專利名稱：Euv光刻設(shè)備中污染物質(zhì)的檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種EUV光刻設(shè)備，該設(shè)備包括包圍內(nèi)部的殼體、布置在內(nèi)部的至少 一個反射光學(xué)元件、用于在內(nèi)部中產(chǎn)生殘余氣體環(huán)境的真空產(chǎn)生單元、以及用于在殘余氣 體環(huán)境中檢測至少一種污染物質(zhì)的殘余氣體分析儀。本發(fā)明還涉及一種通過EUV光刻設(shè)備 的殘余氣體環(huán)境的殘余氣體分析而檢測至少一種污染物質(zhì)的方法，所述EUV光刻設(shè)備具有 帶有內(nèi)部的殼體，其中布置了至少一個反射光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
反射元件，尤其是反射鏡，被典型地用作EUV光刻設(shè)備中的光學(xué)元件，這是因為在 EUV光刻使用的約13. 5nm波長，沒有光學(xué)材料具有足夠高度的透射率。在這種投射曝光設(shè) 備中，反射鏡在真空條件下(典型地在10_9mbar和KT1Hibar之間的(總)壓強下)工作是 必須的，這是因為多層反射鏡的壽命受污染物質(zhì)限制。污染物質(zhì)是氣相的重碳?xì)浠衔锏龋?它們在EUV光的輻射下作為固態(tài)碳沉積在反射鏡表面上，從而反射鏡的反射率降低。應(yīng)該盡可能準(zhǔn)確并實時地確定其中布置了光學(xué)元件的EUV光刻設(shè)備的內(nèi)部中的 污染物質(zhì)的殘余量，以便界定EUV光刻設(shè)備中的曝光過程可以開始的時間點。在此時間點， 內(nèi)部中的污染物質(zhì)的比例應(yīng)該處于預(yù)定的極限值之下。不言而喻，在超大殘余量的情況下， 如果合適，也可以在曝光操作期間監(jiān)視污染物質(zhì)的殘余量，以便能夠啟動合適的對策，例如 利用凈化氣體的強勁泵浦，從而使得來自氣相的污染物質(zhì)可以以最小可能的程度沉積在反 射鏡的表面上。為了檢測氣相的污染物或污染物質(zhì)，US 7，212，273B2公開了使用四極質(zhì)譜儀對 40和200原子質(zhì)量單位之間的氣體物質(zhì)記錄EUV光刻設(shè)備的殘余氣體的質(zhì)譜。然而，那里 顯示的殘余氣體譜的離子流未歸一化，從而通過那里描述的質(zhì)譜儀不能檢測具有極低分壓 (< 10-144mbar)的單獨污染物質(zhì)或者所述污染物質(zhì)的單獨離子。本申請人名下的WO 2008/034582A2公開了使用校準(zhǔn)泄漏來校準(zhǔn)EUV光刻設(shè)備的 殘余氣體分析儀，通過該泄漏，發(fā)生惰性氣體向內(nèi)部的恒定流入。相對于該校準(zhǔn)泄漏的泄漏 速度，可以校準(zhǔn)殘余氣體分析儀且可以檢查它的功能。為了精確校準(zhǔn)，如果惰性氣體的質(zhì)荷 比接近要檢測的污染物質(zhì)的質(zhì)荷比，則是有利的。具體地，如果期望檢測具有顯著不同質(zhì)荷 比的多個污染物質(zhì)，則因此可能需要使用多個用于校準(zhǔn)的不同惰性氣體。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種EUV光刻設(shè)備以及用于檢測至少一種污染物質(zhì)的方法， 它們使得可以檢測甚至非常小量的污染物質(zhì)，尤其是包括高殘余氣壓時。本發(fā)明的主題通過引言中提及的類型的EUV光刻設(shè)備獲得此目的，其中殘余氣體分析儀具有用 于儲存污染物質(zhì)的儲存裝置。對比于現(xiàn)有技術(shù)公知的殘余氣體分析儀(其中離子化的污染物質(zhì)僅瞬間穿過四極質(zhì)譜儀的電磁場而不儲存在所述場中)，提供儲存裝置使得可以提高 殘余氣體分析儀的檢測靈敏度，這是因為污染物質(zhì)可以被更長時間地用于測量。在此情況 下，可以在EUV光刻設(shè)備的殼體中提供殘余氣體分析儀或儲存單元，或?qū)⑺鼈冏鳛橥咕壈?裝到所述殼體。在一個優(yōu)選實施例中，所述儲存裝置被設(shè)計為聚積污染物質(zhì)。在儲存時間期間的 聚積使得可以提高要被檢查的污染物質(zhì)關(guān)于其它污染物質(zhì)或其余殘余氣體，殘余氣體分析 儀中使用的檢測器的噪聲特性和/或檢測閾值的信噪比。在另一優(yōu)選實施例中，所述儲存裝置被設(shè)計為將所述污染物質(zhì)與包含在所述殘余 氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)隔離。在所述聚積之外或作為其的替代，可以在儲存時間期間進行 污染物質(zhì)的準(zhǔn)備，即所述污染物質(zhì)可以與殘余氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)隔離，并因此也可以 在不一定需要聚積的情況下被檢測。優(yōu)選地，所述殘余氣體分析儀具有用于將所述污染物質(zhì)離子化的離子化裝置，尤 其是電子槍或激光器；以及作為儲存裝置的離子捕獲器(trap)。可以在離子捕獲器中執(zhí)行 質(zhì)譜分析，以便檢測污染物質(zhì)。典型地，離子捕獲質(zhì)譜儀甚至很好地適用于極低濃度的污染 物質(zhì)的檢測。加熱元件通常被用作離子化裝置，但也可以通過撞擊離子化來產(chǎn)生離子，例如 通過電子槍，或者通過激光系統(tǒng)。離子化裝置可以被布置在離子捕獲器中或被實施為分離 的結(jié)構(gòu)單元。離子捕獲質(zhì)譜儀通常非連續(xù)地工作，即離子數(shù)量的分析可以在預(yù)定的聚積時 間之后發(fā)生。離子捕獲質(zhì)譜儀還使得能夠多次重復(fù)離子激發(fā)和物質(zhì)選擇，而不需要額外的 組件。特別地，在離子捕獲器中，如果合適，還可以執(zhí)行污染物質(zhì)的聚積以及將污染物質(zhì)與 存在于殘余氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)分離兩者。在一個有利發(fā)展中，所述離子捕獲器被設(shè)計為檢測所述污染物質(zhì)。被提供來用于 產(chǎn)生電和/或磁(交變)場的離子捕獲器的電極也可以通過在考慮存在于離子捕獲器中的 離子的情況下確定交變場的變化而同時用于檢測具有特定原子質(zhì)量數(shù)的離子。在特別優(yōu)選實施例中，所述殘余氣體分析儀具有濾質(zhì)器以將所述污染物質(zhì)與所述 殘余氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)分離。所述濾質(zhì)器可以是用于物質(zhì)分離的傳統(tǒng)四極過濾器，但 作為替代，也可以使用離子捕獲器以(在空間上)分離具有不同質(zhì)量數(shù)的離子。所述離子捕獲器優(yōu)選地選自以下的組，該組包括傅立葉離子回旋加速諧振 (FT-ICR)捕獲器、Perming捕獲器、四極離子捕獲器、Paul捕獲器、線性捕獲器、軌道捕獲器 (Orbitrap) ,EBIT和RF聚束器。FT-ICR捕獲器構(gòu)成Perming捕獲器的修改，其中離子被注 入到交變電場和靜態(tài)磁場中。在FT-ICR捕獲器中，可以通過回旋加速諧振激發(fā)操作質(zhì)譜分 析。在其修改中，Perming捕獲器還可以在具有額外的緩沖氣體的情況下工作，其中，在緩 沖氣體的幫助下，組合通過電雙極場的磁控激發(fā)與通過電四極場的回旋加速激發(fā)，可以通 過離子的空間分離而進行物質(zhì)選擇，從而Perming捕獲器也可以被用于將污染物質(zhì)與其它 物質(zhì)分離。因為此類型的捕獲器中的緩沖氣體通常具有運動阻尼并因此對所捕獲的離子具 有“冷卻”效果，所以此類型的捕獲器也被稱為“冷卻捕獲器”。線性捕獲器是四極捕獲器或 Paul捕獲器的修改，其中通過額外的邊緣場將離子保持在二維四極場中而不是三維四極場 中，以便提高離子捕獲器的儲存能力。所謂的軌道捕獲器具有中心軸型電極，圍繞該中心軸 型電極，通過電吸引將離子保持在軌道路徑上，其中離子的分散注入產(chǎn)生沿著中心電極的 軸的振蕩，這在檢測器平板中產(chǎn)生可以以類似于FT-ICR捕獲器的情況的方式檢測的信號。EBIT(電子束離子捕獲器)是其中通過采用離子槍的撞擊離子化產(chǎn)生離子的離子捕獲器， 其中如此產(chǎn)生的離子被電子束吸引，并被電子束捕獲。離子還可以被儲存在RF( “射頻”) 聚束器(例如所謂RFQ(四極)聚束器)中，例如見Neumayr，Juergen Benno (2004) :“The buffergas cell and the extraction RFQ for SHIPTRAP，，，學(xué)位論文，LMU 慕尼黑物理 系。不言而喻，在上述類型的捕獲器之外，還可以使用其它類型的離子捕獲器用于殘余氣體 分析。在再一優(yōu)選實施例中，所述儲存裝置具有用于冷卻表面的冷卻單元，用于凍結(jié)或 冷凝所述污染物質(zhì)，并優(yōu)選地具有加熱單元用于后續(xù)地將所述污染物質(zhì)從所述表面中解吸 附。污染物質(zhì)的熱聚積可以以此方式發(fā)生，其中可以通過采用加熱單元將污染物質(zhì)快速解 凍和蒸發(fā)，并與所蒸發(fā)或分解的成分(分子片段)的后續(xù)溫控解吸附頻譜分析方法一起來 進行檢測。在此情況下，通過冷卻指的解凍，例如可以快速解吸附以目標(biāo)方式凍結(jié)或冷凝的 氣體成分，在給定相對于要被檢測的污染物質(zhì)的常規(guī)殘余氣體密度的情況下，這產(chǎn)生比在 EUV光刻設(shè)備的工作期間存在的分壓高若干量級的分壓。在冷卻指示劑的解凍之外，還可以 使用電子槍(E-Gim)或激光撞擊冷卻指，以便將用于檢測的、冷凝的或凍結(jié)的污染物質(zhì)轉(zhuǎn) 變?yōu)闅庀?。在再一?yōu)選實施例中，所述冷卻單元和/或所述加熱單元連接到用于設(shè)置所述表 面的溫度的控制裝置。所述控制裝置可以用于設(shè)置形成在冷卻指上的表面處的溫度，例如， 在此處，污染物質(zhì)(例如重碳?xì)浠衔?但不是背景氣體本身被凍結(jié)。背景氣體凍結(jié)或冷 凝的溫度取決于所使用的背景氣體的冷凝溫度，在氦的情況下約為4. 2K，在氫的情況下約 為20. 3K，在氬的情況下約為87. 2K，以及在氪的情況下約為120K。通過選擇高于所述值的 溫度，可以進行污染物質(zhì)的選擇型聚積，而沒有由背景氣體引起的破壞。例如，為了避免諸 如可能出現(xiàn)在非加熱的EUV光刻設(shè)備中的水的物質(zhì)的問題，可以使用控制或調(diào)節(jié)來相應(yīng)地 調(diào)整解凍曲線，并在例如水的相關(guān)已知解吸附溫度等待更長時間。在再一優(yōu)選實施例中，用于聚積所述污染物質(zhì)的儲存裝置包括氣體結(jié)合 (gas-binding)材料。氣體結(jié)合材料可以是吸收體或過濾體，其被動地吸納污染物質(zhì)。在 類似上述方式的方式中，污染物質(zhì)或其分解產(chǎn)物，即要被檢測的污染物質(zhì)的分子片段，可以 通過激發(fā)(通過熱或輻射)的解吸附而被從氣體結(jié)合材料釋放，以便接著在強排氣時被分 析。氣體結(jié)合材料可以接著例如在高溫下(在分離的(真空)區(qū)域中)被循環(huán)地重新產(chǎn)生。 不言而喻，代替解吸附，如果合適，還可以進行氣體結(jié)合材料或冷卻表面的直接表面物理分 析，以便檢測污染物質(zhì)。仍不言而喻，氣體結(jié)合材料可以被冷卻，以便加速聚集。所述EUV光刻設(shè)備優(yōu)選包括泵浦裝置，用于將所述污染物質(zhì)泵浦穿過所述氣體結(jié) 合材料。在此情況下，通過使殘余氣體穿過作為濾波器的氣體結(jié)合材料實現(xiàn)了主動聚集，其 中，具體地，氣體結(jié)合材料優(yōu)選地具有大表面積，并且多孔。例如，滿足這些要求的一類材料 是沸石。在特別有利的實施例中，所述EUV光刻設(shè)備包括輻射裝置，尤其是電子槍或激光 器，用于從所述氣體結(jié)合材料和/或所述可冷卻表面解吸附所述污染物質(zhì)。具體地，合適的 輻射裝置包括光源或電子源，借助于它們可以通過非熱或熱的解吸附(如果合適)將污染 物質(zhì)從氣體結(jié)合材料和/或可冷卻表面去除。不論進行解吸附是何種方式，由于所述聚積， 都可以通過傳統(tǒng)的殘余氣體分析(例如通過傳統(tǒng)的四極質(zhì)譜儀)進行污染物質(zhì)的后續(xù)檢測。特別優(yōu)選地，所述儲存裝置被布置在所述內(nèi)部之外的泵浦通道中。所述泵浦通道 可以用于排空殼體或內(nèi)部，或者用作凈化氣體流的排空通道。然而，泵浦通道還可以是泵浦 回路的部分，其中EUV光刻設(shè)備的殘余氣體穿過清洗回路。特別優(yōu)選地，所述殘余氣體分析儀具有可控入口，用于將所述污染物質(zhì)向所述儲 存裝置中的脈沖饋送。在此情況下，可控入口被理解為可以取決于控制信號而被打開或關(guān) 閉的入口，以便能夠以脈沖序列執(zhí)行污染物質(zhì)的檢測以及/或者能夠以可預(yù)定的時間間隔 執(zhí)行污染物質(zhì)的聚積和解吸附。在一個實施例中，所述內(nèi)部中的殘余氣體的總壓強超過l(T5mbar，特別地超過 10_4mbar。EUV光刻設(shè)備典型地以由背景氣體(例如惰性氣體或氫)產(chǎn)生的相對高的殘余 氣壓工作。在這種背景壓強下，傳統(tǒng)殘余氣體分析儀檢測小量的另一殘余氣體是不成功的。 借助于所述儲存裝置，甚至在高總壓強下，也可以對甚至具有非常小分壓的污染物質(zhì)進行 檢測。在再一實施例中，所述內(nèi)部中的污染物質(zhì)的分壓小于10_9mbar，優(yōu)選地小于 10_12mbar，尤其是小于10_14mbar。也可以以上述方式在所述內(nèi)部中的真空的高殘余氣壓中 進行對具有這樣的低分壓(每cm2僅幾百個顆粒)的污染物質(zhì)的檢測。以引言中所提類型的方法實現(xiàn)本發(fā)明的另一方面，其中，所述污染物質(zhì)被儲存在 儲存裝置中，以便執(zhí)行殘余氣體分析。如上所述，污染物質(zhì)可以被聚積和/或準(zhǔn)備在儲存裝 置中，即被如此儲存使得其可以與包含在殘余氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)隔離。在一個優(yōu)選變型中，所述污染物質(zhì)首先被聚積在所述儲存裝置的經(jīng)冷卻的表面 上，并接著從所述經(jīng)冷卻的表面解吸附用于檢測，其中，所述表面的溫度優(yōu)選地被設(shè)置為使 得在所述表面上僅吸納污染物質(zhì)。經(jīng)冷卻的表面的溫度理想地被如此選擇，使得在經(jīng)冷卻 的表面上盡可能僅吸納要被檢測的一個或多個污染物質(zhì)，例如具有高質(zhì)量數(shù)(>44amu)的 碳?xì)浠衔铮辉诮?jīng)冷卻的表面上凍結(jié)不形成污染物并通常具有顯著更高分壓的殘余氣 體的部分。在一個優(yōu)選變型中，所述污染物質(zhì)被聚積在氣體結(jié)合材料中，并接著從所述氣體 結(jié)合材料解吸附用于檢測。在此情況下，同樣，氣體結(jié)合材料本身或此材料的特性(例如其 溫度)可以被如此選擇，使得以大大高于其它物質(zhì)的程度吸納要被檢測的污染物質(zhì)。在一個有利變型中，通過利用激光器和/或利用電子腔的輻射將所述污染物質(zhì)從 所述經(jīng)冷卻的表面和/或從所述氣體結(jié)合材料解吸附。具體地，借助于其可以將污染物質(zhì) 從氣體結(jié)合材料和/或經(jīng)冷卻的表面熱解吸附地移除的光源或電子源合適用于輻射。在一個有利變型中，將所述污染物質(zhì)作為氣體排出的至少一個組件被布置在所述 內(nèi)部中，并且，根據(jù)由所述殘余氣體分析確定的所述污染物質(zhì)的量確定所述組件的排氣速 度。由特定材料組成的組件(例如焊接的接合部分或粘性接合部分)可以將污染物質(zhì)作為 氣體排出，其中，所述污染物質(zhì)通?？赡鼙幻鞔_地分配給這些材料。通過確定污染物質(zhì)的 量，因此可以得出關(guān)于由相同材料組成的一個或多個組件的排氣速度的結(jié)論。在此情況下， 優(yōu)選地在EUV光刻設(shè)備工作的暫停期間，尤其是在EUV光源被開啟或曝光操作被啟動之前 進行污染物質(zhì)的檢測，在此期間所述內(nèi)部中沒有EUV輻射存在。由于污染物質(zhì)的分解(裂 化)，在EUV輻射的影響下，殘余氣體組分還改變。
在特別有利的變型中，對于執(zhí)行所述殘余氣體分析，所述EUV光刻設(shè)備的殘余氣 體的一部分被饋送到空間上與所述EUV光刻設(shè)備分離的殘余氣體分析儀的儲存裝置。在此 情況下，空間分離的殘余氣體分析儀不一定需要經(jīng)由不漏氣的連接(例如軟管)連接到EUV 光刻設(shè)備，而是來自所述內(nèi)部的殘余氣體可以首先被立即儲存在EUV光刻設(shè)備的可分離腔 中，并且?guī)в袣堄鄽怏w的腔可以接著從EUV光刻設(shè)備分離，并被提供給殘余氣體分析儀。如 此，殘余氣體分析可以在任何期望的時間點進行，尤其包括EUV光刻設(shè)備操作的暫停期間 (即離線)。在一個有利變型中，優(yōu)選地在所述污染物質(zhì)被儲存在所述儲存裝置之前，通過激 光器的輻射離子化所述污染物質(zhì)。如果污染物質(zhì)期望被儲存在離子捕獲器中則該離子化是 必須，其中，通過激光或者如果合適通過電子槍進行的污染物質(zhì)的離子化是有利的，因為在 此情況下，可以省略用于離子化的加熱線。根據(jù)下面參照附圖對本發(fā)明的示例實施例的描述以及根據(jù)權(quán)利要求，本發(fā)明的其 它特征和優(yōu)點是明顯的，附圖示出了本發(fā)明的核心細(xì)節(jié)。在本發(fā)明的變型中可以分別單獨 地實施各個特征本身或者以任何期望的組合多個地實施它們。
在示意圖中圖示并在以下描述中說明示例實施例。在附圖中圖1示出了具有兩個殘余氣體分析儀的EUV光刻設(shè)備的實施例的示意圖，圖2示出了作為殘余氣體分析儀的儲存裝置的FT-ICR捕獲器的示意圖，圖3示出了作為用于執(zhí)行物質(zhì)選擇性緩沖氣體冷卻方法的儲存裝置的Perming捕 獲器的示意圖，以及圖如-c示出了具有用于污染物質(zhì)的吸附和后續(xù)解吸附的冷卻指(a)和氣體結(jié)合 材料(b、c)的儲存裝置的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了具有殼體Ia的EUV光刻設(shè)備1的示意圖，對殼體Ia分配了真空產(chǎn)生 單元Ib (真空泵)。依據(jù)其中布置的組件的光學(xué)功能，殼體Ia被細(xì)分為三個殼體部分(圖 1中未示出)，具體地，首先分為具有光產(chǎn)生單元2的第一殼體部分，該光產(chǎn)生單元2包括例 如等離子光源(未示出)和用于聚焦照明輻射的EUV反射鏡加。布置在與其相鄰的第二殼體部分中的是照明系統(tǒng)3，照明系統(tǒng)3沿著光束路徑具 有帶有場光柵元件5的反射鏡和帶有光瞳光柵元件6的反射鏡作為混光裝置。具有三個反 射鏡的下游組(用作望遠物鏡7)具有第一和第二反射鏡8、9以及第三反射鏡10，第一和第 二反射鏡8、9在正入射下工作，光在掠入射下射入到第三反射鏡10上。照明系統(tǒng)3在物平 面11中產(chǎn)生盡可能均勻的像場，在物平面11中布置了具有要被成像的結(jié)構(gòu)(未示出)的 掩模母板12。布置在物平面11中的掩模母板12上的結(jié)構(gòu)被布置在第三殼體部分中的下游投射 系統(tǒng)4成像到像平面13上，在像平面13中布置了具有光敏感層的晶片(未示出)。投射系 統(tǒng)4還具有6個反射鏡14. 1至14. 6，作為用于縮小成像的反射光學(xué)元件。在EUV光刻設(shè)備的工作期間，真空產(chǎn)生單元Ib在殼體Ia中產(chǎn)生具有典型地大于10_5mbar的總壓強以及約10_12mbar或更小的重碳?xì)浠衔?高于約40質(zhì)量單位)的碳?xì)?化合物分壓。重碳?xì)浠衔镒鳛楣腆w層積在光學(xué)元件加、5、6、8至10、14. 1至14. 6的光學(xué) 表面上，并因此在下文被稱為污染物質(zhì)。不言而喻，在重碳?xì)浠衔镏猓渌奈廴練怏w 也可以出現(xiàn)在殼體Ia的內(nèi)部15中，也同樣可以以下面將進一步描述的方式檢測這些污染 氣體。污染物質(zhì)典型地被作為氣體從布置在殼體Ia的內(nèi)部15中的、在光束路徑16外或 內(nèi)的、并且在其上入射EUV輻射的組件釋放，例如通過像平面13中的晶片。在圖1中通過 示例示出了裝配到殼體2的壁的部分區(qū)域且釋放作為污染物質(zhì)17a的重碳?xì)浠衔锏慕M件 17 (例如焊接的接合部分)。不能完全防止使殼體Ib中的污染物質(zhì)17a排氣的這種組件17 的裝配，因為EUV光刻設(shè)備中使用的許多材料不能被過度加熱。為了整體地或單個地對每個污染物質(zhì)確定內(nèi)部15的殘余氣體環(huán)境中由所述組件 17產(chǎn)生的污染物質(zhì)17a的比例，將第一殘余氣體分析儀18a鑲邊到殼體la，并將第二殘余 氣體分析儀18b布置在內(nèi)部15外部的泵浦通道19中。不言而喻，在EUV光刻設(shè)備1中提 供單個殘余氣體分析儀18a、18b通常就足夠，但如果合適可以提供不同類型的兩個殘余氣 體分析儀18a、18b，以便能夠更好地檢測不同類型的污染物。下面更具體地描述第一殘余氣體分析儀18a;其具有燃燒線(燈絲)形式的離 子化裝置20用于離子化污染物質(zhì)17a、離子捕獲器形式的儲存裝置21用于儲存污染物質(zhì) 17a、以及饋送(feed)裝置22用于將離子饋送至儲存裝置21。通過在內(nèi)部15中給定壓強 處產(chǎn)生離子所需要的電流使得離子化裝置20燃燒，并且離子化裝置20還可以例如在脈沖 方式下工作。不言而喻，作為替代或附加，離子化裝置20還可以具有激光器(尤其是脈沖 激光器)，其通過聚焦的激光束產(chǎn)生離子。饋送裝置22被直接與離子化裝置20相鄰地布置，并具有帶有離子光學(xué)單元(未 示出)的真空管22a，使得在燃燒線處產(chǎn)生的離子以脈沖的方式被饋送至儲存裝置21。饋送 裝置朝著內(nèi)部具有第一可控屏22b，其確保甚至可以在內(nèi)部15中的0. 5和2mbar之間的高 壓強下(諸如例如在曝光過程期間存在的)執(zhí)行殘余氣體分析。屏22b以及(如果合適) 其它交叉部分和/或差動泵級確保殘余氣壓朝著儲存裝置21降低到約l(T5mbar，以便保持 儲存裝置中的離子流。第二屏22c被布置在真空管22a的出口處朝著儲存裝置21，所述第 二屏僅在離子被聚積在儲存裝置21中的情況下打開。饋送裝置22因此使得離子能夠在時 間上以脈沖的方式聚積在儲存裝置21中，由此可以在殘余氣體分析期間顯著提高測量靈 敏度，下面參照圖2詳細(xì)說明殘余氣體分析。圖2示出了被實施為FT-ICR小室的儲存裝置21的測量原理，在儲存裝置21中， 離子23被捕獲均勻磁場B中，該均勻磁場B沿著XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)的Z方向并將在Z方向上注 入到FT-ICR捕獲器21中的離子限制在具有物質(zhì)相關(guān)的循環(huán)頻率的軌道路徑上。FT-ICR捕 獲器還包括6個電極M，垂直于磁場B的交變電場被施加到所述電極M，并如此產(chǎn)生了回 旋加速諧振(cyclotronresonance)。如果其中輻射的交變電場的頻率和回旋加速角頻率一 致，則發(fā)生諧振情形，并且相關(guān)離子的回旋加速半徑由于從交變電場獲取能量而增加。這些 改變導(dǎo)致FT-ICR捕獲器21的電極M處的可測量信號，導(dǎo)致經(jīng)由放大器25向FFT( “快速 傅立葉變換”)頻譜儀26饋送的電流I。頻譜儀沈中吸納的與時間相關(guān)的電流I被經(jīng)傅立 葉變換，以便獲得根據(jù)頻率f的質(zhì)譜，圖2的右下側(cè)示出了該質(zhì)譜。
作為對通過在FT-ICR小室(捕獲器)21中聚積離子23來檢測污染物質(zhì)的替代，還 可以直接檢測污染物質(zhì)的離子，即沒有在離子捕獲器形式的儲存小室21a中的聚積，下面 參照圖 3 對其說明。圖 3 示出了諸如在 Cern(http://isoltrap.web. cern. ch/isoltrap/) 的實驗裝置“IS0LTRAP”中使用的Perming類型的冷捕獲器形式的離子捕獲器21a。那里通 過超導(dǎo)磁鐵(未示出)產(chǎn)生臨時恒定磁場。通過中心環(huán)電極27和多個單獨電極28產(chǎn)生恒 定電場，它們被如此布置沿著離子捕獲器21a的對稱軸建立電場，其在Z方向上的電勢分 布四被顯示在圖3中的右側(cè)，并具有外和內(nèi)勢阱。通過將冷卻氣體(例如氫)引入到離子 捕獲器21a中的所謂物質(zhì)選擇性緩沖氣體冷卻方法，可以通過將采用電雙極場的磁控激發(fā) 與采用點四極場的回旋加速激發(fā)組合來甚至在EUV光刻設(shè)備1的內(nèi)部15的高殘余壓強中 實現(xiàn)具有不同質(zhì)荷比的離子的空間分離，如，例如在Alexander Kohl博士的如下學(xué)位論文 中所更全面描述的“Direkte massenbestimmung in der Bleigegend und Untersuchung einesStarkeffeckts in der PenningfalIe，，( "Direct mass determination in the vincinity oflead and examination of a Stark effect in the Penning trap，，)， Heidelberg大學(xué)，1999，通過引用將其合并到本申請的內(nèi)容中。不言而喻，在離子捕獲器21、21a的情況下，離子不一定需要通過加熱元件產(chǎn)生， 而是也可以例如通過撞擊離子化，例如通過電子源實現(xiàn)離子化。在上述離子捕獲器21、21a 之外，還可以使用例如Penning捕獲器、四極離子捕獲器或Paul捕獲器、線性捕獲器、軌道 捕獲器(Orbitrap)、EBIT或其它類型的離子捕獲器用于檢測污染物質(zhì)。此外，如何合適，可 以在離子捕獲器21、21a的上游布置傳統(tǒng)濾質(zhì)器，例如四極濾質(zhì)器，以便僅允許具有預(yù)定質(zhì) 荷比的離子進入所述捕獲器。圖如-c示出了布置在泵浦通道19中的來自圖1的殘余氣體分析儀18b的實施例 的示例，在所述實施例中，污染物質(zhì)17a不被離子化，而是被吸附以便聚積它，從而，在后續(xù) 解吸附時，相對大量的污染物質(zhì)可被用于檢測。在圖如中，通過可控閥(未示出)與泵浦通道19可分隔的腔30被布置在殘余氣 體分析儀中，在所述腔中裝配了作為儲存裝置的冷卻指31。冷卻指31連接到驅(qū)動組合的冷 卻/加熱元件33的控制裝置32，以便設(shè)置冷卻指31的表面31’處的溫度，使得至少一種污 染物質(zhì)在所述表面凍結(jié)，并可以被如此聚積。在此情況下，冷卻指31的溫度可以被如此設(shè) 置使得僅污染物質(zhì)，尤其是具有大于44的質(zhì)量數(shù)的碳?xì)浠衔?，在表?1’上冷凝，而不是 不污染光學(xué)元件的背景氣體，典型地是氦，如果合適還包括氫。為此原因，冷卻指31的溫度 必須保持為高于各個背景氣體的冷凝溫度，即在氦的情況下高于約4. 2K，在氫的情況下高 于約20. 3Κ0在污染物質(zhì)的聚積之后，關(guān)閉腔30和泵浦通道19之間的閥，并且在小腔體積中， 冷卻指31被以控溫的方式快速解凍和加熱，從而污染物質(zhì)可以從表面31’解吸附并被饋送 至傳統(tǒng)質(zhì)譜儀34，質(zhì)譜儀34檢測所聚積的污染物質(zhì)，如果合適一起檢測聚積在冷卻指上的 其它物質(zhì)。在通過組合的冷卻/加熱元件加熱冷卻指31之外，或作為替代，還可以通過將 表面31’暴露到來自激光器37的聚焦輻射而將污染物質(zhì)或物質(zhì)從表面31’解吸附，特別地 可以以脈沖方式操作激光器37。作為對此的替代，如圖4b中所示，還可以在作為儲存或吸收裝置的氣體結(jié)合材料 31a(例如沸石)上實現(xiàn)腔30中的聚積。對于污染物質(zhì)從氣體結(jié)合材料31a的解吸附，通過電子槍35(和/或通過激光器(未示出))轟擊氣體結(jié)合材料31a。只要已經(jīng)經(jīng)過了用于聚 積的足夠長的時段就通過控制裝置32激活電子槍35。然后以上述方式將腔30從泵浦通道 19分隔，以便在質(zhì)譜儀34中檢測所吸附的污染物質(zhì)。雖然圖4中在氣體結(jié)合材料31a處被動地發(fā)生聚集，但也可以通過采用泵浦裝置 36而泵浦的、穿過氣體結(jié)合材料31b的殘余氣體實現(xiàn)污染物質(zhì)的主動聚集(參考圖4c)， 氣體結(jié)合材料31b用作過濾器，并同樣可以由沸石構(gòu)成，因為該材料足夠多孔，使得能夠過 濾。泵浦裝置36同樣可以被用于從氣體結(jié)合材料釋放污染物質(zhì)，所述泵浦裝置在相反方向 上工作，并具有更高的解吸附能力，從而，污染物質(zhì)被泵浦到腔30中，其中，可以以聯(lián)系圖 ^、b的上述方式檢測污染物質(zhì)。不言而喻，圖如-c中所示的吸納污染物質(zhì)并接著吸附它的可能性也可以被組合。 具體地，例如，吸附/解吸附也可以被氣體結(jié)合材料31a、31b的冷卻/加熱支持。此外，如 果合適，在例如通過X射線光發(fā)射頻譜(XPS)或飛行時間二次離子質(zhì)譜儀(TOF-SIMS)執(zhí)行 氣體結(jié)合材料31a、31b或冷卻指31的直接定量表面分析的情況下也可以完全省略解吸附。殘余氣體分析儀18a、18b可以被用于檢查污染物質(zhì)尤其是重碳?xì)浠衔锏姆謮?是否處于用于典型EUV光刻設(shè)備1的規(guī)范范圍內(nèi)，即P(CxHy) < lO^mbar或更小。因此， 在開啟過程期間，即在殼體2的內(nèi)部15中產(chǎn)生真空的同時，并在EUV光產(chǎn)生單元2已被實 際開啟用于曝光操作之前，可以以最短可能的時間間隔執(zhí)行內(nèi)部15中的殘余氣體的分析， 取決于污染物的量，該時間間隔在1和100秒之間，典型地在30和60秒之間。僅一旦污染 物處于所選擇的規(guī)范內(nèi)時(即在臨界閾值之下)就激活光產(chǎn)生單元2。作為殘余氣體分析儀18a、18b中的殘余氣體的分析的結(jié)果，可以導(dǎo)出內(nèi)部15中的 污染物質(zhì)17a的分壓的量。根據(jù)污染物質(zhì)的量，還可以作出關(guān)于具有將相應(yīng)物質(zhì)作為氣體 排出的材料的組件(17)的排氣速度的陳述，當(dāng)曝光操作不進行時執(zhí)行用于執(zhí)行這種鑒定 的殘余氣體分析。不言而喻，殘余氣體分析儀18a不一定需要裝配到EUV光刻設(shè)備，而是如果合適， 其還可以在空間上與所述設(shè)備具有距離，并經(jīng)由例如軟管(hose)連接到內(nèi)部15，如果合適 可以對內(nèi)部15加熱。此外，殘余氣體分析儀不必須連接到EUV光刻設(shè)備，因為來襲EUV光 刻設(shè)備的內(nèi)部的殘余氣體的樣品可以被引入到不漏氣(gas-tight)的容器中，該容器被輸 運至該殘余氣體分析儀，以便能夠進行殘余氣體的離線分析。此外，不言而喻，儲存裝置31、31a、31b內(nèi)使用的用于聚積污染物質(zhì)的材料具有大 的特定表面作為吸附材料，或者是可被用作吸氣(gettering)劑的材料。這些材料是公知 的材料，它們還可以根據(jù)ISO 3529/11用于吸附泵浦或用于吸氣泵浦。因此，除了上述沸 石，類似鉭、鈮、鈦、鋯和釷的金屬以及特別地類似鋯合金的合金也是用于儲存裝置31、31a、 31b的優(yōu)選材料。作為總結(jié)，以上述方式，可以在開啟階段期間和投射曝光設(shè)備的曝光操作期間，即 甚至在0. 5mbar或更高的高背景壓強下，執(zhí)行殘余氣體分析用于檢測和確定內(nèi)部15中的污 染物質(zhì)的量，其中，具體地，甚至可以檢測具有IO-14Hibar或更低的極低分壓的污染物質(zhì)。
1權(quán)利要求
1.EUV曝光設(shè)備(1)，包括殼體(Ia)，其包圍內(nèi)部(15)，至少一個反射光學(xué)元件(5、6、8、9、10、14.1至14.6)，其布置在所述內(nèi)部(15)中，真空產(chǎn)生單元(Ib)，用于在所述內(nèi)部(1 中產(chǎn)生殘余氣體環(huán)境，以及殘余氣體分析儀(18a、18b)，用于檢測所述殘余氣體環(huán)境中的至少一種污染物質(zhì) (17a)，其特征在于所述殘余氣體分析儀(18a、18b)具有用于儲存所述污染物質(zhì)(17a)的儲存裝置01、 21a ；31、31a、31b)。
2.如權(quán)利要求1所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述儲存裝置(21、31、31a、31b)被設(shè)計為 聚積所述污染物質(zhì)(17a)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述儲存裝置Ola、31、31a、31b)被 設(shè)計為將所述污染物質(zhì)從包含在所述殘余氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)隔離。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述殘余氣體分析儀(18a)具有用 于將所述污染物質(zhì)(17a)離子化的離子化裝置(20)，具體地，所述裝置包括激光器，并且其 中所述儲存裝置是離子捕獲器Ol、21a)。
5.如權(quán)利要求4所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述離子捕獲器Ql、21a)被設(shè)計為檢測 所述污染物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述殘余氣體分析儀(18a)具有濾質(zhì) 器Ola)，其用于將所述污染物質(zhì)(17a)與所述殘余氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)分離。
7.如權(quán)利要求4至6中的任一項所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述離子捕獲器從以下中 選擇傅立葉轉(zhuǎn)換離子回旋諧振捕獲器、Perming捕獲器、四極離子捕獲器、Paul捕獲器、線 性捕獲器、軌道捕獲器、EBIT和RF聚束器。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述儲存裝置(31)具有用于冷卻 表面(31’)的冷卻單元(33)，用于凍結(jié)或冷凝所述污染物質(zhì)(17a)，并優(yōu)選地具有加熱單元 (33)，用于后續(xù)地將所述污染物質(zhì)(17a)從所述表面(31’ )解吸附。
9.如權(quán)利要求8所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述冷卻單元(3 和/或所述加熱單元 (33)連接到用于設(shè)置所述表面(31’ )的溫度的控制裝置(32)。
10.如前述權(quán)利要求之一所述的EUV光刻設(shè)備，其中，用于聚積所述污染物質(zhì)的所述儲 存裝置包括氣體結(jié)合材料(31a、31b)。
11.如權(quán)利要求10所述的EUV光刻設(shè)備，還包括泵浦裝置(36)用于將所述污染物質(zhì)泵 浦穿過所述氣體結(jié)合材料(31b)。
12.如權(quán)利要求8至11中的任一項所述的EUV光刻設(shè)備，還包括輻射裝置(35)，尤其是 電子槍(3 或激光器(37)，用于從所述氣體結(jié)合材料(31a)和/或所述可冷卻表面(31’) 解吸附所述污染物質(zhì)(17a)。
13.如前述權(quán)利要求之一所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述儲存裝置(31、31a、31b)被布 置在所述內(nèi)部(1 外部的泵浦通道(19)中。
14.如前述權(quán)利要求之一所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述殘余氣體分析儀(18a、18b) 具有可控入口(22)，用于將所述污染物質(zhì)(17a)向所述儲存裝置中的脈沖饋送。
15.如前述權(quán)利要求之一所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述內(nèi)部(1 中的所述殘余氣體 的總壓強超過10_5mbar，優(yōu)選地超過10_4mbar。
16.如前述權(quán)利要求之一所述的EUV光刻設(shè)備，其中，所述內(nèi)部(1 中的所述污染物質(zhì) (17a)的分壓小于10_9mbar，優(yōu)選地小于10_12mbar，尤其是小于10_14mbar。
17.用于通過EUV光刻設(shè)備(1)的殘余氣體環(huán)境的殘余氣體分析而檢測至少一種污染 物質(zhì)的方法，所述EUV光刻設(shè)備(1)具有帶有內(nèi)部(15)的殼體(la)，在所述內(nèi)部(15)中， 至少布置了一個反射光學(xué)元件(5、6、8、9、10、14· 1至14. 6)，其特征在于所述污染物質(zhì)(17a)被儲存在儲存裝置Ol、21a;31、31a、31b)中，以便執(zhí)行所述殘余 氣體分析。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述污染物質(zhì)被聚積在所述儲存裝置Ql、21a、 31a,31b)中。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其中，將所述污染物與包含在所述儲存裝置 (21a.3U31a.31b)中的所述殘余氣體環(huán)境中的其它物質(zhì)隔離。
20.如權(quán)利要求17至19中的任一項所述的方法，其中，所述污染物質(zhì)(17a)首先被聚 積在所述儲存裝置(31)的經(jīng)冷卻的表面(31’ )上，并接著從所述經(jīng)冷卻的表面(31’ )解 吸附用于檢測。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述表面(31’)的溫度被設(shè)置為使得在所述經(jīng) 冷卻的表面(31，)上僅吸納污染物質(zhì)(17a)。
22.如權(quán)利要求17至21中的任一項所述的方法，其中，所述污染物質(zhì)(17a)被聚積在 氣體結(jié)合材料(31a、31b)中，并接著從所述氣體結(jié)合材料(31a、31b)解吸附，用于檢測。
23.如權(quán)利要求17至22中的任一項所述的方法，其中，將所述污染物質(zhì)(17a)作為氣 體排出的至少一個組件(17)被布置在所述內(nèi)部(1 中，并且其中，根據(jù)由所述殘余氣體分 析確定的所述污染物質(zhì)(17a)的量確定所述組件(17)的排氣速度。
24.如權(quán)利要求20至23中的任一項所述的方法，其中，通過利用激光器(37)和/或利 用電子槍(3 的輻射將所述污染物質(zhì)(17a)從所述經(jīng)冷卻的表面(31’ )和/或從所述氣 體結(jié)合材料(3la、3lb)解吸附。
25.如權(quán)利要求17至M中的任一項所述的方法，其中，對于執(zhí)行所述殘余氣體分析， 所述EUV光刻設(shè)備(1)的所述殘余氣體的一部分被饋送到空間上與所述EUV光刻設(shè)備(1) 分離的殘余氣體分析儀(18a)的儲存裝置01)。
26.如權(quán)利要求17至25中的任一項所述的方法，其中，優(yōu)選地在所述污染物質(zhì)被儲存 在所述儲存裝置之前，通過激光器的輻射離子化所述污染物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種EUV曝光設(shè)備(1)，包括包圍內(nèi)部(15)的殼體(1a)，布置在所述內(nèi)部(15)中的至少一個反射光學(xué)元件(5、6、8、9、10、14.1至14.6)，真空產(chǎn)生單元(1b)，用于在所述內(nèi)部(15)中產(chǎn)生殘余氣體環(huán)境，以及殘余氣體分析儀(18a、18b)，用于檢測所述殘余氣體環(huán)境中的至少一種污染物質(zhì)(17a)。所述殘余氣體分析儀(18a)具有用于儲存所述污染物質(zhì)(17a)的儲存裝置(21)。本發(fā)明還涉及用于通過EUV光刻設(shè)備(1)的殘余氣體環(huán)境的殘余氣體分析而檢測至少一種污染物質(zhì)的方法，所述EUV光刻設(shè)備(1)具有帶有內(nèi)部(15)的殼體(1a)，在所述內(nèi)部(15)中，至少布置了一個反射光學(xué)元件(5、6、8、9、10、14.1至14.6)，其中，所述污染物質(zhì)(17a)被儲存在儲存裝置(21)中，以便執(zhí)行所述殘余氣體分析。
文檔編號H01J49/00GK102138105SQ200980133665
公開日2011年7月27日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者德克·H·埃姆, 斯蒂芬-沃爾夫?qū)な┟滋? 迪特爾·克勞斯 申請人:卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司