TWI695237B - 微粒射束設備及操作微粒射束設備的方法 - Google Patents

微粒射束設備及操作微粒射束設備的方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種微粒射束設備及操作微粒射束設備的方法。該微粒射束設備包括一管柱，其具有一用來產生微粒射束的微粒射束光學系統，用以在一曝光操作中在一真空樣本室中將一所想要的圖案曝光。在清潔操作時，一具有可光解離的氣體(photodissociatable gas)的可調整的氣體流被一氣體饋送系統饋送至該管柱及/或該真空樣本室中。該被供應的氣體的光可解離性在該清潔操作中係藉助於多個被空間地分佈在該管柱及/或該真空樣本室內的光源來引發。在該清潔操作中，個別的光源能夠透過一連接至該等光源的控制單元在時間上選擇性地被打開及關閉，用以用對準目標的方式(targeted fashion)清潔在該管柱及/或真空樣本室內的個別元件。

Description

微粒射束設備及操作微粒射束設備的方法
本發明係有關於一種微粒射束設備及操作微粒射束設備的方法，尤其是一種清潔此設備的方式。
習知的微粒射束設備(如，電子束印表機)包括一具有微粒射束光學系統的管柱，用來在一曝光操作中在一真空樣本室中將一所想要的圖案曝光。在操作期間，有機污染物沉積在該管柱及/或該真空樣本室內的構件的表面上，例如，在隔膜上或在靜電偏轉器系統的電極上。例如，這些污染物來自真空樣本室內的基材上之微影處理所需的漆(lacquer)。由於用微粒射束(譬如電子束)轟擊，所以有機分子從該漆被釋出、被汽化出來、從該真空樣本室被擴散出來進入到該管柱中且可在該管柱內的構件表面上被吸收。該帶電粒子的轟擊將該等分子分解及鏈結，使得固體的高碳污染物層形成在構件表面上，其不再解吸(desorbs)。該等污染物層表現出很差的導電 性，且因為初級電子及次級電子撞擊於其上而變成高帶電性。該等污染物層然後緩慢地變成被帶電或被放電以回應該管柱內條件的變化。在曝光操作期間，該等污染層內的電荷隨著時間改變，因而產生隨著時間改變的靜電場。此等靜電場然後不利地將該管柱內的微粒射束偏轉，並例如導致該基材上的射束位置的不受控制的漂移或以不受控制的方式影響其它射束特性。因此，在此等設備中，以規律的時間間隔來清潔該管柱內或該真空樣本室內的各個易受影響的表面是必要的，用以避免這些污染物的不利影響或至少將之減至最小。除了各個構件耗時的拆解及清潔之外，已有各種已知的方法來在無需拆解微粒射束設備的管柱之下去除相關的污染物。
例如，在DE 10057079 A1號專利中，它提出了在曝光期間將臭氧導入到該管柱的諸室內。電子的轟擊將臭氧分裂成氧以及氧自由基。該等氧自由基然後和該管柱內的構件表面上的污垢反應且所得到的反應產物被抽吸出來。此方法在其使用上有缺點，亦即，對該管柱內的特定構件作對準目標的清潔幾乎是不可能。此外，如果在同一時間內曝光操作時必要的高真空必須被保持的話，則很難在該管柱的所有區域設定適合的臭氧壓力。
另一種用於微粒射束設備的管柱的清潔方法分別被描述於DE 102008049655 A1號專利及US 6,207,117 B1號專利中。在此例子中，催化劑材料被使用於該管柱中易受污染的構件的區域內，且一可活化的物質 經由一氣體饋送系統被導入到該管柱內。在該被導入的物質被催化劑材料活化之後，該被活化的物質然後和污染物質相互反應，且在此過程中獲得的反應產物可被抽吸出來。在此例子中，替代性地或作為備案地，該被導入的物質可藉由照射被UV輻射活化，因此，一適合的UV光源被設置於該管柱內或被導入該管柱內。使用此方法亦幾乎不可能實施特定構件上的污染物的對準目標的移除；尤其是，該清潔無法依據所需被局部性地控制。
本發明的目的是要提供一種微粒射束設備，以及一種操作微粒射束射備的方法，藉由該方法，此一設備的管柱內及/或真空樣本室內的構件表面的對準目標的清潔及有效的清潔可被達成。
此目的可由依據本發明的一具有本案申請專利範圍第1項所述的特徵的微粒射束設備來達成。
依據本發明的該微粒射束設備的有利的特定實施例可從界定於依附請求項1的附屬項中的手段推導出來。
依據本發明的微粒射束設備包括：一管柱，其具有一用來產生微粒射束的微粒射束光學系統，用以在一曝光操作中在一真空樣本室中將一所想要的圖案曝光，一氣體饋送系統，用來在清潔操作中將一具有可光解 離的氣體(photodissociatable gas)的可調整的氣體流饋送至該管柱及/或該真空樣本室中，及多個光源，其被空間地分佈在該管柱及/或該真空樣本室內，並將在該清潔操作中被供應的氣體光解離，及一連接至該等光源的控制單元，其被設計成可使得個別的光源在該清潔操作中在時間上選擇性地被打開及關閉。
此外，在一有利的特殊實施例中，該控制單元和該氣體饋送系統的一入口閥操作性連接，且被設計成在該清潔操作時該管柱內及/或該真空樣本室內的氣體壓力可藉由作用於該入口閥上而以對準目標的方式(targeted fashion)來加以設定。
關於此點，在每一例子中，用於該管柱及/或該真空樣本室的被界定的空間區域的一組參數可被儲存在該控制單元中，該組參數包含用於各區域的最佳清潔之必要的參數，且該組參數至少包含一或多個特定的光源的選擇、該等光源的接通時間及該管柱內及/或該真空樣本室內的一特定的氣體壓力。
此外，該真空樣本室和一真空幫浦操作性地連接，用以抽吸出該等可光解離的產物和污染物的反應所得到之降解產物(degradation product)，而且一轉化單元被設置在該真空樣本室和該真空幫浦之間，其將仍殘留在該被抽吸走的氣體流中的該可光解離的氣體的殘餘物瓦解。
一微粒射束源被有利地設置在該管柱內，一防護性隔膜被設置在該微粒射束源的前方以保護它免於該可光解離的產物的回擴散(back-diffusion)。
在該管柱內及/或該真空樣本室內的該等光源每一者都被設置成和易於受有機污染物污染的元件相鄰亦是有利的。
在一可能的特定實施例中，該等光源的每一者都是LED的形式，它發出介於200nm至300nm之間的紫外線光譜範圍的光。
或者，該等多個光源被形成為一束具有多根導光光纖之光纖束的出口區域，且被空間地分佈在該管柱內及/或該真空樣本室內，且一光源被設置在該光纖束的另一端，藉此，光被耦合至該光纖束的該等個別的導光光纖內，且至少一光纖切換單元被設置在該光源和該導光光纖之間，它可透過該控制單元來操作，用以在時間上選擇性地將個別的導光光纖打開及關閉。
再者，一氧氣儲槽以及一臭氧產生器亦可被設置在該管柱外面，藉此，臭氧可從該氧氣儲槽被產生作為可光解離的氣體並經由該氣體饋送系統被供應至該管柱，且藉由從該等光源發出的輻射和臭氧之間的相互作用，氧自由基被產生作為可光解離的產物，它和污染物反應以形成可被抽吸掉的降解產物。
此外，本發明的目的可由具有請求項10所述的特徵之用於操作微粒射束設備的方法來達成。
依據本發明的該方法的有利的特定實施例可從依附於請求項10的附屬項中所描述的手段推導出來。
本發明之用於操作微粒射束設備(該微粒射束設備具有一管柱，其包括一微粒射束光學系統，用以在曝光操作中在一真空樣本室內將一所想要的圖案曝光)的方法提供：在一清潔操作中清潔該管柱及/或該真空樣本室，一具有可光解離的氣體的可調整的氣體流被一氣體饋送系統饋送至該管柱及/或該真空樣本室，及在該清潔操作中，該被供應的氣體在多個被空間地分佈在該管柱內及/或該真空樣本室內的光源的幫助下，藉由一連接至該等光源的控制單元在時間上選擇性地將個別的光源打開及關閉而被光解離。
該控制單元額外地和該氣體饋送系統的一入口閥操作性地連接，且在該清潔操作中作用於該入口閥上，使得該管柱內及/或該真空樣本室內的氣體壓力以明確的方式被設定。
再者，在該清潔操作中，個別的光源隨著時間被該控制單元如該個別的光源的附近區域內的污染物的函數般地啟動。
有利地，該微粒射束在清潔操作期間被關掉。
在一可能的特殊實施例中，從可光解離的產物和污染物的反應所得到的該降解產物被一真空幫浦抽吸 走。
在此例子中，仍留在該被抽吸走的氣體流中的該可光解離的氣體的殘餘物被瓦解。
在本發明的該微粒射束設備及方法中被證明特別有利的是，在清潔操作期間，因為使用的多個光源可時間上選擇性地被打開及關閉，所以可實施該微粒射束設備的該管柱內及/或該真空樣本室內特別被污染的元件或區域的對準目標的局部清潔。為了局部清潔而將整個系統拆解是不必要的，亦即，因為清潔操作而讓該設備停頓的時間可被大幅地縮短。再者，因為受污染的元件的該對準目標的局部清潔而對該管柱內及/或該真空樣本室內的其它未受污染的構件產生應力的可能性可被大幅地降低。
該可光解離的氣體的降解產物在該管柱內及/或該真空樣本室內的產生位置以及這些降解產物的範圍可被該控制單元彼此獨立地控制。這首先是藉由在該清潔操作的每一例子中將被打開的該光源的對準目標的選擇，其次係藉由該入口閥上的影響及該管柱內及/或該真空樣本室內可調整的壓力來達成。以此方式，將被清潔的該管柱的每一區段或該真空樣本室的每一區域的最佳參數可彼此獨立地被選擇。
本發明的其它細節及好處係根據下面配合附圖之依據本發明的設備及依據本發明的方法的示範性實施例的描述來加以說明。
10:管柱
11:微粒射束源
20:真空樣本室
21:基材
13.1:隔膜
13.2:隔膜
14.1:靜電偏轉器電極
14.2:靜電偏轉器電極
14.3:靜電偏轉器電極
14.4:靜電偏轉器電極
14.5:靜電偏轉器電極
14.6:靜電偏轉器電極
3:入口閥
2:臭氧產生器
1:氧氣儲槽
5:真空幫浦
4:轉化單元
30:控制單元
15.1:光源
15.2:光源
15.3:光源
15.4:光源
15.5:光源
115.1:光源
115.2:光源
115.3:光源
115.4:光源
115.5:光源
110:管柱
120:真空樣本室
130:控制單元
140:光纖切換單元
150:光源
12,112:防護性隔膜
102:臭氧產生器
101:氧氣儲槽
105:真空幫浦
104:轉化單元
圖1顯示依據本發明的微粒射束設備的第一示範性實施例的示意圖；圖2顯示說明本發明的方法的流程圖；及圖3顯示依據本發明的微粒射束設備的第二示範性實施例的示意圖。
依據本發明的微粒射束設備的第一示範性實施例係根據圖1的示意圖於下文中加以說明。
在此實施例中，以及在其它示範性實施例中，本發明的微粒射束設備在每一例子中是一電子束印表機的形式；然而，原則上本發明當然亦可和其它微粒射束系統一起使用，譬如，例如，離子束設備、電子束顯微鏡等等。
本發明的微粒射束設備包括一管柱10，其具有一用來產生微粒射束(或更精確地，電子束)的微粒射束光學系統，用以在一曝光操作中在真空樣本室20中將一所想要的圖案寫在一基材21上。除了一被設置在該管柱10內的微粒射束源11之外，該微粒射束光學系統特別包括各式隔膜13.1，13.2，以及靜電偏轉器電極14.1-14.6，它們在圖中只被示意的方式被示出。藉由這些元件，由該微粒射束源11所產生的微粒射束被形成且在該 曝光操作中以原則上已知的方式被偏轉於該管柱10內。
依據本發明的微粒射束設備亦包括一氣體饋送系統，其主要包括一可調整的入口閥3，以及一介於該入口閥3和該管柱10之間的連接線。在一清潔操作中，一具有可光解離的氣體的可調整的氣體流被該氣體饋送系統例如饋送至該管柱10的上端且被傳送通過該管柱10；在圖1中，在該管柱10內的該相應的氣體流係以點線來標示。或者，此一氣體流當然亦可在該管柱10的其它位置被供應。
在此示範性實施例中，該可光解離的氣體是臭氧(O3)，它被產生在一臭氧產生器2中，然後被供應給該氣體饋送系統。在此情況下，為了產生臭氧，分子氧(O2)從一氧氣儲槽1被饋送至該臭氧產生器2，該臭氧然後用已知的方式，例如，依據Siemens原理的暗電子放電，而被產生在該臭氧產生器2中。
在該清潔操作中，用此方式被饋送至管柱10的該臭氧(O3)然後在該管柱10內及/或該真空樣本室20內被光解離(亦即，因紫外線輻射的局部影響而被分裂)成為氧分子(O2)及氧自由基(O-)形式的光解離產物。該氧自由基(O-)然後在該管柱10內及/或該真空樣本室20內如氧化劑般地作用，藉由此氧化劑，該系統的各式元件上的有機高碳污染物可藉由氧化而被分解。該氧自由基(O-)和有機污染物之間的氧化反應得到二氧化碳(CO2)及水(H2O)作為揮發反應產物或降解產物，它 們讓管柱10內的氣流豐富(enrich)，且最終在該管柱10的下端被抽吸走，即如圖1所示地經由該真空樣本室20；該排空當然亦可發生在本發明的微粒射束設備內的其它適合的地方。
為了要保護該管柱內的微粒射束源11不受可光解離的產物(尤其是氧自由基(O-))的回擴散的影響，將一具有窄的隔膜孔的防護隔膜12放置在該微粒射束源11的前方被證明是有利的。以此方式，可避免該微粒射束源11因為額外的氧化處理而過度磨耗。
為了要將降解產物(即，氧化作用所產生的二氧化碳(CO2)及水(H2O))抽吸走，一真空幫浦5被使用於該清潔操作中，它被示意地示於圖1中；在曝光操作中，此幫浦被用來將該系統排空並產生所需的高真空。典型地，機械式初步幫浦(mechanical backing pump)(譬如，迴轉式滑閥幫浦或渦卷式幫浦)和渦輪分子幫浦的組合被用作為適合的真空幫浦5，亦即，真空幫浦5代表由數個個別的幫浦彼此合作所構成的一幫浦系統。
在此示範性實施例中，一臭氧零化子(ozone annihilator)形式的轉化單元4亦被設置在介於該真空樣本室20和該真空幫浦5之間的該被排出的氣體流中。可能仍留在該被排出的氣體流內的該可光解離的氣體(或，更精確地，該臭氧(O3))的殘留物被該轉化單元4降解，用以避免環境及/或健康風險。殘留的臭氧(O3)的 此一降解(degradation)可在該轉化單元4內被完成，例如，用具有250nm波長的UV光來照射，或者藉由使用貴金屬觸媒。
為了要選擇性地設定清潔操作所需的氣體壓力(例如，在電子-光學管柱10內及/或可能在該真空樣本室20為在介於1-100Pa之間的範圍內的氣體壓力)，通常需要小量的該可光解離的氣體臭氧(O3)在適當的真空幫浦5的抽泵功率下經由該可控制的入口閥3被允許進入該管柱10內。為此，入口閥3和該控制單元30操作性地連接，該控制單元以適當的方式作動或作用於該入口閥3上。
因此，在依據本發明的該微粒射束設備中除了實際的曝光操作之外，一分離的清潔操作被提供，在該清潔操作中，該管柱10及/或該真空樣本室20內被有機物污染的元件的一在空間上選擇性的對準目標的清潔係以上述的方式來實施。
在此情況下，對本發明很重要的是，中有多個光源15.1-15.5被空間地分佈在該該管柱10及/或該真空樣本室20中，藉由這些光源該被供應的氣體或臭氧(O3)的光解離被實施，且這些光源可被控制單元30在時間上選擇性地被打開及關閉。為此，在所示的實施例中，光源15.1-15.5在每一例子中係被設置在和該微粒射束設備的管柱10內易受有機污染物污染的元件相鄰的位置處；例如，光源15.1被設置在靠近隔膜13.1處、光源 15.2被設置在靠近靜電偏轉器電極14.1及14.2處、等等。當然，五個光源15.1-15.5如圖1所示地被設置成鄰近特定的隔膜13.1，13.2及偏轉器電極14.1-14.6應被理解只是用來舉例，亦即，理所當然地，更多或更少數量的光源15.1-15.5亦可被設置在該管柱10內及/或該真空樣本室20內；此外，它們亦可被設置在該管柱10內及/或該真空樣本室20內易受污染的不同地方。例如，在真空樣本室20的例子中，它們可以是射束偵測器或被動元件(未示於圖中)，它們以此方式被傾斜。
依據本發明，在緊鄰該管柱10內及/或該真空樣本室20內的受污染的元件的區域內，可用此方式藉由紫外線照射來活化該臭氧，並以局部對準目標的方式產生數量夠大的氧自由基(O-)，這些氧自由基(O-)然後和相應的元件上的有機污染物起反應以形成不同的揮發性降解產物，二氧化碳(CO2)及水(H2O)。將光源15.1-15.5設置在該管柱10及/或該真空樣本室20內緊鄰相關的元件或區域內的進一步結果是，在污染層內的分子可直接被UV射線激勵或活化且可藉此更容易用氧自由基(O-)氧化，並因而被去除掉。在此處理中，一些有機分子甚至可以只照射紫外線就被游離(dissociate)以形成揮發性分子且被抽吸掉。
在依據本發明的該微粒射束設備的此示範性實施例中，較佳地發出介於200nm至300nm紫外線光譜範圍的LED(發光二極體)被用作為管柱10內的光源 15.1-15.5。在此情況下，以氮化鋁為主的LED被證明是特別適合的。在清潔時間為每月數小時的條件下，這些LED的使用壽命遠遠超過相應的微粒射束設備的使用壽命。在約250nm的範圍內，臭氧(O3)吸收紫外線吸收的特別好，且藉此可被輕易地解離成為氧分子(O2)和氧自由基(O-)。
因為這些光源15.1-15.5特別精小，所以使用LED被證明是特別有利的，因為包括所需的電導線在內，它們可以毫無困難地被設置在該管柱10內及/或該真空樣本室20內的必要位置，而不會和已存在該管柱10內及/或該真空樣本室20內的其它構件有彼此相碰撞的問題。以此方式，特別易於受污染的元件可被選擇性地照射，而對於輻射較敏感的其它元件(例如，電纜線絕緣體)則可被遮蔽不受UV射線的照射。
再者，LED形式的光源15.1-15.5可在沒有更大的風險下被使用於該管柱10及/或該真空樣本室20的真空中，且無需擔心會對整個系統的真空系統造成更大的傷害。
在另一方面，如果傳統的UV光源(例如，使用水銀蒸氣燈泡)的話，則因為它們相當大，所以會產生關於它們在該管柱10及/或該真空樣本室20內的適當設置的問題。此外，存在著如果此等光源被弄壞的話，整個系統的該真空系統會因為所造成的水銀污染而變成無法使用。
使用波長在所描述的範圍內的光源15.1-15.5的另一個好處是，大體上來說，和使用可例如將氧直接分解之波長更短的光線相較，該管柱10內及/或該真空樣本室20內的金屬表面被較不劇烈地攻擊。
在清潔操作中，可透過該控制單元30來有目的性地在一特定的時間區段內將個別的光源打開及接著將其關閉，亦即，在時間上選擇性地將光源打開及關閉。這例如可意謂著在該管柱10及/或該真空樣本室20內的特定區域內的光源15.1-15.5被打開一特定的時間長度，造成該臭氧氣流的解離以及只在該區域內的構件的局部性選擇性的清潔結果。例如，只有在下管柱區域內的兩個光源15.4，15.5被打開一段特定的時間長度，用以特別清潔被污染的偏轉器電極14.5，14.6以及隔膜13.2等等。然而，原則上亦可在有需要時將所有光源15.1-15.5同時打開。
如上文中已提到的，控制單元30不只如上所述地作用於光源15.1-15.5上，而且還和該可控制的入口閥3操作性地連接。因此，在幫浦5的適當的抽泵功率下，可選擇性地設定在該管柱10內及/或該真空樣本室20內的該可光解離的氣體或臭氧(O3)的氣體壓力。接著，該被描述清潔方法的清潔效果的範圍可藉由該氣體壓力被確實地控制，因為該氣體內的碰撞是壓力的函數，所以被產生的氧自由基(O-)的密度隨著離該產生自由基的地點的距離而呈指數地降低。
一方面藉由該控制單元30及其對於入口閥3的影響以及該管柱10內及/或該真空樣本室20內的氣體壓力的影響，以及另一方面藉由光源15.1-15.5可被選擇性地打開及關閉，所以在該管柱10中及/或該真空樣本室20中的不同區域內的污染物因而可在清潔操作中被對準目標地且有效率地清除掉。為此，用於該微粒射束設備的該管柱10內及/或該真空樣本室20內的特殊空間區域的各個區域的最佳清潔的參數組可被儲存在該控制單元30內。在此情況下，此一參數組至少包括為了此目的而必須被打開之特定光源15.1-15.5的選擇，以及該管柱10內及/或該真空樣本室20內的特定的氣體壓力(其是由此區域的最佳局部清潔來決定的)。此外，用於每一被選取的光源15.1-15.5的一段時間長度亦可被加入，在該時間長度內該被選取的光源可被理想地打開。以此方式，該微粒射束設備的該管柱10內及/或該真空樣本室20內的不同的被污染的區域的最佳清潔可被達成。大體而言，個別的光源15.1-15.5係如個別光源15.1-15.5附近區域內的污染的函數般地被時間上地啟動，亦即，原則上，在該管柱10內及/或該真空樣本室20內的污染愈嚴重，則相應的光源被打開的時間就愈長。
依據發明的該操作微粒射束設備方法的一特定的實施例中的程序將參照圖2的流程圖於下文中逐步地加以說明。
因此，在需要的情況下，一從該曝光操作 (在該操作中，在微粒射束和位在該管柱內的該微粒射束光學系統的幫助下，一所想要的圖案被曝光在位於該真空樣本室內的基材上)轉換成該清潔操作的轉換被實施，用以清潔在該管柱內及/或該真空樣本室內被污染的元件。在如此作時，在清潔操作的第一個方法步驟S1中，首先，該微粒射束被關掉且臭氧產生被啟動。如果該系統中有吸氣離子幫浦(getter-ion pump)的話，在此時，在該清潔操作中也將該吸氣流子幫浦關掉被證明是有利的，用以避免傷害這些吸氣離子幫浦。接下來，在方法步驟S2中，用於該管柱內及/或該真空樣本室內被選取將被清潔的元件(亦即，例如，一特定的隔膜)的參數組被載入。此參數組包括該管柱內及/或該真空樣本室內的一被界定的氣體壓力的選則、在該相應的元件的附近區域內的一個或可能是多個光源的選擇、以及用於該/該等光源的接通時間(on-times)；在這方面，用於該被選取的元件的該相應的最佳的參數組已被事先決定。在下面的方法步驟S3中，實際的清潔操作接著被實施。在該處理中，該入口閥被適當地致動，用以允許低壓的臭氧進入該管柱內、光源被打開該所想要的時間長度、且該等污染物層的氧化反應所得到的降解產物被抽吸走。在後續的方法步驟S4中，檢查該管柱內及/或該真空樣本室內的所有被污染的元件是否都已被清潔。如果不是的話，則在方法步驟S5中，下一個元件被選擇且方法步驟S2-S4再次被實施，當然，在如此作時，必須選取用於清潔此元件之被適當地最 佳化的參數組。如果該管柱內及/或該真空樣本室內的所有被污染的元件或區域最終都已用以方式清潔的話，則在方法步驟S6中，該臭氧產生被停止或關掉，該入口閥被關閉且該微粒射束以及可能有的吸氣離子幫浦再次被打開，用以再次於傳統的曝光操作中操作該微粒射束設備。
順帶一提地，在此清潔處理之後，依據本發明的該微粒射束設備的該管柱可再次地被很快地排空，並投入操作。這是可能的，因為在該清潔操作時無需將該管柱充氣至環境壓力，而且亦沒有濕的環境空氣能夠滲透入該管柱中。因此可省略掉在其它設計中所需要的在管柱的高真空區域內將元件(例如，微粒射束源)烤乾的必要性。
該被描述的清潔處理可在規律的間隔下實施或在需要時(例如，當曝光操作期間發生了大的微粒射束漂移時)才實施。當該管柱必須被通氣且為了其它原因(例如，為了更換管柱的構件)而打開時亦可使用該相應的清潔方法；使用本發明的程序，在該管柱內及/或該真空樣本室內的元件上的有機污染物亦可被快速地且選擇性地被降解。
除了已被說明的該管柱及/或該真空樣本室的清潔之外，也可在充氣操作之後的排空處理期間選擇性地打開UV光源，因為在該管柱內及/或該真空樣本室內的某些材料的去氣(out-gassing)行為可藉此被加速。以此方式，依據本發明的該微粒射束設備的停頓時間可藉由在該 管柱內及/或該真空樣本室內主要用於清潔操作的該等光源而被進一步地縮短。
最後，依據本發明的該微粒射束設備的第二示範性實施例將參考圖3來說明；在如此作時，只有不同於第一示範性實施例的實質差異會在下文中被討論；其它部分，此示範性實施例和已被詳細地說明的第一示範性實施例相對應。
因此，圖3的示範性實施例和圖1的示範性實施例的差異主要係在於依據本發明的電子-光學管柱110內的光源115.1-115.5的形成。在此例子中的光源115.1-115.5是一束具有多根導光光纖之光纖束的出口區域的形式，且被空間地分佈在該管柱110內。在該光纖束的另一端為一單一的中央光源150，其再次地發出波長範圍介於200nm至300nm之間的紫外線且選擇性地將此紫外線耦接至個別的導光光纖中。為此，一光纖多工器(fiber-optic multiplexer)形式的光纖切換單元140被設置在該光源150和該等導光光纖之間，其係用已知的方式被設計且以示意的方式被示出，它能夠經由控制單元130來作動，用以切換個別的導光光纖，及將管柱110內的光源115.1-115.5在時間上選擇性地打開及關閉。
和上述的示範性實施例的LED光源類似地，該等個別的導光光纖的出口區域再次被被設置在依據本發明的該微粒射束設備的管柱110內易受有機污染物污染的元件或區域的附近，且能夠用在清潔操作中被描述的方法 來清潔。當然，在此示範性實施例中亦可將該等個別的導光光纖的出口區域設置成和真空樣本室120內易受污染的元件相鄰。
除了特別被描述的示範性實施例之外，在本發明的範圍內當然存在其它實施例的可能性。
因此，已在上文中指出的，除了電子束印表機之外，亦可形成其它依據本發明的微粒射束系統。
此外，其它可光解離的氣體亦可被使用，因為它的活化是可用的，尤其是，適當的LED或導光光纖或光纖切換單元。
1‧‧‧氧氣儲槽
2‧‧‧臭氧產生器
3‧‧‧入口閥
4‧‧‧轉化單元
5‧‧‧真空幫浦
10‧‧‧管柱
11‧‧‧微粒射束源
12‧‧‧防護隔膜
13.1‧‧‧隔膜
13.2‧‧‧隔膜
14.1‧‧‧靜電偏轉器電極
14.2‧‧‧靜電偏轉器電極
14.3‧‧‧靜電偏轉器電極
14.4‧‧‧靜電偏轉器電極
14.5‧‧‧靜電偏轉器電極
14.6‧‧‧靜電偏轉器電極
15.1‧‧‧光源
15.2‧‧‧光源
15.3‧‧‧光源
15.4‧‧‧光源
15.5‧‧‧光源
20‧‧‧真空樣本室
21‧‧‧基材
30‧‧‧控制單元

Claims (14)

  1. 一種微粒射束設備，包含：一管柱(10；110)，其具有一用來產生微粒射束的微粒射束光學單元，用以在一曝光模式中藉由該微粒射束光學單元在一真空樣本室(20；120)中將一所想要的圖案曝光，一氣體供應系統，用以在清潔模式中藉由該氣體供應系統將一具有可光解離的氣體的可控制的氣體流供應至該管柱(10；110)中及/或該真空樣本室(20；120)中，及多個光源(15.1-15.5；115.1-115.5)，其被配置成空間地分佈在該管柱(10；110)內及/或該真空樣本室(20；120)內，並將在該清潔模式中完成該被供應的氣體(O3)光解離，及一連接至該等光源(15.1-15.5；115.1-115.5)的控制單元(30；130)，其被設計成可使得個別的光源(15.1-15.5；115.1-115.5)被該控制單元在該清潔模式中以時間上選擇性的方式被打開及關閉，及其中一氧氣儲槽(1；101)以及一臭氧產生器(2；102)被設置在該管柱(10；110)外面，藉此，臭氧可從該氧氣儲槽(1；101)被產生作為可光解離的氣體(O3)並經由該氣體饋送系統被供應至該管柱(10；110)，且藉由從該等光源(15.1-15.5；115.1-115.5)發出的輻射和臭氧之間的相互作用，氧自由基被產生作為可光解離的產 物，它和污染物起反應以形成可被抽吸掉的降解產物。
  2. 如申請專利範圍第1項之微粒射束設備，其中該控制單元(30；130)進一步和該氣體供應系統的一入口閥(3103)操作性連接，且被設計成使得在清潔模式中該管柱(10；110)內及/或該真空樣本室(20；120)內的氣體壓力可藉由作用於該入口閥(3；103)上而以對準目標的方式(targeted fashion)來加以設定。
  3. 如申請專利範圍第2項之微粒射束設備，其中在每一例子中，用於該管柱(10；110)及/或該真空樣本室(20；120)的被界定的空間區域的一組參數可被儲存在該控制單元(30；130)中，該組參數包含用於各區域的最佳清潔之必要的參數，且其中該組參數至少包含一或多個特定的光源(15.1-15.5；115.1-115.5)的選擇、該等光源的接通時間(switching-on times)及該管柱(10；110)內及/或該真空樣本室(20；120)內的一特定的氣體壓力。
  4. 如申請專利範圍第1項之微粒射束設備，其中該真空樣本室(20；120)和一真空幫浦(5；105)操作性地連接，用以抽吸掉該等可光解離的產物和污染物的反應所得到之降解產物，而且一轉化單元(4；104)被設置在該真空樣本室(20；120)和該真空幫浦(5；105)之間，其將仍殘留在該被抽吸掉的該所得到之降解產物中的該可光解離的氣體(O3)的殘餘物瓦解。
  5. 如申請專利範圍第1項之微粒射束設備，其中該微 粒射束設備具有一微粒射束源(11；111)，它被設置在該管柱(10；110)內，且一防護性隔膜(12；112)被設置在該微粒射束源的前方以保護該微粒射束源(11；111)免於該可光解離的產物的回擴散(back-diffusion)。
  6. 如申請專利範圍第1項之微粒射束設備，其中在該管柱(10；110)內及/或該真空樣本室(20；120)內的該等光源(15.1-15.5；115.1-115.5)每一者都被設置成和易於受有機污染物污染的元件相鄰。
  7. 如申請專利範圍第1項之微粒射束設備，其中該等多個光源(15.1-15.5)的每一者都被設計成LED，其發出介於200nm至300nm之間的紫外線光譜範圍的光。
  8. 如申請專利範圍第1項之微粒射束設備，其中該等多個光源(115.1-115.5)被設計成為一束具有多根光纖之光纖束的出口區域，且被空間分佈地置於該管柱(110)內及/或該真空樣本室(120)內，且一光源(150)被設置在該光纖束的另一端，藉此，光被耦合至該光纖束的該等個別的光纖內，且其中至少一光纖切換單元(140)被設置在該光源(150)和該光纖之間，它可透過該控制單元(130)來操作，用以在時間上選擇性地將個別的光纖接通及關閉。
  9. 一種操作微粒射束設備的方法，該微粒射束設備具有一管柱(10；110)，其包括一微粒射束光學系統，用 以在一曝光模式中藉由該微粒射束光學單元在一真空樣本室(20；120)內將一所想要的圖案曝光，其中在一清潔模式中，一具有可光解離的氣體的可控制的氣體流被一氣體供應系統供應至該管柱(19；110)及/或該真空樣本室(20；120)用以清潔該管柱(10；110)及/或該真空樣本室(20；120)，及在該清潔模式中，該被供應的氣體藉助於多個被空間分佈地配置在該管柱(10；110)內及/或該真空樣本室(20；120)內的光源(15.1-15.5；115.1-115.5)而被光解離，其中一連接至該等光源(15.1-15.5；115.1-115.5)的控制單元(30；130)以時間上選擇的方式將個別的光源(15.1-15.5；115.1-115.5)接通及關閉。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該控制單元(30；130)進一步和該氣體供應系統的一入口閥(3；130)操作性地連接，且在該清潔模式中作用於該入口閥(3；130)上，使得該管柱(10；110)內及/或該真空樣本室(20；120)內的氣體壓力以明確的方式被設定。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，其中在該清潔模式中，該控制單元(30；130)依據在個別的光源(15.1-15.5；115.1-115.5)的附近區域內的污染物來實施個別的光源(15.1-15.5；115.1-115.5)的時間性的(chronological)啟動。
  12. 如申請專利範圍第9項之方法，其中 該微粒射束在該清潔模式期間被關掉。
  13. 如申請專利範圍第9項之方法，其中從該等可光解離的產物和污染物的反應所得到之降解產物被真空幫浦(5；105)抽吸走。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中仍留在該被抽吸走的該所得到之降解產物中的該可光解離的氣體的殘餘物被瓦解。
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