JP3370778B2 - プラズマ再結合ｘ線レーザー露光装置 - Google Patents
プラズマ再結合ｘ線レーザー露光装置Info
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの微細
な回路パターンの転写等に利用される露光装置に係り、
特に光源としてプラズマ再結合Ｘ線レーザーを用いたプ
ラズマ再結合Ｘ線レーザー露光装置に関する。
な回路パターンの転写等に利用される露光装置に係り、
特に光源としてプラズマ再結合Ｘ線レーザーを用いたプ
ラズマ再結合Ｘ線レーザー露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造分野においては、
高集積化に伴う回路パターンの微細化の必要性が高まっ
ている。例えば、ＤＲＡＭの場合、配線幅を、６４メガ
ビットの場合０．３５〜０．４μｍ、２５６メガビット
では０．２５μｍ、１ギガビットでは０．１５μｍ等と
微細化する必要がある。
高集積化に伴う回路パターンの微細化の必要性が高まっ
ている。例えば、ＤＲＡＭの場合、配線幅を、６４メガ
ビットの場合０．３５〜０．４μｍ、２５６メガビット
では０．２５μｍ、１ギガビットでは０．１５μｍ等と
微細化する必要がある。
【０００３】このような半導体デバイスの製造におい
て、微細な回路パターンは、いわゆるフォトリソグラフ
ィーによって転写されるが、従来露光に使用されていた
波長０．３５μｍ程度の紫外線は、微細化が進むにつれ
て使用できなくなる。このため、次世代の露光光として
エキシマレーザ等が注目されており、さらに１ギガビッ
トＤＲＡＭに対応可能なその次の世代の露光光として、
軟Ｘ線が候補に挙げられている。
て、微細な回路パターンは、いわゆるフォトリソグラフ
ィーによって転写されるが、従来露光に使用されていた
波長０．３５μｍ程度の紫外線は、微細化が進むにつれ
て使用できなくなる。このため、次世代の露光光として
エキシマレーザ等が注目されており、さらに１ギガビッ
トＤＲＡＭに対応可能なその次の世代の露光光として、
軟Ｘ線が候補に挙げられている。
【０００４】従来軟Ｘ線光源としては、シンクロトロン
放射（ＳＲ）を利用したものが知られており、このよう
な光源を用いた露光装置の開発が行われている。
放射（ＳＲ）を利用したものが知られており、このよう
な光源を用いた露光装置の開発が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
においては、シンクロトロン放射を利用した軟Ｘ線光源
を用いた露光装置が知られている。しかしながら、この
ような露光装置は、装置が大型となり、その製造コスト
も高いという問題がある。
においては、シンクロトロン放射を利用した軟Ｘ線光源
を用いた露光装置が知られている。しかしながら、この
ような露光装置は、装置が大型となり、その製造コスト
も高いという問題がある。
【０００６】また、本発明者等は、従来からパルス列レ
ーザーを使用して、プラズマ再結合Ｘ線レーザーを発振
させる方法の開発を行っている。すなわち、この方法
は、例えば特開平４−６７５９９号公報等に開示されて
いるように、先行するレーザー短パルスによって生成さ
れたプラズマの電子温度が低下し過ぎないうちに、後続
のレーザー短パルスを固体ターゲット表面に次々と照射
する方法である。
ーザーを使用して、プラズマ再結合Ｘ線レーザーを発振
させる方法の開発を行っている。すなわち、この方法
は、例えば特開平４−６７５９９号公報等に開示されて
いるように、先行するレーザー短パルスによって生成さ
れたプラズマの電子温度が低下し過ぎないうちに、後続
のレーザー短パルスを固体ターゲット表面に次々と照射
する方法である。
【０００７】この方法を用いることにより、それまでの
技術（１つのレーザーパルスを用いる方法）に比べて千
分の１である約２Ｊという格段に少ない入力エネルギー
により多価イオンを多量に含む高温のプラズマを発生で
き、軟Ｘ線域における増幅利得が確認されている。
技術（１つのレーザーパルスを用いる方法）に比べて千
分の１である約２Ｊという格段に少ない入力エネルギー
により多価イオンを多量に含む高温のプラズマを発生で
き、軟Ｘ線域における増幅利得が確認されている。
【０００８】しかしながら、この方法においても、得ら
れる軟Ｘ線の利得係数の値は、プラズマ再結合Ｘ線レー
ザー露光装置を実用化するのに十分な大きさではなかっ
た。本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたも
ので、軟Ｘ線を用いて微細なパターンの転写を行うこと
ができ、かつ、小型で安価なプラズマ再結合Ｘ線レーザ
ー露光装置を提供しようとするものである。
れる軟Ｘ線の利得係数の値は、プラズマ再結合Ｘ線レー
ザー露光装置を実用化するのに十分な大きさではなかっ
た。本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたも
ので、軟Ｘ線を用いて微細なパターンの転写を行うこと
ができ、かつ、小型で安価なプラズマ再結合Ｘ線レーザ
ー露光装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のプラ
ズマ再結合Ｘ線レーザー露光装置は、多価イオンを含む
プラズマを発生させるためのターゲットと、前記プラズ
マの発生領域を挟んで対向配置されたミラーであって、
前記プラズマの再結合により発生したＸ線レーザーをこ
れらの間で反射するミラーとを有するＸ線レーザー発振
手段と、複数のレーザー短パルスからなるパルス列レー
ザーを前記ターゲットに照射する励起レーザー照射手段
であって、前記パルス列レーザーの前部の前記レーザー
短パルスで生成された多価イオンが強い再結合を引き起
こすまでには電子温度が下がらない程度に、前部よりも
後部のレーザー短パルスの強度を低下させるよう構成さ
れた励起レーザー照射手段と、被露光基板を保持する基
板保持手段と、前記Ｘ線レーザー発振手段からのＸ線レ
ーザーを、露光パターンを介して、前記被露光基板に照
射する光学系とを具備したことを特徴とする。
ズマ再結合Ｘ線レーザー露光装置は、多価イオンを含む
プラズマを発生させるためのターゲットと、前記プラズ
マの発生領域を挟んで対向配置されたミラーであって、
前記プラズマの再結合により発生したＸ線レーザーをこ
れらの間で反射するミラーとを有するＸ線レーザー発振
手段と、複数のレーザー短パルスからなるパルス列レー
ザーを前記ターゲットに照射する励起レーザー照射手段
であって、前記パルス列レーザーの前部の前記レーザー
短パルスで生成された多価イオンが強い再結合を引き起
こすまでには電子温度が下がらない程度に、前部よりも
後部のレーザー短パルスの強度を低下させるよう構成さ
れた励起レーザー照射手段と、被露光基板を保持する基
板保持手段と、前記Ｘ線レーザー発振手段からのＸ線レ
ーザーを、露光パターンを介して、前記被露光基板に照
射する光学系とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】パルス列レーザーをターゲットに照射した場
合、先行する前部のレーザー短パルスにより十分にプラ
ズマが加熱され、多量の多価イオンが生成される。
合、先行する前部のレーザー短パルスにより十分にプラ
ズマが加熱され、多量の多価イオンが生成される。
【００１１】これをプラズマ再結合Ｘ線レーザーの媒質
とするには、電子温度を大幅に低下させなければならな
い。
とするには、電子温度を大幅に低下させなければならな
い。
【００１２】一方、大きな利得を発生させるためには、
プラズマ密度に最適な領域があり、プラズマ密度が高す
ぎると利得は生じなく、プラズマ密度が低すぎると利得
は発生できてもその値は小さいものになる。
プラズマ密度に最適な領域があり、プラズマ密度が高す
ぎると利得は生じなく、プラズマ密度が低すぎると利得
は発生できてもその値は小さいものになる。
【００１３】ところで、プラズマを真空中へ自由膨脹さ
せると電子温度とプラズマ密度は同時に低下する。しか
しながら、電子温度の低下はより急速に生じるため、電
子温度が十分低下した時に、必ずしもプラズマ密度が最
適値とはなってはいない。また、そのとき多価イオンの
再結合も進行してしまい、低い電子温度と最適なプラズ
マ密度が得られた時には、必要な多価イオンの量が既に
大幅に低下しているため、小さな利得係数しか期待でき
ない結果となる。
せると電子温度とプラズマ密度は同時に低下する。しか
しながら、電子温度の低下はより急速に生じるため、電
子温度が十分低下した時に、必ずしもプラズマ密度が最
適値とはなってはいない。また、そのとき多価イオンの
再結合も進行してしまい、低い電子温度と最適なプラズ
マ密度が得られた時には、必要な多価イオンの量が既に
大幅に低下しているため、小さな利得係数しか期待でき
ない結果となる。
【００１４】そこで、本発明のプラズマ再結合Ｘ線レー
ザー露光装置では、励起レーザーとしてのパルス列レー
ザーの後部のレーザー短パルスの強度を低下させるが、
多価イオンが強い再結合を引き起こすまでには電子温度
を下げない程度にその強度を保ち、多価イオンの体積の
増加とプラズマ密度の最適化及び電子温度の低下を同時
に達成することにより、プラズマのパラメーターを積極
的に制御して、励起レーザーパルス波形の終了後に大き
な利得を発生させる。
ザー露光装置では、励起レーザーとしてのパルス列レー
ザーの後部のレーザー短パルスの強度を低下させるが、
多価イオンが強い再結合を引き起こすまでには電子温度
を下げない程度にその強度を保ち、多価イオンの体積の
増加とプラズマ密度の最適化及び電子温度の低下を同時
に達成することにより、プラズマのパラメーターを積極
的に制御して、励起レーザーパルス波形の終了後に大き
な利得を発生させる。
【００１５】本発明のプラズマ再結合Ｘ線レーザー露光
装置では、例えば、ターゲットとしてアルミニウム、励
起レーザーとして高繰返しＹＡＧレーザー等を使用する
ことにより、波長１０．５７ｎｍ、出力数十乃至数百ミ
リワットのＸ線レーザーによる露光を行うことができ
る。
装置では、例えば、ターゲットとしてアルミニウム、励
起レーザーとして高繰返しＹＡＧレーザー等を使用する
ことにより、波長１０．５７ｎｍ、出力数十乃至数百ミ
リワットのＸ線レーザーによる露光を行うことができ
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１７】図１は、本発明の一実施例のプラズマ再結
合Ｘ線レーザー露光装置の構成を示すもので、同図にお
いて、１はプラズマ再結合Ｘ線レーザーを発振させるた
めのＸ線レーザー発振器、２，３はそれぞれＸ線レーザ
ーを増幅するための増幅器、４は発振器１及び増幅器
２，３に励起レーザーとしてのパルス列レーザーを供給
するための励起レーザー照射機構である。また、同図に
おいて、５は被露光基板としての半導体ウエハ、６はこ
の半導体ウエハ５を保持してステップ状に移動させるウ
エハステージ、７は半導体ウエハ５にＸ線レーザーを照
射するための光学系である。
合Ｘ線レーザー露光装置の構成を示すもので、同図にお
いて、１はプラズマ再結合Ｘ線レーザーを発振させるた
めのＸ線レーザー発振器、２，３はそれぞれＸ線レーザ
ーを増幅するための増幅器、４は発振器１及び増幅器
２，３に励起レーザーとしてのパルス列レーザーを供給
するための励起レーザー照射機構である。また、同図に
おいて、５は被露光基板としての半導体ウエハ、６はこ
の半導体ウエハ５を保持してステップ状に移動させるウ
エハステージ、７は半導体ウエハ５にＸ線レーザーを照
射するための光学系である。
【００１８】上記光学系７は、露光パターン７ａ、アパ
ーチャー７ｂ、第１ミラー７ｃ、第２ミラー７ｄ等から
構成されている。また、露光パターン７ａは、Ｘ線レー
ザー発振器１からのＸ線レーザー（本実施例では、波長
１０．５７ｎｍ）に対して高反射率を有する多層膜ミラ
ーの表面に所定の露光パターンを形成して構成されてお
り、第１ミラー７ｃ、第２ミラー７ｄも同様な多層膜ミ
ラーから構成されている。
ーチャー７ｂ、第１ミラー７ｃ、第２ミラー７ｄ等から
構成されている。また、露光パターン７ａは、Ｘ線レー
ザー発振器１からのＸ線レーザー（本実施例では、波長
１０．５７ｎｍ）に対して高反射率を有する多層膜ミラ
ーの表面に所定の露光パターンを形成して構成されてお
り、第１ミラー７ｃ、第２ミラー７ｄも同様な多層膜ミ
ラーから構成されている。
【００１９】図２は、上述した励起レーザー照射機構４
の要部概略構成を示すもので、同図に示すように、励起
レーザー照射機構４は、励起レーザー源としての高繰り
返しＹＡＧレーザー４０、ビームスプリッター４１〜４
５、プリズム４６〜４８、全反射ミラー４９〜５０、フ
ィルター５１等から構成されている。なお、ＹＡＧレー
ザーの励起には、半導体レーザーを用いることが好まし
い。半導体レーザーを用いることによって、発熱を抑制
することができ、高出力で高繰り返しの発振が可能とな
る。
の要部概略構成を示すもので、同図に示すように、励起
レーザー照射機構４は、励起レーザー源としての高繰り
返しＹＡＧレーザー４０、ビームスプリッター４１〜４
５、プリズム４６〜４８、全反射ミラー４９〜５０、フ
ィルター５１等から構成されている。なお、ＹＡＧレー
ザーの励起には、半導体レーザーを用いることが好まし
い。半導体レーザーを用いることによって、発熱を抑制
することができ、高出力で高繰り返しの発振が可能とな
る。
【００２０】上記励起レーザー照射機構４において、高
繰り返しＹＡＧレーザー４０から発振された単パルスの
レーザー光Ｌは、ビームスプリッター４１によって２つ
に分けられ、一方は直進し、他方は直角に曲げられて一
旦プリズム４６に入射しビームスプリッター４２の位置
で再び元の光路上に戻る。これによって、レーザー光Ｌ
は、光路長の相違に相当する時間遅れを有する２個の短
パルスレーザーとされる。
繰り返しＹＡＧレーザー４０から発振された単パルスの
レーザー光Ｌは、ビームスプリッター４１によって２つ
に分けられ、一方は直進し、他方は直角に曲げられて一
旦プリズム４６に入射しビームスプリッター４２の位置
で再び元の光路上に戻る。これによって、レーザー光Ｌ
は、光路長の相違に相当する時間遅れを有する２個の短
パルスレーザーとされる。
【００２１】この後、レーザー光Ｌは、同様にして、プ
リズム４７への往復によって４個の短パルスレーザーと
され、プリズム４８への往復によって８個の短パルスレ
ーザーとされる。
リズム４７への往復によって４個の短パルスレーザーと
され、プリズム４８への往復によって８個の短パルスレ
ーザーとされる。
【００２２】そして、この８個の短パルスレーザーが、
さらにビームスプリッター４５によって２つに分けら
れ、全反射ミラー４９、５０への光路長の相違により、
１６個の短パルスレーザーとされる。
さらにビームスプリッター４５によって２つに分けら
れ、全反射ミラー４９、５０への光路長の相違により、
１６個の短パルスレーザーとされる。
【００２３】また、ビームスプリッター４５と全反射ミ
ラー５０との間には、フィルター５１が介挿されてお
り、図３に示すように、１６個の短パルスレーザーのう
ち後半部の８個の短パルスレーザーは、このフィルター
５１によって減衰される。本実施例では、約５０％の透
過率を有するフィルター５１を用い、これによって、後
半部の８個の短パルスレーザーを２５％程度に減衰させ
るよう構成されている。なお、このようにして形成され
たパルス列レーザーは、図１に示すように、Ｘ線レーザ
ー発振器１及び増幅器２，３にそれぞれ供給される。
ラー５０との間には、フィルター５１が介挿されてお
り、図３に示すように、１６個の短パルスレーザーのう
ち後半部の８個の短パルスレーザーは、このフィルター
５１によって減衰される。本実施例では、約５０％の透
過率を有するフィルター５１を用い、これによって、後
半部の８個の短パルスレーザーを２５％程度に減衰させ
るよう構成されている。なお、このようにして形成され
たパルス列レーザーは、図１に示すように、Ｘ線レーザ
ー発振器１及び増幅器２，３にそれぞれ供給される。
【００２４】図４，５は、レーザー発振器１の構成を示
すものである。同図に示すように、Ｘ線レーザー発振器
１のチャンバ６０内にはターゲット６１が設けられてい
る。本実施例において、ターゲット６１は、箔状に形成
されたアルミニウム（Ａｌ）をロール状に巻回して構成
されており、巻取機構６２によって、巻き取り可能に構
成されている。そして、巻取機構６２によって、ターゲ
ット６１を巻き取ることにより、パルス列レーザーから
なるレーザー光Ｌが照射される照射面を、順次未だレー
ザー光Ｌが照射されていない新しい面とすることができ
るようになっている。
すものである。同図に示すように、Ｘ線レーザー発振器
１のチャンバ６０内にはターゲット６１が設けられてい
る。本実施例において、ターゲット６１は、箔状に形成
されたアルミニウム（Ａｌ）をロール状に巻回して構成
されており、巻取機構６２によって、巻き取り可能に構
成されている。そして、巻取機構６２によって、ターゲ
ット６１を巻き取ることにより、パルス列レーザーから
なるレーザー光Ｌが照射される照射面を、順次未だレー
ザー光Ｌが照射されていない新しい面とすることができ
るようになっている。
【００２５】また、レーザー光Ｌは、レンズ６３等で線
状に集束され、チャンバ６０に設けられた照射窓６４を
介してターゲット６１に照射されるようになっている。
この照射窓６４の内側には、ターゲット６１の方向に向
けて、徐々に挟間隔となるよう構成されたダクト６５が
設けられており、照射窓６４近傍に設けられたガス供給
管６６からこのダクト６５内にガスを供給し、排気管６
７から排気することによって、照射窓６４からターゲッ
ト６１方向に向かうガス流を形成するよう構成されてい
る。このガス流によって、ターゲット６１から飛翔した
粒子が照射窓６４に付着することを防止することがで
き、照射窓６４が汚染されることを防止することができ
る。
状に集束され、チャンバ６０に設けられた照射窓６４を
介してターゲット６１に照射されるようになっている。
この照射窓６４の内側には、ターゲット６１の方向に向
けて、徐々に挟間隔となるよう構成されたダクト６５が
設けられており、照射窓６４近傍に設けられたガス供給
管６６からこのダクト６５内にガスを供給し、排気管６
７から排気することによって、照射窓６４からターゲッ
ト６１方向に向かうガス流を形成するよう構成されてい
る。このガス流によって、ターゲット６１から飛翔した
粒子が照射窓６４に付着することを防止することがで
き、照射窓６４が汚染されることを防止することができ
る。
【００２６】なお、このように照射窓６４の汚染を防止
するための汚染防止機構としては、例えば、図６に示す
ようなものも使用できる。すなわち、この汚染防止機構
は、ターゲット６１と照射窓６４との間に、レーザー光
Ｌが透過可能な薄膜シート７０と、この薄膜シート７０
を巻き取るようにしてレーザー光Ｌの薄膜シート７０上
の透過面を移動させる巻取機構６９とを配設したもので
ある。
するための汚染防止機構としては、例えば、図６に示す
ようなものも使用できる。すなわち、この汚染防止機構
は、ターゲット６１と照射窓６４との間に、レーザー光
Ｌが透過可能な薄膜シート７０と、この薄膜シート７０
を巻き取るようにしてレーザー光Ｌの薄膜シート７０上
の透過面を移動させる巻取機構６９とを配設したもので
ある。
【００２７】また、図５に示すように、チャンバ６０内
には、プラズマの発生領域を挟むように、対向して２枚
のミラー６８が配置されている。これらのミラー６８
も、多層膜ミラーから構成されており、これらの間でプ
ラズマ中から発生したプラズマ再結合Ｘ線レーザーを反
射し、増幅するよう構成されている。なお、ミラー６８
の一方には、図示しないレーザー取り出し用窓が設けら
れている。
には、プラズマの発生領域を挟むように、対向して２枚
のミラー６８が配置されている。これらのミラー６８
も、多層膜ミラーから構成されており、これらの間でプ
ラズマ中から発生したプラズマ再結合Ｘ線レーザーを反
射し、増幅するよう構成されている。なお、ミラー６８
の一方には、図示しないレーザー取り出し用窓が設けら
れている。
【００２８】上記構成のこの実施例の装置では、励起レ
ーザー照射機構４から、例えば１ショットあたりのエネ
ルギーが２Ｊの励起レーザーを１００Ｈｚ程度で発生さ
せ、前述したパルス波形のパルス列レーザーとして、Ｘ
線レーザー発振器１及び増幅器２，３内のターゲット
（アルミニウム）６１表面に線状集光する。なお、パル
ス列レーザーの個々の短パルスレーザーの幅は、例えば
100ps程度、パルスの間隔は例えば 200〜 300ps程度と
することが好ましい。また、パルス数は、１６個程度が
好適である。
ーザー照射機構４から、例えば１ショットあたりのエネ
ルギーが２Ｊの励起レーザーを１００Ｈｚ程度で発生さ
せ、前述したパルス波形のパルス列レーザーとして、Ｘ
線レーザー発振器１及び増幅器２，３内のターゲット
（アルミニウム）６１表面に線状集光する。なお、パル
ス列レーザーの個々の短パルスレーザーの幅は、例えば
100ps程度、パルスの間隔は例えば 200〜 300ps程度と
することが好ましい。また、パルス数は、１６個程度が
好適である。
【００２９】このようなパルス列レーザーを用いること
により、単一パルスの照射時の入力レーザーエネルギー
は大きくなくても、パルス列を構成する個々のパルス幅
は狭いため高いピーク照射強度が容易に達せられる。
により、単一パルスの照射時の入力レーザーエネルギー
は大きくなくても、パルス列を構成する個々のパルス幅
は狭いため高いピーク照射強度が容易に達せられる。
【００３０】パルス列の最初の短パルスレーザーの照射
により固体から生成されるプラズマの温度及びそれに含
まれるイオンの価数はそれほど大きくない。しかし、プ
ラズマはターゲット表面から噴出し、レーザー光を効率
よく吸収できる密度に低下する。そこへ適度なパルス間
隔をもって次々に到着する短パルスレーザーにより段階
的にそのプラズマは加熱され、その電子温度は非常に高
い値に達することができ、結果的に高い価数の多価イオ
ンが効率よく多量に生成されていると考えられる。この
場合、前の短パルスレーザーによって生成されたプラズ
マの密度と電子温度が低下し過ぎないうちに、次々と短
パルスレーザーを照射することが重要である。
により固体から生成されるプラズマの温度及びそれに含
まれるイオンの価数はそれほど大きくない。しかし、プ
ラズマはターゲット表面から噴出し、レーザー光を効率
よく吸収できる密度に低下する。そこへ適度なパルス間
隔をもって次々に到着する短パルスレーザーにより段階
的にそのプラズマは加熱され、その電子温度は非常に高
い値に達することができ、結果的に高い価数の多価イオ
ンが効率よく多量に生成されていると考えられる。この
場合、前の短パルスレーザーによって生成されたプラズ
マの密度と電子温度が低下し過ぎないうちに、次々と短
パルスレーザーを照射することが重要である。
【００３１】このプラズマ生成法は、励起レーザーパル
スの立ち下がりが、パルス列を構成する短パルスレーザ
ーの立ち下がりと同じであるので、プラズマ加熱の後に
電子を急冷する必要があるプラズマ再結合Ｘ線レーザー
に対して大きな利点がある。そして、本実施例では、１
６個の短パルスレーザーのうち後半部の８個の短パルス
レーザーの強度を２５％程度に低下させ、パルス列の前
半８個の短パルスレーザーで生成された多価イオン（本
実施例の場合Ａｌ11＋）が強い再結合を引き起こすまで
には電子温度を下げない程度にその強度を保ち、多価イ
オンの体積の増加とプラズマ密度の最適化及び電子温度
の低下を同時に達成する。これによって、さらに大きな
利得を得る。
スの立ち下がりが、パルス列を構成する短パルスレーザ
ーの立ち下がりと同じであるので、プラズマ加熱の後に
電子を急冷する必要があるプラズマ再結合Ｘ線レーザー
に対して大きな利点がある。そして、本実施例では、１
６個の短パルスレーザーのうち後半部の８個の短パルス
レーザーの強度を２５％程度に低下させ、パルス列の前
半８個の短パルスレーザーで生成された多価イオン（本
実施例の場合Ａｌ11＋）が強い再結合を引き起こすまで
には電子温度を下げない程度にその強度を保ち、多価イ
オンの体積の増加とプラズマ密度の最適化及び電子温度
の低下を同時に達成する。これによって、さらに大きな
利得を得る。
【００３２】なお、図２に示すフィルター５１を使用し
ない場合、すなわち、ピーク値が略等しい１６個の短パ
ルスレーザーを照射した場合と比較すると、本実施例で
は、プラズマ再結合Ｘ線レーザー（波長１０．５７ｎ
ｍ）の利得を２倍以上に改善することができる。
ない場合、すなわち、ピーク値が略等しい１６個の短パ
ルスレーザーを照射した場合と比較すると、本実施例で
は、プラズマ再結合Ｘ線レーザー（波長１０．５７ｎ
ｍ）の利得を２倍以上に改善することができる。
【００３３】そして、このプラズマ再結合Ｘ線レーザー
を、Ｘ線レーザー発振器１及び増幅器２，３で増幅させ
ることにより、２００ｍＷ以上の出力を得ることができ
る。この波長１０．５７ｎｍＸ線レーザーを、光学系７
により、露光パターン７ａを介してウエハステージ６に
より半導体ウエハ５をステップ状に所定距離ずつ移動し
ながら照射し、露光を行う。
を、Ｘ線レーザー発振器１及び増幅器２，３で増幅させ
ることにより、２００ｍＷ以上の出力を得ることができ
る。この波長１０．５７ｎｍＸ線レーザーを、光学系７
により、露光パターン７ａを介してウエハステージ６に
より半導体ウエハ５をステップ状に所定距離ずつ移動し
ながら照射し、露光を行う。
【００３４】以上説明したように、本実施例によれば、
ＳＲ等の大型でかつ高価な軟Ｘ線源を用いることなく、
軟Ｘ線による微細なパターンの露光を行うことができ
る。
ＳＲ等の大型でかつ高価な軟Ｘ線源を用いることなく、
軟Ｘ線による微細なパターンの露光を行うことができ
る。
【００３５】なお、上記実施例では、フィルター１１を
用いてパルス列レーザーの制御を行う場合について説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、パルス列レーザーの制御には、複数のレーザーを使
って制御されたパルス列波形を発生する等、どのような
方法を用いても良い。
用いてパルス列レーザーの制御を行う場合について説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、パルス列レーザーの制御には、複数のレーザーを使
って制御されたパルス列波形を発生する等、どのような
方法を用いても良い。
【００３６】また、励起レーザーとしては、ＹＡＧレー
ザーの他、ガラスレーザー等も用いることができ、さら
に、露光パターン７ａとして透過式のマスクを用いる等
光学系７等の構成は適宜変更可能である。例えば、図１
に示した実施例では、Schwarzschild 光学系としたが、
Walter型光学系、ゾーンプレート光学系等としてもよ
い。さらに、ミラー等についても多層膜ミラーに限ら
ず、使用する軟Ｘ線に対して十分な反射率を有するもの
であれば使用可能である。
ザーの他、ガラスレーザー等も用いることができ、さら
に、露光パターン７ａとして透過式のマスクを用いる等
光学系７等の構成は適宜変更可能である。例えば、図１
に示した実施例では、Schwarzschild 光学系としたが、
Walter型光学系、ゾーンプレート光学系等としてもよ
い。さらに、ミラー等についても多層膜ミラーに限ら
ず、使用する軟Ｘ線に対して十分な反射率を有するもの
であれば使用可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軟Ｘ線を用いて微細なパターンの転写を行うことがで
き、かつ、小型で安価なプラズマ再結合Ｘ線レーザー露
光装置を提供することができる。
軟Ｘ線を用いて微細なパターンの転写を行うことがで
き、かつ、小型で安価なプラズマ再結合Ｘ線レーザー露
光装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す図。
【図２】図１の装置の励起レーザー照射機構の構成を示
す図。
す図。
【図３】図１の装置におけるパルス列レーザ−の波形を
説明するための図。
説明するための図。
【図４】図１の装置のＸ線レーザ−発振器の構成を示す
図。
図。
【図５】図４のＸ線レーザ−発振器の横断面構成を示す
図。
図。
【図６】Ｘ線レーザ−発振器の他の構成例を示す図。
１ Ｘ線レーザー発振器
２，３ 増幅器
４ 励起レーザー照射機構
５ 半導体ウエハ
６ ウエハステージ
７ 光学系
７ａ 露光パターン
７ｂ アパーチャー
７ｃ 第１ミラー
７ｄ 第２ミラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｓ 3/22 Ｍ
Ｈ０５Ｇ 1/00 Ｋ
(56)参考文献 特開 平７−94296（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−120120（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−67599（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−256285（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−256284（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−99528（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20
H01S 3/00
H05G 2/00
Claims (8)
- 【請求項１】 多価イオンを含むプラズマを発生させる
ためのターゲットと、前記プラズマの発生領域を挟んで
対向配置されたミラーであって、前記プラズマの再結合
により発生したＸ線レーザーをこれらの間で反射するミ
ラーとを有するＸ線レーザー発振手段と、 複数のレーザー短パルスからなるパルス列レーザーを前
記ターゲットに照射する励起レーザー照射手段であっ
て、前記パルス列レーザーの前部の前記レーザー短パル
スで生成された多価イオンが強い再結合を引き起こすま
でには電子温度が下がらない程度に、前部よりも後部の
レーザー短パルスの強度を低下させるよう構成された励
起レーザー照射手段と、 被露光基板を保持する基板保持手段と、 前記Ｘ線レーザー発振手段からのＸ線レーザーを、露光
パターンを介して、前記被露光基板に照射する光学系と
を具備したことを特徴とするプラズマ再結合Ｘ線レーザ
ー露光装置。 - 【請求項２】 ターゲットは、アルミニウムターゲット
であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ再結合
Ｘ線レーザー露光装置。 - 【請求項３】 多価イオンは、Ａｌ11＋であることを特
徴とする請求項１記載のプラズマ再結合Ｘ線レーザー露
光装置。 - 【請求項４】 Ｘ線レーザー発振手段は、励起レーザー
を照射するための窓と、この窓からターゲット方向に向
かうガス流を形成するガス流形成手段とを具備したこと
を特徴とする請求項１記載のプラズマ再結合Ｘ線レーザ
ー露光装置。 - 【請求項５】 Ｘ線レーザー発振手段は、 励起レーザーを照射するための窓と、 この窓とターゲットとの間に配設されたパルス列レーザ
ーを透過可能な薄膜シートと、 この薄膜シートを移動させ当該薄膜シートの前記パルス
列レーザーの透過位置を変更する薄膜シート駆動手段と
を具備したことを特徴とする請求項１記載のプラズマ再
結合Ｘ線レーザー露光装置。 - 【請求項６】 ターゲットを移動させ、当該ターゲット
のパルス列レーザーの照射位置を変更するターゲット駆
動手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のプラ
ズマ再結合Ｘ線レーザー露光装置。 - 【請求項７】 励起レーザー照射手段は、半導体レーザ
ーによって励起される高繰り返しＹＡＧレーザーを具備
したことを特徴とする請求項１記載のプラズマ再結合Ｘ
線レーザー露光装置。 - 【請求項８】 Ｘ線レーザー発振手段からのＸ線レーザ
ーを増幅する増幅手段を具備したことを特徴とする請求
項１記載のプラズマ再結合Ｘ線レーザー露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14363294A JP3370778B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | プラズマ再結合ｘ線レーザー露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14363294A JP3370778B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | プラズマ再結合ｘ線レーザー露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817701A JPH0817701A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3370778B2 true JP3370778B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=15343277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14363294A Expired - Fee Related JP3370778B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | プラズマ再結合ｘ線レーザー露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3370778B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010182698A (ja) * | 2002-04-10 | 2010-08-19 | Cymer Inc | 極紫外線光源 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP14363294A patent/JP3370778B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817701A (ja) | 1996-01-19 |
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