(57)【要約】      （修正有）【課題】パターニングデバイスの汚染を検出し、汚染物質を除去するリソグラフィ装置および方法を提供する。【解決手段】ビーム１１がパターニングデバイスＭＡに入射する前に偏光子１２によって偏光される。既知の配向の直線偏光が表面で斜め入射で反射すると、反射した光は楕円偏光（elliptically polarize）する。反射した楕円偏光ビーム１１は、ディテクタ１５によって検出される前に、４分の１波長板１３およびアナライザ１４を通過する。光が検出されなくなったときの４分の１波長板１３およびアナライザ１４の配向から、パターニングデバイスＭＡの表面での相対位相変化を計算でき、汚染広さ（または厚さ）を計算することができる。検出された汚染に二酸化炭素などのクリーニングガスがノズル末端から吐出され、除去される。【選択図】図４
2007180549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外放射ビームを条件付けるように構成された照明システムと、
パターン化された極端紫外放射ビームを形成するべく前記極端紫外放射ビームの断面にパターンを付与するように構成されたパターニングデバイスと、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
前記パターン化された極端紫外放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された反射型光学システムを備えた投影システムと、
真空環境を生成するように構築された真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に配置された、前記パターニングデバイス上の汚染を検出するための検出ユニットとを備えたリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記検出ユニットは、汚染検出のために前記パターニングデバイスが移動することができる検出位置に提供されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記検出ユニットは、前記パターニングデバイスに放射の検出ビームを導くための光学システムを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記検出ユニットは、前記パターニングデバイスに光を導くための光学システムを備える、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記検出ユニットは、前記パターニングデバイスに１５０ｎｍから８００ｎｍの波長の光を導くための光学システムを備える、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記検出ユニットは、暗視野イメージング装置を備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記検出ユニットは、前記パターニングデバイスの表面の楕円偏光解析を実行するようにされた楕円偏光装置を備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記極端紫外放射ビームのパターニングが実行される第１の真空チャンバと、前記第１のチャンバと連通している第２の真空チャンバとをさらに備え、前記第１および第２の真空チャンバが、前記第１の真空チャンバへのパターニングデバイスの導入および前記第１の真空チャンバからのパターニングデバイスの除去を可能にするように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記検出ユニットは、前記第２の真空チャンバ内に提供されている、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記検出ユニットは、前記第１の真空チャンバ内に提供されている、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記パターニングデバイスを輸送するためのパターニングデバイス処理デバイスをさらに備え、前記検出ユニットは前記パターニングデバイス処理デバイスに隣接して配置されている、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記装置は、前記パターニングデバイスを浄化するためのクリーニングユニットをさらに備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
真空チャンバを備えるリソグラフィ装置のパターニングデバイス上の汚染を検出する方法であって、
前記パターニングデバイスを検出ユニットへ移動させることと、
前記検出ユニットを使用して前記真空チャンバ内の汚染を検出することとを含む方法。
【請求項１４】
前記検出することは、前記パターニングデバイスに放射の検出ビームを導くことを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板、一般的には基板のターゲット部分に所望のパターンを与えるマシンである。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれているパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンが生成される。生成されたパターンが、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば部分的に１つまたは複数のダイからなっている）に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供されている放射感応性材料（レジスト）の層へのイメージングを介して実施される。通常、１枚の基板には、順次パターン化されるターゲット部分に隣接するネットワークが含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるステッパと、パターンを放射ビームで所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンし、かつ、基板をこの方向に平行または逆平行に同期スキャンすることによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるスキャナがある。パターンを基板に転写することによってパターニングデバイスから基板へパターンを転送することも可能である。
【０００３】
リソグラフィにおけるパターニングデバイスの汚染は問題である。たとえば、パターニングデバイスの表面の埃または他の汚染は、基板に与えられるパターンの欠陥の原因になることがある。汚染の問題は、とりわけ極端紫外（ＥＵＶ）リソグラフィに関連しており、使用される放射の波長の関係で、パターニングデバイスの汚染防止のための特定保護エレメント（たとえばパターニングデバイス上の保護ペリクル）を使用することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パターニングデバイスの汚染を検出し、かつ／またはパターニングデバイスから汚染物質を除去するための新規な装置および方法が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、極端紫外放射ビームを条件付けるように構成された照明システムと、パターン化された極端紫外放射ビームを形成するべく極端紫外放射ビームの断面にパターンを付与するように構成されたパターニングデバイスと、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン化された極端紫外放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された反射型光学システムを備えた投影システムと、真空環境を生成するように構築された真空チャンバと、真空チャンバ内に配置された、パターニングデバイス上の汚染を検出するための検出ユニットとを備えている。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、真空チャンバを備えたリソグラフィ装置のパターニングデバイス上の汚染を検出する方法が提供される。この方法には、パターニングデバイスを検出ユニットへ移動させるステップと、検出ユニットを使用して真空チャンバ内の汚染を検出するステップが含まれている。
【０００７】
以下、本発明の実施形態について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。この装置は、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を条件つけるように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬ、パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構築された、特定のパラメータに従って該パターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続された支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴ、基板（たとえばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築された、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴ、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つまたは複数のダイが含まれている）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折型投影レンズシステム）ＰＳ、およびin-situでパターニングデバイスを浄化するようになされたクリーニングユニットＣＵを備えている。
【０００９】
照明システムは、放射を導き、整形し、あるいは制御するための、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントまたは他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを備えていてもよい。
【００１０】
支持構造はパターニングデバイスを支持している。つまり、支持構造はパターニングデバイスの重量を支えている。支持構造は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件、たとえばパターニングデバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターニングデバイスを保持している。支持構造には、パターニングデバイスを保持するための機械式クランプ技術、真空クランプ技術、静電クランプ技術または他のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、たとえば必要に応じて固定または移動可能なフレームまたはテーブルであってもよい。支持構造は、パターニングデバイスをたとえば投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」または「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると見なすことができる。
【００１１】
本明細書に使用されている「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するべく使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射ビームに付与されるパターンは、たとえばそのパターンに位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴が含まれている場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。
【００１２】
パターニングデバイスは、透過型であってもあるいは反射型であってもよい。パターニングデバイスの実施例には、マスク、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、Alternating位相シフトおよび減衰型位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプが知られている。プログラマブルミラーアレイの実施例には、マトリックスに配列された、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう個々に傾斜させることができる微小ミラーが使用されている。この傾斜したミラーによって、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンが付与される。
【００１３】
本明細書に使用されている「投影システム」という用語は、たとえば使用する露光放射に適した、もしくは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気光学型、電磁光学型および静電光学型システム、またはそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。
【００１４】
図に示すように、この装置は、反射型（たとえば反射型マスクを使用）の装置である。別法では、この装置が、透過型（たとえば透過型マスクを使用）の装置であってもよい。
【００１５】
リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または複数のマスクテーブル）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つまたは複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。
【００１６】
また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体、たとえば水で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。また、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの間の空間に液浸液を与えることも可能である。液浸技法は、当分野では、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。本明細書に使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸すことを意味しているのではなく、単に、露光の間、投影システムと基板の間に液体が置かれることを意味しているにすぎない。
【００１７】
本明細書に使用されている「in-situ」という用語は、リソグラフィ装置によって封止されるか、あるいはたとえばリソグラフィ装置の汚染を抑制するために用いられる真空を破壊する必要なくパターニングデバイスを浄化する（または汚染を検出する）ように、リソグラフィ装置と連通していることによって封止されている、リソグラフィ装置内を実質的に意味しているものとして解釈されたい。
【００１８】
図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取っている。放射源がたとえばエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、たとえば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えたビームデリバリシステムを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素にすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムと共に放射システムと呼ぶことができる。
【００１９】
イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタを備えることができる。通常、イルミネータの瞳面内における強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ−outerおよびσ−innerと呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサなどの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付け、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。
【００２０】
支持構造（たとえばマスクテーブルＭＴ）の上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）に放射ビームＢが入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。マスクＭＡを透過した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ２（たとえば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの光路内に配置することができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭおよびもう１つの位置センサＩＦ１を使用して、たとえばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成しているロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成しているロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナではなく）、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のみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用してアライメントさせることができる。図には専用ターゲット部分を占有している基板アライメントマークが示されているが、基板アライメントマークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメントマークは、けがき線（scribe-lane）アライメントマークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスクアライメントマークを配置してもよい。
【００２１】
図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。
【００２２】
１．ステップモード：マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止露光で結像するターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００２３】
２．スキャンモード：放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期スキャンされる（すなわち単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの倍率（縮小率）および像反転特性によって決まる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向の幅）が制限され、また、スキャン運動の長さによってターゲット部分の高さ（スキャン方向の高さ）が決まる。
【００２４】
３．その他のモード：プログラマブルパターニングデバイスを保持するべくマスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、スキャン中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用しているマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００２５】
上で説明した使用モードの組合せおよび／またはその変形形態、あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。
【００２６】
現在、基板Ｗに与えられるパターンに対するパターニングデバイスＭＡの粒子汚染の影響は限られている。基板Ｗをパターン化するために使用される放射の波長のため、放射ビームＢの伝搬およびパターニングに対するパターニングデバイスＭＡの微粒子汚染の影響はほとんどない。現在のパターニングデバイス（たとえばレチクル）には、通常、パターニングデバイスＭＡから間隔を隔てて配置される保護ペリクルが使用されている。汚染はすべて保護ペリクルの上に付着し、したがって汚染によって、投影システムＰＳによって基板Ｗ上に結像するパターンの一部が形成されることはない。しかしながら、リソグラフィ装置の開発に伴って、基板Ｗをパターン化するために使用される波長が短くなっている。提案されているリソグラフィ装置には、ＥＵＶ放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）が使用されることになる。その場合、保護ペリクルはＥＵＶ放射を吸収するため、もはや保護ペリクルを使用することはできない。パターニングデバイスＭＡの汚染は、基板Ｗに与えられるパターンに欠陥が生じる原因になり、ひいては許容範囲内でパターン化される基板Ｗの歩留りが小さくなるに繋がることは理解されよう。
【００２７】
パターニングデバイスがその寿命の間に粒子汚染される機会は非常に多い。たとえば、パターニングデバイスＭＡの浄化がリソグラフィ装置には無関係の個別の設備で実施される場合、場合によっては、浄化後におけるリソグラフィ装置への移動中、およびリソグラフィ装置内の支持構造ＭＴへの装荷中にパターニングデバイスが汚染されるかもしれない。現時点では、パターニングデバイスＭＡをリソグラフィ装置内に装荷する直前、またはリソグラフィ装置自体の中でのパターニングデバイスＭＡの検査または浄化は実施されていない。基板Ｗを露光して初めて、基板Ｗに与えられるパターン中の粒子汚染による欠陥が検出される。その時点では基板Ｗは既に露光済みであり、基板Ｗには欠陥パターンが含まれている。ほとんどの場合、基板Ｗのその部分は利用不可能であり（あるいは再使用するためには多大な修理プロセスが必要であるので）、製造コストがかさみ、かつ、歩留りをを小さくしてしまう。
【００２８】
パターニングデバイスＭＡをin-situで浄化するようになされたクリーニングユニットＣＵを提供することで、個別の設備での初期浄化と支持構造ＭＴへの装荷との間にパターニングデバイスが汚染されてしまう問題は抑制され、かつ／または回避される。
【００２９】
図２は、使用状態のクリーニングユニットＣＵをより詳細に示したものである。クリーニングユニットＣＵは、供給管１および供給管１と流体で連通しているノズル２を備えている。ノズル２は、浄化すべきパターニングデバイスＭＡの表面に向けられている。ノズル２は、パターニングデバイスＭＡに対して所望の位置へ移動させることができ、あるいはパターニングデバイスＭＡをノズル２に対して所望の位置へ移動させることができる（たとえば支持構造ＭＴへのパターニングデバイスＭＡの装荷前）。使用中、二酸化炭素３（または適切な任意のクリーニング流体、詳細には適切な任意のクリーニングガス）がノズル２の末端から吐出され、パターニングデバイスＭＡの表面に向けて導かれる。二酸化炭素３とパターニングデバイスＭＡの表面が接触し、粒子汚染物質（図示せず）が除去される。次に、抽出デバイス、たとえば排気（exhaust）４および排気管５によって二酸化炭素３および粒子汚染物質がまとめて除去される。排気によって除去された二酸化炭素３および粒子汚染物質は、リザーバへ供給することができ、そこで、二酸化炭素３を再使用することができるよう、粒子汚染物質が二酸化炭素３からフィルタ除去される。別法としては、二酸化炭素３および粒子汚染物質を単純に廃棄することも可能である。排気４および排気管５は、たとえば省略することも可能であり、抽出デバイスとしてポンプ機能を使用して、二酸化炭素３（または適切な他の任意の浄化ガス）および粒子汚染物質をまとめて除去してもよい。また、リソグラフィ装置の真空チャンバ内に真空を生成するために、同一のポンプが正規に用いられても良い。
【００３０】
パターニングデバイスをin-situ（つまりリソグラフィ装置内またはリソグラフィ装置と連絡した状態）で浄化することにより、従来技術による浄化装置および方法と比較すると、放射に露光する際のパターニングデバイスＭＡの汚染のレベルが小さくなる。基板Ｗをパターン化するために使用する際のパターニングデバイスＭＡがよりクリーンであるため、欠陥がより少ないパターンを得ることができ、したがって歩留りが改善される。さらに、極端紫外リソグラフィ装置の場合、装置は、ポンプによって排気される真空チャンバを備えている。パターニングデバイスＭＡをin-situで浄化することにより、パターニングデバイスＭＡを浄化するために真空状態を壊す必要がなく、あるいはパターニングデバイスＭＡを真空チャンバの外へ移動させる必要がない。このことが、貴重な運転（露光）時間の節約につながり、また、パターニングデバイスＭＡが汚染される可能性は減少する。
【００３１】
上記実施形態は、実施例として説明したものにすぎず、様々な改変を加えることができることは理解されよう。たとえば、上で説明した実施形態は、二酸化炭素を使用してパターニングデバイスＭＡを浄化しているが、他の適切な流体、たとえば適切な任意の不活性ガスまたはガスの組合せを使用することも可能である。上記実施形態は、ノズルおよび排気の使用に関連して説明されているが、他の流体吐出および抽出装置を使用することも可能である。これらは、本発明を実現することができる方法、つまりパターニングデバイスＭＡをin-situで浄化することができる方法の単なる実施例にすぎない。適切な任意のクリーニングユニット（つまりパターニングデバイスを浄化するデバイス）を使用することができる。たとえば、不活性ガスの代わりに原子状水素（atomic hydrogen）（たとえばガス状形態の原子状水素）を使用することも可能である。このことは、たとえば、除去すべき汚染に、パターニングデバイスＭＡ上に成長した炭素が含まれている場合に有用である。原子状水素は、支持構造ＭＴに向けられたノズルを使用してパターニングデバイスＭＡに提供することができるため、露光中であっても、パターニングデバイスが支持構造ＭＴの上に位置している間にパターニングデバイスを浄化することができ、貴重な露光時間がさらに節約される。
【００３２】
また、クリーニングユニットを使用して、パターニングデバイスＭＡがリソグラフィ装置内に存在している間にパターニングデバイスＭＡに付着する汚染をパターニングデバイスＭＡから除去することも可能である。クリーニングユニットは、パターニングデバイスＭＡのパターン化された表面を浄化することができ、パターニングデバイスＭＡを支持構造ＭＴにクランプするために使用されるパターニングデバイスＭＡのクランプ表面を浄化することができる。そのために、クリーニングユニットＣＵは、パターン化された表面を最初に浄化し、次にパターニングデバイスＭＡのクランプ表面を浄化することができるよう、あるいはその逆の順に浄化することができるよう、パターニングデバイスＭＡを回転させるための回転ユニットを備えることができる。また、クリーニングユニットは、パターン化された表面およびクランプ表面の両方を、パターニングデバイスＭＡを回転させることなく浄化することができるように構築し、かつ、配置することも可能である。
【００３３】
上で説明した実施形態は、パターニングデバイスＭＡのin-situ浄化に関している。本発明の他の態様によれば、パターニングデバイスＭＡの粒子汚染をin-situで検出するようになされた検出ユニットが提供される。粒子汚染の検出は、パターニングデバイスＭＡを浄化する前、パターニングデバイスＭＡの浄化と同時、パターニングデバイスＭＡを浄化した後、またはパターニングデバイスＭＡを浄化する代わりに実施することができる。検出ユニットを提供することにより、基板にパターンを与える前にパターニングデバイスＭＡの汚染を検出することができる。したがって、このような検出によって、基板Ｗに与えられる欠陥パターンの数が減少し、許容範囲内でパターン化される基板Ｗの歩留りが改善される。
【００３４】
図３は、図１に示し、かつ、図１を参照して説明した形態と全く同じリソグラフィ装置を示したものであるが、クリーニングユニットＣＵ（図１に示されている）が検出ユニットＤＵに置き換えられている点が異なっている。図１に示すクリーニングユニットＣＵの場合と同様、図３に示す検出ユニットＤＵは、パターニングデバイスＭＡの汚染をin-situ（つまりリソグラフィ装置内またはリソグラフィ装置と連絡した状態）で検出するようになされている。
【００３５】
図４は、検出ユニットＤＵの一実施形態を詳細に示したもので、パターニングデバイスＭＡの楕円偏光解析を実行する装置（楕円偏光解析装置）が示されている。この装置は、真空チャンバの外側に配置することができる放射源１０を備えている。放射源１０は、粒子汚染物質を検出する必要のあるパターニングデバイスＭＡの表面の一部に向けて放射検出ビーム１１を導くようになされている。放射の検出ビーム１１は、ビーム１１がパターニングデバイスＭＡに入射する前に偏光子１２によって偏光される。既知の配向の直線偏光が表面で斜め入射で反射すると、反射した光は楕円偏光（elliptically polarize）する。反射した楕円偏光ビーム１１は、ディテクタ１５によって検出される前に、４分の１波長板１３およびアナライザ１４を通過する。反射光１１の偏光は、４分の１波長板およびアナライザを使用して、アナライザを通過する光が無くなるまで（つまりディテクタによって検出される光が無くなるまで）それらの配向を変化させることによって測定することができる。光が検出されなくなったときの４分の１波長板１３およびアナライザ１４の配向から、パターニングデバイスＭＡの表面にて生じた反射によって導入された相対位相変化を計算することができる。この位相変化から、既知の方法を用いて、パターニングデバイスＭＡの汚染広さ（または厚さ）を計算することができる。
【００３６】
他の検出装置および方法を使用し、パターニングデバイスＭＡの汚染を検出し得ることがおわかりであろう。たとえば図５は、検出ユニットＤＵの他の実施形態を示したもので、暗視野イメージング装置が示されている。この実施形態では、検出ユニットＤＵは、発散の大きい光源（つまり「点光源」）２０を備えている。光源２０によって放出された光２１の一部は、光源に隣接して配置された集光レンズ２２に入射する。集光レンズ２２と光源２０の間に、掩蔽板（occulting disc）２３が配置されている。この掩蔽板２３によって、発散の大きい光のみが集光レンズ２２に引き渡されることが保証される。この発散の大きい光（放射の検出ビーム）が集光レンズ２２によってパターニングデバイスＭＡ上に集束する。光２１は、パターニングデバイスＭＡで反射する。ディテクタ２４（たとえばＣＣＤディテクタ）は、パターニングデバイスＭＡと集光レンズ２２の間に、パターニングデバイスＭＡと向かい合い、かつ、パターニングデバイスＭＡ上に集束する光を妨害しないように配置されている。発散の大きい光２１は、パターニングデバイスＭＡに入射すると、散乱しない限り、ディテクタ２４の両側に向かって反射し、検出されることはない。しかしながら、発散の大きい光２１がパターニングデバイスＭＡの汚染（たとえば微粒子汚染）によって散乱する場合、光２１ａの一部がディテクタ２４に向かって散乱する。したがって、ディテクタ２４によって検出される輝点（bright spot）は、実際に、パターニングデバイスＭＡ上の微粒汚染物質で散乱した光によるものである。したがって、比較的単純な光学装置を使用して、パターニングデバイスＭＡ上の（極めて微小な）粒子を検出することができる。
【００３７】
上記実施形態は、実施例として説明したものにすぎず、様々な改変を加えることができることは理解されよう。たとえば、上記実施形態は、楕円偏光法および暗視野イメージングを参照して説明されている。しかしながら、適切な他の検出方法および装置を使用することも可能である。検出ユニットＤＵに必要なのは、パターニングデバイスＭＡの汚染を検出することができることのみである。クリーニングユニットＣＵの場合と同様、検出ユニットＤＵ（またはその装置）は移動が可能であり、それによりパターニングデバイスＭＡの特定の部分の汚染を検出することができることは理解されよう。一方、パターニングデバイスＭＡは、検出ユニットＤＵへ、相対的に移動させることができる。パターニングデバイスＭＡ上の粒子汚染物質を検出するためには、場合によっては、パターニングデバイスＭＡの表面（または複数の表面）をスキャンすることが必要である。その場合、パターニングデバイスＭＡに対して検出ユニットＤＵを走査することが適切である場合もあれば、逆に検出ユニットＤＵに対してパターニングデバイスＭＡを走査することが適切である場合もある。検出ユニットは、波長が１５０ｎｍと８００ｎｍの間の光をパターニングデバイスに導くための光学システムを備えることができる。
【００３８】
複数の実施例において必要なのは、場合によっては、パターニングデバイスＭＡの１つの表面が汚染されているかどうかを決定することのみであるが、しばしばパターニングデバイスの汚染されている方の表面を決定することが必要な場合がある。そのために、検出ユニットＤＵは、パターン化された表面を最初に検出して、次にパターニングデバイスＭＡのクランプ表面を検出することができるよう、あるいはその逆の順に検出することができるよう、パターニングデバイスＭＡを回転させるための回転ユニットを備えることができる。また、検出ユニットは、パターン化された表面およびクランプ表面の両方を、パターニングデバイスＭＡを回転させることなく検出可能となり得るように構築され、配置されてもよい。
【００３９】
検出ユニットＤＵは、任意の好適な構成および／または配向のユニットにすることができる。視野イメージング装置は、パターニングデバイスＭＡに対して、上方、下方、または任意の角度で配置することができる。パターニングデバイスＭＡの表面（または複数の表面）の粒子汚染を検出する場合、検出を実行する際、放射ビームＢの断面にパターンを付与する方の表面が下に向くようにパターニングデバイスＭＡを回転させることができる。パターニングデバイスＭＡは、パターニングデバイスＭＡのパターニング面に追加的な粒子汚染物質が落ちる可能性を少なくするために、下に向くように回転する。しかしながら、たとえば空間または時間を節約するため（さらにはパターニングデバイスＭＡの運動を制御するために使用される設備の単純化するため）、可能であれば、、パターニングデバイスは、場合によってはその回転を回避することが好ましい。反対側の第２の表面の特性（たとえば光学特性）から第１の表面の特性を引き出すことができる様々な技法を使用することができる。たとえば、上で説明した暗視野イメージング技法は、パターニングデバイスの両側表面の粒子汚染物質を検出することができる（パターニングデバイスが透過型である場合）。この場合には、場合によってはパターニングデバイスを回転させる必要はない。別法としては、パターニングデバイスＭＡの回転を必要とすることなく、パターニングデバイスＭＡの２つの表面の汚染を同時にスキャンすることができるよう、パターニングデバイスＭＡの上方および下方にデータ視野イメージング装置を配置することができる。
【００４０】
上で説明したクリーニングユニットＣＵおよび検出ユニットＤＵは、パターニングデバイスＭＡをin-situで浄化し、パターニングデバイスＭＡの粒子汚染物質をin-situで検出するものとして説明されている。in-situは、パターニングデバイスの（たとえば）浄化またはパターニングデバイスの粒子汚染物質の検出が、リソグラフィ装置内に存在している真空を破壊する必要なく実行されうるように、実質的にリソグラフィ装置内の位置にあるか、あるいはリソグラフィ装置との連通している状態にあるかとして説明されている。ＥＵＶリソグラフィ装置には極めて高い真空が必要であり、このことはＥＵＶリソグラフィにとっては有用である。また、これは、他の波長を使用しているリソグラフィ装置にとっても場合によっては有用である。パターニングデバイスの浄化またはパターニングデバイスの粒子汚染物質の検出がリソグラフィ装置から離れた個別の浄化／検出設備へのパターニングデバイスの輸送を必要とすることなく実行することができるため、輸送中にパターニングデバイスを汚染する可能性が減少する。
【００４１】
図６Ａは、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、本明細書に使用されている「in-situ」という用語の説明を補助するために極端に簡易化された形態で示されている。リソグラフィ装置は、基板Ｗの露光が実施される第１のチャンバ３０（たとえば排気チャンバまたは真空チャンバ３０）、および排気チャンバ３０と連絡している第２の、すなわち搬送チャンバ３１を備えている。第２のチャンバ３１は、対象物を排気チャンバ３０に導入し、かつ、排気チャンバ３０から対象物を除去するために使用されている。たとえば、排気チャンバ３０に導入する目的で、異なるパターニングデバイスＭＡまたは交換するパターニングデバイスＭＡを第２のチャンバ３１内に配置することができる。ロボットチャンバ（図示せず）は、たとえば第１のチャンバの一部を形成することができ、また、第２のチャンバ３１から受け取った対象物を処理するように配置することができる。ロボットチャンバは、対象物をつかみ、かつ、処理するためのグリッピング装置を備えることができる。
【００４２】
図６Ｂは、第２のチャンバ３１（たとえばパターニングデバイスＭＡ保ストレージチャンバ３１）内に配置されたクリーニングユニットＣＵおよび／または検出ユニットＤＵを示したものである。クリーニングユニットＣＵおよび／または検出ユニットＤＵをパターニングデバイスＭＡストレージチャンバ３１内に配置することにより、基板Ｗの汚染をin-situで浄化および／またはスキャンすることができる。リソグラフィ装置は自給式（self-contained）であり、パターニングデバイスＭＡストレージチャンバ３１内で検出または浄化が実施されると、パターニングデバイスＭＡをパターニングデバイスＭＡストレージチャンバ３１から排気チャンバ３０へ導入する際に、パターニングデバイスＭＡの表面がそれ以上汚染されることはない（汚染されるとしても、少なくともごくわずかである）。実際、パターニングデバイスＭＡストレージチャンバ３１は、排気されることがしばしばであり、汚染を抑制するために排気チャンバ３０と同程度に排気される場合もある。一実施形態では、パターニングデバイスＭＡストレージチャンバ３１と排気チャンバの間に扉を提供することができる。扉は、閉じることが可能であり、扉を閉じた後にパターニングデバイスＭＡを浄化することができる。パターニングデバイスストレージチャンバ３１へ引き渡されるガスはすべてポンプ排気することができ、扉を開ける前に真空を回復することができる。したがって、排気チャンバ内の真空を破壊することなくパターニングデバイスＭＡを浄化することができる。パターニングデバイスストレージチャンバ３１は、リソグラフィ装置の一部を形成しているため、リソグラフィ装置内でin-situでパターニングデバイスＭＡを浄化することができる。
【００４３】
図６Ｃは、図６Ｂに示すリソグラフィ装置の改変を示したものである。詳細には、図６Ｃでは、パターニングデバイスＭＡストレージチャンバ内にクリーニングユニットＣＵが配置され、一方、検出ユニットＤＵは、排気チャンバ３０内に配置されている。クリーニングユニットＣＵおよび検出ユニットＤＵは、リソグラフィ装置内の適切な任意の位置に配置することができることは理解されよう。しかしながら、状況によっては、たとえば高圧二酸化炭素への露出によってパターニングデバイスＭＡの表面から除去された粒子汚染物質が、排気チャンバ３０内のリソグラフィ装置の他の敏感な表面に付着しないよう、排気チャンバ３０から離れた位置にクリーニングユニットを配置することが望ましい。
【００４４】
クリーニングユニットおよび検出ユニットは、排気真空チャンバ３０または排気真空チャンバ３０と連通している第２の真空チャンバ３１内に配置されるものとして説明されているが、クリーニングユニットＣＵおよび検出ユニットＤＵは、任意の適切な位置に配置することができる。クリーニングユニットおよび検出ユニットを真空チャンバ内に配置する利点は、パターニングデバイスＭＡのみが汚染保護ボックス（contamination protection box）内の真空外部へ輸送され得ることである。パターニングデバイスＭＡがボックス内に位置している場合、汚染の浄化および検出は、場合によっては不可能かもしれない。したがって、真空システムの外部のクリーニングユニットＣＵおよび／または検出ユニットＤＵには、場合によっては汚染の危険を強いる、汚染保護ボックスの開放やパターニングデバイスＭＡの除去のためのシステムが必要とされる。クリーニングユニットＣＵおよび／または検出ユニットＤＵは、たとえば浄化および／または検出を実施するために真空を破壊する必要なく、in-situ（つまりリソグラフィ装置内またはリソグラフィ装置と連通した状態）で浄化および検出を実施することができる任意の場所に配置することができる。たとえば、クリーニングユニットＣＵおよび／または検出ユニットＤＵは、パターニングデバイスＭＡの多数のハンドリングまたはステージのうちの１つに配置されればよい（たとえばハンドリングまたはストレージステージに隣接して（上に、もしくは内部に）配置されればよい。
【００４５】
リソグラフィ装置は、検出ユニットＤＵおよび／またはクリーニングユニットＣＵを備えることができることは理解されよう。検出ユニットＤＵおよびクリーニングユニットＣＵは、互いに極めて近接して配置することができ、あるいはリソグラフィ装置の様々な部分に互いに間隔を隔てて配置することができる。検出ユニットＤＵおよびクリーニングユニットＣＵは、クリーニングユニットＣＵによる表面の浄化（浄化が必要である場合）に先立って、検出ユニットＤＵによって表面の汚染がスキャンされるよう、協動させることができる。このプロセスは、パターニングデバイスＭＡが十分に浄化され、基板をパターン化するために使用することができると見なされるまで反復することができる。
【００４６】
本発明は、あらゆるタイプのリソグラフィ装置に適用することができるが、本発明は、とりわけ、ＥＵＶ放射を使用して基板Ｗにパターンを与えているリソグラフィ装置に関している。これは、上で説明したように、基板をパターン化するためにこのような放射を使用しているリソグラフィ装置の場合、粒子汚染がとりわけ問題であることによるものである。
【００４７】
図２、４および５に関連して上で説明した特定の検出ユニットおよびクリーニングユニットは、リソグラフィ装置内におけるin-situユニットとして参照されているが、他の位置にこれらを提供することも可能であることは理解されよう。
【００４８】
上で説明した実施形態の場合、通常、使用中におけるパターニングデバイスの正規の位置から離れた位置に配置されているクリーニングユニットまたは検出ユニットへ向かってパターニングデバイスＭＡが移動することは理解されよう。これは、パターニングデバイスが浄化位置または検出位置まで移動する、という表現で表すことができる。浄化位置または検出位置は、パターニングデバイスストレージチャンバ３１を含むことができ、あるいはリソグラフィ装置内の他の特定の位置を含むことができる。パターニングデバイスＭＡは、パターニングデバイスハンドラーを使用して移動させることができ、パターニングデバイスハンドラーの例については当分野で良く知られている。いくつかの実施例では、クリーニングユニットまたは検出ユニットを移動させることができる。
【００４９】
また、クリーニングユニットおよび検出ユニットは、支持構造ＭＴのクランプ表面または基板テーブルＷＴのクランプ表面の汚染を浄化または検出するように構築し、かつ、配置することも可能である。支持構造または基板テーブルＷＴのクランプ表面の汚染も、マスクＭＡから基板Ｗ上への露光が悪化する原因になることがある。
【００５０】
本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリのための誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションの場合、本明細書における「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジストの層を付け、かつ、露光済みのレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツール中で、露光前または露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツールおよび他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。
【００５１】
また、本発明による実施形態の使用について、とりわけ光リソグラフィの場合について参照されているが、本発明は、他のアプリケーション、たとえばインプリントリソグラフィに使用することができ、状況が許せば、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。インプリントリソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターニングデバイスのトポグラフィによって画定される。パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に供給されているレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるべく、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せが印加される。レジストが硬化すると、パターニングデバイスがレジストから除去され、後にパターンが残される。
【００５２】
以上の説明の中では二酸化炭素の使用が参照されているが、それは単なる一例にすぎず、他の適切なガスを使用することも可能であることは理解されよう。たとえば、不活性ガスまたは不活性ガスの組合せを使用することができる。
【００５３】
本明細書に使用されている「放射」および「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長あるいはその近辺の波長の放射）、および極端紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。
【００５４】
状況によっては、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネントおよび静電光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つまたは組合せを意味している。
【００５５】
以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。たとえば本発明は、上で開示した方法を記述した１つまたは複数の機械読取可能命令シーケンスを含んだコンピュータプログラムの形態を取ることができ、あるいはこのようなコンピュータプログラムを記録したデータ記録媒体（たとえば半導体記憶装置、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってよい。
【００５６】
以上の説明は例示を意図したものであり、本発明を制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態によるクリーニングユニットを備えたリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】図１に示すクリーニングユニットをより詳細に示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態による検出ユニットを備えたリソグラフィ装置を示す図である。
【図４】図３に示す検出ユニットをより詳細に示す図である。
【図５】検出ユニットの他の実施形態を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置のレイアウトを示す簡易図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置のレイアウトを示す簡易図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置のレイアウトを示す簡易図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【外国語明細書】
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