JP2007183328A - フォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の表面に少なくとも遮光膜を備えたウェハ露光前のフォトマスクであって、フォトマスクに設けられたペリクル、フォトマスクのケースやフォトマスクの保管場所などに由来する汚れによる曇りの少ないフォトマスクを提供する。
【解決手段】ガラス基板の表面に少なくとも遮光膜を備えたウェハ露光前のフォトマスクであって、純水の接触角が、５°以上３０°以下であり、前記接触角は、ウェハ露光前の純水のみによる洗浄によって維持されることを特徴とする。
【選択図】無し

Description

本発明はガラス基板の表面に遮光膜を備えるフォトマスクの曇りに関するもので、フォトマスク保管環境由来の曇りの発生を抑えたフォトマスクに関する。

従来、半導体の製造工程において、高精細用フォトマスクは異物付着防止の為にペリクルを貼った状態で使用、保管される。
ペリクルを貼る事により、一般的な異物は除去されるが、微細化に伴い、単なる異物だけでなく、露光の影響によるとされる異物が増加し、問題化されている。
これにはさまざまな要因が推定され、例えば、フォトマスク製造工程における硫酸残渣や、保管ケースで使用される分子分布の安定化に使用される硫黄系物質や、難燃剤などで使用されるリン系物質からの汚れ、また、使用する露光環境又は、保管する保管環境からの汚れ等が挙げられている。
これに加えて、ペリクル由来の汚れも懸念されており、特に使用される接着剤やフレームからの酢酸、蟻酸、硫酸、蓚酸などの汚れも問題視されている。
このため、結晶性析出異物の発生を抑える方法として、硫酸イオンのイオン残さを低減する手段が検討されている。さらには、硫酸を使用せず、オゾン水等で洗浄する方法も提案されている。

以下に公知の文献を記す。
特願２００１−１１９９５０号公報

しかしながら、上述のように極力硫酸残さを低減させたフォトマスクだけでは、他の汚染要因も多い事からこれらに起因するフォトマスクの曇りを完全に除去する事は難しい。

現在、硫酸残渣以外の汚れに対して現状ケミカルフィルタを用いた環境下でのフォトマスクの保管、運用が求められているが、ケミカルフィルタ環境下においてもフォトマスク近傍に存在するマスクケース、ペリクルから発生したガスのフォトマスクへの吸着は抑える事が非常に困難である。図１にフォトマスクの各種保管環境における有機成分の吸着量を比較した図を添付する。図で、保管環境としてケミカルクリーンブース内での裸のままの放置、ケミカルクリーンブース内でケースに保管して放置、一般のクリーンルーム内での裸のままの放置、一般のクリーンルーム内でケースに保管して放置とした。それぞれ放置した期間は２０日である。そして曇りの成分を環境由来の吸着成分、ケース由来の吸着成分、由来不明・その他に分類して表示した。

他にも、フォトマスクに接触しているペリクル由来のガスによる曇りがフォトマスク上に存在している事が確認されている。

本発明はかかる課題を解決するものであり、請求項１の発明は、ガラス基板の表面に少なくとも遮光膜を備えたウェハ露光前のフォトマスクであって、純水の接触角が、５°以上３０°以下であることを特徴とするフォトマスクとしたものである。

本発明の請求項２の発明は、前記接触角は、ウェハ露光前の純水のみによる洗浄によっ
て維持されることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクとしたものである。

この発明は以上のように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。請求項１、請求項２のフォトマスクによれば、接触角の測定を定期的に行い、フォトマスク表面上の管理を行う事で突発的な曇りの発生が抑えられる。これにより、突発的な半導体などの工程がフォトマスクの不具合由来で発生する事が抑えられる。また、露光前、露光後の汚れを洗浄する事で、取り除く事により、露光や保管時に有機ガス、無機イオン等の吸着により発生する曇りを抑える事ができる。曇りの発生による再洗浄にかかるコスト増や、線幅の変化などのリスクが低減され、より低コストでフォトマスクの安定的な使用が可能となる。

フォトマスクの露光前に、曇りの発生させない条件として接触角を管理値に用い、露光前もしくは定期的に接触角を測定する事で曇りの発生を事前に予測する。管理基準値を超えた場合は以下の条件下で回復を行い不具合を解決する。

請求項１の発明は、汚れの存在に対して、どの条件で露光を実施すれば、曇りの発生が起こらないか考察を行い、露光前における接触角を用いたフォトマスクの管理方法を考えた。周期的に接触角を測定する事で、曇りの発生が起こり易い条件を見出し、５°〜３０°の間で接触角が保たれているフォトマスクにおいては曇りの発生が起こらない事を見出した。

すなわち、露光時にフォトマスク表面が本願発明のフォトマスクのように制御されている状態であれば、いくら露光エネルギーが強くても曇りは発生しない。

この接触角を一定の範囲内に抑える為の最適な条件として、露光前に洗浄を実施する事を見出した。露光前の一定時間前に洗浄を行い、ケミカル汚れが付着しない環境で乾燥させることで、露光前の接触角は５°〜３０°の間で保たれることになる。また、この方法を用いる場合は、洗浄する際に障害となるペリクルは貼らない。

すなわち露光前のフォトマスク表面の汚れを洗浄で除去する為、ペリクルは必要なくなり、ペリクル由来の汚れも除去する事が可能となる。

請求項２の発明では、一般的に使用される硫酸過水や、アンモニア過水、ＴＭＨＡ等の薬液を使用する事は、本来フォトマスク表面の汚れを除去する事を目的とする事に対して、逆に洗浄残渣が残るおそれがある為に使用しない。また、これらの洗浄により、位相差透過率や線幅の変動がおき、製品に対して不具合を生じさせる可能性がある為使用しない。

すなわち、純水のみを使用する事により、フォトマスクに不必要な成分を一切近づけない事を目的とする。

なお、露光機に直接洗浄機をつける事により、搬送系を短くさせると共にケースや周辺環境からの汚れを防ぐ事ができる。また、露光後にも純水洗浄を行う事により、露光により活性化され、汚れが付着しやすくなった表面を通常状態に戻す事が可能となる。

すなわち、洗浄、露光までの搬送系由来の汚れを除去する事が可能となる。

ここでいう汚れとは有機ガス、無機イオン、アミン類、金属等、フォトマスクに吸着す
る事で曇りを発生させる可能性がある成分である。

フォトマスクについてはペリクル、フォトマスクケースを使用せず、余計な有機ガス、無機イオン、アミン類を近づけないようにし、露光する毎に露光前洗浄を行い、表面に付着した異物、有機ガス、無機イオン、アミン類などを除去するすることで、接触角を一定の範囲内で制御する事が可能となる。

ここでいう洗浄とはオゾンなどを用いた機能水洗浄や純水洗浄等を示し、硫酸残渣やアンモニア汚染の可能性がある硫酸過水やアンモニア過水等は用いない。

不純物を除去した後、不純物がない環境で乾燥させた後、露光機に導入し、露光を行う。露光後は再び洗浄機に導入しオゾン等を用いた機能水洗浄や純水洗浄を行う。この際に硫酸残渣やアンモニア汚染の可能性がある、硫酸過水やアンモニア過水等は用いない。

以下に本発明の実施例を記し詳細に説明する。

同一条件で作成したフォトマスクを２枚準備し、それぞれフォトマスクＡ、Ｂとして、露光実験を行った。フォトマスクＡは露光後（露光波長約１９６ｎｍ）に従来通り、ペリクルを貼り、露光前洗浄を実施せずにケミカルフィルタを用いた保管棚で保管した。フォトマスクＢはペリクルを貼らずに露光後に上記方法で露光前洗浄を実施し、露光後も洗浄を実施した上で保管棚で保管した。

上記条件で毎日一定時間露光し、フォトマスクＡについては露光、保管、フォトマスクＢについては露光前洗浄、露光、露光後洗浄、保管を繰り返した。それぞれ露光前に接触角測定を実施したところ、図２の様な結果が得られた。図２は、本実施例に係るフォトマスクの接触角の時間変化を示した図で、横軸は週、縦軸は接触角を表す。投光機による曇りの観察で８週間後フォトマスクＡから曇りの発生が確認されたが、フォトマスクＢからは曇りの発生が確認されなかった。曇りが発生した時の接触角の大きさは３１°であった。この時の接触角の推移を図２に記す。

ラマン分析によりフォトマスクＡから発生した曇りについてはアモルファスカーボンの吸収が得られた。図３に記す。図３は、本実施例の比較のためのフォトマスクＡ上に発生した異物のラマン分析結果を示した図である。

フォトマスクの各種保管環境における有機成分の吸着量を比較した図である。 本実施例に係るフォトマスクの接触角の時間変化を示した図である。 本実施例の比較のためのフォトマスク上に発生した異物のラマン分析結果を示した図である。

Claims (2)

1. ガラス基板の表面に少なくとも遮光膜を備えたウェハ露光前のフォトマスクであって、純水の接触角が、５°以上３０°以下であることを特徴とするフォトマスク。
2. 前記接触角は、ウェハ露光前の純水のみによる洗浄によって維持されることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。