JPH10208998A - レーザプラズマｘ線発生装置とそれを用いた微細パターン転写方法および装置 - Google Patents
レーザプラズマｘ線発生装置とそれを用いた微細パターン転写方法および装置Info
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- JPH10208998A JPH10208998A JP9006110A JP611097A JPH10208998A JP H10208998 A JPH10208998 A JP H10208998A JP 9006110 A JP9006110 A JP 9006110A JP 611097 A JP611097 A JP 611097A JP H10208998 A JPH10208998 A JP H10208998A
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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
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｘ線縮小露光の線源として用いられるレーザプ
ラズマＸ線源において、飛散粒子の光学素子への付着量
を低減する。 【解決手段】レーザプラズマＸ線源となるターゲットを
Ｘ線変換効率を大きく低下させない範囲で１種類以上の
金属を含んだ複数の元素で構成することによってターゲ
ットの融点を大きく上昇させる。
ラズマＸ線源において、飛散粒子の光学素子への付着量
を低減する。 【解決手段】レーザプラズマＸ線源となるターゲットを
Ｘ線変換効率を大きく低下させない範囲で１種類以上の
金属を含んだ複数の元素で構成することによってターゲ
ットの融点を大きく上昇させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線領域および極
紫外領域，真空紫外領域のビームを発生するレーザプラ
ズマ線源およびそれを用いた投影露光方法および装置に
関する。
紫外領域，真空紫外領域のビームを発生するレーザプラ
ズマ線源およびそれを用いた投影露光方法および装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】マスク上に描かれた半導体集積回路等の
パターンをウエハ上に転写する投影露光においては、解
像度と焦点深度が重要である。一般に、結像光学系の開
口数をＮＡ，露光波長をλとすると、解像度Ｒと焦点深
度ＤＯＦは次式で与えられる。
パターンをウエハ上に転写する投影露光においては、解
像度と焦点深度が重要である。一般に、結像光学系の開
口数をＮＡ，露光波長をλとすると、解像度Ｒと焦点深
度ＤＯＦは次式で与えられる。
【０００３】 Ｒ＝ｋ1 ＊λ／ＮＡ …（１） ＤＯＦ＝ｋ2 ＊λ／ＮＡ２ …（２） ただしｋ1 ，ｋ2 は定数である。
【０００４】現在、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザと、ＮＡ０.６ 程度のレンズ光学系，位相シフトマ
スク，多層レジストを用いて、解像度０.１３μｍ ，焦
点深度１μｍが実現されている。半導体集積回路を高密
度化するために、更に高解像度の投影露光方法が要求さ
れている。式（１）から分かるように、ＮＡが大きいほ
ど、あるいは露光波長が短いほど解像度は向上する。し
かしＮＡを大きくすると、式（２）にしたがって焦点深
度が低下するので、この方法による高解像度化は限界が
ある。
ーザと、ＮＡ０.６ 程度のレンズ光学系，位相シフトマ
スク，多層レジストを用いて、解像度０.１３μｍ ，焦
点深度１μｍが実現されている。半導体集積回路を高密
度化するために、更に高解像度の投影露光方法が要求さ
れている。式（１）から分かるように、ＮＡが大きいほ
ど、あるいは露光波長が短いほど解像度は向上する。し
かしＮＡを大きくすると、式（２）にしたがって焦点深
度が低下するので、この方法による高解像度化は限界が
ある。
【０００５】一方、露光波長を数十ｎｍないしは数ｎｍ
のＸ線領域まで短波長化すると、焦点深度１μｍを確保
しながら解像度０.１μｍ 以下を達成することが可能で
ある。しかしＸ線では物質の屈折率が極めて１に近いの
で、レンズ型光学系の適用は困難であり、反射型光学系
を使用する必要がある。
のＸ線領域まで短波長化すると、焦点深度１μｍを確保
しながら解像度０.１μｍ 以下を達成することが可能で
ある。しかしＸ線では物質の屈折率が極めて１に近いの
で、レンズ型光学系の適用は困難であり、反射型光学系
を使用する必要がある。
【０００６】近年、屈折率の異なる２種類の物質の薄膜
を交互に多数積層した多層膜ミラーが実用化され、高反
射率のＸ線反射が可能となってきた。そこで、多層膜反
射光学系を用いるＸ線投影露光方法の検討が盛んに行わ
れている。
を交互に多数積層した多層膜ミラーが実用化され、高反
射率のＸ線反射が可能となってきた。そこで、多層膜反
射光学系を用いるＸ線投影露光方法の検討が盛んに行わ
れている。
【０００７】従来のＸ線縮小露光は、例えばジャーナル
オブ バキューム サイエンスアンド テクノロジー
(J. Vac. Sci. Technol.)Ｂ１２,ｐ３８２０−ｐ３８２
５（１９９４）に記述されている。ここでは、レーザプ
ラズマによって発生したＸ線を用いて、マスク上のパタ
ーンをウエハ上に転写するＸ線縮小露光装置の詳細な構
成が開示されている（図４）。この装置では、レーザプ
ラズマＸ線源４１から放射されるＸ線４６を、コンデン
サミラー４７で反射型マスク４２に集光させる。マスク
４２は、反射性の多層膜上に非反射性のＧｅパターンを
形成したものである。反射型マスク４２上のパターン
を、２枚の球面鏡４３，４４で構成される結像光学系で
２回反射させ、基板４５上に縮小投影させる。
オブ バキューム サイエンスアンド テクノロジー
(J. Vac. Sci. Technol.)Ｂ１２,ｐ３８２０−ｐ３８２
５（１９９４）に記述されている。ここでは、レーザプ
ラズマによって発生したＸ線を用いて、マスク上のパタ
ーンをウエハ上に転写するＸ線縮小露光装置の詳細な構
成が開示されている（図４）。この装置では、レーザプ
ラズマＸ線源４１から放射されるＸ線４６を、コンデン
サミラー４７で反射型マスク４２に集光させる。マスク
４２は、反射性の多層膜上に非反射性のＧｅパターンを
形成したものである。反射型マスク４２上のパターン
を、２枚の球面鏡４３，４４で構成される結像光学系で
２回反射させ、基板４５上に縮小投影させる。
【０００８】レーザプラズマのターゲットはテープ状の
Ａｕ、Ｃｕ等が用いられている。またマスクと反射鏡の
反射面は全てＭｏ／Ｓｉ多層膜で形成され、露光波長は
約１３ｎｍである。
Ａｕ、Ｃｕ等が用いられている。またマスクと反射鏡の
反射面は全てＭｏ／Ｓｉ多層膜で形成され、露光波長は
約１３ｎｍである。
【０００９】他のＸ線投影露光方法が、オーエスエー
プロシーディングズ オン エクストリーム ウルトラ
バイオレット リソグラフィー（OSA Proceedings onEx
treme Ultraviolet Lithography，）Ｖol.２３，ｐ１０
９（１９９４）に開示されている。ここでは、レーザプ
ラズマのターゲットにＷのロッドが用いられており、マ
スクによって反射されたＸ線は２枚の反射鏡からなる結
像光学系において４回反射されることによってウエハ上
に縮小転写される。露光波長は同様に約１３ｎｍであ
る。
プロシーディングズ オン エクストリーム ウルトラ
バイオレット リソグラフィー（OSA Proceedings onEx
treme Ultraviolet Lithography，）Ｖol.２３，ｐ１０
９（１９９４）に開示されている。ここでは、レーザプ
ラズマのターゲットにＷのロッドが用いられており、マ
スクによって反射されたＸ線は２枚の反射鏡からなる結
像光学系において４回反射されることによってウエハ上
に縮小転写される。露光波長は同様に約１３ｎｍであ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線投影露光の光源と
してはレーザプラズマＸ線源が候補として挙げられる。
固体などへの高出力の短パルスレーザを微小径に集光す
ることによって、高温，高密度のプラズマが生成され、
プラズマ中の自由電子によるイオンの励起により軟Ｘ線
が発生する。レーザプラズマＸ線源によって発生する軟
Ｘ線領域のＸ線は束縛−束縛遷移によるものが主で、そ
のスペクトル形状はターゲットを構成する元素の原子番
号によって決定することができる。
してはレーザプラズマＸ線源が候補として挙げられる。
固体などへの高出力の短パルスレーザを微小径に集光す
ることによって、高温，高密度のプラズマが生成され、
プラズマ中の自由電子によるイオンの励起により軟Ｘ線
が発生する。レーザプラズマＸ線源によって発生する軟
Ｘ線領域のＸ線は束縛−束縛遷移によるものが主で、そ
のスペクトル形状はターゲットを構成する元素の原子番
号によって決定することができる。
【００１１】Ｘ線縮小露光の場合、直入射で高反射率が
得られる反射波長が１３ｎｍであるため、この波長付近
で高い変換効率と広いバンド幅を有するターゲット材料
を選択すれば良い。このようなスペクトル特性を持つ材
料は理論的に求めることが可能で、Ｘ線縮小露光に適当
なターゲット材料の一つとしてＳｎが挙げられている
（アプライド オプティクス（Appl. Opt．）３２，６
８９７(１９９３)）。
得られる反射波長が１３ｎｍであるため、この波長付近
で高い変換効率と広いバンド幅を有するターゲット材料
を選択すれば良い。このようなスペクトル特性を持つ材
料は理論的に求めることが可能で、Ｘ線縮小露光に適当
なターゲット材料の一つとしてＳｎが挙げられている
（アプライド オプティクス（Appl. Opt．）３２，６
８９７(１９９３)）。
【００１２】レーザプラズマＸ線源の課題の一つとし
て、プラズマ及びプラズマ近傍のターゲットからＸ線と
同時に発生する飛散粒子（debris）の低減がある。光学
素子の表面へ飛散粒子が付着することによって、反射率
の低下が引き起こされる。
て、プラズマ及びプラズマ近傍のターゲットからＸ線と
同時に発生する飛散粒子（debris）の低減がある。光学
素子の表面へ飛散粒子が付着することによって、反射率
の低下が引き起こされる。
【００１３】飛散粒子の付着を防止する方法としては、
バッファガスを真空容器内に導入する方法がある。この
方法によれば、ガスによる飛散粒子の散乱によって光学
素子への付着量は減少するが、Ｘ線がバッファガスによ
り吸収され、Ｘ線縮小露光のスループットが低下してし
まう。また、ある質量以上のクラスタや液滴(droplet）
の発生に対しては効果がない等の問題点がある。以上の
ことから、Ｘ線縮小露光方法で使用するレーザプラズマ
Ｘ線源のdebris低減に関しては、従来技術のレベルは不
十分であった。
バッファガスを真空容器内に導入する方法がある。この
方法によれば、ガスによる飛散粒子の散乱によって光学
素子への付着量は減少するが、Ｘ線がバッファガスによ
り吸収され、Ｘ線縮小露光のスループットが低下してし
まう。また、ある質量以上のクラスタや液滴(droplet）
の発生に対しては効果がない等の問題点がある。以上の
ことから、Ｘ線縮小露光方法で使用するレーザプラズマ
Ｘ線源のdebris低減に関しては、従来技術のレベルは不
十分であった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、Ｘ線および
真空紫外領域のビームを用いて第１の基板上に描かれて
いるパターンを第二の基板上に縮小転写させる結像光学
系において、光源であるレーザプラズマＸ線源のターゲ
ットを１種類以上の金属を含む複数の元素からなる材料
にすることで、発生する飛散粒子の量を低減することで
解決される。
真空紫外領域のビームを用いて第１の基板上に描かれて
いるパターンを第二の基板上に縮小転写させる結像光学
系において、光源であるレーザプラズマＸ線源のターゲ
ットを１種類以上の金属を含む複数の元素からなる材料
にすることで、発生する飛散粒子の量を低減することで
解決される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例を図１に示
す。レーザプラズマＸ線源のテープ状ターゲット１１
（厚さ１０μｍ）に対して、ＹＡＧレーザ(パワー１.５
Ｊ，繰返し周波数５０ＨＺ，パルス幅８ｎｓ，波長９０
０ｎｍ）の基本波１２を、ターゲット１１上でのスポッ
トサイズが直径１００μｍ(１０12Ｗ／cm2）になるよう
に集光し、ターゲット表面の法線から４５°の角度で入
射した。
す。レーザプラズマＸ線源のテープ状ターゲット１１
（厚さ１０μｍ）に対して、ＹＡＧレーザ(パワー１.５
Ｊ，繰返し周波数５０ＨＺ，パルス幅８ｎｓ，波長９０
０ｎｍ）の基本波１２を、ターゲット１１上でのスポッ
トサイズが直径１００μｍ(１０12Ｗ／cm2）になるよう
に集光し、ターゲット表面の法線から４５°の角度で入
射した。
【００１６】ターゲットにＳｎ（融点２３０℃）を用い
た場合、発生するＸ線（波長１３ｎｍにおける２％バン
ド幅内）の変換効率は１％であった。そしてターゲット
の法線から４５°の角度、プラズマから１００mmの位置
にＳｉウエハ１３を置いて、Ｘ線１４と共に発生する飛
散粒子１５の量を計測する。図１に配置図を示す。ま
ず、ターゲットにＳｎを用いた場合のＳｉウエハ１３上
で捕集された飛散粒子量は１００μｇ／cm2／１０００s
hotsであった。
た場合、発生するＸ線（波長１３ｎｍにおける２％バン
ド幅内）の変換効率は１％であった。そしてターゲット
の法線から４５°の角度、プラズマから１００mmの位置
にＳｉウエハ１３を置いて、Ｘ線１４と共に発生する飛
散粒子１５の量を計測する。図１に配置図を示す。ま
ず、ターゲットにＳｎを用いた場合のＳｉウエハ１３上
で捕集された飛散粒子量は１００μｇ／cm2／１０００s
hotsであった。
【００１７】次に本発明の実施例として、ターゲット材
Ｓｎに１０％（重量比）のＴｈを固溶したもの(テープ
状，厚さ１０μｍ)を用いた。ターゲット材の融点は１
０００℃に上昇した（Binary alloy phase diagram Ｖo
l.２，ｐ２０７６，Americansociety for Metals）。Ｓ
ｎターゲットの場合と同様の方法を用いて飛散粒子量を
測定した。
Ｓｎに１０％（重量比）のＴｈを固溶したもの(テープ
状，厚さ１０μｍ)を用いた。ターゲット材の融点は１
０００℃に上昇した（Binary alloy phase diagram Ｖo
l.２，ｐ２０７６，Americansociety for Metals）。Ｓ
ｎターゲットの場合と同様の方法を用いて飛散粒子量を
測定した。
【００１８】この結果、Ｓｉウエハ１３上での飛散粒子
量は１０μｇ／cm2 ／１０００shotで、ターゲットがＳ
ｎの場合の１０％に減少した。そのためターゲットの下
流に設置された光学素子の交換時間が従来の１０倍にな
り、レーザプラズマＸ線発生装置のランニングコストは
半分になった。発生するＸ線の変換効率（波長１３ｎｍ
における２％バンド幅内）に変化は見られなかった。
量は１０μｇ／cm2 ／１０００shotで、ターゲットがＳ
ｎの場合の１０％に減少した。そのためターゲットの下
流に設置された光学素子の交換時間が従来の１０倍にな
り、レーザプラズマＸ線発生装置のランニングコストは
半分になった。発生するＸ線の変換効率（波長１３ｎｍ
における２％バンド幅内）に変化は見られなかった。
【００１９】全く同様の方法で、ターゲット材としてＦ
ｅとSUS304（Ｆｅ７４％，Ｃｒ１８％，Ｎｉ８％）を用
いた場合の飛散粒子量を測定した。ターゲットの形状は
テープ状で厚さは１０μｍである。ターゲットにＦｅ
（融点１５３５℃）を用いた場合、発生するＸ線(波長
１３ｎｍにおける２％バンド幅内）の変換効率は０.６
％で、かつＳｉウエハ１３上で捕集された飛散粒子量は
３０μｇ／cm2／１０００shotsであった。次にターゲッ
ト材としてSUS304(融点１５００℃）を用いた場合、Ｓ
ｉウエハ１３上での飛散粒子量は３５μｇ／cm2／１０
００shot で、ターゲットがＦｅの場合と比べわずかに
飛散粒子量が増加した。発生するＸ線の変換効率（波長
１３ｎｍにおける２％バンド幅内）に関しては、差異は
見られなかった。
ｅとSUS304（Ｆｅ７４％，Ｃｒ１８％，Ｎｉ８％）を用
いた場合の飛散粒子量を測定した。ターゲットの形状は
テープ状で厚さは１０μｍである。ターゲットにＦｅ
（融点１５３５℃）を用いた場合、発生するＸ線(波長
１３ｎｍにおける２％バンド幅内）の変換効率は０.６
％で、かつＳｉウエハ１３上で捕集された飛散粒子量は
３０μｇ／cm2／１０００shotsであった。次にターゲッ
ト材としてSUS304(融点１５００℃）を用いた場合、Ｓ
ｉウエハ１３上での飛散粒子量は３５μｇ／cm2／１０
００shot で、ターゲットがＦｅの場合と比べわずかに
飛散粒子量が増加した。発生するＸ線の変換効率（波長
１３ｎｍにおける２％バンド幅内）に関しては、差異は
見られなかった。
【００２０】次に本発明の第二の実施例を示す。第１の
実施例と全く同様の方法で、レーザプラズマＸ線源から
発生するクラスタやdropletsの数を計測した。ターゲッ
ト材にＳｎ−１０％Ｔｈ合金を用いた場合のクラスタや
dropletsの数は、ターゲット材にＳｎを用いた場合の１
０％に減少した。そこでこのクラスタやdroplets発生数
の少ないターゲット材を用いてＸ線縮小露光によるパタ
ーン転写を行った。
実施例と全く同様の方法で、レーザプラズマＸ線源から
発生するクラスタやdropletsの数を計測した。ターゲッ
ト材にＳｎ−１０％Ｔｈ合金を用いた場合のクラスタや
dropletsの数は、ターゲット材にＳｎを用いた場合の１
０％に減少した。そこでこのクラスタやdroplets発生数
の少ないターゲット材を用いてＸ線縮小露光によるパタ
ーン転写を行った。
【００２１】図２にその光学系の概要を示す。レーザプ
ラズマＸ線源（ＹＡＧレーザの基本波：パワー１.５
Ｊ，繰返し周波数５０ＨＺ，パルス幅８ｎｓ，波長９０
０ｎｍ)２１から発生したＸ線２２を照明ミラー２３を
介して、反射型マスク２４に照明し、結像光学系２５を
介してマスク２４上の回路パターンをウエハ２６上に縮
小転写する。
ラズマＸ線源（ＹＡＧレーザの基本波：パワー１.５
Ｊ，繰返し周波数５０ＨＺ，パルス幅８ｎｓ，波長９０
０ｎｍ)２１から発生したＸ線２２を照明ミラー２３を
介して、反射型マスク２４に照明し、結像光学系２５を
介してマスク２４上の回路パターンをウエハ２６上に縮
小転写する。
【００２２】レーザプラズマＸ線源のターゲット材を従
来のＳｎからＳｎ−１０％Ｔｈ合金に変更することによ
って、照明ミラー２３を交換した直後からＸ線を１００
０時間発生した後のマスク上での照明むらが従来の場合
の２０％に減少した。そのためＸ線発生１０００時間後
の０.１μｍラインアンドスペース(Ｌ＆Ｓ）レジストパ
ターンの寸法精度は、８％から５％に向上した。
来のＳｎからＳｎ−１０％Ｔｈ合金に変更することによ
って、照明ミラー２３を交換した直後からＸ線を１００
０時間発生した後のマスク上での照明むらが従来の場合
の２０％に減少した。そのためＸ線発生１０００時間後
の０.１μｍラインアンドスペース(Ｌ＆Ｓ）レジストパ
ターンの寸法精度は、８％から５％に向上した。
【００２３】次にターゲット材としてＳｎ−２０％Ｔｈ
合金を用いた場合のクラスタやdropletsの数は、ターゲ
ット材にＳｎを用いた場合の５％に減少した。ただし、
Ｔｈの比率がＳｎ−１０％Ｔｈ合金の場合以上に増えて
いるために、発生するＸ線の変換効率(波長１３ｎｍに
おける２％バンド幅内）が０.９％に減少してしまい、
本実施例に記述している露光方法のスループットが５％
低下した。
合金を用いた場合のクラスタやdropletsの数は、ターゲ
ット材にＳｎを用いた場合の５％に減少した。ただし、
Ｔｈの比率がＳｎ−１０％Ｔｈ合金の場合以上に増えて
いるために、発生するＸ線の変換効率(波長１３ｎｍに
おける２％バンド幅内）が０.９％に減少してしまい、
本実施例に記述している露光方法のスループットが５％
低下した。
【００２４】次に本発明の第３の実施例として、半導体
デバイスを製造した例を図３に示す。Ｎ~ 基板３０に通
常の方法でＰウェル層３１，Ｐ層３２，フィールド酸化
膜３３，poly−Ｓｉ／ＳｉＯ2 ゲート３４，Ｐ高濃度拡
散層３５，Ｎ高濃度拡散層３６などを形成した（図３
(ａ)）。次に通常の方法でＢＰＳＧ等の絶縁膜３７を形
成した（図３(ｂ)）。その上にレジスト４０を塗布した
後、本発明による第１の実施例で示した露光方法を用い
てホールパターンを形成した（図３(ｃ)）。次にこのレ
ジストをマスクとして絶縁膜３７をドライエッチング
し、コンタクトホールを形成した。そして通常の方法に
よりＷ／Ｔｉ電極配線３８を形成した後、層間絶縁膜３
９をＣＶＤにより成膜した（図３(ｄ)）。
デバイスを製造した例を図３に示す。Ｎ~ 基板３０に通
常の方法でＰウェル層３１，Ｐ層３２，フィールド酸化
膜３３，poly−Ｓｉ／ＳｉＯ2 ゲート３４，Ｐ高濃度拡
散層３５，Ｎ高濃度拡散層３６などを形成した（図３
(ａ)）。次に通常の方法でＢＰＳＧ等の絶縁膜３７を形
成した（図３(ｂ)）。その上にレジスト４０を塗布した
後、本発明による第１の実施例で示した露光方法を用い
てホールパターンを形成した（図３(ｃ)）。次にこのレ
ジストをマスクとして絶縁膜３７をドライエッチング
し、コンタクトホールを形成した。そして通常の方法に
よりＷ／Ｔｉ電極配線３８を形成した後、層間絶縁膜３
９をＣＶＤにより成膜した（図３(ｄ)）。
【００２５】以降の工程は通常と同様の方法で形成し
た。なお本実施例では主な製造工程のみを説明したが、
コンタクトホール形成のリソグラフィ工程で本発明の第
１，３の実施例を用いたこと以外は従来と同じ工程を用
いた。以上の工程によりCMOS−ＬＳＩを低コスト，高歩
留まりで作製することができた。
た。なお本実施例では主な製造工程のみを説明したが、
コンタクトホール形成のリソグラフィ工程で本発明の第
１，３の実施例を用いたこと以外は従来と同じ工程を用
いた。以上の工程によりCMOS−ＬＳＩを低コスト，高歩
留まりで作製することができた。
【００２６】次に本発明の第４の実施例を示す。レーザ
プラズマＸ線源のターゲットとして、テープ状の基板
（ＰＥＴフィルム：厚さ５０μｍ）上にプラズマ化する
物質の薄膜（厚さ１０μｍ）を蒸着等の手段を用いて形
成したものを用いる。引っ掻き法によって付着力を計測
したところ、Ｓｎ薄膜の付着力が２ｇであったのに対
し、Ｓｎ−１０％Ｔｈ薄膜が４ｇであった。合金化によ
って結晶粒径が小さくなったことがその原因と考えられ
る。この結果に基づいて、レーザプラズマＸ線源のター
ゲットとして従来のＳｎに代えてＳｎ−１０％Ｔｈ薄膜
を用いることによって、テープターゲットの製造歩留ま
りが向上し、レーザプラズマＸ線源のランニングコスト
を従来の８０％に低減できた。
プラズマＸ線源のターゲットとして、テープ状の基板
（ＰＥＴフィルム：厚さ５０μｍ）上にプラズマ化する
物質の薄膜（厚さ１０μｍ）を蒸着等の手段を用いて形
成したものを用いる。引っ掻き法によって付着力を計測
したところ、Ｓｎ薄膜の付着力が２ｇであったのに対
し、Ｓｎ−１０％Ｔｈ薄膜が４ｇであった。合金化によ
って結晶粒径が小さくなったことがその原因と考えられ
る。この結果に基づいて、レーザプラズマＸ線源のター
ゲットとして従来のＳｎに代えてＳｎ−１０％Ｔｈ薄膜
を用いることによって、テープターゲットの製造歩留ま
りが向上し、レーザプラズマＸ線源のランニングコスト
を従来の８０％に低減できた。
【００２７】上記の説明では、ＳｎターゲットにＴｈを
１０％加えることで、特定の波長付近でのスペクトルの
強度を低下させずに飛散粒子等を低減させることができ
たが、本発明がこれらに限定されないことは言うまでも
ない。例えばＳｂにＳｉを１０％程度、またＰｂにＵを
１０％程度加えた場合であっても、上記実施例と同様の
効果がある。
１０％加えることで、特定の波長付近でのスペクトルの
強度を低下させずに飛散粒子等を低減させることができ
たが、本発明がこれらに限定されないことは言うまでも
ない。例えばＳｂにＳｉを１０％程度、またＰｂにＵを
１０％程度加えた場合であっても、上記実施例と同様の
効果がある。
【００２８】またＡｕ，Ｔａ，Ｗ，Ｆｅ，Ｙ，Ｔｉ，Ｓ
ｃ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｃ，Ｓｍ，Ｇｄ，
Ｔｂ，Ｎｄ，Ｓｅ，Ｇｅ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｐｄ，Ａ
ｇ，Ｃｄ，Ｚｎ，Ｎｉ、Ｃｏ，Ｃｒ等の純物質（ここで
言う純物質とは不純物の含有率が０.１％ 以下を指す）
をターゲット材に用いている場合に対しても、ある特定
の元素を特定の量だけ加えることでターゲット材の融点
を上昇させることによって、上記実施例と同様の効果が
得られる。またターゲット材に含まれる元素が３種類以
上の場合であっても、同様の効果が期待できる。また、
発生させるＸ線の波長領域やターゲットの形状に限定さ
れないことは言うまでもない。
ｃ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｃ，Ｓｍ，Ｇｄ，
Ｔｂ，Ｎｄ，Ｓｅ，Ｇｅ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｐｄ，Ａ
ｇ，Ｃｄ，Ｚｎ，Ｎｉ、Ｃｏ，Ｃｒ等の純物質（ここで
言う純物質とは不純物の含有率が０.１％ 以下を指す）
をターゲット材に用いている場合に対しても、ある特定
の元素を特定の量だけ加えることでターゲット材の融点
を上昇させることによって、上記実施例と同様の効果が
得られる。またターゲット材に含まれる元素が３種類以
上の場合であっても、同様の効果が期待できる。また、
発生させるＸ線の波長領域やターゲットの形状に限定さ
れないことは言うまでもない。
【００２９】なお本発明は、マスクパターンの像をＭｏ
／Ｓｉ多層膜からなる反射光学系を介してウエハ上に縮
小転写する場合に限定されず、レーザプラズマＸ線源を
用いた他の応用分野、例えばＸ線顕微鏡，Ｘ線望遠鏡，
Ｘ線マイクロビーム形成装置等にも適用可能なことは言
うまでもない。また露光波長は１３ｎｍに限定されず、
Ｘ線領域，極紫外領域，真空紫外領域の任意の波長に適
用できることも言うまでもない。
／Ｓｉ多層膜からなる反射光学系を介してウエハ上に縮
小転写する場合に限定されず、レーザプラズマＸ線源を
用いた他の応用分野、例えばＸ線顕微鏡，Ｘ線望遠鏡，
Ｘ線マイクロビーム形成装置等にも適用可能なことは言
うまでもない。また露光波長は１３ｎｍに限定されず、
Ｘ線領域，極紫外領域，真空紫外領域の任意の波長に適
用できることも言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように、第１の基板上に描
かれているパターンを結像光学系を用いて第二の基板上
に縮小転写する微細パターン転写方法において、線源で
あるレーザプラズマＸ線源のターゲット材料を合金化
し、光学素子への飛散粒子の付着量を減少させることで
Ｘ線縮小露光装置のメンテナンス時間が低減され、ＬＳ
Ｉを高スループットで製造することが可能になった。
かれているパターンを結像光学系を用いて第二の基板上
に縮小転写する微細パターン転写方法において、線源で
あるレーザプラズマＸ線源のターゲット材料を合金化
し、光学素子への飛散粒子の付着量を減少させることで
Ｘ線縮小露光装置のメンテナンス時間が低減され、ＬＳ
Ｉを高スループットで製造することが可能になった。
【図１】本発明の第１の実施例におけるレーザプラズマ
Ｘ線源の飛散粒子量の測定方法を示す説明図。
Ｘ線源の飛散粒子量の測定方法を示す説明図。
【図２】本発明の第二の実施例のＸ線投影露光方法を示
す説明図。
す説明図。
【図３】本発明の第３の実施例を用いて作製されたデバ
イスの加工工程を示す断面図。
イスの加工工程を示す断面図。
【図４】従来のＸ線投影露光方法の説明図。
１１…ターゲット、１２…レーザ光、１３…Ｓｉウエ
ハ、１４…Ｘ線、１５…飛散粒子、２１…レーザプラズ
マＸ線源、２２…Ｘ線、２３…照明ミラー、２４…反射
型マスク、２５…縮小光学系、２６…基板、３０…Ｎ~
基板、３１…Ｐウェル層、３２…Ｐ層、３３…フィール
ド酸化膜、３４…poly−Ｓｉ／ＳｉＯ2 ゲート、３５…
Ｐ高濃度拡散層、３６…Ｎ高濃度拡散層、３７…絶縁
膜、３８…Ｗ／Ｔｉ電極配線、３９…層間絶縁膜、４０
…レジスト、４１…レーザプラズマＸ線源、４２…反射
型マスク、４３…凸球面鏡、４４…凹球面鏡、４５…基
板、４６…Ｘ線、４７…照明ミラー。
ハ、１４…Ｘ線、１５…飛散粒子、２１…レーザプラズ
マＸ線源、２２…Ｘ線、２３…照明ミラー、２４…反射
型マスク、２５…縮小光学系、２６…基板、３０…Ｎ~
基板、３１…Ｐウェル層、３２…Ｐ層、３３…フィール
ド酸化膜、３４…poly−Ｓｉ／ＳｉＯ2 ゲート、３５…
Ｐ高濃度拡散層、３６…Ｎ高濃度拡散層、３７…絶縁
膜、３８…Ｗ／Ｔｉ電極配線、３９…層間絶縁膜、４０
…レジスト、４１…レーザプラズマＸ線源、４２…反射
型マスク、４３…凸球面鏡、４４…凹球面鏡、４５…基
板、４６…Ｘ線、４７…照明ミラー。
フロントページの続き (72)発明者 小川 太郎 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 瀬谷 英一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (13)
- 【請求項１】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写方法において、レー
ザプラズマのターゲット部材が１種類以上の金属を含ん
だ複数の元素で構成されることを特徴とする微細パター
ン転写方法。 - 【請求項２】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写装置において、レー
ザプラズマのターゲット部材が１種類以上の金属を含ん
だ複数の元素で構成されることを特徴とする微細パター
ン転写装置。 - 【請求項３】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写方法において、レー
ザプラズマのターゲット部材が少なくとも１種類以上の
金属を含んだ複数の元素で構成され、かつ上記ターゲッ
ト部材中に最も多く含まれる金属の成分比が７２atomic
％未満もしくは７６atomic％以上であることを特徴とす
る微細パターン転写方法。 - 【請求項４】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写装置において、レー
ザプラズマのターゲット部材が少なくとも１種類以上の
金属を含んだ複数の元素で構成され、かつ上記ターゲッ
ト部材中に最も多く含まれる金属の成分比が７２atomic
％未満もしくは７６atomic％以上であることを特徴とす
る微細パターン転写装置。 - 【請求項５】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写方法において、レー
ザプラズマのターゲット部材が少なくとも１種類以上の
金属を含んだ複数の元素からなり、かつ上記ターゲット
部材の融点が上記ターゲット部材中で最も成分比の大き
い元素の融点より１００℃以上高いことを特徴とする微
細パターン転写方法。 - 【請求項６】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写装置において、レー
ザプラズマのターゲット部材が少なくとも１種類以上の
金属を含んだ複数の元素からなり、かつ上記ターゲット
部材の融点が上記ターゲット部材中で最も成分比の大き
い元素の融点より１００℃以上高いことを特徴とする微
細パターン転写装置。 - 【請求項７】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写方法において、レー
ザプラズマのターゲット部材が少なくとも１種類以上の
金属を含んだ複数の元素からなり、かつ上記ターゲット
部材の飛散粒子量が上記ターゲット部材中で最も成分比
の大きい元素をターゲット部材とした場合の飛散粒子量
より小さいことを特徴とする微細パターン転写方法。 - 【請求項８】レーザプラズマから発生するＸ線領域，極
紫外領域あるいは真空紫外領域のビームを照明光学系を
介して第一の基板上に照明し、上記第一の基板上に描か
れているパターンを結像光学系を介して、第二の基板上
に縮小転写させる微細パターン転写装置において、レー
ザプラズマのターゲット部材が少なくとも１種類以上の
金属を含んだ複数の元素からなり、かつ上記ターゲット
部材の飛散粒子量が上記ターゲット部材中で最も成分比
の大きい元素をターゲット部材とした場合の飛散粒子量
より小さいことを特徴とする微細パターン転写装置。 - 【請求項９】請求項１，３，５に示した微細パターン転
写方法、もしくは請求項２，４，６に示した微細パター
ン転写装置を用いて製作される電子デバイス。 - 【請求項１０】少なくとも１種類以上の金属を含んだ複
数の元素で構成されるターゲット部材を具備したことを
特徴とするレーザプラズマ線源。 - 【請求項１１】少なくとも１種類以上の金属を含んだ複
数の元素で構成され、かつ上記ターゲット部材中に最も
多く含まれる金属の成分比が７２atomic％未満もしくは
７６atomic％以上であるターゲット部材を具備したこと
を特徴とするレーザプラズマ線源。 - 【請求項１２】少なくとも１種類以上の金属を含んだ複
数の元素で構成され、かつ上記ターゲット部材の融点が
上記ターゲット部材中で最も成分比の大きい元素の融点
より１００℃以上高いターゲット部材を具備したことを
特徴とするレーザプラズマ線源。 - 【請求項１３】少なくとも１種類以上の金属を含んだ複
数の元素からなり、かつ上記ターゲット部材の飛散粒子
量が上記ターゲット部材中で最も成分比の大きい元素を
ターゲット部材とした場合の飛散粒子量より小さいター
ゲット部材を具備したことを特徴とするレーザプラズマ
線源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006110A JPH10208998A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | レーザプラズマｘ線発生装置とそれを用いた微細パターン転写方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006110A JPH10208998A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | レーザプラズマｘ線発生装置とそれを用いた微細パターン転写方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10208998A true JPH10208998A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11629372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9006110A Pending JPH10208998A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | レーザプラズマｘ線発生装置とそれを用いた微細パターン転写方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10208998A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504903B1 (en) | 1998-05-29 | 2003-01-07 | Nikon Corporation | Laser-excited plasma light source, exposure apparatus and its making method, and device manufacturing method |
| JP2003515109A (ja) * | 1999-11-15 | 2003-04-22 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 超紫外放射を得るための方法および超紫外放射源ならびにリソグラフィーへの応用 |
| JP2006202671A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Ushio Inc | 極端紫外光光源装置及び極端紫外光光源装置で発生するデブリの除去方法 |
| JP2007087750A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Osaka Univ | 極端紫外光源用ターゲット |
| US7521702B2 (en) | 2003-03-26 | 2009-04-21 | Osaka University | Extreme ultraviolet light source and extreme ultraviolet light source target |
| JP2011515810A (ja) * | 2008-03-21 | 2011-05-19 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | ターゲット材料、放射源、ｅｕｖリソグラフィ装置およびこれらを用いたデバイス製造方法 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP9006110A patent/JPH10208998A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504903B1 (en) | 1998-05-29 | 2003-01-07 | Nikon Corporation | Laser-excited plasma light source, exposure apparatus and its making method, and device manufacturing method |
| JP2003515109A (ja) * | 1999-11-15 | 2003-04-22 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 超紫外放射を得るための方法および超紫外放射源ならびにリソグラフィーへの応用 |
| US7521702B2 (en) | 2003-03-26 | 2009-04-21 | Osaka University | Extreme ultraviolet light source and extreme ultraviolet light source target |
| JP2006202671A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Ushio Inc | 極端紫外光光源装置及び極端紫外光光源装置で発生するデブリの除去方法 |
| JP2007087750A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Osaka Univ | 極端紫外光源用ターゲット |
| JP2011515810A (ja) * | 2008-03-21 | 2011-05-19 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | ターゲット材料、放射源、ｅｕｖリソグラフィ装置およびこれらを用いたデバイス製造方法 |
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