(57)【要約】【課題】液浸リソグラフィプロセス中における粒子を、効果的に且つ効率良く監視する。【解決手段】本開示内容は、液浸リソグラフィシステムを提供する。当該システムは、結像レンズシステム１３０，基板ステージ１２０，液浸流体保持用モジュール１４０，粒子監視モジュール１６０の他に、液浸流体１５０を受け入れるために、出口１４４に連結されるタンク１６８と、受け入れた液浸流体１５０内の粒子を監視するために、タンク１６８に連結される液体粒子カウンタ１７０と、タンク１６８にガスを供給するために、当該タンク１６８に連結されるガス入口と、を備える。そして、液体粒子カウンタ１７０は、液体粒子カウンタ１７０を通過して流れている液浸流体１５０内の粒子を検出する。【選択図】図１
2011035425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面を有する結像レンズと、
前記結像レンズの前面の下方に横たわって配置される基板ステージと、
少なくとも一つの流体ポートを有し、前記流体ポートが流体入口と流体出口とを有し、前記前面と前記基板ステージ上の基板との間の隙間を少なくとも部分的に満たすように、流体を保持するのに設けられ、前記流体ポートを通して流体を受け入れ、若しくは追い出す液浸流体保持構造体と、
前記液浸流体保持構造体と一体化される粒子監視モジュールと、
前記流体を受け入れるために、前記流体ポートの前記流体出口に連結されるタンクと、
前記受け入れた流体内の粒子を監視するために、前記タンクに連結される第１の液体粒子カウンタと、
前記タンクにガスを供給するために、当該タンクに連結されるガス入口と、を備え、
前記第１の液体粒子カウンタは、前記第１の液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を検出する液浸リソグラフィシステム。
【請求項２】
前記粒子監視モジュールは、前記流体入口に向かってくる流体内の粒子を監視するために、前記流体入口に連結される第２の液体粒子カウンタを備え、前記第２の液体粒子カウンタは、前記第２の液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を検出する請求項１記載の液浸リソグラフィシステム。
【請求項３】
前記粒子監視モジュールからのデータを収集し、粒子の結果のために前記データを分析し、前記粒子の結果を分配するのに設けられたデータ処理モジュールを更に備えた請求項１または２記載の液浸リソグラフィシステム。
【請求項４】
前記タンクは複数の弁を通して、前記流体ポートの前記流体出口に連結された請求項１〜３のいずれか一つに記載の液浸リソグラフィシステム。
【請求項５】
前記第１の液体粒子カウンタと共に用いる前記タンクにガスを供給するために、当該タンクの前記ガス入口に連結されるガスフィルタを更に備えた請求項１〜４のいずれか一つに記載の液浸リソグラフィシステム。
【請求項６】
結像システムと、
前記結像システムの下方に横たわって配置される基板ステージと、
前記結像システムと前記基板ステージ上の基板との間の隙間を少なくとも部分的に満たす流体を保持するのに設けられた液浸流体保持構造体と、
流体を受け入れるのに前記液浸流体保持構造体に連結されるタンクと、
流体内の粒子を監視するために、前記タンクに連結される液体粒子カウンタと、
前記液体粒子カウンタと共に用いる前記タンクにガスを供給するために、当該タンクに連結されるガスフィルタとを備え、
前記液体粒子カウンタは、前記液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を検出する液浸リソグラフィシステム。
【請求項７】
前記タンクは複数の弁を通して、前記液浸流体保持構造体に連結された請求項６記載の液浸リソグラフィシステム。
【請求項８】
液浸流体保持モジュールを通して、結像レンズと基板ステージ上の基板との間の隙間に液浸流体を流し、
前記隙間に流し込む前の、或いは前記隙間から外部に流れた後の液浸流体内の粒子を監視することと、
前記隙間から前記液浸流体保持モジュールの流体出口に連結されるタンクに液浸流体を満たすために、前記タンクと前記液浸流体保持モジュールの液浸流体出口との間に連結された第１の弁を開け、
前記タンクを液浸流体で満たした後に前記第１の弁を閉じ、
前記タンクにガスを供給するために、ガスフィルタと前記タンクとの間に連結された第２の弁を開け、
一定期間の間、前記液浸流体を有する状態に前記タンクを維持し、
前記タンクに連結される第１の液体粒子カウンタを通って液浸流体を流すことで、この液浸流体内の粒子を測定するために、前記タンクと前記第１の液体粒子カウンタとの間に接続された第３の弁を開け、
前記第１の液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を、前記第１の液体粒子カウンタで検出することと、を備える半導体集積回路の液浸フォトリソグラフィパターニング方法。
【請求項９】
前記隙間に流し込む前の液浸流体内の粒子を監視することが、第２の液体粒子カウンタを用いて、前記第２の液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を検出して行われる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記基板上でリソグラフィック露光プロセスを行なうのに、前記結像レンズを照射することを更に含む請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の液体粒子カウンタからのデータを収集し、粒子の結果を提供するために前記データを分析し、前記粒子の結果を分配することを更に含む請求項８〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
前記粒子の結果を分配することが、この粒子の結果に基づく警告情報をユーザーに提供することを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記データを収集することが、データベースにそのデータを保存することを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の弁からの濾波されたガス、または液前記液浸流体のような流体を利用するタンクを清潔にするために、パージングステップを更に含む請求項８〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸リソグラフィシステムおよび半導体集積回路の液浸フォトリソグラフィパターニング方法に関し、特に液浸リソグラフィにおける粒子を監視する装置や方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液浸リソグラフィは、投影レンズとレジスト層との間の隙間に充填された高解像度用の脱イオン水（ＤＩＷ）を通して、被覆されたレジストをパターンに露光させることを含んでいる。最新の液浸リソグラフィプロセスでは、レジスト被膜，プリベーキング，液浸露光，露光後ベーキング，現像，およびハードベーキングのように、種々の処理ステップを含むこともある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記最新の液浸リソグラフィプロセスは、リソグラフィシステムにおける各ウェハや各構成部品からの様々な汚染や粒子欠損に直面することから、パターンの欠損や、パターンの歪みや、パターンの損失を引き起こす。さらに、液浸リソグラフィプロセス中における粒子を、効果的に且つ効率良く監視することが課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、本発明における液浸リソグラフィシステムは、前面を有する結像レンズと、前記結像レンズの前面の下方に横たわって配置される基板ステージと、少なくとも一つの流体ポートを有し、前記流体ポートが流体入口と流体出口とを有し、前記前面と前記基板ステージ上の基板との間の隙間を少なくとも部分的に満たすように、流体を保持するのに設けられ、前記流体ポートを通して流体を受け入れ、若しくは追い出す液浸流体保持構造体と、前記液浸流体保持構造体と一体化される粒子監視モジュールとからなり、前記粒子監視モジュールは、前記流体を受け入れるために、前記流体ポートの前記流体出口に連結されるタンクと、前記受け入れた流体内の粒子を監視するために、前記タンクに連結される第１の液体粒子カウンタと、前記タンクにガスを供給するために、当該タンクに連結されるガス入口と、を備え、前記第１の液体粒子カウンタは、前記第１の液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を検出して構成される。
【０００５】
また、本発明における液浸リソグラフィシステムは、結像システムと、前記結像システムの下方に横たわって配置される基板ステージと、前記結像システムと前記基板ステージ上の基板との間の隙間を少なくとも部分的に満たす流体を保持するのに設けられた液浸流体保持構造体と、流体を受け入れるのに前記液浸流体保持構造体に連結されるタンクと、流体内の粒子を監視するために、前記タンクに連結される液体粒子カウンタと、前記液体粒子カウンタと共に用いる前記タンクにガスを供給するために、当該タンクに連結されるガスフィルタとを備え、前記液体粒子カウンタは、前記液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を検出して構成される。
【０００６】
本発明における半導体集積回路の液浸フォトリソグラフィパターニング方法は、液浸流体保持モジュールを通して、結像レンズと基板ステージ上の基板との間の隙間に液浸流体を流し、前記隙間に流し込む前の、或いは前記隙間から外部に流れた後の液浸流体内の粒子を監視することと、前記隙間から前記液浸流体保持モジュールの流体出口に連結されるタンクに液浸流体を満たすために、前記タンクと前記液浸流体保持モジュールの液浸流体出口との間に連結された第１の弁を開け、前記タンクを液浸流体で満たした後に前記第１の弁を閉じ、前記タンクにガスを供給するために、ガスフィルタと前記タンクとの間に連結された第２の弁を開け、一定期間の間、前記液浸流体を有する状態に前記タンクを維持し、前記タンクに連結される第１の液体粒子カウンタを通って液浸流体を流すことで、この液浸流体内の粒子を測定するために、前記タンクと前記第１の液体粒子カウンタとの間に接続された第３の弁を開け、前記第１の液体粒子カウンタを通過して流れている前記流体内の粒子を、前記第１の液体粒子カウンタで検出することと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】粒子の監視機構を備えた液浸リソグラフィ装置の実施例を示す説明図である。
【図２】図１の装置がその中で利用される可能性がある製造システムの一実施例を示すブロック図である。
【図３】液浸リソグラフィプロセス中に粒子を監視するために、図１の装置を実行する方法の実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書に開示された態様は、添付図面と共に読む時に、以下の詳細な説明から最も良く理解される。この分野の通常の慣行に従って、種々の特徴が一定の縮尺で描かれないことを強調したい。つまり、種々の特徴の寸法は、説明を明確化するために、適宜、増加または減少され得る。
【０００９】
本発明の本質の理解を促進する目的で、ここからは参照番号が各実施例に付され、または例として図面に記されると共に、特別な専門用語がそれと同じものを記述するのに用いられる。しかし、それによって本発明の範囲が意図的に限定されないことを、理解すべきであろう。実施例中に記述された任意の改変や更なる変更と共に、ここに記述されるような本発明の各本質に関わるあらゆる応用が、本発明と関連する当業者に通常は思い浮かぶように考慮される。また、お互いにごく近接した一乃至複数の構成要素の記述が、そこに介在する要素の存在を別に排除するものではない。さらには、各実施例を通して参照番号を繰り返す可能性があるが、仮に同じ参照番号を各実施例で共有している場合であっても、それ自身によって、一つの実施例における特徴を他の実施例に適用することの必要性を示しているのではない。
【００１０】
図１を参照すると、ここには液浸リソグラフィ装置１００の実施例における説明図が示されており、液浸リソグラフィ装置１００内で基板１１０が液浸リソグラフィプロセスを受けるようになっている。基板１１０は、元素半導体，化合物半導体，合金半導体，またはこれらを組み合わせたものからなる半導体ウェハとすることができる。また基板は、多結晶シリコン（poly-silicon），金属，および／または誘電体のような、パターン化された一乃至複数の材料層を含んでもよい。更に基板は、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（TFT-LCD）デバイスに用いられるガラス基板や、マスク用の溶融石英基板のように、別な材料を含んでもよい。基板１１０は、その上部に形成されたパターニング層１１５をさらに含むことができる。パターニング層１１５は、パターン生成用の露光プロセスに反応するフォトレジスト（レジスト）層とすることができる。
【００１１】
装置１００は、基板１１０を保持する基板ステージ１２０を備えている。基板ステージ１２０は、基板１１０を固定または可動するように動作させるものである。例えば、ウェハのアライメント，ステッピング，スキャニング用に、ステージ１２０を並進および／または回転移動できるように設計してもよい。以下で明確にするが、ステージ１２０は、液浸リソグラフィ装置１００のレンズシステム，放射線源，および／またはフォトマスクに対する動きを提供する。
【００１２】
液浸リソグラフィ装置１００は、結像レンズシステム（すなわち、レンズシステム）１３０を備えている。前記基板１１０は、結像レンズシステム１３０の下方のステージ１２０上に位置することができる。レンズシステム１３０は更に、単レンズまたは多レンズ，および／または別なレンズ構成部品を有する照明系（例えば、コンデンサ）を更に備え、若しくはこの照明系と一体化される。例えば、当該照明系は、マイクロレンズアレイ，シャドーマスク，および／または別な構造体を含んでもよい。レンズシステム１３０は更に、単レンズ素子または複数のレンズ素子を有する対物レンズを備えていてもよい。各々のレンズ素子は、透明な基体を備え、更には複数のコーティング層を備えていてもよい。ここでの透明な基体は、溶融石英（ＳｉＯ２），フッ化カルシウム（ＣａＦ２），フッ化リチウム（ＬｉＦ），フッ化バリウム（ＢａＦ２），または他の好適な材料で形成することができる。各々のレンズに用いられる材料は、リソグラフィプロセスに用いられる光の波長に基づいて、吸収と散乱が最小となるように選択できる。通常のレンズシステム１３０の開口数（ＮＡ）は、約０．８よりも大きい。
【００１３】
装置１００は、超純水（ＵＰＷ），脱イオン水（ＤＩＷ），イオン添加（ion-doped）水，光透過性の液体，または他の好適な流体のように、１よりも大きな屈折率の液浸流体１５０を保持する液浸流体保持用モジュール１４０を備えている。この液浸流体は、（ＣＯ２のような）溶解ガス、および他の可溶性材料を含んでもよい。液浸流体保持用モジュール１４０を、レンズシステム１３０に近接して（レンズシステム１３０を囲むように）配置したり、液浸流体を保持する機能に加えて、他の別な機能のために設けたりしてもよい。液浸流体１５０は入口１４２に流れ込んで、基板１１０とレンズシステム１３０との間の空間を満たし、出口１４４の外部に流出する。液浸流体保持用モジュール１４０とレンズシステム１３０が、液浸ヘッドを作成する。
【００１４】
液浸流体保持用モジュール１４０は、液浸流体を提供したり、別な流体を提供したり、および／または水平，垂直，斜めの動きのように、他の適切な機能を行なうために、種々の開口を有してもよい。
【００１５】
装置１００は更に、液浸リソグラフィパターニングのプロセス中に、基板１１０のパターニング層１１５をパターニングする放射エネルギーを提供するために、図示しない放射線源を備えてもよい。この放射線源は、適当な紫外線（ＵＶ）光源とすることができる。例えば放射線源は、４３６ｎｍ（Ｇ線）或いは３６５ｎｍ（Ｉ線）の波長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，または望ましい波長を有する別な光源（例えば、ほぼ１００ｎｍ以下）とすることができる。
【００１６】
（マスク或いはレチクルとしても引用される）フォトマスクが、液浸リソグラフィのプロセス中に、レンズシステム１３０とパターニング層１１５との間に導入される。ここでのマスクは、透明基体とパターン化された吸収層を備えている。透明基体は、ホウケイ酸塩ガラスおよびソーダ石灰ガラスのように、欠陥を比較的含んでいない溶融石英（ＳｉＯ２）を用いることができる。また透明基体は、フッ化カルシウムおよび／または他の好適な材料を用いてもよい。クロム（Ｃｒ）および鉄の酸化物で形成した金属フィルムや、ＭｏＳｉ，ＺｒＳｉＯ，ＳｉＮ，および／またはＴｉＮで形成される無機フィルムを堆積するように、複数のプロセスと複数の材料を用いて、前記パターン化された吸収層を形成してもよい。光ビームは吸収領域に当たると、部分的または完全に遮断される。吸収層は、一乃至複数の孔を有してパターン化されてもよく、吸収層によって吸収されることなく、光ビームがこの孔を通過して進むことができる。
【００１７】
装置１００は、液浸流体１５０内の粒子を監視するのに設計および構成された粒子監視モジュール１６０を更に備え、若しくはこの粒子監視モジュール１６０と一体化される。本実施例において、粒子監視モジュール１６０は、前記入口１４２に流れ込む前の液浸流体１５０内の粒子を監視するのに組み込まれた上流粒子監視部１６０ａを備える。この上流粒子監視部１６０ａは、ウェハ露光前の液浸流体１５０内における粒子数を監視するためにある。粒子を分析するのに用いられる流体は、液浸露光で用いられるものと同一ソース（源）である。粒子監視モジュール１６０は、前記出口１４４の外部に流出した後の液浸流体１５０内の粒子を監視するのに組み込まれた下流粒子監視部１６０ｂを備える。さらに粒子監視モジュール１６０は、後程より詳細に説明するが、流体を監視する種々の各部と連結するのに設けられた複数の管体１６２と、前記種々の各部の間で様々な流体の流れを制御するのに設けられ、手動若しくは自動でオンとオフが切替る複数の弁１６４ａ〜１６４ｆと、を備えている。粒子数の分析は、接続状態（in-line）または非接続状態（off-line）の何れでもよい。上流側における接続状態での分析は、リアルタイムな分析で、且つ各半導体ウェハに対する露光に用いられる液浸流体の品質を監視することができる。下流側における分析は、露光中に発生する粒子の監視が可能になる。露光中は、粒子すなわち汚染物が、基板上のフォトレジストや薄膜から発生する可能性がある。
【００１８】
上流粒子監視部１６０ａに対して、第１の液体粒子カウンタ１６６が、弁１６４ａを通って入口１４２に流れ込む前の液浸流体に連結される。液体粒子カウンタとは、流体内における粒子の測定機構を提供するものである。液体粒子カウンタは、光散乱に基づいて液体中の粒子の数を計測し、そのサイズを決定する光学的機構を利用してもよい。液体粒子カウンタ内では、液体が通過して流れているサンプルセルに、レーザー光の焦点を合わせることができる。粒子がレーザビームを横切る時に、光散乱が生じる。散乱光を収集し、フォト検出器にその散乱光の焦点を合わせるために、粒子カウンタは光学系を利用する。フォト検出器は散乱光を電圧パルスに変換し、この電圧パルスの振幅が、粒子サイズを反映したものとなる。液浸リソグラフィのプロセス中に、液浸流体源から供給された僅かな液浸流体が液体粒子カウンタ１６６を通過して流れ、そこで粒子に対する検出が行われる。
【００１９】
下流粒子監視部１６０ｂは、タンク１６８と第２の液体粒子カウンタ１７０を用いて、下流側の粒子を監視するものである。タンク１６８は、弁１６４ｂおよび／または弁１６４ｃのように、一乃至複数の弁を通して、出口１４４から流出する液浸流体に接続されてもよい。タンク１６８は、第２の液体粒子カウンタ１７０で検査する液浸流体を入れるために、一定の容積を有するように設計される。例えば、約２００ｃｃから６００ｃｃに及ぶ容積を、タンク１６８が有していてもよい。タンク１６８は、液浸流体１５０と相性が良い材料で形成され、その内部および外部からの圧力に耐える適切な機械強度を有するようにしてもよい。一つの実施例において、タンク１６８は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥまたはテフロン（登録商標）），石英，ガラス，若しくは他の好適な材料を含むことができる。代わりに、タンク１６８はＰＴＦＥと金属材料の両方を利用した構造体を有してもよい。例えば、金属フレームで強化されたＰＴＦＥライニングで、タンク１６８を形成してもよい。
【００２０】
さらに第２の液体粒子カウンタ１７０は、弁１６４ｅを介してタンク１６８に連結される。第２の液体粒子カウンタ１７０を、前記第１の液体粒子カウンタ１６６とほぼ同じものとしてもよい。
【００２１】
下流粒子監視部１６０ｂは、タンク１６８に適正なガスを提供でき、且つそのガスの提供を制御できる形態の弁１６４ｄを通して、タンク１６８に連結されるガスフィルタ１７２を備えている。このガスフィルタ１７２は、半導体製造で利用するのに好適なあらゆるガスフィルタとすることができる。タンクへのガスは、このタンク１６８内の液浸流体に余分な粒子を持ち込まないように、汚染のない状態にする必要がある。更にガスは、液浸流体と化学的な相互作用を生じない適合性を有することも要求される。ガスは圧縮ドライエア（ＣＤＡ），窒素，他の不活性ガス，或いはそれら以外の好適なガスとすることができる。
【００２２】
下流粒子監視部１６０ｂは、タンク１６８に対して適正に連結し、タンク１６８内に満たされたガスに対する出口を提供する弁１６４ｆを更に備えることができる。また下流粒子監視部１６０ｂは、タンク１６８に連結して、タンク１６８内の圧力を監視するガス圧ゲージ１７４を備えることができる。このゲージ１７４若しくは追加のゲージを、ガス弁１６４ｄとガスフィルタ１７２との間に連結して、圧力の監視を行なうようにしてもよい。下流粒子監視部１６０ｂは、ここで開示される範囲を逸脱することなく、機能的に粒子の監視を行なうために、タンク１６８と第２の液体粒子カウンタ１７０を実装するのに別々に構成されていてもよい。
【００２３】
後述する図２に示すように、装置１００は粒子監視プロセスを制御するために、装置１００のホストソフトウェアと関連し、または一体化した制御モジュールを更に備えている。ここでの装置１００は、液浸リソグラフィプロセスと粒子の監視の両方を遂行できる。
【００２４】
図２は、装置１００をその中で利用することができる一体化された製造システム２００について、その一つの実施例のブロック図を示している。システム２００は、通信ネットワーク２１８によって接続された複数の実在部２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，２１４を備える。ネットワーク２１８は単一のネットワークであったり、さもなければイントラネットとインターネットのように、種々の異なるネットワークであったりしてもよい。
【００２５】
本例では、実在部２０２が生産実行システムを示しており、実在部２０６がエンジニアを示しており、実在部２０８がＩＣの検査や測定のための計測設備を示しており、実在部２１０が加工（fab）設備を示しており、実在部２１２が製品を示しており、実在部２１４が材料制御システムを示している。各実在部は他の実在部と相互に関連付けられていてもよく、他の実在部に制御やサービスを提供し、および／または他の実在部から命令やサービスを受けてもよい。
【００２６】
システム２００は、ＩＣ製造を目的として、各実在部２０２〜２１４間でやり取りを行なうことができる。本例におけるＩＣ製造は、ＩＣ発注を受けることを含み、また液浸リソグラフィを利用してウェハをパターニングし、この液浸リソグラフィ法で利用される液浸流体中の粒子や汚染を監視し、適正に分配するために粒子の結果を分析し、メッセージを警告通知し、そして動作を修正するように、発注されたＩＣを製造するのに必要な関連する動作を含んでいる。加工設備２１０は、液浸露光モジュール２２２と粒子監視モジュール２２４を有する液浸リソグラフィ手段２２０を備えている。手段２２０は、前記装置１００とほぼ同等なものとすることができる。液浸リソグラフィ手段２２０のホストシステムと部分的に一体化されると共に、生産実行システム２０２と部分的に一体化されるように、システム２００に接続され、或いはシステム２００と一体化したコントローラによって、前記液浸露光モジュール２２２と粒子監視モジュール２２４が制御される。
【００２７】
システム２００は、設計，エンジニア，ロジスティックス，材料制御のような領域において、協力と情報のアクセスを可能にする。例えば、エンジニア２０６は、加工制御，製品状態，検査結果，受注処理，粒子監視に関する製作情報を利用して、他のエンジニアと協力することができる。別な例では、液浸リソグラフィプロセスに関する汚染情報が、システム２００を通して様々な実在部の間で収集され、分析され、分配され、共有される。こうした領域はあくまでも一例で、それ以上若しくはそれ以下の情報を、要望どおりにシステム２００を経由して入手することができる。
【００２８】
図３は、液浸流体内の粒子を監視するための、液浸リソグラフィ方法３００の実施例のフローチャートを示している。方法３００は、液浸リソグラフィ装置１００および／または製造システム２００を利用することができる。この方法３００は、図１〜図３を参照して以下のように記述される。液浸リソグラフィパターニングプロセス中に、方法３００を実行することができるが、そこでは液浸流体１５０と半導体ウェハのような基板が必要となる。
【００２９】
方法３００は、下流側粒子の監視プロセス（処理）３０２と、上流側粒子の監視プロセス３０４と、粒子データを取り扱うためのプロセス３０６と、を含んでいる。３つのプロセス３０２，３０４，３０６は、並行に、連続して、または他の適正な手順で実行することができる。
【００３０】
ステップ３１０では、タンク１６８を出口１４４から外部に流出した液浸流体１５０で満たす弁１６４ｂおよび／または弁１６４ｃのように、タンク１６８と出口１４４との間に連結された一乃至複数の弁を開けることで、プロセス３０２が開始する。タンク１６８を液浸流体で満たす間は、タンク１６８と第２の液体粒子カウンタ１７０との間にある弁１６４ｅは閉じたままである。同様に、タンク１６８とフィルタ１７２との間にある弁１６４ｄも閉じたままである。弁１６４ｆは開いていて、タンクが満たされている間に、タンク内に存在するガスをタンク外部に排出できるようになっている。液浸流体の安定した流れを実現するために、弁１６４ｂと弁１６４ｃのような二つの弁を利用してもよい。
【００３１】
タンク１６８がほぼ満たされ、或いはタンク１６８がタンク容量の一定割合にまで満たされると、タンク１６８と出口１４４との間の（各）弁を閉じて、プロセス３０２はステップ３２０に進む。例えば、タンク１６８がほぼ満たされると、弁１６４ｂおよび弁１６４ｃを閉じる。
【００３２】
タンク１６８とフィルタ１７２との間にある弁１６４ｄを開け、濾過されたガスでタンク１６８を満たすことで、プロセス３０２はステップ３３０に進む。ステップ３３０では、弁１６４ｆが部分的若しくは完全に閉じるように制御される。タンク内に濾過されたガスを流し込むことで、タンク１６８内では正圧が増加し、後続のステップで第２の液体粒子カウンタ１７０を通して液浸流体の円滑な流れを確保できる。
【００３３】
一定時間、タンク１６８をそのままの状態に維持することで、プロセス３０２はステップ３４０に進む。ここでの維持時間は、概ね数分から数時間の範囲とすることができる。この維持プロセスは、少なくともタンク１６８内の液浸流体を安定化させ、その中の気泡を取り除くのに役立つ。前記維持時間の間、弁１６４ｂ〜１６４ｆを含む種々の弁を閉じてもよい。代わりに、ステップ３３０とステップ３４０を同時に実行してもよい。例えば、タンク内部で適正な圧力を維持するのに、弁１６４ｄと弁１６４ｆを開けながら、タンク内の液浸流体を一定時間そのままの状態に維持してもよい。さもなければ、弁１６４ｄを開けたままとし、維持時間中におけるタンク内の圧力損失を補償してもよい。
【００３４】
弁１６４ｅを開け、粒子情報のためにタンク１６８内の液浸流体を検査することで、プロセス３０２はステップ３５０に進む。このステップ３５０で、粒子に対する液浸流体の試験中に、タンク１６８と第２の液体粒子カウンタ１７０との間の弁１６４ｅは開いたままとなる。タンク１６８内の液浸流体は、一例として５ｃｃ／ｍｉｎ〜２０ｃｃ／ｍｉｎの範囲の流速で、第２の液体粒子カウンタ１７０を通過して流れる。タンク１６８内を適正な圧力に維持すると共に、液体粒子カウンタ１７０を通して液浸流体の適正な流れを確保するために、弁１６４ｄと弁１６４ｆを同様に開けてもよい。第２の液体粒子カウンタ１７０を通過して流れる液浸流体中の粒子が、そこで検出される。これにより、粒子の数が記録される。さらに、粒子サイズも記録することができ、それにより更なる分析や、蓄積や、配分のために、粒子数に対する粒子サイズの分布を導き出すことが可能となる。
【００３５】
プロセス３０２は更に、弁１６４ｄからの濾波されたガスや、液浸流体源からの液浸流体のような流体を利用するタンクを清潔にするために、パージングステップを含んでもよい。
【００３６】
上記ステップ３１０からステップ３５０は、一体化されたタンクと液体粒子カウンタとを有する装置１００を利用することで、液浸流体内の下流側の粒子を監視するプロセス３０２の一実施例を提供するものである。予め定義された間隔若しくは別な要求で、液浸流体をより多くのサイクルで検査するのに、プロセス３０２がステップ３１０からステップ３５０を繰り返してもよい。
【００３７】
上流側粒子の監視プロセス３０４は、下流側粒子の監視プロセスと連続したモードおよび同時に実行できる。一つの実施例では、第１の液体粒子カウンタ１６６と入口１４２との間の弁１６４ａが最初に開き、開いたままの状態を持続する。こうすると、液浸流体源からの液浸流体が、液浸リソグラフィプロセスのために入口１４２に流れ込む間に、流体源からの僅かな液浸流体が、粒子を監視するために第１の液体粒子カウンタ１６６に流れ込む。上流側粒子の監視は連続的なプロセスであり、装置１００によって開始および停止するように動作可能である。プロセス３０４はプロセス３０２と同じ一乃至複数のステップを含むことができる。
【００３８】
ステップ３６０では、第１の液体粒子カウンタ１６６および第２の液体粒子カウンタ１６８のような、それぞれの液体粒子カウンタからデータを収集することで、プロセス３０６が開始する。更なる分析や利用のために、集められた粒子データをデータベースに保存してもよい。下流側粒子を監視する１サイクル内の中間の流れ部分からのデータを収集すると共に、不安定さや、気泡や、別な面での影響を排除する目的から、最初と最後の流れ部分を回避するために、データの収集を最適化してもよい。
【００３９】
上流側粒子と下流側粒子との間で、汚染の動向や、汚染のレベルを比較するような粒子情報を得るために、収集したデータを分析することによって、プロセス３０６はステップ３８０に進む。
【００４０】
電子メール，有線電話，無線電話，ページャ，インターネット，および／または他の好適なメディアのような種々の方法で、関係するエンジニアとデータベースに分析結果を提供することで、プロセス３０６はステップ３８０に進む。プロセス３０６は更に、液浸流体内の粒子が、限界の範囲外であったり、増加する動向にあったり、および／または別な結果を有したりして、正常ではない場合に、関係するエンジニアに警報信号を提供することを含んでもよい。このプロセス３０６を、装置１００および／またはシステム２００と一体化されたコントローラで実行してもよい。
【００４１】
プロセス３０２，３０４，３０６に付加して、方法３００は、液浸リソグラフィ技術を利用して基板が露光される液浸リソグラフィパターニングプロセスを更に含んでもよい。一つの実施例として、液浸リソグラフィパターニングプロセスは、その上面にレジスト層を形成した半導体ウェハや他の好適な基板を提供することを含んでもよい。当該レジスト層は、化学増幅（ＣＡ）レジスト材料のような好適なレジスト材料で構成できる。
【００４２】
液浸リソグラフィパターニングプロセスは、レンズシステム１３０と基板１１０上のレジスト層１１５との間の隙間に液浸流体を満たすことを含んでもよい。液浸流体は超純水（ＵＰＷ）であり、入口１４２を経由して供給できる。レンズシステム１３０と基板１１０との間の隙間に、液浸流体１５０が単に部分的に満たされていてもよい。例えば、照射スポットの下側の隙間を満たすことができる。この場合、充填された液浸流体を、照射スポットと共に移動させてもよい。液浸流体を入口１４２から連続して流し込み、レンズシステム１３０とレジスト層１１５との間の隙間を通して、出口１４４に送り出してもよい。
【００４３】
液浸リソグラフィパターニングプロセスは、レジスト層１１５を露光することを含んでもよい。レジスト層１１５は、レンズシステムと、パターン化されたマスクと、レンズシステムおよび基板の間の隙間に満たされた液浸流体とを通して、放射線源からの放射エネルギーで照射される。ウェハは、放射線源の照射線量と強度に関係した予め決められた時間間隔で、放射エネルギーに晒される。他のプロセスステップを、液浸リソグラフィパターニングプロセスと一体化させてもよい。液浸リソグラフィパターニングプロセス中に、粒子のために液浸流体をその場（in-situ）で監視することで、最小の製造ロスで遅滞なく、粒子の結果を捕捉して補正することが可能になる。例えば、液浸流体源が汚染されると、上流側と下流側の粒子レベルが高くなり、若しくは増加の傾向になる。方法３００は、そうした汚染の結果を捕えて、関係するエンジニアに注意を促すことができる。液浸流体源が正常な状態に戻るまで、液浸リソグラフィパターニングプロセスを停止するような修正動作が、後に続く。別な例では、装置１００，（ワーキングピースとしての）基板１１０，および／または環境が汚染されているときに、下流側の粒子レベルが高くなり、若しくは増加の傾向になる。汚染の結果がオンラインで捕えられると共に、関係するエンジニアにそのことが通知され、適切な修正動作によってフォローされる。
【００４４】
ここでの開示は、多くの変形を有することが可能である。装置１００の与えられた形態は、単に図示されただけのものである。例えば、種々の管体１６２や弁１６４が、同一の機能を有しつつ異なって連結されることもある。意図した機能を無くすことなく、より多くの若しくはより少ない管体や弁を付加したり、取り除いたりしてもよい。様々な柔軟性，効率，コスト，性能を有して、粒子を監視する目的を達成するために、上記方法３００およびプロセス３０２〜３０６を変更し、若しくは拡張することも可能である。例えば、下流側の粒子データが異常である場合にのみ、上流側粒子の監視プロセス３０４を始動させてもよい。上流側粒子の監視は、タンクと液体粒子カウンタの双方を一体的に有する構造体を利用してもよいし、プロセス３０２と同様のプロセスを実行するものであってもよい。他の代替案として、タンクと第２の液体粒子カウンタ１７０を用いて、下流側粒子の監視プロセスが連続する監視プロセスを実現することもでき、そこでのタンクは、余分な液浸流体を保持すると共に、タンクの容量に関連した一定時間の間、出口１４４から第２の液体粒子カウンタ１７０に流す液浸流体を遅延させ、それにより、第２の液体粒子カウンタ１７０を通して流れる前に液浸流体を安定化させ、気泡を取り除く容量として機能する。
【００４５】
以上のように、本開示内容は、液浸リソグラフィシステム（製造システム２００）を提供するものである。当該システムは、前面を有する結像レンズ（結像レンズシステム１３０）と、前記結像レンズの前面の下方に横たわって配置される基板ステージ（基板ステージ１２０）と、流体入口（入口１４２）および流体出口（出口１４４）を有し、前記前面と前記基板ステージ上の基板との間の隙間を少なくとも部分的に満たすように、前記流体入口からの流体を保持するのに設けられ、前記流体出口を通して流体を外部に流す液浸流体保持構造体（液浸流体保持用モジュール１４０）と、前記液浸流体保持構造体と一体化される粒子監視モジュール（粒子監視モジュール１６０，２２４）と、を備えている。
【００４６】
本開示内容において、前記粒子監視モジュールは、流体を取り入れるために流体出口に連結されるタンク（タンク１６８）と、前記流体出口からの流体内の粒子を監視するために、前記タンクに連結される第１の液体粒子カウンタ（ＬＰＣ）（液体粒子カウンタ１７０）と、を備えてもよい。前記粒子監視モジュールは、前記タンクにガスを供給するために、当該タンクに連結されるガス入口を備えてもよい。前記タンクは、第１の弁（弁１６４ｂ，１６４ｃ）を通って前記流体出口に連結されてもよい。前記第１の液体粒子カウンタは、第２の弁（弁１６４ｅ）を通って前記タンクに連結されてもよい。前記ガス入口は、ガスフィルタ（ガスフィルタ１７２）と第３の弁（弁１６４ｄ）を通って前記タンクに連結されてもよい。前記粒子監視モジュールは、前記タンクから排出するガスを制御するのに設けた第４の弁（弁１６４ｆ）を更に備えてもよい。前記粒子監視モジュールは、前記タンク内のガス圧力を監視するために、当該タンクに連結される圧力ゲージを更に備えてもよい。前記粒子監視モジュールは、前記流体入口に向かってくる流体内の粒子を監視するために、前記流体入口に連結される第２の液体粒子カウンタ（ＬＰＣ）（液体粒子カウンタ１６６）を更に備えてもよい。前記第２の液体粒子カウンタは、第５の弁（弁１６４ａ）を通って前記流体入口に連結されてもよい。前記システムは、前記粒子監視モジュールからのデータを収集し、前記粒子の結果のために前記データを分析し、粒子の結果を分配するのに設けられたデータ処理モジュールを更に備えてもよい。粒子データの分配は、警告情報の送り出しを含めてもよい。前記タンクは、ポリテトラフルオロエチレン，石英，ガラス，金属，およびこれらを組み合わせたものからなる群の中から、その材料を選択してもよい。
【００４７】
前記液浸流体保持構造体は、入口１４２や出口１４４などの少なくとも一つの流体ポートを有し、この流体ポートを通して流体を受け入れ、若しくは追い出すように構成される。流体ポートが流体出口である場合、流体監視モジュールは、流体出口の外部に流れる流体内の粒子を監視するために、流体出口に第１の液体粒子カウンタが連結される。
【００４８】
また、流体を受け入れるために流体ポートに連結されるタンクと、受け入れた流体内の粒子を監視するために、タンクに連結される第１の液体粒子カウンタと、タンクにガスを供給するために、このタンクに連結されるガス入口と、を更に備えてもよい。この場合の流体ポートは流体入口でもよく、流体監視モジュールは、流体入口に向かってくる流体内の粒子を監視するために、流体入口に連結される第２の液体粒子カウンタを備えてもよい。
【００４９】
本開示内容は、液浸リソグラフィシステムを更に提供するものである。当該システムは、結像システム（結像レンズシステム１３０）と、前記結像システムの下方に横たわって配置される基板ステージと、前記結像システムと前記基板ステージ上の基板との間の隙間を少なくとも部分的に満たす流体を保持するのに設けられた液浸流体保持構造体と、流体を取り入れるのに前記液浸流体保持構造体に連結されるタンクと、流体内の粒子を監視するために、前記タンクに連結される液体粒子カウンタと、前記液体粒子カウンタと共に用いる前記タンクにガスを供給するために、当該タンクに連結されるガスフィルタと、を備えている。
【００５０】
前記開示内容のシステムは、前記タンクと前記液浸流体保持構造体との間に設けられる第１の弁と、前記タンクと前記液体粒子カウンタとの間に設けられる第２の弁と、前記ガスフィルタと前記タンクとの間に設けられる第３の弁と、を更に備えてもよい。本システムは更にまた、粒子監視プロセスを制御し、液体粒子カウンタから粒子データを収集し、この粒子データを処理するのに設けられたコントローラを備えてもよい。
【００５１】
また本開示内容は、半導体集積回路の液浸リソグラフィパターニング方法を提供するものである。この方法は、液浸流体保持モジュールを通して、結像レンズと基板ステージ上の基板との間の隙間に液浸流体を流し、タンクおよび第１の液体粒子カウンタを用いて、前記隙間から外部に流れた後の液浸流体内の粒子を監視すること、を含んでいる。
【００５２】
前記方法において、前記粒子の監視は、前記隙間から前記タンクに液浸流体を満たすために、前記タンクと前記液浸流体保持モジュールの液浸流体出口（出口１４４）との間に連結された第１の弁（弁１６４ｂ，１６４ｃ）を開け、前記タンクを液浸流体で満たした後に前記第１の弁を閉じ、前記タンクにガスを供給するために、ガスフィルタと前記タンクとの間に連結された第２の弁（弁１６４ｄ）を開け、一定期間の間、前記液浸流体を有する状態に前記タンクを維持し、前記第１の液体粒子カウンタを通って液浸流体を流して、この液浸流体内の粒子を測定するために、前記タンクと前記第１の液体粒子カウンタとの間に接続された第３の弁（弁１６４ｅ）を開けることを更に含んでもよい。前記粒子の監視は、パージングプロセスを更に含んでもよい。前記粒子の監視は、前記隙間から前記タンクに液浸流体を満たすために、前記タンクと前記液浸流体保持モジュールの液浸流体出口との間に連結された第４の弁（弁１６４ｂ，１６４ｃ）を開け、前記タンクを液浸流体で満たした後に、前記第４の弁を閉じることを更に含んでもよい。前記第２の弁を開けることが、前記フィルタを通過してガスを供給することを含んでもよく、このガスは、窒素ガス，クリーンドライエア，他の不活性ガス，およびこれらを組み合わせたものからなる群の中から選択される。また、前記ガスを供給することは、前記タンクに正圧を供給することを含んでもよい。
【００５３】
前記方法は、第２の液体粒子カウンタを用いて、前記隙間に流し込む前の液浸流体内の粒子を監視することを更に含んでもよい。前記方法は、前記基板上でリソグラフィック露光プロセスを行なうのに、前記結像レンズを照射することを含んでもよい。前記方法は、第１の液体粒子カウンタからのデータを収集し、粒子の結果を提供するために前記データを分析し、前記粒子の結果を分配することを更に含んでもよい。粒子の結果を分配することが、この粒子の結果に基づく警告情報をユーザーに提供することを含めてもよい。また前記データを収集することが、データベースにそのデータを保存することを含めてもよい。
【００５４】
以上、本開示内容による各実施例を詳細に説明してきたが、それらの実施例では様々な変更や、置換や、選択が、本開示内容の精神と範囲から逸脱することなく行なえることを、当業者は理解すべきである。
【符号の説明】
【００５５】
１１０  基板
１２０  基板ステージ
１３０  結像レンズシステム（結像レンズ，結像システム）
１４０  液浸流体保持用モジュール（液浸流体保持構造体）
１４２  入口（流体ポート，流体入口，液浸流体入口）
１４４  出口（流体ポート，流体出口，液浸流体出口）
１６０，２２４  粒子監視モジュール
１６４ｂ，１６４ｃ  弁（第１の弁）
１６４ｄ  弁（第２の弁）
１６４ｅ  弁（第３の弁）
１６６  液体粒子カウンタ（第２の液体粒子カウンタ）
１６８  タンク
１７０  液体粒子カウンタ（第１の液体粒子カウンタ）
１７２  ガスフィルタ
２００  製造システム（液浸リソグラフィシステム）
【図１】
2011035425.tif 000003
【図２】
2011035425.tif 000004
【図３】
2011035425.tif 000005