本发明专利技术涉及一种半导体光刻的投射曝光设备(1)，包括用于确定光学元件(25、25.1)的区域中等离子体(29)中原子氢浓度的装置，其中该装置包括传感器(32、32.1、32.2、32.3、32.4)。在这种情况下，该装置包括布置在等离子体(29)的区域与传感器(32、32.1、32.2、32.3、32.4)之间的过滤器元件(31、31.1、31.2、31.3、31.4)，其中过滤器元件(31、31.1、31.2、31.3、31.4)被配置为主要允许原子氢从等离子体(29)通行到传感器(32、32.1、32.2、32.3、32.4)。32.4)。32.4)。
【技术实现步骤摘要】
具有用于确定原子氢浓度的装置的投射曝光设备
[0001]交叉引用
[0002]本专利申请要求德国专利申请DE 10 2021 202 802.0的优先权，其内容通过引用全部并入本文。
[0003]本专利技术涉及半导体光刻的投射曝光设备，其具有用于确定等离子体中原子氢的浓度的装置。
技术介绍
[0004]投射曝光设备，特别是半导体光刻的投射曝光设备，用于制造极其精细的结构，特别是在半导体部件或其他微结构部件上。通过总体上通过光学元件将掩模(使用被称为掩模母版)上的结构缩小成像在配备有感光材料的要结构化的元件上，所述的设备的操作原理是基于制造高达纳米范围的非常精细结构。制造的结构的最小尺寸直接取决于所使用的光的波长。
[0005]最近，已经越来越多地使用具有发射波长在若干纳米(例如在1nm和120nm之间的范围中，特别是在13.5nm的区域)的光源。因为EUV投射曝光设备使用的短波辐射会被若干毫米或若干厘米内的任何物质——包括气体——吸收，所以EUV投射曝光设备中必须是真空。
[0006]然而，出于技术过程相关的原因，通常将气体引入真空中，例如分压为1至1000Pa的氢气。这种氢气用于清洁和保护光学表面免受特别是氧化物的污染物，并且主要是分子形式(H2)。然而，由于使用的光源发射的辐射，等离子体与分子氢H2结合产生在与光学元件的光学有效表面相邻的空间区域中，所述等离子体除了分子氢H2以外还包括原子氢H、电子e
‑
和离子，例如H
3+
。光学有效表面在此旨在被理解为表示在设备的操作期间被使用的辐射照射的光学元件的区域。除了清洁效果以外，原子氢H还具有与过程残余物(例如锌或铅)接合的趋势。这种所谓的氢诱导的污染继而可能引起光学元件上的透射损失。
[0007]此外，原子氢还具有蚀刻作用，因此它例如会攻击光学元件的主要材料，这些光学元件通常设计成反射镜的形式。一方面为了设定清洁的比例并且另一方面为了设定氢诱导的污染和蚀刻效果，因此必须知道等离子体中原子氢的浓度。原则上，这可以通过各种测量方法来确定，诸如热通量测量或蚀刻速率，或者通过光谱术来确定。所有测量类型的共同点是测量误差是由除了原子氢H以外的额外存在于等离子体中的离子H
3+
和电子e
‑
引起，而且由具有过多能量的原子氢H引起。作为示例，只有当没有电子或离子入射到对应的热通量传感器上时，热通量测量才是可能的。原则上，这是可能的，因为电子e
‑
和离子H
3+
的寿命与原子氢H相比很短，因此必须关断EUV辐射以进行测量，使得等离子体可以衰变。其缺点在于，在操作期间不可能进行测量并且测量所需的时间无法用于制造结构化元件，这继而对相关联投射曝光设备的制造率具有负面影响。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是提供消除现有技术的上述缺点的装置。
[0009]该目的是通过具有独立权利要求的特征的装置和方法来实现。从属权利要求涉及本专利技术的有利发展例和变型。
[0010]根据本专利技术的半导体光刻的投射曝光设备具有用于在光学元件的区域中确定等离子体中原子氢浓度的装置，该装置包括传感器以及布置在等离子体区域与传感器之间的过滤器元件，其中过滤器元件被配置为主要允许原子氢从等离子体通行到传感器。
[0011]通过根据本专利技术的过滤器元件实现的是，不必为了测量而停用所使用的光源并且不必为了能够进行测量而等待剩余的等离子体成分的衰变。相反，投射曝光设备的制造操作可以伴随着正在进行的测量。
[0012]原则上，光学元件可以是在投射曝光设备中使用的任何元件，也就是说，还可以是在照明系统或光源中使用的集光器反射镜。
[0013]特别地，过滤器元件可以包括用于原子氢通过的通道形区域。在这种情况下，在等离子体区域与传感器之间创建通道形区域是有利的，因为在通道内侧可提供附加表面，等离子体的带电成分可以在这些附加表面上重新组合。由于带电成分的复合率典型地高于原子氢的复合率，因此在通向传感器的路径上实现等离子体的过滤，结果是优选地原子氢而非等离子的其他成分到达传感器。
[0014]在本专利技术的有利变型中，通道形区域的内侧至少部分地形成为使得当原子氢入射在其上时存在低复合概率。对于金属的、氧化的和优选陶瓷表面特别是如此，例如具有铝氧化物。可以实现特别有效的过滤，这借助于通道形区域的长度与最小直径之比在20:1与4:1之间的范围内，优选地在8:1与4:1之间的范围内，特别优选地为至少在区段中为6:1的量级。还可以想到其中通道形区域具有彼此成角度的区段的变型，每个区段具有不同的长度与直径之比。
[0015]在本专利技术的有利实施例中，通道形区域相对于入射在光学元件上的所用辐射的偏振方向以大于30
°
的角度对准。这实现的是，典型地在EUV辐射的偏振方向上移动的等离子体电子无法在直接路径上(也就是说，在不接触过滤器元件的内表面中的一个的情况下)到达传感器。
[0016]特别地，通道形区域可以具有成角度的实施例。成角度的实施例实现的是在等离子体与传感器之间没有视线，从而防止了等离子体中存在的元素(H、H2、H
3+
、e
‑
)中的一个的直接入射在传感器上。
[0017]特别地，通道形区域可以通过光学元件的主体与壳体的相互作用来形成。这样，已经存在的几何结构可以有利地用作过滤器元件。
[0018]当光学元件是投射曝光设备的非致动反射镜时，可以以特别简单的方式形成所描述的通道形区域。
[0019]由于在等离子体区域与传感器之间布置用于产生电场或磁场的装置，可以通过静电或洛伦兹力的效果——与通道形区域相结合或在没有通道形区域的情况下——获得过滤效果或过滤效果的改进。
[0020]在本专利技术的有利变型中，传感器可以设计为热通量传感器；它还可以包括碳样品。
[0021]特别地，传感器可以包括当暴露于H自由基时经历蚀刻移除的牺牲材料。在这种情
况下，牺牲材料可以包括C、Si、Zn、Sn、Pb、In、P或上述元素的混合物；优选地，应使用C或Si。
[0022]在此，可以有利地存在用于确定蚀刻移除的装置。
[0023]作为示例，蚀刻移除可以通过透射测量、椭偏术测量或伴随质量损失的石英微量天平(QMB)的频移测量来确定。
附图说明
[0024]下面参考附图更详细地解释本专利技术的示例性实施例和变型，附图中：
[0025]图1示意性示出了EUV投射光刻的投射曝光设备的子午截面；
[0026]图2示出了本专利技术的第一实施例；
[0027]图3示出了本专利技术的其他实施例；
[0028]图4和4a示出了本专利技术可能实施例的不同变型；以及
[0029]图5示出了光电子相对于电磁辐射传播方向的方向分布。
具体实施方式
[0030]参考图1，微光刻投射曝光设备1的基本部件在下面以示例性方式开始描述。投射曝光设备1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体光刻的投射曝光设备(1)，包括用于确定光学元件(25、25.1)的区域中等离子体(29)中原子氢浓度的装置，其中所述装置包括传感器(32、32.1、32.2、32.3、32.4),其特征在于，所述装置还包括布置在所述等离子体(29)的区域与所述传感器(32、32.1、32.2、32.3、32.4)之间的过滤器元件(31、31.1、31.2、31.3、31.4)，其中所述过滤器元件(31、31.1、31.2、31.3、31.4)被配置为主要允许原子氢从所述等离子体通行到所述传感器(32、32.1、32.2、32.3、32.4)。2.根据权利要求1所述的投射曝光设备(1)，其特征在于，所述过滤器元件(31、31.1、31.2、31.3、31.4)包括用于所述原子氢通过的通道形区域(33、33.1
‑
33.8)。3.根据权利要求2所述的投射曝光设备(1)，其特征在于，所述通道形区域(33、33.1
‑
33.8)的内侧至少部分地形成为使得当原子氢入射在其上时存在低复合概率。4.根据权利要求2或3所述的投射曝光设备(1)，其特征在于，所述通道形区域(33、33.1
‑
33.8)的长度与最小直径之比在20:1与4:1之间的范围内，优选地在8:1与4:1之间的范围内，特别优选地为至少在区段中为6:1的量级。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的投射曝光设备(1)，其特征在于，所述通道形区域(33)相对于入射在所述光学元件(25、25.1)上的使用的辐射(16)的偏振方向以>30
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D埃姆，M贝克，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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