本發(fā)明涉及釋放包含真空紫外光的光的真空紫外光光源裝置、安裝有該真空紫外光光源裝置的光照射裝置、以及使用有該光照射裝置的自組裝單分子膜的圖案化(Patterning)方法。

背景技術(shù)：

近年來，波長為200nm以下的真空紫外(Vacuum Ultra Violet：VUV)光被使用在除半導體曝光以外的各種領(lǐng)域中。例如，開發(fā)有不使用基于光致抗蝕劑的圖案形成工序，而是使用VUV與掩模，直接通過光引起化學反應而將自組裝單分子膜(Self-Assembled Monolayer：SAM膜)圖案化的技術(shù)。

例如，在非專利文獻1中公開了能夠使用VUV光進行不依賴于特定的官能團的SAM膜的光圖案化處理。具體而言，將去除由有機物構(gòu)成的污染物質(zhì)時所使用的、波長為172nm的準分子燈用作曝光用光源。能夠期待著眼于SAM膜的基于VUV光的氧化分解去除反應的方法、并且是多種多樣SAM膜的向光微加工的拓展。

作為真空紫外光光源(以下，也稱作“VUV光源”)以往，使用了在波長185nm上具有輝線的低壓水銀燈。另一方面，已知VUV光中的、特別是波長180nm以下的波段的光能夠?qū)崿F(xiàn)高速的表面改性(例如，灰化(Ashing))等。因此，近年來，將釋放波長為172nm的光的氙準分子燈用作VUV光源的例子較多。

然而，釋放VUV光的上述那種燈一般來說發(fā)光部的長度、即發(fā)光長度較長。例如，低壓水銀燈(USHIO電機株式會社制UL0-6DQ)的發(fā)光長度為10cm。另外，例如，內(nèi)置氙準分子燈的準分子光單元(USHIO電機株式會社制SUS06)的發(fā)光長度也為10cm。

這種從VUV燈釋放的VUV光因發(fā)光區(qū)域的形狀為大致圓柱狀，所以成為發(fā)散光。在發(fā)散光的情況下，難以進行投影式曝光，而是進行接觸式曝光、接近式曝光。在該情況下，向被照射物的曝光受到發(fā)散光的繞射的影響，能夠分辨的圖案尺寸拿線條圖案寬度來說，極限為100μm左右。

為了實現(xiàn)圖案線寬的微細化，需要進行使用了如視作點光源那樣發(fā)光長度充分短、真空紫外光的強度高至實用上足夠程度的燈的、光的繞射少的曝光。因此，作為使用于SAM膜的圖案化的光源，考慮使用發(fā)光長度為12.5mm以下、并釋放實用上足夠強度的VUV光的閃光燈。通過組合使用該閃光燈與拋物面反射鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)提取VUV光、并且是作為平行光或大致平行光的光的光源裝置。因此，在安裝有該光源裝置的光照射裝置中，能夠在SAM膜的圖案化中實現(xiàn)圖案線寬的微細化。

此外，作為VUV光源，除了上述的燈之外還存在使用于半導體曝光的準分子激光裝置。根據(jù)安裝有準分子激光裝置的準分子激光曝光裝置，能夠在SAM膜的圖案化中實現(xiàn)圖案線寬的微細化。然而，準分子激光裝置、準分子激光曝光裝置的價格高，出于COO(Cost Of Ownership)的觀點，除了已經(jīng)處于量產(chǎn)階段的半導體曝光以外使用是并不實際的。換言之，準分子激光裝置僅限于在與COO相匹配的工業(yè)領(lǐng)域中使用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

非專利文獻

非專利文獻1：杉村博之，“有機單分子膜的光微加工”，真空，日本真空協(xié)會，2005年，第48卷，第9號，p.506-510

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，VUV光在大氣中被氧吸收，因此需要在真空中或惰性氣體氣氛中使用。然而，在這種不包含氧的氣氛中對SAM膜照射VUV光的情況下，只能進行基于VUV光的SAM膜的直接分解，不能提高圖案化率。

而若在大氣等包含氧的處理氣氛中對SAM膜照射VUV光，則SAM膜表面附近的氧通過VUV照射成為活性氧，能夠進行基于VUV光的SAM膜的直接分解，并且還能夠進行上述的活性氧與SAM膜的氧化分解反應。而且，基于該活性氧的氧化分解反應的存在成為使SAM膜的圖案化率提高的主要因素。因此，為了確保圖案化率，優(yōu)選的是在大氣中進行基于VUV的SAM膜的圖案化。

然而，在大氣中對工件進行使用了波長200nm以下的VUV光的光照射處理的情況下，在光照射表面、包含該表面的空間中產(chǎn)生臭氧。

認為臭氧是通過以下化學反應而生成的。

首先，空氣中的氧分子吸收紫外線并成為激發(fā)態(tài)。

O₂(³Σ_g-：基態(tài))+hν→O₂(³Σ_u-：激發(fā)態(tài))……(1)

接下來，激發(fā)態(tài)的氧分子成為激發(fā)態(tài)的氧原子。

O₂(³Σ_u-：激發(fā)態(tài))→O(³P：激發(fā)態(tài))+O(¹D：激發(fā)態(tài))……(2)

或者，空氣中的氧分子吸收紫外線，并成為激發(fā)態(tài)的氧原子。

O₂(³Σ_g-：基態(tài))+hν→O(¹D：激發(fā)態(tài))+O(¹D：激發(fā)態(tài))……(3)

然后，通過激發(fā)態(tài)的氧原子O(¹D：激發(fā)態(tài))、氧分子、以及周圍介質(zhì)M(氮分子等)的三體碰撞，生成臭氧。

O(¹D)+O₂+M→O₃……(4)

在對SAM膜照射VUV光而進行圖案化處理的情況下，理想的是，如圖11所示，通過了掩模M的掩模圖案的、來自VUV光源200的VUV光(VUV)照射到工件W上的SAM膜(SAM)，在被VUV光照射的部分，通過SAM膜的基于VUV光的氧化分解去除反應等，對SAM膜進行圖案化。

然而，在大氣中的VUV照射的情況下，實際上例如像圖12所示那樣生成臭氧O₃。由于生成的臭氧O₃的壽命達到幾十秒，因此在SAM膜的VUV光下的氧化分解去除反應的同時，也產(chǎn)生臭氧O₃與SAM膜的氧化分解反應(圖11中的臭氧蝕刻OE)。因此，SAM膜的圖案化并不一定形成所希望的圖案。即，出現(xiàn)產(chǎn)生蝕刻寬度的擴大、SAM膜的局部缺損(蝕刻)這種不良情況。

因此，在大氣等包含氧的氣氛中利用VUV進行SAM膜的圖案化的情況下，需要考慮因VUV照射而生成的臭氧的影響。然而，在上述非專利文獻1記載的技術(shù)中，完全未考慮到這一點。

因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種在釋放包含真空紫外光的光的真空紫外光光源裝置中，能夠抑制在包含氧的氣氛中照射了真空紫外光時的臭氧產(chǎn)生量的真空紫外光光源裝置、安裝有該真空紫外光光源裝置的光照射裝置、以及使用有該光照射裝置的自組裝單分子膜的圖案化方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明的真空紫外光光源裝置的一個方式是，一種釋放包含真空紫外光的光的真空紫外光光源裝置，作為上述包含真空紫外光的光，將脈沖光、并且是發(fā)光的占空比為0.00001以上且0.01以下的光釋放到包含氧的氣氛中。由此，能夠抑制在大氣等包含氧的氣氛中釋放真空紫外光時、因該氣氛中的氧分子吸收紫外線而產(chǎn)生的臭氧的量。

另外，根據(jù)本發(fā)明的其他方式，也可以是，上述發(fā)光的占空比為0.0001以上且0.001以下。由此，能夠以可較容易地實現(xiàn)的發(fā)光條件，將臭氧產(chǎn)生量充分減小至實用上沒有問題的程度。

而且，根據(jù)本發(fā)明的其他方式，也可以是，具備：閃光燈，具有由真空紫外光透射性材料構(gòu)成的發(fā)光管、以及配置在該發(fā)光管內(nèi)的相互對置的一對電極；以及供電部，向上述閃光燈供給電力。這樣，作為釋放包含真空紫外光的光的光源使用閃光燈，因此能夠適當?shù)蒯尫艥M足上述條件的光。

另外，根據(jù)本發(fā)明的其他方式，也可以是，上述閃光燈的上述一對電極的電極間距離為12.5mm以下，在上述閃光燈的上述發(fā)光管內(nèi)封入有包含氙氣的氣體。由此，閃光燈能夠釋放發(fā)光長度足夠短至能夠視作點光源的程度的真空紫外光。因此，該閃光燈例如能夠作為使用了掩模的、用于進行微小的圖案化的燈而使用。

而且，本發(fā)明的光照射裝置的一方式為一種光照射裝置，具備：掩模，與形成有自組裝單分子膜的工件分離地配置，形成有規(guī)定的圖案；上述任一種的真空紫外光光源裝置，經(jīng)由上述掩模向上述工件上照射包含真空紫外光的光；以及包圍部件，將從上述真空紫外光光源裝置至上述掩模的上述光的光路包圍；上述包圍部件的內(nèi)部通過惰性氣體而被凈化(Purge，清除)，在上述掩模與上述工件之間形成有包含氧的氣體層。

這樣，由于通過惰性氣體清除(Purge)將從光源裝置至掩模的光路包圍的包圍部件的內(nèi)部的氧，因此能夠防止氧導致的真空紫外光的吸收衰減。另外，由于在從掩模至工件之間形成包含氧的氣體層，因此能夠在包含氧的氣氛中進行基于真空紫外光的自組裝單分子膜(SAM膜)的圖案化處理。因此，在對SAM膜照射真空紫外光時，SAM膜表面附近的氧成為活性氧，能夠進行該活性氧與SAM膜的氧化分解反應。由此，能夠使SAM膜的圖案化率提高。

而且，真空紫外光光源裝置釋放脈沖光、并且是發(fā)光的占空比為0.00001以上且0.01以下的光作為包含真空紫外光的光。因此，能夠抑制因掩模與工件之間的氧分子吸收紫外線而產(chǎn)生的臭氧的量。因此，能夠抑制臭氧蝕刻導致的圖案化的變形，實現(xiàn)良好的圖案化。

另外，本發(fā)明的自組裝單分子膜的圖案化方法的一方式為，經(jīng)由形成有規(guī)定的圖案的掩模，對形成在工件上的自組裝單分子膜照射包含真空紫外光的光，其中，在包含氧的氣氛中，作為上述包含真空紫外光的光，照射脈沖光、并且是發(fā)光的占空比為0.00001以上且0.01以下的光。

由此，能夠抑制臭氧產(chǎn)生量，并且能夠進行SAM膜的圖案化處理。因此，能夠抑制臭氧蝕刻并實現(xiàn)良好的圖案化。

而且，在上述的自組裝單分子膜的圖案化方法中，也可以是，作為上述包含真空紫外光的光，照射上述發(fā)光的占空比為0.0001以上且0.001以下的光。由此，能夠使用可較容易地實現(xiàn)的光源裝置在將臭氧產(chǎn)生量充分減小至實用上沒有問題的程度的狀態(tài)下，進行SAM膜的圖案化處理。

發(fā)明效果

在本發(fā)明的真空紫外光光源裝置中，能夠抑制在大氣等包含氧的氣氛中釋放真空紫外光時產(chǎn)生的臭氧的量。因此，在安裝有該真空紫外光光源裝置的光照射裝置中，在包含氧的氣氛中的SAM膜的圖案化處理中，能夠抑制產(chǎn)生的臭氧與SAM膜的氧化分解反應所引起的臭氧蝕刻，從而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的圖案化。

如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，則應能夠通過參照附圖以及權(quán)利要求書的記載，根據(jù)用于實施下述發(fā)明的方式(發(fā)明的詳細說明)來理解上述本發(fā)明的目的、方式以及效果，和以上未敘述的本發(fā)明的目的、方式以及效果。

附圖說明

圖1是表示從準分子燈釋放的光的光譜分布的圖。

圖2是表示從VUV-SFL釋放的光的光譜分布的圖。

圖3是表示VUV-SFL的一個例子的圖。

圖4是表示照射準分子燈的光時的SAM膜的接觸角的變化的圖。

圖5是表示照射VUV-SFL的光時的SAM膜的接觸角的變化的圖。

圖6是表示用于臭氧濃度測定的實驗系統(tǒng)的圖。

圖7是表示準分子燈與VUV-SFL的臭氧產(chǎn)生量的不同的圖。

圖8是用于說明占空比的定義的圖。

圖9是表示占空比與臭氧濃度的關(guān)系的圖。

圖10是表示光照射裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖11是表示SAM膜的圖案化方法的圖。

圖12是表示臭氧蝕刻的例子的圖。

具體實施方式

以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

本發(fā)明人們?yōu)榱苏{(diào)查因大氣等處理氣氛中的氧分子吸收真空紫外光(VUV光)而生成的臭氧的生成量，進行了以下的臭氧濃度測定實驗。

具體而言，使用釋放中心波長為172nm的VUV光的準分子燈、以及VUV區(qū)域的光強度強的VUV閃光燈(VUV短弧閃光燈：VUV-SFL)，分別調(diào)查了使從兩者向空氣中照射的VUV光的累計照射量相同時的臭氧產(chǎn)生量。

作為照射準分子光的準分子光照射單元，使用了USHIO電機株式會社制“Min-Excimer SUS713”。燈的發(fā)光長度為100mm，向燈供給電力的電源的頻率為140kHz。將從該準分子燈釋放的光的光譜分布表示在圖1中。此外，在圖1中，橫軸為波長(Wavelength)[nm]，縱軸為相對強度(Relative Intensity)[％]。

另一方面，作為VUV-SFL，使用了如下閃光燈：配置于由真空紫外光透射性材料構(gòu)成的發(fā)光管(石英玻璃管等)內(nèi)的一對電極間距離為12.5mm以下，且在該發(fā)光管內(nèi)以封入氣體壓力3atm封入有包含氙氣的氣體。將從該VUV-SFL釋放的光的光譜分布表示在圖2中。此外，在圖2中，橫軸為波長[nm]，縱軸為分光放射強度[μJ/cm²]。

這里，對VUV-SFL的構(gòu)造進行說明。

圖3是表示作為VUV-SFL的一個例子的雙端型短弧閃光燈的構(gòu)造的圖。

如圖3所示，VUV-SFL11具備發(fā)光管111a。在發(fā)光管111a的兩端連續(xù)設(shè)置有第一密封管111b和第二密封管111c。另外，在第二密封管111c中插入有密封用玻璃管112，兩者被焊接。

在發(fā)光管111a內(nèi)對置配置有一對電極(第一主電極113a與第二主電極113b)。從第一主電極113a延伸的導線(Lead)114a被漸變玻璃等機構(gòu)支撐以及密封于第一密封管111b，并向其外側(cè)被導出。另外，第二主電極113b的導線114b被漸變玻璃等機構(gòu)支撐以及密封于密封用玻璃管112，并向其外側(cè)被導出。

另外，在發(fā)光管111a內(nèi)的主電極113a以及113b之間配設(shè)有一對啟動輔助電極115a以及115b。啟動輔助電極115a的內(nèi)部導線116a與啟動輔助電極115a的外部導線117a在第二密封管111c與密封用玻璃管112之間的焊接區(qū)域，經(jīng)由金屬箔118a電連接。同樣，啟動輔助電極115b的內(nèi)部導線116b與啟動輔助電極115b的外部導線117b在第二密封管111c與密封用玻璃管112之間的焊接區(qū)域，經(jīng)由金屬箔118b電連接。

而且，在一對內(nèi)部導線116a以及116b之間設(shè)有支撐件119，成為該支撐件119進行啟動輔助電極115a以及115b的定位的結(jié)構(gòu)。

導線114a、114b以及外部導線117a、117b分別連接于供電部15。供電部15具有儲蓄規(guī)定的能量的電容器(未圖示)。供電部15通過將該電容器充電而對一對電極113a與113b之間施加高電壓，并且在該狀態(tài)下向一對啟動輔助電極115a與115b之間供給高電壓脈沖作為觸發(fā)電壓。由此，供電部15使一對電極113a、113b間產(chǎn)生電弧放電，在發(fā)光管111a內(nèi)產(chǎn)生閃光放電。這樣，發(fā)光管111a向外部釋放脈沖光。

即，作為臭氧濃度測定實驗所使用的VUV-SFL，使用圖3所示的一對電極113a以及113b間的距離為12.5mm以下、且在發(fā)光管111a內(nèi)以封入氣體壓力3atm封入有包含氙氣的氣體的VUV-SFL。由此，該VUV-SFL能夠被視作點光源那樣釋放包含發(fā)光長度充分短、且足夠強度的VUV光的光。

此外，作為釋放光強度強的VUV光的VUV-SFL，能夠應用電極間距離為12.5mm以下、在發(fā)光管內(nèi)封入有包含氙氣的氣體、且該封入氣體壓力為2atm～8atm的VUV-SFL。

如圖1以及圖2所示，在準分子燈與VUV-SFL中，光譜分布不同。對SAM膜的圖案化做出貢獻的光是波長區(qū)域為200nm以下的VUV光，因此在臭氧濃度測定實驗中，需要使該波長區(qū)域中的光的照射量相等，來確認臭氧產(chǎn)生量的差異。

然而，準分子燈如圖1所示那樣僅釋放波長200nm以下的光，但在VUV-SFL所釋放的光中，如圖2所示那樣包含超過波長200nm的波長成分。因此，在VUV-SFL中，無法單純地測定波長200nm以下的光的照度。

因此，本發(fā)明人們著眼于若波長區(qū)域200nm以下的VUV光照射到SAM膜、則SAM膜的接觸角變化這一情況，設(shè)想從開始向SAM膜照射光至SAM膜的接觸角的變化穩(wěn)定為止的準分子燈的光照射量中所占的VUV的照射量，與從開始向SAM膜照射光至SAM膜的接觸角的變化穩(wěn)定為止的VUV-SFL的照射量相等。然后，在該設(shè)想之下計算VUV-SFL的波長200nm以下的光的照度。以下，對這一點進行說明。

圖4是表示在大氣中使用上述準分子燈照射準分子光以使工件(基板)上的SAM膜表面的照度成為8.25mW/cm²時的、SAM膜的接觸角的變化的圖。此外，這里，作為SAM膜，使用了1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷(FAS13，和光純藥工業(yè)株式會社制)。如圖4所示，通過照射75秒光，使得SAM膜的接觸角的變化穩(wěn)定。具體而言，SAM膜的接觸角從58°變化為42°，大致穩(wěn)定。

圖5是表示在大氣中對工件上的SAM膜照射來自VUV-SFL的脈沖光時的、SAM膜的接觸角的變化的圖。向VUV-SFL投入以600V充電的、容量20μF的電容器的充電能量(即，1/2×20×10^-6×600²＝3.6J)，使該VUV-SFL以10Hz點亮。如圖5所示，通過照射120秒光，使得SAM膜的接觸角的變化穩(wěn)定。具體而言，SAM膜的接觸角從58°變化為33°，大致穩(wěn)定。

此外，如圖4以及圖5所示，即使光照射開始時的SAM膜的接觸角相同，接觸角的變化穩(wěn)定時的接觸角的大小在將VUV-SFL的光照射到SAM膜時與將準分子燈的光照射到SAM膜時也不同。認為其原因是，根據(jù)圖1以及圖2的光譜分布可明顯得知，從VUV-SFL釋放的光中較多地含有能量比從準分子燈釋放的光大的、波長為200nm以下的波長成分(VUV)，將VUV-SFL的光照射到SAM膜時，SAM膜的基于VUV照射的分解進一步地得以進行。

如上述那樣，SAM膜的接觸角的變化達到穩(wěn)定為止的時間在VUV-SFL的情況下是120秒，在準分子燈的情況下是75秒。因此，設(shè)想照射120秒鐘VUV-SFL的光時的波長200nm以下的VUV光照射量與照射75秒鐘來自準分子燈的光時的VUV光照射量相等。

準分子燈中的SAM膜的接觸角的變化達到穩(wěn)定為止的期間的照射量為75s×8.25mW/cm²＝618.25mJ/cm²。由此，VUV-SFL在SAM膜上的波長200nm以下的光的照度若換算為準分子燈的照度，則相當于75s/120s×8.25mW/cm²＝5.16mW/cm²。

即，認為在以輸入能量3.6J、10Hz使上述的VUV-SFL點亮的情況下，如果使準分子燈以照度5.16mW/cm²點亮，則來自兩者的波長200nm以下的VUV光的每單位時間的照射量相等。

因此，在臭氧濃度測定實驗中，進行了對以10Hz將3.6J輸入的VUV-SFL點亮時產(chǎn)生的臭氧濃度、以及將照度被調(diào)整成5.16mW/cm²的中心波長172nm、點亮頻率140kHz的準分子燈點亮時產(chǎn)生的臭氧濃度進行測定并比較兩者的實驗。

圖6是表示臭氧濃度測定實驗所使用的實驗系統(tǒng)的圖。

燈41是上述的準分子燈或者VUV-SFL。該燈41收容在燈罩42內(nèi)，從該燈41釋放的光從設(shè)于燈罩42的VUV透過性的窗部43向外部照射。

另外，在燈41的光出射側(cè)配置由VUV透過性材料構(gòu)成的流通室44。從形成于該流通室44的一端的開放端45向流通室44的內(nèi)部導入空氣，在流通室44的另一端連接有臭氧儀46。流通室44的壁厚例如為1mm，圖6中的截面積例如為3mm×24mm。

作為臭氧儀46，使用了荏原實業(yè)株式會社制“EG-2001RAH035”。臭氧儀46的氣體抽吸量為1.5升/min。

在流通室44的光照射面上設(shè)有具有1cm×1cm四邊形的開口47a的鋁箔作為掩模47。即，向流經(jīng)流通室44內(nèi)的空氣照射的VUV照射面積為1cm²。從燈罩42的窗部43至掩模M表面的間隙長度D例如設(shè)為2.5mm。

此外，圖6是為了容易理解而夸張地進行了描繪，大小關(guān)系并非必須反映出實際的實驗系統(tǒng)。

在以上那種實驗系統(tǒng)中，如上述那樣，測定了以10Hz將3.6J輸入的VUV-SFL點亮時產(chǎn)生的臭氧濃度、以及將流通室表面的照度被調(diào)整成5.16mW/cm²的中心波長172nm、點亮頻率140kHz的準分子燈點亮時產(chǎn)生的臭氧濃度。將其結(jié)果表示在圖7中。

在圖7中，實線是VUV-SFL的臭氧濃度測定結(jié)果，虛線是準分子燈的臭氧濃度測定結(jié)果。

如該圖7所示，將VUV-SFL以及準分子燈點亮然后經(jīng)過三分鐘后的臭氧濃度分別為0.64ppm、4.78ppm。這樣，盡管是以使VUV區(qū)域的照射量相同的方式點亮了準分子燈以及VUV-SFL，但脈沖點亮的VUV-SFL的一方的臭氧濃度變小。即，明確了在大氣中點亮時，脈沖點亮的VUV-SFL的一方的臭氧生成量變小。

此外，在將準分子燈點亮的情況下，從點亮開始約30秒之后，臭氧濃度達到峰值，之后臭氧濃度逐漸減少，認為這是因為，從燈點亮開始經(jīng)過30秒后起，燈溫度上升，準分子燈泡內(nèi)的封入氣體溫度上升，封入氣體作用下準分子光的自吸收增加，結(jié)果，來自準分子燈的VUV釋放量逐漸減少。

這里使用的準分子燈的點亮頻率為140kHz，因此如圖8所示，該準分子燈的發(fā)光間隔T為7×10^-6秒。此外，在圖8中，橫軸是時間，縱軸是光輸出(任意單位)。另外，發(fā)光脈沖寬度tp的FWHM(半峰全寬)約為2μs。因此，準分子燈的發(fā)光的占空比(＝發(fā)光脈沖寬度tp/發(fā)光間隔T)為

2×10^-6/7×10^-6＝0.29(29％)。

另一方面，由于VUV-SFL的點亮頻率為10Hz，因此該VUV-SFL的發(fā)光間隔為0.1秒。另外，發(fā)光脈沖寬度的FWHM約為10μs。因此，VUV-SFL的發(fā)光的占空比為

1×10^-5/0.1＝1×10^-4(0.01％)。

這樣，在準分子燈與VUV-SFL中，發(fā)光的占空比大幅度不同。據(jù)此，盡管是以使VUV區(qū)域的照射量相同的方式點亮了準分子燈以及VUV-SFL，但VUV-SFL點亮時比準分子燈點亮時的臭氧濃度小的原因之一，推測是兩者的發(fā)光的占空比大幅度不同。

即，推測發(fā)光的占空比小的情況下，難以引發(fā)激發(fā)態(tài)的氧原子O(¹D：激發(fā)態(tài))、氧分子、以及周圍介質(zhì)(氮分子等)的三體碰撞帶來的臭氧生成反應。

為了驗證上述假設(shè)，使用占空比不同于上述燈(準分子燈、VUV-SFL)的多個燈，分別對臭氧濃度的產(chǎn)生量進行了調(diào)查。此外，將上述準分子燈稱為燈A，將VUV-SFL稱為燈D。

重新調(diào)查了發(fā)光時的臭氧產(chǎn)生量的燈是以下的燈B以及燈C。

燈B是釋放中心波長172nm的VUV的準分子燈，光譜分布與圖1所示的燈A的光譜分布相同。點亮頻率為20kHz，發(fā)光脈沖寬度的FWHM約為2μs。

該燈B的發(fā)光間隔為5×10^-5秒，因此該燈B的發(fā)光的占空比為

2×10^-6/5×10^-5＝0.04(4％)。

燈C是釋放波長200nm以下的VUV光的VUV-SFL，光譜分布與圖2所示的燈D的光譜分布相同。點亮頻率為100Hz，發(fā)光脈沖寬度的FWHM約為10μs。

該燈C的發(fā)光間隔為0.01秒，因此該燈C的發(fā)光的占空比為

1×10^-6/0.01＝0.001(0.1％)。

此外，這里，調(diào)整了向燈B以及燈C投入的投入能量，以使燈B以及燈C的VUV光的照射量與上述燈A以及燈D相同。

對將各燈A～D點亮然后經(jīng)過三分鐘之后產(chǎn)生的臭氧濃度進行了測定，獲得了表1所示的結(jié)果。

[表1]

此外，將臭氧濃度的測定點設(shè)為經(jīng)過三分鐘之后，是因為各燈A～D的動作在點亮之后三分鐘大致穩(wěn)定的緣故。

圖9是以上述表1所示的結(jié)果為基礎(chǔ)，表示發(fā)光占空比(duty)與臭氧濃度的關(guān)系的圖。

根據(jù)該圖9可知，在大氣中照射包含VUV區(qū)域的光的脈沖光的情況下，若VUV區(qū)域?qū)τ诳諝獾恼丈淞肯嗤?，則發(fā)光的占空比越小，臭氧的產(chǎn)生量越少。

另外，使用各燈A～D分別在大氣中實施了SAM膜(FAS13，和光純藥工業(yè)株式會社制)的圖案化。其結(jié)果，在使用了燈A以及燈B的情況下，由于產(chǎn)生的臭氧與SAM膜的氧化分解反應，例如像圖12所示，產(chǎn)生了不能忽視的程度的蝕刻寬度的擴大、SAM膜的局部缺損這種所謂的臭氧蝕刻OE，不能進行良好的圖案化。另一方面，在使用了燈C以及燈D的情況下，產(chǎn)生臭氧濃度比較小，因此臭氧與SAM膜的氧化分解反應小，例如像圖11所示，能夠進行良好的圖案化。

而且，調(diào)查了產(chǎn)生臭氧濃度與圖案化精度的關(guān)系時能夠確認到，如產(chǎn)生臭氧濃度為4ppm以上，則臭氧蝕刻導致的圖案化的變形顯著。

如圖9所示，在發(fā)光的占空比為0.01以下的情況下，能夠可靠地使產(chǎn)生臭氧濃度比4ppm小。即，在使用VUV光而將SAM膜圖案化的情況下，通過使用燈C以及D(VUV-SFL)那種脈沖發(fā)光、且發(fā)光的占空比為0.01以下的光源，能夠進行高精度的圖案化。

因此，在本實施方式中，在使用VUV光將SAM膜圖案化的情況下，使用脈沖發(fā)光、并且發(fā)光的占空比為0.01以下且大于0的閃光燈。具體而言，將上述發(fā)光的占空比設(shè)為0.00001以上且0.01以下。若占空比變小，則每單位時間發(fā)光的次數(shù)減少，因此需要增大每一次發(fā)光的輸出。即，需要增大向燈投入的投入電力，具有儲蓄規(guī)定的能量的電容器(未圖示)的供電部大型化。這里，使占空比的下限為0.00001是因為，若占空比小于0.00001，則為了增大一次的發(fā)光中的輸出，上述供電部15變得相當大型而不再實用。

更優(yōu)選的是，發(fā)光的占空比設(shè)為0.0001以上且0.001以下。由此，能夠以上述的燈C、燈D那種可較容易地實現(xiàn)的發(fā)光條件，將臭氧濃度充分減小至實用上不存在問題的程度。

圖10是表示使用VUV光而將SAM膜圖案化的光照射裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

光照射裝置100具備放射VUV光的真空紫外光光源裝置10。真空紫外光光源裝置10具備閃光燈11、拋物面反射鏡12、燈殼體13、以及設(shè)于燈殼體13的窗部14。

閃光燈11是例如具有圖3所示的結(jié)構(gòu)的VUV-SFL。即，閃光燈11具有如下結(jié)構(gòu)：具備由真空紫外光透射性材料構(gòu)成的發(fā)光管111a、以及配置于該發(fā)光管111a內(nèi)且相互對置的一對電極113a、113b，該一對電極113a、113b的電極間距離為12.5mm以下，在該發(fā)光管111a內(nèi)以封入氣體壓力3atm封入有包含氙氣的氣體。

此外，在圖10中，雖然未特別圖示，真空紫外光光源裝置10具備具有與圖3所示的供電部15相同的結(jié)構(gòu)的供電部。

閃光燈11被控制部31驅(qū)動控制成，以占空比0.00001以上且0.01以下(這里例如是0.001)脈沖發(fā)光。即，控制部31對真空紫外光光源裝置10的供電部進行驅(qū)動控制，對閃光燈11投入以600V充電的、容量20μF的電容器的充電能量(3.6J)，使該閃光燈11以10Hz點亮。

從閃光燈11釋放的VUV光被拋物面反射鏡12反射而成為平行光，并從設(shè)于燈殼體13的窗部14出射。窗部14例如由對VUV光具有高透過率的合成石英形成。此外，窗部14也可以由例如短波長的透過率優(yōu)于石英的藍寶石玻璃或氟化鈣、氟化鎂等形成。

該窗部14被與燈殼體13氣密地組裝，燈殼體13內(nèi)部被從設(shè)于燈殼體13的氣體導入口13a導入氮(N₂)氣等惰性氣體，該燈殼體13的內(nèi)部通過惰性氣體清除(Purge)了氧。這是因為VUV強烈地受到氧所導致的吸收衰減的緣故，通過用N₂氣體等惰性氣體在燈殼體13內(nèi)進行清除，能夠防止VUV的因氧而導致的吸收衰減。另外，導入到燈殼體13內(nèi)部的惰性氣體在將閃光燈11、拋物面反射鏡12冷卻之后，從設(shè)于燈殼體13的排氣口13b排氣。

此外，燈殼體13內(nèi)部例如也可以是真空。

從真空紫外光光源裝置10釋放的VUV光入射到掩模M。掩模M例如是通過在玻璃等透明基板上蒸鍍鉻等金屬并進行蝕刻而形成了圖案(照射圖案)的掩模，VUV光通過該掩模M而照射到工件W。

在真空紫外光光源裝置10的光出射側(cè)設(shè)有包圍部件21，該包圍部件21將從真空紫外光光源裝置10釋放并向掩模M入射的光所行進的光路包圍。掩模M被固定于包圍部件21的掩模臺22保持水平狀態(tài)地吸附保持。

真空紫外光光源裝置10的窗部14、包圍部件21、掩模臺22以及掩模M的內(nèi)部成為封閉空間。包圍部件21設(shè)有氣體導入口21a，從氣體導入口21a向成為封閉空間的包圍部件21內(nèi)部導入N₂氣體等惰性氣體，該包圍部件21內(nèi)部通過惰性氣體清除了氧。這是基于與燈殼體13內(nèi)部的氧通過惰性氣體而清除相同的原因。另外，導入到包圍部件21內(nèi)部的惰性氣體從設(shè)于包圍部件21的排氣口21b排氣。

此外，包圍部件21內(nèi)部例如也可以是真空。

工件W載置在工件臺23上，例如通過真空吸盤機構(gòu)吸附保持于工件臺23。在該工件W上形成有SAM膜(SAM)，距掩模M離開約100μm左右而配置。而且，在工件W與掩模M之間形成有空氣層。

具體而言，在掩模M的光出射側(cè)設(shè)有包圍部件24，該包圍部件24將通過掩模M并向工件W照射的光所行進的光路包圍，從形成于包圍部件24的空氣導入口24a向工件W與掩模M之間導入空氣。從空氣導入口24a導入的空氣被從排氣口24b排氣。此外，掩模M與工件W之間并不限定于空氣層，只要形成有包含氧的氣體層即可。

另外，工件臺23構(gòu)成為能夠通過臺移動機構(gòu)32向XYZθ方向(圖10的左右、前后、上下方向、以及以Z軸為中心的旋轉(zhuǎn)方向)移動。臺移動機構(gòu)32通過控制部31進行驅(qū)動控制。

即，如以下那樣進行工件W的VUV照射處理。

首先，控制部31對真空吸盤機構(gòu)等進行驅(qū)動控制，通過真空吸附對安置在掩模臺22的規(guī)定的位置的掩模M進行保持。接下來，控制部31利用臺移動機構(gòu)32使工件臺23下降，使工件W載置在工件臺23上。之后，控制部31利用臺移動機構(gòu)32使工件臺23上升，將工件W設(shè)置在規(guī)定的VUV光照射位置。接下來，控制部31利用臺移動機構(gòu)32使工件臺23在XYθ方向上移動，進行掩模M與工件W的對位(對準)。即，使印在掩模M上的對準標記與印在工件W上的對準標記一致。

若掩模M與工件W的對位結(jié)束，則真空紫外光光源裝置10將作為平行光的VUV光照射到掩模M上，進行工件W上的SAM膜的光圖案化處理。若光圖案化處理結(jié)束，則控制部31利用臺移動機構(gòu)32使工件臺23下降，停止向工件臺23供給真空，成為能夠從工件臺23取出照射結(jié)束的工件W的狀態(tài)。

如以上那樣，在本實施方式中的光照射裝置100中，準備形成有圖案的掩模M，將掩模M與工件W接近而平行地配置，通過該掩模M僅對希望改變工件W的特性的部分照射平行光的VUV光。這樣，進行對于工件W的光圖案化處理。

此時，光照射裝置100在大氣等包含氧的氣氛中對工件W照射VUV光。因此，在對SAM膜照射了VUV光時，SAM膜表面附近的氧通過VUV照射而成為活性氧，能夠進行VUV光對SAM膜的直接分解，并且還能夠進行該活性氧與SAM膜的氧化分解反應。由此，與在不包含氧的惰性氣體氣氛中向SAM膜照射VUV那樣、不進行基于活性氧的氧化分解反應的情況相比，能夠提高圖案化率(Patterning rate)。

另外，真空紫外光光源裝置10釋放脈沖光、并且是發(fā)光的占空比為0.01以下的光作為向工件W照射的VUV光。由此，能夠抑制大氣氣氛中的氧分子吸收VUV而生成的臭氧的生成量。特別是，通過將上述發(fā)光的占空比設(shè)定為0.0001以上且0.001以下，能夠以可較容易地實現(xiàn)的發(fā)光條件，將產(chǎn)生臭氧濃度充分減少至實用上沒有問題的程度。因此，能夠抑制臭氧蝕刻導致的圖案化的變形，實現(xiàn)良好的圖案化。

而且，由于將脈沖光、并且是發(fā)光的占空比為0.01以下的光作為釋放的光源而應用于閃光燈11，因此能夠適當?shù)蒯尫艥M足上述條件的VUV光。

另外，作為閃光燈11，能夠應用發(fā)光長度(電極間距離)為12.5mm以下、且在發(fā)光管內(nèi)封入有包含氙氣的氣體的閃光燈。這樣，通過使用被視為大致點光源的光源，能夠進行光的繞射較少的曝光。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)圖案線寬的微細化。

(變形例)

在上述實施方式中，在要求照射到工件W的VUV光的照度分布的均勻性的情況下，例如還可以如以下那樣構(gòu)成光照射裝置100。

將真空紫外光光源裝置10中的拋物面反射鏡12設(shè)為橢圓聚光反射鏡，在該橢圓聚光反射鏡的第1焦點配置閃光燈11的發(fā)光部。另外，在從窗部14釋放的光聚光的第2焦點配置積分器，利用準直透鏡或準直反射鏡使來自積分器的光成為平行光而照射到掩模M。

此外，由于積分器、準直透鏡或準直反射鏡位于從真空紫外光光源裝置10釋放并照射到工件W的光所行進的光路上，因此它們需要由VUV區(qū)域的透光性好的材料構(gòu)成，并且它們也被收容于包圍部件21的內(nèi)部。

此外，上述雖然說明了特定的實施方式，但該實施方式只是例示，并非意圖限定本發(fā)明的范圍。本說明書所記載的裝置以及方法能夠在除上述以外的方式中具體實現(xiàn)。另外，也能夠不脫離本發(fā)明的范圍地對上述實施方式進行適當?shù)氖÷浴⑻鎿Q以及變更。進行了該省略、替換以及變更的方式包含在權(quán)利要求書所記載的范圍以及它們的等價物的范圍內(nèi)，屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。

工業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明的真空紫外光光源裝置，能夠抑制在大氣等包含氧的氣氛中釋放真空紫外光時產(chǎn)生的臭氧的量，因此是有用的。另外，在安裝有該真空紫外光光源裝置的光照射裝置中，在包含氧的氣氛中的SAM膜的圖案化處理中，能夠抑制產(chǎn)生的臭氧與SAM膜的氧化分解反應所引起的臭氧蝕刻，從而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的圖案化，因此是有用的。

附圖標記說明

10…真空紫外光光源裝置，11…閃光燈(VUV-SFL)，12…拋物面反射鏡，13…燈殼體，14…窗部，15…供電部，21…包圍部件，21a…氣體導入口，21b…排氣口，22…掩模臺，23…工件臺，24…包圍部件，24a…空氣導入口，24b…排氣口，31…控制部，32…臺移動機構(gòu)，41…燈，42…燈罩，43…窗部，44…流通室，45…開放端，46…臭氧儀，47…掩模，47a…開口，111a…發(fā)光管，111b…第一密封管，111c…第二密封管，112…密封用玻璃管，113a…第一主電極，113b…第二主電極，114a…導線，114b…導線，115a，115b…啟動輔助電極，116a，116b…內(nèi)部導線，117a，117b…外部導線，118a，118b…金屬箔，119…支撐件，M…掩模，SAM…自組裝單分子膜(SAM膜)，W…工件。