JP4503582B2 - リソグラフィ装置内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムおよび方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムおよび方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に、通常は基板のターゲット部分上に与える機械である。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用されることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成されるべき回路パターンを発生するために、マスクまたはレチクルと二者択一的に呼ばれるパターニングデバイスが使用されてよい。このパターンは、基板（たとえばシリコンウェーハ）上の（たとえば１つのダイの一部分、あるいは１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分上に転写されることができる。パターンの転写は、通常、基板上に提供された放射感応性材料（レジスト）層上に結像させることによって行われる。一般に、単一の基板は、連続的にパターン化された隣接するターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置は、パターン全体を一度にターゲット部分上に露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパ、および、放射ビームによって所与の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンし、一方、この方向に平行または逆平行の基板を同時にスキャンすることによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナを含む。また、パターンを基板上にインプリントすることによってパターンをパターニングデバイスから基板に転写することも可能である。

[0003] 内部空間、たとえば真空の場合、一般に、汚染がないか内部空間をモニタリングすることが望ましい。これは、たとえば空間がリソグラフィプロセスで使用される場合、または、たとえば空間がリソグラフィ装置に含まれる場合である。その場合は、汚染に敏感なレンズが汚染によって損なわれるのを防止するためにリソグラフィプロセスが直ちに停止されることができるように、汚染を迅速に、好ましくは数分の１秒以内に検出することが望ましい。しかし、内部空間はまた、様々な分野、たとえば一般的半導体産業、一般的真空技術産業、空間技術などに適用されることができる。したがって、本発明はまた、リソグラフィの分野以外にも明確に適用されることができる。

[0004] 汚染を検出するように構成された様々な方法およびデバイスが従来技術から知られる。

[0005] 米国特許出願公開第２００２／００８３４０９Ａ１号は、水晶マイクロ波が測定デバイスとして使用されるＥＵＶリソグラフィデバイスおよびプロセスに関する。

[0006] 欧州特許出願公開第ＥＰ１４５２８５１Ａｌ号は、リソグラフィ装置の構成要素の表面の汚染を測定する方法およびデバイスに関する。この測定デバイスは、表面の少なくとも一部分上に放射を投影する放射トランスミッタデバイスおよび構成要素から放射を受ける放射レシーバデバイスを有する。

[0007] 汚染の発生が比較的簡単で安価なモニタリングデバイスを使用して迅速に検出されることができる汚染をモニタリングする改善されたシステムおよび方法を提供することが望ましい。

[0008] 本発明の一態様によれば、内部空間内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムであって、内部空間に接触しているように構成された少なくとも１つのモニタリング表面と、モニタリング表面の温度を少なくとも１つの検出温度に制御するように構成された熱コントローラと、少なくとも１つの汚染種の凝縮をモニタリング表面上に検出するように構成された少なくとも１つのディテクタとを含み、該検出温度は、少なくとも１つの汚染種を該汚染種の圧力が所与の閾値圧力を超える場合にモニタリング表面上に凝縮させるために、少なくとも１つの汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低い（すなわちそれより低いかまたはそれとほぼ同じである）、システムが提供される。

[0009] 本発明の一態様によれば、空間内で少なくとも１つの種を検出するシステムであって、空間に接触しているように構成された少なくとも１つのモニタリング表面と、モニタリング表面の温度を少なくとも１つの検出温度に制御するように構成された熱コントローラと、少なくとも１つの種のモニタリング表面上への凝縮を検出するように構成された少なくとも１つのディテクタとを含み、該検出温度は、少なくとも１つの種を該汚染種の圧力が所与の閾値圧力を超える場合にモニタリング表面上に凝縮させるために、少なくとも１つの種の飽和温度に近いかまたはそれより低く（すなわちそれより低いかまたはほぼ同じであり）、該モニタリング表面はディテクタの表面である、システムが提供される。

[0010] 本発明の一態様によれば、パターンをパターニングデバイスから基板上に転写するように構成されたリソグラフィ装置が提供される。

[0011] 本発明の一態様によれば、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、パターン化された放射ビームを形成するために放射ビームにその横断面でパターンを与えることができるパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン化された放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムとを備えるリソグラフィ装置が提供される。

[0012] リソグラフィ装置は、本発明による少なくとも１つのモニタリングシステムを備えることができる。

[0013] さらに、本発明の一態様は、汚染をモニタリングする少なくとも１つのシステムを備える真空システムを提供する。

[0014] 本発明の一態様では、内部空間内の汚染をモニタリングする方法は、内部空間に接触する少なくとも１つのモニタリング表面を提供すること、モニタリング表面の温度を少なくとも１つの検出温度に制御することであって、該検出温度が、少なくとも１つの汚染種を該汚染種の圧力が所与の閾値圧力を超える場合にモニタリング表面上に凝縮させるために、少なくとも１つの汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低い（すなわちそれより低いかまたはそれとほぼ同じである）こと、および、少なくとも１つの汚染種がモニタリング表面上に凝縮しているかどうか検出するためにモニタリングすることを有する。

[0015] 内部空間内の少なくとも第１汚染種および第２汚染種をモニタリングする本発明による方法では、第１汚染種の飽和温度は所与の閾値圧力において第２汚染種の飽和温度より高くてよい。本発明による方法は、内部空間に接触する少なくとも１つのモニタリング表面を提供すること、モニタリング表面の温度を、第１汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低い（すなわちそれより低いかまたはほぼ同じである）が第２汚染種の飽和温度よりは高い少なくとも第１検出温度に制御すること、モニタリング表面の温度を、第２汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低い（すなわちそれより低いかまたはそれとほぼ同じ）少なくとも第２検出温度に制御すること、および、少なくとも第１汚染種および第２汚染種がモニタリング表面上に凝縮しているかどうか検出するためにモニタリングすることを有することができる。

[0016] さらに、本発明は、内部空間内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムであって、内部空間に接触しているように構成された少なくとも１つのモニタリング表面と、モニタリング表面の温度を少なくとも１つの検出温度に制御するように構成された熱コントローラと、少なくとも１つの汚染種のモニタリング表面上への凝縮を検出するように構成された少なくとも１つのディテクタとを含み、少なくとも１つの検出温度は２９５Ｋより低い、システムを提供する。

[0017] さらに、一態様では、内部空間内の汚染をモニタリングする方法は、内部空間に接触する少なくとも１つのモニタリング表面を提供すること、モニタリング表面の温度を２９５Ｋより低い少なくとも１つの検出温度に制御すること、および、少なくとも１つの汚染種のモニタリング表面上への凝縮がないかモニタリングすることを有する。

[0018] 本発明の一態様は、汚染をモニタリングするモニタリング方法を備えることができる、リソグラフィデバイス製造方法を提供する。

[0019] 本発明の一態様によれば、内部空間内のそれぞれ異なる汚染種をモニタリングするために、続いて異なる検出温度における水晶マイクロ波ディテクタまたは表面音波ディテクタの使用が提供される。

[0020] 本発明の一態様によれば、パターン化された放射ビームを基板上に投影することを備えるデバイス製造方法が提供される。

[0021] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ製造方法によって製造されるデバイスが提供される。

[0022] 本発明の一態様は、汚染モニタリング方法の諸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またはコンピュータプログラム製品を提供する。

[0023] 本発明の一態様では、真空内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムであって、電子を前記真空内に放出するように構成された表面を有する少なくとも１つのカソード、および、カソードによって放出された電子を検出するように構成された少なくとも１つのディテクタを備え、該カソードはカソード表面が前記種によって実質的に汚染されていない場合は第１電子流を放出し、カソード表面が前記種によって汚染されている場合は第２電子流を放出するように構成される、システムが提供される。

[0024] 本発明はまた、汚染をモニタリングするシステムのアレイも提供する。本発明はまた、少なくとも１つの汚染モニタリングシステムを備える真空システムも提供する。

[0025] 本発明の一態様は、少なくとも１つの汚染モニタリングシステムを備えるリソグラフィ装置によって提供される。

[0026] 本発明によれば、真空内の少なくとも１つの汚染種をモニタリングする方法は、カソード表面が汚染種によって実質的に汚染されていない場合は第１電子流を放出し、カソード表面が汚染種によって汚染されている場合は第２電子流を放出するように構成された少なくとも１つのカソードを提供すること、カソードを加熱すること、および、前記加熱されたカソードによって放出された電子を検出するディテクタを提供することを備えることができる。

[0027] さらに、本発明の一態様は、汚染モニタリング方法を含む、リソグラフィデバイス製造方法を提供する。

[0028] 本発明の一態様は、汚染をモニタリングするためにＬａＢ_６またはＣｅＢ_６を含有するカソードの使用を提供する。

[0029] 本発明の他の態様は汚染をモニタリングするために少なくとも１つのカーボンナノチューブの使用を提供する。

[0030] さらに、本発明の一態様は、少なくともＬａＢ_６（フルネーム、六ホウ化ランタン）またはＣｅＢ_６（フルネーム、六ホウ化セシウム）から成る汚染モニタを提供する。

[0031] 本発明はまた、少なくともＬａＢ_６またはＣｅＢ_６を含有するカソード表面も提供する。

[0032] 本発明の一態様では、第１真空内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムであって、電子を第２真空内に放出するように構成された表面を有する少なくとも１つのカソードと、第１真空と第２真空の間の流体接続と、カソードによって放出された電子を検出するように構成された少なくとも１つのディテクタとを備え、カソードは、カソード表面が前記少なくとも１つの汚染種によって実質的に汚染されていない場合は第１電子流を放出し、カソード表面が前記少なくとも１つの汚染種によって汚染されている場合は第２電子流を放出するように構成される、システムが提供される。

[0033] また、本発明の一態様では、真空内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムは、電子を前記真空内に放出するように構成された少なくとも１つのチップを有する少なくとも１つの電界エミッタと、前記電界エミッタによって放出される電子を検出するように構成された少なくとも１つのディテクタとを含み、電界エミッタは、電界エミッタチップが前記少なくとも１つの汚染種によって実質的に汚染されていない場合は第１電子流を放出し、電界エミッタチップが前記少なくとも１つの汚染種によって汚染されている場合は第２電子流を放出するように構成される。

[0034] 真空内の少なくとも１つの汚染種をモニタリングする方法は、電界エミッタのチップが前記少なくとも１つの汚染種によって実質的に汚染されていない場合は第１電子流を放出し、チップが前記少なくとも１つの汚染種によって汚染されている場合は第２電子流を放出するように構成される少なくとも１つの電界エミッタを提供すること、および、電界エミッタによって放出された電子を検出するディテクタを提供することを含むことができる。

[0035] さらに、本発明の一態様では、電界エミッタチップは少なくともＬａＢ_６またはＣｅＢ_６を含有することができる。

[0036] 次に、本発明の諸実施形態は、対応する符号は対応する部分を示す添付の概略図面を参照しながら、例としてだけ説明される。

[0045] 図１は本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはその他の放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、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成され、一定のパラメータに従って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ポジショナＰＭに連結された支持構造体（たとえばマスクテーブル）ＭＴと、基板（たとえばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように作成され、一定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えら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）上に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。

[0046] 照明システムは、放射を誘導、成形、または制御するために、屈折、反射、磁気、電磁、静電、またはその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、様々なタイプの光学コンポーネントを含んでよい。

[0047] 支持構造体はパターニングデバイスを支持する、すなわちパターニングデバイスの重量を支える。支持構造体は、パターニングデバイスの方位、リソグラフィ装置の設計、および、たとえばパターニングデバイスが真空環境に保持されているかいないかなど、その他の条件に応じたやり方で、パターニングデバイスを保持する。支持構造体は、機械、真空、静電またはその他のクランプ技法を使用してパターニングデバイスを保持することができる。支持構造体は、たとえば必要に応じて固定でも可動でもよいフレームまたはテーブルでよい。支持構造体は、パターニングデバイスがたとえば投影システムに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書中での用語「レチクル」または「マスク」のいかなる使用も、より全体的な用語「パターニングデバイス」と同義であるとみなされてよい。

[0048] 本明細書中で使用される用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分にパターンを作成するように放射ビームにその横断面でパターンを与えるために使用されることができるいかなる装置をも指すと広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられたパターンは、たとえば、パターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに完全には対応しないこともあることに留意すべきである。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路など、ターゲット部分内に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。

[0049] パターニングデバイスは透過型でも反射型でもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィではよく知られていて、バイナリ、Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ位相シフト、減衰型位相シフトなどのマスクタイプ、および様々なハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、マトリックス構成の小さなミラーを利用し、これらのミラーはそれぞれ入射放射ビームをそれぞれ異なる方向に反射するために個別に名称を付けられることができる。名称を付けられたこれら全てのミラーは、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を与える。

[0050] 本明細書中で使用される「投影システム」は、使用される露光放射に適するような、あるいは液浸液の使用または真空の使用などその他の要因に適するような、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁および静電光システムまたはそれらの組合せを含めていかなるタイプの投影システムをも含むと広く解釈されるべきである。用語「投影レンズ」の本明細書中でのいかなる使用も、より全体的な用語「投影システム」と同義であるとみなされてよい。

[0051] ここに示されているように、装置は（たとえば反射型マスクを使用する）反射型のものである。代替として、装置は（たとえば透過型マスクを使用する）透過型のものでもよい。

[0052] 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２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものでよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルが同時に使用されてもよく、１つまたは複数の他のテーブルが露光のために使用されている間に、準備ステップが１つまたは複数のテーブル上で実行されてもよい。

[0053] リソグラフィ装置はまた、基板の少なくとも一部分が、投影システムと基板の間の空間を満たすために、比較的高い屈折率を有する液体、たとえば水によって覆われてもよいタイプのものでもよい。液浸液はまた、リソグラフィ装置内の、たとえばマスクと投影システムの間のその他の空間に与えられてもよい。液浸法は、投影システムの開口数を増やす技術分野でよく知られている。本明細書中で使用される用語「液浸」は、基板などの構造体が液体中に沈められなければならないことを意味するのではなく、露光中に液体が投影システムと基板の間に配置されることを意味するだけである。

[0054] 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る。光源およびリソグラフィ装置は、たとえば光源がエキシマレーザである場合、別々のエンティティでよい。そのような場合、光源は、リソグラフィ装置の一部分を形成するとみなされず、放射ビームは、たとえば適切なディレクティングミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムの助けによって光源ＳＯからイルミネータＩＬに送られる。他の場合では、たとえば光源が水銀灯である場合、光源はリソグラフィ装置の不可欠な構成部分でよい。光源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、ビームデリバリシステムと共に、必要な場合は、放射システムと呼ばれてよい。

[0055] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタを備えてよい。一般に、イルミネータの瞳面内の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と呼ばれる）は調整されることができる。さらに、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他の様々な構成要素を備えてよい。イルミネータは、その横断面で所望の均一性および強度分布を有するように、放射ビームを調整するために使用されることができる。

[0056] 放射ビームＢは、支持構造体（たとえばマスクテーブルＭＴ）上に保持されるパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。放射ビームＢは、マスクＭＡを通過した後、ビームの焦点を基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合わせる投影システムＰＳを通過する。第２ポジショナ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）の助けによって、基板テーブルＷＴは、たとえば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの通路に位置決めするために、正確に動かされることができる。同様に、たとえばマスクライブラリからの機械的な取り出しの後で、またはスキャン中に、放射ビームＢの通路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１が使用されることができる。一般に、マスクテーブルＭＴの動きは、第１ポジショナＰＭの一部を形成す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）の助けによって実現されることができる。同様に、基板テーブルＷＴの動きは、第２ポジショナＰＷの一部を形成す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の助けによって実現されることができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、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だけに連結されてもよく、あるいは固定されてもよい。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を使用して位置合わせされることができる。図示されている基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占めるが、それらはターゲット部分間の空間に置かれてもよい（これらはスクライブレーン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は、マスクアライメントマークはダイ間に配置される。

[0057] 図示された装置は以下のモードのうちの少なくとも１つで使用されることができる。

[0058] １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは本質的に静止状態にしておかれ、放射ビームに与えられたパターン全体が一度にターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち単一静止露光）。その場合、基板テーブルＷＴは、別のターゲット部分Ｃが露光されることができるようにＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズは単一静止露光で投影されるターゲット部分Ｃのサイズを限定する。

[0059] ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同時にスキャンされ、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに関連する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および画像反転特性によって決定されてよい。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャニング方向の）幅を限定し、スキャニング移動の長さはターゲット部分の（スキャニング方向の）高さを決定する。

[0060] ３．他のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持しながら本質的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴは動かされるかあるいはスキャンされ、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各動きの後で、またはスキャン中の連続する放射パルス間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で触れられ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するマスクレスリソグラフィに容易に適用されることができる。

[0061] また、前述の使用モードに関する組合せおよび／または変形形態、あるいは全く異なる使用モードが使用されてもよい。

[0062] リソグラフィ装置は、装置の真空内部空間１１、１１１内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステム１０、１１０、２１０、３１０を含むことができる。モニタリングシステム１０、１１０、２１０、３１０は、デバイスの様々な場所、たとえば投影システムＰＳ内または近く、投影光学ボックスＰＯＢ内、レチクルゾーン内、基板ゾーン内、または装置のその他の場所に配置されることができる。図２および４は、内部空間１１、１１１が投影システムＰＳの少なくとも一部分を含む投影光学ボックスＰＯＢ内の空間である例を示す。

[0063] 内部真空空間１１、１１１は、たとえば真空室内に配置されてよい。真空空間１１、１１１の真空は、たとえばリソグラフィ装置内で使用される放射ビームＢの放射タイプに依存してよい様々な真空圧力を有してよい。また、少なくとも１つのモニタリングデバイス１０、１１０、２１０、３１０、４１０を提供された内部空間は、たとえば、やはりパターニング手段を含む空間でも、やはり基板支持体を含む空間でも、装置の別の空間でもよい。

[0064] 本発明の一実施形態では、汚染モニタリングシステム１０は、使用中に内部空間１１に接触している少なくとも１つのモニタリング表面１ａと、モニタリング表面１ａの温度を少なくとも１つの検出温度に制御するように構成された熱コントローラ２と、少なくとも１つの汚染種のモニタリング表面１ａ上への凝縮を検出するように構成された少なくとも１つのディテクタ１とを含むことができる。

[0065] そのようなシステムの一実施形態が図２に概略的に示されている。この実施形態はただ１つのモニタリング表面およびただ１つのディテクタを含む。代替として、たとえば、装置内の様々な場所をモニタリングするために、および／または様々な汚染種をモニタリングするために、複数のディテクタおよび／または複数のモニタリング表面が提供される。ディテクタまたはモニタリング表面が異なる温度である場合、２つのそれぞれのモニタリング信号間の違いは、汚染種が２つのモニタの低い方の温度で凝縮するかまたはかなり多く吸着するためである可能性がある。

[0066] 図２の実施形態では、モニタリング表面１ａはディテクタ１の表面である。たとえば、ディテクタ１は、水晶モニタディテクタ（ＱＣＭ）でも表面音波ディテクタ（ＳＡＷ）でもよい。そのようなディテクタは当業者には知られている。ディテクタ１は、たとえばディテクタがＱＣＭディテクタまたはＳＡＷディテクタである場合、少なくともモニタリング表面上に凝縮された汚染量に依存する検出信号を提供するように構成されてよい。ＱＣＭディテクタおよびＳＡＷディテクタはそのモニタリング表面によって受けられた物質に非常に敏感である。たとえば、ＱＣＭディテクタまたはＳＡＷディテクタは、それぞれのモニタリング表面上への１つの単分子層より薄い多くの様々な物質の成長を検出することさえできる。その上、そのようなディテクタは比較的安価である。また、たとえば、汚染物質の吸着を検出するために、光、たとえば赤外光が使用されてもよい。

[0067] さらに、ディテクタの上面表面、たとえば検出表面１ａは、内部空間１１に接触している投影システムの部分の物質と同じ物質を含有してよい。たとえば、これらの部分は、内部空間に延在するまたは接触している光学エレメント、たとえば投影システムＰＳのレンズエレメント、ミラーエレメントおよび／またはその他のエレメントでよい。

[0068] また、検出表面１ａはその汚染物質吸着感度を上げるために一定の表面粗度を備えることができる。

[0069] 熱コントローラ２はモニタリング表面１ａの温度を少なくとも２つの異なる検出温度に制御するように構成されてよい。たとえば、熱コントローラ２はモニタリング表面１ａの温度の温度スイープを提供するように構成されることができる。

[0070] 本発明の一態様では、熱コントローラ２はモニタリング表面の温度を約７７Ｋ〜４００Ｋの間の範囲の複数の温度に制御するように構成されることができる。たとえば、熱コントローラ２はモニタリング表面の温度を約７７Ｋ〜２９３Ｋの間の範囲の複数の温度に制御するように構成されることができる。

[0071] さらに、モニタリング表面１ａは、汚染物質を長時間蓄積するために、比較的低い温度に維持されることができる。この後、温度は徐々に（たとえば直線的に）上げられることができ、質量の減少が測定されることができる。このようにして（すなわち、昇温脱離によって）、汚染物質の種類が簡単に推定されることができる。

[0072] 熱コントローラ２は様々に構成されてよい。例だけとして、熱コントローラ２は、液体によって熱的に調整される少なくとも１つのエレメントを含んでよい。熱コントローラは、少なくとも１つの極低温に冷却されたエレメント、および／または少なくとも１つのペルチェ素子を含んでよい。熱コントローラは少なくとも１つのヒータを含んでよい。たとえば、熱コントローラには、１つまたは複数の電気ヒータ、電磁ヒータ、インダクションヒータおよび／または様々なヒータなどがあり得る。また、熱コントローラは、熱コントローラの温度を測定し、ディテクタ１の温度を測定し、かつ／またはモニタリング表面１ａの温度を測定するように構成された１つまたは複数の温度センサを備えてもよい。そのような温度センサは、様々に構成されてよく、たとえば１つまたは複数の熱電対、またはその他の温度センサを含んでよい。１つのそのような温度センサは、図２に参照符号９で概略的に示されている。

[0073] 図２の実施形態では、熱コントローラ２はディテクタ１に熱接触している。たとえば、前記モニタリング表面１ａから離れて向かい合っているディテクタ１の裏面は、熱コントローラ１に接着されていてよい。代替として、ディテクタ１の熱コントローラ２およびモニタリング表面１ａは、モニタリング表面１ａの温度を制御するために、別のやり方で熱的に接続されていてもよい。

[0074] また、熱コントローラ２は、制御デバイス、たとえば、電子デバイス、プログラマブルデバイス、コンピュータおよび／または別の適切なデバイスを備えてよい。そのような制御デバイスの一例が図２に参照符号６で概略的に示されている。熱コントローラ２の制御デバイス６は、熱コントローラ２に前述の機能を実行させるように、たとえば、熱コントローラ２にモニタリング表面１ａの温度を所望の検出温度に変更させる、かつ／または維持させるように制御するように構成されてよい。

[0075] 制御デバイス６は、温度センサ９のセンサ情報をモニタリング表面１ａの温度を制御するフィードバックとして使用するように構成されてよい。さらに、コンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品は、制御デバイス６によって実行される場合、熱コントローラ２にモニタリング表面１ａの温度を所望の温度に変更させる、かつ／または維持させるように構成されるプログラムコード部分を備えて提供されてよい。

[0076] 図２には、熱コントローラ２および熱センサ９から離れて配置された熱コントローラ２の制御デバイス６が示されていて、これらの部分６、２、９の間の通信を提供する通信回線８ｂが含まれている。代替として、熱コントローラ２の制御デバイス６および熱コントローラ２は、合わせて単一のデバイスにされてもよい。

[0077] 汚染モニタリングシステム１０はまた、ディテクタ信号を処理するプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、様々に構成されてよい。プロセッサは、ディテクタ信号を使用して、その表面の所与の温度でモニタリング表面１ａ上に凝縮された汚染物質の量を判定するように構成されてよい。プロセッサはまた、少なくとも１つの汚染種のモニタリング表面１ａ上への凝縮を検出してディテクタ信号を処理するように構成されてもよい。また、プロセッサは、判定された少なくとも１つの汚染種の量が一定の閾値量を超えた場合、または少なくとも１つの汚染種の一定の吸着が検出された場合、アラーム信号を発生するように構成されてもよい。たとえば、プロセッサは、汚染種の実質的に少なくとも１つの単分子層がモニタリング表面１ａ上に凝縮された場合、アラーム信号を発生するように構成されてよい。本発明の一態様では、プロセッサは少なくとも１つの汚染種の閾値量を記憶するメモリを備える。

[0078] そのようなプロセッサの一実施形態が図２に参照符号３で概略的に示されている。たとえば、プロセッサは、プロセッサがモニタデバイスの温度キャリブレーションデータを記憶するために、かつ／または、少なくとも１つの汚染種の前記閾値量を記憶するために使用することができるメモリ５を含んでよい。また、プロセッサ３は、計算および／または比較を行う、たとえばモニタリング表面１ａ上に凝縮された少なくとも１つの汚染種の量を推論し、少なくとも１つの汚染種の判定された量が一定の閾値量を超える場合はアラーム信号を発生し、かつ／または、その他の機能を実行する１つまたは複数の計算デバイス４を含んでもよい。さらに、プロセッサによって実行される場合、少なくともそのような計算および／または比較を行う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またはコンピュータプログラム製品が提供されてもよい。

[0079] 図２では、ディテクタ１および熱コントローラ２から離れて配置されたプロセッサが示されている。図示された実施形態では、プロセッサ３は、それぞれ適切な通信回線８ａ、８ｃによって熱コントローラ２のディテクタ１および制御デバイス６に連結されている。代替として、プロセッサおよびディテクタは合わせて単一のデバイスにされてもよい。また、代替として、プロセッサおよび熱コントローラ２の制御デバイス６または熱コントローラ２自体が合わせて単一のデバイスにされてもよい。

[0080] 本発明の一態様では、検出温度は、所与の圧力で、使用中に内部空間内で検出される少なくとも１つの汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低い（すなわちそれより低いかまたはそれとほぼ同じである）。検出温度は、その汚染種の圧力が所与の閾値圧力を超える場合、少なくとも１つの汚染種をモニタリング表面上に凝縮する少なくとも１つの汚染種の飽和温度に近くてもそれより低くてもよい。たとえば、閾値圧力は約１０^−３ミリバール以下でよい。また、様々な閾値圧力が使用されてもよい。閾値温度は、たとえば、リソグラフィでモニタリングシステムが使用される場合、汚染種がリソグラフィ装置の構成要素を損傷する、かつ／または、リソグラフィプロセスを妨害することができないうちに内部空間１１内に入ることを可能にされることができるそれぞれの汚染種の最大量に依存する。

[0081] 飽和温度は、所与の圧力で汚染蒸気が凝縮し始める温度である。飽和温度はまた露点温度としても知られている。モニタリング表面１ａの温度が飽和温度より高い場合は、モニタリング表面１ａ上の表面フィリングの程度（表面上の分子の数／単分子層内のこれらの分子の場所の最大数）は１より低い。そのような条件下では、吸着脱離平衡は表面フィリングが低いようである。温度が飽和温度に達した場合、（水の霧形成中などに）凝縮によって、ディテクタ１の表面１ａにある汚染物質の急速な成長が起こる可能性がある。急速な凝縮の結果として、モニタリング表面１ａ上の表面フィリングの程度はほぼ１になり、前記汚染種の１つまたは複数の単分子層がモニタリング表面１ａ上に迅速に形成される可能性がある。

[0082] たとえば、検出温度は、検出されるべき汚染種の飽和温度にほぼ等しいかそれより少し低い、たとえば前記飽和温度より多くても約１０Ｋ低くてよい。当業者には、汚染種の飽和温度が内部空間１１内のその種の圧力に依存することは明らかであろう。一定の圧力における多くの汚染種の飽和温度が図で分かる。さらに、当業者には、実験によって一定の圧力における一定の汚染種の飽和温度を見つけることができることは明らかであろう。

[0083] モニタリングシステムを作動させる他の方法は、モニタリング表面を（たとえば、約２２℃または２９５Ｋでよい）レンズの表面温度より低い温度に維持することである。この温度では、モニタリング表面上の表面フィリングは、その場合検出されることができるレンズより大きくてもよい。たとえば、モニタリング表面の温度は２７５Ｋより低くてよい。

[0084] 熱コントローラ２の制御デバイス６は、各汚染種の予め決められた閾値圧力または予め決められた閾値圧力関連データを記憶するメモリを備えることができ、熱コントローラ２は、各汚染種の閾値圧力または閾値圧力関連データから各それぞれの飽和温度を判定するように構成される。そのような判定は、たとえば適切な計算および／またはデータリストを使用して達成されることができる。閾値関連データには、たとえば、汚染種が内部空間１１内で達する可能性がある最大密度、最大質量、最大重量％および／または最大体積％、あるいはモニタリング表面上の一定の表面占有などがあってよい。代替として、熱コントローラ２の制御デバイス６は、各汚染種の予め決められた検出温度および／または飽和温度を直接記憶するメモリを備えてもよいが、これについては以下で述べられる。そのようなメモリは参照符号７で概略的に示されている。

[0085] 少なくとも１つの汚染種は、たとえば、水蒸気、炭化水素蒸気、および揮発性ガス、たとえばＣＯ_２、Ｏ_２、Ｏ_３、および／またはその他の揮発性ガスから成るグループから選択されてよい。

[0086] 検出温度は、投影システムＰＳの部分、たとえば、投影システムＰＳのレンズエレメント、ミラーエレメントおよび／またはその他のエレメントとできる内部空間内に延在する部分、の検出温度より低くてよい。検出温度は、たとえば約２９５Ｋより低くてよい。たとえば、汚染種が水蒸気であり、それぞれの閾値圧力が約１ミリバールである場合、検出温度は、たとえば内部空間１１内の圧力が真空圧力であれば、２００Ｋより低くてよい。

[0087] 図３は水の飽和圧力対温度のグラフを示す。同様のグラフが他の汚染種に関して作成されることができる。

[0088] 所与の圧力における水の飽和温度は、図３から推論されることができる。たとえば、約１ミリバールの水の飽和圧力は、約２５０Ｋ（Ｔ^−１＝０．００４）のそれぞれの飽和温度で到達される。室温条件ＲＴＣでは、水の飽和圧力は約２０ミリバールである。約１０^−３ミリバールの飽和圧力は、約１８０Ｋの飽和温度で到達される。したがって、１８０Ｋにおいては、水はディテクタ１のモニタリング表面１ａ上に、室温においてよりずっと低い部分的圧力で、ずっと早く凝縮し始める。

[0089] 本発明の一態様では、凝縮ディテクタ１は、ディテクタ１が汚染のモニタリングのために使用される前に、まず汚染のない環境で熱オフセットのために熱的にキャリブレートされるかまたは補正される。ディテクタのキャリブレーションは、たとえば、内部空間１１内、または別の場所で実行される。熱キャリブレーションは、たとえば、温度依存ディテクタドリフトを考慮に入れてよい。ディテクタのドリフトは、ディテクタの温度自体、および／またはディテクタ温度の変化速度および／またはタイプに依存してよい、たとえば様々な温度間のモニタリング表面１ａのスイーピングによるディテクタのドリフト。結果としてのキャリブレーションデータは、汚染のモニタリング中にたとえばオフセットデータとして使用されるために、たとえばプロセッサ３内に記憶されてよい。

[0090] 汚染モニタリングシステム１０は、使用中、内部空間１１内に気体汚染物の存在をモニタリングすることができる。使用中、各汚染種は、その種のための最大許容圧力でよい個々の閾値部分的気体圧力を割り当てられてよい。代替として、各汚染種は、前述のように、個々の閾値圧力関連データを割り当てられてもよい。次いで、たとえば、各汚染種ごとにそれぞれの飽和温度が閾値圧力から、または閾値圧力関連データから決定されてよい。代替として、汚染種の所与の最大量が内部空間１１内で飽和圧力に達する汚染種の飽和温度はすでに予め決められていてもよい。

[0091] ディテクタ１のモニタリング表面１ａの温度は、使用中に少なくとも１つの検出温度に制御されることができる。検出温度は、汚染種の圧力がその閾値圧力を超える場合、少なくとも１つの汚染種をモニタリング表面１ａ上に凝縮するために、少なくとも１つの汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低い。

[0092] ディテクタ１は、少なくとも１つの汚染種のモニタリング表面１ａ上への凝縮がないかモニタリングする。

[0093] たとえば、使用中、少なくとも１つの検出温度は、内部空間１１内の圧力およびモニタリングされる汚染種によっては２００Ｋより低くてよい。使用中、各検出温度は、内部空間の所望の内部圧力において、検出されるべきそれぞれの汚染種の飽和温度の近くかまたはそのすぐ下であってよい。たとえば、前記検出温度は、前記飽和温度より多くても約１０Ｋ低くてよい。

[0094] 汚染種の圧力がその予め割り当てられた閾値圧力より低いように、内部空間１１に一定の気体汚染種が少量しか存在しない場合、汚染種はモニタリング表面１ａ上に実質的に凝縮しない。これは、モニタリング表面１ａが、たとえば、所与の閾値圧力においてその汚染種の飽和温度に近い、前述のような検出温度を有するためである。

[0095] 空間１１内の気体汚染種の量が増加した場合、汚染種の圧力は、その予め割り当てられた閾値圧力に到達する可能性がある。その場合、汚染種はモニタリング表面１ａ上に凝縮する。たとえば、汚染種の凝縮は、その種の１つまたは複数の単分子層のモニタリング表面１ａ上への成長につながる。この凝縮はディテクタ１によって検出されることができる。凝縮の検出はまた、ディテクタ１によってモニタリング（またはディテクタ）信号を使用してプロセッサ３に送信されることができる。このモニタリング信号は、少なくともモニタリング表面１ａ上に凝縮される汚染物質の量に依存してよい。たとえば、プロセッサ３は、ディテクタ信号に応じて、前記閾値圧力が到達されたかどうか、あるいは、モニタリング表面上に凝縮された汚染物質の量が一定の閾値量を超えているかどうか判定することができる。次いで、プロセッサ３は、たとえば、汚染種の圧力がその閾値圧力より大きくなった場合、アラーム信号を発生する、かつ／または、リソグラフィプロセスを停止することができる。

[0096] 例
[0097] 例として図３を参照すると、汚染種が水の場合、閾値圧力は約１０^−４〜１０^−３ミリバールの範囲で設定されてよい。その場合、それぞれの検出温度は約１８０Ｋであり、これは１０^−４〜１０^−３ミリバールのすぐ下のモニタリング表面１ａの近くの／における水の飽和圧力につながる。内部空間１１内の水の気体圧力が飽和圧力より低い場合、モニタリング表面１ａ上の表面フィリングの程度（表面上の分子の数／単分子層内のこれらの分子のための場所の最大数）は１より低い。これは、吸着脱離平衡は、表面フィリングが低いようであることを意味する。体積内の、この例では水の、気体圧力が飽和水圧力（または閾値圧力）に到達した場合、ディテクタ１の表面１ａにおける急速な成長が（霧形成中などに）起こる。

[0098] 例として、層形成の特徴的時間ｔは、分子の速度（ｖ）、それら分子の濃度ｎ、および表面で利用可能な場所の量（ｎｓ）に応じて変わり、ｔ＝１／４^＊ｎｓ／（ｎ^＊ｖ）である。

[0099] 前述の条件下（１０^−４〜１０^−３ミリバールの範囲の閾値圧力、および約１８０Ｋのモニタリング表面温度）では、モニタリング表面１ａ上に１つの層を成長させるのに約０．１〜０．０１秒を要する。そのような層はすでにモニタリングされていることができる。したがって、アラームが迅速に生成されることができ、その結果、水の汚染による装置部分の劣化が防止されることができる。

[00100] 本発明の一態様では、使用中、モニタリング表面１ａの温度は、内部空間１１の圧力においてそれぞれ異なる凝縮温度を有する少なくとも２つの異なる汚染種がないかモニタリングするために、少なくとも２つの異なる検出温度の間で続いて変更される。代替として、少なくとも２つのそれぞれ異なるモニタリング表面が使用されてもよい。その場合、各モニタリング表面が異なる汚染種のうちの１つをモニタリングするのに役立つように、モニタリング表面は異なる検出温度に熱的に調整されることができる。

[00101] また、検出温度は、最低検出温度から最高検出温度の間の温度範囲で、連続して、あるいは個別にスイープされてよい。ここでは、たとえば、スイープ周期は、約１秒または数秒、あるいは１分または数分、あるいは別の量の時間を含んでよい。このようにして、その温度範囲にあるそれぞれ異なる凝縮温度を有する様々な種がないかモニタリングされることができる。たとえば、第１汚染種の飽和温度が所与の閾値圧力において第２汚染種の飽和温度より高い場合、モニタリング方法は、モニタリング表面１ａの温度を、第１汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低いが第２汚染種の飽和温度よりは高い少なくとも第１検出温度に制御すること、モニタリング表面１ａの温度を、第２汚染種の飽和温度に近いかまたはそれより低い少なくとも第２検出温度に制御すること、および、少なくとも１つの汚染種のモニタリング表面への凝縮がないかモニタリングすることを含むことができる。

[00102] さらに、たとえば温度依存オフセットのために補正されたモニタの昇温脱離が利用されてもよい。例としてだけ、その場合、汚染種の１つは炭化水素汚染物質でよく、その他の汚染種は水でよい。

[00103] より一般的に、および例として、使用中、モニタリング表面の検出温度は、約７７Ｋ〜４００Ｋの間の範囲でよい。また、モニタリング表面の検出温度は、約７７Ｋ〜２９５Ｋの間の範囲でもよい。また、モニタリングされるべき汚染物質および内部空間１１内の圧力に応じて、異なる検出温度および検出温度範囲が適用されてもよい。モニタリング表面１ａの温度を下げることによって、汚染凝縮物は、その汚染物質のより低い圧力（および、したがって、より低い濃度）において、その表面上で、より急速に形を成す。

[00104] たとえば、ＥＵＶリソグラフィシステムのＥＵＶでミラーを露光している間に、水または他の汚染種のＥＵＶ室への漏洩が生じた場合、ミラー損傷が生じる可能性があり、生じるであろう。漏洩の損傷圧力レベルは、たとえば、約１０^−４〜１０^−３ミリバールでよい。そのような漏洩が生じた場合、リソグラフィ露光は直ちに（１秒以内に）停止されなければならない。

[00105] たとえば、モニタリング表面は、モニタリング表面で十分な成長を達成するために、低温、たとえば液体窒素温度のすぐ上の温度、に設定されてよい。モニタリング表面は、ＥＵＶ真空システム内の既存の低温パネルポンプの表面か、あるいは、ペルチェ素子か液体窒素のどちらかを用いて、または別のやり方で、熱的に調整された特別に作られた表面か、どちらの表面で設定されてもよい。モニタリング表面上の汚染物質のモニタリングされた成長にジャンプがある場合、それは、内部空間１１内のその特定の汚染種の圧力の突然の増加があることを意味してよい。この時、ＥＵＶ放射はスイッチオフされてよい。たとえば、ディテクタ１は、ＥＵＶリソグラフィ装置内の様々な種のためのオンラインモニタとして使用されることができるＱＣＭまたはＳＡＷでよい。様々な温度において１つまたは複数のＱＣＭおよび／またはＳＡＷを使用することによって、どんな種類の気体がリソグラフィ装置内に存在するのか、または漏洩するのか、簡単で比較的安価なやり方で判定することができるようになる。

[00106] 異なる汚染種では、閾値圧力値はそれぞれ異なっていてもよいが、互いに比較的近くてもよい。

[00107] また、ある汚染種の第１単分子層は、その種とモニタリング表面１ａの間の異なる界面プロセスのためにモニタリング表面１ａ上にすでに存在していてよい。これは、その場合にも、すでに存在している汚染物質の（たとえば漏洩による）単分子層上への凝縮が迅速に検出されることができるので、ここで提案された方法およびシステムの原理および領域を変えない。その場合、別の単分子層の突然の凝縮が迅速に検出されることができる。

[00108] 本発明の他の態様が図４〜８に示されている。本発明のこの態様では、汚染モニタリングシステムは、少なくとも１つのカソード、および、前記カソードによって放出された電子を検出するように構成された少なくとも１つのディテクタを含んでよく、カソードは、カソード表面が前記種によって実質的に汚染されていない場合は第１電子流を放出し、カソード表面が前記種によって汚染されている場合は第２電子流を放出するように構成されてよい。

[00109] そのような汚染モニタリングシステム１１０の一実施形態が図４に概略的に示されている。図４の汚染モニタリングシステム１１０は、使用中に電子を真空１１１内に放出するように構成されたカソード表面を有するカソード１５１を１つだけ含む。たとえば、カソードは電子を放出する少なくとも１つの比較的鋭いチップＴを含んでよい。図４では、電子の放出が矢印１５５によって概略的に示されている。図４の実施形態では、電流源１５２はワイヤ１５７によってカソード１５１に接続される。電流源１５２は、使用中にカソード１５１を通して流れ、カソード１５１を動作温度まで加熱する電流を生成するように構成される。代替として、使用中に電子を真空１１１内に放出するために、１つまたは複数の電子放出チップを有する１つまたは複数の冷電界電子エミッタが使用されてよい。そのような冷電界エミッタは使用中に電子を放出するために加熱されなくてもよい。

[00110] 図４の実施形態１１０は、アノード１５３および電流測定デバイス１５４を備えたディテクタをさらに含む。アノード１５３は、前記カソード１５１によって放出される電子を受けるように構成される。たとえば、アノード１５３はカソード１５１から見えるところに配置されてよい。電流測定デバイス１５４はアノード１５３に接続される。電流測定デバイス１５４は使用中にアノード１５３によって受けられる電子流を測定するように構成される。ディテクタは他の様々なやり方で構成されてもよい。たとえば、ディテクタは、アノードがカソード１５４から一次電子１５５を受けた場合、アノードによって放出されることがある二次電子を受けてそれらを検出するように構成されたオージェディテクタを含んでもよい。そのようなオージェディテクタが図４内の参照符号１５８で概略的に示されていて、二次電子の放出が図４内の矢印１５６によって概略的に示されている。ディテクタはまた、別のやり方で構成されてもよい。

[00111] 代替として、複数の電流ディテクタ、複数のカソードおよび／または複数のアノードが、たとえば、装置内の様々な場所で汚染物質がないかモニタリングするために、かつ／または、様々な汚染種および一定の汚染種の様々な濃度レベルをモニタリングするために提供されてもよい。

[00112] 使用中、図４の実施形態では、カソード１５１は、カソード表面が前記汚染種、たとえばＭＭＡによって実質的に汚染されていない場合は（動作温度まで加熱された場合）第１電子流を放出し、カソード表面が前記汚染種によって汚染されている場合は第２電子流を放出するように構成される。第２電流は第１電流とは異なる。たとえば、カソード表面がＬａＢ_６を含有する場合は、よい結果が得られることができる。ＬａＢ_６含有カソード表面の電子放出は、汚染、たとえば、ＭＭＡ（メタクリル酸メチル）など１つまたは複数の炭化水素鎖を含む汚染の影響下でかなり大きく低下することが分かった。様々な電子流を放出するカソードを有するＬａＢ_６カソード表面は、カソード表面が汚染されているかいないかに応じて様々に構成されてよい。たとえば、カソード表面は少なくとも１つのＬａＢ_６結晶表面、複数のＬａＢ_６結晶粒、および／またはＬａＢ_６粉末を含んでよい。代替として、ＬａＢ_６の代わりにＣｅＢ_６を使用することが提案される。また、本発明の一態様では、カソード表面は少なくとも１つの炭素ナノチューブの表面である。さらに、カソード１５１はカソードチップＴを介して実質的に電界エミッタとして電子を放出するように構成されてよい。電界放出は、チップＴにおける局所電界が、たとえば幾何学的な理由で強化された（いわゆる電界強化要因と呼ばれる）場合に生じる可能性がある、すなわち、電子は比較的鋭いカソードチップＴからアノードの方へトンネルプロセスによって放出される可能性がある。たとえば、電界エミッタチップは少なくとも１つの炭素ナノチューブのチップを含んでよい。

[00113] モニタリングシステムのカソード１５１は様々なやり方で構成され、形成されてよい。たとえば、カソード表面は、平坦な、湾曲した、二次元のまたは三次元の表面、あるいは別の形の表面を備えてよい。カソード表面は１つまたは複数の被覆物を有してよい。たとえば、カソードは、前記第１および第２電子流を放出するのに適した１つまたは複数の材料で被覆された金属線を含んでよい。

[00114] 図４の実施形態はまた電子ディテクタ１５４に接続されたアラームジェネレータ１５９も含む。アラームジェネレータ１５９は、前記アノードによって受けられた測定または判定された電子流が一定の閾値に等しいかそれより小さい場合、アラーム信号を発生するように構成される。

[00115] 図４の実施形態の使用中に、モニタリングされるべき汚染種が隣接した真空環境１１１内に存在しない場合は、カソード１５１が第１電子流を真空内に放出することができるように、カソード１５１は電流源１５２の加熱電流によって動作温度まで加熱されることができる。たとえば、カソードがＬａＢ_６含有カソードである場合、動作温度は約１８００Ｋ＋／−約１００Ｋでよい。

[00116] 図４の実施形態の使用中に、前記アノード１５３によって捕捉された電子流は汚染をモニタリングするために測定されることができる。電子流は１つまたは複数のディテクタによって、たとえばアノード１５３および電流ディテクタ１５４によって直接、検出されることができる。電流ディテクタ１５４は、アノード１５３によって受けられた電子流に依存する検出信号をアラームジェネレータ１５９に送信することができる。類似の前記オージェディテクタ１５８は、放出された電子１５５を前記第２電子１５６の検出を介して間接的に検出して、電子依存検出信号を生成することができ、この信号はアラームジェネレータ１５９に送信されることができる。

[00117] ある時間に、カソード１５１による電子放出に影響を与える汚染種が真空環境１１１に入った場合、カソード１５１によって放出された電子流は第２電子流に変わる。たとえば、カソード表面がＬａＢ_６を含有し、汚染種が１つまたは複数の炭化水素を含む場合、ＬａＢ_６カソード表面がそのような種によって汚染されている場合は、電子放出はかなり大きく低下する。後者の場合、電子放出は、第２電子流が第１電子流の約半分またはそれより小さいように低下する可能性がある。第２電子流はほぼゼロまで低下する可能性がある。その場合、前述の閾値もほぼゼロでよい。

[00118] いかなる理論にも束縛されることを望まずに、本発明で分かった汚染に対する高感度は、カソードが電界エミッタとして働くためである可能性があり、汚染物質はカソードの電界放出チップの非常に小さな部分に固着すると考えられる。電界エミッタは、エミッタのチップの近くに非常に強い電磁界を有し、一方で電子を抽出するばかりでなく、イオン（たとえば汚染分子）を非常に集中されたやり方でチップの方に加速する。この焦点は、そこから電子が放出されるエリアと同じでよい。少数の汚染分子だけ、または単一の大きな分子だけで、たとえばアノード電流がかなり大きく減少することができるように、使用中、電界電子放出に負の影響を与えるのに十分である可能性がある。

[00119] 電子放出の変化によって、電子ディテクタにより検出される電子流の変化が生じる。検出された電子流が前述の閾値に等しいかまたはそれより小さいことが判定または測定された場合、アラーム信号が生成されることができる。その場合、アラームジェネレータ１５９は、たとえば、空間１１１内の汚染物質の存在を示すために、アラームを生成してリソグラフィプロセスを中断するかまたはそれ以外の方法を取ることができる。汚染が真空から除去された後、カソード１５１は再生される、かつ／または洗浄されることができ、汚染物質がそこから除去され、その結果、カソードは汚染のモニタリングに再度使用されることができる。たとえば、クリーン真空環境内のカソードの加熱によって、「自己洗浄」が生じることができる、すなわち、しばらく（およそ数秒から数分）後に、カソードは電子の放出を再開することができる。また、再生用化合物、たとえば酸素が、カソードを再生するために供給されてもよい。カソードの洗浄または再生のタイプは、汚染物質のタイプおよび使用されるカソードのタイプに依存してよい。

[00120] 汚染モニタリングシステムの使用は、リソグラフィデバイス製造方法の一部でよい。

[00121] 本発明による汚染モニタリングシステムおよび方法は、たとえば、極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィシステム内で適用されてよい。その場合、炭化水素の圧力は、ミラー上の炭素の成長を防止するために非常に低くなければならない。汚染が検出されるとすぐ、ＥＵＶ源を遮断することによって、リソグラフィシステムのミラー上の炭素の成長は防止されることができる。

[00122] 図５は、図４の実施形態１１０とは、システム２１０がそれぞれ異なる電子放出表面面積を有する少なくとも２つの前記カソード表面を含む点で異なる汚染モニタリングシステム２１０の実施形態の一部分を示す。たとえば、図５の実施形態は、それぞれ異なる表面面積を有するカソード２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄのアレイを含む。アノード２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２５３ｄのアレイが、それぞれのカソード２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄから電子を受けるために含まれてよい。カソード２５１ａ〜２５１ｄをそれぞれ加熱し電子流を検出するように構成された１つまたは複数のヒータおよび電流ディテクタは、図５に示されていない。図４に関して前述されたように汚染モニタリングを行うために、図５の実施形態のカソード２５１ａ〜２５１ｄおよびアノード２５３ａ〜２５３ｄ、ヒータおよび電流ディテクタをどのように配置し構成するかは、当業者には明らかであろう。たとえば、図４の実施形態と同様に構成されているが、電子放出表面面積がそれぞれ異なるカソードを有する、汚染モニタリングシステムのアレイが提供されてもよい。それぞれ異なるカソード２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄは、たとえばモニタリングされるべき空間内の様々な圧力において、それぞれ異なる汚染感度を提供することができる。また、電界放出ディスプレイで使用されるような電界エミッタのアレイが使用されてもよい。

[00123] 図６は汚染モニタリングシステム３１０の一実施形態の一部分を示し、これは、図４の実施形態１１０とは、システム３１０が様々な組成物を有する少なくとも２つの前記カソード表面を含む点で異なる。たとえば、図６の実施形態はカソード３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃのアレイを含む。カソード３５１ａ〜３５ｌｃの表面の組成はそれぞれ違っていてよい。たとえば、カソード表面は、材料の特性、カソード表面の結晶構造、表面にある結晶粒の大きさ、および／またはその他の点でそれぞれ違っていてよい。例として、カソード表面のうちの１つは粉末を含んでよい。また、この場合、カソード表面のうちの１つまたは複数のカソード表面はＬａＢ_６を含有してもよい。カソード表面のうちの１つは少なくとも１つのＬａＢ_６結晶表面を含んでよい。また、前記カソード表面は複数のＬａＢ_６部分、たとえばＬａＢ_６粒および／またはＬａＢ_６粉末を含んでよい。図６の実施形態には、それぞれのカソード３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃから電子を受けるアノード３５３ａ、３５３ｂ、３５３ｃのアレイが含まれている。この場合もまた、前述されたように汚染のモニタリングを行うために、ヒータおよび電流ディテクタに関してカソード３５１ａ〜３５１ｃおよびアノード３５３ａ〜３５３ｃをどのように配置し構成するかは当業者には明らかであろうから、それぞれ、カソードを加熱し、電子流を検出するように構成された１つまたは複数のヒータおよび電流ディテクタは図示されていない。

[00124] 汚染モニタリングシステムのカソードは、たとえば、汚染がないかモニタリングされるべき、第１真空を有する主真空室内に配置されてよい。さらに、汚染モニタリングシステム４１０のカソード４５１、および汚染モニタリングシステム４１０の他の部分も、別個の真空室４６０内に配置されてよく、この室４６０は、図７の実施形態に概略的に示されているモニタリングされるべき主室４１１から分離されている。第２室は第２真空を有してよい。その場合、第２真空（すなわち別個の室４６０）は、たとえば、分離壁４６１内に延在する孔またはチャネル４６２を介して、主室４１１の真空と流体伝達していてよい。別個の室４６０はまた、主室４１１から離れて配置され、１つまたは複数の適切な気体接続を介して主室の内部に連結されてもよい。

[00125] 別個の室４６０は、主室４１１から独立してポンピングされてよく、２つの室４１１、４６０の間に差動ポンピングステージを作り出す。この目的に対して、１つまたは複数のポンプ４７０が提供されてよく、ポンプ４７０は所望の差動ポンピングステージを作り出すように構成される。たとえば、孔すなわちチャネル４６２の寸法または表面面積および１つまたは複数のポンプ４７０のポンピング速度は、カソード４５１が使用中に主室４１１内の予め決められた所望の汚染閾値圧力で前記第２電子流を放出し始めるように選択されてよい。したがって、本発明は、汚染をモニタリングする方法であって、前記少なくとも１つのカソードを汚染がないかモニタリングされるべき真空４１１から分離された室４６０に配置すること、別個の室４６０と前記真空４１１の間の流体伝達を提供すること、および、別個の室と前記真空との間の差動ポンピングステージを作り出すことを含む方法を提供することができる。

[00126] 実験および結果
[00127] 例として、ＬａＢ_６を含有するカソードは、炭化水素汚染が存在する場合はその真空環境内に、より少ない電子を放出することが分かった。たとえば、カソードは、真空環境が少量のＭＭＡ汚染を含む場合は電子の放出を実質的に停止する。

[00128] 実験では、図４の汚染モニタリングシステム１１０の実施形態が使用された。その場合、使用されたカソード１５１はＬａＢ_６結晶であった。アノード１５３から生じる第２電子を検出するためにオージェディテクタ１５８が使用された。ＬａＢ_６カソードの他に参考としてタングステンカソードが取り付けられた。

[00129] ＬａＢ_６カソード１５１が汚染のない真空環境内に一次電子を放出するために加熱された。一次電子を受けたアノードから生じた二次電子がオージェディテクタによって検出された。

[00130] ２時間後、ＭＭＡ汚染の小さな気体流が真空環境内に供給された。ＭＭＡ汚染の流れの圧力は５ｘ１０^−９トールであった。実際には、ＭＭＡ汚染のそのような小さな流れは、たとえばレジストまたは絶縁材料の、たとえば小さな漏洩または弱いアウトガスを表してもよい。

[00131] さらに４時間後、ＭＭＡ汚染の供給は停止された。

[00132] 図８は例の結果を示すグラフである。図８は時間（分）の関数としての炭素（Ｃ１）および酸素（Ｏ１）の炭素オージェ信号の強度を示す。図８に続いて、最初の２時間後に、多数の二次電子が検出された。明らかに、ＭＭＡ汚染が真空に入るとすぐ、検出された二次電子流はかなり大きく低下した。そのような低下は、ＬａＢ_６カソードの代わりにタングステンカソードが使用された場合は検出されなかった。いかなる理論にも束縛されることを望まずに、第２電子流の減少は、ＬａＢ_６カソードの電子放出がＭＭＡ汚染によって抑制されたためである可能性がある。電子検出量の減少は、ＭＭＡが真空に入った後実質的に遅延なしに生じ、汚染モニタリングシステムの速い応答時間につながった。応答時間は数分の１秒であり得る。応答時間は、たとえば残留ガス分析計（ＲＧＡ）の典型的な積分時間よりずっと速い可能性がある。

[00133] ＭＭＡの供給が停止した後、ＬａＢ_６カソードは再生されることができ、一次電子放出の増加につながる。この増加は、酸素が真空環境に供給された場合は改善され、より迅速に実現されることができることが分かった。

[00134] また、ＬａＢ_６カソードは汚染に対して非常に再生可能的に反応することも分かった。

[00135] 本発明による汚染モニタリングシステムは、大きな炭化水素分子に非常に敏感であり得る。このシステムは、その表面の汚染に非常に敏感なカソードから抽出された電流を測定することに基づくことができる。このシステムは、汚染に対して迅速な反応を有し、また、「汚染アラーム」センサ、すなわちリソグラフィ投影装置内の汚染閾値保証スイッチとして使用されることもできる。

[00136] ＬａＢ_６含有カソードは、約１０^−９ミリバールのＭＭＡが真空に注入された場合、電子の放出を急に停止することができる。これは、そのようなカソードを含む汚染モニタリングシステムはＥＵＶツールのきわめて重要な動作領域で非常に敏感であることを意味する。

[00137] 汚染モニタリングシステムはまた、基板処理システム、リソグラフィ装置または別のシステムに挿入されるべきウェーハまたは他の基板が十分にクリーンかどうかテストするために使用されることもできる。

[00138] たとえば、たとえばＬａＢ_６などの炭化水素に敏感なカソード材料を含む、汚染モニタリングシステムおよび方法が提供されてよい。この汚染モニタリングシステム／方法の利点は、その感度およびその簡単さである。これは迅速な汚染アラームを提供するために使用されることができる。

[00139] 本テキスト中ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に具体的に触れられることがあるが、本明細書中に記載され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ガイダンスパターン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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の利用形態を有してよいことを理解すべきである。そのような代替利用形態に関連して、本明細書中での用語「ウェーハ」または「ダイ」のいかなる使用も、それぞれ、より全体的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であるとみなされてよいことを当業者は理解するであろう。本明細書中で触れられた基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光された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内で露光の前または後で処理されてよい。適用可能な場合、本明細書中での開示は、そのようなおよび他の基板処理ツールに適用されてよい。さらに、基板は、本明細書中で使用される用語、基板が複数の処理された層をすでに含む基板を指すことができるように、たとえば多層ＩＣを作成するために２回以上処理されてもよい。

[00140] 上記で、光リソグラフィに関連して本発明の諸実施形態の使用に具体的に触れてきたが、本発明は、他の実施形態、たとえばインプリントリソグラフィで使用されてもよく、状況が許せば、光リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを定義する。パターニングデバイスのトポグラフィは、レジストが電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによってその上でキュアされる基板に供給されたレジスト層にプレスされてよい。パターニングデバイスは、レジストがキュアされた後、そこにパターンを残してレジストから取り除かれる。

[00141] 本明細書中で使用される用語「放射」および「ビーム」は、（たとえば、約３６５、３５５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長を有する）紫外線（ＵＶ）放射および（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）極端紫外（ＥＵＶ）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ビームを含めて全てのタイプの電磁放射を含む。

[00142] 用語「レンズ」は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁および静電光学コンポーネントを含めて、様々なタイプの光学コンポーネントの任意の１つまたはそれらの組合せを指してよい。

[00143] 本発明の特定の諸実施形態が上記で説明されてきたが、本発明は説明されたのとは別のやり方で実施されてもよいことが理解されるであろう。たとえば、本発明は、上記で開示された方法を記述した１つまたは複数のシーケンスの機械読取可能命令を含むコンピュータプログラム、または、そのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（たとえば半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形を取ってもよい。

[00144] 上記の説明は例示を意図するものであり、限定するものではない。したがって、説明された本発明に対して添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく変更がなされてもよいことは当業者には明らかであろう。

[00145] さらに、上記ならびに諸図および／または特許請求の範囲に記載された様々な実施形態の様々な組合せが行われてもよい。たとえば、図４〜７のうちのいずれかによる、あるいはそれに類似の、１つまたは複数の実施形態は、図２によるまたはそれに類似の実施形態と組み合わせて使用されてもよい。

[0037]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0038]汚染モニタリングシステムの一実施形態を示す図である。 [0039]水の飽和圧力対温度のグラフを示す図である。 [0040]汚染モニタリングシステムの第２実施形態を示す図である。 [0041]汚染モニタリングシステムの第３実施形態を示す図である。 [0042]汚染モニタリングシステムの第４実施形態を示す図である。 [0043]汚染モニタリングシステムの第５実施形態を示す図である。 [0044]汚染種のＬａＢ_６カソードの電子放出に対する影響を示すグラフである。

Claims (14)

1. パターンを基板に投影する投影システムを備えたリソグラフィ装置の内部空間内の少なくとも１つの汚染種を検出するシステムであって、
   前記内部空間に接触する少なくとも１つのモニタリング表面と、
   前記モニタリング表面の温度を少なくとも１つの検出温度に制御する熱コントローラと、
   前記少なくとも１つの汚染種のモニタリング表面上への凝縮を検出する少なくとも１つのディテクタと、を備え、
   前記検出温度は、前記少なくとも１つの汚染種の、所与の閾値圧力における飽和温度より低いかまたはそれとほぼ同じでありかつ前記内部空間内に延在する前記投影システムのレンズ及び／またはミラーの表面温度より低い、システム。
2. 前記所与の閾値圧力は前記汚染種のための最大許容圧力である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記モニタリング表面は前記ディテクタの表面である、請求項１又は請求項２のいずれかに記載のシステム。
4. 前記ディテクタは水晶モニタディテクタまたは表面音波ディテクタである、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記少なくとも１つの汚染種は、水、炭化水素、および揮発性ガスＯ_２、ＣＯ_２、およびＯ_３から成るグループから選択される、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記汚染種は水であり、前記検出温度は２００Ｋより低い、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記熱コントローラは、前記モニタリング表面の温度を少なくとも２つの異なる検出温度に制御する、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記ディテクタは、モニタリング表面上に凝縮される汚染物質の量に少なくとも依存するディテクタ信号を提供する、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記熱コントローラは、各汚染種の閾値圧力または閾値圧力関連データを記憶するメモリを備え、各汚染種の閾値圧力または閾値圧力関連データからそれぞれの飽和温度を決定する、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 熱コントローラは、流体によって熱的に調整される少なくとも１つのエレメント、少なくとも１つの極低温に冷却されるエレメント、少なくとも１つのペルチェ素子、および／または少なくとも１つのヒータを含む、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記モニタリング表面は、その汚染物質吸着感度を上げるために一定の表面粗度を備える、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記モニタリング表面上に凝縮される汚染種の量が一定の閾値量を超える場合、アラーム信号が発生される、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記ディテクタは、汚染のモニタリングのために使用される前に、汚染のない環境で、熱オフセットのために熱的にキャリブレートされているか、または補正されている、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. パターンを基板に投影する投影システムを備えたリソグラフィ装置の内部空間内の汚染種をモニタリングする方法であって、
    前記内部空間に接触している少なくとも１つのモニタリング表面を提供すること、
    前記モニタリング表面の温度を少なくとも１つの検出温度に制御することであって、該検出温度は、前記少なくとも１つの汚染種の、所与の閾値圧力における飽和温度より低いかまたはそれとほぼ同じでありかつ前記内部空間内に延在する前記投影システムのレンズ及び／またはミラーの表面温度より低いこと、および
    前記少なくとも１つの汚染種がモニタリング表面上に凝縮しているかどうか検出するためにモニタリング表面をモニタリングすること
    を有する、方法。

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