(57)【要約】  本発明は、複数のレーザーによる励起に起因するような超紫外放射源を使用することにより、超紫外放射によってフォトリソグラフィーを行うための方法および装置に関するものである。フォトエッチングされる対象物は、照射ウィンドウの背後において、変位を受ける。放射は、Ｎ回にわたっての連続した放射とされ、各放射の表面エネルギーが測定される。特に、各レーザーは、所定の持続時間を有した１量子分のエネルギーを放出する。Ｎ−１回分のパルスによって対象物が受領した放射の表面エネルギーを積算し、これにより、第ｎ回目のパルス放射に供される。感光性対象物は、照射ウィンドウの幅の１／Ｎに等しい距離の分だけ、変位を受ける。
2007504672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超紫外放射によってフォトリソグラフィーを行うための方法であって、
−リソグラフィーすべき対象物（ＯＢＪ）を、光放射に対して直交して配置された平面を有したものとし、さらに、その平面を、フォトレジスト領域（ＰＲ）を有したものとし、さらに、前記対象物を、前記放射（２３）に対して横方向に移動可能（４１）なものとし；
−エッチングを行う前記放射（２３）を、超紫外領域に属する少なくとも１つのラインを有したものとし、前記放射を、Ｎ回にわたるパルスとし、各パルスに関して、照射ウィンドウ（４０）を通しての、単位断面積あたりのエネルギー強度を測定し；
−前記パルスを、複数のパルス型レーザー源（１０〜１９）のうちの選択されたいくつかのものから出力された少なくとも２つのレーザービームを適切なターゲット（２１）上へと衝撃させることによって、生成し、その場合、各レーザー源を、所定持続時間（Δｔ）にわたる１量子分のエネルギー（Ｑ）を生成するものとし、それらレーザー源を、前記ターゲット上の同一箇所に対して焦点合わせし；
このような方法において、
以下のステップａ）〜ｇ）を反復的に繰り返し、この場合、前記ステップａ）〜ｇ）を、第ｎ回目に関して規定するならば、
ａ）先行するＮ−１回にわたるパルス照射時に前記照射ウィンドウを通して通過した超紫外放射に関する単位断面積あたりのエネルギー強度の合計値を計算し；
ｂ）隣り合った２つの放射パルスの間のインターバル時に、前記照射ウィンドウの幅（Ｌ）の１／Ｎに等しい距離の分だけ、移動方向に沿って、前記感光性対象物を移動させ；
ｃ）フォトエッチングプロセスのために必要な総エネルギー量（Ｗｔｏｔ ）から、前記ステップａ）において計算した前記合計値を、引き算し；
ｄ）前記総エネルギー量（Ｗｔｏｔ ）に到達するために供給すべき残りのエネルギー量を決定し；
ｅ）第ｎ回目のパルスとして生成すべき残りのパルス量子数を計算し；
ｆ）点火すべきレーザー源の数を決定するとともに、この数の整数部分に等しい数のレーザー源を選択し；
ｇ）前記ステップｆ）において選択されたすべてのレーザー源を同時にトリガーし；
これらステップａ）〜ｇ）を、次なるポイントに関して繰り返すことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記ステップｆ）において計算された前記レーザー源の前記数を、端数付きのものとし、
レーザー数のこの端数部分に関連しているような、１量子に満たないエネルギー量を、他のレーザー源と同等に１量子のエネルギーを供給し得るようなレーザー源を使用して供給し、
その際、そのレーザー源を、パルスエネルギーの整数部分を供給する他のレーザー源を同時的にトリガーする時刻と比較して、１量子の持続時間（Δｔ）よりも短い遅延時間の分だけ、遅延させてトリガーすることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
前記ステップｆ）において計算された前記レーザー源の前記数を、端数付きのものとし、
レーザー数のこの端数部分に関連しているような、１量子に満たないエネルギー量を、１量子未満というエネルギー量を供給し得るようなレーザー源を使用して供給し、
その際、そのレーザー源を、パルスエネルギーの整数部分を供給する他のレーザー源を同時的にトリガーする時刻と比較して、１量子の持続時間（Δｔ）よりも短い遅延時間の分だけ、遅延させてトリガーすることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の方法において、
前記ステップｆ）において計算された前記レーザー源の前記数を、端数付きのものとし、
レーザー数のこの端数部分に関連しているような、１量子に満たないエネルギー量を、複数のレーザー源を使用して供給し、その際、
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、０＜ｋ１ ＜１とした時に（１−ｋ１ ）Δｔという遅れでもって第１レーザー源をトリガーし；
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、ｋ１ ＜ｋ２ ＜１とした時に（１−ｋ２ ）Δｔという遅れでもって第２レーザー源をトリガーし；
−同様にして、レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、０＜ｋｑ ＜１とした時に（１−ｋｑ ）Δｔという遅れでもって第ｑレーザー源をトリガーし；
−これら遅延の合計を、１量子の持続時間（Δｔ）よりも短いものとすることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法において、
−所定時刻（ｔ１１）において、少なくとも第１のレーザーショットをトリガーし；
−放射される超紫外線パルスのエネルギーを調節し得るように選択された各時刻において、１つまたは複数のレーザーショットを順次的にトリガーし、この際、それら各時刻を、レーザーショットの前記持続時間（Δｔ）よりも短い時間間隔内において分散させる；
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法において、
プラズマから放射されるパルスの繰返し周期を実質的に規定する平均周波数でもって繰返し的にレーザーショットを放出するようにして、前記複数のレーザー源を駆動し、
前記放射に対しての前記対象物の前記移動を、前記ウィンドウの幅（Ｌ）の１／Ｎを前記パルス繰返し周期で割算した値に対応する速度（Ｖ）でもって実質的に連続的なものとして行うことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、
ａ０）リソグラフィーを実施すべき感光性対象物を、前記ウィンドウの直下に配置し、これにより、スライスだけを露光し、そのスライスを、前記ウィンドウ幅の１／Ｎに等しい幅を有したものとし；
ａ１）少なくともいくつかのレーザー源を選択し、これにより、プラズマ生成ターゲットを励起し、照射対象領域内へとパルスを放射させ；
ａ２）前記対象物の前記照射対象領域に対して実際に供給される超紫外パルスのピークパワーを測定し；
ａ３）前記対象物を、前記ウィンドウ幅の１／Ｎに等しい増分の分だけ、前記ウィンドウに対して移動させ；
ａ４）前記対象物のうちの、前記ウィンドウの直下に位置した前記照射対象領域が前記ウィンドウよりも狭い限りにおいては、前記対象物のフォトエッチングのために必要な合計エネルギー（Ｗｔｏｔ ）から、ｎ回にわたっての前記ステップａ２）の実施によって測定されたエネルギーの合計を差し引いた値を、Ｎ−ｎによって割算することによって評価したエネルギーを有したパルスを供給することによって、前記ステップａ１）〜ａ３）を繰り返し、ここで、ｎを、所定のパルス数Ｎよりも小さな整数とし；
ａ５）前記対象物のうちの、前記ウィンドウの直下に位置した前記照射対象領域が前記ウィンドウの幅に到達した際には、供給すべき残りのエネルギー量を評価し、これにより、最終パルスを受領するフォトエッチング対象スライスが、フォトエッチングに必要な合計エネルギー量（Ｗｔｏｔ ）を受領するものとする；
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
超紫外放射によってフォトリソグラフィーを行うための装置であって、
−超紫外放射源であるとともに、パルス型レーザー源（１０〜１９）から出力された少なくとも２つのレーザービームを備え、前記各レーザー源が、レーザーショットの放出時には、所定の持続時間（Δｔ）を有した１量子分のエネルギー（Ｑ）を放出するものとされ、さらに、前記各レーザー源が、ターゲット（２１）の１つのかつ同じ場所を励起し得るものとされ、これにより、プラズマが形成され、このプラズマから、超紫外領域に属する発光ラインが放射されるものとされたような、超紫外放射源と；
−選択された幅（Ｌ）を有した照射ウィンドウ（４０）であるとともに、前記放射源と対象物（ＯＢＪ）との間に配置され、さらに、前記放射源（２０，２２）に対して静止したものとされた、照射ウィンドウ（４０）と；
−前記ウィンドウに対して、前記放射に対して直交しかつフォトレジスト領域（ＰＲ）を有した平面を備えているような前記対象物（ＯＢＪ）を、横方向に駆動するための手段（４１）であるとともに、前記ウィンドウに対しての前記対象物（ＯＢＪ）の移動が、移動方向において、隣り合う２つの超紫外放射パルスの間において、前記照射ウィンドウの前記幅の１／Ｎであるようにして、行われ、これにより、前記対象物のバンド（Ｚ１，Ｚ２）が、所定数（Ｎ）の超紫外放射パルスによって露光されるものとされているような、駆動手段（４１）と；
−前記照射ウィンドウ（４０）を通しての前記放射の単位面積あたりのエネルギー量を測定するための測定手段（３１）と；
−供給されるべき第ｎ回目のパルスに関して、
＊先行するＮ−１回にわたる超紫外放射パルスに関して測定されたエネルギー量の合計を計算し、
＊前記合計値と、フォトエッチングを行うのに必要な所定総エネルギー照射量（Ｗｔｏｔ ）と、を比較することによって、次の第ｎ回目のパルスによって供給すべきエネルギー量を計算し、
＊動作させるべきレーザー源のエネルギー量子数を計算し、これにより、第ｎパルスに関するエネルギー量子数を計算する、
という計算手段と；
−前記量子数に応じた数のレーザー源を選択して制御して同時的に動作させるための選択手段（３０）と；
を具備し、
前記放射によってフォトエッチングすべき前記対象物を移動させるための前記駆動手段を動作させ、これにより、前記ウィンドウの前記幅の１／Ｎに等しい増分だけ、前記対象物を移動させることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置において、
前記計算手段（３３）が、超紫外放射パルスのエネルギーを調節し得るよう、レーザーの点火時刻を評価し得るよう構成され、
制御手段（ＰＧ，ＰＳ，ＡＯＭ１〜ＡＯＭ１０）が、レーザー点火に際して、時間遅延を導入し得るよう構成され、
前記時間遅延が、レーザーショットの前記持続時間（Δｔ）よりも短いものとされていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、
前記制御手段が、
選択された時刻に各レーザー源を駆動し得る音響的光学的変調器（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ１０）と、
前記変調器を駆動するためのラジオ周波数電源（ＰＳ）と、
を備え、
前記電源と前記変調器とが、前記超紫外放射パルスの周波数と比較して、１０００倍以上大きいような、最大周波数でもって動作し得るものとされていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の装置において、
前記センサ（３１）が、選択されたデータ取得時刻を有し、
前記計算手段（３３）が、選択された処理周波数を有したプロセッサを備え、
前記センサと前記計算手段とが、超紫外放射パルスの繰返し周期よりも短い周期でもって、協働的に動作することができることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置において、
前記ターゲットが、キセノンジェットであることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置において、
前記ターゲットが、ミストという形態でのキセノンおよび／または水のミクロ小滴からなる方向性粒子ジェットであることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の装置において、
前記レーザーショットが、発振器として動作しかつ連続動作型ダイオードによってポンピングされているパルス型固体レーザーから出力されたものであることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか１項に記載の装置において、
前記レーザー数の端数部分が、複数のレーザーの同時的トリガー時刻から遅延した１量子エネルギーによってもたらされ、
前記選択手段が、第ｎ回目のパルスの生成に関し、前記レーザー数の端数部分に応じて前記遅延を生成し得るものとされていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれか１項に記載の装置において、
前記選択手段が、超紫外放射パルスの生成に寄与しないレーザーの端数を個別的にトリガーし得るよう構成され、
これにより、それらレーザーから放出される個別的レーザーショットが、超紫外放射の放射に寄与するには不十分なものとされていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超紫外放射によるフォトリソグラフィーに関するものであり、特に、集積回路の製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
将来的な集積回路といったような対象物に対してフォトリソグラフィー操作を適用するに際しては、対象物の選択した領域を、感光性樹脂によってプレコートし、その後、可視または紫外の放射線源を照射する。この放射線は、上記選択領域を露光し、この結果として、対象物を局所的にエッチングする。
【０００３】
一般に、放射線の波長が短くなるほど、エッチングによる形成物は、より微細なものとなる。特許文献１においては、超紫外領域（以下においては、『ＥＵＶ』と称す）における放射源が提案されており、フォトリソグラフィーに対するその応用が提案されている。放射線の波長は、約８ｎｍ〜約２５ｎｍであり、典型的には１００ｎｍよりも小さな微細さを有したエッチング形成物を得ることができる。この放射は、プラズマに起因するものである。そのプラズマは、レーザービームと、ミクロンサイズのキセノンおよび／または水の小滴からなるミストと、の間の相互作用サイトである。レーザー源は、Ｎｄ：ＹＡＧタイプのナノセカンドレーザーという形態のものとすることができる。このレーザー源は、ノズルから導出された粒子ジェットを励起させ、これにより、上述したような小滴ミストを形成する。
【０００４】
また、特許文献２により、液体キセノンジェットの励起に起因する超紫外放射が、公知である。
【０００５】
特許文献３に記述されたように、より最近の開発においては、ＥＵＶ放射は、いくつかのレーザービームと、例えばキセノンミストといったような粒子ジェットと、の間の相互作用によって得られている。特に、レーザー源は、ジェットの実質的に１つの同じ領域を実質的に一度に衝撃するショットを放射し得るよう、構成される。したがって、実質的に同時に粒子ジェットを照射する複数のレーザー源を組み合わせることにより、プラズマを生成する放射のピークパワーを増大させ得ることは、理解されるであろう。レーザーショットの周波数は、数十ｋＨｚの程度である。よって、『実質的に同時に』という用語は、例えば０．１ｍｓごとといったような各点火期間においては、個々のレーザーによって各々が生成された所定数の個々の光パルスを、同時的であるようなおよび／または時間的に近接しているような一群のパルスとしてひとくくりにし得ることを意味している。一群をなす所定数の光パルスは、『複合パルス』と称される。付加的には、この近接は、それぞれ対応する瞬間において、２つのグループをなすパルスを構成することができる。特に、第１グループが、プラズマを衝撃し、第２グループが、その衝撃を増大させる。これら２つのグループの時間差は、ショット繰返し期間と比較すれば、はるかに小さいものである。しかしながら、時間および空間内における個々のパルスの時間差が、時間的な流れの中でのプラズマ要求に対して流入エネルギーを適合させるという目的を有していることに注意されたい。これにより、エネルギーバランスを改良することができる。いずれにしても、上述した装置は、供給される光パワーの微調整を一切実行していない。
【０００６】
この特許文献３の公開以来、超紫外領域におけるエッチングプロセスを要求している様々な企業の要求が、大きくなった。現時点では、様々な企業は、オランダのＡＳＭＬコンソーシアムのように、以下のことを要求している。
−半導体ウェハに対する照射を４００ｍｍ／ｓで行うような運転速度を有しているような、実質的に連続的な製造プロセス。
−１０ｋＨｚという超紫外放射のパルス繰返し周波数。
−照射対象をなす表面上の各ポイントにおいて、連続する５０個のパルスによって、５ｍＪ／ｃｍ２ という累積の超紫外放射線量がもたらされること。
−この受領線量が、０．１％という設定値よりも小さなものでなければならない誤差分布を有していること。
【０００７】
最後の制約は、本発明者らの知る限りにおいては、それ自体が、従来技術において解決されていない技術的課題を示している。なぜなら、とりわけターゲットがキセノン凝集物から構成されている場合には、ターゲットに対するレーザー照射によるプラズマ生成に関連したある種の現象が、未だに適切に理解されていないからであり、少なくとも、未確定なことが多い事象であるからである。粒子ジェットおよびレーザービームの位置は、位置に関して一時的に変更することができる。それは、特に、相互作用チャンバ内における実質的な温度変化によるものである。ジェット自体は、不可避な擾乱を受ける。
【０００８】
特許文献４は、駆動ホイール上に設置された減衰フィルタの使用による、フォトリソグラフィーの照射エネルギー量の制御方法について記載している。しかしながら、この手法では、高速で動作することができない。なぜなら、フィルタが所定位置を占めたときには、レーザーショットが遮蔽されるからである。さらに、エッチング対象をなす対象物の、放射源に対しての、相対位置が連続的に変位することは、このプロセスにおいては不適切である。このプロセスにおいては、逆に、累積エネルギー照射量が得られるまで完全に不動であることを必要とする。結局のところ、離散減衰値に対応して有限数のフィルタが存在することにより、所望の累積エネルギー照射量を得ることができない。
【０００９】
特許文献５は、供給されるエネルギー照射量を安定的なものとし得るよう、２つのパルスの間における放射源の安定性に関しての他の制御方法について記載している。特に、特許文献５は、放射の強度安定性を制御し得るよう、放射源をなすガス媒体の温度制御方法を提供する。しかしながら、この手法は、特許文献３に記載された装置に対して適用することができない。なぜなら、放射源が、特許文献３に記載されているようなプラズマではなく、ガスレーザーであるからである。制御した水循環によってガスレーザーを冷却することにより発光強度を制御するといったようなそのようなシステムは、ミストという態様でもって粒子ジェットを備えているような特許文献３の装置に対しては、容易に適用することができない。まず最初に、そのようなプロセスは、レーザーエネルギーと、超紫外放射エネルギーと、の間における変換効率において擾乱を考慮することができない。これにより、プラズマ生成ターゲット上におけるコヒーレント光の相互作用に基づく超紫外放射の生成に対して、適用することができない。第２に、従来技術においては、レーザーが、ＡＳＭＬコンソーシアムによって指定された高速でもって、強力なパルス型エネルギーを供給することができないように見受けられる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１ ２２２ ８４２号明細書
【特許文献２】国際公開第０２／３２１９７号パンフレット
【特許文献３】仏国特許出願公開第２ ８１４ ５９９号明細書
【特許文献４】米国特許第４，８０４，９７８号明細書
【特許文献５】米国特許第６，０３４，９７８号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
結論として、本発明者らの知る限りにおいては、従来技術においては、一方では、実効的に連続的な態様ですなわち対象物の移動時以外は超紫外パルスの動作を停止させない態様で実施し得るような、他方では、受領される照射量の誤差の分散における標準偏差を０．１％程度未満とし得るような、超紫外放射でフォトエッチングを行う方法および装置は、一切提案も示唆もされていない。本発明の目的は、この課題を解決することである。本発明は、一方では、実効的に連続的な態様ですなわち対象物の移動時以外は超紫外パルスの動作を停止させない態様で実施し得るような、他方では、受領される照射量の誤差の分散における標準偏差を０．１％程度未満とし得るような、超紫外放射でフォトエッチングを行う方法を提供する。
【００１１】
本発明の他の目的は、この方法を実施するための装置を提供することである。
【００１２】
この目的のため、本発明においては、まず最初に、放射に対して直交しかつ放射に対して横方向に移動し得る感光性領域を有した平面を備えている対象物が、放射によって露光される感光性領域の各ポイントにおいて、所定のＮ回（ＡＳＭＬ仕様においては、Ｎ＝５０）にわたって、超紫外パルスを順次的に受領するような、超紫外放射を使用してフォトリソグラフィーを行う方法を提供する。対象物は、選択された幅を有した照射ウィンドウを通して放射を受領する。ウィンドウは、放射に対して、実質的に静止したものとされる。
【００１３】
パルスは、パルス型レーザー源から出力された少なくとも２つのコヒーレント光ビームをターゲットに衝突させ、これにより、プラズマを形成して、超紫外領域に属する少なくとも１つの発光ラインを放出させることによって、得られる。パルス型レーザー源は、以下においては、短縮して『レーザー』と称される。プラズマが超紫外放射を放射するに際して必要とされる瞬時パワーおよびエネルギーの大きさにもかかわらず、これらレーザーを動作可能なものに維持し得るため、それらレーザーは、原理的には互いに同じパワーを有したものとされ、各レーザーは、数百ｋＷという程度の大きなピークパワーを有している。それらレーザーは、数十ｍＪというエネルギーのパルスを放射し、平均パワーは、数百Ｗの程度である。
【００１４】
『量子』という用語は、以下においては、それらレーザーの各ショットによって生成される光エネルギーの量を表すために使用される。各量子は、レーザーショットの持続時間Δｔ（例えば約５０ｎｓ）である限りにおいては、また、各レーザーショットのピークパワー（選択された実施形態によるものの、数百ｋＷ〜１ＭＷ以上という範囲）が同じである限りにおいては、互いに同様のものとなる。
【００１５】
さらに、本発明においては、このピークパワーがしきい値Ｐｔｈ以下のままであることを要求する。このしきい値は、第１に、プラズマを生成させ得るかどうかのしきい値であり、第２に、プラズマから、少なくとも１つの超紫外放射ラインを出力させ得るかどうかのしきい値である。このしきい値Ｐｔｈ以下であれば、仮にプラズマを生成し得たとしても、超紫外放射を得ることはできない。
【００１６】
これらレーザービームが上記ターゲットの同一領域を衝撃したときには、プラズマが形成され、このプラズマは、超紫外領域に属する少なくとも１つのラインを有している。照射対象領域を有した対象物の横方向移動は、２つの超紫外放射パルスの間において、移動方向に沿っての照射ウィンドウの幅の１／Ｎという増分であるようにして、行われる。
【００１７】
したがって、本発明による方法は、超紫外放射によってフォトリソグラフィーを行うための方法に適用され、その場合、
−リソグラフィーすべき対象物を、光放射に対して直交して配置された平面を有したものとし、さらに、その平面を、フォトレジスト領域を有したものとし、さらに、対象物を、放射に対して横方向に移動可能なものとし；
−エッチングを行う放射を、超紫外領域に属する少なくとも１つのラインを有したものとし、放射を、Ｎ回にわたるパルスとし、各パルスに関して、照射ウィンドウを通しての、単位断面積あたりのエネルギー強度を測定し；
−パルスを、複数のパルス型レーザー源のうちの選択されたいくつかのものから出力された少なくとも２つのレーザービームを適切なターゲット上へと衝撃させることによって、生成し、その場合、各レーザー源を、所定持続時間にわたる１量子分のエネルギーを生成するものとし、それらレーザー源を、前記ターゲット上の同一箇所に対して焦点合わせする。
【００１８】
『適切なターゲット』という用語は、超紫外領域に属する少なくとも１つの発光ラインを有しているプラズマを生成し得るターゲットを意味するものとして理解されたい。『複数のレーザー源』という用語は、Ｎ回のパルス放射によってフォトエッチングを行うのに必要なレーザーショットを形成するのに十分な数のレーザー源を意味するものとして理解されたい。
【００１９】
本発明による方法は、以下のステップａ）〜ｇ）を反復的に繰り返し、この場合、ステップａ）〜ｇ）を、第ｎ回目に関して規定するならば、
ａ）先行するＮ−１回にわたるパルス照射時に照射ウィンドウを通して通過した超紫外放射に関する単位断面積あたりのエネルギー強度の合計値を計算し；
ｂ）隣り合った２つの放射パルスの間のインターバル時に、照射ウィンドウの幅（Ｌ）の１／Ｎに等しい距離の分だけ、移動方向に沿って、感光性対象物を移動させ；
ｃ）フォトエッチングプロセスのために必要な総エネルギー量（Ｗｔｏｔ ）から、ステップａ）において計算した合計値を、引き算し；
ｄ）総エネルギー量（Ｗｔｏｔ ）に到達するために供給すべき残りのエネルギー量を決定し；
ｅ）第ｎ回目のパルスとして生成すべき残りのパルス量子数を計算し；
ｆ）点火すべきレーザー源の数を決定するとともに、この数の整数部分に等しい数のレーザー源を選択し；
ｇ）ステップｆ）において選択されたすべてのレーザー源を同時にトリガーし；
これらステップａ）〜ｇ）を、次なるポイントに関して繰り返すことを特徴としている。
【００２０】
最も一般的な場合では、ステップｆ）において計算されたレーザー源の数は、端数付きのものとされ、レーザー数のこの端数部分を、１量子に満たないエネルギー量に対応したものとする。
【００２１】
ステップｆ）において計算されたレーザー源の数を端数付きのものとする実施形態においては、レーザー数のこの端数部分に関連しているような、１量子に満たないエネルギー量を、他のレーザー源と同等に１量子のエネルギーを供給し得るようなレーザー源を使用して供給し、その際、そのレーザー源を、パルスエネルギーの整数部分を供給する他のレーザー源を同時的にトリガーする時刻と比較して、１量子の持続時間（Δｔ）よりも短い遅延時間の分だけ、遅延させてトリガーする。
【００２２】
この場合、実際、量子の端数部分をもたらすショットは、上記ステップｆ）で選択されたレーザーの一斉的部分から遅延したものとされる。そのようなショットは、瞬時パワーがしきい値Ｐｔｈよりも小さいものとされ、超紫外領域に属する少なくとも１つのラインを有したプラズマを生成しない。よって、遅延して放出される１量子未満のショットは、超紫外放射には寄与しない。１量子分のエネルギーを放出し得るレーザー源を使用してはいるものの、実際のエネルギー量は、１量子の端数である。このレーザー源は、他のレーザー源と同時的に駆動された場合には、１量子分のエネルギーを放出することができる。このことは、レーザーパワーの調節に際して融通性が得られるとともに精度が得られることにより、重要である。
【００２３】
ステップｆ）において計算されたレーザー源の数を端数付きのものとする第２の好ましい実施形態においては、レーザー数のこの端数部分に関連しているような、１量子に満たないエネルギー量を、複数のレーザー源を使用して供給し、その際、
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、０＜ｋ１ ＜１とした時に（１−ｋ１ ）Δｔという遅れでもって第１レーザー源をトリガーし；
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、ｋ１ ＜ｋ２ ＜１とした時に（１−ｋ２ ）Δｔという遅れでもって第２レーザー源をトリガーし；
−同様にして、レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、０＜ｋｑ ＜１とした時に（１−ｋｑ ）Δｔという遅れでもって第ｑレーザー源をトリガーし；
−これら遅延の合計を、１量子の持続時間（Δｔ）よりも短いものとする。
【００２４】
係数ｋは、好ましくは、レーザー数の端数部分に比例して選択される。
【００２５】
ステップｆ）において計算されたレーザー源の数を端数付きのものとする第３の好ましい実施形態においては、レーザー数のこの端数部分に関連しているような、１量子に満たないエネルギー量を、１量子未満というエネルギー量を供給し得るようなレーザー源を使用して供給し、その際、そのレーザー源を、パルスエネルギーの整数部分を供給する他のレーザー源を同時的にトリガーする時刻と比較して、１量子の持続時間（Δｔ）よりも短い遅延時間の分だけ、遅延させてトリガーする。
【００２６】
第４の好ましい実施形態においては、２つの先行する実施形態の組合せに対応するものであって、ステップｆ）において計算されたレーザー源の前記数を、端数付きのものとするとともに、レーザー数のこの端数部分に関連しているような、１量子に満たないエネルギー量を、１量子に満たないエネルギーを放出する複数のレーザー源を使用して供給し、その際、
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、０＜ｋ１ ＜１とした時に（１−ｋ１ ）Δｔという遅れでもって第１レーザー源をトリガーし；
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、ｋ１ ＜ｋ２ ＜１とした時に（１−ｋ２ ）Δｔという遅れでもって第２レーザー源をトリガーし；
−同様にして、レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザー源のトリガー時刻の後に、０＜ｋｑ ＜１とした時に（１−ｋｑ ）Δｔという遅れでもって第ｑレーザー源をトリガーし；
−これら遅延の合計を、１量子の持続時間（Δｔ）よりも短いものとする。
【００２７】
本発明は、また、本発明による方法を実施し得る装置に関するものである。超紫外放射によってフォトリソグラフィーを行うための装置は、
−超紫外放射源であるとともに、パルス型レーザー源から出力された少なくとも２つのレーザービームを備え、各レーザー源が、レーザーショットの放出時には、所定の持続時間を有した１量子分のエネルギーを放出するものとされ、さらに、各レーザー源が、ターゲットの１つのかつ同じ場所を励起し得るものとされ、これにより、プラズマが形成され、このプラズマから、超紫外領域に属する発光ラインが放射されるものとされたような、超紫外放射源と；
−選択された幅を有した照射ウィンドウであるとともに、放射源と対象物との間に配置され、さらに、放射源に対して静止したものとされた、照射ウィンドウと；
−ウィンドウに対して、放射に対して直交しかつフォトレジスト領域（ＰＲ）を有した平面を備えているような対象物を、横方向に駆動するための手段であるとともに、ウィンドウに対しての対象物の移動が、移動方向において、隣り合う２つの超紫外放射パルスの間において、照射ウィンドウの幅の１／Ｎであるようにして、行われ、これにより、対象物のバンドが、所定数の超紫外放射パルスによって露光されるものとされているような、駆動手段と；
を具備している。
【００２８】
本発明による装置は、さらに、
−照射ウィンドウを通しての放射の単位面積あたりのエネルギー量を測定するための測定手段と；
−供給されるべき第ｎ回目のパルスに関して、
＊先行するＮ−１回にわたる超紫外放射パルスに関して測定されたエネルギー量の合計を計算し、
＊合計値と、フォトエッチングを行うのに必要な所定総エネルギー照射量と、を比較することによって、次の第ｎ回目のパルスによって供給すべきエネルギー量を計算し、
＊動作させるべきレーザー源のエネルギー量子数を計算し、これにより、第ｎパルスに関するエネルギー量子数を計算する、
という計算手段と；
−量子数に応じた数のレーザー源を選択して制御して同時的に動作させるための選択手段と；
を具備している。
【００２９】
放射によってフォトエッチングすべき対象物を移動させるための駆動手段を動作させ、これにより、ウィンドウの幅の１／Ｎに等しい増分だけ、対象物を移動させる。
【００３０】
第１変形例においては、レーザー数の端数部分を、同期的にトリガーされる複数のエネルギーに対して遅延させるエネルギー量によって表す。本発明は、さらに、レーザー数の端数部分の値に応じたそのような遅延を生成し得る手段を具備している。
【００３１】
好ましい実施形態においては、ターゲットは、ミストという形態でのキセノンのミクロ小滴からなる方向性粒子ジェットとされる。一変形例においては、ターゲットは、上記特許文献２に記載されているように、液体キセノンジェットとすることができる。
【００３２】
好ましい実施形態においては、先行する実施形態と組み合わせて、レーザーショットを、発振器として動作しかつ連続動作型ダイオードによってポンピングされているパルス型固体レーザーから出力されたものとする。
【００３３】
あるタイプのレーザーは、ロッドの充電後に完全に放出することによって、より効率的に動作する。そして、その後に、次なるポンピングステージを受ける。この制約に適合し得るよう、本発明におけるレーザー制御システムは、一変形例においては、パルスに寄与することが要求されないエネルギー量子を個別的にパルスとは別の時刻にトリガーしさらにしきい値Ｐｔｈを超えないものとして、構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の他の特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ、本発明を何ら限定するものではなく単なる例示としての好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。
【００３５】
本発明による方法および装置が、一般に、集積回路のフォトリソグラフィーに適用されるものであることを、指摘しておく。
【００３６】
数ｍｍ２ という面積にわたってかつ数μｍという厚さにわたって、数千個の構成要素を備え得るアセンブリが形成される。出発材料は、約１０ｃｍという直径のシリコンウェハである。このウェハは、いくつかの化学的処理（薄膜の成膜、ドーピング、等）を受ける。したがって、同一のシリコンウェハ上に、複数の集積回路が製造される。集積回路の製造に際しての重要な処理のうちの１つが、フォトリソグラフィーである。
【００３７】
図１は、ウェハＯＢＪを示している。このウェハＯＢＪに対して、ウェハ上へのフォトリソグラフィー操作を実行する目的で、ＥＵＶ放射（超紫外放射）２３が適用される。より詳細には、フォトリソグラフィーを受けるべき対象物ＯＢＪは、放射２３に対して直交した平面状表面を有したものである。対象物ＯＢＪの感光領域は、フォトレジストＰＲがコーティングされている領域である。感光領域は、放射２３に対して横方向に移動することができる（矢印４１）。
【００３８】
これを行うため、シリコンウェハを、１０００℃以上へと予熱する。ウェハの表面を酸化させ、これにより、シリコン酸化物からなる薄い絶縁フィルムを形成する。次に、感光性を付与すべき領域に対して、フォトレジストＰＲを付与する。これにより、ウェハＯＢＪの表面を、局所的に被覆する。その後、シリコンウェハＯＢＪに対して、放射２３を照射する。この際、好ましくは、所望のフォトエッチングパターンを表し得るマスク（図示せず）を使用する。集積回路の製造プロセスにおけるこのステップは、『露光』と称される。フォトリソグラフィーにおいて得られる精度は、したがって、集積回路のライン幅は、放射の波長に依存する。現在のところ、この波長は、可視領域のものあるいは紫外領域のものである。４０ｎｍというエッチング解像度を得るためには、１３．５ｎｍという波長で放射するＥＵＶ放射源が、最近開発され、フォトリソグラフィーの場合には、好ましい繰返し周波数は、１０ｋＨｚである。ＥＵＶ放射は、赤外領域において１０ｋＨｚという平均周波数で放射する好ましくは１０個のパルス型Ｎｄ：ＹＡＧレーザービーム（固体レーザー）と、連続的なキセノンジェットと、の間の相互作用によって、得られる。１３．５ｎｍという波長で放射する高温プラズマが得られる。
【００３９】
図１には、符号１０〜１９によって示しているような複数のレーザー源が示されている。各レーザー源は、相互作用チャンバ２０を通過する粒子ジェット２１を励起することができる。好ましくは、この粒子ジェット２１は、キセノンのミクロン滴からなる方向性ミストを備えている。より詳細には、レーザー１０〜１９は、１つのかつ同一のジェット領域２１上へと焦点合わせし得るようなレーザーショットを放射することができる。
【００４０】
粒子ジェット上へと１量子のエッジを有したショットを送出している活性レーザーは、ジェットを励起させて、ジェットの内部にプラズマを形成する傾向がある。合計での量子エネルギーの寄与が、しきい値Ｐｔｈ（超紫外放射のしきい値に対応する）を超える場合には、相互作用プラズマが形成され、超紫外領域に属する放射ラインが、レーザーパルスがしきい値Ｐｔｈを超えている時間にほぼ対応する時間にわたって、発生する。図１においては、記号ＥＵＶが付された矢印が、そのような超紫外放射パルスの発生を表している。このパルスは、広い立体角で伝搬する。光学的なコレクタ（図示せず）を使用することにより、この放射を収集することができ、さらに、フォトエッチング対象をなす対象物に向けて案内することができる。
【００４１】
例示として、図２ａにおいては、ＥＵＶ放射源の発光効率（単位：％）が、その時点で同時的に粒子ジェット上へとショットを放出している活性レーザー源の数の関数として、概略的にプロットされている。この例においては、プラズマを生成するには、４つのレーザー源で十分である。図２ｂにおいては、放射強度（単位：任意単位）が、供給エネルギーの関数として、より詳細にプロットされている。この例においては、プラズマを加熱するためには、粒子ジェットに対して、レーザーショットが、２．５×１０１１Ｗ／ｃｍ２ というパワーを供給する必要があることが示されている。
【００４２】
再度図１を参照すれば、制御ユニット３０が、各レーザー源１０〜１９を駆動するための信号を送出している。これにより、所定のタイミングでもって、ＥＵＶパルスを形成したり、あるいは、形成しなかったり、することができる。好ましい実施形態においては、とりわけ放射パルスのエネルギーを調節するという目的で、所定の時点でパルスを生成するのに必要なレーザーショットどうしの間において、時間遅延を形成している。図３ａにおいては、放出されるパルスＩ１，Ｉ２，Ｉ３ が、活性レーザー源の数の関数として、および、レーザーショットのタイミングの関数として、非常に概略的にプロットされている。この例においては、すべてのレーザー源は、同一とされている。あるいは、すべてのレーザー源は、少なくとも、レーザーショット時には同じエネルギーをプラズマに対して供給するものとされている。この理由のため、励起のためのエネルギーは、『量子』と称されている。この場合には、各レーザー源は、同じ持続時間Δｔ（Ｎｄ：ＹＡＧ固体レーザーの場合には、典型的には、約４０ｎｓ）のかつ同じピークパワーのショットを送出する。しかしながら、代替可能な手段においては、互いに異なるピークパワーおよび／または互いに異なる持続時間Δｔというショットを送出し得るようなレーザー源を使用することを、想定することもできる。これにより、放出されるパルスのエネルギーを詳細に制御することができる。この場合、レーザー源が供給するエネルギーの量子は、レーザー源ごとに相違するものとすることができる。
【００４３】
図３ａにおいては、レーザー源によって供給されているエネルギーの各量子Ｑは、２つの対角線を有した正方形によって表されている。最大エネルギーのパルスＩ１ を放射するに際しては、１０個というすべてのレーザー源を、時刻ｔ１ において同時に駆動させる。レーザーショットによる励起に基づき、プラズマは、ＥＵＶパルスＩ１ を放射する。このＥＵＶパルスＩ１ の最大エネルギーは、およそ時刻ｔ１＋Δｔ において発生する。パルスＩ１ よりも小さなエネルギーのパルスＩ２ を放射するに際しては、この例においては、７個だけのレーザー源を、使用する。ここで、放射されるＥＵＶパルスのエネルギーが、量子Ｑの積み重ね数に比例すること、すなわち、同時に活性とされているレーザー源の数に比例することは、理解されるであろう。ある特に有利な実施形態においては、量子Ｑの整数倍には対応しないエネルギーのパルスＩ３ を放射するに際しては、１つまたは複数のレーザー源の点火を遅延させる。すなわち、図３ａに示す例においては、第３パルスＩ３ を放射するに際し、第７番目のレーザー源を、他のすべてのショットに関する時刻ｔ３ に対して、Δｔよりも小さな時刻の分だけ、遅延させる。ここでは、図３ａにおいて符号７が付された量子が、他のすべての量子と比較して、特定の時間Δｔの分数だけ、遅延されている。図示の例においては、量子７の左半分が、パルスを放射させ得るよう、１量子というエネルギーの実質的に半分を、プラズマに対して供給している。一方、右半分は、量子の半分を供給しているため、プラズマを維持するには不十分なものであり、このため、ＥＵＶ放射のエネルギーには寄与していない。
【００４４】
パルスＩ１，Ｉ２，Ｉ３ の繰返し時間は、０．１ｍｓという程度である。レーザーショットの持続時間Δｔに関しての数十ｎｓという程度の典型的な値が、ＥＵＶパルスの放射時間と比較して、はるかに短いことは、理解されるであろう。したがって、一斉的な複数のレーザーショットどうしの間に遅延が全体として存在したとしても、それらレーザーショットは、実質的に繰返し時刻において繰返し的に形成される。これにより、ＥＵＶパルスの繰返し時間が決定される。したがって、一斉的な複数のショットの間の時間遅延は、パルス放射周波数を妨害することはない。
【００４５】
図３ａは、例示の目的で、点火時刻ｔＮ における２つの量子の積み重ねを示している。議論を単純化するために、量子１個分の瞬時的パワーが、しきい値Ｐｔｈの半分よりも少しだけ小さいものと仮定する。よって、この図においては、時刻ｔＮ において積み重ねられたエネルギーは、この時刻ｔＮ においてプラズマを生成するには不十分である。実際、一般に、しきい値Ｐｔｈに達するには、１〜２個の量子が必要とされる。
【００４６】
上記実施形態においては、レーザーロッド内に格納されたエネルギーを放出し得るよう、レーザー源は、繰返し的に点火されなければならないことを指摘しておく。したがって、図３ｂを参照すれば、１０個のレーザー１０〜１９は、時刻ｔｉ においてプラズマを生成してＥＵＶに属するパルスを放射させ得るに必要なしきい値エネルギーをわずかに超えるようなショットどうしの間に、時間遅延を有して点火することができる（図においては、４つ以上の量子Ｑに対応する。しかしながら、実際には、１個分の量子の瞬時パワーよりも小さい）。有利には、すべてのレーザー源は、上述したパルスＩ１ の最大エネルギーに到達しないようにして点火させることができる。この場合、時刻ｔｉ に対して遅延した各ショットは、レーザー源の有効エネルギーに対して寄与しない。時刻ｔｉ の後のショットに関し、時間遅延は、それほど正確なものでなくても良いことを指摘しておく。なぜなら、プラズマを生成して所望のスペクトルバンド内において（ＥＵＶ内において）エネルギーを放射するに際しては、上記しきい値に達する必要があるからである。したがって、単一のレーザーのエネルギーがプラズマを生成しないように、すなわち、単一のレーザーのエネルギーによって所望スペクトルバンドの放射が形成されないように、レーザーを選択することが有利である。
【００４７】
より詳細には、図３ｂにおいては、所望に応じて、ＥＵＶパルスの放射に対してのレーザーショットエネルギーの寄与を調節し得ることが示されている。特に、符号５，６で示すように、ショットの漸次的な時間遅延を引き起こすことができる。これにより、これら遅延の合計時間をショットの持続時間Δｔよりも短いものに維持しつつ、パルスを生成することができる。
【００４８】
したがって、レーザーショット５は、先行する複数のレーザーの時刻ｔ１１の後に、０＜ｋ１ ＜１とした場合に（１−ｋ１ ）Δｔだけ遅れて放出される。レーザーショット６は、先行する複数のレーザーの時刻ｔ１１の後に、ｋ１  ＜ｋ２  ＜１とした場合に（１−ｋ２  ）Δｔだけ遅れて放出される。よって、『端数的な量子』（プラズマに対して供給されるエネルギー量が、量子１個分よりも小さく、そのため、『レーザー源の数の半端な数』に対応する）を生成する実施形態においては、以下のことが行われる。
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザーのトリガー時刻の後に、０＜ｋ１ ＜１とした時に（１−ｋ１ ）Δｔという遅れでもって第１レーザー源をトリガーする。
−レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザーのトリガー時刻の後に、ｋ１ ＜ｋ２ ＜１とした時に（１−ｋ２ ）Δｔという遅れでもって第２レーザー源をトリガーする。
−同様にして、図３ｂにおいて概略的に示すように、レーザー数の整数部分をなす同期的な複数のレーザーのトリガー時刻の後に、０＜ｋｑ ＜１とした時に（１−ｋｑ ）Δｔという遅れでもって第ｑレーザー源をトリガーする。
【００４９】
しかしながら、これら遅延の合計は、量子の持続時間Δｔよりも短いままとされる。この実施形態においては、上述したように、各レーザー源から互いに同じ量子を供給することができる、あるいは、例えばピークパワーが相違するといったように互いに異なる量子を供給することができる。
【００５０】
レーザーを点火する時刻は、数ｎｓよりも良好な精度でもって制御し得ることを、指摘しておく。したがって、約４０ｎｓというショット持続時間の場合には、放出されるレーザーショットに関し、少なくとも数十個の時間遅延を導入することができる。よって、このような技術を使用すれば、量子１個の実質的に十分の１程度の部分量子を得ることができる。
【００５１】
要するに、この場合には、以下のことが行われる。
−所定の時刻において、少なくとも第１のレーザーショット（図３ｂの例においては、４個のレーザーショット）をトリガーすること。
−放射される超紫外線パルスのエネルギーを調節し得るように選択された各時刻ｔ１５，ｔ１６において、１つまたは複数のレーザーショットを順次的にトリガーすること。各時刻は、ショットの持続時間よりも短い時間間隔の中に分散されている。
【００５２】
プラズマによって放射されるパルスのエネルギーが、一般に、レーザーショットのピークパワーの合計に依存することにより、レーザーショットに関して時間遅延を導入することによって、プラズマ源のエネルギーを変更し得ることが示された。有利には、プラズマ源から放出されるエネルギーは、容易に変更することができる。よって、各光パルスのエネルギーを、最大で数十ｋＨｚまで可能な繰返し速度で動作するプラズマ源に関して、独立に制御することができる。この手法の利点は、さらに、プラズマ源の熱平衡を乱さことがないことであり、また、プラズマ源の組を乱すことがないことである。それは、同時的なレーザーショットの数に依存して、プラズマ源が、即座に初期状態へと常に復帰し得るからである。したがって、プラズマ源は、例えば、その最大エネルギーの８０％で動作することができ、次のショットは、その最大エネルギーの１００％で動作することができる。説明した例においては、レーザーショットの平均周波数は、よって、放射されるパルスの周波数Ｆは、１０ｋＨｚの程度とされる。
【００５３】
レーザーショットに関して時間遅延を使用することに基づく他の利点は、そのような遅延を容易に制御し得ることである。特に、各レーザーショットは、好ましくは、音響光学的変調器によってトリガーされる。図４に示すように、音響光学的変調器ＡＯＭ１〜ＡＯＭ１０は、それぞれレーザー源１０〜１９に付設されたものであって、ラジオ周波数電源ＰＳ（例えば、１００Ｗ、２４ＭＨｚ、で動作する）によって制御される。この２４ＭＨｚという周波数は、特に、レーザーショットの１０ｋＨｚという周波数よりも、十分に大きなものである（少なくとも約１０００倍は大きい）。Ｎｄ：ＹＡＧレーザーパルスは、付設された単一の音響光学的変調器を使用することによって、トリガーされ、レーザーキャビティ内における損失を迅速に低減させる。パルスジェネレータＰＧは、ラジオ周波数電源ＰＳに対して、各レーザー源の点火時刻ｔ１１〜ｔ２０を送出する。これにより、要求された時刻ｔ１１〜ｔ２０においてレーザーショットがトリガーされ、時刻ｔ１ において、パルス放射がトリガーされる。ここで、これら時刻ｔ１１〜ｔ２０が、図１における制御ユニット３０によって評価されることは、理解されるであろう。
【００５４】
再度図１を参照すれば、コリメーションと焦点合わせとを行う手段２２が、相互作用チャンバ２１から放出された放射を、ビーム２３という形態で、収集している。このビーム２３が、照射ウィンドウ４０を介して、ＥＵＶでもって、ウェハＯＢＪを照射している。照射ウィンドウ４０は、以下においては、短縮して『ウィンドウ』と称される。実際、ビーム２３は、一連をなす複数のパルスＩ１〜ＩＮから形成されている。有利には、ウェハＯＢＪは、ウィンドウ４０およびビーム２３に対して、相対移動（矢印４１）を受ける。この移動４１は、好ましくは、ウィンドウ４０の幅Ｌ（移動４１を行う方向における幅）に依存した増分ｐを有している。より詳細には、この幅Ｌおよび移動増分ｐは、Ｌ＝Ｎｐという関係にある。ここで、Ｎは、ウェハＯＢＪ上の領域に関しての、ＥＵＶ放射に対しての所定の露光回数である。さらに、相対移動４１の速度Ｖは、増分ｐがＥＵＶパルスの繰返し周期Ｔに時間的に関連するものとされている。すなわち、速度Ｖは、Ｖ＝ｐＦという関係式によって与えられる。ここで、Ｆは、ＥＵＶパルスの周波数である。増分ｐに対してその幅が対応するような各領域は、ウィンドウ４０を通して放射を受領し、実際、Ｎを上記の所定数とした場合、Ｎ回にわたって露光される。好ましい実施形態においては、この数Ｎは、５０回とされる。
【００５５】
より詳細には、集積回路の製造において実施される一実施形態においては、プロセスは、以下のようにして実行される。ＥＵＶ放射源が、上述したように典型的には１０ｋＨｚという周波数でパルス型の放射を行う。その周波数は、０．１ｍｓごとにパルスを放射することに対応する。その後、放射は、一方向に（図１における矢印２３）集められ、ウィンドウ４０を通して、リソグラフィーすべき回路のためのマスク（図示せず）上へと、案内される。このマスクは、０．２５という拡大率でもってシリコンウェハＯＢＪ上へと結像される。これにより、シリコン上のウィンドウの画像寸法は、２６ｍｍ×２ｍｍとされる。マスクとウィンドウ４０との間の相対移動速度に応じて、ウィンドウの移動増分ｐに対応した幅のシリコンウェハ上の各バンドが、所定量のエネルギーを受領する。合計のエネルギー量Ｗｔｏｔ は、例えば、５ｍＪ／ｃｍ２ に設定される。１０ｋＨｚで動作する例えば１１５Ｗの放射源からこのエネルギーを受領する場合には、露光される領域の各バンドは、５０個のパルスという照射量を受領する必要がある。シリコンウェハＯＢＪ上にわたってのウィンドウ４０の画像の移動速度は、シリコンウェハを連続的に移動させるという好ましい場合に各バンドが５０個のパルスによって露光されるように、調節される。したがって、シリコンウェハのところにおけるウィンドウ４０の幅は、２つの連続のパルス間におけるウェハの移動増分ｐの５０倍に対応する。
【００５６】
完全なエッチングパターンは、ＥＵＶ放射源に対しておよびウィンドウ４０に対してシリコンウェハＯＢＪを連続的に移動させることによって、再現される。プロセスの用語において連続的なものとして考慮されたこの移動は、ステップモータによって実施することができる、あるいは、実質的に連続的なモータによって実施することができる。後者の場合、ＥＵＶパルスが非常に短いことにより、対象物の移動は、ＥＵＶパルスの持続時間に関しては、実質的に移動していないものと見なすことができる。しかしながら、２つのパルスの間において、シリコンウェハは、上述した増分ｐに対応する所定距離の分だけ、移動している。露光のために必要なエネルギー照射量は、この例においては、５０個のＥＵＶパルスに対応する。照射量の分散に関する標準偏差は、０．１％未満でなければならない。１％という標準偏差は、開ループショットバイショットノイズに対応する。ＥＵＶ放射源には多くの不確定性が付随していることのために、この１％というショットバイショットノイズに関する制約を確保することは困難である。したがって、受領した照射量の制御のためには、閉ループフィードバック機構が必要とされる。このフィードバック機構は、ショットバイショットノイズに関する許容量を増大させつつ、この制約を確保しなければならない。『ショットバイショットノイズ』という用語は、放射されるパルスのエネルギーに関しての、制御不可能な擾乱を意味するものとして、理解されたい。
【００５７】
上記の例においては、レーザー源は、好ましくは、１０個の同時的なレーザーショットを使用して得られたパルスＩ１ の最大エネルギーをＷｍａｘ とした場合、各露光領域が受領する合計エネルギー照射量Ｗｔｏｔ が Ｗｔｏｔ＝４０Ｗｍａｘ となるように、選択される。ここで、この合計エネルギー照射量Ｗｔｏｔ を、５０個の放射パルスから得なければならないことに留意されたい。レーザーショットに関する時間遅延を利用することによって放射パルスのエネルギーを制御することにより、特に、放射源からのエネルギー照射を安定に確保しつつ、『ショットバイショット』ノイズに対してのシステムの許容度を増大させ得ることは、理解されるであろう。
【００５８】
この制御に関し、好ましくは閉ループフィードバック機構をベースとした制御に関し、後述する。
【００５９】
シリコンウェハＯＢＪへと到達する前に、ＥＵＶ放射２３の一部は、現在のパルスによって生成された表面照光を測定するセンサ３１へと減衰無しで抽出される。このセンサは、フォトダイオードあるいはＣＣＤカメラとすることができる。有利には、そのようなセンサ３１の応答時間は、十分に速いものであり、これにより、少なくとも１０ｋＨｚという周波数で測定を行うことができる。測定結果は、制御ユニット３０を含有しているコンピュータシステムへと送信される（図１において矢印３２によって示されているフィードバックループ）。図１においては、図示の簡略化のために、センサ３１は、ＥＵＶ放射源とウィンドウ４０との間において図示されている。実際には、このセンサ３１は、放射２３の経路内において、ウィンドウ４０の後に挿入されて配置される（実際には、ウェハＯＢＪの上に配置される）。これにより、ウェハＯＢＪが実際に受領しているＥＵＶピークパワーの測定を、最も正確に行うことができる。
【００６０】
図４のコンピュータシステム３３は、いくつかの機能を提供する。コンピュータシステム３３は、従来技術によるハードウェアアーキテクチャから構成されている。コンピュータシステム３３は、メモリとプロセッサと時計等とを組み込んだマイクロコントローラとすることができる、あるいは、入出力カードを有したマイクロプロセッサとすることができ、様々な機能を実施することができる。非常に短い時間的制約のために、すなわち、０．１ｍｓごとにＥＵＶのピークパワーを測定することと、印加すべき制御信号の計算と、その印加と、情報の流通と、をリアルタイムで実行しなければならない。したがって、点火時刻ｔ１０〜ｔ２０に関する制御信号は、プログラムしておき、リアルタイム環境下で実行される。コンピュータシステム３３に付設されているプロセッサＣＳは、当然のことながら、最近の世代のものであって、ＥＵＶパルス放射源の周波数よりも大きな周波数でもってそれらすべての機能を実行することができる。より詳細には、センサ３１（迅速な取得）およびコンピュータシステム３３は、これらの計算を実行し得るよう、ＥＵＶパルスの繰返し周期よりも短い周期でもって、協働的に動作することができる。
【００６１】
次に、図５を参照して、フィードバックループ制御における様々なステップについて説明する。
【００６２】
１つまたは複数のパルスが放射されてウェハＯＢＪへと送出された後に、ステップ５１においては、『露光されたバンドの状態』、つまり、ＥＵＶ放射によって露光領域のバンドがそれまでの時点で受領した各照射量が、計算される。この場合、最後の放射パルスのＥＵＶピークパワーの測定結果（ステップ５７における測定結果）を考慮する。これにより、露光された５０個のバンドの状態を表す５０個の構成要素を含有した『状態』ベクトルを形成する。各ショットの際には、ベクトルの構成要素をシフトさせ、これにより、ベクトルを更新する。これにより、最後に露光されたバンドに関連した構成要素が放出され、一方、最初に露光されたバンドに関連する新たな構成要素が、ベクトル内に取り込まれる。このシステムを実施することにより、ウェハＯＢＪの露光領域の移動を考慮することができる。露光領域は、２つのショットの間に移動する。
【００６３】
ステップ５２においては、その次に出ていくバンドに関連した照射量をベースとして、所望の照射量Ｗｔｏｔ が得られるよう、次なるＥＵＶパルスとして、最後に供給されなければならないエネルギーを計算する。その後、このＥＵＶパルスエネルギーは、ＥＵＶエネルギーへのレーザーショットエネルギーの変換効率を考慮しつつ、レーザー源から供給すべきエネルギー量子の寄与へと変換される。その次に供給されるパルスのエネルギーは、上述したように、複数のレーザーショットの放出時刻に関して時間遅延を導入することにより、微調整される。ステップ５３においては、次のレーザーショットに適切な時刻を評価する。各レーザーショットによって供給される複数のエネルギー量子のうちのいくつかだけを一時的に重ね合わせることにより、その次のパルスに対して割り当てることが所望されたＥＵＶエネルギーの制御に関しての非常に精密な個別化を得ることができる。ステップ５４においては、ステップ５３において評価された時刻においてレーザーショットをトリガーする。これにより、ステップ５５において、選択されたエネルギーのＥＵＶパルスを生成することができる。その後、ステップ５７においては、ステップ５５において放射されたパルスに関しての実効的ＥＵＶピークパワーを測定し、ウィンドウに対してのおよびＥＵＶ放射源に対しての、増分ｐの分だけの、ステップ５６におけるウェハの相対移動を測定する。図５においては、左半分において、コンピュータシステム３３によって実施される様々な計算ステップが示されている。
【００６４】
したがって、この実施方法においては、実際の制御は、好ましくは、ウェハＯＢＪの領域のうちの、放射によって露光されているバンドに対して照射されるべき最終パルスに関して、実行される。
【００６５】
図６ａ〜図６ｄにおいては、ハッチング領域が、ウェハＯＢＪの表面上においてフォトレジストフィルムＰＲの成膜によって形成された感光性領域を表している。図６ａは、露光プロセスの開始時点でのウィンドウ４０の位置を示している。その後、ウィンドウ４０は、増分ｐだけ移動する。この増分ｐは、ウィンドウの幅Ｌを、放射によって露光する領域のバンド内へと供給すべきパルスの数Ｎによって割算した値に対応する。これにより、ウィンドウは、図６ｂに示す位置となる。図６ｂに対応するこの位置において、最初のＥＵＶパルスが照射される。この最初のパルス放射時には、ＥＵＶピークパワーが測定され、パルスの持続時間にわたって積算される。一方、ウィンドウ４０は、図５を参照して上述した制御手法に応じて、増分ｐの分だけ、ウェハＯＢＪに対して移動ぢ続ける。好ましい実施方法において、図６ｂと図６ｃとの中間の構成においては、照射ウィンドウの直下に位置したウェハＯＢＪの露光領域は、このウィンドウよりも狭い。放射パルスのエネルギーは、感光性表面を照射するために供給すべきエネルギーＷｔｏｔ から、先行したｎ回のパルスの際に測定されたエネルギーの合計を差し引くことにより、さらに、この差分結果を、Ｎ−ｎ（ここで、この例においては、Ｎ＝５０であり、ｎは、当然のことながら、Ｎよりも小さい）によって割算することにより、評価される。よって、供給パルスのＥＵＶピークパワーの各測定後に、数ｎが増分され、その後、実際に受領されたエネルギーに関する積算値が計算されることは、理解されるであろう。放射されるパルスのエネルギーを調節し得るよう、有利には、図３ｂに示すタイプの一斉的なレーザーショットと、ショットの持続時間Δｔよりも短い時間遅延を有したショット５，６と、が併用される。
【００６６】
照射ウェハの直下に位置した対象物の露光領域が、ウィンドウの幅よりも広い場合には（図６ｃの構成）、フォトエッチングに必要な合計エネルギー量が得られるよう、最後の照射を受ける露光領域のスライス（上記における『バンド』と同義）に関しての、最終回のエネルギー量の正確な値が評価される。
【００６７】
例示するならば、図６ｃは、ウェハＯＢＪの感光性領域がフルで照射可能とされたような、ウィンドウ４０の位置を示している。図６ｂにおいて最初に照射されたバンドＺ１は、この場合には、上述したようにして制御された最終回の（第５０回目の）パルスを受領する。一方、すぐそばに隣接したバンドＺ２（図６ｃにおいては、右側に隣接している）は、第４９回目のパルスを受領する。ウィンドウ４０が再度増分ｐの分だけ移動した時には、この隣接バンドＺ２は、第５０回目のパルスを受領する。その第５０回目のパルスのエネルギーは、合計エネルギー量Ｗｔｏｔ を得るという目的で、それまでに受領したエネルギー照射量を勘案して制御される。よって、一般に、照射時に第ｎ番目のバンドが受領しなければならないＮ個のパルス（ここでは、Ｎ＝５０）のうちの第１パルスが、実際に、フォトエッチングプロセスを開始してからの第ｎ番目のパルスに対応することは、理解されるであろう。照射プロセスは、図６ｄに示すように、感光性領域のエッジ（この図６ｄの右側）へと到達するまで、継続される。
【００６８】
よって、照射プロセスは、以下のように要約することができる。
ａ０）リソグラフィーを実施すべき感光性対象物を、ウィンドウの直下に配置し、これにより、スライスだけを露光する。そのスライスは、ウィンドウ幅の１／Ｎに等しい幅を有している。
ａ１）少なくともいくつかのレーザー源を選択し、これにより、プラズマ生成ターゲットを励起し、照射対象領域内へとパルスを放射させる。
ａ２）対象物の照射対象領域に対して実際に供給される超紫外パルスのピークパワーを測定し、パルスの持続時間の合計を計算する。
ａ３）対象物を、ウィンドウ幅の１／Ｎに等しい増分の分だけ、ウィンドウに対して移動させる。
ａ４）対象物のうちの、ウィンドウの直下に位置した照射対象領域がウィンドウよりも狭い限りにおいては、対象物のフォトエッチングのために必要な合計エネルギーＷｔｏｔ から、ｎ回にわたってのステップａ２）の実施によって測定されたエネルギーの合計を差し引いた値を、Ｎ−ｎによって割算することによって評価したエネルギーを有したパルスを供給することによって、ステップａ１）〜ａ３）を繰り返す。ここで、ｎは、所定のパルス数Ｎよりも小さな整数である。
ａ５）対象物のうちの、ウィンドウの直下に位置した照射対象領域がウィンドウの幅に到達した際には、供給すべき残りのエネルギー量を評価し、これにより、最終パルスを受領するフォトエッチング対象スライスが、フォトエッチングに必要な合計エネルギー量（Ｗｔｏｔ ）を受領するものとする。
【００６９】
より一般的には、試験により、上記タイプのフィードバック機構を使用することによって、上述したレーザーショットに関する時間遅延の微細な制御を行った際には、ショットバイショットノイズを最大で４％という標準偏差のものに維持しつつ、０．１％という標準偏差の照射安定性を確保し得ることが、示された。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明によるフォトリソグラフィー方法を実施するための装置を概略的に示す図である。
【図２ａ】その時点での活性レーザー源の数の関数として、ＥＵＶ放射源の放射効率の変化を概略的に示すグラフである。
【図２ｂ】レーザーショットによって供給されたエネルギーの関数として、ＥＵＶ放射源からの放射の変化を概略的に示すグラフである。
【図３ａ】時間の関数として、調節されたエネルギーのＥＵＶパルスを形成するに際してのレーザーショットの寄与を概略的に示すグラフである。
【図３ｂ】調節されたエネルギーのＥＵＶパルスを概略的に示すグラフであって、その直後に、瞬時パワーをしきい値（Ｐｔｈ）以下に維持しつつ、過剰エネルギーの量子をトリガーした様子を示している。
【図４】レーザーショットを生成するための制御ユニットの一部を概略的に示す図である。
【図５】本発明による方法における様々なステップを概略的に示す図である。
【図６ａ】対象物（ＯＢＪ）の照射時における照射ウィンドウの一連の位置を概略的に示す図である。
【図６ｂ】対象物（ＯＢＪ）の照射時における照射ウィンドウの一連の位置を概略的に示す図である。
【図６ｃ】対象物（ＯＢＪ）の照射時における照射ウィンドウの一連の位置を概略的に示す図である。
【図６ｄ】対象物（ＯＢＪ）の照射時における照射ウィンドウの一連の位置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    パルス型レーザー源
１１    パルス型レーザー源
１２    パルス型レーザー源
１３    パルス型レーザー源
１４    パルス型レーザー源
１５    パルス型レーザー源
１６    パルス型レーザー源
１７    パルス型レーザー源
１８    パルス型レーザー源
１９    パルス型レーザー源
２１    ターゲット
２３    超紫外放射
４０    照射ウィンドウ
ＯＢＪ  対象物
ＰＲ    フォトレジスト領域
【図１】
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【図２ａ】
2007504672.tif 000004
【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2007504672.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【国際調査報告】
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