KR20090004959A

KR20090004959A - 광학 계측 기기를 사용한 오염 모니터링 및 제어 기술

Info

Publication number: KR20090004959A
Application number: KR1020087024989A
Authority: KR
Inventors: 데일 에이. 해리슨; 매튜 웰돈
Original assignee: 메트로솔 인코포레이티드
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2009-01-12
Also published as: JP2009539064A; WO2007126612A2

Abstract

계측 기기의 광 경로 내의 흡수종을 최소화하고 성능 열화를 가져올 수 있는 광학 요소의 표면에 오염이 생성되는 것을 최소화하는 방법으로 광학 계측 기기 내에 제어된 환경을 생성하고 연속적으로 모니터링하는 기술이 제공된다. 환경이 측정에 적합한지 또는 환경이 재생되어야 하는지를 결정하기 위해 모니터링 기술과 함께, 소개와 후면주입 기술 모두가 사용될 수 있다. 광학 계측 기기는 진공자외선(VUV) 파장을 포함하는 파장에서 작동하는 기기일 수 있다.

광학 계측 기기, 진공 자외선 파장, 오염물 모니터링 방법, 오염물 제어방법

Description

광학 계측 기기를 사용한 오염 모니터링 및 제어 기술 {CONTAMINATION MONITORING AND CONTROL TECHNIQUES FOR USE WITH AN OPTICAL METROLOGY INSTRUMENT}

본 발명은 광학 계측 분야 및 더욱 특별히는 진공자외선(VUV)에서 수행될 수 있는 광학 계측에 관한 것이다.

한 구현예에서, 진공자외선에서 정확하고 반복가능한 광학 계측을 수행할 수 있는 수단이 제공된다. 한 구현예에서, 본 발명에 기재된 기술은 진공자외선 반사율계가 기체상과 표면 오염물 모두의 존재에서 매우 안정하고 반복가능한 결과를 가져오는 것을 보장하는데 사용될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 본 발명에 기재된 기술은 표면 자체가 오염될 수 있는 샘플로부터 정확한 반사율 자료를 얻는 수단을 제공한다.

광학 계측 기술은 그들의 비-접촉성, 비파괴성 및 일반적으로 고-처리량 특성으로 인해 반도체 제조산업에서 공정 제어 응용에 오랫동안 사용되어 왔다. 이들 도구의 방대한 대부분은 극자외선에서 근적외선 파장을 회전하는 특정 영역(DUV-NIR 일반적으로 200 - 1000 nm)의 일부에서 작동한다. 더 얇은 층으로 구성된 더 작은 장치의 개발을 향한 연속적인 추진은 이와 같은 기기의 감도를 요구해 왔다. 처리 조건에서 미묘한 변화에 대해 더 큰 감도로 인식할 수 있는, 더 짧은 파장(200 nm 이하)을 이용한 광학 설비를 개발하기 위한 노력이 고려되어 왔다. 진공자외선 반사율계에 대한 시스템 및 방법과 같은, 더 짧은 파장에서 광학 측정을 수행하기 위한 방법이 2003년 9월 23일 출원된 U.S. 출원 제 10/668,642호, U.S. 특허 제 7,067,818호 및 2004년 7월 30일 출원된 U.S. 출원 제 10/909,126호, U.S. 특허 제 7,126,131호에 기재되어 있고, 두 내용은 모두 본 명세서에 참조로 명백히 병합되어 있다.

창문이나 거울과 같은 광학 표면의 오염은 VUV의 광학 기기의 작동에 심각한 방해물이다. 수분과 남은 분자들, 특히 탄화수소 화합물은, 시간에 걸쳐 광학 기기 표면에 광학 기비의 성능을 감소시키면서 침착될 것이다. 이러한 결과는 선행 연구가 193 및 157 nm 석판 노출 도구의 디자인, 개발 및 성능에 대한 그들의 영향에 중점을 두도록 하였다.

VUV 광학 계측 기기에 의해 이론적으로 제공된 엄청난 감도 강화를 실제로 인식하기 위해, 광학 표면 상의 오염 형성을 감소, 제거 또는 모두 삭제할 수 있는 고유 능력을 갖는 기기를 개발하는 것이 매우 바람직하다. 더우기, 매우 고가이고 복잡한 성분의 추가 없이 자동-세척 능력이 달성된다면, 도구 소유주에게 큰 이익을 제공할 것이다.

오염층은 조사 중의 샘플 표면에 존재할 때 VUV에서 측정된 광학 반응이 부정확하고 및/또는 잘못된 결과를 가져오는데 상당한 영향을 미칠 것이다. 이러한 영향은 특히 샘플이 초박막(< 100 Å)으로 구성되고, 그 두께가 오염층 두께와 비 교할 수 있는 경우 특히 중요하다.

세척 단계에서 오염층을 제거함으로써 반도체 웨이퍼의 측정을 개선하기 위해 의도된 하나의 기술은 측정 전에 마이크로웨이브 방사 및/또는 복사 난방을 적용하는 것을 포함한다. 비록 강화된 측정 반복성이 이 방법을 사용하여 보고되었지만, 이 방법은 기존 측정 시스템에 별개의 세척 시스템을 결합할 것을 요구하고 이것은 시스템 비용 증가와 디자인의 복잡성을 가져온다.

이러한 단점들을 고려하여, 샘플의 표면에서 오염물을 스스로 제거할 수 있어, 정확하고 높은 반복가능한 결과를 얻을 수 있는 측정 시스템을 개발하는 것이 바람직하다. 이와 같은 기기는 측정에 일반적으로 요구되는 성분 이외에 추가의 성분을 요구함 없이 샘플의 세척과 특정 위치의 측정을 동시에 실시할 수 있고, 그러므로 시스템 비용과 디자인 복잡성을 줄일 수 있다. 더우기, 이와 같은 기기는 개별적인 세척 및 측정 서브시스템의 배열을 요구하지 않는다. 이에 더하여, 이와 같은 기기는 전체 샘플을 불필요하게 "세척"하는 것을 피하는 반면, 동시에 모든 측정 위치에서 일정한 세척 결과를 얻는 것을 보장한다.

기재된 기술 중 하나의 구현예는, 광학 요소 표면 위에 성능의 열화를 가져올 수 있는 오염이 생성되는 것을 최소화하거나 모두 제거하는 방법으로, VUV 광학 계측 기기 내에 제어된 환경(들)을 발생시키고 이어서 모니터링하는 기술을 제공한다.

또 다른 구현예는 광학 계측 기기의 광학 경로(또는 서브-경로) 내에 함유된 광학 요소들로부터 표면 오염을 감소시키기 위한 기술을 기재한다. 본 기술은 하나의 구현예에서, 기존의 계측 설비에 결합되거나 또는 병합되는 추가의 성분 및/또는 기기를 요구하지 않는 방법으로 이용할 수 있다.

또 다른 구현예는 그것에 의해 광학 계측 기기 내의 광학 요소 상의 표면 오염을 모니터링하여 필요에 따라 세척 공정을 수행할 수 있는 기술을 기재한다. 이 기술은 추가로 모니터링될 기기의 광학 경로를 분리할 수 있고, 그 결과 서로 독립적으로 세척할 수 있다.

또 다른 구현예에서, 정확한 결과를 얻는 것을 보장하기 위해 샘플에서 광학 반응을 기록하기 전에, 상기 샘플의 표면에서 오염을 제거하는 것에 대해 기재한다. 하나의 선택적으로, 상기 기술은 기존의 계측 기기에 결합되거나 또는 병합되는 추가의 성분 및/또는 기기를 요구하지 않는 방법으로 수행될 수 있다.

또 다른 구현예에서, 샘플 표면의 오염을 특징화하는 기술이 기재된다. 오염 자체의 본질에 대한 식견을 제공하는 것 외에, 상기 기술은 샘플 표면에 존재할 수 있는 오염층에 대해 정확한 샘플 측정을 수행할 수 있는 수단을 제공한다.

또 다른 구현예에서, 광학 계측 도구의 대기를 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법은 적어도 제1의 환경적으로 제어된 챔버 및 제2의 환경적으로 제어된 챔버를 제공하는 것을 포함하고, 제1 및 제2의 환경적으로 제어된 챔버는 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔이 통과되도록 배치된다. 이 방법은 추가로 진공 소개 기술을 이용하여 제1 및 제2의 환경적으로 제어된 챔버 중 적어도 하나에서 광학 흡착 종의 농도를 감소시키는 것을 포함하고, 상기 제1 및 제2의 환경적으로 제어된 챔버중 적어도 하나는 제어된 대기 챔버이다. 더우기, 본 방법은 제어된 대기 챔버로의 비-흡착 기체의 후면주입을 포함하여, 제어된 대기 챔버 내의 압력을 진공 소개 압력수준 이상으로 증가시키고 제어된 대기 챔버가 후면주입된 상태에 있을 동안 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔을 통과시킴에 의해 광학 성능을 개선한다.

또 다른 구현예는 적어도 환경적으로 제어된 샘플 챔버와 환경적으로 제어된 광학 챔버를 제공하는 것을 포함하는, 광학 계측 도구에서 대기를 제어하는 방법을 포함하고, 상기 샘플 챔버와 광학 챔버는 각각 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔이 통과되도록 배치된다. 상기 방법은 추가로 진공 소개 기술을 이용하여 샘플 챔버와 광학 챔버 중 적어도 하나에서 수분 또는 산소의 농도를 주변 상태로부터 감소시키는 것을 포함하고, 감소가 일어나는 샘플 챔버와 광학 챔버 중 적어도 하나는 제어된 대기 챔버이다. 이 방법은 또한 상기 제어된 대기 챔버로의 VUV 비-흡수 기체의 후면주입을 포함하여, 제어된 대기 챔버 내의 압력을 진공 소개 압력 수준 이상으로 증가시키고 제어된 대기 챔버가 후면주입 상태에 있을 동안 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔을 통과시킴에 의해 오염물 이동을 줄일 수 있도록 한다.

또 다른 구현예에서, 광학 계측 도구의 대기를 제어하는 방법은 적어도 하나의 환경적으로 제어된 샘플 챔버와 환경적으로 제어된 광학 챔버를 제공하는 것을 포함하고, 상기 샘플 챔버와 광학 챔버는 각각 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔이 통과되도록 배치된다. 상기 방법은 추가로 샘플 빔 광학 경로와 참조 빔 광학 경로를 제공하는 것을 포함하고, 상기 샘플 빔 광학 경로와 참조 빔 광학 경로의 광학 경로 길이는 대등하다. 상기 방법은 또한 진공 소개 기술을 사용하여, 주변 상태로부터 샘플 챔버와 광학 챔버중 적어도 하나에서 수분 또는 산소의 농도를 감소시키는 것을 포함하고, 감소가 일어나는 샘플 챔버와 광학 챔버 중 적어도 하나는 제어된 대기 챔버이다. 상기 방법은 추가로, 제어된 대기 챔버로의 VUV 비-흡수 기체의 후면주입을 포함하여, 제어된 대기 챔버 내의 압력을 진공 소개 압력수준 이상으로 증가시키고 제어된 대기 챔버가 후면주입 상태에 있을 동안 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔을 통과시킴에 의해 광학 성능을 개선한다.

또 다른 구현예에서, 광학 계측 도구에서 환경적 오염 상태를 측정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 첫번째 참조 샘플에서 첫번째 강도를 측정하여 얻고 두번째 참조 샘플에서 두번째 강도를 측정하여 얻는 것을 포함한다. 더우기, 상기 방법은 첫번째와 두번째 강도 측정을 분석하고 그리고 첫번째와 두번째 강도 측정의 분석으로부터 첫번째 강도와 두번째 강도 사이의 변화를 기준으로 광학 계측 도구의 환경적 오염 상태가 추가 사용에 적합한지를 결정하는 것을 포함한다.

또 다른 구현예에서, 적어도 DUV 파장 미만의 파장을 포함하는 파장에서 작동하는 광학 계측 도구에서 환경적 오염 상태를 측정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 첫번째로 참조 샘플로부터 첫번째 강도 스펙트럼 측정을 얻는 것과, 여기서 상기 첫번째 스펙트럼 측정은 DUV 파장 미만의 파장을 적어도 다수개 포함하고, 두번째로 참조 샘플로부터 두번째 강도 측정을 얻는 것을 포함하고, 여기서 상기 첫번째 강도 스펙트럼 측정은 DUV 파장 미만의 파장을 적어도 다수개 포함한다. 상기 방법은 추가로 첫번째 및 두번째 강도 측정을 분석하고, 그리고 첫번째와 두번째 강도 측정의 분석으로부터 광학 계측 도구의 환경적 오염 상태가 첫번째 강도와 두번째 강도 사이의 변화를 기준으로 추가 사용에 적합한지를 결정하는 것을 포함한다.

본 명세서에 기재된 개념의 유리한 특성은 하기의 설명과 첨부 도면을 따라 더욱 이해할 수 있을 것이다.

본 발명과 그 장점의 더욱 완전한 이해는 첨부 도면과 연관하여 다음의 설명을 참조로 얻을 수 있고, 도면에서 같은 참조번호는 같은 특성을 나타낸다. 그러나, 첨부 도면은 오직 본 발명의 예시적 구현을 나타내며 본 발명의 범위를 제한하지 않고, 따라서 본 발명의 다른 동등하게 효과적인 구현예를 허용한다.

도 1은 예시적인 환경 모니터링 흐름도이다.

도 2는 광범위한 VUV 데이타 세트를 이용한 예시적인 환경 모니터링 결과를 나타낸다.

도 3은 선택 파장 VUV 데이타 세트를 이용한 예시적인 환경 모니터링 결과를 나타낸다.

도 4는 깨끗한 실리콘 표면과 오염된 실리콘 표면으로부터 얻은 예시적인 반사율 데이타를 나타낸다.

도 5(a)는 오염물 층을 갖는 광학 표면을 나타낸다.

도 5(b)는 산소-함유 주변에서 세척 후의 VUV 노출을 나타낸다.

도 5(c)는 처리 후 깨끗한 광학 표면을 나타낸다.

도 6은 오염물과 산소 모두를 함유하는 대기의 존재하에서 VUV 방사로부터 생성된 가역 침착 및 하나의 오염물 종의 에칭 및 두번째 오염물 종의 비가역 침착을 나타낸다.

도 7은 예시적인 시스템 오염물 모니터링 흐름도이다.

도 8은 선택적 VUV 파장을 이용한 예시적 오염물 모니터링 자료를 나타낸다.

도 9는 예시적인 오염된 샘플 측정 흐름도이다.

도 10은 3개의 다른 오염물 필름에 대한 예시적인 세척 반응 프로파일을 나타낸다.

도 11은 VUV 반사율계의 예시적인 개략적 표시를 나타낸다.

도 12는 VUV를 포함하는 3개의 스펙트럼 영역을 포함하는 광-밴드 참조 반사율계를 나타낸다.

도 13은 VUV 광학 계측 기기에 대한 예시적 작동 흐름도이다.

흥미로운 적용을 위해, 광학 계측 설비의 감도가 증가되도록 이와 같은 측정이 수행되는 파장의 범위를 확장하는 것이 바람직하다. 특히, 진공-자외선(VUV)으로 불리는 전자기 스펙트럼의 영역 이상으로 연장되는 더 짧은 파장(고 에너지) 광자를 이용하는 것이 유리하다. 진공 자외선(VUV) 파장은 일반적으로 극자외선(DUV) 파장 미만의 파장, 즉 190nm 미만의 파장으로 간주된다. VUV 범위의 하단에 대한 보편적인 제한은 없지만, 본 분야의 몇몇은 VUV를 끝으로 하고 초자외선(EUV) 영역을 시작으로 간주한다(예를 들면 몇몇은 EUV로서 100nm 미만의 파장으로 규정한다). 본 명세서에 기재된 원리는 100nm 이상의 파장에 적용될 수 있지만, 이와 같은 원리는 일반적으로 100nm 미만의 파장에도 적용될 수 있다. 그러므로, 본 명세서에 사용된 바에 따르면, 용어 VUV는 일반적으로 약 190nm 미만의 파장을 나타내지만, VUV는 더 낮은 파장을 배제하는 것을 의미하는 것이 아니라고 인식될 것이다. 그러므로, 본 명세서에 기재된 바에 따르면, VUV는 일반적으로 낮은 말단 파장을 배제함없이 일반적으로 약 190nm 미만의 파장을 포함하는 것을 의미한다. 더우기, 저가의 VUV는 일반적으로 약 140nm 미만의 파장으로 해석될 것이다.

실제로 물질의 모든 형태(고체, 액체 및 기체)가 VUV 파장에서 점점 강한 광학 흡착 특성을 나타낸다는 것은 일반적으로 사실이다. 부분적으로 이것은 오히려 VUV 광학 계측 기술에 적용할 수 있는 증가된 감도에 책임이 있는 물질의 기본 특성이다. 이것은 더 긴 파장에서 물질의 광학적 태도에서의 검출할 수 없는 변화를 가져오는 공정 조건의 작은 변화가 VUV 파장에서 이와 같은 물질의 측정가능한 특징의 실질적이고 용이하게 검출가능한 변화를 유도할 수 있다는 것으로 설명된다. 파장에 대한 광자 흡수단면의 높은 비-선형 의존성은 VUV 광학 계측 기기에 대한 엄청난 기회를 제공하고; 불행히도 이것은 또한 관련된 복잡성을 유도한다.

이와 같은 복잡성 중 하나는 VUV 방사가 표준 대기 조건을 통해 전파되지 못한다는 사실과 관련된다. VUV 광자는 O₂와 H₂O에 의해 강하게 흡착되고 그러므로 이들 종들은 계측 기기의 광학 경로를 따른 투과를 허용하도록 충분히 낮은 수준으로 유지되어야만 한다(예를 들면, 통상적으로 PPM 미만). 이것을 위해, 통상적으로 (질소, 아르곤 또는 헬륨과 같은) 비-흡수 세척 기체를 사용하여 진공 세척법이 적 용된다. 세척법은 기체상 O₂와 H₂O의 농도를 낮추는데 상당히 효과적이지만, 진공기술의 적용 없이 적절한 양식으로 흡착된 물을 제거하는 것은 매우 어렵다. 진공법은 흡착된 H₂O의 제거에는 더 효과적이지만, 감소된 압력에서 이와 같은 종들의 평균 자유 경로(mean free path)의 증가를 가져옴으로써 무의식적으로 표면 오염물 이동을 촉진한다.

이러한 이질적인 고려에 의해, 진공법이나 세척법 어느 것도 단독으로 VUV에서 광학 측정을 수행하는데 요구되는 제어된 환경의 생성, 그리고 이어서 유지의 가장 효과적인 수단을 구성하지 않는다. 오히려, 최적의 도구 수행을 보장하기 위해 두 기술의 요소들을 결합한 과정을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 진공법은 수분과 산소종의 농도를 허용가능한 수준으로 신속히 낮추기 위해 초기에 적용하고, 이어서 기기 내부의 압력을 비-흡수 기체로 후면주입한다.

한 구현예에서, 흡착된 수분의 농도를 허용가능한 수준으로 낮추기 위해, 통상적으로 기구의 압력을 1×10^-5 ~ 1×10^-6 Torr 근처로 낮추는 것이 바람직하다. 기기의 광학 표면이 이 시간동안 VUV 방사에 노출되지 않는 것을 확실히 해야 하는데, 노출은 광-침착 오염 층의 형성을 가져올 수 있기 때문이다. 이러한 상황은 소개에 앞서 셔터를 내리거나 또는 VUV 원의 전력을 끊음으로써 쉽게 피할 수 있다.

요구되는 진공 조건을 얻기 위해 필요한 시간은 시스템의 여러 면(즉, 온도, 기기 부피의 초기 표면적, 진공 시스템의 펌핑 속도 등)에 의존하지만, 샘플 장전 과정 동안 주변 공기로의 내부 표면의 노출에 의해 크게 영향을 받을 수 있다. 그 것으로서, 시스템 펌프-다운 시간은 로드-록(load-lock) 메카니즘의 자동처리 사용을 통해 최소화될 수 있고, 그것에 의해 시스템의 처리량이 증가되고 오염물의 이동이 감소된다는 것을 이해할 것이다.

펌프-다운 순환 시간은 또한 흡착된 물 베드에 기계적, 열적 또는 방사적 방법으로 에너지를 공급함에 의해 짧아질 수 있다. 기계적 에너지는 제어된 세척 가스를 흘림(bleeding)으로써 펌프 다운 순환의 초기 부분 동안 적용될 수 있다. 열적 에너지는 기기의 벽을 가열함으로써 적용될 수 있지만, 이 접근법은 오염물 이동을 촉진하고 기계적 불안정성을 가져올 수 있다. UV 램프는 또한 흡착된 물 분자에 직접 에너지를 투과하는데 사용될 수 있지만, 동시에 오염물 광-침착을 가져올 수 있다.

일단 기기 부피 내의 흡수종들의 농도가 충분히 낮아지면, 작업을 수행하는데 필요한 제어 환경(즉, VUV 광자의 충분한 투과를 허용)은 기기의 부피에 고-순도의 비-흡수 기체를 후면주입하여 이루어진다. 오염물에 대한 고려가 기기의 압력을 상승된 수준에서 유지하는 것을 장려하는 반면, 기계적 고려는 일반적으로 실제적 작업 압력을 대기 조건의 주변의 압력으로 제한한다. 결과적으로, 300 ~ 700 Torr의 압력이 통상적으로 적용된다. 그러므로, 광학적 성능은 광학적 투과의 증가에 의해 향상될 수 있다. 광학적 투과는 진공 기술의 사용에 의해 산소 및/또는 수분 함량을 낮춤으로써 증가될 수 있다. 이에 더하여, 광학 성능은 또한 후면주입 기술의 사용을 통해 표면으로부터 흡수된 종들(즉, 오염물)의 이동을 억제함으로써 증가될 수 있다. 기기 표면으로부터 이동하여 광학 표면에 부착되는 흡착된 오염물 은 이와같은 요소들의 성능을 상당히 저하시킬 수 있고, 그 결과 거울의 반사율을 감소시키고 창문의 투과 특성을 줄인다.

시간에 걸쳐 기기 내부의 제어된 환경의 품질은; 내부 표면으로부터의 기체 제거(outgas), 물질을 통한 투과, (진짜 또는 가상의) 누설처를 통한 침투, 그리고 샘플 자체로부터의 기체 제거를 포함하여 다양한 원인에 의해 저하될 것으로 예상될 수 있지만, 상기 원인으로 제한되는 것은 아니다. 이들 메카니즘 중 어느 것은 기기 내부의 흡수종의 농도를 증가시킬 수 있고, 따라서 시스템의 광학적 처리량에 상응하는 감소를 가져온다. 환경 상태를 모니터링 하는 것은 필요에 따라 환경을 회복하는 적절한 단계를 취할 수 있고, 그것에 의해 측정의 정확도를 양보하지 않을 수 있으므로 유리하다는 것을 이해할 것이다.

많은 독립형 방법, 시스템 및 센서들이 밀폐된 환경의 품질을 모니터링하기위해 존재하지만, 가장 직접적이고 아마도 가장 유용한 방법은 계측 기기의 광학 요소를 대조 샘플과 결합하여 광학 처리량을 추적하도록 사용하는 것이다. 도 1의 흐름도(100)는 이 방법으로 환경적 모니터링을 얻는 방법을 설명한다. 우선, 단계 (110)에서 기기의 부피를 적절한 진공 시스템을 이용하여 예정된 압력 P_L로 소개한다. 다음, 단계(120)에서 이 기기에 예정된 측정 압력 P_H까지 비-흡착 기체를 후면주입한다. 일단 측정 압력이 달성되면, 단계(130)에 나타낸 바와 같이, 시간 t₁에서 참조 샘플로부터의 강도 스펙트럼을 즉시 기록한다. 이 시점에서 흡착종의 농도가 제시간에 그들의 가장 낮은 성취 수준이 된다고 가정한다. 그리고 나서 단계(140) 에서 시험 샘플에서 어느 정도 예정된 시간 동안 측정을 수행하고, 이어서 단계(150)에서 보이는 바와 같이 시간 t₂에서 참조 샘플로부터의 강도 스펙트럼을 다시 수집한다. 단계 (160)과 (170)에 나타낸 바와 같이, 참조 샘플로부터의 2개의 강도 스펙트럼(시간 t₁과 시간 t₂)의 비를 수집하고 흡수종의 농도를 결정하기 위해 분석한다. 그리고 나서, 단계(180)에서 기기의 환경이 추가의 측정을 수행하기에 적합한지를 결정하기 위해 측정된 농도를 사용자-지정 역가와 비교한다. 단계(190)에 나타낸 바와 같이, 환경이 적합하다면, 단계(140)로 제어를 되돌려 시험 샘플에 대한 측정을 또 다른 예정된 시간동안 다시 수행한다. 반대로, 환경이 더 이상 적합하지 않다면(단계(195)에 표시한 바와 같이) 단계(110)에서 소개/후면주입 과정을 재-개시하여 환경을 재생한다.

도 2는 산소와 물을 미량농도(각각 플롯 200, 20, 210 및 215로 표시한 비-흡수 1, 5, 10 및 20 ppm)로 함유하는 비-흡수 기체 대기의 존재하에 수집된 참조 측정값과 순수한 비-흡수 기체의 존재하에 수집된 것의 비를 나타낸다. 도면으로부터 확인되는 바와 같이, 제어된 환경을 통한 투과는 산소와 물의 농도가 증가됨에 따라 190nm 미만의 파장에서 상당히 감소된다. 광학경로 길이, 기기 압력 및 산소와 물에 대한 흡수 단면에 대한 선험적 지식에 의해, 이들 종의 농도를 분석을 통해 용이하게 결정할 수 있다.

선택적으로, 별개의 파장에서 참조 측정값들의 비는 제어된 환경의 품질을 단순 모니터링하는데 사용될 수 있다. 도 3에서 미량의 산소와 물을 함유하는 비- 흡수 기체의 존재하에 수행된 참조 측정과, 순수한 비-흡수 기체의 존재하에 수집된 측정의 비를 VUV 파장 124.6nm, 144.98 nm 및 177.12 nm에서의 산소와 물 농도의 함수로서 플롯한다(각각 플롯 300, 305 및 310). 실제로, 측정된 투과값은 제어된 환경의 상태를 결정하기 위해 사용자-정의 역치와 비교될 수 있다. 비교에 사용되는 실제 파장은 관심의 흡수종의 흡수 단면을 기준으로 선택될 수 있다.

본 명세서에 기재된 환경 모니터링 공정은 VUV 원의 스펙트럼 강도가 초기 및 최종 참조 측정 시간들 사이에 인지가능하게 변하지 않는다고 가정한다. 이것은 많은 경우에 합리적인 가정일 수 있지만, 광원의 특정 강도는 상당한 변화가 예상되는 상황에서 강도의 변동을 설명하기 위해 독립적으로 모니터링될 수 있음을 기억해야 한다.

제어된 환경의 재생을 요구하기 전에 이와 같은 기기의 작동(및 샘플 측정이 확실히 수행될 수 있는)시간은 기기의 디자인과 기기를 작동하는 방법에 따라 상당히 변할 수 있다. 내부 표면의 노출을 최소화하도록 작동되는 잘-고안된(즉, 누설이 없는) 시스템의 경우, 제어된 환경의 변화는 통상적으로 주어진 샘플을 측정하는데 요구되는 것보다 상당히 긴 시간 규모에서 일어날 것이다. 따라서, 제어된 환경의 재생이 요구되기 전에, 많은 이와 같은 샘플을 측정하는 것이 종종 가능할 것이다. 아무튼, 참조 측정 간격은, 환경이 덜 안정한 경우에는 짧은 간격이 적용되고 환경이 더 안정한 경우에는 더 긴 간격이 사용될 수 있도록 필요에 따라 조절될 수 있다.

도 1의 흐름도에 개략적으로 나타낸 공정에서 확립된 제어된 "측정"환경은 기기의 부피를 예정된 압력까지 후면주입함에 의해 생성될 것이다. 일단 이 상태가 얻어지면 세척 가스의 기기로의 흐름이 중단될 것이다. 이와 같은 기기를 작동하는 선택적인 방법은 기기에 특이적 "완화(relief)" 압력에 맞는 세척 밸브 세트를 갖추어 세척 가스가 기기를 통해 연속적으로 흐르도록 하는 것이다. 이것은 원칙적으로 산소와 물과 같은 흡수 종의 축적을 제한할 수 있기 때문에, 측정 환경의 "재생"에 대한 요구를 줄이거나 또는 완전히 제거할 수 있다.

이와 같은 방법의 수행은 (세척 소개관을 통한 오염물의 역류로 인한) 흡수종을 상당히 낮은 농도로 유지하는데 요구되는 높은 흐름 속도로 인해 실제로는 어렵다. 더우기, 연속적인 세척은 측정 안정성에 불리한 영향을 끼칠 수 있는 압력 변동을 유발할 수 있다.

광학 계측 기기에서 VUV 광자의 사용과 관련된 두번째 어려움은 표면 오염에 관한 문제와 관련된다. 긴 파장에서 광학 표면의 성능에 근소한 효과만을 제공하는 오염물 층은 VUV 파장에서 이와같은 요소의 반응을 상당히 열화시킨다. 정상적인 대기 조건하에서 광학 표면에 쉽게 형성된다고 예상되는 흡착층 이외에, 또한 오염물 함유 대기의 존재하에 VUV 광자로 방사될 때 유기 및 실리콘-기재 필름이 이와 같은 표면에 비의도적으로 광-침착될 수 있다

광학 표면의 VUV 반응에 오염 층을 갖는 효과의 예가 도 4에 제공되고, 여기서, "깨끗한" 실리콘 표면의 반사율은, 각각 플롯 400, 405 및 410으로 나타낸 "약간 오염된" 및 "더 오염된" 표면의 반사율과 비교된다. 도면에서 증명되는 바와 같이, VUV 영역의 Si 표면의 반사율은 오염된 축적물의 함수로서 상당히 열화된다. 광학 계측 도구의 광자는 광자가 광원에서부터 샘플까지 그리고 최종적으로 검출까지이동됨에 따라 많은 이와같은 표면을 만나므로, 각 표면의 광학적 성능에서의 작은 감소가 기기의 전체적 광학 처리량에 심각한 감소를 가져온다.

다행히 많은 경우에, 산소의 미세 농도를 함유하는 주변대기의 존재하에 VUV 방사를 통해, 비-파괴적으로 광학 표면상의 이와같은 오염물의 축적을 감소, 제거 또는 모두 없애는 것이 가능하다. VUV 파장에 노출된 경우, 이원자성 산소는 원자성 산소로 해리되고, 이것은 그리고 나서 이원자성 산소와 반응하여 오존을 형성한다. 원자성 산소와 오존은 모두 매우 반응성이고 표면 오염물을 산화시킬 수 있고, 이것은 이후 유리된다.

이 광-에칭 세척 공정은 도 5에 개략적으로 설명된다. 도 5A에서 오염된 광표면(500)은 오염물(505)을 갖고 있다. 도 5B에서 오염된 광표면(500)은 산소-함유 대기의 존재하에 VUV 방사(510)에 노출되고, 그 결과 상기 개략된 반응을 통해 표면으로부터 오염물(505)을 제거한다. 도 5C에서, 생성된 "깨끗한" 광표면(52)이 제공된다.

특정 오염물을 갖는(예를 들면, 할로겐화 유기 화합물과 유기 실리콘) 광 침착 반응은 비가역적이고 따라서 광-에칭 공정을 통해 오염물을 완전히 제거하는 것은 가능하지 않다. 이와 같은 경우, 다량의 산소로 이루어진 주변의 존재하에서 VUV 광자에 의한 표면 방사는, 오직 미량의 오염물 화합물을 갖는 경우에도 오염물 층의 연속적인 성장을 가져온다.

좀더 일반적인 경우, 표면은 산소를 함유하는 주변, 광-침착과 광-에칭 모두 를 촉진하는 오염물(즉, 가역반응을 통해 형성되는 오염물) 및, 광-침착되지만, 광-에칭될 수 없는 오염물(즉, 비가역 반응을 통해 형성되는 오염물)의 존재하에 VUV 방사에 노출될 수 있다. 이와 같은 경우, 적어도 3개의 개별적인 공정이 일어난다; 가열 침착 공정, 비가역 침착 공정 및 에칭을 통한-역반응 공정. 이들 세 공정을, 각각, 빈원(610)과 검은원(620)은 표면을 향해 이동하고(각각 가역 및 비가역 침착) 그리고 빈원(610)은 표면으로부터 이동하는 것으로(에칭), 도 6에 그래프로 나타내었다. 이들 공정과 관련된 상대적 비율은 흡착된 오염물의 표면농도, 산소 농도, 상기 오염물의 흡착 단면 및 관련된 VUV 광자 선속(photon flux)을 포함하여, 많은 인자에 의존할 것이다.

산소는 광-에칭 공정에서 결정적인 역할을 하므로 기기 부피 내부에 함유된 산소의 농도를 모니터링하고 제어하는 것이 중요함을 이해할 것이다. 이 방법에서, 측정 공정을 위해 상당한 VUV 광자 선속을 포함하지 않고 세척 공정을 촉진할 수 있도록 미량 수준의 산소(또는 깨끗한 건조 공기)를 재충전 비-흡수 기체에 첨가할 수 있다. 오염과 에칭의 상대적 속도에 따라, 원하지 않는 물질의 축적의 시작이 쉽지 않도록 (즉, 에칭 속도가 오염 속도를 초과하도록)하는 방법으로 VUV 광학 기기를 작동하는 것이 가능할 수 있다. 광학 표면에 상당한 양의 오염물이 이미 존재하는 경우, 이와 같은 필름을 제거하는데 요구되는 세척 시간은, 산소의 농도를 일시적으로 데이타 취득에 일반적으로 적용되는 수준 이상으로 증가시킴에 의해 크게 줄일 수 있다.

제어된 기기의 환경에 의도적으로 첨가된 미량의 산소 농도는, (누출 등으로 인한) 산소와 수분의 의도적이지 않은 축적을 도 1의 환경 모니터링 방법론을 사용하여 추적하는 것과 마찬가지로 모니터링될 수 있다. 미량의 산소와 같은 기체를 질량 유량계를 사용하여 기기 용적에 정확히 첨가할 수 있다. 실질적인 수행은 고정된 양의 산소를 샘플 시험을 개시하기 직전에 기기의 부피에 첨가하는 것과 같이, 도 1의 방법을 변형하여 달성될 수 있다. 적합한 양의 산소를 시스템에 첨가하는 것을 확실히하기 위해, 참조 샘플로부터 강도 스펙트럼을 기록하고 비-흡수 기체로 재충전한 직후 얻어진 것과 비교할 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 1ppm 이하의 산소 및 더욱 바람직하기는 0.1ppm 이하의 미량의 산소를 다양한 세척 메카니즘을 촉진하기 위해 제어된 환경에 첨가할 수 있다. 한 구현예에서, 제어된 환경은 대기압 미만이다.

실제로, VUV 계측 기기의 모든 광학 표면은 오염물의 영향을 받기 쉽다. 이것은 광학 요소(즉, 창문, 빔 분리기, 거울 등) 뿐만 아니라 샘플 자체의 표면도 포함한다. 계측 기기의 오염물의 농도는 도구의 주변대기의 변화와 샘플의 도입을 통해 상당히 변한다고 예상되므로, 적합한 세척 측정을 얻기 위해 상기 오염물의 축적(또는 제거)을 시간에 걸쳐 모니터링하는 것이 유리할 것이다.

이와 같은 표면이 광-에칭 공정을 통해 효과적으로 세척된다면, 세척 중 광학 표면에 수용된 상대적 흐름 프로파일은 초기 광-침착 공정동안 수용된 것과 거의 일치되어야만 한다. 결론적으로, 최적 세척을 얻기위해, 광학 표면에 의해 수용된 VUV 흐름 프로파일이 거의 일치되는 것을 확실히 하는 방법으로, VUV 세척 시스템이 VUV 광학 계측 기기와 정확히 배열하고 정렬하는 것이 바람직하다.

따라서, VUV 세척 능력이 광학 계측 기기에 그들의 정확한 배열과 정렬을 요구하지 않는 방법으로 병합되는 것이 유리할 것이다. 더우기, 이와 같은 능력이 추가 성분을 거의 요구하지 않는 방법으로 병합될 수 있다면, 광학 계측 수단에 이미 존재하는 것 이외에, 시스템 디자인과 비용 요구를 크게 줄일 수 있다. 이것을 수행하는 혁신적인 수단은 시스템의 오염 상태를 추적하기 위해, 계측 기기 자체의 광학 요소를 참조 샘플과 결합하여 사용하는 것이다.

도 7의 흐름도(700)는 이 방법으로 오염물을 모니터링하는 방법을 설명한다. 우선, 단계 (710)에 나타낸 바와 같이, 참조 샘플에 대해 참조 샘플 강도를 n 회 모니터링 측정하고 기록한다. 각각의 측정은 기기(및 도중에 만나는 각각의 광학 기기)의 광학 경로를 공지의 시간 간격에 대해 VUV 방사의 특정 선속에 노출시킨다. 따라서, 각각의 측정은 기기의 광학 표면 위에 VUV 방사의 특정 투사량이 충돌되는 것으로 간주될 수 있다. 그 다음, 참조 샘플 강도를 측정회수 n의 함수로 분석한다. 예를 들면, 단계 (720)에 나타낸 바와 같이, 참조 샘플 강도를 측정 회수 n의 함수로 플롯할 수 있다. 그러므로, 측정 회수의 함수로서 검출기에서의 강도를 기록함에 의해 시스템의 광학 처리량을 VUV 노출량의 함수로서 효과적으로 추적하는 것이 가능하다. 한 구현예에서, 측정 회수는 10 이하일 것이다. 시스템의 환경이 충분히 제어된다면, 측정 회수는 단지 2일 수 있다.

이 참조 측정에 따라 기록된 결과를 분석하여 세척 공정이 완성되었는가 그리고 따라서 도구의 광학 처리량은 안정한가를 결정할 수 있다. 예를 들면, 단계 (730)에 나타낸 바와 같이, 측정 회수 n의 함수로서의 참조 샘플 강도의 플롯을 오 염 상태를 결정하기 위해 분석하고, 만약 불안정하다면, 노출 시간 t_clean이 안정을 얻는데 요구된다. 시스템이 안정한 상태라는 것이 확인되면, 샘플 측정을 수행할 수 있다. 예를 들면, 단계 (740)에 나타낸 바와 같이, 2회의 연속 측정(n 및 n-1)에 대한 참조 샘플 강도간의 차이가 "세척" 상태와 관련된 원하는 측정 반복성 내의 범위에 속한다면, 그 상태는 안정하다고 간주될 수 있다. 그러나, 단계 (745)에 나타낸 바와 같이, 2회의 연속 측정(n 및 n-1)에 대한 참조 샘플 강도 간의 차이가 "세척" 상태와 관련된 원하는 측정 반복성 내의 범위 보다 크다면, 그 상태는 불안정하다고 간주될 것이다. (세척 공정이 불완전하다는 것을 나타내는) 시스템이 불안정하다고 확인되면, 시스템 안정성을 달성하기 위해 요구되는 노출량을 평가할 수 있다. 이 노출량은 단계 (750)에 표시된 바와 같이 시스템(및 참조 샘플)이 노출될 수 있는 효과적인 측정 시간으로 전환될 수 있다. 노출은 일련의 개개의 참조 측정을 통해 노출되는 것과 대조적으로, 한 구현예에서 단일 사상일 수 있다. 시스템을 필요한 세척량에 노출시킨 후, 참조 샘플에 대한 일련의 모니터링 측정을 재평가 단계(760)에 나타낸 바와 같이 다시 수행할 수 있다. 이 공정은 기기가 실제로 "깨끗한" 상태임이 확인될 때까지 반복될 수 있다. 도 7의 예시적 기술에 나타낸 바와 같이, 두개의 강도 측정간의 변화를 하나의 강도 특정에서 다른 것을 제하여 결정하였다. 그러나, 두 강도 특정간의 차이 또는 변화는 두 측정을 포함하여 광범위한 방법에 의해 확인될 것이고, 그러므로 두 측정간의 변화는 광범위한 방법에서 정량화될 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 예를 들면, 비율이 또한 변이를 정량화하는데 사용할 수 있다. 그러므로, 측정 자료를 본 명세서에 기재된 개념을 여전히 이용하면서, 광범위한 수학적 방법으로 분석하고, 비교하고 그리고 정량화할 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 이에 더하여, 두개의 연속 측정(n과 n-1)을 평가하는 것에 관하여 기재하였지만, 두개의 측정이 연속이어야 하는 것은 아니고, 단지 어느 두개의 측정을 평가하여 하나의 측정과 다른 것의 변화를 결정할 수 있다.

시스템의 안정성을 (시간, 용법 등의 함수로써) 추적함에 의해, 세척 과정과 관련된 상세항목(즉, 참조 측정 빈도, 노출에 대한 유효 투여량, 기기 부피에 존재하는 산소의 미량농도 등)을 조절하여 효과적인 기기 세척을 확실히하고 따라서 시스템 안정성을 강화할 수 있다. 이 방법으로, 도구는 기기 성능을 최적화하는 방식으로 작업될 수 있다.

이 방법으로부터의 강력한 결과의 예를 도 8에 플롯(800)으로 나타내었고, 여기서 단일 VUV 파장에서 참조 샘플로부터 표준화된 강도를 유효 투여량의 함수로서 플롯한다. 도면으로부터 증명되는 바와 같이, 참조 샘플로부터의 강도는 안정화 전 일정시간 노출 후 일반적으로 연속적으로 증가한다. 이와 같은 세척 공정의 완료에 앞서 정확한 측정을 수행하는 광학 기기의 성능은, 세척과 같은 공정이 수행되지 않았다면, 상당히 위태해질 것이다.

이와 같은 기기 내의 비-광학 표면은 그들이 그들 위에 흡착될 수 있는 오염물의 소스로서 작용할 수 있고, 이것은 이후에 유리될 수 있다는 것을 고려해야한다. 따라서, 이들 표면을 잠재적 오염물의 고착을 최소화하는 방법으로 제조하는 것이 바람직하다. 이 방법은 특이 가공 공정 및/또는 진공 양립성을 얻는 것을 확실히 하기 위한 적절한 코팅의 적용을 포함할 수 있다.

오염물이 외부 표면으로부터 기기 내부의 광학 요소로 이동하는 것을 줄이기 위해, 이와 같은 종들의 증발 속도를 최소화하는 방법으로 도구를 작동시키는 것이 유리하다. 주어진 온도에서, 분자의 증발 속도는 주변 압력이 감소됨에 따라 증가할 것이다. 또한, 이들 분자의 평균 자유 경로는 이와 같은 조건에서 역시 증가할 것이다. 이와 같은 분자가 이용가능한 부피 전체에 걸쳐 스스로를 분포시키는 경향이 더 커짐에 따라 그들이 광학 표면을 만나는 경향과 광학표면에 점착되는 경향이 증가한다. 그러므로, 오염에 대한 시각에서, VUV 광학 기기의 부피가 감소된 압력하에 유지되는 시간을 최소화하는 것이 바람직하다.

VUV 계측 도구의 광학 요소들이 오염의 영향을 받기 쉬운 것과 마찬가지로, 측정될 샘플들도 그렇다. 샘플 오염물의 양은 샘플이 그들의 생성 후 노출되는 환경과 그 노출 지속시간 모두에 크게 의존한다. 따라서, 샘플 특성에 대한 정확한 측정을 얻는 것을 돕기 위해, 존재할 수 있는 표면 오염물 층에 대한 적절한 평가가 바람직하다. 이것은 연구중의 샘플이, 그 두께가 자신의 오염물 층의 두께와 비교가능한 초박막 필름으로 이루어진 경우에 특히 중요하다. 이 중요성은 오염물 층(들)이 연구중의 초박막 필름에 비해 매우 높은 흡광도를 나타내는 상황에서 더욱 강조된다.

이 문제에 대한 통상의 접근법은 측정을 시작하기 전에 샘플의 표면 전체로부터 오염물 층의 완전한 제거를 시도하였다. 통상적으로, 웨이퍼 전체를 세척하는 것은 열적 가열, 마이크로웨이브 방사, UV 방사 또는 이들 또는 다른 기술들의 조합을 이용하여 수행된다. 이와같은 전체 웨이퍼 세척 방법과 관련하여 수많은 어려움이 있다. 이와 같은 시스템은 종종 비교적 크고, VUV 광학 계측 기기의 제어 환경 외부에 독립형 시스템으로 배열될 수 있다. 그 결과, 샘플을 세척 시스템과 계측 기기 간에 이송시켜야 하고, 이것은 재-오염의 가능성을 가져온다.

추가로, 전체 웨이퍼 세척 방법의 이용에 의해 수분은 쉽게 제거될 수 있는 반면, 다른 오염물의 완전하고 균일한 제거는 문제가 있는 것으로 보인다. 이것은 샘플의 모든 영역으로부터 오염물이 완전히 제거되는 것을 확실히 하기 위해 충분한 에너지, 진폭 및 공간적 균일성을 갖는 충분한 에너지를 갖는 전력 선속의 발생과 관련된 어려움으로부터 발생된다. 세척 이후 남은 오염물은 샘플 특성의 공간적 균일성에 관한 부정확한 측정 결과와 잘못된 결론을 가져올 수 있다.

독립형 부분-세척 기술은 VUV 계측 기기의 제어된 환경에 병합되는 경우에도 단점을 갖는다. 정확한 측정 결과를 얻는 것을 보장하기 위해, 세척과 측정지점 위치가 일치하도록 광학 계측 기기를 갖는 부분-세척 시스템을 정확히 배열하는 것이 바람직하다.

따라서, 부분-세척 용량이 통상의 광학 모듈의 사용을 통해 배열 관련성을 피하는 방법으로 광학 계측 도구에 병합될 수 있다면 유리할 것이다. 더우기, 이와 같은 용량이 매우 작은 추가 성분들을 요구하는 수단과 병합될 수 있다면, 광학 계측 수단에 이미 존재하는 것 이외에, 시스템 디자인과 비용 요구가 크게 감소될 수 있다.

이것을 수행하기 위한 신규의 수단은 측정 방사선 자체를 샘플의 세척 및 특성화 모두에 이용하는 것이다. 따라서, 샘플의 불연속적인 위치를 측정 직전에 측정 방사선에 노출시켜 깨끗하게 할 수 있다. 세척/측정 배열에 대한 염려를 완전히 제거하는 것에 더하여, 이 접근법은 거대한 크기의 샘플 표면적을 불필요하게 "처리하는 것"을 막는다. 그러나, 본 명세서에 제공된 기술은 세척 광원과 측정 광원으로 이용되는 개별적인 광원의 사용을 통해 여전히 이용될 수 있다. 이와 같은 광원중 하나 또는 둘 다는 VUV 광원일 수 있고 또는 둘 다 아닐 수도 있다.

이 기술의 추가의 이점은 이 기술이 오염층 자체를 쉽게 측정하고 특징지을수 있는 능력을 제공하는 것이다. 이것을 수행할 수 있는 방법을 도 9의 흐름도 (900)에 설명하였다. 오염물 층의 제거 전후, 오염된 샘플로부터의 광학 반응을 얻고 그리고 그 결과를 분석함으로써, 오염물 층의 특성(두께, 광학 특성, 조성, 거칠음 등)을 결정할 수 있다. 그리고 나서 알고 있는 이 지식으로 샘플의 다른 오염 부위로부터 자료를 수집하고 분석하여 샘플의 특성을 특징지을 수 있다. 다시 말하면, 주어진 샘플에서 오염물 층의 특성이 일단 결정되면, 기본적으로, 첫번째 샘플세척 없이 샘플상의 다른 위치를 정확히 특징지을 수 있다. 명백한 처리량의 이점 이외에, 결합된 세척/측정 순환 시간의 감소로, 이 기술은 또한 샘플 가공 방법론을 개선하는데 사용될 수 있는 오염물 층 자체에 대한 가치있는 정보를 제공할 수 있다.

도 9의 단계(910)에 나타낸 바와 같이, 반사율 데이타를 존재하는 오염물 필름을 갖는 "더러운" 샘플의 첫번째 위치로부터 수집한다. 다음 단계 (920)에서 상 기 샘플의 첫번째 위치를 측정 방사에 노출시킴에 의해 세척한다. 그리고 나서 단계 (920)에서 오염 필름을 제거한 후, 단계 (930)에서 첫번째 위치로부터 "세척" 데이타를 수집한다. 단계 (940)에서 샘플의 첫번째 위치로부터의 세척 데이타를 분석하여 샘플의 특성을 결정한다. 단계(950)에서, 단계(940)에서 측정된 샘플의 특징을 사용하여 첫번째 위치로부터의 더러운 데이타 (단계(910)으로부터의 자료)를 분석하여 오염물 필름의 특성을 결정한다. 다음에 단계 (960)에서 "더러운" 데이타를 오염된 필름 존재를 갖는 샘플의 또 다른 위치로부터 수집한다. 그리고 나서 단계(970)에서, 단계(960)에서 얻은 다른 위치의 "더러운" 데이타와 단계(950)에서 얻은 측정된 오염 필름의 특성을 사용하여, 샘플의 특성을 단계 (970)에서 다른 위치의 세척 단계를 요구함 없이 다른 위치에 대해 결정할 수 있다. 단계(970)에서 단계 (960)로의 되돌림 제어 및 공정의 반복에 의해 이 방법으로 복수개의 위치를 분석할 수 있다.

도 9의 방법은 오염물 층의 특성을 제공된 샘플에서 또는 일련의 샘플 중의 하나 또는 수개의 위치에서 결정하는 방법으로 적용될 수 있고, 그리고 나서 일단 방법의 타당성이 증명되고 나면, 동일하거나 다른 샘플에서 순차적 측정 부위의 분석 중 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 그러므로, 오염물 층이 모든 측정 위치에서 분석되어야 하는 것은 아니다. 선택적으로, 오염물 층의 본질이 한 위치에서 다음 위치로 상당히 변할 것으로 예상되는 상황에서, 데이타 수집 전에 모든 측정 위치를 세척하는 것이 가능하다. 추가적으로, 오염물 층과 그 밑층의 샘플 모두의 특성을 결정하기 위해 세척 전과 세척 직후에 샘플의 각 위치를 측정하는 것 도 가능하다.

물론, 집적된 점-세척 방법의 사용을 다른 독립된, 전체 웨이퍼 또는 점-세척 기술과 결합하는 것이 가능하다. 이와 같은 접근법은 샘플이 고도로 오염되거나 및/또는 제공된 샘플에서 많은 위치가 측정되어야 하는 상황에서 유리하다. 이와 같은 상황에서, 세척 방법의 결합은 세척 공정의 속도를 높이는데 도움이 된다.

본 명세서에 개략된 동일한 샘플 세척 방법론은 또한 높은 수준의 측정 정확성을 얻는 것을 보장하기 위해 광학 계측 시스템에 의해 이용되는 보정 및/또는 참조 샘플의 제조에 사용될 수 있다. 더우기, 이들 "세척된" 샘플의 특성은 이와 같은 샘플의 "건강"을 추적하기 위해 시간에 걸쳐 모니터링될 수 있다. 이 방법으로, 이와 같은 샘플의 수리 및/또는 대체를 다른 예방적 유지 활동과 결합하도록 일정을 계획할 수 있다.

몇몇 경우에, 오염물 층 자체의 특성에 대한 추가의 식견을 세척 공정에 대한 이와 같은 층의 반응을 관찰함으로써 얻을 수 있다. 즉, 축적된 투여량의 함수로서 오염물 필름의 제거 속도를 기록함에 의해, 오염물의 상당한 화학적 특성을 결정할 수 있다. 일단 추가 분석 데이타와 관련하여, 세척 반응 프로파일의 라이브러리를 생성할 수 있다. 그리고 나서, 이 라이브러리는 모르는 오염물을 특징화는 이후의 측정에 참조될 수 있다.

예를 들면, 도 10은 3개의 다른 오염물 층(1000, 1010 및 1020)에 대한 예시적인 세척반응 프로파일을 나타낸다. 예시적인 세척반응 프로파일은 다른 오염물 층들로부터 볼 수 있는 프로파일 변화를 설명한다. 세척반응 라이브러리에 저장된 이들 프로파일로, 알려지지 않은 오염 필름의 프로파일을 비교를 통해 분류할 수 있다. 프로파일은 직접 비교되거나 또는 계수화된 모델을 이용하여 맞춰질 수 있고, 여기서 생성된 계수값은 오염물 종들 간의 비교에 사용할 수 있다.

그러므로, 상기와 같이, 샘플층의 특성은 샘플을 광학 방사에 노출시킴에 의해 변할 수 있고 상기 변화는 광학 방사에 노출 전후에 형성된 측정의 사용에 의해 평가할 수 있다. 상기 예에서 상기 변화는 샘플에서 오염물 층을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 샘플에서의 다른 변화를 특징지을 수 있다는 것을 인식할 것이다. 그러므로, 예를 들면, 오염물 층은 존재해야 하는 것이 아니고 오히려 몇몇 다른 층 또는 샘플의 일부를 평가할 수 있다. 한 구현예에서, 광학 계측 도구의 사용을 통해 분석되어질 샘플의 층 또는 일부의 특성을 특징지을 수 있다. 이와 같은 구현예에서, 층 또는 일부는 광학 방사에 노출 후 남을 수 있지만, 층 또는 일부의 상태는 다소 변할 것이다. 일어난 변화를 평가함에 의해, 층 또는 일부의 원래의 특성에 대한 정보를 얻을 수 있다.

예를 들면, 광학 방사에 대한 노출은 샘플의 결합구조, 종 농도 또는 기타 물리적 특징을 변화시킨다. 이와 같은 예에서, 원래의 결합 구조, 종 농도/이동 또는 물리적 특징은 광학 방사의 약간의 투여로 검출되는 변화량을 기준으로 정량화가능하다. 그러므로, 어떻게 층이 광학 방사에 반응하는가는 층의 기존 특성에 관한 유용한 정보가 되도록 한다. 층에서의 변화는 검출된 변화의 정량적 측정을 통해, 선택적으로 (반응 프로파일 라이브러리에 저장된 것과 같은) 공지의 광학반응 프로파일 또는 기타 기술과 비교를 통해 분석될 수 있다.

하나의 실시예에서, 질소를 함유하는 실리콘 옥사이드 필름은 이와 같은 기술에 의해 평가될 것이다. 예를 들면, VUV 광학 노출은, 이와같은 필름에서 질소 이동을 야기하거나 및/또는 질소를 유지하는 결합 구조를 변화시킴에 의해, 이와 같은 필름에 함유된 질소와 우선적으로 충돌할 것이다. 그러므로, 광학 방사 노출 전후에 검출된 광학 반응 변화는 질소 결합의 원 상태(단단한 결합, 느슨한 결합 등), 질소 농도 등에 관한 유용한 정보를 제공할 것이다. 그러므로, 일반적인 형태로, 본 명세서에 제공된 기술은 광학 방사선에 노출로 인한 필름 특성의 변화 전 후에 필름의 분석을 통해 샘플의 특징의 검출을 제공한다.

VUV에서 작동하는 광학 계측 기기로부터 정확하고 반복가능한 결과를 얻는 것을 돕기 위해, 이와 같은 설비의 근본적인 작업 기준을 형성하도록, 도 1의 환경 모니터링 방법론, 도 7의 오염물 모니터링 방법론 및 도 9의 샘플 세척 방법론을 결합할 수 있다.

본 명세서에 기재된 방법의 사용에 의한 이점에 잘맞는 VUV 광학 계측 기기의 예는 2003년 9월 23일자로 출원된 미국 출원 제10/668,642호, 2004년 7월 30일자로 출원된 미국 특허 제 7,067,818호 및 미국 출원 제10/909,126호, 미국 특허 제7,126,131호에 기재되고 그들의 내용은 참조에 의해 본 명세서에 명백히 병합된다. 계측 기기는 VUV를 포함하여, 파장의 넓은 범위에 걸쳐 작용하도록 특이적으로 고안된 넓은 밴드 반사율계일 수 있다.

이와 같은 기기(1100)의 예를 도 11에 나타내었다. 명백하게, 광원(1110), 빔 조절 모듈(1120), 광학기(도시 안함), 분광계(1130) 및 검출기(1140)가 환경적 으로 제어된 기기 (또는 광학) 챔버(1102) 내에 함유된다. 샘플(1150), 추가의 광학기(1160), (광학적으로 집적된 탈착 능력을 갖는) 자동 스테이지/샘플 척(sample chuck) (1170) 및 참조 샘플(1150)이 개별적인 환경적으로 조절된 샘플 챔버(1104)에 수용되어 기기 챔버 환경의 품질이 오염됨 없이 샘플을 싣고 및 내릴 수 있다.

기기와 샘플 챔버는 광자의 이동을 허용하는 제어가능한 결합 메카니즘(1106)을 통해 연결되고, 기체의 교환이 일어나는 것이 바람직하다. 기기 챔버(1102)와 샘플 챔버(1104) 모두는 적합한 진공 연결부(1176), 밸브, 세척 연결부(1177) 및 압력 게이지(1178)를 갖춘 진공 및 세척-시스템 (1175)에 연결되고 환경 제어는 각 챔버에서 독립적으로 수행된다. 이 방법으로, 상기의 환경적 진공 및 후면주입 기술은 각 챔버에서 독립적으로 또는 함께 수행될 수 있다. 그러므로, 진공 및 후면주입 기술(하나 또는 둘다)은 계측/광학 챔버, 샘플 챔버 및/또는 두 챔버 모두에서 수행될 수 있다.

이에 더하여, 제어된 환경 외부에 위치된 프로세서(도시 안함)는 자동화된 모니터링 방법론들을 조정하고 촉진하고 그리고 측정된 데이타를 분석하는데 사용될 수 있다. 상기 프로세서는 적절한 데이타 처리 및/또는 수집된 데이타들의 저장을 제공하는 다양한 컴퓨터 수단 중 어느 것일 수 있다는 것을 인식해야 한다.

도 11에 명백히 나타내지는 않았지만, 시스템은 로봇과 자동화 방식으로 샘플의 싣고 내리는 것을 돕는 기타의 관련 기계화 성분이 장착될 수 있고, 그것에 의해 측정 처리량이 더욱 증가된다는 것을 알아야 한다. 더우기, 본 분야에 알려진 바와 같이, 로드 록(load lock) 챔버가 또한 샘플 챔버와 연결되어 사용되어 환경 제어를 개선하고 샘플의 상호교환을 위한 시스템 처리량을 증가시킨다.

작업시 광원(1110)으로부터의 빛은 빔 조절 모듈(1120)에 의해 변하고, 결합 메카니즘(1106)을 거쳐 투과 광학기를 통해 샘플 챔버(1104)로 향하고, 여기서 초점 광학기(1160)에 의해 샘플(1150)로 초점 맞춰진다. 샘플(1150)로부터 반사된 빛은 초점 광학기(1160)에 의해 수집되고 결합 메카니즘(1106)을 통해 밖으로 방향이 바뀌고 여기서 분광계(1130)에 의해 분산되고 검출기(1140)에 의해 기록된다. 장치의 전체 광학 경로는 흡수된 종을 제거하고 VUV 광자의 투과를 허용하도록 작동하는 제어된 환경내에서 유지된다.

기기의 광학적인 면의 좀더 자세한 도해를 도 12에 나타내었다. 이 기기는 VUV와 두개의 추가적인 스펙트럼 영역의 참조된 넓은 밴드 반사 데이타를 수집하도록 배열된다. 작동시 이들 세개의 스펙트럼 영역으로부터의 빛은 병행하여 또는 순차적 방법으로 얻어질 수 있다. 순차적 양식으로 작동되는 경우, VUV로부터의 반사율 데이타가 우선 얻어지고 참조되고, 이후에 두번째로부터 반사율 데이타와 그리고 나서 세번째 영역이 수집되고 참조된다. 일단 모든 세개의 데이타 세트가 기록되면, 이들은 단일의 넓은 밴드 스펙트럼을 형성하도록 함께 병합된다. 병행 작업시, 모든 세개의 영역으로부터 반사율 데이타가 데이타 접합 전에 동시에 수집되고, 참조되고 그리고 기록된다.

기기는 두개의 환경적으로 제어된 챔버, 기기 챔버(1102) 및 샘플 챔버(1104)로 분리된다. 기기 챔버(1102)는 대부분의 시스템 광학기를 수용하고 정기적으로 대기에 노출되지 않는다. 샘플 챔버(1104)는 샘플과 샘플 및 참조 광학기를 수용하고, 샘플의 교환이 용이하도록 규칙적으로 열린다. 예를 들면, 기기 챔버(1102)는 거울 M-1, M-2, M-3, 그리고 M-4를 포함한다. 플립-인 거울 FM-1과 FM-3는 (각각 다른 스펙트럼 영역을 갖는) 어느 광원(1201, 1202 및 1203)이 사용되는지를 선택적으로 고르는데 이용된다. 플립-인 거울 FM-2와 FM-4는 분광계(1204, 1216, 및 1214) 중 하나를 선택하는데 사용된다(또한 선택된 스펙트럼 영역에 의존한다). 거울 M-6, M-7, M-8 및 M-9은 나타낸 바와 같이 광선빔을 지시하는 것을 돕는데 이용된다. 창문 W-1 및 W-2은 기기 챔버(1102)와 샘플 챔버(1104) 사이의 빛을 결합한다. 창문 W-3, W-4, W-5 그리고 W-6는 기기 챔버(1102)로 들어오고 나가는 빛을 결합한다. 빔 분할기(BS)와 셔터(S-1 및 S-2)는 나타낸 바와 같이 거울 M-2와 M-4의 도움으로, 빛을 샘플(1206) 또는 참조(1207)으로 선택적으로 향하도록 하는데 사용된다(참조는 한 구현예에서는 거울일 수 있다). 샘플 빔은 보정판(CP)을 통과한다. 보정판(CP)은 빔 분할기의 작동 특성상 참조 채널에서 이동하는 빛은 빔 분할기 기질을 3회 통과하는 동안, 샘플 채널에서 이동하는 빛은 빔 분할기 기질을 한번 통과하는 사실로부터 샘플과 참조경로 간에 발생할 수 있는 상 차이를 제거하기 위해 포함된다. 따라서, 보정판은 빔 분할기와 동일한 재료로 그리고 동일한 두께로 제조된다. 이것은 샘플 채널을 통해 이동하는 빛이 빔 분할기 기질 재료의 동일한 전체 두께를 통과하는 것을 보장한다.

연속 양식으로 작동될 때, VUV 데이타는 우선, VUV 광원으로부터 초점 거울 M-1에 의해 빛이 수집되고, 조준되고 그리고 빔 분할기 요소 BS를 향해 방향수정되도록 우선 두번째 스펙트럼 영역 플립-인 소스 거울 FM-1과 세번째 스펙트럼 영역 플립-인 소스 거울 FM-2를 "아웃" 위치로 전환하여 얻는다. 빔 분할기에 부딪치는 빛은 근-균형 마이켈슨 간섭계 배열(near-balanced Michelson interferometer arrangement)을 사용하여, 두개의 성분, 샘플 빔(1255)와 참조 빔(1265)으로 분할된다. 샘플 빔은 빔 분할기(BS)로부터 반사되어 보정판(CP), 샘플 셔터(S-1)와 샘플 창문(W-1)을 통해 샘플 챔버(1104)로 이동하고, 여기서 방향수정되어 초점 거울(M-2)을 거쳐 샘플(1206)로 초점이 맞춰진다. 참조 셔터(S-2)는 이 시간 동안 닫혀있다. 샘플 창문(W-1)는 높은 광학 처리량을 유지하기 위해 VUV 파장에 대해 충분히 투명한 재료로 만들어진다.

샘플에서 반사된 빛은 샘플 창문을 통해 샘플 거울 M-2에 의해 수집되고, 조준되고 방향수정되고, 여기서 빛은 샘플 셔터와 보정판을 통과한다. 그리고 나서 빛은 첫번째 스펙트럼 영역 플립-인 검출기 거울 FM-2와 ("아웃"위치로 스위치된) 두번째 스펙트럼 영역 플립-인 검출기 거울 FM-4에 의해 계속 방해받지 않고, 여기서 빛은 방향수정되고 초점 거울 M-3에 의해 VUV 분광기의 입구 슬릿에 초점이 맞춰진다. 이 지점에서, 샘플 빔으로부터의 빛은 VUV 분광기에 의해 분산되고 관련된 검출기에 의해 기록된다.

샘플 빔의 수집에 이어서, 참조 빔이 측정된다. 이것은 샘플 셔터(S-1)를 닫고 참조 셔터(S-2)를 열어서 수행된다. 이것은 참조빔이 빔 분할기(BS), 참조 셔터(S-2) 및 참조 창문(W-2)를 통해 샘플 챔버(1104)로 이동하게 하고, 여기서 빔은 방향수정되어 참조로서 역할을 하는 평면 참조 거울(1207) 위에 거울(M-4)에 의해 초점이 맞춰진다. 참조 창문은 또한 높은 광학 처리량을 유지하기 위해 VUV 파장에 대해 충분히 투면한 재료로 만들어진다.

평면 참조 거울(1207)의 표면으로부터 반사된 빛은 초점 참조 거울(M-4)을 향해 뒤로 이동하고, 여기서 빛은 수집되고, 조준되고 참조 창문(W-2)과 참조 셔터(S-2)를 통해 빔 분할기(BS)를 향해 방향수정된다. 그리고 나서 빛은 초점 거울(M-3)을 향해 빔 분할기에 의해 반사되고, 여기서 빛은 방향수정되고 VUV 분광기(1214)의 입구 슬릿으로 초점이 맞춰진다.

참조 빔(1265)의 경로 길이는 환경적으로 제어된 챔버 각각의 샘플 빔(1255)의 경로 길이와 대등하도록 특별히 고안된다. 기기의 제어된 환경의 품질은 도 1에 기재된 바와 같이 참조 암(arm)으로부터의 강도를 모니터링함에 의해 평가될 수 있다. 도 7을 참조로 하여 상기된 바와 같이, 시스템의 여러 광학 요소들에 노출되는 광학 방사의 양은 여러 광학 요소들에 존재할 수 있는 표면 오염물의 양에 영향을 줄 것이다. 그러므로, 참조 빔이 따르는 참조 경로와 샘플 빔이 따르는 샘플 경로의 추가의 균형 잡는 것을 돕기 위해, 각각의 경로에 노출되는 광학 방사량을 균형잡는 것이 바람직하다. 이 방법에서, 광학경로 길이와 요소의 균형잡음 이외에, 광학 요소와 관련된 오염물은 각각의 경로 사이에 상대적으로 균형잡힐 것이다. 또한, 여기에 기재된 광학 경로의 오염 상태를 결정하기 위한 기술은 각각의 경로 상태를 모니터링하기 위해 각각의 경로에 대해 분리되어 수행될 수 있다.

VUV 데이타 세트의 측정에 이어서, 두번째 스펙트럼 영역 데이타를 유사한 방법으로 얻는다. 두번째 영역 스펙트럼 데이타의 수집 동안, 두번째 스펙트럼 영역 광원 플립-인 거울(FM-1)과 두번째 스펙트럼 영역 검출기 플립-인 거울 (FM-2) 모두는 "인" 위치로 전환된다. 그 결과 VUV 광원(1201)로부터의 빛은 막히고 두번째 스펙트럼 영역 광원(1203)으로부터의 빛은 창문(W-3)을 통과하고, 이것은 수집 후, 초점 거울(M-6)에 의해 조준되고 방향조절된다. 유사하게, 두번째 스펙트럼 영역 검출기 플립-인 거울 (FM-2)을 "인" 위치로 전환하는 것은 샘플 빔(샘플 셔터가 열리고 참조 셔터는 닫힐 때)과 참조빔(참조 셔터는 열리고 샘플 셔터는 닫힐때)으로부터의 빛을 연결된 창문(W-6)을 통해 그리고 두번째 스펙트럼 영역 분광기(1216)의 입구 슬릿에 빛을 초점 거울 M-9로 방향을 돌리고, 여기서 빛은 분산되고 검출기에 의해 수집된다.

세번째 스펙트럼 영역으로부터의 데이타는 세번째 스펙트럼 영역 광원 플립-인 거울 FM-3과 세번째 스펙트럼 영역 검출기 플립-인 거울 FM-4를 "인"으로 뒤집고, 두번째 스펙트럼 영역 광원 플립-인 거울 FM-1과 두번째 스펙트럼 영역 검출기 플립-인 거울 FM-2를 "아웃"으로 뒤집는 유사한 방식으로 수집한다.

각각의 스펙트럼 영역에 대해 샘플과 참조 측정을 수행한 후, 프로세서(도시하지 않음)는 세개의 영역 각각에서 참조된 반사 스펙트럼을 산출하는데 사용될 수 있다. 최종적으로, 이들 개개의 반사 스펙트럼은 결합되어 세개의 스펙트럼 영역을 포함하는 단일의 반사 스펙트럼을 생성한다.

병렬 모드로 작업할 때, 소스와 검출기 플립-인 거울은 적합한 빔 분할기로 대체되어 모든 세개의 스펙트럼 영역으로부터의 데이타를 동시에 기록한다.

보충적인 광원이 도 12의 반사율계에 쉽게 추가될 수 있는 것과 같이, 특이 VUV 소스 역시 필요한 상황에서 시스템 및/또는 샘플 세척의 목적으로 일반적인 광 학 모듈에 병합될 수 있다. 예를 들면, 선택적으로, 보충적 VUV 광원이 시스템 및/또는 샘플 세척을 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 보충적 VUV 광원은 예비 VUV 광원보다 강도가 더 센 광원일 수 있다. 이와 같은 보충적 VUV 광원은 단일 파장 선원이거나 또는 예비 VUV 광원과 구별되는 다른 파장 특징을 가질 수 있다. 높은 강도의 광원의 사용은 세척 처리량을 개선할 수 있다. 보충적 VUV 광원의 사용과 관련된 하나의 구현예에서, 이와 같은 광원을, 광원으로부터의 빛이 플립-인 거울, 셔터 등(도시 안함)을 거쳐 거울 M-1을 향하도록 방향조절되도록 배열하는 것이 바람직하다. 이것은 거울 M-1의 세척을 허용한다. 이와 같은 배열에서, 보충적 광원은 동일한 측정을 위해 사용되는 예비 VUV 광원의 광학 경로의 전체가 아닌 대부분과 만나게 된다. 여기에 기재된 기술의 이점은, 비록 이와 같은 요소의 상당히 많은 것과 만나는 것이 바람직할 수 있지만, 예비 광원의 광학 경로의 모든 요소와 만나지 않고 얻을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 더우기, 보충적 VUV 광원이 이용된다면, 이와 같은 광원의 경로가 환경적으로 제어된 광학 경로에 함유되는 방법으로 이와 같은 광원이 시스템에 결합되는 것이 바람직하다는 것을 이해하여야 한다.

도 11과 도 12의 시스템은 단독 도구로서 또는 다른 공정 도구와 병합하여 사용될 수 있다. 하나의 구현예에서, 도 11과 12의 시스템은 공정 도구와 도량형 도구 샘플 챔버 사이의 샘플의 이동을 허용하는 몇몇 메카니즘을 갖는 공정 도구에 단순히 부착될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 샘플 챔버는 도량형 도구와 공정 도구가 더욱 밀접히 서로 결합되도록 공정 도구 내에 참여할 수 있다. 예를 들면, 기 기/광학 챔버는 창문, 게이트 밸브 또는 다른 결합 메카니즘의 사용을 통해 공정 도구를 형성하는 샘플 챔버와 연결될 수 있다. 이 방법으로, 샘플은 공정 도구의 환경을 떠나지 않아도 되고, 오히려 샘플은 공정 챔버, 운송 영역 또는 공정 도구 내의 다른 영역과 같은 공정 도구의 영역 내에 함유될 수 있다.

증거로서, 도 11과 12에 나타낸 시스템은 도 1에 간략히 나타낸 환경 모니터링 방법, 도 7에 간략히 나타낸 시스템 오염물 모니터링 방법 및 도 9에 나타낸 오염된 샘플 측정 방법을 용이하게 하는 예시적인 성분들을 함유한다. 일반적으로, 모든 세개의 효과(즉, 기기 부피 내의 흡수 종의 축적, 기기 내의 광학 표면의 오염 및 샘플 오염)는 VUV의 광학 데이타에 상당히 영향을 미칠 수 있고, 따라서 이 스펙트럼 영역에서 작동하는 기기로부터 최적의 시스템 성능을 얻기 위해 세개의 방법들을 모두 동시에 적용하는 것이 바람직하다. 도 13에 나타낸 작동 흐름도(1300)는 이것이 수행되는 방법의 예를 제공한다.

우선, 기기의 부피는 단계(1305)에서 예정된 압력으로 소개된다. 그리고 나서, 기기는 예정된 측정 압력(1310)까지 비-흡수 기체로 후면주입된다. 일단 측정 압력이 얻어지면, 시스템은 단계 (1315)에 나타낸 바와 같이 도 7에 개략적으로 나타낸 시스템 오염 모니터링 방법을 사용하여 측정을 위해 준비된다. 그러므로, 단계(115)에서, 도 7의 여러 시스템 오염 단계(710~760)가 수행된다. 일단 시스템의 상태가 단계(1315)에서 안정하고 "깨끗한" 것으로 여겨지면, 참조 샘플로부터의 강도 스펙트럼은 시간 t₁에 대한 단계(1320)에서 즉시 얻어진다. 흡수종의 농도는 알 맞은 시점에서 가장 낮은 얻을 수 있는 수준일 것으로 예상된다. 이 시점에 얻어진 강도 스펙트럼은 도 1의 단계(130)에 상응하는 환경 모니터링 공정의 일부로서 유용할 것이다. 그리고 나서 시험 샘플에 대한 측정이 도 9의 단계(910~970)에 개략적으로 나타낸 오염된 샘플 측정법을 이용하여 단계(1325)에서 예정된 기간동안 수행될 것이다.

일단 예정된 측정 시간이 경과하면, 제어된 환경의 상태는 도 7에 개략적으로 나타낸 시스템 오염 모니터링 방법을 이용하여 측정을 위한 시스템을 준비함으로써 단계(1330)에서 다시 평가된다. 시스템 오염 모니터링과 세척 단계의 수행은 여러 광학 표면을 단계(1315)와 유사한 상태로 놓는다. 이것은 단계(1320)에서 기록된 첫번째 강도 스펙트럼에 대한 시스템 조건에 더 정확히 일치되는 조건하에서 환경 모니터링 단계의 완성을 허용한다. 그러므로, 단계 (1330) 이후, 참조 샘플로부터의 강도 스펙트럼은 단계 (1335)에 나타낸 바와 같이 시간 t₂에서 다시 기록된다. 참조 샘플로부터의 두 강도 스펙트럼(시간 t₁ 및 시간 t₂)의 비가 산출되고 단계(1340) 및 단계(1345)에서 분석되어 흡수종 N1과 N2 등의 농도를 결정한다. 단계 (1350)에서, 결정된 농도는 그리고 나서 역가와 비교하여 기기의 환경이 추가의 측정을 수행하기에 적합한가 여부를 결정한다. 환경이 적합하다고 여겨지면 (즉, 측정된 농도가 역가 미만이면), 일단 추가의 측정이 수행되고, 시스템은 다시 단계 (1355)에 표시된 바와 같이 도 7의 과정을 거쳐 측정을 위해 준비된다. 반대로, 단계(1360)에 의해 표시되는 바와 같이, 환경이 추가의 측정을 수행하기에 부적합하 다고 발견되면, 환경은 단계 (1305)로 되돌려 도 13의 과정을 다시 시작함으로써 재생될 것이다. 그러므로, 단계(1335 ~ 1360)는 도 1의 환경 모니터링 단계(150 ~ 195)에 상응한다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 도 1의 환경 모니터링과 재생, 도 7의 시스템 오염 모니터링과 세척 및 도 9의 샘플 세척의 여러 개념들은 광학 계측 도구를 제어하는데 사용하기 위해 모두 함께 병합될 수 있다. 여러가지 기술의 순서는 변할 수 있고 도 13은 단지 여러 개념을 결합한 하나의 방법을 설명한다. 예를 들면, 상기 개념들은 도 13의 기술에 나타낸 바와 같이 단계들을 함께 결합하는 것이라기 보다 연속적으로 수행하는 것이다. 더우기 필요한 개념이 모두 함께 사용되어야 하는 것은 아니다. 예를 들면, 예시적인 구현예에서 오직 하나 또는 두개의 개념만이 사용될 수 있다.

오염 효과(환경적 및 표면/샘플 모두)가 VUV 광학 계측기기의 성능을 떨어뜨리는 정도는 도구 디자인, 작업 방법, 측정 빈도, 샘플 장전방법, 및 샘플 특성화를 포함하여 다양한 범위의 인자에 의존하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 그 결과, 도 13에 개략적으로 나타낸 작업 공정은 최적 기기 성능이 유지되는 것을 보장하기 위해 사례별로 변형될 수 있다는 것이 예상된다.

본 발명의 추가의 변형 및 선택적인 구현예는 본 설명의 관점에서 본 분야의 당업자에게 이해될 것이다. 따라서, 이 설명은 오직 예시로서 해석되며 당업자에게 본 발명의 수행방법을 설명하기 위한 것이다. 여기에 나타내고 기재된 본 발명의 형태는 바람직한 구현예로서 취해질 수 있다. 동등한 요소가 여기에 설명되고 기재 된 것들을 대체할 수 있고 본 발명의 어느 특징은, 본 발명의 설명의 이점에 따라 본 발명의 당업자에게 이해되는 바와 같이, 다른 특징의 사용과 별개로 이용될 수 있다.

Claims

광학 계측 도구 내의 대기를 제어하는 방법으로, 상기 방법은

최소한 제1의 환경적으로 제어된 챔버와 제2의 환경적으로 제어된 챔버를 제공하고, 상기 제1 및 제2의 환경적으로 제어된 챔버는 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광 빔이 통과되도록 배열되고;

상기 제1 및 제2 환경적으로 제어된 챔버 중 최소한 하나에서 광학 흡수종의 농도를 진공 소개 기술을 이용하여 낮추고, 여기서 제1 및 제2 환경적으로 제어된 챔버 중 최소한 하나는 제어된 대기 챔버이고;

상기 제어된 대기 챔버 내의 압력을 상기 진공 소개 압력 수준 이상으로 증가시킴에 의해 광학 성능이 개선되도록 상기 제어된 대기 챔버에 비-흡수 기체를 후면주입하고; 그리고

상기 제어된 대기 챔버가 후면주입 상태일 때 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔을 투과시키는 것을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 성능은 광학 투과를 증가시킴에 의해 개선되는 것인 방법.
제2항에 있어서, 상기 광학 투과는 흡수된 종들이 광학 도구의 표면으로부터 가스제거되는 것(outgassing)을 억제시킴에 의해 증가되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 성능은 오염물 이동을 감소시킴에 의해 개선되는 것인 방법.
제4항에 있어서, 오염물 이동을 감소시키는 것은 광학 표면에 부착된 오염물로 인한 광학 표면의 반사 특성의 열화를 제한하는 것인 방법.
제4항에 있어서, 상기 광학 성능은 또한 광학 투과를 증가시킴에 의해 개선되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 챔버는 샘플 챔버이고 제2 챔버는 광학 챔버이고, 광학 흡수종의 농도를 낮추고 후면주입하는 것은 샘플 챔버에서 행해지는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 계측 도구는 단독 광학 계측 도구인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 챔버는 샘플 챔버이고 제2 챔버는 광학 챔버이고, 광학 흡수종의 농도를 감소시키는 것과 후면주입은 광학 챔버에서 행해지는 것인 방법.
제9항에 있어서, 상기 샘플 챔버는 처리 도구 내에 병합되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 챔버는 샘플 챔버이고 제2 챔버는 광학 챔버이고, 광학 흡수종의 농도를 감소시키는 것과 후면 주입은 광학 챔버와 샘플 챔버 둘 다에서 행해지는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 흡수종들은 수분 또는 산소인 방법.
제1항에 있어서, 상기 진공 소개 압력 수준은 1×lO^-5 Torr 미만인 방법.
제1항에 있어서, 상기 낮추는 단계 동안 광학 흡수종에 에너지를 공급하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 에너지는 기계적, 열적 또는 방사적 방법을 통해 적용되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 후면 주입은 제어된 대기 챔버 내의 압력을 300-700 Torr의 범위로 증가시키는 것인 방법.
제1항에 있어서, 추가로 후면 주입 단계 후에 제어된 대기 챔버에 세척 가스를 제공하는 단계를 연속적으로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 추가로 상기 제어된 대기 챔버에 미량 수준의 기체를 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 미량 수준의 기체는 표면 세척 공정을 촉진하는 것인 방법.
광학 계측 도구 내의 대기를 제어하는 방법으로,

최소한 환경적으로 제어된 샘플 챔버와 환경적으로 제어된 광학 챔버를 제공하고, 상기 샘플 챔버와 광학 챔버는 각각 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광 빔이 통과하도록 배열되고;

상기 샘플 챔버와 광학 챔버 중 최소한 하나에서 수분 또는 산소의 농도를 진공 소개 기술을 이용하여 주변 상태로부터 감소시키고, 상기 감소가 일어나는 샘플 챔버와 광학 챔버 중 최소한 하나는 제어된 대기 챔버이고;

상기 제어된 대기 챔버 내의 압력을 진공 소개 압력 수준 이상으로 증가시킴에 의해 오염물 이동이 감소되도록 상기 제어된 대기 챔버에 VUV 비-흡수 기체를 후면주입하고; 그리고

상기 제어된 대기 챔버가 후면주입 상태일 때 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔을 투과시키는 것을 포함하는 방법.
제20항에 있어서, 오염물 이동을 감소시키는 것은 광학 표면에 부착된 오염물로 인한 광학 표면의 반사 특성의 열화를 제한하는 것인 방법.
제20항에 있어서, 수분 또는 산소의 농도를 감소시키는 것과 후면 주입은 샘플 챔버에서 행해지는 것인 방법.
제21항에 있어서, 상기 광학 계측 도구는 단독 광학 계측 도구인 방법.
제21항에 있어서, 수분 또는 산소의 농도를 감소시키는 것과 후면 주입은 광학 샘플에서 수행되는 것인 방법.
제24항에 있어서, 상기 샘플 챔버는 처리 도구 내에 병합되는 것인 방법.
제21항에 있어서, 수분 또는 산소의 농도를 감소시키는 것과 후면 주입은 광학 챔버와 샘플 챔버 둘 다에서 수행되는 것인 방법.
제20항에 있어서, 추가로 후면 주입 단계 후에 제어된 대기 챔버에 세척 기체를 제공하는 것을 연속적으로 포함하는 것인 방법.
제21항에 있어서, 추가로 상기 제어된 대기 챔버에 미량 수준의 기체를 첨가하는 것을 포함하는 것인 방법.
제21항에 있어서, 상기 미량 수준의 기체는 표면 세척 공정을 촉진하는 것인 방법.
광학 계측 도구 내의 대기를 제어하는 방법으로,

최소한 환경적으로 제어된 샘플 챔버와 환경적으로 제어된 광학 챔버를 제공하고, 상기 샘플 챔버와 광학 챔버는 각각 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔이 통과하도록 배열되고;

샘플 빔 광학 경로와 참조 빔 광학 경로를 제공하고, 상기 샘플 빔 광학 경로와 참조 빔 광학 경로의 광학 경로 길이는 대등하고;

하나 이상의 샘플 챔버와 광학 챔버에서 수분 또는 산소의 농도를 진공 소개 기술을 사용함에 의해 주변 상태로부터 감소시키고, 여기서 상기 감소가 일어나는 샘플 챔버와 광학 챔버 중 최소한 하나는 제어된 대기 챔버이고;

상기 제어된 대기 챔버 내의 압력을 진공 소개 압력 수준 이상으로 증가시킴에 의해 광학 성능이 개선되도록 상기 제어된 대기 챔버에 VUV 비-흡수 기체를 후면주입하고; 그리고

상기 제어된 대기 챔버가 후면주입 상태일 때 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔을 투과하는 것을 포함하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 광학 성능은 광학 투과를 증가시킴에 의해 개선되는 것인 방법.
제31항에 있어서, 상기 광학 투과는 흡수된 종들이 광학 도구의 표면으로부터 가스제거되는 것을 억제시킴에 의해 증가되는 것인 방법.
제30항에 있어서, 상기 광학 성능은 오염물 이동을 감소시킴에 의해 개선되는 것인 방법.
제33항에 있어서, 오염물 이동을 감소시키는 것은 광학 표면에 부착된 오염물로 인한 광학 표면의 반사 특징의 열화를 제한하는 것인 방법.
제33항에 있어서, 상기 광학 성능은 또한 광학 투과를 증가시킴에 의해 개선되는 것인 방법.
광학 계측 도구 내의 환경 오염 상태를 결정하는 방법으로:

처음에 참조 샘플로부터 첫번째 강도 측정을 얻고;

두번째에 참조 샘플로부터 두번째 강도 측정을 얻고;

첫번째와 두번째 강도 측정을 분석하고;

첫번째와 두번째 강도 측정의 분석으로부터, 첫번째 강도와 두번째 강도 사이의 변화를 기준으로 광학 계측 도구의 환경 오염 상태가 더욱 사용하기에 적합한가를 결정하는 것을 포함하는 것인 방법.
제36항에 있어서, 첫번째와 두번째 강도 측정은 최소한 부분적으로 DUV 파장 미만의 파장을 포함하는 강도 스펙트럼을 포함하는 것인 방법.
제36항에 있어서, 첫번째 강도 측정을 얻기 전에 광학 계측 도구의 최소한 하나의 환경적으로 제어된 챔버의 첫번째 소개 및 후면주입 작업을 수행하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제36항에 있어서, 광학 계측 도구의 환경 오염 상태가 추가 사용에 적합하지 않다고 결정되면, 광학 계측 도구의 환경을 적합시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 상기 환경을 적합시키는환경을 적합시키는 도구의 환경적으로 제어된 최소한 하나의 챔버의 소개 및 후면주입 작업을 수행하는 것을 포함하는 방법.
제40항에 있어서, 상기 소개와 후면 주입 작업은:

첫번째 환경적으로 제어된 챔버를 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔이 통과되도록 배열하고;

첫번째 환경적으로 제어된 챔버 내의 광학 흡수종의 농도를 진공 소개 기술을 이용하여 낮추고;

상기 첫번째 환경적으로 제어된 챔버 내의 압력을 진공 소개 압력 수준 이상으로 증가시킴에 의해 광학 성능이 개선되도록 상기 첫번째 환경적으로 제어된 챔버에 비-흡수 기체를 후면주입하고; 그리고

상기 첫번째 환경적으로 제어된 챔버가 후면주입 상태일 때 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 광빔을 투과시키는 것을 포함하는 방법.
제40항에 있어서, 첫번째 강도 측정을 얻기 전에 광학 계측 도구의 최소한 하나의 환경적으로 제어된 챔버의 초기 소개 및 후면주입 작업을 수행하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제36항에 있어서, 상기 흡수종의 농도는 최소한 2회 측정되는 것인 방법.
제 36항에 있어서, 첫번째 강도 측정과 두번째 강도 측정 사이의 변화는 상기 첫번째와 두번째 강도 측정의 비를 산출함에 의해 분석되는 것인 방법.
제44항에 있어서, 상기 측정된 흡수종의 농도는 첫번째와 두번째에서 측정되는 것인 방법.
제45항에 있어서, 상기 환경에 대한 결정은 흡수종에 관한 역가에 대해 두번째로 흡수종의 측정된 농도를 비교하는 것을 기준으로 하는 것인 방법.
제36항에 있어서, 첫번째 강도 스펙츠럼 측정과 두번째 강도 스펙트럼 측정을 얻기 위해 이용된 다수의 광학 성분은 또한 광학 계측 도구로 샘플 측정을 수행하는데 사용되는 것인 방법.
제36항에 있어서, 첫번째 강도 스펙트럼 측정과 두번째 강도 스펙트럼 측정을 얻기 위해 사용된 최소한 다수의 광학 성분들은 성분들을 모니터링하는데 전념하는 것인 방법.
제36항에 있어서, 상기 광학 계측 도구는 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로를 포함하는 것인 방법.
제49항에 있어서, 상기 참조 광학 경로는 광학적으로 샘플 광학 경로와 대등한 것인 방법.
최소한 DUV 파장 미만의 파장을 포함하는 파장에서 작동하는 광학 계측 도구에서 환경 오염 상태를 결정하는 방법으로, 상기 방법은

처음에 참조 샘플로부터 첫번째 강도 스펙트럼 측정을 얻고, 상기 첫번째 강도 스펙트럼 측정은 적어도 다수의 DUV 파장 미만의 파장을 포함하고;

두번째에 참조 샘플로부터 두번째 강도 측정을 얻고, 상기 첫번째 강도 스펙트럼 측정은 적어도 다수의 DUV 파장 미만의 파장을 포함하고;

첫번째와 두번째 강도 측정을 분석하고;

첫번째와 두번째 강도 측정의 분석으로부터, 첫번째 강도와 두번째 강도 사이의 변화를 기준으로 광학 계측 도구의 환경 오염 상태가 더욱 사용하기에 적합한가를 결정하는 것을 포함하는 방법.
제51항에 있어서, 첫번째 강도 스펙트럼 측정과 두번째 강도 스펙트럼 측정을 얻기 위해 사용된 다수의 광학 성분들은 또한 광학 계측 도구로 샘플을 측정하는데 사용되는 것인 방법.
제51항에 있어서, 첫번째 강도 스펙트럼 측정과 두번째 강도 스펙트럼 측정 을 얻기 위해 사용된 최소한 다수의 광학 성분들은 성분들을 모니터링하는데 전념하는 것인 방법.
제51항에 있어서, 상기 광학 계측 도구는 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로를 포함하는 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 참조 광학 경로는 샘플 광학 경로와 광학적으로 대등한 것인 방법.
제51항에 있어서, 첫번째 강도 측정을 얻기 전에 광학 계측 도구의 최소한 하나의 환경적으로 제어된 챔버의 첫번째 소개 및 후면주입 작업을 수행하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제56항에 있어서, 광학 계측 도구의 환경적으로 오염된 상태가 추가의 사용에 부적합하다고 결정되면, 광학 계측 도구의 환경을 적합시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
제57항에 있어서, 환경을 적합시키는 것은 광학 계측 도구의 최소한 하나의 환경적으로 제어된 챔버의 두번째 소개 및 후면주입 작업을 수행하는 것을 포함하는 방법.
제51항에 있어서, 광학 계측 도구의 환경적으로 오염된 상태가 추가의 사용에 부적합하다고 결정되면, 광학 계측 도구의 환경을 적합시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
제59항에 있어서, 환경을 적합시키는 것은 광학 계측 도구의 최소한 하나의 환경적으로 제어된 챔버의 소개 및 후면주입 작업을 수행하는 것을 포함하는 것인 방법.
제60항에 있어서, 후면 주입 작업은 미량 수준의 기체를 환경적으로 제어된 챔버에 첨가하는 것을 포함하는 것인 방법.
제61항에 있어서, 상기 미량 수준의 기체는 표면 세척 공정을 촉진하는 것인 방법.
제18항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제19항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제28항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제29항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제61항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제62항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
광학 계측 도구내의 광학 요소들에 대한 표면 오염물 수준을 모니터링하는 방법으로,

다수의 강도 측정을 수행하고;

상기 다수의 측정 중 최소한 두개의 강도 측정을 분석하고;

상기 다수의 측정 중 최소한 두개의 강도 측정을 비교하여 표면 오염물 수준의 안정성을 결정하는 것을 포함하는 것인 방법.
제69항에 있어서, 상기 표면 오염물 수준의 상태는 상기 비교가 원하는 범위 이내이면 안정하다고 결정되는 것인 방법.
제69항에 있어서, 상기 표면 오염물 수준의 상태는 상기 비교가 원하는 범위 이내가 아니면 불안정하다고 결정되는 것인 방법.
제71항에 있어서, 표면 오염물 수준의 상태가 불안정하다고 결정된 후, 최소한 약간의 광학 요소의 표면을 세척하는 세척 작업을 수행하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
제72항에 있어서, 상기 세척 작업은 광학 표면을 방사선에 노출시키는 것을 포함하는 것인 방법.
제73항에 있어서, 상기 광학 방사에 대한 노출은 기체의 존재하에 일어나는 것인 방법.
제74항에 있어서, 상기 기체는 대기압 보다 낮은 압력 환경으로 존재하는 것인 방법.
제74항에 있어서, 상기 기체는 세척 작업을 가속하는 것인 방법.
제73항에 있어서, 상기 방사선은 극자외선(DUV) 파장 보다 짧은 파장을 갖는 빛을 최소한 일부 포함하는 것인 방법.
제69항에 있어서, 상기 광학 계측 도구는 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로를 포함하는 것인 방법.
제78항에 있어서, 상기 강도 측정은 참조 광학 경로를 이용하여 수행되는 것인 방법.
제78항에 있어서, 상기 강도 측정은 샘플 광학 경로를 이용하여 수행되는 것인 방법.
제78항에 있어서, 상기 참조 광학 경로는 샘플 광학 경로와 광학적으로 대등한 것인 방법.
제81항에 있어서, 상기 방사선 노출량은 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로 사이에 균형맞춰지는 것인 방법.
제69항에 있어서, 광학 계측 도구의 최소한 하나의 환경적으로 제어된 챔버의 첫번째 소개 및 후면주입 작업이 추가로 수행되는 것을 포함하는 방법.
제83항에 있어서, 광학 계측 도구의 환경적 오염 상태가 추가 사용에 적합하지 않다고 결정되면, 광학 계측 도구의 환경을 적합시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
제84항에 있어서, 상기 환경을 적합시키는 것은 상기 광학 계측 기기의 최소한 하나의 환경적으로 제어된 챔버의 두번째 소개 및 후면주입 작업을 수행하는 것을 포함하는 방법.
극자외선(DUV) 파장 보다 짧은 파장을 최소한 일부 사용하는 광학 계측 도구내의 광학 요소 상의 표면 오염물 수준을 모니터링하는 방법으로, 상기 방법은

참조 광학 경로와 샘플 광학 경로를 제공하고, 상기 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로는 광학적으로 균형맞춰지고;

DUV 파장 보다 짧은 파장을 최소한 일부 사용하는 다수의 강도 측정을 수행하고;

상기 다수의 측정 중 최소한 두개의 강도 측정을 분석하고;

상기 다수의 측정 중 최소한 두개의 강도 측정의 분석을 최소한 부분적으로기준으로하여 표면 오염물 수준의 안정성을 결정하는 것을 포함하고,

여기서 상기 강도 측정은 참조 광학 경로 또는 샘플 광학 경로 중 최소한 하나를 이용하여 수행되는 것인 방법.
제86항에 있어서, 상기 강도 측정은 참조 광학 경로를 이용하여 수행되는 것인 방법.
제86항에 있어서, 상기 강도 측정은 샘플 광학 경로를 이용하여 수행되는 것 인 방법.
제86항에 있어서, 상기 참조 광학 경로와 샘플광학 경로 둘다의 표면 오염 수준의 안정성이 측정되는 것인 방법.
제89항에 있어서, 유사한 방사 노출량이 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로 둘다에 제공되는 것인 방법.
제86항에 있어서, 유사한 방사 노출량이 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로 둘다에 제공되는 것인 방법.
제86항에 있어서, 상기 다수의 측정 중 최소한 두개의 강도 측정의 분석은 상기 다수의 측정 중 상기 최소한 두개의 비교를 수행하는 것을 포함하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 표면 오염 수준의 상태는, 상기 비교가 원하는 범위 이내이면 안정하다고 결정되는 것인 방법.
제92항에 있어서, 상기 표면 오염 수준의 상태는, 상기 비교가 원하는 범위 이내가 아니면 불안정하다고 결정되는 것인 방법.
제92항에 있어서, 상기 비교는 상기 다수의 측정 중 상기 최소한 두개 사이의 변화를 확인하는 것인 방법.
제92항에 있어서, 표면 오염 수준의 상태가 불안정하다고 결정된 후, 광학 요소의 최소한 일부의 표면을 세척하기 위한 세척 공정을 수행하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
제96항에 있어서, 상기 세척 공정은 광학 표면을 방사선에 노출시키는 것을 포함하는 것인 방법.
제97항에 있어서, 상기 광학 방사에 대한 노출은 기체의 존재하에 일어나는 것인 방법.
제98항에 있어서, 상기 기체는 대기압보다 낮은 압력 환경으로 존재하는 것인 방법.
제98항에 있어서, 상기 기체는 세척 작업을 가속하는 것인 방법.
광학 계측 도구 내의 광학 요소 상의 표면 오염을 세척하는 방법으로, 상기방법은:

다수의 강도 측정을 수행하고, 여기서 강도 측정은 표면 오염물을 제거하기에 적합한 조건하에서 광학 요소들을 방사선에 노출시키고;

상기 다수의 측정 중 최소한 두개의 측정된 강도를 분석하고;

측정된 강도의 분석을 기준으로 광학 요소의 표면 세척이 바람직한가를 결정하는 것을 포함하고;

여기서 표면 세척이 바람직하다고 결정되면, 표면 세척은 광학 요소들을 추가의 방사선에 노출시킴으로써 수행되는 것인 방법.
제101항에 있어서, 표면 오염물의 상태는, 상기 다수의 측정 중 최소한 두개 사이의 강도 변화가 원하는 범위 이내이면, 허용가능하다고 결정되는 것인 방법.
제101항에 있어서, 상기 다수의 측정 중 최소한 두개의 강도 비교가 원하는 범위에 속하지 않는다면, 표면 오염 수준의 표면 세척이 바람직하다고 결정되는 것인 방법.
제101항에 있어서, 상기 방사선은 최소한 DUV 파장을 포함하는 파장을 포함하는 것인 방법.
제104항에 있어서, 표면 세척을 수행하기 위해 사용되는 최소한 다수의 광학 성분들은 또한 광학 계측 샘플 측정을 수행하는데 사용되는 것인 방법.
제105항에 있어서, 광학 계측 샘플 측정을 수행하기 위한 광원은 또한 광학 요소를 세척하는데 사용되는 방사용 광원으로서 사용되는 것인 방법.
제104항에 있어서, 상기 광학 계측 도구는 참조 광학 경로와 샘플 광학 경로를 포함하는 것인 방법.
제107항에 있어서, 참조 광학 경로는 샘플 광학 경로와 광학적으로 대등한 것인 방법.
제101항에 있어서, 추가적 방사에 대한 노출은 기체의 존재하에 일어나는 것인 방법.
제109항에 있어서, 상기 기체는 대기압 보다 낮은 압력 환경으로 존재하는 것인 방법.
제109항에 있어서, 상기 기체는 세척 작업을 가속하는 것인 방법.
제74항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제75항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제76항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제98항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제99항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제100항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제109항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제110항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
제111항에 있어서, 상기 기체는 산소를 포함하는 것인 방법.
광학 계측 도구의 사용을 통해 광학 데이타가 얻어질 것이 요구되는 샘플의 세척방법으로,

샘플의 불연속적인 위치에서 오염을 세척하기 위해 광빔을 샘플의 불연속적인 위치로 향하게 하고; 그리고

불연속적인 위치에서 샘플의 특성을 측정하는 것을 포함하고,

여기서 동일한 불연속적인 위치의 측정과 세척은, 세척과 측정 단계 사이의 배열 오류를 최소화하도록 세척과 측정을 수행하는 광학 계측 도구의 광학 모듈의 최소한 공통 부분을 이용하여 달성되는 것인 방법.
제121항에 있어서, 별개의 광원들이 세척 광원과 측정 광원으로서 사용되는 방법.
제122항에 있어서, 세척 광원과 측정 광원 중 최소한 하나는 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 빛을 포함하는 것인 방법.
제121항에 있어서, 공통 광원이 세척 광원과 측정 광원 둘 다로서 사용되는 방법.
제124항에 있어서, 세척 광원은 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 빛을 포함하는 것인 방법.
제121항에 있어서, 광학 계측 도구는 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 빛을 최소한 부분적으로 이용하는 반사율계인 방법.
제121항에 있어서, 불연속 위치에서 광빔을 향하도록 하기 전에 전체 샘플 예비-세척 작업을 수행하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
제127항에 있어서, 상기 예비-세척 작업은 샘플을 빛에 노출시키는 것을 포함하는 것인 방법.
제121항에 있어서, 상기 샘플은 보정 기준인 방법.
제129항에 있어서, 상기 광학 계측 도구는 DUV 파장 미만의 파장을 갖는 빛을 최소한 부분적으로 이용하는 반사율계인 방법.
제121항에 있어서, 상기 샘플은 광학 계측 도구의 환경적으로 제어된 챔버내에 있고, 상기 환경적으로 제어된 챔버는 진공 소개 기술로 처리되는 것인 방법.
광학 계측 도구의 사용을 통해 광학 데이타가 얻어질 것이 요구되는 샘플의 세척 방법으로, 상기 방법은:

샘플의 불연속적인 위치에서 오염을 세척하기 위해 광빔을 샘플의 불연속적인 위치로 향하게 하고, 여기서 상기 광빔은 DUV 파장 미만의 파장을 최소한 부분적으로 포함하는 파장을 갖고; 그리고

불연속적인 위치에서 샘플의 특성을 측정하고, 상기 특성은 최소한 부분적으 로 DUV 파장 미만의 파장과 관련된 정보를 이용하여 얻어지는 것을 포함하고,

여기서 동일한 불연속 위치의 측정과 세척은, 세척과 측정 단계 사이의 배열 오류를 최소화하도록 세척과 측정을 수행하는 광학 계측 도구의 광학 모듈의 최소한 공통 부분을 이용하여 달성되는 것인 방법.
제132항에 있어서, 상기 샘플은 광학 계측 도구의 환경적으로 제어된 챔버 내에 있고, 상기 환경적으로 제어된 챔버는 진공 소개 기술로 처리되는 것인 방법.
제133항에 있어서, 별개의 광원들이 세척 광원과 측정 광원으로 사용되는 방법.
제133항에 있어서, 공통 광원이 세척 광원과 측정 광원 둘 다로서 사용되는 방법.
제133항에 있어서, 상기 방법은 추가로:

불연속적인 위치로부터 첫번째 광학 데이타를 수집하고 그리고 나서 연속적으로 샘플의 불연속적인 위치에서 오염을 세척하기 위해 광빔을 샘플의 불연속적인 위치로 향하게 하고;

불연속적인 위치를 세척한 후, 불연속적인 위치로부터 두번째 광학 데이타를 수집하고; 그리고

첫번째 광학 데이타와 두번째 광학 데이타를 사용하여 최소한 부분적으로 샘플상의 오염물 층의 최소한 하나의 특성을 측정하는 것을 포함하는 방법.
제136항에 있어서, 두번째 광학 데이타를 분석함에 의해 샘플의 하나 이상의 특성을 결정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제137항에 있어서, 샘플의 다중 위치에서 샘플의 하나 이상의 특성을 결정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제136항에 있어서, 상기 방법은 추가로:

세번째 광학 데이타를 수집하고, 상기 세번째 광학 데이타는 샘플의 두번째 위치로부터 수집되고, 상기 샘플의 두번째 위치는 샘플의 불연속적인 위치를 향한 광빔을 겪지 않고; 그리고

두번째 위치에서 샘플의 특성을 측정하기 위해 세번째 광학 데이타를 분석하는데 오염물 층의 측정된 특성을 이용하는 것을 포함하는 것인 방법.
광학 계측 도구의 사용을 통해 샘플로부터 광학 데이타를 얻는 방법으로,

샘플의 첫번째 위치로부터 첫번째 광학 데이타를 수집하고;

첫번째 광학 데이타를 수집한 후 샘플의 첫번째 위치를 광 조사에 노출시킴으로써 세척하고;

샘플의 첫번째 위치를 세척한 후 샘플의 첫번째 위치로부터 두번째 광학 데이타를 수집하고; 그리고

첫번째 광학 데이타와 두번째 광학 데이타를 사용하여 최소한 부분적으로 샘플 상의 오염물 층의 최소한 하나의 특성을 측정하는 것을 포함하는 방법.
제140항에 있어서, 두번째 광학 데이타를 분석함에 의해 샘플의 최소한 하나의 특성을 결정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제141항에 있어서, 샘플의 다중 위치에서 샘플의 최소한 하나의 특성을 측정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제142항에 있어서, 상기 특성은 다중 위치 모두가 광 방사에 노출됨에 의해 세척되어질 것을 요구함 없이 샘플의 다중 위치에서 측정되는 것인 방법.
제140항에 있어서, 상기 방법은 추가로:

세번째 광학 데이타를 수집하고, 상기 세번째 광학 데이타는 샘플의 두번째 위치에서 수집되고, 샘플의 두번째 위치는 샘플의 불연속적인 위치를 향한 광빔을 겪지 않고; 그리고

두번째 위치에서 샘플의 특성을 측정하기 위해 세번째 광학 데이타를 분석하는데 오염물 층의 측정된 특성을 이용하는 것을 포함하는 방법.
제144항에 있어서, 상기 광 방사는 DUV 파장 미만의 파장을 최소한 부분적으로 포함하는 것인 방법.
제140항에 있어서, 샘플 상의 오염층의 최소한 하나의 특성을 결정하는 것은 세척 반응 프로파일을 이용하는 것을 포함하는 것인 방법.
광학 계측 도구의 사용을 통해 샘플로부터 광학 데이타를 얻는 방법으로,

샘플로부터 첫번째 광학 데이타를 수집하고;

상기 첫번째 광학 데이타를 수집한 후 최소한 일부의 샘플을 광 방사에 노출시킴으로써 샘플의 특성을 변화시키고;

샘플의 특성을 변화시킨 후 샘플로부터 두번째 광학 데이타를 수집하고; 그리고

첫번째 광학 데이타와 두번째 광학 데이타를 사용하여 최소한 부분적으로 샘플의 최소한 하나의 특징을 측정하는 것을 포함하는 방법.
제147항에 있어서, 상기 샘플의 특성을 변화시키는 것은 오염층을 최소한 일부를 제거하는 것을 포함하는 것인 방법.
제148항에 있어서, 상기 광 방사는 DUV 파장 미만의 파장을 최소한 부분적으 로 포함하는 것인 방법.
제147항에 있어서, 샘플의 특성을 변화시키는 것은 상기 층의 최소한 일부가 샘플에 남아있는 층의 물리적 특성을 변화시키는 것을 포함하는 방법.
제150항에 있어서, 상기 특징은 첫번째 광학 데이타와 두번째 광학 데이타 사이의 변화에 의해 최소한 부분적으로 측정되는 것인 방법.
제151항에 있어서, 상기 특징은 미리 결정된 광학 반응 프로파일을 사용하여 측정되는 것인 방법.
제151항에 있어서, 추가로 수집된 광학 데이타는 상기 샘플의 하나 이상의 특징을 결정하기 위한 첫번째 광학 데이타와 두번째 광학 데이타의 비교에 사용되는 것인 방법.
제151항에 있어서, 상기 변화된 특성은 변화된 결합 특성을 포함하는 것인 방법.
제151항에 있어서, 상기 변화된 특성은 최소한 부분적으로 샘플 내의 종의 이동으로부터 기인하는 것인 방법.
제151항에 있어서, 상기 광 방사는 DUV 파장 미만의 파장을 최소한 부분적으로 포함하는 것인 방법.
제150항에 있어서, 상기 광 방사는 DUV 파장 미만의 파장을 최소한 부분적으로 포함하는 것인 방법.
제157항에 있어서, 상기 특징은 첫번째 광학 데이타와 두번째 광학 데이타 사이의 변화에 의해 최소한 부분적으로 결정되는 것인 방법.
제157항에 있어서, 상기 특성은 미리 결정된 광학 반응 프로파일을 사용하여 결정되는 것인 방법.
제157항에 있어서, 추가로 수집된 광학 데이타는 첫번째 광학 데이타 및 두번째 광학 데이타와 결합하여 샘플의 최소한 하나의 특성을 결정하는데 사용되는 것인 방법.
제157항에 있어서, 상기 변화된 특성은 변화된 결합 특성을 포함하는 것인 방법.
제157항에 있어서, 상기 변화된 특성은 최소한 부분적으로 샘플 내의 종의 이동으로부터 기인하는 것인 방법.