(57)【要約】浸漬リソグラフィ手段のレンズ及び浸漬液を通じてフォトレジストに照射するステップを含み、浸漬空間において浸漬液はレンズ及びフォトレジストと接触しており、浸漬空間から浸漬液を除去するステップ、浸漬空間に超臨界流体を注入するステップ、浸漬空間から超臨界流体を除去するステップ、及び浸漬空間に浸漬液を注入するステップを含む、浸漬リソグラフィの方法及びシステムが開示される。
2009500828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸漬リソグラフィの方法であって、
浸漬リソグラフィ手段のレンズ及び浸漬液を通じてフォトレジストに照射するステップを含み、浸漬空間において該浸漬液は該レンズ及び該フォトレジストと接触しており、
前記浸漬空間から前記浸漬液を除去するステップ、
前記浸漬空間に超臨界流体を注入するステップ、
前記浸漬空間から前記超臨界流体を除去するステップ、及び
前記浸漬空間に前記浸漬液を注入するステップ、
を含む、浸漬リソグラフィの方法。
【請求項２】
前記超臨界流体は、アンモニア、水、亜酸化窒素、キセノン、クリプトン、二酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、ペンタン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ハロカーボン及びシクロヘキサノールから成るグループから選択される少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１のフォトレジストに照射するステップは、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１３ｎｍ、１１ｎｍの波長の放射線のうちの１つを用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記浸漬液は、純水、脱イオン水、二重脱イオン水、リン酸塩を含む水及び硫酸塩を含む水のようなイオン化水、シクロオクタン、及びパーフルオロポリエーテルから成るグループから選択される少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記超臨界流体は、約０．１秒〜約１０分の時間にわたって前記浸漬空間を占有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記超臨界流体は、臨界温度及び臨界圧力を有し、第２の装置に液相の組成物を与えると共に、該第２の装置において、該組成物の圧力を前記臨界圧力よりも高くし、同時に、温度を前記臨界温度よりも高くすることによって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
浸漬リソグラフィシステムであって、
化学線源、レンズ、浸漬液、並びに該レンズと接触している状態で、且つウェーハ上に配置されるフォトレジストと接触している状態で該浸漬液を保持する浸漬空間と、
超臨界流体源と、
前記浸漬空間から前記浸漬液を除去し、前記浸漬空間を前記超臨界流体で満たすように動作することができ、且つ該浸漬空間から前記超臨界流体を除去し、該浸漬空間を前記浸漬液で満たすように動作することができるバルブシステムと、
を備える、浸漬リソグラフィシステム。
【請求項８】
前記レンズ、前記浸漬液、前記浸漬空間及び前記フォトレジストのうちの少なくとも１つの上又は中にある漂積物を検出するように動作することができるモニタ構成要素と、
前記モニタ構成要素が漂積物を検出するのに応答して、前記浸漬空間を前記超臨界流体で満たすように、前記バルブシステムを制御するように動作することができる制御構成要素と、をさらに備える、請求項７に記載の浸漬リソグラフィシステム。
【請求項９】
浸漬リソグラフィの方法であって、
浸漬リソグラフィ手段のレンズ及び浸漬液を通じてフォトレジストに照射するステップを含み、浸漬空間において該浸漬液は該レンズ及び該フォトレジストと接触しており、
前記レンズ、前記浸漬空間、前記浸漬液及び前記フォトレジストのうちの少なくとも１つの上又は中にある漂積物の堆積をモニタするステップ、
前記漂積物が検出された後に、前記浸漬空間から前記浸漬液を除去するステップ、
前記浸漬空間に超臨界流体を注入するステップ、
前記浸漬空間から前記超臨界流体を除去するステップ、及び
前記浸漬空間に前記浸漬液を注入するステップ、
を含む、浸漬リソグラフィの方法。
【請求項１０】
モニタ構成要素が前記漂積物を検出し、制御構成要素が前記浸漬空間への前記超臨界流体の注入を開始し、プロセッサが温度及び圧力を制御することによって前記超臨界流体の形成を管理する、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
概して、本発明は浸漬リソグラフィを改善する技術に関する。より詳細には、本発明は、超臨界流体を用いて、浸漬リソグラフィ処理を受ける浸漬リソグラフィレンズ及びウェーハを洗浄する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフォトリソグラフィにおいては、フォトレジストで覆われたウェーハ上に化学線が投影される。レンズとウェーハとの間の媒体として空気を使用する、そのような露光システムのための開口数（ＮＡ）に対する物理的限界は１である。ＮＡは実際には、レンズの受光角、及びレンズを包囲する媒体の屈折率によって決定される。顕微鏡法は、これまで、解像度を高めるために油を利用してきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
浸漬技術は、従来の投影リソグラフィよりも改善された解像度向上及び高い開口数を提供する。浸漬リソグラフィでは、機器内の投影レンズとウェーハとの間の空間が液体で満たされる。すなわち、浸漬リソグラフィは、薄い液体層を用いて、解像度をさらに高める。しかしながら、浸漬リソグラフィは通常、大きくて、高価なレンズを必要とする。
【０００４】
浸漬は有望な技術ではあるが、この技術が広く受け入れられるためには、解像度を要求する浸漬リソグラフィを実施することに関連して、いくつかのことが懸念される。たとえば、浸漬リソグラフィの液体は、厄介なマイクロバブルを生成する傾向があり、それは、浸漬リソグラフィ技術によって提供される利点を台無しにする。レンズとウェーハとの間に、成分としてバブルを含まない液体を保持することは非常に難しい。レンズの偏光も大きな懸念である。
【０００５】
水は、現在の浸漬リソグラフィシステムにおいて利用される最も一般的な液体である。これは、水が、約１．４７の屈折率を有し、６ｍｍまでの作動距離における吸収が約５％未満であり、大部分のフォトレジスト及びレンズに適合し、超純水の形では、汚染源とならないためである。具体的には、大部分の浸漬の用途において用いられる液体は、二重脱イオン水、蒸留水、脱ガス水である。それでもなお、浸漬リソグラフィを改善することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の説明は、本発明のいくつかの態様を基本的に理解してもらうために、本発明の概要を提供する。この概要は、本発明の鍵となる／重要な構成要素を特定すること、又は本発明の範囲を定めることは意図していない。その唯一の目的は、後に提供されることになるさらに詳細な説明への前置きとして、簡単な形で本発明のいくつかの概念を提示することである。
【０００７】
概して、本発明はレンズ、浸漬空間、浸漬液、及びフォトレジスト又はウェーハ表面のうちの１つ又は複数のような、浸漬リソグラフィ手段の一部を洗浄するために、浸漬リソグラフィ手段の浸漬液を超臨界流体に容易に置き換えることに関する。
【０００８】
バルブシステム等を備えることによって、超臨界流体を、浸漬液（再利用又は新品）に容易に置き換えることができ、さらに浸漬リソグラフィ処理を行うことができるようになる。そのシステム及び方法は、洗浄するための停止時間を短縮し、それにより浸漬リソグラフィの効率を改善する。
【０００９】
本発明の一態様は、浸漬リソグラフィ手段のレンズ及び浸漬液を通じてフォトレジストに照射するステップを含み、浸漬空間内の浸漬液はレンズ及びフォトレジストに接触しており、また、浸漬空間から浸漬液を除去するステップ、浸漬空間を超臨界流体で満たすステップ、浸漬空間から超臨界流体を除去するステップ、及び浸漬空間を浸漬液で満たすステップ、を含む浸漬リソグラフィの方法に関する。関連する自動化方法は、モニタ、センサ、コントローラ、プロセッサ及び関連するデバイスを用いること助長することができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、浸漬リソグラフィシステムに関する。このようなシステムは、化学線源、レンズ、浸漬液、並びにレンズと接触している状態で、且つウェーハ上に配置されるフォトレジストと接触している状態で当該浸漬液を保持する浸漬空間と、超臨界流体源と、浸漬空間から浸漬液を除去し、浸漬空間を超臨界流体で満たすように動作することができ、且つ浸漬空間から超臨界流体を除去し、浸漬空間を浸漬液で満たすように動作することができる、バルブシステムと、を備える。当該システムは、さらに、モニタ、センサ、コントローラ、プロセッサ及び関連するデバイスを用いることによって助長することができる。
【００１１】
上記の目的及び関連する目的を果たすために、本発明は、後に十分に説明され、特許請求の範囲において詳細に指摘される特徴を含む。以下の説明及び添付の図面は、本発明の或る特定の例示的な態様及び実施態様を詳細に示す。しかしながら、これらは、本発明の原理が利用されることがある種々の方法のうちのいくつかを示すにすぎない。本発明の他の目的、利点及び新規の特徴は、図面と共に検討されるときに、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明人らは、浸漬リソグラフィ動作中に、フォトレジスト種が浸漬液の中に拡散することがあることを観測している。浸漬液内の拡散したフォトレジスト種及び／又は他の汚染物質はレンズに（同じリソグラフィ動作中に、又は後続のリソグラフィ動作中に）付着することがあり、或る量の化学線がフォトレジストに照射されるのを妨げ、それにより、現像されたフォトレジスト内に形成されるパターンを劣化させることがある。さらに、本発明人らは、浸漬液が、望ましくないウェーハの染みを生成することがあり、且つ／又はウェーハ上に残留物を残すことがあることも観測している。
【００１３】
本発明は、レンズ、浸漬液によって占有される空間の一部、及び浸漬リソグラフィ工程において用いられるウェーハを、超臨界流体と接触させることを含む。超臨界流体の低い表面張力は、レンズ上に存在する汚染物質、浸漬液によって占有される空間内にある汚染物質、及びウェーハからの汚染物質の除去を助長するための役割を果たす。浸漬リソグラフィシステムは、超臨界流体が、浸漬リソグラフィシステムの関係する部分を通って勢いよく流れ、レンズ、浸漬液によって占有される空間、浸漬液及びウェーハの少なくとも１つを洗浄できるように、適当なバルブ及び超臨界流体源が設けられる。
【００１４】
図１を参照すると、本発明の一態様によるシステム１００及び方法が示される。システム１００は、ステッパ及びレンズ１０８のような浸漬リソグラフィ手段１０６を含む。浸漬リソグラフィ手段は、化学線源及び電源（図示せず）を含む。フォトレジスト１０４がその上に形成されたウェーハ１０２が、浸漬リソグラフィ手段１０６の下に配置される。浸漬液が、レンズ１０８とウェーハ１０２のフォトレジスト１０４との間の空間１１０を占有する。化学線がレンズ１０８を通り、浸漬液を通るように向けられてフォトレジスト１０４上に画像様のパターンを形成する。現像後、フォトレジストは、化学線の画像様のパターン（又はそのネガ）に類似の構造的なパターンを有する。
【００１５】
浸漬液は通常、化学線として用いられる１つ又は複数の波長又は波長帯において概ね透過性である。浸漬液は、化学線に曝露されても劣化することはなく、たとえば、その液体は、長く曝露されても徐々に不透明になることはない。浸漬液は通常、その液体を通じて投影される光の散乱を低く抑えるか、又は概ね散乱しないようにする。浸漬液は、レンズとフォトレジストとの間の空間を満たす。浸漬液は、レンズの少なくとも一部、及びフォトレジストの表面の少なくとも一部と接触しており、レンズ表面とフォトレジストとの間の空間を絶えず満たしている。浸漬液は、画像様の露光又は後続のパターン形成を妨げないように、フォトレジストと概ね相互作用しないことが好ましい。たとえば、フォトレジストは浸漬液に不溶性であり、浸漬液は、フォトレジストと化学反応しない。
【００１６】
本発明と共に用いるのに適した浸漬液の例は、純水、脱イオン水、二重脱イオン水、リン酸塩を含む水及び硫酸塩を含む水のようなイオン化水、シクロオクタン、並びにパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等を含む。どの浸漬液が用いられるかは、本発明にとって重要ではない。
【００１７】
ＰＦＰＥは、Ausimont Corporation（Thorofare, N.J.）及び／又はDaikin Corporation（Osaka, Japan）製のＦｏｍｂｌｉｎ  Ｙ（登録商標）、Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｚ（登録商標）、Ｄｅｍｎｕｍ（商標）；Dupont Corporation（Wilmington, Del.）製のＫｒｙｔｏｘ（登録商標）；及びAusimont Corporation製のＧａｌｄｅｎ（登録商標）の各商標に基づいて入手可能である。Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｙ（登録商標）、Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｚ（登録商標）、Ｄｅｍｎｕｍ（商標）はそれぞれ、約１５００ＡＭＵ〜約７２５０ＡＭＵの分子量範囲（たとえば、Ｆｏｍｂｌｉｎ（登録商標）Ｙ−１８）、約４０００ＡＭＵ〜約１９０００ＡＭＵの分子量範囲（たとえば、Ｆｏｍｂｌｉｎ（登録商標）Ｚ−２５）、約２７００ＡＭＵ〜約８４００ＡＭＵの分子量範囲（たとえば、Ｄｅｍｎｕｍ（商標）Ｓ２０及びＤｅｍｎｕｍ（商標）Ｓ２００）を有する。
【００１８】
本発明では、任意の既知の波長を用いることができる。典型的には、その波長は約４００ｎｍ以下である。本発明と共に用いるのに適した波長の例は、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１３ｎｍ、１１ｎｍ等を含む。どの化学線の波長が用いられるかは、本発明にとって重要ではない。
【００１９】
本発明と共に用いるのに適しているフォトレジストは、選択された波長の化学線において適当な感光性を有する。任意の既知のフォトレジストを用いることができる。そのフォトレジストは、ポジであっても、ネガであってもよい。どのフォトレジストが用いられるかは、本発明にとって重要でない。
【００２０】
ステッパ又はリソグラフィ手段は、浸漬リソグラフィのために特に形成されるか、又は従来の「ドライ」（すなわち、非浸漬）リソグラフィ手段を浸漬リソグラフィシステムとして用いるために設計し直すか、又は変換することによって形成することができる。たとえば、従来のリソグラフィシステムの投影システム及びウェーハハンドリング部分を変更して、浸漬液を収容することができる。
【００２１】
浸漬液の流れはバルブ１１２及び１１８を用いて達成される。所望により、注入口１２０及びバルブ１１４を通じてシステム１００の中に超臨界流体を勢いよく流し、レンズ１０８とウェーハ１０２のフォトレジスト１０４との間の空間１１０を超臨界流体が占有した後に、バルブ１１６及び排出口１２２を通じて超臨界流体を排出することができる（矢印の方向）。
【００２２】
或る一定の回数の浸漬リソグラフィ処理後に、フォトレジスト種が浸漬液の中に拡散することに起因して、且つ望ましくない他の漂積物が存在することに起因して、汚染物質が、レンズ１０８上に、レンズ１０８とフォトレジスト１０４との間の空間１１０内に、ウェーハ１０２のフォトレジスト１０４上に堆積し始める。汚染物質がレンズ１０８に、レンズ１０８とフォトレジスト１０４との間の空間１１０の表面に、及びフォトレジスト１０４上に物理的に付着することがあるので、浸漬液を変更すること、又はバルブ１１２と１１８との間で開放流を維持するだけでは、レンズ１０８、空間１１０の表面及び／又はフォトレジスト１０４を洗浄するには十分でないことがある。
【００２３】
従って、浸漬液が空間１１０から除去され、バルブ１１２及び１１８が閉じられる。バルブ１１４が開けられ、超臨界流体が注入口１２０に入り、レンズ１０８とフォトレジスト１０４との間の空間１１０を満たすことができるようにする。バルブ１１６は、直ちに開けることができるか、又は設定された時間が経過した後に開けることができ、超臨界流体と、レンズ１０８、空間１１０の表面及び／又はフォトレジスト１０４が指定されたように接触できるようにする。超臨界流体は、超臨界流体チャンバ（図示せず）のような超臨界流体源から入手することができる。レンズ１０８、空間１１０の表面、及び／又はフォトレジスト１０４が超臨界流体と接触するとき、超臨界流体が、レンズ１０８、空間１１０の表面、及び／又はフォトレジスト１０４に付着する汚染物質及び漂積物を概ね除去するか、又は完全に除去する。洗浄後に、バルブ１１４及び１１６が閉じられ、バルブ１１２及び１１８が開けられて、新しい浸漬液が空間１１０に流れ込み、さらに浸漬リソグラフィ処理を進めることができるようになる。
【００２４】
本発明の働きをさらに十分に説明すると、リソグラフィ手段のレンズ、レンズとフォトレジストとの間の空間（浸漬空間）及びウェーハ表面が超臨界流体と接触する。超臨界流体がレンズ、浸漬空間及びウェーハ表面から概ね除去され、浸漬リソグラフィ手段から出るときに、超臨界流体は、レンズ、浸漬空間及びウェーハ表面から欠陥、漂積物及び他の望ましくない物質を追い出す。超臨界流体を収容するために、浸漬空間は、高い圧力に耐えることができる材料から形成される。
【００２５】
超臨界流体は、圧力をかけても液化することができないほど十分に高い温度にある流動媒体である。超臨界流体は、溶媒和の能力を高めた高濃度の溶解ガスを指しており、近超臨界流体も含むことができる。超臨界流体の基礎を成しているのは、臨界温度及び臨界圧力において、単一の物質の液相及び気相が共存することができることである。
【００２６】
超臨界流体現象は文献で発表されている。CRC Press,Inc（Boca Raton, Fla.）によって刊行されている「CRC Handbook of Chemistry and Physics」（67th edition，1986-1987）のページＦ−６２〜Ｆ−６４を参照されたい。臨界点よりも高い圧力では、結果として生成される超臨界流体、すなわち「高濃度の気体」は、液体の密度に近い濃度に達し、液体の特性のうちのいくつかを帯びる。これらの特性は、流体組成、温度及び圧力による。本明細書においては、「臨界点」は、物質の液体状態及び気体状態が互いに融合する転移点であり、所与の物質の場合の臨界温度及び臨界圧力の組み合わせを表すものとして使用されている。
【００２７】
超臨界流体の圧縮性は、臨界温度よりもわずかに上で高く、その際、圧力がわずかに変化しただけでも、超臨界流体の濃度が大きく変化する。さらに高い圧力では、超臨界流体が「液体のように」挙動する結果として、「亜臨界」化合物の可溶化能力と比べて可溶化能力が大幅に高くなるが、液体に比べて拡散係数は高く、有効温度範囲は広い。超臨界流体に関連する興味深い現象は、圧力が高くなるのに応じて、わずかに圧力が増加するだけでも、多くの場合に、溶質の溶解度が何桁も増加することである。
【００２８】
近超臨界流体も、超臨界流体の特性に類似の溶解性及び他の関係する特性を示す。多くの場合に、相対的に低い濃度であっても、流体「改質剤」によって、超臨界流体の特性を大きく変更することができる。一実施形態では、流体改質剤が、超臨界流体に加えられる。これらの変形形態は、本発明との関連で用いられるような超臨界流体の概念の中にあるものと考えられる。それゆえ、本明細書において用いられるときに、用語「超臨界流体」は、化合物の臨界温度及び臨界圧力（臨界点）よりも高いか、その臨界点にあるか、又は臨界点よりもわずかに低い化合物も表す。
【００２９】
超臨界流体として利用するために知られている化合物の例が、表１に与えられる。
【００３０】
【表１】
2009500828.tif 000003
【００３１】
二酸化炭素、亜酸化窒素及び水が低コストであり、環境において容認することができ、非燃焼性であり、且つ臨界温度が低いことに起因して、本発明では、超臨界二酸化炭素流体、超臨界亜酸化窒素流体及び／又は超臨界Ｈ２Ｏ流体が用いられることが好ましい。
【００３２】
超臨界流体は、任意の適切な方法で、レンズ、浸漬空間及びウェーハ表面と接触する。たとえば、浸漬空間が、超臨界流体（たとえば、二酸化炭素）を形成する液体化合物で満たされる。その後、その空間内の圧力が臨界圧力よりも高められ、さらにその後、温度が臨界温度よりも高められ、それにより、超臨界流体を形成する液体化合物が、超臨界流体に変換される。次に、圧力が周囲圧力まで下げられ、温度が室温まで下げられる。別法では、浸漬空間が、超臨界流体を形成する液体化合物で満たされ、圧力及び温度が臨界温度及び臨界圧力まで同時に高められ、超臨界流体を形成する化合物の液相が、液体のままになるようにする。さらに別の実施形態では、超臨界流体が、浸漬空間内に注入される直前に形成される。
【００３３】
超臨界流体は、レンズ、浸漬空間及びウェーハ表面から欠陥、漂積物及び他の望ましくない材料を追い出した後に、レンズ表面（掻き傷等）、浸漬空間又はウェーハ表面にいかなる損傷も引き起こすことなく、「気化する」か、又は他の方法で、レンズ、浸漬空間及びウェーハ表面から除去される。レンズ、浸漬空間及びウェーハ表面上の超臨界流体及び汚染物質は、完全に、又は少なくとも概ね完全に除去される。さらに、超臨界流体はレンズ、浸漬空間及びウェーハ表面から容易に、且つ完全に除去されるので、レンズ、浸漬空間及びウェーハ表面上に浸漬液が残留する心配は、最小限に抑えられ、且つ／又は解消される（又は、別法では、無視できる程度の少量残留物が存在する）。残留溶媒の心配が最小限に抑えられるので、レンズ、浸漬空間及びウェーハ表面の洗浄を強化する等の問題も同様に最小限に抑えられ、且つ／又は解消される。超臨界流体は、レンズに損傷を与える（たとえば、掻き傷又はくぼみを生成する）ことなくレンズを洗浄し、空間の内部に損傷を与えることなく浸漬空間を洗浄し、ウェーハ表面上のいかなる機構も変更する（たとえば、機構をエッチングする）ことなく、ウェーハ表面を洗浄する。
【００３４】
超臨界流体は、少なくとも概ね全ての汚染物質を除去するのに適した時間にわたって、浸漬リソグラフィレンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面と接触している。一実施形態では、超臨界流体は、約０．１秒〜約１０分の時間にわたって、浸漬リソグラフィレンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面と接触している。別の実施形態では、超臨界流体は、約０．５秒〜約５分の時間にわたって、浸漬リソグラフィレンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面と接触している。さらに別の実施形態では、超臨界流体は、約１秒〜約１分の時間にわたって、浸漬リソグラフィレンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面と接触している。
【００３５】
多くの事例において、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面上に堆積する、フォトレジストからの欠陥、漂積物及び他の望ましくない物質は炭素系物質である。従って、一実施形態では、１つ又は複数の炭素を含む超臨界流体が、浸漬リソグラフィレンズ、浸漬空間及びウェーハ表面と接触する。炭素含有超臨界流体の具体的な例は、二酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、ペンタン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ハロカーボン及びシクロヘキサノールを含む。
【００３６】
超臨界流体が浸漬空間内に入る直前に、又は浸漬空間内で超臨界流体を形成する１つの方法が、図２にグラフで示される。図２は、ｙ軸に圧力をとり、ｘ軸に温度をとった状態図を示す。臨界温度はＣＴによって表され、臨界圧力はＣＰによって表される。原点から伸びる線は、液体−蒸気境界である。点Ａは、超臨界流体を形成する化合物を液体の形で（浸漬空間内に、又は浸漬空間へのコンジットを有するチャンバ内に）与えることを指している。圧力を臨界圧力よりも高くすることが、点Ａから点Ｂまでの線によって示され、温度を臨界温度よりも高くすることが、点Ｂから点Ｃまでの線によって示され、圧力を周囲圧力まで下げることが、点Ｃから点Ｄまでの線によって示され、温度を室温まで下げることが、点Ｄから点Ｅまでの線によって示される。他の形態として、液体−蒸気境界線と交わらない限りにおいて、動作回数を任意とする（圧力及び温度を個々に増減する）ようにしてもよい。
【００３７】
超臨界流体が浸漬空間内に入る直前に、又は浸漬空間内で超臨界流体を形成する別の方法が、図３にグラフで示される。図３は、ｙ軸に圧力をとり、ｘ軸に温度をとった状態図を示しており、臨界温度はＣＴによって表され、臨界圧力はＣＰによって表され、原点から伸びる線は、液体−蒸気境界である。点Ａは、超臨界流体を形成する化合物を液体の形で（浸漬空間内に、又は浸漬空間へのコンジットを有するチャンバ内に）与えることを指している。圧力及び温度を臨界圧力よりも同時に高くすることが、点Ａから点Ｃまでの線によって示されており、圧力を下げることが、点Ｃから点Ｆまでの線によって示されており、温度を室温及び周囲圧力まで同時に下げることが、点Ｆから点Ｅまでの線によって示される。
【００３８】
図４を参照すると、本発明の一態様による別のシステム４００及び方法が示される。システム４００は、浸漬リソグラフィサブシステム４０２と、検出構成要素４０４と、制御サブシステム４０６とを備える。浸漬リソグラフィサブシステム４０２は、化学線源から、レンズ及び浸漬液を通って、フォトレジストがその上に形成されているウェーハ上に化学線を投影する。浸漬液は、レンズと、ウェーハのフォトレジストとの間の空間を占有する。化学線を投影して、フォトレジスト上に画像様のパターンが形成される。現像後に、フォトレジストは、化学線の画像様のパターン（又はそのネガ）に類似の構造的なパターンを有する。
【００３９】
検出構成要素４０４は、浸漬液の中に拡散するフォトレジスト種又は他の汚染物質がレンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面上に付着することに起因して、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面を洗浄する必要があることを検出する。すなわち、検出構成要素４０４は、レンズ上、浸漬空間の内側表面上、ウェーハ表面上、及び／又は浸漬液内の漂積物を検出することができる。検出構成要素４０４によって、浸漬リソグラフィサブシステム４０２の任意の部分を洗浄する必要があることが検出されると、制御サブシステム４０６が、浸漬空間からの浸漬液の除去を指示し、浸漬空間に超臨界流体を注入する。
【００４０】
任意に、制御サブシステム４０６は、１つにはレンズ上、浸漬空間内及び／又はウェーハ表面上で検出された汚染物質の量又はレベルに基づいて、浸漬空間に注入される超臨界流体の量を指示することができる。さらに、制御サブシステム４０６は、１つには検出構成要素４０４によって検出された汚染物質の量又はレベルに基づいて、超臨界流体とレンズ、浸漬空間及び／若しくはウェーハ表面との間の接触時間、及び／又はレンズ、浸漬空間及び／若しくはウェーハ表面を洗浄することに関連する任意の他のパラメータを指示することができる。制御サブシステム４０６は、最初は、検出された汚染物質の量に基づいて、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面の洗浄を指示することができるか、又は、時間と共に、超臨界流体による洗浄の過去の事例に関して蓄積されたデータに基づいて、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面を洗浄するのに、或る特定の時間間隔が典型的に相応しいことを認識することができる。洗浄後に、超臨界流体は単に浸漬リソグラフィサブシステム４０２から除去され、再利用される浸漬液又は新たな浸漬液が、浸漬リソグラフィサブシステム４０２の浸漬空間内に注入され、さらに浸漬リソグラフィ処理を進めることができるようにする。制御サブシステム４０６は、図１に示されるバルブのような、浸漬空間の内外を繋げるバルブの開閉を制御するように操作することができる。
【００４１】
制御サブシステム４０６として、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面の汚染物質、又はレンズ上の汚染の可能性を検出するのに適している任意のデバイス、又はデバイスの組み合わせを用いることができる。レンズは、光学的手段、度量衡学的手段又は化学的手段によって直に検査することができ、且つ／又は浸漬液は、光学的手段、度量衡学的手段又は化学的手段によって検査することができる。たとえば、光学デバイスが、レンズ表面上の汚染物質の存在を検出することができ、化学センサが、浸漬液内の汚染物質の存在を検出することができる。
【００４２】
制御サブシステム４０６は、プロセッサ及びメモリを含むことができ、それらはいずれも、互いに動作可能に接続される。プロセッサは、レンズ上／レンズ内、浸漬空間及び／又はウェーハ表面に汚染物質が存在するか否か、レンズ上／レンズ内、浸漬空間及び／又はウェーハ表面にどのくらいの汚染物質が堆積しているか、及び／又はレンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面が概ね清浄であるか否かを判定するための専用のプロセッサとするか、本発明のシステムの構成要素又は部分構成要素（たとえば、バルブ）のうちの１つ又は複数を制御するために用いられるプロセッサとするか、及び／又は、他の形態では、洗浄が必要であるか否かを判定し且つ浸漬リソグラフィサブシステム４０２の構成要素のうちの１つ又は複数を制御するために用いられるプロセッサとすることもできることを理解されたい。メモリ部分構成要素は、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面の汚染物質の情報、特定の超臨界流体及びその混合物の特性及び洗浄能力、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面を洗浄する前／後に行われる浸漬リソグラフィ処理の回数、及び他の関連するデータ等を保持するために用いることができる。
【００４３】
検出構成要素４０４は制御サブシステム４０６に情報を中継し、制御サブシステム４０６は、その情報の内容（たとえば、汚染物質の存在、汚染物質の量、浸漬リソグラフィ処理の回数等）に基づいて動作する。
【００４４】
制御サブシステム４０６は、浸漬リソグラフィサブシステム４０２を洗浄することの関連において、種々の推定方式及び／又は推定技法を用いることができる。本明細書において用いられているように、用語「推定」は、複数の事象及び／又はデータによって収集されるような１組の観測結果から、システム、環境及び／又は使用者の状態について推論するか、又はその状態を推定する過程を包括的に指している。推定は、たとえば、具体的な状況又は行為を特定するために用いることができるか、又は状態に関する確率分布を生成することができる。推定は確率論的であり、すなわち、データ及び事象に関して検討したことに基づいて、対象となる状態に関する確率分布を計算することができる。また、推定は、１組の事象及び／又はデータから、より上位の事象を構成するために用いられる技法を指すこともある。そのような推定の結果として、１組の観測された事象及び／又は格納された事象データから、及びそれらの事象が極めて時間的に接近して関連付けられるか否かから、さらには、それらの事象及びデータが１つ又はいくつかの事象及びデータ源に由来するか否かから、新たな事象又は行為が構成される。種々の分類方式及び／又はシステム（たとえば、サポートベクトルマシン、ニューラルネットワーク、エキスパートシステム、ベイジアン信念ネットワーク、ファジィ論理、データ融合エンジン等）を、本発明に関連する自動動作及び／又は推定動作を実行することの関連で用いることができる。
【００４５】
簡単に言うと、浸漬リソグラフィ処理の過去の性能に基づいて、レンズ、浸漬空間及び／又はウェーハ表面が、フォトレジスト物質で汚染されているか、又は汚染されている可能性があるときに、制御サブシステム４０６は、推定方式を利用して、浸漬リソグラフィサブシステム４０２を超臨界流体で自動的に洗浄することができる。
【００４６】
制御サブシステム４０６は、プロセッサを含み、超臨界流体の圧力及び温度、又は超臨界流体を形成する材料のデータを受信することができる。そのプロセッサは、超臨界流体を形成するために、圧力及び温度を制御し、変更するようにプログラムすることができる。制御サブシステム４０６内のメモリが、圧力、温度、臨界圧力データ、臨界温度データ、温度−圧力相互関係データ、及び超臨界流体を形成する際に、又はそうでなければ本発明を実行する際に用いることができる他のデータのような情報を一時的に格納するための記憶媒体としての役割を果たすことができる。制御サブシステム４０６は、超臨界流体、又は超臨界流体を形成する材料の圧力及び／又は温度を維持するか、上げるか、又は下げるために、超臨界流体源に結合することができる。それにより、この構成によって、浸漬リソグラフィサブシステム４０２を自動的に洗浄できるようになる。
【００４７】
図５は、本発明の一態様による、モニタリング構成要素を用いて、レンズ上に堆積する漂積物、浸漬液内の過剰な漂積物、及び／又はウェーハ表面上の漂積物若しくは染みを検出するのを容易にする浸漬リソグラフィ自動洗浄システム５００の図である。制御構成要素５０２が、モニタ構成要素５０４に動作可能に結合され、モニタ構成要素は、浸漬リソグラフィ構成要素５０８のレンズ上に堆積する漂積物、浸漬液内の過剰な漂積物、及び／又はウェーハ５０６上の漂積物若しくは染みを検出することができる。制御構成要素５０２は、浸漬リソグラフィ構成要素５０８に動作可能に関連付けられ、浸漬リソグラフィ構成要素は、ウェーハ５０６の上にあるレジスト上で浸漬リソグラフィを実行し、少なくとも１つには、モニタ構成要素５０４から受信される情報に基づいて、制御構成要素５０２によって命令されるような自動洗浄動作を実行することができる。制御構成要素５０２は、プロセッサ５１０と、メモリ５１２と、任意に人工知能（ＡＩ）構成要素５１４とを備える。モニタ構成要素５０４は、光散乱計測システム、干渉計測システム、反射計測システム、光学システム等のうちの１つ又は複数を含むことができる。
【００４８】
オプションのＡＩ構成要素５１４は、浸漬リソグラフィ自動洗浄システムが、補償動作を行うべきであるか否か、そしてどの程度まで行うべきであるかに関する推定を行うことができる。たとえば、レンズが漂積物で部分的に覆われているものと判定される場合には、ＡＩ構成要素５１４は、レンズ及びウェーハを超臨界流体で洗い流すか否か、そしてどの程度まで実施するかに関する推定を行うことができる。
【００４９】
別の例によれば、ＡＩ構成要素５１４は、１つ又は複数のウェーハ５０６上の１つ又は複数の特定の領域が、高い割合のレンズ漂積物堆積を引き起こすことを判定することができる。このシナリオでは、ＡＩ構成要素５１４は、浸漬リソグラフィ構成要素５０８に対して後続のウェーハ上のそのような領域の上を超臨界流体で洗い流すのを強化するように指示するのを容易にするために、そのような情報がフィードフォワード制御されるべきであると推論することができる。さらに、ＡＩ構成要素５１４は、後続のウェーハ及び／又は後続のウェーハ上に或る特定の領域のための洗浄速度及び／又は洗浄時間の長さに対する適当な調整を推定することができる。このようにして、浸漬リソグラフィ自動洗浄システム５００は、後続のウェーハに関する補正動作に関連する遅延を最小限に抑えることができるフィードフォワード情報を提供することができる。
【００５０】
光散乱計測、干渉計測及び反射計測は、入射光が照射される表面についての情報を抽出するための技法であり、これらに限定されるものではないが、漂積物の存在、漂積物の堆積、プロファイル、化学組成、薄膜の厚み及びレンズ又はウェーハのような表面上に存在する機構の臨界寸法を含む、特性に関する情報を抽出することができる。さらに、光散乱計測技法、干渉計測技法及び反射計測技法を利用することによって、屈折率及びリソグラフィ定数のような浸漬媒体についての情報も抽出することができる。表面上に向けられた光の位相及び／又は強度を、入射光が向けられた表面から反射し、且つ／又はその表面を通って回折した、その入射光から生じる反射及び／又は回折複合光の位相信号及び／又は強度信号と比較することによって、それらの情報を抽出することができる。反射及び／又は回折する光の強度及び／又は位相は、その光が照射される表面の特性に基づいて変化する。そのような特性は、これらに限定されるものではないが、表面の化学的特性、表面上の漂積物の存在、表面の平坦度、表面上の機構、表面内の空所、表面の下にある層の数、及びタイプ、表面の屈折率等を含む。
【００５１】
上記の特性の種々の組み合わせによって、入射光の位相及び／又は強度に異なる影響が及ぼされ、結果として、反射複合光及び／又は回折複合光内に概ね固有の強度シグネチャ／位相シグネチャが生成される。したがって、強度シグネチャ／位相シグネチャの信号（シグネチャ）ライブラリを調べることによって、レンズ、浸漬液、又は表面上の既知の格子構造との関連で利用されるウェーハ表面の特性に関して判定することができる。そのような概ね固有の位相シグネチャ／強度シグネチャは、少なくとも１つには、光が照射される表面の複素屈折率に起因して、異なる表面及び／又は浸漬液によって反射及び／又は回折する光によって生成される。複素屈折率（Ｎ）は、その表面の屈折率（ｎ）及び吸光係数（ｋ）を調べることによって計算することができる。１つのそのような複素屈折率計算は、以下の式によって表すことができる。
Ｎ＝ｎ−ｊｋ
ただし、ｊは（−１）の平方根である。
【００５２】
信号（シグネチャ）ライブラリは、観測された強度シグネチャ／位相シグネチャ、及び／又はモデル化及びシミュレーションによって生成されるシグネチャから構成することができる。例示として、既知の強度、波長及び位相の第１の入射光に露光されるときに、レンズ又はウェーハ上の、又は浸漬液の第１の機構が、第１の位相シグネチャ／強度シグネチャを生成することができる。同様に、既知の強度、波長及び位相の第１の入射光に露光されるときに、レンズ又はウェーハ上の、又は浸漬液の第２の機構が、第２の位相シグネチャ／強度シグネチャを生成することができる。たとえば、レンズの第１の部分の上に漂積物がない場合に、第１のシグネチャが生成されることがあり、レンズの第２の部分の上に或る量の漂積物がある場合には、第２のシグネチャが生成されることがある。
【００５３】
観測されたシグネチャを、シミュレートされたシグネチャ及びモデル化されたシグネチャと組み合わせて、信号（シグネチャ）ライブラリを形成することができる。シミュレーション及びモデル化を用いて、測定された位相シグネチャ／強度シグネチャが一致する可能性があるシグネチャを生成することができる。本発明の１つの例示的な態様では、シミュレートされたシグネチャ、モデル化されたシグネチャ及び観測されたシグネチャは、３０万以上の位相シグネチャ／強度シグネチャを含む信号（シグネチャ）ライブラリに格納される。こうして、位相信号／強度信号がモニタ構成要素から受信されるとき、その位相信号／強度信号を、たとえば、信号のライブラリとパターン照合して、それらの信号が、格納されたシグネチャに対応するか否かを判定することができる。本発明は、任意の適当なモニタ構成要素及び／又はシステムを考慮に入れており、そのようなシステムは、添付の特許請求の範囲内に入ることを意図している。
【００５４】
図６は、本発明の一態様による、浸漬リソグラフィのための方法６００を例示する。６０２では、ウェーハ上にフォトレジストを形成することができる。６０４では、浸漬リソグラフィ処理が開始され、特に、浸漬液に隣接するレンズを通じてフォトレジストに照射することができ、その浸漬液にはウェーハ表面にも隣接する。６０６では、レンズ、浸漬液及びウェーハのうちの少なくとも１つが、たとえば、光散乱計測システム、干渉測定システム、光学システム、又は反射計測システムを用いてモニタされる。レンズ、浸漬液及びウェーハのうちの少なくとも１つをモニタすることは、使用者の望みどおりに、フォトレジストに照射される前に、その最中に、及びその後に行われる。
【００５５】
６０８では、レンズ、浸漬液及びウェーハのうちの少なくとも１つの上／中の漂積物の存在に関して判定を行うことができる。そのような判定は、たとえば、レンズ、浸漬液又はウェーハから検出される信号と、レンズ、浸漬液又はウェーハからの所定の所望の信号とを比較することによって行うことができる。検出された信号が所定の所望の信号に十分に近い（しきい値を満たすか、又は超える）場合には、その方法は、６１２において浸漬リソグラフィ処理に進むことができる。一例によれば、所定の所望の信号のための所定の許容範囲を与えることができる。
【００５６】
６０８において、検出された信号が、所定の所望の信号に十分に近くはない（しきい値を超えてない）ものと判定され、レンズ、浸漬液及びウェーハのうちの少なくとも１つの上／中に漂積物が存在することを指示する場合には、その方法は６１０に進むことができ、レンズとウェーハとの間の空間が、レンズ、浸漬液空間及びウェーハのうちの少なくとも１つを洗浄するのに適した時間にわたって、適当な量の超臨界流体で洗い流れる。さらに、ウェーハの或る領域が、漂積物存在の発生率が高いものと判定されることがあり、その場合には、超臨界流体で洗い流すことは、より高い頻度で、又はより長い持続時間にわたって行うことができる。ウェーハの領域は、たとえば、ウェーハを格子で位置付けることによって画定することができる。超臨界流体で洗い流し終えると、レンズ、浸漬液及びウェーハのうちの少なくとも１つの検査を続けるために、その方法は、６０６に戻り、超臨界流体による洗浄が目標とする許容範囲に達したか否かの判定を促進することができる。
【００５７】
本発明は、或る特定の好ましい１つ又は複数の実施形態に関して図示及び説明されてきたが、本明細書及び添付の図面を読むと共に理解するなら、当業者には等価な改変及び変更が思い浮かぶことは明らかである。詳細には、上記の構成要素（アセンブリ、デバイス、回路等）によって実行される種々の機能に関して、そのような構成要素を説明するために用いられる用語（「手段」へのあらゆる参照を含む）は、別段の指示がなければ、本明細書において例示される本発明の例示的な実施形態における機能を実行する開示された構造に構造的に等価でない場合であっても、記述される構成要素の所定の機能を実行する（すなわち、機能的な等価な）任意の構成要素に対応することを意図している。さらに、本発明の特定の機構が、いくつかの実施形態のうちの１つだけに関して開示されていることがあるが、そのような機構は、任意の所与の用途、又は特定の用途によって望ましく、好都合であることがあるように、他の実施形態の１つ又は複数の他の機構と組み合わせることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のシステム及び方法は、半導体の処理及び製造の分野において適用することができる。たとえば、本発明を利用して、中央演算装置、及び不揮発性メモリデバイスを含むメモリデバイスを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一態様による、浸漬リソグラフィシステムの概略図。
【図２】本発明の一態様による、状態図との関連で超臨界流体を形成する方法の説明図。
【図３】本発明の別の態様による、状態図との関連で超臨界流体を形成する別の方法の説明図。
【図４】本発明の別の態様による、浸漬リソグラフィシステムの上位の概略図。
【図５】本発明のさらに別の態様による、浸漬リソグラフィシステムの概略図。
【図６】本発明の一態様による、浸漬リソグラフィ工程の説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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