JP2010161366A - ガス汚染センサ、リソグラフィ装置、汚染物質ガスのレベルを決定する方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ装置内の汚染物質レベルを監視することができるガス汚染センサを提供する。
【解決手段】ガス汚染センサは、試験されるガスのサンプルからイオンビームを生成するイオン源と、第１及び第２イオンディテクタとを含み、第１及び第２イオンディテクタの各々は異なる範囲で偏向されたイオンビームからのイオンを受ける。第１イオンディテクタは、試験されるガス内の一次ガスから生成されたイオンを受け、第２イオンディテクタは、試験されるサンプル内の汚染物質ガスから生成されたイオンを受ける。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明は、ガス汚染物質センサ、リソグラフィ装置、汚染物質ガスのレベルを決定する方法及びデバイスを製造する方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、又は１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、及び放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行又は逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0003] リソグラフィ装置においては、例えば、汚染物質レベルを特定のレベルより低く保つことを確実にすることが望ましい。特に、ＥＵＶ放射を用いるリソグラフィ装置においては、炭素含有汚染物質は光エレメントの寿命を減少し得る。この理由としては、炭素含有分子は光エレメント上で吸収される場合があり、その後ＥＵＶ放射によって照射されたときに黒鉛炭素へと分解されるからである。そのような炭素堆積は、光エレメントの反射率又は透過率を減少させる。

[0004] 従って、リソグラフィ装置内の汚染物質レベルを監視することが望ましい。従来では、残留ガス分析器を用いてリソグラフィ装置内の汚染レベルを監視することが知られている。これらは本質的には質量分析計である。しかしながら、汚染物質レベルを監視するために残留ガス分析器を使用することにいくつかの欠点がある。

[0005] 第一に、汚染物質の分圧を計算するためには、リソグラフィ装置内のガスの全圧測定を提供することも必要である。これは測定システムのコストを増加させる。また、２つの別々の測定デバイスを設けることは測定システムに対する必要容積を増大させ、これはリソグラフィ装置内の空間制限により望ましくない。

[0006] さらに、２つの測定センサを設けることは、センサを較正するために更なる作業が必要であり、特に、更なる潜在的エラーの導入を回避するために２つのセンサの較正を同期させるための注意が必要であることを意味する。さらに、測定システムの寿命にわたって、２つのセンサの応答が異なる場合がある。従って、測定システムの較正の繰り返しは必要であり得る。

[0007] 最後に、残留ガス分析器を用いる場合、要求される汚染物質感度を提供することは困難である場合がある。この理由としては、残留ガス分析器の絶対感度は汚染物質を要求された分圧精度で測定するために十分であり得るが、検出の相対的レベルに対する制限により、すなわち汚染物質に対応する全圧の分数により、高真空においてのみ可能であり得るからである。あるいは、リソグラフィ装置における実用化に対しては高額すぎる及び／又は実際のリソグラフィ装置内で利用可能であるより大きな容積を必要とする残留ガス分析器を用いてのみ可能であり得る。

[0008] 汚染レベルを測定する代替のシステムを提供することが望ましい。

[0009] 本発明の一態様によると、一次ガスと混合された汚染物質ガスのレベルを決定するガス汚染センサであって、ガス汚染センサは、ガス汚染センサによって試験されるガスのサンプルを受ける入口と、試験されるガスのサンプルからイオンビームを生成するイオン源と、イオンの質量対電荷の比率による量によってイオンビーム内のイオンのパスを偏向させる場を発生させる場発生器と、第１の範囲で場によって偏向され、かつサンプル内の一次ガスから生成されたイオンを受けるように位置決めされた第１イオンディテクタと、第１の範囲とは異なる第２の範囲で場によって偏向され、かつサンプル内の汚染物質ガスから生成されたイオンを受けるように位置決めされた第２イオンディテクタとを含む、ガス汚染センサが提供される。

[0010] 本発明の一態様によると、前述されたガス汚染センサを含むリソグラフィ装置であって、リソグラフィ装置内の少なくとも１つのチャンバ内の汚染物質ガスのレベルを決定するように構成されているリソグラフィ装置が提供される。

[0011] 本発明の一態様によると、プロセスガスと混合された汚染物質ガスのレベルを決定する方法であって、方法は、試験されるガスのサンプルを受けることと、イオン源を用いて試験されるガスのサンプルからイオンビームを生成することと、イオンの質量対電荷の比率による量によってイオンビーム内のイオンのパスを偏向させる場を提供することと、第１の範囲で場によって偏向され、かつプロセスガスから生成されたイオンを検出するために第１イオンディテクタを使用することと、第１の範囲とは異なる第２の範囲で場によって偏向され、かつ汚染物質ガスから生成されたイオンを検出するために第２イオンディテクタを使用することとを含む、方法が提供される。

[0012] 本発明の一態様によると、リソグラフィ装置を用いてパターン付き放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法であって、放射ビームを基板上に投影するステップの前、間、及び後のうちの少なくとも１つにおいて、リソグラフィ装置の少なくとも１つのチャンバ内の汚染物質ガスのレベルは前述された方法を用いて決定される、デバイス製造方法が提供される。

[0013] 本発明の一態様によると、チャンバ内の一次ガスと混合された汚染物質ガスのレベルを決定するガス汚染センサと、放射ビームを調整するイルミネータと、放射ビームにパターンを付けるパターニングデバイスを支持するサポートと、パターン付き放射ビームを基板上に投影する投影システムとを含み、ガス汚染センサは、ガス汚染センサによって試験されるガスのサンプルを受ける入口と、試験されるガスのサンプルからイオンビームを生成するイオン源と、イオンの質量対電荷の比率による量によってイオンビーム内のイオンのパスを偏向させる場を発生させる場発生器と、第１の範囲で場によって偏向され、かつサンプル内の一次ガスから生成されたイオンを受けるように位置決めされた第１イオンディテクタと、第１の範囲とは異なる第２の範囲で場によって偏向され、かつサンプル内の汚染物質ガスから生成されたイオンを受けるように位置決めされた第２イオンディテクタとを含む、リソグラフィ装置が提供される。

[0014] 本発明の一態様によると、リソグラフィ装置内のプロセスガスと混合された汚染物質ガスのレベルを決定することと、リソグラフィ装置を用いてパターン付き放射ビームを基板上に投影することとを含み、決定することは、試験されるガスのサンプルを受けることと、イオン源を用いて試験されるガスのサンプルからイオンビームを生成することと、イオンの質量対電荷の比率による量によってイオンビーム内のイオンのパスを偏向させる場を発生させることと、第１の範囲で場によって偏向され、かつプロセスガスから生成されたイオンを第１イオンディテクタを用いて検出することと、第１の範囲とは異なる第２の範囲で場によって偏向され、かつ汚染物質ガスから生成されたイオンを第２イオンディテクタを用いて検出することとを含む、デバイス製造方法が提供される。

[0015] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0016] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0017] 図２は、本発明の一実施形態によるガス汚染センサを示す。 [0018] 図３は、本発明の一実施形態によるガス汚染センサを示す。 [0019] 図４は、本発明の一実施形態によるガス汚染センサを含むリソグラフィ装置を示す。

[0020] 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している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、紫外線放射又はＥＵＶ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（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特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一ポジショナＰＭに接続されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特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二ポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、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に付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。

[0021] 照明システムは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型若しくは他のタイプの光コンポーネントといったさまざまなタイプの光コンポーネント、又はそれらのあらゆる組合せを含んでもよい。

[0022] サポート構造は、パターニングデバイスの重量を支えるなどしてパターニングデバイスを支持する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び、パターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式又はその他のクランプ技術を使用することができる。サポート構造は、フレームでもテーブルでもよく、例えば必要に応じ固定式でも可動式でもよい。サポート構造は、パターニングデバイスが、例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してもよい。本明細書における用語「レチクル」又は「マスク」のいかなる使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であるとみなしてよい。

[0023] 本明細書において使用される「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けて基板のターゲット部分にパターンを生成するために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けられたパターンは、例えばそのパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確には一致しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに付けられたパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスにおける特定の機能層に対応することになる。

[0024] パターニングデバイスは透過型であっても、反射型であってもよい。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、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトといったマスクタイプ、ならびに種々の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としては、小型ミラーのマトリクス配置が用いられており、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、各小型ミラーを個別に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射させられる放射ビームにパターンを付ける。

[0025] 本明細書において使用される用語「投影システム」は、例えば使用する露光放射に適切な、又は液浸液の使用や真空の使用といった他の要因に適切な、例えば屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型及び静電型の光学システムを含むあらゆるタイプの投影システム、又はそれらのあらゆる組み合わせを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書における用語「投影レンズ」のいかなる使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義であるとみなしてよい。

[0026] 本明細書で示すように、装置は反射タイプのもの（例えば反射型マスクを採用する）である。また、装置は透過タイプのもの（例えば透過型マスクを採用する）であってもよい。

[0027] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は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。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用することができ、又は予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使用することもできる。

[0028] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、例えば水、によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間、例えば、マスクと投影システムとの間、に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。本明細書において使用される用語「液浸」は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

[0029] 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。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成物であってもよい。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するとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤの助けにより、送られる。その他の場合、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0030] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタを含んでもよい。一般に、少なくともイルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータ及びコンデンサといったさまざまな他のコンポーネントを含んでもよい。イルミネータは、放射ビームを調整して、その断面に所望の均一性と強度分布をもたせるように使用されてもよい。

[0031] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、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（例えば、マスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン付与される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わせる。第２ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は静電容量センサ）の助けにより、例えば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭ及び別の位置センサＩＦ１を使用し、マスクＭＡを、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後又はスキャン中に、放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、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及びショートストロークモジュールを用いて実現することができる。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のみに接続されてもよく、又は固定されてもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２とを使用して、位置合わせされてもよい。図示のような基板アラインメントマークは、専用ターゲット部分を占有するが、ターゲット部分とターゲット部分との間のスペースに配置されてもよい（これらはスクライブラインアライン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上に設けられる状況では、マスクアラインメントマークは、ダイとダイとの間に配置されてもよい。

[0032] 図示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つにて使用できる。

[0033] １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付けられたパターン全体が一度にターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。基板テーブルＷＴはその後、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、Ｘ方向及び／又は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が、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを制限する。

[0034] ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期スキャンされる一方、放射ビームに付けられたパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率及び像反転特性によって決定され得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一動的露光でのターゲット部分の幅（非スキャン方向）を制限する一方、スキャン動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャン方向）を決める。

[0035] ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持したまま基本的に静止状態に維持され、かつ基板テーブルＷＴが移動又はスキャンされる一方、放射ビームに付けられているパターンがターゲット部分Ｃに投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が採用されており、さらに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の各移動後に又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、前述したタイプのプログラマブルミラーアレイといった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することができる。

[0036] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0037] 図２は、本発明の一実施形態によるガス汚染センサ１０を示している。示されるように、ガス汚染センサは、試験されるガスのサンプルを受ける入口１１を含む。例えば、ガスは入口１１へとリソグラフィ装置内のチャンバから引き出され、それによってリソグラフィ装置からのガスは試験される。

[0038] 入口１１で受けたガスは、例えば静電レンズ１２ａを用いることで、試験されるガスからイオンビーム１３を生成してイオンビーム内のイオンを規定のエネルギーレベルへと加速させるイオン源１２へと送られる。イオン源１２は、特に、クローズドイオン源(closed ion source)であってもよく、これは他のイオン源で可能である圧力より高い圧力においてその動作を可能にすることができる。一実施形態では、イオン源１２はクローズド電子衝撃イオン源であってもよい。しかしながら、他のイオンを用いてもよいことが理解されるであろう。

[0039] 図２に図示されるガス汚染センサ１０は磁場を発生させる磁場発生器１５をさらに含む。例えば、磁場発生器は永久磁石又は電磁石である。磁場はイオンビーム１３内のイオンを偏向させる。示されるように、磁場はイオンビーム１３内のイオンを曲線軌跡１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄへと偏向してもよい。磁場による偏向の範囲は、イオン源１２によって生成されるイオンの速度及びイオンの質量対イオンの電荷の比率に依存する。より多く帯電され、かつより速く動く軽いイオンは、重いイオンより多く偏向される。

[0040] ガス汚染センサ１０は、第１イオンディテクタ２１及び第２イオンディテクタ２２をさらに含む。第１イオンディテクタ２１及び第２イオンディテクタ２２は、特定の質量対電荷比を有するイオンのそれぞれの軌跡と交差するように構成されている。特に、第１イオンディテクタ２１は、試験サンプル内の一次ガス、すなわち汚染物質よりむしろサンプル内の意図されたプロセスガスから生成されるイオンビーム１３からのイオンの軌跡１６ａと交差するように構成されてよい。例えば、リソグラフィ装置では、プロセスガスは、約１×１０^−２ｍｂａｒから約１×１０^−１ｍｂａｒの範囲内、例えば約３×１０^−２ｍｂａｒの圧力におけるＨ^２である。

[0041] 従って、第１イオンディテクタ２１は、適切な較正を用いて、試験されるサンプル内のプロセスガスの内容を測定するために用いられてもよい。リソグラフィ装置では、汚染レベルは非常に低く、例えば全圧のうちの約０．１％未満であるべきことが意図されている。従って、第１イオンディテクタ２１からの測定の使用による試験されるガス内のプロセスガスの内容の決定は、例えば、分析されているリソグラフィ装置のチャンバ内のガス圧である、入口１１で受けたガスの全圧の比較的正確な測定を提供するために用いられてもよい。

[0042] 第１イオンディテクタ２１として様々な異なるイオンディテクタを用いてもよいことが理解されたい。一実施形態では、第１イオンディテクタはファラデーカップ(Faraday cup)であってもよい。そのようなイオンディテクタは周知及びよく理解されており、プロセスガスから得られるイオンビーム１３内のイオンの正確な測定を提供することができる。

[0043] 第２イオンディテクタ２２は、イオンが磁場によって偏向された後、試験されるサンプル内の汚染物質ガスから生成されるイオンビーム１３からのイオンの軌跡１６ｃと交差するように位置決めされている。

[0044] 特定の構成では、第２イオンディテクタ２２は、第２イオンディテクタ２２が様々な範囲によって偏向されたイオンを受けるように構成されたアパーチャ２２ａを含んでもよい。従って、第２イオンディテクタ２２は、様々な質量対電荷比を有するイオンを受けるように構成されてもよい。結果的に、第２イオンディテクタ２２は、様々なサイズの試験されるガスサンプル内の汚染物質分子から生成されるイオンを受けることができる。そのような構成は有益であり得る。というのは、ただ単に特定の分子の汚染レベルだけではなく、むしろ様々な分子サイズに対するガスサンプル内の汚染の全体のレベルを知ることが望ましい場合があるからである。従って、対応するイオン種を同時に検出するように第２イオンディテクタ２２を構成することによって、試験の速度がより速くなり、及び／又は全体の汚染レベルに対する感度レベルはより高くなることができる。

[0045] 特に、リソグラフィ装置においては、比較的重い炭化水素分子が特に有害であることが分かった。この理由としては、そのような比較的重い炭化水素分子は光エレメント上に最も容易に吸収されることがあり、その後、分子が黒鉛炭素へと分解したときに光エレメントの反射率又は透過率の低下という結果になるからである。従って、一実施形態では、第２イオンディテクタ２２はそのような分子に対応するイオンを受けるように特異的に構成されてもよく、それによって測定を試験されるガス内のそのような分子のレベルを決定するために用いることができる。特に、約１００Ｄａから約２００Ｄａの間の統一原子質量単位を有するイオンを受けるように第２イオンディテクタを構成することは、比較的重い炭化水素分子による汚染レベルの都合の良い測定法を提供することが分かった。

[0046] 本発明のガス汚染センサは、特に、比較的小さいレベルの汚染物質ガスの測定を提供することを意図している。従って、第２ディテクタ２２は、上記で説明されたように、様々なサイズの分子から生成されたイオンを同時に検出するように構成されてもよいが、第２イオンディテクタ２２で受けられるイオンの数は依然として比較的小さい場合がある。従って、第２イオンディテクタ２２は、比較的小さいイオン電流に対して十分な感度を提供するために二次電子倍増管であってもよい。しかしながら、十分に感度が高いあらゆるイオンディテクタが用いられてもよいことが理解されるであろう。

[0047] 図２に示されるように、ガス汚染センサ１０は、プロセッサ２６及びメモリ２７を含むコントローラ２５を含んでもよい。メモリ２７は、較正データを格納するために用いられてもよく、較正データは、例えば、公知のガスサンプルをガス汚染センサ１０の入口１１に提供してイオンディテクタ２１及び２２における結果として生じる信号を測定することによって得ることができる。

[0048] 従って、プロセッサ２６は、第１イオンディテクタ２１からの測定信号を用いて入口１１で受けたガスの圧力を決定するためにメモリ２７からの較正データを用いてもよい。同様に、較正データ並びに第１イオンディテクタからの測定信号及び第２イオンディテクタからの測定を用いて決定されたガス圧を用いて、プロセッサ２６は汚染物質ガスの分圧を決定することができる。

[0049] ガス汚染センサが全ガス圧及びガス汚染レベルを決定するために用いることができる測定をそれぞれ提供する単一のデバイス内の２つのイオンディテクタを含むため、ガス汚染物質の分圧を決定する従来の方法に伴う困難を減少することができることが理解されたい。特に、両方のイオンディテクタは同時に動作することができるため、イオンディテクタ２１及び２２の両方の較正は、各較正試験に対して単一の較正サンプルを用いて同時に行われてもよい。従って、２つの個別のセンサの較正を同期させる難しさは回避される。さらに、較正プロセスはより効率的かつ正確である。

[0050] さらに、イオンディテクタ２１及び２２の両方ともが同じイオン源１２を使用する。従って、イオン源１２の収率のあらゆる変形は、ガス汚染物質の分圧の測定の精度に影響を与えない。対照的に、従来のシステムでは、２つのセンサは異なるイオン源を用いるか、又は１つのセンサのみがイオン源を用いる。従って、（１つ又は複数の）イオン源の収率の変形は、ガス汚染の分圧の測定の精度を低下し得る。これは、イオン源が老化の被害を受けることがあり、そこで収率が時間の経過とともに変化するため、特に問題である。従って、従来のシステムは、（１つ又は複数の）イオン源の老化による不正確さを減少させるためにより頻繁な較正を必要とし得る。しかしながら、本発明のガス汚染センサでは、イオン源の老化はガス汚染の分圧の測定の精度にあまり影響を与えないことができる。

[0051] 最後に、２つのイオンディテクタ２１及び２２を単一のデバイス内に設け、単一のイオン源１２を共有することによって、ガス汚染センサの全容積を最小にすることができる。

[0052] 本発明によるガス汚染センサが２つより多いイオンディテクタを含んでもよいことが理解されたい。特に、図３に示されるように、本発明の一実施形態によるガス汚染センサ３０は３つより多いイオンディテクタ２１、２２及び３１を含んでもよい。そのような構成においては、例えば、第１ディテクタ２１及び第２ディテクタ２２は、それぞれ、図２に示されるガス汚染センサと同じ機能を行うように、すなわち、試験サンプル内の一次ガスに関連するイオン及び比較的重い炭化水素に関連するイオンを検出するように構成されてもよい。第３イオンディテクタ３１は、異なる汚染物質ガスから生成されるイオンビーム１３からのイオンの軌跡１６ｂと交差するように位置決めされてもよい。例えば、第３イオンディテクタ３１は、プロセスガスへのあらゆる空気及び／又は水の漏れに関連するイオンを検出するように位置決めされてもよい。複数の追加のイオンセンサを設けることによって、複数の異なる汚染物質のレベルを同時に決定することができることがさらに理解されるであろう。従って、使用するイオンディテクタの数はレベルを監視することが望ましい汚染物質の数によって決定されてもよい。

[0053] さらに、リソグラフィ装置内の比較的重い炭化水素の汚染レベルを測定するために特に有益であることが本発明の実施形態で上述されたが、本発明の実施形態がこの使用に限定されていないことが理解されたい。特に、第２イオンディテクタ２２、及び使用された場合、第３イオンディテクタ３１とは、レベルを測定することが望ましいあらゆる特定の汚染物質に関連するイオンを受けるように構成されてもよい。

[0054] 図４は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置４０を概略的に示している。示されるように、リソグラフィ装置４０は、１つ以上のチャンバ４１を含んでもよい。例えば、チャンバ４１は、パターンを基板上に転写するために使用されるＥＵＶ放射ビームの吸収を減少させるために比較的低圧で構成される。従って、チャンバ４１は、イルミネータＩＬ、パターニングデバイスＭＡ、投影システムＰＳ及び基板Ｗのうちの一部又は全てを含んでもよい。しかしながら、これらの構成要素のうちの一部又は全てが別々のチャンバに設けられてもよいことが理解されるであろう。あらゆる場合においても、示されるように、リソグラフィ装置４０は、上述したように、チャンバ４１内の汚染物質ガスのレベルを決定するように構成されたガス汚染センサ１０及び３０を含んでもよい。従って、ガス汚染センサ１０及び３０は、チャンバ４１からガスのサンプルを受けるように構成されてもよい。示されるように、ガス汚染センサ１０及び３０は、リソグラフィ装置４０自体の中に設けられてもよい。

[0055] リソグラフィ装置４０が１つより多いチャンバ４１を含む場合、各チャンバ４１には関連のガス汚染センサ１０及び３０が設けられてもよいことが理解されたい。あるいは、リソグラフィ装置は、一部のチャンバ４１のみに対してガス汚染センサ１０及び３０を含んでもよい。例えば、最も汚染物質に対して敏感な構成要素を収容する単一のチャンバ４１に対してガス汚染センサを設けるか、又はリソグラフィ装置の動作に対して有害であるレベルに最も頻繁に汚染されるチャンバ４１に対してガス汚染センサ１０及び３０を設けることが十分である。

[0056] 本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及されているかもしれないが、本明細書に記載の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用のガイダンス及び検出パターン、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といった他の用途を含み得ると理解されるべきである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書における用語「ウェーハ」又は「ダイ」のいかなる使用も、より一般的な用語「基板」又は「ターゲット部分」とそれぞれ同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光前又は露光後に、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ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、及び／又はインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容をこれらの及びその他の基板プロセスツールに適用してもよい。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、複数処理層をすでに含む基板を表すものとしてもよい。

[0057] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0058] 本明細書で使用される用語「放射」及び「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はおよそこれらの値の波長を有する）、及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0059] 用語「レンズ」は、文脈によっては、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、及び静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つ又はこれらの組合せを指すことができる。

[0060] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、又はこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク又は光ディスク）の形態であってもよい。

[0061] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (15)

1. 一次ガスと混合された汚染物質ガスのレベルを決定するガス汚染センサであって、
   該ガス汚染センサによって試験されるガスのサンプルを受ける入口と、
   前記試験されるガスのサンプルからイオンビームを生成するイオン源と、
   イオンの質量対電荷の比率による量によって前記イオンビーム内のイオンのパスを偏向させる場を発生させる場発生器と、
   第１の範囲で前記場によって偏向され、かつ前記サンプル内の前記一次ガスから生成されたイオンを受けるように位置決めされた第１イオンディテクタと、
   前記第１の範囲とは異なる第２の範囲で前記場によって偏向され、かつ前記サンプル内の前記汚染物質ガスから生成されたイオンを受けるように位置決めされた第２イオンディテクタと
   を含む、ガス汚染センサ。
2. 前記第２イオンディテクタは、前記第２イオンディテクタが様々な質量対電荷比を有するイオンに対応する様々な偏向による前記場によって偏向されたイオンを検出するアパーチャを含む、請求項１に記載のガス汚染センサ。
3. 前記アパーチャは、前記第２イオンディテクタによって検出された前記イオンが約１００Ｄａから約２００Ｄａの間の統一原子質量単位を有するイオンであるように構成されている、請求項２に記載のガス汚染センサ。
4. 前記第２イオンディテクタは二次電子増倍管である、請求項１に記載のガス汚染センサ。
5. 前記第１イオンディテクタはファラデーカップである、請求項１に記載のガス汚染センサ。
6. 前記場発生器は、前記イオンビーム内のイオンの前記パスを偏向させるために磁場及び静電場のうちの少なくとも１つを発生させる、請求項１に記載のガス汚染センサ。
7. 前記一次ガスはＨ_２ガスである、請求項１に記載のガス汚染センサ。
8. プロセッサ及びメモリを含むコントローラをさらに含む請求項１に記載のガス汚染センサであって、較正データが前記メモリに格納されており、前記プロセッサは前記第１イオンディテクタからの測定信号及び前記メモリからの前記較正データを用いて前記入口で受けた前記ガスの圧力を決定する、請求項１に記載のガス汚染センサ。
9. 前記プロセッサは、前記第２イオンディテクタからの測定信号、前記メモリからの前記較正データ及び前記プロセッサによって決定された前記入口で受けた前記ガスの圧力を用いて前記入口で受けた前記汚染物質ガスの分圧を決定するように構成されている、請求項８に記載のガス汚染センサ。
10. 前記ガス汚染センサは、前記第１及び第２イオンディテクタが同時に動作されるように構成されている、請求項１に記載のガス汚染センサ。
11. 前記イオン源はクローズドイオン源である、請求項１に記載のガス汚染センサ。
12. 第３イオンディテクタをさらに含む請求項１に記載のガス汚染センサであって、該第３イオンディテクタは、前記第１の範囲及び前記第２の範囲とは異なる第３の範囲で前記場によって偏向され、かつ前記サンプル内の前記第一ガスと混合された第２汚染物質ガスから生成されたイオンを受けるように位置決めされている、請求項１に記載のガス汚染センサ。
13. 請求項１に記載のガス汚染センサを含むリソグラフィ装置であって、前記リソグラフィ装置内の少なくとも１つのチャンバ内の汚染物質ガスのレベルを決定するリソグラフィ装置。
14. プロセスガスと混合された汚染物質ガスのレベルを決定する方法であって、
    試験されるガスのサンプルを受けることと、
    イオン源を用いて前記試験されるガスのサンプルからイオンビームを生成することと、
    イオンの質量対電荷比による量によって前記イオンビーム内のイオンのパスを偏向させる場を提供することと、
    第１の範囲で前記場によって偏向され、かつ前記プロセスガスから生成されたイオンを検出するために第１イオンディテクタを使用することと、
    前記第１の範囲とは異なる第２の範囲で前記場によって偏向され、かつ前記汚染物質ガスから生成されたイオンを検出するために第２イオンディテクタを使用することと
    を含む、方法。
15. リソグラフィ装置を用いてパターン付き放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法であって、前記放射ビームを前記基板上に投影するステップの前、間、及び後のうちの少なくとも１つにおいて、前記リソグラフィ装置の少なくとも１つのチャンバ内の汚染物質ガスのレベルが請求項１４に記載の方法を用いて決定される、デバイス製造方法。