CN104204954A - 微粒污染物测量方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微粒污染物测量方法和设备。该方法例如包括：将聚氨酯弹性体(2)的测量表面(5)压靠待测的表面(7)；从该表面移除聚氨酯弹性体而不留下残余物；随后，使用光学设备(11)检测已经通过聚氨酯弹性体从该表面移除并且已经附着至聚氨酯弹性体的微粒(8)。

Description

微粒污染物测量方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年4月2日递交的美国临时申请61/619,209的权益，其在此通过引用全文并入。
技术领域
本发明涉及微粒污染物测量设备、用于从固体表面获得可移除的微粒污染物的取样器、适于测量表面的微粒污染物的方法以及用于制造用于从固体表面(例如光刻设备的部件的表面)获得可移除微粒污染物的取样器的方法。
背景技术
光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成将要在所述IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以被转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案转移是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上来实现的。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻的目标部分的网络。
光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正变成允许制造微型IC或其他器件和/或结构的更加关键的因素。
图案印刷极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式(1)所示：
CD = k 1 * λ NA - - - ( 1 )
其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k1是依赖于过程的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)知道，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k1的值。
为了缩短曝光波长，并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是具有在5-20nm范围内的波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内。还已经提出可以使用波长小于10nm的EUV辐射，例如波长在5-10nm范围内，例如6.7nm或6.8nm。这种辐射被称为极紫外辐射或软x射线辐射。可能的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于通过电子存储环提供的同步加速器辐射的源。
可以通过使用等离子体来产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以提供等离子体的激光器和用于容纳等离子体的源收集器装置。例如可以通过将激光束引导至燃料来产生等离子体，所述燃料诸如是合适的材料(例如锡)的微粒或者合适气体或蒸汽(例如氙气或锂蒸汽)的束流等。所形成的等离子体发出输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用辐射收集器来收集。辐射收集器可以是反射镜式正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦成束。源收集器装置可以包括包围结构或腔室，其布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常被称为激光产生的等离子体(LPP)源。
如果污染物进入EUV光刻设备，则污染物会将误差引入到通过EUV光刻设备投影到衬底上的图案中。例如，污染物微粒可以附着至EUV光刻设备中的图案形成装置的图案化区域，由此使得图案化的区域的一部分变模糊并将误差引入到投影束中。因此，期望减少EUV光刻设备中的污染物，尤其是微粒污染物。一种实现此的方法是测量将要用于组装EUV光刻设备的部件的表面的微粒污染物。如果部件表面的测量到的微粒污染物太多，则部件可以例如被抛弃和/或清洁。
已知的通过从给定表面去除微粒的接触清洁表面的原理使用组装在器件中的有粘性的材料，例如地板垫、接触辊或手动辊。在这种微粒去除装置中使用的各种粘性材料包括聚氨酯、橡胶或乳胶、或软的橡胶。
在用于将微粒转移到粘性材料的表面上并且用显微镜分析表面的微粒检测方法中使用这种粘性材料是已知的。带升降方法是例如使用例如橡胶带等粘性材料的分析方法。
然而，这些粘性材料通常包括粘合剂、化学品、释放剂(release agents)或可以被释放的聚合物成分。这些材料可能在接触处留下微量的残余物，然而对于EUV应用来说，即使是这样低的残余物水平也是不能接受的。US0644903581描述了例如被称为不留下残余物的材料。然而，其中公开的聚合物材料是仍然可能一定程度地在接触过的表面上留下硅酮(单)层的材料。虽然仅可以使用先进的例如XPS等表面分析来进行检测，但是这种微量的残余物在它们存在于EUV光刻扫描器、EUV辐射源或其他设备中时也是具有有害影响的。这是因为即使微量的残余物也可以影响在光学元件上累积的污染物，由此改变它们的输出，或者影响涂覆过程中润湿特性。
在接触清洁或微粒检测方法中使用的大多数粘性材料通常会留下例如有机材料的单层或有机材料层、硅酮或难熔成分，这些对于EUV光刻中的高洁净要求是不能接受的。
发明内容
本发明旨在提供一种新的微粒污染物测量设备和方法，其能满足上述高的清洁度要求，提供简单的方式来以受控的方式收集可移除微粒。
根据本发明的第一方面，提供一种辐射源微粒污染物测量设备，包括载体承载的聚氨酯弹性体层，该载体配置成允许聚氨酯弹性体的测量表面被压靠待测表面并且随后被移除。
聚氨酯弹性体的测量表面可以是超净的。
聚氨酯弹性体的硬度可以低于大约80肖氏A。
聚氨酯弹性体的硬度可以高于大约20肖氏OO，例如高于20肖氏A。
聚氨酯弹性体的测量表面的粗糙度可以等于或小于大约1微米Ra。
载体可以是设置有孔的衬底，可以通过该孔访问该聚氨酯弹性体的测量表面。
衬底可以是柔性的。
载体可以具有信用卡坯的形状和尺寸。
通过孔可以将柔性材料设置到聚氨酯弹性体的相对侧上。
载体可以是探测装置。聚氨酯弹性体可以设置在探测装置的端部上。
根据本发明的第二方面，提供一种微粒污染物测量设备，包括柔性材料，该柔性材料比金属表面的柔性好，使得柔性材料的测量表面将与污染物微粒形成比污染物微粒和金属表面之间的接触面积大的接触面积，柔性材料的粘性足够大，使得残余物将不会从测量表面被转移至金属表面，测量表面是超净的。柔性比金属表面强的柔性材料可以是自粘附的。
金属表面可以是金属结构的表面，例如铝或钢结构。金属表面可以是形成EUV光刻设备的一部分的部件的金属表面。
根据本发明第二方面的测量设备可以包括根据本发明第一方面的测量设备的一个或多个特征。
根据本发明第三方面，提供一种微粒污染物测量设备，包括：比固体表面柔性更好的材料，使得该材料的测量表面将与污染物微粒建立比污染物微粒与固体表面之间的接触面积大的接触面积，其中该材料的粘性充分强，使得残余物将不会从测量表面被转移至固体表面，和其中该测量表面是超净的。
根据本发明第四方面，提供一种用于从固体表面获取可移除微粒污染物的取样器，包括：载体和耦接至载体的柔性材料层，柔性材料层具有内表面和相对的外表面，其中载体布置成允许从固体表面剥离柔性材料层，其中外表面是适于在接触时将可移除微粒污染物从固体表面转移至外表面的微粒收集表面，和其中在接触所述固体表面之后，通过残余气体分析确定，柔性材料层将少于2E-12mbar/l sec.*cm2的重量平均分子量在44至100g/mol范围内的有机材料留在固体表面上。
在接触所述固体表面之后，通过残余气体分析确定，柔性材料层可以将少于1.5E-13mbar/l sec.*cm2的重量平均分子量在101至200g/mol范围内的有机材料留在固体表面上。
在接触所述固体表面之后，通过XPS确定，柔性材料层可以将少于0.1％原子百分比的Pb、Zn、Sn、In以及Si作为残余物留在固体表面和相应的环境中。
在接触所述固体表面之后，通过XPS确定，柔性材料层将少于0.5％原子百分比的除Pb、Zn、Sn、In以及Si以外的其他元素作为残余物留在固体表面和相应的环境中。
柔性材料层可以是硬度在20至80肖氏A范围内的聚氨酯弹性体层。
取样器能够通过包括下列步骤的过程获得：
a)在受控的条件下在洁净的衬底上准备聚氨酯弹性体，以获得超净聚氨酯弹性体层；b)从该洁净的衬底剥离超净聚氨酯弹性体层；和c)将超净聚氨酯弹性体层耦接至载体以形成取样器。取样器表面中的一个或两个的至少一部分用可移除保护箔片覆盖，以将超净聚氨酯弹性体层与污染物隔离。
聚氨酯弹性体层的、作为微粒收集表面的外表面的粗糙度比平均微粒尺寸小大约10倍。
根据本发明的第五方面，提供一种微粒污染物测量方法，包括：将聚氨酯弹性体的测量表面压靠待测表面；从该表面移除聚氨酯弹性体；然后使用光学设备检测已经通过聚氨酯弹性体从该表面移除并且已经附着至聚氨酯弹性体的微粒。
聚氨酯弹性体可以是自粘附的。
聚氨酯弹性体的硬度可以低于大约80的肖氏A。
聚氨酯弹性体的硬度可以高于大约20肖氏OO。根据ASTM D2240方法确定肖氏值。聚氨酯弹性体可以通过载体承载。
聚氨酯弹性体的测量表面可以具有等于或小于大约1微米Ra的粗糙度。
载体可以是设置有孔的衬底，可以通过该孔访问该聚氨酯弹性体的测量表面。
衬底可以是柔性的。
载体可以是探测装置。聚氨酯弹性体可以设置在探测装置的端部上。
可以是没有残余物从聚氨酯弹性体被转移至被测量的表面的情况。
柔性材料，例如聚氨酯弹性体可以布置成自粘附至载体。
根据本发明的第六方面，提供一种微粒污染物测量方法，包括：将柔性材料按压到待测的金属表面上，柔性材料比金属表面柔软，使得它与污染物微粒建立比污染物微粒和金属表面之间的接触面积大的接触面积，污染物微粒因此附着至柔性材料，柔性材料粘性充分强、使得其不将残余物留在金属表面上；其中所述方法还包括：从金属表面去除该柔性材料；然后使用光学设备检测已经附着至该柔性材料的污染物微粒。此处通过“粘性强”表示柔性材料的聚合物结构的粘附力比在去除聚合物期间作用到聚合物上的表面和聚合物之间的粘附力大得多。
金属表面可以是金属结构的表面，例如铝或钢结构。金属表面可以是形成EUV光刻设备的一部分的部件的金属表面。
根据本发明第六方面的测量方法可以包括根据本发明第五方面的测量方法中的一个或多个特征。
下面参考附图详细介绍本发明的其他特征和优点以及本发明不同实施例的结构和操作。应该注意，本发明不限于此处描述的具体实施例。这些实施例在此仅为了说明。基于本发明的教导，其他的实施例对于本领域技术人员是显而易见的。
附图说明
将参照示意的附图仅通过示例描述本发明的实施例，在附图中相同的参考标记可以表示相同的元件，并且在附图中：
图1示出光刻设备；
图2是光刻设备的更加详细的视图；
图3是图1和2的光刻设备的源收集器设备的更加具体的视图；
图4是根据本发明实施例的微粒污染物测量设备的示意图；和
图5是根据本发明实施例的微粒污染物测量方法的示意图。
通过结合附图在下文给出的详细说明，本发明的特征和优点将变得更加清楚，其中在整个说明书中相同的附图标记表示对应的元件。在附图中，相同的附图标记表示相同的、功能类似和/或结构类似的元件。元件首次出现的附图通过相应的附图标记最左边的数字表示。
具体实施方式
图1示意性地示出包括源收集器装置SO的光刻设备100。所述设备包括：
照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，EUV辐射)；
支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA并与配置用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；
衬底台(例如晶片台)WT，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和
投影系统(例如反射式投影系统)PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予辐射束的图案可以与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
如同照射系统，投影系统可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型光学部件、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。可以希望对EUV辐射使用真空，因为其他气体可以吸收太多的辐射。因而可以借助真空壁和真空泵对整个束路径提供真空环境。
如这里所示的，所述设备是是反射型的(例如，采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
参照图1，照射器IL接收来自源收集器装置SO的极紫外辐射束。用以产生EUV光的方法包括、但不必限于将材料转换为等离子体状态，该材料具有在EUV范围内具有一个或更多个发射线的至少一种元素，例如氙、锂或锡。在通常称为激光产生等离子体(“LPP”)的这样一种方法中，所需的等离子体可以通过使用激光束照射例如具有所需线发射元素的材料的液滴、液流或簇等燃料来产生。源收集器装置SO可以是包括激光器(在图1中未示出)的EUV辐射系统的一部分，用于提供用于激发燃料的激光束。所形成的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用设置在源收集器装置中的辐射收集器收集。激光器和源收集器装置可以是分立的实体，例如当使用CO2激光器提供激光束用于燃料激发时。
在这种情况下，激光器不看作是形成光刻设备的一部分，并且，借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统，辐射束被从激光器传递至源收集器装置。在其他情况下，所述源可以是源收集器装置的组成部分，例如当该源是放电产生等离子体EUV产生装置，通常称为DPP源。
照射器IL可以包括调节器，用于调节辐射束的角度强度分布。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置(也称为多小面场反射镜装置和多小面光瞳反射镜装置)。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已经由图案形成装置(例如，掩模)MA反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器系统PS2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器系统PS1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图2更详细地示出光刻设备100，包括源收集器装置SO、照射系统IL以及投影系统PS。源收集器装置SO构造并布置成使得在源收集器装置SO的包围结构220内保持真空环境。通过放电产生等离子体源可以形成EUV辐射发射等离子体210。通过气体或蒸汽，例如氙(Xe)气、锂蒸汽(Li)或锡(Sn)蒸汽产生EUV辐射，在气体或蒸汽中形成高温等离子体210、以发射在电磁谱的EUV范围内的辐射。例如通过引起至少部分电离的等离子体的放电产生极高温等离子体210。为了有效地生成辐射可能需要例如10Pa的分压的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合适的气体或蒸汽。可以提供激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。
高温等离子体210发射的辐射从源室211、经由定位在源室211的开口中或后面的可选的气体阻挡件或污染物阱230(在有些情况下也称为污染物阻挡件或箔片阱)传到收集器室212中。污染物阱230可以包括沟道结构。污染物阱230还可以包括气体阻挡件或气体阻挡件和沟道结构的组合。此处进一步示出的污染物阱或污染物阻挡件230至少包括沟道结构，如现有技术中已知的。
收集器室212可以包括辐射收集器CO，其可以是所谓的掠入射收集器。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。穿过收集器CO的辐射可以被反射离开光栅光谱滤波器240，以聚焦在虚源点IF。虚源点IF通常称为中间焦点，并且源收集器装置布置成使得中间焦点IF位于包围结构220中的开口221处或其附近。虚源点IF是用于发射辐射的等离子体210的像。
随后，辐射穿过照射系统IL，照射系统IL可以包括布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的期望的角分布以及在图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均匀性的琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24。在辐射束21在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射时，图案化束26被形成，并且图案化束26通过投影系统PS、经由反射元件28、30成像到通过晶片台或衬底台WT保持的衬底W上。
在照射光学元件单元IL和投影系统PS中通常可以存在比图示多的元件。光栅光谱滤波器240可以可选地存在，这依赖于光刻设备的类型。此外，可以存在比图中示出的多的反射镜，例如在投影系统PS中可以存在比图2中示出的多1-6个附加的反射元件。
收集器光学元件CO，如图2所示，被示出为具有掠入射反射器253、254以及255的嵌套型收集器，其仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254以及255围绕光轴O轴向对称地设置，并且这种类型的收集器光学元件CO优选与放电产生的等离子体源结合使用，通常称为DPP源。
替换地，源收集器装置SO可以是如图3所示的LPP辐射系统的一部分。激光器LA布置用以将激光能量沉积到燃料上，例如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)，由此产生具有几十eV电子温度的高电离等离子体210。在这些离子的去激发和再结合期间产生的高能辐射由等离子体发射，通过接近正入射辐射收集器光学元件CO收集并且聚焦在包围结构220的开口221上。
来自EUV辐射源的污染物，例如图2和3中示出的那些辐射源，或EUV光刻设备100内存在的污染物会将误差引入到通过设备投影到衬底W上的图案中。例如，污染物微粒可以附着至图案形成装置MA并且可以使得图案形成装置上提供的图案的一部分模糊。在这种情况下，投影到衬底W上的图案将包括误差。该误差可能足够大、以致于衬底W上形成的集成器件不能够正确地起作用。在光刻设备内其他部位处的污染物也可以在投影到衬底W上的图案中引起误差。因此期望最小化或减少污染物，尤其是减少EUV光刻设备内的微粒污染物。
可以最小化或减少微粒污染物的一种方法是通过确保用于组装EUV光刻设备的部件充分洁净(例如表面的微粒污染物低于阈值水平)。表面的微粒污染物可以使用如图4示意性示出的设备测量。微粒污染物可以具有(亚)微米尺寸。
图4从上至下示出从上面观察、在横截面中观察以及从下面观察的根据本发明的微粒污染物测量设备的一个实施例。此处通过“上面”或“顶部”表示微粒污染物测量设备的按压工具与例如聚氨酯弹性体等柔性材料的层接触的部分(即表面或侧面)。此处通过“下面”或“底部”表示设备的被检查微粒污染物的例如聚氨酯弹性体等柔性材料(测量)表面是可见的相对部分。设备包括载体1，聚氨酯弹性体层2设置在载体1上。载体1包括孔3(即，开口)，该孔配置成使得当从下面观察该设备时通过该孔可以看到聚氨酯弹性体层2。由箔片4形成的盘被提供在聚氨酯弹性体层2的顶面上(即聚氨酯弹性体与按压工具接触的表面上)，箔片盘4与孔3对齐(或基本对齐)。箔片盘4的直径可以大于孔3的直径。箔片盘4是柔性的并且提供接触表面，当使用设备的时候可以施加压力到接触表面上(如下文所述)。通过孔3可以看到的聚氨酯弹性体层2的底表面用作测量表面5，当使用设备(即与固体表面接触)时污染物微粒附着到测量表面。在使用50×放大率用于检查微粒污染物的情况下，测量表面5可以例如具有大约16mm的直径或大约30-35mm2的面积。替换地，测量表面5可以具有任何其他合适的直径或面积，例如具有与用于检测微粒污染物的光学仪器的测量场面积匹配的面积。
载体1可以例如由塑料形成。载体1可以例如是信用卡坯(即，被定尺寸为形成信用卡、但是还没有被加工形成为信用卡的塑料片材)。可以使用任何合适的衬底(例如柔性衬底)作为载体。
箔片4优选是非粘性覆盖箔片，其在聚氨酯弹性体层2上提供表面，按压工具压到表面上(下文进一步描述)使得聚氨酯弹性体层2和箔片4都不附着到按压工具。虽然图示的箔片4是盘形，但是箔片可以具有任何合适的形状。例如，箔片4可以仅覆盖聚氨酯弹性体层2的可用顶表面的一部分或全部。类似地，虽然孔3是圆形的，但是孔可以具有任何合适的形状。此外，箔片不需要与孔3对准，只要聚氨酯弹性体的待压的表面至少可以在应用按压工具以收集微粒污染物的区域内被覆盖。箔片4可以例如是金属箔片，例如铝箔片。可以使用任何合适的柔性材料，在不附着至箔片4的情况下按压工具可以压到该材料的表面。
此外，载体1的底表面可以用另一覆盖箔片(图4未示出)临时保护，该覆盖箔片在设备需要使用之前被移除，以便保护整个设备，并且尤其地，将聚氨酯弹性体层2的测量表面5与任何类型的污染物隔离。
图4中示出的设备的操作在图5中示意地示出。首先参考图5的上部，部件6的表面7的微粒污染物待测。微粒污染物可以具有任何属性，例如金属、氧化物、陶瓷、有机材料等。表面7可以是诸如金属、玻璃、陶瓷或塑料等任何合适材料的固体表面。部件6可以例如是EUV光刻设备的部件(例如，形成EUV光刻设备的一部分的金属结构)。污染物微粒8存在于部件的表面7上。为了容易示出，在图5中污染物微粒是夸大尺寸的。测量设备已经被放置在部件6的表面7上，载体1搁置在部件的表面7上。聚氨酯弹性体层2不与表面7接触，相反通过载体1被保持在表面7的上面。
参考图5的中间部分，按压工具10向下压柔性箔片盘4(通过箭头示意地示出)。按压工具10将聚氨酯弹性体层2的测量表面5压靠部件6的表面7。按压工具10将聚氨酯弹性体层2推入载体1的孔3，由此使得聚氨酯弹性体层的测量表面5与部件6的表面7接触。污染物微粒8因此附着至聚氨酯弹性体层2。
按压工具10可以用大于或等于20g/cm2的压力加压。大于或等于大约20g/cm2的压力足以让污染物微粒附着至测量表面5。可以例如使用大约200g/cm2的压力。典型的压力可以低于10N/cm2。
在一实施例中，按压工具10可以配置成用大约50-1000g/cm2范围内的压力将聚氨酯弹性体2的测量表面5压靠部件表面7。在这种情况下，朝向该范围底端的压力足以让污染物微粒附着至测量表面5。
在一实施例中，测量表面5可以被手动压靠部件表面，例如通过用户用手指或拇指压到箔片4上。
在例如一秒或更短时间之后可以从柔性箔片盘4移除按压工具10。这允许从部件6的表面7释放聚氨酯弹性体2。在聚氨酯弹性体2的测量表面5和部件6的表面7之间施加的范德瓦尔斯力可以使得在按压工具10已经被移除之后聚氨酯弹性体保持附着至该表面。聚氨酯弹性体2可以通过手动升起载体1、使得聚氨酯弹性体被拉出离开表面而从表面7释放。替换地，聚氨酯弹性体2的弹性可以使得聚氨酯弹性体拉离表面7并返回至图5上面部分示出的配置。
一旦已经从部件6的表面7释放聚氨酯弹性体2，则测量设备可以被转移至光学设备11(例如，PartSens传感器，可以从德国的ACP GmbHOelbronn-Duerrn获得)。测量表面5可以搁置到光学设备11的如图示意地示出的成像阵列12(成像阵列可以测量大约5mm×6mm)的周围。光学设备11照射聚氨酯弹性体2的测量表面5。通过光学设备11的成像阵列12检测从附着的微粒8散射的光。光学设备11提供其中微粒可以被识别的图像。通过光学设备11检测的微粒的数量提供部件6的表面7上的微粒污染物的指示。
可以使用任何合适的光学设备，以允许测量聚氨酯弹性体层的测量表面5上的微粒污染物(例如任何合适的成像光学设备)。
本发明的设备和方法是有利的，因为聚氨酯弹性体2不会在部件6的表面7上留下(可检测的)残余物。通过此处的“残余物”表示(不想要的)污染物成分，例如微粒或有机污染物。这种污染物包括例如有机材料、硅、难熔成分、任何材料的微粒或这些的组合。
在EUV光刻设备中这种残余物是不想要的，因为在光刻设备操作期间残余物将污染EUV光刻设备内形成的真空。聚氨酯弹性体是足够软的，以至于它可以被压靠至部件表面7，使得污染物微粒8附着至聚氨酯弹性体并且在聚氨酯弹性体从部件表面7被移除的时候(即，污染物微粒从部件表面被移除)污染物微粒8保持附着于聚氨酯弹性体。污染物微粒8的这种附着是在不需要粘合剂或其他结合剂(它们在其他情况下通常被用于接触清洁和污染检查装置，以将粘性材料附着至装置的支撑表面)的情况下实现的，其中结合剂将容易在部件6的表面7上留下残余物。
聚氨酯弹性体2和微粒污染物测量设备还可以充分具有柔性，以随着任何三维表面形状。微粒污染物测量设备可以具有充分柔性的，以便在具有Ra≤5微米的粗糙表面上是有效的。
聚氨酯弹性体2可以具有充分的弹性，以至于它不记忆它被压靠所在的表面7的形状。也就是说，如果聚氨酯弹性体层2被压靠着图案化的表面7，则聚氨酯弹性体层2可以围绕该图案化表面7变形，但是随后在其从图案化(粗糙的)表面移除之后将恢复至其原始的平的形状(即，其将不显示无错误肯定(no false positive)并且将保持其原始的容易在显微镜下检查的形状)。例如，聚氨酯弹性体层2可以在短于10秒内、优选短于2秒内恢复至原始形状。这是有利的，因为在一些情形中聚氨酯弹性体层2的测量表面5的变形可以增加微粒污染物测量的噪音。
聚氨酯弹性体层2是具有充分的弹性的，使得它在用例如达到1000gram/cm2的压力(对于某些材料该阈值压力可以甚至更高)压到粗糙的部件表面上时也不会受到损害。这是有利的，因为在一些情形中聚氨酯弹性体层2的测量表面5的损坏可以增加微粒污染物测量的噪音。
污染物微粒8附着至聚氨酯弹性体层2的测量表面5主要是由于范德瓦尔斯力导致的。球形污染物微粒(例如具有几微米的直径的金属微粒)与金属部件表面具有有限的接触面积。例如，大约10％的球形微粒可以与金属表面接触。聚氨酯弹性体层2充分软，使得它围绕污染物微粒变形，并因此建立与污染物微粒8的接触面积，这个接触面积大于污染物微粒8与金属部件表面7的接触面积(例如，大于10％的接触面积)。结果，聚氨酯弹性体2在污染物微粒8上施加的范德瓦尔斯力比金属部件表面7在污染物微粒上施加的范德瓦尔斯力大。当从金属部件表面7去除聚氨酯弹性体2时，污染物微粒8因此被聚氨酯弹性体2保持，并从金属部件表面7去除(污染物微粒8附着至聚氨酯弹性体2并保持附着在聚氨酯弹性体2)。
聚氨酯弹性体2的成分可以被选择以便通过调节交联的程度和聚氨酯弹性体的平均聚合物链的长度而获得想要的柔软度，使得聚氨酯弹性体的测量表面和污染物微粒之间的范德瓦尔斯力在聚氨酯弹性体从金属部件表面7去除时足够强大而使得污染物微粒8能够附着至聚氨酯弹性体2。选择聚氨酯弹性体2的成分以提供想要的柔软度的方式对于本领域技术人员是已知的。
聚氨酯弹性体的成分还可以被选择成以便获得想要的硬度，使得聚氨酯弹性体在其已经由于被压靠图案化表面而变形之后恢复至其以前的形状。选择聚氨酯弹性体的成分以提供想要的硬度的方式对于本领域技术人员是已知的。
聚氨酯弹性体2可以具有例如低于大约80肖氏A的硬度，并且可以例如具有等于或小于大约70肖氏A的硬度。这种肖氏值为聚氨酯弹性体提供足够的柔性。聚氨酯弹性体越硬，则聚氨酯弹性体越难以充分变形以对粗糙的部件表面7提供精确的微粒污染物测量。高于80肖氏A的聚氨酯弹性体例如对于适当地接触(三维)表面来说可能已经太硬了。例如，具有等于或小于大约70肖氏A的硬度的聚氨酯弹性体2可以在对具有大于大约3Ra微米粗糙度的部件表面7执行微粒污染物测量时使用。
聚氨酯弹性体2可以例如具有大于大约20肖氏OO的硬度，并且可以例如具有等于或大于大约30肖氏OO的硬度。聚氨酯弹性体2越软，在微粒污染物测量之后残余物留在部件表面7上的可能性越大。
在一个实施例中，聚氨酯弹性体具有20至80肖氏A范围内的硬度。这样的肖氏值被发现能够提供具有相对低的带有残余物的污染物残留风险的应用领域。
在另一实施例中，聚氨酯弹性体的硬度在38至75肖氏A范围内。在另一实施例中，聚氨酯弹性体的硬度在40至70肖氏A范围内。这样的肖氏值应该被发现确保充分的交联水平和充分的分子链长度，从而具有较低的带有残余物的污染的风险。
在小于20肖氏A且大于20肖氏OO的范围内的肖氏值提供较软的聚氨酯弹性体，其具有合理水平的粘着性(因为粘着性随着肖氏硬度减小而增大)，然而由于不充分的交联而对于污染存在较高风险。低于20肖氏OO的肖氏值一般不使用，因为发现残余物的水平太高。
此处提到的所有的肖氏值通过使用ASTM D2240方法得出。这种方法允许测量初始硬度或压痕硬度(indentation hardness)。ASTM D2240指的是几个橡胶硬度测量等级(A，B，C，D，DO，O，00和M)，并且依赖于硬度的范围使用若干种类型的压头，例如用于确定肖氏A值的平头35度角锥端以及用于肖氏OO值的3/32″球形压头。本领域技术人员知道，在具体的硬度范围内需要使用哪种硬度等级和哪种对应的压头。
以上提到的肖氏(A和OO)值可以一定程度依赖于聚氨酯弹性体层2的厚度。当选择聚氨酯弹性体层2的厚度时，应该考虑太薄的层会更容易被损坏，反之太厚的层会导致让聚氨酯弹性体层2变形的柔性下降。用于确定肖氏值的ASTM D2240方法需要大约6.4mm(1/4英寸)厚度的聚氨酯弹性体层2的测试样品。可以将若干个测试样品堆叠以实现6.4mm的厚度，但是一个测试样品是优选的。
聚氨酯弹性体层2可以具有任意的合适的厚度。聚氨酯弹性体层2可以足够厚，从而它在测量设备的正常使用期间不会断裂。聚氨酯弹性体层2可以例如具有小于大约50mm的厚度，并且可以例如具有小于10mm的厚度。聚氨酯弹性体可以例如具有大于0.1mm的厚度，并且可以例如具有大于1mm的厚度。聚氨酯弹性体层2可以例如具有1至10mm范围的厚度。
除了肖氏水平限定的合适的硬度，聚氨酯弹性体的制造还优选在受控的条件下执行，以便最小化污染的任何风险。
在使用聚氨酯弹性体2测量将在EUV光刻设备中使用的部件6的表面7上的微粒污染之前，聚氨酯弹性体2优选通过实验被测试，以确定它是否实现残余物的要求。进行这样的测试能够提供合适的检查，检查是否在受控条件下执行聚氨酯弹性体和设备制造过程中的工艺步骤，而不会将任何交叉污染物加入到聚氨酯弹性体(例如，没有硅酮，添加剂、释放剂以及其他交叉污染物)，以便达到留下最少量(优选没有)残余物的最终的高洁净水平的聚氨酯弹性体。
聚氨酯弹性体层2的测量表面5可以是超净的。术语“超净”可以被解释为表示在与表面7接触之前在每平方厘米的聚氨酯弹性体2的测量表面5上有少于15个的直径大于2微米的微粒。在典型的用于EUV光刻的真空环境中，在与表面7接触之后对通过测量表面5留下的残余物的要求甚至更高。在一个实施例中，在与聚氨酯弹性体2的测量表面5接触之前在每平方厘米的表面7的表面上有少于1个的直径大于0.1微米的微粒。在另一个实施例中，如使用XPS和剩余气体分析确定的，在与表面7接触之后通过测量表面5(即，通过聚氨酯弹性体层2)在表面7上没有留下分子残余物。在接触之后这样的表面洁净水平是有利的，以便使用微粒污染物测量设备本身使得在EUV光刻环境(或真空和洁净度是极为重要的其他类似环境)中被分析表面7的污染物最少。
在用于例如典型的EUV光刻或要求高水平洁净度的其他应用的真空环境中，依赖于应用领域可以使用残余物允许量的各种上限。下文中是可以在与EUV光刻相关的产品中使用的这样的实施例的列表。
优选地，在按压(例如接触)聚氨酯弹性体到表面7上达到10秒(s)的时间之后在表面和对应的环境中每平方厘米具有少于1个的微粒。
优选地，如通过XPS确定的，在将聚氨酯弹性体按压在表面7上之后，在表面7上和对应的环境中少于0.1原子百分比的Pb、Zn、Sn、In以及Si作为残余物被留下。优选地，如通过XPS确定的，在将聚氨酯弹性体按压在表面7上之后，在表面7上和对应的环境中少于0.5原子百分比的Pb、Zn、Sn、In以及Si作为残余物被留下。
在EUV环境中，这有利于避免真空系统中除气，从而避免例如光学元件或图案形成装置的污染。此处通过除气表示在真空下从表面7释放的被确定为每时间乘以每平方厘米的分子数量的质量。
在一个实施例中，如通过残余气体分析确定的，在将聚氨酯弹性体压到表面7上之后在真空条件下从表面7释放的水少于2E-10mbar/lsec.*cm2。
在一个实施例中，如通过残余气体分析确定的，在将聚氨酯弹性体压到表面7上之后在真空条件下从表面7释放少于2E-12mbar/l sec.*cm2的具有44至100g/mol的分子量的有机材料。
在一个实施例中，如通过残余气体分析确定的，在将聚氨酯弹性体压到表面7上之后在真空条件下从表面7释放少于1.5E-13mbar/sec.*cm2的具有101至200g/mol的分子量的有机材料。
通过制造聚氨酯弹性体和处于没有污染源的受控环境中的对应的微粒污染物测量设备可以实现用于聚氨酯弹性体2(尤其是用于测量表面5)的如上所述的EUV要求的超净性能。接受器和其他处理设备/装置(例如模具、混合设备、过滤器、覆盖箔片等)以及待处理的材料(例如聚氨酯弹性体的单体或其他成分)可以例如在使用之前进行清洁。此处通过“清洁的”表示优选它们的表面不包含任何微粒污染物，并且是干燥的。用于制造聚氨酯弹性体的单体优选没有微米尺寸的微粒，被除气和干燥，以避免在聚氨酯弹性体的固化步骤期间(即在聚氨酯成分的交联以形成聚合物网期间)形成任何空气气泡。可以在微粒国际标准化7级的洁净室内或甚至更洁净环境中处理聚合物。
本领域技术人员选择单体的混合比例、反应过程温度(例如在20至60度范围内)以及其他反应参数，使得全部的成分完全反应，并且没有单体或短链分子留下。在一个实施例中，不加入会降低聚氨酯弹性体聚合物矩阵内部的内聚力的额外的添加剂(填充剂、稳定剂、干燥剂等)。随后以聚氨酯弹性体层2的形式使用的最终的聚合物产品是相对强的、部分交联的聚氨酯弹性体聚合物，其具有适中到长的聚合物链。
为了保护聚合物表面的清洁度，在一个实施例中，可以不使用释放剂(例如硅酮)制造聚氨酯弹性体层2，以便最小化在接触时表面7的污染风险。可以以手动或自动的方式制造，其中在例如硅晶片、玻璃板、抛光的金属模子或超净的载体或箔片等(优选洁净的)抛光表面(例如，具有例如小于大约0.1微米的粗糙度Ra)上制造聚氨酯弹性体。在还一个实施例中，聚合物的生产过程的一部分可以包含用超声波在超纯酒精中清洁聚合物表面的最终的清洁步骤和在80-100度的(真空)烤箱中的最终的软烘烤步骤。顶表面层可以用覆盖箔片保护，覆盖箔片没有硅酮或释放剂。覆盖箔片可以安装在箔片的两个侧面上，并且可以在将材料用于微粒测量的时候去除在前侧面上的覆盖箔片。
在聚氨酯弹性体层已经制成之后，它可以在多于10小时之后通过使用足以克服聚氨酯弹性体和表面之间的自粘附连接的力而从表面(例如通过手动方式)剥离。因为聚氨酯弹性体形成所在的表面是平滑的(例如，粗糙度小于大约0.1微米Ra)，聚氨酯弹性体层的测量表面将也是平滑的(例如具有类似的粗糙度)。平滑的表面可以提供比粗糙的表面更加精确的微粒污染物测量，如下文中介绍的。
在一个实施例中，聚氨酯弹性体层2的表面上可以具有少于大约0.1％的重金属(如通过使用XPS确定的)。在一个实施例中，聚氨酯弹性体层2可以在测量表面5上基本上没有缺陷。在一个实施例中，聚氨酯弹性体层2在测量表面5上存在少于(亚)单层硅酮，并且更优选地，在测量表面5上没有硅酮或其他难熔成分(如通过XPS和使用接触的表面7的残余气体分析(RGA)确定的)。优选地，在部件表面7与聚氨酯弹性体2接触之后在部件表面7上没有留下微粒和包括难熔成分的有机污染物。
测量设备可以是一次性的；测量设备可以在完成部件表面的微粒污染物测量之后被抛弃。
聚氨酯弹性体层2可以具有充分平、使得可以在没有显著的背景噪音的情况下检测表面上存在的污染物微粒。例如，如果期望能够检测直径小于10微米的污染物微粒，则聚氨酯弹性体的表面粗糙度可以等于或小于1微米Ra(粗糙度可以例如是表示为Ra的平均粗糙度)。如果期望能够检测直径小至1微米的污染物微粒，则聚氨酯弹性体的表面粗糙度可以小于大约0.1微米Ra。通常，聚氨酯弹性体可以具有表面粗糙度小于将要被检测的污染物微粒的直径的表面，例如聚氨酯弹性体的表面粗糙度可以比将要被检测的污染物微粒的直径小十倍。可以使用聚氨酯弹性体检测例如亚微米尺寸的微粒(聚氨酯弹性体的测量表面设置有上述的合适的平坦度)。亚微米尺寸的微粒可以具有大于等于100nm的平均直径，聚氨酯弹性体可以具有Ra小于等于10nm的超光滑的测量表面5，使得更小的微粒也可以使用例如Keyence VHX 1000的数字显微镜检测。
聚氨酯弹性体的粘着性使得能够以大于等于90％的效率从部件表面7将不同类型、形状以及尺寸的微粒转移至测量表面5。通常，可以以大于等于90％的效率、甚至以大于等于95％的效率转移平均直径大于2微米的微粒。
聚氨酯弹性体2可以是自粘附的。也就是说，一旦聚氨酯弹性体层的测量表面5被压靠部件表面，它就可以粘附至部件表面7。聚氨酯弹性体的粘附性可以充分低，以便可以通过从部件表面(手动地)剥离聚氨酯弹性体2而从部件表面移除聚氨酯弹性体2。此外，聚氨酯弹性体的粘附性可以充分高，以便聚氨酯弹性体2在被压至接触表面7期间或之后聚氨酯弹性体2将保持粘附至载体1或箔片4。
从部件表面7剥离聚氨酯弹性体2的剥离强度可以被选择为匹配特定应用；通常其可以被选定为在1至50gram/cm之间。
在一个实施例中，测量表面5可以被多次按压到部件表面7上。可以多次按压测量表面到部件表面的相同部分上，或部件表面的不同部分上。
微粒污染物测量设备和相应的测量方法可以用于在宽范围的不同微粒污染物水平上测量微粒污染物。该方法适于相对低的微粒浓度，例如小于等于每平方厘米1个微粒，该微粒具有每个表面面积上的2微米平均直径和更大的平均直径，使得通过测量仪器可以单独看到它们。例如，根据本发明的方法和微粒污染物测量设备可以用在0.1个微粒/cm2的低微粒浓度至10000个微粒/cm2的高的微粒浓度(即，对于平均直径大于等于2微米的微粒，微粒浓度在每平方厘米大约0.1-10000个微粒)。使用测量方法执行的实验已经生成在下面的表1中示出的结果。
表1
在表1中，PET箔片指的是使用聚对苯二甲酸乙二酯形成的膜，US清洁的SS指的是用超声波清洗的不锈钢。Climafoil指的是可以使用指定的例如来自德国施维伯丁根(Schwieberdingen)的FloterVerpackungs-Service GmbH的箔片。
在下面的表2中给出一些在EUV光刻相关的产品中使用的部件表面7所要求的最大污染物水平。这些值是使用XPS测量的并且单位是原子百分比。
表2
可以使用残余气体分析(RGA)过程测量最大除气水平，残余气体分析(RGA)过程是用于在超净真空中使用的材料的半导体程序(Semiconprocedure)。这种分析服务由例如Metron技术清洁中心(MetronTechnology cleaning center)提供。水除气、低分子量有机材料(分子量为44-100)以及高分子量有机材料(分子量为101-200)通过使用残余气体分析方法确定。用测量表面5接触的部件表面7优选应该具有如下列出的低于EUV光刻应用所要求的除气水平：
水                     2E-10mbar/l sec*cm2
有机材料(MW 44-100)    2E-12mbar/l sec*cm2
有机材料(MW 101-200)   1.5E-13mbar/l sec*cm2
为了达到EUV洁净环境要求的低残余物水平，在受控条件下处理聚氨酯弹性体。以这样的方式完成聚氨酯基础化学制品和固化条件的选择：即，使得聚氨酯弹性体聚合物达到具有中等和长的聚合物链的高程度交联，这也提高肖氏值，但是最小化短的非交联链聚合物分子，这样的聚合物分子具有较高的留下残余物的潜在趋势。此外，在生产和固化期间添加剂(例如释放剂、填充剂、干燥剂)的使用被完全避免，从而最小化交叉污染的风险。对于其他高科技应用(例如航空宇宙产品、OLED、OPV等)，上面提到的残余物要求可能是充分的，但是对于具体应该领域可能需要进一步确认。
超净聚氨酯弹性体的一个示例，来自Gelpak的GP-PMC-12PU，具有35肖氏A的硬度，被用于以实验的方式证明：如通过XPS测试和RGA测试所显示的，满足以上对于EUV光刻的洁净要求。具有例如45肖氏A(或更高)的甚至更高肖氏A硬度的其他类似聚氨酯弹性体也可以通过商业方式获得。
X射线光电子光谱仪(XPS)用于证实残余物没有从聚氨酯弹性体层2的测量表面5转移至金属表面7。用于本实验的金属表面是超净钌(因为与大多数铝或不锈钢相比其不包含极微量的硅而被使用)。聚氨酯弹性体层2的测量表面5被使得与表面7接触。超净样品的被接触表面7上的残余物的量低于XPS的检测水平(0.1原子百分比)，由此实现表2中列出的要求。聚氨酯弹性体层2的测量表面5与钌表面接触多次，并且随后使用X射线光电子光谱仪监测是否存在难熔成分(例如硅酮)或其他不想要的残余物。不能够检测这样的成分或残余物。
此外，执行残余气体分析(RGA)测量，其对于在超净真空(例如用于EUV光刻)中使用的半导体材料是标准过程。超声波清洁的且真空烘烤的不锈钢板(每一个具有1600cm2的面积)与包括GP-PMC-12PU的聚氨酯弹性体层2的微粒污染物测量设备接触多次(每平方米1000次按压)。与清洁的参考板对比，被接触的板没有显示相关的RGA除气的增加。测试的除气作用实际上在用过的剩余气体设备的检测水平上：对于水是3E-11mbar*l/sec*cm2，对于分子量在44至100g/mol之间的有机物是3E-13mbar*l/sec*cm2，对于分子量在101至200g/mol之间的有机物是4E-14mbar*l/sec*cm2。因此全部测量的污染物的值是下文中提到的EUV光刻应用的要求。
已经使用实验证实，附着至测量表面5(并因此从部件表面7去除)的污染物微粒被测量表面保持。测量表面被压靠部件表面7八次(每次使用部件表面的不同的区域)，每次测量测量表面上存在的污染物微粒的数量。观察到污染物微粒的数量是线性增加的，由此证实污染物微粒保留在测量表面上。使用直径为10微米的聚苯乙烯橡胶(PSL)微粒和使用直径大约3微米的微粒完成这个实验，在两种情况下都使用晶片表面和使用不锈钢表面。
在将测量表面应用至硅晶片之前和之后，通过使用PartSens传感器测量硅晶片的微粒污染物，以实验的方式测量污染物微粒附着至聚氨酯弹性体层的效率。可以观察到，最初存在于硅晶片上的污染物微粒基本上全部通过聚氨酯弹性体层的测量表面去除。
在一个实施例中，聚氨酯弹性体层2没有粘贴至载体1，从而避免黏胶流到测量表面5并且随后转移至部件表面7上的风险。因为聚氨酯弹性体层2在使用时位于载体1的顶部(如图5所示)，因此当载体1从部件表面7上抬起时聚氨酯弹性体层2不可能从载体脱开(即使聚氨酯弹性体层2不足以自粘附至载体1)。
载体1可以由任何合适的材料形成。载体1可以由柔性材料形成，与载体是刚性的情形不同，这种柔性允许载体更容易从部件表面7上移除而不会损坏测量表面5，并且最小化接触磨损的风险。载体1可以例如由柔性聚合物形成，例如聚乙烯或PVC。
在上面示出的实施例中，聚氨酯弹性体层2位于孔3之上，直到按压工具10按压它。然而，在一个实施例中，聚氨酯弹性体层2在没有通过按压工具施加压力至聚氨酯弹性体层的情况下可以延伸进入孔3。在一个实施例中，聚氨酯弹性体层2在没有通过按压工具施加压力至聚氨酯弹性体层的情况下可以填充或基本上填满孔3。在微粒污染物测量期间仍然可以通过按压工具10施加压力。在聚氨酯弹性体层2没有延伸进入孔3的实施例中，从部件表面7去除载体1可以更容易，因为在这些实施例中，聚氨酯弹性体的弹性将容易将聚氨酯弹性体拉离部件表面。
在另一实施例中，代替将聚氨酯弹性体层2附着至载体1(如图所示)，可以将聚氨酯弹性体附着至探测装置(探测装置用作聚氨酯弹性体的载体)的端部。探测装置可以具有平的或三维的形状。例如，聚氨酯弹性体可以附着至探测装置的被连接至按压工具10的底部的端部，如图5所示。在这种情况下，按压工具10被用于将探测装置和聚氨酯弹性体按压到部件表面7上。探测装置可以例如是固定聚氨酯弹性体的金属模具，或可以具有任何其他合适的布置。这种布置的优点在于，在载体和被测量的部件表面之间没有任何接触。聚氨酯弹性体还可以是带子的形式。
在另一实施例中，聚氨酯弹性体可以设置成可旋转地安装的圆筒(例如，辊子)的形式，其可以在待测部件表面上滚。这可以增加实施微粒污染物测量的区域(较大的区域可以更容易地被覆盖)。可以允许低水平的微粒污染物的检测(取样较大的区域允许更多微粒附着至聚氨酯弹性体)。
在另一实施例中，载体1可以是设置在聚氨酯弹性体的顶表面上的(柔性)箔片4，用于使用按压工具10按压。在这种情况下，聚氨酯弹性体可以是自粘附聚合物，它比粘附至固体表面更牢固地粘附至箔片4，以便为了被检查而被接触。以此方式，聚氨酯弹性体仍然可以从固体表面剥离，而不从柔性箔片剥离。
根据本发明的微粒污染物测量设备要求没有任何粘附剂或释放剂的超净表面和充分交联(中等至长)的聚合物链，其在接触表面之后没有显示相关的残余物。
聚氨酯弹性体层可以例如由用于制造Grippy pad移动电话载体(可以从亚马逊买到的ASIN产品编号B00365O50M)的聚氨酯弹性体形成。聚氨酯弹性体层可以例如由用于制造GekkoDot(可以从亚马逊买到的ASIN产品编号B002MGIJIU)的聚氨酯弹性体形成。在本发明的一个实施例中，用具有35肖氏A值的Gelpak GP-PMC 12PU制备聚氨酯弹性体。
在所有情况下，聚氨酯弹性体可以在用于实施微粒污染物测量之被清洁。这种清洁可以包括在超纯异丙醇中超声波清洁。该清洁可以还包括随后的在洁净真空炉中软烘烤聚氨酯弹性体(例如，在大约80摄氏度条件下烘烤大约24小时)。
可以例如使用美国明尼阿波利斯的Northstar Polymers LLC的产品代码为MPG-023的异氰酸盐和产品代码为PNC-153的多元醇产品以及合适的催化剂、交联剂、增补剂(例如，1，4丁二醇，胺)、添加剂、调节剂以及脱模剂(对于本领域技术人员来说是显而易见的合适的示例)形成聚氨酯弹性体。
在替代的实施例中，代替聚氨酯弹性体可以使用证据升降箔片(evidence lifting foil)(类似执法机构使用的)。证据升降箔片可以例如是ESLA膜，可以从WA Products(UK)Ltd获得，产品序号B26214。在情况允许的情况下，证据升降箔片可以具有以上描述的聚氨酯弹性体情况下所具有的性质。
聚氨酯弹性体和证据升降箔片都是比金属表面更有柔性的材料的示例，使得材料的测量表面将与污染物微粒建立比污染物微粒和金属表面之间的接触面积大的接触面积，该材料粘性充分强、以致于残余物将不从测量表面被转移至金属表面，测量表面是超净的。聚氨酯弹性体和证据升降箔片以外的合适的材料也可以使用。在这种情况下，金属表面可以被看作是固体金属表面(例如可以形成EUV光刻设备的一部分的部件的表面，例如铝或钢结构)。除了聚氨酯弹性体和证据升降箔片以外的任何合适的材料可以是自粘附的。
尤其地对于聚氨酯弹性体层2，上述的微粒污染物测量方法可以被看作更加一般的微粒污染物测量方法的示例，包括将(柔性)材料按压到待测的表面上，该材料比金属表面更软、使得它与污染物微粒建立比污染物微粒和金属表面之间的接触面积大的接触面积，污染物微粒因此附着至该材料，该材料粘性充分强、以致于它不把残余物留在金属表面上，其中该方法还包括从金属表面移除材料，随后使用光学设备检测已经附着至材料的污染物微粒。
微粒污染物分析设备提供快速且容易得到的收集和检测微粒的方法(尤其地，由于设备紧凑的形状和/或柔性材料性能)。分析表面可能花费小于大约1分钟的时间，并提供可重复的且可靠的结果。
在一个实施例中，聚氨酯弹性体可以是黑色的或可以着充分暗的颜色，使得朝向聚氨酯弹性体层2的测量表面5引导照射时金属污染物微粒(例如铝微粒)显示为暗的背景上的亮的区域(由于散射光)。这可以被看作暗场照明的示例。这种检测方法可以部分地或全部地排除聚氨酯弹性体的表面结构对微粒检测的影响。暗场照明可以与透明或半透明的聚氨酯弹性体层2结合使用，例如如果箔片4(或其他柔性材料)是黑色或暗色的，使得它不是反射性的。
在替换的实施例中，聚氨酯弹性体可以是透明的或半透明的，其中辐射从相对的表面被引导、通过聚氨酯弹性体层2至测量表面5。在这种情况下，污染物微粒(例如金属微粒)可以被看作亮的背景上的暗区域。这可以被看作亮场照射的示例。这个实施例的潜在缺点在于，测量表面的损坏或测量表面中微小的缺陷可以引起在聚氨酯弹性体中显示暗区域，由此将噪音归因于微粒污染物测量。
虽然本发明已经描述EUV光刻设备的多个部件的情形，但是本发明可以用于其他应用(包括例如非EUV光刻设备部件以及其他设备的部件)。这些其他应用的示例可以用于涂层过程、CVD过程、粘合过程、OLED、OPV、航空产品、(电子)光学元件以及光学仪器、平板装置以及显示器制造、分析设备、数据存储制造、流体过滤器检查、洁净室、药物制造以及处理、精密机械制造以及医疗保健工业中。
在一个实施例中，根据本发明的设备可以是用于从固体表面7获取可移除微粒污染物的取样器，例如用于清洁表面7的微粒污染物的目的。取样器可以用于例如通过单次或多次按压至(固体)表面7而清洁表面的目的，而不需要进一步检查。样品可以例如包括载体1和以与图4中示出的类似结构的方式耦接至载体1的柔性材料层2，柔性材料层2具有内表面和相对的外表面。载体1可以布置成允许从固体表面7剥离柔性材料层2。柔性材料层的外表面可以是适于通过接触将可移除微粒污染物从固体表面转移至外表面的微粒收集表面，使得柔性聚合物层在与所述固体表面接触之后，留下少于2E-12mbar/l sec.*cm2的重量平均分子量在44至100g/mol范围内的有机材料在固体表面上，如通过残余气体分析确定的。在一个实施例中，柔性聚合物板也可以在与所述固体表面接触之后，留下少于1.5E-13mbar/l sec.*cm2的重量平均分子量在101至200g/mol范围内的有机材料在固体表面上，如通过残余气体分析确定的。柔性聚合物板优选具有20至80肖氏A的硬度(如使用ASTM D2240方法得出的)。上面限定的微粒污染物测量设备的一个或多个(或全部)参数和性能，尤其地包括具有上面限定的参数和性能的聚氨酯弹性体层，也可以代表用于获取可移除微粒污染物的这样的取样器。
用于获取可移除微粒污染物的微粒污染物测量设备或取样器可用于例如上面列出的不同应用时所处的典型测量温度可以例如在10至50摄氏度范围内。
虽然上面具体参考了聚氨酯弹性体聚合物，但是应该理解根据本发明的用于获取可移除微粒污染物的微粒污染物测量设备或取样器可以包括任何类型的柔性材料，例如聚合物，它具有硬度和超净性能，并且在上述可控条件下被制造。因此，上面参考聚氨酯弹性体2限定的参数和性能对于其他类型的柔性材料也可以以同样的方式限定，因为柔性材料的硬度、粗糙度、洁净度等要求是使用这种设备或取样器的应用领域(例如EUV光刻)的特征。类似地，上述有关用于获取可移除微粒污染物的微粒污染物测量设备或取样器的形状(信用卡坯形状的载体、辊、带等)和部件(载体1、箔片4、层2、保护箔片等等)的特征对于任何合适的柔性材料也是基本可用的，并且主要依赖于这种设备或取样器想要使用的应用领域。
虽然本文具体参考光刻设备在制造集成电路中的应用，但是应该理解，这里所述的光刻设备可以具有其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将会认识到，在这样替换的应用情形中，任何使用的术语“晶片”或“管芯”可以分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
虽然上面详述了本发明的实施例在光刻设备的应用，应该注意到，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻，并且只要情况允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
在允许的情况下，术语“透镜”可以表示不同类型的光学构件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学部件。
虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应该认识到，本发明可以以上述不同的方式实施。上面的说明书是为了说明，而不是限制性的。因此，本领域技术人员应当理解，在不脱离权利要求的范围情况下可以作出本发明的修改。

Claims (35)

1.一种微粒污染物测量设备，包括载体承载的聚氨酯弹性体层，该载体配置成允许聚氨酯弹性体的测量表面压靠待测的表面并且随后被移除。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述聚氨酯弹性体的测量表面是超净的。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述聚氨酯弹性体的硬度低于80肖氏A。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述聚氨酯弹性体的硬度高于20肖氏OO，例如高于20肖氏A。
5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述聚氨酯弹性体的硬度在38至75肖氏A范围内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述聚氨酯弹性体的测量表面的粗糙度等于或小于1微米Ra。
7.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述载体是设置有孔的衬底，能够通过所述孔访问所述聚氨酯弹性体的测量表面。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述衬底是柔性的。
9.如权利要求7或8所述的设备，其中所述载体具有信用卡坯的形状和尺寸。
10.如权利要求7至9中任一项所述的设备，其中通过所述孔将柔性片材设置到聚氨酯弹性体的相对侧上。
11.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述载体是探测装置，聚氨酯弹性体设置在探测装置的端部上。
12.一种微粒污染物测量设备，包括柔性材料，所述柔性材料比金属表面柔性更好，使得所述柔性材料的测量表面将与污染物微粒建立比污染物微粒和金属表面之间的接触面积大的接触面积，柔性材料的粘性充分强、使得残余物将不会从测量表面被转移至金属表面，测量表面是超净的。
13.一种微粒污染物测量设备，包括：
比固体表面柔性更好的材料，使得所述材料的测量表面将与污染物微粒建立比污染物微粒与固体表面之间的接触面积大的接触面积，
其中所述材料的粘性充分强、使得残余物将不会从测量表面被转移至固体表面，和
其中所述测量表面是超净的。
14.一种用于从固体表面获取可移除微粒污染物的取样器，包括：
载体和耦接至载体的柔性材料层，柔性材料层具有内表面和相对的外表面，其中载体布置成允许从固体表面剥离柔性材料层，其中外表面是适于在接触时将可移除微粒污染物从固体表面转移至外表面的微粒收集表面，和其中在接触所述固体表面之后，通过残余气体分析确定，柔性材料层将少于2E-12mbar/l sec.*cm2的、重量平均分子量在44至100g/mol范围内的有机材料留在固体表面上。
15.根据权利要求14所述的取样器，其中在接触所述固体表面之后，通过残余气体分析确定，柔性材料层将少于1.5E-13mbar/l sec.*cm2的、重量平均分子量在101至200g/mol范围内的有机材料留在固体表面上。
16.根据权利要求14或15所述的取样器，其中在接触所述固体表面之后，通过XPS确定，柔性材料层将少于0.1％原子百分比的Pb、Zn、Sn、In以及Si作为残余物留在固体表面和相应的环境中。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的取样器，其中在接触所述固体表面之后，通过XPS确定，柔性材料层将少于0.5％原子百分比的除Pb、Zn、Sn、In以及Si之外的其它元素作为残余物留在固体表面和相应的环境中。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的取样器，其中通过ASTMD2240方法确定，柔性材料层的硬度在20至80肖氏A范围内。
19.一种用于从固体表面获取可移除微粒污染物的取样器，包括：i)载体，和ii)耦接至载体并且具有20至80肖氏A硬度的聚氨酯弹性体层，聚氨酯弹性体层具有内表面和相对的外表面，其中载体布置成允许从固体表面剥离聚氨酯弹性体，
其中聚氨酯弹性体层的外表面是适于在接触时将可移除微粒污染物从第一表面转移至外表面的微粒收集表面，
其中取样器能够通过包括下列步骤的过程获得：
a)在受控的条件下在洁净衬底上制备聚氨酯弹性体、以获得超净聚氨酯弹性体层；
b)从所述洁净衬底剥离超净聚氨酯弹性体层；和
c)将超净聚氨酯弹性体层耦接至载体、以形成取样器。
20.根据权利要求19所述的取样器，其中取样器表面中的一个或两个表面的至少一部分用可移除保护箔片覆盖，以保护超净聚氨酯弹性体层不被污染。
21.根据权利要求19或20所述的取样器，其中所述聚氨酯弹性体层的、作为微粒收集表面的外表面的粗糙度是平均微粒尺寸的大约10分之一。
22.一种微粒污染物测量方法，包括：
将聚氨酯弹性体的测量表面压靠待测的表面；
从所述表面移除聚氨酯弹性体；和
使用光学设备检测已经通过聚氨酯弹性体从该表面移除并且已经附着至聚氨酯弹性体的微粒。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述聚氨酯弹性体的硬度低于80肖氏A。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中所述聚氨酯弹性体的硬度高于20肖氏OO，例如高于20肖氏A。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚氨酯弹性体的测量表面的粗糙度等于或小于1微米Ra。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过载体承载聚氨酯弹性体。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述载体是设置有孔的衬底，能够通过所述孔访问所述聚氨酯弹性体的测量表面。
28.根据权利要求27所述的测量方法，其中所述衬底是柔性的。
29.根据权利要求26所述的方法，其中所述载体是探测装置，聚氨酯弹性体设置在探测装置的端部上。
30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中没有残余物从聚氨酯弹性体被转移至被测量的表面。
31.一种微粒污染物测量方法，包括：
将柔性材料按压到待测的金属表面上，柔性材料比金属表面柔软、使得它与污染物微粒建立比污染物微粒和金属表面之间的接触面积大的接触面积，污染物微粒因此附着至柔性材料，柔性材料粘性充分强、使得其不将残余物留在金属表面上；
从金属表面去除所述材料；以及
使用光学设备检测已经附着至所述材料的污染物微粒。
32.一种用于制造用以从固体表面获取可移除微粒污染物的取样器的方法，其中所述取样器包括：
i)载体，和
ii)耦接至载体并且具有20至80肖氏A范围内的硬度的聚氨酯弹性体层，聚氨酯弹性体层具有内表面和相对的外表面，
其中载体布置成允许从固体表面剥离聚氨酯弹性体，
其中聚氨酯弹性体层的外表面是适于在接触时将可移除微粒污染物从第一表面转移至外表面的微粒收集表面，以及
其中根据包括下列步骤的过程制造取样器：a)在受控的条件下在洁净的衬底上制备聚氨酯弹性体，以获得超净的聚氨酯弹性体层；b)从洁净的衬底剥离超净的聚氨酯弹性体层；和c)将超净的聚氨酯弹性体层耦接至载体以形成取样器。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括步骤：用可移除保护箔片覆盖取样器表面中的一个或两个表面的至少一部分，以保护超净聚氨酯弹性体层不被污染。
34.根据权利要求1至11中任一项所述的微粒污染物测量设备，其中所述聚氨酯弹性体布置成自粘附至载体。
35.根据权利要求14-21中任一项所述的取样器，其中所述柔性材料层布置成自粘附至载体。
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