[发明专利]EUV光刻设备中污染物质的检测

说明书

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10^-1mbar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。