JP2000261082A - 紫外線レーザ用装置 - Google Patents
紫外線レーザ用装置Info
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- JP2000261082A JP2000261082A JP5876099A JP5876099A JP2000261082A JP 2000261082 A JP2000261082 A JP 2000261082A JP 5876099 A JP5876099 A JP 5876099A JP 5876099 A JP5876099 A JP 5876099A JP 2000261082 A JP2000261082 A JP 2000261082A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バースト運転を行う場合に、設備改修を伴う
ことなくレーザ出力のバースト特性並びにスパイク特性
を効率良く改善することができる紫外線レーザ装置を提
供すること 【解決手段】 Ａｒ／Ｎｅガスボンベ１３及びＡｒ／Ｎ
ｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４から供給されたチャンバ１０内
のエキシマレーザ用ガスにチャンバ１０内に配設された
キセノン含有電極１５から流出するキセノンガスを添加
し、Ｘｅガスセンサー１６でキセノンガスの割合を検知
して、ガスコントローラ１８でＡｒ／Ｎｅガスボンベ１
３及びＡｒ／Ｎｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４からチャンバ１
０内にエキシマレーザ用ガスを供給しキセノンガスの割
合を制御する。
ことなくレーザ出力のバースト特性並びにスパイク特性
を効率良く改善することができる紫外線レーザ装置を提
供すること 【解決手段】 Ａｒ／Ｎｅガスボンベ１３及びＡｒ／Ｎ
ｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４から供給されたチャンバ１０内
のエキシマレーザ用ガスにチャンバ１０内に配設された
キセノン含有電極１５から流出するキセノンガスを添加
し、Ｘｅガスセンサー１６でキセノンガスの割合を検知
して、ガスコントローラ１８でＡｒ／Ｎｅガスボンベ１
３及びＡｒ／Ｎｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４からチャンバ１
０内にエキシマレーザ用ガスを供給しキセノンガスの割
合を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線レーザ用ガ
スをチャンバ内に封入し、このチャンバ内でパルス発振
を行うことにより前記紫外線レーザ用ガスを励起してパ
ルスレーザを発振する紫外線レーザ装置に関し、特に、
キセノンガスを添加してレーザ出力のバースト現象並び
にスパイク現象を改善する紫外線レーザ装置に関する。
スをチャンバ内に封入し、このチャンバ内でパルス発振
を行うことにより前記紫外線レーザ用ガスを励起してパ
ルスレーザを発振する紫外線レーザ装置に関し、特に、
キセノンガスを添加してレーザ出力のバースト現象並び
にスパイク現象を改善する紫外線レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エキシマレーザ装置などの紫外線
レーザ装置を光源とする半導体露光装置では、露光とス
テージ移動を交互に繰り返して半導体ウエハ上のＩＣチ
ップの露光を行うため、紫外線レーザ装置は、レーザ光
を所定回数連続してパルス発振させる連続パルス発振運
転と、所定時間パルス発振を休止する発振休止とを繰り
返すバースト運転を行っている。
レーザ装置を光源とする半導体露光装置では、露光とス
テージ移動を交互に繰り返して半導体ウエハ上のＩＣチ
ップの露光を行うため、紫外線レーザ装置は、レーザ光
を所定回数連続してパルス発振させる連続パルス発振運
転と、所定時間パルス発振を休止する発振休止とを繰り
返すバースト運転を行っている。
【０００３】従来のエキシマレーザ装置のバースト運転
には、当初エネルギーが高く、その後次第にエネルギー
が低下するという特性（以下「バースト特性」と言
う。）がある。
には、当初エネルギーが高く、その後次第にエネルギー
が低下するという特性（以下「バースト特性」と言
う。）がある。
【０００４】また連続パルス発振運転の当初は、比較的
高いエネルギーが得られ、その後徐々にパルスエネルギ
ーが低下するという特性（以下「スパイク特性」と言
う。）がある。
高いエネルギーが得られ、その後徐々にパルスエネルギ
ーが低下するという特性（以下「スパイク特性」と言
う。）がある。
【０００５】このように、エキシマレーザ装置が出力す
るレーザ出力にバースト特性が生じたのでは、各バース
トごとのエネルギーの変動による露光量のばらつきを招
く結果となる。
るレーザ出力にバースト特性が生じたのでは、各バース
トごとのエネルギーの変動による露光量のばらつきを招
く結果となる。
【０００６】また、かかるレーザ出力にスパイク特性が
生じたのでは、露光量の精度がさらに低下するため、複
雑な放電電圧制御を行わねばならないという問題もあ
る。
生じたのでは、露光量の精度がさらに低下するため、複
雑な放電電圧制御を行わねばならないという問題もあ
る。
【０００７】このため、キセノンガスボンベをエキシマ
レーザ装置に配設し、キセノンガスをエキシマレーザ用
ガスに含有させることにより上記バースト特性及びスパ
イク特性を改善する技術も登場してきている。
レーザ装置に配設し、キセノンガスをエキシマレーザ用
ガスに含有させることにより上記バースト特性及びスパ
イク特性を改善する技術も登場してきている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
キセノンガスボンベを新たにエキシマレーザ装置に配設
するためには、キセノンガスボンベからチャンバにキセ
ノンガスを供給するための新たな配管が必要となるた
め、エキシマレーザ装置に係わる施設を改修せねばなら
ない。
キセノンガスボンベを新たにエキシマレーザ装置に配設
するためには、キセノンガスボンベからチャンバにキセ
ノンガスを供給するための新たな配管が必要となるた
め、エキシマレーザ装置に係わる施設を改修せねばなら
ない。
【０００９】具体的には、実際のエキシマレーザ装置の
作動環境はチャンバ部分とエキシマレーザ用ガス供給設
備を別個に設け、エキシマレーザ用ガス供給設備にチャ
ンバ部分を持ち込んで、配管により接続することになる
ため、かかるキセノンガスボンベ用の配管が必要となる
のである。
作動環境はチャンバ部分とエキシマレーザ用ガス供給設
備を別個に設け、エキシマレーザ用ガス供給設備にチャ
ンバ部分を持ち込んで、配管により接続することになる
ため、かかるキセノンガスボンベ用の配管が必要となる
のである。
【００１０】特に、新たな配管を設けるとなると、既存
のエキシマレーザ用ガス供給設備を改める煩雑な作業が
必要となりコスト高になるなどの難点が多い。
のエキシマレーザ用ガス供給設備を改める煩雑な作業が
必要となりコスト高になるなどの難点が多い。
【００１１】これらのことから、エキシマレーザ装置を
バースト運転する場合に、設備改修を伴うことなくレー
ザ出力のバースト特性並びにスパイク特性をいかに効率
良く解消するかが、極めて重要な課題となっていた。
バースト運転する場合に、設備改修を伴うことなくレー
ザ出力のバースト特性並びにスパイク特性をいかに効率
良く解消するかが、極めて重要な課題となっていた。
【００１２】そこで、本発明では、上記課題を解決し
て、バースト運転を行う場合に、設備改修を伴うことな
くレーザ出力のバースト特性並びにスパイク特性を効率
良く改善することができる紫外線レーザ装置を提供する
ことを目的とする。
て、バースト運転を行う場合に、設備改修を伴うことな
くレーザ出力のバースト特性並びにスパイク特性を効率
良く改善することができる紫外線レーザ装置を提供する
ことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するため、請求項１に係る発明は、紫外線レーザ用
ガスをチャンバ内に封入し、このチャンバに配設した電
極間の放電により前記紫外線用ガスを励起してパルスレ
ーザを発振する紫外線レーザ装置において、前記電極
は、所定量のキセノンガスを含有し、前記電極間の放電
に応答して該電極から流出するキセノンガスと前記紫外
線レーザ用ガスとが混合された混合ガス下でのパルスレ
ーザの発振により、紫外線レーザ出力に生ずるバースト
現象並びにスパイク現象を低減することを特徴とする。
達成するため、請求項１に係る発明は、紫外線レーザ用
ガスをチャンバ内に封入し、このチャンバに配設した電
極間の放電により前記紫外線用ガスを励起してパルスレ
ーザを発振する紫外線レーザ装置において、前記電極
は、所定量のキセノンガスを含有し、前記電極間の放電
に応答して該電極から流出するキセノンガスと前記紫外
線レーザ用ガスとが混合された混合ガス下でのパルスレ
ーザの発振により、紫外線レーザ出力に生ずるバースト
現象並びにスパイク現象を低減することを特徴とする。
【００１４】このように、請求項１に係る発明では、チ
ャンバ内の紫外線レーザ用ガスに主放電電極のスパッタ
リングによる微量のキセノンガスを供給することによ
り、紫外線レーザ出力に生ずるバースト現象並びにスパ
イク現象を解消するため、複雑な制御を伴うことなく簡
単に紫外線レーザ出力を向上させ、出力を安定化するこ
とができる。また電極にキセノンガスが含有することは
容易であるうえ、既存の紫外線レーザ用ガス供給設備を
改めるための煩雑な作業が必要ない。
ャンバ内の紫外線レーザ用ガスに主放電電極のスパッタ
リングによる微量のキセノンガスを供給することによ
り、紫外線レーザ出力に生ずるバースト現象並びにスパ
イク現象を解消するため、複雑な制御を伴うことなく簡
単に紫外線レーザ出力を向上させ、出力を安定化するこ
とができる。また電極にキセノンガスが含有することは
容易であるうえ、既存の紫外線レーザ用ガス供給設備を
改めるための煩雑な作業が必要ない。
【００１５】また、請求項２に係わる発明は、前記電極
に対してキセノンイオンを打ち込むことにより、または
高周波放電により、該電極に所定量のキセノンガスを含
有させることを特徴とする。
に対してキセノンイオンを打ち込むことにより、または
高周波放電により、該電極に所定量のキセノンガスを含
有させることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形
態では、本発明をエキシマレーザ装置に適用した場合を
示す。
て図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形
態では、本発明をエキシマレーザ装置に適用した場合を
示す。
【００１７】図１は、キセノンガス含有電極を使用した
エキシマレーザ装置の構成を示すブロック図である。
エキシマレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【００１８】同図に示すエキシマレーザ装置は、チャン
バ１０内にＮｅ等のバッファガス、Ａｒ若しくはＫｒ等
の希ガス、Ｆ2 などのハロゲンガスからなるエキシマレ
ーザ用ガスを封入し、このエキシマレーザ用ガスをキセ
ノン含有電極間の放電によって励起させてレーザパルス
発振を行う装置である。
バ１０内にＮｅ等のバッファガス、Ａｒ若しくはＫｒ等
の希ガス、Ｆ2 などのハロゲンガスからなるエキシマレ
ーザ用ガスを封入し、このエキシマレーザ用ガスをキセ
ノン含有電極間の放電によって励起させてレーザパルス
発振を行う装置である。
【００１９】ここで、このエキシマレーザ装置は、単に
キセノンガスボンベを新たに設け、このキセノンガスボ
ンベ内のキセノンガスをバッファガス及びハロゲンガス
に添加するのではなく、あらかじめ電極にキセノンガス
を含有させてあるこのキセノンガス含有電極のスパッタ
リングにより微量のキセノンガスをバッファガス及びハ
ロゲンガスに添加する点にその特徴がある。かかるキセ
ノンガスを電極に含有させた理由は、設備改修を伴うこ
となくレーザ出力のバースト現象並びにスパイク現象を
解消するためである。
キセノンガスボンベを新たに設け、このキセノンガスボ
ンベ内のキセノンガスをバッファガス及びハロゲンガス
に添加するのではなく、あらかじめ電極にキセノンガス
を含有させてあるこのキセノンガス含有電極のスパッタ
リングにより微量のキセノンガスをバッファガス及びハ
ロゲンガスに添加する点にその特徴がある。かかるキセ
ノンガスを電極に含有させた理由は、設備改修を伴うこ
となくレーザ出力のバースト現象並びにスパイク現象を
解消するためである。
【００２０】同図に示すエキシマレーザ装置は、チャン
バ１０と、狭帯域化ユニット１１と、部分透過ミラー１
２と、Ａｒ／Ｎｅガスボンベ１３と、Ａｒ／Ｎｅ／Ｆ2
ガスボンベ１４と、Ｘｅ含有電極１５と、Ｘｅガスセン
サー１６と、ガス排気モジュール１７と、ガスコントロ
ーラ１８とを有する。
バ１０と、狭帯域化ユニット１１と、部分透過ミラー１
２と、Ａｒ／Ｎｅガスボンベ１３と、Ａｒ／Ｎｅ／Ｆ2
ガスボンベ１４と、Ｘｅ含有電極１５と、Ｘｅガスセン
サー１６と、ガス排気モジュール１７と、ガスコントロ
ーラ１８とを有する。
【００２１】チャンバ１０は、Ｎｅガス、Ａｒガス、Ｆ
2 ガス及びＸｅガスを混合したエキシマレーザ用ガスを
封入する封入媒体であり、狭帯域化ユニット１１は、発
光したパルス光を狭帯域化するユニットであり、図示し
ないプリズムビームエキスパンダやグレーティングによ
り形成される。また、部分透過ミラー１２は、発振レー
ザ光の一部分のみを透過出力し、残りをチャンバ１０内
へ戻すミラーである。
2 ガス及びＸｅガスを混合したエキシマレーザ用ガスを
封入する封入媒体であり、狭帯域化ユニット１１は、発
光したパルス光を狭帯域化するユニットであり、図示し
ないプリズムビームエキスパンダやグレーティングによ
り形成される。また、部分透過ミラー１２は、発振レー
ザ光の一部分のみを透過出力し、残りをチャンバ１０内
へ戻すミラーである。
【００２２】Ａｒ／Ｎｅガスボンベ１３は、アルゴンと
ネオンの混合ガスを蓄えるガスボンベであり、Ａｒ／Ｎ
ｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４は、アルゴン、ネオン及びフッ
素の混合ガスを蓄えるガスボンベである。
ネオンの混合ガスを蓄えるガスボンベであり、Ａｒ／Ｎ
ｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４は、アルゴン、ネオン及びフッ
素の混合ガスを蓄えるガスボンベである。
【００２３】Ｘｅ含有電極１５は、所定量のキセノンガ
スを含有している陰極及び陽極が対向する一対の電極で
ある。なお、スパッタ量の多い陰極のみをキセノン含有
電極とすることもできる。
スを含有している陰極及び陽極が対向する一対の電極で
ある。なお、スパッタ量の多い陰極のみをキセノン含有
電極とすることもできる。
【００２４】Ｘｅガスセンサー１６は、チャンバ１０内
に封入されたエキシマレーザ用ガスに含まれるキセノン
ガス等の割合を検知するガスセンサーであり、ガス排気
モジュール１７は、チャンバ１０内のエキシマレーザ用
ガスを外部に排気するモジュールである。
に封入されたエキシマレーザ用ガスに含まれるキセノン
ガス等の割合を検知するガスセンサーであり、ガス排気
モジュール１７は、チャンバ１０内のエキシマレーザ用
ガスを外部に排気するモジュールである。
【００２５】ガスコントローラ１８は、Ｘｅガスセンサ
ー１６の検出出力に基づいて、Ａｒ／Ｎｅガスボンベ１
３からチャンバ１０へのＡｒ／Ｎｅガスの供給、Ａｒ／
Ｎｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４からチャンバ１０へのＡｒ／
Ｎｅ／Ｆ2 ガスの供給、ガス排気モジュール１７による
エキシマレーザ用ガスの排気を制御するコントローラで
ある。
ー１６の検出出力に基づいて、Ａｒ／Ｎｅガスボンベ１
３からチャンバ１０へのＡｒ／Ｎｅガスの供給、Ａｒ／
Ｎｅ／Ｆ2 ガスボンベ１４からチャンバ１０へのＡｒ／
Ｎｅ／Ｆ2 ガスの供給、ガス排気モジュール１７による
エキシマレーザ用ガスの排気を制御するコントローラで
ある。
【００２６】このように、このエキシマレーザ装置で
は、従来のエキシマレーザ装置の主放電電極としてキセ
ノン含有電極１５を配設し、スパッタリングによりチャ
ンバ１０に微量のキセノンガスを供給する。また、Ｘｅ
ガスセンサー１６でキセノンガスの割合を検知して、ガ
スコントローラ１８でＡｒ／Ｎｅガスボンベ１３からチ
ャンバ１０へのＡｒ／Ｎｅガスの供給、Ａｒ／Ｎｅ／Ｆ
2 ガスボンベ１４からチャンバ１０へのＡｒ／Ｎｅ／Ｆ
2 ガスの供給、ガス排気モジュール１７によるエキシマ
レーザ用ガスの排気を調整することによりキセノンガス
の割合を微調整できるように構成している。
は、従来のエキシマレーザ装置の主放電電極としてキセ
ノン含有電極１５を配設し、スパッタリングによりチャ
ンバ１０に微量のキセノンガスを供給する。また、Ｘｅ
ガスセンサー１６でキセノンガスの割合を検知して、ガ
スコントローラ１８でＡｒ／Ｎｅガスボンベ１３からチ
ャンバ１０へのＡｒ／Ｎｅガスの供給、Ａｒ／Ｎｅ／Ｆ
2 ガスボンベ１４からチャンバ１０へのＡｒ／Ｎｅ／Ｆ
2 ガスの供給、ガス排気モジュール１７によるエキシマ
レーザ用ガスの排気を調整することによりキセノンガス
の割合を微調整できるように構成している。
【００２７】次に、かかるキセノンガスを添加したエキ
シマレーザ用ガスを用いた場合のバースト特性及びスパ
イク特性について説明する。
シマレーザ用ガスを用いた場合のバースト特性及びスパ
イク特性について説明する。
【００２８】図２は、キセノン含有電極からスパッタリ
ングによりキセノンガスをバッファガス及びハロゲンガ
スに添加した場合のバースト特性及びスパイク特性の一
例を示す図である。なお、ここでは１０ｐｐｍのキセノ
ンガスをエキシマレーザ用ガスに添加した場合を示して
いる。
ングによりキセノンガスをバッファガス及びハロゲンガ
スに添加した場合のバースト特性及びスパイク特性の一
例を示す図である。なお、ここでは１０ｐｐｍのキセノ
ンガスをエキシマレーザ用ガスに添加した場合を示して
いる。
【００２９】同図（ａ）に示すように、キセノンガスを
添加しない場合には、当初のバーストのエネルギー値を
１とすると、バースト回数が増えるほどエネルギー置が
小さくなり、やがて初期の４割（０．４）程度に収束す
るというバースト特性を有する。
添加しない場合には、当初のバーストのエネルギー値を
１とすると、バースト回数が増えるほどエネルギー置が
小さくなり、やがて初期の４割（０．４）程度に収束す
るというバースト特性を有する。
【００３０】これに対して、キセノンガスを１０ｐｐｍ
添加した場合には、エネルギー値が収束するバースト回
数が少なく、またバースト回数の増加に伴って低下する
エネルギーも少ない。さらに、キセノンガスを１０ｐｐ
ｍ添加した場合の各バーストのエネルギー値は、該キセ
ノンガスを添加しない場合よりもはるかに大きい。
添加した場合には、エネルギー値が収束するバースト回
数が少なく、またバースト回数の増加に伴って低下する
エネルギーも少ない。さらに、キセノンガスを１０ｐｐ
ｍ添加した場合の各バーストのエネルギー値は、該キセ
ノンガスを添加しない場合よりもはるかに大きい。
【００３１】このように、キセノン含有電極からスパッ
タリングによりバッファガス及びハロゲンガスにキセノ
ンガスを１０ｐｐｍ添加すると、キセノンガスボンベを
用いなくとも、バースト特性が大幅に改善される。
タリングによりバッファガス及びハロゲンガスにキセノ
ンガスを１０ｐｐｍ添加すると、キセノンガスボンベを
用いなくとも、バースト特性が大幅に改善される。
【００３２】また、同図（ｂ）に示すように、キセノン
ガスを添加しない場合には、当初のパルスのエネルギー
値を１とすると、パルス回数が増えるほどエネルギー値
が小さくなり、やがて初期の４割（０．４）程度に収束
するというスパイク特性を有する。このため、実用上
は、パルス発振が進行してエネルギーが収束するまでの
スパイク部分のパルスは使用できない。
ガスを添加しない場合には、当初のパルスのエネルギー
値を１とすると、パルス回数が増えるほどエネルギー値
が小さくなり、やがて初期の４割（０．４）程度に収束
するというスパイク特性を有する。このため、実用上
は、パルス発振が進行してエネルギーが収束するまでの
スパイク部分のパルスは使用できない。
【００３３】これに対して、キセノンガスを１０ｐｐｍ
添加した場合には、スパイク部分がほとんど解消され、
エネルギー値が極めて迅速に収束するとともに、エネル
ギー値のばらつきも大幅に改善されている。また、キセ
ノンガスを１０ｐｐｍ添加した場合の各パルスエネルギ
ー値は、該キセノンガスを添加しない場合よりもはるか
に大きい。
添加した場合には、スパイク部分がほとんど解消され、
エネルギー値が極めて迅速に収束するとともに、エネル
ギー値のばらつきも大幅に改善されている。また、キセ
ノンガスを１０ｐｐｍ添加した場合の各パルスエネルギ
ー値は、該キセノンガスを添加しない場合よりもはるか
に大きい。
【００３４】このように、キセノン含有電極からスパッ
タリングによりバッファガス及びハロゲンガスにキセノ
ンガスを１０ｐｐｍ添加すると、キセノンガスボンベを
用いなくとも、スパイク特性が大幅に改善される。
タリングによりバッファガス及びハロゲンガスにキセノ
ンガスを１０ｐｐｍ添加すると、キセノンガスボンベを
用いなくとも、スパイク特性が大幅に改善される。
【００３５】ところで、本実施の形態では、ハロゲンガ
スを含むエキシマレーザ用ガスを用いる場合を示した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ハロゲン
ガスを含まないエキシマレーザ用ガスなどの各種紫外線
レーザ装置に幅広く適用することができる。
スを含むエキシマレーザ用ガスを用いる場合を示した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ハロゲン
ガスを含まないエキシマレーザ用ガスなどの各種紫外線
レーザ装置に幅広く適用することができる。
【００３６】例えば、半導体露光用の紫外線レーザの代
表的なものとして、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１
９３ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、Ｋｒ2（１４６ｎ
ｍ）及びＡｒ2（１２６ｎｍ）などが知られているが、
これらの紫外線レーザの場合にも、キセノンガスを添加
することにより、バースト現象並びにスパイク現象を低
減することができる。
表的なものとして、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１
９３ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、Ｋｒ2（１４６ｎ
ｍ）及びＡｒ2（１２６ｎｍ）などが知られているが、
これらの紫外線レーザの場合にも、キセノンガスを添加
することにより、バースト現象並びにスパイク現象を低
減することができる。
【００３７】次に、キセノン含有電極１５にいかにして
キセノンを含有させるかについて図面を参照して説明す
る。なお、ここではイオン打ち込みによりキセノンを含
有させる場合と、高周波放電によりキセノンを含有させ
る場合を示すこととする。
キセノンを含有させるかについて図面を参照して説明す
る。なお、ここではイオン打ち込みによりキセノンを含
有させる場合と、高周波放電によりキセノンを含有させ
る場合を示すこととする。
【００３８】図３は、図１に示すキセノン含有電極１５
にキセノンを注入するイオン注入装置の説明図である。
にキセノンを注入するイオン注入装置の説明図である。
【００３９】同図に示すようにイオン注入装置ではイオ
ン発生器３０にはイオン化されたキセノン原子を有して
いる。キセノンイオンは質量分析用の分析磁石３１を通
ることによって不必要なイオン原子が取り除かれる。選
択されたキセノンイオンのみがスリット３２を通過し加
速器３３に入り、電界によって高いエネルギーに加速さ
れる。高エネルギーキセノンイオンビームは、走査磁石
３４，３５により縦方向及び横方向に走査され基板３６
に注入される。以上により基板３６をキセノン含有電極
１５とすることができる。
ン発生器３０にはイオン化されたキセノン原子を有して
いる。キセノンイオンは質量分析用の分析磁石３１を通
ることによって不必要なイオン原子が取り除かれる。選
択されたキセノンイオンのみがスリット３２を通過し加
速器３３に入り、電界によって高いエネルギーに加速さ
れる。高エネルギーキセノンイオンビームは、走査磁石
３４，３５により縦方向及び横方向に走査され基板３６
に注入される。以上により基板３６をキセノン含有電極
１５とすることができる。
【００４０】図４は第２の手段としての高周波放電の原
理図である。
理図である。
【００４１】対向する陰極電極４０と陽極電極４１の間
に存在するキセノンが両電極間の放電によりプラズマの
状態となり、加速されたキセノン４２を基板４３に激突
させる打ち込みを利用するものである。
に存在するキセノンが両電極間の放電によりプラズマの
状態となり、加速されたキセノン４２を基板４３に激突
させる打ち込みを利用するものである。
【００４２】ここで、電極へのキセノンの含有量の求め
方について述べる。
方について述べる。
【００４３】以下において、電極中のキセノン密度ｘ
（重量％）とし、ガス中に必要なキセノン量を１０ｐｐ
ｍとしている。
（重量％）とし、ガス中に必要なキセノン量を１０ｐｐ
ｍとしている。
【００４４】電極間放電回数をＡｐｌｓとし、電極間放
電回数Ａｐｌｓにおいてスパッタリングされる電極量を
ｙ（ｇ）とし、電極間放電回数Ａｐｌｓに応じて注入す
るガスの量をＭ（リットル）とすると、注入するガスの
量Ｍ中に必要なキセノンのモル数は Ｍ ＊ １０／１０＾6 ＊ １／２２．４ … （１）式 により求められる。なお、‘＾’はべき乗を示すものと
する。
電回数Ａｐｌｓにおいてスパッタリングされる電極量を
ｙ（ｇ）とし、電極間放電回数Ａｐｌｓに応じて注入す
るガスの量をＭ（リットル）とすると、注入するガスの
量Ｍ中に必要なキセノンのモル数は Ｍ ＊ １０／１０＾6 ＊ １／２２．４ … （１）式 により求められる。なお、‘＾’はべき乗を示すものと
する。
【００４５】また、スパッタリングされる電極量ｙ中に
含まれるキセノンのモル数は ｙ ＊ ｘ／１００ ＊ １／１３１．３ … （２）式 により求められる。
含まれるキセノンのモル数は ｙ ＊ ｘ／１００ ＊ １／１３１．３ … （２）式 により求められる。
【００４６】ここで、（１）式と（２）式が等しい条件
のｘを求めればよい。なお、Ｍは設計で決まり、ｙは実
測で既知である。
のｘを求めればよい。なお、Ｍは設計で決まり、ｙは実
測で既知である。
【００４７】図５はチャンバ１０内にキセノンが存在し
ない状態からのレーザ発振開始の制御を説明するフロー
チャートである。
ない状態からのレーザ発振開始の制御を説明するフロー
チャートである。
【００４８】まず、チャンバ１０内のレーザガスを新規
ガスに交換し、キセノンは殆ど存在しない状態となる
（ステップＳ１）。つぎにレーザの調整発振を行って所
望の性能（出力パワー、スペクトル等）を得るよう調整
を行う（ステップＳ２）。この調整発振によって電極が
スパッタリングされ、キセノンがレーザガス中に添加さ
れるのでステップＳ３以降はキセノンガスを含んだ状態
でレーザ発振を行い、半導体露光処理などの作業を行う
ことができる。
ガスに交換し、キセノンは殆ど存在しない状態となる
（ステップＳ１）。つぎにレーザの調整発振を行って所
望の性能（出力パワー、スペクトル等）を得るよう調整
を行う（ステップＳ２）。この調整発振によって電極が
スパッタリングされ、キセノンがレーザガス中に添加さ
れるのでステップＳ３以降はキセノンガスを含んだ状態
でレーザ発振を行い、半導体露光処理などの作業を行う
ことができる。
【００４９】調整発振回数Ｂは（１）と同様、以下の式
で求める。
で求める。
【００５０】 Ｚ ＊ １０／１０＾6 ＊ １／２２．４ ＝ Ｂ ＊ ｙ／Ａ ＊ ｘ／１００ ＊ １／１３
１．３ 上述してきたように、従来のエキシマレーザ装置にキセ
ノン含有電極１５を配設し、スパッタリングによりキセ
ノンガスを供給するよう構成したため下記に示す効果が
得られる。
１．３ 上述してきたように、従来のエキシマレーザ装置にキセ
ノン含有電極１５を配設し、スパッタリングによりキセ
ノンガスを供給するよう構成したため下記に示す効果が
得られる。
【００５１】（１）キセノンガスボンベを用いなくと
も、エキシマレーザ出力に生ずるバースト現象並びにス
パイク現象を低減することができる。
も、エキシマレーザ出力に生ずるバースト現象並びにス
パイク現象を低減することができる。
【００５２】（２）エキシマレーザ用ガスの供給に係る
制御を伴うことなく簡単にエキシマレーザ出力を安定化
することができる。
制御を伴うことなく簡単にエキシマレーザ出力を安定化
することができる。
【００５３】（３）従来のエキシマレーザ装置を基本構
成としてエキシマレーザ出力の安定化を図ることができ
る。
成としてエキシマレーザ出力の安定化を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】キセノンガス含有電極を用いるエキシマレーザ
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図２】キセノンガスを添加したエキシマレーザ用ガス
を用いた場合のバースト特性及びスパイク特性の一例を
示す図である。
を用いた場合のバースト特性及びスパイク特性の一例を
示す図である。
【図３】キセノン含有電極にキセノンを注入するイオン
注入装置の説明図である。
注入装置の説明図である。
【図４】キセノン含有電極にキセノンを注入する高周波
放電の原理図である。
放電の原理図である。
【図５】レーザ発振開始の制御を説明するフローチャー
トある。
トある。
１０…チャンバ １１…狭帯域化ユニット １２…部分透過ミラー １３…Ａｒ／Ｎｅガスボンベ １４…Ａｒ／Ｎｅ／Ｆ2 ガスボンベ １５…Ｘｅ含有電極 １６…Ｘｅガスセンサー １７…ガス排気モジュール １８…ガスコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺嶋 克知 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 5F071 AA06 BB01 CC10 JJ05
Claims (2)
- 【請求項１】 紫外線レーザ用ガスをチャンバ内に封入
し、このチャンバに配設した電極間の放電により前記紫
外線用ガスを励起してパルスレーザを発振する紫外線レ
ーザ装置において、 前記電極は、所定量のキセノンガスを含有し、前記電極
間の放電に応答して該電極から流出するキセノンガスと
前記紫外線レーザ用ガスとが混合された混合ガス下での
パルスレーザの発振により、紫外線レーザ出力に生ずる
バースト現象並びにスパイク現象を低減することを特徴
とする紫外線レーザ装置。 - 【請求項２】 前記電極に対してキセノンイオンを打ち
込むことにより、または高周波放電により、該電極に所
定量のキセノンガスを含有させることを特徴とする請求
項１に記載の紫外線レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5876099A JP4148489B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 紫外線レーザ装置および紫外線レーザ装置の電極製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5876099A JP4148489B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 紫外線レーザ装置および紫外線レーザ装置の電極製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261082A true JP2000261082A (ja) | 2000-09-22 |
| JP4148489B2 JP4148489B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=13093509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5876099A Expired - Fee Related JP4148489B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 紫外線レーザ装置および紫外線レーザ装置の電極製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4148489B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112424696A (zh) * | 2018-07-17 | 2021-02-26 | 车桐镐 | 气体激光的气体成分监控装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI608680B (zh) * | 2015-08-24 | 2017-12-11 | 曼瑟森三汽油公司 | 用於高能雷射系統中之可再回收、再平衡及再循環雷射氣體混合物之系統 |
-
1999
- 1999-03-05 JP JP5876099A patent/JP4148489B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112424696A (zh) * | 2018-07-17 | 2021-02-26 | 车桐镐 | 气体激光的气体成分监控装置 |
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|---|---|
| JP4148489B2 (ja) | 2008-09-10 |
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