(57)【要約】  基板上に放射線を投影するための放射線投影システム（２０）と、投影される放射線の経路に処理される基板を載置して配置するための基板搬送システム（３０）と、基板を移動させるために基板搬送システムを制御するための制御システム（４０）と、特定のタイプのレジストがリソグラフィシステム内で放射線によって露光されることが適切であるかどうかを判断するように構成されたレジスト評価システム（５０）とを具備するリソグラフィシステム（１０）である。レジスト評価システム（５０）は、１以上の放射線ビームを用いて基板の表面上のレジストを露光して、レジストから放出された分子片の質量分布を測定して、成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測して、予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較するように構成されている。
2014530499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に放射線を投影するための放射線投影システム（２０）と、
投影される放射線の経路に処理される基板を載置して配置するための基板搬送システム（３０）と、
前記基板を移動させるために前記基板搬送システムを制御するための制御システム（４０）と、
特定のタイプのレジストがリソグラフィシステム内で放射線によって露光されることが適切であるかどうかを判断するように構成されたレジスト評価システム（５０）とを具備し、前記レジスト評価システム（５０）は、
１以上の放射線ビームを用いて前記基板の表面上のレジストを露光して、
前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定して、
成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測して、
予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較するように構成されているリソグラフィシステム（１０）。
【請求項２】
前記成長速度を予測することは、測定された質量分布に基づいて分圧を得ることを含み、前記成長速度モデルは、さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期測定に基づいている請求項１のシステム。
【請求項３】
前記放射線は、１以上の荷電粒子小ビームの形態を取り、前記放射線誘起堆積の初期測定は、前記１以上の荷電粒子小ビームのさまざまな電流密度に対して行われる請求項２のシステム。
【請求項４】
前記放射線投影システム（２０）は、
複数の小ビームを発生させるための小ビーム発生器（２１）と、
変調された小ビームを形成するために前記小ビームをパターニングするための小ビーム変調器（２２）と、
前記基板の表面上に前記変調された小ビームを投影するための小ビーム投影器（２３）とを有する請求項１ないし３のいずれか１のシステム。
【請求項５】
前記レジスト評価システム（５０）は、リソグラフィ露光のためのリソグラフィシステムに基板を搬送するための前記基板搬送システム（３０）に結合されている請求項１ないし４のいずれか１のシステム。
【請求項６】
前記レジスト評価システム（５０）は、
チャンバ（５１）と、
前記チャンバ中の圧力を低下させるために前記チャンバを吸引するように構成されたポンプシステム（５２）と、
１以上の放射線ビーム（５４）を発生させるための放射源（５３）と、
表面上にレジスト層（５７）が設けられた基板（５６）と、
測定装置（５９）とを有する請求項１ないし５のいずれか１のシステム。
【請求項７】
前記測定装置（５９）は、レジストガス放出質量分布を与える請求項６のシステム。
【請求項８】
前記測定装置（５９）は、残留ガス分析器を有する請求項６又は７のシステム。
【請求項９】
リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性を決定するための方法であって、この方法は、
表面上にレジストを有する基板を設けることと、
１以上の放射線ビームを用いて前記レジストを露光することと、
前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定することと、
成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測することと、
予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較することとを具備する方法。
【請求項１０】
前記成長速度を予測することは、測定された質量分布に基づいて分圧を得ることを含み、前記成長速度モデルは、さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期測定に基づいている請求項９の方法。
【請求項１１】
前記放射線は、１以上の荷電粒子小ビームの形態を取り、前記放射線誘起堆積の初期測定は、前記１以上の荷電粒子小ビームのさまざまな電流密度に対して行われる請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記閾値成長速度は、リソグラフィシステムにとって許容可能な最大の成長速度未満である成長速度に対応する請求項９ないし１１のいずれか１の方法。
【請求項１３】
前記堆積された分子片の成長速度を予測することは、さらに、幾何学的因子に基づき、前記幾何学的因子は、リソグラフィシステムの１以上の特性の影響を表す請求項９ないし１２のいずれか１の方法。
【請求項１４】
前記幾何学的因子は、前記堆積の成長速度に対するリソグラフィシステムの形状の影響を表す請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記モデルは、前記分子片の放射線誘起堆積に対する成長速度に関する請求項９ないし１４のいずれか１の方法。
【請求項１６】
前記モデルは、複数の異なる分子片に対する成長速度を含む請求項９ないし１５のいずれか１の方法。
【請求項１７】
前記モデルは、前記放射線ビームのさまざまな強度に対する成長速度を含む請求項９ないし１６のいずれか１の方法。
【請求項１８】
前記分圧を得ることは、前記分子片の測定された質量分布の合計を使用することを含む請求項９ないし１７のいずれか１の方法。
【請求項１９】
前記モデルは、分圧の関数としての成長速度を含む請求項１８の方法。
【請求項２０】
プロセッサによって実行されたとき、リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性の評価を与える請求項９ないし１９のいずれか１の方法を行うためのコンピュータ読取可能媒体。
【請求項２１】
１以上の放射線ビームによって処理を受ける物質から放出されたガス状汚染物質の堆積による堆積された汚染物質の成長速度を予測する方法であって、この方法は、
前記１以上の放射線ビームを用いて前記物質を露光することと、
前記分子の質量分布、及び前記物質から放出される汚染物質の分子片を測定することと、
成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、汚染物質の堆積された分子及び分子片の成長速度を予測することと、
前記予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較することとを具備する方法。
【請求項２２】
１以上の放射線ビームによって処理を受ける物質から放出されたガス状汚染物質の堆積による堆積された汚染物質の成長速度を予測するための装置であって、この装置は、
チャンバ（５１）と、
前記チャンバ中の圧力を低下させるために前記チャンバを吸引するように構成されたポンプシステム（５２）と、
前記１以上の放射線ビーム（５４）を発生させるための放射源（５３）と、
表面上に物質（５７）が設けられた基板（５６）と、
物質から放出されたガス状汚染物質の質量分布を測定するための測定装置（５９）と、
成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された汚染物質の成長速度を予測するように構成されたプロセッサとを具備する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理システム中の堆積された汚染物質の成長に、特に、１以上の放射線ビームによって処理を受ける物質から放出されたガス状汚染物質の堆積による堆積された汚染物質の成長速度を予測するための方法及び装置に関する処理システムに関する。本発明はまた、レジスト評価システムを具備するリソグラフィシステム、及びリソグラフィシステムで使用されるレジストの適応性を決定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、集積回路（ＩＣ）で使用するための、よりいっそう小さなデバイス構造を製造することに関する半導体産業の要望は、非常に短い波長を使用するリソグラフィシステムを発達させてきている。このようなシステムの例は、限定的ではないが、極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィシステム及び荷電粒子リソグラフィシステムであり、ターゲット基板の表面にパターンを設けるために電子ビーム又はイオンビームを使用する。
【０００３】
リソグラフィシステム内の構成要素は、リソグラフィシステムの動作中にこれらの表面に次第に堆積される汚染物質の影響を受けやすい。特に、汚染物質は、リソグラフィシステム内の放射線の影響の下でシステムの表面に付着した分子片の反応によって形成されうる。例えば、ＥＵＶ又は荷電粒子ビームを用いた照射の下では、ガス状の炭化水素が、システム構成要素の露光された表面上に炭素の層を形成しうる。システム構成要素の表面上へのガス状化合物の堆積の結果、リソグラフィシステムの信頼性や動作上の精度が低下する。結局、リソグラフィシステムは、プリセットされた必要条件内で動作することができず、誤動作する構成要素が洗浄されるか交換される必要がある。しかしながら、構成要素の洗浄も交換も時間がかかるし高価であり、リソグラフィシステムのダウンタイムの著しい増加を招く。
【０００４】
リソグラフィシステム中のガス状の炭化水素の重要な源は、レジスト層であり、レジスト層は、露光される基板の表面の上部に置かれ、続いて、例えば、ＥＵＶ、あるいは電子のような荷電粒子である放射線に露光される。適切なレジストは、特に、放射線ビームへのレジストの露光により、レジストから放出された分子片によって引き起こされるリソグラフィシステム中の汚染物質を制限するために選択されることができる。しかしながら、レジストを評価するために現在使用されている方法は、大きな労働力を要するし時間がかかる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、限られた時間内で容易に適用されることができる、リソグラフィシステムで使用されるレジスト層を評価するための方法及び装置を提供することを目的とする。この目的のために、本発明は、基板上に放射線を投影するための放射線投影システムと、投影される放射線の経路に処理される基板を載置して配置するための基板搬送システムと、前記基板を移動させるために前記基板搬送システムを制御するための制御システムと、特定のタイプのレジストがリソグラフィシステム内の放射線によって露光されることが適切であるかどうかを判断するように構成されたレジスト評価システムとを具備するリソグラフィシステムを提供する。前記レジスト評価システムは、１以上の放射線ビームを用いて前記基板の表面上のレジストを露光して、前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定して、成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測して、予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較するように構成されることができる。前記レジスト評価システムは、１以上の放射線ビームを用いて前記基板の表面上のレジストを露光して、前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定して、成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測して、予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較するように構成されている。
【０００６】
堆積された汚染物質の影響を測定するための従来の方法は、測定に基づいた成長速度をコンピュータで計算するのではなく、汚染の可能性又は危険性を測定することに焦点を合わせていた。そして、コンピュータで計算された成長速度が、特定のリソグラフィシステムに対して与えられた最大の成長速度と直接比較されることができる。測定されたガス放出率を堆積された汚染物質の成長速度に変換するモデルは、堆積された汚染物質の成長速度のこのような計算を可能にするために使用されることができる。
【０００７】
従来の方法を使用すると、レジストのガス放出スペクトルは、低量の分子片の高い放出ガス率を示すことができ、「ハイリスク」レジストタイプとして表される。しかしながら、このガス放出率に対する堆積された汚染物質のコンピュータで計算された成長速度は、リソグラフィシステムの最大の成長速度の閾値未満であることができ、レジストがシステムで使用するために許容可能であることができる。
【０００８】
ガス放出率を測定してガス放出の閾値レベルと比較する従来の方法は、鏡やガラスレンズのような光学部品を使用するリソグラフィシステムに適していることができ、光学部品は、堆積された汚染物質のかなり低いレベルでも影響されうる。荷電粒子リソグラフィ及び検査システムでは、レンズが、荷電粒子ビームが通過するアパーチャによって形成され、アパーチャの寸法がアパーチャに形成される堆積物によってかなり減少されたとき、堆積された汚染物質のみが一般に問題となる。堆積物の成長速度は、システムで使用されるレジストの適応性を適切に決定するための荷電粒子システムにおいてより重要である。
【０００９】
本発明のさらなる態様は、添付の特許請求の範囲及び本発明の実施の形態の以下の説明によって説明される。
【００１０】
本発明のさまざまな態様が、図面に示される実施の形態を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムを示す簡略化された概略図である。
【図２】図２は、レジストガス放出質量スペクトルを測定するための装置の一実施の形態を概略的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性の評価を与える方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、成長放射線誘起堆積の成長速度モデルを形成するために使用されることができる装置の一実施の形態を概略的に示す図である。
【図５ａ】図５ａは、図４の装置で得られた例示的なカメラ画像を示す図である。
【図５ｂ】図５ｂは、図４の装置内で得られた質量スペクトル測定の例示的な結果を示す図である。
【図５ｃ】図５ｃは、さまざまな電流密度に対する汚染物質の分圧の関数としての成長速度を表す曲線を概略的に示す図である。
【図６】図６は、リソグラフィシステム幾何学的因子を決定するための装置の一実施の形態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下は、単なる例として図を参照して与えられる本発明のさまざまな実施の形態の説明である。図は、スケールに合わせて描かれておらず、単に説明目的を意図している。
【００１３】
本発明の所定の実施の形態が、荷電粒子リソグラフィシステムを、特に、電子ビームリソグラフィシステムを参照して説明される。結果として、炭素の堆積は、電子ビームの使用に起因するものと仮定され、また、電子ビームの影響の下でのこのような炭素層の形成は、電子ビーム誘起堆積（ＥＢＩＤ）と称される。当業者は、このような炭素層がまた、イオンビーム放射線及びＥＵＶ放射線のような他のタイプの放射線の影響の下で発達されうることを理解する。
【００１４】
明細書全体にわたって「レジスト」が言及される。この表現は、シリコンウェーハなどの基板をパターニングするためのリソグラフィシステムで共通に使用されるタイプの材料のような、放射線を感知する材料に関連するものとして理解されるべきである。レジストは、ポジティブレジストであることができ、ポジティブレジストでは、放射線に露光されたレジストの一部分が、さらなる溶解プロセスにおいて溶解可能である。あるいは、レジストは、ネガティブレジストであることができ、ネガティブレジストでは、放射線に露光されたレジストの一部分が、さらなる溶解プロセスにおいて非溶解性である。レジストは、それが存在する基板にその上に露光されるパターンを搬送するために、露光される基板の上部に薄層の形態で一般的に適用される。
【００１５】
明細書全体にわたって「レジストのガス放出」が言及される。この表現は、レジストによるガス状化合物や分子片の放射線（例えば、ＥＵＶ、荷電粒子など）誘起放出を表す。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態で使用されることができるリソグラフィシステム１０を示す簡略化された概略図である。リソグラフィシステム１０は、処理されるウェーハのような基板上に放射線を投影するための放射線投影システム２０を有する。放射線投影システム２０は、複数の小ビームを発生させるための小ビーム発生器２１と、変調された小ビームを形成するために小ビームをパターニングするための小ビーム変調器２２と、ターゲットの表面上に変調された小ビームを投影するための小ビーム投影器２３とを有することができる。放射線投影システム２０内の構成要素は、代表的にはカラムで配置され、通常、電子光学カラム又は光学カラムと称されるが、単に「カラム」と称されてもよい。放射線投影システム２０は、適切な種類の放射線を投影するために配置されることができ、例えば、システム２０は、荷電粒子ビーム、光ビーム又は他のタイプのビームを投影することができる。
【００１７】
リソグラフィシステム１０は、さらに、基板を載置して、荷電粒子ビームの経路に処理される基板を配置するための基板搬送システム３０を有する。そして、システム１０は、さらに、放射線投影システム２０に対して基板を移動させるために基板搬送システム３０を制御するための制御システム４０を有することができる。制御システム４０は、例えば、干渉計測定法の使用によって、放射線投影システム２０内で測定によって得られた位置情報に基づく移動をさせることができる。
【００１８】
リソグラフィシステムは、さらに、レジスト評価システム５０を有する。レジスト評価システム５０は、特定のタイプのレジストがリソグラフィシステム１０内の放射線によって露光されることができるかどうかを判断するように構成されている。レジスト評価システム５０は、例えば、ロードロックユニット６０によって、基板搬送システム３０に結合されることができる。そして、ロードロックユニット６０は、レジスト層が設けられたウェーハのような基板をリソグラフィ露光のためのリソグラフィ装置に搬送することができる。
【００１９】
図２は、レジスト評価システム５０の一実施の形態を概略的に示す図である。レジスト評価システム５０は、レジストからの「ガス放出」、即ち、特に、放射線ビームに露光されたときにレジストによって放出されるガスの質量分布を測定するように構成されている。装置５１は、チャンバ５１を有し、この分野で既知のポンプシステム５２を使用してチャンバの圧力を低下させるために吸引されることができる。装置５１は、１以上の放射線ビーム５４を発生させるための放射源５３と、表面上にレジスト層５７が設けられた基板５６と、測定装置５９とを有する。
【００２０】
レジスト層５７は、（１又は複数の）放射線ビーム５４に露光され、レジスト層５７から生じるガス状化合物が測定装置５９を用いて測定される。測定装置５９は、残留ガス分析器、例えば、ＭＫＳインスツルメンツのマイクロビジョン残留ガス分析器であることができる。測定装置５９は、レジストガス放出質量分布を与える。これは、図３により詳しく説明されるような、リソグラフィシステム中の放出ガスの汚染物質の堆積の成長速度を予測するために使用されることができるレジスト層５７の測定された「フィンガープリント」をもたらす。
【００２１】
図３は、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性の評価を与える方法を示すフローチャートである。本方法は、図２に描かれるレジスト評価システム５０を参照して説明されるが、本方法は、同様に、さまざまなシステムで使用されることができる。
【００２２】
まず、アクション１０１において、評価を与えられるレジストがレジスト評価システム５０に設けられる。レジストは、サンプル上に、例えばウェーハのような基板上にあることができる。あるいは、レジストは、レジスト評価システム５０に既にあるサンプル上に置かれてもよい。
【００２３】
そして、アクション１０２において、１又は複数の放射線ビームによってレジストが露光される。放射線ビームは、複数の小ビームを含むことができる。好ましくは、露光に使用される放射線のタイプは、レジストが使用されるリソグラフィシステムで使用される放射線のタイプに対応している。放射線の露光により、分子片がレジストから放出される。測定装置５９は、アクション１０３において、これら分子片の質量分布を測定する。
【００２４】
そして、アクション１０４において、測定結果が、リソグラフィシステム中の堆積の成長速度を予測するために使用される。予測は、アクション１０３で得られた測定結果に基づく。さらに、モデル１１０が使用される。モデルは、好ましくは、さまざまな放射線強度を使用して、既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期測定に基づく。モデル１１０に関するさらなる詳細が、図４並びに図５ａないし図５ｃを参照して説明される。
【００２５】
好ましくは、成長速度の予測はまた、リソグラフィシステムの幾何学的因子（geometry factor）１２０に基づく。幾何学的因子は、放射線誘起堆積の成長速度に対する特定のリソグラフィシステム又はタイプのリソグラフィシステムの影響を表すものである。従って、幾何学的因子は、さまざまなタイプのリソグラフィシステムに対して異なっていることができる。リソグラフィシステムの幾何学的因子を得ることに関するさらなる詳細が、図６を参照して説明される。
【００２６】
最後に、アクション１０５において、リソグラフィシステム中の堆積の予測された成長速度が、所定の閾値成長速度の値と比較される。好ましくは、所定の閾値成長速度の値は、リソグラフィシステムの所望の稼働時必要条件を考慮した最大の許容可能な成長速度に対応している。予測された成長速度が所定の閾値成長速度の値を超えたならば、レジストは、リソグラフィシステムで使用するのに適さないとみなされ、かくして拒否される。他方では、予測された成長速度がこのような所定の閾値成長速度未満であるならば、レジストは、特定のタイプのリソグラフィシステムでの使用に適しているとみなされ、かくして許容される。
【００２７】
リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性の評価を与えるこの方法は、比較的容易に行うことができ、高いコストを招くことなく迅速な結果を与える。
【００２８】
この方法の実施の形態又はその一部は、プロセッサによって実行されることができる。プロセッサは、コンピュータプログラムを実行するように構成されることができる。このようなコンピュータプログラムは、プロセッサを有するコンピュータシステムにロードされることができるコンピュータ読取可能媒体に格納されることができる。
【００２９】
リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性の評価を与える方法は、放射線ビームへの露光により汚染物質の成長速度を予測することに限定されず、露光なしで、又は露光の前に、上昇した温度及び他の要因による汚染物質のガス放出及び結果として生じる汚染物質の成長を測定するために使用されることができる。
【００３０】
レジストのための必要条件は、リソグラフィのタイプごとに変わりうる。例えば、ＥＵＶリソグラフィでは、シリコン、リン光体及び硫黄を含むかこれらからなる分子のような、洗浄方法によって除去されるのが難しい成分の分子片や分子が、炭化水素と実質的に同等の重要な役割を果たす。洗浄可能でない残留物の数ナノメートルのみの層が洗浄後に鏡面上に残っているならば、鏡の光学特性の質、特に、その反射率は、なおも著しく低減する。他方では、電子ビームリソグラフィのような荷電粒子ビームリソグラフィの場合には、このような「洗浄可能でない」分子や成分は、それほど重要でない役割を果たす。なぜならば、電子光学部品の寿命の間、洗浄可能でない残留物のかなりの厚い層が容認可能であるからである。透過損失は、１００ｎｍを越える厚さの残留物の層に対して役割を果たし始めることが分かった。
【００３１】
さらに、ＥＵＶリソグラフィシステム中の光学部品の表面特性は、荷電粒子ビームリソグラフィシステム中の光学部品の表面特性とはかなり異なっている。一般的に、ＥＵＶリソグラフィシステムにおいて浄化可能でないいくつかの分子片は、荷電粒子ビームリソグラフィシステムにおいて実際に除去可能であることができる。
【００３２】
図４は、図３の手順で使用する放射線誘起堆積の成長速度モデルを形成するために使用されることができる装置２００の一実施の形態を概略的に示す図である。装置２００は、真空を含むのに適したチャンバ２０１を有し、チャンバ２０１は、ポンプシステム２０２を使用して吸引されることができ、好ましくは、例えば、弁２１４を備えた制御可能な開口が設けられている。チャンバは、例えば、適切な弁によってチャンバ２０１に所定のガス状化合物を与えるための制御可能な入口２１５を有する。装置２００は、さらに、放射源２０３と、（１又は複数の）放射線ビームの経路にサンプル２０５を配置するためのサンプルホルダ２０４と、放射線変換要素２０７と、カメラ２０９と、測定装置２１０とを有する。
【００３３】
図示される実施の形態では、放射源２０３は、矢印２２０によって概略的に示される図３では、サンプル２０５の方向に電子ビームを発生させるように配置された電子源である。サンプル２０５は、アパーチャプレートの形態を、即ち、荷電粒子リソグラフィシステムで使用されるような、複数の貫通孔が設けられたプレートの形態を取ることができる。これは、荷電粒子ビームリソグラフィシステムで使用されるようなアパーチャアレイ又はビーム停止プレートであることができるか、テスト装置のために特別に構成されたプレートであることができる。アパーチャプレートの存在は、複数の電子小ビームの生成をもたらし、そのパターンは、プレート中のアパーチャのパターンに対応している。複数の電子小ビームは、破線矢印２２２によって概略的に示される。残りの電子ビームは、サンプルプレートによって遮断される。
【００３４】
カメラ２０９は、光子を生成し放出するために変換要素２０７上への電子の衝突によって得られたエネルギを使用するように構成された放射線変換要素２０７を有する。このような変換要素２０７の一例は、ＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）シンチレータである。アパーチャプレートによって形成された複数の電子小ビームは、変換要素２０７に衝突し、電子小ビームのパターンに対応するパターンの複数の光スポットを形成する。そして、光スポットがカメラ２０９によって記録される。
【００３５】
アパーチャプレートの使用は、さらなる分析のためにサンプル２０５を除去する必要なく、インラインで、放射線誘起堆積の記録を与える。従って、放射線誘起堆積の量及び成長速度が、より長い連続期間にわたって監視されることができる。カメラ２０９を用いた放射線誘起堆積パラメータの監視は、直接のフィードバックを与える。さらに、このようなポスト評価は、目的をチェックするために行われることができるが、測定後に評価する必要はない。
【００３６】
制御可能な入口２１５は、分子片のような所定のガス状化合物の進入の抑制を可能にするために配置されている。測定装置２１０は、電子ビーム／小ビームと所定のガス状化合物との間の相互作用により形成された汚染物質の質量を測定するために配置されている。測定装置２１０は、質量分析計、例えば、ＭＫＳインスツルメンツのマイクロビジョン残留ガス分析器であることができる。
【００３７】
測定装置２１０は、プロセッサ２１１に通信可能に接続される。プロセッサ２１１もまた、カメラ２０９に通信可能に接続される。プロセッサ２１１は、さらに、メモリ２１３に通信可能に接続されることができる。メモリ２１３及びプロセッサ２１１は、単一のコンピュータシステムの一部であることができるが、これらはまた、さまざまな位置に位置されることができる。プロセッサは、モデルの形成を可能にする計算を行うように構成されている。このモデルの形成に関するさらなる詳細が、図５ａないし図５ｃを参照して説明される。
【００３８】
図５ａは、図４の装置で得られた例示的なカメラ画像を示す図である。画像は、複数のスポットを示し、その位置は、アパーチャプレートのアパーチャの位置に対応している。スポットのサイズは、サンプル２０５のアパーチャを塞ぐ放射線誘起堆積の結果として変化する。カメラ２０９は、アパーチャプレート２０５（の一部）の完全な透過を記録するように構成されている。汚染物質（例えば、ＥＢＩＤ）によってアパーチャが塞がれることにより、サンプルアパーチャプレートを通るビームの透過は、堆積された汚染物質ができてアパーチャの直径を減少させるので、時間の経過とともに減少する。アパーチャプレートの透過損失を時間の経過とともに測定することによって、放射線誘起堆積の成長速度が計算されることができる。
【００３９】
図５ｂは、この特定の残留ガス分析器（ＲＧＡ）の場合の、測定装置２１０を用いた質量スペクトル測定の例示的な結果を示す図である。この例では、４５以上の質量のある粒子が放射線誘起堆積において役割を果たすという仮定がされている。測定装置２１０を用いて測定された質量スペクトルに基づいて、合計から分圧が得られることができる。このような合計の使用は、比較的簡単であり、洗浄可能でない分子片にそれほど感知性のない荷電粒子リソグラフィシステムでの使用に特に適している。図５ｃは、さまざまな電流密度に対する汚染物質の分圧の関数としての成長速度を表す曲線を概略的に示す図である。この特定の例では、曲線Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩは、それぞれ、電子ビームの電流密度１Ａ／ｍ２、３０Ａ／ｍ２及び４５Ａ／ｍ２に対応している。モデルは、曲線Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩのような成長速度曲線に基づいて形成される。モデルの形成は、図４のプロセッサ２１１のようなプロセッサによって実行されることができる。プロセッサは、コンピュータプログラムを実行するように構成されることができる。このようなコンピュータプログラムは、モデルを形成する方法を行うことを可能にする要素を有することができる。コンピュータプログラムは、プロセッサを有するコンピュータシステムにロードされることができるコンピュータ読取可能媒体に格納されることができる。
【００４０】
図６は、リソグラフィシステム幾何学的因子を決定するための装置３００の一実施の形態を概略的に示す図である。装置３００は、ポンプシステム３０２を使用して吸引されることができるチャンバ３０１を有する。装置３００は、１以上の放射線ビーム３２０を発生させるための放射源３０３と、（１又は複数の）放射線ビームの経路にサンプル３０５を配置するためのサンプルホルダと、放射源によって放出された放射線にほぼ垂直な方向に移動されることができるテープ３０７と、測定装置３１０とを有する。
【００４１】
テープ３０７には、レジスト層３０８（テープの一部分の上にのみ示されるが、テープの全表面に適用されてもよい）が、好ましくはモデルを開発するために質量スペクトル測定がなされるレジストが設けられている。レジスト層３０８は、特定のタイプのリソグラフィシステムの露光に倣って露光される。この理由のために、テープ３０７は、連続して搬送され、レジストに適用された放射線量がドーズに対応し、このようなレジストが調査中のリソグラフィシステムのタイプで受けられる。搬送に関して、テープは、例えば、図６に示されるような２つのスプール３１２ａ、３１２ｂによって搬送されることができる。しかしながら、テープ３０７を搬送するための代わりの方法も同様に可能である。調査中のリソグラフィシステム内に起こるべきでない熱の影響を低減させるために、テープ３０７は、冷却要素３１４によって適切に冷却されることができる。
【００４２】
さらに、サンプル３０５は、好ましくは、調査中のリソグラフィシステムで最も重要な要素に相当し、そのサイズ、形状及びレジストに対するその位置が、好ましくは、調査中のリソグラフィ装置内のこのような要素のサイズ、形状及び位置と実質的に同一である。
【００４３】
図示される例では、装置３００は、マルチ小ビーム電子ビームリソグラフィ装置に倣って構成されている。それ故、サンプル３０５は、アパーチャアレイの形態を取る。実際の露光パラメータは、適切な回転速度でスプール３１２ａ、３１２ｂを回転させることによって、適切なビームエネルギ及びテープ３０７の適切な搬送速度を選択することによって倣われることができる。
【００４４】
調査中のリソグラフィシステムの最も脆弱な一部分の形状と組み合わせて、レジストに影響を与える放射線のエネルギに倣うことによって、レジストのガス放出の信頼できる測定が得られることができる。ガス放出は、測定装置３１０を用いて測定されることができる。調査中でリソグラフィシステムの多数の、例えば約１０００以上のウェーハの露光に対応する露光期間後、サンプル３０５が装置３００から取り出され、放射線誘起堆積の量が測定される。
【００４５】
装置３００は、このように、放射線誘起堆積の成長速度の調査中のリソグラフィ装置の形状の影響についての情報を与え、それ故、この情報は幾何学的因子と称される。形状評価は、リソグラフィシステムの放射線誘起堆積の成長速度の予測の質を改良することができる。幾何学的因子は、測定装置３１０に、例えば図４に描かれたプロセッサ２１１に通信可能に結合されたプロセッサを使用して計算されることができる。
【００４６】
リソグラフィシステムの幾何学的因子を決定するための装置３００の使用は、特に、レジストのガス放出源、即ち露光される基板への放射線の最終的な投影が、レジストガス放出源にかなり隣接して置かれるレンズを備えたレンズ系によって実行されるリソグラフィシステムの設計に特に有用である。真空コンダクタンスの観点では、このような投影システムは、モデル化するのが非常に複雑であり、理論的なやり方で投影システム内の適所で実際の圧力を得ることが事実上不可能である。そして、装置３００は、このような圧力の決定を実験的に可能にする。
【００４７】
本発明は、上に説明された所定の実施の形態を参照して説明されてきた。これらの実施の形態は、本発明の意図及び範囲を逸脱することなく、当業者に周知のさまざまな変更及び代替形態とされることが認識される。従って、特定の実施の形態が説明されてきたが、これらは単なる例であり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に規定される。
【図１】
2014530499.tif 000003
【図２】
2014530499.tif 000004
【図３】
2014530499.tif 000005
【図４】
2014530499.tif 000006
【図５ａ】
2014530499.tif 000007
【図５ｂ】
2014530499.tif 000008
【図５ｃ】
2014530499.tif 000009
【図６】
2014530499.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月3日(2014.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に放射線を投影するための放射線投影システム（２０）と、
投影される放射線の経路に処理される基板を載置して配置するための基板搬送システム（３０）と、
前記基板を移動させるために前記基板搬送システムを制御するための制御システム（４０）と、
特定のタイプのレジストがリソグラフィシステム内で放射線によって露光されることが適切であるかどうかを判断するように構成されたレジスト評価システム（５０）とを具備し、前記レジスト評価システム（５０）は、
１以上の放射線ビームを用いて前記基板の表面上のレジストを露光して、
前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定して、
さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期の測定に基づいて、成長速度モデル（１１０）を使用することと、
分子片の前記成長速度モデル及び分子片の測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測して、前記分子片の測定された質量分布に基づいて分圧を得ることと、
前記予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較するように構成され、前記閾値成長速度は、リソグラフィシステムの最大許容成長速度に関連しているリソグラフィシステム（１０）。
【請求項２】
前記放射線は、１以上の荷電粒子小ビームの形態を取り、前記放射線誘起堆積の初期測定は、前記１以上の荷電粒子小ビームのさまざまな電流密度に対して行われる請求項１のシステム。
【請求項３】
前記放射線投影システム（２０）は、
複数の小ビームを発生させるための小ビーム発生器（２１）と、
変調された小ビームを形成するために前記小ビームをパターニングするための小ビーム変調器（２２）と、
前記基板の表面上に前記変調された小ビームを投影するための小ビーム投影器（２３）とを有する請求項１又は２のシステム。
【請求項４】
前記レジスト評価システム（５０）は、リソグラフィ露光のためのリソグラフィシステムに基板を搬送するための前記基板搬送システム（３０）に結合されている請求項１ないし３のいずれか１のシステム。
【請求項５】
前記レジスト評価システム（５０）は、
チャンバ（５１）と、
前記チャンバ中の圧力を低下させるために前記チャンバを吸引するように構成されたポンプシステム（５２）と、
１以上の放射線ビーム（５４）を発生させるための放射源（５３）と、
表面上にレジスト層（５７）が設けられた基板（５６）と、
残留ガス分析器を有する測定装置（５９）とを有する請求項１ないし４のいずれか１のシステム。
【請求項６】
リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性を決定するための方法であって、この方法は、
表面上にレジストを有する基板を設けることと、
１以上の放射線ビームを用いて前記レジストを露光することと、
前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定することと、
分子片の成長速度モデル及び分子片の測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測することとを具備し、前記成長速度モデルは、さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期の測定に基づいており、
予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較することとを具備し、前記閾値成長速度は、リソグラフィシステムの最大許容成長速度に関連している方法。
【請求項７】
前記放射線は、１以上の荷電粒子小ビームの形態を取り、前記放射線誘起堆積の初期測定は、前記１以上の荷電粒子小ビームのさまざまな電流密度に対して行われる請求項６の方法。
【請求項８】
前記堆積された分子片の成長速度を予測することは、さらに、幾何学的因子に基づき、前記幾何学的因子は、リソグラフィシステムの１以上の特性の影響を表す請求項６又は７の方法。
【請求項９】
前記幾何学的因子は、前記堆積の成長速度に対するリソグラフィシステムの形状の影響を表す請求項８の方法。
【請求項１０】
前記モデルは、複数の異なる分子片に対する成長速度を含む請求項６ないし９のいずれか１の方法。
【請求項１１】
前記モデルは、前記放射線ビームのさまざまな強度に対する成長速度を含む請求項６ないし１０のいずれか１の方法。
【請求項１２】
前記分圧を得ることは、前記分子片の測定された質量分布の合計を使用することを含む請求項６ないし１１のいずれか１の方法。
【請求項１３】
プロセッサによって実行されたとき、リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性の評価を与える請求項６ないし１２のいずれか１の方法を行うためのコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１４】
１以上の放射線ビームによって処理を受ける物質から放出されたガス状汚染物質の堆積による堆積された汚染物質の成長速度を予測する方法であって、この方法は、
前記１以上の放射線ビームを用いて前記物質を露光することと、
前記分子の質量分布、及び前記物質から放出される汚染物質の分子片を測定することと、
分子片の成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、汚染物質の堆積された分子及び分子片の成長速度を予測することとを具備し、前記成長速度モデルは、さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期の測定に基づいており、
前記予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較することとを具備し、前記閾値成長速度は、リソグラフィシステムの最大許容成長速度に関連している方法。
【請求項１５】
１以上の放射線ビームによって処理を受ける物質から放出されたガス状汚染物質の堆積による堆積された汚染物質の成長速度を予測するための装置であって、この装置は、
チャンバ（５１）と、
前記チャンバ中の圧力を低下させるために前記チャンバを吸引するように構成されたポンプシステム（５２）と、
前記１以上の放射線ビーム（５４）を発生させるための放射源（５３）と、
表面上に物質（５７）が設けられた基板（５６）と、
物質から放出されたガス状汚染物質の質量分布を測定するための測定装置（５９）と、
分子片の成長速度モデル及び分子片の測定された質量分布に基づいて、堆積された汚染物質の成長速度を予測するように構成されたプロセッサとを具備し、前記成長速度モデルは、さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期の測定に基づいている装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
本発明は、上に説明された所定の実施の形態を参照して説明されてきた。これらの実施の形態は、本発明の意図及び範囲を逸脱することなく、当業者に周知のさまざまな変更及び代替形態とされることが認識される。従って、特定の実施の形態が説明されてきたが、これらは単なる例であり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に規定される。
出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を以下に付記する。
［１］基板上に放射線を投影するための放射線投影システム（２０）と、投影される放射線の経路に処理される基板を載置して配置するための基板搬送システム（３０）と、前記基板を移動させるために前記基板搬送システムを制御するための制御システム（４０）と、特定のタイプのレジストがリソグラフィシステム内で放射線によって露光されることが適切であるかどうかを判断するように構成されたレジスト評価システム（５０）とを具備し、前記レジスト評価システム（５０）は、１以上の放射線ビームを用いて前記基板の表面上のレジストを露光して、前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定して、成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測して、予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較するように構成されているリソグラフィシステム（１０）。
［２］前記成長速度を予測することは、測定された質量分布に基づいて分圧を得ることを含み、前記成長速度モデルは、さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期測定に基づいている［１］のシステム。
［３］前記放射線は、１以上の荷電粒子小ビームの形態を取り、前記放射線誘起堆積の初期測定は、前記１以上の荷電粒子小ビームのさまざまな電流密度に対して行われる［２］のシステム。
［４］前記放射線投影システム（２０）は、複数の小ビームを発生させるための小ビーム発生器（２１）と、変調された小ビームを形成するために前記小ビームをパターニングするための小ビーム変調器（２２）と、前記基板の表面上に前記変調された小ビームを投影するための小ビーム投影器（２３）とを有する［１］ないし［３］のいずれか１のシステム。
［５］前記レジスト評価システム（５０）は、リソグラフィ露光のためのリソグラフィシステムに基板を搬送するための前記基板搬送システム（３０）に結合されている［１］ないし［４］のいずれか１のシステム。
［６］前記レジスト評価システム（５０）は、チャンバ（５１）と、前記チャンバ中の圧力を低下させるために前記チャンバを吸引するように構成されたポンプシステム（５２）と、１以上の放射線ビーム（５４）を発生させるための放射源（５３）と、表面上にレジスト層（５７）が設けられた基板（５６）と、測定装置（５９）とを有する［１］ないし［５］のいずれか１のシステム。
［７］前記測定装置（５９）は、レジストガス放出質量分布を与える［６］のシステム。
［８］前記測定装置（５９）は、残留ガス分析器を有する［６］又は［７］のシステム。
［９］リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性を決定するための方法であって、この方法は、表面上にレジストを有する基板を設けることと、１以上の放射線ビームを用いて前記レジストを露光することと、前記レジストから放出された分子片の質量分布を測定することと、成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された分子片の成長速度を予測することと、予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較することとを具備する方法。
［１０］前記成長速度を予測することは、測定された質量分布に基づいて分圧を得ることを含み、前記成長速度モデルは、さまざまな分圧に対する既知の分子の成分によって引き起こされた放射線誘起堆積の初期測定に基づいている［９］の方法。
［１１］前記放射線は、１以上の荷電粒子小ビームの形態を取り、前記放射線誘起堆積の初期測定は、前記１以上の荷電粒子小ビームのさまざまな電流密度に対して行われる［１０］の方法。
［１２］前記閾値成長速度は、リソグラフィシステムにとって許容可能な最大の成長速度未満である成長速度に対応する［９］ないし［１１］のいずれか１の方法。
［１３］前記堆積された分子片の成長速度を予測することは、さらに、幾何学的因子に基づき、前記幾何学的因子は、リソグラフィシステムの１以上の特性の影響を表す［９］ないし［１２］のいずれか１の方法。
［１４］前記幾何学的因子は、前記堆積の成長速度に対するリソグラフィシステムの形状の影響を表す［１３］の方法。
［１５］前記モデルは、前記分子片の放射線誘起堆積に対する成長速度に関する［９］ないし［１４］のいずれか１の方法。
［１６］前記モデルは、複数の異なる分子片に対する成長速度を含む［９］ないし［１５］のいずれか１の方法。
［１７］前記モデルは、前記放射線ビームのさまざまな強度に対する成長速度を含む［９］ないし［１６］のいずれか１の方法。
［１８］前記分圧を得ることは、前記分子片の測定された質量分布の合計を使用することを含む［９］ないし［１７］のいずれか１の方法。
［１９］前記モデルは、分圧の関数としての成長速度を含む［１８］の方法。
［２０］プロセッサによって実行されたとき、リソグラフィシステムで使用するためのレジストの適応性の評価を与える［９］ないし［１９］のいずれか１の方法を行うためのコンピュータ読取可能媒体。
［２１］１以上の放射線ビームによって処理を受ける物質から放出されたガス状汚染物質の堆積による堆積された汚染物質の成長速度を予測する方法であって、この方法は、前記１以上の放射線ビームを用いて前記物質を露光することと、前記分子の質量分布、及び前記物質から放出される汚染物質の分子片を測定することと、成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、汚染物質の堆積された分子及び分子片の成長速度を予測することと、前記予測された成長速度を所定の閾値成長速度と比較することとを具備する方法。
［２２］１以上の放射線ビームによって処理を受ける物質から放出されたガス状汚染物質の堆積による堆積された汚染物質の成長速度を予測するための装置であって、この装置は、チャンバ（５１）と、前記チャンバ中の圧力を低下させるために前記チャンバを吸引するように構成されたポンプシステム（５２）と、前記１以上の放射線ビーム（５４）を発生させるための放射源（５３）と、表面上に物質（５７）が設けられた基板（５６）と、物質から放出されたガス状汚染物質の質量分布を測定するための測定装置（５９）と、成長速度モデル及び測定された質量分布に基づいて、堆積された汚染物質の成長速度を予測するように構成されたプロセッサとを具備する装置。
【国際調査報告】
2014530499.tif 000011
2014530499.tif 000012