(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
応用システム（４００）での汚染を検知するためのセンサ（１００）であって、
センサ（１００）は、反射性多層コーティング（１０６）とキャップ層（１０８）を備えた基板（１０４）を含み、
反射性多層コーティング（１０６）の上部層及び／又はセンサ（１００）のキャップ層（１０８）の厚さ、材料、組成または屈折率のうち１つ又はそれ以上が、センサ（１００）を応用システム（４００）に設けた場合、反射性多層コーティング（１０６）の上部層及び／又はキャップ層（１０８）の上にある最初の汚染層の初期形成時に最初の反射率変化を生じさせるように適合しており、
最初の反射率変化は、キャップ層（１０８）上のより厚い汚染層の形成時の反射率変化より大きいことを特徴とするセンサ（１００）。
【請求項２】
センサ（１００）の反射率は、そのキャップ層（１０８）上の汚染層の厚さの関数として、減少する反射率関数および振動する反射率関数の重ね合わせであり、
キャップ層（１０８）は、センサ（１００）が応用システム（４００）にある場合、キャップ層（１０８）上の最初の汚染層の初期形成時のセンサ（１００）の反射率変化は、振動する反射率関数の立下りエッジに対応するように適合している請求項１記載のセンサ（１００）。
【請求項３】
キャップ層（１０８）の初期汚染時の反射率変化は、汚染層の厚さナノメータにつき少なくとも０．５％の反射率減少である請求項１または２記載のセンサ（１００）。
【請求項４】
キャップ層（１０８）は、実質的に非酸化性の材料を含む請求項１または３記載のセンサ（１００）。
【請求項５】
キャップ層は、シリコン、ルテニウム、二酸化チタン、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金、金、炭化シリコン、カーボン、窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化チタンの何れかを含む請求項１〜４のいずれかに記載のセンサ（１００）。
【請求項６】
キャップ層（１０８）は、反射性多層コーティング（１０６）の上部層である請求項１〜５のいずれかに記載のセンサ（１００）。
【請求項７】
キャップ層（１０８）と反射性基板（１０４）との間にサブ層（１１２）を含み、センサの適合化はサブ層（１１２）の適合化を含む請求項１〜６のいずれかに記載のセンサ（１００）。
【請求項８】
サブ層の適合化は、サブ層（１１２）の厚さ、材料、組成または屈折率のうち１つ又はそれ以上の適合化を含む請求項７記載のセンサ（１００）。
【請求項９】
応用システム（４００）における汚染を検出するための検出システム（３００）であって、
請求項１〜８のいずれかに記載のセンサ（１００）であって、照射源（３０６）から照射ビームを受けて、変更された照射ビームを放射検出器（３０８）へ反射するように適合したセンサと、
検出したセンサ（１００）の反射率の関数として、汚染レベルを導出するための処理システム（３０２）とを備える検出システム（３００）。
【請求項１０】
汚染レベルを導出するための処理システム（３０２）は、反射率変化と、センサ（１００）上に形成される汚染層の厚さとの相関を考慮するように適合している請求項９記載の検出システム（３００）。
【請求項１１】
処理システム（３００）は、反射性基板の初期反射率に関する情報を提供する較正測定を考慮するように適合している請求項９〜１０のいずれかに記載の検出システム（３００）。
【請求項１２】
検出システム（３００）は、汚染に関するフィートバックを応用システム（４００）に提供するためのフィートバック手段（３１２）をさらに備える請求項９〜１１のいずれかに記載の検出システム（３００）。
【請求項１３】
検出システム（３００）は、汚染をキャップ層から除去するための汚染除去手段（３１０）をさらに備える請求項９〜１２のいずれかに記載の検出システム（３００）。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれかに記載のセンサ（１００）または、請求項９〜１３のいずれかに記載の検出システム（３００）を備える応用システム（４００）。
【請求項１５】
応用システム（４００）は、複数のミラーを備えた極端紫外リソグラフシステムであり、前記ミラーの少なくとも１つは、反射性基板と、該反射性基板の上に設けられたキャップ層とを備え、
前記少なくとも１つのミラーのキャップ層は、該少なくとも１つのミラーのキャップ層上の最初の汚染層の初期形成時にミラー反射率変化を生じさせるように適合しており、
ミラー反射率変化は、センサについての最初の反射率変化より実質的に小さい請求項１４記載の応用システム（４００）。
【請求項１６】
検出システム（３００）には、請求項１２記載のフィートバック手段（３１２）が設けられ、該フィートバック手段は、前記極端紫外リソグラフ処理システムの照射源を制御するように適合している請求項１５記載の応用システム（４００）。
【請求項１７】
応用システムでの汚染を検知するための方法であって、
・キャップ層を含むセンサを用意することと、
・センサを応用システムに設けた場合、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時に最初の反射率変化を検知することとを含み、
最初の反射率変化は、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時の反射率変化より大きいようにした方法。
【請求項１８】
前記検知した最初の反射率変化に基づいて、汚染量を決定することをさらに含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記決定した汚染量に基づいて、応用システムを制御することをさらに含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
応用システムでの汚染を検知するためのセンサを製造するための方法であって、
・基板を得ることと、
・前記基板上にキャップ層（１０８）を設けてセンサを形成することとを含み、
センサを応用システムに設けた場合、センサは、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時に最初の反射率変化を生じさせるように適合しており、
最初の反射率変化は、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時の反射率変化より大きいようにした方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフプロセスの分野に関し、特に、リソグラフプロセス、例えば、極端紫外リソグラフを最適化するための方法およびシステムに関し、例えば、リソグラフプロセスシステムにおいて、カーボン汚染などの汚染を測定及び／又は調査するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学リソグラフは、最近、２４８ｎｍまたは１９３ｎｍの波長を使用する。１９３ｎｍ浸漬リソグラフの場合、４５ｎｍノードまたは３２ｎｍノードでの集積回路（ＩＣ）の製造が可能である。しかしながら、３２ｍｎ未満のハーフピッチノードで印刷するには、二重パターニングを使用しない限り、この波長は理論限界によりおそらく満足できるものでない。
【０００３】
１９３ｎｍの波長を使用する代わりに、極端紫外リソグラフ（ＥＵＶリソグラフ）とも称される、より発展した技術が導入されている。これは１０ｎｍ〜１４ｎｍ、典型的には１３．５ｎｍの波長を使用する。この技術は、早期の段階では、軟Ｘ線リソグラフとも称されており、詳しくは２ｎｍ〜５０ｎｍの範囲の波長を使用するものであるが、光学リソグラフで典型的に使用されている縮小光学系は利用しない。
【０００４】
光学リソグラフでは、深紫外（ＤＵＶ）領域での幾つかの波長において、電磁放射は、従来のレンズおよびマスクに使用されるガラスなど、大部分の材料を通過する。
【０００５】
しかしながら、より短い波長、例えば、極端紫外リソグラフおよび軟Ｘ線リソグラフでは、電磁放射は、従来のレンズおよびマスクに使用されるガラスなど、大部分の材料で吸収される。従って、ＥＵＶリソグラフを行うには、従来の光学リソグラフと比べて全く異なるツールが必要になる。レンズを使用する代わりに、こうした結像システムは、現在、全て反射光学系に依拠しており、例えば、ミラーなど、反射光学(catoptric)素子とも称される反射光学素子で構成される。ミラーなどの反射光学素子は、好ましくは、１３．５ｎｍの波長で高い反射率（７０％まで）を有するように設計された多層構造でコートされている。さらに、空気もＥＵＶ光を吸収するため、真空環境が必要になる。
【０００６】
ＥＵＶリソグラフは、３２ｎｍ未満の波長を用いた応用が可能であると考えられるが、成熟した技術に到達するには克服すべき多くの課題がある。ＥＵＶＬでの主要な課題は、信頼性ある高出力光源および集光器モジュールを用意すること、適切なレジスト特性を得ること、欠陥無しマスクを得ること、適切なレチクル保護を有すること、良好な投影および照射器光学系の品質および寿命を得ることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、「汚染物」とも称される化学成分による光学系の汚染に関連する。この成分は、通常、レジストの脱ガス(outgas)から由来するガス状成分である。このレジスト脱ガスは、ＥＵＶレジストのＥＵＶ照射に起因して発生する。
【０００８】
汚染は、レチクルおよび結像光学系の反射率を減少させるため、こうした脱ガスは、使用する光学素子の反射率に影響を及ぼす。これは、全体的な結像品質の速い劣化をもたらす。国際半導体技術ロードマップ（ＩＴＲＳ）によると、レンズ下方での２分間での有機材料の脱ガスレートは、１秒当り５×１０１３分子／ｃｍ２より低くすべきである。
【０００９】
レジスト脱ガスレートを減少させるためには、あるレジストに関するレジスト脱ガス量を測定可能な計測ツールが必要である。レジスト脱ガスを選別するための１つの可能性は、文献「K.R. Dean et al in Proc. of SPIE 6153E, p.1-9 (2006)」にも記載されている。脱ガスチャンバが、シンクロトロンビームライン上に構築される。ウエハとともに、Ｓｉ３Ｎ４証拠(witness)プレートがチャンバ内に置かれ、ＥＵＶ照射に露出される。そして、この証拠プレートは、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）で分析され、蓄積した汚染物の証拠を見つける。汚染物は、熱脱離（ＴＤ）チューブの中に集められる。このＴＤチューブ内の汚染物は、ガスクロマトグラフ／質量分光分析（ＧＣ／ＭＳ）によって分析される。異なる成分について実際の汚染に関する情報を得るために、証拠プレートは、別個の特性試験(characterisation)システムで評価されることになり、これは退屈で非効率な業務をもたらす。証拠プレートをリソグラフシステムから特性試験システムへ搬送することは、さらに証拠プレートの汚染をもたらし、脱ガスに起因した汚染物の不正確な測定を生じさせる。
【００１０】
（発明の概要）
本発明の実施形態の目的は、光学システム、例えば、リソグラフシステムにおける汚染を検出するための良好なデバイスまたは方法、そして、こうした汚染検出システムおよび方法を用いたシステムおよび方法を提供することである。
【００１１】
本発明に係る実施形態の利点は、正確かつ早期の汚染検出が得られる点である。本発明に係る実施形態の利点は、光学システム、例えば、リソグラフシステムの汚染のその場(in-situ)監視および評価を可能にする方法およびシステムが提供される点である。本発明に係る実施形態の利点は、光学コンポーネントが著しく劣化する前に汚染検出を可能にし、システムの過度の汚染を防止できる方法およびシステムが提供される点である。本発明に係る実施形態の利点は、汚染を検出するためのシステムは、経済コスト及び／又は労力の点で費用効果がよくなる点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、本発明に係る方法およびデバイスによって達成される。
【００１３】
本発明は、応用システムでの汚染を検知するためのセンサに関する。センサは、キャップ層を備え、センサを応用システムに設けた場合、センサは、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時に最初の反射率変化を生じさせるように適合しており、最初の反射率変化は、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時の平均反射率変化より大きい。
【００１４】
本発明に係る実施形態の利点は、汚染、例えば、カーボン汚染に対して高感度なセンサが設けられる点である。本発明に係る実施形態の利点は、センサは、容易に製造できる点である。
【００１５】
センサの反射率は、キャップ層上の汚染層の厚さの関数として、減少する反射率関数および振動する反射率関数の重ね合わせであり、キャップ層は、センサが応用システムにある場合、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時のセンサの反射率変化は、振動する反射率関数の立下りエッジに対応するように適合している。
【００１６】
振動する反射率関数の立下りエッジは、勾配(gradient)が最も急峻である位置にあるであろう。センサデバイスは、特定波長を用いた照射を伴う用途に設計してもよい。基板の反射率は、その特定波長に関する反射率でもよい。本発明に係る実施形態の利点は、光学技術が汚染検出のために使用でき、高感度検出が可能になる点である。
【００１７】
キャップ層の初期汚染時の反射率変化は、汚染層の厚さナノメータにつき少なくとも０．５％の反射率減少、好ましくは汚染層の厚さナノメータにつき少なくとも１％の反射率減少、より好ましくは汚染層の厚さナノメータにつき少なくとも２％の反射率減少でもよい。
【００１８】
本発明に係る実施形態の利点は、点検すべきシステム内のコンポーネント、例えば、ＥＵＶリソグラフシステムでの光学コンポーネントの著しい劣化をもたらす前に汚染が検出できる点である。
【００１９】
センサの適合化は、キャップ層の厚さ、材料、組成または屈折率のうち１つ又はそれ以上の適合化でもよい。本発明に係る実施形態の利点は、使用するキャップ層の材料及び／又は厚さを選択する際に幾つかの自由度がある点である。キャップ層は、実質的に非酸化性の材料を含んでもよい。本発明に係る実施形態の利点は、汚染に関する正確な結果が得られる点である。キャップ層は、シリコン、ルテニウム、二酸化チタン、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金、金、炭化シリコン、カーボン、窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化チタンの何れかを含んでもよい。
【００２０】
センサは、反射性多層コーティングを有する基板を含む反射性基板を備え、センサの適合化は反射性多層コーティングの上部層の適合化を含んでもよく、センサが応用システム内にある場合に、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時のセンサの反射率変化が、振動する反射率関数の立下りエッジに対応するようになる。反射性多層コーティングの上部層の適合化は、反射性多層コーティングの上部層の厚さ、材料、組成または屈折率のうち１つ又はそれ以上の適合化を含んでもよい。キャップ層は、反射性多層コーティングの上部層であってもよい。
【００２１】
センサは、キャップ層と反射性基板との間にサブ層を含んでもよく、センサの適合化はサブ層の適合化を含んでもよい。反射性多層コーティングの上部層の適合化は、サブ層の厚さ、材料、組成または屈折率のうち１つ又はそれ以上の適合化を含んでもよい。
【００２２】
本発明はまた、応用システムにおける汚染を検出するための検出システムに関する。検出システムは、上述したようなセンサと、検出したセンサ反射率の関数として汚染レベルを導出するための処理システムとを備える。本発明に係る実施形態の利点は、汚染の自動化または自動検出を可能にする検出システムが提供できる点である。
【００２３】
検出システムは、センサ表面を照射するための照射源をさらに備えてもよい。本発明に係る実施形態の利点は、システムは所定の照射波長に関して較正できる点である。検出システムは、センサで反射した反射照射ビームを検出するための放射検出器を備えてもよい。本発明に係る実施形態の利点は、汚染を検出するためのシステムは、光学特性試験技術をベースとして、高い分解能で汚染レベルを点検する可能性をもたらす点である。
【００２４】
汚染レベルを導出するための処理システムは、反射率変化と、センサ上に形成される汚染層の厚さとの相関を考慮するように適合してもよい。本発明に係る実施形態の利点は、センサは正確に較正可能であり、正確な結果をもたらす点である。
【００２５】
また、処理システムは、反射性基板の初期反射率に関する情報を提供する較正測定を考慮するように適合してもよい。本発明に係る実施形態の利点は、センサは正確に較正可能であり、定量的な結果をもたらす点である。
【００２６】
また、検出システムは、汚染に関するフィートバックを応用システムに提供するためのフィートバック手段を備えてもよい。本発明に係る実施形態の利点は、自動または自動化した汚染検出を提供するシステムが得られる点である。
【００２７】
また、検出システムは、汚染をキャップ層から除去するための汚染除去手段を備えてもよい。
【００２８】
本発明はまた、上述のセンサまたは上述の検出システムを備える応用システムに関する。応用システムは、汚染が発生し得る任意のシステムでもよい。応用システムは、複数のミラーを備えた極端紫外リソグラフシステムでもよい。前記ミラーの少なくとも１つはキャップ層を備え、該少なくとも１つのミラーは、少なくとも１つのミラーのキャップ層上の最初の汚染層の初期形成時にミラー反射率変化を生じさせるように適合してもよい。ミラー反射率変化は、センサについての最初の反射率変化より実質的に小さい。
【００２９】
応用システムは、例えば、汚染が、照射時のレジストの脱ガスや真空中に存在する残留汚染物などによって生ずるような極端紫外リソグラフシステムでもよい。汚染は、カーボン汚染でもよい。本発明に係る実施形態の利点は、極端紫外リソグラフシステムにおける汚染を検出するための効率的なシステムが得られる点である。本発明に係る実施形態の利点は、センサは、システムの光学コンポーネントにおいて汚染の臨界レベルに到達する前に汚染の評価が可能である点である。
【００３０】
検出システムは、前記極端紫外リソグラフ処理システムの照射源を制御するように適合したフィートバック手段を備えてもよい。本発明に係る実施形態の利点は、システムは、不適当な汚染レベルが発生した場合に停止して、リソグラフ処理が施されるデバイスの改善した品質を提供する点である。
【００３１】
本発明はまた、応用システムでの汚染を検知するための方法に関する。この方法は、キャップ層を含むセンサを用意することと、センサを応用システムに設けた場合、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時に最初の反射率変化を検知することとを含み、最初の反射率変化は、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時の平均反射率変化より大きい。本発明に係る実施形態の利点は、汚染を検出するための正確かつ効率的な方法が得られる点である。
【００３２】
該方法は、前記検知した最初の反射率変化に基づいて、汚染量を決定することをさらに含む。本発明に係る実施形態の利点は、汚染の定量測定が実施できる点である。
【００３３】
該方法は、前記決定した汚染量に基づいて、応用システムを制御することをさらに含む。本発明に係る実施形態の利点は、システム内に存在する汚染レベルを考慮して、リソグラフ処理が実施できる点である。幾つかの実施形態では、ＥＵＶシステムで使用されるミラーの減少した反射率は、照射設定を調整することによって補償できる。
【００３４】
本発明はまた、応用システムでの汚染を検知するためのセンサを製造するための方法に関する。この方法は、基板を得ることと、前記基板上にキャップ層を設けてセンサを形成することとを含み、センサを応用システムに設けた場合、センサは、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時に最初の反射率変化を生じさせるように適合しており、最初の反射率変化は、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時の平均反射率変化より大きい。本発明に係る実施形態の利点は、センサは容易かつ精度よく製造できる点である。
【００３５】
さらに本発明は、応用システムにおける汚染を検知するためのセンサデバイスに関する。このセンサデバイスは、上述したような製造方法を用いて得られる。
【００３６】
本発明はまた、処理手段上で実行する場合、上述のような検知方法を実施するためのコンピュータプログラム製品に関する。
【００３７】
さらに本発明は、こうしたコンピュータプログラム製品を保管する機械読み取り可能なデータストレージデバイス、またはローカルエリアまたはワイドエリア電気通信ネックワーク上でのその伝送に関する。
【００３８】
本発明の特定および好ましい態様は、添付の独立請求項および従属請求項に記述されている。従属請求項からの特徴は、請求項において適切で明記されたものだけに限らず、独立請求項の特徴および他の従属請求項の特徴と組み合わせてもよい。
【００３９】
この分野において一定の改良、変化および進化があった場合でも、本概念は、先行した実用化からの逸脱を含む実質的に新しく新規な改良を表すものと考えられ、より効率的で、安定し、信頼できるこの種のデバイスの提供をもたらす。
【００４０】
本発明の教示は、デバイスのリソグラフ処理のための改良した方法および装置の設計を許容する。本発明の上記および他の特性、特徴、利点は、本発明の原理を例として図示した添付図面と関連した下記の詳細な説明から明らかとなろう。この説明は、例示の目的だけであり、本発明の範囲を限定するものでない。下記に示した参照図面は、添付図面を参照している。
【００４１】
異なる図面において、同じ参照符号は同じまたは類似の要素を参照している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の実施形態は、特定の実施形態に関して一定の図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されず、請求項によってのみ限定される。記載した図面は、概略的かつ非限定的なものである。図面において、幾つかの要素のサイズは、説明目的のために誇張したり、縮尺どおり描写していないことがある。寸法および相対寸法は、本発明の実際の具体化に対応していない。
【００４３】
さらに、説明および請求項での用語、「第１」、「第２」、「第３」などは、類似の要素を区別するための使用しており、必ずしも連続した順または時間順を記述するためではない。こうして使用した用語は、適切な状況下で交換可能であり、ここで説明した本発明の実施形態は、ここで説明したり図示したものとは別の順番で動作可能であると理解すべきである。
【００４４】
さらに、説明および請求項の中の用語「上(above)」、「底(bottom)」、「の上に(over)」、「の下に(under)」等は、説明目的で使用しており、必ずしも相対的な位置を記述するためのものでない。こうして用いた用語は、適切な状況下で交換可能であって、ここで説明した本発明の実施形態がここで説明または図示した以外の他の向きで動作可能であると理解すべきである。
【００４５】
請求項で使用した用語「備える、含む(comprising)」は、それ以降に列挙された手段に限定されるものと解釈すべきでなく、他の要素またはステップを除外していないことに留意すべきである。記述した特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を、参照したように特定するものとして解釈するものであり、１つ又はそれ以上の他の特徴、整数、ステップまたは構成要素あるいはこれらのグループを排除していない。同様に、用語「接続した(coupled)」は、直接接続だけに限定されるものと解釈すべきでない点に留意する。「接続した」は、２つ又はそれ以上の要素が直接に物理的または電気的に接触していること、あるいは、２つ又はそれ以上の要素が、互いに直接接触していないが、互いに共働または相互作用することを意味する。
【００４６】
本明細書を通じて「一実施形態」または「実施形態」への参照は、実施形態と関連した説明した特定の特徴、構造または特性は、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。続く請求項が反映するように、発明の態様は、単一の前述の開示した実施形態の全ての特徴より少ないことになる。そして、詳細な説明に続く請求項は、詳細な説明に明確に組み込まれており、各請求項は、本発明の別個の実施形態としてそれ自体に立脚している。さらに、続く請求項では、権利請求する実施形態の何れも任意の組合せで使用可能である。
【００４７】
さらに、実施形態の幾つかは、コンピュータシステムのプロセッサまたはその機能を実行する他の手段によって実行可能な方法または方法の要素の組合せとして、ここに記載されている。そして、こうした方法または方法の要素を実行するために必要な指令を有するプロセッサは、方法または方法の要素を実行するための手段を形成する。さらに、ここで記載した装置の実施形態の要素は、本発明を実施する目的のため、要素によって実施される機能を実行するための手段の一例である。
【００４８】
ここでの説明では、多くの特定の詳細が記述されている。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施できると理解される。例えば、周知の方法、構造および技術は、この説明の理解を曖昧にしないために、詳細に示していない。
【００４９】
下記の用語は、本発明の理解を支援するためだけに用意している。本発明の実施形態は、レチクル構造(feature)の厚さと同じオーダーまたはそれより小さい波長の電磁放射を用いたリソグラフシステムおよび方法に好適である。これは、典型的には極端紫外（ＥＵＶ）線またはＸ線を含む。極端紫外線またはＸ線に関して、この分野では僅かに異なる多くの定義が用いられている。極端紫外線は、典型的には波長範囲３１ｎｍ〜１ｎｍでの電磁放射を含んでもよく、Ｘ線は、典型的には波長範囲１０ｎｍ〜０．０１ｎｍでの電磁放射を含んでもよい。本発明は、これらに限定されず、僅かな波長変動が発生してもよいことに留意する。
【００５０】
さらに、例えば、深紫外領域およびそれ以下（遠紫外）の短い波長の光、典型的には、波長範囲３００ｎｍ〜７ｎｍの電磁放射を用いたリソグラフシステムおよび方法も、本発明から利益が得られる。コンポーネントの反射率または反射係数を用いた場合、コンポーネントで反射する入射光の割合を参照している。
【００５１】
本発明について、本発明の幾つかの実施形態の詳細な説明によって説明する。本発明の他の実施形態は、本発明の精神または技術的教示から逸脱することなく、当業者の知識に従って構成できることは明らかであり、本発明は、添付の請求項の用語によってのみ限定される。
【００５２】
第１態様において、本発明は、応用システムでの汚染を検知するためのセンサに関する。こうした応用システムは、例えば、ＥＵＶリソグラフシステムなどのリソグラフ処理システムでもよい。しかし、本発明はこれに限定されない。好ましくは、センサは、真空下で動作するシステムにおいて用いられる。
【００５３】
センサは、センサの上部にキャップ層を備え、その上に汚染が形成または堆積し得る。センサは、反射性基板をさらに備えてもよく、これによりキャップ層は、反射性基板を保護する機能を有することができる。しかし、本発明はこれに限定されない。さらに、センサをシステム内に設けた場合、センサは、キャップ層上にある最初の汚染層の初期形成時の最初の反射率変化を生じさせるように適合してもよい。こうした適合化は、キャップ層を適合させたり、もし存在すれば、反射性基板での反射性多層の上部層を適合させたり、もし存在すれば、キャップ層と反射性基板との間に位置決めされたサブ層を適合させたり、あるいは、これらの任意の組合せを適合させることによって実施できる。
【００５４】
こうした適合化は、これらの層の１つ又はそれ以上について選択した材料を適合させたり、これらの層の１つ又はそれ以上について選択した組成を適合させたり、これらの層の１つ又はそれ以上についての構造的な特徴を適合させたり、これらの層の１つ又はそれ以上についての屈折率（実部及び／又は虚部、例えば、吸収係数を適合させたり、あるいは、これらの層の１つ又はそれ以上についての厚さを適合させたりすることによって実施できる。
【００５５】
最初の反射率変化は、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時での平均反射率変化より大きくなる。これは、初期の検知の際、汚染層の発生時の反射率変化は、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時での平均反射率変化より大きいことを表している。得られたセンサは、汚染、例えば、カーボン汚染に対して高感度であるという利点を有する。これは、汚染測定が、センサとの組合せで形成した汚染層、例えば、キャップ層の光学測定をベースとしていることを基礎としている。
【００５６】
キャップ層の上部にある汚染層の厚さの関数としての基板の反射率は、減少する反射率関数および振動する反射率関数の重ね合わせになる。減少する反射率関数は、単調に減少する関数である。それは、準(quasi)リニア関数でもよい。それは、指数関数でもよい。
【００５７】
これによりセンサは、センサがシステム内にある場合、キャップ層上の最初の汚染の初期形成時のセンサの反射率変化が、振動する反射率関数の立下りエッジに対応するように適合してもよい。好ましくは、これは、反射率関数の立下りエッジの最も急峻な部分に対応する。本発明に係る実施形態の利点は、光学干渉効果を測定することによって、汚染検出ために高い感度が得られる点である。例として、本発明はこれに限定されないが、第１態様の第１実施形態に係る例示のセンサ１００を図１に示しており、標準および任意のセンサコンポーネントを示している。
【００５８】
センサ１００は、反射性基板１０２を備えてもよい。反射性基板は、金属製基板などのような反射性を有する基板でもよく、あるいは、反射コーティングを有する基板でもよい。これは、例えば、ミラー、コーティング付ミラー、反射コーティング付ミラー、例えば、反射性多層コーティングを有する基板などでもよい。基板の反射率は、広い波長範囲に関するものでもよい。それは、応用または応用システムで使用される波長及び／又は波長範囲について選択及び／又は最適化してもよい。
【００５９】
ＥＵＶ応用では、それは極端紫外線でもよい。一例として、ＥＵＶリソグラフでしばしば使用されるように、反射性基板１０２は、反射性多層コーティング１０６で被覆された基板１０４を備えてもよい。このとき基板１０４は、任意のタイプの基板１０４、例えば、低い熱膨張の基板でもよく、その上には反射性多層コーティング１０６の堆積物が成膜可能である。使用可能な多層コーティング１０６の一例は、交互に並ぶモリブデン層とシリコン層（Ｍｏ−Ｓｉ）からなる多層コーティングでもよく、典型的にはそれぞれ約４０層で、典型的には全体厚さ２８０ｎｍである。多層は、これに限定されない。これは、例えば、ＥＵＶリソグラフシステムなど、ＥＵＶシステムでの反射性基板として特に好適であろう。
【００６０】
センサ１００は、反射性基板の上部にキャップ層１０８を備える。キャップ層１０８は、センサの製作または使用の際、反射性基板を保護できる。キャップ層１０８は、何れか適したタイプの材料、例えば、これに限定されないが、シリコン、ルテニウム、二酸化チタン、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金、金、炭化シリコン、カーボン、窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化チタンで作成してもよい。本発明に係る幾つかの実施形態では、キャップ層１０８は、著しく酸化を受けない材料、即ち、容易に酸化しない材料で作成してもよい。こうしたキャップ層の例は、ルテニウム、銀または金のキャップ層でもよい。
【００６１】
センサ１００は、キャップ層１０８の下方に任意のサブ層１１２をさらに備えてもよい。サブ層１１２は、キャップ層と反射性基板、例えば、反射性基板の上部層との間の拡散を最小化できる。それは、キャップ層１０８と反射性基板１０２との間のより良い接着を提供できる。それは、センサの全体反射率を改善できる。サブ層１１２は、何れか適したタイプの材料、例えば、これに限定されないが、シリコン、クロム(chrome)、モリブデン、チタン、カーボン、炭化ホウ素、またはこれらの組合せで作成してもよい。
【００６２】
センサ１００を応用システムで使用する場合、それは、応用システムの汚染検出、例えば、カーボン汚染を可能にするであろう。これは、汚染が検知されるエリアに、センサ１００を位置決めすることによって達成される。応用システムの汚染は、キャップ層１０８の上部に汚染層１１０の形成をもたらすであろう。そして、汚染層１１０形成の検出は、センサ１００の反射率の光学測定によって可能になる。従って、センサ１００は、応用システムにおけるコンポーネント、例えば、光学コンポーネントと同じ汚染に曝される証拠センサとして機能する。反射率の変化から汚染層の厚さの推定が得られる。
【００６３】
本発明の実施形態によれば、センサは、最初にセンサを検知するために使用した場合、キャップ層上にある最初の汚染層１１０の初期形成時に、更なる使用中にキャップ層上のより厚い汚染層の形成時の平均反射率変化より実質的に大きい反射率変化を生じさせるように適合している。同様に、反射率変化は、リソグラフツールの光学系での平均反射率変化より実質的に大きくてもよく、これは、等しい汚染量の形成時に最大反射率に関して最適化してもよい。センサの適合化は、１つ又はそれ以上のキャップ層の適合化でもよく、もし存在すれば、反射多層のサブ層または上部層の適合化でもよい。適合化は、層の厚さ、使用する材料、使用する組成、使用する構造、使用する屈折率及び／又は吸収係数などの適合化でもよい。
【００６４】
例として、本発明はこれに限定されないが、汚染層の厚さに依存する反射率変化の概略的な例を図２に示す。キャップ層の厚さに依存して、センサの反射率への初期汚染層の厚さの影響は、反射率は実質的に同じのままか、あるいは著しく降下するようになることが判る。汚染の厚さはｘ軸に示し、センサの反射率はｙ軸に示す。反射率カーブは、多くのキャップ層の厚さについて示しており、即ち、矢印Ａに沿って、キャップ層の厚さは、４ｎｍから０ｎｍへ向かって０．２ｎｍステップで変化している。
【００６５】
例えば、キャップ層の１つの厚さに関して、第１対のナノメータ厚の汚染層では、反射率は著しくは変化しない（図２中のカーブ２０２に沿って示す）。キャップ層の他の厚さに関して、第１対のナノメータ厚の汚染層では、反射率は数％まで変化している（図２中のカーブ２０４に沿って示す）。
【００６６】
本発明の実施形態は、応用システムで検知している間に、初期汚染が著しい反射率変化をもたらすような反射率カーブを有するセンサを使用することによって、汚染に対する高い感度をもたらす。図２で判るように、センサの反射率カーブは、そのキャップ層上にある汚染層の厚さの関数として、減少する反射率関数および振動する反射率関数の重ね合わせになる。このことは、例えば、所定距離（これはピリオドと称してもよく、露光波長および屈折率に関連する）で互いに離れた全てのポイントが、単一カーブ上に実質的に位置決めされることが理解でき、これはリニアまたは準リニアのカーブでもよく、または指数関数的に減少するカーブでもよい。
【００６７】
本発明の実施形態に係るセンサは、キャップ層上にある最初の汚染層の初期形成時でのセンサの反射率変化が、振動する反射率関数の立下りエッジ、より好ましくは、最も立下るエッジに対応するように選択してもよい。換言すると、センサのパラメータは、初期汚染での反射率は、層の形成時に著しい減少を有するように選択してもよい。
【００６８】
センサの初期汚染時の反射率変化は、例えば、最初の１ｎｍまたは２ｎｍの汚染層の形成時に、汚染層の厚さナノメータにつき少なくとも０．５％の反射率減少、好ましくは汚染層の厚さナノメータにつき少なくとも１％の反射率減少、より好ましくは汚染層の厚さナノメータにつき少なくとも２％の反射率減少でもよい。初期の反射率減少は、汚染層厚の初期形成時に最大感度を有するように、可能な限り高く選択してもよい。換言すると、図２の例では、選択したキャップ層の厚さは２．８ｎｍ〜４ｎｍの間でもよい。
【００６９】
本発明に係る特定の一実施形態では、センサ１００の適合化は、キャップ層１０８の適合化を含む。キャップ層１０８の多くのパラメータは、例えば、キャップ層１０８に使用する材料、キャップ層１０８の組成、キャップ層１０８の構造的性質、キャップ層１０８の屈折率、キャップ層の吸収係数、キャップ層１０８の厚さなどで適合してもよい。キャップ層１０８の適合化は、センサ１００の他のコンポーネントの適合化、例えば、サブ層１１２の適合化及び／又は反射多層１０６の適合化と組合せてもよい。適合化は、これらのパラメータの最適化または共同最適化から得られる。
【００７０】
本発明に係る特定の一実施形態では、センサ１００の反射性基板１０２は、汚染検出のためのセンサ１００の反射率挙動、よってセンサ１００の感度に適合してもよい。本発明の実施形態において、改善した反射率挙動または改善した反射率カーブは、汚染の感度が高い反射率カーブを参照してもよく、即ち、センサを応用システムで使用した場合、初期の汚染時に、反射率は、より大きい汚染層での平均反射率変化よりも大きく変化する。
【００７１】
反射性基板は、例えば、使用する材料の置換または変更、あるいは使用する材料の厚さの適合化、使用する材料の組成の適合化、使用する材料の構造の適合化、使用する材料の屈折率の適合化、使用する材料の吸収係数の適合化などによって、適合してもよい。例えば、反射性基板は、例えば、ＥＵＶリソグラフシステムで使用されるミラーにしばしば用いられるように、反射多層コーティングを有する基板で構成してもよい。これにより反射多層コーティングは、汚染を検知するための良好な感度を有するための改善した反射率カーブを有するように適合してもよい。
【００７２】
多くの異なる同調(tuning)可能性が利用される。反射性基板での材料は、それに応じて選択してもよい。例えば、反射多層を使用する場合、その層の選択は、キャップ層に最も近接した多層の上部にあり、これは反射多層の上部層ともしばしば称され、変更したり、あるいは他の材料を使用してもよい。その代替または追加として、反射性基板またはその一部の厚さは、反射率カーブの最適化、より具体的には反射率の最大化のために同調させてもよい。例えば、反射多層を使用する場合、キャップ層に最も近接した層の厚さは、
【００７３】
最適な反射率カーブを有するために同調させてもよい。これは、提供した例で説明している。反射性基板の上部層は、センサのキャップ層でもよい。反射性基板の適合化は、センサ単独の適合化でもよく、あるいはキャップ層の適合化との組合せ、及び／又は、キャップ層と多層コーティングとの間に存在していれば、サブ層の適合化との組合せで行ってもよい。
【００７４】
本発明に係る特定の一実施形態では、センサのサブ層は、汚染を検知するためのセンサの反射率挙動、よってセンサの感度を改善するように適合させてもよい。本発明の実施形態における改善した反射率挙動または改善した反射率カーブは、汚染の感度が高い反射率カーブを参照してもよく、即ち、センサを応用システムで使用した場合、初期の汚染時に、反射率は、より大きい汚染層での平均反射率変化よりも大きく変化する。例えば、サブ層は、使用する材料の置換または変更、あるいは使用する材料の厚さの適合化、使用する材料の組成の適合化、使用する材料の構造の適合化、使用する材料の屈折率の適合化、使用する材料の吸収係数の適合化などによって、適合してもよい。サブ層の適合化は、センサ単独の適合化でもよく、あるいはキャップ層の適合化との組合せ、及び／又は、キャップ層と多層コーティングとの間に存在していれば、サブ層の適合化との組合せで行ってもよい。
【００７５】
第２態様において、本発明は、応用システムでの汚染を検出するための検出システムに関する。検出システムは、第１態様で説明したようなセンサと、汚染レベルを、検出したセンサの反射率の関数として導出するための処理システムとを備える。例として、本発明はこれに限定されないが、検出システムの一例を図３に示し、本発明の実施形態に係る検出システム３００の標準および任意のコンポーネントを示している。
【００７６】
検出システム３００は、センサ１００を備え、これは第１態様で説明したような特徴および利点を有し、必要に応じて、対応する特定の実施形態および例で付与されたものと同じ特徴および利点を含むものである。処理システム３０２は、ソフトウエア及び／又はハードウエアをベースとしてもよい。処理システム３０２は、予め定めたアルゴリズムまたは予め定めた基準に従って、あるいはニューラルネットワークをベースとして処理を行うように適合してもよい。
【００７７】
処理システム３０２は、汚染層の厚さ、またはここから導かれる存在する汚染量を導出するように適合してもよい。これは、例えば、センサに関して使用するパラメータで以前に決定または計算した較正カーブまたはルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて、反射率変化の比較に基づくものでもよい。反射率変化の評価は、システムの使用中またはしばらく使用した場合、センサの反射率の測定に基づくものでもよい。また処理システム３０２は、センサの初期反射率を考慮してもよい。センサ１００の初期反射率は、既知のパラメータを用いてセンサに関して予め定めてもよい。この代替または追加として、初期反射率の測定値を使用してもよい。
【００７８】
検出システム３００は、必要に応じて、反射率の測定を制御するための制御手段３０４を備えてもよい。これらの測定は、制御手段３０４によって制御される、内部または外部の照射源および内部または外部の反射率検出器を用いて実施してもよい。制御手段３０４は、初期反射率測定、そして汚染の後またはその間での反射率測定を制御してもよい。
【００７９】
また検出システム３００は、必要に応じて、センサ表面を照射するための照射源３０６を備えてもよい。この照射源は、応用システムと共通して、あるいはこれとは分離して、使用してもよい。使用する光源は、レーザ、発光デバイスなどでもよい。一例として、応用システムは光学システムでもあり、照射源は、好ましくは、応用システムで使用する放射と同じ波長または同じ波長範囲を持つ放射を提供するものであり、応用システムの異なるコンポーネントへの汚染の光学的影響をより良く推定できるようになる。代替として、
【００８０】
反射率は、応用システムの動作に使用するものとは別の波長領域で決定してもよい。検出システム３００はまた、センサ１００の反射率を検出するための反射率検出器３０８を備えてもよい。こうした反射率検出器は、照射源３０６を用いて発生する波長または波長範囲に適合している。反射率検出器３０８は、この条件を満たす何れのタイプの検出器でもよく、例えば、フォトダイオード、ＣＣＤカメラなどである。制御手段３０４またはコントローラは、何れか適当な方法で照射源および反射率検出器３０８と接続してもよい。反射率検出器３０８の出力は、処理システムに供給してもよい。
【００８１】
検出システム３００はまた、汚染除去システム３１０を備えてもよい。汚染除去システム３１０は、汚染の除去、詳細には、センサ上、あるいは応用システムの他の光学コンポーネント上に形成された汚染層の除去を可能にする処理ステップを実施するために適合している。これは、センサ１００の寿命を増加させるため、好都合である。それは汚染を除去した後、センサの再使用を可能にする。
【００８２】
センサの汚染に起因して、センサの感度が劣化し得る。即ち、最初の汚染層の初期形成時でのセンサの反射率変化は、振動する反射率関数の最も立下るエッジとは対応しない。汚染除去システム３１０を用いて汚染を除去することによって、センサ１００は、再び最適化でき、即ち、センサ１００が応用システム内にある場合、対処の汚染層１００の初期形成時でのセンサ１００の反射率変化は、振動する反射率関数の最も立下るエッジと対応する。
【００８３】
また検出システム３００は、処理システム３０２と接続され、応用システムの汚染に関するフィードバックを提供するフィードバック提供手段３１２を備えてもよい。フィードバック提供手段３１２は、汚染レベルが、応用システム、即ち、予め定めた基準に関して高いか、高すぎる場合に、指示(indication)を提供する。それは、汚染レベルに対処するため、例えば、応用システムでの適用を停止したり、応用システムのパラメータを変更する等のために、システムの自動調整のための入力を提供する。
【００８４】
特定の実施形態では、検出システム３００は、後続の、順番の、段階的な、半連続的なまたは連続的な測定を行うように配置してもよく、これによりシステムでの汚染レベルは、段階的に、半連続的にまたは連続的に監視される。本発明の実施形態の利点は、自動的または自動化した汚染検出が実施可能であり、応用システムの有用性を最適化している点である。
【００８５】
第３態様において、本発明は、上述のような第１態様に係るセンサ、あるいは上述のような第２態様に係る検出システムを用いた応用システムに関する。こうした応用システムは、例えば、極端紫外リソグラフシステムでもよいが、本発明はこれに限定されない。応用システムは、汚染が発生し得る何れのシステムでもよい。例えば、それは、真空システムであもよい。これらのシステムは、既に導入される汚染が少ないからである。
【００８６】
特定の一実施形態では、応用システムは、複数のミラーを備えた極端紫外リソグラフシステムであり、ミラーの汚染は、充分な品質のリソグラフ処理を保証するために、管理する必要がある。そして、汚染は、とりわけレジストの脱ガスから由来することがある。これは、この分野で知られた問題である。第１態様および第２態様で説明したのと同じ特徴および利点が、応用システムに存在し得る。応用システムが、光学システムまたは電磁放射を用いたシステムである場合、応用システムの照射源および、もし存在すれば、検出器を検出システムで使用してもよい。換言すると、別の照射源および検出器は必要でない。
【００８７】
特定の一実施形態では、応用システムは、照射源からレチクルを超えてリソグラフ処理されるデバイスへ照射光を案内するための複数のミラーを備えた極端紫外リソグラフシステムであり、そこにはレジスト層が存在する。
【００８８】
図４は、こうした極端紫外リソグラフ処理システムの例の概略図を示す。システム４００は、照射源４１０と、照射源４１０からレチクルステージ４３０へ照射ビームを案内するための照射光学系４２０とを備え、レチクルステージ４３０は、レチクル４３２を保持するように適合している。システム４００は、変調した照射ビームを、典型的にはレジスト層４５４を有するデバイス４５２を保持するように適合した基板ステージ４５０へ案内するための投影光学系４４０をさらに備える。照射源４１０は、リソグラフ処理に適した波長の電磁放射線、例えば、ＥＵＶ光またはＸ線を供給するように適合している。照射光学系は、例えば、レーザ励起プラズマ源、放電源、電子ビーム蓄積リングにおけるアンジュレータやウィグラ、またはシンクロトロンなどでもよい。
【００８９】
照射光学系４２０は、照射ビームをレチクルステージ４３０へ案内するために、典型的には１つ又はそれ以上のフィルタ、ミラー、反射面、アジャスタなどを備える。照射源４１０および照射光学系４２０は、典型的には、レチクルの軸外(off-axis)照射が得られるようにする。典型的には、本発明の実施形態に係る、短い波長を用いたリソグラフシステムは、反射モード、即ち、光学素子は、典型的には、透過性素子ではなく反射性素子であるモードで動作し得る。
【００９０】
レチクルステージ４３０は、レチクル４３２を保持するように適合してもよい。こうしたレチクルは、詳しくは後述するように、レチクルパラメータのセットによって決定される。それは、典型的には、照射ビームを変調するために使用されるレチクルパターンに従ったレチクル構造を備え、デバイス４５２のレジスト層４５４にパターンを生成する。
【００９１】
投影光学系４４０は、典型的には、１つ又はそれ以上のフィルタ、ミラー、反射面、アジャスタ、あるいは可能ならばレンズなどを備えてもよい。照射光学系４２０および投影光学系４４０でのコンポーネントは、光学システムに典型的な収差、例えば、球面収差、非点収差、コマ収差などを導入することがある。
【００９２】
レチクルステージ４３０及び／又は基板ステージ４５０は、レチクルおよび基板に対して運動をそれぞれ提供するように適合してもよい。本発明の実施形態において、ウエハステッパシステムおよびステップ・アンド・スキャンシステムが想定できる。
【００９３】
極端紫外システム４００で使用するミラーの少なくとも１つ、幾つかまたは全てが、キャップ層を備えてもよい。センサデバイス１００とは対照的に、リソグラフシステムは、ミラー上の汚染層の初期形成時にミラー反射率変化を生じさせ、これは、更なる汚染層の形成時の平均反射率変化より実質的に小さい。換言すると、ミラーは、小さいカーボン厚さ、例えば、２ｎｍや３ｎｍより小さいものに関して、反射率変化は小さく、好ましくは、０．５％より小さいように選択してもよい。従って、こうしたミラーは、少なくとも初期の汚染形成の際、汚染に対して限定された感度を有する。ミラーは、異なる、例えば、センサと比べて反対の反射率変化依存性を有する。
【００９４】
こうした応用システムの利点は、使用するセンサが汚染について高い感度を有するとともに、汚染レベルを正確に決定できる点であり、これはミラーに関する場合ではない。その結果、好都合には、汚染が実際の光学ミラーに強い影響を及ぼす前に、汚染は良好に検出できる。応用システムのコンポーネントまたはシステムパラメータの置換または調整は、システムへの影響が大きくなり、システムのコンポーネントへ負の影響を有する前に、良好に実施できる。フィードバック手段は、臨界レベルが得られた場合、自動的に指示またはシステムを調整するように導入してもよい。
【００９５】
第４態様において、本発明はまた、応用システムでの汚染を検知するための方法に関する。この方法は、最初にセンサにキャップ層を設けることを含む。センサは、キャップ層の下方に位置決めされた反射性基板を備えてもよい。センサは、キャップ層の下方で、反射性基板の上部においてサブ層をさらに備えてもよい。
【００９６】
この方法は、センサをシステム内に設けた場合、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時の最初の反射率変化を検知することをさらに含む。センサは、最初に検出した反射率変化が、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時での平均反射率変化より大きいように選択され、汚染レベルの正確かつ効率的な決定を可能にする。センサは、第１態様でより詳細に説明したように選択してもよい。センサは、キャップ層の適合化によって適合してもよい。
【００９７】
この代替または追加として、反射多層コーティングの上部層は、最初に検出した反射率変化が、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時での平均反射率変化より大きいように選択してもよく、汚染レベルの正確かつ効率的な決定を可能にする。この代替または追加として、キャップ層の下方にあるサブ層は、最初に検出した反射率変化が、キャップ層上のより厚い汚染層の形成時での平均反射率変化より大きいように選択してもよく、汚染レベルの正確かつ効率的な決定を可能にする。この代替または追加として、センサの反射率変化は、同じ汚染についてシステム内の実際の光学系の反射率変化より早くなるようにしてもよい。センサの初期反射率は、例えば、センサに関するこうした情報を受けることによって、あるいは、センサの初期反射率を測定することによって取得できる。
【００９８】
必要に応じて、この方法は、前記検知した最初の反射率変化に基づいて汚染の品質を決定することを含む。これは、測定した反射率変化から汚染層の厚さを導出することによって得られる。予め定めた反射率カーブは、センサ表面の汚染の関数として、その厚さを決定するめたに使用できる。こうした予め定めた反射率カーブは、テストセンサに入力として取得され決定してもよく、あるいは計算してもよい。決定した汚染品質に基づいて、この方法は、応用システムを管理することと、応用システムを調整すること、例えば、停止やシステムパラメータの調整などをさらに含んでもよい。
【００９９】
第５態様において、本発明は、応用システムでの汚染を検知するためのセンサの製造方法に関する。製造は、基板を得ることを含んでもよい。これは、基板、例えば、反射性基板を外部で入手したり、基板を用意してもよい。こうした基板、例えば、反射性基板は、何れか適切な製造技術、例えば、物理的または化学的堆積技術、半導体処理技術などで作成してもよい。この方法は、基板上にキャップ層を堆積して、センサを形成することをさらに含む。センサは、システム内にセンサを設けた場合、キャップ層上の最初の汚染層の初期形成時に最初の反射率変化を生じさせ、これはキャップ層上により厚い汚染層の形成時での平均反射率変化より大きくなるように適合している。キャップ層の堆積は、何れかの形態の堆積、例えば、物理的または化学的堆積技術、原子層堆積、物理的気相堆積、スパッタ、化学的気相堆積などを含んでもよい。
【０１００】
本発明はまた、本態様で説明したように製造技術を用いて作られたデバイスに関する。
【０１０１】
更なる態様において、本発明はまた、コンピュータプログラム製品を処理手段、例えば、コンピュータ上で実行する場合、検知方法を実施するためのコンピュータプログラム製品に関する。さらに、本発明の上述した方法の実施形態は、図５に示すような処理システム５００で実施してもよい。
【０１０２】
図５は、少なくとも１つの形態のメモリ、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むメモリサブシステム５０５に接続された、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサ５０３を含む処理システム５００の一構成を示す。プロセッサ５０３または複数のプロセッサは、汎用のものでも、特殊用途のプロセッサでもよく、デバイス内の組み込み用のもの、例えば、他の機能を実施する他のコンポーネントを有するチップでもよいことに留意する。
【０１０３】
本発明の１つ又はそれ以上の態様は、デジタル電子回路、またはコンピュータハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはこれらの組合せにおいて実施できる。処理システムは、少なくとも１つのディスクドライブ及び／又はＣＤ−ＲＯＭドライブ及び／又はＤＶＤドライブを有するストレージサブシステム５０７を含んでもよい。幾つかの実践では、ディスプレイシステム、キーボード、ポインティングデバイスがユーザインタフェースサブシステム５０９の一部として含まれてもよく、使用者に情報の手入力を提供している。データの入力および出力用のポートも含んでもよい。例えば、種々のデバイスへのネットワーク接続、インタフェースなど、より多くの要素を含んでもよいが、これらは図５には示していない。
【０１０４】
処理システム５００の種々の要素は、簡単のため単一バスとして図５に示すバスサブシステム５１３経由など、種々の方法で接続してもよく、当業者にとって少なくとも１つのバスのシステムを含むことは理解されよう。メモリサブシステム５０５のメモリは、あるときは、処理システム５００上で実行した場合、ここで説明した方法の実施形態のステップを実施する指令セットの一部または全部（５１１として示すいずれかの場合）を保有してもよい。図５に示すような処理システム５００は先行技術であるが、汚染を検知する方法の態様を実施するための指令を含むシステムは先行技術ではない。従って、図５は先行技術のラベルを付与していない。
【０１０５】
本発明はまた、コンピュータ装置上で実行した場合、本発明に係る何れかの方法の機能性を提供するコンピュータプログラム製品を含む。こうしたコンピュータプログラム製品は、プログラム可能なプロセッサによる実行のための機械読み取り可能なコードを搭載した搬送媒体の中に有形的に埋め込むことが可能である。こうして本発明は、コンピュータ手段上で実行した場合、上述のようないずれかの方法を実行するための指令を提供するコンピュータプログラム製品を搭載した搬送媒体に関する。
【０１０６】
用語「搬送媒体(carrier medium)」は、実行用のプロセッサに指令を提供する際に関与する何れの媒体を参照する。こうした媒体は、多くの形態をとり、これに限定されないが、不揮発性媒体、伝送媒体を含む。不揮発性媒体は、例えば、光学または磁気ディスク、例えば、マスストレージの一部であるストレージデバイスを含む。普通の形態のコンピュータ読み取り可能な媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フレキシブルディスクまたはフロッピー(登録商標)ディスク、テープ、メモリチップ、カートリッジ、あるいはコンピュータが読み取り可能な他の何れかの媒体を含む。
【０１０７】
種々の形態のコンピュータ読み取り可能な媒体は、実行用のプロセッサにとって１つ又はそれ以上の指令の１つ又はそれ以上のシーケンスを搬送する際に関与してもよい。コンピュータプログラム製品はまた、ネットワーク、例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮまたはインターネットで搬送波を介して伝送することも可能である。伝送媒体は、音響または光の波、例えば、無線波および赤外データ通信の際に生成されるものの形態を取ることが可能である。伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線、光ファイバを含み、コンピュータ内部にバスを備えるワイヤを含む。
【０１０８】
例として、本発明は、これに限定されないが、多くの例を提供して、本発明の実施形態の特徴及び／又は利点の幾つかを示す。
【０１０９】
第１の例では、多層コーティングを備えた反射性基板の反射率のトポロジー表現を、キャップ層上に存在する汚染の異なる厚さおよび異なるキャップ層の厚さに関して示している。
【０１１０】
図６ａ〜図６ｂは、多層コーティングのいろいろな構造またはいろいろな使用波長についての反射率の表現を示す。図６ａは、モリブデンとシリコン（Ｍｏ−Ｓｉ）からなる４０個の交互層を備え、モリブデン厚さが２．９ｎｍ、シリコン厚さが４ｎｍ、反射率のついての使用波長が１３．４ｎｍ、キャップ層がシリコンからなる最後層、即ち、多層基板のＳｉ上部層である、反射性基板に関する反射率を示している。
【０１１１】
反射率は、矢印Ｂに沿って０．５％ステップで約７１％から約６５％まで変化している。反射率は、矢印Ｃに沿って０．５％ステップで約７２．５％から約６６％まで変化している。反射率は、矢印Ｄに沿って０．５％ステップで約７４％から約６８％まで変化している。
【０１１２】
図６ｂは、モリブデン層厚が３ｎｍ、反射率を測定するのに使用した波長が１３．６ｎｍである類似の構造を示している。反射率は、矢印Ｇに沿って０．５％ステップで約７１．６％から約６４．８％まで変化している。反射率は、矢印Ｈに沿って０．５％ステップで約７３．６％から約６６．１％まで変化している。
【０１１３】
図６ｃは、図６ｂと同じ構造についての結果を示すもので、反射率を測定するのに使用した放射は、０．５ｎｍの半値全幅を持つ比較的幅広いピークを有する。反射率は、矢印Ｅに沿って０．４％ステップで約５８％から約５２．８％まで変化している。反射率は、矢印Ｆに沿って０．４％ステップで約６０％から約５５％まで変化している。
【０１１４】
また図６ｄは、図６ｂと同じ構造を示すもので、矢印６０２で示すように、キャップ層として使用した上部シリコン層がマスクプロセスによって２．５ｎｍ減少している。反射率は、矢印Ｉに沿って０．５％ステップで約７１．７％から約６５．２％まで変化している。反射率は、矢印Ｊに沿って０．５％ステップで約７３．２％から約６８．２％まで変化している。
【０１１５】
図６ｃと図６ｄにおいて、小さい感度をもたらす、ある数のキャップ層厚（この例では、キャップ層は反射性多層基板のＳｉ上部層と等しい）が存在し、一方、カーボン汚染である本例において汚染に対して大きい感度をもたらす、ある数のキャップ層厚が存在することが判る。これらの例は、キャップ層および反射性基板の上部層の微調整(tuning)により、汚染に対する感度を最小化したり最大化したりできることを示す。
【０１１６】
第２の例では、第１の例で提供したようなトポロジー表現であって、使用するキャップ層がシリコンの代わりにルテニウムである。
【０１１７】
図７は、４０層のモリブデンとシリコン多層スタックについての状況を示し、モリブデン厚さが３ｎｍ、シリコン厚さが４ｎｍ、反射率を測定するのに使用した波長が１３．６ｎｍである。図７ａでは、ルテニウムキャップ層が、標準のシリコン層（４ｎｍ厚）の上に堆積し、シリコン層が多層スタックの上部層である。反射率は、矢印Ｋに沿って０．８％ステップで約７３．２％から約５８．８％まで変化している。
【０１１８】
図７ｂでは、ルテニウムキャップ層が、厚いシリコン上部層の上に堆積している。反射率は、矢印Ｌに沿って０．８％ステップで約７２．３％から約５７．１％まで変化している。図７ｃでは、ルテニウムキャップ層が、標準のモリブデン層（３ｎｍ厚）の上に堆積し、モリブデン層が多層スタックの上部層である。反射率は、矢印Ｍに沿って０．１１％ステップで約７２．３％から約５２．６％まで変化している。これは、反射性基板の上部層およびキャップ層の材料および厚さを調整(tuning)することによって、汚染に対するセンサ感度の調整が可能であることを示す。
【０１１９】
第３の例では、センサの反射率を、ある数のいろいろなキャップ層厚について、キャップ層上にある汚染層の関数として示している。これは、キャップ層の調整により、センサの反射率が、多かれ少なかれキャップ層上の汚染量に依存するようにできることを示す。
【０１２０】
図８ａは、第２の例で説明したような多層についての反射率を示しており、ルテニウムがモリブデン層の上に堆積している。ルテニウムキャップ層の厚さは、矢印Ｎに沿って０．２ｎｍステップで約４ｎｍから約０ｎｍまで変化している。厚さ３ｎｍのルテニウムキャップ層に関して、反射率損失の制御が、５ｎｍのカーボン汚染の本例では、汚染厚さに対して１％までの範囲にあることが判る。
【０１２１】
高い汚染依存性が、キャップ層の小さい厚さ、例えば、約０．５ｎｍの厚さについて見える。本例で示すような反射性基板の上にモリブデンを有するか、あるいは第２の例に示すように反射性基板の上にシリコンを有するかの選択は、反射率とカーボン感度との間でトレードオフ(trade off)の関係である。これはまた図８ｂに示し、同じ構造に関する結果を示しているが、ルテニウム層が４ｎｍ厚のシリコン層の上に堆積している。
【０１２２】
図８ｂに示すように、汚染に対する反射率の感度は、３ｎｍ厚の汚染層について約５％の反射率損失まで増えることがあり、一方、ルテニウムキャップ層なしでは、反射率損失は、３ｎｍ厚の汚染層について０．５％まで減少している。キャップ層の厚さは、矢印Ｏに沿って０．２ｎｍステップで約４ｎｍから約０ｎｍまで変化している。
【０１２３】
第４の例では、センサの反射率は、キャップ層上にある汚染層の関数として示している。この例は、シリコン上部層と、キャップ層としてのルテニウム層について上部層の厚さ変動の影響を示している。これは、図８ｂ、図８ｃおよび図８ｄに示し、４ｎｍ、８ｎｍ、１１ｎｍの上部シリコン層を備えた反射性基板を示している。
【０１２４】
キャップ層の厚さ変動は、矢印Ｐ１，Ｐ２に沿って０．２ｎｍステップで約４ｎｍから約０ｎｍまでを示している。反射性基板での層厚の調整は、汚染に対する感度を調整するために使用できることが判る。本例において、８ｎｍの厚さでは、反射率損失が初期汚染に関して４ｎｍまたは１１ｎｍのものより実質的に高いことが判る。
【０１２５】
第５の例では、図９ａ〜図９ｃに示すように、キャップ層の酸化による反射率および汚染に対する感度への追加の影響を示している。図９ａは、反射性多層センサを有するセンサの反射特性を示し、上部層は、シリコンキャップ層の上にある二酸化シリコンＳｉＯ２層である。この図では、この二酸化シリコン層が、約２倍の厚さのシリコンを有し、キャップ層内で置換していると仮定している。研究した構造は、交互のモリブデン層（３ｎｍ厚）とシリコン層（４ｎｍ厚）からなる４０層の多層を含み、１１ｎｍ厚のシリコンキャップ層で終わる反射性基板である。反射率は、１３．６ｎｍの波長について測定している。反射率は、酸化によって著しく減少するが、汚染検出のための感度への影響は比較的小さい。反射率は、矢印Ｑに沿って２．５％ステップで約７０．７％から約４３．７％まで変化している。
【０１２６】
図９ｂでは、反射率を同じ構造について示しており、より幅広の放射波長を使用している（１３．６ｎｍで０．５ｎｍのＦＷＨＭ）。反射率は、矢印Ｒに沿って１．５％ステップで約７０．２％から約４３．２％まで変化している。図９ｃでは、図９ａで説明したようなセンサの反射率を示すものであり、二酸化シリコン層の厚さがシリコンの厚さと等しく、キャップ層内で置換している。反射率は、約３ｎｍ厚さの汚染層から、汚染に関して実質的に敏感になることが判る。反射率は、矢印Ｓに沿って０．８％ステップで約６９．９％から約６７．５％まで変化し、そして矢印Ｔに沿って６７．５％から約５５．５％まで変化している。酸化は反射率損失を生じさせるが、汚染層の厚さの問題は比較的小さいことが判る。
【０１２７】
第６の例では、ルテニウムキャップ層について酸化の影響を示している。図１０ａと図１０ｂは、図９ａで説明したようなセンサの反射率を示すもので、キャップ層はルテニウムキャップ層であり、二酸化ルテニウムＲｕＯ２層を備え、それぞれ１ｎｍと２ｎｍの厚さである。図１０ａでは、反射率は、矢印Ｕに沿って１．３％ステップで約６３．９％から約３９．２％まで変化している。図１０ｂでは、反射率は、矢印Ｖに沿って１．３％ステップで約６３．９％から約３９．２％まで変化している。
【０１２８】
第７の例では、センサの反射率を、汚染層の厚さの関数およびキャップ層の厚さの関数として示す。再び研究した構造は、交互のモリブデン層（３ｎｍ厚）とシリコン層（４ｎｍ厚）からなる４０層の多層を含む反射性基板である。図１１ａ、図１１ｂ、図１１ｃにおいて、多層スタックは、それぞれ二酸化チタンＴｉＯ２キャップ層、銀Ａｇキャップ層または金Ａｕキャップ層の上にシリコン層で終わるものである。
【０１２９】
図１１ａでは、反射率は、矢印Ｗに沿って１．２％ステップで約７１．７％から約５０．１％まで変化している。図１１ｂでは、反射率は、矢印Ｘに沿って２．５％ステップで約７０．３％から約５０．３％まで変化している。図１１ｃでは、反射率は、矢印Ｙに沿って１．９％ステップで約７０．９％から約３６．７％まで変化している。
【０１３０】
図１１ｄ、図１１ｅ、図１１ｆは、同じセンサについて反射率を示し、多層スタックは、それぞれ３．７ｎｍの二酸化チタンＴｉＯ２キャップ層、銀Ａｇキャップ層または金Ａｕキャップ層の上にモリブデン層で終わるものである。二酸化チタン層は、多く吸収するが、センサの汚染に対する感度は、５ｎｍまでの汚染層の厚さについて１．３％まで減少している。これは、特定の層特性を備えた特定タイプのキャップ層の選択により、汚染に対する感度を調整が可能になることを示している。
【０１３１】
図１１ｄでは、反射率は、矢印Ｚに沿って１．３％ステップで約７１．７％から約４８．３％まで変化している。図１１ｅでは、反射率は、矢印ＡＡに沿って２．５％ステップで約７１．５％から約２６．５％まで変化している。図１１ｆでは、反射率は、矢印ＡＢに沿って２％ステップで約７２％から約３６％まで変化している。
【０１３２】
第８の例では、シリコン上部層を備えた反射性基板上にあるキャップ層の屈折率（実部および虚部、後者は吸収係数）の調整を示す。図１２は、反射率をキャップ層の厚さの関数として示すもので、カーブ１２０２では実屈折率０．８５および吸収係数０．００１を持つキャップ層に関して、カーブ１２０４では実屈折率０．８５および吸収係数０．０８を持つキャップ層に関して、カーブ１２０６では実屈折率１および吸収係数０．００１を持つキャップ層に関して、カーブ１２０８では実屈折率１および吸収係数０．０８を持つキャップ層に関して示している。
【０１３３】
使用可能な任意のキャップ層は、１〜０．８５の実屈折率および０．００１〜０．０８の吸収係数を有してもよい。キャップ層の明白な例は、カーブ１２１０で示すように反射性基板上のシリコン上部、あるいはカーブ１２１２で示すようにシリコン上部層の上にあるルテニウム上部であってもよい。振動する反射率関数は、屈折率の実部ｎによってかなり決定される周期を有し、振幅は、屈折率の実部ｎおよび屈折率の虚部ｋに依存することが確立した。減少する反射率関数は、吸収係数ｋによって著しく決定される。
【０１３４】
本発明に係る実施形態の利点は、薄膜干渉効果が、汚染形成に対する感度を調整するために使用される点である。
【０１３５】
本発明に係るデバイスとして、好ましい実施形態、特定の構造および構成、そして材料についてここで説明したが、添付の請求項によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細での種々の変化や変更が可能であると理解すべきである。例えば、上述した何れかの式は、使用できる手順の単なる代表的なものに過ぎない。機能性は、ブロック図に追加またはここから削除してもよく、動作は機能ブロック間で交換してもよい。ステップは、本発明の範囲内に記述された方法に追加またはここから削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の第１態様の実施形態に係る例示のセンサの概略図を示す。
【図２】本発明の第１態様の実施形態に係るセンサデバイスについて、汚染層の厚さの関数として反射率をキャップ層の異なる厚さについて示す。
【図３】本発明の第１態様の例示の実施形態に係る検出システムの概略図を示す。
【図４】本発明の第３態様の実施形態に係る応用システムの例として、ＥＵＶリソグラフシステムの概略図を示す。
【図５】本発明のある態様に係る検知方法を実施するために使用可能な処理ユニットを示す。
【図６ａ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射率を決定するために使用する波長の影響およびキャップ層の厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図６ｂ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射率を決定するために使用する波長の影響およびキャップ層の厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図６ｃ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射率を決定するために使用する波長の影響およびキャップ層の厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図６ｄ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射率を決定するために使用する波長の影響およびキャップ層の厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図７ａ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層の上にあるキャップ層の厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図７ｂ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層の上にあるキャップ層の厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図７ｃ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層の上にあるキャップ層の厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図８ａ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびその厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図８ｂ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびその厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図８ｃ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびその厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図８ｄ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびその厚さの影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図９ａ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、キャップ層の酸化の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図９ｂ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、キャップ層の酸化の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図９ｃ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、キャップ層の酸化の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１０ａ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、キャップ層の酸化の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１０ｂ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、キャップ層の酸化の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１１ａ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびキャップ層のための異なる材料の使用の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１１ｂ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびキャップ層のための異なる材料の使用の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１１ｃ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびキャップ層のための異なる材料の使用の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１１ｄ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびキャップ層のための異なる材料の使用の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１１ｅ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびキャップ層のための異なる材料の使用の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１１ｆ】汚染層の堆積／形成に対する反射率の感度への、反射性基板の多層コーティングで使用される上部層およびキャップ層のための異なる材料の使用の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる原理を示している。
【図１２】反射率への、センサに関するキャップ層の屈折率および吸収係数の影響を示すもので、本発明に係る実施形態で使用できる。
【図３】
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【図５】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
0005171542.tif 000006
【図４】
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【図６ａ】
0005171542.tif 000008
【図６ｂ】
0005171542.tif 000009
【図６ｃ】
0005171542.tif 000010
【図６ｄ】
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【図７ａ】
0005171542.tif 000012
【図７ｂ】
0005171542.tif 000013
【図７ｃ】
0005171542.tif 000014
【図８ａ】
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【図８ｂ】
0005171542.tif 000016
【図８ｃ】
0005171542.tif 000017
【図８ｄ】
0005171542.tif 000018
【図９ａ】
0005171542.tif 000019
【図９ｂ】
0005171542.tif 000020
【図９ｃ】
0005171542.tif 000021
【図１０ａ】
0005171542.tif 000022
【図１０ｂ】
0005171542.tif 000023
【図１１ａ】
0005171542.tif 000024
【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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【図１１ｆ】
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