JPH10282637A - レチクルの異物除去方法及び装置 - Google Patents

レチクルの異物除去方法及び装置

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JPH10282637A
JPH10282637A JP9083797A JP9083797A JPH10282637A JP H10282637 A JPH10282637 A JP H10282637A JP 9083797 A JP9083797 A JP 9083797A JP 9083797 A JP9083797 A JP 9083797A JP H10282637 A JPH10282637 A JP H10282637A
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JP
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reticle
coating film
foreign matter
aqueous solution
alkaline aqueous
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JP9083797A
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Hitoshi Iida
仁 飯田
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の製造に使用されるレチクル上に
付着している異物の除去方法と装置を提供する。 【解決手段】 レチクル基板1及び遮光膜2の上に異物
3及び4が付着したレチクル9の表面にアルカリ可溶性
の塗布膜5を形成し、この塗布膜5をアルカリ性水溶液
7で溶解除去することによりレチクル表面の異物を除去
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
に使用されるレチクル(フォトマスク)上に付着してい
る異物の除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レチクルは、半導体装置の製造に当たり
被処理基板に対し所定パターンの露光を行う際にフォト
マスクとして使用されるものである。従って、このレチ
クルに異物が付着している場合にはパターンの正確な露
光が行われなくなるので、その表面は清浄であることが
要求され、そのため従来より様々な洗浄方法が利用され
ている。
【0003】従来のレチクル洗浄方法は、(1)物理的
方法と(2)電気的・化学的方法によるものに大別され
る。
【0004】物理的作用を利用した異物除去方法として
は、ブラシによるスクラブ洗浄が代表的である。この方
法では、ブラシとレチクルの接触によりブラシの「削
れ」に起因した異物が付着しやすい欠点がある。また、
このとき発生した静電気によりレチクルのパターンが電
気的なダメージ(静電破壊)を受ける危険性が高い。
【0005】もう一つの物理的洗浄方法であるメガソニ
ック洗浄は、1MHz以上の超音波から発生する加速度
を利用してレチクル上から異物を引き離し、除去する。
しかし、この方法は微細なパターン内に入り込んだ微小
異物に対しては極端に除去効果が低下する欠点がある。
【0006】電気的・化学的方法としては、硫酸やアン
モニア等の薬液を用いた洗浄が挙げられる。特に有機あ
るいは無機のアルカリを用いた洗浄方法は、レチクル表
面と異物との電気的な斥力を利用しており、サブミクロ
ンサイズの異物に対して比較的高い異物除去効果が得ら
れる。しかし、ますます微細化が進むパターンを形成す
るのに用いられるレチクルについては、このようなサブ
ミクロンサイズの異物の除去効果を高めることが強く求
められている。また、これらの薬液を使用することには
作業上の安全性の面で制約が多く、より安全な洗浄方法
が求められている。
【0007】レチクルの洗浄ではないが、半導体装置の
パターニング膜上の金属酸化物をTMAH(テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド)等の有機アルカリ
性水溶液で洗浄、除去する方法(特開平1−21791
5号公報)や、被処理基板上のレジストパターンを現像
後にコンタクトホール表面に残っている有機残留物や表
面酸化物をTMAH等を用いて除去する方法(特開昭6
3−140552号公報)等が提案されている。
【0008】これらの方法に共通した点は、それぞれ配
線層の形成前、あるいはレジスト塗布前に基板表面に形
成された金属酸化膜を有機または無機のアルカリ性水溶
液によるエッチング作用により除去することである。と
ころが、一般にレチクルの遮光膜はクロムの酸化膜であ
り、アルカリには侵食されない。このため、レチクルの
場合には、クロム酸化膜のエッチングによる遮光膜上の
異物の除去(リフトオフ)効果は期待できない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の物理的あるいは化学的手法ではレチクル表面に付着
したサブミクロンサイズの異物除去効率が低くなってし
まい、あるいは作業上の安全性の面で不利になってしま
う。本発明は、このような問題を解決するため、レチク
ル上に付着したサブミクロンサイズの異物を効果的に除
去でき、安全性の高い異物の除去方法を提供することを
目的とする。本発明の方法を実施するための装置を提供
することも、本発明の目的である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のレチクルの異物
除去方法は、レチクル表面にアルカリ可溶性の塗布膜を
形成し、この塗布膜をアルカリ性水溶液で溶解除去する
ことによりレチクル表面の異物を除去することを特徴と
する。
【0011】本発明のレチクルの異物除去装置は、レチ
クル表面に形成した塗布膜をこれを溶解可能なアルカリ
性水溶液と接触させる手段を含むことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明での除去の対象となる異物
には、レチクルのパターン面(一般に酸化クロムの遮光
膜が形成された面)に付着しているものはもちろん、そ
の反対側の表面に付着している異物も含まれる。すなわ
ち、本発明の方法はレチクルのパターン面に対してだけ
でなくその裏側の表面に対しても等しく適用可能であ
る。
【0013】レチクル表面の塗布膜は、アルカリに可溶
性の物質を使って形成することができる。本発明におい
て好適に用いることができるアルカリ可溶性の物質の代
表例は、半導体装置の製造等で広く使用されているアル
アリ現像の可能な各種のレジスト材料である。このよう
なレジスト材料はポジ型とネガ型に大別されるが、本発
明ではどちらのタイプのレジスト材料も使用可能であ
る。このほかに、アルカリ性水溶液で剥離除去できるP
VA(ポリビニルブチラール)等の材料の塗布膜を使用
してもよい。
【0014】レジスト材料の塗布膜を形成するには、半
導体装置の製造等に使用される通常のスピンコータ等の
レジスト塗布装置を利用することができる。レジスト材
料を用いてレチクル表面に形成した塗布膜は、レジスト
材料の通常の用法におけるようにベーキング(乾燥)や
露光を行うことなく、そのままアルカリ性水溶液で、現
像と同じように溶解させることができる。レチクル表面
の異物は、塗布膜の溶解時にレチクル表面から効果的に
除去される。
【0015】このようにレチクル表面に形成した液状の
塗布膜の除去に用いるアルカリ性水溶液は、塗布膜を溶
解除去できる限りは有機あるいは無機のいずれのもので
よい。塗布膜の形成にレジスト材料を使用する場合につ
いて言えば、レジストの現像に一般に使用される現像液
を利用することができる。そのような現像液の一例を挙
げれば、濃度2〜3%程度のTMAH(テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド)水溶液である。このよ
うな有機アルカリ性水溶液のほかにも、例えば水酸化ナ
トリウムや水酸化カリウム等の無機アルカリ性水溶液を
使用してもよい。
【0016】図1を参照して本発明の原理を説明する。
図1(a)において、1はレチクル基板(ガラス)であ
り、2は基板上の遮光膜(酸化クロム)であり、そして
3と4はそれぞれガラス上と遮光膜上に付着した異物で
ある。これらの異物は、空気中ではそれぞれ負に帯電し
ており、ガラスのレチクル基板1と酸化クロムの遮光膜
2にそれぞれ分子間力とクーロン力によって付着してい
る。
【0017】次に、異物3及び4の付着したレチクル9
の表面にアルカリ可溶性の物質(例えばレジスト材料)
の塗布膜を形成する。このためには、例えばスピンコー
タを利用して、レチクル9の表面に塗布膜形成物質を回
転塗布するような方法を用いることができる。
【0018】レジスト材料で塗布膜を形成した場合、通
常のようにベーキングを行うことなく、また露光による
レジスト材料の溶解性の変化を生じさせずに、アルカリ
性水溶液の現像液を用いてレジスト材料を溶解除去する
ことができる。このためには、例えば図1(b)に示し
たように、レチクルを回転台8の上に載せて回転させな
がらアルカリ可溶性の塗布膜5へノズル6からアルカリ
現像液7をスプレーすることができる。こうして塗布膜
5溶解除去すると、異物3及び4が同時に除去されて、
図1(c)に示したように表面の清浄化されたレチクル
9が得られる。
【0019】本発明によるレチクル表面の異物の除去の
機構を、図2を参照して更に詳しく説明することにす
る。本発明の方法は、空気中とアルカリ性水溶液中での
レチクル表面の帯電の変化を利用している。すなわち、
図2(a)に示すように、アルカリ性水溶液10中では
基板11の表面と異物12は共に負に帯電するため、レ
チクルと異物とのクーロン斥力FR により一般に異物が
基板から離れやすくなる。しかし、異物の帯電量は小さ
い異物ほど少ないため、このままではサブミクロンサイ
ズの異物に対する除去効果は十分ではない。
【0020】本発明では、図2(b)に示したように、
塗布膜13がアルカリ性水溶液10に溶解するときのイ
オンの拡散現象を利用することで、これらの微小異物を
高い確率で除去することを可能としている。すなわち、
塗布膜13に接するアルカリ性水溶液10中に含まれる
正負の各イオンは、塗布膜10中を基板11の表面に向
かって拡散する。このときにはレチクル表面は正に帯電
しているので、水溶液中の負イオン(OH- イオン)の
拡散速度は正イオンのそれより大きくなる。従って、こ
れらのイオンが塗布膜中を拡散することにより、レチク
ル表面はより負に、塗布膜の上層は正に帯電するように
なる。このときレチクル上の異物は負に帯電しているこ
とから、異物は塗布膜上層に向かって、すなわちレチク
ル表面から離れる方向に力(レチクルと異物とのクーロ
ン斥力FR と異物及び塗布膜上層間の引力FA )を受け
ることになる。こうして、本発明では二つの力の相乗効
果により、サブミクロンサイズの異物をレチクル上から
効果的に除去できる。
【0021】前述のように、半導体装置のパターニング
膜上の金属酸化物をTMAH等の有機アルカリ性水溶液
で洗浄、除去する技術や、被処理基板上のレジストパタ
ーンを現像後にコンタクトホール表面に残っている表面
酸化物をTMAH等を使って除去する技術は知られてい
る。それに対して本発明では、除去対象が基板表面の酸
化物ではなく、レチクル上に付着した異物(パーティク
ル)である。そしてこの異物の除去の際、前述の技術と
同じく有機あるいは無機のアルカリ性水溶液を使用して
はいるが、既に説明したように本発明によって得られる
効果については、レチクル表面のエッチングによるもの
ではなく、異物とレチクル表面との間にはたらく電気的
斥力が関与している。この点で、本発明は前述の既知の
技術と根本的に異なる。
【0022】また、前述の既知技術では基板に直接アル
カリ性水溶液が接触することにより発生する化学反応が
重要な役割を担っていると考えられる。一方、本発明で
はレチクル上に塗布された塗布膜がアルカリ性水溶液に
溶解していく際に発生する電気的作用(異物と塗布膜表
面との間にはたらく電気的引力)が本質的であり、この
効果は本発明において用いる塗布膜とアルカリ性水溶液
の組み合わせにより初めて実現されるものである。従っ
て、この点でも、本発明は前述の既知技術と明らかに異
なる。
【0023】本発明のレチクルの異物除去装置は、レチ
クル表面に形成した塗布膜をこれを溶解可能なアルカリ
性水溶液と接触させる手段を含むものである。具体的な
手段として、例えば、レチクルを載置して回転可能な手
段(例として回転台)と、回転しているレチクルの全面
にアルカリ性水溶液を供給可能な手段(例としてスプレ
ーノズル等)を挙げることができる。あるいは、塗布膜
とアルカリ性水溶液との接触手段は、アルカリ性水溶液
を入れ、そして塗布膜を形成したレチクルを浸漬可能な
容器でもよい。
【0024】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に説明する
が、本発明がこれらの実施例によりいささかも限定され
るものでないことは言うまでもない。
【0025】〔実施例1〕図1を参照して先に説明した
ように、まず、レチクル基板1上にポジ型のノボラック
レジスト(東京応化社製OFPR−5000)5を約1
μmの厚さに回転塗布した。こうしてレチクル基板1上
に形成した塗布膜5のベーキングも露光も行わずに、こ
の基板1を回転台8上に載せ、アルカリ現像液7として
濃度2〜3%のTMAH水溶液7をノズル6からスプレ
ーした。約3〜4分で塗布膜5を完全に溶解除去するこ
とができた。続いて、レチクル表面に残った現像液を純
水による回転リンスにより除去した。最後に、回転台8
の高速回転によりレチクル9を乾燥させ、処理を終え
た。
【0026】図3は、本発明により洗浄処理したレチク
ル上の異物(大きさ0.5〜1.5μm)の除去率を他
の洗浄法で処理した場合と比較した結果である。この結
果から、本発明により塗布膜の剥離除去を行うことによ
って、塗布膜を用いず単に有機アルカリ(TMAH)水
溶液で異物を洗浄・除去した場合、及び過硫酸で洗浄・
除去した場合と比較して、異物の除去効果が大幅に高ま
ることがわかる。また、本発明によるアルカリ可溶性塗
布膜形成後の処理で比較した場合、塗布膜を露光しない
(未露光)の状態で溶解除去することにより除去率が更
に高くなることがわかる。これは塗布膜(レジスト)の
溶解時間が異物除去に密接に関係しているためである。
すなわち、露光を行った場合には、露光によりポジ型レ
ジストのアルカリ性水溶液に対する溶解性が変化して塗
布膜の溶解時間が短くなることで、イオンの拡散による
帯電の変化量が減少するため、異物の受ける基板からの
斥力と塗布膜上方からの引力が共に小さくなり、結果と
して異物の除去効果が相対的に弱くなるためである。と
は言え、本発明によれば、ポジ型レジストの塗布膜の露
光を行っても従来の洗浄方法に比べて格段に向上した洗
浄効果が得られることが明らかである。
【0027】〔実施例2〕実施例1で塗布膜形成物質と
して使用したポジ型レジストに替えてネガ型レジスト
(シップレイ社製SAL−601)を使用して、同様の
実験を行った。この場合にも、実施例1と同様に、従来
の洗浄方法に比べ格段に向上した異物除去効果が得られ
た。
【0028】これらの実施例では塗布膜の溶解除去にア
ルカリ性水溶液(現像液)をスプレーする方式を採用し
ているが、これ以外にも、例えば被処理レチクルをアル
カリ性水溶液中に浸すディップ方式等を同様に利用する
ことができる。このディップ方式を用いる場合、レチク
ルの両面(遮光膜形成面とその反対面)に塗布膜を形成
しておくことで両面の異物を同時に除去可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異物の付着したレチクル表面に形成した塗布膜のアルカ
リ性水溶液での溶解除去中に発生する正負各イオンの拡
散現象を利用することで、レチクル表面とそこに付着し
ている異物との間に効率良く電気的斥力を発生させると
同時に、異物と塗布膜上層との間に電気的引力も発生さ
せることができる。これにより、従来の単なる有機ある
いは無機のアルカリ性水溶液を使用した洗浄では除去困
難であったレチクル上のサブミクロンサイズの異物の除
去効果が大幅に高まる。また、一旦レチクルを離れた異
物は基板表面と同符号(負)の電荷を持つため、除去後
に再びレチクル表面に付着することがない。従って、本
発明は、今後のますます微細化するパターンを持ったレ
チクルの製造工程において、レチクル製作手番の短縮と
信頼性の向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明する図である。
【図2】本発明によるレチクル表面の異物除去の機構を
説明する図である。
【図3】本発明の効果を示す実験結果のグラフである。
【符号の説明】
1…レチクル基板 2…遮光膜 3…レチクル基板上の異物 4…遮光膜上の異物 5…塗布膜 6…アルカリ性水溶液用ノズル 7…アルカリ性水溶液 8…回転台 9…レチクル 10…アルカリ性水溶液 11…基板 12…異物 13…塗布膜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レチクル表面にアルカリ可溶性の塗布膜
    を形成し、この塗布膜をアルカリ性水溶液で溶解除去す
    ることによりレチクル表面の異物を除去することを特徴
    とするレチクルの異物除去方法。
  2. 【請求項2】 前記塗布膜をアルカリ可溶性のレジスト
    材料により形成する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記塗布膜を前記レジスト材料のアルカ
    リ性現像液で溶解除去する、請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 レチクル表面に形成した塗布膜を、これ
    を溶解可能なアルカリ性水溶液と接触させる手段を含む
    ことを特徴とするレチクルの異物除去装置。
  5. 【請求項5】 前記レチクルを載置して回転可能な手段
    と、回転しているレチクルの全面に前記アルカリ性水溶
    液を供給可能な手段とを含む、請求項4記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記塗布膜と前記アルカリ性水溶液との
    接触手段が、当該アルカリ性水溶液を入れ、そして前記
    塗布膜を形成したレチクルを浸漬可能な容器である、請
    求項4記載の装置。
JP9083797A 1997-04-09 1997-04-09 レチクルの異物除去方法及び装置 Withdrawn JPH10282637A (ja)

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