DE102023206102A1

DE102023206102A1 - Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zur Identifikation von Kontaminationen bei Komponenten einer EUV-Lithografie-Anlage

Info

Publication number: DE102023206102A1
Application number: DE102023206102.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Roos; Martin Schilling
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-07-27
Filing date: 2023-06-28
Publication date: 2024-02-01
Also published as: DE102022207689A1

Abstract

Die Erfindung betritt ein Verfahren zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von Komponenten (3.1, 3.2) für eine EUV-Lithografie-Anlage (1), unter Nutzung einer Datenbank (55), umfassend wenigstens zwei mittels Restgasanalyse ermittelte Referenz-Restgasspektren (150) mit jeweils zuordenbarer Kontamination (152) sowie die zur Ermittlung der jeweiligen Referenz-Restgasspektren (150) verwendeten Referenz-Kalibrierungen der Restgasanalyse, mit den folgenden Schritten:a) Einbringen wenigstens einer Komponente (3.1, 3.2) für eine EUV-Lithografie-Anlage (1) in eine Messkammer (50) einer Restgasanalyseeinrichtung (2) mit bekannter Kalibrierung [Schritt 100];b) Herstellen eines Vakuums in der Messkammer (50) [Schritt 101];c) Ermitteln eines Restgasspektrums (200) des Vakuums in der Messkammer (50) [Schritt 102];d) Korrelationsanalyse des ermittelten Restgasspektrums (200) mit wenigstens zwei der Referenz-Restgasspektren (150) aus der Datenbank (55), deren Referenz-Kalibrierungen zumindest in den für das ermittelte Restgasspektrum (200) relevanten Bereichen mit der Kalibrierung der Restgasanalyseeinrichtung (1) korrespondieren, zur Ermittlung einer oder mehrerer möglicher zuordenbarer Kontaminationen (152) der wenigstens einen Komponente (2) [Schritt 103].Die Erfindung betrifft weiterhin eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Vorrichtung sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von Komponenten für eine EUV-Lithografie-Anlage, sowie eine dafür ausgestaltete Vorrichtung und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
In Projektionsbelichtungsanlagen für die EUV-Lithografie wird Licht mit Wellenlängen des extremen ultravioletten Bereiches (EUV) zur Herstellung von Halbleiterbauelementen eingesetzt. Strahlung mit den eingesetzten Wellenlängen, beispielsweise zwischen 5 nm und 20 nm, wird von den meisten Materialien stark absorbiert. Daher wird die Projektionsbelichtungsanlage unter Vakuum betrieben, womit auch diverse Komponenten einer EUV-Lithografie-Anlage im Vakuum angeordnet sind.
Sind im Bereich des Vakuums einer EUV-Lithografie-Anlage Stoffe angeordnet, die im Vakuum ausgasen, kann das durch Absorption zur Abschwächung der Strahlungsleistung führen. Gasmoleküle im Vakuum können lokale Dichtefluktuationen hervorrufen, die wiederum zu Fluktuationen des Brechungsindex führen können. Dies kann die Abbildungstreue verschlechtern. Die Gasmoleküle können sich auch als Niederschlag beispielsweise auf den Spiegeln der EUV-Lithografie-Anlage absetzen und durch Absorption die Strahlungsleistung abschwächen. Somit ist es erforderlich, Ausgasungsquellen an den im Vakuum anzuordnenden Komponenten so zu reduzieren, dass jedenfalls Grenzwerte eingehalten werden.
Während die eigentlichen Komponenten grundsätzlich vakuumfest ausgestaltet sind, um unerwünschte Ausgasungen zu vermeiden, können den Komponenten versehentlich Fremdmaterialen anhaften, die bspw. bei der Fertigung einer Komponente durch Kontaminationen in Form von Ablagerungen von Fremdmaterialien an den Komponenten entstehen. Der Fertigungsprozess einer Komponente umfasst eine Vielzahl von Schritten, beispielsweise eine Anfertigung, eine Verarbeitung, eine Handhabung, einen Aufenthalt in einer Fertigungsumgebung, eine Reinigung, eine Vermessung, eine Qualifizierung und/oder einen Transport der Komponenten. Bei jedem Schritt des Fertigungsprozesses kann es zu Kontaminationen kommen, indem absichtlich oder unabsichtlich, bekannte oder unbekannte Materialien auf die Komponente aufgebracht werden und/oder nur unvollständig wieder entfernt werden, womit potentielle Ausgasungsquellen an der Komponente entstehen können, die bei der Verwendung der Komponente in der EUV-Lithografie-Anlage im Vakuum ausgasen. Auch wenn versucht wird, entsprechende Ausgasungsquellen an den Komponenten im Fertigungsprozess möglichst zu vermeiden, wird dies nicht immer erreicht.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, eine Restgasanalyse von Komponenten für die EUV-Lithografie durchzuführen, um ihre Sauberkeit und ihre Vakuumtauglichkeit zu überprüfen. Für die Restgasanalyse wird die zu überprüfende Komponente einem Vakuum ausgesetzt und das dabei entstehende Restgas mittels Massenspektrometrie untersucht, wobei die den Anteilen molekularer Massen der molekularen Bestandteile des Restgases entsprechenden Intensitäten in einem Massenspektrum aufgetragen werden. Die Gesamtintensität des Massenspektrums deutet auf die Gesamtmenge der Ausgasung hin.
In der DE 10 2007 057 252 A1 wird ein Verfahren zur Messung der Ausgasung einer EUV-Lithografie-Anlage beschrieben. Vor der Analyse des Restgases wird die Ausgasung beispielsweise durch Bestrahlung mit Photonen im EUV- oder weichen Röntgenwellenbereich zusätzlich stimuliert, so dass auch schwerflüchtige Kontaminanten in die Gasphase überführt werden und die Nachweisempfindlichkeit der Restgasanalyse erhöht wird.
Um vergleichbare Ergebnisse bei solchen Restgasanalysen zu erhalten, ist es im Stand der Technik weiterhin bekannt, die Restgasanalyseeinrichtungen zu kalibrieren.
In der DE 10 2016 209 878 A1 wird ein Verfahren zur Kalibrierung einer Restgasanalyseeinrichtung beschrieben, bei dem eine Vielzahl von Qualifizierungskörpern eingesetzt wird, die in der Messkammer einer Ausgasmessung ausgesetzt werden. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Qualifizierungskörpern als Referenz für die Kalibrierung wird ein gleichbleibendes Ausgasverhalten bereitgestellt, so dass die Fehleranfälligkeit des Kalibrierverfahrens verringert wird. Diese Kalibrierung ermöglicht insbesondere eine präzise Messung der Gesamtintensität des Spektrums.
Die DE 10 2020 209 482 A1 offenbart ein Kalibrierverfahren für ein Restgasanalyseverfahren, bei dem ein Kalibriergas dem Vakuum in der Arbeitskammer zugeführt wird. Das molekulare Massenvorkommen des Kalibriergases umfasst dabei das zu erwartende Massenvorkommen, auch bei höheren molekularen Massen. So wird die relative Intensität bei unterschiedlichen Massenbereichen zueinander kalibriert und damit vergleichbar.
Mit den im Stand der Technik verwendeten Verfahren wird das Ausmaß der Ausgasung im Vakuum innerhalb einer EUV-Lithografie-Anlage mit hoher Nachweisempfindlichkeit ermittelt, wobei die Gesamtintensität sowie die relativen Intensitäten bei unterschiedlichen Massenbereichen kalibriert und damit vergleichbar sind.
Nähere Informationen zu Ausgasungsquellen an Komponenten für eine EUV-Lithografie-Anlage können jedoch mit den bekannten Verfahren nicht ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung zu stellen, um mögliche Kontaminationen einer Komponente für EUV-Lithografie-Anlagen zu identifizieren.
Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von Komponenten für eine EUV-Lithografie-Anlage, unter Nutzung einer Datenbank, umfassend wenigstens zwei mittels Restgasanalyse ermittelte Referenz-Restgasspektren mit jeweils zuordenbarer Kontamination sowie die zur Ermittlung der jeweiligen Referenz-Restgasspektren verwendeten Referenz-Kalibrierungen der Restgasanalyse, mit den Schritten:

a) Einbringen wenigstens einer Komponente für eine EUV-Lithografie-Anlage in eine Messkammer einer Restgasanalyseeinrichtung mit bekannter Kalibrierung;
b) Herstellen eines Vakuums in der Messkammer;
c) Ermitteln eines Restgasspektrums des Vakuums in der Messkammer;
d) Korrelationsanalyse des ermittelten Restgasspektrums mit wenigstens zwei der Referenz-Restgasspektren aus der Datenbank, deren Referenz-Kalibrierungen zumindest in den für das ermittelte Restgasspektrum relevanten Bereichen mit der Kalibrierung der Restgasanalyseeinrichtung korrespondieren, zur Ermittlung einer oder mehrerer möglicher zuordenbarer Kontaminationen der wenigstens einen Komponente.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von Komponenten für eine EUV-Lithografie-Anlage, umfassend eine Restgasanalyseeinrichtung mit einer evakuierbaren Messkammer zur Aufnahme von Komponenten und einer Messeinrichtung zur Analyse möglichen Restgases in der evakuierten Messkammer, wobei die Restgasanalyseeinrichtung eine mit einer Datenbank verbundene Auswertungseinrichtung umfasst, die zur Durchführung wenigstens des Verfahrensschrittes d) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von vollständig in die EUV-Lithografie-Anlage integrierten Komponenten, kann die EUV-Lithografie-Anlage und/oder separierbare Teile davon die evakuierbare Messkammer bilden.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt oder einen Satz von Computerprogrammprodukten, umfassend Programmteile, welche, wenn geladen in einen Computer oder in untereinander vernetzte Computer, nach Erhalt der dafür erforderlichen Daten zur Durchführung des Schritts d) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt sind.
Zuerst seien einige verwendete Begriffe erläutert:
Eine „Ausgasungsquelle“ an einer Komponente für eine EUV-Lithografie-Anlage ist eine oberflächliche, oder nah unter der Oberfläche befindliche, Ablagerung eines Stoffes, der im Vakuum ausgast.
Eine „Kontamination“ einer Komponente für eine EUV-Lithografie-Anlage ist eine Verunreinigung der Komponente, durch die eine Ausgasungsquelle entsteht. Kontaminationen - insbesondere mit Fremdmaterial - treten häufig während des Fertigungsprozesses der Komponente auf. Eine einzelne Komponente durchläuft eine Fertigungskette mit einer Mehrzahl von Fertigungsschritten mit jeweils unterschiedlichen Fertigungsumgebungen und/oder Prozesshilfsstoffen, wobei jeweils eine Kontamination auftreten kann. Der Fertigungsprozess umfasst eine Anfertigung und/oder eine Verarbeitung und/oder eine Handhabung und/oder eine Reinigung und/oder einen Aufenthalt in einer Fertigungsumgebung und/oder eine Vermessung und/oder eine Qualifizierung und/oder einen Transport. Auch eine Kontamination während des Betriebs der EUV-Lithografie-Anlage ist nicht ausgeschlossen. Die Komponente kann mit Fremdmaterialien kontaminiert sein, die absichtlich bzw. kontrolliert eingebracht worden sind und nach ihrer Nutzung nicht genügend entfernt worden sind. Absichtlich eingebrachte Fremdmaterialien können beispielsweise als Prozesshilfsstoffe bei der Anfertigung, bei der Verarbeitung und/oder bei der Reinigung verwendet werden. Fremdmaterialien können aber auch unabsichtlich bzw. unkontrolliert eingebracht (und ggf. nicht wieder ausreichend entfernt) worden sein, beispielsweise als organische Querkontamination bei der Anfertigung, bei der Handhabung, beim Transport und/oder beim Aufenthalt in einer Fertigungsumgebung.
Eine Kontamination einer Komponente kann auch eine Kontamination mit Eigenmaterial sein, beispielsweise bei unvollständiger Polymerisierung oder durch Rückstände nach einer spanenden Bearbeitung. Auch eine solche Kontamination kann von dem erfindungsgemäßen Verfahren umfasst sein.
Eine „zuordenbare Kontamination“ ist eine Kontamination, die sich anhand von Referenz- oder Erfahrungswerten aus Referenzmessungen oder historischen Messungen bekannten Kontaminationsursachen zuordnen lässt. Beispielsweise kann die Kontamination einem bekannten Stoff, einer bekannten Fertigungsumgebung, beispielsweise einem Reinraum und/oder einem Werkzeug, und/oder einer Fertigungskette mit einer Abfolge von Fertigungsschritten zugeordnet sein. Weitere mögliche Kontaminationsursachen, denen die zuordenbare Kontamination zugeordnet werden kann, sind beispielsweise Transportwege und/oder Lieferanten.
Eine „Komponente“ kann eine optische Komponente und/oder ein sonstiges Bauteil einer EUV-Lithografie-Anlage sein, die bei Verwendung der EUV-Lithografie-Anlage im Vakuum angeordnet ist. Optische Komponenten sind diejenigen Komponenten, die unmittelbar an einem Strahlengang einer EUV-Lithografie-Anlage beteiligt sind. Bei sonstigen Bauteilen kann es sich beispielsweise um Halterungen, Dichtungen und/oder Schrauben handeln, die bei der Verwendung einer EUV-Lithografie-Anlage im Vakuum angeordnet sind. Es kann sich dabei um ein Einzelteil handeln, eine Integrationsstufe von mehreren Einzelteilen, insbesondere auch Kombinationen von optischen Komponenten und sonstigen Bauteilen, eine Charge von mehreren Einzelteilen oder einer Kombination daraus. Eine Komponente ist durch Eigenschaften charakterisiert, beispielsweise durch einen Typ, einen zur Herstellung durchlaufenen Fertigungsprozess, eine Fertigungsumgebung und/oder einen Zulieferer.
Ein „Referenz-Restgasspektrum“ ist ein durch Restgasanalyse ermitteltes Massenspektrum, dem aus Erfahrungswerten oder geeigneten Messungen der Vergangenheit wenigstens eine Kontaminationsursache konkret zugeordnet werden kann.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer Restgasanalyse einer Ausgasung einer Komponente für eine EUV-Lithografie-Anlage durch Korrelationsanalyse des ermittelten Restgasspektrums mit wenigstens zwei Referenz-Restgasspektren eine mögliche zuordenbare Kontamination der Komponente ermittelt werden kann und auf Grundlage dieser Erkenntnis eine Vakuumtauglichkeit der Komponente oder zukünftig zu fertigender Komponenten gezielt verbessert werden kann. Die Referenz-Restgasspektren weisen jeweils wenigstens eine zuordenbare Kontamination auf, d. h. sie sind jeweils wenigstens einer Kontaminationsursache zugeordnet. Indem mittels Korrelationsanalyse Zusammenhangsmaße zwischen dem ermittelten Restgasspektrum und wenigstens zwei Referenz-Restgasspektren berechnet werden, wird quantifiziert, mit welchem dieser Referenz-Restgasspektren das ermittelte Restgasspektrum besser übereinstimmt. Als mögliche Kontaminationen der Komponente kommen diejenigen zuordenbaren Kontaminationen in Frage, deren Referenz-Restgasspektren ein hohes Zusammenhangsmaß mit dem ermittelten Restgasspektrum aufweisen. Ein Zusammenhangsmaß kann beispielsweise als hoch betrachtet werden, wenn es einen Mindestwert überschreitet und/oder ein Maximalwert unter den analysierten Referenz-Restgasspektren ist und/oder einer von mehreren höchsten Werten unter den analysierten Referenz-Restgasspektren ist. So kann eine einzelne oder mehrere mögliche Kontaminationen ermittelt werden.
Insbesondere bei deutlich mehr als zwei vorliegenden Referenz-Restgasspektren kann es vorkommen, dass keine eindeutige Zuordnung des ermittelten Restgasspektrums zu einer einzelnen Kontamination möglich ist. In diesem Fall kann aber regelmäßig eine Gruppe von möglichen Kontaminationen ermittelt werden. Dies bringt den Vorteil, dass eine mögliche weitergehende, ggf. manuelle, Suche nach Kontaminationsursachen auf weniger Kontaminationen beschränkt ist und somit der Aufwand für die Suche nach Kontaminationsursachen reduziert werden kann.
Es wurde festgestellt, dass bei für die EUV-Lithografie-Anlagen vorgesehenen Komponenten, die bereits hohen Sauberkeitsanforderungen genügen, häufig eine einzige Kontamination oder wenige Kontaminationen das Restgasspektrum dominieren. Dadurch ist die Korrelationsanalyse des ermittelten Restgasspektrums der Komponente mit Referenz-Restgasspektren geeignet anwendbar, um eine mögliche zuordenbare Kontamination der Komponente zu ermitteln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei unabhängig von der Art der Kontamination der Komponente. Durch die Korrelationsanalyse mit Referenz-Restgasspektren mit zuordenbaren Kontaminationen kann das ermittelte Restgasspektrum mit Kontaminationen beliebiger Art in Zusammenhang gebracht werden.
Die Referenz-Restgasspektren werden dafür in einer Datenbank zur Verfügung gestellt und sind jeweils mit wenigstens einer zuordenbaren Kontamination verknüpft, bspw. mittels Datenbank-Relation. Dies ermöglicht einen schnellen Zugriff auf die Referenz-Restgasspektren und ihre jeweils zuordenbaren Kontaminationen. Dabei können auch eine Vielzahl von Referenz-Restgasspektren für eine bestimmte zuordenbare Kontaminationen hinterlegt sein, was die Zuverlässigkeit der Identifikation zuordenbarer Kontaminationen erhöhen kann.
Ferner sind die Referenz-Restgasspektrum in der Datenbank mit einer zu ihrer Ermittlung verwendeten Referenz-Kalibrierung der Restgasanalyse verbunden. Die Referenz-Kalibrierung umfasst in der Regel eine Anpassung der Zuordnung von ermittelten Gasanteilen bzw. Intensitäten zu bestimmten Massen (Anpassung der Massenskala). Möglich ist es, dass für jede Restgasanalyse eine einheitliche Referenz-Kalibrierung angewandt wird. Eine solche einheitliche Referenz-Kalibrierung kann dabei auch inhärent in der Datenbank hinterlegt sein, nämlich allein durch die Bereitstellung der Datenbank mit einheitlichen Referenz-Kalibrierungen. Durch eine Kalibrierung werden die diversen Restgasspektren vergleichbar.
Das Verfahren ermöglicht eine Ermittlung einer möglichen zuordenbaren Kontamination ohne Abgleich aller einzelnen im Massenspektrum vorkommenden molekularen Massen sowie deren die Anteile angebenden Intensitäten mit aus der Chemie bekannten molekularen Massen von molekularen Bestandteilen und deren Anteilen an bekannten Molekülen. Insbesondere kann das Verfahren auch eingesetzt werden, wenn mehrere Kombinationen von überlagerten Spektren bzw. molekularen Bestandteilen zum selben Restgasspektrum führen können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um eine Überlagerung mehrerer Stoffe mit vielen verschiedenen Molekülen handelt, insbesondere bei stark fragmentierenden Molekülen. Auch bei in den Fertigungsprozessen auftretenden Kontaminationen mit unbekannten Materialien, deren chemische Zusammensetzung, d. h. die molekularen Massen ihrer Bestandteile, nicht bekannt ist, kann dieses Verfahren eingesetzt werden, solange die Kontaminationen zuordenbar sind.
Im Gegensatz zur Restgasanalyse zur Feststellung der Vakuumtauglichkeit einer Komponente aus dem Stand der Technik ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich eine Zuordnung zu der Kontamination, die die Ausgasungsquelle verursacht hat. Wenn eine Kontamination zuordenbar und also bekannt ist, kann ihre Ursache konkret eingeordnet werden und konkrete Maßnahmen zu ihrer Behebung identifiziert werden.
Es ist bevorzugt, wenn die Korrelationsanalyse die folgenden Schritte, umfasst:

- Ermitteln von Korrelationsfaktoren zwischen dem ermittelten Restgasspektrum und den wenigstens zwei der Referenz-Restgasspektren aus der Datenbank; und
- Ermitteln einer oder mehrerer möglicher zuordenbarer Kontaminationen der wenigstens einen Komponente anhand der für zuordenbare Kontaminationen ermittelten Korrelationsfaktoren.

Durch das Ermitteln der Korrelationsfaktoren wird das Maß des Zusammenhangs zwischen dem ermittelten Restgasspektrum und den wenigstens zwei der Referenz-Restgasspektren aus der Datenbank quantifiziert und somit ein Grad der Übereinstimmung bestimmt, welcher der letztendlichen Ermittlung der möglichen zuordenbaren Kontamination zugrunde gelegt werden kann.
Beispielsweise kann die Korrelationsanalyse in Form der Kreuzkorrelationsanalyse durchgeführt werden. Dabei werden die beiden Restgasspektren bzw. ausgewählte Massenbereiche darin mittels Kreuzkorrelationsalgorithmus verglichen. Beispielsweise kann der Kreuzkorrelationskoeffizient wie folgt bestimmt werden: $c o r r = \frac{\sum R G A_{M} \cdot R G A_{C}}{\sqrt{\sum R G A_{M}^{2} \cdot \sum R G A_{C}^{2}}} .$
Hier bezeichnet corr den Kreuzkorrelationskoeffizienten, RGA_M die Intensitätswerte des ermittelten Restgasspektrums und RGA_C die Intensitätswerte des Referenz-Restgasspektrums. Der Kreuzkorrelationskoeffizient kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen, wobei Werte geringer als 0,9 regelmäßig eine deutliche Abweichung kennzeichnen.
Vorzugsweise ist wenigstens eine der zuordenbaren Kontaminationen wenigstens eine Kontamination aus der Gruppe

- Kontamination mit einem zuordenbaren Stoff, insbesondere einem Prozesshilfsstoff;
- Kontamination in einem zuordenbaren Fertigungsverfahren; und/oder
- Kontamination in einer zuordenbaren Fertigungsumgebung.

Diese zuordenbaren Kontaminationen geben direkt oder zumindest indirekt Aufschluss darüber, wie eine einem Restgasspektrum zugeordnete Kontamination aufgetreten ist. Sie ermöglichen damit, gezielte Maßnahmen zur Verbesserung der Vakuumtauglichkeit zu identifizieren. Wenn eine der genannten Arten von Kontaminationen in Schritt d) des Verfahrens als mögliche zuordenbare Kontamination der Komponente ermittelt worden ist, können auf dieser Grundlage konkrete Maßnahmen zur Verbesserung der Vakuumtauglichkeit der Komponente bzw. zukünftiger Komponenten des gleichen Typs, zukünftiger Komponenten aus gleichem Fertigungsprozess, zukünftiger Komponenten aus gleicher Fertigungsumgebung und/oder zukünftiger Komponenten des gleichen Zulieferers identifiziert und dann ggf. auch ergriffen werden.
Bei Kontamination mit einem zuordenbaren Stoff, insbesondere einem Prozesshilfsstoff, können beispielsweise Rückschlüsse gezogen werden, bei welchem Fertigungsschritt der Stoff auf die Komponente gelangt ist. Dann können Maßnahmen ergriffen werden, das Aufbringen des Stoffes und/oder dessen Reinigung nach Durchführung des Fertigungsschrittes, bei dem dieser Stoff verwendet wird, besser zu kontrollieren. Möglich ist es auch, dass auf der Grundlage der Erkenntnis, dass eine zuordenbare Kontamination mit einem Stoff vorliegt und somit die Beschaffenheit einer Ausgasungsquelle an der Komponente bekannt ist, eine gezielte Reinigung der Komponente vorgenommen werden kann.
Bei einer möglichen Kontamination in einem zuordenbaren Fertigungsverfahren kann unabhängig davon, ob der aufgebrachte Stoff bekannt oder unbekannt ist, identifiziert werden, in welchem Fertigungsschritt eine Kontamination aufgetreten ist. Dann kann die Reinheit bei der Durchführung dieses Schrittes und/oder die Reinigung nach Durchführung dieses Schrittes gezielt verbessert werden.
Bei einer möglichen Kontamination in einer zuordenbaren Fertigungsumgebung kann darauf geschlossen werden, in welcher Fertigungsumgebung, in der sich die Komponente aufgehalten hat, eine Kontamination stattgefunden hat. Es kann sich dabei auch um eine unabsichtliche Kontamination, beispielsweise eine organische Querkontamination, handeln. Auch eine Transportumgebung, beispielsweise eine Transportverpackung, kann eine Fertigungsumgebung sein. Ebenso kann eine Umgebung zur Vermessung und/oder Qualifizierung einer Komponente eine Fertigungsumgebung sein. Bei Ermittlung einer möglichen Kontamination, die einer Fertigungsumgebung zugeordnet ist, kann beispielsweise die Reinheit der Fertigungsumgebung kontrolliert und/oder verbessert werden und/oder die Aufenthaltsdauer von Komponenten in dieser Fertigungsumgebung verkürzt werden, um mit diesen gezielten Maßnahmen die Vakuumtauglichkeit zu verbessern.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Referenz-Restgasspektrum in der Datenbank mit wenigstens einer Komponente, bei der die zugeordnete Kontamination auftreten kann, verbunden, wobei Eigenschaften der Komponente, die insbesondere auch den Typ der Komponente umfassen können, in der Datenbank hinterlegt sind. In dieser Ausführungsform umfasst die Datenbank auch eine Verbindung der Referenz-Restgasspektren mit einer Komponente, die durch Eigenschaften charakterisiert ist, beispielsweise ihren Typ, den durchlaufenen Fertigungsprozess, durchlaufene Fertigungsumgebungen und/oder ihren Zulieferer. Dies hat den Vorteil, dass Eigenschaften der Komponente, insbesondere der Typ der Komponente, bei der Korrelationsanalyse berücksichtigt werden können.
So kann vorzugsweise die Korrelationsanalyse nur auf solche Referenz-Restgasspektren beschränkt werden, deren jeweils verknüpfte Komponente(n) wenigstens eine Eigenschaft, vorzugsweise den Typ, aufweisen, die mit den Eigenschaften der in die Messkammer eingebrachten wenigstens einen Komponente übereinstimmen. Die Einschränkung der Korrelationsanalyse nur auf solche Referenz-Restgasspektren, deren verbundene Komponente in wenigstens einer Eigenschaft mit der Eigenschaft der Komponente übereinstimmt, ermöglicht eine Beschleunigung der Analyse. So kann auch die weitere, ggf. manuelle, Suche nach Ursachen der Kontamination auf wenige, plausible Kontaminationen eingeschränkt werden. Dies ermöglicht eine zielgerichtete weitere Ursachensuche und führt zu Zeitersparnis. Auch kann vermieden werden, dass aufgrund von Ähnlichkeiten in den Restgasspektren vermeintliche Kontaminationen ermittelt werden, die bei der tatsächlich untersuchten Komponente(n) zumindest nicht erwartet werden.
Dabei ist besonders bevorzugt, wenn wenigstens zwei Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften, vorzugsweise von unterschiedlichem Typ, in die Messkammer eingebracht werden und die jeweilige Anzahl der unterschiedlichen Komponenten derart berücksichtigt werden, dass vorzugsweise eine Zuordnung einer ermittelten Kontamination zu einer der Komponenten erfolgt. Bei der Restgasanalyse von wenigstens zwei Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlichen Typs, können die Referenz-Restgasspektren, die mit wenigstens einer Komponente wenigstens eines der Typen verbunden sind, anhand der Anzahl von Komponenten dieses Typs gewichtet werden und anschließend die Korrelationsanalyse mit den gewichteten Referenz-Restgasspektren durchgeführt werden. So kann selbst bei vergleichbaren Referenz-Restgasspektren für Kontaminationen für die unterschiedlichen Komponenten identifiziert werden, welche der in der Messkammer befindlichen Komponenten tatsächlich kontaminiert sind. Die Gewichtung kann bspw. auch mittels maschinellen Lernens automatisiert vorgenommen werden.
Es ist bevorzugt, wenn die Korrelationsanalyse eine Massenverschiebungs-Korrektur umfasst. Bei einer Massenverschiebungs-Korrektur wird eines der in der Korrelationsanalyse verwendeten Restgasspektren iterativ um wenige Massen verschoben und jeweils die Korrelation bestimmt. So können ggf. unvermeidbare Ungenauigkeit und eine unbeabsichtigte kleinere Abweichung in der Kalibrierung der Restgasanalyseeinrichtung ausgeglichen werden. Wird zur Korrelationsanalyse ein Kreuzkorrelationsalgorithmus verwendet, kann dabei auch unmittelbar eine Massenverschiebungs-Korrektur berücksichtigt werden. Bei dem Kreuzkorrelationsalgorithmus kann nämlich bei vorgegebener Intervallbreite auch eine Korrelationsanalyse von zwei Restgasspektren, die in der Masse zueinander verschoben sind, durchgeführt werden.
Es ist bevorzugt, wenn zumindest diejenigen ermittelten Restgasspektren, denen keine oder nur teilweise Kontaminationen zugeordnet werden können, vorzugsweise alle ermittelten Restgasspektren, zusammen mit der jeweiligen Kalibrierung sowie Informationen zu den bei der Ermittlung eines Restgasspektrums in die Messkammer eingebrachten Komponenten in der Datenbank abgelegt und mithilfe von Datenanalyse Kontaminationsmuster in den abgelegten Restgasspektren ohne zuordenbare Kontamination gesucht werden. Mittels einer solchen Datenanalyse, beispielsweise mit Algorithmen des maschinellen Lernens, können effizient Kontaminationsmuster in den abgelegten Restgasspektren ermittelt werden. Anhand den jeweils zusammen mit den Restgasspektren abgelegten Informationen kann dann nach Gemeinsamkeiten der den Restgasspektren mit gemeinsamen Kontaminationsmustern zugrundeliegenden Komponenten gesucht werden, um so mögliche Kontaminationen zu ermitteln.
Bevorzugt wird auf Basis einer ermittelten möglichen zuordenbaren Kontamination einer Komponente ein geeigneter Reinigungsprozess zur Beseitigung von durch die Kontamination verursachten Ausgasungsquellen durchgeführt und/oder der Fertigungsprozess der kontaminierten Komponente auf mögliche Kontaminationsursachen überprüft und zur Vermeidung zukünftiger Kontaminationen geeignet umgestellt. Anhand der ermittelten möglichen Kontamination können gezielte Maßnahmen identifiziert und ergriffen werden, um die Komponente zu reinigen und/oder die Kontamination von zukünftig zu fertigenden Komponenten zu verringern. Durch die Ermittlung einer möglichen zuordenbaren Kontamination der Komponente kann die Kontamination beispielsweise einem konkreten Fertigungsschritt, einer konkreten Fertigungsumgebung, und/oder einem konkreten Prozesshilfsstoff zugeordnet werden. Dann kann beispielsweise der Fertigungsschritt umgestellt werden, um eine höhere Reinheit zu gewährleisten. Eine Fertigungsumgebung kann beispielsweise gereinigt werden. Bei Zuordnung zu einem Prozesshilfsstoff kann beispielsweise dessen Anwendung besser kontrolliert werden. Anstelle des hohen Aufwands, jeden Schritt der Fertigungskette auf Kontaminationsursachen untersuchen zu müssen, werden in diesen Fällen gezielte Maßnahmen ergriffen und der Aufwand somit verringert.
Vorzugsweise wird die Ermittlung des Restgasspektrums im Massenbereich 1 bis 200 amu durchgeführt. Durch diesen Massenbereich können die bei den vorliegend untersuchten Komponenten relevanten Kontaminationen bzw. daraus resultierende Zerfallsprodukte aufgenommen werden. Das Verfahren kann aber auch auf einen davon abweichenden Massenbereich, insbesondere bis zu höheren Massen, beispielsweise bis 500 amu, angewendet werden. Vorzugsweise weist das Vakuum in der Messkammer während der Ermittlung des Restgasspektrums einen Druck geringer als 5 × 10^-6 mbar auf. Je niedriger der Druck ist, desto mehr werden vorhandene Ausgasungsquellen zur Ausgasung gebracht. In diesem Druckbereich ist ein sicherer Betrieb des RGA-Messkopfes möglich.
Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zunächst auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. Wenigstens eine Komponente für eine EUV-Lithografie-Anlage kann, bspw. durch eine geeignete verschließbare Öffnung, in die Messkammer eingebracht werden, bevor bspw. durch eine an einem dafür vorgesehenen Anschluss an der Messkammer verbundene Vakuumpumpe ein Vakuum in der Messkammer erzeugt wird. Mittels der Messeinrichtung kann dann das Restgasspektrum des Vakuums in der Messkammer mit eingebrachter Komponente ermittelt und mittels der Auswertungseinrichtung ausgewertet werden, wie dies vorstehend beschrieben ist. Die Auswertungseinrichtung ist dafür mit einer Datenbank verbunden, in welcher die Referenz-Restgasspektren abgelegt sind. Die Datenbank kann Teil der Vorrichtung sein. Es ist aber auch möglich, dass die Datenbank getrennt von der Vorrichtung ausgeführt und bspw. über ein Datenfernübertragungsnetz der Auswertungseinrichtung zugänglich ist.
Auch zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts wird ebenfalls auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. Zur Ausführung des Computerprogrammprodukts muss es lediglich mit den dafür erforderlichen Daten versorgt werden, bspw. eines ermittelten Restgasspektrums und Referenz-Restgasspektren. Letzteres kann durch einen geeigneten Zugang zu einer Datenbank, in der die Referenz-Restgasspektren hinterlegt sind, gewährleistet werden. Das Computerprogrammprodukt kann bspw. auf einer Auswertungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden. Es ist aber auch möglich, dass das Computerprogrammprodukt auf einer getrennten Einrichtung ausgeführt wird und ermittelte Restgasspektren an diese Einrichtung übermittelt werden.
Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer EUV-Lithografie-Anlage;
2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
3: eine schematische Darstellung des mit der Vorrichtung aus 2 durchführbaren erfindungsgemäßen Verfahrens;
4: ein Beispiel eines ermittelten Restgasspektrums; und
5: eine beispielhafte Darstellung des Inhalts einer Datenbank umfassend Referenz-Restgasspektren.

In 1 ist eine EUV-Lithografie-Anlage 1 für die Mikrolithografie in einem schematischen Meridionalschnitt dargestellt. Die EUV-Lithografie-Anlage 1 umfasst dabei ein Beleuchtungssystem 10 und ein Projektionssystem 20.
Mithilfe des Beleuchtungssystems 10 wird ein Objektfeld 11 in einer Objektebene bzw. Retikelebene 12 beleuchtet. Das Beleuchtungssystem 10 umfasst dazu eine Belichtungsstrahlungsquelle 13, die im dargestellten Ausführungsbeispiel Beleuchtungsstrahlung zumindest umfassend Nutzlicht im EUV-Bereich, also insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere mit einer Wellenlänge von 1,5 nm abgibt. Bei der Belichtungsstrahlungsquelle 13 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Belichtungsstrahlungsquelle 13 kann es sich auch um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die von der Belichtungsstrahlungsquelle 13 ausgehende Beleuchtungsstrahlung wird zunächst in einem Kollektor 14 gebündelt. Bei dem Kollektor 14 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 14 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung beaufschlagt werden. Der Kollektor 14 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflexivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 14 propagiert die Beleuchtungsstrahlung durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 15. Sollte das Beleuchtungssystem 10 in modularer Bauweise aufgebaut werden, kann die Zwischenfokusebene 15 grundsätzlich für die - auch strukturellen - Trennung des Beleuchtungssystems 10 in ein Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Belichtungsstrahlungsquelle 13 und den Kollektor 14, und der nachfolgend beschriebenen Beleuchtungsoptik 16 herangezogen werden. Bei einer entsprechenden Trennung bilden Strahlungsquellenmodul und Beleuchtungsoptik 16 dann gemeinsam ein modular aufgebautes Beleuchtungssystem 10.
Die Beleuchtungsoptik 16 umfasst einen Umlenkspiegel 17. Bei dem Umlenkspiegel 17 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 15 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt.
Mit dem Umlenkspiegel 17 wird die von der Belichtungsstrahlungsquelle 13 stammende Strahlung auf einen ersten Facettenspiegel 18 umgelenkt. Sofern der erste Facettenspiegel 18 dabei - wie vorliegend - in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 16 angeordnet ist, die zur Retikelebene 12 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet.
Der erste Facettenspiegel 18 umfasst eine Vielzahl von individuell um jeweils zwei senkrecht zueinander verlaufende Achsen verschwenkbare Mikrospiegel (nicht näher dargestellt) zur steuerbaren Bildung von Facetten. Bei dem ersten Facettenspiegel 18 handelt es sich somit um ein mikroelektromechanisches System (MEMS-System), wie es bspw. auch in der DE 10 2008 009 600 A1 beschrieben ist.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 16 ist dem ersten Facettenspiegel 18 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 19, sodass sich ein doppelt facettiertes System ergibt, dessen Grundprinzip auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet wird. Sofern der zweite Facettenspiegel 19 - wie im dargestellten Ausführungsbeispiel - in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 16 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 19 kann aber auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 16 angeordnet sein, womit sich aus der Kombination aus dem ersten und dem zweiten Facettenspiegel 18, 19 ein spekularer Reflektor ergibt, wie er bspw. in der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 beschrieben ist.
Auch der zweite Facettenspiegel 19 umfasst eine Vielzahl von individuell um jeweils zwei senkrecht zueinander verlaufende Achsen verschwenkbare Mikrospiegel. Zur weiteren Erläuterung wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Mithilfe des zweiten Facettenspiegels 19 werden die einzelnen Facetten des ersten Facettenspiegels 18 in das Objektfeld 11 abgebildet, wobei es sich regelmäßig nur um eine näherungsweise Abbildung handelt. Der zweite Facettenspiegel 19 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung im Strahlengang vor dem Objektfeld 11.
Jeweils eine der Facetten des zweiten Facettenspiegels 19 ist genau einer der Facetten des ersten Facettenspiegels 18 zur Ausbildung eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 11 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben.
Die Facetten des ersten Facettenspiegels 18 werden jeweils von einer zugeordneten Facette des zweiten Facettenspiegels 19 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 11 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 11 ist dabei möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch Auswahl der letztendlich verwendeten Beleuchtungskanäle, was durch geeignete Einstellung der Mikrospiegel des ersten Facettenspiegels 18 problemlos möglich ist, kann weiterhin die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille des nachfolgend beschriebenen Projektionssystems 20 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet. Dabei kann im Übrigen vorteilhaft sein, wenn der zweite Facettenspiegel 19 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene des Projektionssystems 20 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel 19 gegenüber einer Pupillenebene des Projektionssystems 20 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 16 ist der zweite Facettenspiegel 19 aber in einer zur Eintrittspupille des Projektionssystems 20 konjugierten Fläche angeordnet. Umlenkspiegel 17 sowie die beiden Facettenspiegel 18, 19 sind sowohl gegenüber der Objektebene 12 als auch zueinander jeweils verkippt angeordnet.
Bei einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform der Beleuchtungsoptik 16 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 19 und dem Objektfeld 11 noch eine Übertragungsoptik umfassend einen oder mehrere Spiegel vorgesehen sein. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen. Mit einer zusätzlichen Übertragungsoptik kann insbesondere unterschiedlichen Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang des nachfolgend beschriebenen Projektionssystems 20 berücksichtigt werden.
Es ist alternativ möglich, dass auf den in 1 dargestellten Umlenkspiegel 17 verzichtet wird, wozu dann die Facettenspiegel 18, 19 gegenüber der Strahlungsquelle 13 und dem Kollektor 14 geeignet anzuordnen sind.
Mithilfe des Projektionssystems 20 wird das Objektfeld 11 in der Retikelebene 12 auf das Bildfeld 21 in der Bildebene 22 übertragen.
Das Projektionssystem 20 umfasst dafür eine Mehrzahl von Spiegeln M_i, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Lithografie-Anlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst das Projektionssystem 20 sechs Spiegel M₁ bis M₆. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln M_i sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M₅ und der letzte Spiegel M₆ haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung, womit es sich bei dem dargestellten Projektionssystem 20 um eine doppelt obskurierte Optik handelt. Das Projektionssystem 20 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,3 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Die Reflexionsflächen der Spiegel M_i können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel M_i aber auch als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel M_i können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 16, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Das Projektionssystem 20 hat einen großen Objekt-Bild-versatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 11 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 21. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 12 und der Bildebene 22.
Das Projektionssystem 20 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein, d. h. es weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y des Projektionssystems 20 liegen bevorzugt bei (β_x, β_y) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein Abbildungsmaßstab β von 0,25 entspricht dabei einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1, während ein Abbildungsmaßstab β von 0,125 in eine Verkleinerung im Verhältnis 8:1 resultiert. Ein positives Vorzeichen beim Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr, ein negatives Vorzeichen eine Abbildung mit Bildumkehr.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y in x- und y-Richtung sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 11 und dem Bildfeld 21 kann, je nach Ausführung des Projektionssystems 20, gleich oder unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionssysteme 20 mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Das Projektionssystem 20 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann aber auch unzugänglich sein.
Durch das Beleuchtungssystem 10 belichtet und durch das Projektionssystem 20 auf die Bildebene 22 übertragen wird ein im Objektfeld 11 angeordnetes Retikel 30 (auch Maske genannt). Das Retikel 30 ist von einem Retikelhalter 31 gehalten. Der Retikelhalter 31 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 32 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Scanrichtung in x-Richtung.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 30 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 21 in der Bildebene 22 angeordneten Wafers 35. Der Wafer 35 wird von einem Waferhalter 36 gehalten. Der Waferhalter 36 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 37 insbesondere längs der x-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 30 über den Retikelverlagerungsantrieb 32 und andererseits des Wafers 35 über den Waferverlagerungsantrieb 37 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Die gesamte EUV-Lithografie-Anlage 1 wird unter Vakuum betrieben, damit die EUV-Strahlung entlang des Strahlengangs von der Strahlungsquelle 13 bis zum Wafer 35 möglichst wenig absorbiert werden. In der Folge sind auch diverse der Komponenten 13, 14, 17-19, 31, 32, 36, 37, M1-M6 sowie 3.1 und 3.2 (vgl. 2) der EUV-Lithografie-Anlage 1 im Vakuum angeordnet.
Auch wenn die einzelnen Komponenten 13, 14, 17-19, 31, 32, 36, 37, M1-M6 sowie 3.1 und 3.2 (vgl. 2) grundsätzlich so ausgebildet sind, dass sie auch im Vakuum nicht ausgasen, was die Abbildungsqualität der EUV-Lithografie-Anlage 1 verschlechtern könnte, besteht das Risiko, das die einzelnen Komponenten 13, 14, 17-19, 31, 32, 36, 37, M1-M6 sowie 3.1 und 3.2 kontaminiert sind und diese Kontaminationen im Vakuum ausgasen. Um sicherzustellen, dass keine entsprechenden Kontaminationen vorliegen oder diese ein vorgegebenes Maß nicht überschreiten, können die einzelnen Komponenten 13, 14, 17-19, 31, 32, 36, 37, M1-M6 sowie 3.1 und 3.2 in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 auf Kontaminationen hin überprüft werden.
In 2 ist eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Restgasanalyseeinrichtung 2 zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von Komponenten 3.1, 3.2 für eine EUV-Lithografie-Anlage 1 (vgl. 1) in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt.
Die Restgasanalyseeinrichtung 2 umfasst eine Messkammer 50 mit einer verschließbaren Öffnung 51, durch die Komponenten 3.1, 3.2 in das Innere der Messkammer 50 eingebracht werden können. Mithilfe einer Vakuumpumpe 52 lässt sich die Messkammer 50 bei verschlossener Öffnung 51 evakuieren. Das so erreichbare Vakuum in der Messkammer 50 hat einen Druck von weniger als 5 × 10^-6 mbar.
Mit dem Innern der Messkammer 50 fluidverbunden ist eine Messeinrichtung 53 zur Analyse möglichen Restgases in der evakuierten Messkammer 50. Die Messeinrichtung 53 ist dabei gemäß dem Stand der Technik zur Ermittlung eines Restgasspektrums im Massenbereich 1 bis 200 amu ausgebildet und gemäß einer vorgegebenen Standard-Kalibrierung kalibriert.
Mit der Messeinrichtung 53 verbunden ist eine programmierbare Auswerteeinheit 54, auf der ein Computerprogrammprodukt ausgeführt wird, welches die nachfolgend beschriebene Korrelationsanalyse durchführt.
Die Auswerteeinheit 54 hat Zugriff auf eine Datenbank 55, auf der eine Vielzahl von Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2, 150.3 (vgl. 5) abgelegt sind. Die in der Datenbank 55 abgelegten Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2, 150.3 sind ausschließlich auf diejenige Standard-Kalibrierung bezogen, auf die auch die Messeinrichtung 53 kalibriert wurde. In der Folge ist es nicht erforderlich, für die einzelnen in der Datenbank 55 abgelegten Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2, 150.3 jeweils die dazugehörige Kalibrierung anzugeben. Durch die Bereitstellung von Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2, 150.3 in der konkreten Datenbank 55 ist bereits vorgegeben, dass diese auf die Standard-Kalibrierung bezogen sind.
Bei der Verwendung der Vorrichtung 2, wie sie in 3 skizziert ist, werden zunächst mehrere Komponenten 3.1, 3.2 in die Messkammer 50 eingebracht (Schritt 100). Bei den Komponenten 3.1, 3.2 handelt es sich um eine, entfernt an ein „A“ erinnernde Komponente 3.1, sowie um drei, im Wesentlichen „C“förmige, Komponenten 3.2. Von den C-förmigen Komponenten ist weiterhin bekannt, dass sie aus derselben Fertigungscharge stammen.
Anschließend wird die Messkammer 50 mithilfe der Vakuumpumpe 52 auf das maximal erreichbare Vakuum evakuiert (Schritt 101), bevor anschließend mithilfe der Messeinrichtung 53 das Spektrum des in der Messkammer 50 vorliegenden Restgases ermittelt wird (Schritt 102). Dieses ermittelte Restgasspektrum 200 (vgl. 4) wird dann der anschließenden Korrelationsanalyse zugrunde gelegt (Schritt 103).
Die Korrelationsanalyse erfolgt dabei auf Basis der in der Datenbank 55 hinterlegten Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2, 150.3. In 5 ist der Aufbau und Inhalt der Datenbank 15 exemplarisch dargestellt.
Neben den einzelnen Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2, 150.3 ist in der Datenbank 55 bei jedem Referenz-Restgasspektrum 150 hinterlegt, für welche Eigenschaften 151 der Komponenten 3.1, 3.2 das jeweilige Referenz-Restgasspektrum 150.1, 150.2, 150.3 relevant ist. Im dargestellten Beispiel umfassen die fraglichen Eigenschaften 151 den Typ der Komponenten 3.1, 3.2 (veranschaulicht durch verkleinerte Darstellungen der Komponenten 3.1, 3.2).
Darüber hinaus sind noch die Zuordnungen zu bestimmten Kontaminationen 152 in der Datenbank 55 hinterlegt. Bei den zuordenbaren Kontaminationen 152 kann es sich um Kontaminationen mit einem bestimmten Prozesshilfsstoff (bspw. „Hilfsstoff A“), oder aber um bestimmte Fertigungsprozesse in bestimmten Fertigungsumgebungen handeln („Prozess B“, „Reinraum C“ bzw. „Reinraum D“) handeln. Dabei können die zuordenbaren Kontamination 152 auch wenigstens teilweise Eigenschaften 151 der Komponenten 3.1, 3.2 darstellen: so kann bspw. für eine in die Messkammer 50 eingebrachte Komponente 3.1, 3.2 angegeben werden, in welchem Reinraum bzw. in welcher Fertigungsumgebung sie welchen Fertigungsprozess durchlaufen hat.
Unter der Annahme, der Auswerteeinheit 54 wird vorgegeben, dass sich in der Messkammer 50 eine Komponente 3.1 vom Typ „A“ und drei Komponenten 3.2 vom Typ „C“ befinden, kann die Auswerteinheit 54 eine Korrelationsanalyse durchführen. Dazu führt sie eine Kreuzkorrelationsanalyse des ermittelten Restgasspektrums 200 (vgl. 4) mit denjenigen Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2 durch, die sich entweder dem Typ „A“ oder „C“ zuordnen lassen. Insbesondere bleibt also das für eine „λ“-förmige Komponente in der Datenbank 55 hinterlegte Referenz-Restgasspektrum 150.3 außen vor. Die Kreuzkorrelationsanalyse resultiert in Korrelationsfaktoren für jedes untersuchte Referenz-Restgasspektrum 150.1, 150.2.
Bei der durchgeführten Kreuzkorrelationsanalyse ist dabei im Übrigen eine Massenverschiebungs-Korrektur vorgesehen, um versehentliche oder ggf. unvermeidbare Abweichungen der Kalibrierung der Messeinrichtung 53 von der Standard-Kalibrierung auszugleichen.
Im vorliegenden Beispiel ergeben sich sowohl für das für den Typ „A“ als auch für den Type „C“ dargestellte Referenz-Restgasspektrum 150.1, 150.2 erhöhte Korrelationsfaktoren, die grundsätzlich auf die entsprechende zugeordnete Kontamination 152 hindeuten könnten. Wird aber gleichzeitig berücksichtigt, dass drei Komponenten 3.2 vom Typ „C“ vorliegen, die darüber hinaus noch aus derselben Charge stammen, kann die Auswerteeinheit 54 - insbesondere, wenn sie einen Algorithmus zum maschinellen Lernen umfasst und geeignet angelernt ist - zu dem Schluss gelangen, dass ausschließlich die Komponenten 3.2 vom Typ „C“ kontaminiert sind - und zwar im Prozess B im Reinraum C. Der entsprechende Prozess sowie der entsprechende Reinraum können dann auf mögliche Kontaminationsquellen untersucht werden, um zukünftige entsprechende Kontaminationen möglicherweise unterbinden zu können.
Wird bspw. angenommen, die Komponenten vom Typ „C“ haben den Reinraum C während der Fertigung nicht durchlaufen und bei der entsprechenden Angabe handele es sich um eine bei der Ermittlung der für die Kreuzkorrelationsberechnung in Frage kommenden Referenz-Restgasspektren 150.1, 150.2 zu berücksichtigende Eigenschaft, ist eine eindeutige Ermittlung sämtlicher Kontaminationen der Komponenten 3.1, 3.2, wie sie sich im Referenzspektrum 200 gemäß 4 niederschlagen, zumindest anhand der dargestellten Referenzgasspektren 150.1, 150.2, 150.3 nicht unmittelbar möglich. Mithilfe von künstlicher Intelligenz und/oder maschinellem Lernen kann aber ggf. mit ausreichender Verlässlichkeit automatisiert ein Kontaminationsmuster ermittelt und so festgestellt werden, dass - da der Prozess B mit „λ“-förmigen Bauteilen in Reinraum D durchgeführt und zu einer einem Referenz-Restgasspektrum 150.3 zugeordneten Kontamination geführt hat - die mit dem Restgasspektrum 200 festgestellt Kontamination auf eine Kontamination der „A“-förmigen Komponenten 3.1 mit dem Hilfsstoff A sowie einer Kontamination zumindest einer der „C“-förmigen Komponenten 3.2 im Prozess B in Reinraum D zurückzuführen sein könnte. Ein entsprechendes Ergebnis kann ausgegeben und durch geeignete Untersuchungen des Fertigungsprozesses ggf. verifiziert werden.
Auch wenn in 2 eine gesonderte Restgasanalyseeinrichtung 2 dargestellt ist, ist es auch möglich, dass die erfindungsgemäße Restgasanalyse für ein im für Belichtungswecke vakuumierbaren Bereich EUV-Lithografie-Anlage 1 herrschendes, geeignet niedriges Vakuum durchgeführt wird. In diesem Fall ist der vakuumierbaren Bereich der EUV-Lithografie-Anlage 1 mit einer Messeinrichtung 53 zu versehen, die, wie vorstehend beschrieben, mit Auswertungseinrichtung 54 und Datenbank 55 zusammenwirkt, um mögliche Kontaminationen sämtlicher, in dem vakuumierbaren Bereich der EUV-Lithografie-Anlage 1 angeordneter Komponenten 13, 14, 17-19, 31, 32, 36, 37, M1-M6 sowie 3.1 und 3.2 zu identifizieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007057252 A1 [0006]
DE 102016209878 A1 [0008]
DE 102020209482 A1 [0009]
DE 102008009600 A1 [0057, 0059]
US 20060132747 A1 [0058]
EP 1614008 B1 [0058]
US 6573978 [0058]
DE 102017220586 A1 [0063]
US 20180074303 A1 [0074]

Claims

Verfahren zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von Komponenten (3.1, 3.2) für eine EUV-Lithografie-Anlage (1), unter Nutzung einer Datenbank (55), umfassend wenigstens zwei mittels Restgasanalyse ermittelte Referenz-Restgasspektren (150.1, 150.2, 150.3) mit jeweils zuordenbarer Kontamination (152) sowie die zur Ermittlung der jeweiligen Referenz-Restgasspektren (150.1, 150.2, 150.3) verwendeten Referenz-Kalibrierungen der Restgasanalyse, mit den folgenden Schritten: a) Einbringen wenigstens einer Komponente (3.1, 3.2) für eine EUV-Lithografie-Anlage (1) in eine Messkammer (50) einer Restgasanalyseeinrichtung (2) mit bekannter Kalibrierung [Schritt 100]; b) Herstellen eines Vakuums in der Messkammer (50) [Schritt 101]; c) Ermitteln eines Restgasspektrums (200) des Vakuums in der Messkammer (50) [Schritt 102]; d) Korrelationsanalyse des ermittelten Restgasspektrums (200) mit wenigstens zwei der Referenz-Restgasspektren (150.1, 150.2, 150.3) aus der Datenbank (55), deren Referenz-Kalibrierungen zumindest in den für das ermittelte Restgasspektrum (200) relevanten Bereichen mit der Kalibrierung der Restgasanalyseeinrichtung (2) korrespondieren, zur Ermittlung einer oder mehrerer möglicher zuordenbarer Kontaminationen (152) der wenigstens einen Komponente (3.1, 3.2) [Schritt 103].
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelationsanalyse die folgenden Schritte umfasst: - Ermitteln von Korrelationsfaktoren zwischen dem ermittelten Restgasspektrum (200) und den wenigstens zwei der Referenz-Restgasspektren (150.1, 150.2, 150.3) aus der Datenbank (55); und - Ermitteln einer oder mehrerer möglicher zuordenbarer Kontaminationen der wenigstens einen Komponente (3.1, 3.2) anhand der für zuordenbare Kontaminationen (152) ermittelten Korrelationsfaktoren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der zuordenbaren Kontaminationen (152) wenigstens eine Kontamination aus der Gruppe - Kontamination mit einem zuordenbaren Stoff, insbesondere einem Prozesshilfsstoff, - Kontamination in einem zuordenbaren Fertigungsverfahren, und/oder - Kontamination in einer zuordenbaren Fertigungsumgebung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Referenz-Restgasspektrum (151) in der Datenbank mit wenigstens einer Komponente (3.1, 3.2), bei der die zugeordnete Kontamination auftreten kann, verknüpft ist, wobei Eigenschaften (151) der Komponente (3.1, 3.2), vorzugsweise umfassend deren Typ, in der Datenbank (55) hinterlegt sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelationsanalyse auf solche Referenz-Restgasspektren (150.1, 150.2, 150.3) beschränkt wird, deren jeweils verknüpfte Komponente(n) wenigstens eine Eigenschaft (151), vorzugsweise den Typ, aufweisen, die mit den Eigenschaften der in die Messkammer (50) eingebrachten wenigstens einen Komponente (3.1, 3.2) übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Komponenten (3.1, 3.2) mit unterschiedlichen Eigenschaften (151), vorzugsweise von unterschiedlichem Typ, in die Messkammer (50) eingebracht werden und die jeweilige Anzahl der unterschiedlichen Komponenten (3.1, 3.2) derart berücksichtigt werden, dass vorzugsweise eine Zuordnung einer ermittelten Kontamination zu einer der Komponenten (3.1, 3.2) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelationsanalyse eine Massenverschiebungs-Korrektur umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diejenigen ermittelten Restgasspektren (200), denen keine oder nur teilweise Kontaminationen (151) zugeordnet werden können, vorzugsweise alle ermittelten Restgasspektren (200), zusammen mit der jeweiligen Kalibrierung sowie Informationen zu den bei der Ermittlung eines Restgasspektrums (200) in die Messkammer (50)eingebrachten Komponenten (3.1, 3.2) in der Datenbank (55) abgelegt und mithilfe von Datenanalyse Kontaminationsmuster in den abgelegten Restgasspektren gesucht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis einer ermittelten möglichen zuordenbaren Kontamination einer Komponente ein geeigneter Reinigungsprozess zur Beseitigung von durch die Kontamination verursachten Ausgasungsquellen durchgeführt und/oder der Fertigungsprozess der kontaminierten Komponente auf mögliche Kontaminationsursachen überprüft und zur Vermeidung zukünftiger Kontaminationen geeignet umgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Restgasspektrums (200) im Massenbereich 1 bis 200 amu durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum in der Messkammer (50) während der Ermittlung des Restgasspektrums (200) einen Druck geringer als 5 × 10^-6 mbar aufweist.
Vorrichtung zur Identifikation von zuordenbaren Kontaminationen von Komponenten (3.1, 3.2) für eine EUV-Lithografie-Anlage (1), umfassend eine Restgasanalyseeinrichtung (2) mit einer evakuierbaren Messkammer (50) zur Aufnahme von Komponenten (3.1, 3.2) und einer Messeinrichtung (53) zur Analyse möglichen Restgases in der evakuierten Messkammer (50), wobei die Restgasanalyseeinrichtung (2) eine mit einer Datenbank (55) verbundene Auswertungseinrichtung (54) umfasst, die zur Durchführung wenigstens des Schrittes d) [Schritt 103] des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Computerprogrammprodukt oder Satz von Computerprogrammprodukten, umfassend Programmteile, welche, wenn geladen in einen Computer oder in untereinander vernetzte Computer, nach Erhalt der dafür erforderlichen Daten zur Durchführung des Schritts d) [Schritt 103] des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgelegt sind.