(57)【要約】【課題】Ｓｎ堆積物のエッチング速度を高めることができる極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニング方法を提供する。【解決手段】プラズマ源としてＳｎを用いる極端紫外線リソグラフィーのための光学系をクリーニングするにあたり、ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガスを前記光学系に供給することを特徴とする極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニング方法。前記ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ含有量は０．１〜２０体積％であることが好ましい。【選択図】      図３
2008277829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ源としてＳｎを用いる極端紫外線リソグラフィーのための光学系をクリーニングするにあたり、ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガスを前記光学系に供給することを特徴とする極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニング方法。
【請求項２】
前記ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ含有量が０．１〜２０体積％であることを特徴とする請求項１に記載の極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、３２ｎｍ以下の特徴サイズを有する半導体装置を製造するために、極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィーが開発されつつある。ＥＵＶリソグラフィーでは、波長１３．５ｎｍのＥＵＶを発光するプラズマ源として主にＳｎが用いられる。
【０００３】
プラズマ源としてＳｎを用いる場合、ＥＵＶリソグラフィー用光学系たとえばミラー上に、デブリー（ｄｅｂｒｉｓ）と呼ばれるＳｎ堆積が起こる。このミラーの良好な反射率を維持するためには、ミラー上に堆積したＳｎのドライ洗浄が必要となる。
【０００４】
Ｂｏｗｅｒｉｎｇらは、ＥＵＶ用途において、ＨＢｒ、Ｂｒ2、Ｃｌ2、ＨＣｌおよびＨ2からなる群より選択されるエッチャント、特にＨＢｒを用いて堆積したＳｎを除去することを開示している（特許文献１）。
【０００５】
Ｂａｋｋｅｒらは、ＥＵＶ用途において、水素含有ガスたとえばＨ2とハロゲン含有ガスたとえばＩ2を用いてＳｎやＳｎＯ2の堆積物を除去することを開示している（特許文献２）。
【特許文献１】米国特許第７，１０９，５０３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１７５５５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、ＥＵＶリソグラフィー用光学系上のＳｎ堆積物を除去するためのガスについて検討した。その結果、クリーニングに用いるガスによっては、Ｓｎ堆積物のエッチング速度が十分でないため、ガスの消費量が多くなるという問題があることがわかった。また、同時にエッチング速度の増加のため、ガスの圧力を高めることにより、ガスの排気時間の延長やガスによるＥＵＶ光の吸収の問題があることもわかった。
【０００７】
本発明の目的は、Ｓｎ堆積物のエッチング速度を高めることができる極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニング方法は、プラズマ源としてＳｎを用いる極端紫外線リソグラフィーのための光学系をクリーニングするにあたり、ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガスを前記光学系に供給することを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、前記ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ含有量が０．１〜２０体積％であることが好ましい。混合ガス中のＨＣｌ含有量が０．１体積％未満ではＳｎ堆積物のエッチング速度を高めることが困難である。混合ガス中のＨＣｌ含有量が２０体積％を超えると、パーティクルが発生しやすくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法によれば、極端紫外線リソグラフィー用光学系のクリーニングにＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガスを用いることにより、Ｓｎ堆積物のエッチング速度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、比較例として、１００％Ｃｌ2でＳｎ堆積物をエッチングした後、１００ｓｃｃｍの流量でＡｒガスを流してパージしたときの、パージ時間とＳｎ堆積物のクリーニングレート（ｎｍ／ｍｉｎ）との関係を示す図である。Ａｒガス１００ｓｃｃｍ、室温においては、パージ時間が２時間までの間はほとんどクリーニングがなされないが、パージ時間が１２時間になるとクリーニングレートは２ｎｍ／ｍｉｎ以上になっている。一方、８０℃においては、パージ時間が１時間で５ｎｍ／ｍｉｎ以上のクリーニングレートが得られることがわかる。図１の結果は、１００％Ｃｌ2を用いて室温でクリーニングを行った場合、Ｓｎ堆積物の表面に水分あるいは酸素等の汚染層が生成し、十分なクリーニングレートが得られないことを示唆している。
【００１３】
図２は、Ａｒガス１００ｓｃｃｍで１時間パージを行った後、クリーニング試験を行った例である。１００％Ｃｌ2、５００ｓｃｃｍでＳｎ堆積物をエッチングしたときの、Ｃｌ2圧力とＳｎ堆積物のエッチングレートとの関係を示す図である。１０ＴｏｒｒのＣｌ2圧力で３．５５ｎｍ／ｍｉｎのエッチングレートが得られ、６０Ｔｏｒｒ以下のＣｌ2圧力ではエッチングレートがＣｌ2圧力とともにほぼ線形に増加する傾向が認められた。しかし、６０Ｔｏｒｒを超えるＣｌ2圧力では、エッチングレートがＣｌ2圧力とともに増加する傾向は認められなかった。これは、Ｃｌ2圧力が６０Ｔｏｒｒを超えると、Ｃｌ2とＳｎとの反応により生成する液状のＳｎＣｌ4がエッチング部をカバーし、エッチング部へのＣｌ2の供給を妨げるためであると考えられる。
【００１４】
なお、Ｃｌ2とＳｎとの反応は非常に激しく、発火を起こすこともあるので高圧でのＣｌ2の導入には注意が必要である（ＲＥＩＴＰ３のカテゴリーＢ）。一方、ＥＵＶリソグラフィー用途でのクリーニング工程はプロセス時間が短いことが要求される。
【００１５】
このため、１００％Ｃｌ2を用いた場合、Ｓｎ堆積物のエッチングレートの向上と、安全性とを両立させることが困難である。
【００１６】
本発明者らは、ＥＵＶリソグラフィーのための光学系をクリーニングするために、ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガスを用いることを検討した。
【００１７】
図３に、ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ濃度（体積％）とＳｎ堆積物のエッチングレートとの関係を示す図である。図３にＣｌ2とＨＣｌの総流量５００ｓｃｃｍ、圧力１０Ｔｏｒｒの条件で試験を行った例を示す。ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ濃度が０．１体積％以上で高いエッチングレートが得られている。なお、ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ濃度が２０体積％を超えると、高いエッチングレートが得られるものの、パーティクルの発生が多くなるので好ましくない。ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ含有量が０．１〜２０体積％の範囲では、Ｃｌ2単独の場合と比較して約１０倍以上のエッチングレートを得ることができ、ガス消費量を約１／１０以下にすることができる。また、ＨＣｌの添加によりＣｌ2の分圧を低下させることは、安全性の向上、ＥＵＶ光の吸収の低減、ガスの排気時間の短縮につながる。
【００１８】
次に、各種のガスを用いてＳｎ堆積物をエッチングしたときのエッチング状態を顕微鏡写真に基づいて比較する。
【００１９】
図４は１００％Ｃｌ2（５００ｓｃｃｍ、１０Ｔｏｒｒ）を用いたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率５０００倍）である。
【００２０】
図５は１０％ＨＣｌ／Ｃｌ2（５００ｓｃｃｍ、１０Ｔｏｒｒ）を用いたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率２０００倍）である。
【００２１】
図６は１０％ＨＣｌ／Ｃｌ2（５００ｓｃｃｍ、１０Ｔｏｒｒ）を用いたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【００２２】
図７は１００％ＨＣｌ（５００ｓｃｃｍ、１０Ｔｏｒｒ）を３０秒導入し、１００％Ｃｌ2（５００ｓｃｃｍ、１０Ｔｏｒｒ）に切り替えたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【００２３】
図８は１００％ＨＣｌ（５００ｓｃｃｍ、１０Ｔｏｒｒ）を３０秒導入し、ＡｒによってＨＣｌをパージし、１００％Ｃｌ2（５００ｓｃｃｍ、１０Ｔｏｒｒ）に切り替えたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【００２４】
図４に示されるように、１００％Ｃｌ2を用いた場合には、Ｓｎ堆積物がシャープにエッチングされていることがわかる。１００％Ｃｌ2によるエッチングでは孔食（pitting）タイプのエッチングが起こっているようである。
【００２５】
図５および図６に示されるように、１０％ＨＣｌ／Ｃｌ2を用いた場合には、より一般的な腐食（corrosion）タイプのエッチングが起こっているようである。これは、ＨＣｌの添加により、Ｓｎ堆積物の表面へのＣｌ2の吸着が改善されたためであると考えられる。
【００２６】
しかし、ＨＣｌのみを用いた場合、ＳｎＣｌ4よりも蒸気圧が低いＳｎＣｌ2が生成し、ＳｎＣｌ2は室温条件で蒸発しないため、パーティクルになると考えられる。このようなパーティクルは、ＥＵＶ光学系のミラー上に残留し反射率を低減させる問題や、ＥＵＶチャンバーの下流で問題を引き起こす。
【００２７】
図７では、孔食（pitting）タイプのエッチングと、白く見えるパーティクル状の反応生成物が少量観察される。
【００２８】
図８では、白く見えるパーティクル状の反応生成物が多く観察される。
【００２９】
以上の結果から、ＥＵＶチャンバーに導入する前に、ＨＣｌとＣｌ2とを混合しておくことが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】１００％Ｃｌ2でＳｎ堆積物をエッチングした後、Ａｒガスでパージしたときの、パージ時間とＳｎ堆積物のクリーニングレートとの関係を示す図。
【図２】１００％Ｃｌ2でＳｎ堆積物をエッチングしたときの、Ｃｌ2圧力とＳｎ堆積物のエッチングレートとの関係を示す図。
【図３】ＨＣｌ／Ｃｌ2混合ガス中のＨＣｌ濃度とＳｎ堆積物のエッチングレートとの関係を示す図。
【図４】１００％Ｃｌ2を用いたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率５０００倍）。
【図５】１０％ＨＣｌ／Ｃｌ2を用いたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率２０００倍）。
【図６】１００％Ｃｌ2を用いたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）。
【図７】１０％ＨＣｌ／Ｃｌ2を用いたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）。
【図８】１００％ＨＣｌを３０秒導入し、ＡｒによってＨＣｌをパージし、１００％Ｃｌ2に切り替えたときのＳｎ堆積物のエッチング状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）。
【図１】
2008277829.tif 000003
【図２】
2008277829.tif 000004
【図３】
2008277829.tif 000005
【図４】
2008277829.tif 000006
【図５】
2008277829.tif 000007
【図６】
2008277829.tif 000008
【図７】
2008277829.tif 000009
【図８】
2008277829.tif 000010