JP2004170802A - Reticle drying apparatus, exposure apparatus, semiconductor device and exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に係り、特に半導体装置を製造するためのレチクル乾燥装置及び露光装置並びに露光方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レチクル(フォトマスク)のパターン形成面に異物が付着することを防止するためにぺリクルを装着していた(例えば、特許文献1参照)。これにより、ぺリクルの表面に異物が付着したとしても、異物の像はデフォーカスされてウェハ上に結像されない。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−305253号公報 (第2頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体プロセスにおけるパターンの微細化に伴い、露光波長の短波長化が進んでいる。現在、量産に用いられている主な露光光源は波長248nmのKrFエキシマレーザであり、これに続いて真空紫外領域の光源である波長193nmのArFエキシマレーザが用いられる。さらに、波長157nmのF2エキシマレーザを光源として用いる研究が行われている。
【0005】
しかしながら、F2エキシマレーザの光線は、酸素分子や水分子に吸収されてしまう。例えば、酸素分子濃度が10ppmの場合には、約0.7mの光路長で透過率が90%まで低下してしまう。また、例えば、水分子濃度が10ppmの場合には、約1.1mの光路長で透過率が90%まで低下してしまう。
酸素分子や水蒸気の濃度は、窒素やヘリウム等の不活性ガスを用いたパージにより、十分低下させることができる。しかし、吸着された水分子は、パージのみでは十分に除去することができない。
合成石英を材料とするレチクル基板や、有機物重合体を材料とするぺリクルには、多量の水分子が吸着するため、レチクル基板及びぺリクルにおいて露光光が吸収されてしまう。従って、レチクルを用いてパターン露光を行う場合に、ウェハ上でパターン形成に十分な露光光のエネルギーが得られないという問題があった。
また、ぺリクルに付着した吸着水が露光光を吸収する際、ぺリクル表面及び内部において化学反応が発生し、ぺリクルの露光光に対する耐久性を低下させるという可能性があった。
【0006】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、レチクルのレチクル基板及びぺリクルに吸着した水分子を除去することを目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】
この発明に係るレチクル乾燥装置は、レチクルを乾燥するチャンバを備えたことを特徴とするものである。
【0008】
この発明に係るレチクル乾燥装置は、上記レチクルを減圧下で乾燥することを特徴とするものである。
【0009】
この発明に係るレチクル乾燥装置は、乾燥源と接触しないように上記レチクルを上記チャンバ内に保持する保持部を更に備えたことを特徴とするものである。
【0010】
この発明に係るレチクル乾燥装置は、不活性ガスにより上記チャンバ内をパージするパージ機構を更に備えたことを特徴とするものである。
【0011】
この発明に係る露光装置は、上記レチクル乾燥装置を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
この発明に係る半導体装置は、上記露光装置を用いて製造したことを特徴とするものである。
【0013】
この発明に係る露光方法は、レチクルを乾燥する乾燥工程と、
乾燥した前記レチクルを用いて基板上にパターンを露光する露光工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【0014】
この発明に係る露光方法は、波長160nm以下の真空紫外域光線を光源に用いて露光することを特徴とするものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図中、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略することがある。
【0016】
図1は、本発明の実施の形態による露光装置を説明するための概略図である。図2は、図1に示す露光装置におけるレチクル乾燥装置を説明するための概略図である。図3は、図1に示す露光装置におけるレチクルローダの一例を説明するための図である。詳細には、図3(a)は露光装置におけるレチクルローダを示す概略図であり、図3(b)は図3(a)のA−A’断面図であり、レチクルローダのアームを示す図である。図4は、図1に示す露光装置におけるレチクルローダのアームにレチクルを搭載した例を説明するための図である。詳細には、図4(a)はレチクルローダのアームにレチクルを保持した状態を示す上面図であり、図4(b)は図4(a)のB−B’断面図である。
【0017】
図1に示すように、露光装置1は、複数のレチクル7が保管されたレチクル保管庫2と、レチクル7のレチクル基板及びぺリクル表面に吸着した水分子を除去するレチクル乾燥装置3と、レチクル7を搬送するレチクルローダ4と、レチクル7のパターンをウェハ上に露光する露光部10と、を備えている。
【0018】
露光部10において、参照符号5は露光光源としてのF2エキシマレーザ(ビームライン)、6は照明系、7はレチクルステージ(図示省略)に装着されたレチクル、8は投影系、9は上面にウェハ(図示省略)を載置したウェハステージを示している。
【0019】
レチクル7は、パターン形成面を有するレチクル基板71と、レチクル基板71に装着された例えばアルミニウム製のぺリクルフレーム72と、ぺリクルフレーム72の端面に接着剤により貼付されたぺリクル73と、によって構成されている。ぺリクルフレーム72及びぺリクル73により、レチクル基板71のパターン形成面への異物の付着が防止されている。ぺリクル73は、例えば、膜厚600nm〜1500nmの透明な有機物重合体膜である。レチクル基板71のパターン形成面と、ぺリクル73とは、例えば約6mm程度離れている。また、図2に示すように、ぺリクルフレーム72には開閉可能な穴72aが形成されている。この穴72aは通常閉じられており、レチクル乾燥装置3において減圧乾燥する際に開いた状態となる。
【0020】
レチクル乾燥装置3は、図2に示すように、処理室としてのチャンバ31と、チャンバ31内に設けられたヒータや赤外線ランプ等の乾燥源32と、チャンバ31内を減圧にする排気機構33と、チャンバ31内にドライエア又は窒素、ヘリウム等の不活性ガスをパージガスとして導入するパージ機構34と、乾燥源32と非接触にレチクル7をチャンバ31内で保持する保持部35と、を備えている。
【0021】
排気機構33は、開閉バルブと、ポンプ(ドライポンプ、ターボ分子ポンプ)とを備えている。また、パージ機構34は、上記パージガスの導入のほかに、ベント用の不活性ガスの供給も行う。
なお、レチクル乾燥装置3における乾燥源32として、ヒータや赤外線ランプ等に代えて、マイクロウェーブのような電磁波や超音波を発振する発振器を用いてもよい。この場合も、レチクル基板71及びぺリクル73表面に吸着した水分子を除去可能である。
また、保持部35は、図2に示すようにレチクル基板71の側面を挟むアーム形状を有するものに限らず、レチクル基板71の周辺部(パターン形成面の周辺)を下方から保持するものであってもよい。この場合も、乾燥源32と接触しないようにレチクル7がチャンバ31内に保持される。
【0022】
レチクルローダ4は、図1及び図3(a)に示すように、レチクル保管庫2−レチクル乾燥装置3−露光部10(レチクルステージ)間で、レチクル7の搬送を行う搬送装置である。レチクルローダ4は、アーム41を有しており、図3(b)に示すように、レチクル7の受け渡しの際、このアーム41が伸縮動作する。
また、図4に示すように、レチクル7のレチクル基板71を下方から2本のアーム41により保持するものであってもよい。
なお、図示しないが、レチクル7は真空吸着によりアーム41上に保持される。
【0023】
次に、上記露光装置の動作について説明する。
【0024】
先ず、レチクル保管庫2から所望のレチクル7をレチクルローダ4のアーム41により取り出し、取り出したレチクル7をレチクルローダ4によりレチクル乾燥装置3に搬送する。レチクル乾燥装置3に搬送されたぺリクル付きレチクル7は、保持部35により乾燥源32と接触しないようにチャンバ31内に保持される。
【0025】
次に、レチクル乾燥装置3において、レチクル7のレチクル基板71及びぺリクル73表面に吸着した水分子を除去する。詳細には、排気機構33を用いてチャンバ31内を減圧にし、あるいは減圧にした上でパージ機構34によりチャンバ31内を不活性ガスでパージしながら、レチクル基板71及びぺリクル73表面を乾燥源32を用いて加熱乾燥する。加熱乾燥後、チャンバ31内を大気圧までベントする。
【0026】
レチクル基板71及びぺリクル73を乾燥した後、レチクルローダ4によりレチクル乾燥装置3から露光部10にレチクル7を搬送し、レチクルステージ(図示省略)に装着する。そして、露光部10において、ぺリクル付きレチクル7を用いて、ウェハステージ9上のウェハに対してパターンを露光する。この時、露光光源5としてF2エキシマレーザを用いても、レチクル基板71及びぺリクル73による光線の吸収は起こらない。
【0027】
露光後、レチクル7をレチクルローダ4によりレチクル保管庫2の所定位置に戻す。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態では、露光装置1にレチクル乾燥装置3を設け、レチクル保管庫2から取り出したレチクル7を露光部10内のレチクルステージへ装着する前に、このレチクル乾燥装置3においてレチクル7を乾燥して、レチクル基板71及びぺリクル73表面に吸着した水分子を除去することとした。このため、露光に用いる波長160nm以下の真空紫外域光線(F2エキシマレーザ光線)の透過率が十分に得られ、ウェハ上のパターン形成に十分な露光光のエネルギーが得られる。また、ぺリクル73とその表面に吸着した水分子との光分解反応を防止することができ、ぺリクル73の劣化を防止することができる。さらに、この露光装置を用いて半導体装置を製造することにより、微細パターンを形成することができる。
【0029】
なお、本実施の形態では、露光装置1内にレチクル乾燥装置3を設けているが、露光装置1の外部にレチクル乾燥装置3を設けてもよい。
【0030】
また、レチクル保管庫2が十分に乾燥している環境であれば、レチクル7をレチクル保管庫2に保管する前、すなわち露光終了後にレチクル乾燥装置3において乾燥を行ってもよい。この場合、レチクル保管庫2から取り出されたレチクル7は、レチクル乾燥装置3を経由せずに、露光部10のレチクルステージに直接搬送すればよい。
【0031】
また、レチクル乾燥装置3においてレチクルを減圧乾燥しているが、大気圧で乾燥してもよい。
【0032】
また、本実施の形態では、露光光源5としてF2エキシマレーザを用いたが、KrFエキシマレーザやArFエキシマレーザ等の光源を用いた場合にも本発明を適用可能である。
【0033】
また、本実施の形態では、ぺリクルフレーム71及びぺリクル73を有するレチクル7について説明したが、これらを有していないレチクル基板71からなるレチクルであってもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、レチクルのレチクル基板及びぺリクルに吸着した水分子を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による露光装置を説明するための概略図である。
【図2】図1に示す露光装置におけるレチクル乾燥装置を説明するための概略図である。
【図3】図1に示す露光装置におけるレチクルローダの一例を説明するための図である。
【図4】図1に示す露光装置におけるレチクルローダのアームにレチクルを搭載した例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 露光装置
2 レチクル保管庫
3 レチクル乾燥装置
4 レチクルローダ
5 光源(F2エキシマレーザ)
6 照明系
7 レチクル
8 投影系
9 ウェハステージ
10 露光部
31 チャンバ
32 乾燥源
33 排気機構
34 パージ機構
35 保持部
41 アーム
71 レチクル基板
72 ぺリクルフレーム
72a 穴
73 ぺリクル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a reticle drying apparatus, an exposure apparatus, and an exposure method for manufacturing a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a pellicle has been mounted to prevent foreign matter from adhering to a pattern forming surface of a reticle (photomask) (for example, see Patent Document 1). Thus, even if foreign matter adheres to the surface of the pellicle, the image of the foreign matter is defocused and is not formed on the wafer.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-305253 A (page 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, with the miniaturization of patterns in semiconductor processes, the exposure wavelength has been shortened. At present, a main exposure light source used for mass production is a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm, followed by an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm, which is a light source in a vacuum ultraviolet region. Further, research using an F 2 excimer laser having a wavelength of 157 nm as a light source has been conducted.
[0005]
However, rays of F 2 excimer laser, is absorbed by the oxygen molecules and water molecules. For example, when the oxygen molecule concentration is 10 ppm, the transmittance decreases to 90% at an optical path length of about 0.7 m. For example, when the water molecule concentration is 10 ppm, the transmittance is reduced to 90% at an optical path length of about 1.1 m.
The concentration of oxygen molecules and water vapor can be sufficiently reduced by purging with an inert gas such as nitrogen or helium. However, the adsorbed water molecules cannot be sufficiently removed only by purging.
A large amount of water molecules are adsorbed on a reticle substrate made of synthetic quartz or a pellicle made of an organic polymer, so that exposure light is absorbed by the reticle substrate and the pellicle. Therefore, when pattern exposure is performed using a reticle, there is a problem that energy of exposure light sufficient for pattern formation on a wafer cannot be obtained.
Further, when the adsorbed water attached to the pellicle absorbs the exposure light, a chemical reaction occurs on the surface and inside of the pellicle, and there is a possibility that the durability of the pellicle to the exposure light is reduced.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to remove water molecules adsorbed on a reticle substrate and a pellicle.
[0007]
[Means for solving the problem]
A reticle drying apparatus according to the present invention includes a chamber for drying a reticle.
[0008]
The reticle drying apparatus according to the present invention is characterized in that the reticle is dried under reduced pressure.
[0009]
The reticle drying apparatus according to the present invention is further characterized by further comprising a holding section for holding the reticle in the chamber so as not to contact a drying source.
[0010]
The reticle drying apparatus according to the present invention further comprises a purge mechanism for purging the inside of the chamber with an inert gas.
[0011]
An exposure apparatus according to the present invention includes the above reticle drying apparatus.
[0012]
A semiconductor device according to the present invention is manufactured using the above exposure apparatus.
[0013]
Exposure method according to the present invention, a drying step of drying the reticle,
An exposure step of exposing a pattern on a substrate using the dried reticle,
It is characterized by including.
[0014]
The exposure method according to the present invention is characterized in that exposure is performed using a vacuum ultraviolet ray having a wavelength of 160 nm or less as a light source.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts have the same reference characters allotted, and description thereof may be simplified or omitted.
[0016]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a reticle drying apparatus in the exposure apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a view for explaining an example of a reticle loader in the exposure apparatus shown in FIG. More specifically, FIG. 3A is a schematic view showing a reticle loader in the exposure apparatus, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3A, showing a reticle loader arm. It is. FIG. 4 is a view for explaining an example in which a reticle is mounted on an arm of a reticle loader in the exposure apparatus shown in FIG. 4A is a top view showing a state where the reticle is held by the arm of the reticle loader, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 4A.
[0017]
As shown in FIG. 1, the
[0018]
In the
[0019]
The reticle 7 includes a
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
The
Note that, as the drying
Further, the holding
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 3A, the
Further, as shown in FIG. 4, the
Although not shown, the reticle 7 is held on the
[0023]
Next, the operation of the exposure apparatus will be described.
[0024]
First, a desired reticle 7 is taken out of the
[0025]
Next, in the
[0026]
After the
[0027]
After the exposure, the reticle 7 is returned to a predetermined position in the
[0028]
As described above, in the present embodiment, the
[0029]
In the present embodiment, the
[0030]
If the
[0031]
Although the reticle is dried under reduced pressure in the
[0032]
Further, in the present embodiment uses the F 2 excimer laser as the exposure light source 5, is also applicable to the present invention when using a light source such as a KrF excimer laser or ArF excimer laser.
[0033]
Further, in the present embodiment, reticle 7 having
[0034]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water molecule adsorbed on the reticle substrate and pellicle of a reticle can be removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a reticle drying apparatus in the exposure apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a reticle loader in the exposure apparatus shown in FIG.
4 is a diagram for explaining an example in which a reticle is mounted on an arm of a reticle loader in the exposure apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1
6 Illumination System 7 Reticle 8
Claims (8)
前記レチクルを減圧下で乾燥することを特徴とするレチクル乾燥装置。The reticle drying device according to claim 1,
A reticle drying apparatus, wherein the reticle is dried under reduced pressure.
乾燥源と接触しないように前記レチクルを前記チャンバ内に保持する保持部を更に備えたことを特徴とするレチクル乾燥装置。The reticle drying device according to claim 1 or 2,
A reticle drying apparatus, further comprising a holding unit for holding the reticle in the chamber so as not to contact a drying source.
不活性ガスにより前記チャンバ内をパージするパージ機構を更に備えたことを特徴とするレチクル乾燥装置。The reticle drying device according to any one of claims 1 to 3,
A reticle drying apparatus, further comprising a purge mechanism for purging the inside of the chamber with an inert gas.
乾燥した前記レチクルを用いて基板上にパターンを露光する露光工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。A drying step of drying the reticle,
An exposure step of exposing a pattern on a substrate using the dried reticle,
An exposure method comprising:
前記露光工程は、波長160nm以下の真空紫外域光線を光源に用いることを特徴とする露光方法。The exposure method according to claim 7,
The exposure method, wherein the exposure step uses a vacuum ultraviolet ray having a wavelength of 160 nm or less as a light source.
Priority Applications (1)
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JP2002338270A JP2004170802A (en) | 2002-11-21 | 2002-11-21 | Reticle drying apparatus, exposure apparatus, semiconductor device and exposure method |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
WO2021001092A1 (en) | 2019-07-01 | 2021-01-07 | Asml Netherlands B.V. | Surface treatment apparatus and method for surface treatment of patterning devices and other substrates |
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2002
- 2002-11-21 JP JP2002338270A patent/JP2004170802A/en active Pending
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WO2021001092A1 (en) | 2019-07-01 | 2021-01-07 | Asml Netherlands B.V. | Surface treatment apparatus and method for surface treatment of patterning devices and other substrates |
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