(57)【要約】【課題】十分な精度および測定レートを有し、リソグラフィ用途の特定の環境で使用することができる湿度測定システムを提供する。【解決手段】例えばリソグラフィ装置で用いる湿度測定システム。この湿度測定システムは、ある波長領域の波長を有する測定放射ビームを発するように構成されたチューナブルレーザダイオードを含む。波長領域は、水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む。放射ディテクタに信号処理ユニットが接続される。信号処理ユニットは、チューナブルレーザダイオードの吸収される測定放射ビームの強度を測定するように構成される。信号処理ユニットは、波長情報を得るためにチューナブルレーザダイオードにも接続される。信号処理ユニットは、測定された強度の極値を波長の関数として検出し、かつ検出された極値から湿度値を計算するように構成される。【選択図】図２
2010091559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを発するように構成されたチューナブルレーザダイオードと、
前記チューナブルレーザダイオードの吸収される前記測定放射ビームの強度を測定するように構成された放射ディテクタに接続され、かつ、波長情報を得るために前記チューナブルレーザダイオードに接続される信号処理ユニットと、
を備え、
前記信号処理ユニットが、測定された強度の極値を前記波長の関数として検出し、かつ、前記検出された極値から湿度値を計算するように構成される、
湿度測定システム。
【請求項２】
前記第１の波長が１８７７ｎｍである、
請求項１に記載の湿度測定システム。
【請求項３】
前記波長の範囲が１８７７ｎｍ±１．５ｎｍからである、
請求項２に記載の湿度測定システム。
【請求項４】
前記第１の波長での基準値を求めるのに第２の波長で測定された強度が用いられる、
請求項１に記載の湿度測定システム。
【請求項５】
前記チューナブルレーザダイオードから前記測定放射ビームを受け取ってさらなる放射ディテクタへ基準ビームを向けるように構成されたビームスプリッタをさらに備え、
前記さらなる放射ディテクタが、前記信号処理ユニットに接続され、かつ
基準強度信号を供給するように構成される、
請求項１に記載の湿度測定システム。
【請求項６】
前記信号処理ユニットが、前記測定された強度値を受け取る湿度モデルに基づいて湿度値を求め、かつ、前記測定放射ビーム内の温度および圧力を求めるようにさらに構成される、
請求項１に記載の湿度測定システム。
【請求項７】
水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを供給するステップと、
吸収される前記測定放射ビームの強度を波長の関数として測定するステップと、
前記波長領域内の前記測定された強度の極値を検出するステップと、
前記検出された極値から湿度値を計算するステップと、
を含む湿度測定方法。
【請求項８】
前記第１の波長が１８７７ｎｍである、
請求項７に記載の湿度測定方法。
【請求項９】
前記波長の範囲が１８７７ｎｍ±１０％からである、
請求項８に記載の湿度測定方法。
【請求項１０】
前記第１の波長での基準値を求めるのに第２の波長で測定された強度が用いられる、
請求項７に記載の湿度測定方法。
【請求項１１】
前記測定された強度値を受け取る湿度モデルに基づいて湿度値を求め、かつ、前記測定放射ビーム内の温度および圧力を求めるステップをさらに含む、
請求項７に記載の湿度測定方法。
【請求項１２】
干渉位置測定システムおよび前記干渉位置測定システムに接続された請求項１に記載の湿度測定システムを備え、
前記干渉位置測定システムが補正のために湿度データを受け取るように構成される、
パターニングデバイスから基板上へパターンを転写するように構成されたリソグラフィ装置。
【請求項１３】
１つまたは複数の液浸システムコンポーネントと、
前記１つまたは複数の液浸システムコンポーネントから抽出された空気中の湿度を測定し、かつ、前記１つまたは複数の液浸システムコンポーネントに対する熱負荷を求めるための請求項１に記載の湿度測定システムと、
を備える、
パターニングデバイスから基板上へパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置。
【請求項１４】
放射ビームをパターニングするように構成されるパターニングデバイスを支持するように構築されかつ配置されたサポートと、
基板を支持するように構築されかつ配置された基板サポートと、
前記基板上にパターン付き放射ビームを投影するように構築されかつ配置された投影システムと、
前記基板の位置を測定するように構築されかつ配置された干渉位置測定システムと、
前記干渉位置測定システムに接続された湿度測定システムと、
を備え、
前記湿度測定システムが、
水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを発するように構成されたチューナブルレーザダイオードと、
前記チューナブルレーザダイオードの吸収される前記測定放射ビームの強度を測定するように構成された放射ディテクタに接続され、かつ、波長情報を得るために前記チューナブルレーザダイオードに接続される信号処理ユニットと、
を備え、
前記信号処理ユニットが、測定された強度の極値を前記波長の関数として検出し、かつ前記検出された極値から湿度値を計算するように構成され、
前記干渉位置測定システムが、補正のために前記湿度測定システムから湿度データを受け取るように構成される、
リソグラフィ装置。
【請求項１５】
放射ビームをパターニングするように構成されるパターニングデバイスを支持するように構築されかつ配置されたサポートと、
基板を支持するように構築されかつ配置された基板サポートと、
前記基板上にパターン付き放射ビームを投影するように構築されかつ配置された投影システムと、
前記投影システムと前記基板サポートおよび／または前記基板との間に配置された液浸システムと、
前記液浸システムの１つまたは複数のコンポーネントから抽出された空気中の湿度を測定し、かつ、前記１つまたは複数の液浸システムコンポーネントに対する熱負荷を求めるように構築および配置された湿度測定システムと、
を備え、
前記湿度測定システムが、
水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを発するように構成されたチューナブルレーザダイオードと、
前記チューナブルレーザダイオードの吸収される前記測定放射ビームの強度を測定するように構成された放射ディテクタに接続され、かつ、波長情報を得るために前記チューナブルレーザダイオードに接続される信号処理ユニットと、
を備え、
前記信号処理ユニットが、測定された強度の極値を前記波長の関数として検出し、かつ、前記検出された極値から湿度値を計算するように構成される、
リソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置で使用され得る湿度測定システムおよびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板上に、通常は基板のターゲット部分上に所望のパターンを与えるマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（IC）の製造に使用することができる。その例では、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層上に形成するべき回路パターンを生成するために使用され得る。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つまたはいくつかのダイの一部を構成する）に転写することができる。パターンの転写は、一般に基板上に与えられた放射感応性材料（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、単一の基板は、次々とパターニングされる隣接したターゲット部分の回路網を含むことになる。既知のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上に全パターンを一度に露光させることによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、放射ビームによってパターンを所定方向（「スキャン」方向）にスキャンし、同時に、基板をこの方向と平行または逆平行に同期してスキャンすることによって、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。基板上にパターンを刻印することによりパターニングデバイスから基板へパターンを転写することも可能である。
【０００３】
[0003]  湿度を測定するのに多くの測定原理があって、いくつかの環境または用途ではリソグラフィ装置内でも用いられる。ほとんどの方法は、空気の湿度を直接測定するのでなく、２次的効果、例えば吸湿性の被覆を施された基材の電気的性質または機械的共振周波数の変化、あるいは冷却したミラーの反射率の変化に依存する。直接法は、光吸収を用いて非常に低い（１ｐｐｍ未満の）濃度を測定するキャビティリング湿度センサ、および水素の放電によって生成されたライマンα放射の吸収を利用するライマンαセンサを含む。キャビティリングセンサは、非常に低い（１ｐｐｍ未満の）濃度にのみ適する。ライマンαセンサは不正確であり、汚染および劣化の問題によって光源および光学部品の寿命が制限される。２次的効果に依存するセンサは、すべて平衡状態の形成を必要とする。含まれる物理的プロセスの速度が制約されるため、これらのセンサは比較的非常に遅く、測定「遅れ（lag）」を被る。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]  十分な精度および測定レートを有し、リソグラフィ用途の特定の環境で使用することができる湿度測定システムを得ることが望ましい。
【０００５】
[0005]  本発明の一態様によれば、水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを発するように構成されたチューナブルレーザダイオードと、チューナブルレーザダイオードの吸収される測定放射ビームの強度を測定するように構成された放射ディテクタに接続され、かつ波長情報を得るためにチューナブルレーザダイオードに接続される信号処理ユニットとを含む湿度測定システムが提供される。信号処理ユニットは、測定された強度の極値を波長の関数として検出し、かつ、検出された極値から湿度値を計算するように構成される。
【０００６】
[0006]  本発明の一態様によれば、水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを供給するステップと、吸収される測定放射ビームの強度を波長の関数として測定するステップと、波長領域内の測定された強度の極値を検出するステップと、検出された極値から湿度値を計算するステップとを含む湿度測定方法が提供される。
【０００７】
[0007]  本発明の一態様によれば、パターニングデバイスから基板上へパターンを転写するように構成されたリソグラフィ装置が提供され、このリソグラフィ装置は、干渉計位置測定システムと干渉計位置測定システムに接続された本発明による湿度測定システムとをさらに含み、干渉計位置測定システムは、補正のために湿度データを受け取るように構成される。
【０００８】
[0008]  本発明の一態様によれば、パターニングデバイスから基板上へパターンを転写するように構成されたリソグラフィ装置が提供され、このリソグラフィ装置は、１つまたは複数の液浸システムコンポーネントと、１つまたは複数の液浸システムコンポーネントから抽出された空気中の湿度を測定し、かつ、１つまたは複数の液浸システムコンポーネントに対する熱負荷を求めるための本発明による湿度測定システムとをさらに含む。
【０００９】
[0009]  本発明の一態様によれば、パターニングデバイスを支持するように構築および配置されたサポートを含むリソグラフィ装置が提供される。パターニングデバイスは放射ビームをパターニングするように構成される。基板サポートは基板を支持するように構築および配置され、また、投影システムは、基板上にパターン付き放射ビームを投影するように構築および配置される。この装置は、基板の位置を測定するように構築および配置された干渉計および干渉計に接続された湿度測定システムを含む。この湿度測定システムは、水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを発するように構成されたチューナブルレーザダイオードと、チューナブルレーザダイオードの吸収される測定放射ビームの強度を測定するように構成された放射ディテクタに接続され、かつ、波長情報を得るためにチューナブルレーザダイオードに接続される信号処理ユニットとを含む。信号処理ユニットは、測定された強度の極値を波長の関数として検出し、かつ、検出された極値から湿度値を計算するように構成される。干渉計は、補正のために、湿度測定システムから湿度データを受け取るように構成される。
【００１０】
[0010]  本発明の一態様によれば、パターニングデバイスを支持するように構築および配置されたサポートを含むリソグラフィ装置が提供される。パターニングデバイスは、放射ビームをパターニングするように構成される。基板サポートは、基板を支持するように構築および配置され、また投影システムは、基板上にパターン付き放射ビームを投影するように構築および配置される。この装置は、投影システムと基板サポートおよび／または基板との間に配置された液浸システムと、液浸システムの１つまたは複数のコンポーネントから抽出された空気中の湿度を測定し、かつ、１つまたは複数の液浸システムコンポーネントに対する熱負荷を求めるように構築および配置された湿度測定システムとを含む。この湿度測定システムは、水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを発するように構成されたチューナブルレーザダイオードと、チューナブルレーザダイオードの吸収される測定放射ビームの強度を測定するように構成された放射ディテクタに接続され、かつ、波長情報を得るためにチューナブルレーザダイオードに接続される信号処理ユニットとを含む。信号処理ユニットは、測定された強度の極値を波長の関数として検出し、かつ、検出された極値から湿度値を計算するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
[0011]  本発明の諸実施形態が、添付の概略図を参照しながら単に例として次に説明され、図では同じ参照符号は同じ部品を示す。
【００１２】
【図１】[0012]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の図である。
【図２】[0013]本発明による湿度測定システムの実施形態の概略図である。
【図３】[0014]強度プロファイルを波長の関数として例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0015]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばUV放射またはDUV放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、あるパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに接続されるサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに接続された基板サポート（例えば基板またはウェーハテーブル）ＷＴと、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを備える）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
【００１４】
[0016]  この照明システムは、放射を導くか、整形するか、または制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気など様々なタイプのコンポーネント、または他のタイプのコンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せを含んでよい。
【００１５】
[0017]  サポート構造は、パターニングデバイスを支え、すなわちその重量を担う。サポート構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空環境中で保持されるかどうかなど他の条件に左右される形でパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、または他のクランプ技法を用いることができる。サポート構造は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。サポート構造は、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して確実に所望位置にあるようにすることができる。本明細書における用語「レチクル」または「マスク」のいかなる使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と見なされてよい。
【００１６】
[0018]  本明細書に使用される用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作成するなど、その横断面内にパターンを備えた放射ビームを与えるために使用することができるあらゆるデバイスを指すものと広義に解釈されたい。例えばパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含むと、放射ビームに与えられたパターンが、基板のターゲット部分内の所望のパターンと正確に一致しない可能性があることに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイス内の特定の機能の層に相当することになる。
【００１７】
[0019]  パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、マスクタイプとして、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフトおよびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどの他に様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は、それぞれが、入ってくる放射ビームを様々な方向に反射するように個々に傾斜させることができる、小さなミラーのマトリクス配置を使用する。傾けられたミラーが、ミラーマトリクスによって反射される放射ビーム内にパターンを与える。
【００１８】
[0020]  本明細書に使用される用語「投影システム」は、屈折システム、反射システム、反射屈折システム、磁気システム、電磁気システム、および静電気光学システムあるいはそれらの任意の組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含し、使用される露光放射あるいは液浸液の使用または真空の使用など他の要因に適切なものとして、広義に解釈されたい。本明細書における用語「投影レンズ」のいかなる使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされてよい。
【００１９】
[0021]  本明細書で記述されるように、装置は透過タイプ（例えば透過性マスクを使用するタイプ）である。あるいは、装置は反射タイプ（例えば上記で言及されたプログラマブルミラーアレイを使用するタイプまたは反射性マスクを使用するタイプ）でよい。
【００２０】
[0022]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または複数のマスクテーブル）を有するタイプでよい。そのような「マルチステージ」マシンでは、追加テーブルが並行して使用され得るが、あるいは例えば１つまたは複数の他テーブルが露光に使用されている間に、１つまたは複数のテーブル上で準備ステップが行われることができる。
【００２１】
[0023]  リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間のスペースを充填するように、基板の少なくとも一部分が比較的高屈折率を有する液体、例えば水によって覆われ得るタイプでもよい。リソグラフィ装置内の他のスペース、例えばマスクと投影システムとの間にも液浸液が適用されてよい。投影システムの開口数を増加させるための液浸技法は当業界で周知である。本明細書に使用される用語「液浸」は、液体に基板などの構造体を沈めなければならないことを意味するのではなく、むしろ、露光の間投影システムと基板との間に液体が配置されることを意味するだけである。
【００２２】
[0024]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えばこの放射源がエキシマレーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置は別個の実体でよい。そのような例では、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで、例えば適当な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムＢＤを用いて通される。他の例では、例えば放射源が水銀灯であるとき、放射源はリソグラフィ装置の一体型部品でよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤも一緒に、放射システムと呼ばれてよい。
【００２３】
[0025]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布の調節のためにアジャスタＡＤを備えてよい。一般に、少なくともイルミネータの瞳面内強度（輝度）分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）は調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなど様々な他の構成要素を備えてよい。イルミネータは、放射ビームがその横断面において所望の均一性および強度分布を有するように調節するのに使用されてよい。
【００２４】
[0026]  放射ビームＢは、支持構造体（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）上に入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横切って、基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームを集中させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路内へ個別のターゲット部分Ｃを位置決めするように正確に移動させることができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）は、例えばマスクライブラリからの機械的検索の後、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために使用することができる。一般に、マスクテーブルＭＴの動作は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの動作は、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴがショートストロークアクチュエータのみに接続されてよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて整列され得る。図示された基板アライメントマーク（けがき線アライメントマークとして既知である）は専用ターゲット部分を占めるが、ターゲット部分の間のスペースに配置されてもよい。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイが与えられる状況では、マスクアライメントマークはダイ間に配置されてよい。
【００２５】
[0027]  図示された装置は、以下のモードのうち少なくとも１つで使用され得る。
【００２６】
[0028]  １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれ、一方、放射ビームに与えられたパターン全体がターゲット部分Ｃの上に一度に投影される（すなわち単一の静止露光）。次いで、別のターゲット部分Ｃが露光され得るように、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が、単一の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。
【００２７】
[0029]  ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴと基板テーブルＷＴが同期してスキャンされ、一方、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される（すなわち単一の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性およびイメージ反転特性によって決定され得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大寸法が単一の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向の）幅を制限するのに対して、スキャン運動の長さがターゲット部分の（スキャン方向の）高さを決定する。
【００２８】
[0030]  ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に保たれ、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされ、その一方で放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各動作後に、またはスキャン中連続した放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及されたタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。
【００２９】
[0031]  前述の使用モードまたは全く異なった使用モードの組合せおよび／または変形形態も用いられてよい。
【００３０】
[0032]  浸漬リソグラフィツールでは、露光段階中に、ウェーハテーブルを通って空気および水の２つの相の流れが抽出される。気流中への水の蒸発が、ウェーハテーブル内部に望ましくない熱負荷をもたらす恐れがある。この熱負荷の量を計るために、とりわけ空気がウェーハテーブルへ流入するときおよびウェーハテーブルから流出するときの湿度の増加が求められる。市販の湿度センサは、測定頻度（＞１Ｈｚ）および精度（＜１％）に関して必要とされる仕様を満たさない。
【００３１】
[0033]  水蒸気の、その環境とのある種の平衡の形成または擾乱に依存する方法は、物理的／化学的平衡が変化し得る速度が制約されるために、一般に遅すぎる。質量分析法は、精度および測定頻度に関する仕様を満たすが、この方法は大きくて扱いづらく高くつくものである。
【００３２】
[0034]  本明細書では、当業者にとって既知でありかつ明白であると考えられる用語が用いられるが、明確にするために、以下の用語は示された解釈で用いられる。湿度は、空気中の水蒸気の存在を表す。相対湿度は、実際の水蒸気圧と飽和（最大）水蒸気圧との比である。それは、通常百分率として表される。最大の可能な水蒸気圧が温度と共に変化するので、相対湿度は温度に左右される。絶対湿度は、所与のサンプルにおける水蒸気の量である。絶対湿度は、絶対単位、例えば質量分率（kg/kg）またはモル分率（mol/mol）で表される。理想気体についてはモル体積が同一であるため、モル分率と体積分率とは等しいと考えることができる。
【００３３】
[0035]  本発明によれば、空間、例えばリソグラフィ装置の気流が流れる空間の湿度を直接測定するのに水分子による光の吸収が利用される。水分子によってもたらされる吸収ピークは、例えば約１８７７ｎｍに存在すると判明した。利用できる可能性がある他のピークの例には、約２５００ｎｍ、１９５０ｎｍ、１４５０ｎｍおよび１３９２ｎｍがある。
【００３４】
[0036]  湿度測定システム１０の例示的実施形態が、図２に概略的に示されている。例えばレーザダイオードの形である放射源１１は放射ビームを発し、これがレンズ１８によって測定ビームに変換される。測定ビーム５はディテクタ１２の方へ向けられる。さらなるレンズ１８およびディテクタ１２を使用して、測定された強度信号（測定ビーム５の全経路における吸収を含む）が信号の収集および処理ユニット１４に供給される。
【００３５】
[0037]  レーザダイオード１１は、波長および出力電力が最重要である測定ビーム５の特性を、例えば温度および電流の制御を用いて制御するレーザダイオード駆動回路１５に接続される。レーザダイオード１１は、当技術分野で出力波長が正確に制御され得るものとして既知のチューナブルレーザダイオードでよい。レーザダイオード１１が、変化する波長、例えば所定波長範囲にわたる連続的な掃引でビームを発するように、レーザダイオード駆動回路１５を構成することができる。レーザダイオード駆動回路１５は、信号の収集および処理ユニット１４に接続され、正確な波長情報を与える（直接的には波長信号として与え、あるいは、間接的には例えばチューナブルレーザダイオード１１向けの設定値として使用される電流および温度などのパラメータのみを与える）。
【００３６】
[0038]  一実施形態では、湿度測定システム１０は、（付加レンズ１８を介して）基準ディテクタ１６へ測定ビームの一部を向けるビームスプリッタ１７をさらに含む。基準ディテクタ１６を使用して測定された強度基準信号は、信号の収集および処理ユニット１４に供給される。この基準信号は、ディテクタ１２からの測定された強度信号の処理をドリフトおよび／または放射源の不安定性に対して補償するのに用いることができる。
【００３７】
[0039]  この測定セットアップで使用されているレンズ１８は非球面レンズでよく、これは、所与のビーム幅ならびにディテクタ１２および基準ディテクタ１６上の適切に画定された測定スポットを有する適切に画定された平行測定ビーム５をもたらす。測定ビームの幅および長さは、湿度測定に関連する実際のボリュームを決定する。これによって、特定の測定の必要性に応じて測定ビームの幅および長さを適応させることが可能になる。例示的一実施形態では、ビーム幅は数ミリメートル程度であった。
【００３８】
[0040]  図３に、測定された例示的強度プロファイルが波長の関数として示されている。対象範囲（例えば１８７７ｎｍ±１０％）には、水分子によってもたらされた吸収ピークが存在する（しかし他の吸収ピークから遠く離れており、他の吸収ピークの１つが、より低い波長で図３に示されている）。（連続した）波長領域にわたってスキャンするようにチューナブルレーザダイオード１１を制御することにより、約１８７７ｎｍで水分子によってもたらされた正確な吸収ピーク極値を非常に正確に求めることができる。信号の収集および処理ユニット１４は、対象範囲における強度の極値を非常に正確に求めるように構成することができ、また、前述の基準信号を用いて測定ビーム５の経路における湿度を正確に求めることができる。
【００３９】
[0041]  一実施形態では、信号の収集および処理ユニット１４は、１８７７ｎｍの吸収ピークから外れた強度測定から基準信号を求めるように構成されてよく、というのは、これらの波長については吸収が生じないからである。１８７７ｎｍでの基準値は、例えば１８７７ｎｍの波長からさらに遠く離れて測定された強度値の外挿法を用いて計算される。
【００４０】
[0042]  一実施形態では、水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域内の波長を有する測定放射ビームを供給するためのチューナブルレーザダイオードと、チューナブルレーザダイオードの吸収される測定放射ビームの強度を測定するための放射ディテクタに接続され、かつ波長情報を得るためにチューナブルレーザダイオードに接続される信号処理ユニットとを備える湿度測定システムが提供され、信号処理ユニットは、測定された強度の極値を波長の関数として検出し、かつ検出された極値から湿度値を計算するように構成される。
【００４１】
[0043]  一実施形態では、第１の波長は１８７７ｎｍである。波長領域は、例えば１８７７ｎｍ±１．５ｎｍからである。この波長領域は水分子の全吸収ピークを対象として含み、なおかつ普通に入手可能で手頃なコンポーネントを使用することが可能である。
【００４２】
[0044]  一実施形態では、第２の波長で（第１の波長の近くで水分子によってもたらされた吸収ピークから外れて）測定された強度は、例えばドリフトまたは放射源の不安定性を補償するために、第１の波長での基準値を求める（すなわち水分子による吸収なしで）のに用いることができる。上記の一実施形態で論じられたように、第２の波長で測定された強度（または複数の波長で測定された複数の強度）から、波長の関数としての全範囲を求めることもでき、第１の波長での基準値を得る。
【００４３】
[0045]  湿度測定システムは、チューナブルレーザダイオードから測定放射ビームを受け取ってさらなる放射ディテクタへ基準ビームを向けるビームスプリッタをさらに備えてよく、さらなる放射ディテクタは、基準強度信号を供給するために信号処理ユニットに接続される。
【００４４】
[0046]  一実施形態では、湿度測定システムは、測定放射ビームを供給するために１つまたは複数のレンズをさらに備え、また、それぞれのディテクタ上でビームを合焦することも可能である。
【００４５】
[0047]  信号処理ユニットは、一実施形態では、測定された強度値を受け取る湿度モデルに基づいて湿度値を求め、かつ測定放射ビーム内の温度および圧力を求めるように構成される。
【００４６】
[0048]  一実施形態によれば、水分子の吸収ピークに関連した第１の波長を含む波長領域の波長を有する測定放射ビームを供給するステップと、吸収される測定放射ビームの強度を波長の関数として測定するステップと、波長領域内の測定された強度の極値を検出するステップと、検出された極値から湿度値を計算するステップとを含む湿度測定方法が提供される。第１の波長は例えば１８７７ｎｍであり、また、波長領域は１８７７ｎｍ±１０％からであり得る。第２の波長で測定された強度は、例えばドリフトまたは放射源の不安定性を補償するために、第１の波長での基準値を求めるのに用いることができる。この方法は、測定された強度値を受け取る湿度モデルに基づいて湿度値を求め、かつ測定放射ビーム内の温度および圧力を求めるステップをさらに含んでよい。
【００４７】
[0049]  本実施形態の湿度測定システム１０は、測定空間５における水分子による１８７７ｎｍでの光の吸収を直接的かつ即座に測定するので、高い測定レート（＞１Ｈｚ）が可能である。その上、この湿度測定システムの素子は劣化しにくく、測定空間５の圧力または温度にかかわらず０〜１００％の湿度範囲全体にわたって用いることができる。吸収の変化を非常に正確に測定することができ、これと他の要因（温度、圧力）がどのように吸収に影響を及ぼすかということを勘案するモデルとを組み合わせると、高い測定精度が得られる。１８７７ｎｍの近くの波長領域で動作するチューナブルレーザダイオード１１は、容易かつ手頃に入手可能である。
【００４８】
[0050]  リソグラフィ用途では、例えば図１に関して説明されたようなリソグラフィ装置では、本湿度測定システム１０は様々なサブシステムに使用することができる。一実施形態では、湿度測定システム１０は、ウェーハステージＷＳの干渉計位置測定システムに対する湿度変化の影響を補正するのに適用されてよい。測定頻度および精度が高いと、リアルタイム補正が可能になる。液浸ベースのリソグラフィシステム向けに、さらなる用途が検討され得る。リソグラフィ装置内のいくつかのコンポーネント、特にウェーハテーブルまたは液浸フードに配置されたものには熱負荷が加わり、これらのコンポーネントから抽出される空気の湿度は、その熱負荷に関する直接の測度である。本湿度測定システム１０を使用する液浸システム内の様々なコンポーネントに対する熱負荷のこの直接測定によって、ウェーハテーブルおよび液浸フードの設計の最適化が可能になる。
【００４９】
[0051]  本発明の実施形態は、パターニングデバイスから基板上へパターンを転写するように構成されたリソグラフィ装置に関し、このリソグラフィ装置は、干渉計位置測定システムと、干渉計位置測定システムに接続された、前述の実施形態のうち任意の１つによる湿度測定システムとをさらに備え、干渉計位置測定システムは、補正のために湿度データを受け取るように構成される。
【００５０】
[0052]  本発明の実施形態は、パターニングデバイスから基板上へパターンを転写するように構成されたリソグラフィ装置に関し、このリソグラフィ装置は、１つまたは複数の液浸システムコンポーネントと前述の実施形態の任意の１つによる湿度測定システムをさらに備え、１つまたは複数の液浸システムコンポーネントから抽出された空気中の湿度を測定し、かつ１つまたは複数の液浸システムコンポーネントに対する熱負荷を求める。
【００５１】
[0053]  ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して本説明に特定の参照がなされてもよいが、本明細書に説明されたリソグラフィ装置が、磁気ドメインメモリ、平面パネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（LED）、薄膜磁気ヘッドなど向けの集積光学システム、誘導パターンおよび検出パターンの製造など他の用途を有し得ることを理解されたい。当業者なら、そのような代替用途の文脈では、本明細書における用語「ウェーハ」または「ダイ」のいかなる使用も、それぞれ、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義なものと見なしてよいことを理解するであろう。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジストの層を与え、露出したレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツール内で処理されてよい。適用可能であれば、本開示は、そのようなものおよび他の基板処理ツールに適用されてよい。その上、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理されてよく、そのため、本明細書に用いられる用語の基板は、既に複数の処理済の層を含む基板も意味してよい。
【００５２】
[0054]  本発明の実施形態の使用に対して、光リソグラフィの文脈において上記で特定の参照がなされていても、本発明は、他の用途、例えばインプリントリソグラフィおよび状況が許すところで使用されてよく、光リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが、基板上に作成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に与えられたレジストの層へ押しつけられてよく、その後、レジストは、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによって硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化された後、レジスト中にパターンを残してレジストから離される。
【００５３】
[0055]  本明細書に使用される用語「放射」および「ビーム」は、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子線と同様に紫外線（ＵＶ）放射（例えば３６５、３５５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの、またはそのくらいの波長を有する）および超紫外線（EUV）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。
【００５４】
[0056]  用語「レンズ」は、文脈上可能であれば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電気のコンポーネントを含む様々なタイプのコンポーネントの任意のものまたはその組合せを意味してよい。
【００５５】
[0057]  本発明の特定の実施形態が上記に説明されてきたが、本発明は、説明されたものとは異なる様式で実行され得ることが理解されよう。例えば、本発明は、上記に開示された方法を記述した機械可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形式、またはそのようなコンピュータプログラムが格納されているデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形式をとってよい。
【００５６】
[0058]  上記の記述は、例示を意図したものであり、限定するものではない。したがって、以下に詳述される特許請求の範囲から逸脱することなく、説明された本発明に対して変更形態が作成され得ることが当業者には明白であろう。
【図１】
2010091559.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010091559.tif 000005
【外国語明細書】
2010091559000001.pdf