(57)【要約】【課題】  粒子又は気泡検出のための浸漬リソグラフィ・ステッパーにおける照射光を提供すること。【解決手段】  本発明の実施形態は、ウェハを保持するためのウェハ・ホルダと、ウェハを覆うための浸漬液と、前述の浸漬液を分配及び収容するための浸漬ヘッドと、ウェハ上のレジストをリソグラフィ露光するように適合された光源と、を含む浸漬リソグラフィ露光システムを提供する。このシステムはまた、浸漬ヘッドの第１の位置に光検出器、並びに、前述の浸漬ヘッド内の第２の位置にレーザ光源を含む。【選択図】      図２
2008010870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを保持するためのウェハ・ホルダと、
前記ウェハを覆う浸漬液と、
前記浸漬液を収容する浸漬ヘッドと、
前記浸漬ヘッド内の第１の位置における少なくとも１つの光検出器と、
前記ウェハ上のレジストをリソグラフィ露光するように適合された光源と、
を含み、
前記光源が、光を前記浸漬液を通して前記光検出器に伝送して前記浸漬液内の異物を識別するようにさらに適合される、
浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項２】
少なくとも１つのレンズをさらに含み、前記レンズが、前記浸漬液内の異物による散乱後、前記光源からの光を前記光検出器上に合焦するように適合される、請求項１に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項３】
前記レンズが、前記浸漬ヘッドの周辺部に沿った少なくとも１つの位置、前記浸漬ヘッドの周辺部に沿った第２の位置、前記浸漬ヘッドの周辺部に沿った第３の位置、前記浸漬ヘッドの周辺部に沿った第４の位置の近傍にある、請求項２に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項４】
前記浸漬ヘッドの周辺部に沿った付加的な位置にレーザ光源をさらに含み、前記レーザ光源が、光を前記浸漬液に通して前記浸漬液内の粒子によって散乱させ、そこから前記光検出器に伝送して、前記浸漬液内の異物を識別するように適合される、請求項２に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項５】
前記レンズが、前記粒子によって散乱された前記光を前記光検出器上に合焦するようにさらに適合される、請求項４に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項６】
前記レーザ光源及び前記光検出器が前記浸漬ヘッド内に位置決めされており、前記光源が前記浸漬ヘッドの外側に位置決めされる、請求項４に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項７】
前記光検出器が前記浸漬ヘッド内の第２、第３及び第４の位置の少なくとも１つの近傍にある、請求項１に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項８】
ウェハを保持するためのウェハ・ホルダと、
前記ウェハを覆う浸漬液と、
前記浸漬液を収容する浸漬ヘッドと、
前記浸漬ヘッド内の第１の位置における少なくとも１つの光検出器と、
前記ウェハ上のレジストをリソグラフィ露光するように適合された光源と、
前記浸漬液内の異物による散乱後、前記光源からの光を前記光検出器上に合焦するように適合された少なくとも１つのレンズと、
を含む浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項９】
前記光源が、光を前記浸漬液を通して前記光検出器に伝送して前記浸漬液内の異物を識別するようにさらに適合される、請求項８に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項１０】
前記浸漬ヘッド内の第２の位置にレーザ光源をさらに含み、前記レーザ光源が、光を前記浸漬液を通して前記光検出器に伝送して、前記浸漬液内の異物を識別するように適合される、請求項８に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項１１】
前記レンズが、前記浸漬液内の異物による散乱後、前記光源からの前記光を前記光検出器上に合焦するように適合される、請求項１０に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項１２】
前記レーザ光源及び前記光検出器が前記浸漬ヘッド内に位置決めされており、前記光源が前記浸漬ヘッドの外側に位置決めされる、請求項１０に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項１３】
前記光検出器が、さらに、前記浸漬ヘッド内の第２の位置、前記浸漬ヘッド内の第３の位置、前記浸漬ヘッド内の第４の位置のうちの少なくとも１つの近傍にあり、
前記レンズが、前記浸漬ヘッド内の前記第１の位置、前記第２の位置、前記第３の位置及び前記第４の位置の少なくとも１つの近傍にある、
請求項８に記載の浸漬リソグラフィ露光システム。
【請求項１４】
浸漬リソグラフィ露光システムにおける異物を検出するための方法であって、
ウェハを光源からの光でリソグラフィ露光するステップと、
前記光を前記ウェハを覆う浸漬液を通して伝送するステップであって、前記浸漬液内の前記異物によって散乱光が反射される、ステップと、
少なくとも１つの光検出器により前記散乱光を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
前記散乱光を少なくとも１つのレンズにより前記光検出器上に合焦するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
レーザビームを前記浸漬液を通して伝送するステップであって、前記レーザビームが前記浸漬液内の前記異物により反射されて、散乱レーザビームを生成する、ステップと、
前記散乱レーザビームを前記光検出器により検出するステップと、
をさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記散乱レーザビームを、少なくとも１つのレンズにより前記光検出器上に合焦するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
浸漬リソグラフィ露光システムにおける異物を検出するための方法であって、
ウェハを光源からの光でリソグラフィ露光するステップと、
前記光を前記ウェハを覆う浸漬液を通して伝送するステップであって、前記浸漬液内の前記異物によって散乱光が生成される、ステップと、
前記散乱光を少なくとも１つのレンズにより少なくとも１つの光検出器上に合焦するステップと、
前記光検出器により前記散乱光を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
レーザビームを前記浸漬液を通して伝送するステップであって、前記レーザビームが前記浸漬液内の前記異物により散乱されて、散乱レーザビームを生成する、ステップと、
前記散乱レーザビームを前記光検出器により検出するステップと、
をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記散乱レーザビームを、少なくとも１つのレンズにより前記光検出器上に合焦するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、粒子又は気泡検出用の浸漬リソグラフィ・ステッパーにおける照射光のためのシステム、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロプロセッサ及びメモリチップのような集積回路（ＩＣ）を形成する場合において、リソグラフィは、詳細なパターンをシリコンウェハ上に形成するのに用いられる極めて特殊な印刷プロセスである。所望のパターンを含む像が、このパターンを定めるマスクを通してウェハ上に投影される。マスクを通す光投影前に、ウェハは「レジスト」と呼ばれる感光性材料の薄い層で被覆される。像パターンの明るい部分は、レジスト材料がより溶けやすくなる化学反応をもたらし、従って、現像液において溶解し、像の暗い部分は溶けずに残る。現像後、レジストは、ウェハ表面にわたり所望のマスクパターンに正確に適合するステンシル・パターンを形成する。最後に、このパターンは、エッチング・プロセスにおいてウェハ表面上に永続的に転写され、ここでは、例えば、化学エッチング液を用いて、レジストによって保護されないウェハ表面の部分をエッチングする。ここに言及される従来のプロセスの多くが、特許文献１のような以前の特許及び刊行物に説明される。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開番号第２００５／０２１３０６１  Ａ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩＣデバイスのスケーリングにおける制限要因としてのリソグラフィの像解像度では、リソグラフィの構成要素及び技術における改善が、さらに進歩した小型のＩＣの継続する発展に重要である。浸漬リソグラフィは、リソグラフィをより小さい寸法にまで広げるための主要な技術になってきている。しかし、純粋な遮断されない伝送媒体、並びに、ツール及びウェハと浸漬液媒体との適合性を維持することを含む浸漬リソグラフィの実装に対して、多数の実際問題が残っている。６ｍｍまでの作動距離において５％の光吸収及び屈折率ｎ＝１．４７を有する脱気された精製水が、浸漬リソグラフィに好適な媒体とすることができる。しかし、粒子、破片及び他の異物が伝送媒体に不注意に導入されて、それにより、像解像度に悪影響を及ぼすことがある。さらに、走査処理中に気泡を形成する傾向に関連する問題が残る。リソグラフィ露光ツール上のステージは、ウェハ全体にわたる位置間で進み、各フィールドに対してレチクル像を走査する。高い処理量を達成するためには、ステージは急速に加速し、次のフィールド位置に正確に移動し、定置し、像を走査し、次いで、次の位置に進み、これらをすべて短時間で行わなければならない。ウェハ媒体は、移動表面近くのキャビテーションしがちな水層においてマイクロ気泡及びナノ気泡を形成しやすい。
本発明は、粒子又は気泡検出のための浸漬リソグラフィ・ステッパーにおける照射光のシステム、方法等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、ウェハを保持するためのウェハ・ホルダと、ウェハを覆うための浸漬液と、浸漬液を収容するための浸漬ヘッドと、ウェハ上のレジストをリソグラフィ露光するように適合された光（露光）源とを含む浸漬リソグラフィ露光システムを提供する。このシステムはまた、浸漬ヘッドの第１の端部において少なくとも１つの光検出器を含み、この浸漬ヘッドの第２の端部においてレーザ光源を含むことができる。光検出器はまた、浸漬ヘッドの第２の端部、第３の端部及び第４の端部の全て又は少なくとも１つの近傍にあることができる。
【０００６】
露光源及びレーザ光源の両方が浸漬液を照射する。浸漬液内の異物がこの光を散乱する。散乱光は光検出器によって収集され、それにより、浸漬液内の異物を識別する。システムはさらに、少なくとも１つのレンズを含み、このレンズは、散乱光を光検出器上に合焦するように適合される。レンズは、浸漬ヘッドの第１の端部、第２の端部、第３の端部及び第４の端部の全て又は少なくとも１つの近傍にある。光源は浸漬ヘッドの外側に位置決めされる。
【０００７】
ここでの実施形態はさらに、浸漬リソグラフィ露光システム内の異物を検出するための方法を含み、この方法は、光源からの光でウェハをリソグラフィ露光することによって開始する。次に、光がウェハ（又はウェハの一部）を覆う浸漬液を通して伝送され、光は浸漬液内の異物によって散乱する。次に、散乱光がレンズにより少なくとも１つの光検出器上に合焦され、この光検出器が散乱光を検出する。
【０００８】
さらに、この方法は、レーザビームを浸漬液を通して伝送することを含むことができ、これは、レーザビームをウェハ表面に対して平行に向けることを含み、レーザビームは浸漬液内の異物によって散乱されて、散乱レーザビームを生成する。これに続いて、散乱レーザビームがレンズにより光検出器上に合焦され、この光検出器が散乱レーザビームを検出する。
【０００９】
従って、本発明の実施形態は、散乱露光放射線の監視（モニタリング）により浸漬流体内の欠陥及び気泡を検出するための方法を提供する。すでにある光源を使用することによって、必要になるハードウェア変更量が著しく減少される。さらに、照射光の波長が非常に短く、これは、小さい欠陥に対するより高い感度をもたらす。ここでの実施形態は、さらに、独立した光源を付加することにより、浸漬ヘッドに内蔵される同様な光収集機構を提供する。
【００１０】
本発明のこれら及び他の態様及び目的は、以下の説明及び添付の図面と併せて考えるときに、より良く認識され、理解されるであろう。しかし、以下の説明は、本発明の実施形態及びその幾多の特定の詳細を示すが、これは制限するためのものではなく、例示のために提供されることを理解すべきである。本発明の精神から離れることなく、多くの変更及び修正を行うことができ、本発明はすべてのこのような変更を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、図面を参照して、以下の詳細な説明からより良く理解されるであろう。
【００１２】
本発明、その種々の特徴及び有利な詳細が、添付の図面に示され、以下の説明において詳細に述べられる、限定されない実施形態を参照してより完全に説明される。図面に示される構造体は、必ずしも縮尺通りに描かれたものではないことに注目されたい。周知の構成要素及び処理技術の説明は、本発明を不必要に不明瞭にしないように省略される。ここに使用される実施例は、単に、本発明を実施できる方法の理解を容易にすること、並びに、当業者が本発明を実施するのをさらに可能にすることが意図される。従って、実施例は本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【００１３】
本発明の実施形態は、散乱露光放射線の監視により、浸漬流体内の欠陥及び気泡を検出するための方法を提供する。すでにある露光放射線を使用することによって、必要となるハードウェア変更量が著しく減少される。さらに、露光放射線の波長は（１９３ｎｍのように）非常に短いものであり、これは小さい欠陥に対してより高い感度をもたらす。ここでの実施形態はさらに、独立した光源を付加することにより、浸漬ヘッドに内蔵される同様な光収集機構を提供する。
【００１４】
より具体的には、本発明の実施形態は、光学ステッパーの浸漬ヘッドの内側部分を構成するレンズの使用を含む。より大きい直径（より高い開口数）をもつレンズがより高い解像度を提供し、この用途にさらに望ましい。レンズの領域が大きくなればなるほど、解像度がより高くなる。集光レンズは（パターン）照射の領域から離れて配置されるため、ウェハ上のレジスト又はＡＲＣ（反射防止コーティング）の下にあるトポグラフィ（形状）又は粒子は計数されない。ウェハ上のトポグラフィにより散乱された光の大部分（集光光学部品に入ることができる軌道を有する）は、ＡＲＣ／レジスト材料を通して比較的長い距離を移動しなければならず、それによって吸収される。レジスト上面の欠陥は、依然として検出される。さらに、代替的な実施形態においては、散乱光を収集するために用いられるのと同様なレンズを用いて、レーザ源などからの光ビームを合焦して、粒子／気泡検出のための第２の実施形態を構成することができる。レンズ又は光学素子は、レーザ光線がウェハ表面に対して平行にかつそのできるだけ近くで移動することを可能にするように設計される。この第２の実施形態は、限界印刷容積の外側の流体欠陥の検出を可能にする（さらに、レジストを露光しないレーザを有することを必要とする）。
【００１５】
本発明の幾つかの実施形態は、露光照射レーザを用いて、粒子／気泡検出のための光源を与える。第１に、ここでの実施形態は、照射システムを浸漬ヘッドに一体化する必要がない（すでにリソグラフィ・システムの一体部分である）ため、実装するのに比較的に容易で高価なものではない。第２に、ここでの実施形態は、波長１９３ｎｍといった露光波長である光の最適な波長（λ）を使用する。波長が短ければ短いほど散乱がより効率的であるため、より短い波長が好ましく、散乱は１／（λ４）に比例するため、波長のわずかな減少でさえ、散乱効率の大幅な増加をもたらす。しかし、露光波長よりはるかに短い波長は浸漬流体により吸収され、パターン形成レジストを不必要な像をともなって露光する。従って、独立型レーザを用いる照射が用いられる第２の種類の実施形態においては、露光波長より長い波長を使用しなければならず、従って感度が低下する。
【００１６】
第３に、粒子検出のために露光照射を用いるときには、液体内の散乱粒子／気泡からの信号は、対象となる領域、すなわち、露光中に露光光により照射される浸漬流体の部分からのみ検出される。浸漬ヘッドの周辺部内にとどまる欠陥、通常の露光領域の外側の欠陥は、欠陥の測定「雑音」の一因にはならない。さらに、散乱光は露光フィールドの走査中に生成されるため、ウェハレベルの欠陥との対比により欠陥生成の除去（デバッグ）が容易になる。
【００１７】
第４に、ここでの実施形態は、（浸漬ヘッドの壁は通常の処理中に照射されないため）浸漬ヘッドの種々の表面（壁）からの反射光の散乱に対して感度が低い。
【００１８】
照射／検出ビームがウェハ表面に当たったとき、表面形状により散乱した光は検出システムを混乱させることがある。しかし、露光波長での照射においては、レジストが吸収し、ＡＲＣが非常に吸収する。この吸収は、非常に浅い集光角度と組み合わさって、浸漬流体内の粒子により散乱した光の強度とは対照的に、ウェハ・パターンから又はＡＲＣ及びレジストによって被覆されたウェハ上の粒子により散乱した光の相対強度を、非常に低いものにする。
【００１９】
浸漬リソグラフィ露光システム１００の断面図が図１に示される。
【００２０】
具体的には、システム１００はウェハＷを保持するためのウェハ・ホルダ１１０を含み、浸漬液Ｌ（ここでは「浸漬流体」とも呼ばれる）がウェハＷの上に配置される。ウェハ・ホルダ１１０は、例示的な目的に過ぎないが、クランプ、ピン、溝、真空などのような場所に物体を取り外し可能に固定するための一般に知られる留め具（ファスナー）を含むことができる。光検出器１２０が浸漬ヘッド１６０に一体化されて与えられ、集光レンズ１３０が光検出器１２０と浸漬液Ｌとの間に与えられる。集光レンズ１３０の一部がここでは点線を使用して示される。露光光１５０が最終ステッパー・レンズＳを通して浸漬液Ｌに向けられる。露光光１５０の散乱部分は、集光レンズ１３０の一部を通り、集光コーン１４０を通って、光検出器１２０に向けられることができる。具体的には、露光光１５０の部分は、気泡、粒子、破片などのような浸漬液Ｌ内の異物と接触したときに散乱することができる。
【００２１】
例えば、図２は、浸漬液Ｌ内の粒子Ｐ及びウェハＷ上の粒子（又はパターン）Ｐ２により散乱した光を示す。ＡＲＣ及びレジストＲは、露光光１５０の幾らかを吸収する。しかし、光検出器１２０は照射散乱場所から遠く離れた距離にあるため（レンズ１３０に対して）、ウェハＷ上の場所からの散乱光はＡＲＣ及びレジストＲを通して非常に長い距離を移動しなければならず、その大部分は吸収される。図３は、浸漬リソグラフィ露光システム１００の平面図であり、Ｘは露光領域を示す。
【００２２】
信号対雑音のモデリングは、浸漬流体内の対象となる粒子からの散乱光信号と、ウェハ表面上の粒子により散乱した光との比を計算することができる。このモデリングは、ウェハ上の構造及び異物（ＦＭ：ｆｏｒｅｉｇｎ  ｍａｔｔｅｒ）又は表面の異物によってもたらされる信号劣化を推定する。
【００２３】
１つの実施例においては、モデリングは多数の仮定を含むことができる。第１に両方の粒子は同じ大きさであり、同じ歩留まりで光を検出器に散乱させる。第２に、ウェハ表面からの散乱光は、検出器への途中でレジスト及びＡＲＣを通過しなければならない。さらに、粒子がＡＲＣ又はレジストの厚さを著しく変化させることはないことが仮定される。通常、スピンオンされた材料が粒子上に出てくるが、散乱部分はこのモデルにおけるほど十分に覆われることはできない。第３に、レジストにおける２０％及びＡＲＣにおける８０％の推定される光の吸収が、ウェハ表面に対して直角に粒子又はトポグラフィ（形状）から反射される。これは散乱光の唯一の最も短い経路である。より長い光路は、レジスト及びＡＲＣなどによるさらなる吸収をもたらす。これら両方の吸収の値は極めて小さい。
【００２４】
１つの実施例においては、収光部品（１３０）の底部はウェハ表面から６０μｍだけ離れており、その上部はウェハ表面の１ないし６ｃｍだけ上方にある（以下では「ウィンドウ高さ」と呼ばれる）と仮定される。さらに、ウェハに対する照射光角度は変化し、開口数（ＮＡ）が増加するに伴い非常に高くなり得る。粒子からの散乱光は同じように振る舞うため、この照射角度は考慮する必要はない。この実施例においては、収光部品は、散乱粒子から４０ｍｍだけ離れている。
【００２５】
モデルの概略図が図４に示される。液内の粒子からの信号（光線Ａ）をレジスト／ＡＲＣの下の表面上の粒子からの信号（光線Ｂ）で割った比を、ウェハ上方の上部ウィンドウ高さの関数としてプロットしたものが、図５に示される。収光部品の高さは、測定の信号対「雑音」（Ｓ／Ｎ比）に大きな影響を与える。比の変化は十分に大きい（最大１Ｅ＋３５）ため、散乱光信号の収集力とウェハ表面からのＳ／Ｎ比とのバランスをとるようにウィンドウ高さを選択することができる。
【００２６】
図６及び図７に示されるように、システムはさらに、ウェハＷの近傍にレーザ光源６００を含むことができ、このレーザ光源６００は浸漬ヘッドの周辺部に沿った１つの位置に位置決めされ、光検出器１２０は異なる位置（光源６００の位置に対して直接対向しない）に位置決めされる。レーザ光源は、第１のレンズ１３１を通して浸漬液Ｌに向けられるレーザビームを生成する。レーザビームの散乱部分は、第２のレンズ１３２を通して光検出器１２０に向けることができる。図７に示されるように、レーザビームの一部は、これらが気泡、粒子、破片などのような浸漬液Ｌ内の異物と接触したときに散乱されることになる。別の実施形態においては、光検出器１２０及びレンズ１３０はまた、浸漬ヘッドの第２、第３及び第４の位置又は少なくとも１つの近傍に位置決めできることがさらに意図される。
【００２７】
従って、本発明の実施形態は、粒子又は気泡検出のために、浸漬リソグラフィ・ステッパーにおいて照射光を使用するシステム、方法を提示する。より具体的には、ここでの実施形態は、ウェハＷを保持するためのウェハ・ホルダ１１０と、ウェハＷを覆うための浸漬液Ｌを収容する浸漬ヘッド１６０と、ウェハＷ上のレジストをリソグラフィにより露光するように適合された光源（すなわち、露光光１５０）とを含む浸漬リソグラフィ露光システム１００を提供する。上述のように、ここでの実施形態は、光源１５０を浸漬リソグラフィヘッドに一体化する必要がない（すでにリソグラフィ・システムの一体部分である）ため、実装するのに比較的に容易で高価なものではない。
【００２８】
システム１００はまた、浸漬ヘッド１６０上の第１の周辺位置に少なくとも１つの光検出器１２０を含み、浸漬ヘッド１６０の付加的な周辺位置にレーザ光源６００を含むことができる。光検出器１２０はまた、浸漬ヘッド１６０の第２の周辺位置、第３の周辺位置及び第４の周辺位置又は少なくとも１つの近傍にあることができる。しかし、直接のレーザ光線はいずれの検出器にも入ることはない。光源１５０とレーザ光源６００の両方が、光を浸漬液Ｌに通して浸漬液Ｌ内の粒子によって散乱させ、そこから光検出器１２０に伝送して、浸漬液Ｌ内の異物を識別するように適合される。上述のように、光源１５０及びレーザ光源６００は、例えば、その波長が１９３ｎｍである検出光を用いることができる。例えば、１５７ｎｍと４５０ｎｍとの間の波長のような別の波長を有する検出光を使用できることが意図される。波長が短ければ短いほど、散乱がより効率的になるため、短波長であることが好ましい。散乱は１／（λ４）に比例するため、波長のわずかな減少でさえ、散乱効率の大幅な増加をもたらす。
【００２９】
システム１００はさらに、１つ以上のレンズ１３０を含み、レンズ１３０は、浸漬液内の異物による散乱後、光源１５０又はレーザ光源６００もしくは両方からの光を光検出器１２０上に合焦するように適合される。レンズ１３０は、浸漬ヘッドの第１の周辺位置、第２の周辺位置、第３の周辺位置及び第４の周辺位置又は少なくとも１つの近傍にある。上述のように、集光レンズ１３０は、（パターン）照射の領域（すなわち、露光領域Ｘ）から離して配置される。フォトツールの照射源が粒子検出器の照射源として用いられる第１の実施形態においては、粒子検出システムは、浸漬システムの光学経路、すなわち、「限界」流体容積内にある粒子のみを検出することが有利である。限界流体容積は、露光領域に対して横方向に隣接する浸漬流体とは対照的に、露光光がパターン形成処理中に通過するウェハＷ上の領域における流体である。
【００３０】
さらに、粒子検出器をフォトツールの照射領域の周辺部の周りに配置して、粒子からの散乱光が検出器の方向に斜めに通過しなければならないようにすることが有利である。このことは、フォトレジスト層による粒子の散乱光信号の吸収によって、ウェハ表面上の粒子が欠陥検査プロセスから「フィルタ除去される」ことを可能にする。この斜角信号検出は、浸漬流体中又はレジスト表面上の粒子の相対的信号を高める。また、ウェハ上のトポグラフィ（パターン）からの干渉が最小にされる。システムがレーザ光源を含む場合には、レンズ１３０は、レーザがウェハＷの表面に対して平行にかつそのできるだけ近くで移動するのを可能にするように設計される。上述のように、（浸漬ヘッドの壁は通常の処理中に照射されないため）システム１００は浸漬ヘッドの種々の表面（壁）からの反射光の散乱に対して感度が低い。
【００３１】
ここでの実施形態はさらに、浸漬リソグラフィ露光システムにおいて異物を検出するための方法を含み、この方法は、ウェハＷを光源１５０からの光でリソグラフィ露光することによって開始する。上述のように、光は光源１５０から最終ステッパー・レンズＳを通って伝送される。次に、光がウェハＷを覆う浸漬液Ｌを通して伝送され、散乱光は浸漬液Ｌ内の異物によって散乱される。
【００３２】
次に、散乱光がレンズ１３０により少なくとも１つの光検出器１２０上に合焦され、光検出器１２０が散乱光を検出する。上述のように、浸漬液Ｌ内の散乱粒子／気泡からの信号は対象となる領域、すなわち、露光領域Ｘからのみ検出される。浸漬ヘッドの周辺部内にとどまる欠陥、すなわち露光領域Ｘの外側の欠陥は、欠陥の測定「雑音」の一因にはならない。さらに、散乱光は露光フィールドの走査中に生成されるため、ウェハレベルの欠陥との対比により欠陥生成の除去が容易になる。この欠陥検出システムを用いて、ウェハが露光されたときに、浸漬流体内の粒子、気泡又は他の欠陥源を検出することが可能になる。このように、欠陥源は、走査速度、（浸漬流体内の乱流がウェハ又はツール表面からの粒子を攪拌することがあるウェハ縁の近くのような）ウェハ上の位置、浸漬流体の流速、浸漬流体の収容に用いられる真空及び空気流のレベル、浸漬ヘッドの設計又はウェハ・ステージの設計の関数として特徴付けることができる。
【００３３】
さらに、この方法は、（レーザ光源６００からの）レーザビームを浸漬液Ｌを通して伝送することを含むことができ、これは、レーザビームを、ウェハＷの表面に対して平行に向けることを含む。レーザビームは、浸漬液Ｌ内の異物によって散乱されて、散乱レーザビームを生成する。これに続いて、散乱レーザビームが、レンズにより光検出器上に合焦され、光検出器が散乱レーザビームを検出する。上述のように、レンズ１３０は、レーザがウェハＷのできるだけ近くで移動することを可能にするように設計される。このことは、限界印刷容積の外側の流体の欠陥の検出を可能にする（しかし、レジストを露光しないレーザを有することを必要とする）。
【００３４】
図８は、浸漬リソグラフィ露光システムにおける異物を検出するための方法のフロー図を示す。項目８００において、ウェハを光源からの光でリソグラフィ露光することにより開始する。上述のように、光は、光源１５０から最終ステッパー・レンズＳを通って伝送される。次に、項目８１０において、ウェハを覆う浸漬液を通して光を伝送し、光は浸漬液内の異物によって散乱される。
【００３５】
この方法はまた、項目８２０において、レーザビームを浸漬液を通して伝送し、このレーザビームは、浸漬液内の異物によって散乱されて、散乱レーザビームを生成する。レーザビームを浸漬液を通して伝送することは、レーザビームをウェハ表面に対して平行に向けることを含む。上述のように、光源１５０及びレーザ源６００は、同じ波長の光を用いることができず、すなわち、検出システムはレジストを不用意に露光する。波長が短ければ短いほど、散乱がより効率的になるため、レーザ光源６００に対しては短波長が好ましい。散乱は１／（λ４）に比例するため、波長のわずかな減少でさえ、散乱効率の大幅な増加をもたらす。
【００３６】
これに続いて、項目８３０において、散乱光を少なくとも１つのレンズにより、少なくとも１つの光検出器上に合焦する。上述のように、集光レンズ１３０は（パターン）照射の領域から離れて配置されるため、「限界」流体容積の外側の粒子は計数されない。また、ウェハ上のトポグラフィ（パターン）からの干渉が最小にされる。次に、項目８４０において、散乱光が光検出器により検出される。
【００３７】
以下の説明は、フォトツール照射源が粒子検出源として用いられる第１の実施形態に対してのみ適用される。第２の実施形態に説明されるように、別個のレーザビームが使用される場合には、露光領域の外側の浸漬流体の付加的な領域が検査される。これらの技術の両方が別個に用いられる場合には、限界露光領域の内側の気泡又は粒子は、限界露光領域の外側のものと区別することができる。これは、走査速度に対する欠陥、ウェハの縁又は中央での浸漬ヘッド位置に対する欠陥を特徴付ける、浸漬流体の流速、浸漬ヘッドの形状、浸漬流体の収容に用いられる真空及び空気流のレベル、並びにウェハ・ステージの設計のような、ツール設計又は動作条件に役立つ。上述のように、浸漬液Ｌにおける散乱する粒子／気泡からの信号は、対象となる領域、すなわち、露光中に光源１５０によって照射される浸漬液Ｌの部分からのみ検出される。浸漬ヘッドの周辺部内にとどまる欠陥、通常の露光領域の外側の欠陥は、欠陥の測定「雑音」の一因にはならない。
【００３８】
従って、本発明の実施形態は、散乱露光放射線の監視により、浸漬流体内の欠陥及び気泡を検出するための方法を提供する。すでにある光源を用いることにより、必要になるハードウェアの変更量が著しく減少される。さらに、照射光の波長が非常に短く、これは、小さい欠陥に対して高い感度をもたらす。ここでの実施形態は、さらに、独立した光源を付加することにより、浸漬ヘッドに内蔵される同様な光収集機構を提供する。
【００３９】
上記の特定の実施形態の説明は、現行の知識を加えることによって、類概念から離れることなく、他者がこうした特定の実施形態を種々の用途のために修正する及び／又は適応させることができ、従って、こうした適応及び修正は、開示された実施形態の意味及び等価物の範囲内で理解されるべきであり、そのように意図される本発明の一般的な性質を完全に明らかにするであろう。ここで採用される専門語又は術語は説明の目的のためであって、制限するためではないことが理解される。従って、本発明の実施形態は好ましい実施形態によって説明されるが、当業者であれば、本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内の修正形態により実施できることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】浸漬リソグラフィ露光システムの断面図である。
【図２】光の散乱を示す浸漬リソグラフィ露光システムの断面図である。
【図３】浸漬リソグラフィ露光システムの平面図である。
【図４】信号対雑音散乱モデルの概略図である。
【図５】信号比対ウィンドウ高さを示すグラフである。
【図６】レーザ源を示す浸漬リソグラフィ露光システムの斜視図である。
【図７】レーザ源を示す浸漬リソグラフィ露光システムの平面図である。
【図８】浸漬リソグラフィ露光システムにおける異物を検出するための方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００：浸漬リソグラフィ露光システム
１１０：ウェハ・ホルダ
Ｗ：ウェハ
Ｌ：浸漬液
Ｐ：粒子
Ｒ：レジスト
Ｓ：最終ステッパー・レンズ
１２０：光検出器
１３０：集光レンズ
１４０：集光コーン
１５０：露光光
１６０：浸漬ヘッド
６００：レーザ源
【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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