(57)【要約】【課題】リソグラフィ投影装置の構成要素の表面における汚染を測定する方法および装置を提供する。【解決手段】リソグラフィ投影装置の構成要素表面の汚染を特定する測定装置を提供する。該測定装置は、前記表面の少なくとも一部に放射線を投影する放射線トランスミッタと、構成要素からの放射線を受光する放射線レシーバとを有する。そしてプロセッサが放射線レシーバに通信接続され、受光放射線の特性を得て、この放射線特性から汚染の特性を得る。また、リソグラフィ投影装置の構成要素表面の汚染の特性を測定する方法も提供する。該方法は、表面に放射線を投影するステップと、構成要素からの放射線を受光するステップと、受光放射線から汚染の特性を得るステップとを備える。【選択図】図１
2004282046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置の構成要素の表面における汚染の特性の少なくとも１つを測定するための測定装置であって、
−前記表面の少なくとも一部に投影放射線を投影する放射線トランスミッタと、
−投影放射線に応答して構成要素からの放射線を受光する放射線レシーバと、
−放射線レシーバに通信接続され、受光放射線の少なくとも１つの特性を導出し、受光放射線の前記少なくとも１つの特性から前記汚染の少なくとも１つの特性を特定するプロセッサとを備える測定装置。
【請求項２】
−投影放射線の少なくとも一部を受光する第１の放射線レシーバと、
−構成要素からの前記放射線を受光する第２の放射線レシーバとを備え、
前記プロセッサが
−投影放射線の前記一部と構成要素から受光した放射線とを比較する手段と、
−投影放射線の前記一部に対する相対特性を受光放射線から特定する手段と、
−相対特性から前記汚染の少なくとも１つの特性を特定する手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサが、表面の汚染によって変調される変調放射線の少なくとも１つの特性を特定する手段を有することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサが、受光放射線の少なくとも１つの特性と少なくとも１つの汚染特性に関する少なくとも１つの基準値を比較する手段を有することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記プロセッサが
−受光放射線の第１の特性を特定する手段と、
−受光放射線の第２の特性を特定する手段と、
−受光放射線の第１の特性および受光放射線の第２の特性から前記汚染の少なくとも１つの汚染特性を得る手段とを備えることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサが、受光放射線の第１および第２の特性から第１の汚染特性および第２の汚染特性を得る手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
汚染が投影放射線を少なくとも部分的に変調する少なくとも１つの物質からなり、前記少なくとも１つの物質が、炭素含有物質、ケイ素含有物質、酸化物含有物質、塩含有物質、耐熱物質から成るグループのうちの１つであることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
受光放射線の前記少なくとも１つの特性が、強度、波長、入射角度、偏光、および位相シフトから成るグループのうちの少なくとも１つであることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの汚染特性が、厚さ、位置、粗さ、および化学組成から成るグループのうちの少なくとも１つであることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
前記構成要素の表面で反射される放射線を受光する放射線レシーバを備える前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
構成要素の少なくとも一部分を通って放出される放射線を受光するための放射線レシーバを備える前述の請求項のいずれか１つに記載のデバイス。
【請求項１２】
構成要素の少なくとも一部を透過する投影放射線を送出する放射線トランスミッタを備える前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
投影放射線または受光放射線が電磁放射線であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１４】
電磁放射線が、可視光から遠赤外光までの範囲の光学放射線および深紫外線または極紫外線のような紫外線から成るグループのうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
−投影放射線によって前記表面で放射線を生成する放射線トランスミッタであって、生成放射線は少なくとも１つの態様で投影放射線とは異なり、その少なくとも１つの態様が波長および放射線タイプから成るグループのうちの１つである放射線トランスミッタと、
−その生成放射線を受光する放射線レシーバとを備える前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１６】
投影放射線または受光放射線がイオンビームまたは電子ビームのような粒子ビームであることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
時間が経過しても強度がほぼ一定である放射線を投影する一定強度放射トランスミッタを備える前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１８】
時間の経過とともに強度が変化する放射線を投影する可変強度放射トランスミッタを備える請求項１乃至１７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１９】
前記装置がヘテロダイン装置であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
放射線トランスミッタが、放射線の投影ビームを提供し放射線の投影ビームで放射線パターンを放射線感光材料の層の目標部分に投影するリソグラフィ投影装置で使用される放射線システムの一部であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２１】
放射線レシーバが、表面の少なくとも２つの異なる部分から放射線を受光することができ、プロセッサが前記異なる部分の各々に対して汚染の特性を特定する手段を備えることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２２】
前記装置が、表面の少なくとも２つの異なる部分に放射線を連続的に投影する走査放射線トランスミッタを備える走査測定装置であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記構成要素が、ミラー、レンズ、レチクル、あるいは検出器といったリソグラフィ投影装置の光学系の一部であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２４】
前記リソグラフィ投影装置が深紫外線または極紫外線リソグラフィ投影装置であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２５】
リソグラフィ投影装置の構成要素の表面における汚染の少なくとも１つの特性を測定する方法であって、
−表面の少なくとも一部に放射線を投影するステップと、
−前記投影放射線に応答して構成要素から放射線を受光するステップと、
−受光放射線から前記汚染の少なくとも１つの特性を得るステップとを備える方法。
【請求項２６】
前記表面の少なくとも一部のクリーニング中に前記方法を実行することを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
リソグラフィ投影装置であって、
−放射線の投影ビームを提供する放射線システムと、
−所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング手段を支持する支持構造と、
−基板を保持するための基板テーブルと、
−パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、
−請求項１乃至２４のいずれか１つに記載の測定装置とを備えるリソグラフィ投影装置。
【請求項２８】
デバイス製造方法であって、
−放射線感光材料の層によって少なくとも部分的に覆われる基板を提供するステップと、
−放射線システムを用いて放射線の投影ビーム提供するステップと、
−投影ビームの断面にパターンを形成するパターニング手段を使用するステップと、
−パターン化された放射線のビームを放射線感光材料層の目標部分に投影するステップと、
−請求項２５または２６のいずれかに記載の方法を放射線システムの少なくとも一部に適用して前記部分の表面が炭素含有物質によってある程度汚染されているかを判断するステップとを備えるデバイス製造方法。
【請求項２９】
プログラマブル装置で動作する際に請求項２５または２６のいずれかに記載の方法のステップを実行するためのプログラムコード部分を備えるコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ投影装置内にある構成要素の表面の汚染を測定する方法に関する。また本発明は、リソグラフィ投影装置に関する。さらに本発明は、デバイス製造方法およびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において使用する「パターニング手段」という用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に形成されるパターンに対応するパターン化された断面を与えるために用いることができる手段を指すものとして広義に解釈されるべきである。「ライトバルブ」という用語もこの意味で使用することができる。一般的に、上記パターンは、集積回路または他のデバイス（下記の説明を参照）などの目標部分に形成中のデバイスの特定の機能層に対応する。このようなパターニング手段としては下記のものがある。
【０００３】
−マスク。マスクの概念は、リソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソン型位相シフトマスクや減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビーム内にこのようなマスクを置くと、マスク上のパターンにより、マスク面に当たる放射線が選択的に透過（透過性マスクの場合）または選択的に反射（反射性マスクの場合）される。あるマスクの場合には、それに対応する支持構造は、一般的に、確実にマスクを入射放射線ビーム内の所望する位置に保持することができ、必要に応じて、ビームに対してマスクを移動することができるようなマスクテーブルである。
【０００４】
−プログラマブルミラーアレイ。このようなデバイスの一例としては、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面がある。このようなデバイスの基本的原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域が入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、反射ビームから上記の非回折光をろ過して回折光だけを後に残すことができる。このようにして、ビームは、マトリックスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレイの他の実施形態は小さな複数のミラーのマトリックス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を加えることにより、または圧電作動手段を用いることにより、軸を中心に個々に傾けられている。この場合も、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームは、マトリックスアドレス可能なミラーのアドレスパターンに従ってパターン形成される。必要とされるマトリックスアドレス指定は、適切な電子手段用いて実行される。上述の両方の状況において、パターニング手段は、１つ以上のプログラマブルミラーアレイから構成可能である。ここで参照したミラーアレイに関するより詳細な情報は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号、米国特許第５，５２３，１９３号、ＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号およびＷＯ９８／３３０９６号から得られので、その内容を参照されたい。プログラマブルミラーアレイの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、必要に応じて固定式もしくは移動式となる。
【０００５】
−プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構造の一例は、米国特許第５，２２９，８７２号に記載されており、その内容を参照されたい。すでに説明したように、この場合の支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、必要に応じて固定式もしくは移動式となる。
【０００６】
説明を簡単にするために、以降の本文には、マスクおよびマスクテーブルを含む例についての具体的な説明に重点を置いた箇所があるが、こうした例において論じられる一般的な原理は、すでに述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【０００７】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造の際に使用することができる。このような場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを形成し、そして、このパターンを、放射線感光材料（レジスト）の層でコーティングされた基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば、１つ以上のダイを含む）に像形成することができる。一般的に、１つのウェハは、投影システムにより１つずつ連続的に照射される隣接目標部分の全ネットワークを含む。１つのマスクテーブル上の１つのマスクによりパターン形成を行う現在の装置の場合、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、１回の動作で目標部分上に全マスクパターンを露光することにより各目標部分が照射される。このような装置は、通常、ウェハステッパまたはステップアンドリピート装置と呼ばれる。一般に、ステップアンドスキャン装置と呼ばれる別の装置では、所定の基準方向（「走査」方向）の投影ビーム下で、マスクパターンを順次走査すると共に、この方向に平行または反平行に基板テーブルを同期走査することにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影システムは倍率係数Ｍ（一般的に、１より小さい）を有しているので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度のＭ倍の率となる。ここに記載したリソグラフィデバイスについてのより詳細な情報は、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号を参照されたい。
【０００８】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、パターン（例えば、マスクにおける）は、放射線感光材料（レジスト）の層で少なくとも一部が覆われている基板上に像形成される。この像形成ステップを行う前に、プライミング、レジストコーティングおよびソフトベークといった各種処置が基板に対して施される。露光後、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベークおよび像形成特性の測定／検査といった他の各種処置が基板に対して施される。このような一連の処置は、例えば、ＩＣのようなデバイスの個々の層をパターン形成する際の基礎として使用される。次に、このようにパターン化された層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨といった各種プロセスを経る。これらすべてのプロセスは、個々の層を仕上げるためのものである。数枚の層が必要な場合には、全処置またはその変形処置を新しい各層ごとに繰り返す必要がある。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらのデバイスは、ダイシングやソーイングといった技術により互いに分離される。それにより、個々のデバイスは、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりする。このようなプロセスに関するより詳細な情報は、１９９７年にマグローヒル出版社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４に記載されているので参照されたい。
【０００９】
説明を簡単にするために、以降、投影システムを「レンズ」と称する場合もある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含む各種タイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムは、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御のためのこれら設計タイプのいずれかに応じて動作する構成要素も備える場合がある。そして、これら構成要素を、以下の説明においては、集約的に、あるいは単独で「レンズ」と称する場合もある。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および、または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。このような「多段」装置では、追加のテーブルを並列に使用したり、あるいは、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に、１つ以上のテーブルで予備行程を実行する。二段リソグラフィ装置については、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許出願ＷＯ９８／４０７９１号に記載されているので参照されたい。
【００１０】
ＩＣ製造における本発明に係わる装置の使用について、本文では具体的に言及がなされているかもしれないが、このような装置には多くの他の用途可能性があることをはっきりと理解されたい。例えば、本発明の装置は、集積光学システム、磁気領域メモリ用の案内および検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いることができる。当業者であれば、このような代わりの用途の状況では、「レチクル」、「ウェハ」または「ダイ」のような用語を、それぞれもっと一般的な用語である「マスク」、「基板」および「目標部分」に置き換えて考えるべきであることは理解されるだろう。
【００１１】
本明細書において、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームまたは電子ビームのような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長の）や極紫外線（ＥＵＶ）（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線を網羅するのに用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般的に、リソグラフィ投影装置の構成要素の表面は使用中に汚染される。たとえ装置の大部分が真空中で動作するとしても、例えば、常に装置内に存在する炭化水素分子が原因で汚染される。一般にＥＵＶリソグラフィ投影装置が密閉された真空システムであることに留意されたい。以下の物質のみに限定されるわけではないが、ヘキサメチルジシラザン、あるいは酸化ケイ素などの他のケイ素含有物質の放射線分解によって生じる反応物等、他の物質によって汚染が生じることもある。特に、ＤＵＶまたはＥＵＶを使用する装置では、炭化水素分子の放射線分解が原因で、構成要素が炭素含有物質に汚染される場合もある。
【００１３】
特に、ミラーなどのリソグラフィ投影装置の光学構成要素が汚染されると、光学構成要素の光学特性に影響するため、装置の性能に悪影響を及ぼす。例えば、光学構成要素が汚染すると、放射線の吸収が増進して構成要素を加熱することになり、反射率および透過性が低下して波面エラーをもたらす。この結果、光学素子の寿命が短くなる。ＥＵＶ放射線を使用する場合には、光学構成要素の汚染が特に問題となる。なぜなら、放射線汚染、例えば炭素の放射線汚染が、照射領域の大部分、すなわち光学構成要素の近くで発生するからである。
【００１４】
従って、汚染の制御および知識が求められる。
【００１５】
本発明の一般的な目的は、リソグラフィ投影装置の構成要素の表面における汚染を測定する方法を提供することである。従って、本発明は請求項１に記載の方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
受光された放射線は少なくとも部分的に汚染の影響を受けるため、このような方法により少なくとも1つの汚染特性を測定できる。
【００１７】
さらに、本発明は請求項２４に記載のリソグラフィ投影装置を提供する。本発明のさらに別の態様によれば、請求項２５に記載のデバイス製造方法が提供される。さらにまた、本発明は請求項２６に記載のコンピュータプログラム製品を提供する。このような装置、方法およびプログラムによりリソグラフィ投影装置の表面の汚染の特性を測定することができる。
【００１８】
本発明の具体的な実施形態は従属請求項に記載される。以下、本発明のさらなる詳細、態様および実施形態について、ほんの一例としてではあるが、添付図を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明に係わるリソグラフィ投影装置１の一実施形態の例を概略的に表す。通常、リソグラフィ投影装置１は、放射線（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ）の投影ビームＰＢを供給するための放射線システムＥｘ、ＩＬを備える。この特定の場合に限れば、放射線システムは、放射線源ＬＡと、マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスクホルダーを備え、アイテムＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続される第１のオブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジストでコーティングされたシリコンウェハ）を保持するための基板ホルダーを備え、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続される第２のオブジェクトテーブルＷＴと、マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたはそれ以上のダイを備える）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、ミラーグループ）とを備える。
【００２０】
ここに表されるように、該装置は反射タイプのものである（すなわち反射性マスクを有する）。しかし、一般には、例えば（透過性マスクを有する）透過タイプのものであってもよい。またその代わりに、該装置は、上述したようなある種のプログラマブルミラーアレイ等、別種のパターニング手段を用いてもよい。
【００２１】
放射線源ＬＡ（例えば、水銀ランプ、エキシマレーザー、蓄積リングまたはシンクロトロン内の電子ビームの経路周辺に設置されるアンジュレータまたはウィグラー、レーザー生成プラズマ、あるいはそれ以外のもの）は、放射線ビーム、この例では極紫外線を生成する。このビームは、直接、あるいは、例えばビームエキスパンダーＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に照明システム（照明装置）ＩＬに送られる。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部および、または内部の放射状の広がり（通常、それぞれσアウタおよびσインナと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＭを備えるかもしれない。さらに、照明装置は、一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面において所望の均一性と輝度分布とを有する。
【００２２】
なお、図１の場合、放射線源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内にある（これは例えば放射線源が水銀ランプである場合に多い）が、リソグラフィ投影装置から離れていてもよい。この場合、放射線源が発生する放射線ビームは、（例えば、適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、放射線源ＬＡがエキシマレーザーである場合が多い。本発明および請求項はこれら両方のシナリオを網羅するものである。
【００２３】
続いて、ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡを入射する。そして、ビームＰＢはマスクＭＡにより選択的に反射され、投影システムＰＬを通過し、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を結ぶ。第２の位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）により、例えばビームＰＢの経路内の異なる目標部分Ｃの位置を定めるために、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後に、あるいは走査中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡの位置を正確に定めるために第１の位置決め手段ＰＭを使用することができる。通常、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１に明示されていないが、ロングストロークモジュール（粗位置決め）、およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。しかし、ウェハステッパの場合（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータに連結されるだけか、あるいは固定されるだけである。マスクＭＡおよび基板Ｗの位置合わせは、例えばマスク線列マークＭ１、Ｍ２および基板線列マークＰ１、Ｐ２を用いてなされる。
【００２４】
図示の装置は、以下の２つの異なるモードにて使用可能である。
１．ステップモードの場合には、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスク像全体が１回で（すなわち、１回の「フラッシュ」で）目標部分Ｃに投影される。次に、異なる目標部分ＣをビームＰＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴがｘおよび、またはｙ方向にシフトされる。
２．走査モードの場合、所定の目標部分Ｃが１回の「フラッシュ」では露光されない点を除き、本質的に同じシナリオが適用される。ここでは、１回の「フラッシュ」に代わり、マスクテーブルＭＴが速度ｖで所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に移動可能なので、投影ビームＰＢがマスク像を走査することになる。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向または反対方向に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（通常、Ｍ＝１／４または１／５）である。このように、解像度を犠牲にすることなく比較的広い目標部分Ｃを露光することができる。
【００２５】
図２は、図１のリソグラフィ投影装置１の例に使用できる投影光学システムＰＬの一例および放射線システム２の一例を示す。放射線システム２は、照明光学ユニット４を有する照明システムＩＬを備える。また、放射線システム２は、ソース-コレクタモジュールまたは放射線ユニット３を備えていてもよい。放射線ユニット３は、例えば放電プラズマ、レーザー生成プラズマ、あるいはそれ以外のものによって生成され得る放射線源ＬＡを備えている。放射線源ＬＡはＸｅガスまたはＬｉ蒸気のようなガスまたは蒸気を用い、これらのガスまたは蒸気中でかなり高温のプラズマが生成され、電磁スペクトルのＥＵＶ領域の放射線を放出するようにしてもよい。放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上で崩壊させることによって高温プラズマが生成される。しかし、高温プラズマは異なる軸上での崩壊によっても同様に生成され得る。十分な放射線を生成するためには、分圧が０．１ｍｂのＸｅガス、Ｌｉ蒸気、あるいは他に適した任意のガスや蒸気が必要かもしれない。放射線源ＬＡから放出された放射線は、ガスバリア構造、すなわち「金属箔トラップ」９を経由し、ソースチャンバ７からコレクタチャンバ８へと渡される。ガスバリア構造は、例えばヨーロッパ特許出願公報ＥＰ−Ａ−１２３３４６８号およびＥＰ−Ａ−１０５７０７９号で詳述されているようなチャンネル構造を備えている。詳細はこれら文献を参照されたい。
【００２６】
コレクタチャンバ８は、微小角入射線コレクタによって形成される本発明による放射線コレクタ１０を備える。コレクタ１０を通過した放射線は格子スペクトルフィルタ１１で反射され、コレクタチャンバ８内のアパーチャの仮想ソースポイント１２に焦点を結ぶ。そしてチャンバ８から出て、投影ビーム１６は照明光学ユニット４内で垂直入射リフレクタ１３、１４により反射されて、レチクルすなわちマスクテーブルＭＴ上に配置されたレチクルすなわちマスクに達する。こうしてパターン化されたビーム１７が形成され、投影光学システムＰＬ内で反射要素１８、１９を経由し、ウェハステージすなわち基板テーブルＷＴに像形成される。一般に、照明光学ユニット４および投影システムＰＬには図示されたものよりも多くの要素がある。
【００２７】
図１および図２に図示されるように、リソグラフィ投影装置１は本発明による測定装置１００の実例がいくつかある。測定装置１００はレンズＰＬの表面の一部分をモニタし、表面の汚染の特性を１つ以上測定することができる。図３にさらに詳細に示すように、測定装置１００は放射線トランスミッタ１０１および放射線レシーバ１０２を備える。さらに測定装置１００は、放射線レシーバ１０２に通信接続されるプロセッサ１０３を有する。
【００２８】
図３において、放射線トランスミッタ１０１は、レンズＰＬの構成要素２００の表面２０１の少なくとも一部に放射線１０４を照射することができる。また図３において、表面２０１は汚染物質の層２０２で汚染されている。放射線レシーバ１０２は表面２０１から放射線１０５を受光することができ、プロセッサ１０３は受光した放射線から汚染層２０２の特性を決定することができる。投影された放射線は、表面すなわちその汚染によって、何らかの面で変調されるため、レシーバで受光された受光放射線は被変調放射線となる。変調される態様は、例えば放射線の（相対）強度や散乱、反射方向、放射線の位相もしくは偏光、あるいは、例えば放射線の干渉性などの他の特性などであるが、本発明はそのうちの特定の態様に限定されるものではない。
【００２９】
一例であるが、図３の構成要素は多層ミラー２００である。しかし、この構成要素は、例えば、マスク、微小角入射ミラー、ＤＵＶレンズ、センサ、あるいはその他のものといったリソグラフィ投影装置のその他の構成要素であってもよい。多層ミラー２００は極紫外（ＥＵＶ）リソグラフィ投影に特に適している。説明を簡単にするために、多層ミラーおよび投影システムについてこれ以上詳述しない。というのも、例えば米国特許第６，４１０，９２８号から、多層ミラーがリソグラフィ投影の分野では一般に知られているからである。また、多層ミラーを備えた投影システムについても、例えば国際特許公報ＷＯ２００２／０５６１１４号からわかるように、リソグラフィ投影の分野では一般に知られている。
【００３０】
図３に示すように、ＥＵＶ放射線３００は多層ミラー２００に投影される。同様に、投影放射線３００はミラー２００によって反射される。通常、放射線の入射角度は垂直入射に近く、微小角入射と約８４度の角度の違いがある。ＥＵＶ放射線に露光される表面２０１の一部では、炭水化物の放射線分解によって薄いC膜（層２０２）の成長が誘発される。従って、この例では汚染物が炭素含有物質であるとされる。しかし、汚染が、例えばフォトレジストやその他のものの放射線分解から生じる、例えばケイ素、酸化ケイ素や他の酸化物、あるいはその他のものといった異なる成分からなる場合もある。
【００３１】
同様に、汚染が樹枝状塩構造のような表面上で成長する塩生成物からなることもある。理論に束縛されずに考えると、このような塩構造はパージ空気中に極めて低濃度（１００万のうち数個から１０億のうち数個の範囲）で存在する耐熱性化合物に由来すると思われ、特別な浄化目的に使用される精製窒素にさえ存在する。酸素、水、アンモニアのような他の気体汚染要因物の存在と共に、照射により生じるシラン、硫酸塩、またはリン酸塩の化学（表面）反応は、基本的な分解メカニズムの基本的なものと考えられる。汚染結晶の成長と同じく核生成もＧラインおよびＩラインならびに深紫外線波長の放射線の露光中においてのみ生じると一般的に考えられている。
【００３２】
プロセッサ１０３はレシーバ１０２によって受光された放射線の１つ以上の特性を特定し、その放射線特性から１つ以上の汚染特性を得ることができる。例えば、プロセッサは、受光した放射線の量（相対的）、放射線の散乱や反射方向、放射線の位相もしくは偏光、あるいは放射線の干渉性といった放射線の他の特性を特定するようにしてもよい。
【００３３】
汚染特性とは、例えば、汚染の厚さや汚染物に存在する物質、あるいはその他のものである。汚染の厚さは、例えば、放射線トランスミッタ１０１によって投じられた放射線の強度と、放射線レシーバ１０２によって受光された放射線の強度の比から求められる。同様に、図８Ａおよび図８Ｂを参照してより詳細に説明するように、プロセッサは、投じられた放射線と受光された放射線のスペクトルを互いに比較し、この比較から放射線中に存在する物質のタイプを得るようにしてもよい。
【００３４】
また、プロセッサ１０３が特定した特性値を基準値と比較するようにしてもよい。例えば、プロセッサ１０３が、求めた厚さを最大許容厚の所定値と比較し、求めた厚さがその所定値を超える場合に信号を出力するようにしてもよい。このように、自動的に汚染の検出を行うことができ、例えば装置の操作者に、表面２０１およびオプションとして装置の他の部分もクリーニングが必要であると警告を発することができる。同様に、プロセッサ１０３は表面が十分にクリーニングされたことを判断し、自動的にクリーニングを停止して過剰クリーニングを防止するようにしてもよい。ヨーロッパ特許出願第０２０８０４８８．６号に記載されたクリーニング方法およびクリーニング装置を使用しても良い。詳細については、この特許出願を参照されたい。
【００３５】
図４には第二の例の測定装置１００’が示される。該装置は放射線トランスミッタ１０１、第１の放射線レシーバ１０２、第２の放射線レシーバ１０７、およびプロセッサ１０３を備える。放射線トランスミッタ１０１から放出される放射線はビームスプリッタ１０６によって第１の放射線ビーム１０４１および第２の放射線ビーム１０４２に分割される。第１の放射線ビーム１０４１は構成要素２００の表面２０１に投影され、表面２０１で反射されて第１の放射線レシーバ１０２に到達する。第２の放射線ビーム１０４２はビームスプリッタから第２の放射線レシーバ１０７へ向かう。
【００３６】
プロセッサ１０３は、第１の放射線レシーバ１０２で受光された放射線を表す信号と第２の放射線レシーバ１０７で受光された放射線を表す信号とを比較し、これら受光放射線の比から汚染の特性、例えば厚さを決定する。この比は強度すなわち波長の実際の値との相対関係がないため、強度すなわち波長の変化等、トランスミッタ１０１から放出される放射線の変動に測定が反応することはない。したがって、本発明に係わる測定装置内のトランスミッタおよび／または他の装置への電力供給に高出力安定の電源を使用してもよい。それによって、投じられる放射線の変動が減少され、投じられた放射線と受光された放射線のわずかな違いであっても求めることができ、非常に薄い層に対しても高感度を実現することができる。
【００３７】
本発明に係わる測定装置は、時間が経過しても実質的に一定に保たれる放射線を使用してもよい。しかし、測定装置は、例えば時とともに強度すなわち波長が変化する放射線のように、時間の経過に伴い変化する放射線を使用してもよい。測定装置は、例えば、ヘテロダイン測定装置であってもよい。一般に、ヘテロダイン式の方法または装置では、信号を異なる周波数の信号と混合し、適切な逆混合プロセスを経て元の信号を得ることができる。ヘテロダイン検出技術は信号処理の分野において一般に知られており、説明を簡潔にするために、詳細すべての説明は省略する。
【００３８】
このようなヘテロダイン測定装置は、例えば図４に示すようにして実現することができ、この例では、放射線トランスミッタ１０１は、時間変調されて振幅が変化する放射線を出力する変調放射線トランスミッタである。変調は、例えば、チョッパ、電気光学変調器、あるいはその他のものを使用し、トランスミッタに供給される電力を変化させることによって行われる。図４において、プロセッサ１０３はロックイン増幅器１０３１を備えるが、これは電子工学の分野では一般に知られており、説明を簡単にするために詳述は控える。ロックイン増幅器１０３１は放射線トランスミッタ１０１に通信接続される基準入力１０３２と、第１ならびに第２の放射線レシーバ１０２、１０７にそれぞれ通信接続される信号入力１０３３、１０３４とを有し、レシーバで受光された放射線を比較するプロセッサ１０３に設けられてもよい。図４に図示していないが、増幅器１０３１はさらに出力を有する。該出力は、プロセッサ１０３の他の構成要素に通信接続される。そして、フィルタにかけられた信号がロックイン増幅器１０３１の出力にあり、それぞれの放射線レシーバで受光され変調のために修正された放射線を表す。該信号はさらにプロセッサ１０３で処理され、厚さ、汚染の位置、あるいはその他のものといった１つ以上の汚染特性を特定するようにしてもよい。
【００３９】
本発明によるヘテロダイン測定装置は、ヘテロダイン式ではない測定装置と比べて高い感度を有し、例えばその感度は約１桁高い。さらに、本発明によるヘテロダイン測定装置は、散乱光のような背景放射には比較的反応しない。
【００４０】
本発明によるリソグラフィ装置は、本発明による測定装置を２つ以上有し、各測定装置に対して別々に放射線を変化させてもよいため、異なる測定装置間の混信を減らすことができる。例えば、本発明による測定装置を２つ以上使用する場合は、各装置が固有の変調周波数を有していてもよい。さらに、波長の異なる放射線を使用することもできる。変調周波数等のこのような違いを局所的に適用してもよい。例えば、１つの測定装置が２つ以上の構成要素の測定を行ってもよく、その場合、各構成要素は異なる周波数で変調された放射線で照明され、それによって各構成要素が別々にモニタされてもよい。同様に、測定装置が１つの構成要素の表面の異なる部分を異なる変調放射線で測定してもよい。
【００４１】
本発明による測定装置は、特定の用途に適した任意の方法で実現されてもよい。例えば、測定装置が、１つ以上の放射線トランスミッタおよび、または１つ以上の放射線レシーバを有していてもよい。トランスミッタおよびレシーバは、互いに類似したものでも異なるものでもよく、例えば適切なレシーバと共に、異なるタイプの放射線を提供する２つのトランスミッタを用いることができる。放射線トランスミッタは、光電気通信ネットワークシステムでしばしば利用されるように、例えばインジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）レーザーダイオードを備えていてもよく、該ダイオードは一般に約１．５マイクロメータ、主に約１５３０ｎｍの波長で動作する。このような放射線トランスミッタは比較的構造が単純で安価である。放射線レシーバは、例えば特定の放射線などを受けるのに適したフォトダイオードを備えていてもよい。また、トランスミッタは装置の投影システムの一部であってもよく、図５の例で示すように、例えば図１の例の放射線源ＬＡが本発明による測定装置におけるトランスミッタとして用いられてもよい。
【００４２】
図５に示す本発明による測定装置の例は、２つの放射線レシーバ１０２、１０７を有しており、一方の放射線レシーバ１０２がトランスミッタ１０１から放射線を受け、他方のレシーバ１０７が放射線源ＬＡから放射線３００を受けることができる。この例において、放射線源ＬＡはＤＵＶまたはＥＵＶを放出し、トランスミッタ１０１はＤＵＶまたはＥＵＶ領域外の光学放射線を放出する。従って、レシーバ１０２、１０７は、表面で反射される放射線の異なる特性、すなわち反射放射線の異なる波長を測定する。図５の例において、トランスミッタ１０１および放射線源ＬＡからの放射線は、多かれ少なかれ共に単色であると想定される。しかし、異なる波長の放射線を送出するトランスミッタを使用し、各々が異なる波長の放射線に反応する２つ以上の適したレシーバで放射線を受光することも同様に可能である。
【００４３】
本発明による装置または方法において、放射線は、例えば可視光、近赤外線（ＮＩＲ）、赤外線（ＩＲ）、または遠赤外線（ＦＩＲ）領域の電磁放射線であってもよい。この放射線はレーザー装置または広帯域光源によって生成されてもよい。これらの領域の放射線は、炭素含有物質を伴う汚染の厚さを特定するのに特に適している。炭素含有物質はこれらの領域の光を吸収するため、炭素含有物質を伴う汚染は結果として反射損失をきたし、正確な検出を行うことができる。さらに、レーザー光は平行単色、非破壊的で、高解像度の測定が可能となる。
【００４４】
図３および図４の例では、表面で反射された放射線は放射線レシーバによって検出される。そのため、光は汚染層を２度通過するので、測定装置は高い感度を有することになる。図３および図４の例では、トランスミッタおよびレシーバが構成要素に対して同じ側、例えば表面より上に配置される（トランスミッタおよびレシーバを表面より下に配置することも同様に可能である）。しかし、表面を通過する光から汚染特性を測定すること同様に可能であり、例えば、送出される光の強度の変化によって汚染層の厚さを測定することもできる。それによって、非反射性表面または透明な基板上の汚染の量を測定することもできるようになる。そして、トランスミッタおよび検出器すなわち放射線レシーバを異なる側に配置することもできる。例えば検出器を表面より下に、トランスミッタを表面より上に配置してもよいし、その逆でもよい。
【００４５】
一般に、本発明による装置において、本発明による測定装置または測定方法が装置の光学系の機能を妨害することはないので、汚染のオンライン分析、すなわち装置のスイッチをオフすることなく分析が可能となる。さらに、放射線がレーザー光である場合、例えば放射線が光学系の外側から、あるいは光学構成要素からある距離を置いたレーザー光源から送出され、光ファイバ経由で表面に導かれ、光学系における本発明による測定装置の構成要素を最小限にとどめるようにしてもよい。
【００４６】
光学放射線が使用される場合は、放射線トランスミッタを低電力レーザーダイオードで構成し、余分な熱負荷を防止するようにしてもよい。放射線トランスミッタの放射線を表面の広い範囲に投影することで、結果として表面積に対する放射出力量が低下し、それによって加熱を防止するようにしてもよい。また、測定時間を短くすることでこの問題を解決してもよい。炭素成長を測定する場合、（近）赤外線領域の光学放射で毎分１測定以下の測定速度であれば高精度に汚染プロセスをモニタするのに十分であることがわかった。しかし、本発明はこのような測定速度に限定されるものではなく、任意の適した測定方法を用いることができる。測定速度を変化させてもよい。例えば、２つ以上の異なる測定速度を用いることもできる。例えば、リソグラフィ投影装置の標準操作においては第１の測定速度を用い、例えば装置のクリーニングやメンテナンス中（あるいはメンテナンス直後）では第２の測定速度を用いてよい。例えば、第２の測定速度は第１の測定速度より速いかもしれない。例えば、第１の測定速度は毎分約１回であり、第２の測定速度は（半）連続的であってもよい。
【００４７】
本発明による測定装置または測定方法は、例えば放射線トランスミッタ１０１で表面の様々な部分を照射することによって、汚染の局所的な差を特定するために使用されてもよい。例えば、表面に対しトランスミッタを移動させるか、あるいは、例えば１つ以上のミラーを用いて表面に沿って放射線ビームを走査することによって異なる部分を照射することができる。装置が表面の様々な部分を照射する場合には、放射線ビームを複数の位置に向ける手段を設けてもよい。これを実現するのに適した手段を用いれば、表面は固定した状態に保ちつつ測定ビームを偏向させるか、あるいは表面に対し放射線トランスミッタを移動させたり、あるいは測定ビームは保持して表面を動かすか、あるいは複数の測定ビームを使用することなども可能となる。
【００４８】
図６は厚さが変化する炭素層で汚染された表面沿いの近赤外線（ＮＩＲ）領域における相対反射率の実験結果を示す。図６のグラフで示される実験では、ダイオードレーザーを使用して波長が７８０ｎｍの放射線を投影し、４〜７ｎｍの範囲の厚さの炭素層に関して、ＥＵＶミラーに対して入射角度が４５度の光の反射を測定した。この実験では反射ビームを直接測定した。すなわちヘテロダイン検出ではない。炭素層を伴わない領域での反射に対し、炭素層では４〜６％の範囲の吸収がみられる。この配置に対して、ミラーの垂直面に対する入射角度が１０〜５０度の間で吸収が最大になった。炭素の吸収断面がより大きくなるような波長を選択することで、吸収を増加させることができる。一般的に、例えば７８０ｎｍより低い低波長、および赤外領域の波長、すなわち１マイクロメータより大きい波長の光学放射線の両方で吸収は増加する。図６において矢印で示すように、汚染が存在する位置ではかなりの反射率低下が測定される。図６では、矢印が示すようにｘ＝９ｍｍおよびｘ＝１３ｍｍで反射率の低下がみられる。さらに図６では、異なる汚染層の厚さの値に対する相対反射率の差も明白に見ることができる。
【００４９】
図７Ａは、キャップ層なしのモリブデン−シリコン（Ｍｏ−Ｓｉ）多層ミラー、すなわち表面層が他の層と同じである多層ミラーに対する反射率（垂直入射）対光の波長のシミュレーション結果を示す。図７Ｂは、キャップ層付きＭｏ−Ｓｉ多層ミラー（すなわちミラーの表面層が残りの層と異なり、この例では表面層がルテニウム（Ｒｕ）で作られる）に対する反射率（垂直入射）対光の波長のシミュレーション結果を示す。
【００５０】
図７Ａのシミュレーションは、Ｓｉ基板を備え、その基板上に４．４ｎｍのＳｉ層および２．５ｎｍのＭｏ層を交互に４０組重ねた多層膜ミラーに対して行われた。図７Ｂでは、多層膜ミラーがＳｉ基板を有し、その基板上に４．４ｎｍのＳｉ層および２．５ｎｍのＭｏ層が交互に４０組重なっているとした。表面の一組は、キャップ層とも称するように、２．０ｎｍのＭｏ層の上に１．５ｎｍのＲｕ層が重なっているものとした。図７Ａおよび図７Ｂのシミュレーションでは、汚染物が２ｎｍの炭素層であるとした。
【００５１】
キャップ層なしの多層ミラーおよびキャップ層付き多層ミラーの両方に対し、炭素汚染層を伴う場合と伴わない場合のシミュレーションが示されている。図７Ａの破線で示すように、この例では炭素層の厚さは２ｎｍであるが、炭素層が非常に薄くても、実線で表される汚染されていない表面の場合と比べて、キャップ層なしのミラーのスペクトルはすでに十分に変化している。図７Ｂはキャップ層付きミラーについても同様の性質を示すもので、破線は汚染されたミラーの場合を示し、実線は表面が汚染されていないミラーの場合を示す。
【００５２】
これらのシミュレーションから分かるのは、赤外線領域の波長、特に１〜２ミクロン、とりわけ１．２〜１．７μｍの波長を有する光学放射線を使用する本発明による方法または装置が、図７Ａおよび図７Ｂから得られるように、最も高い感度、すなわち反射率に対して最も大きな変形を与えるということである。さらに図７Ａおよび図７Ｂは、０．５〜１ミクロンの波長に対して、炭素を含んだ汚染物を伴う多層ミラーの反射率が汚染されていない表面を有する多層ミラーの反射率より高いことを示している。理論に束縛されずに考えると、反射率の増加は干渉および定常波の影響に起因するとみなされる。
【００５３】
図８Ａは、それぞれ０、１、２、５、１０、および２０ナノメートルの厚さの炭素層で汚染され、図７Ａのシミュレーションに用いたミラーと類似の多層ミラーに対して行われたシミュレーションの結果を示す。図８Ｂは、それぞれ１、２、５、および１０ナノメートルの厚さの酸化ケイ素層で汚染され、図７Ａのシミュレーションに用いたミラーと類似の多層ミラーに対して行われたシミュレーションの結果を示す。図８Ａに示すように、炭素含有物質の薄層の成長は、０〜１５０ｎｍ、特に５０ｎｍおよび１２０ｎｍ周辺の光学放射線で正確に検出することができる。なぜなら、これらの範囲の波長では薄層の成長が反射率に大きな影響を与えるからである。例えば、一般的にＥＵＶリソグラフィ投影装置のビームにはすでに使用されている１３．５ｎｍのＥＵＶを使用することができる。図８Ｂから得られるように、（二）酸化ケイ素含有物質の薄層の成長は、５０〜１５０ｎｍの波長の放射線、特に１００〜１２０ｎｍの波長の放射線によって正確に検出することができる。このように、異なる波長、例えば炭素含有物質に対しては１０〜７０ｎｍの波長、（二）酸化ケイ素含有物質に対しては７０〜１５０ｎｍの波長の放射線を使用することによって、炭素含有物質および二酸化ケイ素含有物質を識別することができる。
【００５４】
表面からの放射線から、例えば、炭素含有物質および酸化ケイ素含有物質の濃度のような汚染層内の物質の濃度が特定できる。グラフから得られるように、炭素含有物質および酸化ケイ素含有物質は、例えば相対強度や偏光のような異なる反射特性を有している。それゆえ、表面で反射される放射線はこれらの特性の組合せである。このように、反射放射線を基準値と比較することで、反射放射線に対するこれらの物質の相対寄与率が求められ、汚染中のこれらの物質の濃度が特定できる。
【００５５】
図９は、このような方法を実行するのに適した、図２〜４の例のプロセッサ１０３のセクション１０３５の一例を示す。セクション１０３５は、比率決定装置１０３５Ｅ、１０３５Ｆに接続される入力１０３５Ａ〜１０３５Ｄを有する。比率決定装置１０３５Ｅ、１０３５Ｆは計算機１０３５Ｇに接続され、計算機１０３５Ｇはさらにメモリ１０３５Ｈに接続される。計算機１０３５Ｇは出力１０３５Ｉを有し、それぞれの物質の確定濃度を表す信号を出力できる。
【００５６】
入力１０３５Ａには、トランスミッタ１０１によって第１の波長λ１で送出された放射線の強度Ｉｉｎ（λ１）に対応する信号が存在する。入力１０３５Ｂには、レシーバ１０２によって第１の波長λ１で受光された放射線の強度Ｉｏｕｔ（λ１）に対応する信号が存在する。入力１０３５Ｃには、トランスミッタ１０１によって第２の波長λ２で送出された放射線の強度Ｉｉｎ（λ２）に対応する信号が存在する。入力１０３５Ｄには、レシーバ１０２によって第２の波長λ２で受光された放射線の強度Ｉｏｕｔ（λ２）に対応する信号が存在する。
【００５７】
比率決定装置１０３５Ｅ、１０３５Ｆは、それぞれ特定の波長に対する送出強度と受光輝度の比Ｒを決定する。すなわち、デバイス１０３５Ｅはλ１での比Ｒ（λ１）を決定し、デバイス１０３５Ｆはλ２での比Ｒ（λ２）を決定する。比率Ｒ（λ１）およびＲ（λ２）は計算機１０３５Ｇに送信され、この計算機１０３５Ｇにおいて、前記比率およびメモリ１０３５Ｈに記憶されている値ａ１（λ１）、ａ２（λ１）、ａ１（λ２）、ａ２（λ２）から濃度が導き出される。値ａ１（λ１）およびａ１（λ２）は炭素層に対するλ１およびλ２での相対反射率を表し、値ａ２（λ１）およびａ２（λ２）は酸化ケイ素層に対する相対反射率を表す。汚染されていないミラーが投影放射線をすべて反射すると仮定すると、計算機は、例えば次式から濃度を計算することができる。
Ｒ（λ１）＝ｃｃａｒｂｏｎａ１（λ１）＋ｃｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｘｉｄｅａ２（λ１）（１）
Ｒ（λ２）＝ｃｃａｒｂｏｎａ１（λ２）＋ｃｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｘｉｄｅａ２（λ２）（２）
この式においてｃはそれぞれの物質の濃度を表す。しかし、１つ以上の汚染特性を特定するために、計算機は他の計算を行ってもよい。その後、計算結果はセクション１０３５の出力１０３５Ｉで出力される。
【００５８】
濃度の特定は、同様に、２つ以上の異なる波長の送出放射線と受光放射線の比、入射角度、偏光、位相シフト、干渉性等、反射放射線の異なる特性に基づいて行うことができる。
【００５９】
放射線トランスミッタから送出される放射線の入射角度は、特定の用途に適する任意の角度でよい。固定波長、特に赤外領域の電磁放射線では、図１０に示すように、ほとんどの入射角度において炭素層の厚さに対し反射率がほぼ線形に減少することが分かる。図１０は、図７Ｂのシミュレーションに用いたのと同様のキャップ層付き多層ミラーに対して、様々な入射角度における反射率を炭素の厚さの関数として表したシミュレーションの結果を示す。図１０において、それぞれの線に対する参照番号は放射線の入射角度を示している。図１０のシミュレーションでは、光は１５３０ｎｍの波長を有するとした。図１０から得られるように、本発明による方法において、炭素層１ｎｍにつき測定信号ΔＲ／Ｒの変化が約３％となる最高感度が実現されるのは、表面へ入射する放射線の角度が２０〜４０度の時であることがわかる。
【００６０】
本発明による方法または装置は、リソグラフィ投影装置の動作の任意の段階で用いることができる。例えば、本発明による方法または装置は、構成要素の少なくとも一部をクリーニング中に投影装置の１つ以上の構成要素の汚染を測定するのに使用してもよい。このように、制御可能なクリーニングを行うことができ、例えば物質が過剰に取り除かれるのを防止することができる。このようなクリーニングについては、例えばヨーロッパ特許出願第０２０８０４８８．６号など、任意の適したタイプであればよい。例えば、光子、電子、またはイオンを十分なエネルギーで投射する光子ビーム、電子ビーム、またはイオンビームを構成要素の表面に投射して汚染の少なくとも一部を除去するようにしてもよい。そして、レシーバがビームに応じて表面（または表面上の汚染）から放出された放射線を受けるようにしてもよい。受光放射線は、例えば二次粒子、散乱粒子、または反射粒子などを含んでいるかもしれない。そして１つ以上の汚染特性が１つ以上の受光放射線の特性から導き出されてもよい。例えば、トランスミッタは少なくとも一部の汚染を除去する電子を表面に放出してもよい。レシーバは放出電子に応じて表面により散乱または伝達され（戻ってきた）電子を測定するようにしてもよい。このような場合、レシーバが電荷を測定するダイオードとして実現されても、表面から接地電流への漏れ電流、あるいは電子などにより生成される磁場といった電流を測定するものでもよい。エネルギーのような散乱あるいは伝達電子の特性は、とりわけ汚染の厚さおよび汚染中に存在する物質に依存する。このように、汚染の特性は、散乱あるいは伝達電子の特性から決定することができる。
【００６１】
本発明による測定装置または測定方法において、投光放射線および受光放射線は特定用途の実現に適する任意のタイプの放射線でよい。放射線として、例えば電磁放射線（赤外線、可視光線または紫外線のような）やその他のものなどが可能である。さらにトランスミッタは、レシーバによって受光される放射線とは異なるタイプの放射線を送出してもよい。例えばトランスミッタが電子ビームを放出し、レシーバが電子ビームによって表面上の分子が励磁された結果生じる電磁放射線を受けてもよい。同様に、トランスミッタがある波長の電磁放射線を放出し、レシーバが別の波長の放射線を受光してもよいため、例えば汚染の蛍光発光性を測定することもできる。放射線は単波長でもいいし、広域スペクトルあるいは複数の波長からなっていてもよい。さらに、本発明は、プログラマブル装置で動く際に本発明による方法のステップを実行するためのコンピュータプログラム製品として応用してもよく、このように、例えば汎用コンピュータのようなプログラマブル装置で図９のセクション１０３５の機能を実現することも可能である。
【００６２】
上記の実施形態は本発明を例示するものであって、本発明を限定するものではなく、添付の請求項の範囲から逸脱することなく当業者が他に取り得る形態を設計することができることに留意すべきである。請求項において、括弧でくくられた任意の参照符号はその請求項を限定するものとして理解すべきではない。「備える」という用語は、請求項に記載されたもの以外の他の要素またはステップの存在を除外するものではない。別の記載がない限り、「ある」という単語は「１つ以上」の意味として使用される。また、ある手段や方策が互いに異なる請求項に記載されているといった事実は、これらの手段や方策の組合わせを有益に使用することができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明によるリソグラフィ投影装置の実施形態の一例を概略的に示す。
【図２】本発明によるリソグラフィ投影装置の実施形態の一例におけるＥＵＶ照射システムおよび投影光学系の実施形態の一例の側面図を示す。
【図３】本発明による測定装置の実施形態の第一の例を概略的に示す。
【図４】本発明による測定装置の実施形態の第二の例を概略的に示す。
【図５】本発明による測定装置の実施形態の第三の例を概略的に示す。
【図６】厚さが変化する炭素層に汚染されたＥＵＶミラーの相対反射率の実験結果を示す。
【図７Ａ】炭素層による汚染を伴う場合と伴わない場合において、あるタイプの多層ミラーの反射率を電磁放射線の波長の関数として表すグラフを示す。
【図７Ｂ】炭素層による汚染を伴う場合と伴わない場合において、他のタイプの多層ミラーの反射率を電磁放射線の波長の関数として表すグラフを示す。
【図８Ａ】異なる厚さの炭素層による汚染を伴う場合の多層ミラー面の反射率を波長の関数として表すシミュレーションのグラフを示す。
【図８Ｂ】異なる厚さの酸化ケイ素層による汚染を伴う場合の多層ミラー面の反射率を波長の関数として表すシミュレーションのグラフを示す。
【図９】図３〜５の例で用いることのできるプロセッサのセクションの概略的なブロック図を示す。
【図１０】赤外線レーザからの放射線の異なる入射角度に対する多層膜ミラー面の反射率を炭素汚染層の厚さの関数として表すシミュレーションのグラフを示す。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
2004282046000001.pdf