BL18:EUV光照射ビームライン

偏向電磁石からのシンクロトロン放射光で、極端紫外線リソグラフィーに用いられる、波長13.5nmのEUV光(極端紫外線)を利用して実験ができるビームラインです。


EUV 光露光装置

光子エネルギー範囲

 92 eV (注1)

照射位置のビームサイズ

 0.5mm × 0.7mm

照射時間の制御範囲

 0.01 ~ 1800 sec

照射位置の強度

照射時最大値

 900 W/mm2 (注2)

評価利用時

 80 mW/mm2

照射位置の真空度

 5 × 10-7 Pa以下

注1:45degミラーを外すことにより、80~200eVのエネルギー帯を有する光が利用可能

注2:減衰フィルターを調整することにより、0.2~900 W/mm2の範囲で調整可能

研究分野 (キーワード)

極端紫外線リソグラフィー、フォトレジスト、反射率

実験ステーション

 実験ステーションの概略を図1に示します。光源は通常の偏向電磁石で、2枚の凹面トロイダル全反射ミラー(Mirror 1とMirror 2)によって、高エネルギーX線をカットして下流チャンバーまで導いた後、45度反射の多層膜ミラーと金属Zrのフィルターによって光を92eV(波長13.5nm)に単色化して試料チャンバーに導入しています。試料はロードロックチャンバーを介して試料チャンバーへの出し入れを行いますので、試料の挿入に必要な時間は数分です。試料チャンバー内にはPINダイオードを用いた検出器が装備されており、その角度を変更することで、入射光と試料から反射された反射光とを同じ検出器で計測できるように工夫されています。また、試料チャンバーにはガス導出入口が装着されており、四重極型質量分析器(Q-Mass)を接続することで、加工時のアウトガスの分析が可能です。

 

使用事例1:加工性評価の例

 図2にレジストに見立てたPMMA(アクリル樹脂)をEUV光で加工し、その加工性を検証したモデル実験の結果を示します。上部が外観写真、下部が加工された溝の深さ形状のプロファイルの計測結果(膜厚計測計)です。40sの加工では、まだ十分な加工深さに到達していませんが、400s加工すると0.5mm角程度の範囲で十分な加工が実現できていることがわかります。

使用事例2:反射率の測定例

 図3に反射率の測定例を示します。材料にはミラー材料ではなく通常のSiウエハを用いました。試料チャンバー内に設置してあるPIN検出器を用いて入射光と反射光の強度を交互に計測して反射率を計測します。この例では30秒ごとに両方の強度を計測しています。図3の表に示した計測を3回行い、その結果、Siウエハの反射率が十分な精度をもって0.017%であると結論づけることができました。

試料:Siウエハ