专利名称：Euv光刻设备中污染物质的检测的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种EUV光刻设备，该设备包括包围内部的壳体、布置在内部的至少 一个反射光学元件、用于在内部中产生残余气体环境的真空产生单元、以及用于在残余气 体环境中检测至少一种污染物质的残余气体分析仪。本发明还涉及一种通过EUV光刻设备 的残余气体环境的残余气体分析而检测至少一种污染物质的方法，所述EUV光刻设备具有 带有内部的壳体，其中布置了至少一个反射光学元件。
背景技术：
反射元件，尤其是反射镜，被典型地用作EUV光刻设备中的光学元件，这是因为在 EUV光刻使用的约13. 5nm波长，没有光学材料具有足够高度的透射率。在这种投射曝光设 备中，反射镜在真空条件下(典型地在10_9mbar和KT1Hibar之间的(总)压强下)工作是 必须的，这是因为多层反射镜的寿命受污染物质限制。污染物质是气相的重碳氢化合物等， 它们在EUV光的辐射下作为固态碳沉积在反射镜表面上，从而反射镜的反射率降低。应该尽可能准确并实时地确定其中布置了光学元件的EUV光刻设备的内部中的 污染物质的残余量，以便界定EUV光刻设备中的曝光过程可以开始的时间点。在此时间点， 内部中的污染物质的比例应该处于预定的极限值之下。不言而喻，在超大残余量的情况下， 如果合适，也可以在曝光操作期间监视污染物质的残余量，以便能够启动合适的对策，例如 利用净化气体的强劲泵浦，从而使得来自气相的污染物质可以以最小可能的程度沉积在反 射镜的表面上。为了检测气相的污染物或污染物质，US 7，212，273B2公开了使用四极质谱仪对 40和200原子质量单位之间的气体物质记录EUV光刻设备的残余气体的质谱。然而，那里 显示的残余气体谱的离子流未归一化，从而通过那里描述的质谱仪不能检测具有极低分压 (< 10-144mbar)的单独污染物质或者所述污染物质的单独离子。本申请人名下的WO 2008/034582A2公开了使用校准泄漏来校准EUV光刻设备的 残余气体分析仪，通过该泄漏，发生惰性气体向内部的恒定流入。相对于该校准泄漏的泄漏 速度，可以校准残余气体分析仪且可以检查它的功能。为了精确校准，如果惰性气体的质荷 比接近要检测的污染物质的质荷比，则是有利的。具体地，如果期望检测具有显著不同质荷 比的多个污染物质，则因此可能需要使用多个用于校准的不同惰性气体。
发明内容
发明目的本发明的目的是提供一种EUV光刻设备以及用于检测至少一种污染物质的方法， 它们使得可以检测甚至非常小量的污染物质，尤其是包括高残余气压时。本发明的主题通过引言中提及的类型的EUV光刻设备获得此目的，其中残余气体分析仪具有用 于储存污染物质的储存装置。对比于现有技术公知的残余气体分析仪(其中离子化的污染物质仅瞬间穿过四极质谱仪的电磁场而不储存在所述场中)，提供储存装置使得可以提高 残余气体分析仪的检测灵敏度，这是因为污染物质可以被更长时间地用于测量。在此情况 下，可以在EUV光刻设备的壳体中提供残余气体分析仪或储存单元，或将它们作为凸缘安 装到所述壳体。在一个优选实施例中，所述储存装置被设计为聚积污染物质。在储存时间期间的 聚积使得可以提高要被检查的污染物质关于其它污染物质或其余残余气体，残余气体分析 仪中使用的检测器的噪声特性和/或检测阈值的信噪比。在另一优选实施例中，所述储存装置被设计为将所述污染物质与包含在所述残余 气体环境中的其它物质隔离。在所述聚积之外或作为其的替代，可以在储存时间期间进行 污染物质的准备，即所述污染物质可以与残余气体环境中的其它物质隔离，并因此也可以 在不一定需要聚积的情况下被检测。优选地，所述残余气体分析仪具有用于将所述污染物质离子化的离子化装置，尤 其是电子枪或激光器；以及作为储存装置的离子捕获器(trap)。可以在离子捕获器中执行 质谱分析，以便检测污染物质。典型地，离子捕获质谱仪甚至很好地适用于极低浓度的污染 物质的检测。加热元件通常被用作离子化装置，但也可以通过撞击离子化来产生离子，例如 通过电子枪，或者通过激光系统。离子化装置可以被布置在离子捕获器中或被实施为分离 的结构单元。离子捕获质谱仪通常非连续地工作，即离子数量的分析可以在预定的聚积时 间之后发生。离子捕获质谱仪还使得能够多次重复离子激发和物质选择，而不需要额外的 组件。特别地，在离子捕获器中，如果合适，还可以执行污染物质的聚积以及将污染物质与 存在于残余气体环境中的其它物质分离两者。在一个有利发展中，所述离子捕获器被设计为检测所述污染物质。被提供来用于 产生电和/或磁(交变)场的离子捕获器的电极也可以通过在考虑存在于离子捕获器中的 离子的情况下确定交变场的变化而同时用于检测具有特定原子质量数的离子。在特别优选实施例中，所述残余气体分析仪具有滤质器以将所述污染物质与所述 残余气体环境中的其它物质分离。所述滤质器可以是用于物质分离的传统四极过滤器，但 作为替代，也可以使用离子捕获器以(在空间上)分离具有不同质量数的离子。所述离子捕获器优选地选自以下的组，该组包括傅立叶离子回旋加速谐振 (FT-ICR)捕获器、Perming捕获器、四极离子捕获器、Paul捕获器、线性捕获器、轨道捕获器 (Orbitrap) ,EBIT和RF聚束器。FT-ICR捕获器构成Perming捕获器的修改，其中离子被注 入到交变电场和静态磁场中。在FT-ICR捕获器中，可以通过回旋加速谐振激发操作质谱分 析。在其修改中，Perming捕获器还可以在具有额外的缓冲气体的情况下工作，其中，在缓 冲气体的帮助下，组合通过电双极场的磁控激发与通过电四极场的回旋加速激发，可以通 过离子的空间分离而进行物质选择，从而Perming捕获器也可以被用于将污染物质与其它 物质分离。因为此类型的捕获器中的缓冲气体通常具有运动阻尼并因此对所捕获的离子具 有“冷却”效果，所以此类型的捕获器也被称为“冷却捕获器”。线性捕获器是四极捕获器或 Paul捕获器的修改，其中通过额外的边缘场将离子保持在二维四极场中而不是三维四极场 中，以便提高离子捕获器的储存能力。所谓的轨道捕获器具有中心轴型电极，围绕该中心轴 型电极，通过电吸引将离子保持在轨道路径上，其中离子的分散注入产生沿着中心电极的 轴的振荡，这在检测器平板中产生可以以类似于FT-ICR捕获器的情况的方式检测的信号。EBIT(电子束离子捕获器)是其中通过采用离子枪的撞击离子化产生离子的离子捕获器， 其中如此产生的离子被电子束吸引，并被电子束捕获。离子还可以被储存在RF( “射频”) 聚束器(例如所谓RFQ(四极)聚束器)中，例如见Neumayr，Juergen Benno (2004) :“The buffergas cell and the extraction RFQ for SHIPTRAP，，，学位论文，LMU 慕尼黑物理 系。不言而喻，在上述类型的捕获器之外，还可以使用其它类型的离子捕获器用于残余气体 分析。在再一优选实施例中，所述储存装置具有用于冷却表面的冷却单元，用于冻结或 冷凝所述污染物质，并优选地具有加热单元用于后续地将所述污染物质从所述表面中解吸 附。污染物质的热聚积可以以此方式发生，其中可以通过采用加热单元将污染物质快速解 冻和蒸发，并与所蒸发或分解的成分(分子片段)的后续温控解吸附频谱分析方法一起来 进行检测。在此情况下，通过冷却指的解冻，例如可以快速解吸附以目标方式冻结或冷凝的 气体成分，在给定相对于要被检测的污染物质的常规残余气体密度的情况下，这产生比在 EUV光刻设备的工作期间存在的分压高若干量级的分压。在冷却指示剂的解冻之外，还可以 使用电子枪(E-Gim)或激光撞击冷却指，以便将用于检测的、冷凝的或冻结的污染物质转 变为气相。在再一优选实施例中，所述冷却单元和/或所述加热单元连接到用于设置所述表 面的温度的控制装置。所述控制装置可以用于设置形成在冷却指上的表面处的温度，例如， 在此处，污染物质(例如重碳氢化合物)但不是背景气体本身被冻结。背景气体冻结或冷 凝的温度取决于所使用的背景气体的冷凝温度，在氦的情况下约为4. 2K，在氢的情况下约 为20. 3K，在氩的情况下约为87. 2K，以及在氪的情况下约为120K。通过选择高于所述值的 温度，可以进行污染物质的选择型聚积，而没有由背景气体引起的破坏。例如，为了避免诸 如可能出现在非加热的EUV光刻设备中的水的物质的问题，可以使用控制或调节来相应地 调整解冻曲线，并在例如水的相关已知解吸附温度等待更长时间。在再一优选实施例中，用于聚积所述污染物质的储存装置包括气体结合 (gas-binding)材料。气体结合材料可以是吸收体或过滤体，其被动地吸纳污染物质。在 类似上述方式的方式中，污染物质或其分解产物，即要被检测的污染物质的分子片段，可以 通过激发(通过热或辐射)的解吸附而被从气体结合材料释放，以便接着在强排气时被分 析。气体结合材料可以接着例如在高温下(在分离的(真空)区域中)被循环地重新产生。 不言而喻，代替解吸附，如果合适，还可以进行气体结合材料或冷却表面的直接表面物理分 析，以便检测污染物质。仍不言而喻，气体结合材料可以被冷却，以便加速聚集。所述EUV光刻设备优选包括泵浦装置，用于将所述污染物质泵浦穿过所述气体结 合材料。在此情况下，通过使残余气体穿过作为滤波器的气体结合材料实现了主动聚集，其 中，具体地，气体结合材料优选地具有大表面积，并且多孔。例如，满足这些要求的一类材料 是沸石。在特别有利的实施例中，所述EUV光刻设备包括辐射装置，尤其是电子枪或激光 器，用于从所述气体结合材料和/或所述可冷却表面解吸附所述污染物质。具体地，合适的 辐射装置包括光源或电子源，借助于它们可以通过非热或热的解吸附(如果合适)将污染 物质从气体结合材料和/或可冷却表面去除。不论进行解吸附是何种方式，由于所述聚积， 都可以通过传统的残余气体分析(例如通过传统的四极质谱仪)进行污染物质的后续检测。特别优选地，所述储存装置被布置在所述内部之外的泵浦通道中。所述泵浦通道 可以用于排空壳体或内部，或者用作净化气体流的排空通道。然而，泵浦通道还可以是泵浦 回路的部分，其中EUV光刻设备的残余气体穿过清洗回路。特别优选地，所述残余气体分析仪具有可控入口，用于将所述污染物质向所述储 存装置中的脉冲馈送。在此情况下，可控入口被理解为可以取决于控制信号而被打开或关 闭的入口，以便能够以脉冲序列执行污染物质的检测以及/或者能够以可预定的时间间隔 执行污染物质的聚积和解吸附。在一个实施例中，所述内部中的残余气体的总压强超过l(T5mbar，特别地超过 10_4mbar。EUV光刻设备典型地以由背景气体(例如惰性气体或氢)产生的相对高的残余 气压工作。在这种背景压强下，传统残余气体分析仪检测小量的另一残余气体是不成功的。 借助于所述储存装置，甚至在高总压强下，也可以对甚至具有非常小分压的污染物质进行 检测。在再一实施例中，所述内部中的污染物质的分压小于10_9mbar，优选地小于 10_12mbar，尤其是小于10_14mbar。也可以以上述方式在所述内部中的真空的高残余气压中 进行对具有这样的低分压(每cm2仅几百个颗粒)的污染物质的检测。以引言中所提类型的方法实现本发明的另一方面，其中，所述污染物质被储存在 储存装置中，以便执行残余气体分析。如上所述，污染物质可以被聚积和/或准备在储存装 置中，即被如此储存使得其可以与包含在残余气体环境中的其它物质隔离。在一个优选变型中，所述污染物质首先被聚积在所述储存装置的经冷却的表面 上，并接着从所述经冷却的表面解吸附用于检测，其中，所述表面的温度优选地被设置为使 得在所述表面上仅吸纳污染物质。经冷却的表面的温度理想地被如此选择，使得在经冷却 的表面上尽可能仅吸纳要被检测的一个或多个污染物质，例如具有高质量数(>44amu)的 碳氢化合物，而不在经冷却的表面上冻结不形成污染物并通常具有显著更高分压的残余气 体的部分。在一个优选变型中，所述污染物质被聚积在气体结合材料中，并接着从所述气体 结合材料解吸附用于检测。在此情况下，同样，气体结合材料本身或此材料的特性(例如其 温度)可以被如此选择，使得以大大高于其它物质的程度吸纳要被检测的污染物质。在一个有利变型中，通过利用激光器和/或利用电子腔的辐射将所述污染物质从 所述经冷却的表面和/或从所述气体结合材料解吸附。具体地，借助于其可以将污染物质 从气体结合材料和/或经冷却的表面热解吸附地移除的光源或电子源合适用于辐射。在一个有利变型中，将所述污染物质作为气体排出的至少一个组件被布置在所述 内部中，并且，根据由所述残余气体分析确定的所述污染物质的量确定所述组件的排气速 度。由特定材料组成的组件(例如焊接的接合部分或粘性接合部分)可以将污染物质作为 气体排出，其中，所述污染物质通常可能被明确地分配给这些材料。通过确定污染物质的 量，因此可以得出关于由相同材料组成的一个或多个组件的排气速度的结论。在此情况下， 优选地在EUV光刻设备工作的暂停期间，尤其是在EUV光源被开启或曝光操作被启动之前 进行污染物质的检测，在此期间所述内部中没有EUV辐射存在。由于污染物质的分解(裂 化)，在EUV辐射的影响下，残余气体组分还改变。
在特别有利的变型中，对于执行所述残余气体分析，所述EUV光刻设备的残余气 体的一部分被馈送到空间上与所述EUV光刻设备分离的残余气体分析仪的储存装置。在此 情况下，空间分离的残余气体分析仪不一定需要经由不漏气的连接(例如软管)连接到EUV 光刻设备，而是来自所述内部的残余气体可以首先被立即储存在EUV光刻设备的可分离腔 中，并且带有残余气体的腔可以接着从EUV光刻设备分离，并被提供给残余气体分析仪。如 此，残余气体分析可以在任何期望的时间点进行，尤其包括EUV光刻设备操作的暂停期间 (即离线)。在一个有利变型中，优选地在所述污染物质被储存在所述储存装置之前，通过激 光器的辐射离子化所述污染物质。如果污染物质期望被储存在离子捕获器中则该离子化是 必须，其中，通过激光或者如果合适通过电子枪进行的污染物质的离子化是有利的，因为在 此情况下，可以省略用于离子化的加热线。根据下面参照附图对本发明的示例实施例的描述以及根据权利要求，本发明的其 它特征和优点是明显的，附图示出了本发明的核心细节。在本发明的变型中可以分别单独 地实施各个特征本身或者以任何期望的组合多个地实施它们。
在示意图中图示并在以下描述中说明示例实施例。在附图中图1示出了具有两个残余气体分析仪的EUV光刻设备的实施例的示意图，图2示出了作为残余气体分析仪的储存装置的FT-ICR捕获器的示意图，图3示出了作为用于执行物质选择性缓冲气体冷却方法的储存装置的Perming捕 获器的示意图，以及图如-c示出了具有用于污染物质的吸附和后续解吸附的冷却指(a)和气体结合 材料(b、c)的储存装置的示意图。
具体实施例方式图1示出了具有壳体Ia的EUV光刻设备1的示意图，对壳体Ia分配了真空产生 单元Ib (真空泵)。依据其中布置的组件的光学功能，壳体Ia被细分为三个壳体部分(图 1中未示出)，具体地，首先分为具有光产生单元2的第一壳体部分，该光产生单元2包括例 如等离子光源(未示出)和用于聚焦照明辐射的EUV反射镜加。布置在与其相邻的第二壳体部分中的是照明系统3，照明系统3沿着光束路径具 有带有场光栅元件5的反射镜和带有光瞳光栅元件6的反射镜作为混光装置。具有三个反 射镜的下游组(用作望远物镜7)具有第一和第二反射镜8、9以及第三反射镜10，第一和第 二反射镜8、9在正入射下工作，光在掠入射下射入到第三反射镜10上。照明系统3在物平 面11中产生尽可能均勻的像场，在物平面11中布置了具有要被成像的结构(未示出)的 掩模母板12。布置在物平面11中的掩模母板12上的结构被布置在第三壳体部分中的下游投射 系统4成像到像平面13上，在像平面13中布置了具有光敏感层的晶片(未示出)。投射系 统4还具有6个反射镜14. 1至14. 6，作为用于缩小成像的反射光学元件。在EUV光刻设备的工作期间，真空产生单元Ib在壳体Ia中产生具有典型地大于10_5mbar的总压强以及约10_12mbar或更小的重碳氢化合物(高于约40质量单位)的碳氢 化合物分压。重碳氢化合物作为固体层积在光学元件加、5、6、8至10、14. 1至14. 6的光学 表面上，并因此在下文被称为污染物质。不言而喻，在重碳氢化合物之外，其它的污染气体 也可以出现在壳体Ia的内部15中，也同样可以以下面将进一步描述的方式检测这些污染 气体。污染物质典型地被作为气体从布置在壳体Ia的内部15中的、在光束路径16外或 内的、并且在其上入射EUV辐射的组件释放，例如通过像平面13中的晶片。在图1中通过 示例示出了装配到壳体2的壁的部分区域且释放作为污染物质17a的重碳氢化合物的组件 17 (例如焊接的接合部分)。不能完全防止使壳体Ib中的污染物质17a排气的这种组件17 的装配，因为EUV光刻设备中使用的许多材料不能被过度加热。为了整体地或单个地对每个污染物质确定内部15的残余气体环境中由所述组件 17产生的污染物质17a的比例，将第一残余气体分析仪18a镶边到壳体la，并将第二残余 气体分析仪18b布置在内部15外部的泵浦通道19中。不言而喻，在EUV光刻设备1中提 供单个残余气体分析仪18a、18b通常就足够，但如果合适可以提供不同类型的两个残余气 体分析仪18a、18b，以便能够更好地检测不同类型的污染物。下面更具体地描述第一残余气体分析仪18a;其具有燃烧线(灯丝)形式的离 子化装置20用于离子化污染物质17a、离子捕获器形式的储存装置21用于储存污染物质 17a、以及馈送(feed)装置22用于将离子馈送至储存装置21。通过在内部15中给定压强 处产生离子所需要的电流使得离子化装置20燃烧，并且离子化装置20还可以例如在脉冲 方式下工作。不言而喻，作为替代或附加，离子化装置20还可以具有激光器(尤其是脉冲 激光器)，其通过聚焦的激光束产生离子。馈送装置22被直接与离子化装置20相邻地布置，并具有带有离子光学单元(未 示出)的真空管22a，使得在燃烧线处产生的离子以脉冲的方式被馈送至储存装置21。馈送 装置朝着内部具有第一可控屏22b，其确保甚至可以在内部15中的0. 5和2mbar之间的高 压强下(诸如例如在曝光过程期间存在的)执行残余气体分析。屏22b以及(如果合适) 其它交叉部分和/或差动泵级确保残余气压朝着储存装置21降低到约l(T5mbar，以便保持 储存装置中的离子流。第二屏22c被布置在真空管22a的出口处朝着储存装置21，所述第 二屏仅在离子被聚积在储存装置21中的情况下打开。馈送装置22因此使得离子能够在时 间上以脉冲的方式聚积在储存装置21中，由此可以在残余气体分析期间显著提高测量灵 敏度，下面参照图2详细说明残余气体分析。图2示出了被实施为FT-ICR小室的储存装置21的测量原理，在储存装置21中， 离子23被捕获均勻磁场B中，该均勻磁场B沿着XYZ坐标系统的Z方向并将在Z方向上注 入到FT-ICR捕获器21中的离子限制在具有物质相关的循环频率的轨道路径上。FT-ICR捕 获器还包括6个电极M，垂直于磁场B的交变电场被施加到所述电极M，并如此产生了回 旋加速谐振(cyclotronresonance)。如果其中辐射的交变电场的频率和回旋加速角频率一 致，则发生谐振情形，并且相关离子的回旋加速半径由于从交变电场获取能量而增加。这些 改变导致FT-ICR捕获器21的电极M处的可测量信号，导致经由放大器25向FFT( “快速 傅立叶变换”)频谱仪26馈送的电流I。频谱仪沈中吸纳的与时间相关的电流I被经傅立 叶变换，以便获得根据频率f的质谱，图2的右下侧示出了该质谱。
作为对通过在FT-ICR小室(捕获器)21中聚积离子23来检测污染物质的替代，还 可以直接检测污染物质的离子，即没有在离子捕获器形式的储存小室21a中的聚积，下面 参照图 3 对其说明。图 3 示出了诸如在 Cern(http://isoltrap.web. cern. ch/isoltrap/) 的实验装置“IS0LTRAP”中使用的Perming类型的冷捕获器形式的离子捕获器21a。那里通 过超导磁铁(未示出)产生临时恒定磁场。通过中心环电极27和多个单独电极28产生恒 定电场，它们被如此布置沿着离子捕获器21a的对称轴建立电场，其在Z方向上的电势分 布四被显示在图3中的右侧，并具有外和内势阱。通过将冷却气体(例如氢)引入到离子 捕获器21a中的所谓物质选择性缓冲气体冷却方法，可以通过将采用电双极场的磁控激发 与采用点四极场的回旋加速激发组合来甚至在EUV光刻设备1的内部15的高残余压强中 实现具有不同质荷比的离子的空间分离，如，例如在Alexander Kohl博士的如下学位论文 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大学，1999，通过引用将其合并到本申请的内容中。不言而喻，在离子捕获器21、21a的情况下，离子不一定需要通过加热元件产生， 而是也可以例如通过撞击离子化，例如通过电子源实现离子化。在上述离子捕获器21、21a 之外，还可以使用例如Penning捕获器、四极离子捕获器或Paul捕获器、线性捕获器、轨道 捕获器(Orbitrap)、EBIT或其它类型的离子捕获器用于检测污染物质。此外，如何合适，可 以在离子捕获器21、21a的上游布置传统滤质器，例如四极滤质器，以便仅允许具有预定质 荷比的离子进入所述捕获器。图如-c示出了布置在泵浦通道19中的来自图1的残余气体分析仪18b的实施例 的示例，在所述实施例中，污染物质17a不被离子化，而是被吸附以便聚积它，从而，在后续 解吸附时，相对大量的污染物质可被用于检测。在图如中，通过可控阀(未示出)与泵浦通道19可分隔的腔30被布置在残余气 体分析仪中，在所述腔中装配了作为储存装置的冷却指31。冷却指31连接到驱动组合的冷 却/加热元件33的控制装置32，以便设置冷却指31的表面31’处的温度，使得至少一种污 染物质在所述表面冻结，并可以被如此聚积。在此情况下，冷却指31的温度可以被如此设 置使得仅污染物质，尤其是具有大于44的质量数的碳氢化合物，在表面31’上冷凝，而不是 不污染光学元件的背景气体，典型地是氦，如果合适还包括氢。为此原因，冷却指31的温度 必须保持为高于各个背景气体的冷凝温度，即在氦的情况下高于约4. 2K，在氢的情况下高 于约20. 3Κ0在污染物质的聚积之后，关闭腔30和泵浦通道19之间的阀，并且在小腔体积中， 冷却指31被以控温的方式快速解冻和加热，从而污染物质可以从表面31’解吸附并被馈送 至传统质谱仪34，质谱仪34检测所聚积的污染物质，如果合适一起检测聚积在冷却指上的 其它物质。在通过组合的冷却/加热元件加热冷却指31之外，或作为替代，还可以通过将 表面31’暴露到来自激光器37的聚焦辐射而将污染物质或物质从表面31’解吸附，特别地 可以以脉冲方式操作激光器37。作为对此的替代，如图4b中所示，还可以在作为储存或吸收装置的气体结合材料 31a(例如沸石)上实现腔30中的聚积。对于污染物质从气体结合材料31a的解吸附，通过电子枪35(和/或通过激光器(未示出))轰击气体结合材料31a。只要已经经过了用于聚 积的足够长的时段就通过控制装置32激活电子枪35。然后以上述方式将腔30从泵浦通道 19分隔，以便在质谱仪34中检测所吸附的污染物质。虽然图4中在气体结合材料31a处被动地发生聚集，但也可以通过采用泵浦装置 36而泵浦的、穿过气体结合材料31b的残余气体实现污染物质的主动聚集(参考图4c)， 气体结合材料31b用作过滤器，并同样可以由沸石构成，因为该材料足够多孔，使得能够过 滤。泵浦装置36同样可以被用于从气体结合材料释放污染物质，所述泵浦装置在相反方向 上工作，并具有更高的解吸附能力，从而，污染物质被泵浦到腔30中，其中，可以以联系图 ^、b的上述方式检测污染物质。不言而喻，图如-c中所示的吸纳污染物质并接着吸附它的可能性也可以被组合。 具体地，例如，吸附/解吸附也可以被气体结合材料31a、31b的冷却/加热支持。此外，如 果合适，在例如通过X射线光发射频谱(XPS)或飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)执行 气体结合材料31a、31b或冷却指31的直接定量表面分析的情况下也可以完全省略解吸附。残余气体分析仪18a、18b可以被用于检查污染物质尤其是重碳氢化合物的分压 是否处于用于典型EUV光刻设备1的规范范围内，即P(CxHy) < lO^mbar或更小。因此， 在开启过程期间，即在壳体2的内部15中产生真空的同时，并在EUV光产生单元2已被实 际开启用于曝光操作之前，可以以最短可能的时间间隔执行内部15中的残余气体的分析， 取决于污染物的量，该时间间隔在1和100秒之间，典型地在30和60秒之间。仅一旦污染 物处于所选择的规范内时(即在临界阈值之下)就激活光产生单元2。作为残余气体分析仪18a、18b中的残余气体的分析的结果，可以导出内部15中的 污染物质17a的分压的量。根据污染物质的量，还可以作出关于具有将相应物质作为气体 排出的材料的组件(17)的排气速度的陈述，当曝光操作不进行时执行用于执行这种鉴定 的残余气体分析。不言而喻，残余气体分析仪18a不一定需要装配到EUV光刻设备，而是如果合适， 其还可以在空间上与所述设备具有距离，并经由例如软管(hose)连接到内部15，如果合适 可以对内部15加热。此外，残余气体分析仪不必须连接到EUV光刻设备，因为来袭EUV光 刻设备的内部的残余气体的样品可以被引入到不漏气(gas-tight)的容器中，该容器被输 运至该残余气体分析仪，以便能够进行残余气体的离线分析。此外，不言而喻，储存装置31、31a、31b内使用的用于聚积污染物质的材料具有大 的特定表面作为吸附材料，或者是可被用作吸气(gettering)剂的材料。这些材料是公知 的材料，它们还可以根据ISO 3529/11用于吸附泵浦或用于吸气泵浦。因此，除了上述沸 石，类似钽、铌、钛、锆和钍的金属以及特别地类似锆合金的合金也是用于储存装置31、31a、 31b的优选材料。作为总结，以上述方式，可以在开启阶段期间和投射曝光设备的曝光操作期间，即 甚至在0. 5mbar或更高的高背景压强下，执行残余气体分析用于检测和确定内部15中的污 染物质的量，其中，具体地，甚至可以检测具有IO-14Hibar或更低的极低分压的污染物质。
1权利要求
1.EUV曝光设备(1)，包括壳体(Ia)，其包围内部(15)，至少一个反射光学元件(5、6、8、9、10、14.1至14.6)，其布置在所述内部(15)中，真空产生单元(Ib)，用于在所述内部(1 中产生残余气体环境，以及残余气体分析仪(18a、18b)，用于检测所述残余气体环境中的至少一种污染物质 (17a)，其特征在于所述残余气体分析仪(18a、18b)具有用于储存所述污染物质(17a)的储存装置01、 21a ；31、31a、31b)。
2.如权利要求1所述的EUV光刻设备，其中，所述储存装置(21、31、31a、31b)被设计为 聚积所述污染物质(17a)。
3.如权利要求1或2所述的EUV光刻设备，其中，所述储存装置Ola、31、31a、31b)被 设计为将所述污染物质从包含在所述残余气体环境中的其它物质隔离。
4.如前述权利要求之一所述的EUV光刻设备，其中，所述残余气体分析仪(18a)具有用 于将所述污染物质(17a)离子化的离子化装置(20)，具体地，所述装置包括激光器，并且其 中所述储存装置是离子捕获器Ol、21a)。
5.如权利要求4所述的EUV光刻设备，其中，所述离子捕获器Ql、21a)被设计为检测 所述污染物质。
6.如权利要求4或5所述的EUV光刻设备，其中，所述残余气体分析仪(18a)具有滤质 器Ola)，其用于将所述污染物质(17a)与所述残余气体环境中的其它物质分离。
7.如权利要求4至6中的任一项所述的EUV光刻设备，其中，所述离子捕获器从以下中 选择傅立叶转换离子回旋谐振捕获器、Perming捕获器、四极离子捕获器、Paul捕获器、线 性捕获器、轨道捕获器、EBIT和RF聚束器。
8.如前述权利要求之一所述的EUV光刻设备，其中，所述储存装置(31)具有用于冷却 表面(31’)的冷却单元(33)，用于冻结或冷凝所述污染物质(17a)，并优选地具有加热单元 (33)，用于后续地将所述污染物质(17a)从所述表面(31’ )解吸附。
9.如权利要求8所述的EUV光刻设备，其中，所述冷却单元(3 和/或所述加热单元 (33)连接到用于设置所述表面(31’ )的温度的控制装置(32)。
10.如前述权利要求之一所述的EUV光刻设备，其中，用于聚积所述污染物质的所述储 存装置包括气体结合材料(31a、31b)。
11.如权利要求10所述的EUV光刻设备，还包括泵浦装置(36)用于将所述污染物质泵 浦穿过所述气体结合材料(31b)。
12.如权利要求8至11中的任一项所述的EUV光刻设备，还包括辐射装置(35)，尤其是 电子枪(3 或激光器(37)，用于从所述气体结合材料(31a)和/或所述可冷却表面(31’) 解吸附所述污染物质(17a)。
13.如前述权利要求之一所述的EUV光刻设备，其中，所述储存装置(31、31a、31b)被布 置在所述内部(1 外部的泵浦通道(19)中。
14.如前述权利要求之一所述的EUV光刻设备，其中，所述残余气体分析仪(18a、18b) 具有可控入口(22)，用于将所述污染物质(17a)向所述储存装置中的脉冲馈送。
15.如前述权利要求之一所述的EUV光刻设备，其中，所述内部(1 中的所述残余气体 的总压强超过10_5mbar，优选地超过10_4mbar。
16.如前述权利要求之一所述的EUV光刻设备，其中，所述内部(1 中的所述污染物质 (17a)的分压小于10_9mbar，优选地小于10_12mbar，尤其是小于10_14mbar。
17.用于通过EUV光刻设备(1)的残余气体环境的残余气体分析而检测至少一种污染 物质的方法，所述EUV光刻设备(1)具有带有内部(15)的壳体(la)，在所述内部(15)中， 至少布置了一个反射光学元件(5、6、8、9、10、14· 1至14. 6)，其特征在于所述污染物质(17a)被储存在储存装置Ol、21a;31、31a、31b)中，以便执行所述残余 气体分析。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述污染物质被聚积在所述储存装置Ql、21a、 31a,31b)中。
19.如权利要求17或18所述的方法，其中，将所述污染物与包含在所述储存装置 (21a.3U31a.31b)中的所述残余气体环境中的其它物质隔离。
20.如权利要求17至19中的任一项所述的方法，其中，所述污染物质(17a)首先被聚 积在所述储存装置(31)的经冷却的表面(31’ )上，并接着从所述经冷却的表面(31’ )解 吸附用于检测。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述表面(31’)的温度被设置为使得在所述经 冷却的表面(31，)上仅吸纳污染物质(17a)。
22.如权利要求17至21中的任一项所述的方法，其中，所述污染物质(17a)被聚积在 气体结合材料(31a、31b)中，并接着从所述气体结合材料(31a、31b)解吸附，用于检测。
23.如权利要求17至22中的任一项所述的方法，其中，将所述污染物质(17a)作为气 体排出的至少一个组件(17)被布置在所述内部(1 中，并且其中，根据由所述残余气体分 析确定的所述污染物质(17a)的量确定所述组件(17)的排气速度。
24.如权利要求20至23中的任一项所述的方法，其中，通过利用激光器(37)和/或利 用电子枪(3 的辐射将所述污染物质(17a)从所述经冷却的表面(31’ )和/或从所述气 体结合材料(3la、3lb)解吸附。
25.如权利要求17至M中的任一项所述的方法，其中，对于执行所述残余气体分析， 所述EUV光刻设备(1)的所述残余气体的一部分被馈送到空间上与所述EUV光刻设备(1) 分离的残余气体分析仪(18a)的储存装置01)。
26.如权利要求17至25中的任一项所述的方法，其中，优选地在所述污染物质被储存 在所述储存装置之前，通过激光器的辐射离子化所述污染物质。
全文摘要
本发明涉及一种EUV曝光设备(1)，包括包围内部(15)的壳体(1a)，布置在所述内部(15)中的至少一个反射光学元件(5、6、8、9、10、14.1至14.6)，真空产生单元(1b)，用于在所述内部(15)中产生残余气体环境，以及残余气体分析仪(18a、18b)，用于检测所述残余气体环境中的至少一种污染物质(17a)。所述残余气体分析仪(18a)具有用于储存所述污染物质(17a)的储存装置(21)。本发明还涉及用于通过EUV光刻设备(1)的残余气体环境的残余气体分析而检测至少一种污染物质的方法，所述EUV光刻设备(1)具有带有内部(15)的壳体(1a)，在所述内部(15)中，至少布置了一个反射光学元件(5、6、8、9、10、14.1至14.6)，其中，所述污染物质(17a)被储存在储存装置(21)中，以便执行所述残余气体分析。
文档编号H01J49/00GK102138105SQ200980133665
公开日2011年7月27日 申请日期2009年7月3日 优先权日2008年8月27日
发明者德克·H·埃姆, 斯蒂芬-沃尔夫冈·施米特, 迪特尔·克劳斯 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司