JP7524266B2 - フォトマスクペリクル接着剤残留物の除去 - Google Patents
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Description
本明細書に開示される実施形態は、一般に、半導体製造装置の分野に関し、より詳細には、フォトマスクから接着剤残留物を除去するための装置および方法に関する。
フォトリソグラフィ中に、フォトマスクを使用して、基板上に配置されたフォトレジストにパターンを転写する。フォトマスクの焦点面に入る粒子は、マスクを損傷する可能性がある。粒子は、パターンの一部として画像化および転写されることもあり、これはフォトマスクのデフォーカスされた、または次善最適化された露光をもたらす。粒子がフォトマスクを損傷し、汚染するのを防ぐために、多くの場合ペリクルがフォトマスク上に配置されている。
ペリクルは、フォトマスクを通過する光によって生成されるパターンに影響を与えない薄い透明なフィルムである。一般に、ペリクルは、フォトマスクに接着されている。時間の経過と共に、堆積した粒子がペリクル上に蓄積することがある。堆積した粒子を除去するために、ペリクルが交換される。ペリクルをフォトマスクから除去するときに、接着剤残留物がフォトマスク上に残る。新しいペリクルをフォトマスクに付着させることが可能となる前に、接着剤残留物を除去する。
接着剤残留物を除去するための従来の技法は、典型的には、接着剤残留物を溶剤に曝露して、フォトマスクから接着剤残留物を除去することを含む。しかしながら、溶剤は、フォトマスクを損傷し、汚染する可能性がある。熱エネルギーを利用して、接着剤残留物を除去することもできる。しかしながら、従来の熱エネルギー曝露は、望ましくないことにはフォトマスクの温度を上昇させ、しばしばフォトマスクに損傷をもたらす。接着剤を除去するために熱エネルギーを使用しない場合、接着剤残留物の除去は、非効率的であり、時間がかかる。したがって、従来の技法は、ペリクル接着剤残留物を除去し、フォトマスクを洗浄するために、フォトリソグラフィツールのダウンタイムを増加させる。
したがって、フォトマスクから接着剤残留物を除去するための改善された技法が必要とされている。
一実施形態では、接着剤除去方法が提供される。本方法は、フォトマスクからペリクルを除去して、接着剤残留物を露出させるステップを含む。フォトマスクは、接着剤残留物がレーザビームの経路にあるように位置決めされる。レーザビームを接着剤残留物の表面に集束させる。接着剤残留物をレーザビームでアブレーションして、フォトマスクから接着剤残留物を除去する。
別の実施形態では、接着剤除去方法が提供される。本方法は、フォトマスクからペリクルを除去するステップを含む。フォトマスクは、接着剤残留物がレーザビームの経路にある状態で位置決めされる。本方法は、レーザ源とフォトマスクとの間に位置決めされたレンズを通してレーザビームを投射するステップを含むこともできる。レーザビームを、レンズを用いて接着剤残留物の表面の焦点に集束させる。本方法は、レーザビームを集束させた接着剤残留物を昇華させるステップを含むこともできる。
さらに別の実施形態では、フォトマスクから接着剤残留物を除去するための装置が提供される。本装置は、約１００ｎｍ～約４００ｎｍの範囲の波長で電磁エネルギーを生成するように構成されたパルスレーザ源を含む。透明窓が電磁エネルギーの伝搬経路に配置される。内部に容積を囲む側壁が電磁エネルギーの伝搬経路に平行に、パルスレーザ源に対向する透明窓に隣接して配置される。レンズは、電磁エネルギーの伝搬経路内に、かつ電磁エネルギーの伝搬経路に対して垂直に、パルスレーザ源と透明窓との間に配置される。レンズは、容積の中心軸に沿って透明窓に対向して位置決めされた焦点に電磁エネルギーを集束させるように位置決めされる。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、一部が添付図面に示される実施形態を参照することによって上で簡潔に要約された本開示のより詳細な記載を行うことができる。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定していると考えられるべきではなく、その理由は本開示が他の等しく効果的な実施形態を受け入れることができるためであることに留意されたい。
理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照番号が使用された。一実施形態において開示される要素は、特に詳述することなく他の実施形態に関して有益に利用されることがあることが企図されている。
本明細書に開示される１つまたは複数の実施形態は、一般に、極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィに使用されるフォトマスクから接着剤残留物を除去するための装置および方法に関することができる。しかしながら、本明細書に記載される実施形態は、フォトマスクおよびペリクルを利用する他のフォトリソグラフィプロセスに利用され得ることが企図される。
フォトマスクへの粒子の堆積およびフォトマスクの汚染を防ぐために、ペリクルをフォトマスクに付着させる。ある期間の後、ペリクル上の粒子の蓄積は、フォトレジストに転写されるフォトマスクのパターンと干渉することがある。その場合、ペリクルが交換される。ペリクルをフォトマスクから除去するときに、ペリクルをフォトマスクに付着させるために使用された接着剤からの接着剤残留物がフォトマスク上に残ることがある。新しいペリクルがフォトマスクに十分に付着することを確実にするために、接着剤残留物が除去される。ペリクルは、フォトマスクの定期的な保守または洗浄のためにフォトマスクから除去されることもある。
典型的なリソグラフィプロセスでは、ペリクルはアクリル接着剤を使用してフォトマスクに付着されている。フォトマスクからアクリル接着剤残留物を迅速に除去するために溶剤が使用されることがある。しかしながら、極紫外線リソグラフィプロセスでは、一般にエポキシ接着剤を使用してペリクルをフォトマスクに付着させている。エポキシ接着剤の残留物は、溶剤を使用してフォトマスクから除去することができるが、このプロセスは時間がかかり、フォトマスクを溶剤に一定期間曝すと、フォトマスクが損傷する可能性がある。例えば、接着剤残留物を除去するために使用される酸ベースの溶液は、フォトマスクをエッチングし、損傷させる可能性がある。
したがって、接着剤残留物を除去するための改善された技法が本明細書に記載される。本明細書に記載される実施形態は、レーザエネルギーを使用してフォトマスクから接着剤残留物を除去するための技法を提供する。レーザ源を使用して、接着剤残留物の温度を上げることなく、フォトマスクから接着剤残留物を除去する。温度が上昇すると、接着剤残留物が軟化することがあり、これによりフォトマスクから接着剤を除去するのが困難になる。
接着剤残留物の温度の上昇を防ぐために、紫外線（ＵＶ）波長レーザが使用される。ＵＶ波長レーザは、接着剤残留物の温度を上げることなく、その化学結合を破壊する。ＵＶ波長レーザを使用すると、接着剤残留物を短時間（例えば、約１分未満）でフォトマスクから除去することができる。
レーザからのＵＶ放射は、接着剤残留物の下にあるフォトマスクを損傷する可能性がある。約３ワットの出力を有するレーザは、フォトマスクを損傷する可能性がある。フォトマスクへの損傷を防ぐために、一実施形態では、約１ワット未満の低出力レーザが使用される。
本明細書で使用されるように、フォトマスクは、透明材料から形成された一体型装置、または透明なフォトマスク基板上に堆積させた薄膜のいずれかを指すことがある。一部の実施形態では、フォトマスク基板は、溶融シリカと二酸化チタンとの混合物を含む。一実施形態では、フォトマスク基板の接着剤残留物とは反対側の表面にコーティングが配置される。本実施形態では、コーティングは、窒化クロム材料を含む。接着剤残留物を除去するときに、レーザは、フォトマスクおよびフォトマスク基板を通って伝搬し、コーティングを損傷させる。コーティングの損傷を防ぐために、低出力レーザを高開口数光学系と組み合わせて使用して、接着剤残留物の表面にレーザを集束させることができる。光学系はまた、レーザがフォトマスクを通って伝搬するときにレーザをデフォーカスして、コーティングの表面に入射するレーザのエネルギー密度を減少させる。
図１は、本開示の様々な実施形態を実施するために使用することができるアブレーション装置１００の概略断面図である。チャンバ本体１５０およびリッドアセンブリ１５８は、容積１６０を画定する。一実施形態では、チャンバ本体１５０およびリッドアセンブリ１５８は、金属材料、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、およびそれらの合金から製造されている。別の実施形態では、チャンバ本体１５０およびリッドアセンブリ１５８は、耐紫外線性プラスチック材料から製造されている。アブレーション装置１００は、容積１６０内に配置されている。ペデスタル１５４も、容積１６０内に配置されている。一実施形態では、ペデスタル１５４は、アブレーション装置１００に対向して容積１６０内に配置されている。ペデスタル１５４は、処理中にフォトマスク１２６を支持するように構成されている。
アブレーション装置１００は、透明窓１１２および側壁１２２によって少なくとも部分的に画定される容積１１０を含む。透明窓１１２は、側壁１２２に結合され、側壁１２２は、透明窓１１２から延びている。一実施形態では、側壁１２２は、不透明材料から製造されている。別の実施形態では、側壁１２２は、透明材料から製造されている。側壁１２２の製造に適した材料には、アルミニウム、ステンレス鋼、またはそれらの合金などの金属材料が含まれる。側壁１２２はまた、プラスチック材料などのポリマー材料から製造されてもよい。
レーザ源１０２は、容積１６０内に配置されている。電源１５２は、レーザ源１０２に結合され、そこから放射される電磁エネルギーを制御する。レーザ源１０２から放射される電磁エネルギーは、レーザビームの形態である。レーザビームは、伝搬経路１０４に沿って容積１１０内に進む。一実施形態では、レーザビームは、コヒーレントであり、コリメートされている。別の実施形態では、レーザビームは、空間的および／または時間的に非相関化されて、レーザビームのエネルギー密度を減衰させる。一実施形態では、レーザ源１０２は、パルス源であり、連続的なレーザパルスを放射する。レーザパルスの周波数は、約３０～約１２０／ミリ秒、または約３０ｋＨｚ～約１２０ｋＨｚである。一実施形態では、パルスレーザの持続時間は、約１ミリ秒である。他の実施形態では、パルスレーザの持続時間は、例えば、約１ナノ秒、約１ピコ秒、または約１フェムト秒である。したがって、レーザ源１０２は、ミリ秒パルスレーザ、ナノ秒パルスレーザ、ピコ秒パルスレーザ、またはフェムト秒パルスレーザと考えることができる。レーザ源１０２から放射される電磁エネルギーの波長は、約１０ｎｍ～約４００ｎｍ、例えば、約２００ｎｍ～約３７５ｎｍ、例えば、約３５５ｎｍである。
レーザ源１０２は、低出力源とすることができる。一実施形態では、レーザ源１０２は、約１ワット未満の出力を有する。レーザ源１０２から放射されたレーザビームは、伝搬経路１０４に沿って伝播し、レンズ１０６の表面１３４に入射する。一実施形態では、レンズ１０６の表面１３４は、実質的に平坦である。別の実施形態では、レンズ１０６の表面１３４は、凹状または凸状である。レーザビームは、レンズ１０６を通って伝播し、表面１３６を出る。一実施形態では、表面１３６は、凹状である。別の実施形態では、表面１３６は、凸状である。レンズ１０６は、単一のレンズとして示されているが、レンズ１０６は、直列の１つまたは複数のレンズ（例えば、複合レンズ）を含んでもよい。一実施形態では、レンズ１０６は、溶融シリカ材料から製造されている。別の実施形態では、レンズ１０６は、石英材料から製造されている。
レンズ１０６は、短い焦点距離で高い開口数を有することができる。焦点距離は、約３０ｍｍ～約１１０ｍｍ、例えば、約５０ｍｍ～１００ｍｍ、例えば、約５６ｍｍであってもよい。レンズ１０６の焦点距離は、レンズ１０６の表面１３６と焦点１３８との間で測定することができる。レーザ源１０２から放射されたレーザビームをレンズ１０６によって集束させ、集束ビーム１０８を形成する。集束ビーム１０８の焦点１３８は、フォトマスク１２６から除去される接着剤残留物１３０の表面１３２に位置決めされる。
フォトマスク１２６は、ペデスタル１５４上に配置され、ペデスタル１５４によって支持されてもよい。ペデスタル１５４は、フォトマスク１２６の洗浄中に中心軸の周りを回転するように構成されている。代替としてまたは加えて、ペデスタル１５４は、ＸおよびＹ方向に移動して、接着剤残留物１３０を集束ビーム１０８の経路に位置決めするように構成されてもよい。一実施形態では、ペデスタル１５４は、Ｚ方向に移動して、側壁１２２とフォトマスク１２６との間の空間１２４を増加または減少させるように構成されている。ペデスタル１５４をＺ方向に移動させることにより、接着剤残留物１３０の表面１３２に対して集束ビーム１０８の焦点１３８を変化させることも可能である。したがって、接着剤残留物１３０の厚さが不均一である場合、ペデスタル１５４をＺ方向に移動させて、表面１３２上の焦点１３８をより細かく位置合わせして、接着剤残留物１３０のアブレーションを改善することができる。
電源１５６は、ペデスタル１５４に結合されて、アブレーション装置１００に対するペデスタル１５４の移動を制御する。電源１５６は、ペデスタル１５４を中心軸の周りに回転させ、ならびに／またはペデスタル１５４をＸ、Ｙ、およびＺ方向のいずれかに移動させるように構成された機械的アクチュエータ、電気的アクチュエータ、または空気圧アクチュエータなどであってもよい。一実施形態では、電源１５６は、ステッピングモータである。一実施形態では、アブレーション装置１００は、容積１６０内で静止しており、一方、ペデスタル１５４は、接着剤残留物１３０の表面１３２が焦点１３８に位置決めされるように移動するように構成されている。代替として、アブレーション装置１００は、ペデスタル１５４が静止したままの間、容積１６０と共に移動可能に配置されてもよい。
一実施形態では、接着剤残留物１３０は、エポキシ材料である。レンズ１０６は、レーザビームのエネルギーを焦点１３８に集束させ、レーザビームが接着剤残留物１３０を通って伝播した後にデフォーカスされるように、レーザビームを集束させる。したがって、レーザビームのエネルギー密度は焦点１３８に集中し、レーザビームのエネルギー密度は、レーザビームが接着剤残留物１３０およびフォトマスク１２６を通って伝播するにつれて減少する。
一実施形態では、焦点１３８での集束ビーム１０８のエネルギー密度は、フォトマスク１２６の接着剤残留物１３０とは反対側の表面１４２に配置されたコーティング１４０における集束ビーム１０８のエネルギー密度よりも大きい。すなわち、レーザビームを焦点１３８に集束させ、コーティング１４０がフォトマスク１２６に付着されている表面１４２でデフォーカスする。レーザビームは、表面１４２でデフォーカスされて、レーザビームが表面１４２およびコーティング１４０に入射する位置でのコーティング１４０の改質を実質的に低減または防止する。
レンズ１０６の表面１３６を出ると、集束ビーム１０８は、透明窓１１２の第１の表面１１４に進む。一実施形態では、透明窓１１２は、溶融シリカ材料から製造されている。別の実施形態では、透明窓１１２は、石英材料から製造されている。一実施形態では、透明窓１１２は、約１ｍｍ～約５ｍｍ、例えば、約３ｍｍの厚さを有する。
透明窓１１２は、そこを通って伝搬する集束ビーム１０８の伝搬経路を実質的に変更しない。したがって、集束ビーム１０８は、実質的な変更または収差が集束ビーム１０８に導入されることなく、透明窓１１２を通って透明窓１１２の第１の表面１１４から第２の表面１１６に伝播する。
容積１１０は、接着剤残留物１３０のレーザアブレーション中にフォトマスク１２６から除去される接着剤残留物１３０の粒子を閉じ込めるように構成されている。例えば、接着剤残留物１３０のアブレーションは、接着剤残留物１３０の粒子をフォトマスク１２６から分離させ、容積１１０内に移動させることができる。接着剤残留物１３０の粒子を容積１１０から排気することにより、フォトマスク１２６の表面１２８上への粒子の再堆積を防ぐことができる。
一実施形態では、排気口１１８は、側壁１２２を貫通して形成されている。排気口１１８は、チャンバ本体１５０を通って延びている。排気口１１８は、排気ポンプ１２０に流体接続されており、容積１１０と排気ポンプ１２０との間の流体連結を可能にする。排気ポンプ１２０は、容積１１０内の圧力を低下させることによって容積１１０から排気ポンプ１２０への流体流路を生成して、容積１１０から粒子を排気する。すなわち、容積１１０内の圧力は、容積１１０の外部の大気圧よりもわずかに低くてもよい。
側壁１２２は、接着剤残留物１３０を有するフォトマスク１２６から離間して配置されている。側壁１２２とフォトマスク１２６との間の空間１２４は、流体が側壁１２２とフォトマスク１２６との間を流れて排気口１１８に入るのを可能にする。空間１２４から排気口１１８への流体の流れは、容積１１０からの接着剤粒子の除去を促進し、フォトマスク１２６への粒子の再堆積を防止する。側壁１２２、排気口１１８、および透明窓１１２は、共に、容積１１０から粒子を排出するヒューム抽出フードを形成する。
図２は、一実施形態による、フォトマスクから接着剤残留物を除去するための方法２００の動作を示す。示されるように、方法２００は、ペリクルがフォトマスク１２６から除去される動作２０２で始まる。フォトマスク１２６からペリクルを除去すると、フォトマスク１２６の表面１２８上に接着剤残留物１３０が露出する。
動作２０４において、接着剤残留物１３０は、レーザビームの伝搬経路１０４内に位置決めされる。レーザ源１０２は、レーザ源１０２とフォトマスク１２６との間に配置された集束レンズ１０６を通って伝播するレーザビームを放射する。
動作２０６において、レーザビームをレンズ１０６によってフォトマスク１２６上の接着剤残留物１３０の表面１３２上の焦点１３８に集束させる。レーザを焦点１３８に集束させることにより、フォトマスク１２６の接着剤残留物１３０とは反対側の表面１４２でのレーザのエネルギー密度よりも大きいレーザのエネルギー密度が焦点１３８に提供される。
動作２０８において、接着剤残留物１３０をレーザビームによってアブレーションして、フォトマスク１２６から接着剤残留物１３０を除去する。接着剤残留物１３０は、フォトマスク１２６の温度を上昇させることなくアブレーションされる。上で論じたように、接着剤残留物１３０の温度は、接着剤残留物１３０の軟化を防ぐために実質的に一定のままである。したがって、接着剤残留物１３０がアブレーションされると、接着剤残留物１３０の粒子がフォトマスク１２６から除去される。
前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、開示された主題の他のさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、考案されてもよく、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
Claims (20)
- フォトマスクからペリクルを除去して、接着剤残留物を露出させるステップと、
前記接着剤残留物を有する前記フォトマスクを、レーザ源から放射されたレーザビームの伝搬経路内のペデスタル上に位置決めするステップであって、前記ペデスタルが、チャンバ本体によって画定される第１の容積内に配置され、前記第１の容積内にアブレーション装置が配置され、前記アブレーション装置が、透明窓および側壁によって少なくとも部分的に画定される第２の容積を有し、前記側壁が、前記フォトマスクの上面から離間して配置された底面を有する、ステップと、
前記接着剤残留物の表面に前記レーザビームを集束させるステップであって、前記レーザビームが前記伝搬経路に沿って前記第２の容積を通って移動して、前記レーザ源と前記透明窓との間の前記伝搬経路内に、かつ前記伝搬経路に対して垂直に配置されたレンズによって、前記接着剤残留物の前記表面に集束する、ステップと、
前記接着剤残留物を前記レーザビームでアブレーションして、前記フォトマスクから前記接着剤残留物を除去するステップと
を含む、接着剤除去方法。 - 前記フォトマスクが前記レーザビームによって実質的に改質されない、請求項１に記載の方法。
- 前記フォトマスクの温度が前記接着剤残留物のアブレーション中に実質的に一定である、請求項２に記載の方法。
- 前記第２の容積が、前記レーザビームを用いた前記接着剤残留物のアブレーション中に前記フォトマスクから除去される前記接着剤残留物からの粒子を閉じ込めるように構成されている、請求項１に記載の方法。
- 前記レンズが約５０ｍｍ～約１００ｍｍの焦点距離を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記接着剤残留物がエポキシ材料を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記フォトマスクの前記接着剤残留物とは反対側の面に配置されたコーティングが前記レーザビームによって実質的に改質されない、請求項１に記載の方法。
- フォトマスクからペリクルを除去するステップと、
接着剤残留物が配置された前記フォトマスクを、レーザ源から放射されたレーザビームの伝搬経路内のペデスタル上に位置決めするステップであって、前記ペデスタルが、チャンバ本体によって画定される第１の容積内に配置され、前記第１の容積内にアブレーション装置が配置され、前記アブレーション装置が、側壁によって取り囲まれる第２の容積を有し、前記側壁が、前記フォトマスクの上面から離間して配置された底面を有する、ステップと、
前記レーザ源と前記フォトマスクとの間の前記伝搬経路内に、かつ前記伝搬経路に対して垂直に位置決めされたレンズと、前記伝搬経路に沿って前記レンズと前記第２の容積との間に位置決めされた透明窓とを通して前記レーザビームを投射するステップと、
前記レーザビームを、前記レンズを用いて前記接着剤残留物の表面上の焦点に集束させるステップと、
前記レーザビームを集束させた前記接着剤残留物を昇華させるステップと
を含む、接着剤除去方法。 - 前記フォトマスクから前記接着剤残留物をアブレーションするステップであって、前記フォトマスクが前記レーザビームによって実質的に改質されない、ステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
- 前記フォトマスクの温度が前記接着剤残留物のアブレーション中に実質的に一定である、請求項９に記載の方法。
- 前記レンズが、前記第２の容積の中心軸に沿って前記透明窓に対向して位置決めされた前記焦点に前記レーザビームを集束させるように位置決めされる、請求項８に記載の方法。
- 前記レンズが約５０ｍｍ～約１００ｍｍの焦点距離を有する、請求項８に記載の方法。
- 前記接着剤残留物がエポキシ材料を含む、請求項８に記載の方法。
- 前記フォトマスクの前記接着剤残留物とは反対側の面に配置されたコーティングが前記レーザビームによって実質的に改質されない、請求項８に記載の方法。
- フォトマスクからペリクルを除去して、接着剤残留物を露出させるステップと、
前記接着剤残留物が配置された前記フォトマスクを、紫外線波長レーザ源からのレーザビームの伝搬経路内のペデスタル上に位置決めするステップであって、前記ペデスタルが、チャンバ本体によって画定される第１の容積内に配置され、前記第１の容積内にアブレーション装置が配置され、前記アブレーション装置が、透明窓および側壁によって少なくとも部分的に画定される第２の容積を有し、前記側壁が、前記フォトマスクの上面から離間して配置された底面を有する、ステップと、
前記紫外線波長レーザ源と前記フォトマスクとの間の前記伝搬経路内に、かつ前記伝搬経路に対して垂直に位置決めされたレンズを通して前記レーザビームを投射するステップと、
前記レーザビームを、前記レンズを用いて前記接着剤残留物の表面上の焦点に集束させて集束レーザビームを形成するステップと、
前記集束レーザビームを、前記レンズと前記フォトマスクとの間の前記伝搬経路に沿って位置決めされた前記透明窓および前記第２の容積を通して投射するステップと、
前記集束レーザビームを用いて前記接着剤残留物を昇華させるステップであって、前記フォトマスクの温度が前記昇華中に実質的に一定であり、前記フォトマスクからペリクルが除去されたときに前記接着剤残留物が露出する、ステップと
を含む、接着剤除去方法。 - 前記接着剤残留物の温度が前記接着剤残留物の昇華中に実質的に一定である、請求項１５に記載の方法。
- 前記フォトマスクの前記接着剤残留物とは反対側の面に配置されたコーティングが前記レーザビームによって実質的に改質されない、請求項１６に記載の方法。
- 前記紫外線波長レーザ源の出力が約１ワット未満である、請求項１６に記載の方法。
- 前記レンズが約５０ｍｍ～約１００ｍｍの焦点距離を有する、請求項１８に記載の方法。
- 前記接着剤残留物がエポキシ材料を含む、請求項１８に記載の方法。
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