[发明专利]再循环烷烃浸渍液的装置及使用方法

说明书

发明领域

本发明涉及再循环液态烷烃的方法，该液态烷烃适合在通过使用紫外线波长的光刻法制造电子或集成光电路元件时用作浸渍液。

背景技术

光刻法用于制造电子集成电路已有数十年，近来，更用于制造集成光电路元件。能够制造更高密度集成电路的一项关键技术是使用越来越短波长的曝露光，越短波长能够实现越精细线路的分辨。现有技术使用所谓的真空紫外(VUV)波长，通常低于250纳米，尤其低于200纳米。

近来已经发现，由于高折射率材料中光的有效波长更短，对于给定的光刻光源，在光掩模与接收表面之间引入高折射率液体代替空气能够制造更高分辨率的图像；参见例如Switkes等人，Proceedings of SPIE，卷5040，699(2003)。在使用193纳米光源的光刻法中，水已知用作“第一代”浸渍液。水的折射率是1.43，因此可以计算出193纳米光源发射的光的有效波长为135纳米。193纳米下的水浸光刻法由此提供了对使用基于157纳米激光源的传统(即无浸渍液)光刻系统的切实替代方案。

烃类，尤其是烷烃，已知表现出高于水的折射率。例如，用折射率为1.64的双环己烷代替水作为浸渍液可以将193纳米光的有效波长降至118纳米。尽管浸渍液的高折射率使它们有吸引力，但实际应用通常需要透明度，即，入射光的最低吸光度。低吸光度的要求基于几个因素：

1)透过浸渍液层的光越多，越快形成图像，且激光源的利用越有效。

2)光吸收导致液体被加热，进而导致温度梯度并伴随着不均匀的折射率，这随即降低图像质量。

3)在浸渍液中传播较长距离的光束比传播较短距离的光束承受更大衰减，可能导致图像变差。

Switkes等人(上文引用)公开了合适的浸渍液在实际应用中在193纳米下表现出至少95％的光透射。如由式I确定的那样，这相当于0.22厘米^-1或更低的吸光度(absorbance)。

A＝log₁₀(T₀/T)/h    I

其中A是以厘米^-1为单位的吸光度。T₀是入射光强度，T是透射光强度，h是以厘米为单位的液层厚度。

根据Miyamatsu等人，Proceedings of SPIE，卷5753，10，1毫升厚的浸渍液层要实际用在193纳米光刻法中就应透过至少90％的入射光。这相当于0.40厘米^-1的吸光度。

尽管在本领域中已经知道某些液态烷烃以高于水的折射率为特征，但在本领域中并无吸光度低于0.40厘米^-1的液态烷烃的教导。例如，2003Aldrich目录公开了“高纯”环己烷：在210纳米下的吸光度为1.0厘米^-1；“高纯”己烷：在195纳米下的吸光度为1.0厘米^-1；“高纯”2-甲基丁烷：吸光度为1.0厘米^-1。一般而言，观察到吸光度随波长降低而升高。

美国专利申请US2005/0173682A1公开了几种适用于浸渍光刻法的烷烃，包括以1.1440厘米^-1吸光度为特征的十二烷，吸光度1.5230厘米^-1的环己烷和吸光度大于6的十氢化萘和双环己烷(bicyclohexyl)。

发明概述

本发明的一个方面是一种装置，其包含洁净的闭环流体输送系统(segment)，该系统包括吸附剂段、过滤段、具有入口点的光成像段、为连接各段而设置的管、为使流体经过管流入和流出各段而设置的泵、用于将流体输入和移出光成像段的设备，以及包含在该装置中的液态烷烃，其中在光成像段入口点处，液态烷烃在193纳米处的吸光度＜0.40厘米^-1。

本发明的另一方面是进行液体浸渍光刻的方法，包括：

提供洁净的闭环流体输送系统，该系统包括吸附剂段、过滤段、光成像段、为连接各段而设置的管、为使流体流经各段而设置的泵、和用于将流体输入和移出光成像段的设备以及从流体中吹出吸收的气体的设备，所述方法包括：

将193纳米下吸光度＜0.40厘米^-1的液态烷烃引入光成像段；

使液态烷烃位于光源和被光源依图像照射(imagewise illumination)的表面之间；

使该液态烷烃从光成像段经管道流向吸附剂段；

任选通过从液态烷烃中吹出吸收的氧气来将液态烷烃脱氧；