(57)【要約】  本発明は、液浸リソグラフィ処理において用いるための調整浸漬流体を生成するための装置および方法を含む。調整浸漬流体は、浸漬システムレンズを保護し、液浸リソグラフィシステムのレンズ透過率および耐久性に悪影響を及ぼし得るレンズへの汚染物質の体積を低減または排除する。
2009545136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を有する装置であって、
脱気された給水の加圧源を前記装置に供給し、前記脱気された給水が、２００十億分率未満の溶解酸素を有する、入口管路と、
前記脱気された給水の流れを受け入れて、前記脱気された給水における有機汚染物質のすべてまたは一部を酸化分解生成物に分解するための入口と、酸化ユニットからの出口とを有し、前記酸化分解生成物が二酸化炭素を含む、酸化ユニットと、
酸化分解生成物を含有する水を受け入れるための入口を有し、前記脱気された給水から前記酸化分解生成物のすべてまたは一部を除去する高純度脱気装置と、
脱気された給水を受け入れるための入口を有し、前記脱気された給水から前記酸化ユニットによって分解されない汚染物質を除去するための物質のベッドを含み、前記脱気された給水からイオン汚染物質を除去するイオン交換ベッドをさらに含み、前記浄化器から前記脱気された給水を除去するための出口を有する、浄化器と、
前記脱気された給水から微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去する粒子フィルタと、
脱気された給水を受け入れるための入口を有し、前記脱気された給水の温度を調整し、脱気された給水を受け入れて、液浸リソグラフィレンズにおいて用いるための温度に熱可塑性ポリマーによって前記処理水の温度を調整し、高純度熱可塑性熱交換器から使用点まで、温度調整された脱気された水のすべてまたは一部を除去するための出口を有する、高純度熱可塑性熱交換器とを含む、流路を有する装置。
【請求項２】
前記供給液体から気泡および／または溶解気体を除去するために、脱気装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記温度調整水の温度が、約２０℃〜約３０℃の範囲にあると同時に、約２０．５℃で約１８．２〜約１８．２５ＭΩであるのと等価に、加熱温度における電気抵抗率を保つ、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記浄化器が、イオン汚染物質を除去するための個別のベッドを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記熱交換器が、中空のチューブを含有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記高純度脱気装置が、微孔性中空ファイバを含有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記浄化器および前記高純度熱交換器を通って温度調整された脱気された水のすべてまたは一部を再循環するために、ポンプをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記脱気された給水が、２５℃で約１７〜約１８．２ＭΩ・ｃｍの範囲の抵抗率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記使用点が、液浸リソグラフィシステムである、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記浄化器が、前記イオン交換ベッドの上流である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
２５℃で約１７〜約１８．２ＭΩの範囲の抵抗率を有し、約２００十億分率未満の溶解酸素を含有する、脱気された給水の加圧源を装置に供給することと、
前記脱気された給水を受け入れて、前記脱気された給水における有機汚染物質のすべてまたは一部を二酸化炭素を含む酸化分解生成物に分解する入口を有する、酸化ユニットに前記脱気された給水を流れ込ませ、前記酸化ユニットの出口から酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水を除去することと、
酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水を受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性脱気装置と酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水を接触させて、前記高純度熱可塑性脱気装置によって前記水から前記酸化分解生成物のすべてまたは一部を除去することと、
前記酸化ユニットによって分解されない汚染物質を除去するための物質を有する浄化器ベッドを通るように前記脱気された給水を流すことと、
イオン交換ベッドと前記脱気された給水を接触させることによって、前記脱気された給水からイオン汚染物質を除去することと、前記イオン交換ベッドが、前記脱気された給水からイオン汚染物質を除去することと、
前記脱気された給水をろ過して、前記脱気された給水から微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去することと、
前記脱気された給水を受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性熱交換器を用いて、前記脱気された給水の温度を調整することとを含み、前記熱交換器が、前記脱気された給水の温度を調整し、前記熱交換器が、前記脱気された給水を受け入れて、脱気された交換流体と接触状態にある熱可塑性ポリマーによって前記脱気された給水の温度を調整し、前記脱気された給水が、液浸リソグラフィシステムにおいて用いるための温度に調整され、前記熱交換器が、前記熱交換器から前記液浸リソグラフィシステムまで、温度調整脱気された水を運搬するための出口を有する、方法。
【請求項１２】
前記浄化器ベッドが、前記高純度脱気装置の前記出口と前記イオン交換ベッドの前記入口との間である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記高純度熱可塑性熱交換器が、前記浄化器ベッドによって処理された脱気された給水の温度を調整する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記高純度熱交換器が、ペルフルオロ薄壁の中空チューブを含有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記浄化器ベッドが、１８．２ＭΩの水で洗浄されるタイプの強イオン交換媒体を備え、ＴＯＣを低減する、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記浄化器ベッドが、１８．２ＭΩの水で洗浄されるタイプの強イオン交換媒体を備え、ＴＯＣを低減する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの圧力減衰デバイスをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つの圧力減衰デバイスが、脈動減衰器を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記粒子フィルタが、表面改質ナノ粒子フィルタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記表面改質ナノ粒子フィルタが、水中において中性に帯電される膜表面を含み、前記フィルタは、約２０ｎｍで定格である、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記水の前記圧力を減衰させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
前記脱気された給水、酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水および前記温度調整脱気された水からなる群より選択される水流の前記圧力を減衰させることをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記水の前記圧力を減衰させることが、脈動減衰器を用いて、前記水の前記圧力を減衰させることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記脱気された給水をろ過することが、表面改質ナノ粒子フィルタによって前記脱気された給水をろ過することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２５】
前記表面改質ナノ粒子フィルタが、水中において中性に帯電される膜表面を含み、前記フィルタは、約２０ｎｍで定格である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１の装置およびリソグラフィ画像形成システムを備える、液浸リソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００７年５月２１日出願の「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  ａｎ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ」という名称の米国特許仮出願第６０／９３１，２７５号および２００６年７月２１日出願の「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  ａｎ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ」という名称の米国特許仮出願第６０／８３２，４７２号の利益を主張するものであり、そのそれぞれの全体的な教示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
水浸リソグラフィは、半導体デバイスの特徴部サイズにおける継続的削減を可能にする処理である。レンズとウェハとの間の媒体として空気を水と交換することにより、媒体の屈折率をレンズの屈折率に近い値に増大し、リソグラフィック解像度を改善する。水浸リソグラフィは、１９３ナノメートル（ｎｍ）レーザ光などのレーザ光が、従来のリソグラフィを用いて可能であるものより微細な幾何構成を作製するために用いられることを可能にする。
【０００３】
水浸リソグラフィは、従来のリソグラフィに比べて多くの利点を有するが、それ自体の一連の技術的な困難も有する。１つの具体的な困難は、露光処理中にその他の方法では欠陥を形成するような汚染物質が適切にない水浸媒体を供給することである。
【０００４】
典型的な水浸リソグラフィシステムは、浸漬媒体として適切な水を提供する用に作用する複数の単位動作を有する。基本的な単位動作としては、例えば、ポンピング、総被酸化性炭素（ＴＯＣ）の削減、溶解酸素の除去、温度制御および粒子制御を挙げることができる。しかし、各単位動作は、浸漬媒体のさらなる汚染の機会を提供する。
【０００５】
液浸リソグラフィの場合には、利用される液体（例えば、水）の品質は、最高レベルの透明度（低い吸光度）および純度（汚染物質の一兆分率（ｐｐｔ）レベル）で液体の光学特性を維持し、液体およびレンズを通過する画像形成放射線の高い透過率を確保する。例えば、高純度水における１９３ｎｍの吸光度は通常、０．０１／ｃｍであり、吸収を行う微量の外来不純物によって著しく変化する。
【０００６】
きわめて細かい微粒子の形態（例えば、直径２〜３ｎｍ程度に小さい）におけるコロイド状シリカをはじめとするコロイド状シリカは、半導体業界にとってきわめて重要である。超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）の作製は、複数の半導体ウェハ表面処理段階を伴い、各段階の後には通常、超純水を用いたウェハの洗浄が続く。洗浄頻度および超純水が監視される付随する配慮にもかかわらず、コロイド状シリカおよび他の不純物が、ウェハに蓄積する可能性があり、結果として生じる半導体デバイスに欠陥をもたらす。
【０００７】
コロイド状シリカは、特にきわめて細かい微粒子の形態にある場合には、検出することが困難である。そのようなコロイド状シリカは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって検出され得ず、実質的にさらに高価な走査型トンネル顕微鏡を必要とする。あるいは、コロイド状シリカは、シリカの総量または比率を測定するために、原子吸光分光測定法によって検出され得、溶解シリカを測定するために採用された従来の手段を用いて、コロイド状シリカが次に、溶解シリカより少ない総シリカであるようにする。シリカは、ＤＩ水中のその存在が、水の純度を測定するために普通採用されるｐＨまたは導電率のいずれかの基準によって検出され得ない点で、独特である。
【０００８】
シリカは、浮遊固体、コロイドとして、鉄、アルミニウムおよび有機物と形成される錯体として、ポリマーとしておよび可溶性／反応種として、水中に存在する可能性がある。シリカの溶解度に影響を及ぼす主な要因は、温度、ｐＨ、固相の性質および圧力である。普通は６〜８．５の範囲にある水のｐＨレベルで、シリカは、分子種、Ｈ４ＳｉＯ４またはＨ２ＳｉＯ３（オルトまたはメタのケイ酸）として存在する。これらは、きわめて弱い酸（ｐＫａ＝９．４）であり、非イオン化された種として水中に存在する。
【０００９】
水中におけるシリカの濃度が増大すると、シリカは、頻繁に重合し、二量体、三量体、四量体などを形成する。重合は、シリカが溶解状態を通過してコロイド状態に達する範囲まで続行することができ、最終的には不溶性のゲルを形成してもよい。ＵＰＷにおけるシリカは通常、以下の２つの主な形態、溶解シリカ（化学形態）およびコロイド状シリカ（物理形態：一般的なサイズ＜０．１ミクロン）で存在する。溶解シリカおよびコロイド状シリカは、水の酸性度に応じて置換可能である。
【００１０】
大量の超純水が、半導体を作製するために、処理において用いられ、ホウ素が、未処理水または前処理給水における汚染物質として含まれてもよい。ホウ素は、固体状態の電子機器の作製において用いられるｐ型半導体ドーパントであり、ドープされるシリコン結晶における主な電荷担体として機能する。現像液、洗浄流体、水蒸気、すすぎ水などの作製プラントの処理流体において１０億分率（ｐｐｂ）未満のレベルであってもホウ素の存在は、ホウ素の表面堆積を生じさせる可能性があり、今度は、種々の処理段階、特に加熱またはイオン打ち込み段階中に、シリコン基板に組み込まれることになる可能性があり、所期のドーパント分布を変化させるか、または他の方法で基板の電気特性を変える可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
液浸リソグラフィにおいて、水滴残留物は、欠陥の潜在源として識別されている。浸漬領域の外側における水滴を低減するために、多くの方法が研究されてきている。しかし、物理的観点から、ウェハ表面は、浸漬露光後に、乾燥した状態を保つことがきわめて困難である。水滴残留物は容易に、μｍサイズの円形の欠陥からミクロン未満のスカムの欠陥までの範囲に及ぶ透かしの欠陥を生じる。
【００１２】
本発明は、液浸リソグラフィ処理において用いるための調整された浸漬流体を作成するための装置および方法を含む。調整された浸漬流体は、浸漬システムレンズを保護し、液浸リソグラフィシステムのレンズ透過率および耐久性に悪影響を及ぼし得るレンズへの汚染物質の堆積を低減または排除する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一部の実施形態において、本発明は、（ａ）供給液体（例えば、脱気された給水などの水）の加圧源を装置に供給する入口管路と、（ｂ）液体の第１の流れを受け入れて、第１の流れにおける有機汚染物質のすべてまたは一部を酸化分解生成物に分解し、それにより、酸化ユニットの出口を通って酸化分解生成物を含有する液体を生成するための入口を有し、酸化分解生成物が二酸化炭素を含む、酸化ユニットと、（ｃ）酸化分解生成物を含有する液体を受け入れるための入口を有する高純度脱気装置であって、酸化分解生成物を含有する液体から酸化分解生成物のすべてまたは一部を除去し、それにより、液体の第２の流れを生成する脱気装置と、（ｄ）液体の第２の流れを受け入れるための入口を有し、第２の流れから酸化ユニットによって分解されない汚染物質を除去するための物質のベッドを含み、第２の流れからイオン汚染物質を除去するためのイオン交換ベッド（例えば、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を含有する混合イオン交換ベッド）をさらに含み、浄化器から液体の第３の流れを除去するための出口を有する浄化器と、（ｅ）液体の第３の流れから微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去し、液体の第４の流れを生成するための粒子フィルタと、（ｆ）液体の第４の流れを受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性熱交換器であって、熱可塑性ポリマーによって第４の流れの温度を（例えば、液浸リソグラフィレンズにおいて用いるための温度に）調整し、それにより、温度調整される液体を形成するための熱交換器であって、熱交換器から使用点まで、温度調整される液体のすべてまたは一部を除去するための出口を有する熱交換器とを含む流路を有する装置を含む。一部の実施形態において、供給液体は、約２００十億分率（ｐｐｂ）未満の溶解酸素を有する。流路内のデバイスの１つの具体的な順序は、上記に記載されている。他の実施形態において、流路内のデバイスの順序は、再配置され得る。例えば、一実施形態において、高純度脱気装置からの液体の流れは、粒子フィルタに向けられ、粒子フィルタからの液体の流れは、浄化器に向けられ、液体の第４の流れを生成する。
【００１４】
本発明は、（ａ）供給液体（例えば、脱気された給水などの水）の加圧源を装置に供給することと、（ｂ）液体の第１の流れを受け入れて、第１の流れにおける有機汚染物質のすべてまたは一部を酸化分解生成物に分解し、それにより、酸化分解生成物を含有する液体を生成するための入口を有する酸化ユニットに供給液体を向け、酸化分解生成物が、二酸化炭素を含み、酸化ユニットから酸化分解生成物を含有する液体を除去することと、（ｃ）酸化分解生成物を含有する液体を受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性脱気装置と酸化分解生成物を含有する液体を接触させて、高純度熱可塑性脱気装置を用いて液体から酸化分解生成物のすべてまたは一部を除去し、液体の第２の流れを生成することと、（ｄ）酸化ユニットによって分解されない汚染物質を除去するための物質を有する浄化器ベッドを通るように液体の第２の流れを向けて、イオン交換ベッド（例えば、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を含有する混合イオン交換ベッド）と液体を接触させることによって、イオン汚染物質を除去し、イオン交換ベッドがイオン汚染物質を除去し、それにより液体の第３の流れを形成することと、（ｆ）液体の第３の流れをろ過し、微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去し、それにより液体の第４の流れを生成することと、（ｇ）液体の第４の流れを受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性熱交換器を用いて、液体の第４の流れの温度を調整し、熱交換器は、交換流体（例えば、脱気された交換流体）と接触状態にある熱可塑性ポリマーによって液体の第４の流れの温度を調整し、それにより、温度調整される液体を形成し、熱交換器は、熱交換器から使用点まで、温度調整される液体のすべてまたは一部を除去するための出口を有することと、を備えることができる方法を含む。一実施形態において、供給液体は、２５℃で約１７〜１８．２メガオームの範囲の抵抗率を有する。一部の実施形態において、供給液体は、約２００十億分率未満の溶解酸素を含有する。方法のステップの１つの具体的な順序は、上記に記載されている。他の実施形態において、ステップの順序は、再配置され得る。例えば、一実施形態において、高純度脱気装置からの液体の第２の流れは、ろ過されて、微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去し、それにより、液体の第３の流れを形成し、第３の流れは、浄化器ベッドを通って向けられ、液体の第４の流れを形成する。
【００１５】
本発明の実施形態は、供給液体（例えば、脱気された給水などの給水）の加圧源を装置に供給する入口管路を備えることができるか、または含むことができる流路を有し、供給液体は、約２００十億分率未満の溶解酸素を有する、装置を含む。装置は、供給液体の流れを受け入れて、供給液体における有機汚染物質のすべてまたは一部を酸化分解生成物に分解する入口を有する酸化または分解ユニットを含むことができ、例えば、酸化分解生成物は、二酸化炭素を含むことができる。酸化または分解ユニットは、流体入口および流体出口を有し、紫外光などのエネルギーの１つまたは複数の源を用いて、有機汚染物質を分解することができる。
【００１６】
装置はさらに、酸化分解生成物を含有する供給液体（例えば、脱気された給水などの給水）を受け入れる入口を有する高純度脱気装置を含むことができる。脱気装置は、例えば、真空脱気または剥離によって、供給液体から揮発性酸化分解生成物のすべてまたは一部を除去することができる。高純度脱気装置は、液浸リソグラフィ用途において処理液体の使用に悪影響を及ぼすであろう供給液体に対する有機汚染物質の寄与がほとんどないか、または全くない。一部のバージョンにおいて、高純度脱気装置は、微孔性中空ファイバまたはペルフルオロ微孔性中空ファイバを含有する。
【００１７】
装置はさらに、供給液体（例えば、脱気された給水などの給水）を受け入れ、供給液体から酸化ユニットによって分解されなかった液浸リソグラフィ処理に有害な供給汚染物質を除去する入口を有する浄化器を含んでもよい。浄化器は、供給液体からイオン汚染物質を除去するためのイオン交換ベッドを含むことができる。一実施形態において、イオン交換ベッドは、混合イオン交換ベッドであり、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を含む。別の実施形態において、イオン交換ベッドは、陽イオン交換樹脂または陰イオン交換樹脂のいずれかのみを含む。浄化器は、汚染物質を除去するための他のベッド層を含むことができる。浄化器は、浄化器から上記供給液体を除去するための出口を有する。浄化器およびイオン交換ベッドは、１つのハウジング内にあってもよく、または１つまたは複数のハウジングに分離されてもよい。装置の一部のバージョンにおいて、浄化器材料は、イオン交換ベッドの上流である。他の実施形態において、イオン交換ベッドは、浄化器材料の上流である。
【００１８】
装置は、供給液体（例えば、脱気された給水などの給水）から微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去する１つまたは複数の粒子フィルタを含むことができる。一実施形態において、これらの微粒子は、浄化器、イオン交換ベッドによって除去されなかった微粒子または酸化ユニットによって分解されなかった微粒子である。一部の実施形態において、粒子フィルタのうちの１つまたは複数は、微孔性膜を含む。粒子フィルタの微孔性膜は、荷電されてもよく、または荷電されなくてもよい。一実施形態において、微孔性膜は、プラスチック材料である。
【００１９】
装置はまた、供給液体（例えば、脱気された給水などの給水）を受け入れる入口を有する高純度熱可塑性熱交換器を含むことができる。熱交換器は、熱交換流体から供給液体を流体的に分離する熱可塑性ポリマーによって、供給液体の温度を調整する。一実施形態において、熱交換流体は、ガス抜きまたは脱気されている。一部のバージョンにおいて、熱交換器は、ペルフルオロ薄壁の中空チューブなどの１つまたは複数の中空チューブを含有する。供給液体は、液浸リソグラフィシステムにおいて用いるための温度に調整され得る。熱交換器は、熱交換器から使用点、例えば、液浸リソグラフィシステムまで温度調整される液体のすべてまたは一部を除去するために、出口を有する。
【００２０】
本発明の一部のバージョンにおいて、装置はまた、供給液体から液浸リソグラフィにおいて用いるのに適したレベルまでこれまでに脱気されなかった可能性がある気泡および／または溶解気体を除去するために、脱気装置（例えば、研磨脱気装置）を含むことができる。さらに、図１Ａおよび図１Ｂに示されているように、装置はさらに、再循環または供給および抽気構成において構成され得る。したがって、一部の実施形態において、装置はまた、浄化器および／または高純度熱交換器を通って流体のすべてまたは一部を再循環するために、ポンプを含むことができる。
【００２１】
本発明はまた、液浸リソグラフィ処理における液体の使用に関して浸漬流体を調整するための方法を含む。方法は、脱気された供給液体（例えば、水）の加圧源を装置に供給し、供給液体（例えば、水）源を脱気する行為またはステップを含むか、または備えることができる。脱気された供給液体は、例えば、２５℃で約１７〜１８．２メガオームの範囲の抵抗率を有することができる。脱気された供給液体は、例えば、約２００十億分率未満の溶解酸素を含有することができる。
【００２２】
浸漬流体を調整するための方法において、供給液体（例えば、脱気された給水）は、上記供給液体を受け入れて供給液体における有機汚染物質のすべてまたは一部を分解生成物に分解する入口を有する酸化または分解ユニットに流れ込むことができる。分解生成物は、二酸化炭素または他の揮発性副生成物を含むことができる。酸化または分解ユニットの出口から分解生成物を含有する液体は、酸化分解生成物を含有する上記液体を受け入れて、例えば、真空脱気、気体剥離またはこれらの組み合わせによって、液体から揮発性分解生成物のすべてまたは一部を除去する入口を有する高純度熱可塑性脱気装置と酸化分解生成物を含有する液体を接触させることによって、さらに処理され得る。
【００２３】
方法はさらに、液浸リソグラフィ処理に有害な汚染物質を除去する物質を有する浄化器ベッドを通るように供給液体（例えば、脱気された給水）を流すことを含むことができる。一実施形態において、酸化または分解ユニットによって分解されなかった汚染物質は、供給液体から除去される。方法は、供給液体をイオン交換ベッドと接触させることによって、供給液体からイオン汚染物質を除去することを含むことができる。イオン交換ベッドは、上記供給液体からイオン汚染物質を除去する。一実施形態において、イオン交換ベッドは、混合イオン交換ベッドであり、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を含む。別の実施形態において、イオン交換ベッドは、陽イオン交換樹脂または陰イオン交換樹脂のいずれかのみを含む。結果として生じる精製液体は、液体をフィルタ内に流れ込ませることによって、ろ過され得、液体から微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去することができる。
【００２４】
方法はまた、供給液体を受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性熱交換器を用いて、供給液体（例えば、脱気された給水）の温度を調整することを含むことができる。熱交換器は、供給液体を受け入れて、熱交換流体（例えば、脱気された熱交換流体）と接触状態にある熱可塑性ポリマーによって、供給液体の温度を調整することができる。方法の一部のバージョンにおいて、高純度熱交換器は、ペルフルオロ薄壁の中空チューブを含有する。供給液体は、液浸リソグラフィシステムまたは処理において用いるために、温度および安定性の範囲に調整され得る。熱交換器は、熱交換器から使用点、例えば、液浸リソグラフィシステムまで温度調整される液体のすべてまたは一部を運搬するために、出口を有する。
【００２５】
方法の一部のバージョンにおいて、浄化器ベッドは、高純度脱気装置の出口とイオン交換ベッドの入口との間にある。方法の一部のバージョンにおいて、高純度熱可塑性熱交換器は、浄化器ベッドに処理された供給液体の温度を調整する。
【００２６】
本発明のバージョンは、液浸リソグラフィのために高い処理有効性を達成するために、使用点（ＰＯＵ）において痕跡レベルまで汚染物質を液体（例えば、水）から除去する。ＰＯＵ  ＵＰＷ（超高純度水）システムは、高純度作製水をより少ない不純物を含有するより高い品質まで浄化して向上させ、液浸リソグラフィツールレンズにその高純度作製水を供給するために用いられ得る。不純物は、半導体作製処理材料および配管構成要素からの作製水中のＵＰＷに添加され得る。
【００２７】
本発明のバージョンはさらに、液体（例えば、水）中および液体とコーティングされた基板との間の境界面で微小気泡を削減または低減することができる温度および流れ制御を提供する。本発明のバージョンにおいて装置によって処理された水のような浸漬液体の温度制御は、屈折率、密度、表面張力および気体溶解度が依然として安定した状態であることを保証するために用いられ得る。
【００２８】
本発明の実施形態は、液浸リソグラフィ処理において用いられ得る処理された浸漬流体を提供し、さらに、レンズを保護することができ、液浸リソグラフィシステムのレンズ透過率および耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある汚染物質の堆積を低減、排除または防止することができる。
【００２９】
装置および方法の一部のバージョンにおいて、浄化器は、ホウ素を除去する。半導体作製などの一定の業界の用途の場合には、約１００ｐｐｔ（一兆分率）未満のホウ素レベルを形成することができる。作製において用いられる脱イオン化されたＵＰＷ生成水に存在するホウ素がきわめて低いレベルであっても、半導体チップの品質および性能に著しい悪影響を及ぼす可能性があるため、ホウ素レベルにおける削減は、半導体収率を改善することができる。
【００３０】
前述の内容は、同様の参照符号が異なる図面を通じて同一の部分を指す添付図面に示されているように、本発明の実施例の実施形態の以下のさらに具体的な説明から明白となる。図面は、必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本発明の実施形態を例示する際に強調がなされている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】浄化器が酸化または荷電されていない汚染物質を除去するための樹脂と、イオン交換樹脂の混合ベッドとを含む本発明の実施形態を図示する。装置は任意に、装置への給水を脱気するための脱気装置を含んでもよく、フィルタは任意に、荷電または親水性の微孔性膜であってもよい。
【図１Ｂ】装置が浄化器の個別のベッドと、混合ベッドイオン交換樹脂とを含む、本発明の実施形態を図示する。装置は任意に、装置への給水を脱気するための脱気装置を含んでもよく、フィルタは任意に、荷電または親水性の微孔性膜であってもよい。
【図２】本発明の一実施形態による１回通過浄化処理を示す。
【図３Ａ】実施例２に関する試験結果を図示する。
【図３Ｂ】実施例２に関する試験結果を図示する。
【図４】１つまたは複数の熱交換器、浄化器またはイオン交換ベッド、酸化ユニット、荷電フィルタおよび脱気装置を有する本発明の装置の実施形態および流路を図示する。出口のＳｉ浄化器試料収集ポートは、液浸リソグラフィシステムなどの使用点に接続され得る。
【図５Ａ】図４の実施形態に関する実験結果を図示する。
【図５Ｂ】図４の実施形態に関する実験結果を図示する。
【図６】本発明の実施形態において用いられる高純度熱交換器によって達成される温度調整を図示する。
【図７Ａ】図４の本発明の装置の非限定的な実施形態からのデータを図示する。浸漬流体、水の抵抗率は、約１８．２〜約１８．２５ＭΩ・ｃｍである。ＴＯＣは、約４十億分率（ｐｐｂ）未満であってもよい。
【図７Ｂ】図４の本発明の装置の非限定的な実施形態からのデータを図示する。浸漬流体、水の抵抗率は、約１８．２〜約１８．２５ＭΩ・ｃｍである。ＴＯＣは、約４十億分率（ｐｐｂ）未満であってもよい。
【図８Ａ】本発明の実施形態の場合に時間の経過に関する脱気された給水入口圧力のチャートである。
【図８Ｂ】本発明の実施形態の場合に時間の経過に関するポンプ出口圧力のチャートである。
【図８Ｃ】本発明の実施形態の場合に時間の経過に関する高純度水出口圧力のチャートである。
【図９】本発明の一実施形態の場合に時間の経過に関する脱気された給水入口圧力および高純度水出口圧力を含有する。
【図１０】本発明の複数の実施形態による３つの異なる粒子フィルタが１回通過の浄化処理に取り付けられた種々の実験中に、時間に応じて０．０５μｍを超える粒子計数を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施例の実施形態の説明は、以下のとおりである。
【００３３】
液浸リソグラフィにおいて、レンズと基板との間の空間は、１を超える屈折率を通常有する浸漬流体と一般に呼ばれる液体で充填される。浸漬流体は、例えば、１９３ｎｍおよび１５７ｎｍなどの動作波長で、低い光吸収を有し、フォトレジストおよびレンズ材料と相溶性であり、均一で汚染されていないものである必要がある。１９３ｎｍ液浸リソグラフィの場合の浸漬流体は、超純水（ＵＰＷ）である。超純水は、約１．４４の屈折率を有し、６ｍｍまでの作動距離で、約５％未満の吸収を呈し、フォトレジストおよびレンズと相溶性であり、超純水形態において汚染されていない。１５７ｎｍ液浸リソグラフィの場合に考えられているさらに他の浸漬流体としては、ＫＲＹＴＯＸ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥの商標）およびペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）が挙げられる。
【００３４】
液浸リソグラフィシステムは、光源、照射システム（例えば、集光器）、フォトマスクおよび対物レンズを含むことができる。浸漬液体は、半導体基板におけるパターンの形成を支援するためのシステムと共に用いられる。光源は、任意の適切な光源であってもよい。例えば、光源は、４３６ｎｍ（Ｇ線）または３６５ｎｍ（Ｉ線）を有する水銀ランプ、２４８ｎｍの波長を有するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザ、１９３ｎｍの波長を有するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ、１５７ｎｍの波長を有するフッ化物（Ｆ２）エキシマレーザまたは約１００ｎｍ未満の波長を有する他の光源であってもよい。
【００３５】
浸漬液体は、１を超える屈折率、１９３ｎｍなどの所定のパターン形成波長で、比較的低い光吸収を有することができ、半導体基板に施されるフォトレジストと相溶性である。さらに、浸漬液体は、化学的に安定で、均一に構成され、非汚染性であり、気泡を含まず、熱的に安定であってもよい。実施例として、純水が、浸漬液体として用いられ得る。さらに、浸漬液体の温度は、液体の屈折率における変動を低減するために制御され得る。
【００３６】
図１Ａにおいて、装置のあるバージョンの流路が、図示されている。供給液体１０は、家庭用水、例えば、超純水またはリソグラフィシステムからの用いられる浸漬流体などの他の液体供給を含むことができ、再循環された液体１２と組み合わせて、流１４を形成することができる。流１４は、任意であってもよい脱気装置１６に流れ込むことができ、流１４は、供給液体１０から十分なレベルまで脱気される。脱気された給水１８は、分解ユニット２０、例えば、被酸化性炭素含有汚染物質が分解されるＵＶ酸化ユニットに流れ込むことができる。ＵＶ処理された脱気された水２２は次に、これに限定されるわけではないが、二酸化炭素などの揮発性分解生成物が、ＵＶ処理された脱気された水２２から除去されて、脱気された液体２６を生成する高純度脱気装置２４に送り込まれ得る。この第２の脱気または研磨脱気は、高純度（例えば、２０十億分率（ｐｐｂ）未満などの低いＴＯＣ）で、複数のペルフルオロ中空ファイバを含むことができる低いイオン抽出可能物質（例えば、本明細書において脱気装置による抽出可能物質を記載する表を参照）脱気装置を利用することができる。一実施形態において、高純度脱気装置２４は、研磨脱気装置である。揮発性分解生成物のすべてまたは一部が除去された脱気された液体２６は、浄化器２８に流れ込む。浄化器２８は、脱気された液体２６を受け入れる入口を有し、酸化ユニットによって分解されなかった脱気された給水汚染物質から除去し、液浸リソグラフィ処理にとって有害である浄化器材料のベッドを含み、精製液体流３６を生成する。浄化器２８は、イオン交換物質、例えば、陰イオン交換物質または混合陰イオン／陽イオン交換物質を含むことができる。浄化器２８はまた、浄化器ハウジング内にイオン交換物質から分離した領域である物質のベッドを含むことができる。図１Ｂに示される別の実施形態において、脱気された液体２６は、浄化器３０に流れ込み、流３２を形成し、流３２は、イオン交換ベッド３４（例えば、陰イオンイオン交換物質または混合陰イオン／陽イオン交換物質などのイオン交換物質を含有する）に流れ込み、精製液体流３６を生成する。いずれの実施形態においても、イオン交換物質は、揮発性分解性生物、例えば、脱気された液体２６を除去するために、ＵＶ酸化され、脱気される脱気された水からイオン汚染物質を除去する陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を含有することができる。精製液体流３６は、浄化器またはイオン交換ベッドからの出口で、任意の粒子フィルタ４０に供給される。粒子フィルタ４０は、浄化器２８または３０、イオン交換ベッド３４または分解ユニット２０によって除去されなかったコロイド、ゲルおよび他の微粒子を除去することができる。ＵＶ酸化処理、精製、脱気およびイオン交換の施された流４２は、高純度熱交換器４４、例えば、デバイスに溶融接合または絶縁体の中に埋め込まれる複数の中空チューブを含有するペルフルオロ熱交換器に流れ込む。一実施形態において、流４２は、高純度熱交換器４４内に含有される複数のペルフルオロ中空チューブに供給される。高純度熱交換器４４は、例えば、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ  Ｉｎｃ．による１つまたは複数のＰＨＡＳＯＲ（登録商標）熱交���器は、冷却器／加熱器（図示されていないが、実施例の場合には図３参照）からのガス抜き交換流体と、流４２との間で熱を伝達することができる。熱交換器４４は、液浸リソグラフィシステムにおいて用いるための水に関して安定した屈折率を提供する温度範囲まで、流４２の温度を調整する。熱交換器４４は、交換器から温度調整脱気された水のすべてまたは一部を除去するために、出口を有する。一実施形態において、処理された浸漬流体４６は、交換器から除去される。処理された浸漬流体４６は、その全体を使用点に向けられ得る。別の実施形態において、処理された浸漬流体４６は、流４８および５０に分割される。流４８は次に、使用点に向けられ、流５０は、再循環ポンプ５２を介して再循環され、流１２を形成する。一実施形態において、流１２は次に、供給液体１０と混合され得る。一部の実施形態において、装置は、１回通過（例えば、実施例２に記載される実施形態を参照）において用いられ得、装置は、図１Ａおよび図１Ｂに示されているように、処理された液体を再循環すると同時に、液浸リソグラフィシステムへの部分流４８を転向するように構成され得る。
【００３７】
本発明の一実施形態において、液体（例えば、水）浄化システムまたは装置は、大量の脱気、ＵＶ酸化、高純度熱可塑性脱気装置を用いた研磨脱気、シリカ除去、イオン交換浄化、約０．０３ミクロン以下のろ過、約０．０１℃以下の温度制御を提供し、約１８．２ＭΩ・ｃｍを超える水の抵抗率を維持する低ＴＯＣ（総被酸化性炭素）を排出する熱交換器を用いた水の温度調整を含む。場合によっては、装置はさらに、溶解気体（例えば、酸素）、ｐＨ、ＴＯＣ、抵抗率またはこれらの任意の組み合わせを測定するためのセンサを含むことができる。
【００３８】
一実施形態において、イオン交換浄化は、１つまたは複数のイオン交換ベッドを含む。イオン交換ベッドは、混合ベッド交換樹脂、例えば、１：１の陽イオン：陰イオンの比を有する交換樹脂などの陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂の混合物を含むことができる。別の実施形態において、イオン交換ベッドは、陽イオン交換樹脂または陰イオン交換樹脂のいずれかを含む。一実施形態において、ベッドのサイズは、直径において約２インチであり、長さにおいて約２４インチである。他のサイズが用いられ得、処理流速、圧力低下要件および投入給水不純物レベルに基づいて、選択され得る。装置の一部のバージョンにおいて、イオン交換ベッドにおける陰イオン交換樹脂および浄化器における陰イオン交換物質は、同一であってもよく、異なっていてもよく、相対的な量は、特定の入来供給液体（例えば、給水）組成に関して選択され得る。浄化器またはイオン交換物質としては、炭素除去物質またはＴＯＣおよびイオンの両方を除去する樹脂、例えば、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるＯＲＧＡＮＥＸ（商標）など、または他の類似の物質を挙げることができる。本発明の一部のバージョンにおいて、シリカ浄化器（Ｓｉ浄化器）（シリカは、酸化ユニットによって分解されなかった液浸リソグラフィ処理に有害な汚染物質の一例である）は、イオン交換ベッドの上流に浄化器材料の層として提供され得る。浄化器材料は、同一のハウジングまたは異なるハウジングまたは他の適切な構成のいずれであってもよい。
【００３９】
酸化または分解ユニットは、給水において通常見られる被酸化性有機化合物を分解する波長を有する１つまたは複数のＵＶランプを含むことができる。一部のバージョンにおいて、例えば、ＵＶランプは、１８５ｎｍのピーク波長を有する３０，０００μＷ秒／ｃｍ２を超えるモデルＳＬ−１０Ａであってもよい。場合によっては、ＵＶランプは、１つまたは複数の波長、例えば、２５４ｎｍおよび１８５ｎｍの波長光の混合物を発してもよい。ランプおよび他のエネルギー源の電力および波長は、液体供給、例えば、水中における１つまたは複数の汚染物質を分解するために選択され得る。
【００４０】
水または他の浸漬液体の流速に基づいて、１つまたは複数の低ＴＯＣ放出脱気装置を用いて、ＵＶランプまたは他の分解ユニットの下流で、浸漬液体から二酸化炭素、揮発性分解生成物または他の可溶性気体を除去することができる。一部のバージョンにおいて、脱気装置は、ペルフルオロ微孔性膜を含有し、これに限定されるわけではないが、供給液体（例えば、ＵＰＷ）における溶解気体、液浸リソグラフィ走査処理、ＵＶ酸化源によって生成される気体／気泡またはこれらの任意の組み合わせなどの源に由来する気泡および溶解気体を低減または排除するために、ペルフルオロ微孔性膜を含有する。プラントによる供給液体の大量の脱気は任意に、ポリオレフィンまたは他の類似の微孔性膜を用いて行われ得る。脱気は、例えば、真空脱気、不活性気体剥離またはこれらの任意の組み合わせによって、達成され得る。
【００４１】
任意であってもよい脱気装置は、装置において処理されることになっている浸漬流体から十億分率（ｐｐｂ）レベルに溶解気体を除去するために用いられ得る。これらの脱気装置は好ましくは、低総被酸化性炭素（通常はＣｅｌｇａｒｄ中空ファイバ脱気装置において見られるＴＯＣ）抽出可能物質および粒子脱落を有する高純度洗浄デバイスである。これらの従来の非ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）または非ペルフルオロ材料の脱気装置は、一般的な流速で効率的（例えば、７５％を超える効率）であるが、いくつかのＴＯＣ抽出可能物質を有してもよく、酸化または分解ユニットの上流で、粗脱気装置として用いられ得る（ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）は、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥの商標である）。これらの脱気装置としては、例えば、平坦なシートまたは中空ファイバの微孔性膜を挙げることができる。
【００４２】
ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）またはペルフルオロ材料の膜の脱気装置は、約４０％を超える効率であってもよく、それらの清浄器設計は、酸化または分解ユニットの後に用いるために適切に構成することができる。これらの脱気装置としては、例えば、平坦なシートまたは中空ファイバの微孔性膜を挙げることができる。金属抽出可能物質のデータは、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）またはペルフルオロ材料の脱気装置の優れた清浄度を示している。例えば以下の表１におけるＥｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．によるＰＨＡＳＯＲ（登録商標）膜接触器の場合の１０％ＨＣｌ抽出の結果を参照されたい（ＰＨＡＳＯＲ（登録商標）は、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．，Ｃｈａｓｋａ，ＭＮの商標である）。ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）またはペルフルオロ材料の膜の脱気装置は一般に、低総被酸化性炭素（ＴＯＣ）抽出可能物質および粒子脱落を有する高純度洗浄デバイスである。一部の実施形態において、脱気装置は、約２００ｐｐｂ未満のＴＯＣおよび金属抽出可能物質に寄与し、他の実施形態において、約２０ｐｐｂ未満のＴＯＣおよび金属抽出可能物質に寄与する。
【表１】
2009545136.tif 000003
【００４３】
浸漬液体、例えば、水における粒子は、ウェハの上に堆積するか、またはリソグラフィック露光中に影を投じる可能性があり、欠陥を生じる可能性がある。これらの粒子は、ろ過を用いて、約０．０３ミクロン（μｍ）以下まで除去され得る。これらの粒子としては、非溶解シリカを挙げることができる。例えば、０．０３μｍ以下定格である場合には、非ディウェッティングであり、有するＴＯＣがきわめて低いか、または本質的に全くないＴＯＣを有する使い捨て可能な形態のすべてのＴＥＦＬＯＮ（登録商標）材料フィルタ（例えば、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ  Ｉｎｃ．によるＱＵＩＣＫＣＨＡＮＧＥ（登録商標）（ＱＵＩＣＫＣＨＡＮＧＥ（登録商標）は、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．，Ｃｈａｓｋａ，ＭＮの商標である））は、取り扱いにおける汚染を最小限に抑え、非溶解かつ非分解汚染物質を除去するために用いられ得る。そのようなフィルタは、非ディウェッティング技術を用い、高い粒子保持、すなわち０．０３μｍ粒子の２．５を超える（９９．７％を超える除去）ＬＲＶ（対数減少値）を呈し、液浸リソグラフィ処理に関して適切なレベルで、きわめて低い抽出可能物質を有する。
【００４４】
本発明の他のバージョンにおいて、粒子フィルタは、これに限定されるわけではないが、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．によるＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚ（ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）は、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｄｆｏｒｄ，ＭＡの登録商標である）などの０．０２ミクロン（μｍ）定格ＰＶＤＦフィルタなどの膜を含むことができる。この０．０２μｍ定格フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）に基づくフィルタはまた、浸漬流体、例えば、水などからの粒子の除去のためにきわめて効率的であり、液浸リソグラフィ処理に関して適切なレベルで、きわめて低い抽出可能物質を有する。
【００４５】
粒子フィルタは、例えば、本発明に有用なシービングフィルタ膜は、ろ過されている液体において正電荷から中性電荷までの範囲である電荷を有することができる。例えば、ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚフィルタは、ひだのあるカートリッジデバイスにおいてフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）膜を用いる。フィルタの支持材、ケージおよびコアは、ポリプロピレンである。ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚ膜の表面は、変質されるか、またはコーティングされ、水中において正に帯電するようになる。シービングによって１００ｎｍより大きい粒子を除去することに加えて、ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚフィルタは、膜の孔より小さい粒子を含む本質的にすべての負に帯電された粒子を捕捉することができる。水中における大部分の汚染粒子は、負の電荷を有するため、正に帯電された膜を用いることができる。ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚは、２０ｎｍコロイド状シリカに関して、２ＬＲＶ以上、または場合によっては、３ＬＲＶ以上を完全に除去するため、フィルタは、２０ｎｍ（０．０２μｍ）の孔サイズ定格を有するものとして記載され得る。
【００４６】
正の電荷を有することができる適切な粒子フィルタの別の実施例は、ひだのあるカートリッジにナイロン膜を用いるナイロンフィルタである。適切なナイロン膜は、例えば、Ｍｅｍｂｒａｎａ  ＧｍｂＨ（Ｗｕｐｐｅｒｔａｌ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能である。フィルタの支持材、ケージおよびコアは、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であってもよい。ナイロンフィルタの孔サイズ定格は、約２０ｎｍであってもよい。フィルタは、水中において自然の正の電荷を有することができ、ＰＳＬビードおよびコロイド状シリカなどの負に帯電された粒子に関して完全または略完全な保持を生じる。
【００４７】
他の適切な粒子フィルタは、表面改質ナノ粒子フィルタであり、例えば、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．製品番号Ｓ４４１６Ｍ１１７Ｙ０６である。表面改質ナノ粒子フィルタは、表面改質超高分子量ポリエチレン膜（ＵＰＥ）を含有することができ、カートリッジにひだがあってもよく、収容され得る。表面改質ナノ粒子フィルタにおいて用いるのに適した膜は、例えば、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｖｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅｓ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｌｉｑｕｉｄ」という名称の国際公開第２００５０７２４８７号パンフレットに記載され、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。フィルタの支持材、ケージおよびコアは、例えば、高密度ポリエチレンであってもよい。改質ＵＰＥ膜は、水中において自然発生的にウェット可能であることによって特徴付けられ得る。表面は、水中において中性に帯電されてもよく、負に帯電された粒子および正に帯電された粒子の例外的な非シービング（ｎｏｎ−ｓｉｅｖｉｎｇ）保持を生じる。フィルタは、約２０ｎｍで定格であってもよい。
【００４８】
粒子フィルタの領域は、用途の圧力低下および流速の要件に関して選択され得る。一部の実施形態において、フィルタの領域は、約５，０００ｃｍ２〜約１５，０００ｃｍ２の範囲であってもよい。他の実施形態において、フィルタの領域は、７，０００ｃｍ２〜１１，０００ｃｍ２の範囲であってもよい。用いることができるフィルタ膜の孔サイズ定格としては、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下または約２０ｎｍ以下のシービング孔サイズ定格を有するフィルタが挙げられる。
【００４９】
用いられ得るフィルタ膜は、約２０層の単一層シリカ粒子範囲または約２０層以上の単一層シリカ粒子範囲に関して約３ＬＲＶ以上で、シリカ粒子、例えば、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下または約２０ｎｍ以下の負に帯電されたシリカ粒子の完全な保持または略完全な保持を行うことができる。粒子フィルタのフィルタ膜およびカートリッジは、装置またはシステムにおいて、約３ｌ／分の液体流速および約２０℃の水温で以下の属性、すなわち、約１０ｐｐｂ未満のＴＯＣに達するまでの時間、すなわち、約２００分以下、約７０分以下、場合によっては約６０分以下と、約１８．２ＭΩの抵抗率に達するまでの時間、すなわち、約６９０分以下、約４７０分以下、約３１５分以下と、粒子の使用に達するまでの時間、すなわち、約２００分以下、約１５０分以下、約６５分以下と、約４時間後のシステムまたは装置からの出口の粒子濃度、すなわち、約４５０粒子／ｌ以下、約３００粒子／ｌ以下、約２３０粒子／ｌ以下と、約２ｐｐｂの入口目標または約１ｐｐｂの入口目標に関して、検出限界未満のシリカ除去のうちの１つまたは任意の組み合わせを有することができる。
【００５０】
一実施形態において、粒子フィルタは、液体が使用点に供給される前の最後の単位動作である。そのような実施形態において、粒子フィルタ、例えば、フィルタ膜およびフィルタハウジングは、望ましくない汚染物質を解放しないことが重要である。
【００５１】
ＵＰＷにおける有機汚染物質または浸漬液体は、ステッパからＤＵＶエネルギーを吸収し、欠陥を生じる可能性があるために、望ましくない。これらの有機汚染物質はまた、レンズ上に堆積することができ、曇りおよびレンズ性能の低下を生じる。これらの有機物（例えば、ＴＯＣ）は、製造された（ｆａｂ）ＵＰＷ給水から、ＵＶ酸化−イオン交換処理を用いて、通常のｐｐｂレベルからＰＯＵにおけるｐｐｔレベルまで低減され得る。これは、大部分の有機分子を分解して、ＣＯ２およびＨ２Ｏに分解することによって、ＴＯＣをｐｐｔ（一兆分率）レベルまで低減するために用いられ得る（一部の場合には、カルボン酸塩または他の帯電された基を含有する他の酸化有機物が、脱気ではなく、イオン交換によって生成され除去され得る）。脱気は、例えば、図１Ａおよび図１Ｂのほか、図３の実施形態において示されている。これらの実施形態のそれぞれにおいて、脱気装置およびさらなる浄化器が、ＵＶ酸化ユニットとイオン交換ユニットとの間に配置される。
【００５２】
イオン交換ユニットは、ＣＯ２を除去するために、研磨脱気装置と共に用いられ得る。ＴＯＣ削減は、酸化または分解ユニットおよび浄化器の両方によって、流速（滞留時間）によって影響される。低ＴＯＣ液体（例えば、低ＴＯＣ水）はまた、削減されたろ過可能物質およびＴＯＣに関して、予備洗浄システム構成要素を用いることによって獲得され得る。これは、例えば、ＵＰＷ水洗浄、高温水洗浄またはＵＰＷを用いた抽出または残留ＴＯＣを削減するための装置構成要素の他の類似の処理を利用して、達成され得る。洗浄は、入口ＴＯＣが洗浄による出口ＴＯＣに一致するまで続行することができる。
【００５３】
高いレベルの入来ＴＯＣが存在する場合には、炭素除去物質の個別のベッドが、装置の流路に組み込まれ得る。例えば、ＯＲＧＡＮＥＸ（商標）（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによる）樹脂などのＴＯＣおよびイオンの両方を除去する樹脂または他の類似の物質が、用いられ得る。
【００５４】
ＵＰＷからのｐｐｔレベルまでのイオン除去は、２００５  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｒｏａｄｍａｐ  ｆｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ（ＩＴＲＳ）ガイドラインにおいて指定される。混合ベッドイオン交換ユニットを用いて、本発明の装置および方法のバージョンにおいて、ＰＯＵでＵＰＷをｐｐｔレベルのイオンまで効率的に脱イオン化することができる。構成要素および混合ベッドイオン交換器は、ＩＴＲＳガイドラインを満たし、いかなるイオン不純物も添加しないように構築され得る。本発明の実施形態における装置は、浄化器樹脂、イオン交換（例えば、混合イオン交換）および／または脱気によって、ＴＯＣおよび／またはＴＯｘ（例えば、硫黄、窒素、ハロゲン、リンを含有する有機化合物）を除去することができる。
【００５５】
流体から大量の溶解気体を除去するため、または揮発性酸化分解生成物を除去するための、浸漬流体の脱気は、流体温度における変動をもたらす可能性がある。ＰＨＡＳＯＲ（登録商標）ＩＩ（Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．）などの高純度脱気装置を用いることができる。例えば、ＵＶ酸化ユニットが後に続く真空脱気は、気化冷却に起因して水またはＵＰＷの温度を低下させる可能性がある。液浸リソグラフィ用途の場合には、液体（例えば、水）の温度の維持は、屈折率における整合性のために重要である。本発明のバージョンにおいて、高純度で、低ＴＯＣを生成する熱交換器を用いて、約１５℃〜約３０℃の範囲にある設定温度（または流体の屈折率が、略その最大値である場合）に浸漬流体の温度を調整し、交換器の出口または使用点で、浸漬流体の温度を約±０．０１℃以下に維持することができる。
【００５６】
安定した水温は、屈折率における変化を削減することによって、液浸リソグラフィック画像形成欠陥を防止する。浸漬流体における温度変化から結果として生じる屈折率の変動の削減および有機物のイオンによる汚染の防止のために、ペルフルオロ熱交換器を用いて、図６に示されているように、約±０．０１℃未満の所定の温度範囲（ウィンドウ）に浸漬流体の温度を維持することができる。一部の実施形態において、熱交換器を用いて、約±０．００２℃未満の所定の範囲またはウィンドウに浸漬流体の温度を維持することができる。一部の実施形態において、装置からまたは分配点までの浸漬液体の温度における変動は、約±０．００１℃または１ｍＫ以下であってもよい。
【００５７】
高純度浸漬流体（例えば、水）を構成する装置および方法の実施形態において、供給液体（例えば、脱気された給水または処理水などの給水）の一部を加熱器／冷却器（例えば、Ｎｅｓｌａｂ  Ｃｈｉｌｌｅｒなどの図４の冷却器３４２）における交換流体として用い、熱交換器（１つまたは複数の熱交換器、例えば、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ  Ｉｎｃ．によるＰＨＡＳＯＲ（登録商標）Ｘなどの図４に示されているような熱交換器３３６および３３８）の出口から液浸リソグラフィシステムに供給される液体を温度調整してもよい。加熱器／冷却器の交換流体または作動流体が閉鎖ループにおいて再循環することができる間、交換流体または作動流体における溶解気体の量は、交換流体のさらなる脱気、不活性気体のパージ、ブランケッティングまたはそれらの組み合わせによって、制御され得る。その上、窒素または他の不活性気体のパージは、装置の熱可塑性管路および／または熱交換器の中空チューブを通じた大気気体の浸透および拡散を最小限に抑えるか、または排除するために用いられてもよい。用いられ得るブランケットガスまたはパージガスとしては、浸漬流体において低い溶解度を有し、装置の熱可塑材料における低い浸透および拡散を有し、浸漬流体と化学的に相溶性であるガスが挙げられる。そのような不活性気体のパージを利用して、生成物浸漬液体の高い抵抗率を維持し、浸漬流体からの二酸化炭素および酸素などの大気気体を排除することができる。一部の実施形態において、処理液体における溶解気体の量は、液体における気体の飽和レベル未満、例えば、浸漬液体（例えば、水）における酸素の場合には約８ｐｐｍ未満である。他の実施形態において、処理液体における溶解気体の量は、約１０００十億分率未満であり、一部の実施形態において、約２００ｐｐｂ未満であり、さらに他の実施形態において、約２０ｐｐｂ未満である。
【００５８】
本発明の一部のバージョンにおいて、装置における冷却器は、開始時に装置を用いて生成された液体（例えば、水）を手動で充填され得、次に、装置の動作中に、例えば、液面センサによって示されるように、システムから自動的に充填され得る。また、窒素または不活性気体のブランケットを連続的に交換器内の交換流体の上で維持する窒素または他の不活性気体の気泡発生装置があってもよい。
【００５９】
「処理液体」は、脱気装置、酸化ユニット、脱気装置（例えば、研磨脱気装置）、浄化器、イオン交換ベッド（例えば、混合イオン交換ベッド）、フィルタおよび熱交換器によって調整された液体を指す。処理液体は、１を超える屈折率を有する浸漬流体であってもよい。
【００６０】
浄化器は、これらの汚染物質が液浸リソグラフィ収率を劣化させるか、および／または基板における残留物を作成する可能性があることを特徴とする場合および特徴としない場合、または、イオン交換器、酸化ユニット、ろ過膜または脱気装置などのシステムの他の構成要素によって除去されない可能性がある場合には、微粒子、コロイド汚染物質、分子汚染物質またはこれらの汚染物質の組み合わせを液体から除去するために用いられる物質のベッドであってもよい。シリカおよびシリカ浄化器に対して参照されるが、本出願は、シリカの除去およびシリカ浄化器を有する装置に限定されるわけではない。本発明を実現することによって除去され得る他の汚染物質としては、これに限定されるわけではないが、シリコン含有汚染物質、ホウ素含有汚染物質および炭素含有汚染物質を挙げることができる。本発明において用いるのに適した浄化器は、そのような汚染物質を除去するための物質のベッドを有することができる。浄化器の位置は、脱気装置の下流であることに限定されるわけではなく、一部のバージョンにおいて、浄化器によって除去されることになっている汚染物質およびシステムの下流構成要素におけるその影響に基づいて、例えば、脱気装置または酸化ユニットの前に配置され得る。
【００６１】
一部の実施形態において、処理液体は、液浸リソグラフィ処理において用いられ、次に廃棄され得る。他の実施形態において、処理液体は、レンズから除去され得、基板から取得される任意の抽出可能物質を除去するために、さらに処理または再循環を行い、次に再利用され得る。この場合には、図１Ａに示されているように供給液体１０の入口などの種々の点または浄化器または脱気装置の前などの他の点で、液体をシステムに再導入することができる。
【００６２】
一部のバージョンにおいて、第２の段階の熱交換システムを用いることができ、使用点が、ウェハまたは他の基板に近い場合には、このシステムは、装置（例えば、図１Ａの装置）から液体（例えば、水）の最終的な温度を調整する「ポリッシャ」であってもよい。
【００６３】
システムにおける流れ制御モジュールを用いて、リソグラフィシステムの照射領域を通じて、きわめて反復性が高く、安定した流速を維持することができる。流速は、気泡が充填において、最小限に抑えられるか、または排除されるように、具体的なレンズ構成に関して選択され得る。さらに、流速は、レンズから処理液体に組み込まれる基板から任意の汚染物質を防止または排除するために選択され得る。流速は、処理液体の境界層で基板から汚染物質または抽出可能物質を遠ざけるように選択され得る。例えば、装置は、充填処理中に、ウェハまたはレンズに対する気泡の付着を防止するために、照射領域に対して安定したＵＰＷの流れを正確かつ反復的に供給することができる。流れシステムの精度は、フルスケールの約５％以下であってもよく、一部の実施形態においてフルスケールの約２％以下であってもよい。ウェハトポグラフィに関する水充填流速は、レジスト反応生成物、水溶性レジスト構成要素および露光中に生成される熱を除去することができ、浸漬液体の温度および屈折率が、処理限界内に収まるようにする。一部のバージョンにおいて、必要な流速制御は、安定状態で、約０．４〜約１Ｌ／分の範囲である。最初の充填でより遅い流速を用いて、レンズの下の完全な充填を確保することができる。これは、走査中により高速の流速が後に続くことができ、副生成物の除去、段階移動中のメニスカス完全性を確保する。一部の実施形態において、約３Ｌ／分フルスケールまでの水または他の浸漬流速を用いることができる。
【００６４】
処理液体（例えば、水）の装置および方法のいくつかの実施形態は、１９３ｎｍで、一部の実施形態において、６５ｎｍで、液浸リソグラフィに関して、低い総被酸化性炭素濃度、粒子濃度および溶解酸素レベルで浸漬液体を供給する。
【００６５】
本発明の装置および処理の一実施形態は、例えば、以下の実施例５に示されているように、プラントまたは製造された給水または他の入口ＵＰＷ源から総被酸化性炭素を約８０％まで削減し、溶解酸素を約９５％まで削減する。
【００６６】
現在利用可能な水処理システムは、家庭用水を脱イオン化して、高純度水を生成するために、イオン交換樹脂を用いるが、これは、液浸リソグラフィに関して望ましい低いシリカレベルを生成しない。
【００６７】
Ｉ型強塩基イオン交換樹脂、マクロレティキュラー（ｍａｃｒｏｒｅｔｉｃｕｌａｒ）樹脂、荷電微孔性膜ろ過、限外ろ過またはこれらの組み合わせを用いた処理などの専用浄化処理は、シリカ、ホウ素、これらの組み合わせを水などの浸漬液体から除去するために、または個別にまたは加えて、他の同様に帯電された汚染物質を水などの浸漬液体から除去するために、浄化器として用いられ得る。
【００６８】
Ｉ型陰イオン交換樹脂は、反応性シリカを除去する際に効果的であってもよい。マクロレティキュラー、荷電微孔性膜ろ過および限外ろ過のプロセスは、非反応性シリカおよびコロイド状シリカを除去するのに効果的であってもよい。一部の実施形態において、達成されるシリカレベルは、約５００ｐｐｔ未満であり、一部のバージョンにおいて、約３５０ｐｐｔ未満であり、他のバージョンにおいて、約５０ｐｐｔ未満である。本発明のバージョンにおいて、浄化器を通る流速が増大するほど、溶解シリカ除去効率は予想外に増大する。浄化器を通る浸漬流体の流速は、チャネリング効果を最小限に抑え、水または他の浸漬流体と樹脂との間の良好な接触を提供するように選択され得る。浄化器樹脂、例えば、強塩基陰イオン交換樹脂は、低いＴＯＣおよび低いイオン汚染浸漬液体、例えば、ＵＰＷ水を用いて洗浄することによってさらに処理され、樹脂からＴＯＣを約２０ｐｐｂ未満、場合によっては、約５ｐｐｂ未満まで低減することができる。一部のバージョンにおいて、洗浄は、さらなるＴＯＣがＵＰＷを組み込むために添加されなくなるまで、続行する。
【００６９】
強塩基陰イオン交換媒体は、一部の実施形態においてＩ型であり、溶解シリカを除去するために用いられ得る。例えば、Ｉ型強塩基陰イオン交換樹脂を用いることができる。そのような樹脂を提供する主要な樹脂メーカとしては、例えば、ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ，Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔ  Ｂｅｒｌｉｎ，ＮＪ、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ（例えば、Ｄｏｗｅｘ（商標）樹脂）、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ、ＱｕａｌｉＣｈｅｍ，Ｉｎｃ．，Ｓａｌｅｍ，ＶＡおよびＢｉｏ−Ｒａｄ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，ＣＡが挙げられる。シリカは、約３５０ｐｐｔ未満、場合によっては、約５０ｐｐｔ未満に除去され得る。液浸リソグラフィック作製処理中のホウ素の汚染の不慮の導入を防止するために、一部の実施形態において、浄化器および装置が、水などの浸漬液体からきわめて低い残留レベルまで、通常は、約５０ｐｐｔ（一兆分率）以下のホウ素低閾値、場合によっては、約２０ｐｐｔ未満のホウ素レベル、さらに別の場合には、約１０ｐｐｔ未満のホウ素レベルまで、ホウ素を除去する（さらに、約５ｐｐｂ未満にＴＯＣを温度調整して脱気する）ことができる。場合によっては、浄化器は、溶解シリカ種および溶解ホウ素種の組み合わせを溶解シリカに関して約５０ｐｐｔ未満まで、ホウ素に関して約１０ｐｐｔ未満まで除去する（さらに、約５ｐｐｂ未満にＴＯＣを温度調整して浸漬液体を脱気する）ことができる。そのような用途の場合には浄化器において用いられてもよい１つのホウ素に特有の交換樹脂は、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製作されるＡＭＢＥＲＬＩＴＥ（商標）ＩＲＡ−７４３Ｔである。一部のバージョンにおいて、浄化器樹脂は、イオン交換ユニット（例えば、混合ベッドイオン交換ユニット）において陰イオン交換樹脂と同一の樹脂であってもよい。
【００７０】
混合イオン交換ベッド（ＭＢＤ）の性能は、陰イオン交換樹脂のタイプを交換することによって、改質され得る。例えば、ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ  ＭＢＤ−１０（ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ，Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔ  Ｂｅｒｌｉｎ，ＮＪ）は、主な陰イオン負荷がシリカおよび重炭酸による場合には、研磨用途においてより高い動作性能を有するＲｅｓｉｎＴｅｃｈ  ＳＢＧｌ（ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ，Ｉｎｃ．）である標準的な多孔性のゲルＩ型樹脂を用いる。ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ  ＭＢＤ−１５（ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ，Ｉｎｃ．）は、より高い多孔性のゲルＩ型樹脂であるＲｅｓｉｎＴｅｃｈ  ＳＢＧｌＰ（ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ，Ｉｎｃ．）を用い、水中における高い割合の塩化物によってより良好な性能を生じる。浄化器および／またはイオン交換ベッドの組成は、液浸リソグラフィ等級浸漬液体を提供するために、供給液体組成に基づいて汚染物質を除去するために改質され得る。
【００７１】
一部の実施形態において、例えば、強イオン交換媒体を有する浄化器は、任意のＴＯＣを低減するために、約１８．２ＭΩ・ｃｍの水で洗浄され得る。一部の実施形態において、浄化器（例えば、シリカ浄化器）は、Ｉ型強塩基陰イオン交換樹脂を有するカラムを用いて（長さ約６”〜約８”、直径約０．５”〜約１”）調製され得る。カラムは、少なくとも１８ＭΩ・ｃｍのＤＩ水を用いて洗浄されて、残留ＴＯＣ（約２０ｐｐｂ未満まで）および他の汚染物質を除去することができる。
【００７２】
シリカまたはホウ素などの汚染物質の除去は、低シリカを有するより高純度のＵＰＷを結果として生じ、ウェハ上に「ストリーク」または「透かし」を生成することなく、液浸リソグラフィ水を提供することができる。本発明のバージョンにおいて、これらの特殊な陰イオン交換樹脂を用いた浸漬水のＰＯＵ浄化は、水中のシリカを低減することができ、改善したリソグラフィ処理を提供することができる。
【００７３】
水中におけるシリカの測定は、コロイド状シリカ＝総シリカ−溶解シリカによって決定され得る。溶解シリカを測定するために、最も一般的な方法は、約０．０５ｐｐｂの検出限界を用いた比色分析法である。総シリカの場合には、最も一般的な方法は、約０．５ｐｐｂの検出限界（市販品の検出限界）を用いたＩＣＰ−ＭＳである。
【００７４】
水溶液中のシリカに関する分析技術は、高度に着色されたケイモリブデン酸塩錯体の形成に基づいている。青色の還元ケイモリブデン酸塩錯体に基づく標準検査は、可溶性シリカのみを測定し、高度に重合されたシリカまたはコロイド状シリカを測定することはなく、したがって、約１００ｐｐｍ未満の濃度に制限される。ｐｐｂ−ｐｐｔレベル測定の場合には、ＧＦＡＡ、ＩＣＰ−ＭＳまたはＵＶ−ＶＩＳ分光光度計技術を用いることができる。
【００７５】
分析方法としては、米国特許第５，５１８，６２４号明細書に開示された分析方法を挙げることができ、その内容全体はそのまま参照により本明細書に組み込まれる。
【００７６】
シリカは、ＩＣＰ−ＭＳによって検出され得る。装置は最初に、場合によっては、約１８ＭΩを超える抵抗率と約２０ｐｐｂ未満のＴＯＣを有する超高純度水を用いて清掃および洗浄され得、乾燥時に残留したままであり、測定に干渉する可能性がある任意の有機抽出可能物質を排除する。次に、コロイド状シリカが、純水において急増され、分析され得る。溶液は、コロイド状シリカを溶解し、ｐｐｔ範囲において反応性シリカを形成するために、数日間、静置したままであってもよい。これらの急増した溶液は、本発明の実施形態において装置を検査するために用いられ得る。シリカ検出と干渉する場合には、マクロレティキュラー樹脂およびＵＶ酸化およびイオン交換は、水中のＴＯＣを低下させるために用いられ得る。
【００７７】
種々の構成要素は、高純度、例えば、熱交換器、脱気装置、粒子フィルタまたは他の装置構成要素と呼ばれ得る。これは、構成要素が低ＴＯＣ放出または抽出物質（一部のバージョンにおいて、約２００ｐｐｂ未満、他のバージョンにおいて約２０ｐｐｂ未満）から構成され得、低イオン抽出可能物質（例えば、表１における抽出可能物質参照）を有することができ、低粒子脱落を有することができ、低酸素浸透を有することができることを意味している。一実施形態において、構成要素は、酸素または二酸化炭素浸透を低減するために、不活性気体を用いてブランケットを形成することができる。これらの構成要素は、構成要素の入口で、水のような部分的に処理された浸漬流体を受け入れて、デバイスの出口でさらに処理された浸漬流体を生成することができる。
【００７８】
本発明において用いるのに適した熱交換器は、処理流に対するＴＯＣの添加を最小限に抑えるか、または排除することができる。例えば、一実施形態において、ペルフルオロ材料から構成される熱交換器などの高純度熱可塑性熱交換器が、用いられる。熱交換器は、脱気装置からの冷却およびＵＶランプを含有することができる酸化または分解ユニットからの加熱を補償するために用いられ得る。熱可塑性熱交換器は、使用点の温度および純度を維持しやすくすることができる低い熱状態に起因して、すべての金属熱交換器システムに関して好ましくあることができる。
【００７９】
特定の用途の場合には、例えば、高純度水などの高純度液体の安定供給を提供することが望ましい場合がある。一部の実施形態において、本発明の装置および方法は、例えば、高純度水などの高純度液体の安定供給を提供することができる。例えば、本発明の実現は、比較的一定の体積流速の液体、比較的一定の圧力における液体の流れおよび／または比較的一定の温度における液体の流れを提供することができる。本発明によって提供される、例えば、水などの高純度液体の安定供給は、液浸リソグラフィシステムにおいて用いるのに特に適していることが分かっている。任意の特定の理論に固執することなく、本発明によって提供される高純度液体は、液浸リソグラフィシステムの水レンズに加えられた安定性を提供することが考えられる。例えば、本発明によって提供される高純度液体は、水レンズのサイズおよび／または形状の維持に役立つことが考えられる。
【００８０】
一部の実施形態において、本発明の実現は、例えば、脱気された給水などの供給液体に比べて、減衰される体積流速、温度および／または圧力を有する例えば、高純度水などの高純度液体の流を提供することができる。一部の実施形態において、供給液体は、液浸リソグラフィシステムに供給される液体の圧力、温度および／または体積に影響を及ぼし得る圧力、温度および／または体積における変動を有する。他の実施形態において、装置内の１つまたは複数のポンプは、液浸リソグラフィシステムに供給される水の圧力、温度および／または体積に影響を及ぼし得る圧力、温度および／または体積における変動を提供することができる。液浸リソグラフィシステムに供給される高純度液体の圧力、温度および／または体積における変動を低減または排除することによって、さらに安定した水レンズ、したがって改善したリソグラフィが生じることが分かっている。一部の実施形態において、装置および方法は、出口振幅に対する入口振幅の、圧力、温度および／または体積の減衰比を約１〜約５にするために用いられ得る。ある特定の実施形態において、減衰比は、約２である。
【００８１】
任意の特定の理論に固執することなく、本明細書に記載される装置の一部の構成要素の対応する性質は、例えば、脱気された給水などの供給液体における変動の減衰に寄与すると考えられる。例えば、中空ファイバ脱気装置、膜フィルタ、イオン交換樹脂ベッドおよび／または中空チューブ熱交換器などの構成要素は、供給液体における変動の減衰に寄与することができる。一部の実施形態において、本発明は、例えば、閉ループ圧力制御システムなどの圧力制御システムを用いることなく、例えば、高純度水などの高純度液体の比較的安定な供給を提供することができる。しかし、一部の実施形態において、本発明はまた、閉ループ圧力制御システムなどの圧力制御システムを含むことができる。
【００８２】
場合によっては、本明細書に記載される装置はさらに、圧力減衰デバイスを含む。圧力減衰デバイスは、液浸リソグラフィシステムに最終的に供給される液体の圧力および／または体積における変動を低減することができる。圧力減衰デバイスは、脈動減衰器を含むことができる。適切な脈動減衰器の一実施例は、Ａｃｃｕ−Ｐｕｌｓｅ  Ｐｕｌｓａｔｉｏｎ  Ｄａｍｐｅｎｅｒ（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｆｌｕｉｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．；Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）である。当業者は、本明細書において包含される教示に照らして、特定の処理要件に基づいて、特定の圧力減衰デバイスを選択してサイジングすることができる。一部の実施形態において、複数の圧力減衰デバイスが、用いられる。
【００８３】
圧力減衰デバイスは、本明細書に記載される装置内のいずれの場所に位置してもよい。圧力減衰デバイスは、供給液体、酸化分解生成物を含有する液体および温度調整される液体からなる群より選択される液体流を減衰させるために用いられ得る。例えば、圧力減衰デバイスは、給水（例えば、脱気された給水）、酸化分解生成物を含有する給水（例えば、酸化分解生成物を含有する脱気された給水）および温度調整水（例えば、温度調整脱気された水）からなる群より選択される水の流を減衰するために用いられ得る。一部の実施形態において、１つまたは複数の圧力減衰デバイスは、脱気装置、浄化器、粒子フィルタおよび／または熱交換器から流れる液体流を減衰するために用いられ得る。一実施形態において、圧力減衰デバイスは、例えば、水などの供給液体を減衰するために用いられる。一部の実施形態において、圧力減衰デバイスは、例えば、高純度水出口流などの高純度液体出口流を減衰するために用いられる。
【００８４】
一部の実施形態において、例えば、脱気された給水などの供給液体の入口と高純度液体の出口との間の圧力変動は、約２０ｋＰａ未満、例えば、約１５ｋＰａ未満、約１０ｋＰａ未満または約５ｋＰａ未満である。
【００８５】
図８Ａ〜図８Ｃは、脈動減衰器などの追加圧力減衰デバイスを含有しない本発明の実施形態の場合の時間に関するそれぞれ、脱気された給水入口圧力、ポンプ出口圧力および高純度水出口圧力のチャートである。以下の表２は、チャートのデータに関する平均、最大および標準偏差を示している。装置は、約６ｌ／分の再循環速度で動作された。
【表２】
2009545136.tif 000004
【００８６】
図９は、脈動減衰器などの追加圧力減衰デバイスを含有しない本発明の実施形態の場合の時間に関する脱気された給水入口圧力および高純度水出口圧力のチャートを含有する。装置は、約６ｌ／分の再循環速度で動作された。
【００８７】
図８Ａ〜図８Ｃおよび図９は、一部の実施形態において、本発明が高純度水などの高純度液体の安定供給を提供することができることを実証している。また、図８Ａ〜図８Ｃおよび図９は、一部の実施形態において、供給液体からの変動および／または装置内のポンプに起因する変動が、本発明を実現することによって、低減または実質的に削減され得ることを示している。
【００８８】
（実施例１）
この実施例は、１回通過処理において単独のシリカ浄化器であるＩ型強塩基陰イオン交換樹脂を用いて、水からのシリカの除去に関する結果を示している。単独の浄化器が、浄化器への０．３３ｐｐｂ溶解シリカ供給の７０％を超える溶解シリカの除去効率を実証していることを結果は示している。
【００８９】
溶解シリカの量は、浄化器出口で、１日後および６日後に０．０５ｐｐｂ（検出限界）未満であることが観測された。流速が増大されるにつれて、溶解シリカ除去効率が増大されることもまた、観測された。特定の理論に拘束されることなく、より高い流速が、浄化器ベッドにおけるチャネリング効果を最小限に抑え、水と樹脂との間の良好な接触を提供することが考えられる。
【００９０】
Ｓｉ浄化器樹脂からの著しい量のＴＯＣ脱落はなかった。
【００９１】
（実施例２）
この実施例は、図２に示されているように、装置の実施形態に関する検査結果を提供する。図２は、浸漬流体１００、この実施例では、主要ループ脱イオン水が、浄化器１０２に向けられる１回通過浄化処理を示している。浄化器１０２は、Ｓｉ浄化器であった。浄化器１０２からの精製水流１０４は、粒子フィルタ１０５によって指向された。粒子フィルタ１０５は、０．０２ミクロンのＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚフィルタであった。ろ過された水流１０６は、粒子フィルタ１０５から粒子カウンタ１０８（ＵＤＩ５０）に指向された。粒子計数後に収集された試料は、少なく安定であった。
【００９２】
図３Ａは、主要ループ脱イオン水（２００）、精製水流１０４（２０２）およびろ過水流１０６（２０４）の場合のｐｐｂ単位における総シリカレベルを示す。総シリカ除去効率は、１回通過の場合には、約６０％であった。図３Ｂは、主要ループ脱イオン水（２０６）、精製水流１０４（２０８）およびろ過水流１０６（２１０）の場合のｐｐｂ単位における溶解シリカレベルを示す。精製水流１０４（２０８）およびろ過水流１０６（２１０）の場合の溶解シリカレベルは、検出限界（すなわち、０．０５ｐｐｂ未満）未満であった。溶解シリカ除去効率は、１回通過の場合には、約７０％を超えた。
【００９３】
結果は、装置がＳｉ浄化器の出口またはフィルタの出口で、０．１４ｐｐｂ〜０．０５ｐｐｂ未満の濃度で供給物から溶解シリカを除去する際に効果的であることを示している。シリカ除去カートリッジは、Ｉ型強塩基陰イオン交換樹脂を用いて作製された。
【００９４】
一部のコロイド状シリカ除去は、４．９ｐｐｂ〜２−２．５ｐｐｂで観察されたが、ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚフィルタの取り扱い（優先使用）は、その有効性を低減した可能性がある。
【００９５】
結果は、給水からの溶解シリカの除去およびコロイド状シリカの除去を示している。
【００９６】
（実施例３）
この実施例は、改善された取り扱い手順が、フィルタと共に用いられた実施形態について記載している。この実施例は、図４に示された装置を用いた。家庭用脱イオン（ＤＩ）水３００が、再循環水流３０２と結合され、結合流３０４を形成して、ポンプ３０６に指向された。ポンプ３０６は、結合流３０４を脱気装置３０８および３１０に運搬した。脱気された水流３１２は、ＵＶ酸化ユニット３１４および３１６に指向された。結果として生じるＵＶ処理水流３１８は次に、ＰＨＡＳＯＲ（登録商標）ＩＩ高純度脱気装置３２０に指向された。結果として生じる水流３２２は、Ｓｉ浄化器３２４および混合ベッド浄化器３２６および３２８に指向され、精製流３３０を生成した。精製流３３０は次に、ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚの０．０２ミクロンカートリッジフィルタ３３２の中に指向され、ろ過水流３３４を生成した。ろ過水流３３４は次に、熱交換器３３６および３３８に指向された。熱交換器３３６および３３８は、冷却器３４２、例えば、ＮＥＳＬＡＢ冷却器によって提供される冷却水３４０によって供給された。再循環水流３０２は、熱交換器３３８から出た。水流３４４は、液体試料を収集するために用いられた。水流３４４はまた、使用点にも接続されることが可能であった。
【００９７】
図４の装置は、以下の動作状態下で動作した。すなわち、ポンプ３０６の速度は、７０００ｒｐｍ（バイパス弁を完全に開放）であり、システム再循環速度は、約２ガロン／分（ＧＰＭ）、システム抽気速度は、約２．５ｌ／分（ＬＰＭ）（機器の抽気を含む）であった。
【００９８】
試料は、装置が７２時間にわたって実行された後に収集された。ＴＯＣおよび抵抗率はいずれも、安定していた。
【００９９】
図４の装置は、図５、図７Ａおよび図７Ｂにおいて示されているように、検出限界未満の総シリカおよび溶解シリカの両方を除去し、１８．２〜１８．２５ＭΩ・ｃｍ以上の抵抗率と、４ｐｐｂ未満のＴＯＣを提供するための機能が実証された。
【０１００】
図５Ａは、家庭用脱イオン（ＤＩ）水３００（４００）および再循環水流３０２（４０２）用のｐｐｂ単位における総シリカレベルを示している。総シリカ除去効率は、再循環モードで約４０％であった。再循環水流３０２の場合の総シリカレベルは、検出限界（すなわち、０．０５ｐｐｂ未満）未満であった。図５Ｂは、家庭用脱イオン（ＤＩ）水３００（４０４）および再循環水流３０２（４０６）用のｐｐｂ単位における溶解シリカレベルを示している。再循環水流３０２の場合の溶解シリカレベルは、検出限界（すなわち、０．０５ｐｐｂ未満）未満であった。溶解シリカ除去効率は、約８５％を超えた。
【０１０１】
図６は、装置が０．１℃未満以内で温度を維持することができることを示している。図６は、熱交換器水ジャケットリターン温度５００、熱交換器入口温度５０２、熱交換器出口温度５０４および家庭用ＤＩ水の温度５０６のプロットを示している。対象温度は、２０．５℃であり、平均家庭用ＤＩ水の温度は、約１９．８１℃であり、平均熱交換器出口温度は、約２０．４９℃であった。
【０１０２】
図７Ａは、Ｓｉ浄化器入口（６００）およびＳｉ浄化器出口（６０２）の場合のＴＯＣ対時間のプロットを示している。図７Ｂは、Ｓｉ浄化器入口（６０４）およびＳｉ浄化器出口（６０６）の場合の抵抗率対時間のプロットを示している。図７Ａおよび図７Ｂのデータは、Ｓｉｅｖｅｒｓ  ＰＰＴ  ＴＯＣ  Ａｎａｌｙｚｅｒｓを用いて測定された。
【０１０３】
示されたシステムは、連続ループにおいて良好な溶解シリカ除去効率を示した。
【０１０４】
（実施例４）
以下の表３および表４は、図４に示された浸漬流体システムによって送達されたＵＰＷイオン品質をまとめている。データは、システム構成要素が清掃され、生成水にイオン不純物を添加することがないことを示している。
【表３】
2009545136.tif 000005
【０１０５】
シリカを除去する浄化器を有するシステムまたは装置の一部の実施形態において、システムは、ＵＰＷ水の供給入口および処理温度調整浸漬液体（出口）に関して、以下の特性（表４、以下）を有する。
【表４】
2009545136.tif 000006
【０１０６】
（実施例５）
種々の実験において、ＤＵＲＡＰＯＲＥ（登録商標）Ｚフィルタ、ナイロンフィルタ（Ｍｅｍｂｒａｎａ  ＧｍｂＨから入手）および表面改質ナノ粒子フィルタ（Ｅｎｔｅｇｒｉｓ部品番号Ｓ４４１６Ｍ１１７Ｙ０６）は、実施例２の装置に粒子フィルタ１０５として取り付けられた。２０〜４０ｍＬ／分の供給流速および１０〜１５ｐｓｉの圧力が、用いられた。システムの出力は、複数の属性に関して時間と共に監視された。図１０は、各フィルタがシステムに取り付けられた後、時間に応じて、粒子計数＞０．０５μｍを示している。表５は、水の品質を示している。表面改質ナノ粒子フィルタは、他の２つのフィルタに比べてより短い時間で、優れた水の品質を実証した。
【表５】
2009545136.tif 000007
【０１０７】
本発明は、その実施例の実施形態を参照して特に示して記載してきたが、形態および詳細における種々の変更は、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明において行われ得ることは、当業者によって理解される。
【図１Ａ】
2009545136.tif 000008
【図１Ｂ】
2009545136.tif 000009
【図２】
2009545136.tif 000010
【図３Ａ】
2009545136.tif 000011
【図３Ｂ】
2009545136.tif 000012
【図４】
2009545136.tif 000013
【図５Ａ】
2009545136.tif 000014
【図５Ｂ】
2009545136.tif 000015
【図６】
2009545136.tif 000016
【図７Ａ】
2009545136.tif 000017
【図７Ｂ】
2009545136.tif 000018
【図８Ａ】
2009545136.tif 000019
【図８Ｂ】
2009545136.tif 000020
【図８Ｃ】
2009545136.tif 000021
【図９】
2009545136.tif 000022
【図１０】
2009545136.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月21日(2008.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浸リソグラフィ処理において用いるための調製された浸漬流体を生成するための、流路を有する装置であって、
脱気された給水の加圧源を前記装置に供給し、前記脱気された給水が、２００十億分率未満の溶解酸素を有する入口管路と、
前記脱気された給水の流れを受け入れて、前記脱気された給水における有機汚染物質のすべてまたは一部を酸化分解生成物に分解するための入口と、酸化ユニットからの出口とを有し、前記酸化分解生成物が二酸化炭素を含む、酸化ユニットと、
酸化分解生成物を含有する水を受け入れるための入口を有し、前記脱気された給水から前記酸化分解生成物のすべてまたは一部を除去し、脱気された液体を生成する前記高純度脱気装置と、
脱気された液体を受け入れるための入口を有し、前記脱気された給水から前記酸化ユニットによって分解されない汚染物質を除去するための物質のベッドを含み、前記脱気された液体からイオン汚染物質を除去するイオン交換ベッドをさらに含み、前記浄化器から前記脱気された液体を除去するための出口を有する、浄化器と、
前記脱気された給水から微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去する粒子フィルタと、
脱気された給水を受け入れるための入口を有し、前記脱気された給水の温度を調整し、脱気された給水を受け入れて、液浸リソグラフィレンズにおいて用いるための温度に熱可塑性ポリマーによって前記処理水の温度を調整し、高純度熱可塑性熱交換器から液浸リソグラフィシステムまで、温度調整脱気された水のすべてまたは一部を除去するための出口を有する、高純度熱可塑性熱交換器とを含む、液浸リソグラフィ処理において用いるための調製された浸漬流体を生成するための、流路を有する装置。
【請求項２】
前記供給液体から気泡および／または溶解気体を除去するために、脱気装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記温度調整水の温度が、約２０℃〜約３０℃の範囲にあると同時に、約２０．５℃で約１８．２〜約１８．２５ＭΩであるのと等価に、加熱温度における電気抵抗率を保つ、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記浄化器が、イオン汚染物質を除去するための個別のベッドを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記熱交換器が、中空のチューブを含有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記高純度脱気装置が、微孔性中空ファイバを含有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記浄化器および前記高純度熱交換器を通って温度調整された脱気された水のすべてまたは一部を再循環するために、ポンプをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記脱気された給水が、２５℃で約１７〜約１８．２ＭΩ・ｃｍの範囲の抵抗率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記使用点が、液浸リソグラフィシステムである、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記浄化器が、前記イオン交換ベッドの上流である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
２５℃で約１７〜約１８．２ＭΩの範囲の抵抗率を有し、約２００十億分率未満の溶解酸素を含有する、脱気された給水の加圧源を装置に供給することと、
前記脱気された給水を受け入れて、前記脱気された給水における有機汚染物質のすべてまたは一部を二酸化炭素を含む酸化分解生成物に分解する入口を有する、酸化ユニットに前記脱気された給水を流れ込ませ、前記酸化ユニットの出口から酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水を除去することと、
酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水を受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性脱気装置と酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水を接触させて、前記高純度熱可塑性脱気装置によって前記水から前記酸化分解生成物のすべてまたは一部を除去することと、
前記酸化ユニットによって分解されない汚染物質を除去するための物質を有する浄化器ベッドを通るように前記脱気された給水を流すことと、
イオン交換ベッドと前記脱気された給水を接触させることによって、前記脱気された給水からイオン汚染物質を除去することと、前記イオン交換ベッドが、前記脱気された給水からイオン汚染物質を除去することと、
前記脱気された給水をろ過して、前記脱気された給水から微粒子、コロイド、ゲルまたはこれらの組み合わせを除去することと、
前記脱気された給水を受け入れるための入口を有する高純度熱可塑性熱交換器を用いて、前記脱気された給水の温度を調整することとを含み、前記熱交換器が、前記脱気された給水の温度を調整し、前記熱交換器が、前記脱気された給水を受け入れて、脱気された交換流体と接触状態にある熱可塑性ポリマーによって前記脱気された給水の温度を調整し、前記脱気された給水が、液浸リソグラフィシステムにおいて用いるための温度に調整され、前記熱交換器が、前記熱交換器から前記液浸リソグラフィシステムまで、温度調整脱気された水を運搬するための出口を有する、方法。
【請求項１２】
前記浄化器ベッドが、前記高純度脱気装置の前記出口と前記イオン交換ベッドの前記入口との間である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記高純度熱可塑性熱交換器が、前記浄化器ベッドによって処理された脱気された給水の温度を調整する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記高純度熱交換器が、ペルフルオロ薄壁の中空チューブを含有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記浄化器ベッドが、１８．２ＭΩの水で洗浄されるタイプの強イオン交換媒体を備え、ＴＯＣを低減する、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記浄化器ベッドが、１８．２ＭΩの水で洗浄されるタイプの強イオン交換媒体を備え、ＴＯＣを低減する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの圧力減衰デバイスをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つの圧力減衰デバイスが、脈動減衰器を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記粒子フィルタが、表面改質ナノ粒子フィルタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記表面改質ナノ粒子フィルタが、水中において中性に帯電される膜表面を含み、前記フィルタは、約２０ｎｍで定格である、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記水の前記圧力を減衰させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
前記脱気された給水、酸化分解生成物を含有する前記脱気された給水および前記温度調整脱気された水からなる群より選択される水流の前記圧力を減衰させることをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記水の前記圧力を減衰させることが、脈動減衰器を用いて、前記水の前記圧力を減衰させることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記脱気された給水をろ過することが、表面改質ナノ粒子フィルタによって前記脱気された給水をろ過することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２５】
前記表面改質ナノ粒子フィルタが、水中において中性に帯電される膜表面を含み、前記フィルタは、約２０ｎｍで定格である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１の装置およびリソグラフィ画像形成システムを備える、液浸リソグラフィシステム。
【国際調査報告】
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