Verfahren zur Kalibration, Vorrichtung zur Zuführung eines Kalibrierqases zu einem Vakuum. Kalibriersubstanz. System zur Ausbildung einer Vakuumumqebunq und Proiektionsbelichtunqsanlaqe

Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2020 209 482.9 in Anspruch, deren Inhalt durch Verweis hierin vollständig mit aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibration eines Restgasanalyseverfahrens für ein Vakuum in einer Arbeitskammer, wonach eine Zusammensetzung eines Restgases mittels des Restgasanalyseverfahrens durch ein Restgasspektrum charakterisiert wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Zuführung eines Kalibriergases nach dem Oberbegriff von Anspruch 21 .

Die Erfindung betrifft auch eine Kalibriersubstanz gemäß Anspruch 36.

Die Erfindung betrifft außerdem ein System zur Ausbildung einer Vakuumumgebung nach dem Oberbegriff von Anspruch 36.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Projektionsbelichtungsanlage gemäß Anspruch 39.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, dass ein Betrieb verschiedenartiger Anlagen und eine Durchführung verschiedenartiger Verfahren in einem Vakuum von Vorteil sein kann. Bei einer Ausbildung des Vakuums in einer Arbeitskammer wird mittels Vakuumeinrichtungen Gas, beispielsweise atmosphärische Luft, aus der Arbeitskammer entfernt, wodurch ein Vakuum gebildet wird. Die Abwesenheit gasförmiger Stoffe in der Arbeitskammer verhindert beispielsweise eine Reaktion der gasförmigen Stoffe mit den in der Arbeitskammer im Rahmen des Verfahrens bearbeiteten Materialien.

Optische Einrichtungen sind dergestalt ausgebildet, dass sie mittels optischer Elemente Licht beispielsweise formen und leiten. Dient das Licht zur Ausbildung einer optischen Abbildung, so kann eine Qualität der optischen Abbildung dadurch verbessert werden, dass sich die optische Einrichtung in einem Vakuum befindet. Dies ist dadurch bedingt, dass das Vorhandensein von Gasen in einem Bereich der optischen Einrichtung eine Qualität der optischen Abbildung dadurch verschlechtert, dass die Gase zu Dichtefluktuationen neigen, welche ihrerseits wiederum zu Fluktuationen eines lokalen Brechungsindexes führen. Fluktuationen eines Brechungsindexes ihrerseits führen zu einer lokal unterschiedlichen Brechung des in der optischen Einrichtung geführten und geformten Lichts. Hierdurch kann die Treue der Abbildung verschlechtert werden. Ferner kann an Gasen Licht, insbesondere EUV (Extrem-Ultra- Violet) -Licht, absorbiert werden. Auch hierdurch kann die Treue der Abbildung verschlechtert werden.

Aus dem Stand der Technik bekannte Projektionsbelichtungsanlagen stellen optische Einrichtungen im Sinne der Erfindung dar. Projektionsbelichtungsanlagen bilden eine optische Abbildung eines Retikelobjekts in einer Abbildungsebene mittels Licht, insbesondere DUV (Deep-Ultra-Violet)-Licht, ganz besonders EUV (Extreme-Ultra-Violet)-Licht, ab. Intensitätsunterschiede in der Abbildungsebene bewirken eine lokale Veränderung eines in der Abbildungsebene befindlichen Materials. Insbesondere kann durch eine Lichtintensität in der Abbildungsebene eine Aushärtung eines Lacks bewirkt werden.

Das Vorhandensein eines Vakuums in einem Bereich der optischen Einrichtung führt dazu, dass durch Auftrieb in einem Gas schwebende Staubpartikel bzw. Schmutzpartikel durch eine Pumpeinrichtung zuverlässig aus der Arbeitskammer entfernt werden können. Ferner verbleiben die Staub- bzw. Schmutzpartikel aufgrund der Entfernung des in der Arbeitskammer vorhandenen Gases und dem daraus resultierenden Wegfall der Auftriebskraft am Boden und werden dadurch daran gehindert, sich auf optischen Elementen abzusetzen. Dies ist insbesondere von Vorteil, weil Schmutz- und/oder Staubpartikel, welche sich auf einem optischen Element befinden, zu einer Verschlechterung der Qualität der optischen Abbildung führen. Bei der Verwendung von hochenergetischem DUV-Licht und/oder hochenergetischem EUV-Licht kann ein Vorhandensein eines absorbierenden Schmutzpartikels auf einem optischen Element auch zu einer starken lokalen Temperaturerhöhung führen, welche bis zu einer Beschädigung des optischen Elements reichen kann.

Ein Vakuum verhindert außerdem das Vorhandensein von Luft, an welcher insbesondere EUV-Licht absorbiert werden kann. Eine Absorption des EUV-Lichts an der Luft kann beispielsweise zu einer Verschlechterung der Qualität der optischen Abbildung durch das optische System führen.

Demnach profitiert eine Projektionsbelichtungsanlage besonders von einem Betrieb in einem Vakuum, da sowohl eine erhöhte Abbildungsqualität als auch eine geringere Neigung zu einer Reaktion mit gasförmigen Stoffen sowie eine geringere Wahrscheinlichkeit für Verschmutzungen erzielt werden kann. Projektionsbelichtungsanlagen in einem Vakuum zu betreiben, ist aus dem Stand der Technik bekannt.

Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere optische Elemente und/oder Spiegel, insbesondere Objektive, weisen zumindest teilweise Stoffe, beispielsweise Klebestoffe und/oder Prozesshilfsstoffe einer vorhergegangenen Bearbeitung, auf, welche in einem Vakuum dazu neigen können, auszugasen. Eine Ausgasung umfasst hierbei eine Desorption von Molekülen aus einem ausgasungsfähigen Stoff in eine Gasphase. Diese Moleküle bilden zusammen mit Molekülen der atmosphärischen Luft, welche von den Pumpeinrichtungen noch nicht aus der Arbeitskammer entfernt wurden, ein sogenanntes Restgas aus.

Ein Ausgasen der ausgasungsfähigen Stoffe führt weiterhin zum Vorhandensein von molekularen Spezies, welche ihrerseits zu einer Verschmutzung und/oder einer Beeinträchtigung des Vakuums und damit der optischen Abbildungsqualität führen können.

Eine Analyse des Restgases bzw. eine Restgasanalyse kann hierbei Informationen über die Zusammensetzung des Restgases und insbesondere Aufschluss über das Ausgasungsverhalten der ausgasungsfähigen Stoffe der Projektionsbelichtungsanlage geben. Hierdurch kann beispielsweise ein Alterungsverhalten und/oder ein Produktionsfehler und/oder ein Verschmutzungsgrad der Projektionsbelichtungsanlage festgestellt werden. Insbesondere EUV- Projektionsbelichtungsanlagen sollten in einer Aufbauphase sowie nach einer vollständig erfolgten Montage hinsichtlich einer molekularen Sauberkeit regelmäßig charakterisiert werden.

Aus der DE 10 2019 203 412 A1 ist ein Verfahren zur automatisierten Prozessführung bei Bearbeitungsprozessen bekannt. Hierbei werden für eine Vielzahl von Bearbeitungsprozessen jeweils für einen Bearbeitungsprozess mehrere Prozessdaten und mindestens ein Charakterisierungsparameter des Bearbeitungsergebnisses erfasst. Die Daten werden hierbei zum Trainieren eines Algorithmus für maschinelles Lernen verwendet.

Zur Reinigung der Arbeitskammer und/oder der Projektionsbelichtungsanlage ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen Thermodesorptionsprozess durchzuführen. Eine Restgasanalyse dient in diesem Fall zur Überprüfung der Qualität der Reinigung.

Als Verfahren zur Analyse des Restgases bzw. als Restgasanalyseverfahren ist aus dem Stand der Technik die Massenspektrometrie bekannt, um nach einer definierten Zeit die massenaufgelöste Rest-Ausga- sung zu bestimmen. Hierbei werden die molekularen Bestandteile des Restgases entsprechend ihrer molekularen Massen und der Häufigkeit ihres Auftretens in dem Restgas in einem Massenspektrum aufgetragen. Eine Intensität eines spektralen Werts gibt hierbei das relative Vorkommen einer molekularen Spezies einer bestimmten Masse in einem Gesamtensemble des Restgases an.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Massenbestimmung, wie beispielsweise eine Quadrupol- Restgasanalyse bekannt, bei welchen im Wesentlichen ein Verhältnis zwischen der molekularen Masse eines Moleküls und dessen Ladung nach einer Ionisierung bestimmt wird. In seltenen Fällen kann es hierbei zu sogenannten Doppelionisierungen kommen, wodurch das Verhältnis zwischen der molekularen Masse eines Moleküls und dessen Ladung im Vergleich zu einer Einfachionisierung verändert ist. Wird zur Bestimmung der molekularen Masse aus dem Verhältnis zwischen der molekularen Masse eines Moleküls und dessen Ladung für den Regelfall von einer Einfachionisierung ausgegangen, so ergibt sich im Falle einer Doppelionisierung eine inkorrekt bestimmte Masse.

Da derartig inkorrekt bestimmte Massen eine Ausnahme darstellen, wird im Weiteren von dem Regelfall einer Einfachionisierung und damit von einer korrekten Massenbestimmung ausgegangen. Zum einfacheren Verständnis ist daher im Weiteren von der molekularen Masse eines Moleküls und nicht von dem Verhältnis zwischen der molekularen Masse eines Moleküls und dessen Ladung die Rede. Im Rahmen der Erfindung sollen Doppelionisierungen bzw. Mehrfachionisierungen als Einzelionisierungen behandelt werden, insbesondere insofern ein Großteil von untersuchten Molekülen denselben Grad an Ionisierung aufweist. Die Offenbarung der Erfindung soll jedoch auch als auf eine Bestimmung eines Verhältnisses zwischen der molekularen Masse eines Moleküls und dessen Ladung zu verstehen sein.

Durch Vergleich der relativen Intensitäten der einzelnen Bestandteile des Restgases kann demnach eine Art Fußabdruck des Restgases erstellt und charakterisiert werden. So kann eine Veränderung des Massenspektrums auf eine Veränderung des Ausgasungsverhaltens der ausgasungsfähigen Stoffe der Projektionsbelichtungsanlage und damit beispielsweise auf ein Ausfallen eines einzelnen Bauteils hindeuten. Somit ist eine Vergleichbarkeit der Ausgasratenbestimmung durch unterschiedliche Restgasanalysesysteme entscheidend für die Sicherstellung der Sauberkeit von EUV-Bauteilen und somit der Lebensdauer der gesamten EUV-Optiken.

Allerdings sind verschiedene massenspektrometrische Analyseverfahren unterschiedlich sensitiv gegenüber Molekülen verschiedener Massen. Dies ist nachteilig, wenn beispielsweise ein Fußabdruck eines Restgases mit einem Fußabdruck eines Restgases, welcher mit einem anderen Analyseverfahren charakterisiert wurde, verglichen werden soll.

Um einen Vergleich zu ermöglichen, muss eine Kalibration der jeweiligen Restgasanalyseverfahren durchgeführt werden.

Hierbei ist die Vergleichbarkeit zwischen Anlagen unterschiedlicher Größe, Geometrie, Eigenausgasung und/oder Saugleistung eine große Herausforderung.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass ein Restgasanalyseverfahren dadurch kalibriert werden kann, dass der Arbeitskammer durch eine Membran oder Kapillare Gase zugeführt werden, welche eine definierte Zusammensetzung aus verschiedenartigen Molekülen verschiedenartiger molekularer Massen aufweisen. Die relativen Intensitäten, welche das Restgasanalyseverfahren für das Restgas ergibt, können dann mit den tatsächlichen relativen Anteilen der jeweiligen Spezies der jeweiligen molekularen Masse abgeglichen werden. Anschließend können Korrekturfaktoren für die jeweiligen molekularen Massen eingeführt werden, um die von dem Analyseverfahren bestimmten Intensitäten mit den tatsächlichen relativen Vorkommen der einzelnen Spezies in Übereinstimmung zu bringen. Hierbei ist ein reproduzierbares Verhältnis der Ausgasung dezidierter Massenbereiche in dem Massenspektrum von besonderer Wichtigkeit.

Es ist ferner bekannt, dass anstatt eines Gases auch feste Stoffe in das Vakuum eingebracht werden können, welche ein definiertes Desorptionsverhalten von Molekülen in die Gasphase aufweisen. Allerdings unterliegt das Desorptionsverhalten der aus der Praxis bekannten in das Vakuum eingebrachten Stoffe einer zeitlich dynamischen Veränderung, weshalb das Ergebnis einer Kalibration abhängig von der Verweildauer des festen Stoffes in der Arbeitskammer ist. Nachteilig am Stand der Technik ist es, dass die bekannten Verfahren zu Kalibration der Restgasanalyseverfahren keinen gesamten relevanten Bereich von Molekülmassen abdecken und/oder keine reproduzierbare Kalibration ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kalibration eines Restgasanalyseverfahrens zu schaffen, welches den Nachteil des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine reproduzierbare Kalibration ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zuführung eines Kalibriergases zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine reproduzierbare Zuführung eines Kalibriergases von definierter Zusammensetzung zu einem Vakuum ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 21 genannten Merkmalen gelöst.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes Kalibriergas für eine Vorrichtung zur Zuführung eines Kalibriergases zu einem Vakuum zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kalibriersubstanz nach Anspruch 36 gelöst.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein System zur Ausbildung einer Vakuumumgebung zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zuverlässige und vergleichbare Analyse eines Restgases in der Arbeitskammer ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein System mit den in Anspruch 37 genannten Merkmalen gelöst.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsbelichtungsanlage zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit den in Anspruch 39 genannten Merkmalen gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft eine Kalibration eines Restgasanalyseverfahrens zur Bestimmung eines Restgases in einem Vakuum in einer Arbeitskammer, durch welche eine Zusammensetzung eines Restgases mittels des Restgasanalyseverfahrens durch ein Restgasspektrum charakterisiert wird. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass dem Vakuum in der Arbeitskammer ein Kalibriergas zugeführt wird, welches ein molekulares Massenvorkommen aufweist, das zumindest ein zu erwartendes molekulares Massenvorkommen des Restgases wenigstens näherungsweise umfasst. Ferner wird aus dem der Arbeitskammer zugeführten Kalibriergas ein Kalibrierrestgasspektrum bestimmt, wobei zur Kalibration des Restgasanalyseverfahrens das Kalibrierrestgasspektrum berücksichtigt wird.

Für das Restgas ist ein bestimmtes molekulares Massenvorkommen des Restgases zu erwarten. Welches Massenvorkommen des Restgases zu erwarten ist, kann beispielsweise aus Erfahrungswerten bekannt sein oder sich aus den verwendeten Materialien ableiten lassen.

Die in dem Kalibriergas, welches dem Vakuum zugeführt wird, vorkommenden verschiedenen molekularen Massen, das heißt das molekulare Massenvorkommen des Kalibiergases, und vorzugsweise auch die in dem Kalibriergas vorkommenden Arten von Molekülen sind hierbei wenigstens teilweise bekannt. Mit welcher relativen Häufigkeit Moleküle einer bestimmten Masse in dem Kalibriergas Vorkommen, und damit die Massenhäufigkeit, muss nicht zwingend bekannt sein. Die Massenhäufigkeit ist aber wenigstens reproduzierbar, vorzugsweise jedoch bekannt. Somit ist die molekulare Zusammensetzung des Kalibriergases aus einzelnen Molekülen wenigstens reproduzierbar, vorzugsweise jedoch bekannt.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Kalibriergas hierfür eine definierte Zusammensetzung von molekularen Spezies aufweist.

In einem Restgasspektrum ist das Massenvorkommen die unabhängige Variable, welche graphisch auf einer Abszissenachse aufgetragen wird, während die Massenhäufigkeit eine abhängige Variable ist, welche auf einer Ordinatenachse aufgetragen wird.

Die Massenhäufigkeit des Kalibriergases kann im Rahmen der Erfindung von einer zu erwartenden und/oder tatsächlichen Massenhäufigkeit des Restgases deutlich abweichen. Es ist ausreichend, wenn eine Massenhäufigkeit des Kalibriergases in dem Bereich des zu erwartenden Massenvorkommens des Restgases ausreichend hoch ist, um das Kalibrierrestgasspektrum mit ausreichender statistischer Sicherheit, vorzugsweise mit weniger als 10 Prozent statistischem Fehler bestimmen zu können.

Vorzugsweise ist das Kalibriergas jedoch auch hinsichtlich der der tatsächlichen Massenhäufigkeit wenigstens näherungsweise an die zu erwartende Massenhäufigkeit des Restgases angepasst.

Selbstverständlich kann das Kalibriergas statt Moleküle auch einzelne Atome aufweisen, wie beispielsweise im Fall von Edelgasen. Die Offenbarung der Erfindung ist entsprechend zu verstehen. Zur besseren Verständlichkeit wurde auf einen wiederholten Verweis auf Atome verzichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibration eines Restgasanalyseverfahrens hat den Vorteil, dass das verwendete Kalibriergas eine Kalibration des Restgasanalyseverfahrens zulässt, welche sich über einen wenigstens annähernd bzw. näherungsweise vollständigen relevanten Bereich von Molekülmassen erstreckt. Relevant ist derjenige Bereich an Molekülmassen, die ein Restgas, welches typischerweise in dem Vakuum der Arbeitskammer auftritt, aufweist. Hierzu können beispielsweise Bestandteile aus Abdichtungsmaterialien der Arbeitskammer und/oder Prozesshilfsstoffe zählen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibration, durch welches insbesondere relevante (Massen-) Spektralbereiche kalibriert werden können, bietet den Vorteil, dass das Vorkommen zur erwartender Restgase besonders gut detektiert werden kann und deren Zusammensetzung besonders zuverlässig bestimmt werden kann. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige Information beispielsweise bezüglich eines Zustandes einer in der Arbeitskammer befindlichen Vorrichtung, insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage und/oder überden Zustand der Arbeitskammer gewonnen werden.

Da insbesondere Moleküle mit großen molekularen Massen in Restgasen zu erwarten sind, ist eine Verwendung eines Kalibriergases, welches hohe Molekularmassen, beispielsweise mehr als 100 atomare Masseneinheiten, umfasst, von besonderem Vorteil.

Das Merkmal, dass das Kalibriergas ein molekulares Massenvorkommen aufweist, das zumindest ein zu erwartendes molekulares Massenvorkommen des Restgases umfasst, ist derart zu verstehen, dass das molekulare Massenvorkommen des Kalibriergases zumindest bzw. wenigstens das zu erwartende molekulare Massenvorkommen des Restgases aufweist bzw. umfasst. Es ist dabei durchaus im Rahmen der Erfindung möglich, dass das Kalibriergas auch noch weitere molekulare Massenvorkommen mit umfasst. Vorzugsweise ist das molekulare Massenvorkommen des Kalibriergases jedoch zumindest im Wesentlichen auf das zu erwartende molekulare Massenvorkommen des Restgases abgestimmt, das heißt, das molekulare Massenvorkommen des Kalibriergases enthält überdas zu erwartende molekulare Massenvorkommen des Restgases hinaus nur noch geringe andere Massenvorkommen. Eine derartige Lösung hat sich als besonders geeignet herausgestellt. Es ist jedoch, wie vorstehend ausgeführt, auch möglich, dass das Kalibriergas auch noch andere Massenvorkommen als die Massenvorkommen des Restgases aufweist, vorzugsweise ist das Massenvorkommen des Kalibriergases jedoch derart gewählt, dass die anderen molekularen Massenvorkommen weniger als 50 % der Gesamtheit des molekularen Massenvorkommens des Kalibriergases ausmacht, vorzugsweise weniger als 30 %, ganz besonders bevorzugt weniger als 10 %.

Das Merkmal, dass das molekulare Massenvorkommen des Kalibriergases zumindest ein zu erwartendes molekulares Massenvorkommen des Restgases wenigstens annähernd näherungsweise umfasst, ist ferner derart zu verstehen, dass zumindest die signifikanten Teile des zu erwartenden molekularen Massenvorkommen des Restgases von dem molekularen Massenvorkommen des Kalibriergases umfasst werden, vorzugsweise umfasst das molekulare Massenvorkommen des Kalibriergases wenigstens 90 % des zu erwartenden molekularen Massenvorkommens des Restgases.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass ein bestimmtes Integral des zu erwartenden Restgasspektrums über dem molekularen Massevorkommen des Kalibriergases wenigstens 99 Prozent des gesamten bestimmten Integrals des zu erwartenden Restgasspektrums über dem molekularen Massevorkommen des zu erwartenden Restgasspektrums beträgt. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Massenhäufigkeit von Molekülen des Restgases, welche mit ihrer molekularen Masse nicht in einen Bereich des molekularen Massevorkommens des Kalibriergases fallen bzw. von diesem abgedeckt werden, höchstens 1 % der Moleküle des Restgases ausmacht.

Das Restgasanalyseverfahren wird hierbei vorteilhafterweise zur Bestimmung des Restgases eingesetzt, nachdem es erfindungsgemäß kalibriert wurde.

Die vorstehende wie auch die nachfolgende Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist derart zu verstehen, dass sich dieses insbesondere für Lithografieverfahren, insbesondere für Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere für DUV- und EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, eignet. Die Erfindung wird daher auch anhand einer Projektionsbelichtungsanlage dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Projektionsbelichtungsanlagen beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich grundsätzlich zur Kalibrierung beliebiger Restgasanalyseverfahren zur Bestimmung eines Restgases in einem Vakuum einer Arbeitskammer und ist nicht auf Projektionsbelichtungsanlagen beschränkt. Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Anlagen und Verfahren bekannt, bei denen es von Vorteil ist, wenn das Restgasanalyseverfahren zur Bestimmung eines Restgases in einem Vakuum mit der erfindungsgemäßen Lösung kalibriert wird. Insbesondere gilt dies für Arbeitskammern, in denen optische Elemente, insbesondere Spiegel angeordnet bzw. aufgenommen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und auch noch die nachfolgend dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße System eignet sich insbesondere für einen Einsatz, bei dem vorgesehen ist, dass in der Arbeitskammer ein sogenanntes Ultrahochvakuum hergestellt ist bzw. Ultrahochvakuumbe- dingungen vorliegen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Leerrestgasspektrum eines Vakuums der Arbeitskammer bestimmt wird.

Das Kalibrierrestgasspektrum setzt sich im Allgemeinen aus einem Beitrag des Kalibriergases und einem unvermeidbaren Beitrag des Vakuums der Arbeitskammer zum Restgas, welcher auch ohne das Vorhandensein eines Kalibriergases auftritt, zusammen.

Das Leerrestgasspektrum kann mittels des Restgasanalyseverfahrens bestimmt werden, wobei der Arbeitskammer kein Kalibriergas zugeführt wird. Durch die Bestimmung des Leerrestgasspektrums wird demnach vorteilhafterweise der Beitrag des Vakuums der Arbeitskammer ohne Anwesenheit des Kalibriergases quantifiziert.

Das Leerrestgasspektrum wird erfindungsgemäß vorzugsweise bestimmt, bevor der Arbeitskammer das Kalibriergas zugeführt wird. Ferner kann ein Leerkammerdruck, welcher vor unmittelbar vor und/oder während und/oder unmittelbar nach der Bestimmung des Leerrestgasspektrums in der Arbeitskammer herrscht, bestimmt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Differenzspektrum zwischen dem Kalibrierrestgasspektrum und dem Leerrestgasspektrum bestimmt wird.

Um den Beitrag des Kalibriergases zu dem Kalibrierrestgasspektrum genauer zu bestimmen, wird das Leerrestgasspektrum von dem Kalibrierrestgasspektrum abgezogen, wodurch das Differenzspektrum bestimmt wird. Das Differenzspektrum hat demnach die vorteilhafte Eigenschaft, dass es um den Beitrag des leeren Vakuums der Arbeitskammer korrigiert wurde. Das Differenzspektrum zeigt hierbei eine vorteilhafte bessere Vergleichbarkeit mit anderen Differenzspektren, da sich Leerrestgasspektren für verschiedene Arbeitskammern und verschiedene Vakua unterscheiden können.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Normspektrum für das Restgasanalyseverfahren bestimmt wird, indem das Differenzspektrum auf einen Basiswert normiert wird.

Um die Vergleichbarkeit von Differenzspektren weiter zu verbessern kann vorgesehen sein, dass das Normspektrum aus dem Differenzspektrum durch eine Normierung des Differenzspektrums auf einen Basiswert hervorgeht. Eine Normierung des Differenzspektrums ist insofern vorteilhaft, dass die absoluten Amplituden der spektralen Beiträge der einzelnen molekularen Spezies des Kalibriergases in dem Differenzspektrum beispielsweise von einem Normdruck und/oder einem tatsächlich gemessenen Kammerdruck und/oder dem Leerkammerdruck abhängig sind. Der Kammerdruck ist derjenige Druck, welcher sich nach der Zuführung des Kalibriergases in das Vakuum der Arbeitskammer beispielsweise aus einer Druckmessung ergibt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Basiswert dadurch berechnet wird, dass ein Leerkammerdruck von einem Kammerdruck abgezogen wird und die sich daraus ergebende Differenz durch einen Normdruck geteilt wird.

Der Basiswert, der zur Normierung herangezogen wird, kann hierbei bevorzugt dadurch berechnet werden, dass der Leerkammerdruck von dem Kammerdruck abgezogen wird und die sich daraus ergebende Differenz beziehungsweise der resultierende Effektivdruck durch den Normdruck, beispielsweise einen eingestellten Zielkammerdruck und/oder einen anderen Druckwert, geteilt wird. Wird der Normdruck in einem Bereich des Kammerdrucks gewählt, so ergeben sich bei geringen Leerkammerdrucken Basiswerte mit einem Wert von annähernd 1 .

Je mehr Kalibriergas der Arbeitskammer zugeführt wird, desto höher ist der Kammerdruck und desto höher sind die absoluten Amplituden des Differenzspektrums. Da die Amplituden des Differenzspektrums eng mit dem Kammerdruck korrelieren, kann eine Vergleichbarkeit der Differenzspektren dadurch erreicht werden, dass die Amplituden des Differenzspektrums durch den Basiswert dividiert werden. Dies ist dadurch bedingt, dass der Basiswert aufgrund der Art seiner Berechnung eng mit dem Kammerdruck korreliert.

Das hierdurch berechnete Normspektrum eignet sich, um mit anderen Normspektren bzw. normierten Referenzspektren, welche sowohl in anderen Arbeitskammern als auch bei anderen Basiswerten - jedoch mit dem gleichen Verfahren wie das Normspektrum - bestimmt wurden, verglichen zu werden.

Es kann ferner vorteilhaft sein, dass ein Normspektrum für das Restgasanalyseverfahren bestimmt wird, indem ein Differenzspektrum zwischen dem Kalibrierrestgasspektrum und dem Leerrestgasspektrum bestimmt wird und das Differenzspektrum auf seine gesamte integrale spektrale Masse, das heißt den Wert des Integrals über das gesamte Massenspektrum, normiert wird. Da die integrale spektrale Masse des Differenzspektrums direkt abhängig von dem Vorkommen des Restgases bzw. des Kalibriergases und der Arbeitskammer ist, kann das Differenzspektrum statt auf den Basiswert auch auf die integrale spektrale Masse des Differenzspektrums normiert werden, um einen Vergleich zwischen Normspektren herzustellen. Insbesondere kann das Differenzspektrum durch die integrale spektrale Masse des Differenzspektrums dividiert werden, um ein Normspektrum zu erhalten. Hierbei ergeben sich die Zahlenwerte der Amplituden des Normspektrums auf diese Weise direkt als relative Anteile der jeweiligen Spezies mit der jeweiligen molekularen Masse an dem gesamten Normspektrum.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Normspektrum und/oder das Differenzspektrum des Restgasanalyseverfahrens mit einem Referenz- Normspektrum und/oder einem Referenz-Differenzspektrum eines Referenz-Restgasanalyseverfahrens, welches mit demselben Kalibriergas erstellt wurde, verglichen, vorzugsweise dividiert, wird.

Um die relative spektrale Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens zu bestimmen, ist es von Vorteil, wenn das Normspektrum des Restgasanalyseverfahrens mit anderen Normspektren verglichen wird. Insbesondere ist ein Vergleich mit einem Referenz-Normspektrum eines Referenz-Restgasanalyseverfahrens von Vorteil. So kann vorgesehen sein, dass ein einzelnes Restgasanalyseverfahren, beispielsweise eine Massenspektrometrie, als Standardverfahren betrachtet wird, mit welchem alle anderen zu bestimmenden Normspektren anderer Restgasanalyseverfahren verglichen werden. Zeigt beispielsweise ein ermitteltes Normspektrum in einem spektralen Bereich von 120 bis 140 atomaren Masseneinheiten höhere Amplituden als das Referenz-Normspektrum, welches mittels des Referenz-Restgasanalyseverfahrens ermittelt wurde, wobei dasselbe Kalibriergas verwendet wurde, so ist davon auszugehen, dass die spektrale Sensitivität des untersuchten Restgasanalyseverfahrens in dem Spektralbereich von 120 bis 140 molekularen Masseneinheiten höher ist als diejenige des Referenz-Restgasanalyseverfahrens.

Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass aus dem Normspektrum und/oder aus Teilen des Normspektrums, beispielsweise in Kennbereichen, ein Strukturfaktor bestimmt wird, welcher die Amplituden des Normspektrums miteinander vergleicht und welcher zum Vergleich von Normspektren untereinander herangezogen werden kann. Werden das Normspektrum und das Referenz-Normspektrum durcheinander dividiert, so ergibt sich ein Schaubild für die spektrale Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens im Vergleich zu dem Referenz-Rest- gasanalyseverfahren, wobei die Zahlenwerte über eins eine höhere spektrale Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens im Vergleich mit dem Referenz-Restgasanalyseverfahren signalisieren und Zahlenwerte kleiner als eins eine geringere relative spektrale Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens im Vergleich zu dem Referenz-Restgasanalyseverfahren signalisieren.

Außer der Verwendung eines Standard-Referenz-Restgasanalyseverfahrens kann es auch vorgesehen sein, dass zwei Restgasanalyseverfahren ohne Berücksichtigung eines Standard-Referenz-Restgasanaly- severfahrens direkt miteinander verglichen werden. So müssen nicht alle Restgasanalyseverfahren, welche untersucht werden, mit nur einem einzelnen Standard-Referenz-Restgasanalyseverfahren verglichen werden, sondern können auch jeweils paarweise miteinander verglichen werden.

Das vorstehend für das Normspektrum beschriebene Vorgehen zum Vergleich mit dem Referenz- Normspektrum eignet sich ebenso für einen Vergleich des Differenzspektrums mit dem Referenz-Differenzspektrum.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Kalibriergas aus einem Einzelgas besteht oder aus mehreren Einzelgasen gemischt wird.

Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Kalibriergas aus einem Einzelgas besteht, welches das erfindungsgemäße molekulare Massenvorkommen aufweist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen gemischt wird.

Ein Einzelgas kann vorzugsweise aus einer einzelnen chemischen Verbindung ausgebildet sein.

Um eine möglichst homogene Abdeckung des kompletten relevanten spektralen Massenbereiches, beziehungsweise Massenvorkommens, zu erzielen und damit eine vorteilhaft hohe Zuverlässigkeit des Verfahrens zur Kalibration zu erreichen, kann das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen derart gemischt werden, dass das Kalibriergas solche molekularen Einzelkomponenten aufweist, welche den relevanten Spektralbereich bzw. die relevanten molekularen Massenvorkommen abdecken und welche aus den mehreren Einzelgasen hervorgehen. Die Einzelgase sind hierbei vorteilhafterweise dergestalt zu wählen, dass in dem Kalibriergas, welches aus den Einzelgasen gemischt ist, alle Molekülmassen in dem relevanten spektralen Massebereich bzw. dem Massenvorkommen in näherungsweise gleichmäßiger Art und Weise auftreten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Einzelgas durch Ausgasen wenigstens einer Kalibriersubstanz, vorzugsweise einer Flüssigkeit, gebildet wird. Eine Darstellung wenigstens eines Einzelgases durch Ausgasen aus wenigstens einer Kalibriersubstanz hat den Vorteil, dass ein Ausgasungsprozess, welcher gegebenenfalls ohnehin durch das Restgasanalyseverfahren untersucht werden soll, nachgestellt wird. Beispielsweise kann ein Einzelgas, welches durch Ausgasen aus wenigstens einer Kalibriersubstanz hervorgeht, einen spektralen Massenbereich abdecken, welcher dem zu erwartenden spektralen Massenbereich des Restgases ähnlich sein kann bzw. wenigstens näherungsweise entspricht. Insbesondere kann die Kalibriersubstanz Moleküle und/oder Molekülgemische enthalten, welche unterschiedliche Ausgasungseigenschaften aufweisen und daher einen charakteristischen spektralen Fußabdruck aufweisen. Eine Form eines zu erwartenden Normspektrums des Kalibriergases kann daher durch eine geeignete Auswahl der Kalibriersubstanz vorbestimmt werden. Insbesondere das Verhältnis der einzelnen molekularen Komponenten zueinander kann als eine Materialeigenschaft der Kalibriersubstanz mit selbiger vorbestimmt werden.

Ist die Kalibriersubstanz eine Flüssigkeit, so hat dies den besonderen Vorteil, dass eine Ausgasung nicht durch einen Desorptionsprozess eines Moleküls aus einer festkörperartigen Struktur erfolgen muss, sondern durch Verdampfung aus einem flüssigen Aggregatszustand. Hierdurch muss zur Loslösung eines Moleküls aus der Flüssigkeit eine klar definierte Energiebarriere überwunden werden, welche im Wesentlichen der Verdampfungsenthalpie entspricht.

Weiterhin hat eine Flüssigkeit den Vorteil, dass eine Veränderung der Kalibriersubstanz in einem oberflächennahen Bereich durch fortgesetzte Desorption der Moleküle des Einzelgases aus der Kalibriersubstanz verhindert werden kann, indem die Flüssigkeit durchmischt wird. Hierdurch können vorteilhafte homogene Eigenschaften der zu der Ausgasung führenden Oberflächenbereiche der Flüssigkeit hergestellt werden.

Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass nur eines der Einzelgase durch Ausgasen wenigstens einer Kalibriersubstanz, vorzugsweise einer Flüssigkeit, gebildet wird. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, dass, wenn das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen gemischt wird, zwei, eine Mehrzahl der Einzelgase oder vorzugsweise alle Einzelgasse jeweils durch Ausgasen wenigstens einer Kalibriersubstanz, vorzugsweise einer Flüssigkeit, gebildet wird. Es muss sich dabei bei der Kalibriersubstanz nicht um eine Flüssigkeit handeln, für jedes der Einzelgase kann hier eine eigene Kalibriersubstanz, insbesondere eine Flüssigkeit, ein Festkörper oder ein Gas, handeln.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Kalibriergas der Arbeitskammer durch wenigstens eine steuerbare und/oder regelbare Dosiereinrichtung zugeführt wird.

Die Dosiereinrichtung ermöglicht es, vorzugsweise jederzeit bzw. bedarfsweise, die Zuführung des Kalibriergases zu der Arbeitskammer zu regeln und/oder zu steuern. So kann beispielsweise durch eine Steuerung der Dosiereinrichtung eine Veränderung der Kalibriersubstanz im Zeitverlauf ausgeglichen werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Dosiereinrichtung mittels einer Dosierstelleinrichtung ohne manuellen Eingriff, beispielsweise elektromechanisch und auf Basis von in der Dosierstelleinrichtung hinterlegten Werten für eine Einstellung der Dosiereinrichtung, steuerbar ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zur Mischung des Kalibriergases aus mehreren Einzelgasen mehrere Dosiereinrichtungen vorgesehen werden, um die Einzelgase dosiert dem Vakuum der Arbeitskammer zuzuführen.

Die Dosiereinrichtung ermöglicht es somit, die Mischung des Kalibriergases individuell bzw. bedarfsweise einzustellen bzw. auf das zu erwartende molekulare Massenvorkommen des Restgases abzustimmen derart, dass das Kalibriergas ein molekulares Massenvorkommen aufweist, das zumindest das zu erwartende molekulare Massenvorkommen des Restgases wenigstens näherungsweise umfasst.

Die Dosiereinrichtungen für die mehreren Einzelgase ermöglichen es dabei auch, dass gegebenenfalls vollautomatisch eine Veränderung der Kalibriersubstanzen, aus denen die Einzelgase jeweils vorzugsweise gebildet werden, ausgeglichen werden kann. Grundsätzlich ist es möglich, dass mehrere Einzelgase über eine gemeinsame Dosiereinrichtung dem Vakuum der Arbeitskammer zugeführt werden. Von Vorteil ist es jedoch, wenn die Mehrzahl an Einzelgasen jeweils über eine eigene Dosiereinrichtung dosiert dem Vakuum der Arbeitskammer zugeführt werden können.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Kammerdruck in der Arbeitskammer mittels der Dosiereinrichtung eingestellt wird.

Ein in der Arbeitskammer herrschender Kammerdruck ergibt sich aus der Menge des Kalibriergases, welches in der Kammer befindlich ist, sowie dem Leerkammerdruck. Demnach kann der Kammerdruck beispielsweise dadurch eingestellt werden, dass die Menge des in der Arbeitskammer befindlichen Kalibriergases reguliert wird. Dies kann vorteilhafterweise mittels einer Dosiereinrichtung geschehen, welche den Zutritt der Einzelgase bzw. des Kalibriergases zu der Arbeitskammer reguliert. Hierbei ist zu beachten, dass ein ballistischer Massetransport unter Vakuum und Ultrahochvakuumbedingungen geringe Relevanz aufweisen kann und somit ein Eintritt des Kalibriergases in die Arbeitskammer nur in geringem Maße von dem Kammerdruck, besonders jedoch von einer Einstellung, insbesondere einer Öffnungsweite, der Dosiereinrichtung abhängt.

Der Kammerdruck ist damit auch eine entscheidende Größe in dem oben genannten Basiswert. Dies gilt insbesondere, da der Kammerdruck nur, wie beschrieben, einen geringen Einfluss auf eine Ausgangsrate der Kalibriersubstanz hat.

Insbesondere ist vorteilhaft, den Kammerdruck dergestalt zu wählen, dass der Kammerdruck, welcher bei der Erstellung des Kalibrierrestgasspektrums eingestellt wurde, signifikant, vorzugsweise wenigstens eine Größenordnung, größer ist als derjenige Kammerdruck, der bei der Erstellung des Leerrestgasspektrums bestimmt wurde, bzw. der Leerkammerdruck. Das heißt, dass der Kammerdruck vorzugsweise zehnfach größer ist als der Leerkammerdruck. Hierdurch können Unsicherheiten bei der Erstellung des Leerrestgasspektrums weniger Gewicht bei der Ermittlung des Normrestgasspektrums erhalten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass dem Vakuum der Arbeitskammer zur Ausbildung des Kalibriergases mehrere Einzelgase derart zugeführt werden, dass durch mehrere Dosiereinrichtungen der Druck in der Arbeitskammer inkrementeil erhöht wird bis der Kammerdruck erreicht wird, wobei sich jedes Druckinkrement aus der Zuführung eines der mehreren Einzelgase ergibt.

Setzt sich das Kalibriergas, welches dem Vakuum der Arbeitskammer zugeführt wird, aus mehreren Einzelgasen zusammen, so können die Einzelgase der Arbeitskammer dergestalt zugeführt werden, dass jedes Einzelgas zu dem Kammerdruck einen gewissen definierten Beitrag leistet. Der relative Beitrag der Einzelgase zu dem Kammerdruck definiert damit den relativen Beitrag der Einzelgase zu dem zu bestimmenden Normspektrum.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Kalibriergas Moleküle mit einer Molekülmasse von 1 bis 1024 atomaren Masseeinheiten, vorzugsweise 1 bis 512 atomaren Masseeinheiten, weiter vorzugsweise 1 bis 200 atomaren Masseeinheiten aufweist.

Ein Massebereich von 1 bis 512 atomaren Masseeinheiten deckt hierbei einen zu erwartenden Massebereich ab, welcher durch Ausgasung aus Dichtungen und/oder Klebstoffen und/oder Beschichtungen von optischen Elementen und/oder anderen Bauteilen zu erwarten ist. Besonders der Bereich von 1 bis 200 atomaren Masseeinheiten umfasst die beschriebenen zu erwartenden Ausgasungen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Kalibriergas Kohlenwasserstoffe und/oder Wasser, vorzugsweise mit einer Molekülmasse von 1 bis 1024 atomaren Masseeinheiten, weiter vorzugsweise 1 bis 512 atomaren Masseeinheiten, und in besonders bevorzugter Weise mit einer Molekülmasse von 1 bis 200 atomaren Masseeinheiten aufweist.

Eine Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Kalibriergas hat den Vorteil, dass Kohlenwasserstoffe und/oder chemisch mit Kohlenwasserstoffen verwandte Molekülklassen auch typischer Bestandteil von Ausgasungen aus Materialien wie Dichtungen und/oder Beschichtungen und/oder Klebstoffen und/oder Reinigungsmitteln und/oder Kühlschmierstoffen und/oder anderen Prozesshilfsstoffen, welche sich innerhalb der Arbeitskammer befinden können, sind. Eine Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Kalibriergas hat somit den Vorteil, dass das Restgas besonders gut imitiert wird.

Insbesondere kann aus der Klasse der Kohlenwasserstoffe die Kalibriersubstanz dergestalt gewählt werden, dass die Kalibriersubstanz keine Massendiversität zeigt, wie sie beispielsweise bei Polymeren zu beobachten ist. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Verfahren stabiler und mit einer geringeren Schwankungsbreite realisiert werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Integralwert von wenigstens einem Kennbereich des Normspektrums und/oder des Differenzspektrums bestimmt wird und mit einem Referenz-Integralwerten desselben Kennbereiches des Referenz-Normspekt- rums und/oder des Referenz-Differenzspektrums verglichen wird.

Je nach Struktur und Massenzusammensetzung des verwendeten Kalibriergases kann es von Vorteil sein, wenn anstatt des gesamten Normspektrums lediglich wenigstens ein Kennbereich des Normspektrums mit dem entsprechenden Kennbereich des Referenz-Normspektrums verglichen wird.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, aus dem Kennbereich des Normspektrums - durch Integration des Normspektrums in dem Kennbereich - einen Integralwert zu bestimmen. Dieser Integralwert gibt das relative spektrale Gewicht des Kennbereichs im Vergleich zum gesamten Normspektrum an. Eine spektrale Sensitivität des untersuchten Restgasanalyseverfahrens kann für den Kennbereich anhand des Integralwerts durch einen Vergleich des Integralwerts mit dem Referenz-Integralwert desselben Kennbereichs des Referenz-Normspektrums ermittelt werden. Ist beispielsweise der Integralwert des Kennbereichs des Normspektrums höher als der Referenz-Integralwert desselben Kennbereichs des Referenz-Normspekt- rums, so kann dies auf eine höhere mittlere spektrale Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens in dem Kennbereich im Vergleich zu dem Referenz-Restgasanalyseverfahren hindeuten.

Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass in dem wenigstens einen Kennbereich der Strukturfaktor bestimmt wird und mit einem auf gleiche Weise gewonnenen Referenz-Strukturfaktor desselben Kennbereiches des Referenz-Normspektrums verglichen wird.

Der Kennbereich kann im Rahmen der Erfindung als Teilbereich des Normspektrums bzw. des Differenzspektrums verstanden werden. Insbesondere kann es sich bei dem Kennbereich um einen Bereich des Normspektrums bzw. des Differenzspektrums von besonderem Interesse handeln.

Somit kann vorteilhafterweise ein Vergleich verschiedener Restgasanalyseverfahren vereinfacht werden, da lediglich Kennziffern, beziehungsweise Integralwerte und/oder Strukturfakturen zwischen dem Normspektrum und dem Referenz-Normspektrum miteinander verglichen werden.

Derartige Kennziffern lassen sich insbesondere in vorteilhafter Weise in Produktspezifikationen für beispielsweise untersuchte Arbeitskammern, oder für in den Arbeitskammern befindliche Vorrichtungen, verwenden.

In diesem Zusammenhang ist ein reproduzierbares Verhältnis der Ausgasung der Kalibriersubstanz in dezidierten Massebereichen in dem Normspektrum, welche typischerweise leichtflüchtigen und/oder schwerflüchtigen Substanzen zugeschrieben werden, besonders vorteilhaft. Das vorstehend für das Normspektrum beschriebene Vorgehen zum Vergleich mit dem Referenz- Normspektrum eignet sich ebenso für einen Vergleich des Differenzspektrums mit dem Referenz-Differenzspektrum.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Kennbereiche nicht überlappen.

Für eine Ermittlung von aussagekräftigen Integralwerten kann es von Vorteil sein, eine Überlappung der Kennbereich zu vermeiden, da andernfalls derselbe Bereich des Normspektrum in mehreren Integralwerten berücksichtigt wird, was deren Aussagekraft schmälern kann.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Kennbereiche direkt bzw. lückenlos, jedoch ohne Überlappung aneinandergrenzen. Hierdurch kann ein großer Teil des Normspektrums ohne Lücken und Überlappungen der Kennbereiche mittels Integralwerten analysiert werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein erster Kennbereich Molekülmassen zwischen 1 und einer Obergrenze von 34 bis 54, vorzugsweise zwischen 1 und 44, atomaren Masseneinheiten umfasst.

Der erste Kennbereich umfasst in dem bevorzugten Bereich somit insbesondere die Molekülmasse von Wasser, welche 18 atomare Masseneinheiten beträgt sowie weitere relativ leichte molekulare Spezies. Der Integralwert des ersten Kennbereichs gibt somit im Vergleich mit einem Referenz-Integralwert wieder, wie sensitivdas untersuchte Restgasanalyseverfahren insbesondere in Bezug auf Wasser im Vergleich zu dem Referenz-Restgasanalyseverfahren ist. Dies kann vorteilhaft sein, um sicherzustellen, dass das Restgasanalyseverfahren beispielsweise Wasserlecks in Kühlstrukturen, welche innerhalb der Arbeitskammer verlaufen können und wassergekühlt sind, zuverlässig zu detektieren vermag und das Vorkommen von Wassermolekülen in der Arbeitskammer weder überbewertet noch unterbewertet.

Der erste Kennbereich ist vorzugsweise derart gestaltet, dass dieser Molekülmassen zwischen 1 und 44 atomaren Masseneinheiten umfasst. Vorgesehen sein kann dabei jedoch auch, dass der erste Kennbereich Molekülmassen zwischen 1 und 34 oder zwischen 1 und 54 atomaren Masseneinheiten umfasst, der obere Wert der umfassten atomaren Masseneinheiten kann auch zwischen 34 oder 54 atomaren Masseneinheiten liegen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein zweiter Kennbereich Molekülmassen zwischen einer Untergrenze von 35 bis 55 und einer Obergrenze von 90 bis 110, vorzugsweise Molekülmassen zwischen 45 und 100, atomaren Masseneinheiten umfasst.

Der zweite Kennbereich, welcher vorzugsweise Molekülmassen zwischen 45 und 100 atomaren Masseneinheiten umfasst, umfasst damit den Bereich von beispielsweise leichten Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Alkane bis zu einer Kettenlänge von 7 Kohlenstoffatomen. Bestandteile eines Restgases, welche in dem zweiten Kennbereich zu erwarten sind, sind zum Beispiel leichtflüchtige Lösungsmittel von Klebstoffen und/oder Dichtungen innerhalb der Arbeitskammer. Ein aus dem zweiten Kennbereich zu bestimmender Integralwert gibt daher im Vergleich mit dem Referenz-Integralwert eine spektrale Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens im Vergleich zu dem Referenz-Restgasanalyseverfahren an, was vorteilhafterweise eine Einschätzung ermöglicht, inwiefern das untersuchte Restgasanalyseverfahren hinreichend sensitiv auf das Auftreten von Lösungsmitteln in einem Vakuum der Arbeitskammer ist.

Der zweite Kennbereich umfasst vorzugsweise Molekülmassen zwischen 45 und 100 atomaren Masseneinheiten. Anstelle des unteren Werts der atomaren Masseneinheiten kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Kennbereich bei 35 oder 55 atomaren Masseneinheiten oder einem Wert zwischen diesen beiden Beträgen startet. Anstelle des oberen Werts des zweiten Kennbereichs, der vorzugsweise bei 100 atomaren Masseneinheiten liegt, kann auch ein Wert von 90 oder 110 atomaren Masseneinheiten als oberer Grenzwert vorgesehen sein oder ein beliebiger Wert zwischen diesen beiden Beträgen.

Vorzugsweise schließt sich der zweite Kennbereich ohne Überlappung, vorzugsweise lückenlos, an den ersten Kennbereich an. Das heißt, dass der untere Wert des zweiten Kennbereichs um den Betrag 1 höher ist als der obere Wert des ersten Kennbereichs.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein dritter Kennbereich Molekülmassen zwischen einer Untergrenze von 91 bis 111 und einer Obergrenze von 190 bis 210, vorzugsweise Molekülmassen zwischen 101 und 200, atomaren Masseneinheiten umfasst.

Der dritte Kennbereich umfasst hierbei vorzugsweise Molekülmassen zwischen 101 und 200 atomaren Masseneinheiten und somit beispielsweise Alkane mit einer Kettenlänge bis zu 14 Kohlenstoffatomen. Derartige schwere Kohlenwasserstoffe können beispielsweise Bestandteile von Beschichtungen und/oder Klebstoffen und/oder fettartigen Verschmutzungen sein, welche sich innerhalb der Arbeitskammer befinden. Ein Integralwert des dritten Kennbereichs ergibt somit die Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens auf das Vorhandensein von schweren Molekülen, beispielsweise schweren Kohlenwasserstoffen, innerhalb der Arbeitskammer an. Insbesondere gilt dies im Vergleich zu einem Referenz-Integralwert, welcher den gleichen Kennbereich abbildet und welcher mittels der Referenz-Restgasanalyseverfahrens bestimmt wurde.

Der dritte Kennbereich umfasst vorzugsweise Molekülmassen zwischen 101 und 200 atomaren Masseneinheiten. Anstelle des unteren Werts der atomaren Masseneinheiten kann auch vorgesehen sein, dass der dritte Kennbereich bei 91 oder 111 atomaren Masseneinheiten oder einem Wert zwischen diesen beiden Beträgen startet. Anstelle des oberen Werts des dritten Kennbereichs, der vorzugsweise bei 200 atomaren Masseneinheiten liegt, kann auch ein Wert von 190 oder 210 atomaren Masseneinheiten als oberer Grenzwert vorgesehen sein oder ein beliebiger Wert zwischen diesen beiden Beträgen. Vorzugsweise schließt sich der dritte Kennbereich ohne Überlappung, vorzugsweise lückenlos, an den zweiten Kennbereich an. Das heißt, dass der untere Wert des dritten Kennbereichs um den Betrag 1 höher ist als der obere Wert des zweiten Kennbereichs.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass sich an den dritten Kennbereich ein vierter Kennbereich anschließt, bei dem alle Werte, die bezüglich des dritten Kennbereichs genannt wurden, jeweils um den Betrag 100 erhöht sind, entsprechend kann sich auch ein fünfter Kennbereich an den vierten Kennbereich anschließen, bei dem wiederum die Werte des vierten Kennbereichs jeweils um den Betrag 100 erhöht sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Restgasanalyseverfahren eine Massenspektrometrie und/oder eine Röntgenphotoelektronenspektroskopie ist.

Etablierte Verfahren für eine Erstellung von Massenspektren, beispielsweise mittels einer Gaschromatographie, sind beispielsweise die Massenspektrometrie und die Röntgenphotonenspektroskopie, bzw. XPS und auch eine Kernspinresonanzspektroskopie. Eine Verwendung dieser Verfahren als Restgasanalyseverfahren hat den Vorteil, dass auf etablierte Strukturen und Systeme zurückgegriffen werden kann, was ein Restgasanalyseverfahren besonders ökonomisch und zeitsparend realisierbar macht.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonderer Weise zur Kalibrierung eines Restgasanalyseverfahrens zur Bestimmung eines Restgases in einem Vakuum in einer Arbeitskammer, welche dazu eingerichtet ist eine Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine DUV- oder EUV- Projektionsbelichtungsanlage, und/oder Teile und/oder Module der Projektionsbelichtungsanlageaufzu- nehmen. Speziell bei Projektionsbelichtungsanlagen und insbesondere bei EUV- Projektionsbelichtungsanlagen ist es von Vorteil, wenn das Restgasspektrum hinreichend reproduzierbar und zeitlich stabil bestimmt werden kann. Damit lässt sich auch eine Vergleichbarkeit zwischen Projektionsbelichtungsanlagen unterschiedlicher Größe, Geometrie, Eigenausgasung und/oder Saugleistung hersteilen. Die Vergleichbarkeit der Ausgasungsrate kann entscheidend für die Sicherheit der Sauberkeit von EUV- Projektionsbelichtungsanlagen-Bauteilen und somit der Lebensdauer der gesamten EUV-Optiken der Projektionsbelichtungsanlage sein. Eine Charakterisierung der Projektionsbelichtungsanlagen sowohl in der Bauphase wie auch nach vollständig erfolgter Montage hinsichtlich molekularer Sauberkeit ist hierfür bedeutsam. Von Vorteil ist es, wenn eine derartige Charakterisierung regelmäßig durchgeführt wird.

Es ist von besonderem Vorteil, die Kalibrierung des Restgasanalyseverfahrens in einem Zustand der Arbeitskammer durchzuführen, in welcher sich in der Arbeitskammer keine Projektionsbelichtungsanalage und/oder keine Teile einer Projektionsbelichtungsanlage befinden. Hierdurch kann eine Kontamination der Projektionsbelichtungsanlage und/oder der Teile mit Kalibriergas vermieden werden. Insbesondere vorteilhaft ist es die Kalibrierung zeitlich vor einem Einbringen der Projektionsbelichtungsanlage in die Arbeitskammer durchzuführen. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Zuführung eines Kalibriergases zu einem Vakuum gemäß Anspruch 21 .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zuführung eines Kalibriergases zu einem Vakuum in einer Arbeitskammer zur Kalibration einer Restgasanalyseeinrichtung zur Bestimmung eines Restgasspektrums des Vakuums in der Arbeitskammer sieht vor, dass das Kalibriergas aus einem Einzelgas besteht oder die Vorrichtung das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen mischt. Ferner weist die Vorrichtung wenigstens ein Behältnis zur Aufnahme wenigstens einer Kalibriersubstanz, welche ein Einzelgas zur Verfügung stellt, sowie wenigstens eine Dosiereinrichtung zur Dosierung des in dem Behältnis befindlichen Einzelgases, und wenigstens eine Zuleitung von dem Behältnis zu der Arbeitskammer, auf.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, die Restgasanalyseeinrichtung zu kalibrieren. Hierzu weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens ein Behältnis zur Aufnahme wenigstens einer Kalibriersubstanz auf. Durch Ausgasung aus der Kalibriersubstanz befindet sich in dem Behältnis weiterhin ein Einzelgas, welches mittels der Dosiereinrichtung über eine Zuleitung der Arbeitskammer zugeführt werden kann. Durch eine geeignete Wahl der Kalibriersubstanz sowie eine geeignete Einstellung der Dosiereinrichtung kann der Arbeitskammer ein Kalibriergas zugeführt werden, welches sich aus molekularen Spezies zusammensetzt, die in einem spektralen Massenbereich verteilt sind bzw. ein molekulares Massenvorkommen aufweisen, welcher einen großen Überlapp mit dem zu erwartenden spektralen Massenbereich bzw. einem molekularen Massenvorkommen eines zur erwartenden Restgases aufweist.

Die Zuleitung von dem Behältnis zu der Arbeitskammer dient dazu, das Einzelgas der Arbeitskammer zuzuführen.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung dem Vakuum in der Arbeitskammer ein Einzelgas zuführt, welches das Kalibriergas ausbildet. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mehrere Einzelgase dem Vakuum in der Arbeitskammer zuführt, die gemeinsam in dem Vakuum das Kalibriergas ausbilden, das heißt, dass das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen gemischt ist. Insofern das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen gemischt wird, ist es von Vorteil, wenn mehrere Behältnisse zur Aufnahme jeweils wenigstens einer Kalibriersubstanz vorgesehen sind, welche ein jeweiliges Einzelgas zur Verfügung stellt. Ferner ist es in diesem Fall von Vorteil, wenn zur Dosierung des in dem Behältnis befindlichen Einzelgases, welches durch die Kalibriersubstanz zur Verfügung gestellt wird, jeweils wenigstens eine Dosiereinrichtung für jedes Einzelgas vorgesehen ist, um das entsprechende Einzelgas dosiert der Arbeitskammer zuzuführen.

Von Vorteil ist es, wenn für jedes Einzelgas ein Behältnis und eine Dosiereinrichtung vorgesehen sind. Es ist jedoch auch möglich, dass eine Dosiereinrichtung zur Dosierung von zwei oder mehreren Einzelgasen verwendet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise, Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen bzw. im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt zu werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Zuleitung mit der Arbeitskammer vakuumdicht verbunden ist.

Hierdurch kann eine Verschlechterung der Vakuumbedingungen und insbesondere ein Eindringen von Gasen aus der Umgebung in das Vakuum in der Arbeitskammer vermieden werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, um aus dem der Arbeitskammer zugeführten Kalibriergas ein Kalibrierrestgasspektrum zu bestimmen und/oder die Vorrichtung eine, vorzugsweise mit der Restgasanalyseeinrichtung verbundene, Schnittstelle zum Empfang der Daten eines Kalibrierrestgasspektrums aufweist.

Durch eine derartige Ausgestaltung der Vorrichtung hat die Vorrichtung Zugriff auf das Kalibrierrestgasspektrum, welches mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung erstellt wurde.

Bei der Schnittstelle zum Empfang der Daten eines Kalibrierrestgasspektrums, welches vorzugsweise von der Restgasanalyseeinrichtung übermittelt wird, kann es sich insbesondere um eine kabelgebundene oder eine drahtlose Schnittstelle handeln.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass ein Kammerdruck in der Arbeitskammer mittels der wenigstens einen Dosiereinrichtung einstellbar ist.

Ergibt sich der Kammerdruck in der Arbeitskammer durch Einstellung der wenigstens einen Dosiereinrichtung, so kann vorteilhafterweise die Menge an Kalibriergas, welche in der Arbeitskammer vorhanden ist, mittels der Dosiereinrichtung bestimmt werden, da die Menge an Kalibriergas in der Arbeitskammer streng mit dem Kammerdruck korreliert. Das absolute Vorkommen der molekularen Bestandteile des Kalibriergases in dem Restgas kann somit über die Dosiereinrichtung eingestellt und über den Kammerdruck abgelesen bzw. bestimmt werden.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Dosiereinrichtung aus mehreren Subdosiereinrichtungen ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Dosiereinrichtung aus einer Regeldosiereinrichtung und einer Absperrdosiereinrichtung, welche in Reihe geschaltet sind, ausgebildet ist. Durch die Regeldosiereinrichtung kann ein definierter Volumenstrom des Einzelgases aus dem Behältnis in die Arbeitskammer eingestellt werden, beispielsweise indem ein Öffnungsquerschnitt der Regeldosiereinrichtung eingestellt wird. Dieser Öffnungsquerschnitt kann hierbei beibehalten werden und durch die Absperrdosiereinrichtung kann, in Form einer binären Dosiereinrichtung, der Volumenstrom des Einzelgases abgeschaltet oder angeschaltet werden. Ein derartiges System hat den Vorteil, dass die Reproduzierbarkeit durch den Verbleib der Regeldosiereinrichtung in ihrer Einstellung in vorteilhafter Weise verbessert wird, da bei der Erstellung mehrerer Kalibrierrestgasspektren jeweils dieselbe Einstellung der Regeldosiereinrichtung verwendet werden kann.

Es kann ferner von Vorteil sein, dass die Dosiereinrichtung, beziehungsweise die die Dosiereinrichtung einstellende Dosierstelleinrichtung, eine Regeleinrichtung umfasst, welche die Regeldosiereinheit in Abhängigkeit eines momentanen Kammerdrucks dergestalt einstellt, dass der momentane Kammerdruck als Ist- Kammerd ruck in wenigstens annähernder Übereinstimmung mit einem angestrebten Kammerdruck bzw. einem Soll-Kammerdruck ist. Hierzu ist es von besonderem Vorteil, wenn die Arbeitskammer eine Druckmesseinrichtung aufweist, welche Informationen über den Ist-Kammerdruck an die Regeleinrichtung übermitteln kann. Die Regeleinrichtung ist dahingehend ausgebildet, dass eine Differenz zwischen dem Ist- Kammerdruck und dem Soll-Kammerdruck ermittelbar ist und die Dosiereinrichtung beispielsweise in Abhängigkeit dieses Differenzdrucks gesteuert werden kann.

Insofern die erfindungsgemäße Vorrichtung das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen mischt und hierzu mehrere Dosiereinrichtungen vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass die Regeleinrichtung die mehreren Dosiereinrichtungen derart steuert, dass der gewünschte Kammerdruck, d. h. der Soll-Kammerdruck, entsprechend eingestellt wird und dabei das Kalibriergas in der Kammer in dem gewünschten Mischungsverhältnis aus den Einzelgasen gemischt ist.

Ferner kann durch die oben genannte vakuumdichte Zuleitung bewirkt werden, dass ein in der Arbeitskammer nach einem Einleiten des Kalibriergases herrschender Druck, beziehungsweise der Kammerdruck, sich annähernd ausschließlich aus einem Vorhandensein des Kalibriergases in der Arbeitskammer ergibt, wobei ein Einfluss von unerwünschten Fremdsubstanzen auf den Kammerdruck minimiert werden kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Recheneinrichtung vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um ein Normspektrum dadurch zu bestimmen, dass ein Leerrestgasspektrum von einem Kalibrierrestgasspektrum abgezogen und durch einen Basiswert, welcher sich vorzugsweise aus einer Differenz zwischen dem Kammerdruck und einem Leerkammerdruck ergibt, welche durch einen Normdruck geteilt wird, dividiert wird.

Der Leerkammerdruck ist hierbei derjenige Druck, welcher vor unmittelbar vor und/oder während und/oder unmittelbar nach der Bestimmung des Leerrestgasspektrums in der Arbeitskammer herrscht.

Der Normdruck ist hierbei beispielsweise der eingestellte Zielkammerdruck und/oder einen anderen Druckwert. Der Normdruck kann insbesondere zwischen 10 ⁷ und 10 ⁶ mbar, bevorzugt 5*10 ⁷ mbar betragen.

Durch eine Recheneinrichtung kann vorteilhafterweise das Normspektrum dadurch bestimmt werden, dass ein Leerrestgasspektrum, welches vorzugsweise von der Restgasanalyseeinrichtung aus dem Restgas des Vakuums der Arbeitskammer bestimmt wurde, von dem Kalibrierrestgasspektrum des Vakuums in der Arbeitskammer, in das das Kalibriergas eingebracht ist, abgezogen wird und durch den Basiswert dividiert wird. In der Recheneinrichtung sind hierbei das Leerrestgasspektrum, das Kalibrierrestgasspektrum sowie der Kammerdruck und der Leerkammerdruck und der Normdruck speicherbar und die zugehörigen Rechenoperationen durchführbar. So können die erforderlichen Vorgänge zur Bestimmung des Normspektrums vorteilhafterweise zentral in einer Recheneinrichtung umgesetzt werden. Die Recheneinrichtung kann ein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein oder es kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung Teil der Restgasanalyseeinrichtung ist. Dies ist insofern vorteilhaft, als dass die Restgasanalyseeinrichtung ihrerseits in der Regel über computerartige Vorrichtungen verfügt, die dann gegebenenfalls entsprechend mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommunizieren.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung wenigstens ein gespeichertes Normspektrum, beispielsweise ein Referenz-Normspektrum aufweist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Referenzrecheneinrichtung vorgesehen ist, um das Normspektrum mit Normspektren anderer Restgasanalyseeinrichtungen und/oder einem Referenz-Normspektrum einer Referenz-Restgasanalyseeinrichtung zu vergleichen.

Eine Referenzrecheneinrichtung bietet den Vorteil, dass ein Vergleich des Normspektrums mit anderer Restgasanalyseeinrichtungen und/oder einem Referenz-Normspektrum einer Referenz-Restgasanalyseeinrichtung ermöglicht wird. Insbesondere vorteilhaft kann sein, wenn in der Referenzrecheneinrichtung Referenz-Normspektren gespeichert bzw. hinterlegt sind, wodurch ein Vergleich vorteilhaft schnell erfolgen kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Referenzrecheneinrichtung Teil der Recheneinrichtung oder Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder Teil der Restgasanalyseeinrichtung ist. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Referenzrecheneinrichtung dergestalt ausgebildet ist, dass alle Operationen, welche notwendig sind um einen Vergleich zwischen dem Normspektrum und dem Referenz-Normspekt- rum durchzuführen, durchführbar sind.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sowohl die Recheneinrichtung als auch die Referenzrecheneinrichtung als computerartiges Programm auf einer Zentralrecheneinrichtung ausgebildet sind.

Insofern die Referenzrecheneinrichtung nicht physisch Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, kann vorgesehen sein, dass die Referenzrecheneinrichtung, beispielsweise als Teil der Restgasanalyseeinrichtung, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommuniziert, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls über die entsprechenden Daten verfügt.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine in das Behältnis aufgenommene Kalibriersubstanz eine Flüssigkeit ist und das Einzelgas aus der Kalibriersubstanz ausgegast ist. Eine Kalibriersubstanz in Form einer Flüssigkeit hat den Vorteil, dass die Kalibriersubstanz hierdurch besonders einfach in das Behältnis der Vorrichtung einbringbar ist und eine Ausgasung des aus der Flüssigkeit ausgasenden Einzelgases besonders definiert und unter besonders gleichbleibenden molekularen Zusammensetzungen erfolgen kann.

Ein weiterer Vorteil einer flüssigen oder alternativ einer festen Kalibriersubstanz ist die höhere Massendichte in einem Feststoff oder einer Flüssigkeit verglichen mit einem Gas. Demnach kann das Behältnis, welches die Kalibriersubstanz aufnimmt, kleiner ausgeprägt sein. Eine vergleichbare Anzahl an Molekülen einer gasförmigen Kalibriersubstanz wie bei beispielsweise einer flüssigen Kalibriersubstanz, kann in das Behältnis nur eingebracht werden, wenn die gasförmige Kalibriersubstanz entweder komprimiert wird, was bis zu einer Verflüssigung führen kann, oder das Behältnis derart vergrößert wird, dass es die entsprechende Menge in gasförmiger Kalibriersubstanz aufzunehmen vermag.

Insofern die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgebildet ist, um das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen zu mischen, kann vorgesehen sein, dass die Behältnisse jeweils eine flüssige, feststoffförmige oder gasförmige Kalibriersubstanz aufweisen. Vorzugsweise verfügen eine Mehrzahl, besonders bevorzugt alle Behältnisse über eine flüssige Kalibriersubstanz.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine in das Behältnis aufgenommene Kalibriersubstanz ein flüssiger Kohlenwasserstoff und/oder ein Gemisch aus flüssigen Kohlenwasserstoffen ist und das Einzelgas aus der Kalibriersubstanz ausgegast ist.

Es kann vorgesehen sein, dass eines, eine Mehrzahl oder alle Einzelgase aus einer entsprechenden Kalibriersubstanz ausgegast sind.

Ein Gemisch aus Einzelgasen, welche das Kalibriergas bilden, kann besonders einfach durch Mischen von Einzelgasen, welche aus Kalibriersubstanzen ausgegast sind, erreicht werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass sich in jedem Behältnis genau eine in ihrer molekularen Zusammensetzung vorzugsweise reine Kalibriersubstanz befindet, oder in dem wenigstens einen Behältnis sich ein Gemisch aus Kalibriersubstanzen befindet. Ein Gemisch aus Kalibriersubstanzen lässt sich in definierter Zusammensetzung und bei definierten Ausgasungsverhalten besonders effizient und zuverlässig hersteilen, indem flüssige Kalibriersubstanzen durchmischt werden.

Eine Ausbildung der Vorrichtung dahingehend, dass in jedem Behältnis eine molekular reine Kalibriersubstanz eingebracht ist, hat den Vorteil, dass an einer ausgasungsfähigen Oberfläche die Eigenschaften der Kalibriersubstanz besonders homogen sind, da eine Entmischung der Kalibriersubstanz aufgrund ihrer molekularen Reinheit erschwert ist. Kohlenwasserstoffe haben den Vorteil, dass Kohlenwasserstoffe übereinen weiten Bereich an molekularen Massen als Flüssigkeiten vorliegen können. Hierdurch kann ein Kalibriergas zur Verfügung gestellt werden, welches molekulare Anteile in einem sehr weiten Bereich an molekularen Massen aufweist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine in das Behältnis aufgenommene Kalibriersubstanz ein Gas ist.

Ein Gas als Kalibriersubstanz birgt den Vorteil, dass durch einen Verzicht auf einen Ausgasungsprozess ein Kalibriergas mit besonders klaren molekularen Eigenschaften dargestellt werden kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine in das Behältnis aufgenommene Kalibriersubstanz ein Feststoff ist und das Einzelgas aus der Kalibriersubstanz ausgegast ist.

Insofern das Kalibriergas aus mehreren Einzelgasen gemischt wird, kann vorgesehen sein, dass die Einzelgase jeweils aus einer Kalibriersubstanz ausgegast sind, bei dem es sich um eine Flüssigkeit oder einen Feststoff handelt oder die Kalibriersubstanz ein Gas ist. Es ist jedoch auch möglich, für ein oder mehrere Einzelgase eine flüssige Kalibriersubstanz zu verwenden und/oder für eines oder mehrere Einzelgase einen Feststoff als Kalibriersubstanz zu verwenden und/oder vorzusehen, dass für ein oder mehrere Einzelgase die Kalibriersubstanz ein Gas ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine in das Behältnis aufgenommene Kalibriersubstanz Moleküle mit einer Molekülmasse von 1 bis 1000 atomaren Masseeinheiten, vorzugsweise 1 bis 200 atomaren Masseeinheiten aufweist

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine in das Behältnis aufgenommene Kalibriersubstanz Kohlenwasserstoffe und/oder Wasser, vorzugsweise mit einer Molekülmasse von 1 bis 1000 atomaren Masseeinheiten, in besonders bevorzugter Weise 1 bis 200 atomaren Masseeinheiten aufweist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Kalibriergas chemisch inert ist.

Wenn das Kalibriergas reaktionsunwillig bzw. chemisch inert ist, so hat dies den Vorteil, dass die spektrale Massenzusammensetzung des Kalibriergases nicht durch chemische Reaktionen verändert wird. Insbesondere eine Verschiebung des Massenspektrums in Richtung höherer Molekularmassen durch die Bildung chemischer Verbindung zwischen den Molekülen des Kalibriergases wird hierdurch verringert.

Ferner von Vorteil an einem chemisch inerten Kalibriergas ist, dass die Moleküle des Kalibriergases keine chemischen Verbindungen mit Substanzen, welche sich im Vakuum der Arbeitskammer befinden, eingehen. Wäre dies der Fall, so würde das Kalibriergas als eine Art Schmutz wirken, welcher durch ein Anlegen des Vakuums an die Arbeitskammer eigentlich minimiert werden soll. Weiterhin verfälscht eine chemische Reaktion des Kalibriergases beispielsweise den Kammerdruck, da der Kammerdruck von der Anzahl der in der Arbeitskammer vorhandenen Moleküle und den Molekülen zur Verfügung stehenden Volumen, nicht aber von der molekularen Masse der Moleküle abhängt. Eine Reaktion zweier leichter Moleküle zu einem schweren Molekül würde daher zu einer Absenkung des Kammerdrucks führen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Einzelgas wenigstens annähernd ausschließlich Moleküle aus der in das Behältnis aufgenommenen Kalibriersubstanz sowie deren Bruchstücke aufweist.

Ein Einzelgas, welches vorzugsweise nur aus den Molekülen der Kalibriersubstanz sowie deren Bruchstücke besteht, hat den Vorteil, dass mit einer einzigen molekularhomogenen Kalibriersubstanz ein großer spektraler Massebereich abgedeckt werden kann, da die Moleküle der Kalibriersubstanz in definierte Bruchstücke zerfallen können und das Verhältnis des Vorkommens der Bruchstücke zueinander sehr definiert ausgeprägt sein kann. Da die Bruchstücke bei atomarer Massenauflösung als diskrete Peaks in dem Massenspektrum auftreten, welche beispielsweise bei Abspaltung jeweils eines Kohlenstoffatoms einen sehr definierten Abstand voneinander aufweisen, bildet ein derartiges Einzelgas einen charakteristischen Fußabdruck in dem Normspektrum, welcher in definierten Schritten den relevanten Spektralbereich abtastet.

Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens 99% der Moleküle des Einzelgases Moleküle aus der in das Behältnis aufgenommenen Kalibriersubstanz sowie deren Bruchstücke sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass höchstens 1 % der Moleküle des Einzelgases in-situ durch Verbindungsreaktionen entstandene Verbindungen sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Arbeitskammer eingerichtet ist, um eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik aufzunehmen, welche wenigstens ein optisches Element, aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise dazu, einer Arbeitskammer ein Kalibriergas zuzuführen, in die eine Projektionsbelichtungsanlage eingebracht werden kann. Das zu erwartende Restgasspektrum hat eine definierte Ausprägung, welche von den Bestandteilen der Projektionsbelichtungsanlage abhängt. Hierauf kann das Kalibriergas entsprechend eingestellt werden. Dadurch kann das Restgasspektrum besonders zuverlässig bestimmt werden. Es ist von besonderem Vorteil, die Kalibrierung des Restgasanalyseverfahrens in einem Zustand der Arbeitskammer durchzuführen, in welcher sich in der Arbeitskammer keine Projektionsbelichtungsanalage und/oder Teile einer Projektionsbelichtungsanlage befinden. Hierdurch kann eine Kontamination der Projektionsbelichtungsanlage und/oder der Teile mit Kalibriergas vermieden werden. Insbesondere vorteilhaft ist es die Kalibrierung zeitlich vor einem Einbringen der Projektionsbelichtungsanlage in die Arbeitskammer durchzuführen.

Speziell bei Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere bei DUV- und EUV- Projektionsbelichtungsanlagen, ist es von besonderem Vorteil, wenn das Restgasspektrum reproduzierbar und zeitlich stabil bestimmt werden kann, insbesondere auch um eine Vergleichbarkeit zwischen Anlagen unterschiedlicher Größe, Geometrie, Eigenausgasung und/oder Saugleistung zu erstellen. Die Bestimmung des Restgasspektrums kann für die Sicherstellung der Sauberkeit von Bauteilen von Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere deren Optik, wesentlich sein und dabei auch Einfluss auf die Lebensdauer der gesamten Projektionsbelichtungsanlage nehmen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Kalibriersubstanz gemäß Anspruch 36.

Die erfindungsgemäße Kalibriersubstanz eignet sich besonders zu einer Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ermöglicht hierdurch eine zuverlässige Kalibration.

Die Kalibriersubstanz kann dabei vorzugsweise als flüssige Kalibriersubstanz vorliegen, alternativ ist es auch möglich, dass es sich bei der Kalibriersubstanz um einen Feststoff oder um ein Gas handelt.

Es kann vorgesehen sein, dass die Kalibriersubstanz eine Flüssigkeit ist und ein Einzelgas aus der Kalibriersubstanz ausgegast ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Kalibriersubstanz ein flüssiger Kohlenwasserstoff und/oderein Gemisch aus flüssigen Kohlenwasserstoffen ist und das Einzelgas aus der Kalibriersubstanz ausgegast ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Kalibriersubstanz ein Gas ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Kalibriersubstanz ein Feststoff ist und das Einzelgas aus der Kalibriersubstanz ausgegast ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Kalibriersubstanz Moleküle mit einer Molekülmasse von 1 bis 1000 atomaren Masseeinheiten, vorzugsweise 1 bis 200 atomaren Masseeinheiten aufweist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Kalibriersubstanz Kohlenwasserstoffe und/oder Wasser mit einer Molekülmasse von 1 bis 1000 atomaren Masseeinheiten, vorzugsweise 1 bis 200 atomaren Masseeinheiten aufweist.

Es kann vorgesehen sein, dass ein aus der Kalibriersubstanz hervorgegangenes, insbesondere ausgegastes, Kalibriergas chemisch inert ist. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Ausbildung einer Vakuumumgebung gemäß Anspruch 37.

Das erfindungsgemäße System zur Ausbildung einer Vakuumumgebung weist eine Arbeitskammer, eine Vakuumeinrichtung zur Erzeugung eines Vakuums in der Arbeitskammer, eine Druckmesseinrichtung zur Bestimmung eines Kammerdrucks in der Arbeitskammer und eine Restgasanalyseeinrichtung zur Bestimmung eines Restgasspektrums eines Restgases in dem Vakuum auf. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 35 vorgesehen, um die Restgasanalyseeinrichtung zur Bestimmung eines Restgasspektrums in dem Vakuum zu kalibrieren.

Bei dem erfindungsgemäßen System kann durch die Vorrichtung die Restgasanalyseeinrichtung dergestalt kalibriert werden, dass das Restgasspektrum des Restgases in dem Vakuum der Arbeitskammer besonders zuverlässig und reproduzierbar bestimmbar ist. Ein derartiges System bietet ferner den Vorteil, dass unterschiedliche Arten von Vorrichtungen und Einrichtungen innerhalb der Arbeitskammer angeordnet sein können, deren Reinheitszustand und Betriebszustand durch die Restgasanalyseeinrichtung determiniert werden kann.

Die Vorrichtung zur Zuführung des Kalibriergases in die Arbeitskammer des Systems kann vorzugsweise derart gestaltet sein, wie dies vorstehend bezüglich der Vorrichtung bereits beschrieben wurde.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Systems kann vorgesehen sein, dass die Arbeitskammer ausgebildet ist um wenigstens einen Teil einer Projektionsbelichtungsanlage aufzunehmen.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Arbeitskammer ausgebildet ist um Teile und/oder Module einer Projektionsbelichtungsanlage aufzunehmen.

So kann die Arbeitskammer dazu vorgesehen sein, einzelne Komponente, Subkomponenten, Befestigungsmittel, Prozesshilfsmittel und/oder Bauteile, insbesondere optische Elemente, ganz besonders bevorzugt Spiegel, aufzunehmen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Qualifizierung der besagten Komponenten hinsichtlich eines Potentials zu einer Ausgasung eines Restgases beispielsweise vor einer Auslieferung besonders zuverlässig erfolgen.

Eine derartige Arbeitskammer stellt ferner einen vorteilhaften Arbeitsraum für einen mit der Projektionsbelichtungsanlage durchzuführenden beispielsweise lithographisch-optischen Prozess dar. Der optische Prozess, welcher in der erfindungsgemäßen Arbeitskammer durchführbar ist, profitiert insbesondere von dem im Rahmen der erfindungsgemäßen Arbeitskammer besonders zuverlässig zu bestimmenden Restgasspektrum.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Projektionsbelichtungsanlage um eine EUV- Projektionsbelichtungsanlage. Vorzugsweise sind alle Optiken, insbesondere alle Spiegel der EUV- Projektionsbelichtungsanlage, in der Arbeitskammer angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die gesamte Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in der Arbeitskammer angeordnet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn das Restgasanalyseverfahren kalibriert wird, bevor Teile der Projektionsbelichtungsanlage oder die Projektionsbelichtungsanlage in die Arbeitskammer verbracht werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Projektionsbelichtungsanlage gemäß Anspruch 39.

Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie weist ein Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik auf, welche wenigstens ein optisches Element aufweist. Wenigstens eines der optischen Elemente ist in einer ein Vakuum aufweisenden Arbeitskammer angeordnet. Restgase in dem Vakuum in der Arbeitskammer sind mittels eines Restgasanalyseverfahrens bestimmt und/oder bestimmbar, welches mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 kalibriert ist und/oder es ist eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 35 vorgesehen, um eine Restgasanalyseeinrichtung zur Bestimmung eines Restgasspektrums in der Arbeitskammer zu kalibrieren.

Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage hat hierbei den Vorteil, dass der Arbeitszustand der Projektionsbelichtungsanlage mittels eines Restgasanalyseverfahrens zuverlässig und reproduzierbar bestimmt werden kann, da das Restgasanalyseverfahren mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, vorzugsweise vor einem Verbringen der Projektionsbelichtungsanlage oder Teilen bzw. Modulen der Projektionsbelichtungsanlage in die Arbeitskammer, kalibriert wurde. Hierdurch ist das Restgasanalyseverfahren besonders zuverlässig und kann Restgase in dem Vakuum in der Arbeitskammer besonders zuverlässig bestimmen. Die hierbei bestimmte Zusammensetzung der Restgase in dem Vakuum gibt daher besonders zuverlässig Aufschluss über beispielsweise einen Reinheitsgrad und/oder ein Altern und/oder eine Ausgasung aus Bestandteilen der Projektionsbelichtungsanlage.

Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung, die erfindungsgemäße Kalibriersubstanz, das erfindungsgemäße System und die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung, die erfindungsgemäße Kalibriersubstanz, das erfindungsgemäße System und die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage, genannt wurden, können auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.

Es zeigen schematisch:

Figur 1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage;

Figur 2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;

Figur 3 eine prinzipmäßige Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Systems;

Figur 4 eine prinzipmäßige Darstellung eines Kalibrierrestgasspektrums;

Figur 5 eine blockdiagrammartige Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Figur 6 eine prinzipmäßige Darstellung eines Normspektrums in einem Spektralbereich von 0 bis

200 atomaren Masseneinheiten.

Figur 1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 für die Halbleiterlithographie, für die die Erfindung bevorzugt Anwendung finden kann. Insbesondere kann die Erfindung dadurch Anwendung finden, dass wenigstens ein optisches Element der Projektionsbelichtungsanlage in einer ein Vakuum aufweisenden Arbeitskammer 3 angeordnet ist, wobei Restgase in dem Vakuum in der Arbeitskammer 3 mittels eines Restgasanalyseverfahrens bestimmt sind, welches mit einem Verfahren kalibriert ist und/oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 vorgesehen ist, um eine Restgasanalyseeinrichtung 2 zur Bestimmung eines Restgasspektrums in der Arbeitskammer 3 zu kalibrieren.

Ein Beleuchtungssystem 401 der Projektionsbelichtungsanlage 400 weist neben einer Strahlungsquelle 402 eine Optik 403 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 404 in einer Objektebene 405 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 404 angeordnetes Retikel 406, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 407 gehalten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 408 dient zur Abbildung des Objektfeldes 404 in ein Bildfeld 409 in einer Bildebene 410. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 406 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 409 in der Bildebene 410 angeordneten Wafers 411 , der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 412 gehalten ist. Die Strahlungsquelle 402 kann EUV-Strahlung 413, insbesondere im Bereich zwischen 5 Nanometer und 30 Nanometer, insbesondere 13,5 nm, emittieren. Zur Steuerung des Strahlungswegs der EUV-Strahlung 413 werden optisch verschieden ausgebildete und mechanisch verstellbare optische Elemente eingesetzt. Die optischen Elemente sind bei der in Figur 1 dargestellten EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 als verstellbare Spiegel in geeigneten und nachfolgend nur beispielhaft erwähnten Ausführungsformen ausgebildet.

Die mit der Strahlungsquelle 402 erzeugte EUV-Strahlung 413 wird mittels eines in der Strahlungsquelle 402 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass die EUV-Strahlung 413 im Bereich einer Zwischenfokusebene 414 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor die EUV-Strahlung 413 auf einen Feldfacettenspiegel 415 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 415 wird die EUV-Strahlung 413 von einem Pupillenfacettenspiegel 416 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 416 und einer optischen Baugruppe 417 mit Spiegeln 418, 419, 420 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 415 in das Objektfeld 404 abgebildet.

In Figur 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist ein Beleuchtungssystem 103, eine Retikelstage 104 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 105, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 102 bestimmt werden, einen Waferhalter 106 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 102 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich ein Projektionsobjektiv 107, mit mehreren optischen Elementen 108, die über Fassungen 109 in einem Objektivgehäuse 140 des Projektionsobjektivs 107 gehalten sind, auf.

Die optischen Elemente 108 können als einzelne refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente 108, wie z. B. Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, ausgebildet sein.

Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Projektionsbelichtungsanlage 100 sieht vor, dass die in das Reti- kel 105 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 102 abgebildet werden.

Das Beleuchtungssystem 103 stellt einen für die Abbildung des Retikels 105 auf den Wafer 102 benötigten Projektionsstrahl 111 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 103 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 111 beim Auftreffen auf das Retikel 105 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.

Mittels des Projektionsstrahls 111 wird ein Bild des Retikels 105 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 107 entsprechend verkleinert auf den Wafer 102 übertragen. Dabei können das Retikel 105 und der Wafer 102 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 105 auf entsprechende Bereiche des Wafers 102 abgebildet werden.

Ein Luftspalt zwischen dem letzten optischen Element 108, bzw. der letzten Linse und dem Wafer 102 kann durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithografische Auflösung auf.

Figur 3 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Zuführung eines Kalibriergases 4 zu einem Vakuum in einer Arbeitskammer 3 zur Kalibration einer Restgasanalyseeinrichtung 2 zur Bestimmung eines Restgasspektrums eines Vakuums in einer Arbeitskammer 3.

Die Vorrichtung 1 führt dem Vakuum in der Arbeitskammer 3 ein Kalibriergas 4 zu, wobei das Kalibriergas 4 aus einem Einzelgas 5 besteht oder die Vorrichtung 1 das Kalibriergas 4 aus mehreren Einzelgasen 5 mischt. Die Vorrichtung 1 weist hierzu wenigstens ein Behältnis 6 zur Aufnahme wenigstens einer Kalibriersubstanz 7, welche ein Einzelgas 5 zur Verfügung stellt, auf. Ferner weist die Vorrichtung 1 wenigstens eine Dosiereinrichtung 8 zur Dosierung des in dem Behältnis 6 befindlichen Einzelgases 5 und wenigstens eine Zuleitung 9 von dem Behältnis 6 zu der Arbeitskammer 3, aufweist.

Die Zuleitung 9 von dem Behältnis 6 zu der Arbeitskammer 3 ist mit der Arbeitskammer 3 vakuumdicht verbunden.

Insofern das Kalibriergas 4 aus einem Einzelgas besteht, kann es im Ausführungsbeispiel ausreichend sein, wenn ein Behältnis 6 und eine Dosiereinrichtung 8 vorgesehen sind. Insofern vorgesehen ist, dass das Kalibriergas 4, wie im Ausführungsbeispiel in Figur 3 dargestellt, aus mehreren Einzelgasen 5 mischt, ist vorzugsweise für jedes der Einzelgase 5 ein eigenes Behältnis 6 zur Aufnahme wenigstens einer Kalibriersubstanz 7 und eine eigene Dosiereinrichtung 8 vorgesehen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Dosiereinrichtung 8 zur Dosierung zweier oder mehrerer Einzelgase 5 vorgesehen ist.

Im Ausführungsbeispiel sind exemplarisch drei Behältnisse 6 zur Aufnahme wenigstens einer Kalibriersubstanz 7 vorgesehen, die jeweils ein Einzelgas 5 zur Verfügung stellen. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht begrenzt.

Die Arbeitskammer 3 umfasst ferner eine Vakuumeinrichtung 10 zur Erzeugung eines Vakuums und eine Druckmesseinrichtung 11 zur Bestimmung eines Kammerdrucks.

Die Vorrichtung 1 ist hierbei eingerichtet, um aus dem der Arbeitskammer 3 zugeführten Kalibriergas 4 ein Kalibrierrestgasspektrum 15 zu bestimmen. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung 1 eine, vorzugsweise mit der Restgasanalyseeinrichtung 2 verbundene, Schnittstelle (nicht dargestellt) zum Empfang des Kalibrierrestgasspektrums 15 aufweisen.

Der Kammerdruck in der Arbeitskammer 3 ist im Ausführungsbeispiel mittels der Dosiereinrichtung 8 einstellbar. Die Dosiereinrichtungen 8 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Regeldosiereinrichtung 12, zur Regelung der Einleitung des Einzelgases 5 in die Arbeitskammer 3 und eine nachgeschaltete Absperrdosiereinrichtung 13, um eine Verbindung zwischen der Zuleitung 9 und dem Behältnis 6 zu öffnen oder zu schließen.

Ferner ist im Ausführungsbeispiel eine (nicht dargestellte) Recheneinrichtung vorgesehen, um ein Normspektrum 14 dadurch zu bestimmen, dass ein Leerrestgasspektrum von einem Kalibrierrestgasspektrum 15 abgezogen wird und durch einen Basiswert, welcher sich vorzugsweise aus einer Differenz zwischen dem Kammerdruck und einem Leerkammerdruck ergibt, welche durch einen Normdruck geteilt wird, dividiert wird.

Der Leerkammerdruck ist hierbei derjenige Druck, welcher vor unmittelbar vor und/oder während und/oder unmittelbar nach der Bestimmung des Leerrestgasspektrums in der Arbeitskammer 3 herrscht.

Der Normdruck ist hierbei beispielsweise ein eingestellter Zielkammerdruck und/odereinen anderen Druckwert.

Das Leerrestgasspektrum, das heißt das Spektrum, das sich in dem Vakuum der Arbeitskammer 3 befindet, bevor das Kalibriergas 4 eingeleitet wird, wird vorzugsweise ermittelt, bevor das Kalibriergas 4 in die Arbeitskammer 3 eingeleitet wird.

Ferner ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel eine (nicht dargestellte) Referenzrecheneinrichtung vorgesehen, um das Normspektrum 14 mit Normspektren anderer Restgasanalyseeinrichtungen und/odereinem Referenz-Normspektrum einer Referenz-Restgasanalyseeinrichtung zu vergleichen.

Die nicht dargestellte Recheneinrichtung bzw. die nicht dargestellte Referenzrecheneinrichtung können als Teile der Restgasanalyseeinrichtung 2 und/oder als Teile der Vorrichtung 1 ausgebildet sein und gegebenenfalls miteinander kommunizieren, um Daten bzw. die bestimmten Spektren auszutauschen. Hierfür können entsprechend dafür geeignete drahtlose oder drahtgebundene Schnittstellen vorgesehen sein. Dies ist im Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt.

In dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine in der Vorrichtung 1 verwendete Kalibriersubstanz 7 ein flüssiger Kohlenwasserstoff und das Einzelgas 5, welches sich in der Gasphase über der flüssigen Kalibriersubstanz 7 in dem Behältnis 6 befindet, ist aus der Kalibriersubstanz 7 ausgegast. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die in das Behältnis 6 aufgenommene Kalibriersubstanz 7 eine andere Flüssigkeit und/oder ein Gemisch aus flüssigen Kohlenwasserstoffen ist. Die in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichneten Einzelgase 5 sind als prinzipmäßige Moleküle dargestellt, welche sich in einer Gasphase über der flüssigen Kalibriersubstanz 7 befinden.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die in das Behältnis 6 aufgenommene Kalibriersubstanz 7 ein Feststoff ist.

Ebenso kann alternativ vorgesehen sein, dass die wenigstens eine in das Behältnis 6 aufgenommene Kalibriersubstanz 7 ein Gas ist.

Insofern, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, das Kalibriergas 4 aus mehreren Einzelgasen 5 zusammengesetzt ist, kann vorgesehen sein, dass die Kalibriersubstanzen 7, aus denen das Einzelgas 5 ausgast, sich jeweils in einem identischen Aggregatzustand befinden. Es ist jedoch auch möglich, dass in den Behältnissen 6 Kalibriersubstanzen angeordnet sind, deren Aggregatzustand nicht identisch ist.

Grundsätzlich ist es im Ausführungsbeispiel auch möglich, dass in einem Behältnis 6 mehrere Kalibriersubstanzen 7, vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, im selben Aggregatzustand enthalten sind. Das heißt, ein Einzelgas 5 kann auch aus mehreren Kalibriersubstanzen 7 in dem Behältnis 6 ausgasen.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Kalibriersubstanzen 7 Kohlenwasserstoffe mit einer Molekülmasse von 1 bis 200 atomaren Masseneinheiten auf.

Die Kohlenwasserstoffe in den Einzelgasen 5 sind unter den in der Arbeitskammer 3 herrschenden Bedingungen chemisch inert, bilden mithin ein chemisch inertes Kalibriergas 4 aus.

Insbesondere besteht das Kalibriergas 4 aus den Einzelgasen 5, welche wenigstens annähernd ausschließlich Kohlenwasserstoffmoleküle der gleichen Art aus der Kalibriersubstanz 7, sowie Bruchstücke der Kohlenwasserstoffmoleküle aus der Kalibriersubstanz 7, aufweisen.

Nicht dargestellt aber vorgesehen ist, dass die Arbeitskammer 3 dazu eingerichtet ist, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie mit einem Beleuchtungssystem 103, 401 mit einer Strahlungsquelle 402 sowie einer Optik 107, 403, 408 aufzunehmen, welche wenigstens ein optisches Element 108, 415, 416, 418, 419, 420, aufweist.

Die Arbeitskammer 3, die Vakuumeinrichtung 10 zur Erzeugung eines Vakuums in der Arbeitskammer 3, die Druckmesseinrichtung 11 zur Bestimmung des Kammerdrucks und/oder des Leerkammerdrucks in der Arbeitskammer 3 und die Restgasanalyseeinrichtung 2 zur Bestimmung eines Restgasspektrums eines Restgases in dem Vakuum stellen ein System zur Ausbildung einer Vakuumumgebung dar. Figur 4 zeigt eine prinzipmäßige Darstellung eines Kalibrierrestgasspektrums 15. Hierbei ist auf einer senkrechten y-Achse eine Intensität und auf einer waagrechten x-Achse eine Molekülmasse in atomaren Masseeinheiten aufgetragen.

In dem Kalibrierrestgasspektrum 15 sind Einzelgaspeaks 15a dargestellt, welche sich aus den Beiträgen der Einzelgase 5 zu dem Kalibrierrestgasspektrum 15 ergeben. Die Einzelgase 5 sind über den Einzelgaspeaks 15a durch die die Einzelgase 5 vertretenden Symbole aus Figur 3 dargestellt. Einzelgase 5 erzeugen innerhalb eines definierten Druckbereichs des Kammerdrucks spezifische Peaks in dem Kalibrierrestgasspektrum 15 mit charakteristischer Lage und Intensität.

Figur 5 zeigt eine blockdiagrammartige Darstellung eines möglichen Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein Verfahren zur Kalibration eines Restgasanalyseverfahrens zur Bestimmung eines Restgases in einem Vakuum der Arbeitskammer 3, wonach eine Zusammensetzung des Restgases mittels des Restgasanalyseverfahrens durch ein Restgasspektrum charakterisiert wird, lässt sich mit Hilfe der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung 1 besonders vorteilhaft umsetzen.

Bei dem Verfahren wird dem Vakuum in der Arbeitskammer 3 ein Kalibriergas 4 zugeführt, welches ein molekulares Massenvorkommen aufweist, das zumindest ein zu erwartendes molekulares Massenvorkommen des Restgases wenigstens näherungsweise umfasst. Ferner wird aus dem der Arbeitskammer 3 zugeführten Kalibriergas 4 ein Kalibrierrestgasspektrum 15 bestimmt, wobei zur Kalibration des Restgasanalyseverfahrens das Kalibrierrestgasspektrum 15 berücksichtigt wird.

Hierzu wird in einem ersten Block 16 ein Leerrestgasspektrum eines Vakuums der Arbeitskammer 3 sowie vorzugsweise ein Leerkammerdruck bestimmt.

In einem zweiten Block 17 wird mittels der Dosiereinrichtungen 8 dem Vakuum der Arbeitskammer 3 wenigstens ein Einzelgas 5 zugeführt bis ein stabiler Kammerdruck erreicht ist, welcher vorzugsweise zehnfach größer als der Leerkammerdruck aus dem Block 16 ist.

In einem dritten Block 18 wird ein Kalibrierrestgasspektrum 15 bestimmt.

In einem vierten Block 19 wird ein Differenzspektrum zwischen dem Kalibrierrestgasspektrum 15 und dem Leerrestgasspektrum bestimmt.

In einem fünften Block 20 wird das Differenzspektrum auf einen Basiswert normiert, woraus sich das Normspektrum 14 ergibt. Im Ausführungsbeispiel wird der Basiswert vorzugsweise aus dem am Ende des Blocks 17 erreichten stabilen Kammerdruck, von welchem der Leerkammerdruck abgezogen wird, errechnet, indem die Differenz zwischen dem Kammerdruck und dem Leerkammerdruck durch den Normdruck geteilt wird.

In einem sechsten Block 21 wird eine relative spektrale Sensitivität des Restgasanalyseverfahrens aus dem Normspektrum 14 dadurch bestimmt, dass das Normspektrum 14 mit einem Referenz-Normspektrum, welches mittels eines Referenz-Restgasanalyseverfahrens bestimmt wurde, welches mit demselben Kalibriergas 4 erstellt wurde, verglichen wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass zur Bestimmung der relativen spektralen Sensitivität lediglich einzelne spektrale Bereiche des Normspektrums 14 mit entsprechenden spektralen Bereichen des Referenz-Normspektrums verglichen werden.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Normspektrum 14 und das Referenz-Normspektrum durcheinander dividiert werden.

Das vorstehend für das Normspektrum 14 beschriebene Vorgehen zum Vergleich mit dem Referenz- Normspektrum eignet sich ebenso für einen Vergleich des Differenzspektrums mit dem Referenz-Differenzspektrums.

Zu einer vorteilhaft homogenen Verteilung der molekularen Bestandteile des Kalibriergases 4 wird in vorliegendem Ausführungsbeispiel das Kalibriergas 4 aus mehreren Einzelgasen 5 gemischt.

In vorliegendem Ausführungsbeispiel werden dem Vakuum der Arbeitskammer 3 die drei Einzelgase 5 derart zugeführt, dass durch die mehreren Dosiereinrichtungen 8 der Druck in der Arbeitskammer 3 inkrementeil erhöht wird bis der angestrebte Kammerdruck erreicht wird. Hierbei ergibt sich jedes Druckinkrement aus der Zuführung eines der mehreren Einzelgase 8 mittels der Dosiereinrichtungen 8.

Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Ausführung der Blöcke in der in Figur 5 dargestellten chronologischen Reihenfolge.

Figur 6 zeigt eine prinzipmäßige Darstellung eines Normspektrums 14, welches mit einem Restgasanalyseverfahren, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert wurde, bestimmt wurde.

Das in der Figur 6 dargestellte Normspektrum 14 weist einen ersten Kennbereich 22 auf, welcher Molekülmassen zwischen 1 und 44 atomaren Masseneinheiten umfasst.

Das dargestellte Normspektrum 14 umfasst ferner einen zweiten Kennbereich 23, welcher Molekülmassen zwischen 45 und 100 atomaren Masseneinheiten umfasst.

Das dargestellte Normspektrum 14 weist ferner einen dritten Kennbereich 24 auf, welcher Molekülmassen zwischen 101 und 200 atomaren Masseneinheiten umfasst. Der erste Kennbereich 22 umfasst Wasser sowie relativ leichte molekulare Spezies.

Der zweite Kennbereich 23 umfasst sogenannte leichte Kohlenwasserstoffe bzw. light hydrocarbons bzw. LHCs auf. Der dritte Kennbereich 24 umfasst somit Molekülmassen von sogenannten schweren Kohlenwasserstoffen bzw. heavy hydrocarbons bzw. HHCs.

In vorliegendem Ausführungsbeispiel werden aus dem ersten Kennbereich 22, dem zweiten Kennbereich 23 und dem dritten Kennbereich 24 Integralwerte bestimmt, welche mit Referenz-Integralwerten derselben Kennbereiche eines Referenz-Normspektrums verglichen werden.

Alternativ und/oder zusätzlich kann auch eine Bestimmung von Strukturfaktoren in den Kennbereichen vorgesehen sein, welche mit Referenz-Strukturfaktoren derselben Kennbereiche eines Referenz-Normspekt- rums verglichen werden.

In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist das Restgasanalyseverfahren eine Massenspektrometrie. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Restgasanalyseverfahren eine Röntgenphotoelektronenspektroskopie ist.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist derart zu verstehen, dass dieses sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße System und eine beispielhafte Projektionsbelichtungsanlage sowie auch die Verwendung einer geeigneten Kalibriersubstanz offenbart.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass dieses für Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße System eignen sich, um die Restgase unterschiedlicher Arbeitskammern bzw. darin befindlicher Anlagen und Materialien zu bestimmen, das Ausführungsbeispiel ist entsprechend zu verstehen.

Bezugszeichenliste:

1 Vorrichtung

2 Restgasanalyseeinrichtung

3 Arbeitskammer

4 Kalibriergas

5 Einzelgas

6 Behältnis

7 Kalibriersubstanz

8 Dosiereinrichtung

9 Zuleitung

10 Vakuumeinrichtung

11 Druckmesseinrichtung

12 Regeldosiereinrichtung

13 Absperrdosiereinrichtung

14 Normspektrum

15 Kalibrierrestgasspektrum

15a Einzelgaspeak

16 Erster Block

17 Zweiter Block

18 Dritter Block

19 Vierter Block

20 Fünfter Block

21 Sechster Block

22 Erster Kennbereich

23 Zweiter Kennbereich

24 Dritter Kennbereich

100 Projektionsbelichtungsanlage

102 Wafer

103 Beleuchtungssystem

104 Retikelstage

105 Retikel Waferhalter

Projektionsobjektiv

Optisches Element

Fassung

Projektionsstrahl

Objektivgehäuse

Projektionsbelichtungsanlage

Beleuchtungssystem

Strahlungsquelle

Optik

Objektfeld

Objektebene

Retikel

Retikelhalter

Projektionsoptik

Bildfeld

Bildebene

Wafer

Waferhalter

EUV-Strahlung

Zwischenfokusebene

Feldfacettenspiegel

Pupillenfacettenspiegel

Optische Baugruppe

Spiegel

Spiegel

Spiegel