洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法
【課題】露光ユニットを大気開放することなくレチクルステージを洗浄することができる洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法において、基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルのパーティクル取込層をレチクルステージに押し付ける工程と、洗浄用レチクルをレチクルステージから剥離する工程と、基板上からパーティクル取込層を除去する工程と、パーティクル取込層が除去された基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、を設ける。
【解決手段】極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法において、基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルのパーティクル取込層をレチクルステージに押し付ける工程と、洗浄用レチクルをレチクルステージから剥離する工程と、基板上からパーティクル取込層を除去する工程と、パーティクル取込層が除去された基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化に伴い、回路パターンの線幅はますます縮小している。このような縮小化の要求に対して、リソグラフィ技術は、レジスト膜の露光に用いる露光光の波長をより短くすることで対応している。パターン幅が３０ｎｍ以下の世代からは、極端紫外光（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）と呼ばれる１３．５ｎｍを中心とした波長領域の露光光を用いることが検討されている。ＥＵＶを用いれば、従来は達成できなかったパターン幅及びパターンピッチの縮小化が達成可能と考えられている。
【０００３】
ＥＵＶは大気中で急速に減衰するため、ＥＵＶの光路は全て真空雰囲気とすることが必要である。このため、ＥＵＶ光源、レチクルを保持するレチクルステージ、光学系及び露光対象となるウェーハを保持するウェーハステージ等を含む露光ユニットは、全て真空チャンバー内に配置される。この場合、レチクルステージがレチクルを保持する手段として、真空チャックを使用できないため、静電チャックが使用される。すなわち、レチクルステージのチャック面を帯電させることにより、レチクルの裏面全体を吸着する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
レチクルステージの静電チャック面には、微細な凹凸が形成されている。このようなレチクルステージを繰り返し使用すると、微細な凹凸の凸部が欠損してパーティクルが発生してしまう。レチクルステージの静電チャック面にパーティクルが存在していると、新たなレチクルを装着したときに、レチクルステージとレチクルの裏面との間にパーティクルが介在して、レチクルが撓んでしまう。この結果、レチクル表面の平坦度が低下し、フォーカスずれ等のエラーが発生する。また、パーティクルがレチクル表面に回り込むと、光路に介在する異物となり、ウェーハ上に欠陥が転写されてしまう。このため、レチクルステージのチャック面にパーティクルが発生した場合には、速やかにレチクルステージを洗浄する必要がある。
【０００５】
しかしながら、上述の如く、レチクルステージを含む露光ユニットは真空チャンバー内に配置されているため、レチクルステージを洗浄するためには、真空チャンバー内を大気開放しなくてはならない。そして、一度真空チャンバー内を大気開放してしまうと、再び露光を開始できる程度まで真空度を上げるためには、半日〜一日程度の時間を要し、その間、露光処理を中止することになる。この結果、露光装置の実質的な稼働時間が短くなり、半導体装置のスループットが低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９９２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、極端紫外線露光装置の露光ユニットを大気開放することなくレチクルステージを洗浄することができる洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、紫外線を透過させる基板と、前記基板上に形成され、前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクルが提供される。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、極端紫外線を透過させる基板と、前記基板上に形成され、前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクルが提供される。
【００１０】
本発明の更に他の一態様によれば、極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法が提供される。
【００１１】
本発明の更に他の一態様によれば、極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、紫外線を透過させる基板上に前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記紫外線硬化層に前記紫外線を照射する工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法が提供される。
【００１２】
本発明の更に他の一態様によれば、極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、極端紫外線を透過させる基板上に前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記極端紫外線硬化層に前記極端紫外線を照射する工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法が提供される。
【００１３】
本発明の更に他の一態様によれば、基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、前記剥離後の前記洗浄用レチクルにおいて、前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、を備え、前記押し付ける工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の更に他の一態様によれば、紫外線又は極端紫外線を透過させる基板上に前記紫外線又は前記極端紫外線が照射されると硬化する光硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記光硬化層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、前記光硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記光硬化層に前記紫外線又は前記極端紫外線を照射する工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して前記極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、を備え、前記押し付ける工程、前記照射する工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、極端紫外線露光装置の露光ユニットを大気開放することなくレチクルステージを洗浄することができる洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図３】第１の実施形態に係るＥＵＶ露光装置の使用方法を例示するフローチャート図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図７】第２の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図である。
【図９】レチクルステージに押し付けられた状態の紫外線硬化層を例示する工程断面図である。
【図１０】第２の実施形態の変形例において使用するＥＵＶ光源を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
先ず、本実施形態に係る洗浄用レチクルについて説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【００１８】
本実施形態に係る洗浄用レチクルは、ＥＵＶ露光装置のレチクルステージからパーティクルを除去するためのダミーのレチクルである。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る洗浄用レチクル１においては、石英からなる基板１１が設けられている。基板１１は、例えば、露光用の通常のレチクルの基板と同じものである。基板１１の裏面１１ａにおける端縁部分を除く領域上、すなわち、裏面１１ａほぼ全面上には、粘着材料からなる粘着材層１２が設けられている。粘着材層１２はパーティクル取込層であり、粘着材料は例えば樹脂材料である。一方、基板１１の表面１１ｂには、例えば４ヶ所にアライメントマーク１３が形成されている。なお、通常、ＥＵＶ露光用のレチクルにおいては、石英基板の裏面上に静電チャックのためにクロム層が設けられているが、本実施形態に係る洗浄用レチクルにはクロム層は設けられていない。
【００１９】
次に、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法について説明する。
本実施形態に係るレチクルステージの洗浄は、上述の洗浄用レチクルを用いて実施する。また、レチクルステージの洗浄はＥＵＶ露光装置の運用の一部であり、ＥＵＶ露光装置の運用は半導体装置の製造プロセスの一部であるため、以下の説明においては、半導体装置の製造プロセスから順に説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図であり、
図３は、本実施形態に係るＥＵＶ露光装置の使用方法を例示するフローチャート図であり、
図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図であり、
図５は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図である。
なお、図２は加工されて半導体装置となるウェーハに着目したフローチャート図であり、図３はＥＵＶ露光装置に着目したフローチャート図であり、図５は洗浄用レチクルに着目したフローチャート図である。
【００２１】
先ず、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図２のステップＳ１１に示すように、ウェーハ上にレジスト材料を塗布して、レジスト膜を形成する。次に、ステップＳ１２に示すように、ＥＵＶ露光装置を使用して、レジスト膜を露光する。このとき、露光光として、波長が例えば１３．５ｎｍのＥＵＶを使用する。これにより、レジスト膜に微細な潜像を形成することができる。次に、ステップＳ１３に示すように、露光後のレジスト膜を現像する。これにより、レジスト膜の一部が選択的に除去されて、微細なレジストパターンが形成される。次に、ステップＳ１４に示すように、レジストパターンをマスクとしてウェーハに対して処理を施す。例えば、レジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行い、ウェーハ上に形成された絶縁膜を加工する。又は、レジストパターンをマスクとしてイオン注入を行い、ウェーハの表面に不純物拡散層を選択的に形成する。
【００２２】
次に、本実施形態に係るＥＵＶ露光装置の使用方法について説明する。
ＥＵＶ露光装置（図示せず）においては、排気ポンプと真空チャンバーが設けられており、真空チャンバーの内部に露光ユニットが収納されている。露光ユニットには、ＥＵＶ光源、ＥＵＶ光源から出射したＥＵＶを所定の光路に沿って導く光学系、光路に介在する位置においてレチクルを保持するレチクルステージ、レチクルによって反射されたＥＵＶが照射される位置においてウェーハを保持するウェーハステージ等が含まれている。レチクルステージには静電チャックが設けられている。また、真空チャンバー内には、複数枚のレチクルを収納するライブラリー、及びライブラリーとレチクルステージとの間でレチクルを搬送するアクチュエーター等も設けられている。ライブラリーとアクチュエーターが設けられていることにより、真空を破ることなく、レチクルステージに装着するレチクルを交換することができる。更に、このＥＵＶ露光装置においては、真空を破ることなく複数枚のウェーハをウェーハステージに順次装着することができる。
【００２３】
先ず、図３のステップＳ２１に示すように、ＥＵＶ露光装置のライブラリーに、通常の露光用のレチクル及び上述の洗浄用レチクルを装入する。次に、ステップＳ２２に示すように、真空チャンバーを閉じ、排気ポンプを作動させて、真空チャンバー内を真空雰囲気とする。例えば、真空チャンバー内の真空度を１×１０−５Ｐａ（＝１×１０−７Ｔｏｒｒ）程度とする。
【００２４】
次に、ステップＳ２３に示すように、アクチュエーターがライブラリーから露光用のレチクルを取り出し、レチクルステージに対向する位置まで搬送する。そして、レチクルステージの静電チャックを作動させることにより、レチクルステージにレチクルを装着する。また、ウェーハステージがウェーハを保持する。この状態で、ＥＵＶ光源がＥＵＶ（極端紫外線）を出射する。これにより、ＥＵＶ光源から出射されたＥＵＶが、レチクルによって選択的に反射され、縮径されて、ウェーハ上に形成されたレジスト膜に到達する。この結果、レジスト膜が露光される。この露光は、上述のステップＳ１２（図２参照）に示す露光である。１枚のウェーハについて露光が終了したら、ウェーハステージが保持するウェーハを交換して、次のウェーハについて露光を行う。このようにして、１枚の露光用のレチクルを使用して、複数枚のウェーハについて露光を行う。そして、１ロット分のウェーハについて露光が完了したら、レチクルステージに装着するレチクルを交換して、次のロットの露光を行う。レチクルを交換することにより、レチクルステージ上には不可避的にパーティクルが発生する。
【００２５】
そこで、図３のステップＳ２４に示すように、上述の洗浄用レチクル１（図１参照）を使用して、レチクルステージを洗浄する。具体的には、アクチュエーターがレチクルステージから露光用のレチクルを取り外して、ライブラリーに戻す。そして、図４（ａ）に示すように、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をライブラリーから取り出し、レチクルステージに対向する位置まで搬送する。このとき、洗浄用レチクル１の粘着材層１２がレチクルステージ５１に対向するようにする。レチクルステージ５１の表面には、パーティクル５２が付着している。
【００２６】
次に、図４（ｂ）及び図５のステップＳ３１に示すように、アライメントマーク１３を参照して洗浄用レチクル１の位置決めをしながら、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をレチクルステージ５１に押し付ける。このとき、粘着材層１２がレチクルステージ５１に押し付けられる。これにより、レチクルステージ５１上に発生していたパーティクル５２が粘着材層１２に付着する。
【００２７】
次に、図４（ｃ）及び図５のステップＳ３２に示すように、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をレチクルステージ５１から剥離する。このとき、パーティクル５２は洗浄用レチクル１の粘着材層１２に付着しているため、洗浄用レチクル１と共にレチクルステージ５１から剥離される。これにより、レチクルステージ５１からパーティクル５２が除去され、レチクルステージ５１が洗浄される。次に、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をライブラリーに戻す。
【００２８】
次に、図３のステップＳ２５に示すように、新たな露光用のレチクルをレチクルステージに装着し、露光を行う。このとき、レチクルステージにはパーティクルが付着していないため、パーティクルに起因してレチクルが撓んだり、レチクルの表面にパーティクルが回り込むことがない。この結果、パーティクルに起因して露光のエラーが発生することがない。
【００２９】
その後、必要に応じて露光用のレチクルを交換して、露光を繰り返す。このとき、必要に応じて、ステップＳ２４と同様に、レチクルステージを洗浄する。レチクルステージの洗浄は、例えば、露光用のレチクルを交換する度に行ってもよく、露光用のレチクルを所定の回数だけ交換したら行ってもよく、パーティクルの発生量が所定の値に達したら行ってもよい。なお、この場合、ライブラリーに複数枚の洗浄用レチクルを装入しておき、これらの洗浄用レチクルを順次使用してもよく、１枚の洗浄用レチクルを何回か繰り返し使用してもよい。
【００３０】
次に、ステップＳ２６に示すように、排気ポンプを停止させ、真空チャンバー内を大気開放する。
次に、ステップＳ２７に示すように、ＥＵＶ露光装置のライブラリーから洗浄用レチクルを回収する。なお、露光済みのウェーハは、次工程である現像工程（図２のステップＳ１３参照）に送られる。
【００３１】
その後、使用済みの洗浄用レチクルのリサイクルを行う。
図４（ｃ）に示すように、使用済みの洗浄用レチクル１においては、粘着剤層１２にパーティクル５２が付着しているか取り込まれている。そこで、図５のステップＳ３３に示すように、使用済みの洗浄用レチクル１の粘着材層１２に薬液を接触させる。具体的には、薬液、例えば硫酸及び過酸化水素水の混合液が注入された洗浄槽に、洗浄用レチクル１を浸漬させる。これにより、樹脂材料からなる粘着材層１２が薬液に溶解し、基板１１上から粘着材層１２が除去される。このとき、粘着材層１２に付着したパーティクル５２も粘着材層１２と共に除去される。一方、石英からなる基板１１は薬液に溶解しない。
【００３２】
次に、ステップＳ３４に示すように、基板を洗浄槽から取り出し、純水によりリンスする。これにより、基板から薬液を除去する。
次に、ステップＳ３５に示すように、基板を乾燥させる。
【００３３】
次に、ステップＳ３６に示すように、基板の裏面にパーティクルが残存しているか否かを検査する。この検査の結果、「ＮＧ」、すなわち、基板１１の裏面に粘着材料又はパーティクルが残存していたら、ステップＳ３３に戻り、基板１１を再び薬液に浸漬させる。一方、「ＯＫ」、すなわち、基板１１の裏面に粘着材料及びパーティクルのいずれも認められなければ、ステップＳ３７に進む。
【００３４】
ステップＳ３７においては、基板１１の裏面１１ａ上に粘着材料を塗布することにより、新たな粘着材層１２を形成する。これにより、粘着材層１２にパーティクル５２が付着していない新たな洗浄用レチクル１が作製される。この洗浄用レチクルは、上述の洗浄用レチクルと同様に、ＥＵＶ露光装置のライブラリーに装入されて、レチクルステージの洗浄に用いられる。
【００３５】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、洗浄用レチクルをＥＵＶ露光装置のライブラリーに装入しておくことにより、ＥＵＶ露光装置の真空を破らずに、レチクルステージを洗浄することができる。すなわち、図３のステップＳ２１においてライブラリーに洗浄用レチクルを装入し、ステップＳ２２において真空チャンバー内を排気すれば、ライブラリーとレチクルステージとの間の洗浄用レチクルの搬送及びレチクルステージへの押し付けはアクチュエーターを用いて真空雰囲気中で実施できるため、ステップＳ２６に示す大気開放まで、連続した真空雰囲気中で、ステップＳ２３に示す露光、ステップＳ２４に示すレチクルステージの洗浄、ステップＳ２５に示す露光を実施することができる。なお、ステップＳ２４に示す洗浄工程には、図５のステップＳ３１に示す洗浄用レチクルをレチクルステージに押し付ける工程、及びステップＳ３２に示す洗浄用レチクルをレチクルステージから離隔させる工程が含まれる。また、ステップＳ２３及びＳ２５に示す露光工程には、それぞれ、露光用のレチクルをレチクルステージに装着する工程及びＥＵＶによりレジスト膜を露光する工程が含まれる。これにより、レチクルステージを洗浄する度に、真空チャンバー内を大気開放してその後再び排気する必要がなく、ＥＵＶ露光装置の実質的な稼働率が向上する。この結果、半導体装置のスループットが向上する。
【００３６】
また、本実施形態によれば、ＥＵＶ露光装置のライブラリーに露光用のレチクルに加えて洗浄用レチクルを装入するだけで、ＥＵＶ露光装置自体に改良を加えることなく、レチクルステージを洗浄することができる。
【００３７】
更に、本実施形態によれば、パーティクルが付着した洗浄用レチクルを薬液に接触させることにより、基板から粘着材層と共にパーティクルを除去し、その後、基板上に粘着材層を再び形成することにより、洗浄用レチクルを再作製することができる。これにより、高価な石英製の基板を繰り返し使用することができ、また、アライメントマーク１３（図１（ｂ）参照）も形成し直す必要がないため、洗浄用レチクルのコストを抑制できる。更に、粘着材層を薬液に溶解させて除去しているため、粘着材層を研削等の機械的な手段によって除去する場合と比較して、粘着材層の一部が残留したり、基板にダメージを与えたりすることがなく、粘着材層を効率的に除去することができる。
【００３８】
更にまた、本実施形態によれば、基板の裏面のほぼ全体に粘着材層が形成されているため、洗浄用レチクルをレチクルステージに１回押し付けるだけで、レチクルステージの表面におけるレチクルが装着される領域全体を洗浄することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６（ａ）は本実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る洗浄用レチクル２においては、紫外線を透過させる基板１１が設けられている。基板１１は、例えば石英からなる基板である。そして、基板１１の裏面１１ａ上のほぼ全面上、すなわち、裏面１１ａの端縁を除く領域上に、パーティクル取込層として、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化樹脂からなる紫外線硬化層２２が設けられている。また、基板１１の表面１１ｂ上には、アライメントマーク１３が形成されている。
【００４０】
紫外線が照射される前の紫外線硬化層２２は半液体状である。紫外線硬化樹脂には、例えば、紫外線露光用のネガレジスト材料又は紫外線硬化型のナノインプリント樹脂を使用することができる。ナノインプリント樹脂としては、例えば、東洋合成工業株式会社製ナノインプリント樹脂「ＰＡＫ−０１」が挙げられる。
なお、本明細書においては、「紫外線」は「極端紫外線（ＥＵＶ）」を含まないものとする。例えば、「紫外線」の波長領域は２０〜４００ｎｍとし、「極端紫外線（ＥＵＶ）」の波長領域は５〜２０ｎｍとする。
【００４１】
次に、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法について説明する。
図７は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図であり、
図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図であり、
図９は、レチクルステージに押し付けられた状態の紫外線硬化層を例示する工程断面図である。
【００４２】
図７に示すように、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法は、前述の第１の実施形態に係る洗浄方法（図５参照）と比較して、洗浄用レチクルをレチクルステージに押し付ける工程（ステップＳ３１）と洗浄用レチクルをレチクルステージから剥離する工程（ステップＳ３２）との間に、紫外線硬化層に紫外線を照射する工程（ステップＳ４１）が設けられている点が異なっている。また、本実施形態において使用するＥＵＶ露光装置には紫外線ランプ（図示せず）が設けられている。この紫外線ランプは、例えば、ＥＵＶ露光装置の光学系に設けられているミラーを洗浄するための紫外線ランプである。
【００４３】
以下、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を具体的に説明する。
図７のステップＳ３１及び図８（ａ）に示すように、ＥＵＶ露光装置のアクチュエーターがライブラリーから洗浄用レチクル２を取り出し、レチクルステージ５１に対向する位置まで搬送する。このとき、洗浄用レチクル２の紫外線硬化層２２をレチクルステージ５１に対向させる。レチクルステージ５１の表面にはパーティクル５２が付着している。次に、アクチュエーターが洗浄用レチクル２をレチクルステージ５１に押し付ける。これにより、洗浄用レチクル２の紫外線硬化層２２がレチクルステージ５１に押し付けられる。
【００４４】
このとき、図９に示すように、紫外線硬化層２２は半液体状であるため、紫外線硬化樹脂はパーティクル５２とレチクルステージ５１との間の隙間に回り込む。これにより、パーティクル５２は紫外線硬化層２２の内部に取り込まれる。また、半液体状の紫外線硬化樹脂は、大きなパーティクル５２の間にある小さなパーティクル５２の周囲にも回り込むため、大きなパーティクル５２の間にある小さなパーティクル５２も紫外線硬化層２２内に取り込まれる。この効果を得るためには、紫外線硬化層２２の厚さをパーティクル５２の最大径よりも大きくすることが好ましい。
【００４５】
次に、図７のステップＳ４１及び図８（ｂ）に示すように、ＥＵＶ露光装置の紫外線ランプが紫外線ＵＶを出射する。紫外線ランプから出射された紫外線ＵＶは、洗浄用レチクル２の基板１１を透過して紫外線硬化層２２に照射される。これにより、紫外線硬化層２２がパーティクル５２を取り込んだ状態で硬化する。また、このとき、紫外線硬化層２２はレチクルステージ５１に対する接着力を失う。
【００４６】
次に、図７のステップＳ３２及び図８（ｃ）に示すように、アクチュエーターがレチクルステージ５１から洗浄用レチクル２を剥離させる。これにより、紫外線硬化層２２に取り込まれたパーティクル５２も、洗浄用レチクル２と共にレチクルステージ５１上から除去される。その後、アクチュエーターが洗浄用レチクル２をライブラリーに戻す。なお、紫外線硬化層２２を硬化させた洗浄用レチクル２は、再びライブラリーから取り出されてレチクルステージ５１の洗浄に使用されることはない。
【００４７】
本実施形態における上記以外のレチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。すなわち、使用済みの洗浄用レチクルは真空チャンバーの大気開放後に回収して、薬液、例えば、硫酸及び過酸化水素水の混合液が注入された洗浄槽に浸漬する。これにより、パーティクル５２を取り込んだ状態で硬化した紫外線硬化層２２が基板１１から除去される。その後、基板１１の水洗及び乾燥を経て、基板１１の裏面上に紫外線硬化樹脂を塗布することにより、新たに紫外線硬化層２２を形成する。これにより、基板１１をリサイクルして、新たな洗浄用レチクル２を作製する。なお、本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同様に、ウェーハ上に形成されたレジスト膜は、紫外線ではなくＥＵＶによって露光する。
【００４８】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態においては、紫外線硬化層２２は、レチクルステージ５１に押し付けられる時点では半液体状であり粘性が低い。このため、パーティクル５２の取り込みが早い。また、図９に示すように、紫外線硬化樹脂はパーティクル５２とレチクルステージ５１との間に回り込むため、パーティクル５２を確実に取り込むことができる。更に、紫外線硬化層２２は、大きなパーティクル５２の間に存在する小さなパーティクル５２も確実に取り込んで除去することができる。
【００４９】
更にまた、紫外線硬化層２２は硬化した時点でレチクルステージ５１に対する接着力を失うため、洗浄用レチクル２をレチクルステージ５１から容易に剥離させることができる。更にまた、紫外線硬化樹脂には、紫外線露光用のネガレジストそのもの又はそれに近い材料を使用することができるため、紫外線硬化樹脂の入手及び取り扱いが容易であり、洗浄用レチクル２の作製が容易である。更にまた、紫外線硬化層２２を硬化させるための紫外線の光源として、ミラー洗浄用の紫外線ランプを利用することができるため、既存のＥＵＶ露光装置をそのまま使用することができる。
【００５０】
本実施形態における上記以外の作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。すなわち、真空を破らずにレチクルステージを洗浄できるため、露光処理のスループットが高い。また、洗浄用レチクルの基板をリサイクルできるため、レチクルステージの洗浄に要するコストが低い。更に、紫外線硬化層が基板の裏面のほぼ全体に形成されているため、１回の動作でレチクルステージにおけるレチクルが装着される領域全体を洗浄することができる。
【００５１】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図１０は、本変形例において使用するＥＵＶ光源を例示する図である。
本変形例に係る洗浄用レチクルは、前述の第２の実施形態に係る洗浄用レチクル２（図６参照）と比較して、パーティクル取込層として、ＥＵＶが照射されると硬化するＥＵＶ硬化層が設けられている点が異なっている。ＥＵＶ硬化層は、例えば、ＥＵＶ露光用のネガレジストにより形成する。
【００５２】
本変形例においては、図７のステップＳ４１に示す工程において、紫外線ではなく、レジスト膜の露光に使用するＥＵＶを照射することにより、ＥＵＶ硬化層を硬化させる。より具体的には、図１０に示すように、スリット光源５５がレチクルステージに押し付けられた洗浄用レチクルに対して相対的に移動しながら、ＥＵＶを出射する。このＥＵＶが洗浄用レチクルの基板を透過してＥＵＶ硬化層に到達する。これにより、ＥＵＶ硬化層全体をスキャンし、ＥＵＶ硬化層全体を硬化させる。
【００５３】
本変形例によれば、レジスト膜の露光に用いるＥＵＶ光源を使用してＥＵＶ硬化層を硬化させることができるため、紫外線ランプが設けられていないＥＵＶ露光装置にも適用することができる。本変形例における上記以外の構成及び作用効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００５４】
以上、実施形態及びその変形例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態及び変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
【符号の説明】
【００５５】
１、２ 洗浄用レチクル、１１ 基板、１１ａ 裏面、１１ｂ 表面、１２ 粘着材層、１３ アライメントマーク、２２ 紫外線硬化層、５１ レチクルステージ、５２ パーティクル、５５ スリット光源、ＵＶ 紫外線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化に伴い、回路パターンの線幅はますます縮小している。このような縮小化の要求に対して、リソグラフィ技術は、レジスト膜の露光に用いる露光光の波長をより短くすることで対応している。パターン幅が３０ｎｍ以下の世代からは、極端紫外光（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）と呼ばれる１３．５ｎｍを中心とした波長領域の露光光を用いることが検討されている。ＥＵＶを用いれば、従来は達成できなかったパターン幅及びパターンピッチの縮小化が達成可能と考えられている。
【０００３】
ＥＵＶは大気中で急速に減衰するため、ＥＵＶの光路は全て真空雰囲気とすることが必要である。このため、ＥＵＶ光源、レチクルを保持するレチクルステージ、光学系及び露光対象となるウェーハを保持するウェーハステージ等を含む露光ユニットは、全て真空チャンバー内に配置される。この場合、レチクルステージがレチクルを保持する手段として、真空チャックを使用できないため、静電チャックが使用される。すなわち、レチクルステージのチャック面を帯電させることにより、レチクルの裏面全体を吸着する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
レチクルステージの静電チャック面には、微細な凹凸が形成されている。このようなレチクルステージを繰り返し使用すると、微細な凹凸の凸部が欠損してパーティクルが発生してしまう。レチクルステージの静電チャック面にパーティクルが存在していると、新たなレチクルを装着したときに、レチクルステージとレチクルの裏面との間にパーティクルが介在して、レチクルが撓んでしまう。この結果、レチクル表面の平坦度が低下し、フォーカスずれ等のエラーが発生する。また、パーティクルがレチクル表面に回り込むと、光路に介在する異物となり、ウェーハ上に欠陥が転写されてしまう。このため、レチクルステージのチャック面にパーティクルが発生した場合には、速やかにレチクルステージを洗浄する必要がある。
【０００５】
しかしながら、上述の如く、レチクルステージを含む露光ユニットは真空チャンバー内に配置されているため、レチクルステージを洗浄するためには、真空チャンバー内を大気開放しなくてはならない。そして、一度真空チャンバー内を大気開放してしまうと、再び露光を開始できる程度まで真空度を上げるためには、半日〜一日程度の時間を要し、その間、露光処理を中止することになる。この結果、露光装置の実質的な稼働時間が短くなり、半導体装置のスループットが低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９９２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、極端紫外線露光装置の露光ユニットを大気開放することなくレチクルステージを洗浄することができる洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、紫外線を透過させる基板と、前記基板上に形成され、前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクルが提供される。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、極端紫外線を透過させる基板と、前記基板上に形成され、前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクルが提供される。
【００１０】
本発明の更に他の一態様によれば、極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法が提供される。
【００１１】
本発明の更に他の一態様によれば、極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、紫外線を透過させる基板上に前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記紫外線硬化層に前記紫外線を照射する工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法が提供される。
【００１２】
本発明の更に他の一態様によれば、極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、極端紫外線を透過させる基板上に前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記極端紫外線硬化層に前記極端紫外線を照射する工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法が提供される。
【００１３】
本発明の更に他の一態様によれば、基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、前記剥離後の前記洗浄用レチクルにおいて、前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、を備え、前記押し付ける工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の更に他の一態様によれば、紫外線又は極端紫外線を透過させる基板上に前記紫外線又は前記極端紫外線が照射されると硬化する光硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記光硬化層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、前記光硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記光硬化層に前記紫外線又は前記極端紫外線を照射する工程と、前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して前記極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、を備え、前記押し付ける工程、前記照射する工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、極端紫外線露光装置の露光ユニットを大気開放することなくレチクルステージを洗浄することができる洗浄用レチクル、レチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図３】第１の実施形態に係るＥＵＶ露光装置の使用方法を例示するフローチャート図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図７】第２の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図である。
【図９】レチクルステージに押し付けられた状態の紫外線硬化層を例示する工程断面図である。
【図１０】第２の実施形態の変形例において使用するＥＵＶ光源を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
先ず、本実施形態に係る洗浄用レチクルについて説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【００１８】
本実施形態に係る洗浄用レチクルは、ＥＵＶ露光装置のレチクルステージからパーティクルを除去するためのダミーのレチクルである。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る洗浄用レチクル１においては、石英からなる基板１１が設けられている。基板１１は、例えば、露光用の通常のレチクルの基板と同じものである。基板１１の裏面１１ａにおける端縁部分を除く領域上、すなわち、裏面１１ａほぼ全面上には、粘着材料からなる粘着材層１２が設けられている。粘着材層１２はパーティクル取込層であり、粘着材料は例えば樹脂材料である。一方、基板１１の表面１１ｂには、例えば４ヶ所にアライメントマーク１３が形成されている。なお、通常、ＥＵＶ露光用のレチクルにおいては、石英基板の裏面上に静電チャックのためにクロム層が設けられているが、本実施形態に係る洗浄用レチクルにはクロム層は設けられていない。
【００１９】
次に、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法について説明する。
本実施形態に係るレチクルステージの洗浄は、上述の洗浄用レチクルを用いて実施する。また、レチクルステージの洗浄はＥＵＶ露光装置の運用の一部であり、ＥＵＶ露光装置の運用は半導体装置の製造プロセスの一部であるため、以下の説明においては、半導体装置の製造プロセスから順に説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図であり、
図３は、本実施形態に係るＥＵＶ露光装置の使用方法を例示するフローチャート図であり、
図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図であり、
図５は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図である。
なお、図２は加工されて半導体装置となるウェーハに着目したフローチャート図であり、図３はＥＵＶ露光装置に着目したフローチャート図であり、図５は洗浄用レチクルに着目したフローチャート図である。
【００２１】
先ず、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図２のステップＳ１１に示すように、ウェーハ上にレジスト材料を塗布して、レジスト膜を形成する。次に、ステップＳ１２に示すように、ＥＵＶ露光装置を使用して、レジスト膜を露光する。このとき、露光光として、波長が例えば１３．５ｎｍのＥＵＶを使用する。これにより、レジスト膜に微細な潜像を形成することができる。次に、ステップＳ１３に示すように、露光後のレジスト膜を現像する。これにより、レジスト膜の一部が選択的に除去されて、微細なレジストパターンが形成される。次に、ステップＳ１４に示すように、レジストパターンをマスクとしてウェーハに対して処理を施す。例えば、レジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行い、ウェーハ上に形成された絶縁膜を加工する。又は、レジストパターンをマスクとしてイオン注入を行い、ウェーハの表面に不純物拡散層を選択的に形成する。
【００２２】
次に、本実施形態に係るＥＵＶ露光装置の使用方法について説明する。
ＥＵＶ露光装置（図示せず）においては、排気ポンプと真空チャンバーが設けられており、真空チャンバーの内部に露光ユニットが収納されている。露光ユニットには、ＥＵＶ光源、ＥＵＶ光源から出射したＥＵＶを所定の光路に沿って導く光学系、光路に介在する位置においてレチクルを保持するレチクルステージ、レチクルによって反射されたＥＵＶが照射される位置においてウェーハを保持するウェーハステージ等が含まれている。レチクルステージには静電チャックが設けられている。また、真空チャンバー内には、複数枚のレチクルを収納するライブラリー、及びライブラリーとレチクルステージとの間でレチクルを搬送するアクチュエーター等も設けられている。ライブラリーとアクチュエーターが設けられていることにより、真空を破ることなく、レチクルステージに装着するレチクルを交換することができる。更に、このＥＵＶ露光装置においては、真空を破ることなく複数枚のウェーハをウェーハステージに順次装着することができる。
【００２３】
先ず、図３のステップＳ２１に示すように、ＥＵＶ露光装置のライブラリーに、通常の露光用のレチクル及び上述の洗浄用レチクルを装入する。次に、ステップＳ２２に示すように、真空チャンバーを閉じ、排気ポンプを作動させて、真空チャンバー内を真空雰囲気とする。例えば、真空チャンバー内の真空度を１×１０−５Ｐａ（＝１×１０−７Ｔｏｒｒ）程度とする。
【００２４】
次に、ステップＳ２３に示すように、アクチュエーターがライブラリーから露光用のレチクルを取り出し、レチクルステージに対向する位置まで搬送する。そして、レチクルステージの静電チャックを作動させることにより、レチクルステージにレチクルを装着する。また、ウェーハステージがウェーハを保持する。この状態で、ＥＵＶ光源がＥＵＶ（極端紫外線）を出射する。これにより、ＥＵＶ光源から出射されたＥＵＶが、レチクルによって選択的に反射され、縮径されて、ウェーハ上に形成されたレジスト膜に到達する。この結果、レジスト膜が露光される。この露光は、上述のステップＳ１２（図２参照）に示す露光である。１枚のウェーハについて露光が終了したら、ウェーハステージが保持するウェーハを交換して、次のウェーハについて露光を行う。このようにして、１枚の露光用のレチクルを使用して、複数枚のウェーハについて露光を行う。そして、１ロット分のウェーハについて露光が完了したら、レチクルステージに装着するレチクルを交換して、次のロットの露光を行う。レチクルを交換することにより、レチクルステージ上には不可避的にパーティクルが発生する。
【００２５】
そこで、図３のステップＳ２４に示すように、上述の洗浄用レチクル１（図１参照）を使用して、レチクルステージを洗浄する。具体的には、アクチュエーターがレチクルステージから露光用のレチクルを取り外して、ライブラリーに戻す。そして、図４（ａ）に示すように、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をライブラリーから取り出し、レチクルステージに対向する位置まで搬送する。このとき、洗浄用レチクル１の粘着材層１２がレチクルステージ５１に対向するようにする。レチクルステージ５１の表面には、パーティクル５２が付着している。
【００２６】
次に、図４（ｂ）及び図５のステップＳ３１に示すように、アライメントマーク１３を参照して洗浄用レチクル１の位置決めをしながら、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をレチクルステージ５１に押し付ける。このとき、粘着材層１２がレチクルステージ５１に押し付けられる。これにより、レチクルステージ５１上に発生していたパーティクル５２が粘着材層１２に付着する。
【００２７】
次に、図４（ｃ）及び図５のステップＳ３２に示すように、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をレチクルステージ５１から剥離する。このとき、パーティクル５２は洗浄用レチクル１の粘着材層１２に付着しているため、洗浄用レチクル１と共にレチクルステージ５１から剥離される。これにより、レチクルステージ５１からパーティクル５２が除去され、レチクルステージ５１が洗浄される。次に、アクチュエーターが洗浄用レチクル１をライブラリーに戻す。
【００２８】
次に、図３のステップＳ２５に示すように、新たな露光用のレチクルをレチクルステージに装着し、露光を行う。このとき、レチクルステージにはパーティクルが付着していないため、パーティクルに起因してレチクルが撓んだり、レチクルの表面にパーティクルが回り込むことがない。この結果、パーティクルに起因して露光のエラーが発生することがない。
【００２９】
その後、必要に応じて露光用のレチクルを交換して、露光を繰り返す。このとき、必要に応じて、ステップＳ２４と同様に、レチクルステージを洗浄する。レチクルステージの洗浄は、例えば、露光用のレチクルを交換する度に行ってもよく、露光用のレチクルを所定の回数だけ交換したら行ってもよく、パーティクルの発生量が所定の値に達したら行ってもよい。なお、この場合、ライブラリーに複数枚の洗浄用レチクルを装入しておき、これらの洗浄用レチクルを順次使用してもよく、１枚の洗浄用レチクルを何回か繰り返し使用してもよい。
【００３０】
次に、ステップＳ２６に示すように、排気ポンプを停止させ、真空チャンバー内を大気開放する。
次に、ステップＳ２７に示すように、ＥＵＶ露光装置のライブラリーから洗浄用レチクルを回収する。なお、露光済みのウェーハは、次工程である現像工程（図２のステップＳ１３参照）に送られる。
【００３１】
その後、使用済みの洗浄用レチクルのリサイクルを行う。
図４（ｃ）に示すように、使用済みの洗浄用レチクル１においては、粘着剤層１２にパーティクル５２が付着しているか取り込まれている。そこで、図５のステップＳ３３に示すように、使用済みの洗浄用レチクル１の粘着材層１２に薬液を接触させる。具体的には、薬液、例えば硫酸及び過酸化水素水の混合液が注入された洗浄槽に、洗浄用レチクル１を浸漬させる。これにより、樹脂材料からなる粘着材層１２が薬液に溶解し、基板１１上から粘着材層１２が除去される。このとき、粘着材層１２に付着したパーティクル５２も粘着材層１２と共に除去される。一方、石英からなる基板１１は薬液に溶解しない。
【００３２】
次に、ステップＳ３４に示すように、基板を洗浄槽から取り出し、純水によりリンスする。これにより、基板から薬液を除去する。
次に、ステップＳ３５に示すように、基板を乾燥させる。
【００３３】
次に、ステップＳ３６に示すように、基板の裏面にパーティクルが残存しているか否かを検査する。この検査の結果、「ＮＧ」、すなわち、基板１１の裏面に粘着材料又はパーティクルが残存していたら、ステップＳ３３に戻り、基板１１を再び薬液に浸漬させる。一方、「ＯＫ」、すなわち、基板１１の裏面に粘着材料及びパーティクルのいずれも認められなければ、ステップＳ３７に進む。
【００３４】
ステップＳ３７においては、基板１１の裏面１１ａ上に粘着材料を塗布することにより、新たな粘着材層１２を形成する。これにより、粘着材層１２にパーティクル５２が付着していない新たな洗浄用レチクル１が作製される。この洗浄用レチクルは、上述の洗浄用レチクルと同様に、ＥＵＶ露光装置のライブラリーに装入されて、レチクルステージの洗浄に用いられる。
【００３５】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、洗浄用レチクルをＥＵＶ露光装置のライブラリーに装入しておくことにより、ＥＵＶ露光装置の真空を破らずに、レチクルステージを洗浄することができる。すなわち、図３のステップＳ２１においてライブラリーに洗浄用レチクルを装入し、ステップＳ２２において真空チャンバー内を排気すれば、ライブラリーとレチクルステージとの間の洗浄用レチクルの搬送及びレチクルステージへの押し付けはアクチュエーターを用いて真空雰囲気中で実施できるため、ステップＳ２６に示す大気開放まで、連続した真空雰囲気中で、ステップＳ２３に示す露光、ステップＳ２４に示すレチクルステージの洗浄、ステップＳ２５に示す露光を実施することができる。なお、ステップＳ２４に示す洗浄工程には、図５のステップＳ３１に示す洗浄用レチクルをレチクルステージに押し付ける工程、及びステップＳ３２に示す洗浄用レチクルをレチクルステージから離隔させる工程が含まれる。また、ステップＳ２３及びＳ２５に示す露光工程には、それぞれ、露光用のレチクルをレチクルステージに装着する工程及びＥＵＶによりレジスト膜を露光する工程が含まれる。これにより、レチクルステージを洗浄する度に、真空チャンバー内を大気開放してその後再び排気する必要がなく、ＥＵＶ露光装置の実質的な稼働率が向上する。この結果、半導体装置のスループットが向上する。
【００３６】
また、本実施形態によれば、ＥＵＶ露光装置のライブラリーに露光用のレチクルに加えて洗浄用レチクルを装入するだけで、ＥＵＶ露光装置自体に改良を加えることなく、レチクルステージを洗浄することができる。
【００３７】
更に、本実施形態によれば、パーティクルが付着した洗浄用レチクルを薬液に接触させることにより、基板から粘着材層と共にパーティクルを除去し、その後、基板上に粘着材層を再び形成することにより、洗浄用レチクルを再作製することができる。これにより、高価な石英製の基板を繰り返し使用することができ、また、アライメントマーク１３（図１（ｂ）参照）も形成し直す必要がないため、洗浄用レチクルのコストを抑制できる。更に、粘着材層を薬液に溶解させて除去しているため、粘着材層を研削等の機械的な手段によって除去する場合と比較して、粘着材層の一部が残留したり、基板にダメージを与えたりすることがなく、粘着材層を効率的に除去することができる。
【００３８】
更にまた、本実施形態によれば、基板の裏面のほぼ全体に粘着材層が形成されているため、洗浄用レチクルをレチクルステージに１回押し付けるだけで、レチクルステージの表面におけるレチクルが装着される領域全体を洗浄することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６（ａ）は本実施形態に係る洗浄用レチクルを例示する裏面図であり、（ｂ）はその表面図であり、（ｃ）はその側面図である。
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る洗浄用レチクル２においては、紫外線を透過させる基板１１が設けられている。基板１１は、例えば石英からなる基板である。そして、基板１１の裏面１１ａ上のほぼ全面上、すなわち、裏面１１ａの端縁を除く領域上に、パーティクル取込層として、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化樹脂からなる紫外線硬化層２２が設けられている。また、基板１１の表面１１ｂ上には、アライメントマーク１３が形成されている。
【００４０】
紫外線が照射される前の紫外線硬化層２２は半液体状である。紫外線硬化樹脂には、例えば、紫外線露光用のネガレジスト材料又は紫外線硬化型のナノインプリント樹脂を使用することができる。ナノインプリント樹脂としては、例えば、東洋合成工業株式会社製ナノインプリント樹脂「ＰＡＫ−０１」が挙げられる。
なお、本明細書においては、「紫外線」は「極端紫外線（ＥＵＶ）」を含まないものとする。例えば、「紫外線」の波長領域は２０〜４００ｎｍとし、「極端紫外線（ＥＵＶ）」の波長領域は５〜２０ｎｍとする。
【００４１】
次に、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法について説明する。
図７は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示するフローチャート図であり、
図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を例示する工程断面図であり、
図９は、レチクルステージに押し付けられた状態の紫外線硬化層を例示する工程断面図である。
【００４２】
図７に示すように、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法は、前述の第１の実施形態に係る洗浄方法（図５参照）と比較して、洗浄用レチクルをレチクルステージに押し付ける工程（ステップＳ３１）と洗浄用レチクルをレチクルステージから剥離する工程（ステップＳ３２）との間に、紫外線硬化層に紫外線を照射する工程（ステップＳ４１）が設けられている点が異なっている。また、本実施形態において使用するＥＵＶ露光装置には紫外線ランプ（図示せず）が設けられている。この紫外線ランプは、例えば、ＥＵＶ露光装置の光学系に設けられているミラーを洗浄するための紫外線ランプである。
【００４３】
以下、本実施形態に係るレチクルステージの洗浄方法を具体的に説明する。
図７のステップＳ３１及び図８（ａ）に示すように、ＥＵＶ露光装置のアクチュエーターがライブラリーから洗浄用レチクル２を取り出し、レチクルステージ５１に対向する位置まで搬送する。このとき、洗浄用レチクル２の紫外線硬化層２２をレチクルステージ５１に対向させる。レチクルステージ５１の表面にはパーティクル５２が付着している。次に、アクチュエーターが洗浄用レチクル２をレチクルステージ５１に押し付ける。これにより、洗浄用レチクル２の紫外線硬化層２２がレチクルステージ５１に押し付けられる。
【００４４】
このとき、図９に示すように、紫外線硬化層２２は半液体状であるため、紫外線硬化樹脂はパーティクル５２とレチクルステージ５１との間の隙間に回り込む。これにより、パーティクル５２は紫外線硬化層２２の内部に取り込まれる。また、半液体状の紫外線硬化樹脂は、大きなパーティクル５２の間にある小さなパーティクル５２の周囲にも回り込むため、大きなパーティクル５２の間にある小さなパーティクル５２も紫外線硬化層２２内に取り込まれる。この効果を得るためには、紫外線硬化層２２の厚さをパーティクル５２の最大径よりも大きくすることが好ましい。
【００４５】
次に、図７のステップＳ４１及び図８（ｂ）に示すように、ＥＵＶ露光装置の紫外線ランプが紫外線ＵＶを出射する。紫外線ランプから出射された紫外線ＵＶは、洗浄用レチクル２の基板１１を透過して紫外線硬化層２２に照射される。これにより、紫外線硬化層２２がパーティクル５２を取り込んだ状態で硬化する。また、このとき、紫外線硬化層２２はレチクルステージ５１に対する接着力を失う。
【００４６】
次に、図７のステップＳ３２及び図８（ｃ）に示すように、アクチュエーターがレチクルステージ５１から洗浄用レチクル２を剥離させる。これにより、紫外線硬化層２２に取り込まれたパーティクル５２も、洗浄用レチクル２と共にレチクルステージ５１上から除去される。その後、アクチュエーターが洗浄用レチクル２をライブラリーに戻す。なお、紫外線硬化層２２を硬化させた洗浄用レチクル２は、再びライブラリーから取り出されてレチクルステージ５１の洗浄に使用されることはない。
【００４７】
本実施形態における上記以外のレチクルステージの洗浄方法及び半導体装置の製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。すなわち、使用済みの洗浄用レチクルは真空チャンバーの大気開放後に回収して、薬液、例えば、硫酸及び過酸化水素水の混合液が注入された洗浄槽に浸漬する。これにより、パーティクル５２を取り込んだ状態で硬化した紫外線硬化層２２が基板１１から除去される。その後、基板１１の水洗及び乾燥を経て、基板１１の裏面上に紫外線硬化樹脂を塗布することにより、新たに紫外線硬化層２２を形成する。これにより、基板１１をリサイクルして、新たな洗浄用レチクル２を作製する。なお、本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同様に、ウェーハ上に形成されたレジスト膜は、紫外線ではなくＥＵＶによって露光する。
【００４８】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態においては、紫外線硬化層２２は、レチクルステージ５１に押し付けられる時点では半液体状であり粘性が低い。このため、パーティクル５２の取り込みが早い。また、図９に示すように、紫外線硬化樹脂はパーティクル５２とレチクルステージ５１との間に回り込むため、パーティクル５２を確実に取り込むことができる。更に、紫外線硬化層２２は、大きなパーティクル５２の間に存在する小さなパーティクル５２も確実に取り込んで除去することができる。
【００４９】
更にまた、紫外線硬化層２２は硬化した時点でレチクルステージ５１に対する接着力を失うため、洗浄用レチクル２をレチクルステージ５１から容易に剥離させることができる。更にまた、紫外線硬化樹脂には、紫外線露光用のネガレジストそのもの又はそれに近い材料を使用することができるため、紫外線硬化樹脂の入手及び取り扱いが容易であり、洗浄用レチクル２の作製が容易である。更にまた、紫外線硬化層２２を硬化させるための紫外線の光源として、ミラー洗浄用の紫外線ランプを利用することができるため、既存のＥＵＶ露光装置をそのまま使用することができる。
【００５０】
本実施形態における上記以外の作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。すなわち、真空を破らずにレチクルステージを洗浄できるため、露光処理のスループットが高い。また、洗浄用レチクルの基板をリサイクルできるため、レチクルステージの洗浄に要するコストが低い。更に、紫外線硬化層が基板の裏面のほぼ全体に形成されているため、１回の動作でレチクルステージにおけるレチクルが装着される領域全体を洗浄することができる。
【００５１】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図１０は、本変形例において使用するＥＵＶ光源を例示する図である。
本変形例に係る洗浄用レチクルは、前述の第２の実施形態に係る洗浄用レチクル２（図６参照）と比較して、パーティクル取込層として、ＥＵＶが照射されると硬化するＥＵＶ硬化層が設けられている点が異なっている。ＥＵＶ硬化層は、例えば、ＥＵＶ露光用のネガレジストにより形成する。
【００５２】
本変形例においては、図７のステップＳ４１に示す工程において、紫外線ではなく、レジスト膜の露光に使用するＥＵＶを照射することにより、ＥＵＶ硬化層を硬化させる。より具体的には、図１０に示すように、スリット光源５５がレチクルステージに押し付けられた洗浄用レチクルに対して相対的に移動しながら、ＥＵＶを出射する。このＥＵＶが洗浄用レチクルの基板を透過してＥＵＶ硬化層に到達する。これにより、ＥＵＶ硬化層全体をスキャンし、ＥＵＶ硬化層全体を硬化させる。
【００５３】
本変形例によれば、レジスト膜の露光に用いるＥＵＶ光源を使用してＥＵＶ硬化層を硬化させることができるため、紫外線ランプが設けられていないＥＵＶ露光装置にも適用することができる。本変形例における上記以外の構成及び作用効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００５４】
以上、実施形態及びその変形例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態及び変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
【符号の説明】
【００５５】
１、２ 洗浄用レチクル、１１ 基板、１１ａ 裏面、１１ｂ 表面、１２ 粘着材層、１３ アライメントマーク、２２ 紫外線硬化層、５１ レチクルステージ、５２ パーティクル、５５ スリット光源、ＵＶ 紫外線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を透過させる基板と、
前記基板上に形成され、前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクル。
【請求項２】
極端紫外線を透過させる基板と、
前記基板上に形成され、前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクル。
【請求項３】
極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、
基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、
前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法。
【請求項４】
前記パーティクル取込層を粘着材料によって形成することを特徴とする請求項３記載のレチクルステージの洗浄方法。
【請求項５】
前記パーティクル取込層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記パーティクル取込層に紫外線又は極端紫外線を照射する工程をさらに備え、
前記基板を前記紫外線又は前記極端紫外線を透過させる基板とし、
前記パーティクル取込層を前記紫外線又は前記極端紫外線が照射されると硬化する材料によって形成することを特徴とする請求項３記載のレチクルステージの洗浄方法。
【請求項６】
前記パーティクル取込層を除去する工程は、前記パーティクル取込層を薬液に溶解させる工程を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のレチクルステージの洗浄方法。
【請求項７】
極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、
紫外線を透過させる基板上に前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、
前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記紫外線硬化層に前記紫外線を照射する工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法。
【請求項８】
極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、
極端紫外線を透過させる基板上に前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、
前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記極端紫外線硬化層に前記極端紫外線を照射する工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法。
【請求項９】
基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、
前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、
前記剥離後の前記洗浄用レチクルにおいて、前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、
前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、
を備え、
前記押し付ける工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
紫外線又は極端紫外線を透過させる基板上に前記紫外線又は前記極端紫外線が照射されると硬化する光硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記光硬化層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、
前記光硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記光硬化層に前記紫外線又は前記極端紫外線を照射する工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、
前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して前記極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、
を備え、
前記押し付ける工程、前記照射する工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
紫外線を透過させる基板と、
前記基板上に形成され、前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクル。
【請求項２】
極端紫外線を透過させる基板と、
前記基板上に形成され、前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄用レチクル。
【請求項３】
極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、
基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、
前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法。
【請求項４】
前記パーティクル取込層を粘着材料によって形成することを特徴とする請求項３記載のレチクルステージの洗浄方法。
【請求項５】
前記パーティクル取込層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記パーティクル取込層に紫外線又は極端紫外線を照射する工程をさらに備え、
前記基板を前記紫外線又は前記極端紫外線を透過させる基板とし、
前記パーティクル取込層を前記紫外線又は前記極端紫外線が照射されると硬化する材料によって形成することを特徴とする請求項３記載のレチクルステージの洗浄方法。
【請求項６】
前記パーティクル取込層を除去する工程は、前記パーティクル取込層を薬液に溶解させる工程を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のレチクルステージの洗浄方法。
【請求項７】
極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、
紫外線を透過させる基板上に前記紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、
前記紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記紫外線硬化層に前記紫外線を照射する工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法。
【請求項８】
極端紫外線露光装置のレチクルステージの洗浄方法であって、
極端紫外線を透過させる基板上に前記極端紫外線が照射されると硬化する極端紫外線硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付ける工程と、
前記極端紫外線硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記極端紫外線硬化層に前記極端紫外線を照射する工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
を備えたことを特徴とするレチクルステージの洗浄方法。
【請求項９】
基板上にパーティクル取込層が形成された洗浄用レチクルの前記パーティクル取込層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、
前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、
前記剥離後の前記洗浄用レチクルにおいて、前記基板上から前記パーティクル取込層を除去する工程と、
前記パーティクル取込層が除去された前記基板上に新たにパーティクル取込層を形成する工程と、
を備え、
前記押し付ける工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
紫外線又は極端紫外線を透過させる基板上に前記紫外線又は前記極端紫外線が照射されると硬化する光硬化層が形成された洗浄用レチクルの前記光硬化層を極端紫外線露光装置のレチクルステージに押し付ける工程と、
前記光硬化層を前記レチクルステージに押し付けた状態で、前記基板を介して前記光硬化層に前記紫外線又は前記極端紫外線を照射する工程と、
前記洗浄用レチクルを前記レチクルステージから剥離する工程と、
露光用のレチクルを前記レチクルステージに装着する工程と、
前記レチクルステージに装着された前記レチクルに対して前記極端紫外線を照射することにより、ウェーハ上に形成されたレジスト膜を露光する工程と、
を備え、
前記押し付ける工程、前記照射する工程、前記剥離する工程、前記装着する工程及び前記露光する工程を、連続した真空雰囲気中で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１３４９２９（Ｐ２０１１−１３４９２９Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９３８５９（Ｐ２００９−２９３８５９）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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