JP2007513518A - 適応浸漬媒体を使用した浸漬リソグラフィプロセス - Google Patents
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Abstract
露光パターンが放射されるレンズ（３２）を有するリソグラフィシステム（１０）を用いたデバイスの製造方法である。フォトレジスト層（３４）およびレンズの間に適応浸漬媒体（２６）が配置される。ウェハ上に設けられてよいフォトレジスト層、および、レンズは、適応媒体と密接に接触してもよい。次に、露光パターンが適応浸漬媒体を通過するように、露光パターンでフォトレジストを露光してもよい。
Description
概して、本発明は、集積回路の製造分野に関し、より具体的には適応浸漬媒体（conforming immersion medium）、例えば、粘稠度が固体、半固体、ゲル状またはゴム状の媒体を用いた浸漬リソグラフィ法とそれに対応する装置に関する。
様々な集積回路（ＩＣ）構造をウェハ上に形成するには多くの場合、リソグラフィプロセスが用いられる。このリソグラフィプロセスは、フォトリソグラフィ、あるいは単にリソグラフィと称されることもある。周知のように、リソグラフィプロセスは、フォトマスク（以下、本文中ではマスクあるいはレチクルとも記載される）のパターンをウェハへ転写するために用いられる。
例えば、パターンは、フォトレジスト層上に所望のパターンの像が描かれるよう配置されたマスクに光エネルギーを通過させることにより、ウェハ上に配置されたフォトレジスト層から形成される。この結果、そのパターンはフォトレジスト層に転写される。フォトレジストが十分に露光された領域において、現像サイクル後、下層（例えば、半導体層、金属層あるいは金属含有層、誘電体層、ハードマスク層等）を選択的に露出するためのフォトレジスト層が除去可能となるように、フォトレジスト材料は可溶性になる。光エネルギーの閾値量にまで露光されていない部分のフォトレジスト層は除去されず、ウェハをさらに処理する間（例えば、下層の露出された部分をエッチングする、ウェハへイオン注入を行う、など）、下層を保護するように機能する。この後に、フォトレジスト層の残りの部分を除去することができる。
ＩＣ製造技術では、様々な構造の配置密度を増大させる傾向が浸透している。その結果、この傾向に対応して、リソグラフィシステムの解像度能力を高めることが求められる。従来の“ドライ”リソグラフィに代わる有望なリソグラフィ技術としては、浸漬リソグラフィ(immersion lithography)として周知の、次世代のリソグラフィ技術が挙げられる。これまでに提案された浸漬リソグラフィシステムでは、リソグラフィシステムによって像形成されるウェハは流動性の液体媒体中に設けられ、パターン化された光がこの媒体中を透過する。周知の浸漬リソグラフィ媒体としては、波長１９３ｎｍの光源１４（例えば、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）レーザ）とともに用いる精製脱イオン水および１５７ｎｍの光源１４とともに用いるポリフルオロエーテル（polyfluoroether）が挙げられる。このような流動しやすい浸漬媒体は、従来のドライリソグラフィイメージングシステムの最終レンズとウェハとの間に通常存在する空気あるいは気体間隙に代えて用いられる。
しかし、浸漬リソグラフィを実現するためには数々の困難が立ちふさがっている。例えば、浸漬媒体の屈折率のわずかなばらつき、および／または、不均一性がウェハ上に入射する露光パターン光線の質に悪影響を及ぼすおそれがある。液体の浸漬媒体の屈折率が変化する要因としては、例えば、浸漬媒体の流量、浸漬媒体の密度変化、浸漬媒体の温度変化などが挙げられる。ドライリソグラフィでは、ウェハによって何ジュールものエネルギーが露出照射量から吸収される。浸漬リソグラフィでは、露出照射量から少なくとも幾分かのエネルギーが浸漬媒体によって吸収されると考えられている。また、浸漬媒体は少なくともウェハと接触しているので、ウェハから浸漬媒体に熱が伝導する。浸漬媒体によるエネルギー吸収は、たとえ少ない量であっても、十分に、イメージングパターンに悪影響を及ぼすおそれのある浸漬媒体の屈折率の変動、および／または、不均一性を生じさせるおそれがある。また、ウェハは、イメージングサブシステムに対して移動するステージに実装されている。例えば、ウェハが露光され、次に、約３０ｍｍの移動で新たな位置へ移動し、第２回目の露光などのために停止する。ウェハの移動速度は、毎秒約２５０ｍｍから毎秒約５００ｍｍに設定することができる。この移動によって、浸漬媒体の流量が不均一にされ（例えば、乱流、層流、渦流）、あるいは浸漬媒体のその他の特性に変化を生じさせるおそれがあり、これによって浸漬媒体の屈折率が変動する。これに加えて、浸漬媒体は意図的に動かされる状態にされ、（例えば、ウェハ上におけるフローパターンに沿って動かされ）、また、液圧に曝される。これらの要因もまた浸漬媒体の屈折率に変化を生じさせるおそれがある。
液体の浸漬媒体中の泡、および／または、混入物もウェハのイメージ形成を妨げるおそれがある。浸漬媒体の流れが浸漬媒体中に泡を形成させ、および／あるいは、浸漬媒体中に泡を沈殿させるおそれがある。露光中、フォトレジストからガスが放出されるおそれがある。このようなガスは浸漬流体中に溶解し、最終的に泡が形成されることになる。また、ウェハ上に外来物質が運ばれて浸漬媒体中に接触し、その外来物質がウェハから離れて浸漬媒体中に“浮遊”し始める、と考えられる。液体の浸漬媒体は複数のウェハに繰り返し使用されるとともに、時間の経過とともに非常に多くの泡、溶解物質、および／または、汚染物質を生成するおそれのある状況に繰り返し曝される。
従って、改良された浸漬リソグラフィプロセスとシステム技術が求められている。
従って、改良された浸漬リソグラフィプロセスとシステム技術が求められている。
本発明の一形態によれば、本発明は、露光パターン光線が放出されるレンズを有するリソグラフィシステムを使用してデバイスを製造する方法を目的としている。この方法には、ウェハと、そのウェハ上に設けられるフォトレジスト層とを準備するステップ；フォトレジスト層とレンズとの間に適応浸漬媒体を設けるステップ；および、適応浸漬媒体を横切るように通過する露光パターン光線でフォトレジストを露出させるステップを含む。
本発明の別の形態によれば、本発明は、露光パターン光線が放出されるレンズを有するリソグラフィシステムを使用してデバイスを製造する方法を目的としている。この方法には、ウェハと、そのウェハ上に設けられるフォトレジスト層とを準備するステップ、レンズとフォトレジスト層の各々を、レンズとフォトレジスト層との間に設けられた適応浸漬媒体に密接に接触させるステップ；レンズとフォトレジスト層との間に設けられた適応浸漬媒体、および、適応浸漬媒体を横切るように通過する露光パターン光線でフォトレジストを露光させるステップを含む。
本発明のさらに別の形態によれば、本発明はリソグラフィシステムを目的としている。このリソグラフィシステムには、リソグラフィイメージングアセンブリのレンズ；ウェハ上に設けられたフォトレジスト層を有するウェハ；および、レンズとフォトレジスト層との間に設けられ、フォトレジスト層およびレンズに密接に接触する適応浸漬媒体を含む。
本発明のこれらの特徴および更なる特徴は、以下の説明および図面を見れば明らかであろう。
以下の詳細な説明において、各構成要素が異なる見解で、および／または、実施形態で示されているかどうかに関わらず、同様の構成要素には同一の参照符号が与えられている。本発明の様々な態様を明瞭かつ簡潔に示すために、図面は必ずしも比例的に縮尺されず、また、いくつかの特徴は幾分か簡略化して示されている。１つの実施形態に関して説明する、および／または、示す特徴は、１つ以上のその他の実施形態において、同じ方法で、あるいは、類似した方法で用いることができ、および／または、その他の実施形態の特徴と組み合わせて、あるいは、その他の実施形態の特徴に代わって用いることができる。
本文中の説明は、集積回路（ＩＣ）が上面に形成されたウェハを製造するという、例示的コンテキストで示されている。例示的なＩＣとしては、数千個あるいは数百万個のトランジスタ、１つのフラッシュメモリアレイ、あるいは、その他の専用の回路から作られる汎用マイクロプロセッサが挙げられる。しかしながら、当業者であれば、ここで説明する方法及びデバイスは、例えば、マイクロマシン、ディスクドライブのヘッド、遺伝子チップ、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ:Micro Electro-Mechanical Systems）などのように、リソグラフィを用いて製造されるあらゆる製品の製造に適用することができるものである。
本文中に説明する装置及び方法は、解像度の高いリソグラフィプロセス中、改良されたウェハのイメージングを提供する。すなわち、露光パターン光線は、屈折率が均一であり所望の精密に制御可能な媒体を介してウェハに向けられ、その結果、露光パターン光線のばらつきが最小限に抑えられる。好ましくは、この浸漬媒体は、例えば粘稠度が固体、半固体、ゲル状、あるいは、ゴム状の媒体である適応浸漬媒体である。
本文中に用いられているように、用語、適応浸漬媒体は広義で使用されるものであって、本文中に説明する例示的材料に限定されるものではない。適応浸漬媒体とは、本文中に説明する物理的特性を示す材料のことであり、この物理的特性としては、適応浸漬媒体がレンズとウェハとの間に設けられる場合に、および、より具体的には、レンズとウェハの上面に設けられたフォトレジスト層との間に適応浸漬媒体が設けられる場合に元の状態が破壊されない特性が挙げられる。適応浸漬媒体は、例えば、リソグラフィシステムのレンズによって媒体上にかけられた変形を引き起こす圧力が存在する場合であっても、その元の状態は破壊されない（例えば、流動性の液体は分離する（split apart）であろうが、この媒体は分離しない）。概して、適応浸漬媒体は、動かされる場合に抵抗を示す。流動しやすい液体（例えば、従来の、水およびポリフルオロエーテルの液体の浸漬媒体）およびガスは、変形時に弾性も弾力性もないことから、適応浸漬媒体ではない。
本文に用いられているように、適応浸漬媒体のうちの少なくとも３つの下位分類（サブクラス）が、適応浸漬媒体の範疇に属する。これらの下位分類としては、硬質材料、コンプライアント材料（マテリアル）、および、塑性変形材料、が挙げられる。硬く、あるいは、容易に浸透、切断、もしくは分離せず、また、簡単に圧力に屈しない材料が硬質材料である。通常、硬質材料は著しく変形する前に壊れる。硬質材料の例としては、例えば、様々なガラス（例えば、水晶および石英ガラス）、ポリカーボネート、ポリアクリルなどが挙げられる。
壊れることなく、圧力に屈しやすい材料がコンプライアント材料である。コンプライアント材料は、しなやかで簡単に曲がり、および／あるいは、簡単に変形できることから柔軟性がある(プライアントである)。圧力、引伸し、および／または、その他の変形させる力を受けた後に以前の形状あるいは位置に戻すことができるよう、コンプライアント材料の性質は弾力性、および／または、弾性であってよい。
壊れることなく、圧力に屈し易くてしなやかで簡単に曲がり、および／あるいは、簡単に変形できる点で、塑性変形材料はコンプライアント材料と同類である。しかし、通常、塑性変形材料はそれほど弾力性、および／または、弾性ではない。むしろ、塑性変形材料は、圧力、引伸し、および／または、その他の変形する力を受けた後、新たな形状あるいは位置を維持する傾向にある。
図１は、例示的なＩＣプロセッシング構成を示す概略的ブロック図である。この構成は、ウェハ１２、あるいは、その領域にパターンをイメージするよう使用される浸漬調整リソグラフィシステム１０を含む。例えば、このシステム１０は、ステップアンドリピート露光システム、あるいは、ステップアンドスキャン露光システムであってよい。しかし、システム１０はこのような例示のシステムに限定されない。システム１０は、フォトマスク１８（マスク、あるいは、レチクルと称される場合もある）に光エネルギー１６を照射する放射（例えば、光）源１４を含んでよい。この光エネルギー１６は、例えば、深紫外線波長(deep ultraviolet wavelength)（例えば、約２４８ｎｍあるいは約１９３ｎｍ）、あるいは、真空紫外線（ＶＵＶ：Vacuum Ultraviolet）波長（例えば、約１５７ｎｍ）を有する。しかし、その他の波長（例えば、極度の紫外線波長）が可能であり、また、そのような波長は、本文に記載され請求された発明の範疇に属するものと考えられる。
マスク１８が形成する光エネルギーパターン２０が、ウェハ１２に転写されるよう、マスク１８は選択的に光エネルギー１６をブロックする。続いて、ステッパアセンブリあるいはスキャナアセンブリなどのイメージングサブシステム２２は、マスク１８によって透過されたエネルギーパターン２０を、ウェハ１２上の一連の所望の位置に発する。イメージングサブシステム２０は、エネルギーパターン２０をスケーリングして、イメージング（あるいは露光）光エネルギーパターン２４の形式でウェハ１２に指向させるために用いられる一連のレンズ及び／または反射体を備える。
イメージングパターン２４（あるいは、露光パターン）は、イメージングサブシステム２２によって、適応浸漬媒体２６（本文中では、単に浸漬媒体２６とも記載される）を介して投光される。一実施形態では、この適応浸漬媒体２６の屈折率は露出波長において約１．０から約１．５であるが、以下に説明しているように、それ以上であってもよい。一実施形態では、適応浸漬媒体の屈折率は約１．０以上であるが、イメージングサブシステム２２の最終レンズ３２（図２〜図５）の屈折率よりは小さい。別の実施形態では、適応浸漬媒体の屈折率は、例えば、最終レンズ３２の屈折率に一致する、あるいは、最終レンズ３２の屈折率に近い、など、イメージングサブシステム２２の最終レンズ３２の屈折率に対応するものである。従来の多くのＩＣプロセッシング構成では、イメージングサブシステム２２の最終レンズの屈折率は約１．４から約１．７である。従って、一実施形態では、浸漬媒体２６の屈折率は約１．０から約１．７である。
好ましくは、適応浸漬媒体２６は、例えば、露光波長において透過率が約９５％あるいはそれ以上の露光波長を透過できる。
さらに以下に記載しているように、ウェハ１２は、イメージングサブシステム２２に対して、ウェハ１２を配置するよう移動可能なウェハステージ２８に実装してもよい。制御システム３０は、浸漬リソグラフィシステム１０の構成要素および機能を制御するように使用でき、例えば、イメージングサブシステム２２の最終レンズ３２に対してウェハ１２を配置してもよい。例えば、レンズ３２は、光軸を備えてよく、ウェハ１２は光軸に対して横方向の平面内において移動可能であり、および／または、その光軸に沿って移動可能であり、レンズ３２とウェハ１２との距離を変動させることができる。
さらに、図２において、上面にフォトレジスト層３４が設けられたウェハ１２を示す。ウェハ１２上に作られるデバイスに応じて、また、ウェハがどのくらいの処理を経てきたかに応じて、ウェハ１２は複数の層（例えば、基板、誘電層、ポリシリコン層、層間絶縁層、など）、および／または、最新の処理で形成された構造（例えば、ドープしたウェル、ソース／ドレイン領域、ゲートスタック、スペーサ、コンタクトなど）を備えてよい。レジスト３４は、例えば、照射感光材料(radiation sensitive material)、および、プリマ、ボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti-Reflective Coating）、反射防止膜、などの任意の副層を含んでよい。
図２の実施形態において、レジスト３４上あるいはレジスト３４にわたって、適応浸漬媒体２６が設けられている。この適応浸漬媒体２６は、層として堆積されてよい。レジスト３４を露光させるためにレンズ３２が適応浸漬媒体２６と接触する場合に、浸漬媒体２６の膜厚が照射源のコヒーレンス長さよりも大きくなるように、適応浸漬媒体２６を堆積してもよい。その膜厚は、一実施形態では露光波長の約１から約２０倍であり、別の実施形態では露光波長の約５倍から約１０倍である。以下に説明しているように、レジスト３４の露光のために、レンズ３２とウェハ１２とが互いに近づけられると、適応浸漬媒体２６に圧縮力がかけられることになる。
適応浸漬媒体２６は、いずれの適切な材料から作られてよい。適応浸漬媒体２６の材料の種類の一例としては、ガラス、ゼラチン、シリコーン（silicone）ベースの材料、ヒドロゲル、フッ化材料、および、これらの材料の混合物（例えば、フッ素化シリコン）、が挙げられる。特定のポリマーおよび炭化水素もまた適切な材料である。本文中に記載された特性を示すどのような材料も、浸漬調整材料２６として機能することができるので、固有の材料、および／または、材料の種類を特定することが限定的なものと考えられないことは明らかであろう。
通常、ガラスはアモルファス構造を有する、石英系セラミック材料を含む。通常、ガラスは固体の外観と特性を有する極度に粘度の高い過冷却液体であると考えられている。多くの場合で、ガラスは弾性回復力がほぼ１００％である。
通常、ゼラチンはプロテインの混合物であり親水性が強い（例えば、重量の１０倍までの水を吸収する）。ゼラチンは、強度と粘度とが比較的大きい可逆性ゲル(reversible gel)を形成することができる。ゲルは、分散相が連続相と結合し、粘性のゼリー状の製品を製造するコロイドである。例えば、水中の約２％のゼラチンを使用して硬いゲルを形成することができる。
シリコーンベースの材料とは、シリコンと酸素原子とが交互に並び、そのシリコンには様々な有機基が付着している構造をベースとする大きなシロキサンポリマー群を有する材料である。必要に応じてシリコーンは遊離基開始剤と架橋してもよい。また、シリコーンはフッ化してもよい。適切なシリコーンベースの材料としては、例えば、屈折率が約１．４７のシリコーンアクリレート、および、屈折率が約１．４５のフッ素シリコーンアクリレートが挙げられる。ビスフェニルプロピルジメチコーン(bis-phenylpropyl dimethilcone)、あるいは、フェニルトリメチコーン(phyenyl trimethicone)などの、ハイブリッド有機／シリコーン組成を用いてもよい。
ヒドロゲルとは、水中で膨張し、構造内の水の透過性を大いに維持する（約２０％以上）が、水中で溶解しない高分子材料である。ヒドロゲルは水との平衡状態を形成し維持する。本定義には、植物性および動物性のさまざまな天然材料、天然構造を変更することによって準備された材料、および、合成高分子材料、が含まれる。多くの場合、ヒドロゲルは、コンタクトレンズの形成に使用される。一実施形態では、適切なヒドロゲルは、架橋ポリアルキレンオキサイドである。商用に使用される水膨潤性ポリエチレンオキサイドとしては、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ製のＰＯＬＹＯＸ ＷＳＲ−２０５、および、Ｍｅｉｓｅｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｗｏｒｋｓ製のＡＬＫＯＫを含むヒドロゲルが挙げられる。別の適切なヒドロゲルは、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．ディビジョン（division）であるＢｅｔｚＤｅａｒｂｏｒｎ製のＰＯＬＹＦＬＯＣ ＡＰ１１４２などの架橋ポリアクリルアミドヒドロゲルである。ヒドロゲルについての更なる説明は、例えばＰＣＴ公開番号第ＷＯ０２／４１０４０Ａ２号にて見つけることができ、その内容は本明細書中に参照のために組み込まれている。
これまでに説明した調整特性に加えて、圧力がかけられた場合に変形できるように適応浸漬媒体２６は圧縮性であってよい。材料の圧縮性は、弾性あるいは塑性のいずれかであってよい。一実施形態では、浸漬媒体２６の圧縮性によって、浸漬媒体２６とウェハ１２との間の界面においてと、浸漬媒体２６とレンズ３２間の界面においてと、浸漬媒体２６内において、空気あるいは気体のポケットが存在するのを回避することができる。理論的な拘束を意図するものではないが、圧縮力によって、泡および／または気体のポケットが露光パターン光線２４の経路外に追い出され、および／または、浸漬媒体２６内において溶解状態にされる、と考えられている。この意味において、浸漬媒体２８は、ウェハ１２とレンズ３２とが密接に接触できるように、柔軟性があってよい。
一実施形態では、浸漬媒体２６が分離しないように、また、浸漬媒体２６がウェハ１２からレンズ３２へ、または、レンズ３２からウェハ１２へ全体にわたって移動せず、一部が移動するよう、（例えば、残留物を残す）を転送しないように、浸漬媒体は極めて高い表面エネルギー（表面張力）、あるいはその他の凝集力を有している。
第１の浸漬調整リソグラフィプロセスの例では、図２に示しているようにウェハ１２が準備される（例えば、ウェハ１２上に形成されたフォトレジスト、および、そのフォトレジスト層上に形成された適応浸漬媒体２６を備えている）。従来のアラインメント技術を用いると、レジスト３４を備えたウェハ１２と適応浸漬媒体２６とは、ウェハステージ２８（図１）を移動させることによって、レンズ３２の光軸に対して位置を合わせることができる。
その後、図３において、レンズ３２と適応浸漬媒体２６とは、互いに密接に接触される。例えば、ウェハステージ２８はレンズ３２により近づいてよく、および／または、レンズ３２はウェハ１２により近づいてもよい。レンズ３２と適応浸漬媒体２６とが接触した後、適応浸漬媒体２６上に変形圧力をかけるために、ウェハステージ２８、および／または、レンズ３２がさらに移動してもよい。図示されているように、この圧力によって、適応浸漬媒体２６が幾分か変形する可能性がある。
次に、露光パターン光線２４にフォトレジスト３４が露出される。また、この露出中、露光パターン光線２４は適応浸漬媒体２６を横切って通過する。同時に露光されるのは、ウェハ１２の個々のダイ領域に対応する部分などの、フォトレジスト３４の一部分だけであることは明らかであろう。そのために、露光パターン光線２４で露出後、適応浸漬媒体２６はレンズ３２と接触しなくなる（例えば、ウェハ２８および／またはレンズ３２の移動によって）。フォトレジスト３４を備えたウェハ１２および適応浸漬媒体２６は、レンズ３２の光軸に対して再度位置合せが行われ、適応浸漬媒体２６およびレンズ３２は、上述した方法で再度互いに接触することができる。露出される必要のあるフォトレジスト３４の各部分が露出されるまで、この処理は繰り返し行われる。
図４と図５において、第２の例示的浸漬調整リソグラフィプロセスを説明する。この第２の浸漬調整リソグラフィプロセスにおいて、図４に示すように、ウェハ１２が準備される（例えば、ウェハ１２上に形成されたフォトレジスト層３４を備えている）。さらに、レンズ３２上に、適応浸漬媒体２６を取り付ける、接続する、あるいは、堆積することによって、レンズ３２が準備される。レンズ３２の方向に応じて、浸漬媒体２６は、重力、粘着、静電気、接着特性（例えば、レンズ３２と適応浸漬媒体２６間に光学接着剤(optical adhesive)を配置する）によって、あるいはその他の適切な技術によって、所定の位置に留めることができる。
その後、レジスト３４を備えたウェハ１２は、従来のアラインメント技術を使用してレンズ３２の光軸に対して位置が合わせられてよい（例えば、ウェハステージ２８の移動によって）。適応浸漬媒体２６およびフォトレジスト層３４は互いに密接に接触することができる。例えば、ウェハステージ２８は、レンズ３２により近づくことができ、および／あるいは、レンズ３２はウェハ１２により近づくことができる。適応浸漬媒体２６とフォトレジスト層３４とが接触すると、ウェハステージ２８、および／または、レンズ３２がさらに移動し、適応浸漬媒体２６上に変形圧力がかけられる。図示しているように、この圧力によって、適応浸漬媒体２６が幾分か変形する。
次に、フォトレジスト３４は、露光パターン光線２４に露出され、および、この露出中、露光パターン光線２４は適応浸漬媒体２６を横切って通過する。同時に露出されるのは、ウェハ１２の個々のダイ領域に対応する部分などの、フォトレジスト３４の一部分だけであることは明らかであろう。そのために、露光パターン光線２４で露出後、適応浸漬媒体２６はレンズ３２と接触しなくなる（例えば、ウェハ２８および／またはレンズ３２の移動によって）。フォトレジスト３４を備えたウェハ１２、レンズ３２の光軸に対して再度位置合せが行われ、適応浸漬媒体２６およびフォトレジスト層３４は、上述した方法で再度互いに接触することができる。露出される必要のあるフォトレジスト３４の各部分が露出されるまで、この処理は繰り返し行われる。
添付の請求項によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、前述のリソグラフィ技術を様々に変形できることは明らかである。例えば、レンズ１２および適応浸漬媒体２６、あるいは、適応浸漬媒体２６およびフォトレジスト層３４を互いに分離させることなく、レンズ３２の光軸に対してウェハ１２の位置を再度調整することができる（リアラインメントを行うことができる）。
適応浸漬媒体２６は、ドライリソグラフィプロセス、および、流動性のある液体浸漬リソグラフィプロセスにおいて通常利用可能な露光パターン光線を横切って通過する浸漬媒体の屈折率よりも高い屈折率を与えることができる。浸漬媒体の屈折率がレンズ３２の屈折率に近づけば近づくほど、フォトレジスト３４上の露出入射の解像度は良くなる。
さらに、本文中で説明した適応浸漬媒体２６などの非流動性浸漬媒体は、流動性の浸漬媒体よりもより制御容易である。例えば、露光パターン光線２４が横切って通過する浸漬媒体のその部分の全体にわたっての屈折率は、流動性の浸漬媒体の屈折率よりもさらに均一である。また、適応浸漬媒体２６が泡を形成する可能性は、流動性の液体浸漬媒体が泡を形成する可能性よりも低い。露出波長の割には小さな泡（例えば、１０分の１、あるいは１００分の１）はイメージ形成にそれほど影響を及ぼさないであろうことから、そのような泡が許容されてよい。流動性のある液体浸漬リソグラフィでは、同じ浸漬媒体を繰り返し露出することによって、露出波長に対して比較的サイズの大きい泡が形成されることになる。
要約すれば、流動性の浸漬媒体ではなく、適応浸漬媒体を使用することで、流動性の浸漬媒体の流動特性が浸漬リソグラフィプロセスに導入されるのが回避され、そのために、イメージングのひずみを少なくすることができる。さらに、浸漬リソグラフィに関する利点としては、例えば、波長を実効的に縮小すること、および、実効開口数を増加することが挙げられる。
一実施形態では、適応浸漬媒体２６は使い捨て媒体である。例えば、適応浸漬媒体２６は、１つの特定マスク１８およびウェハ１２に関連づけられた露出のために使用される。次に、適応浸漬媒体２６は、ウェハ１２を更に処理するためにウェハ１２から除去される（例えば、フォトレジスト３４の現像、および／あるいは、フォトレジスト３４の下層のウェハ層の処理）、あるいは、レンズ３２から除去されて、新たな適応浸漬媒体２６と交換される、のいずれかが行われる。まず適応浸漬媒体２６がフォトレジスト層３４上に、あるいは、フォトレジスト層３４にわたって堆積される場合、適応浸漬媒体２６の各部分が１度だけ露光パターン光線２４に露出される。適応浸漬媒体２６がレンズ３２に最初に係合する場合、適応浸漬媒体２６は露光パターン光線２４に複数回にわたって露出されてよいが、泡の形成、あるいは、屈折率の不均一性を招くほど繰り返し露出されない。そのため、ある場合では、複数のマスク、および／あるいは、ウェハに関連づけられる露出は、レンズ３２に実装された同一の適応浸漬媒体２６を用いて行われる。一実施形態では、ウェハ１２あるいはレンズ３２から取り除かれる適応浸漬媒体は、リサイクルプロセスによって回復される、浄化される、および／あるいは、再利用される。
適応浸漬媒体２６は、限られた数の露出に対してのみ使用され、入射露光はそれに対応して制限されるので、イメージ形成、および／あるいは、浸漬媒体への汚染物質の導入が最小限に抑えられると考えられている。この結果、フォトレジスト層３４に、解像度と質の高いイメージがイメージングされる。
一実施形態では、露光パターン光線２４で露光する前に、適応浸漬媒体２６をスキャンして、適応浸漬媒体２６が受け入れ可能な状態であるかを判断する。例えば、干渉技術(interferometric technique)を使用して、適応浸漬媒体２６の反射率の均一性をはかるために、浸漬調整材料２６をスキャンしてもよく、この干渉技術についての詳細は、同時係属中で本願の出願人に譲渡された米国特許出願第１０／６２８，０２１号（２００３年７月２５日出願）に解説されており、該出願は本明細書中に参考のために組み込まれている。テストレーザによって放出され、外来物質によって散乱された光を検出するため、例えば、散乱光検出アセンブリを使用して、外来物質（例えば、粒状物質あるいは泡）の存在を調べるために、適応浸漬媒体２６をスキャンすることもできる。このことは同時係属中で本願の出願人に譲渡された米国特許出願第１０／６３８，９２７号（２００３年８月１１日出願）に解説されており、該出願は本明細書中に参考のために組み込まれている。
本発明の特定の実施形態が詳細に説明されているが、本発明は、範囲がこれに限定されるものではなく、添付の請求項の精神および言い回しに含まれるすべての変更、変形および等価物を含むことが理解されよう。
Claims (15)
- 露光パターン光線（２４）が放出されるレンズ（３２）を有するリソグラフィシステム（１０）を使用してデバイスを製造する方法であって、
ウェハ（１２）と前記ウェハ上に設けられたフォトレジスト層（３４）とを準備するステップと、
前記フォトレジスト層と前記レンズとの間に適応浸漬媒体（２６）を配置するステップと、および、
前記適応浸漬媒体を横切って通過する露光パターンでフォトレジスト層を露光するステップとを含む方法。 - 前記適応浸漬媒体を配置するステップは、前記フォトレジスト層および前記レンズの少なくとも一方を適応浸漬媒体でコーティングするステップを含む、請求項１記載の方法。
- 前記配置するステップの結果、前記フォトレジスト層と前記レンズの少なくとも一方が前記適応浸漬媒体と密接に接触する、請求項１または２記載の方法。
- 前記適応浸漬媒体にレンズで変形圧力をかけるステップをさらに有する、請求項１、２または３記載の方法。
- 前記レンズと前記フォトレジスト層とが前記適応浸漬媒体と密接に接触するように、前記ウェハまたは前記レンズの少なくとも一方を移動させるステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
- 前記フォトレジスト層および前記レンズのうちの一方を前記適応浸漬媒体と接触させないことによって、前記ウェハおよび前記レンズのもう一方に対して、前記ウェハおよび前記レンズの少なくとも一方を横方向に移動させることによって、および、前記レンズおよび前記フォトレジストを前記適応浸漬媒体と再び密接に接触させることによって、前記レンズに対してウェハを再配置するステップ、および、
前記適応浸漬媒体を横切って通過する前記露光パターン光線で前記フォトレジスト層を再び露出するステップとをさらに含む、請求項５記載の方法。 - 前記適応浸漬媒体の屈折率は約１．０から約１．５である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
- 前記適応浸漬媒体は、ヒドロゲル、ガラス、ゼラチン、および、シリコーンベース材料のうちの少なくとも１つから作られる、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
- 露光パターン（２４）が放出されるレンズ（３２）を有するリソグラフィシステム（１０）を使用したデバイスを製造する方法であって、
ウェハ（１２）および前記ウェハ上に設けられたフォトレジスト層（３４）を準備するステップと、
前記レンズおよび前記フォトレジスト層の各々を、前記レンズと前記フォトレジスト層との間に配置された適応浸漬媒体（２６）と密接に接触させるステップと、
前記適応浸漬媒体を横切って通過する前記露光パターンで前記フォトレジスト層を露光するステップとを含む、方法。 - リソグラフィイメージングアセンブリ（２２）のレンズと、
ウェハ上に設けられたフォトレジスト層（３４）を有するウェハ（１２）と、
前記レンズと前記フォトレジスト層との間に設けられ、前記フォトレジスト層および前記レンズに密接に接触している適応浸漬媒体とを含む、リソグラフィシステム。 - 前記レンズは、前記フォトレジスト層の露光の間、前記適応浸漬媒体上に変形圧力をかける、請求項１０に記載のリソグラフィシステム。
- 前記適応浸漬媒体の屈折率は約１．０から約１．５である、請求項１０または１１記載のリソグラフィシステム。
- 前記適応浸漬媒体は、ヒドロゲル、ガラス、ゼラチン、および、シリコーンベース材料のうちの少なくとも１つから作られる、請求項１０、１１または１２記載のリソグラフィシステム。
- 前記レンズおよび前記ウェハのうちの少なくとも一方は、密接な接触を確立するために、移動可能である、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のリソグラフィシステム。
- 前記リソグラフィイメージングアセンブリは、前記レンズから露光パターン（２４）を放出し、前記露光パターンは前記フォトレジスト層を露光するために、前記適応浸漬媒体を横切って通過する、請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載のリソグラフィシステム。
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