TWI438565B - Substrate processing method, manufacturing method of EUV mask and EUV mask - Google Patents
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Description
一般而言，本實施形態係關於一種基板處理方法、EUV(Extreme Ultra-Violet，極紫外線)光罩之製造方法及EUV光罩。
本申請案享有2010年2月25日申請之日本專利申請案號2010-40500之優先權之利益，且於本申請案中引用該日本專利申請之所有內容。
先前，作為光罩而使用有背面由玻璃基板(Qz)構成之穿透型光罩。玻璃基板(Qz)因其表面狀態而難以附著有機系物質，幾乎不存在背面之微粒附著之問題。另一方面，由於EUV光罩(EUV曝光用光罩)為反射型光罩，故曝光步驟必須於將EUV光罩靜電吸附之狀態下進行。因此，於EUV光罩之背面形成有導電性膜。導電性膜大多係使用有機系微粒易於附著之材料，若有機系微粒附著，則難以利用之後的清洗步驟將其洗掉。而且，若有機系微粒附著於導電性膜，則將EUV光罩之背面靜電吸附時EUV光罩會變形，故所曝光之晶圓圖案之尺寸或位置會偏離所需值。
又，於製造EUV光罩時，若於EUV光罩之背面附膜，則顯影處理後會產生乾燥不良(液滴殘留)。而且，含有空氣中之碳之雜質會附著於背面殘留之液體中，結果會污染EUV光罩之背面。如此，不僅EUV光罩之表面之污染需要對策，其背面污染(微粒或液滴殘留缺陷)亦需要對策。
根據實施形態之基板處理方法，作為形成EUV光罩所使用之光罩基板，將於一方之主面形成有具有第1親水性之第1膜且於另一方之主面塗佈有光阻劑之光罩基板自上述光阻劑側曝光。然後，對上述第1膜之表面進行親水化處理，藉此使上述第1膜之表面具有較上述第1親水性更大之第2親水性。接著，相對於上述第1膜之表面經親水化處理成第2親水性之光罩基板，對上述光阻劑進行顯影處理。
以下參照附圖，詳細說明實施形態之基板處理方法、EUV光罩之製造方法及EUV光罩。再者，本發明並非由該等實施形態所限定者。
本實施形態之基板處理方法係例如於半導體製造步驟(晶圓步驟、曝光用光罩製造步驟等)或液晶元件製造步驟之圖案形成時所使用。以下，對將基板處理方法應用於EUV(Extreme Ultra-Violet)微影法所使用之EUV光罩之製造處理之情形進行說明。
圖1A~圖1F係表示第1實施形態之EUV光罩之製造次序之圖，圖2係表示EUV光罩之製造系統之構成之圖。於製造EUV(Extreme Ultra-Violet)光罩200時，預先製作EUV光罩基板(EUV曝光用光罩基板)。以下，將成膜有下述光阻劑R1之EUV光罩基板稱為基板(光罩基板)100。
EUV光罩之製造系統具備電子束繪圖裝置51、PEB(Post
Exposure Baking，曝後烤)裝置52、UV光照射裝置(UV照射單元)53、顯影裝置(顯影處理單元)54、及乾燥裝置55。電子束繪圖裝置51係藉由EB(Electron Beam，電子束)而對基板100照射曝光光之裝置。PEB裝置52係對所曝光之基板100進行加熱(PEB：Post Exposure Baking)之裝置，顯影裝置54係進行基板100之顯影之裝置。UV光照射裝置53係進行基板100之親水化之裝置，且於基板100之背面具有照射UV光之UV光源31。乾燥裝置55係對顯影後之基板100進行乾燥之裝置。基板100於塗佈光阻劑R1之後，按照電子束繪圖裝置51、PEB裝置52、UV光照射裝置53、顯影裝置54、乾燥裝置55之順序搬入各裝置內，並於各裝置內進行處理。
EUV光罩基板(塗佈光阻劑R1前之基板100)係包含具有低熱膨脹性之玻璃基板(Qz)而構成，且於玻璃基板(Qz)之背面側(下面)成膜有導電性膜(背面膜)M。又，於玻璃基板(Qz)之表面側(上面)形成有遮光膜(未圖示)或反射膜1。
EUV光罩基板之表面側之面係於使用EUV光罩進行EUV曝光時照射有EUV光之側的面。反射膜1係於進行EUV曝光時照射有EUV光並將其反射至晶圓側之膜。
又，EUV光罩基板之背面側之面係使用EUV光罩進行EUV曝光時被靜電吸附之側的面。導電性膜M於進行EUV曝光時藉由下述EUV曝光裝置61而被靜電吸附。導電性膜M係含有例如鉻(Cr)等金屬之膜，且係親水性較小之膜。
如圖1A所示，製作EUV光罩200時，預先於反射膜1之上
面側成膜例如正型之化學放大型光阻劑R1。藉此，於用以製造EUV光罩200之基板100上，在其表面預先形成包含感光性薄膜之被加工膜，且於背面形成具有導電性之薄膜。
於反射膜1之上面側成膜光阻劑R1之後，如圖1B所示，藉由電子束繪圖裝置51將EB等曝光光自光阻劑R1上照射至與光罩圖案之形成位置對應之位置。藉此，進行光阻劑R1之曝光，於光阻劑R1內之與光罩圖案之形成位置對應之位置處形成潛影。
然後，如圖1C所示，藉由PEB裝置52進行基板100之加熱(PEB)。藉此，光阻劑R1之光敏劑擴散。接著，光阻劑R1中被曝光光照射之部位(形成有光罩圖案之位置)相對於顯影液而大致不溶解。另一方面，照射有曝光光的部位(未形成光罩圖案之位置)溶解於顯影液。圖1C中，以光阻劑R1表示對於顯影液有不溶性之光阻區域，以光阻劑R2表示無不溶性之光阻區域。
其後，如圖1D所示，作為基板處理之一，將UV(Ultra-Violet，紫外線)光自UV光照射裝置53之UV光源31照射至作為基板100之背面側之導電性膜M。換言之，自PEB處理後至顯影處理開始之間，於基板100之背面側照射UV光。藉此而產生臭氧(O3
)。繼而，所產生之臭氧使導電性膜M之表面氧化，其結果為導電性膜M之表面之親水性增加。對導電性膜M照射UV光時，預先選擇如不會對基板100之表面之圖案尺寸及缺陷造成影響之構成及製程條件。
藉由UV光之照射而使導電性膜M之親水性增大之後，立即將基板100搬入顯影裝置54。然後，如圖1E所示，利用顯影裝置54進行基板100之顯影處理。具體而言，自基板100之表面側對基板100之整個表面供給(滴下或噴霧)顯影液21。藉此，自基板100上去除光阻劑R2，並且於基板100上保留光阻劑R1，從而於基板100上形成光阻圖案。又，作為背面淋洗處理，自基板100之背面側對基板100之整個背面澆覆純水等淋洗液22。藉此清洗基板100之背面。
於本實施形態中，對導電性膜M進行了親水化處理，故進行基板100之顯影處理時，即便顯影液21迂迴至導電性膜M側，只要進行淋洗處理則顯影液21難以殘留於導電性膜M上。又，於基板100上澆覆淋洗液22後，淋洗液22亦難以殘留於導電性膜M上。
再者，為於對基板100表面所塗佈之光阻劑R1進行顯影之前，固定基板100之處理溫度，較理想的是利用純水等不與基板100反應之液體對基板100進行預濕。於利用UV照射之基板100之溫度變化較小之情形時亦可省略預濕。
又，若UV照射後經過較長時間，則基板100之周邊環境中之碳污染會於基板100之背面產生，親水化效果隨著時間流逝而不斷減弱。因此，較理想的是於5分鐘以內開始基板100之顯影處理。
之後，如圖1F所示，藉由乾燥裝置55進行基板100之乾燥。乾燥裝置55係一面使基板100於與主面平行之面內旋轉一面進行基板100之乾燥。並且，自光阻劑R1上對反射膜1進行蝕刻，其後去除光阻劑R1，藉此完成EUV光罩200。EUV光罩200完成之後，將EUV光罩200搬入EUV曝光裝置61，進行晶圓之EUV曝光處理。
如此，於本實施形態中，對於一方之主面形成有具有第1親水性之導電性膜M(第1膜)且於另一方之主面塗佈有光阻劑R1之基板100進行顯影之前，藉由使導電性膜M之表面氧化而對導電性膜M之表面進行親水化處理。藉此，使導電性膜M之表面親水化而具有較第1親水性更大之第2親水性。接著，對導電性膜M進行親水化處理之後進行基板100之顯影處理。
換言之，於本實施形態中，進行對基板100之作為最初之液體處理之顯影處理(背面淋洗、乾燥)之前(例如即將開始之前)，實現導電性膜M之親水化。因此，可防止基板100之顯影處理時附著於導電性膜M上之微粒、或基板100之乾燥時所產生之液滴殘留缺陷等。因此，可防止導電性膜M之污染。
再者，導電性膜M之親水化處理只要係於對基板100之最初之液體處理之前，則可於任一步驟之前進行。於自導電性膜M之親水化處理至基板100之顯影步驟為止需要特定時間以上之情形時，直至顯影步驟之前預先管理基板100之周邊環境，以使導電性膜M之親水性不會劣化。
此處，對導電性膜M之UV光之照射能量與導電性膜M之接觸角之關係、及導電性膜M之接觸角與導電性膜M上之液滴殘留的關係進行說明。圖3係表示對導電性膜之UV光之照射能量與導電性膜之接觸角之關係之圖。又，圖4係表示導電性膜之接觸角與導電性膜上之液滴殘留之關係之圖。圖3中，橫軸為對導電性膜M之UV光之照射能量，縱軸為導電性膜M之接觸角。又，圖4中，橫軸為導電性膜M之接觸角，縱軸為導電性膜M上之液滴殘留數(液滴個數)。圖4所示之關係為y=26.587x-1.7197、R2
=0.9988。
導電性膜M之接觸角係導電性膜M上之液滴(例如淋洗液22)與導電性膜M之膜表面所成之角度，且親水性越高則接觸角變得越小。如圖3所示，可知若將UV光以大致100 mJ之照射能量照射於導電性膜M，則接觸角為5度以下且為大致固定之值。又，如圖4所示，於接觸角為5度以下之情形時，液滴個數變成少數(50個以下)。因此，藉由於接觸角留有餘地而為大致5度以下之處理時間內進行導電性膜M之UV照射，可減少液滴殘留之缺陷數。
例如，預先設定液滴個數之容許值。並且，根據圖4所示之關係導出可滿足該容許值之接觸角。進而，根據圖3所示之關係導出可確保接觸角之照射能量，該接觸角係根據圖4所示之關係而算出。藉此，可使液滴殘留之缺陷數減少至所需值(容許值)以下。
接著，對UV照射方法之具體例進行說明。圖5A~圖5C係用以說明UV照射方法之具體例之圖。較理想的是，於自基板100之背面側進行UV照射時，以UV光不到達基板100之表面之光阻劑R1、R2之方式進行UV照射。因此，例如，如圖5A所示，預先將用以防止UV光在UV光源31與導電性膜M之間擴散之光導管32配置於UV光照射裝置53內。光導管32係形成為筒狀(包括圓柱形、角柱形)，以便能夠堵住UV光源31與導電性膜M之間的空隙。又，光導管32係例如由UV光波長區域內吸收較小之原材料或即便略有吸收其熱膨脹率亦較小之原材料(低熱膨脹石英玻璃)等構成。藉此，可防止自UV光源31所出射之UV光到達光阻劑R1、R2。又，照射於導電性膜M之背面之UV光之照射量於導電性膜M之面內變得均勻。
又，如圖5B所示，亦可將用以防止UV光在UV光源31與導電性膜M之間擴散之UV遮蔽板33配置於UV光照射裝置53內。UV遮蔽板33係形成為筒狀，以便能夠堵住UV光源31與導電性膜M之間之空隙。又，UV遮蔽板33係由可防止UV光之漏光之構件所構成。藉此，可防止自UV光源31所出射之UV光或藉由UV光所生成之臭氧到達光阻劑R1、R2。
又，如圖5C所示，亦可將於基板100之上面側覆蓋光阻劑R1、R2之表面之被覆構件34(例如板狀之構造物)配置於UV光照射裝置53內。被覆構件34係以與基板100之主面平行且非常接近基板100之表面之方式配置。藉此，可防止自UV光源31所出射之UV光到達光阻劑R1、R2。
又，亦可將UV光源31分開配置。例如，預先將多個UV光源31配置於UV光照射裝置53內，使用多個UV光源31將UV光照射於導電性膜M。藉此，照射於導電性膜M之背面之UV光之照射量於導電性膜M之面內變得均勻。
又，亦可組合上述UV照射方法而對基板100進行UV照射。再者，亦可不使用上述UV照射方法，而直接將UV光自UV光源31照射至導電性膜M。
完成EUV光罩200後，於晶圓製程中使用EUV光罩200而製造半導體裝置(半導體積體電路)。具體而言，EUV曝光裝置61係使用EUV光罩200進行晶圓之曝光處理，其後進行晶圓之顯影處理、蝕刻處理。換言之，於微影法步驟中利用藉由轉印而形成之光阻圖案對光罩材料進行加工，進而使用經圖案化之光罩材料，藉由蝕刻使被加工膜圖案化。EUV光罩200係對應製造半導體裝置時之每一層而製作。並且，製造半導體裝置時，使用對應各層而製作之EUV光罩200，每層進行一次晶圓之曝光處理、顯影處理、蝕刻處理。
再者，於本實施形態中對EUV光罩之製造系統具備PEB裝置52、UV光照射裝置53、顯影裝置54、乾燥裝置55之情形進行了說明，但該等裝置既可為彼此分開之裝置，亦可為1個裝置內具有各裝置之構成。
如此，根據第1實施形態，由於在顯影處理步驟前使導電性膜M親水化，故可防止於製造EUV光罩200時之EUV光罩背面之污染。又，由於將導電性膜M之接觸角設為5度以下，故可減少液滴殘留缺陷數。藉此，可縮短於顯影步驟後所進行之EUV光罩200之背面檢查之TAT(turn around time，準備時間)。又，由於液滴殘留缺陷數減少，故本來必須去除之微粒之檢視等亦變得容易。因此，附著於導電性膜M上之微粒之去除(清洗、修正)亦變得容易。因此，可降低EUV光罩200之生產成本，且可提高產量。
又，由於在即將開始顯影處理之前進行導電性膜M之親水化處理，故可於導電性膜M之親水性劣化之前進行基板100之顯影。因此，可有效地防止EUV光罩背面之污染。
又，由於將光導管32、UV遮蔽板33、被覆構件34等配置於UV光照射裝置53內，故可有效地防止對基板100之表面側之微粒附著或液滴殘留。
接著，使用圖6對本發明之第2實施形態進行說明。於第2實施形態中，對基板100進行顯影處理之前，預先使用具有氧化作用之液體(下述氧化性液體23)代替UV照射而使導電性膜M親水化。
與第1實施形態同樣地，於光罩基板之表面上形成遮光膜或反射膜1。又，於光罩基板之背面成膜導電性膜M。並且，於製造EUV光罩200時，利用電子束繪圖裝置51使反射膜1之上面側塗佈有光阻劑R1之基板100曝光之後，進行基板100之PEB，從而於光阻劑R1中形成潛影。
於本實施形態中，對於基板100，自PEB處理後至顯影處理中之乾燥步驟開始之間，利用具有氧化性之氧化性液體23僅對基板100之背面側(導電性膜M)進行親水化處理(背面處理)。
圖6A及圖6B係表示第2實施形態之EUV光罩之製造次序之圖，且表示對基板之藉由氧化性液體進行之親水化處理次序。圖6中，作為對基板100之親水化處理次序表示有對基板100之背面處理與顯影之處理順序。
例如，如圖6A所示，同時進行基板100之顯影(顯影液21之供給)與對基板100之背面處理(氧化性液體23之供給)。此時，為能夠於顯影液21迂迴至基板100之背面之前，藉由背面處理使基板100之背面佈滿氧化性液體23，亦可調整顯影開始時間或背面處理之開始時間、顯影液21或氧化性液體23之塗佈量等。
又，如圖6B所示，亦可於進行基板100之背面處理之後進行基板100之顯影。該情形時，作為基板100之背面處理而以氧化性液23佈滿基板100之背面之後，進行基板100之顯影處理與基板100之背面淋洗。基板100之背面淋洗既可藉由氧化性液體23進行，亦可藉由純水等淋洗液22進行。
由於基板100之顯影處理中存在背面之顯影液之迂迴或進行背面淋洗，故顯影處理中藉由UV照射而進行之親水化之效果變小。又，單元製作上之困難度非常高，故不現實。另一方面，於本實施形態中，由於僅將氧化性液體23供給至基板100之背面，故可同時進行親水化理與顯影處理開始。
作為氧化性液體23(藥液)，例如可使用臭氧水、硫酸、過氧化氫水、硝酸等。再者，對基板100之藉由氧化性液體而進行之背面處理只要係於基板100之最初之液體處理之前，則可於任一步驟之前進行。
如此，根據第2實施形態，由於在顯影處理步驟前利用氧化性液體23使導電性膜M親水化，故可防止於製造EUV光罩200時之EUV光罩背面之污染。
以上對本發明之若干實施形態進行了說明，但該等實施形態係作為示例而揭示者，並無限定發明範圍之意圖。該等新穎之實施形態可以其他各種形態加以實施，且於不脫離發明主旨之範圍內可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態及其變形係包含於發明範圍或主旨內，並且包含於與申請專利範圍所記載之發明均等之範圍內。
1．．．反射膜
21．．．顯影液
22．．．淋洗液
23．．．氧化性液體
31．．．UV光源
32‧‧‧光導管
33‧‧‧UV遮蔽板
34‧‧‧被覆構件
51‧‧‧電子束繪圖裝置
52‧‧‧PEB裝置
53‧‧‧UV光照射裝置
54‧‧‧顯影裝置
55‧‧‧乾燥裝置
61‧‧‧EUV曝光裝置
100‧‧‧基板
200‧‧‧EUV光罩
M‧‧‧導電性膜
Qz‧‧‧玻璃基板
R1、R2‧‧‧光阻劑
圖1A~圖1F係表示第1實施形態之EUV光罩之製造次序之圖。
圖2係表示EUV光罩之製造系統之構成之圖。
圖3係表示對導電性膜之UV光之照射能量與導電性膜之接觸角之關係之圖。
圖4係表示導電性膜之接觸角與導電性膜上之液滴殘留之關係之圖。
圖5A~圖5C係用以說明UV照射方法之具體例之圖。
圖6A及圖6B係表示對基板之藉由氧化性液體而進行之親水化處理次序之圖。
31．．．UV光源
51．．．電子束繪圖裝置
52．．．PEB裝置
53．．．UV光照射裝置
54．．．顯影裝置
55．．．乾燥裝置
61．．．EUV曝光裝置
100．．．基板
200．．．EUV光罩
Claims (20)
- 一種基板處理方法，其特徵在於：作為形成EUV光罩所使用之光罩基板，使於一方之主面形成有具有第1親水性之第1膜且於另一方之主面塗佈有光阻劑之光罩基板自上述光阻劑側曝光；對上述第1膜之表面進行親水化處理，藉此使上述第1膜之表面成為較上述第1親水性更大之第2親水性；對於上述第1膜之表面經親水化處理成第2親水性之光罩基板，對上述光阻劑進行顯影處理。
- 如請求項1之基板處理方法，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，藉由對上述第1膜之表面照射UV光，而對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性。
- 如請求項1之基板處理方法，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，藉由對上述第1膜之表面供給氧化性液體，而對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性。
- 如請求項3之基板處理方法，其中上述顯影處理時所進行之對上述光阻劑之顯影液供給，係與上述親水化處理時所進行之對上述第1膜之表面之氧化性液體供給同時進行。
- 如請求項1之基板處理方法，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，係對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性以使上述第1膜之表面之與淋洗液之接觸角為5度以下。
- 如請求項2之基板處理方法，其中對上述第1膜之表面照射UV光之後、對上述光阻劑進行顯影處理之前，藉由不與上述光罩基板反應之液體對上述光罩基板進行預濕。
- 如請求項2之基板處理方法，其中對上述第1膜之表面照射UV光之後，於5分鐘以內對上述光阻劑進行顯影處理。
- 一種EUV光罩之製造方法，其特徵在於，藉由如下之基板處理方法製造EUV光罩，該基板處理方法為：作為形成EUV光罩所使用之光罩基板，使於一方之主面形成有具有第1親水性之第1膜且於另一方之主面塗佈有光阻劑之光罩基板自上述光阻劑側曝光；對上述第1膜之表面進行親水化處理，藉此使上述第1膜之表面成為較上述第1親水性更大之第2親水性；對於上述第1膜之表面經親水化處理成第2親水性之光罩基板，對上述光阻劑進行顯影處理。
- 如請求項8之EUV光罩之製造方法，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，藉由對上述第1膜之表面照射UV光，而對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性。
- 如請求項8之EUV光罩之製造方法，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，藉由對上述第1膜之表面供給氧化性液體，而對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性。
- 如請求項10之EUV光罩之製造方法，其中於上述顯影處理時所進行之對上述光阻劑之顯影液供給，係與於上述親水化處理時所進行之對上述第1膜之表面之氧化性液體供給同時進行。
- 如請求項8之EUV光罩之製造方法，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，係對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性以使上述第1膜之表面之與淋洗液之接觸角為5度以下。
- 如請求項9之EUV光罩之製造方法，其中對上述第1膜之表面照射UV光之後、對上述光阻劑進行顯影處理之前，藉由不與上述光罩基板反應之液體而對上述光罩基板進行預濕。
- 如請求項9之EUV光罩之製造方法，其中對上述第1膜之表面照射UV光之後，於5分鐘以內對上述光阻劑進行顯影處理。
- 一種EUV光罩，其特徵在於，其係藉由如下之基板處理方法而製造，該基板處理方法為：作為形成EUV光罩所使用之光罩基板，使於一方之主面形成有具有第1親水性之第1膜且於另一方之主面塗佈有光阻劑之光罩基板自上述光阻劑側曝光；對上述第1膜之表面進行親水化處理，藉此使上述第1膜之表面成為較上述第1親水性更大之第2親水性；對於上述第1膜之表面經親水化處理成第2親水性之光罩基板，對上述光阻劑進行顯影處理。
- 如請求項15之EUV光罩，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，藉由對上述第1膜之表面照射UV光，而對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性。
- 如請求項15之EUV光罩，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，藉由對上述第1膜之表面供給氧化性液體，而對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性。
- 如請求項17之EUV光罩，其中於上述顯影處理時所進行之對上述光阻劑之顯影液供給，係與於上述親水化處理時所進行之對上述第1膜之表面之氧化性液體供給同時進行。
- 如請求項15之EUV光罩，其中對上述第1膜之表面進行親水化處理時，係對上述第1膜之表面進行親水化處理成第2親水性以使上述第1膜之表面之與淋洗液之接觸角為5度以下。
- 如請求項16之EUV光罩，其中對上述第1膜之表面照射UV光之後、對上述光阻劑進行顯影處理之前，藉由不與上述光罩基板反應之液體而對上述光罩基板進行預濕。
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