JP6197641B2 - Vacuum ultraviolet irradiation treatment equipment - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、真空紫外光を放出する光源を搭載した真空紫外光照射処理装置に関するものである。   The present invention relates to a vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus equipped with a light source that emits vacuum ultraviolet light.

半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、露光用光源の短波長化が進められてきた。現在は、波長193nmの真空紫外(以下、VUVともいう)光を放出するArFエキシマレーザ装置が露光用光源として採用されている。ArFエキシマレーザ装置を搭載した露光装置は、レーザ光を平行光にして縮小投影露光を行う投影露光システムを採用している。   With the miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, the wavelength of exposure light sources has been shortened. Currently, an ArF excimer laser device that emits vacuum ultraviolet (hereinafter also referred to as VUV) light having a wavelength of 193 nm is used as a light source for exposure. An exposure apparatus equipped with an ArF excimer laser apparatus employs a projection exposure system that performs reduced projection exposure using laser light as parallel light.

近年、波長200nm以下のVUV光は、半導体露光以外の様々な分野でも用いられている。例えば、フォトレジストによるパターン形成工程を用いずに、VUVとマスクを用いて、直接光で化学反応を引き起こして自己組織化単分子膜(以下、SAM膜)をパターニングする技術が開発されている。非特許文献1には、VUVを用いて、特定の官能基には依存しないSAM膜の光パターニング処理が可能であることが開示されている。具体的には、有機物からなる汚染物質を除去するのに使用される波長172nmのエキシマランプを露光用光源として用いている。SAM膜のVUVによる酸化分解除去反応に着目した方法であり、多種多様なSAM膜の光マイクロ加工への展開が期待できる。
一方、VUVにおいて特に波長180nm以下の波長域の光は、高速な表面改質(例えば、アッシング)などが実現可能であることが知られている。
In recent years, VUV light having a wavelength of 200 nm or less has been used in various fields other than semiconductor exposure. For example, a technique for patterning a self-assembled monomolecular film (hereinafter referred to as a SAM film) by causing a chemical reaction with direct light using a VUV and a mask without using a pattern formation process using a photoresist has been developed. Non-Patent Document 1 discloses that photopatterning of a SAM film that does not depend on a specific functional group is possible using VUV. Specifically, an excimer lamp having a wavelength of 172 nm, which is used to remove contaminants made of organic substances, is used as an exposure light source. This method focuses on the oxidative decomposition removal reaction of the SAM film by VUV, and can be expected to be applied to optical micromachining of various SAM films.
On the other hand, it is known that high-speed surface modification (for example, ashing) or the like can be realized particularly for light in a wavelength region having a wavelength of 180 nm or less in VUV.

真空紫外光光源(以下、VUV光源ともいう)としては、従来、波長185nmに輝線を有する低圧水銀ランプが使用されてきた。また近年は、上記したように、波長172nmの光を放出するキセノンエキシマランプがVUV光源として用いられる例が多い。
上記したVUVを放出するランプは、一般的に発光部の長さ、即ち発光長が長い。例えば、低圧水銀ランプ(ウシオ電機株式会社製UL0−6DQ)は、発光長が10cmである。また、例えば、キセノンエキシマランプを内蔵するエキシマ光ユニット(ウシオ電機株式会社製SUS06)は、発光長は10cmである。
As a vacuum ultraviolet light source (hereinafter also referred to as a VUV light source), a low-pressure mercury lamp having an emission line at a wavelength of 185 nm has been conventionally used. In recent years, as described above, in many cases, a xenon excimer lamp that emits light having a wavelength of 172 nm is used as a VUV light source.
The above-described lamp that emits VUV generally has a long light emitting portion, that is, a long light emission length. For example, a low-pressure mercury lamp (UL0-6DQ manufactured by USHIO INC.) Has a light emission length of 10 cm. For example, an excimer light unit (SUS06 manufactured by USHIO INC.) Having a built-in xenon excimer lamp has a light emission length of 10 cm.

一般的に、VUV光を放出するVUV光源装置に搭載されるVUVランプは、発光長が比較的長い。また、このようなVUVランプから放出されるVUV光は発散光となる。発散光の場合、投影露光を行うことは難しく、コンタクト露光やプロキシミティ露光を行うことになる。この場合、被照射物への露光は、発散光の回り込みの影響で、解像可能なパターンサイズは、ラインパターン幅にして100μm程度が限界となる。   In general, a VUV lamp mounted on a VUV light source device that emits VUV light has a relatively long light emission length. Further, the VUV light emitted from such a VUV lamp becomes divergent light. In the case of diverging light, it is difficult to perform projection exposure, and contact exposure and proximity exposure are performed. In this case, the exposure to the irradiated object is limited by the influence of diverging light, and the resolvable pattern size is limited to about 100 μm as the line pattern width.

上記したSAM膜のパターニングにおいても、パターン線幅の微細化が求められてきている。この微細化の要請に対応するには、半導体露光に用いられるエキシマレーザ露光装置を使用することが考えられる。しかしながらエキシマレーザ装置やエキシマレーザ露光装置は高価であり、既に量産段階にある半導体露光以外に使用するには、COO(costof ownership)の観点からは実際的ではない。言い換えると、エキシマレーザ装置は、COOに見合う産業分野での利用に限られている。   Also in the patterning of the SAM film described above, there is a demand for fine pattern line width. In order to meet the demand for miniaturization, it is conceivable to use an excimer laser exposure apparatus used for semiconductor exposure. However, excimer laser devices and excimer laser exposure devices are expensive, and are not practical from the viewpoint of COO (cost of ownership) to be used for other than semiconductor exposure that is already in mass production. In other words, the excimer laser device is limited to use in an industrial field commensurate with the COO.

エキシマレーザ露光装置の前の世代の露光用光源としては、点光源である紫外線ランプが用いられてきた。
微細なパターニングを行うのに必要とされる平行光もしくは略平行光を得るために、例えば、特許文献1のように、点光源(ランプ)、集光鏡、コリメータレンズを用いた紫外線照射装置が使用されていた。VUVを放出するVUVランプが点光源であれば、上記した紫外線照射装置に組み込むことにより、VUV光であって、平行光もしくは略平行光である光を取出す光照射装置が実現できる。上記した平行光もしくは略平行光を用いて、照明光学系を構築し、光の回り込みの少ない露光を実施することにより、パターンサイズ数μm以下のパターニングを実現することが可能となる。このような光源装置は、エキシマレーザ装置よりも安価であり、COOの観点からも実際的な光源装置となる。
As an exposure light source of the previous generation of the excimer laser exposure apparatus, an ultraviolet lamp as a point light source has been used.
In order to obtain parallel light or substantially parallel light necessary for fine patterning, for example, as in Patent Document 1, an ultraviolet irradiation device using a point light source (lamp), a condenser mirror, and a collimator lens is used. It was used. If the VUV lamp that emits VUV is a point light source, a light irradiation device that extracts VUV light, which is parallel light or substantially parallel light, can be realized by being incorporated in the above-described ultraviolet irradiation device. Patterning with a pattern size of several μm or less can be realized by constructing an illumination optical system using the above-described parallel light or substantially parallel light and performing exposure with less light wraparound. Such a light source device is cheaper than an excimer laser device and is a practical light source device from the viewpoint of COO.

発明者らは、先に発光長が12.5mm以下であって、VUV領域の光強度が強いVUVフラッシュランプ(以下、VUVショートアークフラッシュランプ:VUV−SFLとも言う)とランプへの給電装置とを含む光源装置を提案した。この光源装置を従来の紫外線照射装置に組み込むことにより、VUV光であって、平行光もしくは略平行光である光を取出す光照射装置が実現することが可能となった。   The inventors previously described a VUV flash lamp (hereinafter also referred to as a VUV short arc flash lamp: VUV-SFL) having a light emission length of 12.5 mm or less and a strong light intensity in the VUV region, and a power supply device for the lamp. A light source device including By incorporating this light source device into a conventional ultraviolet irradiation device, it has become possible to realize a light irradiation device that extracts VUV light that is parallel light or substantially parallel light.

図6は、VUV−SFLを従来の紫外線照射処理装置に組み込んだ構造例を示す。
ランプハウジング3の中にフラッシュランプ1と放物面ミラー2が配置されている。図示を省略したフラッシュランプ1へ電力、始動用トリガパルスを供給するための給電線を介して、エネルギーが充電されるコンデンサ、昇圧トランスを含む電源部13と始動用トリガパルスを発生するトリガ回路部12と電源部13のコンデンサを充電する充電器を含む給電手段に接続されている。なお図6では充電器は省略されている。
FIG. 6 shows a structural example in which VUV-SFL is incorporated in a conventional ultraviolet irradiation processing apparatus.
A flash lamp 1 and a parabolic mirror 2 are arranged in the lamp housing 3. A power supply unit 13 including a capacitor, a step-up transformer, and a trigger circuit unit that generates a start trigger pulse via a power supply line for supplying power and a start trigger pulse to the flash lamp 1 (not shown) 12 and a power supply means including a charger for charging the capacitor of the power supply unit 13. In FIG. 6, the charger is omitted.

フラッシュランプ1は、その発光部(電極間のショートアーク発生部)の位置が放物面ミラー2の焦点の位置に略一致するように、配置されている。フラッシュランプ1から放射された光は放物面ミラー2により平行光にされた後に石英窓部4からランプハウジング3外へ放射される。フラッシュランプ1から放射された光を透過する光透過性窓部は、例えば、VUV光に対し高い透過率を有する合成石英で作られている石英窓部4として構成される。なお必要に応じて、光透過性窓部の材質としては、石英より短波長の透過率が良いサファイヤガラスやフッ化カルシウム、フッ化マグネシウムを使うこともできる。   The flash lamp 1 is arranged so that the position of the light emitting part (short arc generating part between the electrodes) substantially coincides with the position of the focal point of the parabolic mirror 2. The light emitted from the flash lamp 1 is collimated by the parabolic mirror 2 and then emitted from the quartz window 4 to the outside of the lamp housing 3. The light transmissive window that transmits the light emitted from the flash lamp 1 is configured as, for example, a quartz window 4 made of synthetic quartz having high transmittance for VUV light. If necessary, sapphire glass, calcium fluoride, or magnesium fluoride having a shorter wavelength than quartz can be used as the material of the light transmissive window.

石英窓部4はランプハウジング3と気密に組み立てられており、ランプハウジング3内部はランプハウジング3に設けた第1のガス導入口3aからNガスなどの不活性ガスを導入してパージされる。従来の紫外線照射装置の場合、ランプハウジング3内のランプ等を冷却するためのパージガスとしては空気が用いられる。しかし、VUVの場合、空気中の酸素による吸収のため、VUV強度が著しく減衰する。
また、VUV光が大気中の酸素に吸収されることにより、VUV光路内でオゾンが発生する。オゾンは反応性の高いガスであり、ランプハウジング3内の構成要素(例えば、給電手段)にダメージを与える。例えば、オゾンにより、給電線(配線部材)やトリガ基板、コンデンサなどの電子部品の酸化劣化が発生する。
また、ランプハウジング3外にパージガスを排気する場合は、パージガス中にオゾンが含まれるのでオゾンフィルタを設ける必要がある。
The quartz window 4 is assembled airtight with the lamp housing 3, and the inside of the lamp housing 3 is purged by introducing an inert gas such as N 2 gas from a first gas inlet 3 a provided in the lamp housing 3. . In the case of a conventional ultraviolet irradiation device, air is used as a purge gas for cooling the lamp and the like in the lamp housing 3. However, in the case of VUV, the VUV intensity is significantly attenuated due to absorption by oxygen in the air.
Moreover, ozone is generated in the VUV optical path by absorbing the VUV light by oxygen in the atmosphere. Ozone is a highly reactive gas and damages components (for example, power supply means) in the lamp housing 3. For example, ozone causes oxidative degradation of electronic components such as a power supply line (wiring member), a trigger substrate, and a capacitor.
Further, when the purge gas is exhausted to the outside of the lamp housing 3, since ozone is contained in the purge gas, it is necessary to provide an ozone filter.

よって、ランプハウジング内をNガスなどの不活性ガスでパージすることによりVUVの酸素による吸収減衰を防止することが可能となる。また、オゾン発生が抑制され、ランプハウジング3内の構成要素にダメージを与えることもなく、ランプハウジング3外にパージガスを排出する際、オゾンフィルタを設ける必要もない。
ランプハウジング3内部に導入されたNガスなどの不活性ガスは、給電手段(電源部、トリガ回路部)、フラッシュランプ1や放物面ミラー2を冷却した後ランプハウジング3に設けた第1の排気口3bから排気される。
Therefore, it is possible to prevent absorption attenuation due to oxygen of VUV by purging the inside of the lamp housing with an inert gas such as N 2 gas. Further, the generation of ozone is suppressed, the components in the lamp housing 3 are not damaged, and it is not necessary to provide an ozone filter when discharging the purge gas outside the lamp housing 3.
An inert gas such as N 2 gas introduced into the lamp housing 3 cools the power supply means (power supply unit, trigger circuit unit), the flash lamp 1 and the parabolic mirror 2 and then is provided in the lamp housing 3. Is exhausted from the exhaust port 3b.

放物面ミラー2の内面(光反射面)にはアルミニウムが蒸着され、アルミニウム反射膜が構成されている。アルミニウムはVUVを効率よく反射する特性を有するためミラーの材質として好適である。   Aluminum is deposited on the inner surface (light reflecting surface) of the parabolic mirror 2 to form an aluminum reflecting film. Aluminum is suitable as a mirror material because it has a characteristic of efficiently reflecting VUV.

ランプハウジング3からVUV光が取り出される石英窓部4の下部には、VUV光が照射されるワークWを保持する処理チャンバ5が設けられる。処理チャンバ5内には、その底面にワークWを保持するワークステージ7が設けられる。また、上記したように、ワーク表面にSAM膜が施されていて、当該SAM膜をパターニングする場合、ワークWと石英窓部4との間にワーク表面への転写パターンが施されているマスク6が設けられる。   A processing chamber 5 that holds a workpiece W irradiated with VUV light is provided below the quartz window 4 from which VUV light is extracted from the lamp housing 3. In the processing chamber 5, a work stage 7 that holds the work W is provided on the bottom surface thereof. Further, as described above, the SAM film is applied to the work surface, and when the SAM film is patterned, the mask 6 is provided with a transfer pattern to the work surface between the work W and the quartz window portion 4. Is provided.

上記したように、VUV光は空気中の酸素により吸収され強度が減衰するので、石英窓部4とマスク6との間の空間は、Nガス等の不活性ガスでパージする必要がある。一方、表面にSAM膜等のパターンニング処理層が設けられているワークWのパターニング処理は、マスク6を透過したVUV光が照射されることにより行われるが、パターンニング処理層によっては、処理層表面近傍に酸素が存在すると、パターニング速度が増大することもある。
すなわち、マスク6とワークWとの間の空間は、必ずしもNガス等の不活性ガス雰囲気にすべきというわけではなく、ワーク上のパターニング処理層の材質に応じて、適宜、表面でのVUV光強度の減少が顕著にならない程度に酸素を含有する雰囲気にすることにより、ワークの処理表面において、適切な濃度の活性酸素が発生し、VUVがワーク処理表面に対して効果的に作用する。
As described above, since the VUV light is absorbed by oxygen in the air and the intensity is attenuated, the space between the quartz window portion 4 and the mask 6 needs to be purged with an inert gas such as N 2 gas. On the other hand, the patterning process of the workpiece W having a patterning process layer such as a SAM film on the surface is performed by irradiating the VUV light transmitted through the mask 6, but depending on the patterning process layer, the process layer The presence of oxygen near the surface can increase the patterning rate.
In other words, the space between the mask 6 and the workpiece W is not necessarily an inert gas atmosphere such as N 2 gas, and the VUV on the surface is appropriately selected according to the material of the patterning layer on the workpiece. By making the atmosphere containing oxygen to such an extent that the light intensity does not decrease significantly, an active oxygen having an appropriate concentration is generated on the processing surface of the workpiece, and VUV effectively acts on the processing surface of the workpiece.

よって、ワークWを処理する処理チャンバ5内部は、マスク6によって、石英窓部4とマスク6との間の空間であるマスク上部空間Aと、マスク6下面のワークが設置されるワーク処理空間Bとに分割される。そして、マスク上部空間Aとワーク処理空間Bとは、互いに相違する雰囲気となるように、それぞれパージされる。
図6では、マスク上部空間Aは第3のガス導入口5dから導入され、第2の排気口5aから排気されるNガス等の不活性ガスでパージされ、ワーク処理空間Bは、第2のガス導入口5bから導入され、第3の排気口5cから排気される窒素と酸素からなる混合ガスによりパージされる例が示されている。
Therefore, the inside of the processing chamber 5 for processing the workpiece W is masked by the mask 6 with the mask upper space A that is a space between the quartz window 4 and the mask 6 and the workpiece processing space B in which the workpiece on the lower surface of the mask 6 is installed. And divided. The mask upper space A and the work processing space B are purged so as to have different atmospheres.
In FIG. 6, the mask upper space A is introduced from the third gas introduction port 5d and purged with an inert gas such as N 2 gas exhausted from the second exhaust port 5a. In this example, the gas is purged with a mixed gas composed of nitrogen and oxygen introduced from the gas inlet 5b and exhausted from the third exhaust 5c.

特開平6−97048号公報JP-A-6-97048

杉村博之「有機単分子膜の光マイクロ加工」、真空、日本真空境界、Vol.48.No.9 506-510ページ(2005年)Hiroyuki Sugimura “Optical Microfabrication of Organic Monolayers”, Vacuum, Japan Vacuum Boundary, Vol. 48. No. 9 pp. 506-510 (2005)

以上のように、VUVショートアークフラッシュランプ(VUV−SFL)を従来の紫外線照射処理装置に組み込んだ場合、VUV光が空気中の酸素に吸収されVUV光の強度が減衰したり、オゾンが発生してこのオゾンによりランプハウジング内の構成要素がダメージを受けるといった不具合を防止するために、ランプハウジング3内をNガス等の不活性ガスでパージする必要があるとともに、処理チャンバ5内でVUV光によるワークのパターニング処理を行う場合は、露光パターンが施されたマスク6で処理チャンバを2つに区分して、ランプハウジング3のVUV光取り出し部である石英窓部4とマスク6上面との間の空間であるマスク上部空間AもVUVの酸素による減衰を防止するためにNガス等の不活性ガスでパージする必要がある。また、処理チャンバ5において、マスク6下面のワークWが設置されるワーク処理空間Bは、パターンニング処理に適した雰囲気となるように、例えば、窒素と酸素からなる混合ガスによりパージされる。 As described above, when a VUV short arc flash lamp (VUV-SFL) is incorporated in a conventional ultraviolet irradiation processing apparatus, the VUV light is absorbed by oxygen in the air and the intensity of the VUV light is attenuated or ozone is generated. In order to prevent a problem that the components in the lamp housing are damaged by the leverage of the lever, it is necessary to purge the inside of the lamp housing 3 with an inert gas such as N 2 gas, and the VUV light in the processing chamber 5 When the workpiece patterning process is performed, the processing chamber is divided into two parts by the mask 6 on which the exposure pattern is applied, and the space between the quartz window part 4 serving as the VUV light extraction part of the lamp housing 3 and the upper surface of the mask 6 is divided. be purged with an inert gas such as N 2 gas to mask the upper space a also to prevent decay by oxygen VUV a space There is a need. In the processing chamber 5, the work processing space B in which the work W on the lower surface of the mask 6 is installed is purged with, for example, a mixed gas composed of nitrogen and oxygen so as to have an atmosphere suitable for the patterning process.

すなわち、VUV−SFLを使用する紫外線照射処理装置においては、ランプハウジング3内、マスク上部空間A、ワーク処理空間Bを個別にガスパージする必要があり、構成が煩雑となる。
また、ランプハウジング3内は、給電手段、放物面ミラー2、VUV−SFL1と内包する構成要素が多いので、比較的大きくなる。この空間内から酸素をパージする場合、Nガス等の不活性ガスをランプハウジング内に流入して上記ランプハウジング内から酸素がパージされるまで時間がかかる。また、当然ながら、ランプハウジング内に外部空間から酸素を含む空気が流入しないようにするために、上記ランプハウジングは大掛かりな密閉構造が必要となる。
さらには、VUV光は波長が短い分エネルギーが大きく、紫外線照射処理装置内の不所望な部分にVUV光が照射されると、被照射部分の劣化が発生する可能性もある。
That is, in the ultraviolet irradiation processing apparatus using VUV-SFL, it is necessary to individually purge the inside of the lamp housing 3, the mask upper space A, and the work processing space B, and the configuration becomes complicated.
Further, the lamp housing 3 is relatively large because there are many components including the power feeding means, the parabolic mirror 2 and the VUV-SFL 1. When purging oxygen from within this space, it takes time until oxygen is purged from the inside of the lamp housing by flowing an inert gas such as N 2 gas into the lamp housing. Naturally, in order to prevent air containing oxygen from flowing into the lamp housing from the outside space, the lamp housing needs a large-scale sealing structure.
Furthermore, the VUV light has a large energy because of its short wavelength, and if an undesired portion in the ultraviolet irradiation processing apparatus is irradiated with the VUV light, the irradiated portion may be deteriorated.

そこで、以上のような問題点を解決することができ、エキシマレーザなどの高額な装置を使用せずにVUVの平行光を照射することができる安価な真空紫外光照射処理装置が望まれる。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その課題は、VUV光を減衰させることなくワークに照射可能であって、構造が簡便、かつ、実用的な真空紫外光照射処理装置を提供することにある。
Therefore, an inexpensive vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus that can solve the above-described problems and can irradiate parallel VUV light without using an expensive apparatus such as an excimer laser is desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus that can irradiate a workpiece without attenuating VUV light, has a simple structure, and is practical. There is.

上記課題を解決するため、本発明においては、真空紫外光が照射されるワークとマスクを保持する処理チャンバを、マスクによって2つの空間に気密に分割する。すなわち、ランプハウジングに設けられた真空紫外光を出射する石英窓部とマスクとの間の空間であるマスク上部空間Aと、マスク下面のワーク設置される空間であるワーク処理空間Bとに気密に分割する。そして、ランプハウジング内部と上記マスク上部空間Aとを空間的に連結する通過孔を設ける。
ランプハウジング内に導入され、フラッシュランプや放物面ミラーを冷却した不活性ガスは、ランプハウジングに設けた第1の排気口から排気されるとともに、一部は上記通過孔を通過して処理チャンバのマスク上部空間Aに導入され、ここから大気をパージしてマスク上部空間Aに設けられた第2の排気口より排気される。
また、ワーク処理空間Bには、第2のガス導入口より酸素を含有するガスが導入され、当該ガスによりワーク処理空間Bがパージされ、第3のガス排気口より排気される。
このような構成とすることで、ランプハウジング3とマスク上部空間Aへの不活性ガスパージを共通の1系統のガス供給・排気系を用いて同時に行うことが可能となり、装置の構成を簡略化することができる。
また、上記ランプハウジング内に、放物面ミラーの少なくとも一部、ショートアークフラッシュランプの発光部、通過孔の開口部、石英窓部等を内包するパージボックスを設け、このパージボックス内に不活性ガスを供給し、このパージボックスから不活性ガスをランプハウジング内の空間に供給するとともに、上記通過孔を介してマスク上部空間Aに供給するように構成してもよい。
このように構成することで、真空紫外光の光路を含む上記パージボックスから、短時間で不活性ガスにより酸素をパージすることが可能となる。
また、パージボックス内に不活性ガスを導入してその内部をパージした後、パージボックスからランプハウジング内の空間に不活性ガスを供給しているので、パージボックスの外部の空間に存在する酸素を含むガス(空気)がパージボックス内部に侵入することはなく、パージボックス内の密閉性が確保されていれば、比較的大型となるランプハウジングの密閉構造は、簡易構造とすることが可能となる。
また、上記ショートフラッシュランプから放出される光を遮光する遮光板を、上記通過孔の上部に通過孔の開口面と間隙を介して配置することにより、処理チャンバ内の不所望な場所へのVUV光の照射が防止され、真空紫外光が照射されることにより発生する照射部分の劣化が抑制される。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a work chamber to which a vacuum ultraviolet light is irradiated and a processing chamber holding a mask are hermetically divided into two spaces by the mask. In other words, the mask upper space A, which is a space between the quartz window portion for emitting vacuum ultraviolet light provided in the lamp housing, and the mask, and the work processing space B, which is a space where the work is placed on the lower surface of the mask, are airtight. To divide. And the passage hole which connects the inside of a lamp housing and the said mask upper space A spatially is provided.
The inert gas introduced into the lamp housing and cooling the flash lamp and the parabolic mirror is exhausted from the first exhaust port provided in the lamp housing, and part of the inert gas passes through the passage hole and passes through the processing chamber. Is introduced into the mask upper space A, and the air is purged therefrom and exhausted from a second exhaust port provided in the mask upper space A.
In addition, a gas containing oxygen is introduced into the work processing space B from the second gas introduction port, the work processing space B is purged by the gas, and exhausted from the third gas exhaust port.
By adopting such a configuration, it is possible to simultaneously perform the inert gas purge to the lamp housing 3 and the mask upper space A by using a common one-system gas supply / exhaust system, thereby simplifying the configuration of the apparatus. be able to.
In addition, a purge box containing at least a part of the parabolic mirror, the light emitting part of the short arc flash lamp, the opening of the passage hole, the quartz window part, etc. is provided in the lamp housing, and the inertness is contained in the purge box. A gas may be supplied, and an inert gas may be supplied from the purge box to the space in the lamp housing, and may be supplied to the mask upper space A through the passage hole.
With this configuration, oxygen can be purged with an inert gas in a short time from the purge box including the optical path of vacuum ultraviolet light.
Further, after introducing an inert gas into the purge box and purging the interior, the inert gas is supplied from the purge box to the space inside the lamp housing, so oxygen present in the space outside the purge box is removed. The contained gas (air) does not enter the inside of the purge box, and the sealing structure of the relatively large lamp housing can be simplified as long as the inside of the purge box is secured. .
Further, by arranging a light shielding plate that shields light emitted from the short flash lamp above the passage hole via an opening surface of the passage hole and a gap, VUV to an undesired place in the processing chamber is provided. Irradiation of light is prevented, and deterioration of the irradiated portion caused by irradiation with vacuum ultraviolet light is suppressed.

以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
(1)少なくとも真空紫外光を含む光を放出するショートアークフラッシュランプと、上記ショートフラッシュランプから放出される光を一方向に平行光として出射させる放物面ミラーとが内部に配置され、内部に不活性ガスが供給されるガス導入口を備えるランプハウジングと、ランプハウジングに備え付けられた、上記放物面ミラーから出射した平行光を透過する光透過性窓部と、上記光透過性窓部を通過した平行光が照射されるマスクと、マスクを介して上記平行光が照射されるワークと、上記ワークを保持するワークステージとが内部に配置された処理チャンバとからなる真空紫外光照射処理装置であって、処理チャンバの内部が、マスクによって、マスクの上面と上記光透過性窓部の光出射面とを含む面により包囲されるマスク上部空間と、マスクの下面側であってワークおよびワークステージが配置されるワーク処理空間とに気密に分割され、ワーク処理空間にワーク処理用ガスが供給される真空紫外光照射処理装置において、ランプハウジング内部とマスク上部空間とを空間的に接続する通過孔を1つ以上設け、上記マスク上部空間には、ランプハウジング内に供給される不活性ガスが上記通過孔を通過したあと外部に排気されるガス排気口を設ける。
(2)真空紫外光を含む光を放出するショートアークフラッシュランプと、上記ショートフラッシュランプから放出される光を一方向に平行光として出射させる放物面ミラーと、上記ショートフラッシュランプに始動用のトリガパルスおよび電力を供給する給電装置とが内部に配置されるランプハウジングと、ランプハウジングに備え付けられた、上記放物面ミラーから出射した平行光を透過する光透過性窓部と、上記光透過性窓部を通過した平行光が照射されるマスクと、マスクを介して上記平行光が照射されるワークと、上記ワークを保持するワークステージとが内部に配置された処理チャンバとからなる真空紫外光照射処理装置であって、処理チャンバの内部がマスクによって、マスクの上面と上記光透過性窓部の光出射面とを含む面により包囲されるマスク上部空間と、マスクの下面側であってワークおよびワークステージが配置されるワーク処理空間とに気密に分割されていて、ワーク処理空間はワーク処理用ガスが供給される真空紫外光照射処理装置において、上記ランプハウジング内部とマスク上部空間とを空間的に接続する通過孔を1つ以上設ける。また、上記ランプハウジング内に、上記放物面ミラーの少なくとも一部、上記ショートアークフラッシュランプの発光部、上記通過孔の開口部、石英窓部を内包し、上記ランプハウジングとの間に連通孔を有するパージボックスを設ける。このパージボックスは、ランプハウジングを貫通して挿入された内部に不活性ガスが供給されるガス導入口を有し、このガス導入口より上記パージボックス内に不活性ガスが供給され、上記ガス導入口によりパージボックス内に供給される不活性ガスは、上記連通孔を介してランプハウジング内であって上記パージボックス外の空間に供給されるとともに、上記通過孔を介してマスク上部空間に供給され、ランプハウジング内に供給される不活性ガスは、上記通過孔を通過したあと、上記マスク上部空間に設けられたガス排気口から外部に排気される。
(3)上記(2)において、放物面ミラーの頂部には孔部が形成されていて、上記パージボックスに設けられた上記連通孔は、上記放物面ミラーの頂部に形成された上記孔部(貫通孔とランプ外表面との間の間隙)である。
(4)上記(1)(2)(3)において、ショートフラッシュランプから放出される光を遮光する遮光板を、上記通過孔を光が通過するのを遮るように上記通過孔の上部に通過孔の開口面と間隙を介して配置する。
Based on the above, in the present invention, the above-described problem is solved as follows.
(1) A short arc flash lamp that emits light including at least vacuum ultraviolet light and a parabolic mirror that emits the light emitted from the short flash lamp as parallel light in one direction are disposed inside, A lamp housing having a gas inlet to which an inert gas is supplied; a light transmissive window provided in the lamp housing for transmitting parallel light emitted from the parabolic mirror; and the light transmissive window. Vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus comprising a mask irradiated with parallel light that has passed, a workpiece irradiated with the parallel light through the mask, and a processing chamber in which a work stage holding the workpiece is disposed. And the inside of the processing chamber is surrounded by a mask surrounded by a surface including the upper surface of the mask and the light exit surface of the light transmissive window. In a vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus in which a work processing gas is supplied to the work processing space, which is hermetically divided into a space and a work processing space on the lower surface side of the mask where the work and the work stage are arranged. One or more passage holes for spatially connecting the inside and the mask upper space are provided, and the inert gas supplied into the lamp housing is exhausted to the outside after passing through the passage hole in the mask upper space. A gas exhaust port is provided.
(2) A short arc flash lamp that emits light including vacuum ultraviolet light, a parabolic mirror that emits light emitted from the short flash lamp as parallel light in one direction, and a starting light for the short flash lamp. A lamp housing in which a power supply device for supplying a trigger pulse and electric power is disposed, a light-transmitting window portion that is provided in the lamp housing and transmits parallel light emitted from the parabolic mirror, and the light transmission A vacuum ultraviolet ray comprising: a mask irradiated with parallel light that has passed through a conductive window; a work irradiated with the parallel light through the mask; and a processing chamber in which a work stage holding the work is disposed. A light irradiation processing apparatus, wherein the inside of the processing chamber is a mask and includes a top surface of the mask and a light emitting surface of the light transmissive window The mask upper space surrounded by the mask and the work processing space on the lower surface side of the mask where the work and the work stage are arranged are hermetically divided, and the work processing space is supplied with a vacuum ultraviolet to which a work processing gas is supplied. In the light irradiation processing apparatus, at least one passage hole for spatially connecting the inside of the lamp housing and the mask upper space is provided. The lamp housing includes at least a part of the parabolic mirror, the light emitting portion of the short arc flash lamp, the opening of the passage hole, and a quartz window, and a communication hole between the lamp housing and the lamp housing. A purge box is provided. The purge box has a gas introduction port through which an inert gas is supplied inserted through the lamp housing, and the inert gas is supplied into the purge box from the gas introduction port. The inert gas supplied into the purge box by the opening is supplied to the space outside the purge box in the lamp housing through the communication hole and to the space above the mask through the passage hole. The inert gas supplied into the lamp housing passes through the passage hole, and is then exhausted to the outside from a gas exhaust port provided in the mask upper space.
(3) In the above (2), a hole is formed in the top of the parabolic mirror, and the communication hole provided in the purge box is the hole formed in the top of the parabolic mirror. Part (gap between the through hole and the lamp outer surface).
(4) In the above (1), (2), and (3), the light passing through the passage hole is passed through the light shielding plate that shields the light emitted from the short flash lamp above the passage hole. It arrange | positions through the opening surface of a hole, and a clearance gap.

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)点光源である真空紫外ショートアークフラッシュランプと放物面ミラーを搭載しているので、平行光もしくは略平行光である真空紫外光を取出すことが可能となる。また、この平行光もしくは略平行光を用いて、照明光学系を構築し、光の回り込みの少ない露光を実施することにより、パターンサイズで数μm以下のパターニングを実現することが可能となり、エキシマレーザ装置よりも安価であり、COOの観点からも実際的な真空紫外光照射処理装置を実現することができる。
(2)ランプハウジング内および処理チャンバを含む光路空間が、Nガスなどの不活性ガスによって酸素がパージされているので、酸素による吸収に起因する真空紫外光強度の著しく減衰も抑制される。また、真空紫外光が酸素に吸収されることにより発生するオゾンも生成されないので、ランプハウジング内の構成要素の酸化劣化も生じない。さらに、ランプハウジングの外に排気されるパージガス中にオゾンは含まれないので、別途、オゾンフィルタを設ける必要もなく、装置構成を簡単化することができる。
(3)ランプハウジング内部と処理チャンバのマスク上部空間を空間的に連結する通過孔を設けているので、ランプハウジングとマスク上部空間に対して行われる不活性ガスパージを共通の1系統のガス供給・排気系を用いて同時に行うことが可能となり、装置構成を簡略化することが可能となる。
(4)上記通過孔の上部に遮光板を設けているので、処理チャンバ内の不所望な場所へのVUV光の照射が防止され、真空紫外光が照射されることにより発生する照射部分の劣化が抑制される。
(5)ランプハウジング内に、ランプ、放物面ミラー、ランプハウジング内部と処理チャンバのマスク上部空間Aとの間にもうけられた通過孔の開口部、石英窓部を内包するパージボックスを設け、このパージボックスに対してガス導入口からNガス等の不活性ガスを供給し、パージボックスの内部から、放物面ミラーの頂部の貫通孔とランプ外表面との間の間隙などの連通孔や、上記通過孔を介して、ランプハウジング内部のパージボックスの外部の空間やマスク上部空間Aに、Nガス等の不活性ガスを供給するようにするようにしたので、ランプ発光部からの光が石英窓部へ到達するまでの光路、マスク上部空間A内の光路空間から、短時間で不活性ガスにより酸素をパージすることが可能となる。
(6)先にパージボックス内をNガス等の不活性ガスによってパージしているので、パージボックスの外部の空間に存在する酸素を含むガス(空気)がパージボックス内部に侵入することはなく、パージボックス内の密閉性が確保されていれば、比較的大型となるランプハウジングの密閉構造は、簡易構造とすることが可能となる。
(7)本発明の真空紫外光照射処理装置は、ワークに対し真空紫外光を平行光として照射することができるので、例えば、ワーク表面に設けられたSAM膜を直接露光することが可能となり、従来のようにフォトレジストによる現像工程が不要となるため、露光工程を簡略化することができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the vacuum ultraviolet short arc flash lamp which is a point light source and a parabolic mirror are mounted, it is possible to take out the vacuum ultraviolet light which is parallel light or substantially parallel light. In addition, by constructing an illumination optical system using this parallel light or substantially parallel light and performing exposure with less light wraparound, it is possible to realize patterning with a pattern size of several μm or less, and excimer laser It is cheaper than the apparatus, and a practical vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus can be realized from the viewpoint of COO.
(2) Since the optical path space including the inside of the lamp housing and the processing chamber is purged of oxygen by an inert gas such as N 2 gas, the attenuation of the vacuum ultraviolet light intensity due to the absorption by oxygen is suppressed significantly. Further, since ozone generated by absorption of vacuum ultraviolet light by oxygen is not generated, oxidative deterioration of components in the lamp housing does not occur. Furthermore, since the purge gas exhausted outside the lamp housing does not contain ozone, it is not necessary to separately provide an ozone filter, and the apparatus configuration can be simplified.
(3) Since a passage hole for spatially connecting the inside of the lamp housing and the upper space of the mask of the processing chamber is provided, the inert gas purge performed for the lamp housing and the upper space of the mask is supplied with one common gas supply / It is possible to perform simultaneously using the exhaust system, and it is possible to simplify the apparatus configuration.
(4) Since a light shielding plate is provided above the passage hole, irradiation of VUV light to an undesired place in the processing chamber is prevented, and deterioration of the irradiated portion caused by irradiation with vacuum ultraviolet light is prevented. Is suppressed.
(5) Provided in the lamp housing is a purge box containing a lamp, a parabolic mirror, an opening of a passage hole provided between the lamp housing and the mask upper space A of the processing chamber, and a quartz window. An inert gas such as N 2 gas is supplied from the gas inlet to the purge box, and a communication hole such as a gap between the top through hole of the parabolic mirror and the outer surface of the lamp is supplied from the inside of the purge box. In addition, since an inert gas such as N 2 gas is supplied to the space outside the purge box inside the lamp housing and the mask upper space A through the passage hole, Oxygen can be purged with an inert gas in a short time from the optical path until the light reaches the quartz window and the optical path space in the mask upper space A.
(6) Since the purge box is first purged with an inert gas such as N 2 gas, a gas (air) containing oxygen present in the space outside the purge box does not enter the purge box. If the airtightness in the purge box is ensured, the sealing structure of the relatively large lamp housing can be a simple structure.
(7) Since the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of the present invention can irradiate a work with vacuum ultraviolet light as parallel light, for example, it becomes possible to directly expose a SAM film provided on the work surface, Since a developing process using a photoresist is not required as in the prior art, the exposure process can be simplified.

本発明の第1の実施の形態である真空紫外光照射処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus which is the 1st Embodiment of this invention. 真空紫外光を放出するショートアークフラッシュランプの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the short arc flash lamp which discharge | releases a vacuum ultraviolet light. フラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectral radiation spectrum of the light discharge | released from a flash lamp. 本発明の真空紫外光照射処理装置の第2の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of this invention. 本発明の真空紫外光照射処理装置の第3の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of this invention. 真空紫外光を放出するVUVショートアークフラッシュランプを従来の紫外線照射処理装置に組み込んだ構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example which incorporated the VUV short arc flash lamp which discharge | releases a vacuum ultraviolet light in the conventional ultraviolet irradiation processing apparatus.

〔第1の実施の形態〕
図1に本発明の第1の実施の形態である真空紫外光照射処理装置の構成例を示す。
本実施形態の真空紫外光照射処理装置は、主な構成要素は図6に示す紫外線照射処理装置と同様であり、ランプハウジング3の内部に真空紫外光を放出するVUVショートアークフラッシュランプ1(VUV−SFL)と放物面ミラー2、VUV−SFL1に始動用トリガパルスや電力を供給する給電手段11の一部を備える。給電手段11は、エネルギーが充電されるコンデンサ、昇圧トランスを含む電源部13と始動用トリガパルスを発生するトリガ回路部12、ならびに電源部13のコンデンサを充電する充電器14を含み、この内小型の電源部13、トリガ回路部12がランプハウジング3の内部に設置される。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration example of a vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The main component of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of this embodiment is the same as that of the ultraviolet irradiation processing apparatus shown in FIG. 6, and a VUV short arc flash lamp 1 (VUV) that emits vacuum ultraviolet light into the lamp housing 3. -SFL), a parabolic mirror 2, and a part of the power supply means 11 for supplying a trigger pulse for starting and power to the VUV-SFL1. The power supply means 11 includes a capacitor charged with energy, a power supply unit 13 including a step-up transformer, a trigger circuit unit 12 for generating a start trigger pulse, and a charger 14 for charging the capacitor of the power supply unit 13. The power supply unit 13 and the trigger circuit unit 12 are installed inside the lamp housing 3.

フラッシュランプ1は、その発光部(電極間のショートアーク発生部)の位置が放物面ミラー2の焦点の位置に略一致するように、配置されている。具体的には、放物面ミラー2の頂部に設けられた貫通孔を介してフラッシュランプ1が挿入され、このフラッシュランプ1の発光部の位置と放物面ミラー2の焦点位置とが略一致するように上記フラッシュランプ1は配置される。すなわち、放物面ミラー2の頂部の貫通孔とフラッシュランプ1外表面との間にはある程度の間隔の間隙が存在する。後述するように、この間隙を介して図1の点線矢印に示すように第1のガス導入口3aから流入したNなどの不活性ガスが流れ、ランプ1や放物面ミラー2などを冷却する。この間隙を以下では連通孔2aともいう。 The flash lamp 1 is arranged so that the position of the light emitting part (short arc generating part between the electrodes) substantially coincides with the position of the focal point of the parabolic mirror 2. Specifically, the flash lamp 1 is inserted through a through-hole provided at the top of the parabolic mirror 2, and the position of the light emitting portion of the flash lamp 1 and the focal position of the parabolic mirror 2 are substantially coincident. Thus, the flash lamp 1 is arranged. That is, there is a gap of a certain distance between the through hole at the top of the parabolic mirror 2 and the outer surface of the flash lamp 1. As will be described later, an inert gas such as N 2 flowing from the first gas inlet 3a flows through this gap as shown by the dotted arrow in FIG. 1, and cools the lamp 1, the parabolic mirror 2, and the like. To do. Hereinafter, this gap is also referred to as a communication hole 2a.

図2に本発明に適用することができる真空紫外光を放出するショートアークフラッシュランプの構成例を示す。
同図に示すように、本発明で使用されるフラッシュランプ1は、真空紫外光透過性材料からなる発光管(石英ガラス管1b)内に一対の電極1aの電極間距離Lが12.5mm以下で、該発光管内にキセノンガスを含むガスが封入され、封入ガスが2乃至8atmであるフラッシュランプであり、該フラッシュランプに電力を供給する給電手段は放電開始から電流値がピーク値に達するまでの時間が8μs以下であり、上記ピーク値に達したときの電流値が1500A以上となるよう設計されたものである。その発光管には、一対の電極1aから伸びる外部リード1cを封止する封止部1dがそれぞれ設けられる。
なお、放電開始から電流値がピーク値に達するまでの時間の調整は、コンデンサの容量と回路のインピーダンスおよびリアクタンスの調整によって行われ、具体的には、コンデンサ容量は20μF、回路のインピーダンスは23mΩ、リアクタンスは0.65μHである。このような低い回路インピーダンスと回路リアクタンスを実現するため、コンデンサは、ランプハウス内のランプに近い位置に置かれている。
また、放電にかかわるランプとコンデンサの配線距離も極力短く設計されている。
FIG. 2 shows a configuration example of a short arc flash lamp that emits vacuum ultraviolet light that can be applied to the present invention.
As shown in the figure, in the flash lamp 1 used in the present invention, a distance L between a pair of electrodes 1a is 12.5 mm or less in an arc tube (quartz glass tube 1b) made of a vacuum ultraviolet light transmitting material. A gas containing xenon gas is enclosed in the arc tube, and the enclosed gas is 2 to 8 atm. The power supply means for supplying power to the flash lamp is from the start of discharge until the current value reaches a peak value. Is designed to have a current value of 1500 A or more when the peak value is reached. The arc tube is provided with sealing portions 1d for sealing the external leads 1c extending from the pair of electrodes 1a.
The time from the start of discharge until the current value reaches the peak value is adjusted by adjusting the capacitance of the capacitor, the impedance of the circuit, and the reactance. Specifically, the capacitance of the capacitor is 20 μF, the impedance of the circuit is 23 mΩ, The reactance is 0.65 μH. In order to realize such low circuit impedance and circuit reactance, the capacitor is placed close to the lamp in the lamp house.
Also, the wiring distance between the lamp and the capacitor involved in the discharge is designed to be as short as possible.

図3に、フラッシュランプ1から放出される光の分光放射スペクトルの一例を示す。横軸は波長、縦軸は分光放射強度であり、同図は発光管の内部の圧力が3atm(3.04×10Pa)のときの分光放射スペクトルを示す。図3から明らかなように、フラッシュランプから放出される光には200nm以下の波長の光が含まれ、特に、波長170nm近傍の光強度が大きくなる。これは、Xeエキシマの発光が大きくなったためと考えられる。 FIG. 3 shows an example of the spectral emission spectrum of the light emitted from the flash lamp 1. The horizontal axis represents the wavelength, and the vertical axis represents the spectral radiation intensity. The figure shows the spectral radiation spectrum when the pressure inside the arc tube is 3 atm (3.04 × 10 5 Pa). As is apparent from FIG. 3, the light emitted from the flash lamp includes light having a wavelength of 200 nm or less, and in particular, the light intensity near the wavelength of 170 nm is increased. This is presumably because the emission of Xe excimer has increased.

図1に戻り、フラッシュランプ1から放射された光は放物面ミラー2により平行光にされた後に石英窓部4からランプハウジング3外へ放射される。フラッシュランプ1から放射された光を透過する光透過性窓部は、例えば、VUV光に対し高い透過率を有する合成石英で作られている石英窓部4として構成される。なお必要に応じて、光透過性窓部の材質としては、石英より短波長の透過率が良いサファイヤガラスやフッ化カルシウム、フッ化マグネシウムを使うこともできる。
また、放物面ミラー2の内面(光反射面)にはアルミニウムが蒸着され、アルミニウム反射膜が構成されている。アルミニウムはVUVを効率よく反射する特性を有するためミラーの材質として好適である。
Returning to FIG. 1, the light emitted from the flash lamp 1 is collimated by the parabolic mirror 2 and then emitted from the quartz window 4 to the outside of the lamp housing 3. The light transmissive window that transmits the light emitted from the flash lamp 1 is configured as, for example, a quartz window 4 made of synthetic quartz having high transmittance for VUV light. If necessary, sapphire glass, calcium fluoride, or magnesium fluoride having a shorter wavelength than quartz can be used as the material of the light transmissive window.
Moreover, aluminum is vapor-deposited on the inner surface (light reflecting surface) of the parabolic mirror 2 to form an aluminum reflecting film. Aluminum is suitable as a mirror material because it has a characteristic of efficiently reflecting VUV.

石英窓部4はランプハウジング3と気密に組み立てられており、ランプハウジング3内部はランプハウジング3に設けた第1のガス導入口3aからNガスなどの不活性ガスを導入してパージされる。ランプハウジング3内部に導入されたNガスなどの不活性ガスによる風の流れは、図1の一点鎖線の矢印に示すように、給電手段11の電源部13、トリガ回路部12、放物面ミラー2、放物面ミラー2の頂部の貫通孔とフラッシュランプ1外表面との間の間隙(連通穴2a)を介してフラッシュランプ1に到達し、これらを冷却した後、ランプハウジング3に設けた第1の排気口3bから排気される。 The quartz window 4 is assembled airtight with the lamp housing 3, and the inside of the lamp housing 3 is purged by introducing an inert gas such as N 2 gas from a first gas inlet 3 a provided in the lamp housing 3. . The flow of wind due to an inert gas such as N 2 gas introduced into the lamp housing 3 is shown in FIG. The lamp 2 reaches the flash lamp 1 through a gap (communication hole 2 a) between the top through hole of the parabolic mirror 2 and the outer surface of the flash lamp 1, and after cooling these, the lamp housing 3 is provided. The air is exhausted from the first exhaust port 3b.

ランプハウジング3からVUV光が取り出される石英窓部4の下部には、VUV光が照射されるワークWを保持する処理チャンバ5が設けられる。処理チャンバ5内には、その底面にワークWを保持するワークステージ7が設けられる。また、上記したように、ワークW表面にSAM膜が施されていて、当該SAM膜をパターニングする場合、ワークWと石英窓部4との間にワークW表面への転写パターンが施されているマスク6が設けられる。   A processing chamber 5 that holds a workpiece W irradiated with VUV light is provided below the quartz window 4 from which VUV light is extracted from the lamp housing 3. In the processing chamber 5, a work stage 7 that holds the work W is provided on the bottom surface thereof. Further, as described above, the SAM film is applied to the surface of the workpiece W, and when the SAM film is patterned, a transfer pattern to the surface of the workpiece W is applied between the workpiece W and the quartz window portion 4. A mask 6 is provided.

ここで、図1(a)(b)に示すように、ランプハウジング3の石英窓部4の周辺には、ランプハウジング3内部空間と、処理ステージ5内部とを空間的に接続する少なくとも1つ以上の通過孔3c(図では12箇所)が設けられる。
ワークWを処理する処理チャンバ5内部は、マスク6によって、石英窓部4とマスク6との間の空間であるマスク上部空間Aと、マスク6下面のワークWが設置されるワーク処理空間Bとに気密に分割されている。よって、上記通過孔3cは、ランプハウジング3内部と上記マスク上部空間Aとを空間的に連結するが、マスク上部空間Aとワーク処理空間Bとは連通していない。マスク上部空間Aは、第2の排気口5aが設けられる。
Here, as shown in FIGS. 1A and 1B, at least one that spatially connects the interior space of the lamp housing 3 and the interior of the processing stage 5 around the quartz window portion 4 of the lamp housing 3. The above passage holes 3c (12 places in the figure) are provided.
The inside of the processing chamber 5 for processing the workpiece W is divided into a mask upper space A, which is a space between the quartz window portion 4 and the mask 6, and a workpiece processing space B in which the workpiece W on the lower surface of the mask 6 is installed. It is divided into airtight. Therefore, although the passage hole 3c spatially connects the inside of the lamp housing 3 and the mask upper space A, the mask upper space A and the work processing space B are not in communication. The mask upper space A is provided with a second exhaust port 5a.

上記構造により、第1のガス導入口3aからランプハウジング3内に導入されたNガスなどの不活性ガスは、給電手段11(電源部13、トリガ回路部12)、フラッシュランプ1や放物面ミラー2を冷却した後ランプハウジング3に設けた第1の排気口3bから排気されるとともに、一部は通過孔3cを通過して処理チャンバ5のマスク上部空間Aから大気をパージして第2の排気口5aより排気される。 With the above structure, the inert gas such as N 2 gas introduced into the lamp housing 3 from the first gas inlet 3a is supplied to the power supply means 11 (power supply unit 13, trigger circuit unit 12), flash lamp 1 and parabolas. After the surface mirror 2 is cooled, it is exhausted from the first exhaust port 3 b provided in the lamp housing 3, and a part of it passes through the passage hole 3 c and purges the atmosphere from the mask upper space A of the processing chamber 5. 2 is exhausted from the exhaust port 5a.

このように、ランプハウジング3内部と処理チャンバ5(マスク上部空間A)を空間的に連結する通過孔3cを設けることにより、図6において、ランプハウジング3とマスク上部空間Aに対して個別に行われる不活性ガスパージを共通の1系統のガス供給・排気系を用いて同時に行うことが可能となる。よって、真空紫外光照射処理装置の構成を簡略化することが可能となる。   In this way, by providing the passage hole 3c that spatially connects the inside of the lamp housing 3 and the processing chamber 5 (mask upper space A), the lamp housing 3 and the mask upper space A in FIG. It is possible to simultaneously perform the inert gas purge using one common gas supply / exhaust system. Therefore, the configuration of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus can be simplified.

なお、上記したように、表面にSAM膜等のパターンニング処理層が設けられているワークWのパターニング処理は、マスク6を透過したVUV光が照射されることにより行われる。ここでパターンニング処理層によっては、処理層表面近傍に酸素が存在するとパターニング速度が増大することもある。よってワーク処理空間Bは、ワークW上のパターニング処理層の材質に応じて、適宜、表面でのVUV光強度の減少が顕著にならない程度に酸素を含有する雰囲気とされる。
この場合、ワーク処理空間Bには、第2のガス導入口5bより酸素を含有するガスが導入され、当該ガスによりワーク処理空間Bがパージされ、第3のガス排気口5cより排気される。図1では、空間的に連結されているランプハウジング3内およびマスク上部空間AがNガス等の不活性ガスでパージされ、ワーク処理空間Bは、窒素と酸素からなる混合ガスによりパージされる例が示されている。
As described above, the patterning process of the workpiece W having the patterning process layer such as the SAM film on the surface is performed by irradiating the VUV light transmitted through the mask 6. Here, depending on the patterning process layer, if oxygen is present in the vicinity of the process layer surface, the patterning speed may increase. Therefore, the work processing space B is appropriately set to an atmosphere containing oxygen to the extent that the decrease in the VUV light intensity on the surface does not become significant depending on the material of the patterning processing layer on the work W.
In this case, a gas containing oxygen is introduced into the work processing space B from the second gas introduction port 5b, the work processing space B is purged by the gas, and is exhausted from the third gas exhaust port 5c. In FIG. 1, the spatially connected lamp housing 3 and mask upper space A are purged with an inert gas such as N 2 gas, and the work processing space B is purged with a mixed gas composed of nitrogen and oxygen. An example is shown.

〔第2の実施の形態〕
フラッシュランプ(VUV−SFL)1から放出される光に含まれるVUV光は、波長が短い分エネルギーが大きく、真空紫外光照射処理装置内の不所望な部分にVUV光が照射されると、被照射部分の劣化が発生する可能性がある。
例えば、上記したランプハウジング3内部と処理チャンバ5(マスク上部空間A)とを空間的に連結する通過孔3cを通過するVUV光の一部は、回折等の影響によりマスク6外側やマスク6を介してワークWの外側などの不所望な場所に照射され、マスク6を保持する部分やワークWが載置されるワークステージ7などの劣化が発生する可能性がある。
[Second Embodiment]
The VUV light contained in the light emitted from the flash lamp (VUV-SFL) 1 has a large energy due to its short wavelength, and when an undesired portion in the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus is irradiated with the VUV light, Deterioration of the irradiated part may occur.
For example, a part of the VUV light that passes through the passage hole 3c that spatially connects the inside of the lamp housing 3 and the processing chamber 5 (mask upper space A) may cause the mask 6 outside or the mask 6 to be affected by diffraction or the like. There is a possibility that an undesired location such as the outside of the workpiece W is irradiated to cause deterioration of a portion for holding the mask 6 or a workpiece stage 7 on which the workpiece W is placed.

図4に示す本発明の真空紫外光照射処理装置の第2の実施の形態は、このような通過孔3cを通過するVUV光による処理チャンバ5の不所望な部分への照射を防止するものである。具体的には、通過孔3cの上部に、通過孔3cへのVUV光の照射を遮光する遮光板3dを設ける。ここで、遮光板3dは、通過孔3cを完全に閉塞するものではなく、通過孔3cの上面に対して間隙を介して設置される。
このような構造とすることにより、図1において通過孔3cを通過するVUV光は遮光されるが、通過孔3cを通過するNガス等の不活性ガスの流れは確保される。
なお、遮光板3dは、VUV光に対して耐久性の高い材質から構成することが望ましく、例えば、表面に黒色めっき処理(例えば、黒色アルマイト処理、黒色クロム処理)を施した、アルミニウムからなる。アルミニウム表面に黒色めっき処理を施すのは、遮光板3d表面においてVUV光が散乱されるのを抑制するためである。
The second embodiment of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of the present invention shown in FIG. 4 prevents irradiation of an undesired portion of the processing chamber 5 by the VUV light passing through such a passage hole 3c. is there. Specifically, a light shielding plate 3d that shields the irradiation of the VUV light to the passage hole 3c is provided above the passage hole 3c. Here, the light shielding plate 3d does not completely close the passage hole 3c, but is installed with a gap with respect to the upper surface of the passage hole 3c.
With this structure, the VUV light passing through the passage hole 3c in FIG. 1 is shielded, but the flow of an inert gas such as N 2 gas passing through the passage hole 3c is secured.
The light shielding plate 3d is preferably made of a material having high durability against VUV light, and is made of, for example, aluminum whose surface is subjected to black plating treatment (for example, black alumite treatment, black chrome treatment). The reason why the black plating process is performed on the aluminum surface is to suppress the scattering of VUV light on the surface of the light shielding plate 3d.

〔第3の実施の形態〕
図5に本発明の真空紫外光照射処理装置の第3の実施の形態を示す。
図1、図4に示す第1、第2の実施の形態においては、ランプハウジング3内は、給電手段11(電源部13、トリガ回路部12)、放物面ミラー2、フラッシュランプ(VUV−SFL)1と内包する構成要素が多く、比較的大型化する。
このような構成において、第1のガス導入口3aからNガス等の不活性ガスを導入して、ランプハウジング3内、ならびにランプハウジング3内部と通過孔3cを介して空間的に接続される処理チャンバ5(マスク上部空間A)内から酸素をパージするのは時間がかかる。すなわち、ワークWに対するパターニング処理等の真空紫外光照射処理を行うまでの準備時間が長くかかってしまう。
[Third Embodiment]
FIG. 5 shows a third embodiment of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of the present invention.
In the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 4, the lamp housing 3 includes a power supply unit 11 (power supply unit 13 and trigger circuit unit 12), a parabolic mirror 2, a flash lamp (VUV−). SFL) 1 and many components are included, and the size becomes relatively large.
In such a configuration, an inert gas such as N 2 gas is introduced from the first gas inlet 3a and is spatially connected to the inside of the lamp housing 3 and the inside of the lamp housing 3 through the passage hole 3c. It takes time to purge oxygen from the processing chamber 5 (mask upper space A). That is, it takes a long time to prepare for the vacuum W irradiation process such as the patterning process on the workpiece W.

また、当然ながら、真空紫外光照射処理装置が設置される外部雰囲気(大気雰囲気)からランプハウジング3内に酸素を含む空気の流入は防止しなければならないので、上記ランプハウジング3は、例えば金属材料を溶接して構成するなど大掛かりな密閉構造が必要とされる。   Naturally, since the inflow of oxygen-containing air into the lamp housing 3 from the external atmosphere (atmospheric atmosphere) where the vacuum ultraviolet light irradiation treatment apparatus is installed must be prevented, the lamp housing 3 is made of, for example, a metal material. A large-scale sealing structure such as welding is required.

図5に示す第3の実施の形態は、ランプハウジング3内に小型のパージボックス3eを設けたものである。パージボックス3eは、放物面ミラー2の少なくとも一部、VUV−SFL1の発光部、ランプハウジング3内部と処理チャンバ5(マスク上部空間A)とを空間的に接続する通過孔3cの開口部、石英窓部4を内包する。パージボックス3eには、Nガス等の不活性ガスを供給する第1のガス導入口3aを構成するガス供給管3fが挿入されており、上記不活性ガスはまず上記パージボックス3e内部に供給される。 In the third embodiment shown in FIG. 5, a small purge box 3 e is provided in the lamp housing 3. The purge box 3e includes at least a part of the parabolic mirror 2, a light emitting portion of the VUV-SFL1, an opening portion of a passage hole 3c that spatially connects the inside of the lamp housing 3 and the processing chamber 5 (mask upper space A), A quartz window 4 is included. A gas supply pipe 3f constituting a first gas inlet 3a for supplying an inert gas such as N 2 gas is inserted into the purge box 3e, and the inert gas is first supplied into the purge box 3e. Is done.

パージボックス3e内に供給されたNガス等の不活性ガスからなる風は、放物面ミラー2の頂部の貫通孔とVUV−SFL1の外表面との間の間隙(連通孔2a)を介してパージボックス3e外部へ進行し、ランプハウジング3内部のパージボックス3eの外側空間を通過して第1の排気口3bより外部に排気されるような流れとなる。その際、Nガス等の不活性ガスは、ランプハウジング3内部であってパージボックス3e外部に配置された給電手段11(電源部13、トリガ回路部12)を冷却する。
また、パージボックス3e内に供給されたNガス等の不活性ガスからなる風は、上記通過孔3cを介して処理チャンバ5のマスク上部空間Aから大気をパージして第2の排気口5aより排気されるような流れとなる。
The wind made of an inert gas such as N 2 gas supplied into the purge box 3e passes through the gap (communication hole 2a) between the top through hole of the parabolic mirror 2 and the outer surface of the VUV-SFL 1. Thus, the flow proceeds to the outside of the purge box 3e, passes through the space outside the purge box 3e inside the lamp housing 3, and is exhausted to the outside through the first exhaust port 3b. At that time, an inert gas such as N 2 gas cools the power supply means 11 (power supply unit 13 and trigger circuit unit 12) disposed inside the lamp housing 3 and outside the purge box 3e.
In addition, the air made of an inert gas such as N 2 gas supplied into the purge box 3e purges the atmosphere from the mask upper space A of the processing chamber 5 through the passage hole 3c, and the second exhaust port 5a. The flow is more exhausted.

第3の実施の形態によれば、ランプハウジング3内に放物面ミラー2の少なくとも一部、フラッシュランプ(VUV−SFL)1の発光部、ランプハウジング3内部と処理チャンバ5(マスク上部空間A)とを空間的に接続する通過孔3cの開口部、石英窓部4を内包するパージボックス3eを設け、このパージボックス3eに対してNガス等の不活性ガスを供給するガス供給管を挿入し、パージボックス3e内部から放物面ミラー2の頂部の貫通孔とフラッシュランプ1外表面との間の間隙(連通孔2a)や、通過孔3cを介してランプハウジング3内部でかつパージボックス3e外部の空間や処理チャンバ5(マスク上部空間A)にNガス等の不活性ガスを供給するようにしたので、第1の実施の形態、第2の実施の形態のものと比較してVUV−SFL1の発光部から放物面ミラー2の反射面までの光路、放物面ミラー2からの平行光が石英窓部4へ到達するまでの光路、石英窓部4を通過した光がマスク6に到達するまでの光路を内包する光路空間から、短時間でNガス等の不活性ガスにより酸素をパージすることが可能となる。 According to the third embodiment, at least a part of the parabolic mirror 2 in the lamp housing 3, the light emitting part of the flash lamp (VUV-SFL) 1, the inside of the lamp housing 3, and the processing chamber 5 (mask upper space A). And a purge box 3e containing the quartz window 4 and a gas supply pipe for supplying an inert gas such as N 2 gas to the purge box 3e. The purge box is inserted into the purge housing 3 via the gap (communication hole 2a) between the inside of the purge box 3e and the through hole at the top of the parabolic mirror 2 and the outer surface of the flash lamp 1, or the passage hole 3c. 3e since the outside of the space or processing chamber 5 (mask the upper space a) so as to supply an inert gas such as N 2 gas, the first embodiment, and those of the second embodiment In comparison, the optical path from the light emitting part of the VUV-SFL 1 to the reflecting surface of the parabolic mirror 2, the optical path until the parallel light from the parabolic mirror 2 reaches the quartz window part 4, and the quartz window part 4. Oxygen can be purged with an inert gas such as N 2 gas in a short time from the optical path space including the optical path until the light reaches the mask 6.

また、先にVUV光の光路をNガス等の不活性ガスによってパージし、その後、パージボックス3e外部に放出される不活性ガスにより、ランプハウジング3内におけるパージボックス3e外部の空間をパージするので、このランプハウジング3内におけるパージボックス3e外部の空間に存在する酸素を含むガス(空気)がパージボックス3e内部のVUV光路空間に侵入することはない。 Further, the optical path of the VUV light is first purged with an inert gas such as N 2 gas, and then the space outside the purge box 3e in the lamp housing 3 is purged with the inert gas released to the outside of the purge box 3e. Therefore, the gas (air) containing oxygen existing in the space outside the purge box 3e in the lamp housing 3 does not enter the VUV optical path space inside the purge box 3e.

よって、パージボックス3e内の密閉性が確保されていれば、比較的大型となるランプハウジング3の密閉構造は、例えば、アングル等の支柱に金属板金をねじ止めで固定するような簡易構造とすることが可能となる。   Therefore, if the airtightness in the purge box 3e is ensured, the airtight structure of the lamp housing 3 that is relatively large is, for example, a simple structure in which a metal sheet metal is fixed to a column such as an angle by screwing. It becomes possible.

なお、従来の紫外線照射処理装置において使用される紫外線ランプから放出される光は、赤外領域の波長の光の割合が大きく、発光中はランプ周辺部材(例えば、放物面ミラー2)が加熱される。よって、先にランプ1、放物面ミラー2を冷却用ガスによって冷却した後にランプハウジング3内を冷却しようとした場合、ランプ1、放物面ミラー2との熱交換により不活性ガスの温度が上昇し、ランプハウジング3内の他の構成要素を冷却することは困難となる。よって、通常は、まずランプ1、放物面ミラー2以外の構成要素を冷却後、ランプ1、放物面ミラー2が冷却されるように冷却用ガスの流れが設定される。   The light emitted from the ultraviolet lamp used in the conventional ultraviolet irradiation processing apparatus has a large proportion of light having a wavelength in the infrared region, and the lamp peripheral member (for example, the parabolic mirror 2) is heated during light emission. Is done. Therefore, when the lamp 1 and the parabolic mirror 2 are first cooled by the cooling gas and then the inside of the lamp housing 3 is to be cooled, the temperature of the inert gas is increased by heat exchange with the lamp 1 and the parabolic mirror 2. Ascending, it becomes difficult to cool the other components in the lamp housing 3. Therefore, normally, after cooling components other than the lamp 1 and the parabolic mirror 2, the cooling gas flow is set so that the lamp 1 and the parabolic mirror 2 are cooled.

しかしながら、VUV−SFL1の場合、VUV−SFL1から放出される光は真空紫外領域、紫外領域の波長の光の割合が大きく、赤外領域の波長の光の割合は比較的小さい。よって、第3の実施の形態のように、パージボックス3e内に供給されるNガス等の不活性ガスからなる風を、放物面ミラー2の頂部の貫通孔とVUV−SFL1外表面との間の間隙(連通孔2a)を介してパージボックス3e外部へ進行し、ランプハウジング3内部のパージボックス3eの外側空間を通過して第1の排気口3bより外部に排気されるような流れとしても、ランプハウジング3内部であってパージボックス3e外部に進行するNガス等の不活性ガスの温度はあまり上昇しない。よって、この不活性ガスにより、ランプハウジング3内部であってパージボックス3e外部に配置された給電手段11(電源部13、トリガ回路部12)等を冷却することが可能となる。 However, in the case of VUV-SFL1, the light emitted from VUV-SFL1 has a large proportion of light having a wavelength in the vacuum ultraviolet region and the ultraviolet region, and a relatively small proportion of light having a wavelength in the infrared region. Therefore, as in the third embodiment, the wind made of an inert gas such as N 2 gas supplied into the purge box 3e is passed through the through hole at the top of the parabolic mirror 2 and the outer surface of the VUV-SFL 1 The flow proceeds to the outside of the purge box 3e through the gap (communication hole 2a), passes through the outer space of the purge box 3e inside the lamp housing 3, and is exhausted to the outside through the first exhaust port 3b. However, the temperature of the inert gas such as N 2 gas that travels inside the lamp housing 3 and outside the purge box 3e does not increase so much. Therefore, the inert gas can cool the power supply means 11 (power supply unit 13 and trigger circuit unit 12) disposed inside the lamp housing 3 and outside the purge box 3e.

以上のように、本発明の真空紫外光照射処理装置は、真空紫外光(VUV光)を放出する点光源である真空紫外ショートアークフラッシュランプ1(VUV−SFL1)を搭載しているので、VUV光であって、平行光もしくは略平行光である光を取出すことが可能となる。そして、上記した平行光もしくは略平行光を用いて、照明光学系を構築し、光の回り込みの少ない露光を実施することにより、パターンサイズ数μm以下のパターニングを実現することが可能となる。このような光源装置は、エキシマレーザ装置よりも安価であり、COOの観点からも実際的な光源装置となる。   As described above, the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of the present invention is equipped with the vacuum ultraviolet short arc flash lamp 1 (VUV-SFL1) which is a point light source that emits vacuum ultraviolet light (VUV light). It is possible to extract light that is parallel light or substantially parallel light. Then, it is possible to realize patterning with a pattern size of several μm or less by constructing an illumination optical system using the above-described parallel light or substantially parallel light and performing exposure with less light wraparound. Such a light source device is cheaper than an excimer laser device and is a practical light source device from the viewpoint of COO.

また、VUV−SFL1の発光部から放出され、放物面ミラー2により平行光として反射され、ランプハウジング3の石英窓部4を通過して処理チャンバ5のマスク6へ到達するVUVを含む光が通過するような光路空間がNガスなどの不活性ガスによって酸素がパージされているので、酸素による吸収に起因するVUV強度の著しく減衰も抑制される。更に、VUV光が酸素に吸収されることにより発生するオゾンも生成されないので、ランプハウジング3内の構成要素(例えば、給電線(配線部材)やトリガ基板、コンデンサなどの電子部品)の酸化劣化も生じない。
また、ランプハウジング3の外に排気されるパージガス中にオゾンは含まれないので、別途、オゾンフィルタを設ける必要もない。
Further, light including VUV emitted from the light emitting part of the VUV-SFL 1, reflected as parallel light by the parabolic mirror 2, passes through the quartz window part 4 of the lamp housing 3 and reaches the mask 6 of the processing chamber 5. Since oxygen is purged by an inert gas such as N 2 gas in the optical path space that passes, the attenuation of the VUV intensity due to absorption by oxygen is also suppressed. Further, since ozone generated by the absorption of VUV light by oxygen is not generated, oxidative deterioration of components in the lamp housing 3 (for example, electronic components such as a power supply line (wiring member), a trigger board, and a capacitor) is also prevented. Does not occur.
Further, since ozone is not included in the purge gas exhausted outside the lamp housing 3, it is not necessary to provide an ozone filter separately.

本発明の真空紫外光照射処理装置は、特に、ランプハウジング3内部と処理チャンバ5(マスク上部空間A)を空間的に連結する通過孔3cを設けているので、ランプハウジング3とマスク上部空間Aに対して行われる不活性ガスパージを共通の1系統のガス供給・排気系を用いて同時に行うことが可能となる。よって、真空紫外光照射処理装置の構成を簡略化することが可能となる。   In particular, the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus of the present invention is provided with the passage hole 3c that spatially connects the inside of the lamp housing 3 and the processing chamber 5 (mask upper space A). It is possible to simultaneously perform the inert gas purge performed for the gas using a common gas supply / exhaust system. Therefore, the configuration of the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus can be simplified.

また、上記通過孔3cの上部に、通過孔3cの上面に対して間隙を介して遮光板3dを設けることにより、通過孔3cを通過するVUV光が遮光され、通過孔3cをVUV光が通過した場合に発生する処理チャンバ5内の不所望な場所へのVUV光の照射が防止される。よって、VUV光が照射されることにより発生する照射部分の劣化(例えば、マスク6を保持する部分やワークWが載置されるワークステージ7などの劣化)も抑制される。なお、遮光板3dは、通過孔3cの上面に対して間隙を介して設置されるので、通過孔3cを完全に閉塞しない。そのため通過孔3cを通過するNガス等の不活性ガスの流れは確保される。 Further, by providing a light shielding plate 3d above the passage hole 3c with a gap with respect to the upper surface of the passage hole 3c, the VUV light passing through the passage hole 3c is shielded, and the VUV light passes through the passage hole 3c. In such a case, irradiation of VUV light to an undesired place in the processing chamber 5 that occurs in this case is prevented. Therefore, deterioration of the irradiated portion (for example, deterioration of the portion holding the mask 6 or the work stage 7 on which the workpiece W is placed) generated by the irradiation with VUV light is also suppressed. In addition, since the light shielding plate 3d is installed through a gap with respect to the upper surface of the passage hole 3c, the passage hole 3c is not completely closed. Therefore, the flow of an inert gas such as N 2 gas passing through the passage hole 3c is ensured.

更には、ランプハウジング3内に放物面ミラー2の少なくとも一部、VUV−SFL1の発光部、ランプハウジング3内部と処理チャンバ5(マスク上部空間A)とを空間的に接続する通過孔3cの開口部、石英窓部4を内包するパージボックス3eを設け、このパージボックス3eに対してN2ガス等の不活性ガスを供給するガス供給管3fを挿入し、パージボックス3e内部から放物面ミラー2の頂部の貫通孔とVUV−SFL1外表面との間の間隙(連通孔2a)や、通過孔3cを介してランプハウジング3内部でかつパージボックス3e外部の空間やワーク処理空間B(マスク上部空間A)にNガス等の不活性ガスを供給するようにすることにより、VUV−SFL1発光部から放物面ミラー2の反射面までの光路、放物面ミラー2からの平行光が石英窓部4へ到達するまでの光路、石英窓部4を通過した光がマスク6に到達するまでの光路を内包する光路空間から、短時間でNガス等の不活性ガスにより酸素をパージすることが可能となる。 Furthermore, at least a part of the parabolic mirror 2 in the lamp housing 3, the light emitting part of the VUV-SFL 1, and a passage hole 3 c that spatially connects the inside of the lamp housing 3 and the processing chamber 5 (mask upper space A). A purge box 3e containing the opening and the quartz window 4 is provided, and a gas supply pipe 3f for supplying an inert gas such as N 2 gas is inserted into the purge box 3e, and a parabolic mirror is inserted into the purge box 3e. 2 between the through hole at the top of V 2 and the outer surface of the VUV-SFL 1 (communication hole 2 a), the space inside the lamp housing 3 through the passage hole 3 c and outside the purge box 3 e and the work processing space B (the upper part of the mask) By supplying an inert gas such as N 2 gas to the space A), the optical path from the VUV-SFL1 light emitting part to the reflecting surface of the parabolic mirror 2, the parabolic mirror Optical path to the parallel light from the 2 reaches the quartz window 4, the optical path space which encloses the optical path to the light that has passed through the quartz window 4 reaches the mask 6, such as a short time N 2 gas not It becomes possible to purge oxygen with the active gas.

また、先にVUV光の光路をNガス等の不活性ガスによってパージし、その後、パージボックス3eの外部に放出される不活性ガスにより、ランプハウジング3内におけるパージボックス3eの外部の空間をパージするので、このランプハウジング3内におけるパージボックス3eの外部の空間に存在する酸素を含むガス(空気)がパージボックス3e内部のVUV光路空間に侵入することはない。 Further, the optical path of the VUV light is first purged with an inert gas such as N 2 gas, and then the space outside the purge box 3e in the lamp housing 3 is opened by the inert gas released to the outside of the purge box 3e. Since the purge is performed, the gas (air) containing oxygen present in the space outside the purge box 3e in the lamp housing 3 does not enter the VUV optical path space inside the purge box 3e.

よって、パージボックス3e内の密閉性が確保されていれば、比較的大型となるランプハウジング3の密閉構造は、例えば、アングル等の支柱に金属板金をねじ止めで固定するような簡易構造とすることが可能となる。   Therefore, if the airtightness in the purge box 3e is ensured, the airtight structure of the lamp housing 3 that is relatively large is, for example, a simple structure in which a metal sheet metal is fixed to a column such as an angle by screwing. It becomes possible.

このような真空紫外光照射処理装置は、ワークWに対しVUV光を平行光として照射することができるので、例えば、たとえばワークW表面に設けられたSAM膜を直接露光することが可能となる。この場合、従来のようにフォトレジストによる現像工程が不要となるため、露光工程を簡略化することができる。   Since such a vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus can irradiate the workpiece W with VUV light as parallel light, for example, a SAM film provided on the surface of the workpiece W can be directly exposed, for example. In this case, since a developing process using a photoresist is not required as in the prior art, the exposure process can be simplified.

1 フラッシュランプ(VUV−SFL)
1a 電極
1b 石英ガラス管
1c 外部リード
1d 封止部
2 放物面ミラー
2a 連通孔
3 ランプハウジング
3a 第1のガス導入口
3b 第1の排気口
3c 通過孔
3d 遮光板
3e パージボックス
3f 供給管
4 石英窓部
5 処理チャンバ
5a 第2の排気口
5b 第2のガス導入口
5c 第3の排気口
6 マスク
7 ワークステージ
11 給電手段
12 トリガ回路部
13 電源部
A マスク上部空間
B ワーク処理空間
W ワーク
1 Flash lamp (VUV-SFL)
1a Electrode 1b Quartz glass tube 1c External lead 1d Sealing part 2 Parabolic mirror 2a Communication hole 3 Lamp housing 3a First gas inlet 3b First exhaust port 3c Passing hole 3d Light shielding plate 3e Purge box 3f Supply tube 4 Quartz window portion 5 Processing chamber 5a Second exhaust port 5b Second gas introduction port 5c Third exhaust port 6 Mask 7 Work stage 11 Power supply means 12 Trigger circuit unit 13 Power supply unit A Mask upper space B Work processing space W Workpiece

Claims (4)

少なくとも真空紫外光を含む光を放出するショートアークフラッシュランプと、上記ショートフラッシュランプから放出される光を一方向に平行光として出射させる放物面ミラーとが内部に配置され、内部に不活性ガスが供給されるガス導入口を備えるランプハウジングと、
ランプハウジングに備え付けられた、上記放物面ミラーから出射した平行光を透過する光透過性窓部と、
上記光透過性窓部を通過した平行光が照射されるマスクと、マスクを介して上記平行光が照射されるワークと、上記ワークを保持するワークステージとが内部に配置された処理チャンバとからなる真空紫外光照射処理装置であって、
処理チャンバの内部がマスクによって、マスクの上面と上記光透過性窓部の光出射面とを含む面により包囲されるマスク上部空間と、マスクの下面側であってワークおよびワークステージが配置されるワーク処理空間とに気密に分割されていて、ワーク処理空間はワーク処理用ガスが供給される真空紫外光照射処理装置において、
ランプハウジング内部とマスク上部空間とを空間的に接続する通過孔が1つ以上設けられ、
上記マスク上部空間には、ランプハウジング内に供給される不活性ガスが上記通過孔を通過したあと外部に排気されるガス排気口が設けられている
ことを特徴とする真空紫外光照射処理装置。
A short arc flash lamp that emits light including at least vacuum ultraviolet light, and a parabolic mirror that emits light emitted from the short flash lamp as parallel light in one direction are disposed inside, and an inert gas is contained therein. A lamp housing having a gas inlet to which is supplied;
A light transmissive window portion that is provided in the lamp housing and transmits parallel light emitted from the parabolic mirror;
From a mask irradiated with parallel light that has passed through the light transmissive window, a work irradiated with the parallel light through the mask, and a processing chamber in which a work stage holding the work is disposed. A vacuum ultraviolet light irradiation treatment device comprising:
The inside of the processing chamber is masked, and a mask upper space surrounded by a surface including the upper surface of the mask and the light emitting surface of the light transmitting window, and a work and a work stage are disposed on the lower surface side of the mask. In the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus which is divided into a work processing space in an airtight manner and the work processing space is supplied with a work processing gas,
One or more passage holes for spatially connecting the interior of the lamp housing and the space above the mask are provided,
A vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus, wherein a gas exhaust port through which an inert gas supplied into the lamp housing passes through the passage hole and is exhausted to the outside is provided in the upper space of the mask.
真空紫外光を含む光を放出するショートアークフラッシュランプと、上記ショートフラッシュランプから放出される光を一方向に平行光として出射させる放物面ミラーと、上記ショートフラッシュランプに始動用のトリガパルスおよび電力を供給する給電装置とが内部に配置されるランプハウジングと、
ランプハウジングに備え付けられた、上記放物面ミラーから出射した平行光を透過する光透過性窓部と、
上記光透過性窓部を通過した平行光が照射されるマスクと、マスクを介して上記平行光が照射されるワークと、上記ワークを保持するワークステージとが内部に配置された処理チャンバとからなる真空紫外光照射処理装置であって、
処理チャンバの内部がマスクによって、マスクの上面と上記光透過性窓部の光出射面とを含む面により包囲されるマスク上部空間と、マスクの下面側であってワークおよびワークステージが配置されるワーク処理空間とに気密に分割されていて、ワーク処理空間はワーク処理用ガスが供給される真空紫外光照射処理装置において、
上記ランプハウジング内部とマスク上部空間とを空間的に接続する通過孔が1つ以上設けられ、
上記ランプハウジング内に、上記放物面ミラーの少なくとも一部、上記ショートアークフラッシュランプの発光部、上記通過孔の開口部、石英窓部を内包し、上記ランプハウジングとの間に連通孔を有するパージボックスが設けられ、
上記パージボックスは、ランプハウジングを貫通して挿入された内部に不活性ガスが供給されるガス導入口を有し、このガス導入口より上記パージボックス内に不活性ガスが供給され、
上記ガス導入口によりパージボックス内に供給される不活性ガスは、上記連通孔を介してランプハウジング内であって上記パージボックス外の空間に供給されるとともに、上記通過孔を介してマスク上部空間に供給され、
上記マスク上部空間には、ランプハウジング内に供給される不活性ガスが上記通過孔を通過したあと外部に排気されるガス排気口が設けられている
ことを特徴とする真空紫外光照射処理装置。
A short arc flash lamp that emits light including vacuum ultraviolet light, a parabolic mirror that emits light emitted from the short flash lamp as parallel light in one direction, a trigger pulse for starting the short flash lamp, and A lamp housing in which a power supply device for supplying electric power is disposed;
A light transmissive window portion that is provided in the lamp housing and transmits parallel light emitted from the parabolic mirror;
From a mask irradiated with parallel light that has passed through the light transmissive window, a work irradiated with the parallel light through the mask, and a processing chamber in which a work stage holding the work is disposed. A vacuum ultraviolet light irradiation treatment device comprising:
The inside of the processing chamber is masked, and a mask upper space surrounded by a surface including the upper surface of the mask and the light emitting surface of the light transmitting window, and a work and a work stage are disposed on the lower surface side of the mask. In the vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus which is divided into a work processing space in an airtight manner and the work processing space is supplied with a work processing gas,
One or more passage holes for spatially connecting the inside of the lamp housing and the mask upper space are provided,
The lamp housing contains at least a part of the parabolic mirror, the light emitting part of the short arc flash lamp, the opening of the passage hole, and a quartz window, and has a communication hole between the lamp housing and the lamp housing. A purge box is provided,
The purge box has a gas introduction port through which inert gas is supplied into the inside inserted through the lamp housing, and the inert gas is supplied into the purge box from the gas introduction port,
The inert gas supplied into the purge box by the gas introduction port is supplied to the space outside the purge box in the lamp housing through the communication hole, and to the mask upper space through the passage hole. Supplied to
A vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus, wherein a gas exhaust port through which an inert gas supplied into the lamp housing passes through the passage hole and is exhausted to the outside is provided in the upper space of the mask.
上記放物面ミラーの頂部には孔部が形成されていて、
上記パージボックスに設けられた上記連通孔は、上記放物面ミラーの頂部に形成された上記孔部である
ことを特徴とする請求項2に記載の真空紫外光照射処理装置。
A hole is formed at the top of the parabolic mirror,
The vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus according to claim 2, wherein the communication hole provided in the purge box is the hole formed at the top of the parabolic mirror.
上記ショートフラッシュランプから放出される光を遮光する遮光板が、上記通過孔を上記光が通過するのを遮るように上記通過孔の上部に通過孔の開口面と間隙を介して配置される
ことを特徴とする請求項1、2または請求項3記載の真空紫外光照射処理装置。
A light-shielding plate that shields light emitted from the short flash lamp is disposed above the passage hole via an opening surface of the passage hole and a gap so as to block the passage of the light through the passage hole. The vacuum ultraviolet light irradiation processing apparatus according to claim 1, 2 or 3.
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