JP4303350B2 - レーザ発振装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
レーザ発振装置、露光装置及びデバイスの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波によりレーザガスを励起し、発生したプラズマ光を共振させて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。
【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。
【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、レーザチャンバ内に充填されたＡｒ，Ｋｒ，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。このエキシマから放出された紫外光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。
【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、上記に示した電子ビーム照射や放電の他にレーザガスの励起源としてはマイクロ波も用いられる。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。
【０００５】
ここで、仮にスロットから放出されるマイクロ波の強度分布が均一であったとしても、レーザ光の共振器長を満たすだけの長い空間にマイクロ波を供給するには、例えば共振器長軸方向に沿って複数のスロットを配置したスロットアレイ構造を形成する必要がある。この構造を図９に示す。導波管壁２０１に複数の微小間隙（スロット）２０２が等間隔に形成されており、この微小間隙（スロット）２０２からマイクロ波が放出される。図９において、便宜上レーザ管内を放出空間として略記する。
【０００６】
このスロットアレイ構造を採用した場合、隣接するスロット２０２間の領域（図９中、楕円形の斜線部で示す。）は必然的にマイクロ波の非照射領域となる。従って、マイクロ波により放出空間に存するレーザガスを励起する際にも非照射領域の存在に起因してマイクロ波強度にムラが生じ、全体として不均一な分布のプラズマ放電が発生することになる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、レーザ管の長手方向にわたり全体的に均一なプラズマ放電を実現し、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とともに、構造設計が極めて容易なレーザ発振装置や、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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ発振装置は、マイクロ波によりレーザガスを励起し、発生したプラズマ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、一対の部屋からなり、前記各部屋内に前記レーザガスが供給される導波管が設けられており、前記導波管は、長手方向に渡ってスリット状に形成された空隙を有し、前記各部屋が前記空隙で連通するように構成されており、前記一対の部屋は、一方が他方に対してその長手方向の端部の長手方向の位置が前記導波管内におけるマイクロ波の定在波の１／４波長に相当する距離だけシフトとしており、一方の前記部屋内でマイクロ波を発生させ、前記空隙を通じて他方の前記部屋にマイクロ波を伝播させることにより、前記空隙が形成された長手方向全域に渡って連続的に前記プラズマ光を発生させる。
【００２１】
本発明のレーザ発振装置の一態様は、前記レーザガスを、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ばれた少なくとも１種の不活性ガス、又は前記少なくとも１種の不活性ガスとＦ2 ガスとの混合ガスとするエキシマレーザ発振装置である。
【００２２】
本発明の露光装置は、照明光を発する光源である前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。
【００２３】
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、前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。
【００２４】
本発明のデバイスの製造方法の一態様においては、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。
【００２５】
【作用】
本発明のレーザ発振装置においては、電磁波の放射源とプラズマ発光部（スリット状の空隙）が各々別個に規定され、独立に設計可能とされている。従って、例えば放射源と発光部とを所定距離離間するように設計することで、放射源から放出された電磁波は発光部の近傍では波面が平坦化され、全体として平面波近似となる。従って、発光部ではほぼ均一の平面波とされた電磁波によりレーザガスが励起されるため、長手方向にわたって均一なプラズマ放電が可能となってレーザ発光の均一化が実現する。
【００２６】
本発明のレーザ発振装置においては、長手方向（レーザ光の発生方向）に沿ってスリット状に形成された空隙を介して上下に一対の部屋からなる導波管が設けられ、前記空隙が電磁波の放射源及びプラズマ発光部の各機能を併せ持つ。この場合、一方の部屋内で電磁波（マイクロ波）を発生させると、この電磁波は当該一方の部屋内で定在波の状態で存在し、これに倣って定在波の腹に相当する部位で特に明るい発光量でプラズマ放電がなされる。このとき、プラズマ密度が低くなる部位、即ち定在波の節に相当する部位において、電磁波が空隙を通って他方の部屋内に透過進入する。この他方の部屋の構造を前記定在波の分布に対して反転するように設計すると、一方の部屋からの電磁波の透過部位で最大の密度となるようにプラズマ放電がなされる。即ちこの場合、他方の部屋からのプラズマ放電は、その高密度部位が一方の部屋におけるプラズマ放電の低密度部位を補間するように自己整合的に生成されることになり、空隙全域（長手方向全域）に渡って連続的にプラズマ光が発生し、レーザ発光の均一化を図ることが可能となる。
【００２７】
【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。
【００２８】
（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。
【００２９】
本発明は、レーザ発振を行なうためのプラズマ放電機構を主な構成要素としているため、エキシマレーザ発振装置の構成を説明するに先立って、このプラズマ放電機構の基本構成について説明する。
図１は、本実施形態のプラズマ放電機構の基本構成を示す模式図である。
【００３０】
このプラズマ放電機構は、電磁波、ここではマイクロ波の放射部位となる放射源２２を備えたマイクロ波発生手段２１と、マイクロ波発生手段２１上で放射源２２を覆う遮蔽壁を有する遮蔽構造１１とを備えて構成されている。マイクロ波発生手段２１としては主に導波管が用いられ、遮蔽構造１１にはその上面に長手方向に沿ってスリット状の空隙３が形成されている。
【００３１】
そして、マイクロ波発生手段２１の外部、即ち少なくとも遮蔽構造１１内を含む領域にレーザ光を発生させる際の原料となるレーザガスを供給し、マイクロ波発生手段２１の放射源２２からマイクロ波を放出させることにより、放射源２２の前方（上方）に位置する空隙３に電界集中が生じ、当該空隙３でプラズマ放電が発生する。
【００３２】
この場合、放射源２２と発光部となる空隙３とを所定距離離間するように設計することで、放射源２２が所定ピッチで形成されたスロット形状である場合でも、放射源２２から放出されたマイクロ波は空隙３の近傍では波面が平坦化され、全体として平面波近似となる。従って、空隙３ではほぼ均一の平面波とされたマイクロ波によりレーザガスが励起されるため、空隙３の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が可能となってレーザ発光の均一化が実現する。
【００３３】
なお、このプラズマ放電機構は、放射源２２の近傍ではなくスリット状の空隙３の部位でプラズマ励起することを目的としているため、放射源２２がいわゆる幅狭のスロット形状のものとすればここで電界集中が起こり、発火してしまう。従ってこれを防止するために、放射源２２における電界集中を抑止する、即ち放射源２２のスロット幅を大きくすることが必要となる。このことから、放射源２２の形状は、スロット形状というよりはむしろ正方形に近い長方形や、楕円形状等が好ましく、このような形状の複数の微小空隙が長手方向に並列したアレイ状とすることが好適である。
【００３４】
本実施形態のエキシマレーザ発振装置は、上述のプラズマ放電機構を構成要素として備えたものであり、図２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。具体的には、遮蔽構造１１が一対の部屋１１ａ，１１ｂからなり、各部屋１１ａ，１１ｂが板状部材１１ｃで仕切られており、この板状部材１１ｃに形成されたスリット形状の空隙３で連通するように構成されている。
【００３５】
このエキシマレーザ発振装置は、図２（ａ）（概略断面図），図２（ｂ）（図２（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’に沿った概略断面図）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。上述したプラズマ放電機構に対応して、導波管１がマイクロ波発生手段２１に相当する。
【００３６】
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。
【００３７】
レーザ管２は、板状部材１１ｃで仕切られて部屋１１ａ，１１ｂが形成されてなる遮蔽構造１１と、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が設けられている。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。
【００３８】
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２（ａ）に明示するように、複数のスロット４が形成されている。このスロット４は、上述したように正方形に近い長方形又は楕円形状等の電界集中のより少ないものであることが好ましい。導波管１から数百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４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２内のエキシマレーザガスが励起され、板状部材１１ｃに設けられたスリット形状の空隙３で電界集中が生じてプラズマ放電が発生する。そして、このプラズマ光の位相が揃えられて共振し、エキシマレーザ光が発生することになる。
【００３９】
本実施形態によれば、上述のプラズマ発生機構を備えているため、レーザ管２の長手方向にわたり全体的に均一なマイクロ波の放射を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。また、マイクロ波の放射源であるスロット４とプラズマ発光部となる空隙３が各々別個に規定され、独立に設計可能とされているため、極めて容易且つ正確に所望の構造設計を行なうことができる。
【００４０】
また、マイクロ波の放射源としては、スロットアレイに限定されるものではなく、共振器長手方向に均一な供給を可能とするものであれば、いわゆるラッパ管等を用いても同様の効果が得られる。
【００４１】
−変形例−
ここで、本実施形態の変形例について説明する。なお、実施形態に対応する構成部材等については同符号を記して説明を省略する。
【００４２】
この変形例では、図（図２（ａ）と同様の断面図）に示すように、導波管１を遮蔽構造１１の一方の部屋１１ｂ側のみならず、他方の部屋１１ａ側にも設ける。
【００４３】
このように、遮蔽構造１１の各部屋に対応した一対の導波管１を設けることにより、スリット状の空隙３における電界集中をより均一に行なうことが可能となり、従ってレーザ発光をより均一に行なうことができる。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施形態及びその変形例のエキシマレーザ発振装置によれば、空隙３そのものをレーザ発光（プラズマ励起）空間として用いることができるため、空隙周辺に励起空間を限定する絶縁物の配置が必要なく、構造設計が極めて容易であり、レーザ管２の長手方向にわたり全体的に均一なマイクロ波の放射を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【００４５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態では、第１の実施形態に類似するエキシマレーザ発振装置を例示するが、そのプラズマ発生機構が異なる点で第１の実施形態と相違する。なお、第１の実施形態に対応する構成部材等については同符号を記して説明を省略する。
【００４６】
このエキシマレーザ発振装置は、図４（ａ）（概略断面図），図４（ｂ）（図４（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’に沿った概略断面図）に示すように、板状部材１ｃを介した上下に導波管１ａ，１ｂが設けられている。そして、板状部材１ｃにはスリット状の空隙３が形成されており、この空隙３により導波管１ａ，１ｂが連通している。
【００４７】
本件のエキシマレーザ発振装置の主要な特徴は、導波管１ａ，１ｂがレーザ管を兼ねており、第１の実施形態における導波管１及び遮蔽構造１１に相当することである。この場合、導波管１ａ，１ｂの双方にレーザガスが導入されるが、マイクロ波が外部から直接導入されるのは導波管１ｂであり、導波管１ａには後述するように導波管１ｂから間接的にマイクロ波が導入される。なお、レーザガスの流動方向は、空隙３に直交するように導波管１ａから導波管１ｂへ向かう方向とされている。
【００４８】
以下、本件のエキシマレーザ発振装置によるプラズマ励起原理について説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、プラズマ発生を時系列に沿って説明する概略断面図である。
【００４９】
先ず、図５（ａ）に示すように、導波管１の一方の部屋１ｂ内にマイクロ波を生成し導入する。ここで、マイクロ波が部屋１ｂ内を伝播することにより、導波管壁には電流が流れる。マイクロ波は、部屋１ｂの長手方向距離で規定された伝播空間内で定在波として存在し、この定在波に起因して導波管壁の前記電流も定在波の形態を採る。但し、マイクロ波の定在波の形態は立体的で複雑であるため、図面では、一般的な分布定数線路の定在波を指標として考察するのが便宜に利する。
【００５０】
このとき、図示の如く定在波の腹に相当するプラズマ励起の高密度部位で特に明るく発光する。このとき、プラズマ励起の低密度部位、即ち定在波の節に相当する部位では殆ど発光はなく、マイクロ波がこの部位を通って導波管１の他方の部屋１ａ内に透過進入する。
【００５１】
続いて、図５（ｂ）に示すように、他方の部屋１ａ内にもレーザガスが導入されているため、部屋１ａ内に導入されたマイクロ波は当該透過部位が腹となるように部屋１ａ内で定在波の状態で存在する。
【００５２】
その結果、図５（ｃ）に示すように、部屋１ａ内において、部屋１ｂからのマイクロ波の透過部位で最大の密度となるようにプラズマ放電がなされる。即ちこの場合、他方の部屋１ａからのプラズマ放電は、その高密度部位が一方の部屋１ｂにおけるプラズマ放電の低密度部位を補間するように自己整合的に生成されることになり、空隙３の全域（長手方向全域）に渡って連続的にプラズマ光が発生することになる。これにより、レーザ発光の均一化を図ることが可能となる。
【００５３】
なお、図５の各図に示すように、一方の部屋１ｂに対して他方の部屋１ａはその端部が所定距離ｄだけシフトするように設けられている。具体的にはｄをマイクロ波の管内波長の例えば１／４の値とする。これにより、図５（ｂ），（ｃ）のように部屋１ａと部屋１ｂで各定在波が１／４波長ずれることを補間し、更に確実に空隙３の全域に渡った連続的なプラズマ光が実現することになる。
【００５４】
以上説明したように、第２の実施形態のエキシマレーザ発振装置によれば、空隙３そのものをレーザ発光（プラズマ励起）空間として用いることができるため、空隙周辺に励起空間を限定する絶縁物の配置が必要なく、構造設計が極めて容易であり、導波管１（スリット状の空隙３）の長手方向にわたり全体的に均一なプラズマ発光を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【００５５】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態では、第１の実施形態（変形例）及び第２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６は、このステッパーの主要構成を示す模式図である。
【００５６】
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１１１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。
【００５７】
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、光源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１２８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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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及び第２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。
【００６１】
次に、図６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。
【００６２】
図７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。
【００６３】
図８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１３（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。
【００６４】
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。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ発光方向の長手方向にわたり全体的に均一なプラズマ励起が実現され、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態によるプラズマ放電機構の基本構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態によ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。
【図３】第１の実施形態によるエキシマレーザ発振装置の変形例の主要構成を示す模式図である。
【図４】第２の実施形態によ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。
【図５】第２の実施形態によるエキシマレーザ発振装置を用いたプラズマ励起原理を時系列的に説明するための模式図である。
【図６】第３の実施形態のステッパーを示す模式図である。
【図７】第３の実施形態の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。
【図８】図７におけるウェハプロセスを詳細に示すフロー図である。
【図９】従来の導波管の具体的な様子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 導波管
１ａ，１ｂ 部屋
１ｃ 板状部材
２ レーザ管
３ スリット状の空隙
４ スロット
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
１１ 遮蔽構造
１１ａ，１１ｂ 部屋
１１ｃ 板状部材
２１ マイクロ波発生手段
２２ 放射源
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
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波によりレーザガスを励起し、発生したプラズマ光を共振させて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。
【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。
【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、レーザチャンバ内に充填されたＡｒ，Ｋｒ，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。このエキシマから放出された紫外光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。
【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、上記に示した電子ビーム照射や放電の他にレーザガスの励起源としてはマイクロ波も用いられる。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。
【０００５】
ここで、仮にスロットから放出されるマイクロ波の強度分布が均一であったとしても、レーザ光の共振器長を満たすだけの長い空間にマイクロ波を供給するには、例えば共振器長軸方向に沿って複数のスロットを配置したスロットアレイ構造を形成する必要がある。この構造を図９に示す。導波管壁２０１に複数の微小間隙（スロット）２０２が等間隔に形成されており、この微小間隙（スロット）２０２からマイクロ波が放出される。図９において、便宜上レーザ管内を放出空間として略記する。
【０００６】
このスロットアレイ構造を採用した場合、隣接するスロット２０２間の領域（図９中、楕円形の斜線部で示す。）は必然的にマイクロ波の非照射領域となる。従って、マイクロ波により放出空間に存するレーザガスを励起する際にも非照射領域の存在に起因してマイクロ波強度にムラが生じ、全体として不均一な分布のプラズマ放電が発生することになる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、レーザ管の長手方向にわたり全体的に均一なプラズマ放電を実現し、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とともに、構造設計が極めて容易なレーザ発振装置や、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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ発振装置は、マイクロ波によりレーザガスを励起し、発生したプラズマ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、一対の部屋からなり、前記各部屋内に前記レーザガスが供給される導波管が設けられており、前記導波管は、長手方向に渡ってスリット状に形成された空隙を有し、前記各部屋が前記空隙で連通するように構成されており、前記一対の部屋は、一方が他方に対してその長手方向の端部の長手方向の位置が前記導波管内におけるマイクロ波の定在波の１／４波長に相当する距離だけシフトとしており、一方の前記部屋内でマイクロ波を発生させ、前記空隙を通じて他方の前記部屋にマイクロ波を伝播させることにより、前記空隙が形成された長手方向全域に渡って連続的に前記プラズマ光を発生させる。
【００２１】
本発明のレーザ発振装置の一態様は、前記レーザガスを、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ばれた少なくとも１種の不活性ガス、又は前記少なくとも１種の不活性ガスとＦ2 ガスとの混合ガスとするエキシマレーザ発振装置である。
【００２２】
本発明の露光装置は、照明光を発する光源である前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。
【００２３】
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、前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。
【００２４】
本発明のデバイスの製造方法の一態様においては、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。
【００２５】
【作用】
本発明のレーザ発振装置においては、電磁波の放射源とプラズマ発光部（スリット状の空隙）が各々別個に規定され、独立に設計可能とされている。従って、例えば放射源と発光部とを所定距離離間するように設計することで、放射源から放出された電磁波は発光部の近傍では波面が平坦化され、全体として平面波近似となる。従って、発光部ではほぼ均一の平面波とされた電磁波によりレーザガスが励起されるため、長手方向にわたって均一なプラズマ放電が可能となってレーザ発光の均一化が実現する。
【００２６】
本発明のレーザ発振装置においては、長手方向（レーザ光の発生方向）に沿ってスリット状に形成された空隙を介して上下に一対の部屋からなる導波管が設けられ、前記空隙が電磁波の放射源及びプラズマ発光部の各機能を併せ持つ。この場合、一方の部屋内で電磁波（マイクロ波）を発生させると、この電磁波は当該一方の部屋内で定在波の状態で存在し、これに倣って定在波の腹に相当する部位で特に明るい発光量でプラズマ放電がなされる。このとき、プラズマ密度が低くなる部位、即ち定在波の節に相当する部位において、電磁波が空隙を通って他方の部屋内に透過進入する。この他方の部屋の構造を前記定在波の分布に対して反転するように設計すると、一方の部屋からの電磁波の透過部位で最大の密度となるようにプラズマ放電がなされる。即ちこの場合、他方の部屋からのプラズマ放電は、その高密度部位が一方の部屋におけるプラズマ放電の低密度部位を補間するように自己整合的に生成されることになり、空隙全域（長手方向全域）に渡って連続的にプラズマ光が発生し、レーザ発光の均一化を図ることが可能となる。
【００２７】
【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。
【００２８】
（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。
【００２９】
本発明は、レーザ発振を行なうためのプラズマ放電機構を主な構成要素としているため、エキシマレーザ発振装置の構成を説明するに先立って、このプラズマ放電機構の基本構成について説明する。
図１は、本実施形態のプラズマ放電機構の基本構成を示す模式図である。
【００３０】
このプラズマ放電機構は、電磁波、ここではマイクロ波の放射部位となる放射源２２を備えたマイクロ波発生手段２１と、マイクロ波発生手段２１上で放射源２２を覆う遮蔽壁を有する遮蔽構造１１とを備えて構成されている。マイクロ波発生手段２１としては主に導波管が用いられ、遮蔽構造１１にはその上面に長手方向に沿ってスリット状の空隙３が形成されている。
【００３１】
そして、マイクロ波発生手段２１の外部、即ち少なくとも遮蔽構造１１内を含む領域にレーザ光を発生させる際の原料となるレーザガスを供給し、マイクロ波発生手段２１の放射源２２からマイクロ波を放出させることにより、放射源２２の前方（上方）に位置する空隙３に電界集中が生じ、当該空隙３でプラズマ放電が発生する。
【００３２】
この場合、放射源２２と発光部となる空隙３とを所定距離離間するように設計することで、放射源２２が所定ピッチで形成されたスロット形状である場合でも、放射源２２から放出されたマイクロ波は空隙３の近傍では波面が平坦化され、全体として平面波近似となる。従って、空隙３ではほぼ均一の平面波とされたマイクロ波によりレーザガスが励起されるため、空隙３の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が可能となってレーザ発光の均一化が実現する。
【００３３】
なお、このプラズマ放電機構は、放射源２２の近傍ではなくスリット状の空隙３の部位でプラズマ励起することを目的としているため、放射源２２がいわゆる幅狭のスロット形状のものとすればここで電界集中が起こり、発火してしまう。従ってこれを防止するために、放射源２２における電界集中を抑止する、即ち放射源２２のスロット幅を大きくすることが必要となる。このことから、放射源２２の形状は、スロット形状というよりはむしろ正方形に近い長方形や、楕円形状等が好ましく、このような形状の複数の微小空隙が長手方向に並列したアレイ状とすることが好適である。
【００３４】
本実施形態のエキシマレーザ発振装置は、上述のプラズマ放電機構を構成要素として備えたものであり、図２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。具体的には、遮蔽構造１１が一対の部屋１１ａ，１１ｂからなり、各部屋１１ａ，１１ｂが板状部材１１ｃで仕切られており、この板状部材１１ｃに形成されたスリット形状の空隙３で連通するように構成されている。
【００３５】
このエキシマレーザ発振装置は、図２（ａ）（概略断面図），図２（ｂ）（図２（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’に沿った概略断面図）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。上述したプラズマ放電機構に対応して、導波管１がマイクロ波発生手段２１に相当する。
【００３６】
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。
【００３７】
レーザ管２は、板状部材１１ｃで仕切られて部屋１１ａ，１１ｂが形成されてなる遮蔽構造１１と、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が設けられている。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。
【００３８】
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２（ａ）に明示するように、複数のスロット４が形成されている。このスロット４は、上述したように正方形に近い長方形又は楕円形状等の電界集中のより少ないものであることが好ましい。導波管１から数百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４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２内のエキシマレーザガスが励起され、板状部材１１ｃに設けられたスリット形状の空隙３で電界集中が生じてプラズマ放電が発生する。そして、このプラズマ光の位相が揃えられて共振し、エキシマレーザ光が発生することになる。
【００３９】
本実施形態によれば、上述のプラズマ発生機構を備えているため、レーザ管２の長手方向にわたり全体的に均一なマイクロ波の放射を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。また、マイクロ波の放射源であるスロット４とプラズマ発光部となる空隙３が各々別個に規定され、独立に設計可能とされているため、極めて容易且つ正確に所望の構造設計を行なうことができる。
【００４０】
また、マイクロ波の放射源としては、スロットアレイに限定されるものではなく、共振器長手方向に均一な供給を可能とするものであれば、いわゆるラッパ管等を用いても同様の効果が得られる。
【００４１】
−変形例−
ここで、本実施形態の変形例について説明する。なお、実施形態に対応する構成部材等については同符号を記して説明を省略する。
【００４２】
この変形例では、図（図２（ａ）と同様の断面図）に示すように、導波管１を遮蔽構造１１の一方の部屋１１ｂ側のみならず、他方の部屋１１ａ側にも設ける。
【００４３】
このように、遮蔽構造１１の各部屋に対応した一対の導波管１を設けることにより、スリット状の空隙３における電界集中をより均一に行なうことが可能となり、従ってレーザ発光をより均一に行なうことができる。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施形態及びその変形例のエキシマレーザ発振装置によれば、空隙３そのものをレーザ発光（プラズマ励起）空間として用いることができるため、空隙周辺に励起空間を限定する絶縁物の配置が必要なく、構造設計が極めて容易であり、レーザ管２の長手方向にわたり全体的に均一なマイクロ波の放射を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【００４５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態では、第１の実施形態に類似するエキシマレーザ発振装置を例示するが、そのプラズマ発生機構が異なる点で第１の実施形態と相違する。なお、第１の実施形態に対応する構成部材等については同符号を記して説明を省略する。
【００４６】
このエキシマレーザ発振装置は、図４（ａ）（概略断面図），図４（ｂ）（図４（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’に沿った概略断面図）に示すように、板状部材１ｃを介した上下に導波管１ａ，１ｂが設けられている。そして、板状部材１ｃにはスリット状の空隙３が形成されており、この空隙３により導波管１ａ，１ｂが連通している。
【００４７】
本件のエキシマレーザ発振装置の主要な特徴は、導波管１ａ，１ｂがレーザ管を兼ねており、第１の実施形態における導波管１及び遮蔽構造１１に相当することである。この場合、導波管１ａ，１ｂの双方にレーザガスが導入されるが、マイクロ波が外部から直接導入されるのは導波管１ｂであり、導波管１ａには後述するように導波管１ｂから間接的にマイクロ波が導入される。なお、レーザガスの流動方向は、空隙３に直交するように導波管１ａから導波管１ｂへ向かう方向とされている。
【００４８】
以下、本件のエキシマレーザ発振装置によるプラズマ励起原理について説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、プラズマ発生を時系列に沿って説明する概略断面図である。
【００４９】
先ず、図５（ａ）に示すように、導波管１の一方の部屋１ｂ内にマイクロ波を生成し導入する。ここで、マイクロ波が部屋１ｂ内を伝播することにより、導波管壁には電流が流れる。マイクロ波は、部屋１ｂの長手方向距離で規定された伝播空間内で定在波として存在し、この定在波に起因して導波管壁の前記電流も定在波の形態を採る。但し、マイクロ波の定在波の形態は立体的で複雑であるため、図面では、一般的な分布定数線路の定在波を指標として考察するのが便宜に利する。
【００５０】
このとき、図示の如く定在波の腹に相当するプラズマ励起の高密度部位で特に明るく発光する。このとき、プラズマ励起の低密度部位、即ち定在波の節に相当する部位では殆ど発光はなく、マイクロ波がこの部位を通って導波管１の他方の部屋１ａ内に透過進入する。
【００５１】
続いて、図５（ｂ）に示すように、他方の部屋１ａ内にもレーザガスが導入されているため、部屋１ａ内に導入されたマイクロ波は当該透過部位が腹となるように部屋１ａ内で定在波の状態で存在する。
【００５２】
その結果、図５（ｃ）に示すように、部屋１ａ内において、部屋１ｂからのマイクロ波の透過部位で最大の密度となるようにプラズマ放電がなされる。即ちこの場合、他方の部屋１ａからのプラズマ放電は、その高密度部位が一方の部屋１ｂにおけるプラズマ放電の低密度部位を補間するように自己整合的に生成されることになり、空隙３の全域（長手方向全域）に渡って連続的にプラズマ光が発生することになる。これにより、レーザ発光の均一化を図ることが可能となる。
【００５３】
なお、図５の各図に示すように、一方の部屋１ｂに対して他方の部屋１ａはその端部が所定距離ｄだけシフトするように設けられている。具体的にはｄをマイクロ波の管内波長の例えば１／４の値とする。これにより、図５（ｂ），（ｃ）のように部屋１ａと部屋１ｂで各定在波が１／４波長ずれることを補間し、更に確実に空隙３の全域に渡った連続的なプラズマ光が実現することになる。
【００５４】
以上説明したように、第２の実施形態のエキシマレーザ発振装置によれば、空隙３そのものをレーザ発光（プラズマ励起）空間として用いることができるため、空隙周辺に励起空間を限定する絶縁物の配置が必要なく、構造設計が極めて容易であり、導波管１（スリット状の空隙３）の長手方向にわたり全体的に均一なプラズマ発光を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【００５５】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態では、第１の実施形態（変形例）及び第２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６は、このステッパーの主要構成を示す模式図である。
【００５６】
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１１１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。
【００５７】
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、光源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１２８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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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及び第２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。
【００６１】
次に、図６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。
【００６２】
図７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。
【００６３】
図８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１３（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。
【００６４】
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。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ発光方向の長手方向にわたり全体的に均一なプラズマ励起が実現され、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態によるプラズマ放電機構の基本構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態によ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。
【図３】第１の実施形態によるエキシマレーザ発振装置の変形例の主要構成を示す模式図である。
【図４】第２の実施形態によ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。
【図５】第２の実施形態によるエキシマレーザ発振装置を用いたプラズマ励起原理を時系列的に説明するための模式図である。
【図６】第３の実施形態のステッパーを示す模式図である。
【図７】第３の実施形態の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。
【図８】図７におけるウェハプロセスを詳細に示すフロー図である。
【図９】従来の導波管の具体的な様子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 導波管
１ａ，１ｂ 部屋
１ｃ 板状部材
２ レーザ管
３ スリット状の空隙
４ スロット
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
１１ 遮蔽構造
１１ａ，１１ｂ 部屋
１１ｃ 板状部材
２１ マイクロ波発生手段
２２ 放射源
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
Claims (5)
- マイクロ波によりレーザガスを励起し、発生したプラズマ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、一対の部屋からなり、前記各部屋内に前記レーザガスが供給される導波管が設けられており、
前記導波管は、長手方向に渡ってスリット状に形成された空隙を有し、前記各部屋が前記空隙で連通するように構成されており、
前記一対の部屋は、一方が他方に対してその長手方向の端部の長手方向の位置が前記導波管内におけるマイクロ波の定在波の１／４波長に相当する距離だけシフトしており、
一方の前記部屋内でマイクロ波を発生させ、前記空隙を通じて他方の前記部屋にマイクロ波を伝播させることにより、前記空隙が形成された長手方向全域に渡って連続的に前記プラズマ光を発生させることを特徴とするレーザ発振装置。 - 前記レーザガスを、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ばれた少なくとも１種の不活性ガス、又は前記少なくとも１種の不活性ガスとＦ2ガスとの混合ガスとするエキシマレーザ発振装置であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振装置。
- 照明光を発する光源である請求項１又は２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。 - 被照射面に感光材料を塗布する工程と、
請求項３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。 - 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４に記載のデバイスの製造方法。
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