JP6241384B2 - 自己組織化単分子膜のパターニング装置、光照射装置及び自己組織化単分子膜のパターニング方法 - Google Patents
自己組織化単分子膜のパターニング装置、光照射装置及び自己組織化単分子膜のパターニング方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6241384B2 JP6241384B2 JP2014146959A JP2014146959A JP6241384B2 JP 6241384 B2 JP6241384 B2 JP 6241384B2 JP 2014146959 A JP2014146959 A JP 2014146959A JP 2014146959 A JP2014146959 A JP 2014146959A JP 6241384 B2 JP6241384 B2 JP 6241384B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- vuv
- self
- vacuum ultraviolet
- assembled monolayer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/90—Lamps suitable only for intermittent operation, e.g. flash lamp
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
- G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/165—Monolayers, e.g. Langmuir-Blodgett
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70016—Production of exposure light, i.e. light sources by discharge lamps
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70041—Production of exposure light, i.e. light sources by pulsed sources, e.g. multiplexing, pulse duration, interval control or intensity control
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/7015—Details of optical elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/7035—Proximity or contact printers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/70466—Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
- G03F7/70933—Purge, e.g. exchanging fluid or gas to remove pollutants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/16—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principle constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
- H01J61/366—Seals for leading-in conductors
- H01J61/368—Pinched seals or analogous seals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
- H01J61/545—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using an auxiliary electrode inside the vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
- H01S3/2253—XeCl, i.e. xenon chloride is comprised for lasing around 308 nm
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
- H01S3/2255—XeF, i.e. xenon fluoride is comprised for lasing around 351 nm
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/30—Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
- H05B41/34—Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp to provide a sequence of flashes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
例えば、非特許文献1には、VUV光を用いて、特定の官能基には依存しないSAM膜の光パターニング処理が可能であることが開示されている。具体的には、有機物からなる汚染物質を除去するのに使用される波長172nmのエキシマランプを露光用光源として用いている。SAM膜のVUV光による酸化分解除去反応に着目した方法であり、多種多様なSAM膜の光マイクロ加工への展開が期待できる。
このようなVUVランプから放出されるVUV光は、発光領域の形状が略円柱状であるため発散光となる。発散光の場合、投影露光を行うことは難しく、コンタクト露光やプロキシミティ露光を行うことになる。この場合、被照射物への露光は、発散光の回り込みの影響で、解像可能なパターンサイズは、ラインパターン幅にして100μm程度が限界となる。
これに対して、大気等の酸素を含む処理雰囲気中においてSAM膜にVUV光を照射すると、SAM膜表面近傍の酸素がVUV照射により活性酸素となり、VUV光によるSAM膜の直接分解とともに、上記の活性酸素とSAM膜との酸化分解反応も行わせることができる。そして、この活性酸素による酸化分解反応の存在が、SAM膜のパターニングレートを向上させる要因となる。そのため、パターニングレートを確保するためには、大気中でVUVによるSAM膜のパターニングを行うことが好ましい。
オゾンは以下のような化学反応により生成されると考えられる。
まず、空気中の酸素分子が紫外線を吸収し励起状態となる。
O2(3Σg −:基底状態)+hν → O2(3Σu −:励起状態) ………(1)
O2(3Σu −:励起状態) → O(3P:励起状態)+O(1D:励起状態) ………(2)
あるいは、空気中の酸素分子が紫外線を吸収し、励起状態の酸素原子となる。
O2(3Σg −:基底状態)+hν → O(1D:励起状態)+O(1D:励起状態) ………(3)
O(1D)+O2 +M → O3 ………(4)
SAM膜にVUV光を照射してパターニング処理を行う場合、図11に示すように、マスクMのマスクパターンを通過したVUV光源200からのVUV光(VUV)がワークW上のSAM膜(SAM)に照射され、VUV光が照射された部分においてSAM膜のVUV光による酸化分解除去反応等により、SAM膜がパターニングされるのが理想である。
そこで、本発明は、真空紫外光を含む光を放出する真空紫外光光源装置において、酸素を含む雰囲気中に真空紫外光を照射した際のオゾン発生量を抑制可能な真空紫外光光源装置、その真空紫外光光源装置を搭載した光照射装置、及びその光照射装置を用いた自己組織化単分子膜のパターニング方法を提供することを課題としている。
さらに、上記の真空紫外光光源装置において、真空紫外光透過性材料からなる発光管と、該発光管内に配置された互いに対向する一対の電極とを有するフラッシュランプと、前記フラッシュランプに電力を供給する給電部と、を備えてもよい。このように、真空紫外光を含む光を放出する光源としてフラッシュランプを用いるので、適切に上記条件を満たす光を放出することができる。
これにより、オゾン発生量を抑制しつつ、SAM膜のパターニング処理を行うことができる。したがって、オゾンエッチングを抑制し、良好なパターニングを実現することができる。
さらに、上記の自己組織化単分子膜のパターニング方法において、前記真空紫外光を含む光として、前記発光のデューティ比が0.0001以上0.001以下である光を照射してもよい。これにより、比較的容易に実現可能な光源装置を用いてオゾン発生量を実用上問題のない程度に十分小さくした状態で、SAM膜のパターニング処理を行うことができる。
本発明者らは、大気等の処理雰囲気中の酸素分子が真空紫外光(VUV光)を吸収することにより生成されるオゾンの生成量を調査するために、以下のオゾン濃度測定実験を行った。
具体的には、中心波長172nmのVUV光を放出するエキシマランプと、VUV領域の光強度が強いVUVフラッシュランプ(VUVショートアークフラッシュランプ:VUV−SFL)とを用い、両者から空気中へのVUV光の積算照射量を同一としたときのオゾン発生量をそれぞれ調査した。
エキシマ光を照射するエキシマ光照射ユニットとしては、ウシオ電機株式会社製「Min−Excimer SUS713」を用いた。ランプの発光長は100mmであり、ランプに電力を供給する電源の周波数は140kHzである。このエキシマランプから放出される光のスペクトル分布を図1に示す。なお、図1において、横軸は波長(Wavelength)[nm]、縦軸は相対強度(Relative Intensity)[%]である。
図3は、VUV−SFLの一例として、ダブルエンド型ショートアークフラッシュランプの構造を示す図である。
図3に示すように、VUV−SFL11は、発光管111aを備える。発光管111aの両端には第一封止管111bと第二封止管111cとが連設されている。また、第二封止管111cには封止用ガラス管112が挿入されており、両者は溶着されている。
リード114a,114b及び外部リード117a,117bは、それぞれ給電部15に接続されている。給電部15は、所定のエネルギーを蓄えるコンデンサ(不図示)を有する。給電部15は、当該コンデンサを充電することで一対の電極113aと113bとの間に高電圧を印加すると共に、その状態で一対の始動補助電極115aと115bとの間にトリガ電圧として高電圧パルスを供給する。これにより、給電部15は、一対の電極113a,113b間にアーク放電を発生させ、発光管111a内で閃光放電を生じさせる。このようにして、発光管111a外部にパルス光が放出される。
なお、光強度の強いVUV光を放出するVUV−SFLとしては、電極間距離が12.5mm以下であって、発光管内にキセノンガスを含むガスが封入されており、当該封入ガス圧力が2atm〜8atmのものを適用することができる。
しかしながら、エキシマランプは、図1に示すように、波長200nm以下の光のみを放出するが、VUV−SFLが放出する光には、図2に示すように、波長200nmを超える波長成分が含まれる。そのため、VUV−SFLにおいては、単純に波長200nm以下の光の照度を測定することができない。
エキシマランプにおけるSAM膜の接触角の変化が安定するまでの間の照射量は、75s×8.25mW/cm2=618.25mJ/cm2である。よって、VUV−SFLのSAM膜上での波長200nm以下の光の照度は、エキシマランプの照度に換算すると、75s/120s×8.25mW/cm2=5.16mW/cm2相当となる。
そこで、オゾン濃度測定実験では、3.6J入力のVUV−SFLを10Hzで点灯した際に発生するオゾン濃度と、照度が5.16mW/cm2となるように調整した中心波長172nm、点灯周波数140kHzのエキシマランプを点灯した際に発生するオゾン濃度とを測定し、両者を比較する実験を行った。
図6は、オゾン濃度測定実験に用いた実験系を示す図である。
ランプ41は、上記のエキシマランプ、またはVUV−SFLである。当該ランプ41はランプハウス42内に収容されており、当該ランプ41から放出される光は、ランプハウス42に設けたVUV透過性の窓部43より外部に照射される。
オゾンメータ46としては、荏原実業株式会社製「EG−2001 RAH035」を使用した。オゾンメータ46のガス吸引量は1.5リットル/minである。
フローセル44の光照射面には、1cm×1cm角の開口47aを有するアルミニウム箔をマスク47として設けた。すなわち、フローセル44内を流れる空気へのVUV照射面積は1cm2となる。ランプハウス42の窓部43からマスクM表面までのギャップ長さDは、例えば2.5mmとした。
なお、図6は理解を容易にするために誇張して描いており、大小関係は必ずしも実際の実験系を反映したものではない。
図7において、実線がVUV−SFLのオゾン濃度測定結果であり、破線がエキシマランプのオゾン濃度測定結果である。
この図7に示すように、VUV−SFL及びエキシマランプを点灯してから3分後のオゾン濃度は、それぞれ0.64ppm、4.78ppmであった。このように、VUV領域の照射量が同一となるようにエキシマランプ及びVUV−SFLを点灯したにもかかわらず、パルス点灯のVUV−SFLの方が、オゾン濃度が小さくなった。すなわち、大気中点灯において、パルス点灯のVUV−SFLの方がオゾン生成量は小さくなることが判明した。
ここで使用したエキシマランプの点灯周波数は140kHzであるので、図8に示すように、当該エキシマランプの発光間隔Tは7×10−6秒である。なお、図8において、横軸は時間であり、縦軸は光出力(任意単位)である。また、発光パルス幅tpは、FWHM(半値全幅)で約2μsである。したがって、エキシマランプの発光のデューティ比(=発光パルス幅tp/発光間隔T)は、
2×10−6/7×10−6=0.29(29%)
となる。
1×10−5/0.1=1×10−4(0.01%)
となる。
このように、エキシマランプとVUV−SFLとでは、発光のデューティ比が大幅に相違する。このことから、VUV領域の照射量が同一となるようにエキシマランプ及びVUV−SFLを点灯したにもかかわらず、VUV−SFLを点灯させたときの方が、エキシマランプを点灯させたときと比較してオゾン濃度が小さいのは、両者の発光のデューティが大幅に相違することが一因なのではないかと推察される。
すなわち、発光のデューティ比が小さい方が、励起状態の酸素原子O(1D:励起状態)と、酸素分子と、周囲媒体(窒素分子など)との三体衝突によるオゾン生成反応が起こりにくいものと推察される。
新たに発光時のオゾン発生量を調査したランプは、以下のランプB及びランプCである。
ランプBは、中心波長172nmのVUVを放出するエキシマランプであり、スペクトル分布は、図1に示すランプAのスペクトル分布と同じである。点灯周波数は20kHz、発光パルス幅はFWHMで約2μsとした。
このランプBの発光間隔は5×10−5秒であるので、当該ランプBの発光のデューティ比は、
2×10−6/5×10−5=0.04(4%)
である。
このランプCの発光間隔は0.01秒であるので、当該ランプCの発光のデューティ比は、
1×10−6/0.01=0.001(0.1%)
である。
なお、ここでは、ランプB及びランプCのVUV光の照射量が、上記したランプA及びランプDと同じになるように、ランプB及びランプCへの投入エネルギーを調整した。
各ランプA〜Dを点灯してから3分間経過後に発生しているオゾン濃度を測定したところ、表1に示す結果が得られた。
図9は、上記表1に示す結果をもとに、発光デューティ比とオゾン濃度との関係を示した図である。
この図9より、大気中においてVUV領域の光を含むパルス光を照射する場合、空気に対するVUV領域の照射量が同一であるとすると、発光のデューティ比が小さいほど、オゾンの発生量が少なくなることが分かった。
図9に示すように、発光のデューティ比が0.01以下である場合、発生オゾン濃度を確実に4ppmよりも小さくすることができる。すなわち、VUV光を使用してSAM膜をパターニングする場合、ランプC及びD(VUV−SFL)のようにパルス発光し、且つ発光のデューティ比が0.01以下である光源を用いることで、精度のよいパターニングが可能となる。
図10は、VUV光を使用してSAM膜をパターニングする光照射装置の構成例を示す図である。
光照射装置100は、VUV光を放射する真空紫外光光源装置10を備える。真空紫外光光源装置10は、フラッシュランプ11と、放物面ミラー12と、ランプハウジング13と、ランプハウジング13に設けられた窓部14とを備える。
なお、図10では特に図示しないが、真空紫外光光源装置10は、図3に示す給電部15と同様の構成を有する給電部を備える。
フラッシュランプ11から放出されたVUV光は、放物面ミラー12によって反射されて平行光となり、ランプハウジング13に設けられた窓部14から出射する。窓部14は、例えば、VUV光に対して高い透過率を有する合成石英で形成する。なお、窓部14は、例えば、石英より短波長の透過率が良いサファイアガラスやフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等により形成されていてもよい。
なお、ランプハウジング13内部は酸素がパージされていればよく、例えば真空であってもよい。
真空紫外光光源装置10の光出射側には、真空紫外光光源装置10から放出されマスクMに入射される光が進行する光路を包囲する包囲部材21が設けられている。マスクMは、包囲部材21に固定されたマスクステージ22によって水平状態を保って吸着保持されている。
なお、包囲部材21内部は酸素がパージされていればよく、例えば真空であってもよい。
具体的には、マスクMの光出射側に、マスクMを通過しワークWに照射される光が進行する光路を包囲する包囲部材24が設けられており、包囲部材24に形成された空気導入口24aからワークWとマスクMとの間に空気が導入されている。空気導入口24aから導入された空気は、排気口24bから排気される。なお、マスクMとワークWとの間は空気層に限定されるものではなく、酸素を含む気体層が形成されていればよい。
すなわち、ワークWのVUV照射処理は次のように行われる。
まず、制御部31は、真空チャック機構等を駆動制御し、マスクステージ22の所定の位置にセットされたマスクMを真空吸着により保持する。次に、制御部31はステージ移動機構32によりワークステージ23を下降し、ワークWをワークステージ23上に載置させた後、ステージ移動機構32によりワークステージ23を上昇し、ワークWを所定のVUV光照射位置にセットする。次に、制御部31は、ステージ移動機構32によりワークステージ23をXYθ方向に移動し、マスクMとワークWとの位置合わせ(アライメント)を行う。すなわち、マスクM上に印されたアライメント・マークとワークW上に印されたアライメント・マークを一致させる。
このとき、光照射装置100は、大気等の酸素を含む雰囲気中でワークWにVUV光を照射する。そのため、SAM膜にVUV光を照射したとき、SAM膜表面近傍の酸素がVUV照射により活性酸素となり、VUV光によるSAM膜の直接分解とともに、当該活性酸素とSAM膜との酸化分解反応も行わせることができる。これにより、酸素を含まない不活性ガス雰囲気でのSAM膜へのVUV照射のように、活性酸素による酸化分解反応が行われない場合と比較して、パターニングレートを向上することができる。
また、フラッシュランプ11としては、発光長(電極間距離)が12.5mm以下であり、発光管内にキセノンガスを含むガスが封入されているものを適用する。このように、略点光源とみなせる光源を用いることで、光の回り込みが少ない露光を行うことができる。したがって、パターン線幅の微細化を実現することができる。
上記実施形態においては、ワークWに照射されるVUV光の照度分布の均一性が求められる場合、例えば、光照射装置100を以下のように構成してもよい。
真空紫外光光源装置10における放物面ミラー12を楕円集光ミラーとし、当該楕円集光ミラーの第1焦点にフラッシュランプ11の発光部を配置する。また、窓部14から放出される光が集光される第2焦点にインテグレータを配置し、インテグレータからの光をコリメータレンズもしくはコリメータミラーで平行光にしてマスクMに照射する。
なお、インテグレータやコリメータレンズもしくはコリメータミラーは、真空紫外光光源装置10から放出されワークWに照射される光が進行する光路上にあるので、これらはVUV領域の光透過性の良い材料で構成する必要があるとともに、これらも包囲部材21の内部に収容される。
Claims (7)
- ワーク上に形成された自己組織化単分子膜に対し、真空紫外光を含む光を照射する自己組織化単分子膜のパターニング装置であって、
前記自己組織化単分子膜が形成された前記ワークに対して離間して配置され、所定のパターンが形成されたマスクと、
前記マスクを介して、前記ワーク上に前記真空紫外光を含む光を照射する光源と、
前記マスクと前記ワークとの間に酸素を含む気体を導入して酸素を含む気体層を形成する気体導入部と、を備え、
前記真空紫外光を含む光は、パルス光であり、且つ発光のデューティ比が0.00001以上0.01以下である光である
ことを特徴とする自己組織化単分子膜のパターニング装置。 - 前記発光のデューティ比が0.0001以上0.001以下であることを特徴とする請
求項1に記載の自己組織化単分子膜のパターニング装置。 - 真空紫外光透過性材料からなる発光管と、該発光管内に配置された互いに対向する一対
の電極とを有するフラッシュランプと、
前記フラッシュランプに電力を供給する給電部と、を備えることを特徴とする請求項1
又は2に記載の自己組織化単分子膜のパターニング装置。 - 前記フラッシュランプは、前記一対の電極の電極間距離が12.5mm以下であって、
前記発光管内にキセノンガスを含むガスが封入されていることを特徴とする請求項3に記
載の自己組織化単分子膜のパターニング装置。 - 自己組織化単分子膜が形成されたワークに対して離間して配置され、所定のパターンが
形成されたマスクと、
前記マスクを介して、前記ワーク上に真空紫外光を含む光を照射する真空紫外光光源装置と、
前記真空紫外光光源装置から前記マスクまでの前記光の光路を包囲する包囲部材と、を
備え、
前記真空紫外光を含む光は、パルス光であり、且つ発光のデューティ比が0.00001以上0.01以下である光であり、
前記包囲部材の内部は不活性ガスによりパージされており、
前記マスクと前記ワークとの間には酸素を含む気体層が形成されていることを特徴とする光照射装置。 - ワーク上に形成された自己組織化単分子膜に対し、所定のパターンが形成されたマスク
を介して真空紫外光を含む光を照射する自己組織化単分子膜のパターニング方法であって、
酸素を含む雰囲気中において、前記真空紫外光を含む光として、パルス光であり、且つ
発光のデューティ比が0.00001以上0.01以下である光を照射することを特徴と
する自己組織化単分子膜のパターニング方法。 - 前記真空紫外光を含む光として、前記発光のデューティ比が0.0001以上0.00
1以下である光を照射することを特徴とする請求項6に記載の自己組織化単分子膜のパターニング方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014146959A JP6241384B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 自己組織化単分子膜のパターニング装置、光照射装置及び自己組織化単分子膜のパターニング方法 |
US15/326,207 US10061197B2 (en) | 2014-07-17 | 2015-07-09 | Light irradiation device and method for patterning self assembled monolayer |
PCT/JP2015/003467 WO2016009624A1 (ja) | 2014-07-17 | 2015-07-09 | 真空紫外光光源装置、光照射装置、及び自己組織化単分子膜のパターニング方法 |
KR1020177001194A KR101899266B1 (ko) | 2014-07-17 | 2015-07-09 | 자기 조직화 단분자막의 패터닝 장치, 광 조사 장치, 및 자기 조직화 단분자막의 패터닝 방법 |
CN201580038998.7A CN106537553B (zh) | 2014-07-17 | 2015-07-09 | 自组装单分子膜的图案化装置、光照射装置、以及自组装单分子膜的图案化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014146959A JP6241384B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 自己組織化単分子膜のパターニング装置、光照射装置及び自己組織化単分子膜のパターニング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016024904A JP2016024904A (ja) | 2016-02-08 |
JP6241384B2 true JP6241384B2 (ja) | 2017-12-06 |
Family
ID=55078133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014146959A Active JP6241384B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 自己組織化単分子膜のパターニング装置、光照射装置及び自己組織化単分子膜のパターニング方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10061197B2 (ja) |
JP (1) | JP6241384B2 (ja) |
KR (1) | KR101899266B1 (ja) |
CN (1) | CN106537553B (ja) |
WO (1) | WO2016009624A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6683578B2 (ja) * | 2016-09-23 | 2020-04-22 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法 |
WO2018170604A1 (en) * | 2017-03-23 | 2018-09-27 | Barry Hunt | Systems and apparratus for ultraviolet light disinfection |
EP3684429A4 (en) * | 2017-09-18 | 2021-08-18 | Innovent Technologies, LLC | DEVICE AND METHOD FOR PREVENTING BIOFOULING |
JP7157430B2 (ja) * | 2017-11-24 | 2022-10-20 | 株式会社Kjtd | 探傷装置 |
JP7006793B2 (ja) | 2018-08-01 | 2022-02-10 | 株式会社ニコン | ミスト成膜装置、並びにミスト成膜方法 |
CN112441563A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-03-05 | 郑州圣华药物食品技术开发有限公司 | 集中传输式氙准分子光源臭氧发生器 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3315843B2 (ja) * | 1995-09-01 | 2002-08-19 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理装置 |
US6052401A (en) * | 1996-06-12 | 2000-04-18 | Rutgers, The State University | Electron beam irradiation of gases and light source using the same |
US6965624B2 (en) * | 1999-03-17 | 2005-11-15 | Lambda Physik Ag | Laser gas replenishment method |
US6901090B1 (en) * | 1999-09-10 | 2005-05-31 | Nikon Corporation | Exposure apparatus with laser device |
JP2005159322A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-06-16 | Nikon Corp | 定盤、ステージ装置及び露光装置並びに露光方法 |
US7468779B2 (en) * | 2005-06-28 | 2008-12-23 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
JP5056538B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2012-10-24 | 大日本印刷株式会社 | 真空紫外光によるパターン形成体の製造方法 |
JP5648968B2 (ja) * | 2010-06-09 | 2015-01-07 | 岩崎電気株式会社 | キセノンフラッシュランプ点灯装置 |
DE102011086949A1 (de) * | 2011-11-23 | 2013-05-23 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Beleuchtungs- und Verlagerungsvorrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage |
JP5891795B2 (ja) * | 2012-01-11 | 2016-03-23 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
-
2014
- 2014-07-17 JP JP2014146959A patent/JP6241384B2/ja active Active
-
2015
- 2015-07-09 WO PCT/JP2015/003467 patent/WO2016009624A1/ja active Application Filing
- 2015-07-09 US US15/326,207 patent/US10061197B2/en active Active
- 2015-07-09 KR KR1020177001194A patent/KR101899266B1/ko active IP Right Grant
- 2015-07-09 CN CN201580038998.7A patent/CN106537553B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101899266B1 (ko) | 2018-09-14 |
CN106537553A (zh) | 2017-03-22 |
WO2016009624A1 (ja) | 2016-01-21 |
JP2016024904A (ja) | 2016-02-08 |
US20170199463A1 (en) | 2017-07-13 |
US10061197B2 (en) | 2018-08-28 |
KR20170020454A (ko) | 2017-02-22 |
CN106537553B (zh) | 2018-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6241384B2 (ja) | 自己組織化単分子膜のパターニング装置、光照射装置及び自己組織化単分子膜のパターニング方法 | |
JP6217146B2 (ja) | 光源装置およびこの光源装置を搭載した光照射装置並びにこの光照射装置を用いた自己組織化単分子膜のパターンニング方法 | |
US7518787B2 (en) | Drive laser for EUV light source | |
US20100051827A1 (en) | Method of cleaning optical surfaces of an irradiation unit in a two-step process | |
KR101396158B1 (ko) | Euv 램프 및 연질 x-선 램프의 전환 효율을 증가시키는 방법, 및 euv 방사선 및 연질 x-선을 생성하는 장치 | |
JP6197641B2 (ja) | 真空紫外光照射処理装置 | |
JP2010170994A (ja) | 光源装置 | |
US8358069B2 (en) | Lighting method of light source apparatus | |
JP2705023B2 (ja) | 被処理物の酸化方法 | |
JP2016215183A (ja) | 紫外光照射装置 | |
JP2023083302A (ja) | 極端紫外線光源のチャンバ内の光学系の表面の洗浄 | |
WO2016208110A1 (ja) | 光処理装置および光処理方法 | |
JP2005519738A (ja) | 光学表面の汚染除去を行う方法及び装置 | |
WO2015182092A1 (ja) | 極端紫外光光源装置 | |
JP2008052916A (ja) | 紫外線照射装置 | |
JP6562316B2 (ja) | 露光装置 | |
JP2004267951A (ja) | 洗浄装置および洗浄方法 | |
WO2018042888A1 (ja) | レーザ駆動ランプ | |
JP2022071472A (ja) | 液体処理装置 | |
JP5474891B2 (ja) | 光源装置及びそれを用いた露光装置 | |
Gavanski et al. | TRANSITION PROBABILITIES FOR Kr III SPECTRAL LINES TABULATED BY STRIGANOV AND SVENTITSKII TABLES ONLY | |
JP2021148820A (ja) | チャンバ装置、極端紫外光生成装置、及び電子デバイスの製造方法 | |
JP2010287418A (ja) | エキシマランプ | |
KR20050122993A (ko) | 엑시머 자외선을 이용한 세정장치 | |
JP2017083656A (ja) | 露光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170120 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20170120 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20170202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171010 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171023 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6241384 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |