WO2022017883A1 - Restgasanalysator und euv-lithographiesystem mit einem restgasanalysator - Google Patents

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residual gas
analyzer
euv lithography
lithography system
ion
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Achim Schöll
Dirk Ehm
Yessica BRACHTHAEUSER
Thorsten Benter
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Carl Zeiss SMT GmbH
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    • H01J49/421—Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping

Definitions

  • Residual gas analyzer and EUV lithography system with a residual gas analyzer Residual gas analyzer and EUV lithography system with a residual gas analyzer
  • the invention relates to a residual gas analyzer for analyzing a residual gas, in particular a residual gas in an EUV lithography system, comprising: an inlet system for the inlet of the residual gas from a vacuum environment into the residual gas analyzer, and a mass analyzer, which has a detector for detecting ionized components of the residual gas.
  • the invention also relates to an EUV lithography system with such a residual gas analyzer.
  • the EUV lithography system can be an EUV lithography system (EUV scanner) for exposing a wafer or another optical arrangement that uses EUV radiation, for example an EUV metrology system, for example for inspecting in the EUV -Lithography used masks, wafers or the like to create an EUV test setup, etc.
  • EUV scanner EUV scanner
  • EUV metrology system for example for inspecting in the EUV -Lithography used masks, wafers or the like to create an EUV test setup, etc.
  • An EUV lithography system is operated with EUV radiation at an operating wavelength in the EUV wavelength range between approximately 5 nm and approximately 30 nm.
  • the operating wavelength can be 13.5 nm or 6.8 nm, for example. Due to the low transmission of all gases at
  • the residual gas in the vacuum environment of an EUV lithography system usually has molecular hydrogen (H2) with a comparatively high partial pressure.
  • the molecular hydrogen is usually supplied to the vacuum environment as a purge gas in order to achieve a cleaning effect.
  • the residual gas usually contains small admixtures of oxygen and/or nitrogen as well as noble gases, e.g. Ar, He, ....
  • HIO hydrogen-induced outgassing
  • N2I- plasma components of the residual gas with partial pressures in the range of less than about 10 14 mbar in a matrix gas, typically in the form of hydrogen (H2), which has a partial pressure of the order of 10 2 mbar.
  • H2O hydrogen-induced outgassing
  • N2I- plasma components of the residual gas with partial pressures in the range of less than about 10 14 mbar in a matrix gas, typically in the form of hydrogen (H2), which has a partial pressure of the order of 10 2 mbar.
  • calibration gases e.g. dodecane, N2, O2
  • N2, O2 dodecane
  • WO 2010/022815 A1 describes an EUV lithography system with a residual gas analyzer that has a storage device for storing a contaminating substance that is contained in a residual gas atmosphere of the EUV lithography system.
  • the storage for example in an ion trap, should enable the detection of very small amounts of contaminating substances even at high residual gas pressures.
  • the residual gas analyzer can have an ionization device for ionizing the contaminating substance, which is arranged in an interior of the EUV lithography system.
  • the ionized contaminating substance can be fed to the storage device via a feed device which has a vacuum tube with ion optics.
  • the object of the invention is to provide a residual gas analyzer and an EUV lithography system which enable the detection of very small amounts of components of the residual gas at high residual gas pressures, in particular during operation of the EUV lithography system.
  • a residual gas analyzer of the type mentioned at the outset further comprising: an ion transfer device for transferring the ionized components of the residual gas to the mass analyzer, the ion transfer device having an ion filter device which is designed to filter at least one ionized component of the residual gas.
  • the inventors have recognized that in order to achieve the required high dynamic range and the required high sensitivity of the residual gas analyzer, it is not sufficient to use a single-stage mass analyzer, e.g. in the form of a quadrupole.
  • Multi-stage systems for example systems with several quadrupoles connected in series or flybrid systems are known, inter alia, in the life sciences in the form of systems for liquid chromatography with mass spectrometry coupling (“Liquid chromatography-mass spectrometry”) and offer the advantage that the selectivity of the combined levels multiplied.
  • Liquid chromatography-mass spectrometry systems for liquid chromatography with mass spectrometry coupling
  • Such systems are usually designed for operation at atmospheric pressure; this operating mode is due to the necessary spraying of liquids from chromatography.
  • the fluid-dynamic conditions inlet openings/geometries, pumping stages) do not allow such devices at the usual EUV pressures.
  • the ion transfer device generally has a plurality of ion optics arranged one behind the other (cascaded).
  • the ion transfer device has two tasks: 1.) Ionized components of the residual gas (ions) that are formed in the vacuum environment, e.g. in an EUV plasma of an EUV lithography system (native EUV ions) with maximum efficiency from the plasma space or .to transfer from the vacuum environment into the mass analyzer. 2.) Filter out native EUV ions, which are formed in very high density in the plasma space, during the transfer process in order to multiply the dynamic range of the mass analyzer by the filter quality. In this way, individual components of the residual gas can be filtered according to specific mass-to-charge ratios.
  • the filtered components of the residual gas can in particular be ions of the matrix or background gas which has a high partial pressure, for example hydrogen (H2) and nitrogen (N2) contained in the residual gas.
  • the ion transfer device filters the narrowest possible range of mass-to-charge ratios, ie if the blocking effect is limited to a comparatively narrow range of mass-to-charge ratios.
  • the ion transfer device can be designed to change the interval of the blocked mass-to-charge ratios in order to create a blocking effect for different ionized components of the residual gas, but this is not absolutely necessary.
  • the ion filter device is designed as a notch filter.
  • the notch filter is a particularly narrow-band type of band-stop filter that filters only a narrow mass-to-charge range corresponding to a single ionized component of the residual gas, ie only one mass-to-charge ratio.
  • the ion filter device is in the form of an RF-only quadrupole, an RF-only flexapole or an RF-only octopole. If an AC voltage but no DC voltage is applied to a quadrupole (or a flexapole, octopole, ...), one speaks of an RF-only quadrupole, flexapole, octopole ... or of RF-only operation. In this operating state, the quadrupole is basically permeable to all types of ions. With the help of an additionally applied AC voltage, a specific mass-to-charge ratio can be excited in order to filter out the associated ionized component of the residual gas or a specific ion.
  • RF-only flexapoles or RF-only octopoles can also be designed for targeted filtering of individual ionized components of the residual gas.
  • the mass analyzer is designed as a time-of-flight (TOF) analyzer.
  • TOF time-of-flight
  • a TOF analyzer has the advantage of being very compact or small in size and possibly having a mass resolution m/Am > 8000.
  • a TOF analyzer allows fast measurements to be carried out.
  • the TOF analyzer is used to measure the time of flight of ionized components of the residual gas, which are detected by a detector.
  • the flight time of the ionized components depends on their mass-to-charge ratio, which is why the TOF analyzer enables mass spectrometric analysis.
  • a quadrupole analyzer can be used for the cascade of ion transfer device and mass analyzer in addition to a TOF analyzer.
  • the detector can be selected from the group comprising: secondary electron multipliers and microchannel plates.
  • the secondary electron multiplier can be made up of discrete dynodes.
  • a secondary electron multiplier in the form of a continuous dynode channel electron multiplier can also serve as a detector.
  • microchannel plates in particular several cascaded microchannel plates, can be used as a detector. All detector types mentioned can be expanded with a discrete conversion dynode/electrode. In this case, said detectors multiply the flow of electrons generated by the conversion dynode. It goes without saying that types of detectors other than those mentioned here can also be used in the mass analyzer.
  • the mass analyzer has an ion supply device at an outlet end of the inlet system for supplying ionized components of the residual gas that are not filtered by the ion filter device to the detector.
  • the ion supply device typically has ion optics, which can be designed, for example, in the form of a quadrupole, which may have an additional ion filter function.
  • the ion supply device typically serves to supply native, transferred EUV ions into the mass analyzer or into the detector. In order to analyze the components of the residual gas ionized by the EUV radiation, no separate ionization source is generally required in the residual gas analyzer.
  • the residual gas analyzer has at least one ionization device for ionizing neutral components of the residual gas, the ionization device preferably being arranged at an inlet end of the intake system.
  • the ionization device serves to ionize those components of the residual gas that are not ionized or have been neutralized again during interaction with the EUV radiation before they enter the inlet system or the ion transfer stage. Due to the ionization of neutral components of the residual gas, these can also pass through the ion supply device and be analyzed or detected in the mass analyzer.
  • the ionization device is preferably arranged at the inlet end of the inlet system.
  • the arrangement of the ionization device at the inlet end of the inlet system has proven to be favorable because ions can be transported much more efficiently (by electromagnetic fields) than neutrals.
  • the latter are subject to the molecular flow in the typical EUV pressure range mentioned and are therefore fundamentally undirected in their movement, which leads to a considerable loss on the way through the ion transfer device.
  • the ionization device at the outlet end of the inlet system or the ion transfer device, ie on that side of the ion transfer device which faces away from the EUV vacuum environment.
  • the neutral components of the residual gas pass through the ion transfer device before they are ionized by the ionization device.
  • the residual gas analyzer it is necessary to adapt the geometry of the ion transfer device for the supply or for the sampling of gaseous neutral particles.
  • the residual gas analyzer it is also possible for the residual gas analyzer to have two ionization devices, one of which is typically at the inlet end of the inlet system or the Ion transfer device and the other is arranged at the outlet end of the inlet system or the ion transfer device.
  • the ionization device For the application described, in which ionized components of the residual gas are supplied to the ionization device, it is necessary for the ionization device to be permeable to these ionized components of the residual gas. This is achieved in that the ionization device also has ion-optical properties or ion optics for the passage of ions.
  • the ionization device is selected from the group comprising: electron ionization device and high-frequency plasma ionization device.
  • electron ionization an electron source is used for ionization, which has a filament (glow wire) in order to generate an electron beam through the glow-electric effect, which hits the gas to be ionized and ionizes it.
  • a plasma ionization device specifically in a high-frequency (RF) plasma ionization device, a high-frequency alternating field is used for the ionization, which leads to the ignition of a plasma in order to bring about the ionization.
  • RF high-frequency
  • the filament or filaments used to generate the electron beam are arranged outside of the source volume in order to achieve better pumping of the filaments.
  • the filaments have the longest possible service life have, so that the measuring time and the service life of the electron beam ionization device only play a subordinate role.
  • the residual gas analyzer can of course have other components that have not been described above.
  • the residual gas analyzer also generally has at least one vacuum pump in order to generate a predetermined pressure in the ion transfer device, in the mass analyzer and in the ionization device.
  • a further aspect of the invention relates to an EUV lithography system, in particular an EUV lithography system, which has at least one residual gas analyzer for analyzing a residual gas in a vacuum environment of the EUV lithography system.
  • the desired characterization of the vacuum environment or monitoring of the vacuum environment can take place, in particular during operation of the EUV lithography system.
  • the components of the residual gas eg N 2 , H 2 O, O 2 , H 2 and hydrocarbons (CXHY) and other components of the residual gas can be analyzed.
  • critical contaminants that are generated under the special plasma conditions in the vacuum environment can be detected using ultra-trace analysis.
  • These critical contaminants are typically substances that result from the interaction of components located in the vacuum environment with a hydrogen plasma that is formed in the vacuum environment due to interaction with EUV radiation (so-called HIO species, for example silane S1H 4 ).
  • the measurement of the concentration or the partial pressure of these critical contaminants with the help of the residual gas analyzer can be carried out in-situ with a measurement time of the order of several minutes.
  • adsorption targets (“witness samples”) are placed in the vacuum environment which are subsequently analyzed ex-situ
  • the measurement time is typically on the order of a few weeks.
  • the EUV lithography system comprises at least one optical element for reflecting EUV radiation, with an entry-side end of the inlet system of the residual gas analyzer being arranged at a distance of less than 5 cm, preferably less than 3 cm, from a reflecting surface of the optical element is. Since the surface of the optical element, more precisely a reflective coating applied there, can degrade due to the effect of the plasma, it is favorable if the entry-side end of the inlet system is as close as possible to the surface of the reflective optical element.
  • Each optical element is typically encapsulated in its own vacuum chamber (“mini-environment”), in which the inlet end of the intake system is located. It is not necessary for the entire residual gas analyzer to be located close to the surface of the optical element, for example the control electronics can be installed two meters or more from the inlet end of the inlet system.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an EUV lithography system with an inlet system of a residual gas analyzer for analyzing a residual gas
  • FIG. 2a, b schematic representations of the residual gas analyzer of Fig. 1.
  • the EUV lithography system 1 schematically shows the structure of an optical arrangement for EUV lithography in the form of an EUV lithography system 1, namely a so-called wafer scanner.
  • the EUV lithography system 1 has an EUV light source 2 for generating EUV radiation, which has a high energy density in the EUV wavelength range below 50 nanometers, in particular between approximately 5 nanometers and approximately 15 nanometers.
  • the EUV light source 2 can be designed, for example, in the form of a plasma light source for generating a laser-induced plasma.
  • the EUV lithography system 1 shown in FIG. 1 is designed for an operating wavelength of the EUV radiation of 13.5 nm. However, it is also possible for the EUV lithography system 1 to be configured for a different working wavelength of the EUV wavelength range, such as 6.8 nm, for example.
  • the EUV lithography system 1 also has a collector mirror 3 in order to focus the EUV radiation from the EUV light source 2 into an illumination beam 4 and in this way to further increase the energy density.
  • the illumination beam 4 serves to illuminate a structured object M by means of an illumination system 10, which has five reflective optical elements 12 to 16 (mirrors) in the present example.
  • the structured object M can be, for example, a reflective photomask that is reflective and non-reflective, or at least has less strongly reflective areas for generating at least one structure on the object M.
  • the structured object M can be a plurality of micromirrors which are arranged in a one-dimensional or multidimensional arrangement and which can optionally be moved about at least one axis in order to set the angle of incidence of the EUV radiation on the respective mirror.
  • the structured object M reflects part of the illumination beam 4 and forms a projection beam path 5, which carries the information about the structure of the structured object M and which is radiated into a projection lens 20, which forms an image of the structured object M or a respective partial area thereof a substrate W is produced.
  • the substrate W for example a wafer, has a semiconductor material, for example silicon, and is arranged on a holder which is also referred to as the wafer stage WS.
  • the projection objective 20 has six reflective optical elements 21 to 26 (mirrors) in order to generate an image of the structure present on the structured object M on the wafer W.
  • the number of mirrors in a projection objective 20 is between four and eight, but only two mirrors can also be used if necessary.
  • the EUV lithography system 1 also has non-optical components, which are, for example, support structures for the reflective optical elements 3, 12 to 16, 21 to 26, to sensors, actuators, ... can act.
  • the reflecting optical elements 12 to 16 of the illumination system 10 and the reflecting optical elements 21 to 26 of the projection objective 20 are arranged in a vacuum environment.
  • a Each optical element 6, 12 to 16, 21 to 26 is typically arranged in its own vacuum chamber, which is also referred to as a “mini environment”.
  • Such a vacuum chamber 27 is shown as an example in FIG. 1, in which the fourth reflecting optical element 24 of the projection system 20 is arranged.
  • the projection beam path 5 occurs at a first opening from a further vacuum chamber not shown in the image into the vacuum chamber 27 with the fourth optical element 24 and at a second opening in the direction of a further vacuum chamber, in which the fifth optical Element 25 of the projection system 20 is arranged.
  • optical elements 12 to 16, 21 to 26 can also be arranged in a respective (common) vacuum chamber.
  • the entire EUV lithography system 1 shown in FIG. 1 is additionally surrounded by a housing, not shown, which is also a vacuum chamber.
  • the optical element 24 arranged in the vacuum chamber 27 has a substrate 28 made of titanium-doped quartz glass, to which a reflective multi-layer coating 29 is applied, which for the reflection of EUV radiation 5 at the operating wavelength AB of 13, 5 nm is optimized.
  • the multi-layer coating 29 has alternating layers of molybdenum and silicon.
  • the silicon layers have a higher real part of the refractive index than the molybdenum layers.
  • other material combinations such as molybdenum and beryllium,
  • the multi-layer coating 29 a protective layer made of ruthenium is applied to it.
  • the surface 29a of the multilayer reflective coating 29, more specifically the protective layer is exposed to a vacuum environment 27a formed in an interior of the vacuum chamber 27.
  • FIG. exposed areas of the surface 29a of the optical element 24 are exposed to a residual gas 30 which is located in the vacuum chamber 27 .
  • the residual gas 30 typically has molecular hydrogen (H2), molecular oxygen (O2), nitrogen (N2), water (H2O), noble gases, eg Ar, He, etc. as components.
  • the molecular hydrogen H2 serves as a flushing gas and is supplied to the vacuum chamber 27 or the vacuum environment 27a in a targeted manner via a gas supply (not shown).
  • the molecular hydrogen H2 in the vacuum environment 27 has a comparatively high partial pressure of the order of 10 -2 mbar.
  • a plasma is generated in the vacuum chamber 27, with, inter alia, ionic plasma species (H + ) or radical plasma Species (H) are formed.
  • the hydrogen plasma serves to remove contamination in the form of hydrocarbons from the surface 29a of the reflective optical element 24 .
  • the hydrogen plasma also leads to undesired reduction reactions on non-optical components which are arranged in the vacuum environment 27a and which can form volatile hydrides with the hydrogen plasma. This is the case, for example, with components that contain silicon, where, among other things, gaseous silane (S1H4) is formed during the reaction with the hydrogen plasma.
  • Silane (S1H4) represents a critical contamination for the surface 29a of the reflective optical element 24, since this contamination forms a chemical compound in the reaction with the material of the surface 29a, eg Ru, which cannot or only with extreme difficulty separate from the Surface 29a can be removed, which reduces the life of the optical element 24.
  • a residual gas analyzer 40 is used to characterize the composition of the residual gas 30, in particular the ionic or radical plasma species contained therein, or the critical contaminants is described.
  • the residual gas analyzer 40 has an inlet system 41 with an inlet end 41a which has an opening for the inlet of the residual gas 30 contained in the vacuum chamber 27 .
  • the entry-side end 41a or the entry opening is at a distance A of less than 5 cm, in particular less than 3 cm away from surface 29a, as shown schematically in FIG.
  • the residual gas analyzer 40 has a mass analyzer 43 which includes a detector 44 for detecting ionized components 30a of the residual gas.
  • the residual gas analyzer 40 also has an ion transfer device 42 for transferring the ionized components 30a of the residual gas 30 to the mass analyzer 43 .
  • the ionization of components of the residual gas 30 can already take place in the vacuum environment 27a of the vacuum chamber 27 of the EUV lithography system 1 by the effect of the EUV radiation 4, 5.
  • the residual gas analyzer 40 has an ionization device 46, which in the case of the device shown in Fig.
  • the ionization device 46 is ideally transparent to the ionic components 30a of the residual gas 30 already formed in the vacuum environment 27a, ie it has no influence on the already ionized components 30a of the residual gas 30. This can be achieved in that the ionization device 46 has ion optics for the transfer of the vacuum Environment 27a formed ionic components 30a of the residual gas 30 has.
  • the intake system 41 has the ion transfer device 42, which comprises a vacuum tube and ion optics arranged in the vacuum tube or a plurality of ion optics arranged one behind the other (cascaded) in the vacuum tube.
  • the inlet system 41 which has the ion transfer device 42, a continuous supply of ionized components 30a of the residual gas 30 into the residual gas analyzer 40 can take place, but the inlet system 41 can also be used for the pulsed supply of the ionized components 30a of the residual gas 30 into the residual gas analyzer 40 are used and have one or more controllable valves for this purpose.
  • the inlet system 41 which encloses the ion transfer device 42, more precisely the vacuum tube, can have a comparatively large length of more than 30 cm, for example.
  • the concentration or the partial pressure of, for example, silane and other components of the residual gas 30 is generally significantly lower than that of the molecular hydrogen (approx. 10 -2 mbar) and can, for example, be of the order of approx. 10 -14 mbar.
  • the ion transfer device 42 can be operated as a filter device and for this purpose has an ion filter device 45 which is designed as a quadrupole.
  • the ion filter device 45 is operated in the form of the quadrupole in the RF-only operating mode, in which only an AC voltage but no DC voltage is applied, by additionally applying a further RF frequency which resonates individual m/z ranges or a single m/ z-value filters, expands.
  • the ion filter device in the form of the RF-only quadrupole 45 is used to specifically filter individual ionized components 30a of the residual gas 30 so that they do not enter the mass analyzer 43 .
  • the filtered ionized component(s) 30a may have a precise mass-to-charge ratio.
  • the ion filter device 45 serves as a notch filter, ie as a particularly narrow-band type of bandstop filter that filters only a narrow mass-to-charge range that corresponds to an individual ionized component 3a of the residual gas 30 to be filtered, e.g. molecular hydrogen H2 or molecular nitrogen N2.
  • the alternating field applied to the RF-only quadrupole 45 can be suitably selected or adjusted, as is described, for example, in US Pat. No. 5,672,870 cited at the outset. By suitably setting or changing the alternating field, it can be determined which ionic component 30a of the residual gas 30 is filtered by the ion transfer device 42 .
  • the ion transfer device 42 which the ion filter device 45 fulfills with the filter function of a notch filter, can also be designed in other ways, for example as an RF-ony flexapole, as an RF-only octopole, etc. It is essential that the ion transfer device 42 makes it possible to filter ionized components 30a of the residual gas 30 which have a high partial pressure, for example ionized hydrogen FT, ... in order to be able to determine the concentration of the remaining, unfiltered ionized components 30a of the residual gas 30 with greater accuracy in this way.
  • a high partial pressure for example ionized hydrogen FT, ...
  • the mass analyzer 43 is designed as a time-of-flight (TOF) analyzer.
  • a TOF analyzer 43 has the advantage of being very compact or of small size and a mass resolution of up to m/Am>8000 with short measuring times.
  • the TOF analyzer 43 is used to measure the time of flight of the ionized components 30a of the residual gas 30 via an ion supply device 50 of the mass Analyzer 43, which is arranged at an outlet end 41b of the inlet system 41, a detector 44 and detected by this.
  • the flight time of the ionized components 30a depends on their mass-to-charge ratio, which enables a mass spectrometric analysis of the ionized components 30a of the residual gas 30.
  • the ion supply device 50 of the mass analyzer 43 in the form of the TOF analyzer is designed as a quadrupole in the example shown.
  • the ion supply device 50 in the form of the quadrupole can optionally be operated as an additional ion filter device if it is operated in the RF-only operating mode (see above).
  • the detector 44 is designed in the form of cascaded microchannel plates.
  • the detector 44 can also be designed in another way, e.g. as a secondary electron multiplier.
  • the detector 44 can have a separate conversion dynode, which is particularly important when using a
  • Secondary electron multiplier in the form of a continuous dynode can be advantageous.
  • the electron ionization device 46 shown in FIGS. 2a, b has an electron source for ionizing the residual gas 30, which has a filament (glow wire) in order to generate an electron beam through the glow-electric effect, which hits the components of the residual gas 30 to be ionized and this ionizes.
  • the electron ionization device 46 has an optimized source geometry that makes it possible to generate a high pressure in the container of the electron ionization device 46 in which the ionization takes place. In order to increase the living acid, it has proven advantageous if the filament or filaments used to generate the electron beam are arranged outside of the source volume, since they can be pumped better there.
  • the residual gas analyzer 40 shown in FIG. 2a differs from the residual gas analyzer 40 shown in Fig. 2a in that the ionization device 46 in the form of an electron ionization device 46 is not arranged at the inlet end 41a of the inlet system 41, but at the outlet end 41b of the inlet system 41 upstream of the ion transfer device 50 of the mass analyzer 43. Nevertheless, the residual gas analyzer 40 shown in FIG. 2b also has an inlet system 41 with an ion transfer device 42.
  • the components 30a of the residual gas 30 ionized by the EUV radiation 4 , 5 can be supplied to the residual gas analyzer 40 or the electron ionization device 46 via the ion transfer device 42 .
  • Neutral components 30b of the residual gas also reach the electron ionization device 46 via the inlet system 41 and can be ionized by it.
  • the residual gas analyzer 40 has an additional (optional) ionization device 47 which is arranged at the inlet end 41a of the inlet system 41 .
  • the additional ionization device 47 is designed as a flat-frequency plasma ionization device and is used to generate ionized components 30a of the residual gas 30 by generating a plasma.
  • the use of different ionization devices 46, 47 can be advantageous in order to ionize different components of the residual gas 30:
  • the plasma ionization device 47 typically enables "gentle" ionization, with which there is only a small risk of fragmentation of the components of the residual gas 30 to be ionized .
  • the plasma ionization device 47 can be used in particular to generate hydrogen-containing ions from the gas components of the residual gas 30, for example FT, H 3+ , IS FT, etc.
  • the residual gas analyzer 40 can only have a single plasma ionization device 47, which is inlet-side end 41a of the inlet system 41 or at the outlet-side end 41b of the inlet system 41 can be arranged.
  • ion optics are arranged between the inlet system 41 and the ion supply device 50 or the electron ionization device 46 and between the ion supply device 50 and the detector 44.
  • the electron ionization device 46, the ion supply device 50 and the detector 44 are housed in separate housing parts 49a-c of the residual gas analyzer 40 and are differentially pumped with the aid of a vacuum pump device 48.
  • a turbo-molecular pump is used as the vacuum pump device 48, which is designed as a so-called split-flow pump and is designed to generate three different pressures in the three housing parts 49a-c.
  • the requirements for the analysis or monitoring of a residual gas 30 in the EUV lithography system 1 with regard to the available installation space, the available measuring time and in particular with regard to the large dynamic range can be met.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Restgasanalysator (40) zur Analyse eines Restgases (30), insbesondere eines Restgases (30) in einem EUV- Lithographiesystem (1 ), umfassend: ein Einlasssystem (41 ) zum Einlass des Restgases (30) aus einer Vakuum-Umgebung (27a) in den Restgasanalysator (40), sowie einen Massen-Analysator (43), der einen Detektor (44) zur Detektion von ionisierten Bestandteilen (30a) des Restgases (30) umfasst. Der Restgasanalysator (40) umfasst eine lonentransfereinrichtung (42) zum Transferieren der ionisierten Bestandteile (30a) des Restgases (30) zu dem Massen-Analysator (43), wobei die lonentransfereinrichtung (42) eine lonenfiltereinrichtung (45) aufweist, die zur Filterung mindestens eines ionischen Bestandteils (30a) des Restgases (30) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein EUV-Lithographiesystem, insbesondere eine EUV- Lithographieanlage, umfassend: mindestens einen Restgasanalysator (40), der wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist, zur Analyse eines Restgases (30) in einer Vakuum-Umgebung (27a) des EUV-Lithographiesystems (1 ).

Description

Restgasanalysator und EUV-Lithographiesystem mit einem Restgasanalysator
Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102020209157.9 vom 21. Juli 2020, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Restgasanalysator zur Analyse eines Restgases, insbesondere eines Restgases in einem EUV-Lithographiesystem, umfassend: ein Einlasssystem zum Einlass des Restgases aus einer Vakuum-Umgebung in den Restgasanalysator, sowie einen Massen-Analysator, der einen Detektor zur Detektion von ionisierten Bestandteilen des Restgases umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein EUV-Lithographiesystem mit einem solchen Restgasanalysator.
Bei dem EUV-Lithographiesystem kann es sich um eine EUV- Lithographieanlage (EUV-Scanner) zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, die EUV-Strahlung verwendet, beispielsweise um ein EUV-Metrologiesystem, z.B. zur Inspektion von in der EUV-Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen, um einen EUV-Test-Aufbau, etc.
Ein EUV-Lithographiesystem wird mit EUV-Strahlung bei einer Betriebs- Wellenlänge im EUV-Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm betrieben. Die Betriebs-Wellenlänge kann beispielsweise bei 13,5 nm oder bei 6,8 nm liegen. Aufgrund der geringen Transmission aller Gase bei
2019P00667WO 14.07.21 SZ00247PCT Wellenlängen im Bereich von 13,5 nm - oder auch bei 6,8 nm - ist es erforderlich, die optischen Elemente einer solchen optischen Anordnung in einer Vakuum-Umgebung zu betreiben, in der ein Restgas vorhanden ist. Aufgrund der geringen Transmission von praktisch allen Festkörper-Materialien bei diesen Wellenlängen werden in einem EUV-Lithographiesystem in der Regel reflektierende optische Elemente (z.B. Spiegel) verwendet.
Durch die Wechselwirkung der EUV-Strahlung mit dem Restgas wird im Betrieb des EUV-Lithographiesystems ein Plasma gebildet, d.h. es entstehen ionische, radikale oder neutrale (angeregte) Bestandteile des Restgases. Die Kenntnis der genauen Zusammensetzung dieser Gas- bzw. Plasma-Atmosphäre in EUV- Lithographiesystemen ist von entscheidender Bedeutung für den Betrieb dieser komplexen technischen Geräte: Für den Fall, dass im Betrieb des EUV- Lithographiesystems die bei der Auslegung spezifizierte Zusammensetzung des Restgases nicht eingestellt ist, sind insbesondere die EUV-Spiegel von Degradationseffekten durch Oxidation und/oder Kontaminationen betroffen, die zur Reduzierung der Lebensdauer der EUV-Spiegel und somit des gesamten EUV-Lithographiesystems führen.
Das Restgas in der Vakuum-Umgebung eines EUV-Lithographiesystems weist in der Regel molekularen Wasserstoff (H2) mit einem vergleichsweise großen Partialdruck auf. Der molekulare Wasserstoff wird der Vakuum-Umgebung in der Regel als Spülgas zugeführt, um eine Reinigungswirkung zu erzielen. Zusätzlich sind in dem Restgas in der Regel geringe Sauerstoff- und/oder Stickstoffbeimischungen sowie Edelgase, z.B. Ar, He, ..., enthalten.
Es ist bekannt, zur Analyse des Restgases eines solchen EUV- Lithographiesystems Restgasanalysatoren zu verwenden. Bei bekannten Restgasanalysatoren besteht das Hauptproblem in der Anforderung an den dynamischen Messbereich aufgrund der hohen Wasserstoff-Partialdrücke in dem Restgas: Die typische Messsituation erfordert einen hochempfindlichen Nachweis vor relevanten neutralen Restgas-Bestandteilen (z.B. H2O, N2, O2,...
), von Bestandteilen des Restgases, die auf das so genannte „hydrogen- induced outgassing“ (HIO) zurückzuführen sind (z.B. Silan, SihU), sowie von Plasma-Bestandteilen (z.B. N2I- ) des Restgases mit Partialdrücken bis in den Bereich von weniger als ca. 1014 mbar in einem Matrixgas, typischerweise in Form von Wasserstoff (H2), das einen Partialdruck in der Größenordnung von 102 mbar aufweist. Die Dynamik eines solchen Restgasanalysators muss daher mindestens 12 Größenordnungen abdecken, was von den derzeit eingesetzten Restgasanalysatoren nicht geleistet werden kann: Der Dynamikbereich und somit auch die Nachweisgrenze insbesondere für Bestandteile des Restgases wie O2, H2O, CXHY, ... ist daher unzureichend.
Zur quantitativen Analyse, d.h. zur Bestimmung von absoluten Analytmengen, werden zudem Referenzmessungen mit Hilfe von Kalibriergasen (z.B. Dodecan, N2, O2) durchgeführt, die über Eichlecks in die Vakuum-Umgebung eingelassen werden. Dennoch ist die Zusammensetzung des Restgases, insbesondere des im Betrieb des EUV-Lithographiesystems erzeugten Plasmas, derzeit lediglich aus Simulationen und Modellexperimenten bekannt.
In der WO 2010/022815 A1 ist eine EUV-Lithographieanlage mit einem Restgasanalysator beschrieben, der eine Speichereinrichtung zur Speicherung eines kontaminierenden Stoffes aufweist, der in einer Restgasatmosphäre der EUV-Lithographieanlage enthalten ist. Die Speicherung, z.B. in einer lonenfalle, soll die Detektion von sehr geringen Mengen an kontaminierenden Stoffen auch bei hohen Restgasdrücken ermöglichen. Der Restgasanalysator kann eine lonisierungseinrichtung zur Ionisierung des kontaminierenden Stoffes aufweisen, die in einem Innenraum der EUV-Lithographieanlage angeordnet ist. Über eine Zuführungseinrichtung, die ein Vakuumrohr mit einer lonenoptik aufweist, kann der ionisierte kontaminierende Stoff der Speichereinrichtung zugeführt werden. Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Restgasanalysator und ein EUV- Lithographiesystem bereitzustellen, welche den Nachweis sehr geringer Mengen von Bestandteilen des Restgases bei hohen Restgasdrücken, insbesondere während des Betriebs des EUV-Lithographiesystems, ermöglichen.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Restgasanalysator der eingangs genannten Art, weiter umfassend: eine lonentransfereinrichtung zum Transferieren der ionisierten Bestandteile des Restgases zu dem Massen- Analysator, wobei die lonentransfereinrichtung eine lonenfiltereinrichtung aufweist, die zur Filterung von mindestens einem ionisierten Bestandteil des Restgases ausgebildet ist.
Die Erfinder haben erkannt, dass es zur Erreichung des geforderten hohen Dynamikbereichs sowie der geforderten hohen Sensitivität des Restgasanalysators nicht ausreichend ist, einen einstufigen Massen-Analysator z.B. in Form eines Quadrupols zu verwenden.
Mehrstufige Systeme, z.B. Systeme mit mehreren in Serie geschalteten Quadrupolen oder Flybrid-Systeme sind u.a. in den Life Sciences in Form von Systemen zur Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung („Liquid chromatography-mass spectrometry“) bekannt und bieten den Vorteil, dass sich die Selektivität der kombinierten Stufen multipliziert. Derartige Systeme sind aber in der Regel für den Betrieb bei Atmosphärendruck ausgelegt; diese Betriebsart ist bedingt durch das nötige Versprühen von Flüssigkeiten aus der Chromatographie. Die fluiddynamischen Gegebenheiten (Einlassöffnungen/Geometrien, Abpumpstufen) lassen keinen Betrieb solcher Geräte bei den EUV-üblichen Drücken zu. Somit entsteht für die in der EUV- Applikation typischerweise vorhandenen Randbedingungen (Partialdruckmessungen bis zu 1014 mbar, 102 mbar Rezipientendruck) eine Applikationslücke, die mit der vorliegenden Erfindung geschlossen werden soll. Die lonentransfereinrichtung weist in der Regel mehrere hintereinander angeordnete (kaskadierte) lonenoptiken auf.
Die lonentransfereinrichtung hat zwei Aufgaben: 1.) Ionisierte Bestandteile des Restgases (Ionen), die in der Vakuum-Umgebung, z.B. in einem EUV Plasma einer EUV-Lithographieanlage, gebildet werden (native EUV Ionen) mit maximaler Effizienz aus dem Plasma-Raum bzw. aus der Vakuum-Umgebung in den Massen-Analysator zu überführen. 2.) Native EUV Ionen, die in sehr großer Dichte im Plasma-Raum gebildet werden, während des Transferprozesses herauszufiltern, um so den dynamischen Bereich des Massen-Analysators um die Filtergüte zu multiplizieren. Auf diese Weise können gezielt einzelne Bestandteile des Restgases - entsprechend bestimmten Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen - gefiltert werden. Bei den gefilterten Bestandteilen des Restgases kann es sich insbesondere um Ionen des Matrix- bzw. Hintergrundgases handeln, welches einen hohen Partialdruck aufweist, beispielsweise um in dem Restgas enthaltenen Wasserstoff (H2) sowie Stickstoff (N2).
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die lonentransfereinrichtung einen möglichst engen Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen filtert, d.h. wenn die Sperrwirkung auf eine vergleichsweise geringe Bandbreite von Masse-zu- Ladungs-Verhältnissen begrenzt ist. Die lonentransfereinrichtung kann ausgebildet sein, das Intervall der gesperrten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse zu verändern, um eine Sperrwirkung für unterschiedliche ionisierte Bestandteile des Restgases zu erzeugen, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Bei einer Ausführungsform ist die lonenfiltereinrichtung als Kerbfilter („Notch Filter“) ausgebildet. Bei dem Kerbfilter handelt es sich um einen besonders schmalbandigen Typ von Bandsperrfilter, der nur einen schmalen Masse-zu- Ladungs-Bereich filtert, der einem einzelnen ionisierten Bestandteil des Restgases, d.h. nur einem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis, entspricht.
Bei einer Ausführungsform ist die lonenfiltereinrichtung als RF-only Quadrupol, als RF-only-Flexapol oder als RF-only-Oktopol ausgebildet. Wird an einen Quadrupol (oder einen Flexapol, Oktopol, ...) eine Wechselspannung aber keine Gleichspannung angelegt, spricht man von einem RF-only-Quadrupol, Flexapol, Oktopol ... bzw. von einem RF-only-Betrieb. In diesem Betriebszustand ist der Quadrupol grundsätzlich durchlässig für alle Arten von Ionen. Mit FHilfe einer zusätzlich angelegten Wechselspannung kann gezielt ein einzelnes Masse-zu-Ladungs-Verhältnis angeregt werden, um den zugehörigen ionisierten Bestandteil des Restgases bzw. gezielt ein bestimmtes Ion auszufiltern. Ein Beispiel für einen solchen Transfer-Quadrupol, der als Kerbfilter dient, ist in der US 5,672,870 beschrieben, welche in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Auch RF-only- Flexapole oder RF-only-Oktopole können zur gezielten Filterung einzelner ionisierter Bestandteile des Restgases ausgebildet sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Massen-Analysator als Time-of- Flight(TOF)-Analysator ausgebildet. Ein TOF-Analysator hat den Vorteil einer hohen Kompaktheit bzw. einer geringen Baugröße und ggf. einer Massenauflösung m/Am > 8000. Zudem erlaubt ein TOF-Analysator die Durchführung von schnellen Messungen. Der TOF-Analysator dient zur Flugzeitmessung von ionisierten Bestandteilen des Restgases, die von einem Detektor detektiert werden. Die Flugzeit der ionisierten Bestandteile hängt von deren Masse-zu-Ladungs-Verhältnis ab, weshalb der TOF-Analysator eine massenspektrometrische Analyse ermöglicht. Um einerseits den erforderlichen Dynamikbereich von mindestens 1012 und andererseits eine geringe Baugröße zu gewährleisten, kommt für die Kaskade aus lonentransfereinrichtung und Massen-Analysator neben einem TOF- Analysator auch ein Quadrupol-Analysator in Frage.
Der Detektor kann ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend: Sekundärelektronenvervielfacher und Mikrokanalplatten. Der Sekundärelektronenvervielfacher kann aus diskreten Dynoden aufgebaut sein. Auch ein Sekundärelektronenvervielfacher in Form eines Kanalelektronenvervielfachers mit kontinuierlicher Dynode kann als Detektor dienen. Weiterhin können Mikrokanalplatten, insbesondere mehrere kaskadierte Mikrokanalplatten, als Detektor verwendet werden. Alle genannten Detektortypen können um eine diskrete Konversionsdynode/elektrode erweitert werden. In diesem Fall vervielfachen die genannten Detektoren den durch die Konversionsdynode erzeugten Elektronenstrom. Es versteht sich, dass auch andere als die hier genannten Typen von Detektoren in dem Massen- Analysator verwendet werden können.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Massen-Analysator an einem austrittsseitigen Ende des Einlassystems eine lonen-Zuführungseinrichtung zur Zuführung von ionisierten, durch die lonenfiltereinrichtung nicht gefilterten Bestandteilen des Restgaseszu dem Detektor auf. Die lonen- Zuführungseinrichtung weist typischerweise eine lonen-Optik auf, die z.B. in Form eines Quadrupols ausgebildet sein kann, der ggf. eine zusätzliche lonenfilterfunktion aufweist. Die lonen-Zuführungseinrichtung dient typischerweise der Zuführung von nativen transferierten EUV Ionen in den Massen-Analysator bzw. in den Detektor. Zur Analyse der von der EUV- Strahlung ionisierten Bestandteile des Restgases wird in der Regel keine eigene lonisierungsquelle in dem Restgasanalysator benötigt. Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Restgasanalysator mindestens eine lonisierungseinrichtung zur Ionisierung von neutralen Bestandteilen des Restgases auf, wobei die lonisierungseinrichtung bevorzugt an einem eintrittsseitigen Ende des Einlasssystems angeordnet ist. Die lonisierungseinrichtung dient zur Ionisierung von denjenigen Bestandteilen des Restgases, die bei der Wechselwirkung mit der EUV-Strahlung nicht ionisiert werden bzw. wieder neutralisiert wurden, bevor sie in das Einlassystem bzw. in die lonentransferstufe eintreten. Durch die Ionisierung von neutralen Bestandteilen des Restgases können diese ebenfalls die lonen- Zuführungseinrichtung durchlaufen und in dem Massen-Analysator analysiert bzw. detektiert werden. Die lonisierungseinrichtung ist bevorzugt am eintrittsseitigen Ende des Einlasssystems angeordnet. Die Anordnung der lonisierungseinrichtung am eintrittsseitigen Ende des Einlasssystems hat sich als günstig erwiesen, weil Ionen wesentlich effizienter (durch elektromagnetische Felder) transportiert werden können, als Neutrale. Letztere unterliegen in dem genannten typischen EUV Druckbereich der Molekularströmung und sind somit in ihrer Bewegung grundsätzlich ungerichtet, was zu einem erheblichen Verlust auf dem Weg durch die lonentransfereinrichtung führt.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die lonisierungseinrichtung am austrittsseitigen Ende des Einlasssystems bzw. der lonentransfereinrichtung anzuordnen, d.h. an derjenigen Seite der lonentransfereinrichtung, die der EUV Vakuum-Umgebung abgewandt ist. Die neutralen Bestandteile des Restgases treten hierbei durch die lonentransfereinrichtung hindurch, bevor diese von der lonisierungseinrichtung ionisiert werden. In diesem Fall ist es erforderlich, die Geometrie der lonentransfereinrichtung für die Zuführung bzw. für das Sampeln von gasförmigen Neutralteilchen anzupassen. Es ist auch möglich, dass der Restgasanalysator zwei lonisierungseinrichtungen aufweist, von denen eine typischerweise am eintrittsseitigen Ende des Einlasssystems bzw. der lonentransfereinrichtung und die andere am austrittsseitigen Ende des Einlasssystems bzw. der lonentransfereinrichtung angeordnet ist.
Für die beschriebene Anwendung, bei welcher der lonisierungseinrichtung ionisierte Bestandteile des Restgases zugeführt werden, ist es erforderlich, dass die lonisierungseinrichtung für diese ionisierten Bestandteile des Restgases durchlässig ist. Dieses wird dadurch erreicht, dass die lonisierungseinrichtung ebenfalls ionenoptische Eigenschaften bzw. eine lonenoptikfür den lonendurchflug aufweist.
Bei einer Weiterbildung ist die lonisierungseinrichtung ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Elektronen-Ionisierungseinrichtung und Hochfrequenz- Plasma-Ionisierungseinrichtung. Bei der Elektronenstrahl-Ionisation („electron ionization“) wird für die Ionisierung eine Elektronenquelle verwendet, die ein Filament (Glühdraht) aufweist, um durch den glühelektrischen Effekt einen Elektronenstrahl zu erzeugen, der auf das zu ionisierende Gas trifft und dieses ionisiert. Bei einer Plasma-Ionisierungseinrichtung, speziell bei einer Flochfrequenz(RF)-Plasma-lonisierungseinrichtung, wird für die Ionisierung ein hochfrequentes Wechselfeld verwendet, welches zur Zündung eines Plasmas führt, um die Ionisierung zu bewirken. Es versteht sich, dass auch andere als die hier beschriebenen Typen von lonisierungseinrichtungen in dem Restgasanalysator eingesetzt werden können, um Bestandteile des Restgases zu ionisieren.
Bei der Verwendung einer Elektronen-Ionisierungseinrichtung ist es günstig, wenn diese eine optimierte Quellengeometrie aufweist, um einen möglichst großen Druck in dem Behälter zu tolerieren, in dem die Ionisierung erfolgt. Diesbezüglich hat es sich als günstig erwiesen, wenn der bzw. die Filamente, die zur Erzeugung des Elektronenstrahls dienen, außerhalb des Quellvolumens angeordnet sind, um zu erreichen, das die Filamente besser gepumpt werden. Generell ist es günstig, wenn die Filamente eine möglichst große Lebensdauer aufweisen, damit die Messzeit und die Lebensdauer der Elektronenstrahl- lonisierungseinrichtung nur eine untergeordnete Rolle spielen.
Der Restgasanalysator kann selbstverständlich weitere Komponenten aufweisen, die nicht weiter oben beschrieben wurden. Auch weist der Restgasanalysator in der Regel mindestens eine Vakuum-Pumpe auf, um in der lonentransfereinrichtung, in dem Massen-Analysator sowie in der lonisierungseinrichtung einen vorgegebenen Druck zu erzeugen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein EUV-Lithographiesystem, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage, die mindestens einen Restgasanalysator zur Analyse eines Restgases in einer Vakuum-Umgebung des EUV-Lithographiesystems aufweist.
Mit Hilfe des weiter oben beschriebenen Restgasanalysators kann die gewünschte Charakterisierung der Vakuum-Umgebung bzw. ein Monitoring der Vakuum-Umgebung insbesondere während des Betriebs des EUV- Lithographiesystems erfolgen. Hierbei können die Bestandteile des Restgases, z.B. N2, H2O, O2, H2 sowie Kohlenwasserstoffe (CXHY) und weitere Bestandteile des Restgases analysiert werden. Insbesondere können hierbei kritische Kontaminanten, die unter den speziellen Plasma-Bedingungen in der Vakuum- Umgebung erzeugt werden, mittels Ultraspurenanalytik detektiert werden. Bei diesen kritischen Kontaminanten handelt es sich typischerweise um Stoffe, die bei der Wechselwirkung von in der Vakuum-Umgebung angeordneten Komponenten mit einem Wasserstoff-Plasma entstehen, das in der Vakuum- Umgebung aufgrund der Wechselwirkung mit der EUV-Strahlung gebildet wird (so genannte HIO-Spezies, beispielsweise Silan S1H4). Die Messung der Konzentration bzw. der Partialdrücke dieser kritischen Kontaminanten mit Hilfe des Restgasanalysators kann in-situ mit einer Messzeit in der Größenordnung von mehreren Minuten erfolgen. Bei den herkömmlichen Messungen, bei denen Adsorptionstargets („witness samples“) in die Vakuum-Umgebung eingebracht werden, die nachfolgend ex-situ analysiert werden, liegt die Messzeit hingegen typischerweise in der Größenordnung von einigen Wochen.
Bei einer Ausführungsform umfasst das EUV-Lithographiesystem mindestens ein optisches Element zur Reflexion von EUV-Strahlung, wobei ein eintrittsseitiges Ende des Einlasssystems des Restgasanalysators in einem Abstand von weniger als 5 cm, bevorzugt von weniger als 3 cm von einer reflektierenden Oberfläche des optischen Elements angeordnet ist. Da die Oberfläche des optischen Elements, genauer gesagt eine dort aufgebrachte reflektierende Beschichtung, durch die Einwirkung des Plasmas degradieren kann, ist es günstig, wenn das eintrittsseitige Ende des Einlasssystems sich möglichst nahe an der Oberfläche des reflektierenden optischen Elements befindet. Ein jeweiliges optisches Element ist typischerweise in einer eigenen Vakuum-Kammer gekapselt („mini-environment“), in der sich das eintrittsseitige Ende des Einlasssystems befindet. Es ist nicht erforderlich, dass der gesamte Restgasanalysator in der Nähe der Oberfläche des optischen Elements angeordnet ist, beispielsweise kann die Steuerelektronik zwei Meter oder mehr vom einlassseitigen Ende der Einlasssystems entfernt installiert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer EUV-Lithographieanlage mit einem Einlasssystem eines Restgasanalysators zur Analyse eines Restgases, sowie
Fig. 2a, b schematische Darstellungen des Restgasanalysators von Fig. 1.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer optischen Anordnung für die EUV- Lithographie in Form einer EUV-Lithographieanlage 1, und zwar eines so genannten Wafer-Scanners. Die EUV-Lithographieanlage 1 weist eine EUV- Lichtquelle 2 zur Erzeugung von EUV-Strahlung auf, die im EUV- Wellenlängenbereich unter 50 Nanometer, insbesondere zwischen ca. 5 Nanometer und ca. 15 Nanometer, eine hohe Energiedichte aufweist. Die EUV- Lichtquelle 2 kann beispielsweise in Form eine Plasma-Lichtquelle zur Erzeugung eines laserinduzierten Plasmas ausgebildet sein. Die in Fig. 1 gezeigte EUV-Lithographieanlage 1 ist für eine Arbeitswellenlänge der EUV- Strahlung von 13,5 nm ausgelegt. Es ist jedoch auch möglich, dass die EUV- Lithographieanlage 1 für eine andere Arbeitswellenlänge des EUV- Wellenlängenbereiches, wie beispielsweise 6,8 nm, konfiguriert ist.
Die EUV-Lithographieanlage 1 weist ferner einen Kollektor-Spiegel 3 auf, um die EUV-Strahlung der EUV-Lichtquelle 2 zu einem Beleuchtungsstrahl 4 zu bündeln und auf diese Weise die Energiedichte weiter zu erhöhen. Der Beleuchtungsstrahl 4 dient zur Beleuchtung eines strukturierten Objekts M mittels eines Beleuchtungssystems 10, welches im vorliegenden Beispiel fünf reflektive optische Elemente 12 bis 16 (Spiegel) aufweist.
Bei dem strukturierten Objekt M kann es sich beispielsweise um eine reflektive Photomaske handeln, die reflektierende und nicht reflektierende oder zumindest weniger stark reflektierende Bereiche zur Erzeugung mindestens einer Struktur an dem Objekt M aufweist. Alternativ kann es sich bei dem strukturierten Objekt M um eine Mehrzahl von Mikrospiegeln handeln, welche in einer ein- oder mehrdimensionalen Anordnung angeordnet sind und welche gegebenenfalls um mindestens eine Achse bewegbar sind, um den Einfallswinkel der EUV- Strahlung auf den jeweiligen Spiegel einzustellen.
Das strukturierte Objekt M reflektiert einen Teil des Beleuchtungsstrahls 4 und formt einen Projektionsstrahlengang 5, der die Information über die Struktur des strukturierten Objekts M trägt und der in ein Projektionsobjektiv 20 eingestrahlt wird, welches eine Abbildung des strukturierten Objekts M bzw. eines jeweiligen Teilbereichs davon auf einem Substrat W erzeugt. Das Substrat W, beispielsweise ein Wafer, weist ein Halbleitermaterial, z.B. Silizium, auf und ist auf einer Halterung angeordnet, welche auch als Wafer-Stage WS bezeichnet wird.
Im vorliegenden Beispiel weist das Projektionsobjektiv 20 sechs reflektive optische Elemente 21 bis 26 (Spiegel) auf, um ein Bild der an dem strukturierten Objekt M vorhandenen Struktur auf dem Wafer W zu erzeugen. Typischerweise liegt die Zahl der Spiegel in einem Projektionsobjektiv 20 zwischen vier und acht, gegebenenfalls können aber auch nur zwei Spiegel verwendet werden.
Zusätzlich zu den reflektierenden optischen Elementen 3, 12 bis 16, 21 bis 26 weist die EUV-Lithographieanlage 1 auch nicht-optische Komponenten auf, bei denen es sich beispielsweise um Tragstrukturen für die reflektiven optischen Elemente 3, 12 bis 16, 21 bis 26, um Sensoren, Aktuatoren, ... handeln kann.
Die reflektierenden optischen Elemente 12 bis 16 des Beleuchtungssystems 10 sowie die reflektierenden optischen Elemente 21 bis 26 des Projektionsobjektivs 20 sind in einer Vakuum-Umgebung angeordnet. Ein jeweiliges optisches Element 6, 12 bis 16, 21 bis 26 ist hierbei typischerweise in einer eigenen Vakuum-Kammer angeordnet, die auch als „mini environment“ bezeichnet wird. Beispielhaft ist in Fig. 1 eine solche Vakuum-Kammer 27 dargestellt, in der das vierte reflektierende optische Element 24 des Projektionssystems 20 angeordnet ist. Der Projektionsstrahlengang 5 tritt an einer ersten Öffnung von einer nicht bildlich dargestellten weiteren Vakuum- Kammer in die Vakuum-Kammer 27 mit dem vierten optischen Element 24 ein und an einer zweiten Öffnung in Richtung auf eine weitere Vakuum-Kammer aus, in der das fünfte optische Element 25 des Projektionssystems 20 angeordnet ist. Es versteht sich, dass auch mehrere der optischen Elemente 12 bis 16, 21 bis 26 in einer jeweiligen (gemeinsamen) Vakuum-Kammer angeordnet werden können. Die gesamte in Fig. 1 gezeigte EUV- Lithographieanlage 1 ist zusätzlich von einem nicht dargestellten Gehäuse umgeben, bei dem es sich ebenfalls um eine Vakuum-Kammer handelt.
Das in der Vakuum-Kammer 27 angeordnete optische Element 24 weist ein Substrat 28 aus titandotiertem Quarzglas auf, auf welches eine reflektierende Mehrlagen-Beschichtung 29 aufgebracht ist, die für die Reflexion von EUV- Strahlung 5 bei der Betriebs-Wellenlänge AB von 13,5 nm optimiert ist. Die Mehrlagen-Beschichtung 29 weist zu diesem Zweck alternierende Lagen aus Molybdän und Silizium auf. Die Silizium-Lagen weisen bei der Betriebs- Wellenlänge AB von 13,5 nm einen höheren Realteil des Brechungsindex auf als die Molybdän-Lagen. Abhängig vom genauen Wert der Betriebs-Wellenlänge AB sind andere Materialkombinationen wie z.B. Molybdän und Beryllium,
Ruthenium und Beryllium oder Lanthan und B4C ebenfalls möglich. Zum Schutz der Mehrlagen-Beschichtung 29 ist auf diese eine Schutzlage aus Ruthenium aufgebracht. Die Oberfläche 29a der reflektierenden Mehrlagen-Beschichtung 29, genauer gesagt der Schutzlage, ist einer Vakuum-Umgebung 27a ausgesetzt, die in einem Innenraum der Vakuum-Kammer 27 gebildet ist. Frei liegende Bereiche der Oberfläche 29a des optischen Elements 24 sind hierbei einem Restgas 30 ausgesetzt, welches sich in der Vakuum-Kammer 27 befindet. Das Restgas 30 weist als Bestandteile typischerweise molekularen Wasserstoff (H2), molekularen Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2), Wasser (H2O), Edelgase, z.B. Ar, He, etc. auf. Der molekulare Wasserstoff H2 dient als Spülgas und wird der Vakuum-Kammer 27 bzw. der Vakuum-Umgebung 27a gezielt über eine (nicht bildlich dargestellte) Gaszuführung zugeführt. Der molekulare Wasserstoff H2 in der Vakuum-Umgebung 27 weist einen vergleichsweise großen Partialdruck in der Größenordnung von 10-2 mbar auf.
Durch die Wechselwirkung mit der EUV-Strahlung 4, 5 der EUV- Lithographieanlage 1 , speziell der Wechselwirkung mit dem Wasserstoff H2, wird in der Vakuum-Kammer 27 ein Plasma erzeugt, wobei u.a. ionische Plasma-Spezies (H+) oder radikale Plasma-Spezies (H) gebildet werden. Das Wasserstoff-Plasma dient dazu, von der Oberfläche 29a des reflektierenden optischen Elements 24 Kontaminationen in Form von Kohlenwasserstoffen zu entfernen. Das Wasserstoff-Plasma führt aber auch zu ungewollten Reduktions- Reaktionen an nicht-optischen Komponenten, die in der Vakuum-Umgebung 27a angeordnet sind und die mit dem Wasserstoff-Plasma flüchtige Hydride bilden können. Dies ist beispielsweise bei Komponenten der Fall, die Silizium enthalten, wobei sich bei der Reaktion mit dem Wasserstoff-Plasma u.a. gasförmiges Silan (S1H4) bildet. Silan (S1H4) stellt eine kritische Kontamination für die Oberfläche 29a des reflektierenden optischen Elements 24 dar, da diese Kontamination bei der Reaktion mit dem Material der Oberfläche 29a, z.B. Ru, eine chemische Verbindung bildet, die sich nicht bzw. nur äußerst schwer von der Oberfläche 29a entfernen lässt, was die Lebensdauer des optischen Elements 24 reduziert.
Die Überwachung der Zusammensetzung des Restgases 30 bzw. generell die Kenntnis der Zusammensetzung des Restgases 30, insbesondere der Anteil von kritischen Kontaminanten (z.B. S1H4), ist somit von entscheidender Bedeutung für den Betrieb der EUV-Lithographieanlage 1. Zur Charakterisierung der Zusammensetzung des Restgases 30, insbesondere der darin enthaltenen ionischen oder radikalen Plasma-Spezies, bzw. der kritischen Kontaminanten wird ein Restgasanalysator 40 verwendet, der nachfolgend anhand von Fig. 2a, b näher beschrieben wird.
Der Restgasanalysator 40 weist ein Einlasssystem 41 mit einem eintrittsseitigen Ende 41a auf, das eine Öffnung zum Einlass des in der Vakuum-Kammer 27 enthaltenen Restgases 30 aufweist. Um die Zusammensetzung des Restgases 30 am Ort des reflektierenden optischen Elements 24, insbesondere an der Oberfläche 29a, möglichst genau zu charakterisieren, ist das eintrittsseitige Ende 41a bzw. die Eintrittsöffnung in einem Abstand A von weniger als 5 cm, insbesondere von weniger als 3 cm von der Oberfläche 29a entfernt angeordnet, wie dies in Fig. 1 schematisch dargestellt ist.
Der Restgasanalysator 40 weist einen Massen-Analysator 43 auf, der einen Detektor 44 zur Detektion von ionisierten Bestandteilen 30a des Restgases umfasst. Der Restgasanalysator 40 weist auch eine lonentransfereinrichtung 42 zum Transferieren der ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30 zu dem Massen-Analysator 43 auf. Die Ionisierung von Bestandteilen des Restgases 30 kann bereits in der Vakuum-Umgebung 27a der Vakuum-Kammer 27 der EUV- Lithographieanlage 1 durch die Wirkung der EUV-Strahlung 4, 5 erfolgen. Zur Ionisierung von neutralen Bestandteilen 30b des Restgases 30 weist der Restgasanalysator 40 eine lonisierungseinrichtung 46 auf, die bei dem in Fig.
2a gezeigten Beispiel am eintrittsseitigen Ende 41a des Einlasssystems 41 angeordnet ist. Die lonisierungseinrichtung 46 ist idealerweise transparent für die bereits in der Vakuum-Umgebung 27a gebildeten ionischen Bestandteile 30a des Restgases 30, d.h. diese hat keinen Einfluss auf die bereits ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die lonisierungseinrichtung 46 eine lonenoptik zum Transfer der in der Vakuum- Umgebung 27a gebildeten ionischen Bestandteile 30a des Restgases 30 aufweist.
Zum Einlass der ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30 in den Restgasanalysator 40 weist das Einlasssystem 41 die lonentransfereinrichtung 42 auf, die ein Vakuumrohr sowie eine in dem Vakuumrohr angeordnete lonen- Optik bzw. mehrere in dem Vakuumrohr hintereinander angeordnete (kaskadierte) lonen-Optiken umfasst. Mit Hilfe des Einlasssystems 41, welches die lonentransfereinrichtung 42 aufweist, kann eine kontinuierliche Zuführung von ionisierten Bestandteilen 30a des Restgases 30 in den Restgasanalysator 40 erfolgen, das Einlasssystem 41 kann aber ggf. auch zur gepulsten Zuführung der ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30 in den Restgasanalysator 40 dienen und zu diesem Zweck eines oder mehrere steuerbare Ventile aufweisen. Das Einlasssystem 41 , welches die lonentransfereinrichtung 42 umhaust, genauer gesagt das Vakuumrohr, kann eine vergleichsweise große Länge von z.B. mehr als 30 cm aufweisen.
Die Konzentration bzw. der Partialdruck von z.B. Silan und von anderen Bestandteilen des Restgases 30 ist in der Regel deutlich geringer als der des molekularen Wasserstoffs (ca. 10-2 mbar) und kann beispielsweise in der Größenordnung von ca. 10-14 mbar liegen. Um trotz dieses großen Dynamikbereichs auch kleinste Mengen von ionisierten Bestandteilen 30a des Restgases 30 nachzuweisen zu können, kann die lonentransfereinrichtung 42 als Filtereinrichtung betrieben werden und weist zu diesem Zweck eine lonenfiltereinrichtung 45 auf, die als Quadrupol ausgebildet ist. Für die Filterung wird die lonenfiltereinrichtung 45 in Form des Quadrupols im RF-only- Betriebsmodus betrieben, bei dem nur eine Wechselspannung aber keine Gleichspannung angelegt wird, durch zusätzliches Anlegen einerweiteren RF Frequenz, die resonant einzelne m/z-Bereiche oder einen einzigen m/z-Wert filtert, erweitert. Die lonentfiltereinrichtung in Form des RF-only-Quadrupols 45 wird dazu genutzt, um gezielt einzelne ionisierte Bestandteilte 30a des Restgases 30 zu filtern, so dass diese nicht in den Massen-Analysator 43 eintreten. Der oder die gefilterte(n) ionisierte(n) Bestandteile 30a können genau ein Masse-zu- Ladungs-Verhältnis aufweisen. Die lonenfiltereinrichtung 45 dient in diesem Fall als Kerbfilter, d.h. als besonders schmalbandiger Typ von Bandsperrfilter, der nur einen schmalen Masse-zu-Ladungs-Bereich filtert, der einem einzelnen zu filternden ionisierten Bestandteil 3a des Restgases 30 entspricht, z.B. molekularem Wasserstoff H2 oder molekularem Stickstoff N2. Für die Filterung eines bestimmten ionisierten Bestandteils 3a des Restgases 30 kann das an den RF-only-Quadrupol 45 angelegte Wechselfeld geeignet gewählt bzw. eingestellt werden, wie dies beispielsweise in der eingangs zitierten US 5,672,870 beschrieben ist. Durch die geeignete Einstellung bzw. Veränderung des Wechselfeldes kann festgelegt werden, welcher ionische Bestandteil 30a des Restgases 30 von der lonentransfereinrichtung 42 gefiltert wird.
Die lonentransfereinrichtung 42, welche die lonenfilereinrichtung 45 mit der Filterfunktion eines Kerbfilters erfüllt, kann auch auf andere Weise ausgebildet sein, beispielsweise als RF-ony-Flexapol, als RF-only-Oktopol, etc. Wesentlich ist, dass die lonentransfereinrichtung 42 es ermöglicht, ionisierte Bestandteile 30a des Restgases 30 zu filtern, die einen hohen Partialdruck aufweisen, beispielsweise ionisierten Wasserstoff FT, ... , um auf diese Weise die Konzentration der verbleibenden, nicht gefilterten ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30 mit höherer Genauigkeit bestimmen zu können.
Bei den in Fig. 2a, b gezeigten Beispielen ist der Massen-Analysator 43 als Time-of-Flight(TOF)-Analysator ausgebildet. Ein TOF-Analysator 43 hat den Vorteil einer hohen Kompaktheit bzw. einer geringen Baugröße und einer Massenauflösung bis zu m/Am > 8000 bei kleinen Messzeiten. Der TOF- Analysator 43 dient zur Flugzeitmessung der ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30, die über eine lonen-Zuführungseinrichtung 50 des Massen- Analysators 43, die an einem austrittsseitigen Ende 41b des Einlassystems 41 angeordnet ist, einem Dektektor 44 zugeführt und von diesem detektiert werden. Die Flugzeit der ionisierten Bestandteile 30a hängt von deren Masse- zu-Ladungs-Verhältnis ab, was eine massenspektrometrische Analyse der ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30 ermöglicht. Die lonen- Zuführungseinrichtung 50 des Massen-Analysators 43 in Form des TOF- Analysators ist im gezeigten Beispiel als Quadrupol ausgebildet. Die lonen- Zuführungseinrichtung 50 in Form des Quadrupols kann ggf. als zusätzliche lonenfiltereinrichtung betrieben werden, wenn diese im RF-only-Betriebsmodus betrieben wird (s.o.).
Der Detektor 44 ist bei den in Fig. 2a, b gezeigten Beispielen in Form von kaskadierten Mikrokanalplatten ausgebildet. Der Detektor 44 kann aber auch auf andere Weise ausgebildet sein, z.B. als Sekundärelektronenvervielfacher.
In letzterem Fall kann der Detektor 44 eine separate Konversions-Dynode aufweisen, was vor allem bei Verwendung eines
Sekundärelektronenvervielfachers in Form einer kontinuierlichen Dynode von Vorteil sein kann.
Die in Fig. 2a, b dargestellte Elektronen-Ionisierungseinrichtung 46 weist zur Ionisierung des Restgases 30 eine Elektronenquelle auf, die ein Filament (Glühdraht) aufweist, um durch den glühelektrischen Effekt einen Elektronenstrahl zu erzeugen, der auf die zu ionisierenden Bestandteile des Restgases 30 trifft und dieses ionisiert. Die Elektronen-Ionisierungseinrichtung 46 weist eine optimierte Quellengeometrie auf, die es ermöglicht, einen großen Druck in dem Behälter der Elektronen-Ionisierungseinrichtung 46 zu erzeugen, in dem die Ionisierung erfolgt. Zur Erhöhung der Lebendsauer hat es sich als günstig erwiesen, wenn der oder die Filamente, die zur Erzeugung des Elektronenstrahls dienen, außerhalb des Quellvolumens angeordnet sind, da diese dort besser gepumpt werden können. Der in Fig. 2b gezeigte Restgasanalysator 40 unterscheidet sich von dem in Fig. 2a gezeigten Restgasanalysator 40 dadurch, dass lonisierungseinrichtung 46 in Form einer Elektronen-Ionisierungseinrichtung 46 nicht am eintrittsseitigen Ende 41a des Einlasssystems 41 angeordnet ist, sondern am austrittsseitigen Ende 41b des Einlasssystems 41 vor der lonen-Transfereinrichtung 50 des Massen-Analysators 43. Dennoch weist auch der in Fig. 2b gezeigte Restgasanalysator 40 ein Einlasssystem 41 mit einer lonentransfereinrichtung 42 auf. Über die lonentransfereinrichtung 42 können die von der EUV-Strahlung 4, 5 ionisierten Bestandteile 30a des Restgases 30 dem Restgasanalysator 40 bzw. der Elektronen-Ionisierungseinrichtung 46 zugeführt werden. Über das Einlasssystem 41 gelangen auch neutrale Bestandteile 30b des Restgases zu der Elektronen-Ionisierungseinrichtung 46 und können von dieser ionisiert werden.
Bei dem in Fig. 2b gezeigten Beispiel weist der Restgasanalysator 40 eine zusätzliche (optionale) lonisierungseinrichtung 47 auf, die am eintrittsseitigen Ende 41a des Einlasssystems 41 angeordnet ist. Die zusätzliche lonisierungseinrichtung 47 ist als Flochfrequenz-Plasma-Ionisierungseinrichtung ausgebildet und dient der Erzeugung von ionisierten Bestandteilen 30a des Restgases 30 durch die Erzeugung eines Plasmas. Die Verwendung von unterschiedlichen lonisierungseinrichtungen 46, 47 kann vorteilhaft sein, um unterschiedliche Bestandteile des Restgases 30 zu ionisieren: Die Plasma- lonisierungseinrichtung 47 ermöglicht typischerweise eine „sanfte“ Ionisierung, bei der nur eine geringe Gefahr der Fragmentierung der zu ionisierenden Bestandteile des Restgases 30 besteht. Die Plasma-Ionisierungseinrichtung 47 kann insbesondere dazu dienen, um aus den Gasbestandteilen des Restgases 30 Wasserstoff enthaltende Ionen zu erzeugen, beispielsweise FT, H3+, IS FT, etc.
Es versteht sich, dass - anders als in Fig. 2b dargestellt - der Restgasanalysator 40 nur eine einzige Plasma-Ionisierungseinrichtung 47 aufweisen kann, die am eintrittsseitigen Ende 41a des Einlasssystems 41 oder am austrittsseitigen Ende 41b des Einlasssystems 41 angeordnet sein kann.
Bei den in Fig. 2a, b gezeigten Beispielen sind zwischen dem Einlasssystem 41 und der lonen-Zuführungseinrichtung 50 bzw. der Elektronen- lonisierungseinrichtung 46 sowie zwischen der lonen-Zuführungseinrichtung 50 und dem Detektor 44 jeweils nicht bildlich dargestellte lonen-Optiken angeordnet. Die Elektronen-Ionisierungseinrichtung 46, die lonen- Zuführungseinrichtung 50 und der Detektor 44 sind in separaten Gehäuseteilen 49a-c des Restgasanalysators 40 untergebracht und werden mit Hilfe einer Vakuum-Pumpeinrichtung 48 differentiell gepumpt. Im gezeigten Beispiel wird als Vakuum-Pumpeinrichtung 48 eine Turbo-Molekularpumpe verwendet, die als so genannte Split-Flow-Pumpe ausgebildet ist und die zur Erzeugung von drei unterschiedlichen Drücken in den drei Gehäuseteilen 49a-c ausgebildet.
Mit Hilfe des weiter oben beschriebenen Restgasanalysators 40 können die Anforderungen an die Analyse bzw. die Überwachung eines Restgases 30 in der EUV-Lithographieanlage 1 hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums, der zur Verfügung stehenden Messzeit und insbesondere hinsichtlich des großen Dynamikbereichs erfüllt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Restgasanalysator (40) zur Analyse eines Restgases (30), insbesondere eines Restgases (30) in einem EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: ein Einlasssystem (41) zum Einlass des Restgases (30) aus einer Vakuum- Umgebung (27a) in den Restgasanalysator (40), sowie einen Massen-Analysator (43), der einen Detektor (44) zur Detektion von ionisierten Bestandteilen (30a) des Restgases (30) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlasssystem (41) eine lonentransfereinrichtung (42) zum Transferieren der ionisierten Bestandteile (30a) des Restgases (30) zu dem Massen-Analysator (43) umfasst, wobei die lonentransfereinrichtung (42) eine lonenfiltereinrichtung (45) aufweist, die zur Filterung mindestens eines ionischen Bestandteils (30a) des Restgases (30) ausgebildet ist.
2. Restgasanalysator nach Anspruch 1 , bei welcher die lonenfiltereinrichtung (45) als Kerbfilter ausgebildet ist.
3. Restgasanalysator nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die lonenfiltereinrichtung als RF-only-Quadrupol (45), als RF-only-Flexapol oder als RF-only-Oktopol ausgebildet ist.
4. Restgasanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Massen-Analysator als Time-of-Flight-Analysator (43) ausgebildet ist.
5. Restgasanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Detektor (44) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Sekundärelektronenvervielfacher und Mikrokanalplatten.
6. Restgasanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Massen-Analysator (43) an einem austrittsseitigen Ende (41b) des Einlasssystems (41) eine lonen-Zuführungseinrichtung (50) zur Zuführung von durch die lonenfiltereinrichtung (45) nicht gefilterten ionisierten Bestandteilen (30a) des Restgases (30) zu dem Detektor (44) aufweist.
7. Restgasanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: mindestens eine lonisierungseinrichtung (46, 47) zur Ionisierung von neutralen Bestandteilen (30b) des Restgases (30), wobei die lonisierungseinrichtung (46, 47) bevorzugt an einem eintrittsseitigen Ende (41a) des Einlasssystems (41) angeordnet ist.
8. Restgasanalysator nach Anspruch 7, bei dem die lonisierungseinrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Elektronen- lonisierungseinrichtung (46) und Hochfrequenz-Plasma- lonisierungseinrichtung (47).
9. EUV-Lithographiesystem, insbesondere EUV-Lithographieanlage (1), umfassend: mindestens einen Restgasanalysator (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Analyse eines Restgases (30) in einer Vakuum-Umgebung (27a) des EUV-Lithographiesystems (1).
10. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 9, weiter umfassend: mindestens ein optisches Element (24) zur Reflexion von EUV-Strahlung (4, 5), wobei ein eintrittsseitiges Ende (41a) des Einlasssystems (41) des Restgasanalysators (40) in einem Abstand (A) von weniger als 5 cm von einer reflektierenden Oberfläche (29a) des optischen Elements (24) angeordnet ist.
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