JP2017010934A - 荷電粒子ビーム機器および荷電粒子ビーム機器を操作するための方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】荷電粒子ビーム機器の柱体および／または真空試料室内の部品の表面の的を絞ったかつ効率的な洗浄を可能とする。【解決手段】露光モードにおいて、真空試料室２０内で所望のパターンを露光するために、荷電粒子ビームを作るための荷電粒子ビーム光学系を備えた柱体１０と、柱体および／または真空試料室２０の洗浄モードにおいて、光解離可能なガス（Ｏ３）を備えた調節可能なガス流を供給するためにガス供給システムと、複数の光源１５．１〜１５．５であって、これらの光源が空間的に分散された状態で柱体および／または真空試料室内に配置されておりかつ洗浄モードにおいて供給されるガスの光解離をもたらす光源と、光源に接続された制御ユニット３０であって、この制御ユニットが、この制御ユニットを介して洗浄モードにおいて、個々の光源が時間上選択的にスイッチを入り切り可能であるように構成されている制御ユニットを備えている。【選択図】図１
Description
本発明は荷電粒子ビーム機器ならびに荷電粒子ビーム機器を運転するための方法、特にこのような機器洗浄するための可能性に関する。
荷電粒子ビーム光学系を介して露光モードにおいて真空試料室内で所望のパターンを露光するために、公知の荷電粒子ビーム機器、例えば電子ビームリソグラフィーシステムは、荷電粒子ビーム光学系を有する柱体を備えている。その際に、運転時間の経過において、有機汚染物は柱体および／または真空試料室内の部品上に、例えば静電偏向システムの遮光装置上にあるいは電極上に堆積する。これらの汚染物は、例えば真空試料室内の基体上のリソグラフィー工程のために必要なメッキに由来する。メッキから、例えば電子のような荷電粒子ビームによる照射により分子が遊離され、これらの分子は気化し、真空試料室から柱体内に拡散し、そして柱体内の部品の表面に吸着する。帯電された粒子で照射することにより分子は分解されかつ結合され、従って部品の表面には、もはや再吸収しない、固着した炭素を多く含んだ汚染物が生じる。汚染物は粗悪な電気的電導性を有しており、かつその上に衝突する一次電子と二次電子により強く帯電されることができる。柱体内の交換する条件において、汚染層は次いで帯電されるか或いは放電される。汚染層内の時間的に不安定な帯電は、露光モードにおいて、従って付加的に帯電された場において生じる。このような場は再度荷電粒子ビーム柱体内で偏向し、制御不能な方法で、基体あるいは影響される他のビーム特性において（ａｕｆ）例えばドアラフトは制御不能になる。従って汚染物のこれらの不利な影響を防止しかつ少なくとも最小限にするために、このような機器において、柱体あるいは真空試料室内の相応して汚染し易い表面の定期的な洗浄が必要である。相当する構成要素の時間がかかる解体と相当する構成要素の洗浄の他に、荷電粒子ビーム機器の柱体が解体される必要が無く、相当する汚染物を除去するために様々な方法が知られている。
特許文献１には、例えば柱体のチャンバ内へ露光中にオゾンを導入することが提案される。電子により照射することにより、オゾンは酸素と酸素ラジカルに分解される。それにより酸素ラジカルは次いで柱体内の部品の表面で汚染物と反応し、その際に結果として生じる反応生成物はポンプで排出される。この方法の場合、それを介して柱体内の特定の部品の空間的に的を絞った洗浄がほとんど可能ではないことが短所である。さらに同時に露光モードにおいて、高真空が維持される必要がある場合に、柱体の全ての露光における適当なオゾン圧の調節が困難である。
荷電粒子ビーム機器の柱体のための洗浄方法の別の様式が、特許文献２と特許文献３から知られている。その際に柱体内では汚染し易い部品の領域に触媒反応を起こさせる材料が塗布され、かつガス供給システムを介して活性化可能な物質を柱体内に導入する。次いで触媒反応を起こさせる材料を介して塗布される物質を活性化した後、活性化された物質は、存在する汚染材料と相互作用し、その際に発生する反応生成物はポンプで排出される。この場合に、塗布された物質の活性化は、代替え的にあるいは補助的にＵＶ光により露光を介して行われ、この目的で柱体内ではＵＶ光源が配置されているか或いは柱体内に案内可能である。この方法の場合でも、特定の部品上での汚染物質の的を絞った排除はほとんど可能ではなく、特に洗浄は需要に即応して局所的に制御されることができない。
本発明の根底を成す課題は、荷電粒子ビーム機器ならびに荷電粒子ビーム機器を運転するための方法を提示することであり、この機器を介して、このような機器の柱体および／または真空試料室内の部品の表面の的を絞ったかつ効率的な洗浄が可能である。
この課題は、本発明によれば請求項１の特徴を備えた荷電粒子ビーム機器により解決される。
発明による荷電粒子ビーム機器の有利な実施形態は、請求項１に従属した請求項に挙げられた構成から明らかになる。
本発明による荷電粒子ビーム機器は、
−柱体であって、この柱体が荷電粒子ビーム光学系を介して露光モードにおいて、真空試料室内で所望のパターンを露光するために、荷電粒子ビームを作るための荷電粒子ビーム光学系を備えた柱体と、
−ガス供給システムであって、このガス供給システムを介して、柱体および／または真空試料室の洗浄モードにおいて、光解離可能なガスを備えた調節可能なガス流を供給するためにガス供給システムと、
−複数の光源であって、これらの光源が空間的に分散された状態で柱体および／または真空試料室内に配置されておりかつ洗浄モードにおいて供給されるガスの光解離をもたらす光源と、
−光源に接続された制御ユニットであって、この制御ユニットが、それを介して洗浄モードにおいて、個々の光源が時間上選択的にスイッチを入り切り可能であるように構成されている制御ユニットを備えている。
−柱体であって、この柱体が荷電粒子ビーム光学系を介して露光モードにおいて、真空試料室内で所望のパターンを露光するために、荷電粒子ビームを作るための荷電粒子ビーム光学系を備えた柱体と、
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−複数の光源であって、これらの光源が空間的に分散された状態で柱体および／または真空試料室内に配置されておりかつ洗浄モードにおいて供給されるガスの光解離をもたらす光源と、
−光源に接続された制御ユニットであって、この制御ユニットが、それを介して洗浄モードにおいて、個々の光源が時間上選択的にスイッチを入り切り可能であるように構成されている制御ユニットを備えている。
有利な実施形態において、制御ユニットはさらにガス供給システムの吸気弁と動作接続しており、かつ吸気弁への作用により、洗浄モードでの柱体および／または真空試料室内におけるガス圧が的を絞って調節可能であるように構成されている。
その際に、柱体および／または真空試料室の規定された空間的領域のために、制御ユニットにおいて、各々パラメータセットが置かれ、このパラメータセットは各領域の最適に洗浄するための必要なパラメータを含み、パラメータセットは少なくとも一つあるいは複数の特定の光源の選択、光源のスイッチを入れる時間および柱体および／または真空試料室内の特定のガス圧を含む。
さらに、汚染物と光解離生成物の反応から結果として生じる分解生成物をポンプで排出するために、真空試料室は真空ポンプと動作接続しており、真空試料室と真空ポンプの間には変換ユニットが配置されており、この変換ユニットはまだ光解離可能なガスのポンプ排出ガス流内にある残余物を分解することが可能である。
柱体内に荷電粒子ビーム源が配置されていると有利であり、この荷電粒子ビーム源には、荷電粒子ビーム源を光解離生成物の逆拡散から保護するために保護シールドが設けられている。
さらに、光源が柱体および／または真空試料室内で各々、有機汚染になり易い要素に対して隣接して配置されていると有利である。
可能な実施形態において、光源が各々ＬＥＤとして構成されており、これらのＬＥＤが２００ｎｍと３００ｎｍの間のＵＶスペクトルの帯域で放射する。
代替え的に、複数の光源が複数の光ファイバを備えたファイバ束の出口面として構成されており、空間的に分散された状態で柱体および／または真空試料室内に配置されており、かつファイバ束の他端には光源が配置されており、この光源を介してファイバ束の個々の光ファイバ内への光の結合が行われており、その際に光源と光ファイバの間には少なくとも一つの開閉装置が配置されており、この開閉装置が個々の光ファイバの時間上選択的なスイッチの入り切りを行うための制御ユニットを介して操作可能である。
さらに、柱体の外側に、酸素貯蔵器ならびにオゾン発生器が配置されており、このオゾン発生器を介して、酸素貯蔵器からオゾンが光解離可能なガスとして発生可能でありかつ柱体にガス供給システムを介して供給可能であり、その際に光源から放出されるビームとオゾンの間の相互作用により、酸素ラジカルが光解離生成物として結果として生じ、これらの光解離生成物が汚染物と反応して分解生成物になることが可能である。
さらに課題は、請求項１０の特徴を備えた荷電粒子ビーム機器を運転するための方法により解決される。
本発明による方法の有利な実施形態は、請求項１０に従属する請求項において実施されている構成から明らかになる。
荷電粒子ビーム光学系を介して露光モードにおいて、真空試料室内で所望のパターンを露光するために、荷電粒子ビーム光学系を有する柱体を用いて荷電粒子ビーム機器を運転するための本発明による方法は、
−柱体および／または真空試料室を洗浄するために、洗浄モードにおいて、柱体および／または真空試料室のガス供給システムを介して光解離可能なガスを備えた調節可能なガス流が供給され、
−個々の光源がそれと接続された制御ユニットを介して時間上選択的にスイッチを入り切りされることにより、
洗浄モードにおいて、供給されるガスが、柱体および／または真空試料室内で空間的に分散された状態で配置された複数の光源を用いて光解離されることが意図される。
−柱体および／または真空試料室を洗浄するために、洗浄モードにおいて、柱体および／または真空試料室のガス供給システムを介して光解離可能なガスを備えた調節可能なガス流が供給され、
−個々の光源がそれと接続された制御ユニットを介して時間上選択的にスイッチを入り切りされることにより、
洗浄モードにおいて、供給されるガスが、柱体および／または真空試料室内で空間的に分散された状態で配置された複数の光源を用いて光解離されることが意図される。
さらに制御ユニットがガス供給システムの吸気弁と動作接続しており、洗浄モードにおいて、ガス圧が柱体および／または真空試料室内で規定された状態で調節されるように、吸気弁に作用することが可能である。
さらに、制御ユニットを介して洗浄モードにおいて、個々の光源の時間的活性化が、各々の光源の周囲の汚染に依存して行われることが意図されている。
洗浄モード中に荷電粒子ビームがスイッチを切られるのが有利である。
可能な実施形態において、汚染物と光解離生成物の反応から結果として生じる分解生成物が真空ポンプを介して排出される。
その際に、さらに光解離可能なガスのポンプで排出されるガス流内にまだある残余物が分解されることが付加的に意図されてもよい。
本発明による荷電粒子ビーム機器あるいは本発明による方法の場合、洗浄モードにおいて、時間上選択的にスイッチの入り切りが可能な光源に基づいて、荷電粒子ビーム機器のガス圧が柱体および／または真空試料室内での特に汚染された要素あるいは領域の的を絞った局所的洗浄が行われることができることがわかる。全システムの解体は必要ではない。すなわち洗浄モードのために結果として生じる機器の停止時間は短縮されることができる。さらに、関係された要素の的を絞った局所的な洗浄のための作り出される可能性に基づき、柱体および／または真空試料室内の他の汚染された部品の負荷は最小限に減らすことができる。
柱体および／または真空試料室内のこれらの光解離可能なガスの分解生成物の場所とこれらの分解生成物の届く範囲は、独立して互いに良好に設けられた制御ユニットを介して制御できる。このことは一方では、洗浄モードにおいて各々スイッチを入れるべき光源の的を絞った選択により、他方では、柱体および／または真空試料室内のそれにより調節可能な圧力により行われる。このようにして、洗浄すべき柱体部分のために或いは真空試料室の各領域のために、互いに最適なパラメータからは独立して選択されることができる。本願発明のさらなる詳細と長所は、本発明による装置と本発明による方法の実施例の後に続く記載に基づいて図と結び合わせて説明されている。
本発明による荷電粒子ビーム機器の第一の実施例を以下に図１の極めて概略的な図に基づき説明する。
これにおいても、また別の実施例においても、本発明による荷電粒子ビーム機器は各々電子線リソグラフィーとして構成されている。しかし基本的に、本発明は当然ではあるが、例えばイオンビーム機器、電子ビーム顕微鏡などのような他の荷電粒子ビームシステムと接続しても使用される。
本発明による荷電粒子ビーム機器は、これにより露光モードにおいて、真空試料室２０内で所望のパターンを基体２１上に書込むために、荷電粒子ビーム、もしくは電子ビームを発生させるための荷電粒子ビーム光学系を備えた柱体１０を備えている。荷電粒子ビーム光学系には、柱体１０に配置された荷電粒子ビーム源１１等の他に、異なる遮光装置１３．１、１３．２ならびに静電偏向電極１４．１〜１４．６が所属し降り、これらの静電偏向電極は図では過度に図式的に配置されている。これらの要素を介して、柱体１０内には、原理的に公知の様式および方法で、露光モードでの荷電粒子ビーム源１１により作られる荷電粒子ビームの形成と偏向が行われる。
さらに本発明による荷電粒子ビーム機器にはガス供給システムが所属しており、このガス供給システムは、基本的に調整可能な吸気弁ならびに吸気弁３と柱体１０の間の接続導管を備えている。ガス供給システムを介して、例えば柱体１０の上端部に、洗浄モードで、光解離可能なガスを備えた調節可能なガス流が供給されており、かつ柱体１０を通って案内される。図１において、対応するガス流は柱体内では点線として示されている。代替え的に柱体１０の他の箇所にもこのようなガス流が供給されることができるのは自明である。
本願による実施例においてはオゾン（Ｏ３）の光解離可能なガスであり、このガスはオゾン発生器２で作られ、その後ガス供給システムに供給される。オゾンを発生させるために、オゾン発生器２にはその際に、分子の酸素ガスが酸素貯蔵器から案内され、オゾン発生器２では、オゾンの発生が通常の方法で行われ、例えばジーメンスの原理による無音放電により行われる。
柱体１０にこのように供給されるオゾン（Ｏ３）は、洗浄モードでは、柱体１０内でおよび／または真空試料室２０内で光解離される。すなわち局所的な作用を介して紫外線が、被解離生成物において、酸素分子（Ｏ２）と酸素ラジカル（Ｏ−）の形態で分解される。酸素ラジカル（Ｏ−）は、柱体１０内でおよび／または真空試料室２０内では酸化剤として機能を果たし、この酸化剤を介して、ガス供給システムの異なる要素における有機的な炭素を多く含有する汚染物は酸化により分解される。酸素ラジカル（Ｏ−）と有機的な汚染物の間の酸化反応から、結果としてなかでも二酸化炭素（ＣＯ２）と水（Ｈ２Ｏ）が、揮発性の反応生成物あるいは分解生成物として生じ、これらはガス流を柱体１０内で蓄積し、最後に柱体２０の下端部において或いは真空試料室２０の上方へ図１のように示された状態でポンプで排出される。その際に、ポンプによる排出は、当然ではあるが、本発明による荷電粒子ビーム機器の他の適切な箇所でも行われる。
柱体内の荷電粒子ビーム源１１を光解離生成物、特に酸素ラジカル（Ｏ−）の逆拡散から保護するために、荷電粒子ビーム源１１の前に、狭いシールド開口部を備えた保護シールド１２が配置されていると有利であることがわかる。このようにして、荷電粒子ビーム源１１の場合によっては磨滅が付加的な酸化プロセスにより防止することができる。
酸化の際に結果として生じる分解生成物、すなわち二酸化炭素（ＣＯ２）と水（Ｈ２Ｏ）をポンプで排出するために、洗浄モードでは、図１において概略的にしか示されていない真空ポンプ５が使用される。このポンプは露光モードにおいて、システムを空にし、かつ必要な高真空を作るために使用される。一般的に、適切な真空ポンプ５としては、ロータリーポンプあるいはスクロールポンプとターボ分子ポンプのような機械式ポンプの組合せが使用される。すなわち真空ポンプ５は普通、複数の相前後して同調された個々のポンプから成るポンプシステムである。
真空試料室２０と真空ポンプ５の間には、本願実施例において、さらに変換ユニット４がオゾン壊滅器の形態でポンプ排出のためのガス流内に配置されている。環境危険性および／または健康上の危険性を回避するために、変換ンユニット４を介して、場合によっては、さらにポンプ排出のためのガス流内にある、光解離可能なガスの残り、あるいはオゾン（Ｏ３）が分解される。残ったオゾン（Ｏ３）のこのような分解は、変換ユニット４内では、例えば波長２５０ｎｍの強いＵＶ光を用いた照射により或いは貴金属触媒を介して行われる。
電子光学式の柱体１０内においておよび／または場合によっては真空試料室２０内において、例えば１〜１００Ｐａの範囲の洗浄モードのための必要なガス圧を狙って調節するために、真空ポンプ５の所定のポンプ容量にあって、調整可能な吸気弁３を介して、光解離可能なガスであるオゾン（Ｏ３）の必要な、普通一般にはわずかな量が柱体１０内に入れられる。この目的で吸気弁３は制御ユニット３０と動作接続しており、この制御ユニットは適切な方法で吸気弁３を操作し或いは吸気弁に作用する。
従って、本発明による荷電粒子ビーム機器において、本来の露光モードの他に独立した洗浄モードが設けられており、この洗浄モードでは、先に説明した方法で、有機的に汚染された要素の適切な空間的に選択的な洗浄が柱体１０内でおよび／または真空試料室２０内で行われる。
その際、柱体１０内および／または真空試料室２０内には、複数の光源１５．１〜１５．５が空間的に分散されて配置されているのが本願発明にとって標準的であり、これらの光源を介して供給されるガスあるいはオゾン（Ｏ３）の光解離がもたらされ、これらの光源は制御ユニット３０を介して時間上スイッチの入り切りが可能である。光源１５．１〜１５．５は、図示した実施例において、この目的で各々荷電粒子ビーム機器の柱体１０内の、有機汚染物になりやすい要素に対して隣接した状態で配置されている。例えば光源１５．１は遮光装置１３．１の近くに配置されており、光源１５．２は静電偏向電極１４．１と１４．２等の近くに配置されている。図１に示された光源１５．１〜１５．５の配置を、特定の遮光装置１３．１、１３．２および偏向電極１４．１型１４．６に対して隣接した状態で単に模範的に理解できることは自明である。すなわち当然ながら多数のもしくは少数の光源１５．１〜１５．５も、柱体１０内および／または真空試料室２０内に設けられていてもよい。その上、これら光源は柱体１０内および／または真空試料室２０内の汚染物に侵され易い他の場所に配置されることができる。真空試料室２０の場合、例えば図には示されていない、そのようになり易いビーム検出器あるいは受動素子である。
このようにして本発明によれば、柱体１０内および／または真空試料室２０内の汚染された要素のすぐ隣に、オゾン流をＵＶ光による照射で活性化させ、かつ局部的に的を絞った状態で、十分多数の酸素ラジカル（Ｏ−）を作ることが可能であり、これらの酸素ラジカルは同時に有機汚染物により相当する要素と反応して異なる分解生成物すなわち二酸化炭素（ＣＯ２）あるいは水（Ｈ２Ｏ）になる。さらに、相当する要素に対してすぐ近隣に或いは柱体１０および／または真空試料室２０の領域に光源１５．１〜１５．５を配置することにより、ＵＶ照射により直接、分子は汚染物層内で励起されるか或いは酸化されることができ、それにより容易に酸素ラジカル（Ｏ−）を介して酸化され、それにより除去される。その際その上さらに、唯一の有機分子は、ＵＶ光を用いた単なる照射により、揮発性の分子に分解されかつポンプで排出されることができる。
光源１５．１〜１５．５として、本発明による荷電粒子ビーム機器のこの実施例では、好ましくはＬＥＤ（発光ダイオード）が柱体１０内で使用され、これらのＬＥＤは２００ｎｍと３００ｎｍの間のＵＶスペクトル帯域で放出する。この場合、特に窒化アルミニウムをベースにしたＬＥＤが特に適している。このようなＬＥＤは、一月当たり僅かな時間の範囲の洗浄時間において相応する荷電粒子ビーム機器の寿命を明確に超える寿命を有する。約２５０ｎｍの帯域において、特にオゾン（Ｏ３）は特に良好なＵＶビームを吸収し、かつそれ以上に、容易に酸素分子（Ｏ２）と酸素ラジカル（Ｏ−）に解離することができる。
ＬＥＤの使用は、これらの光源１５．１〜１５．５のコンパクトさによっても極度に有利であるとわかる。その理由は、衝突の問題が柱体１０および／または真空試料室２０内にある他の成分により結果として生じることなく、これらＬＥＤは必要な電気導線も含めて、柱体１０および／または真空試料室２０内の必要な箇所に配置されることができることにある。加えてそれにより、特に汚染にさらされた要素が的を絞って照射可能であることが保障されていることが可能でもあるが、場合によっては例えばケーブル絶縁のような別の放射線に影響され易い要素は放射されるＵＶ照射により遮断される。
さらにＬＥＤとして構成された光源１５．１〜１５．５は、システム全体の真空システムにとっての大きな危険を恐れる必要もなく、真空面の大きなリスク無しで柱体１０および／または真空試料室２０内で使用されることができる。
それに反して、例えば水銀灯のような従来のＵＶ光源を使用する場合には、柱体１０および／または真空試料室２０内での同ＵＶ光源の適切な配置に関する問題が結果として生じる。その理由はこれらのＵＶ光源が明らかに大きく構成されていることにある。それに加えて、このような光源を壊す場合に、システム全体の真空システムは、結果として生じる水銀の汚染により使用不能になる恐れがあるという危険がある。
前記波長帯域の光源１５．１〜１５．５の使用の別の長所として、なお短波長の放射線であって、この放射線を介して例えば酸素が直接分解され得る放射線を使用する場合よりも、その放射線を介して金属表面が柱体１０および／または真空試料室２０内で基本的にわずかに強く冒されることが引き合いに出されうる。
制御ユニット３０を介して、洗浄モードにおいては、個々の光源１５．１〜１５．５を的を絞った状態で特定の時間にわたりスイッチを入れ、その後切ることが可能であり、すなわちこれを時間上選択的にスイッチを入り切りすることが可能である。このことは例えば、光源１５．１〜１５．５の個々が、柱体１０および／または真空試料室２０の特定の領域において、特定の時間の間スイッチを入れ、そこでだけオゾンの解離が結果として生じ、同時にこの領域での構成要素の局所的な洗浄が結果として生じることを意味することになりうる。その際に例えば、特に汚染された偏向電極１４．５、１４．６及び遮光装置１３．２を特別に洗浄するために等で、両方の光源１５．４、１５．５だけが下方の柱体領域で特定の時間の間スイッチを入れられることができる。しかし基本的には、必要な場合に、光源１５．１〜１５．５全部のスイッチを入れることも可能である。
すでに先にふれたように、制御ユニット３０は説明したようにただ光源１５．１〜１５．５に作用するのではなく、調整可能な吸気弁３と動作接続される。これにより、ポンプ５の所定のポンプ容量において、柱体１０および／または真空試料室２０内の光解離可能なガスあるいはオゾン（Ｏ３）を的を絞って調節することが可能である。他方またガス圧を介して、記載された洗浄方法の洗浄作用は良好に調節されることができる。その理由は、発生された酸素ラジカル（Ｏ−）の濃度が、圧力に依存するガスの衝撃により急激にラジカル発生の場所から取除かれることにある。
したがって、制御ユニット３０と制御ユニットの吸気弁への影響を介して、そしてそれにより一方では柱体１０および／または真空試料室２０内のガス圧を介して、他方ではガス圧を介して可能な選択的な光源１５．１〜１５．５のスイッチの入り切りの切替え能力を介して、洗浄モードでの柱体１０および／または真空試料室２０の異なる領域における汚染物を、特に的を絞ってかつ能率的に取除くことができる。この目的で、荷電粒子ビーム機器の柱体１０および／または真空試料室２０の特定の空間的領域のための制御ユニット３０において、各領域の最適な洗浄のためのパラメータセットが置かれることができる。その際に、このようなパラメータセットは、この目的でスイッチが入れられる必要がある少なくとも特定の光源１５．１〜１５．５の選択を含んでおり、柱体１０および／または真空試料室２０内の、この領域の局所的洗浄のために最適であるとして確定された特定の圧力も含んでいる。さらにこの目的で、各選択された光源１５．１〜１５．５のための時間が来ることができ、この時間を経て光源は理想的にスイッチを入れられている。従ってこのようにして、荷電粒子ビーム機器の柱体１０および／または真空試料室２０の様々に汚染された領域の最適な洗浄が可能である。その際に、個々の光源１５．１〜１５．５の時間的活性化は、基本的に各光源１５．１〜１５．５の環境における汚染に依存して行われる。すなわち、柱体１０および／または真空試料室２０内の洗浄すべき要素あるいは領域の汚染が大きければ大きいほど、一般的に対応する光源あるいは対応する複数の光源はそれだけいっそう長い時間スイッチを入れっぱなしにされる。
図２のフローチャートに基づき、以下にどのようにして荷電粒子ビーム機器を運転するための本発明による方法において行われるかを説明する。
そのようにして、露光モードであって、この露光モードにおいて、荷電粒子ビームと柱体内に配置された荷電粒子ビーム光学系により、真空試料室内で所望のパターンが基体上に露光される露光モードから、柱体および／または真空試料室内の汚染された要素を洗浄するために、もし必要であれば、洗浄モードに切替えられる。その際に、洗浄モードの第一の工程において、まず第一に荷電粒子ビームがスイッチを切られ、オゾンの発生が活性化される。場合によっては、イオンゲッターポンプがシステム内にあるべきだった場合、このポンプの損傷を防止するために、洗浄モードにおいて同様にポンプのスイッチを切ることがこの箇所では有利であることがわかる。その後、工程Ｓ２において、柱体および／または真空試料室内の選択された洗浄すべき要素、すなわち例えば特定の遮光装置のためのパラメータセットの読込み（ｄａｓ Ｌａｄｅｎ）が行われる。このパラメータセットには、柱体および／または真空試料室内の規定されたガス圧の選択、相当する要素の付近における一つ場合によっては複数の光源の選択ならびに場合によってはこのあるいはこれらの光源のためのスイッチが入っている時間が所属する。その際に、該要素のための相応する最適なパラメータセットは、予め確定されている。それに続く工程Ｓ４において、本来の洗浄工程が実施される。その際に、オゾンを低圧下で柱体内に入れるために、吸気弁が適切に操作される。つまり光源は所望の時間にわたりスイッチを入れられ、汚染層のオゾンから結果として生じる分解生成物はポンプで排出される。その後に続く工程Ｓ４において、柱体および／または真空試料室内の汚染された要素が洗浄されているかどうかが検査される。洗浄されていない場合、工程Ｓ５において、最も近い要素が選択され、工程Ｓ２〜Ｓ４が新たに実施され、この要素を洗浄するための対応する最適なパラメータセットが選ばれることができる。このようにして、柱体および／または真空試料室内の最後に汚染された要素あるいは領域が全て洗浄されている場合、荷電粒子ビーム機器を再度普通の露光モードで運転するために、工程６において、オゾンの発生が不活性化されるか或いはスイッチを切られ、吸気弁は閉じられそして荷電粒子ビームならびに場合によってはイオンゲッターポンプが再度スイッチを入れられる。
この洗浄工程の後、本発明による荷電粒子ビーム機器の柱体は、ついでながら極めて迅速に再度活性化されることができかつ運転を開始することができる。これは可能である。その理由は、洗浄モードでは、大気圧に至るまでの柱体の換気が必要ではなく、柱体内の湿った周囲空気も入り込まないことにある。従って、例えば荷電粒子ビーム源のような柱体の超高真空領域内の要素のその他に必要な高温加熱して脱ガスする操作は無くなる。
記載された洗浄工程は、例えば荷電粒子ビームの大きなドリフトが露光モードにおいて生じる場合、規則的な間隔をおいてもあるいは要求に応じても実施される。柱体が他の理由から換気され、例えば柱体の構成要素を交換するまで開放される必要がある場合に、対応する洗浄方法を使用することも可能である。本発明によるやり方を介して、柱体および／または真空試料室内の要素の有機汚染物は迅速にかつ的を絞って分解することができる。
柱体および／または真空試料室の説明された洗浄に対して以外に、換気工程後のポンプによる排気工程中にも的を絞ってＵＶ光源のスイッチを入れることが可能である。その理由は、それ以上に柱体および／または真空試料室内の特定の材料のガス抜けの動きが加速されることができることにある。従って、このようにして柱体および／または真空試料室内に最初に洗浄モードのために設けられた光源を介して、本発明による荷電粒子ビーム機器の停止時間は付加的に減らすことができる。
続いて本発明による荷電粒子ビーム機器の第二の実施例を図３に基づき説明する。この場合次に、第一の実施例に対する決定的な相違点に立ち入る。さらにこの実施例はすでに詳細に説明された第一の実施例に対応している。
それで、図３の実施例は第一に、本発明による荷電粒子ビームの電子光学的柱体１１０における多数の光源１１５．１〜１１５．５の構成の面で図１の実施例とは異なる。光源１１５．１〜１１５．５は、複数の光ファイバを備えたファイバ束として構成されかつ空間的に分散されて柱体１１０内に配置されているのが有利である。ファイバ束の他端部には、一つだけの中央の光源１５０が配置されており、この光源はこれまた同様にＵＶビームを２００ｎｍと３００ｎｍの間の波長帯域で放射し、このビームは選択的に個々の光ファイバ内に結合する。この目的で光源１５０と複数の光ファイバの間には、単に概略化されて示された、公知の方法で構成されたファイバ光学の開閉装置１４０がファイバ光学のマルチプレクサの形態で配置されており、このマルチプレクサは制御ユニット１３０を介して時間上選択的な、個々の光ファイバのスイッチの入り切りのために、それにより柱体１１０内の光源１１５．１〜１１５．５により操作可能である。
個々の光ファイバの出口面は、上記の実施例のＬＥＤ光源に相応して、これまた同様に本発明による荷電粒子ビーム機器の柱体１１０内の同じ要素あるいは領域の近くに配置されており、これらの要素あるいは領域は、有機汚染し易く、かつ説明を加えられた方法で洗浄モードで洗浄されることができる。この実施例においては、個々の光ファイバの出口面を真空試料室１２０の汚染になり易い要素に隣接して配置することも当然である。
具体的に記載された実施例の他に、本願発明の範囲内では別の形態の可能性もある。
従ってすでに先に示唆したように、電子ビーム描画の他に他の荷電粒子ビームシステムも本発明によれば構成することが可能である。
さらに他の光解離可能なガスも使用されることができ、これらの活性化に対しては、特に適したＬＥＤあるいは光ファイバもしくはファイバ光学の開閉装置が利用できる。
Claims (15)
- 荷電粒子ビーム機器において、
−柱体（１０；１１０）であって、この柱体が荷電粒子ビーム光学系を介して露光モードにおいて、真空試料室（２０；１２０）内で所望のパターンを露光するために、荷電粒子ビームを作るための荷電粒子ビーム光学系を備えた柱体と、
−ガス供給システムであって、このガス供給システムを介して、柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）に洗浄モードにおいて、光解離可能なガス（Ｏ３）を備えた調節可能なガス流を供給するためにガス供給システムと、
−複数の光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）であって、これらの光源が空間的に分散された状態で柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）内に配置されておりかつ洗浄モードにおいて供給されるガス（Ｏ３）の光解離をもたらす光源と
−光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）に接続された制御ユニット（３０；１３０）であって、この制御ユニットが、この制御ユニットを介して洗浄モードにおいて、個々の光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）が時間上選択的にスイッチを入り切り可能であるように構成されている制御ユニットを備えていることを特徴とする荷電粒子ビーム機器。 - 制御ユニット（３０；１３０）がさらにガス供給システムの吸気弁と動作接続しており、かつ吸気弁（３；１０３）への作用により、洗浄モードで柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）内におけるガス圧が、的を絞って調節可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム機器。
- 柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）の規定された空間的領域のために、制御ユニット（３０；１３０）において、各々パラメータセットが置かれ、このパラメータセットは各領域の最適に洗浄するための必要なパラメータを含み、パラメータセットは少なくとも一つあるいは複数の特定の光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）の選択、光源のスイッチを入れる時間ならびに柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）内の特定のガス圧を含むことを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子ビーム機器。
- 汚染物と光解離生成物（Ｏ−）の反応から生じる分解生成物（ＣＯ２；Ｈ２Ｏ）をポンプで排出するために、真空試料室（２０；１２０）は真空ポンプ（５；１０５）と動作接続しており、真空試料室（２０；１２０）と真空ポンプ（５；１０５）の間には変換ユニット（４；１０４）が配置されており、この変換ユニットはまだポンプ排出ガス流内にある光解離可能なガス（Ｏ３）の残余物を分解することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム機器。
- この荷電粒子ビーム機器が柱体（１０；１１０）内に配置された荷電粒子ビーム源（１１；１１１）を備えており、この荷電粒子ビーム源には、荷電粒子ビーム源（１１；１１１）を光解離生成物（Ｏ−）の逆拡散から保護するために保護シールド（１２；１１２）が前方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム機器。
- 光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）が柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）内で各々、有機汚染になり易い要素に対して隣接して配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の荷電粒子ビーム機器。
- 光源（１５．１〜１５．５）が各々ＬＥＤとして構成されており、これらのＬＥＤが２００ｎｍと３００ｎｍの間のＵＶスペクトルの帯域で放射することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の荷電粒子ビーム機器。
- 複数の光源（１１５．１〜１１５．５）が複数の光ファイバを備えたファイバ束の出口面として構成されており、空間的に分散された状態で柱体（１１０）および／または真空試料室（１２０）内に配置されており、かつファイバ束の他端には光源（１５０）が配置されており、この光源を介してファイバ束の個々の光ファイバ内への光の結合が行われており、その際に光源（１５０）と光ファイバの間には少なくとも一つの開閉装置（１４０）が配置されており、この開閉装置が個々の光ファイバの時間上選択的なスイッチの入り切りを行うための制御ユニット（１３０）を介して操作可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の荷電粒子ビーム機器。
- 柱体（１０；１１０）の外側に、酸素貯蔵器（１；１０１）ならびにオゾン発生器（２；１０２）が配置されており、このオゾン発生器を介して、酸素貯蔵器（１；１０１）からオゾンが光解離可能なガス（Ｏ３）として発生可能でありかつ柱体（１０；１１０）にガス供給システムを介して供給可能であり、その際に光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）から放出されるビームとオゾン（Ｏ３）の間の相互作用により、酸素ラジカル（Ｏ−）が光解離生成物として生じ、これらの光解離生成物が汚染と反応して分解生成物（ＣＯ２；Ｈ２Ｏ）になることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の荷電粒子ビーム機器。
- 荷電粒子ビーム光学系を介して露光モードにおいて、真空試料室（２０；１２０）内で所望のパターンを露光するために、荷電粒子ビーム光学系を有する柱体（１０；１１０）を用いて荷電粒子ビーム機器を運転するための方法であって、
−柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）を洗浄するために、洗浄モードにおいて、柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）のガス供給システムを介して光解離可能なガス（Ｏ３）を備えた調節可能なガス流が供給され、
−個々の光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）がそれと接続された制御ユニット（３０；１３０）を介して時間上選択的にスイッチを入り切りされることにより、洗浄モードにおいて、供給されるガス（Ｏ３）が、柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）内で空間分散された状態で配置された複数の光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）を用いて光解離されることを特徴とする方法。 - 制御ユニット（３０；１３０）がさらにガス供給システムの吸気弁（３；１０３）と動作接続しており、洗浄モードにおいて、ガス圧が柱体（１０；１１０）および／または真空試料室（２０；１２０）内で規定された状態で調節されるように、吸気弁（３；１０３）に作用することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
- 制御ユニット（３０；１３０）を介して洗浄モードにおいて、個々の光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）の時間的活性化が、各々の光源（１５．１〜１５．５；１１５．１〜１１５．５）の周囲の汚染に依存して行われることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
- 洗浄モード中に荷電粒子ビームがスイッチを入れられることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
- 汚染物と光解離生成物（Ｏ−）の反応から生じる分解生成物（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ）が真空ポンプを介して排出されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
- ポンプで排出されるガス流内にまだある光解離可能なガス（Ｏ３）の残余物が分解されことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
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