(57)【要約】【課題】本発明は、ハーフトーン型位相シフトマスクの洗浄時の劣化を少なくすることができる表面保護膜作成方法及び表面保護膜作成装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、密閉したチャンバー内に超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入しながら、石英基板上にＭｏＳｉＯ又はＭｏＳｉＯＮのモリブデンシリサイド膜とクロム系の遮光膜を塗布したハーフトーン型位相シフトマスクに対し、１２６ｎｍ紫外線から１７２ｎｍ紫外線エキシマ光を照射し、前記モリブデンシリサイド膜の表面に酸化保護膜を形成することで、マスクの洗浄１回あたりの位相差の変動を０．２°以下にすることを特徴とする表面保護膜作成方法の構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉したチャンバー内に超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入しながら、石英基板上にＭｏＳｉＯ又はＭｏＳｉＯＮのモリブデンシリサイド膜とクロム系の遮光膜を塗布したハーフトーン型位相シフトマスクに対し、１２６ｎｍ紫外線から１７２ｎｍ紫外線エキシマ光を照射し、前記モリブデンシリサイド膜の表面に酸化保護膜を形成することで、マスクの洗浄１回あたりの位相差の変動を０．２°以下にすることを特徴とする表面保護膜作成方法。
【請求項２】
紫外線照射に伴い発生する１００ｐｐｍ以上のオゾンガスをオゾンガス減衰フィルタで０ｐｐｍにして排出すると共に、排出圧力を利用して超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入することを特徴とする請求項１に記載の表面保護膜作成方法。
【請求項３】
紫外線の照射温度が２０℃から４００℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面保護膜作成方法。
【請求項４】
密閉したチャンバー内に超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入するガスノズルと、前記チャンバー内に載置した石英基板上にＭｏＳｉＯ又はＭｏＳｉＯＮのモリブデンシリサイド膜とクロム系の遮光膜を塗布したハーフトーン型位相シフトマスクに対し１２６ｎｍ紫外線から１７２ｎｍ紫外線エキシマ光を照射するランプモジュールとからなり、前記モリブデンシリサイド膜の表面に酸化保護膜を形成することでマスクの洗浄１回あたりの位相差の変動を０．２°以下にすることを特徴とする表面保護膜作成装置。
【請求項５】
４層のフィルターを有するファンユニットにより、チャンバー内を超クリーン空間とすることを特徴とする請求項４に記載の表面保護膜作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクへの紫外線照射による表面保護膜作成方法及び表面保護膜作成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハーフトーン型位相シフトマスクは、石英基板上にモリブデンシリサイド等のハーフトーン膜とクロム系の遮光膜を塗布し、光透過部、半透光部及び遮光部からなるパターンを形成することで、透過光の位相をずらすことができるマスクである。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、ガラス基板のエッチング時における遮光膜の断面形状の劣化を抑えるマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの発明も公開されている。
【特許文献１】特開２００７−２７１６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マスクのパターン形成後、ペリクル貼付前に最終洗浄を行うが、多量の薬液、例えば、硫酸、過酸化水素水、高濃度オゾン水、アンモニア水、アルコール類、有機系剥離液などを用いるため、モリブデンシリサイドのパターン表面が劣化する。
【０００５】
半透光部は光の透過率を変え、光の位相を１８０°反転させた部分であるが、位相差は±３°以下に制御する必要がある。洗浄の繰り返しによる劣化を考慮すると、例えば１０回使用する場合は、洗浄１回あたりの位相差の変動を０．３°以下に抑えなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、ハーフトーン型位相シフトマスクの洗浄時の劣化を少なくすることができる表面保護膜作成方法及び表面保護膜作成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、密閉したチャンバー内に超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入しながら、石英基板上にＭｏＳｉＯ又はＭｏＳｉＯＮのモリブデンシリサイド膜とクロム系の遮光膜を塗布したハーフトーン型位相シフトマスクに対し、１２６ｎｍ紫外線から１７２ｎｍ紫外線エキシマ光を照射し、前記モリブデンシリサイド膜の表面に酸化保護膜を形成することで、マスクの洗浄１回あたりの位相差の変動を０．２°以下にすることを特徴とする表面保護膜作成方法の構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、チャンバー内に超クリーンな空気等を導入した状態で紫外線エキシマ光を照射して、モリブデンシリサイドのパターン表面に酸化保護膜を形成することで、１回の洗浄における位相差の変動が０．２°以下となるので、マスクを洗浄して繰り返し使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、ハーフトーン型位相シフトマスクの洗浄時の劣化を少なくするという目的を、密閉したチャンバー内に超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入しながら、石英基板上にＭｏＳｉＯ又はＭｏＳｉＯＮのモリブデンシリサイド膜とクロム系の遮光膜を塗布したハーフトーン型位相シフトマスクに対し、１２６ｎｍ紫外線から１７２ｎｍ紫外線エキシマ光を照射し、前記モリブデンシリサイド膜の表面に酸化保護膜を形成することで実現した。
【実施例１】
【００１０】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である表面保護膜作成方法及び表面保護膜作成装置について詳細に説明する。
【００１１】
表面保護膜作成方法は、密閉したチャンバー内に超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入しながら、石英基板上にＭｏＳｉＯ又はＭｏＳｉＯＮのモリブデンシリサイド膜とクロム系の遮光膜を塗布したハーフトーン型位相シフトマスクに対し、１２６ｎｍ紫外線から１７２ｎｍ紫外線エキシマ光を照射し、前記モリブデンシリサイド膜の表面に酸化保護膜を形成することで、マスクの洗浄１回あたりの位相差の変動を０．２°以下にすることを特徴とする。
【００１２】
また、紫外線の照射温度は２０℃から４００℃とし、紫外線照射に伴い発生する１００ｐｐｍ以上のオゾンガスをオゾンガス減衰フィルタで０ｐｐｍにして排出すると共に、排出圧力を利用して超クリーンな空気又は窒素と酸素を含む混合気体を導入することを特徴とする。
【００１３】
図１は、本発明である表面保護膜作成装置の概略図である。表面保護膜作成装置１は、チャンバー３、紫外線照射装置４、及び給気部５等からなり、超クリーン空間６内に設置される。
【００１４】
チャンバー３は、クリーン度がＣｌａｓｓ−１の超クリーン密閉空間であり、内部に設けたステージ３ａ上に処理対象のマスク２を載置する。給気部５から空気５ｂを供給し、排気部３ｂからオゾンガス等を排出する。
【００１５】
紫外線照射装置４は、紫外線４ｂをマスク２に対して照射するランプモジュール４ａを備えており、カバー４ｃで覆って内部の冷却した空気が外側に漏れないように密閉したものである。尚、紫外線４ｂは、波長が１２６ｎｍの光から１７２ｎｍのキセノンエキシマ光を使用する。
【００１６】
給気部５は、取入口５ａから超クリーン空間６内の空気５ｂを取り込んで、３箇所のノズル５ｂから空気５ｂを噴射することにより、チャンバー３内に超クリーンな空気５ｂを供給する。
【００１７】
ノズル５ｂは、マスク２の周囲三方に設けられ、マスク２の周辺を超クリーンな雰囲気にすることができる。尚、空気５ｂには、窒素と酸素を含む混合気体（例えば、窒素と酸素の混合比が８０：２０）も含むものとする。
【００１８】
超クリーン空間６は、クリーンルーム等を利用する。４層のフィルタ６ｂを設けたファンユニット６ａを備えており、内部のクリーン度をＣｌａｓｓ−１の超クリーンな状態に維持することができる。
【００１９】
紫外線４ｂの照射は、マスク２の周囲に超クリーンな空気５ｂが供給された状態で、温度を２０℃から４００℃の範囲で制御しながら５〜１０分間行い、マスク２の表面に酸化保護膜９ａを形成する。
【００２０】
マスク２の周囲が窒素だけであると、マスク２の表面に酸化保護膜９ａを形成することができないので、酸素も存在している必要がある。尚、酸素が存在していると、紫外線４ｂの照射により、オゾンガスも発生する。
【００２１】
そこで、チャンバー３からオゾンガスを排出するが、その排気圧力を利用して超クリーン空間６の超クリーンな空気５ｂを導入することも可能である。尚、オゾンガスは、オゾンガス減衰フィルタ６ｃを介すことにより、１００ｐｐｍ以上あるオゾンガスの濃度を０ｐｐｍに減衰させて排出する。
【００２２】
図２は、本発明である表面保護膜作成方法により酸化保護膜を形成したマスクの断面図である。
【００２３】
マスク２は、パターンをウエハに転写するために使用するハーフトーン型位相シフトマスクであり、石英ガラスの基板７上にモリブデンシリサイド層９でパターンを形成し、その上にクロム層８でパターンを形成したものである。
【００２４】
基板７においてモリブデンシリサイド層９及びクロム層８が無い部分は光透過部２ａであり、露光時に光が１００％通過する。モリブデンシリサイド層９及びクロム層８が有る部分は遮光部２ｃであり、光が１００％遮断される。
【００２５】
モリブデンシリサイド層９のみの部分は半透光部２ｂであり、光の透過率を４〜６％にし、位相を１８０°反転させることにより、位相の変わっていない光と位相の変わった光との干渉を利用して解像度を向上させたものである。
【００２６】
尚、クロム層８は、クロムや酸化クロムなどクロム系の薄膜を塗布し、遮光部２ｃにする部分が残るように、パターン形成したものである。
【００２７】
モリブデンシリサイド層９は、ＭｏＳｉＯ（モリブデンシリサイド酸化物）又はＭｏＳｉＯＮ（モリブデンシリサイド酸化窒化物）などモリブデンシリサイド系の薄膜を塗布し、半透光部２ｂにする部分が残るように、パターン形成したものである。
【００２８】
マスク２は、露光前にオゾン水や薬液等で洗浄されるが、洗浄時にモリブデンシリサイド層９がエッチングされ、位相差が変動する。尚、半透光部２ｂの位相差は３°以内に抑える必要がある。
【００２９】
そこで、モリブデンシリサイド層９の表面をパッシベーションし酸化保護膜９ａを形成することで、洗浄時に薬液等でエッチングされにくくなり、位相差の変動も小さく抑えることができ、マスク２を繰り返し使用することが可能となる。
【００３０】
図３は、本発明である表面保護膜作成方法を適用した場合と適用しない場合の位相差の変動を示すグラフである。
【００３１】
図３の上段は、半導体製造工程における露光時の光源がフッ化クリプトンエキシマ光（波長２４８ｎｍ）であるマスクに対し、ＭｏＳｉＯで半透光部を設けてパターン形成し洗浄する前に１７２ｎｍの紫外線を照射した場合と照射しない場合について、位相差の変動を比較したものである。
【００３２】
紫外線を照射しない場合における洗浄後の位相差の変動は、−０．４°、−０．４５°、−０．５５°、−０．７°、−１．２°、−１．６°であり、４回目の洗浄までは少しずつ変動の度合いが拡がっていくが、５回目の洗浄で大きく位相差が変動している。
【００３３】
紫外線を照射した場合における洗浄後の位相差の変動は、０．２°、０．２１°、０．２２°、０．２１°、０．２３°、０．２４°であり、６回洗浄してもほとんど位相差の変動はない。
【００３４】
図３の下段は、半導体製造工程における露光時の光源がフッ化アルゴンエキシマ光（波長１９３ｎｍ）であるマスクに対し、ＭｏＳｉＯＮで半透光部を設けてパターン形成し洗浄する前に１７２ｎｍの紫外線を照射した場合と照射しない場合について、位相差の変動を比較したものである。
【００３５】
紫外線を照射しない場合における洗浄後の位相差の変動は、−０．４°、−０．５°、−１°、−１．２°、−１．４°、−１．６°であり、３回目の洗浄で大きく位相差が変動し、その後、変動度合いが拡がっていく。
【００３６】
紫外線を照射した場合における洗浄後の位相差の変動は、０．２°、０．２３°、０．２°、０．２１°、０．２３°、０．２４°であり、６回洗浄してもほとんど位相差の変動はない。
【００３７】
どちらのマスクでも、紫外線を照射して半透光部の表面に酸化保護膜を形成した場合、複数回洗浄しても位相差の変動はほとんど無く、パターン品質が維持されることから、同じマスクを洗浄して繰り返し使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明である表面保護膜作成装置の概略図である。
【図２】本発明である表面保護膜作成方法により酸化保護膜を形成したマスクの断面図である。
【図３】本発明である表面保護膜作成方法を適用した場合と適用しない場合の位相差の変動を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１        表面保護膜作成装置
２        マスク
２ａ      光透過部
２ｂ      半透光部
２ｃ      遮光部
３        チャンバー
３ａ      ステージ
３ｂ      排気部
４        紫外線照射装置
４ａ      ランプモジュール
４ｂ      紫外線
４ｃ      カバー
５        給気部
５ａ      取入口
５ｂ      ノズル
５ｃ      空気
６        超クリーン空間
６ａ      ファンユニット
６ｂ      フィルタ
６ｃ      オゾンガス減衰フィルタ
７        基板
８        クロム層
９        モリブデンシリサイド層
９ａ      酸化保護膜
【図１】
2009294568.tif 000003
【図２】
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【図３】
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