JP2005334840A

JP2005334840A - 光洗浄方法及び光洗浄装置

Info

Publication number: JP2005334840A
Application number: JP2004160765A
Authority: JP
Inventors: Iwao Tokawa; 巌東川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】微細パターンの転写技術において用いられるマスクの洗浄技術に係り、裏面から紫外線を照射し、表面近傍を選択的に活性として、洗浄効果高めるとともに、洗浄領域の局在化を図ることを課題とする。
【解決手段】光洗浄方法および光洗浄装置以下の特徴を有する。
（１）光源部３より、真空紫外光を透明基板の裏面から照射する。
（２）気体供給器７より、基板御主面側に高濃度の酸素ガスを供給する。
（３）その酸素ガスに、水分を添加する。
（４）酸素ガス、あるいは酸素ガスに水分を添加し、アルゴンガスあるいはヘリウムガスをキャリアガスに用いてガスを供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、微細パターンの転写技術において用いられるマスクの洗浄技術に関わる。特に、光洗浄方法および光洗浄装置の改善に関するものである。

半導体素子製造の為の微細加工技術においては、原版を用いる転写技術が多用されている。より繊細なパターンの転写に対応する為、原版に品質の改善が求められている。その中でも、原版の製作後の汚染に伴う転写パターンの不良は、素子製造に於いて、致命的な欠陥となるため、汚染の洗浄は、重要な課題である。長期間の使用においては、ペリクルの装着後に発生するパターン面の汚染が、既存の洗浄方法の適用が困難なため、問題となっている。ペリクル装着後は、ペリクル構造体を損なうことなく洗浄を実施することが求められているものの、従来広く用いられている薬液などの液体を用いる洗浄方法が適用できず、ペリクル構造体を剥離し、洗浄せざるを得ない。その為、煩雑な処理を要し、また、処理時間も長く必要になる。
特開２００１−３４５２６４号公報

本発明は、マスク洗浄を高品質で行い、転写パターンの不良を阻止する技術を供給しようとするもので、マスク上に形成されたパターンを損なうことなく汚染を取り除く技術を提供することを課題とする。

また、ペリクルが装着された状態でのマスク主面の洗浄方法を提供することにもなる。

本発明に係る光洗浄方法は、
透明基板の主面にパターンの形成されたフォトマスクに対して、該基板の主面に酸素あるいは酸素原子を含む気体を供給し、該基板裏面から透明基板を介して紫外線を照射して該気体を活性化して、主面の洗浄を行うことを特徴とする。

紫外線が１７２ｎｍを主成分とする真空紫外光であることが望ましい。

大気に比べて高濃度の酸素を含有している気体を基板主面に供給することが望ましい。

当該気体が水分を含有していることが望ましい。

酸素あるいは酸素原子を含む気体に希ガスを添加してあることが望ましい。

前記希ガスは、アルゴンあるいはヘリウムであることが望ましい。

フォトマスクが主面にペリクルを装着していることが望ましい。

少なくとも照射の前に、紫外線の照射元と基板裏面の間を、窒素ガスあるいは希ガスの単一あるいは混合による透明気体雰囲気を充填することを特徴とする。

本発明に係る光洗浄装置は、
主面にパターンを形成された透明基板を保持する支持部と、基板裏面側から紫外線を照射する照射部と、少なくとも基板主面に酸素あるいは酸素原子を含む気体を供給する機構とを有することを特徴とする。

本発明では裏面から照射するので、表面近傍を選択的に活性として、洗浄効果高めるとともに、洗浄領域の局在化を図ることができる。

実施の形態１．
本発明では、活性化された気体によりパターン主面のドライ洗浄を実施する。透明基板側から短波長の紫外線の照射を実施し、気体の活性化を行い、パターン主面の近傍に活性種を局在させる手段を用いる。

これにより、短波長の紫外線が透明基板の裏面から照射されパターン面に基板側から到達し、気体を活性化する。本提案の構成においては、短波長の紫外線が気体層で急激に吸収されるため、気体の活性化は、パターン主面の表層に局在する。その結果、パターン主面とペリクル膜との間隙において、ペリクル膜側には、活性種の濃度は著しく低下する。その結果、ペリクル構造体に不必要な洗浄処理効果が到達しない。

以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１は、マスクの概略図である。本実施例においては、６０２５基板と呼ばれる外形規格で、１５７ｎｍの波長の転写光源に対して、十分透明な、合成石英を硝材とするフォトマスク基板を用いて製作されたフォトマスクに、ペリクル構造体２が装着されている。

図２は、実施の形態１に係る光洗浄装置の概略図を示す図である。光洗浄装置は光源部３、被照射部４、電源５、および制御系６で構成され、光源部３には、高純度の窒素ガスが供給されている。光源は１７２ｎｍを中心波長とする有効発光長２３０ｍｍのエキシマランプを１２本配置し、有効照射領域２００ｍｍ角を有し、照射照度７ｍＷ／ｃｍ２、照射強度分布±１２％である。被照射部４には、フォトマスク１が、裏面を光源側に向けた状態で試料台に搭載され、ペリクル構造体とパターン面との空隙、および、ペリクル構造体外部には、水分を２３℃で飽和点８０％以上、添加した酸素ガスが供給されている。ペリクル構造体とパターン面との空隙と、ペリクル構造体の外部とは、ペリクル膜の支持フレームの、２ｍｍ内側の、方形の領域に制御されている。また、エキシマランプ管とフォトマスク裏面との間隔は約３ｍｍである。洗浄処理は、３０秒の照射を３分間隔で５回実施した。洗浄後、１５７．６ｎｍの光の透過率測定を実施し、８３．５％の数値を得た。ちなみに、洗浄前の数値は８２．２５％であった。

以下の４点に処理の特徴がある。
（１）真空紫外光を透明基板の裏面から照射する。
（２）基板御主面側に高濃度の酸素ガスを供給する。
（３）酸素ガスに水分を添加する。
（４）酸素ガス、あるいは酸素ガスに水分を添加し、アルゴンガスあるいはヘリウムガスをキャリアガスに用いてガスを供給する。

本発明では、高濃度の酸素を主成分とする雰囲気が、マスクパターン面とペリクル膜面とのスペースに介在する為、酸素での吸収の大きな光はペリクル面に到達せず、また、パターン面近傍で発生した活性種も、ペリクル面には、少量しか到達しない為、ペリクル膜の損傷は最低限に抑えることが可能となる。その結果、露光処理に用いつつ、本洗浄工程を１０回繰り返しても、転写特性に差異は認められない。

実施の形態２．
光洗浄装置を制御する制御装置について説明する。図３は、制御フローを示す図である。支持部に設置されたセンサー等によりフォトマスクが設置されたことを検知すると（Ｓ３０１）、気体を供給し（Ｓ３０２）、気体が充填された状態で、照射を行わせる（Ｓ３０３）。所定時間だけ照射して、終了する。

この制御装置によらず、直接的に光洗浄装置を操作してもよい。

実施の形態３．
光源部３が反射光を用いなくても十分に照射できる場合には、光源に対して対向する位置に、裏面を向け合って２つのフォトマスクを設置して、同時に洗浄を行うことも考えられる。図４は、実施の形態３に係る光洗浄装置の概略図を示す図である。

マスクの概略図である。実施の形態１に係る処理装置の概略図を示す図である。制御フローを示す図である。実施の形態３に係る処理装置の概略図を示す図である。

符号の説明

１フォトマスク、２ペリクル構造体、３光源部、４被照射部、５電源、６制御系。

Claims

透明基板の主面にパターンの形成されたフォトマスクに対して、該基板の主面に酸素あるいは酸素原子を含む気体を供給し、該基板裏面から透明基板を介して紫外線を照射して該気体を活性化して、主面の洗浄を行うことを特徴とする光洗浄方法。
少なくとも照射の前に、紫外線の照射元と基板裏面の間を、窒素ガスあるいは希ガスの単一あるいは混合による透明気体雰囲気を充填することを特徴とする請求項１記載の光洗浄方法。
主面にパターンを形成された透明基板を保持する支持部と、基板裏面側から紫外線を照射する照射部と、少なくとも基板主面に酸素あるいは酸素原子を含む気体を供給する機構とを有することを特徴とする光洗浄装置。