JP2005340757A

JP2005340757A - イマージョンリソグラフィー用液体組成物及びこれを利用したリソグラフィー方法、イマージョンリソグラフィー装置、半導体素子及び半導体素子の製造方法

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Publication number: JP2005340757A
Application number: JP2004369334A
Authority: JP
Inventors: Konkei Ko; 根圭孔; Hyoung Ryeun Kim; 炯崙金; Hyeong Soo Kim; 炯秀金; Jae Chang Jung; 載昌鄭; Sung Koo Lee; 晟求李
Original assignee: Hynix Semiconductor Inc
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 2004-05-22
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2005-12-08
Also published as: NL1027911C2; DE102004063246A1; US20050260528A1; TW200538505A; TWI307456B; NL1027911A1

Abstract

【課題】イマージョンリソグラフィー工程に用いる特定の界面活性剤を含む新しい組成のイマージョンリソグラフィー用液体組成物、及びこのようなイマージョンリソグラフィー用液体組成物を利用したリソグラフィー方法を提供する。
【解決手段】水を主成分とし、添加剤として非イオン性界面活性剤の下記式（１）で示される化合物、ポリビニルアルコール、ペンタエリトリトル系化合物、またはアルキレンオキシド含有ポリマーを含むイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いてリソグラフィー工程を行なうことにより、前記非イオン性界面活性剤により液体組成物の表面張力が減少するため、ウェハーの微細トポロジー上で液体組成物が完全に満たされないか、部分的に集中されるという問題点が解決され、感光膜と液体組成物との間に存在するマイクロバブルが除去される。

前記式で、Ｒは炭素数１〜４０の主鎖または側鎖置換されたアルキルであり、ｎは１０〜１００００の中から選択される整数である。
【選択図】なし

Description

本発明は、イマージョンリソグラフィー用液体組成物及びこれを利用したリソグラフィー方法、イマージョンリソグラフィー装置、半導体素子及び半導体素子の製造方法に関し、より詳しくは５０ｎｍ以下のデバイスの開発のためのリソグラフィー工程に必須に用いられるイマージョンリソグラフィー用液体組成物及びこれを利用したリソグラフィー方法、イマージョンリソグラフィー装置、半導体素子及び半導体素子の製造方法に関する。

現在まで用いられてきたリソグラフィー工程は乾式リソグラフィーであり、乾式リソグラフィーは露光レンズとウェハーとの間が空気で満たされる露光システムを利用する。

このような乾式リソグラフィーを利用する場合、５０ｎｍ級デバイスの開発のための新しい露光システムが光源としてＦ_２レーザまたはＥＵＶレーザを用いなければならないが、その結果、Ｆ_２レーザを用いる場合はペリクルの開発に問題点があり、ＥＵＶレーザを用いる場合はマスク及び光源の開発に問題点があるので、現実的に量産に問題を有している。

前記のような問題点を克服するため新たに開発されているリソグラフィー工程がイマージョンリソグラフィーである。
イマージョンリソグラフィーは、最終投影レンズとウェハーとの間に任意の液体を満たし、その液体の屈折率ほど光学系の開口数（Numerical Aperture：以下、ＮＡと称する）を増加させて分解能を改善させる技術である。このとき、前記液体から伝播していく光源はその実際の波長が空気中で波長を当該媒質の屈折率で割った値に該当する。１９３ｎｍの光源（ＡｒＦレーザ）を用いるとき、水を媒質に選択する場合は水の屈折率が１.４４であるので、実際に水を経由したＡｒＦレーザの波長は１９３ｎｍから１３４ｎｍに減少する。これは通常分解能を増加させるため、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）のように波長が一層短い光源を用いることと同一の効果をもたらす。

図１は、イマージョン露光装置の長所を示すグラフである。イマージョン露光装置を用いるとき、与えられたピッチでＮＡが固定されている場合焦点余裕度（ＤＯＦ）が増加するのを確認することができる。さらに、ＮＡを１より大きく増加させたとき、レンズの分解能が一層良好になる。

５０ｎｍ級デバイスの開発のため、前述のようなイマージョンリソグラフィーを利用するためにはイマージョンリソグラフィー用液体組成物を適用しなければならないが、このとき開発すべき問題は第一、ウェハーの微細トポロジー上でイマージョンリソグラフィー用液体組成物が完全に満たされるようにしなければならないことと、第二、感光膜と液体組成物との間に存在するマイクロバブルを完全に除去しなければならないことである。

図２は、従来の技術に係るイマージョンリソグラフィー工程に伴う問題点の一例を示す断面図である。これは微細トポロジーを有するウェハー１０上にイマージョンリソグラフィー用液体組成物２０をコーティングしたとき、ウェハー１０の微細トポロジー上でイマージョンリソグラフィー用液体組成物２０が完全に満たされない（「Ａ」で示される）ことを表す。

前記のように、イマージョンリソグラフィー用液体組成物２０で満たされない部分等は空気により満たされているため、露光時に周りとの屈折率の差によりパターンの解像度が甚だしく悪くなるという問題点が発生する。

本発明は前記従来の技術の問題点を解決するためのもので、イマージョンリソグラフィー工程に用いる特定の界面活性剤を含む新しい組成のイマージョンリソグラフィー用液体組成物、及びこのようなイマージョンリソグラフィー用液体組成物を利用したリソグラフィー方法を提供することに目的がある。
さらに、本発明の目的は前記イマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いるイマージョンリソグラフィー装置、半導体素子及び半導体素子の製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、イマージョンリソグラフィー用液体組成物において、水を主成分とし、添加剤として非イオン性界面活性剤を含むことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記非イオン性界面活性剤は、下記式（１）で示される化合物、ポリビニルアルコール、ペンタエリトリトル系化合物、アルキレンオキシド含有ポリマー、及びこれらの混合物でなる群から選択されることを特徴とする。

前記式で、Ｒは炭素数１〜４０の主鎖または側鎖置換されたアルキルであり、ｎは１０〜１００００の中から選択される整数である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記界面活性剤の含量は、全体の組成物に対し０.０１〜５重量％であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記界面活性剤の含量は、全体組成物に対し０.０５〜１重量％であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記式（１）で示される化合物ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンイソオクチルシクロヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレート及びこれらの混合物でなる群から選択されることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記ポリビニルアルコールの重量平均分子量は１,０００〜１５０,０００であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記ペンタエリトリトル系化合物の数平均分子量は１０〜１０,０００であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記ペンタエリトリトル系化合物はペンタエリトリトルエトキシレート、ペンタエリトリトルモノオレート及びこれらの混合物でなる群から選択されることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記アルキレンオキシド含有ポリマーの数平均分子量は１０〜２０,０００であることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記アルキレンオキシドはエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド及びこれらの組合せでなる群から選択されることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記アルキレンオキシドは、全体のポリマーに対し７０〜９０重量％含まれることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物において、前記水は、脱イオン水であることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、イマージョンリソグラフィー装置において、イマージョンレンズ部、ウェハーステージ及び投影レンズ部を含むイマージョンリソグラフィー装置において、前記装置はイマージョンレンズ部に請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物が用いられることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のイマージョンリソグラフィー装置において、前記装置はシャワー型、バス型及び潜水型でなる群から選択される形態であることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載のイマージョンリソグラフィー装置において、前記ウェハーステージに取り付けられるウェハーは、微細トポロジーを有することを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、イマージョンリソグラフィー方法において、請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、半導体素子の製造方法において、（ａ）ウェハーを提供する段階、（ｂ）前記ウェハーに感光膜を形成する段階、（ｃ）前記感光膜が形成されたウェハーを請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いて露光する段階、及び（ｄ）前記結果物を現像してパターンを得る段階を含むことを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の半導体素子の製造方法において、前記ウェハーは、微細トポロジーを有することを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１７に記載の半導体素子の製造方法において、前記（ｃ）段階は、少なくとも１回以上光源が前記イマージョンリソグラフィー用液体組成物を通過するようにする工程を含むことを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、半導体素子において、（ａ）ウェハーを提供する段階、（ｂ）前記ウェハーに感光膜を形成する段階、（ｃ）前記感光膜が形成されたウェハーを請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いて露光する段階、及び（ｄ）前記結果物を現像してパターンを得る段階を含む方法により製造されることを特徴とする。

本発明では水を主成分とし、添加剤として非イオン性界面活性剤を含むイマージョンリソグラフィー用液体組成物を提供する。

本発明で用いられる界面活性剤の特徴は光源に対し透明でなければならず、界面活性剤を含むイマージョンリソグラフィー用液体組成物の屈折率が水の屈折率と類似しなければならず、界面活性剤の添加によりイマージョンリソグラフィー用液体組成物に泡が発生してはならない。

前記の条件を満たすための界面活性剤には非イオン性界面活性剤が好ましく、併せて芳香族基が含まれないのがより好ましい。

このような本発明に係る前記非イオン性界面活性剤は、下記式（１）で示される化合物、ポリビニルアルコール、ペンタエリトリトル（pentaerythritol）系化合物、アルキレンオキシド含有ポリマー、及びこれらの混合物でなる群から選択されるのが好ましい。

前記式で、
Ｒは炭素数１〜４０の主鎖または側鎖置換されたアルキルであり、
ｎは１０〜１００００の中から選択される整数である。

このとき、界面活性剤の含量は全体の組成物に対し０.０１〜５重量％であるのが好ましく、０.０５〜１重量％であるのがより好ましい。

前記界面活性剤の含量が全体の組成物に対し５重量％を超えると、露光時に界面活性剤によりレンズが汚染されるという問題点があり、さらに全体の組成物に対し０.０１重量％より少なく用いられると、界面活性剤の効果が微かであるという問題点があるので好ましくない。

前記式（１）の化合物の好ましい例にはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンイソオクチルシクロヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレートまたはこれらの混合物を挙げることができる。

前記ポリビニルアルコールの重量平均分子量は１,０００〜１５０,０００であるのが好ましい。
前記ペンタエリトリトル系化合物の数平均分子量は１０〜１０,０００であるのが好ましい。
前記ペンタエリトリトル系化合物の好ましい例にはペンタエリトリトルエトキシレート（pentaerythritol ethoxylate）、ペンタエリトリトルモノオレート（pentaerythritol monooleate）またはこれらの混合物を挙げることができる。

前記アルキレンオキシド含有ポリマーの数平均分子量は１０〜２０,０００であるのが好ましい。
さらに、前記アルキレンオキシドはエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド及びこれらの組合せでなる群から選択されるものであり、このようなアルキレンオキシドは全体のポリマーに対し７０〜９０重量％含まれるのが好ましい。

前記アルキレンオキシドの含有量が９０重量％を超えると、界面活性剤としての効果が低減するという問題点があり、７０重量％より少なく用いられると、水に透明に溶解されないという問題点があるので好ましくない。

前記アルキレンオキシド含有ポリマーの例にはエチレンオキシドを基準とする場合、数平均分子量２２５０でありながら８０重量％のエチレンオキシドを含むポリエチレン−ブロック−ポリ（エチレングリコール）、数平均分子量１４,６００でありながら８２.５重量％のエチレンオキシドを含むポリ（エチレングリコール）−ブロック−ポリ（プロピレングリコール）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）、または数平均分子量８４００でありながら８０重量％のエチレンオキシドを含むポリ（エチレングリコール）−ブロック−ポリ（プロピレングリコール）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）を挙げることができる。

ここで、アルキレンオキシドを含むとのことの意味は「８０重量％のエチレンオキシドを含むポリエチレン−ブロック−ポリ（エチレングリコール）」を例として説明すると、ポリエチレン−ブロック−ポリ（エチレングリコール）高分子でポリ（エチレングリコール）の含量が８０重量％であることを言う。

さらに、本発明で用いられる水は脱イオン水であり、その温度は２０〜２５℃であるのが好ましく、より好ましくは２２〜２３℃であり、濾過して不純物を除去したものを用いる。
併せて、前記濾過により不純物が除去された脱イオン水と前記界面活性剤を混合した後、再度濾過して本発明に係るイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造するのが好ましい。

本発明に係るイマージョンリソグラフィー用液体組成物は、前記の非イオン性界面活性剤を含むことにより液体組成物の表面張力を減少させるため、一般的なウェハーの場合だけでなく、微細トポロジーを有するウェハー上で液体組成物が完全に満たされないか部分的に集中されるという問題点を解決し、感光膜と液体組成物との間に存在するマイクロバブルを除去する。

さらに、本発明ではイマージョンレンズ部、ウェハーステージ及び投影レンズ部を含むイマージョンリソグラフィー装置において、前記イマージョンレンズ部に本発明に係るイマージョンリソグラフィー用液体組成物を利用するイマージョンリソグラフィー装置を提供する。

前記イマージョンレンズ部はイマージョンリソグラフィー用液体組成物の収容部、供給部及び回収部で構成されるものである。
前記ウェハーステージに取り付けられるウェハーは一般的なウェハーだけでなく微細トポロジーを有するウェハーを含み、前記本発明に係るイマージョンリソグラフィー装置はシャワー型（shower type）、バス型（bath type）または潜水型（submarine type）である。

図３ａに示されているように、ウェハー１０全体をイマージョンリソグラフィー用液体組成物２０が囲むようイマージョンレンズ部３０を備えるバス型イマージョンリソグラフィー装置を示す。
図３ｂに示されているように、投影レンズ部５０の下端にイマージョンリソグラフィー用液体組成物２０を盛ることができるイマージョンレンズ部３０を備えるシャワー型イマージョンリソグラフィー装置を示す。

図３ｃに示されているように、ウェハー１０が取り付けられるウェハーステージ４０がイマージョンリソグラフィー用液体組成物２０に浸される形態のイマージョンレンズ部３０を備える潜水型イマージョンリソグラフィー装置を示す。

さらに、本発明では前記本発明に係るイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いるイマージョンリソグラフィー方法を提供する。
さらに、本発明では前記本発明に係るイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いて製造された半導体素子を提供する。

併せて、本発明では下記の段階を含む半導体素子の製造方法を提供する。
（ａ）ウェハーを提供する段階、
（ｂ）前記ウェハーに感光膜を形成する段階、
（ｃ）前記感光膜が形成されたウェハーを本発明に係るイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いて露光する段階、及び
（ｄ）前記結果物を現像してパターンを得る段階を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。

前記ウェハーは、一般的なウェハーまたは微細トポロジーを有するウェハーを含む。
さらに、前記（ｃ）段階は少なくとも１回以上光源が前記本発明に係るイマージョンリソグラフィー用液体組成物を通過するようにする工程を含む。

以上で検討してみたように、本発明では水を主成分とし、添加剤として非イオン性界面活性剤を含むイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いてイマージョンリソグラフィー工程を行なうことにより、非イオン性界面活性剤により液体組成物の表面張力が減少するため、ウェハーの微細トポロジー上で液体組成物が完全に満たされないか、部分的に集中されるという問題点が解決され、感光膜と液体組成物との間に存在するマイクロバブルが除去される。

以下、本発明を実施例に基づき詳しく説明する。但し、実施例は本発明を例示するためのものであるだけで、本発明が下記の実施の形態により限定されるものではない。

〈製造例１〉
アルドリッチ（Aldrich）社のポリオキシエチレンラウリルエーテル（polyoxyethylene lauryl ether）（商品名Brij ３５）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例２〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンセチルエーテル（polyoxyethylene cetyl ether）（商品名Brij ５８）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例３〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンステアリルエーテル（polyoxyethylene stearyl ether）（商品名Brij ７８）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例４〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンオレイルエーテル（polyoxyethylene oleyl ether）（商品名Brij ９８）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例５〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンイソオクチルシクロヘキシルエーテル（polyoxyethylene isooctylcyclohexyl ether）（商品名Triton Ｘ−１００）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例６〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（polyoxyethylene sorbitan monolaurate）（商品名Tween ２０）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例７〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート（polyoxyethylene sorbitan monostearate）（商品名Tween ６０）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例８〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンソルビタンモノオレート（polyoxyethylene sorbitan monooleate）（商品名Tween ８０）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例９〉
アルドリッチ社のポリオキシエチレンソルビタントリオレート（polyoxyethylene sorbitan trioleate）（商品名Tween ８５）１ｇを５００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１０〉
アルドリッチ社の重量平均分子量１３,０００〜２３,０００のポリビニルアルコール（Ald ＃３４,８４０−６、９８〜９９％ hydrolyzed）１ｇを３００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１１〉
アルドリッチ社の重量平均分子量８５,０００〜１４６,０００のポリビニルアルコール（Ald ＃３６,３１４−６、９８〜９９％ hydrolyzed）１ｇを４００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１２〉
アルドリッチ社の数平均分子量約２７０のペンタエリトリトルエトキシレート（Ald ＃４１,６１５−０）５ｇを３００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１３〉
アルドリッチ社の数平均分子量約７９７のペンタエリトリトルエトキシレート（Ald ＃４１,８７３−０）５ｇを３００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１４〉
アルドリッチ社の数平均分子量約４２６のペンタエリトリトルエトキシレート（Ald ＃４１,８７４−９）５ｇを３００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１５〉
ソーンリー（Thornley）社のペンタエリトリトルモノオレート（商品名；Spipoest ＰＥＭＯ）１ｇを４００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１６〉
アルドリッチ社の数平均分子量が２２５０でありながら８０重量％のエチレンオキシドを含むポリエチレン−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（Aldrich ＃５２５９０−１）１ｇを４００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１７〉
アルドリッチ社の数平均分子量が１４,６００でありながら８２.５重量％のエチレンオキシドを含むポリ（エチレングリコール）−ブロック−ポリ（プロピレングリコール）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（Aldrich ＃５４２３４−２）１ｇを４００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈製造例１８〉
アルドリッチ社の数平均分子量が８４００でありながら８０重量％のエチレンオキシドを含むポリ（エチレングリコール）−ブロック−ポリ（プロピレングリコール）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（Aldrich ＃４１２３２−５）１ｇを４００ｇの脱イオン水に溶解させてイマージョンリソグラフィー用液体組成物を製造した。

〈実施例１〜実施例９〉
前記製造例１〜製造例９で製造されたイマージョンリソグラフィー用液体組成物の屈折率を測定した結果、１.４２〜１.４４で適することが分かった。

〈実施例１０〜実施例１１〉
前記製造例１０〜製造例１１で製造されたイマージョンリソグラフィー用液体組成物の屈折率を測定した結果、１.４２〜１.４４で適することが分かった。

〈実施例１２〜実施例１５〉
前記製造例１２〜製造例１５で製造されたイマージョンリソグラフィー用液体組成物の屈折率を測定した結果、１.４１〜１.４４で適することが分かった。

〈実施例１６〜実施例１８〉
前記製造例１６〜製造例１８で製造されたイマージョンリソグラフィー用液体組成物の屈折率を測定した結果、１.４２〜１.４４で適することが分かった。

イマージョン露光装置の長所を示すグラフである。従来の技術に係るイマージョンリソグラフィー工程に従う問題点の一例を示す断面図である。本発明に係るバス型イマージョンリソグラフィー装置を示す断面図である。本発明に係るシャワー型イマージョンリソグラフィー装置を示す断面図である。本発明に係る潜水型イマージョンリソグラフィー装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ウェハー
２０イマージョンリソグラフィー用液体組成物
３０イマージョンレンズ部
４０ウェハーステージ
５０投影レンズ部

Claims

水を主成分とし、添加剤として非イオン性界面活性剤を含むことを特徴とするイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記非イオン性界面活性剤は、下記式（１）で示される化合物、ポリビニルアルコール、ペンタエリトリトル系化合物、アルキレンオキシド含有ポリマー、及びこれらの混合物でなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。

前記式で、
Ｒは炭素数１〜４０の主鎖または側鎖置換されたアルキルであり、
ｎは１０〜１００００の中から選択される整数である。
前記界面活性剤の含量は、全体の組成物に対し０.０１〜５重量％であることを特徴とする請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記界面活性剤の含量は、全体組成物に対し０.０５〜１重量％であることを特徴とする請求項３に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記式（１）で示される化合物ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンイソオクチルシクロヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレート及びこれらの混合物でなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記ポリビニルアルコールの重量平均分子量は１,０００〜１５０,０００であることを特徴とする請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記ペンタエリトリトル系化合物の数平均分子量は１０〜１０,０００であることを特徴とする請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記ペンタエリトリトル系化合物はペンタエリトリトルエトキシレート、ペンタエリトリトルモノオレート及びこれらの混合物でなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記アルキレンオキシド含有ポリマーの数平均分子量は１０〜２０,０００であることを特徴とする請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記アルキレンオキシドはエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド及びこれらの組合せでなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記アルキレンオキシドは、全体のポリマーに対し７０〜９０重量％含まれることを特徴とする請求項２に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
前記水は、脱イオン水であることを特徴とする請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物。
イマージョンレンズ部、ウェハーステージ及び投影レンズ部を含むイマージョンリソグラフィー装置において、前記装置はイマージョンレンズ部に請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物が用いられることを特徴とするイマージョンリソグラフィー装置。
前記装置はシャワー型、バス型及び潜水型でなる群から選択される形態であることを特徴とする請求項１３に記載のイマージョンリソグラフィー装置。
前記ウェハーステージに取り付けられるウェハーは、微細トポロジーを有することを特徴とする請求項１３に記載のイマージョンリソグラフィー装置。
請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いることを特徴とするイマージョンリソグラフィー方法。
（ａ）ウェハーを提供する段階、
（ｂ）前記ウェハーに感光膜を形成する段階、
（ｃ）前記感光膜が形成されたウェハーを請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いて露光する段階、及び
（ｄ）前記結果物を現像してパターンを得る段階を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
前記ウェハーは、微細トポロジーを有することを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の製造方法。
前記（ｃ）段階は、少なくとも１回以上光源が前記イマージョンリソグラフィー用液体組成物を通過するようにする工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の製造方法。
（ａ）ウェハーを提供する段階、
（ｂ）前記ウェハーに感光膜を形成する段階、
（ｃ）前記感光膜が形成されたウェハーを請求項１に記載のイマージョンリソグラフィー用液体組成物を用いて露光する段階、及び
（ｄ）前記結果物を現像してパターンを得る段階を含む方法により製造されることを特徴とする半導体素子。