[发明专利]窄带化KrF准分子激光装置

说明书

窄带化KrF准分子激光装置包括激光腔、窄带化光学系统、致动器、输出耦合镜、波长检测器以及波长控制部。致动器构成为能够变更由窄带化光学系统选择的光的波长。波长检测器包括低压水银灯、标准具及光分布传感器，低压水银灯在内部收纳有水银、对水银的至少一部分进行吸附的吸气材料以及对水银的至少一部分进行激励的热阴极；标准具配置在从低压水银灯射出的基准光和从输出耦合镜射出的被检测光所入射的位置；光分布传感器检测基准光的干涉条纹的波形和被检测光的干涉条纹的波形。波长控制部对基准光的干涉条纹的波形进行累计而计算累计波形，根据累计波形和被检测光的干涉条纹的波形计算被检测光的波长，并根据被检测光的波长计算结果控制致动器。

技术领域

本公开涉及窄带化KrF准分子激光装置。

背景技术

随着半导体集成电路的微细化、高集成化，在半导体曝光装置中，对分辨率提出了更高的要求。以下，将半导体曝光装置简称为“曝光装置”。因此，正在推进从曝光用光源输出的光的短波长化。在曝光用光源中，使用气体激光装置来代替以往的水银灯。目前，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的KrF准分子激光装置、以及输出波长为193nm的紫外线的ArF准分子激光装置。

作为现有的曝光技术，如下的液浸曝光已被投入实际使用：通过将曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙用液体注入，来改变该间隙的折射率，从而使曝光用光源的外观波长短波长化。在将ArF准分子激光装置作为曝光用光源使用而进行液浸曝光的情况下，对晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。该技术称为ArF液浸曝光。ArF液浸曝光也被称为ArF液浸光刻。

因为KrF、ArF准分子激光装置的自然振荡的频谱线宽约为350～400pm、比较宽，所以被曝光装置侧的投影透镜缩小地投影在晶片上的激光束(紫外线光)产生色差，分辨率降低。为此，有必要使从气体激光装置输出的激光束的频谱线宽变窄，直至色差可以忽略不计。频谱线宽也被称为频谱宽度。因此，在气体激光装置的激光谐振器内设置具有窄带化元件的窄带化光学系统(Line Narrow Module：窄带化模块)，通过该窄带化光学系统实现频谱宽度的窄带化。另外，窄带化元件也可以是标准具(etalon)、光栅等。像这样频谱宽度变窄的激光装置称为窄带化激光装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5748316号说明书

专利文献2：日本特开平06-112571号公报

专利文献3：日本特开昭61-232548号公报

发明内容

本公开的一个发明的窄带化KrF准分子激光装置具有：激光腔，其包括第1窗口和第2窗口，在该激光腔的内部配置有一对放电电极，在该激光腔中封入包括氪气和氟气的激光气体；窄带化光学系统，其配置在从第1窗口射出的光的光路上；致动器，其构成为能够变更由窄带化光学系统选择的光的波长；输出耦合镜，其与窄带化光学系统一起构成光谐振器，且该输出耦合镜配置在从第2窗口射出的光的光路上，使从第2窗口射出的光的一部分射出；波长检测器，其包括：低压水银灯、标准具以及光分布传感器，该低压水银灯在内部收纳有水银、对水银的至少一部分进行吸附的吸气材料以及对水银的至少一部分进行激励的热阴极，该标准具配置在从低压水银灯射出的基准光和从输出耦合镜射出的被检测光所入射的位置，该光分布传感器对基准光的干涉条纹的波形和被检测光的干涉条纹的波形进行检测；以及波长控制部，其对基准光的干涉条纹的波形进行累计而计算累计波形，根据累计波形和被检测光的干涉条纹的波形计算被检测光的波长，并根据被检测光的波长的计算结果对致动器进行控制。