(57)【要約】  基板上のフォトレジストに使用するフォトリソグラフ露光システムは、照射システムと、１以上の対象パターンを有するフォトマスクと、投射光学露光システムと、流体分配システムとからなる。投射光学露光システムは、前記１以上の対象パターンのイメージを前記フォトレジストのイメージ面に向けて前記照射源からの前記放射線を使用して投影すべく配置されている。流体分配システムは、流体を前記投射光学露光システムと前記基板上の前記フォトレジストとの間に配置する。流体は、水の屈折率値より高い屈折率値を有し、且つ約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のフォトレジストに使用するフォトリソグラフ露光システムであって、前記システムは、
放射線の源を提供する照射システムと、
１以上の対象パターンを有するフォトマスクと、
前記１以上の対象パターンのイメージを前記フォトレジストのイメージ面に向けて前記照射源からの前記放射線を使用して投影すべく配置された投射光学露光システムと、
水の屈折率値より高い屈折率値を有し、且つ約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有している流体を、前記投射光学露光システムと前記基板上の前記フォトレジストとの間に配置する流体分配システムと、からなることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記流体の前記屈折率値が約1.5より高いことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記流体は少なくとも１つの添加剤を含んだ水からなることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの添加剤はBr-、Cl-、F-、OH-、I-、ClO4-1、HPO42-1、SO42-1、H2PO4-、及びHSO4-の少なくとも１つの陰イオンからなること特徴とする請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの添加剤はH+、Cs+、Rb+、K+、Li+、Na+、NH4+、H3+O、及び前記周期律表の第1A族から第VIIIA族の他の希土類（高融点金属）元素の少なくとも１つの陽イオンからなることを特徴とする請求項３記載のシステム。
【請求項６】
前記システムは更に１以上の添加剤と液体とを混合して前記流体を生成する混合システムを有し、前記混合システムは前記流体分配システムに流体として結合していることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記システムは更に前記液体を少なくとも部分的に精製する精製システムを有し、前記精製システムは前記混合システムに流体として結合していることを特徴とする請求項６記載のシステム。
【請求項８】
フォトリソグラフ露光方法であって、
水の屈折率値よりも高い屈折率値を有し、且つ約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有する流体を基板上のフォトレジストに設置する行程と、
１以上の対象パターンを前記フォトレジスト上に投影すべく照射を前記１以上の対象パターンを備えたフォトマスクを介して差し向ける行程と、からなることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記流体の前記屈折率値が約1.5より高いことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記流体少なくとも１つの添加剤を含む水からなることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの添加剤がBr-、Cl-、F-、OH-、I-、ClO4-1、HPO42-1、SO42-1、H2PO4-、及びHSO4-の少なくとも１つの陰イオンからなることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの添加剤がH+、Cs+、Rb+、K+、Li+、Na+、NH4+、H3+O、及び前記周期律表における第1A族から第VIIIA族の他の希土類（高融点金属）元素の少なくとも１つの陽イオンからなることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は更に１以上の添加剤と液体とを混合して前記流体を生成する行程を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は更に前記液体を少なくとも部分的に精製する行程を含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
リソグラフィ用の浸漬液を生成するシステムであって、前記システムは、
１以上の汚染物質と１以上のガスとの内の少なくとも１つを液体から除去する水精製システムと、
前記液体と少なくとも１つの添加剤とからなる流体の屈折率を水の屈折率値より高い第１の値まで上昇せしめるべく、前記少なくとも１つの添加剤を前記液体に加えるインジェクションシステムと、からなることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
前記第１の値は1.5より高いことを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記インジェクションシステムは前記少なくとも１つの添加剤を前記液体に添加し、よって前記流体は約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有することを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項１８】
前記液体は水からなることを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの添加剤はBr-、Cl-、F-、OH-、I-、ClO4-1、HPO42-1、SO42-1、H2PO4-、及びHSO4-の陰イオンからなることを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの添加剤はH+、Cs+、Rb+、K+、Li+、Na+、NH4+、H3+O、及び他の希土類（高融点金属）元素 of 周期律表における第1 A族から第VIIIA族の陽イオンからなることを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項２１】
前記システムは更に、前記フォトレジストと前記流体との相互作用を減じるべくフォトレジストの形成を調整するシステムを含むことを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項２２】
リソグラフィ用の浸漬液を生成する方法であって、前記方法は、
１以上の汚染物質と１以上のガスとの内の少なくとも１つを液体から除去する行程と、
前記液体と少なくとも１つの添加剤とからなる流体の屈折率を水の屈折率値より高い第１の値まで上昇せしめるべく、前記少なくとも１つの添加剤を前記液体に添加する行程と、からなることを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記第１の値は1.5より高いことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの添加剤を前記液体に添加する前記行程によって、前記流体は約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有することを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記液体は水からなることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの添加剤はBr-、Cl-、F-、OH-、I-、ClO4-1、HPO42-1、SO42-1、H2PO4-、及びHSO4-の陰イオンからなることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの添加剤はH+、Cs+、Rb+、K+、Li+、Na+、NH4+、H3+O、及び周期律表における第1A族から第VIIIA族の他の希土類（高融点金属）元素の陽イオンからなることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
前記方法は更に、前記フォトレジストと前記流体との相互作用を減じるべく、フォトレジストの形成を調整する行程を含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してリソグラフィの方法及びシステムに関し、特に、高屈折率値及び低吸光度を有する流体を使用するリソグラフィの方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光リソグラフィは電磁スペクトルの紫外線（UV）可視部内若しくは近傍で放射線を投射することによってレリーフイメージパターンを生成するものである。光マイクロリソグラフィ技法が半導体デバイスの超小型回路パターンの製造に数十年に亘って使用されてきた。接触若しくは近接フォトリソグラフィの初期の技術は精緻化され、3乃至5μｍオーダーの回路の解像度が可能になっている。より最新の投射技法は近接リソグラフィが有するいくつかの問題を最小限度に抑え、0.15μｍより低い解像度を可能にする現在のツールの開発を導いてきた。
【０００３】
半導体デバイスの形状構成は概してそのパターン化に使用するUV放射線の波長のオーダーとなる。現在、露光波長は150乃至450nmのオーダーであり、より具体的には157nm、293nm、248nm、365nm、及び436nmである。最も目標の高いリソグラフィの形状構成は0.35λ/NAに対応するサイズ近傍若しくはそれより小さく、ここにおいてλは露光波長であり、NAは露光ツールの対物レンズ開口数である。一例として、0.75NAの対物レンズを採用した193nmの波長の露光システムにおいては、90ナノメータ以下の形状構成のイメージングが最新技術であると考えられている。
【０００４】
形状構成のサイズは照射波長に正比例し、リソグラフィシステムの開口数（NA）に反比例する。いかなる光学システムであってもイメージング可能な最小の形状構成の絶対的限度は0.25λ/NAに対応している。更に、かかる露光ツールの焦点深度（DOF）は＋/−k2λ/NA2によって定義可能であり、ここにおいてk2は一般的に0.5近傍の値をとるプロセス係数である。
【０００５】
光リソグラフィは、高NA、位相シフトマスキング、修正照射（modified illumination）、光学近接効果補正、及びひとみフィルタリング（pupil filtering）等の技術を使用して100nm未満の大きさに向かって邁進してきた。製造における高い目標が積極的に追求されてきたので、70nmのデバイス幾何構造が193nm程度の波長を用いて可能になっている。157nmにおけるリソグラフィは 50乃至70nm技術用として位置づけられており、半導体技術ロードマップに沿って光学方法は更に進展している。157nmの短波長は有益であるが、この技術が発展し得るものであって多世代に亘るものであることを確証するためには更に解像度を促進する必要がある。かかる短波長における問題は付随するリスクを伴うことになる。
【０００６】
もし1.0を超える開口数（NA）値が1.0を超える屈折率の媒体にイメージングすることによって可能であれば、波長の1/4未満（sub-quarter）のリソグラフィが得られる。顕微鏡法（microscopy）において、更に最近においてはリソグラフィにおいて液浸法（immersion methods）を使用してかかる高い開口数が実施されている。157nmにおけるこの可能性の開発がペルフルオロポリエーテルにイメージングすることによって示されてきたが、これらの流体は一般的に製造に適用可能とするには吸光度が高過ぎた。
【０００７】
浸漬液の選択は第１にその透明度に基づいて行なわれる。波長が真空紫外線（VUV）から増加すると、より魅力的な特性を備えた液体は浸漬イメージング流体として使用するのに充分な透過率を呈する。主な例は水であり、吸光度は185nmにおいては0.50cm-1より低く、193nmにおいては0.05cm-1より低い。193nmにおける水の屈折率は1.44であり、これにより波長を134nmに効果的に減少せしめる。解像度は屈折率値に対して比例して増加する。これは解像度において43%改善する可能性を示しており、これは波長を248nmから193nm、193nmから157nm、若しくは157nmから126nmに変化することによって達成される場合の２倍である。浸漬イメージングのDOFは波長の効果的な減少、すなわち、λ/（nNA2）に基づいて計算される。これは顕著である。なぜならば、使用可能な焦点深度は、媒体のNAの二乗よりもむしろ媒体の屈折率に比例して変化するからである。
【０００８】
浸漬リソグラフィは過去において研究されており、例えば米国特許第4,480,910号及び米国特許第4,509,852号に開示されており、それらは共に本願の開示に組み入れられる。かかる研究ではあまり成果が得られず、その理由は300nmを越える波長に使用されたUVレジストが、露光の際の光化学反応によって著しい量の解離窒素を放出したことによる。加えて、比較的高い屈折率の流体は300nmを超えるUV波長においてフォトレジスト材料と反応する傾向にある。更に、顕微鏡法に使用される標準的な浸漬液は300nm未満では透明ではない。また、代替マイクロリソグラフィ溶液が存在している。更に、水の屈折率は300nmを超えるUV波長においては、上記懸念事項を軽減してその使用を保証する程には充分に高くない（〜1.30）。
【０００９】
深い紫外線/真空紫外線（DUV）/VUVリソグラフィの現状は全く異なっている。光リソグラフィは波長、解像度、及び従来の開口数の限界に近づいている。以前は実用的ではないと考えられていたイメージング方法を研究することが適正になってきた。浸漬液として水を使用することは、過去における問題とは異なって、現在は種々の理由によって魅力的な選択肢である。例えば、193nm 及び248nmのレジストプラットフォームは露光の際に少量のガスを放出する。加えて、193nm及び248nmのフォトレジストと水との反応は最小であり、pHを変更することによって測定不可なレベルまで低減せしめることが可能である。更に、水は193nmにおいて0.05cm-1より低い透明度を有し、湿潤、洗浄及び乾燥における重要な懸念事項を限度内に抑えるウェハ処理において既存の成分である。また、現在は代替となる光学的な選択肢がほとんどない。水は180と300nmとの間の波長における浸漬液として使用可能であるが、ある波長での屈折率が1.40と1.45との間に限られている。より高い屈折率値の浸漬液が好ましい。
【００１０】
将来のリソグラフィの要望に関する国際半導体技術ロードマップ（ITRS）の予測が図１の表に示されている。浸漬リソグラフィに関する最近の興味は、本ロードマップに沿った顕著な進歩を考慮に入れている。光リソグラフィシステムの効果的な開口数を促進することによってかかる進歩は可能となる。もし1.0を超える開口数値が浸漬イメージングを用いて可能であれば、32nmまでの解像度が得られるであろう。UV波長の有用性を広げることによって、短い真空UV（VUV）波長に関する材料及び利用可能性の問題が緩和される。浸漬リソグラフィはUV及びVUVリソグラフィを更なるデバイス世代に推進する最も効果的な方法として確立されている。関連する重要な研究は極めて経済的であり、かかる技術は光学ツールの要望に対しては比較的小さな変化である。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の実施例による基板上のフォトレジストに使用するフォトリソグラフ露光システムは、照射システムと、１以上の対象パターンを有するフォトマスクと、投射光学露光システムと、流体分配システムとからなる。投射光学露光システムは、前記１以上の対象パターンのイメージを前記フォトレジストのイメージ面に向けて前記照射源からの前記放射線を使用して投影すべく配置されている。流体分配システムは、流体を前記投射光学露光システムと前記基板上の前記フォトレジストとの間に配置する。流体は、水の屈折率値より高い屈折率値を有し、且つ約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有している。
【００１２】
本発明の実施例によるフォトリソグラフ露光方法は、流体を基板上のフォトレジストに設置する行程を有する。流体は、水の屈折率値よりも高い屈折率値を有し、且つ約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有する。照射は、１以上の対象パターンを前記フォトレジスト上に投影すべく、前記１以上の対象パターンを備えたフォトマスクを介して差し向けられる
本発明の実施例によるリソグラフィ用の浸漬液を生成するシステムは、水精製システムと、インジェクションシステムと、からなる。水精製システムは、１以上の汚染物質と１以上のガスとの内の少なくとも１つを液体から除去する。インジェクションシステムは、前記液体と少なくとも１つの添加剤とからなる流体の屈折率を水の屈折率値より高い第１の値まで上昇せしめるべく、前記少なくとも１つの添加剤を前記液体に加える。
【００１３】
本発明の実施例によるリソグラフィ用の浸漬液を生成する方法は、１以上の汚染物質と１以上のガスとの内の少なくとも１つを液体から除去する行程を有する。前記液体と少なくとも１つの添加剤とからなる流体の屈折率を水の屈折率値より高い第１の値まで上昇せしめるべく、前記少なくとも１つの添加剤が前記液体に添加される。
【００１４】
本発明は浸漬リソグラフィに使用する流体を提供する、該流体はリソグラフィプロセスにおいて許容されるレベルを超えて吸光を増加しない一方で、流体の屈折率を水のみの屈折率を超えて増加させる。かかる流体によって高い解像度を有する小さな形状構成をフォトレジストにイメージングすることが可能になる。
【実施例】
【００１５】
水の屈折率値を超える屈折率値を備え、且つ、約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有する本発明の実施例における流体26を用いた、基板30上にあるフォトレジスト28のリソグラフィ用のシステム10が図２に示されている。該システム10は、照射システム12、レンズシステム14、ミラー16、レンズシステム18、フォトリソグラフマスク20、対物レンズシステム22、及び透明支持システム24を有しているが、システム10は他のタイプや異なる個数の構成要素が他の方法で含まれていても良く、流体26は干渉法浸漬リソグラフィシステム等の他のタイプのリソグラフィシステムに使用されても良い。本発明は浸漬リソグラフィに使用する流体を提供し、流体の屈折率を水単独の屈折率を超えて増加せしめるものの、リソグラフィプロセスにおいて許容されるレベルを超えて吸光度を増加することはない。かかる流体により、より高い解像度を備えた、より小さな形状構造がフォトレジストにイメージングされる。
【００１６】
図２をより具体的に参照すると、システム10は、リソグラフィ用イメージングに使用するUV若しくは真空紫外線（VUV）等の放射線を提供する照射源12を含んでいるが、他のタイプの放射線源や他のタイプの放射線を使用しても良い。放射された放射線はシステム10内において、レンズシステム14、ミラー16、及びレンズシステム18によって案内されているが、放射された放射線はシステム10において、異なる数や他のタイプの構成要素を伴った他の方法によって案内されても良い。レンズシステム14及び18に一般的に存在するレンズや他の構成要素は当業者にとっては周知であるので、それらはここでは記述しない。
【００１７】
フォトリソグラフマスク20はレンズシステム18から放射された放射線の通路に位置しているが、該マスク20は他の態様で配置されていても良い。該マスク20は基板30上のフォトレジスト28にイメージングされる複数の対象パターンを含んでいるが、該マスク20は他の数の対象パターンを含んでいても良い。対物レンズシステム22は、該マスク20を通過した放射された放射線の通路上の位置であって、対象パターンを伴う放射を透明支持システム24に向けて差し向けるべく配置されている。透明支持システム24は流体26を支持する半円レンズであって対象パターンを伴う放射を流体26に入射することを可能とするが、他のタイプの支持システムであっても良い。
【００１８】
流体26は透明支持システム24とフォトレジスト28との間に配置されているが、流体26の配置は他の態様であっても良い。ほんの一例として、流体26はフォトレジスト28と対物レンズシステム22との間に位置しても良いし、或いは流体26は他のタイプの浸漬リソグラフィシステムにおいて他の位置に配置されても良い。
【００１９】
対物レンズの解像度は開口角（□）の関数である。屈折率（n）と組み合わせた下記の積が、開口数（省略してNAと称す）として知られており、任意の特定の対物レンズの解像度の簡便な指標を提供している。
【００２０】
n（sin（θ））
流体26等のイメージング媒体の屈折率は、システム10の実用的な開口数を決定するためには重要である。増加した屈折率値を有する流体26を備えて操作されるようにシステム10の対物レンズが設計された場合は、開口数の増加がみられる。流体26は水の屈折率値よりも高い屈折率値を有し、これらの実施例では約1.5より高く、約180nmと約300nmとの間の波長において吸光度はミリメータ当たり0.8より低いが、屈折率値の1.5及びある波長でのミリメータ当たり0.8以外の閾値でも良い。一例として、193nmでの水の屈折率は約1.436であって248nmにおける水の屈折率は約1.379である。更にNAを増加して流体26とフォトレジスト28との間の界面での反射を減少するためには、流体はフォトレジスト28の屈折率値に近い屈折率値を有するべきである。
【００２１】
フォトレジスト28は基板30上に堆積される。フォトレジスト28と流体26との相互作用を減少せしめるようにフォトレジスト28の形成が調整され、これは流体26との反応を制限すべく、サイズ、タイプ、並びに光酸発生剤、光塩基及びポリマー化合物の量を加減することによって行なわれる。
【００２２】
液体源及び精製システム32は実質的には水から汚染物質やガスを除去するが、他の液体を用いても良い。添加剤源34は１以上の添加剤を有しており、例えば、陰イオンとしてはBr-、Cl-、F-、OH-、I-、ClO4-1、HO42-1、SO42-1、H2PO4-、及びHSO4-であり、陽イオンとしてはH+、Cs+、Rb+、K+、Li+、Na+、NH4+、H3+O、及び周期律表の第1A族から第VIIIA族の他の希土類（高融点金属）元素であり、それらは流体を形成すべく液体に添加され得るものであるが、添加剤源は他の数量や他のタイプの添加剤を追加しても良い。添加剤を有する液体は、水の屈折率値を超える屈折率値を有し、約180nmと約300nmとの間の波長においてミリメータ当たり0.8より低い吸光度を有する流体26を形成する。
【００２３】
混合システム36が液体源及び精製システム32からの精製した液体と添加剤源34からの添加剤とを混合すべく用いられるが、添加剤を液体に注入するインジェクションシステム等の流体26を作成する他の方法を用いても良い。混合システム36はレンズシステム24の一表面に近接して配置可能な調整自在ノズル38を含んでいるが、浸漬リソグラフィにおける流体の配置には他の方法を用いても良い。
【００２４】
ここでシステム10の操作を図１を参照しながら説明する。照射源12から照射された放射線はレンズシステム14を通過し、ミラー16で反射し、そしてフォトリソグラフマスク20上の更にレンズシステム18を通過する。放射線はマスク20を通過し、対象パターンを備えた対物レンズシステム22に入射する。対物レンズシステム22から出た対象パターンを有する放射線は透明支持システム24を通過して流体26に入射してフォトレジスト28に至る。この放射線はマスク20からの対象パターンをフォトレジスト28にイメージングする。かかる流体26によって、高い解像度を備えた小さな形状構造が達成可能となる。リソグラフィにおける流体26の特徴及び操作を以下により詳細に説明する。
【００２５】
図３を参照すると、システム10若しくは他のリソグラフィシステムによって空気及び他の媒体を介してフォトレジスト28にイメージングすることが示されている。かかる図の左側は、システム10において開示したような投射イメージングシステムによって作成される光学波面を示しており、これはイメージング媒体を介してフォトレジスト28に焦点が合わせられる。この例のイメージング媒体は空気であって屈折率値naを有し、フォトレジストは屈折率nrを有している。図の右側部分は左側部分のものより大きい屈折率、特にnm、の媒体を介してフォトレジスト28に焦点が合わせられた光学波面を示している。屈折率nmが増加すると、イメージがフォトレジスト28における初期焦点から外れたある位置において焦点が合わせられて結果的に不鮮明となるピンぼけの効果は減少する。図４に示されるように、フォトレジスト28の屈折率に屈折率を近づけることが好ましく、よって媒体とフォトレジスト28との間の界面での反射を減じることが可能となり、フォトレジスト28への角度を大きくすることが可能となり、結果的に高い分解能が可能となる。
【００２６】
本発明は流体26の屈折率をリソグラフィシステム10において設計されてきた値に合わせる方法及びシステムを提供する。これらの実施例においては、流体26は１つ以上の添加剤を有する水からなるが、他のタイプの液体を使用しても良い。水の屈折率は、１以上の添加剤若しくは化合物を加えることによって、その本来の値から増加させることが可能であり、これにより流体26に許容可能な低吸光度をもたらす。
【００２７】
一般的に、材料の紫外線・可視吸収は基底状態から励起状態への電子の励起を含んでいる。 溶媒がかかる材料に関連した場合、CTTS「溶媒へのチャージ移転（charge-transfer-to-solvent）」の変移が更に提供される。ハロゲン化物イオンの水溶液のCTTS特性及び吸収挙動の結果による吸収波長（最大吸収の波長）は以下の挙動に従う。
【００２８】
F- < (OH)- < Cl- < Br- < I-
ここにおいてフッ化物イオンはヨウ化物よりも短い波長で吸収する。更に、アルカリ金属陽イオンは最大吸光度波長をより低い値に変化することが可能であり、以下の挙動に従う。
【００２９】
Cs+ < Rb+ < K+ < Li+ < Na+ < NH4+ < H3+O
更に、温度の変化に対する吸収の変化は僅かに正の関係を有し（~500ppm/°C）、一方、圧力の変化に対しては僅かに負の関係を有している。水に溶解して流体26を生成する数種の材料の群の吸収が測定された。これらの材料には、塩化物、ヨウ化物、フッ化物、臭化物、リン酸塩、及び硫酸塩が含まれる。一例として、水に溶解して流体26を生成する硫酸塩及びリン酸塩の吸収特性が図5及び6に各々示されている。モル吸光度（mol/リットル当たりのmm当たりの吸光度）が、測定された各特定のサンプルのmm当たりの吸光度と共に各材料に対して与えられている。サンプルはパーキンエルマー社（Perkin Elmer）の紫外線可視分光光度計であるモデルUV11を使用して測定され、ビーム光路にクォーツ流体サンプルホルダを使用している。各サンプルに対して、吸光度の微分計算用に1mm及び2mmのサンプル厚みにおいて一対の測定が行なわれた。これらの材料のいくつかが約180nmと約300nmとの間の波長において充分に低い吸光度を示し、この実施例においてはmol/リットル当たり0.8mmより低いが、他の吸光度の閾値を使用しても良い。これら水に溶解する添加剤は水素、セシウム、ナトリウム、及びカリウム、並びに周期律表における第1A族から第VIIIA族の他の希土類（高融点金属）陽イオンのリン酸塩及び硫酸塩からなるが、他の添加剤を使用しても良い。各々水及び１以上の添加剤からなる種々の流体の193nm及び248nmにおける吸光度を示す表が図７に示されている。
【００３０】
図８を参照すると、図5及び6の流体26の３つの例の屈折率が示されている。この例においては、流体26は硫酸セシウム、硫酸水素塩（硫酸）及びリン酸水素（リン酸）である。これら流体の各々は純水の屈折率値よりも高い屈折率値を示しており、低吸光度によって大きな透過率を可能とし、これら実施例においてはmol/リットル当たり0.8mmより低い。全ての屈折率の測定は、ウォーラム社（Woollam）のWVASEツール（WVASE-DUV）を使用した可変角度分光偏光解析法を用いて行なわれた。各サンプルにおいて、フォトレジスト28のフィルムは表面をビーズブラスト法によって粗く作成された溶融石英の基板30上に生成された。これによって流体26のフィルムは基板30上のフォトレジスト28に接着することが可能となり、該ツールによって生成されるデータを用いて屈折率を偏光解析に適合させることが可能となる。
【００３１】
193nmにおける３つの流体によって達成した屈折率値が下記の表に示されている。各流体26は濃度（CsSO4は重量基準であり、酸は容量基準である）、193nmにおける屈折率、193nmにおける許容最大開口数（NA max）、及び193nmにおいて許容される最小解像度（R min）によって区別される。
【００３２】
【表１】
2007520893.tif 000002
【００３３】
流体のこれらの例の結果としてのR minは水のみで許容される33.7nmよりも低く、これは顕著な進歩である。水と１以上の添加剤からなる複数の異なる流体26の193nm及び248nmにおける屈折率とコーシーパラメータを示す他の表が図９に示されている。かかる表から判るように、これら流体の全てが、193nmにおいて1.436であり248nmにおいて1.379である水の屈折率値よりも高い屈折率値を有している。
【００３４】
図１０を参照すると、イメージング媒体として水のみを用いて作成したイメージと40wt%のCsS04を含んだ水からなる流体26を用いて作成したイメージとの走査電子顕微鏡写真が示されている。これらのイメージは各液体における31度の開口角（伝搬角度）の結果を示している。対応する水の開口数は0.70であり、一方、CsSO4からなる流体26の対応する開口数は0.78である。これは添加剤を入れた水からなる流体を用いたイメージングでは解像度が11%改善していることを示している。一例として、H2SO4では4%改善し、H3PO4では13%改善している。
【００３５】
従って、本発明は水の屈折率をその本来の値から添加剤化合物が充分に飽和された溶液における屈折率の値までカスタマイズする方法及びシステムを提供する。これによって流体26の光学特性を極めて正確に調整して光リソグラフィシステム10の特定の設計基準に適合せしめることが可能となる。本発明は、吸光度をリソグラフィにおいて許容され得るレベルに保ちつつ180nmと300nmとの間の波長でのマイクロリソグラフィにおいて水によって達成しうる屈折率値よりも高い屈折率値を達成する。
【００３６】
以上のように本発明の基本概念を説明したが、上記の詳細な説明における開示内容は例示のみを企図していることは当業者にとって自明であり、よって本発明を限定するものではない。ここでは明瞭に記述していないが、当業者によって種々の代替例、改善案、及び変更例が行なわれたり考えられたりするであろう。かかる代替例、改善案、及び変更例は本開示内容において示唆されていると考えられ、よって本発明の範囲に包含される。更に、記載されている処理行程の順序すなわちシーケンスや、採用している数、文字、又は他の記号は、クレームしている行程をクレームに記載している場合を除いて限定することを企図するものではない。従って、本発明は添付するクレーム及びその均等のみに限定される。
【００３７】
本出願は2004年2月3日に出願された米国仮出願第60/541、349号の利益を主張しており、本願の開示に組み入れられている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】将来のリソグラフィの要望を予測する表である。
【図２】本発明の実施例による浸漬液を用いたリソグラフィシステムのブロックダイアグラムである。
【図３】空気によるフォトレジストの低屈折率イメージングと他の媒体によるフォトレジストの高屈折率イメージングとのダイアグラムである。
【図４】媒体によるフォトレジストのイメージングの他のダイアグラムである。
【図５】複数の流体の吸光度対波長のグラフである。
【図６】他の複数の流体の吸光度対波長の他の表である。
【図７】193nm及び248nmにおける複数の流体の吸光度の表である。
【図８】複数の流体の屈折率対波長のグラフである。
【図９】流体屈折率及びコーシーパラメータの表である。
【図１０】異なる形状構成サイズ及び異なる厚みのフォトレジストのイメージングの写真である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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