンの形成され
たレチクルに前記レーザ発振装置からの照明光を照射す
る第1光学系と、前記レチクルを介した照明光を被照射
面に照射する第2光学系とを備え、前記被照射面に前記
レチクルの所定パターンを投影し露光を行う。
An exposure apparatus according to the present invention includes the laser oscillation device as a light source that emits illumination light, a first optical system for irradiating a reticle on which a predetermined pattern is formed with illumination light from the laser oscillation device, and the reticle. And a second optical system that irradiates the illumination surface with illumination light through the reticle, and projects a predetermined pattern of the reticle onto the illumination surface to perform exposure.

【0015】本発明のデバイスの製造方法は、被照射面
に感光材料を塗布する工程と、上記露光装置を用いて、
前記感光材料が塗布された前記被照射面に所定パターン
の露光を行う工程と、前記所定パターンの露光が行われ
た前記感光材料を現像する工程とを備える。
According to the method of manufacturing a device of the present invention, a step of applying a photosensitive material to a surface to be illuminated,
The method includes a step of performing a predetermined pattern exposure on the irradiated surface to which the photosensitive material is applied, and a step of developing the photosensitive material that has been subjected to the predetermined pattern exposure.

【0016】本発明のデバイスの製造方法の一態様例に
おいては、前記被照射面をウェハ面とし、当該ウェハ面
に半導体素子を形成する。
In one embodiment of the device manufacturing method of the present invention, the surface to be irradiated is a wafer surface, and a semiconductor element is formed on the wafer surface.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

【0018】(第1の実施形態)先ず、第1の実施形態
について説明する。本実施形態では、いわゆるエキシマ
レーザ光を発するエキシマレーザ発振装置を例示する。
図1は、本実施形態のエキシマレーザ発振装置の主要構
成を示す模式図である。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described. In the present embodiment, an excimer laser oscillation device that emits a so-called excimer laser light is exemplified.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a main configuration of an excimer laser oscillation device according to the present embodiment.

【0019】このエキシマレーザ発振装置は、図1に示
すように、エキシマレーザガスの励起による発光を共振
させてレーザ光を発するレーザ管2と、レーザ管2内の
エキシマレーザガスを励起してプラズマ状態とするため
の導波管1と、導波管1を冷却するために、冷却水導入
出口9を有する冷却容器7とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the excimer laser oscillation device emits laser light by resonating light emitted by the excitation of the excimer laser gas, and excites the excimer laser gas in the laser tube 2 to form a plasma state. And a cooling vessel 7 having a cooling water inlet / outlet 9 for cooling the waveguide 1.

【0020】エキシマレーザ光を発生させる際の原料と
なるエキシマレーザガスは、Kr,Ar,Neから選ば
れた1種以上の不活性ガス、又は前記1種以上の不活性
ガスとF2 ガスとの混合気体である。これらのうち、使
用したい波長により適宜ガス種を選択し組み合わせれば
よい。例えば、248nmの波長のレーザ光を発生させ
たい場合には、Kr/Ne/F2 とし、193nmの波
長の場合にはAr/Ne/F2 、157nmの波長の場
合にはNe/F2 とすればよい。
The excimer laser gas used as a raw material for generating the excimer laser light is one or more inert gases selected from Kr, Ar and Ne, or a mixture of the one or more inert gases and F 2 gas. It is a mixed gas. Of these, gas types may be appropriately selected and combined depending on the wavelength to be used. For example, when it is desired to generate a laser beam having a wavelength of 248 nm, Kr / Ne / F 2 is used. For a wavelength of 193 nm, Ar / Ne / F 2 is used . For a wavelength of 157 nm, Ne / F 2 is used. do it.

【0021】レーザ管2は、エキシマレーザガスの管内
への導入部となるレーザガス導入出口8と、各端部にそ
れぞれ反射構造体5,6が設けられ、これら反射構造体
5,6によりプラズマ放電による光の位相が揃えられて
レーザ光が発生する。
The laser tube 2 is provided with a laser gas inlet / outlet 8 for introducing an excimer laser gas into the tube, and reflecting structures 5 and 6 at each end. Laser light is generated with the light phases aligned.

【0022】導波管1は、マイクロ波をガス供給路構造
11内のレーザガスへ供給するための手段であり、図1
中上面部に細長い複数のスロット10が形成されてい
る。導波管1の上部より数百MHz〜数十GHzの周波
数のマイクロ波が導入されると、このマイクロ波が導波
管1内を伝播しながら、スロット10から導波管1の外
部へ放出される。放出されたマイクロ波は、レーザ管2
内へ導入される。そして、導入されたマイクロ波により
レーザ管1内のエキシマレーザガスが励起され、共振し
てエキシマレーザ光が発生することになる。
The waveguide 1 is a means for supplying microwaves to the laser gas in the gas supply path structure 11 and is shown in FIG.
A plurality of elongated slots 10 are formed in the middle upper surface. When a microwave having a frequency of several hundred MHz to several tens GHz is introduced from the upper part of the waveguide 1, the microwave is emitted from the slot 10 to the outside of the waveguide 1 while propagating in the waveguide 1. Is done. The emitted microwave is applied to the laser tube 2
Introduced into. Then, the excimer laser gas in the laser tube 1 is excited by the introduced microwave, and resonates to generate excimer laser light.

【0023】導波管1の具体的な様子を図2に示す。こ
こで、図2(a)は導波管1の模式的な斜視図、図2
(b)はその平面図である。
FIG. 2 shows a specific state of the waveguide 1. Here, FIG. 2A is a schematic perspective view of the waveguide 1, FIG.
(B) is a plan view thereof.

【0024】図2(b)に示すように、各スロット10
はその長手方向が導波管1の長手方向と一致するように
一列に配置されている。スロット10は、導波管12の
長手方向に沿って配置されており、各々が導波管12の
長手方向に延在する形状とされている。
As shown in FIG. 2B, each slot 10
Are arranged in a row such that the longitudinal direction thereof coincides with the longitudinal direction of the waveguide 1. The slots 10 are arranged along the longitudinal direction of the waveguide 12, and each has a shape extending in the longitudinal direction of the waveguide 12.

【0025】図3(a)は、第1の実施形態における導
波管1のレーザ管2近傍の断面を示している。ここで、
図3(a)は、スロット10の長手方向に対して垂直と
なる方向に沿った断面を示している。
FIG. 3A shows a cross section near the laser tube 2 of the waveguide 1 in the first embodiment. here,
FIG. 3A shows a cross section along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slot 10.

【0026】前述したように、スロット10から放射さ
れるマイクロ波によってレーザ管2内のレーザガスが励
起されてプラズマ11が発光する。
As described above, the laser gas in the laser tube 2 is excited by the microwave radiated from the slot 10, and the plasma 11 emits light.

【0027】そして、第1の実施形態においては、スロ
ット10上の所定領域を囲むようにメッシュシールド1
3が設けられている。メッシュシールド13は、金属製
のメッシュから成るシールドであって、スロット10か
ら放出されたマイクロ波の拡散を抑止する役割を果た
す。
In the first embodiment, the mesh shield 1 surrounds a predetermined area on the slot 10.
3 are provided. The mesh shield 13 is a shield made of a metal mesh, and plays a role of suppressing the diffusion of the microwaves emitted from the slots 10.

【0028】スロット10上にはレーザガスの流路とさ
れているが、メッシュから成るシールドを採用すること
によって、レーザ管2内を流れるレーザガスはメッシュ
シールド13を通過してスロット10上に到達すること
が可能である。
Although a laser gas flow path is provided on the slot 10, the use of a mesh shield allows the laser gas flowing in the laser tube 2 to pass through the mesh shield 13 and reach the slot 10. Is possible.

【0029】図3(b)は、図3(a)に示すメッシュ
シールド13上に、更に金属壁15を設けた例を示して
いる。スロット10に対して上方向にはレーザガスが流
れないため、金属壁15を設けることによって、より確
実にマイクロ波を閉じ込めることが可能である。
FIG. 3B shows an example in which a metal wall 15 is further provided on the mesh shield 13 shown in FIG. Since the laser gas does not flow upward to the slot 10, the provision of the metal wall 15 makes it possible to more reliably confine the microwave.

【0030】マイクロ波はカットオフモードのプラズマ
中をスキンデプスδ進行する間にエネルギが1/e
2 (≒0.135)倍に減少する。従って、プラズマが
マイクロ波を遮断している場合、有効なプラズマの励起
を行える領域は、シース領域での伝播を無視できる場
合、放出端の3δ程度の空間であり、その他の領域でプ
ラズマが存在している場合、存在するプラズマは拡散に
よるプラズマである。
The energy of the microwave is 1 / e while the microwave travels through the skin depth δ in the plasma in the cutoff mode.
2 (≒ 0.135) reduction. Therefore, when the plasma blocks the microwave, the area where the effective plasma can be excited is the space of about 3δ at the emission end when the propagation in the sheath area can be neglected, and the plasma exists in other areas. If so, the existing plasma is a plasma due to diffusion.

【0031】従って、放出端からδ〜3δの空間でプラ
ズマの閉じ込めを行うことで、全空間でプラズマが励起
されている状態が実現できる。図3に示す例では、メッ
シュシールド13をスロット10の放出端からδ〜3δ
の距離に設定することによって、メッシュシールド13
内の全域でプラズマを励起させることができる。
Therefore, by confining the plasma in a space of δ to 3δ from the emission end, a state in which the plasma is excited in the entire space can be realized. In the example shown in FIG. 3, the mesh shield 13 is moved from the discharge end of the slot 10 to δ to 3δ.
By setting the distance of the mesh shield 13
Plasma can be excited in the entire region of the inside.

【0032】また、マイクロ波がシース領域を拡散して
しまう場合もプラズマへのエネルギ供給密度が低下して
しまうが、これを防止する対策としても、メッシュシー
ルド13等によるシールドによるプラズマの閉じ込めが
有効である。
Also, when microwaves diffuse in the sheath region, the energy supply density to the plasma is reduced. As a countermeasure to prevent this, it is effective to confine the plasma with a mesh shield 13 or the like. It is.

【0033】このとき、シールドの基本構造の持つ遮断
波長がλc、シース領域を漏洩してくるマイクロ波の波
長をλとすると、シールドへの侵入長δsは、
At this time, if the cutoff wavelength of the basic structure of the shield is λc and the wavelength of the microwave leaking through the sheath region is λ, the penetration length δs into the shield is

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】で与えられる。この時、シールドに入射す
るマイクロ波のエネルギとシールド外部に漏洩するマイ
クロ波のエネルギの割合pは、シールドの厚みをdとし
て、
Is given by At this time, the ratio p between the energy of the microwave incident on the shield and the energy of the microwave leaking to the outside of the shield is defined as d, where d is the thickness of the shield.

【0036】[0036]

【数2】 (Equation 2)

【0037】である。従って、シールドの基本構造λc
が決まり、シールドの放射率pを決定すると、それに必
要なdの最小値が算出でき、従って必要なシールド厚の
下限が算出できる。簡便には、導波管内の波長の1/4
程度の径を採ることでシールド効果を得ることができ
る。
Is as follows. Therefore, the basic structure of the shield λc
Is determined, and when the emissivity p of the shield is determined, the minimum value of d required for the emissivity can be calculated, and therefore, the lower limit of the required shield thickness can be calculated. Conveniently, 1/4 of the wavelength in the waveguide
The shielding effect can be obtained by adopting a diameter of the order.

【0038】例えばシールド厚1mmのメッシュを用い
て、外部への電磁波のエネルギの漏洩を1%以下と設定
した場合、必要とされるシールドへの最長侵入長は、
0.43mmである。メッシュの基本単位が長方形でそ
の周辺の長さをaとすると、λc=2aであり、このと
き、aは1.4mm以下でなくてはならない。
For example, when the leakage of electromagnetic wave energy to the outside is set to 1% or less using a mesh having a shield thickness of 1 mm, the required maximum penetration length into the shield is as follows:
0.43 mm. Assuming that the basic unit of the mesh is a rectangle and the peripheral length is a, λc = 2a. At this time, a must be 1.4 mm or less.

【0039】本実施形態における構造は、スロット10
から放出されたマイクロ波により生成したプラズマの、
特にシースを伝播するマイクロ波の拡散防止を図ること
ができる。従って、メッシュシールド13の内部にプラ
ズマを生成することが可能である。
The structure of the present embodiment is the same as that of the slot 10
Of plasma generated by microwaves emitted from
In particular, it is possible to prevent diffusion of the microwave propagating through the sheath. Therefore, it is possible to generate plasma inside the mesh shield 13.

【0040】メッシュシールド13の内部に拡散したプ
ラズマは、同軸導波管の内軸として作用し、結果プラズ
マが拡散している部分(プラズマの拡散長)が同軸導波
管として動作するため、マイクロ波がTEMモードにな
り容易に伝播してしまう。
The plasma diffused into the mesh shield 13 acts as the inner axis of the coaxial waveguide, and as a result, the part where the plasma is diffused (the diffusion length of the plasma) operates as a coaxial waveguide, and thus the The waves are in TEM mode and propagate easily.

【0041】この際の伝播はやはりシース領域で起こっ
ており、シース厚に対しプラズマへの侵入長が無視でき
ない領域であり、伝播に伴う損失が大きいことからより
少ない距離で減衰してしまうが、閉じ込めを行う時には
問題となる場合がある。
The propagation at this time still occurs in the sheath region, and the penetration length into the plasma is not negligible with respect to the sheath thickness. The loss due to the propagation is large, so that the propagation is attenuated at a smaller distance. This can be problematic when confining.

【0042】すなわち、マイクロ波はシールドのマイク
ロ波遮断長δsに加えて、プラズマの拡散長も伝播する
ことになる。これらから、シールド長は、マイクロ波単
独の遮断長+プラズマの拡散長以上に設定する必要があ
る。
That is, the microwave propagates the diffusion length of the plasma in addition to the microwave cutoff length δs of the shield. From these, it is necessary to set the shield length to be longer than the cutoff length of the microwave alone + the diffusion length of the plasma.

【0043】閉じ込めを行うシールドの表面積をS、開
口率をα、動作圧力P、構造因子kとすると、シールド
を通過する気体のコンダクタンスC(ガスの流れ易さ)
は、粘性流体の場合、
Assuming that the surface area of the shield to be confined is S, the aperture ratio is α, the operating pressure is P, and the structure factor is k, the conductance C of gas passing through the shield (easiness of gas flow)
Is a viscous fluid,

【0044】[0044]

【数3】 (Equation 3)

【0045】となることから、動作圧、シールド構造が
決定すると、シールド厚の上限が算出できる。
When the operating pressure and the shield structure are determined, the upper limit of the shield thickness can be calculated.

【0046】マイクロ波の遮断に必要なシールド長及び
コンダクタンスは、αとdに関して相反する関係にある
ため、両者よりそれぞれの最適値が規定できる。
Since the shield length and the conductance necessary for blocking the microwave are in an inverse relationship with respect to α and d, respective optimum values can be defined from both.

【0047】シールドの材質は、マイクロ波の損失を少
なくするためにより抵抗率の低い材料が望ましい。ま
た、プラズマに接触していることから、高温になるた
め、熱抵抗が低い材料が望ましい。また、材料表面にフ
ッ素不動態処理を行ったり、材料表面をフッ素系化合物
で覆ったりしてもよい。
The material of the shield is desirably a material having a lower resistivity in order to reduce microwave loss. In addition, a material having a low thermal resistance is desirable because the temperature is high because it is in contact with the plasma. Further, the material surface may be subjected to a fluorine passivation treatment, or the material surface may be covered with a fluorine compound.

【0048】以上説明したように、本発明の第1の実施
形態によれば、スロット10上を覆うようにメッシュシ
ールド13を設けることによって、プラズマがシースを
介してスロット10上から側方に拡散することを抑止す
ることができる。また、メッシュシールド13を使用す
ることにより、プラズマ中の電界集中を避けてより均一
な放電を実現することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, by providing the mesh shield 13 so as to cover the slot 10, the plasma is diffused from the slot 10 to the side via the sheath. Can be suppressed. Further, by using the mesh shield 13, it is possible to avoid a concentration of an electric field in the plasma and realize a more uniform discharge.

【0049】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態を図面を参照しながら説明する。図4(b)
は、第2の実施形態における、スロット10上で励起さ
れるプラズマを所定領域に閉じ込める遮蔽構造を示す斜
視図である。なお、第2の実施形態におけるエキシマレ
ーザー発振装置の全体構成は、第1の実施形態のものと
同一であるため説明を省略する。また、第2の実施形態
を説明する図面において、第1の実施形態と実質的に同
一の構成要素については同一の符号を記して説明を省略
する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 (b)
FIG. 7 is a perspective view showing a shielding structure for confining a plasma excited on a slot 10 in a predetermined region in the second embodiment. Note that the overall configuration of the excimer laser oscillation device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Further, in the drawings describing the second embodiment, the same reference numerals are given to substantially the same components as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

【0050】図4に示すように、導波管1に形成された
スロット10上には、レーザ管2内においてノズルシー
ルド14が構成されている。ここで、図4(a)はスロ
ット10上からノズルシールド14を示す平面図、図4
(b)は、ノズルシールドを示す斜視図である。
As shown in FIG. 4, a nozzle shield 14 is formed in the laser tube 2 on the slot 10 formed in the waveguide 1. Here, FIG. 4A is a plan view showing the nozzle shield 14 from above the slot 10, and FIG.
(B) is a perspective view showing a nozzle shield.

【0051】図4(a)、図4(b)に示すように、ノ
ズルシールド14は複数の筒状のノズル14aから構成
されており、それぞれのノズル14a内はレーザガスの
通路とされている。図4(b)に示す矢印Aはレーザガ
スの流れを示している。レーザガスはスロット10の長
手方向に対して垂直となる方向に各ノズル14a内を流
れ、スロット10から放射されるマイクロ波によって励
起される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the nozzle shield 14 is composed of a plurality of cylindrical nozzles 14a, and each of the nozzles 14a is a passage for a laser gas. Arrow A shown in FIG. 4B indicates the flow of the laser gas. The laser gas flows in each nozzle 14a in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slot 10, and is excited by the microwave radiated from the slot 10.

【0052】ノズルシールド14は、マイクロ波が所定
の大きさ以下の開口を通過できないという性質を利用し
ている。すなわち、放出されるマイクロ波の周波数に対
して開口を所定の大きさに設定したノズル14aを複数
配列することによって、金属壁もしくは第1の実施形態
で説明したメッシュシールドと同様にマイクロ波を空間
的に閉じ込めることが可能である。
The nozzle shield 14 utilizes the property that microwaves cannot pass through openings smaller than a predetermined size. That is, by arranging a plurality of nozzles 14a whose apertures are set to a predetermined size with respect to the frequency of the emitted microwave, the microwave can be spatially radiated similarly to the metal wall or the mesh shield described in the first embodiment. It is possible to confine it.

【0053】ここで、ノズルシールド14はレーザガス
の流れに沿って配置されているため、レーザガスの流れ
を妨げることはない。従って、超高速ガス置換を行う際
にもレーザガス流に抵抗を生じさせにくく、圧力損失の
発生を抑止することができる。
Here, since the nozzle shield 14 is arranged along the flow of the laser gas, it does not hinder the flow of the laser gas. Therefore, even when performing ultra-high-speed gas replacement, resistance is hardly generated in the laser gas flow, and generation of pressure loss can be suppressed.

【0054】第2の実施形態によれば、メッシュシール
ドを用いた場合よりも効果的にプラズマの閉じ込め、マ
イクロ波の閉じ込めを行うことができる。メッシュシー
ルドを用いた場合、マイクロ波単独の閉じ込めは可能で
あっても、プラズマが拡散してメッシュ構造内に侵入し
た場合、閉じ込めの効果に限界が生じる場合があるから
である。
According to the second embodiment, confinement of plasma and confinement of microwaves can be performed more effectively than in the case where a mesh shield is used. This is because, when a mesh shield is used, microwaves can be confined alone, but if plasma diffuses and enters the mesh structure, the effect of confinement may be limited.

【0055】図5(a)は、図4(a)に示すガス流の
方向に沿った断面を示す模式図である。ノズルシールド
14によってスロット10の側方へのマイクロ波、プラ
ズマの拡散を抑止することができ、スロット10上の所
定範囲に励起されたプラズマを閉じ込めることができ
る。
FIG. 5A is a schematic diagram showing a cross section along the direction of the gas flow shown in FIG. The nozzle shield 14 can suppress the diffusion of microwaves and plasma to the side of the slot 10, and can confine the excited plasma in a predetermined range on the slot 10.

【0056】図5(b)は、スロット10の上方へのマ
イクロ波、プラズマの拡散防止を目的として、スロット
10上に金属壁15を設けた例を示している。金属壁1
5によって、スロット10の側方のみならず上方へのマ
イクロ波、プラズマの拡散を抑止することができるた
め、スロット10の開口端から所定距離内にプラズマを
閉じ込めることが可能である。
FIG. 5B shows an example in which a metal wall 15 is provided on the slot 10 for the purpose of preventing microwaves and plasma from diffusing above the slot 10. Metal wall 1
5, the diffusion of microwaves and plasma not only to the side of the slot 10 but also to the upper side can be suppressed, so that the plasma can be confined within a predetermined distance from the opening end of the slot 10.

【0057】ノズルシールド14の具体的構成を説明す
る。例えば長さ20mmのノズルを用いて、外部への電
磁波の漏洩を1%以下と設定する。この時必要とされる
シールドへの最長侵入長は、8.7mmである。
The specific configuration of the nozzle shield 14 will be described. For example, using a nozzle having a length of 20 mm, the leakage of electromagnetic waves to the outside is set to 1% or less. The maximum required penetration length into the shield at this time is 8.7 mm.

【0058】メッシュの基本単位が長方形でその長辺の
長さをaとすると、λc=2aである。この時、aは3
0mm以下でなければならない。従って、各ノズル間の
間隔は25mm以下という比較的広いマージンが設定で
きる。
Assuming that the basic unit of the mesh is a rectangle and the length of its long side is a, λc = 2a. At this time, a is 3
Must be 0 mm or less. Therefore, a relatively wide margin of 25 mm or less can be set between the nozzles.

【0059】例えば、ノズル壁間隔を20mmに設定す
ると、仮にプラズマが4.5mm程度拡散してきたとし
ても、外部への電磁波の漏洩を1%以下に保つことがで
きる。また、本構造においては、コンダクタンスがより
大きくとれるという利点があり、高速なガスを流す際に
より有効である。
For example, if the nozzle wall interval is set to 20 mm, the leakage of electromagnetic waves to the outside can be kept at 1% or less even if the plasma diffuses by about 4.5 mm. In addition, the present structure has an advantage that a larger conductance can be obtained, and is more effective when flowing a high-speed gas.

【0060】仮に、1mm角厚さ1mmの基本構造をも
つメッシュと、20mm×2mm長さ20mmの基本構
造をもつノズルのコンダクタンスを比べると、(メッシ
ュ及びノズル壁の厚みを両者1mmと仮定すると、両者
の開口率はそれぞれ25%及び91%)、同じ断面積を
持つ場合、ノズルのコンダクタンスは厚み(長さ)場2
0倍にもかかわらず3.3倍も高い。すなわち、ノズル
構造を採用することで、はるかにガスが流れ易い構造と
することができる。これに加えて実際のガス流では乱流
が発生する場合も多く、それを避けるためにはなるべく
構造体間隔を大きくすることが望ましい。
Assuming that the conductance of a mesh having a basic structure of 1 mm square and 1 mm thick and the conductance of a nozzle having a basic structure of 20 mm × 2 mm and a length of 20 mm, (assuming that both the mesh and the thickness of the nozzle wall are 1 mm, The aperture ratios of both are 25% and 91%, respectively, and when they have the same cross-sectional area, the conductance of the nozzle is the thickness (length) field 2
It is 3.3 times higher than 0 times. That is, by adopting the nozzle structure, a structure in which gas can flow much more easily can be obtained. In addition to this, turbulence often occurs in an actual gas flow, and it is desirable to increase the interval between structures as much as possible in order to avoid the turbulence.

【0061】以上説明したように、第2の実施形態にお
いては、マイクロ波が通過不能となる開口を有するノズ
ル14aを複数個配列して、ノズルシールド14を構成
することによって、生成されたプラズマを所定領域に閉
じ込めることが可能であり、且つ、各ノズル14a内に
レーザガスを流すことによって、シールド構造を設けた
にも関わらずガス流に抵抗を生じさせることがない。こ
れにより、圧損の発生を最小限に抑えることができる。
As described above, in the second embodiment, the nozzle shield 14 is formed by arranging a plurality of nozzles 14a each having an opening through which microwaves cannot pass. The laser gas can be confined in a predetermined area, and by flowing the laser gas into each nozzle 14a, no resistance is generated in the gas flow despite the provision of the shield structure. This can minimize the occurrence of pressure loss.

【0062】(第3の実施形態)次に、第3の実施形態
について図面を参照しながら説明する。図6は、第3の
実施形態に係る磁場シールドの構成を示す模式図であ
り、図7及び図8は、スロット10の長手方向に対して
垂直となる方向に沿った断面を示す模式図である。な
お、第3の実施形態におけるエキシマレーザー発振装置
の全体構成も、第1の実施形態のものと同一であるため
説明を省略する。また、第3の実施形態を説明する図面
において、第1の実施形態と実質的に同一の構成要素に
ついては同一の符号を記して説明を省略する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the magnetic field shield according to the third embodiment. FIGS. 7 and 8 are schematic diagrams showing a cross section along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slot 10. is there. Note that the overall configuration of the excimer laser oscillation device according to the third embodiment is also the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Further, in the drawings describing the third embodiment, the same reference numerals are given to substantially the same components as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

【0063】第3の実施形態においては、スロット10
上に励起されるプラズマを所定範囲に閉じ込めるために
磁場を用いている。磁場は、図6(a)に示すようにソ
レノイドを用いて形成しても良いし、図6(b)に示す
ように通常の磁石を配置することによって形成しても良
い。
In the third embodiment, the slot 10
A magnetic field is used to confine the plasma excited above in a predetermined range. The magnetic field may be formed by using a solenoid as shown in FIG. 6A, or by arranging a normal magnet as shown in FIG. 6B.

【0064】図6(a)は、磁場の形成にソレノイド1
6を用いた例を示している。ソレノイド16の配置は、
図6(a)に示すようにソレノイド16の延在する方向
がレーザ発振方向と同一となるように配置する。すなわ
ち、図2に示す導波管1、スロット10の長手方向とソ
レノイド15の延在する方向は同一方向である。
FIG. 6A shows that the solenoid 1 is used for forming a magnetic field.
6 shows an example using. The arrangement of the solenoid 16 is as follows.
As shown in FIG. 6A, the solenoid 16 is arranged so that the extending direction of the solenoid 16 is the same as the laser oscillation direction. That is, the longitudinal direction of the waveguide 1 and the slot 10 shown in FIG. 2 is the same as the direction in which the solenoid 15 extends.

【0065】磁場強度は、磁場中の電子のラーマー周期
がプラズマ中の電子と原子の衝突周期よりも短くなるよ
うに定める(磁場プラズマの条件)。電子のラーマー角
速度は、磁束密度をB、電子の質量をm、素電荷をeと
して、
The magnetic field strength is determined so that the Larmor period of electrons in the magnetic field is shorter than the collision period of electrons and atoms in the plasma (magnetic field plasma conditions). The Larmor angular velocity of an electron is represented by the magnetic flux density B, the electron mass m, and the elementary charge e.

【0066】[0066]

【数4】 (Equation 4)

【0067】電子と原子の衝突角速度は、原子密度を
n、原子半径をr、電子温度をT、ボルツマン係数をk
として、
The collision angular velocity between an electron and an atom is represented by the following equation: atomic density n, atomic radius r, electron temperature T, and Boltzmann coefficient k
As

【0068】[0068]

【数5】 (Equation 5)

【0069】これらの式から、エキシマレーザの動作圧
力等を考慮すると、磁束密度は約1T以上必要である。
From these equations, considering the operating pressure of the excimer laser and the like, the magnetic flux density needs to be about 1 T or more.

【0070】ソレノイド16によって強磁場を印加する
と、形成された磁束に沿ってプラズマの電子が歳差運動
する。レーザの振動方向と同じ向きに磁束が形成されて
いるため、プラズマの電子はレーザ振動方向に対して垂
直となる方向には拡散しにくくなり、プラズマの閉じ込
めを実現することができる。図6(b)に示す磁石17
を用いて磁場を形成した場合でも同様の効果を得ること
ができる。
When a strong magnetic field is applied by the solenoid 16, the electrons of the plasma precess along the formed magnetic flux. Since the magnetic flux is formed in the same direction as the laser oscillation direction, the electrons of the plasma are less likely to diffuse in the direction perpendicular to the laser oscillation direction, and confinement of the plasma can be realized. The magnet 17 shown in FIG.
A similar effect can be obtained even when a magnetic field is formed by using.

【0071】図7(a)は、スロット10の周囲におけ
るソレノイド16あるいは磁石17の配置を示す概略断
面図である。スロット10上にプラズマを閉じ込めるた
めにはスロット10上を囲むように、例えば4ケ所の位
置に磁石17を設けることが望ましい。これにより、生
成されたプラズマをスロット10上に閉じ込めることが
可能となる。
FIG. 7A is a schematic sectional view showing the arrangement of the solenoid 16 or the magnet 17 around the slot 10. In order to confine the plasma on the slot 10, it is desirable to provide magnets 17 at, for example, four positions so as to surround the slot 10. Thus, the generated plasma can be confined on the slot 10.

【0072】図7(b)は、スロット10の上方に金属
壁15を設けた例を示している。金属壁15によってス
ロット10の上方へのプラズマの拡散を抑止することが
でき、また、ソレノイド16あるいは磁石17によって
スロット10から横方向へのプラズマの拡散を抑止する
ことができる。
FIG. 7B shows an example in which a metal wall 15 is provided above the slot 10. The diffusion of the plasma above the slot 10 can be suppressed by the metal wall 15, and the diffusion of the plasma in the lateral direction from the slot 10 can be suppressed by the solenoid 16 or the magnet 17.

【0073】図8は、図7(b)に示す構成に対し、更
にノズルシールド14を付加した構成を示している。こ
の構成によれば、ソレノイド16あるいは磁石17とノ
ズルシールド14の相乗効果により、プラズマがスロッ
ト10の横方向へ拡散することを抑止することができ
る。このように、第3の実施形態では、マイクロ波の閉
じ込め効果を補填するために、第1の実施形態あるいは
第2の実施形態に係る遮蔽構造を併用することが望まし
い。
FIG. 8 shows a configuration in which a nozzle shield 14 is further added to the configuration shown in FIG. According to this configuration, it is possible to suppress the plasma from diffusing in the lateral direction of the slot 10 due to the synergistic effect of the solenoid 16 or the magnet 17 and the nozzle shield 14. As described above, in the third embodiment, it is desirable to use the shielding structure according to the first embodiment or the second embodiment together in order to compensate for the effect of confining microwaves.

【0074】以上説明したように、第3の実施形態によ
れば、レーザの振動方向と同じ向きに磁束を形成するこ
とにより、プラズマの電子がレーザ振動方向に対して垂
直方向に拡散することを抑止して、スロット10上にお
けるプラズマの閉じ込めを実現することができる。
As described above, according to the third embodiment, by forming a magnetic flux in the same direction as the laser oscillation direction, it is possible to prevent the plasma electrons from diffusing in the direction perpendicular to the laser oscillation direction. Thus, plasma confinement on the slot 10 can be realized.

【0075】(第4の実施形態)以下、第4の実施形態
について説明する。この第4の実施形態では、第1の実
施形態で述べたエキシマレーザ発振装置をレーザ光源と
して有する露光装置(ステッパー)を例示する。図9
は、このステッパーの主要構成を示す模式図である。
(Fourth Embodiment) Hereinafter, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, an exposure apparatus (stepper) having the excimer laser oscillation device described in the first embodiment as a laser light source is exemplified. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a main configuration of the stepper.

【0076】このステッパーは、所望のパターンが描か
れたレチクル101に照明光を照射するための光学系1
11と、レチクル101を介した照明光が入射して当該
レチクル101のパターンをウェハ102の表面に縮小
投影するための投影光学系112と、ウェハ102が載
置固定されるウェハチャック113と、ウェハチャック
113が固定されるウェハステージ114とを有して構
成されている。なお、レチクルとしては、図示の如く透
過型のもの(レチクル101)のみならず、反射型のも
のも適用可能である。
The stepper includes an optical system 1 for irradiating a reticle 101 on which a desired pattern is drawn with illumination light.
11, a projection optical system 112 for projecting illumination light through the reticle 101 to reduce and project the pattern of the reticle 101 onto the surface of the wafer 102, a wafer chuck 113 on which the wafer 102 is mounted and fixed, and a wafer It has a wafer stage 114 to which the chuck 113 is fixed. As the reticle, not only a transmission reticle (reticle 101) as shown in the figure but also a reflection reticle can be applied.

【0077】光学系111は、照明光としての高輝度の
エキシマレーザー光を発する光源である第1の実施形態
のエキシマレーザ発振装置121と、エキシマレーザ発
振装置121からの照明光を所望の光束形状に変換する
ビーム形状変換手段122と、複数のシリンドリカルレ
ンズや微小レンズを2次元的に配置されてなるオプティ
カルインテグレータ123と、不図示の切替手段により
任意の絞りに切替可能とされ、オプティカルインテグレ
ータ123により形成された2次光源の位置近傍に配置
された絞り部材124と、絞り部材124を通過した照
明光を集光するコンデンサーレンズ125と、例えば4
枚の可変ブレードにより構成され、レチクル101の共
役面に配置されてレチクル101の表面での照明範囲を
任意に決定するブラインド127と、ブラインド127
で所定形状に決定された照明光をレチクル101の表面
に投影するための結像レンズ128と、結像レンズ12
8からの照明光をレチクル101の方向へ反射させる折
り曲げミラー129とを有して構成されている。
The optical system 111 includes an excimer laser oscillation device 121 according to the first embodiment, which is a light source that emits high-brightness excimer laser light as illumination light, and an illumination light from the excimer laser oscillation device 121 having a desired light beam shape. Beam shape converting means 122, an optical integrator 123 in which a plurality of cylindrical lenses and minute lenses are arranged two-dimensionally, and a switch (not shown) which can be switched to an arbitrary aperture. A diaphragm member 124 disposed near the position of the formed secondary light source, a condenser lens 125 for condensing illumination light passing through the diaphragm member 124,
A blind 127 constituted by a plurality of variable blades and arranged on a conjugate plane of the reticle 101 to arbitrarily determine an illumination range on the surface of the reticle 101;
An imaging lens 128 for projecting the illumination light determined in the predetermined shape on the surface of the reticle 101;
And a folding mirror 129 that reflects the illumination light from the reticle 101 toward the reticle 101.

【0078】以上のように構成されたステッパーを用
い、レチクル101のパターンをウェハ102の表面に
縮小投影する動作について説明する。
The operation of reducing and projecting the pattern of the reticle 101 onto the surface of the wafer 102 using the stepper configured as described above will be described.

【0079】先ず、光源121から発した照明光は、ビ
ーム形状変換手段122で所定形状に変換された後、オ
プティカルインテグレータ123に指向される。このと
き、その射出面近傍に複数の2次光源が形成される。こ
の2次光源からの照明光が、絞り部材124を介してコ
ンデンサーレンズ125で集光され、ブラインド127
で所定形状に決定された後に結像レンズ128を介して
折り曲げミラー129で反射してレチクル101に入射
する。続いて、レチクル101のパターンを通過して投
影光学系122に入射する。そして、投影光学系122
を通過して前記パターンが所定寸法に縮小されてウェハ
102の表面に投影され、露光が施される。
First, the illumination light emitted from the light source 121 is converted into a predetermined shape by the beam shape conversion means 122 and then directed to the optical integrator 123. At this time, a plurality of secondary light sources are formed near the exit surface. Illumination light from the secondary light source is condensed by the condenser lens 125 via the aperture member 124 and is
After being determined to have a predetermined shape, the light is reflected by the bending mirror 129 via the imaging lens 128 and enters the reticle 101. Subsequently, the light passes through the pattern of the reticle 101 and enters the projection optical system 122. Then, the projection optical system 122
, The pattern is reduced to a predetermined size, projected onto the surface of the wafer 102, and exposed.

【0080】本実施形態のステッパーによれば、レーザ
光源として第1の実施形態のエキシマレーザ発振装置を
用いるので、高出力且つ均一なエキシマレーザ光の比較
的長時間の発光が可能となり、ウェハ102に対する露
光を迅速且つ正確な露光量で行なうことができる。
According to the stepper of this embodiment, since the excimer laser oscillation device of the first embodiment is used as a laser light source, high-output and uniform excimer laser light can be emitted for a relatively long time. Can be quickly and accurately performed.

【0081】次に、図10を用いて説明した投影露光装
置を利用した半導体装置(半導体デバイス)の製造方法
の一例を説明する。
Next, an example of a method for manufacturing a semiconductor device (semiconductor device) using the projection exposure apparatus described with reference to FIG. 10 will be described.

【0082】図10は、半導体デバイス(ICやLSI
等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやCCD等)の
製造工程のフローを示す。先ず、ステップ1(回路設
計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
2(マスク製作)では設計した回路パターンを形成した
マスクを製作する。一方、ステップ3(ウェハ製造)で
はシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステッ
プ4(ウェハプロセス)は前工程と称され、上記の如く
用意したマスクとウェハを用いて、フォトリソグラフィ
ー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ5(組み立て)は後工程と称され、ステップ4
によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンプリ工程(ダイシング、ボンディ
ング)、パッケージンク工程(チップ封入)等の工程を
含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷(ステップ7)される。
FIG. 10 shows a semiconductor device (IC or LSI)
2 shows a flow of a manufacturing process of a semiconductor chip such as a liquid crystal panel or a CCD. First, in step 1 (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is referred to as a pre-process, and actual circuits are formed on the wafer by photolithography using the mask and wafer prepared as described above. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and step 4
This is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced by the above, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0083】図11は上記ウェハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウェハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウェハ表面に気
相反応を用いて導電膜や絶縁膜を形成する。ステップ1
3(PVD)ではウェハ上に導電膜や絶縁膜をスパッタ
リングや蒸着によって形成する。ステップ14(イオン
打込み)ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウェハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上記説明した投影露光装置によっ
てマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステ
ップ17(現像)では露光したウェハを現像する。ステ
ップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の
部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエ
ッチングが終了して不要となったレジストを除去する。
これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウェ
ハ上に多重に回路パターンが形成される。
FIG. 11 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. In step 12 (CVD), a conductive film or an insulating film is formed on the wafer surface by using a gas phase reaction. Step 1
In 3 (PVD), a conductive film or an insulating film is formed on a wafer by sputtering or vapor deposition. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the projection exposure apparatus described above to expose the circuit pattern of the mask onto the wafer by printing. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the unnecessary resist after etching is removed.
By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0084】この製造方法を用いれば、従来は製造が難
しかった高集積度の半導体デバイスを容易且つ確実に高
い歩止まりをもって製造することが可能となる。
By using this manufacturing method, a highly integrated semiconductor device, which has conventionally been difficult to manufacture, can be manufactured easily and reliably with a high yield.

【0085】[0085]

【発明の効果】本発明によれば、個々のスロット上から
所定範囲外へプラズマが拡散することを抑止できる。従
って、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光を
可能とするレーザ発振装置、このレーザ発振装置を備え
た高性能の露光装置、この露光装置を用いた高品質なデ
バイスの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to prevent the plasma from diffusing out of the predetermined range from above each slot. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a laser oscillation device which enables uniform laser emission with minimum energy loss, a high-performance exposure device equipped with the laser oscillation device, and a method for manufacturing a high-quality device using the exposure device. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るエキシマレーザ
発振装置の主要構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main configuration of an excimer laser oscillation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態に係るエキシマレーザ
発振装置の導波管の具体的な様子を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a specific state of a waveguide of the excimer laser oscillation device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態に係るレーザ発振装置
における遮蔽構造を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a shielding structure in the laser oscillation device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態に係るレーザ発振装置
における遮蔽構造を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a shielding structure in the laser oscillation device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態に係るレーザ発振装置
における遮蔽構造を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view illustrating a shielding structure in a laser oscillation device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態に係るレーザ発振装置
における遮蔽構造を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a shielding structure in a laser oscillation device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施形態に係るレーザ発振装置
における遮蔽構造を示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a shielding structure in a laser oscillation device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施形態に係るレーザ発振装置
における遮蔽構造を示す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a shielding structure in a laser oscillation device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施形態に係るステッパーを示
す模式図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a stepper according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施形態に係るステッパーを
用いた半導体デバイスの製造工程のフロー図である。
FIG. 10 is a flowchart of a semiconductor device manufacturing process using a stepper according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】図10におけるウェハプロセスを詳細に示す
フロー図である。
FIG. 11 is a flowchart showing the wafer process in FIG. 10 in detail;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導波管 2 レーザ管 5,6 反射構造体 7 冷却容器 8 レーザガス導入出口 9 冷却水導入出口 10 スロット 11 プラズマ 13 メッシュシールド 14 ノズルシールド 14a ノズルシールド 15 金属壁 16 ソレノイド 17 磁石 101 レチクル 102 ウェハ 111 光学系 112 投影光学系 113 ウェハチャック 114 ウェハステージ 121 エキシマレーザ発振装置 122 ビーム形状変換手段 123 オプティカルインテグレータ 124 絞り部材 125 コンデンサーレンズ 127 ブラインド 128 結像レンズ 129 折り曲げミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waveguide 2 Laser tube 5, 6 Reflection structure 7 Cooling container 8 Laser gas inlet / outlet 9 Cooling water inlet / outlet 10 Slot 11 Plasma 13 Mesh shield 14 Nozzle shield 14a Nozzle shield 15 Metal wall 16 Solenoid 17 Magnet 101 Reticle 102 Wafer 111 Optical system 112 Projection optical system 113 Wafer chuck 114 Wafer stage 121 Excimer laser oscillation device 122 Beam shape conversion means 123 Optical integrator 124 Aperture member 125 Condenser lens 127 Blind 128 Imaging lens 129 Folding mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 3/225 H01S 3/223 E (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市若林区舟丁52パンション相原 103号 (72)発明者 篠原 壽邦 宮城県仙台市宮城野区小田原2−2−44− 303 (72)発明者 田中 信義 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 伸昌 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大沢 大 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H097 BA02 BA06 CA13 JA03 LA10 5F046 AA07 BA04 CA04 5F071 AA06 DD08 EE04 JJ05 JJ10 5F072 AA06 JJ02 JJ05 KK06 MM08 PP05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) H01S 3/225 H01S 3/223 E (72) Inventor Masaki Hirayama 52 Shosen Aihara, Wakabayashi-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture No. 103 (72) Inventor Toshinobu Shinohara 2-2-4-44-303, Odawara, Miyagino-ku, Sendai-shi, Miyagi Prefecture (72) Inventor Nobuyoshi Tanaka 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Nobumasa Suzuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Dai Osawa 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) 2H097 BA02 BA06 CA13 JA03 LA10 5F046 AA07 BA04 CA04 5F071 AA06 DD08 EE04 JJ05 JJ10 5F072 AA06 JJ02 JJ05 KK06 MM08 PP05

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導波管から導波管壁に形成された複数の
微小間隙を介して電磁波をレーザ管内に導入することに
より前記レーザ管内のレーザガスを励起させてプラズマ
を生成し、前記プラズマから発せられる光を共振させて
レーザ光を発生させるレーザ発振装置であって、 前記微小間隙上に励起する前記プラズマが所定領域外へ
拡散しないように、前記レーザ管内に遮蔽構造を設けた
ことを特徴とするレーザ発振装置。
An electromagnetic wave is introduced into a laser tube from a waveguide through a plurality of minute gaps formed in the waveguide wall to excite a laser gas in the laser tube to generate plasma, and to generate plasma from the plasma. A laser oscillation device that resonates emitted light to generate laser light, wherein a shielding structure is provided in the laser tube so that the plasma excited on the minute gap does not diffuse outside a predetermined region. Laser oscillation device.
【請求項2】 前記遮蔽構造は、前記微小間隙の長手方
向に対して垂直となる方向への前記プラズマの拡散を防
止するように設けられていることを特徴とする請求項1
に記載のレーザ発振装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the shielding structure is provided so as to prevent diffusion of the plasma in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the minute gap.
3. The laser oscillation device according to claim 1.
【請求項3】 前記遮蔽構造は、前記微小間隙から所定
距離だけ離間して配置された金属壁からなることを特徴
とする請求項1又は2にレーザ発振装置。
3. The laser oscillation device according to claim 1, wherein the shielding structure is formed of a metal wall disposed at a predetermined distance from the minute gap.
【請求項4】 前記遮蔽構造は、メッシュ状の板材から
構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項に記載のレーザ発振装置。
4. The laser oscillation device according to claim 1, wherein the shielding structure is formed of a mesh-shaped plate.
【請求項5】 前記遮蔽構造は、所定の開口を有する複
数のノズルからなることを特徴とする請求項1に記載の
レーザ発振装置。
5. The laser oscillation device according to claim 1, wherein the shielding structure includes a plurality of nozzles having a predetermined opening.
【請求項6】 前記ノズルが、前記レーザガスの通路と
されていることを特徴とする請求項5に記載のレーザ発
振装置。
6. The laser oscillation device according to claim 5, wherein the nozzle is a passage for the laser gas.
【請求項7】 前記遮蔽構造が、磁場によって構成され
ていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に
記載のレーザ発振装置。
7. The laser oscillation device according to claim 1, wherein the shielding structure is constituted by a magnetic field.
【請求項8】 照明光を発する光源である請求項1〜7
のいずれか1項に記載のレーザ発振装置と、 所定パターンの形成されたレチクルに前記レーザ発振装
置からの照明光を照射する第1光学系と、 前記レチクルを介した照明光を被照射面に照射する第2
光学系とを備え、 前記被照射面に前記レチクルの所定パターンを投影し露
光を行うことを特徴とする露光装置。
8. A light source for emitting illumination light.
The laser oscillation device according to any one of the above, a first optical system that irradiates a reticle on which a predetermined pattern is formed with illumination light from the laser oscillation device, and illuminating light that has passed through the reticle is applied to a surface to be irradiated. Second to irradiate
An exposure apparatus, comprising: an optical system, wherein a predetermined pattern of the reticle is projected onto the surface to be irradiated to perform exposure.
【請求項9】 被照射面に感光材料を塗布する工程と、 請求項8に記載の露光装置を用いて、前記感光材料が塗
布された前記被照射面に所定パターンの露光を行う工程
と、 前記所定パターンの露光が行われた前記感光材料を現像
する工程とを備えることを特徴とするデバイスの製造方
法。
9. A step of applying a photosensitive material to a surface to be irradiated, and a step of exposing a predetermined pattern to the surface to be irradiated with the photosensitive material using the exposure apparatus according to claim 8. Developing the photosensitive material to which the predetermined pattern has been exposed.
【請求項10】 前記被照射面をウェハ面とし、当該ウ
ェハ面に半導体素子を形成することを特徴とする請求項
9に記載のデバイスの製造方法。
10. The device manufacturing method according to claim 9, wherein the irradiated surface is a wafer surface, and a semiconductor element is formed on the wafer surface.
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