DE102006036488A1 - Optisches System, insbesondere Projektionsobjektiv in der Mikrolithographie - Google Patents
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Abstract
Bei einem optischen System, insbesondere Projektionsobjektiv in der Mikrolithographie, mit einem Gehäuse 10, welches aus mindestens zwei einzelnen Gehäuseteilen 10a zusammengesetzt ist, mindestens einem optischen Element 8, welches sich in dem Gehäuse 10 befindet, strömt durch mindestens eine Einlassöffnung Spülgas in das Gehäuse, wobei das Spülgas eine erste Konzentration von Wassermolekülen am Gaseinlass und eine zweite Konzentration von Wassermolekülen innerhalb des Gehäuses aufweist, welche gegenüber der ersten Konzentration erhöht ist, wobei die Differenz zwischen der zweiten Konzentration und der ersten Konzentration mehr als 0,5 ppm beträgt. Ein Material, welches Wassermoleküle durch Physisorption oder Chemisorption bindet, ist in dem Gehäuse so angeordnet, dass es wenigstens einen Teil der Wassermoleküle innerhalb des Gehäuses bindet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein optisches System, insbesondere Projektionsobjektiv in der Mikrolithographie zur Herstellung von Halbleiterelementen, mit in einem Gehäuse angeordneten optischen Elementen und weiteren Bauteilen.
- Optische Systeme sind im allgemeinen aus Konstruktionsmaterialien aufgebaut, welche mehr oder weniger ausgasen. Durch dieses Ausgasen kommt es zu Kontamination, welche z.B. in einem Spülgas, mit dem das optische System gespült und von der Umgebung abgeschirmt wird, mittransportiert wird. Die ausgegasten Kontaminationen können sich dadurch insbesondere auf optischen Flächen absetzen und führen damit zu einer Beeinträchtigung der Abbildungsqualität. Neben einem Ausgasen von Konstruktionsmaterialien, wie z.B. Fassungen oder Motoren, Aktuatoren, Manipulatoren, Sensoren, Klebeverbindungen und dergleichen, kann auch Kontamination von außen her über das Spülgas eingebracht werden.
- Wenn darüber hinaus das Objektivgehäuse aus mehreren einzelnen Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, besteht auch die Gefahr, dass durch die Spalte zwischen den einzelnen Gehäuseteilen schädliches Gas difundiert.
- Um die nachteiligen Kontaminationen auf optischen Oberflächen der optischen Elemente zu vermeiden, ist es bereits bekannt, während des Betriebes oder auch in Betriebspausen aus dem Spülgasstrom und/oder aus dem Innenraum des Objektives die Kontamination abzuscheiden oder auch in unschädliche Bestandteile zu zerlegen oder umzuwandeln.
- Zum allgemeinen Stand der Technik hiefür wird z.B. auf die
EP 0 997 761 A1 ; dieUS 2004/0008328 A1 , dieUS 2002/0109826 A1 ; dieUS 2001/0055099 A1 , dieUS 6,671,033 B2 , dieUS 6,288,769 B1 , dieJP 10112429 JP 08017705 JP 11154640 US 5,508,528 sowie allgemein auf dieJP 11111593 US 5,602,683 , dieUS 5,430,303 , dieUS 5,696,623 , dieUS 5,685,895 , dieUS 5,166,530 und die ältereUS 11/057,311 - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verschiedene Mittel bereit zu stellen, mit denen Kontamination zuverlässig und mit relativ einfachen Mitteln an optischen Elementen vermieden werden kann.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem optischen System, insbesondere bei einem Projektionsobjektiv, durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
- Diese Lösung betrifft ein Gehäuse, das aus mindestens zwei einzelnen Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, wobei zum Beispiel durch die Spalte zwischen den Gehäuseteilen und/oder andere Leckstellen Gas difundieren kann.
- Eine zweite Lösung ist in Anspruch 4 aufgezeigt.
- Diese Lösung betrifft ein Gehäuse, wobei im inneren des Gehäuses durch Bauelemente oder Materialien schädliche Ausgasungen entstehen.
- In Anspruch 7 ist eine dritte Lösung aufgezeigt.
- Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Materialien oder Mittel im Inneren des Gehäuses oder auch im Spülgasstrom kann mit einer entsprechenden Wahl und Lage der Materialien oder Mittel erreicht werden, dass Kontamination an den optischen Elementen beseitigt wird oder im Bedarfsfalle sogar – je nach Anordnung und Ausbildung der Materialien – überhaupt keine Kontamination entsteht. Dabei ist die Anordnung und die Ausgestaltung bzw. Wahl der Materialien oder Mittel erfindungsgemäß individuell entsprechend den Anforderungen zu treffen. So können z.B. ein oder mehrere Materialien oder Mittel sowohl im Gehäuse als auch im Spülgasstrom angeordnet werden.
- Auch die Wahl der Materialien oder Mittel und deren Wirkungsweise kann frei gewählt werden. So sind z.B. Mittel möglich, die durch Adsorption physikalisch wirken, ebenso wie chemische Materialien oder Mittel, die z.B. Kontamination in unschädliche Bestandteile zerlegen oder umwandeln. Auch hier ist eine Kombination von verschiedenen Materialien oder Mittel möglich.
- Die Materialien oder Mittel können erfindungsgemäß an beliebiger Stelle im Innenraum des Objektivgehäuses angeordnet sein. Vorzugsweise wird man hier Stellen wählen, die außerhalb des Strahlweges liegen. Darüber hinaus ist eine Anordnung der Materialien oder Mittel insbesondere an Stellen von Vorteil, an denen die größte Gefahr von Kontamination, z.B. durch Ausgasen entsteht. Dies gilt z.B. für Aktuatoren, Motoren, Klebeverbindungen und dergleichen.
- Hier kann in einer sehr vorteilhaften Ausbildung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass derartige ausgasenden Bauteile vom übrigen Innenraum durch eine Abkapselung getrennt werden. In dem auf diese Weise geschaffenen separaten Raum kann dann wenigstens ein erfindungsgemäßes Material oder Mittel angeordnet werden, wodurch Kontamination bereits am Ort des Anfanges beseitigt und auf diese Weise vermieden wird, dass sich die Kontamination im übrigen Innenraum des Gehäuses ausbreiten kann.
- Zur Bindung von Kontamination werden je nach Art der auftretenden Kontamination entsprechende Materialien und Mittel eingesetzt. Zur Bindung von Wasserdampf hat sich zum Beispiel Zeolith, Silikagel oder ein Molekularsieb als geeignet herausgestellt, welche von außen eindringenden Wasserdampf entsprechend binden.
- Zur Bindung von Ausgasungen von im Inneren des Gehäuses ange ordneten Bauelementen oder Materialien, wobei die Kontamination hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen besteht, haben sich Übergangsmetalle oder Übergangsmetalloxide als geeignet herausgestellt. Gleiches gilt auch für Aktivkohle.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen, Mittel und Materialien ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.
- Es zeigt:
-
1 eine Prinzipdarstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Projektionsobjektiv in der Mikrolithographie; -
2 ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv mit einer Ionengetterpumpe zur Beseitigung von Kontamination; -
3 ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv mit einer Kühleinrichtung und einer Ausheizeinrichtung zur Beseitigung von Kontamination; -
4 ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv mit einer Wasserfalle und Filter/Katalysator zur Beseitigung von Kontamination; -
5 ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv mit einer Trägerplatte für Mittel zur Beseitigung von Kontamination; -
6 Beispiele für die Anordnung von Mitteln zur Beseitigung und/oder Vermeidung von Kontamination im Inneren des Objektives; und -
7 ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv mit einem abgekapselten Verstellantrieb für ein optisches Ele ment. - In
1 ist eine Projektionsbelichtungsanlage1 für die Mikrolithographie dargestellt. Diese dient zur Belichtung von Strukturen auf ein mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als Wafer2 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie z.B. Computerchips. - Die Projektionsbelichtungsanlage
1 besteht dabei im wesentlichen aus einer Beleuchtungseinrichtung3 , einer Einrichtung4 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer gitterartigen Struktur versehenen Maske, einem sogenannten Reticle5 , durch welches die späteren Strukturen auf dem Wafer2 bestimmt werden, einer Einrichtung6 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers2 und einer Abbildungseinrichtung, nämlich einem Projektionsobjektiv7 , mit mehreren optischen Elementen, wie z.B. Linsen8 , die über Fassungen9 in einem Objektivgehäuse10 des Projektionsobjektives7 gelagert sind. - Das Objektivgehäuse
10 kann einstückig ausgebildet sein, oder – wie es häufig der Fall ist und wie hier dargestellt – es besteht aus mehreren einzelnen Gehäuseteilen10a , wie zum Beispiel mehreren Ringen mit ein oder mehreren in Fassungen9 angeordneten optischen Elementen8 , die einen zylinderförmigen Aufbau ergeben, wobei die einzelnen Gehäuseteile10a miteinander verschraubt sind. Bei einem Zusammenbau des Objektivgehäuses aus mehreren einzelnen Gehäuseteilen10a besteht die Gefahr, dass durch die Spalte zwischen den einzelnen Gehäuseteilen10a gasförmige Bestandteile von außen her in den Innenraum des Gehäuses difundieren können. Gleiches gilt für andere Leckstellen. - Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die in das Reticle
5 eingebrachten Strukturen auf den Wafer2 verkleinert abgebildet werden. - Nach einer erfolgten Belichtung wird der Wafer
2 in Pfeilrichtung weiterbewegt, sodass auf demselben Wafer2 eine Vielzahl von einzelnen Feldern, jeweils mit der durch das Reticle5 vorgegebenen Struktur, belichtet wird. Aufgrund der schrittweisen Vorschubbewegung des Wafers2 in der Projektionsbelichtungsanlage1 wird diese häufig auch als Stepper bezeichnet. - Die Beleuchtungseinrichtung
3 stellt einen für die Abbildung des Reticles5 auf dem Wafer2 benötigten Projektionsstrahl11 , beispielsweise Licht oder eine ähnliche elektromagnetische Strahlung, bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in der Beleuchtungseinrichtung3 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl11 beim Auftreffen auf das Reticle5 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist. - Über den Projektionsstrahl
11 wird ein Bild des Reticles5 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv7 entsprechend verkleinert auf den Wafer2 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Das Projektionsobjektiv7 weist eine Vielzahl von einzelnen refraktiven, diffraktiven und/oder reflexiven optischen Elementen, wie z.B. Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen auf. -
2 zeigt ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv, in welchem eine Ionengetterpumpe20a angeordnet ist. Anstelle der Ionengetterpumpe20a oder zusätzlich kann auch eine Ultraviolett-Lichteinrichtung20b (gestrichelte Darstellung in2 ) vorgesehen sein. Das Prinzip der Abscheidung von Verunreinigungen mit einer Ionengetterpumpe20a oder einer Ultraviolett-Lichteinrichtung20b ist grundsätzlich aus der Vakuumtechnik bzw. Lichttechnik bereits bekannt, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. -
3 zeigt ausschnittsweise eine Kühleinrichtung21 als Mittel zur Abscheidung von Kontamination aus dem Innenraum des Objektives. In diesem Fall wird das in den Innenraum des Objektives einströmende Gas durch die Kühleinrichtung21 geleitet. In der Kühleinrichtung21 wird Kontamination aus dem Gas durch Ausfrieren in flüssiger oder fester Form abgeschieden und kann dann auf einfache Weise entfernt werden. Als Kühlmedium kann z.B. flüssiger Stickstoff verwendet werden. Alternativ dazu oder auch zusätzlich – gegebenenfalls an einer anderen Stelle in dem Objektiv – kann auch eine Ausheizeinrichtung22 vorgesehen sein, in der im Spülgasstrom oder im Innenraum des Objektives vorhandene Verunreinigungen abgedampft werden und anschließend weggespült werden, was z.B. über ein vorher zu diesem Zweck zugeführtes Reinigungsgas erfolgen kann. - In der
4 ist ebenfalls ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv dargestellt mit einem chemischen Filter, Katalysator oder einem Molekularsieb23 (gestrichelte Darstellung), wobei eine Beseitigung von Kontamination durch ein entsprechendes Material auf chemische Weise, z.B. durch eine Zerlegung in Bestandteile und/oder durch eine chemische Umwandlung erfolgt. Hierzu können z.B. Filter mit einem Ionenaustauschmaterial verwendet werden. Gleiches gilt für Katalysatoren, die auf die Kontamination einwirken. Bei Verwendung eines Molekularsiebs erfolgt die Bindung von Wasserdampf durch eine Mikrokristallstruktur. - Als chemischer Reaktionspartner zur Beseitigung von Kontamination kann z.B. auch Ozon in den Innenraum des Objektives und/oder den Spülgasstrom eingeleitet werden.
- Eine weitere Alternative oder zusätzliche Möglichkeit für ein Mittel zur Beseitigung von Kontamination besteht darin, eine sogenannte Wasserdampffalle
23a (siehe ebenfalls4 ) vorzusehen. Die Wasserdampffalle23a kann z.B. aus Kalziumkarbid, Silikagel oder anderen chemischen Elementen bestehen. Kalziumkarbid reagiert bekanntlich mit Wasser zu Kalk und Azetylen. - Die Beseitigung von Kontamination kann dabei sowohl durch Absorption als auch durch Adsorption des Wassers erfolgen. Eine derartige Wasserdampffalle
23a sollte auswechselbar sein. - Eine weitere Möglichkeit zur Abscheidung von Kontamination kann darin bestehen, in dem Spülkreisstrom, der im allgemeinen im Kreislauf geführt wird, eine zuschaltbare Bypass-Leitung
24 in dem Kreislauf vorzusehen (siehe1 ). In diesem Fall können die Mittel auf einfache Weise an einer vom Normalbetrieb des Objektives unabhängigen Stelle angeordnet werden, wodurch der Betrieb des Objektives nicht gestört wird. In einem entsprechenden Freiraum in der Bypassleitung24 sind dann in der1 nicht näher dargestellte Mittel25 zur Beseitigung von Kontamination angeordnet. Dabei sind die in den vorstehend beschriebenen Einrichtungen und weitere Mittel, die nachfolgend noch beschrieben werden, auf beliebige Weise einsetzbar. - In vorteilhafter Weise wird man die Mittel und Einrichtungen zum Beseitigen von Kontamination auswechselbar vorsehen, um diese z.B. bei einer Reparatur oder bei einem Verbrauch oder einer anderweitigen Unwirksamkeit auf einfache Weise entfernen und gegen neue oder reparierte Einrichtungen oder Mittel austauschen zu können.
- Die
5 zeigt eine Kontaminationssammeleinrichtung mit einer Trägerplatte26 , auf der ein Material27 als Kontaminationssammelmasse aufgebracht ist. Die Trägerplatte26 wird an einer geeigneten Stelle im Inneren des Objektives angeordnet, wobei sie entsprechend von Spülgas überströmt werden kann. Falls es sich bei dem Kontaminationssammelmaterial27 um ein Pulver- oder granulatförmiges Material handelt, kann dieses z.B. durch einen Vliesstoff, ein Fasergewebe28 oder dergleichen ortsfest auf der Trägerplatte26 festgehalten werden. Als Kontaminationssammelmaterial27 wird man entsprechend Material in Abhängigkeit von den zu erwartenden Kontaminationen wählen. Geeignet hierfür sind unter anderem Zellulose oder Zyklo dextrine. Selbstverständlich sind auch hier zahlreiche andere chemische Mittel einsetzbar. - Um die Wirksamkeit des Kontaminationssammelmaterials
27 zu kontrollieren und gegebenenfalls entsprechend Anpassungen und Abänderungen vornehmen zu können, kann die Trägerplatte26 auch mit einer Kontaminationsabscheidekontrolleinrichtung29 versehen werden. Die Kontaminationsabscheidekontrolleinrichtung29 kann dabei vor oder nach dem Kontaminationssammelmaterial27 angeordnet sein. Selbstverständlich kann die Kontaminationsabscheidekontrolleinrichtung29 auch an einer anderen Stelle im Objektivgehäuse liegen. Bei einer Anordnung auf der Trägerplatte26 kann diese jedoch in einfacher Weise zusammen mit dem Kontaminationssammelmaterial im Bedarfsfalle ausgewechselt werden, wobei dann die Messergebnisse entsprechend ausgewertet werden können. - Die Trägerplatte
26 kann auf beliebige Weise in dem Objektivgehäuse, vorzugsweise auswechselbar, angeordnet sein. Eine Möglichkeit hierfür besteht z.B. darin, dass sie als Magnet ausgebildet ist, wodurch sie bei einer Ausgestaltung des Objektivgehäuses aus magnetisierbarem Material auf einfache Weise an beliebiger Stelle ohne besondere Befestigungsglieder angeordnet werden kann. Die Kontaminationsabscheidekontrolleinrichtung29 wird man im allgemeinen aus einem Material herstellen bzw. wird diese ein Material aufweisen, aus dem zumindest der größte und gefährdetste Teil der optischen Elemente in dem Projektionsobjektiv besteht. Bei Verwendung von Glas für die optischen Elemente wird man entsprechend eine Glasplatte vorsehen, bei Verwendung z.B. von Kalziumfluorid entsprechend das gleiche Material. - Selbstverständlich ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Kontaminationssammelmasse
27 auf einer gesonderten Trägerplatte26 angeordnet ist. Wenn ein Kontaminationssammelmaterial27 verwendet wird, das selbst genügend stabil ist bzw. eine genügende Festigkeit besitzt, kann dieses auch selbsttragend an der gewünschten Stelle im Inneren des Objektivgehäuses angeordnet werden. -
6 zeigt drei mögliche Beispiele für die Anordnung von Mitteln zur Beseitigung und/oder Vermeidung von Kontamination im Inneren des Objektives. - Wie ersichtlich, können ein oder mehr Mittel oder Materialien zur Beseitigung und/oder Verhinderung von Kontamination an der Innenseite des Objektivgehäuses angeordnet sein. Dies kann z.B. die in der
5 dargestellte Trägerplatte26 sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Mittel oder Material25a , dessen Aufbau, Zusammensetzung und Wirkungsweise in der6 nicht näher dargestellt ist, durch eine Öffnung eingebracht und auf diese Weise bei Bedarf auch wieder daraus entfernt werden (siehe Pfeile). - Eine weitere sehr vorteilhafte Möglichkeit, Mittel oder Material zur Beseitigung und/oder Verhinderung von Kontamination im Innenraum des Objektivgehäuses vorzusehen, kann darin bestehen, dass Fassungen
30 für die optischen Elemente, z.B. für die dargestellten Linsen, teilweise bzw. abschnittsweise so ausgebildet sind, dass ein Gasstrom durch sie möglich ist. Dies kann z.B. durch eine entsprechend größere Ausgestaltung der Fassung30 selbst oder durch ein Vorsehen von sehr geringen Spalten, Kapillarbohrungen oder ähnlichem erfolgen. Sieht man dabei eine entsprechende Porosität der Fassung oder die Bohrungen nur abschnittsweise am Umfang der Fassung30 vor, wobei die Abschnitte von benachbart zueinander liegenden Fassungen30 sich gegenüberliegend angeordnet sind, dann ergibt sich eine mäanderförmige Durchströmung des Innenraumes des Projektionsobjektives, wodurch aufgrund der langen Wege des Gases eine sehr effektive Reinigung bzw. Beseitigung von Kontamination erfolgen kann. Durch Pfeile31 in der6 ist diese Strömungsart dargestellt. - Wie in der
6 auf der linken Seite gestrichelt angedeutet ist, kann ein Zwischenraum32 zwischen zwei Fassungen ebenfalls mit einem Mittel oder Material zur Beseitigung von Kontamination versehen sein. In diesem Fall erfolgt eine zwangsweise Strömung durch den Zwischenraum26 mit dem Spülgas. Das Material bzw. die Mittel, an dem sich Kontamination durch Adsorption abscheiden soll, kann dabei einen Teil oder vorzugsweise auch einen überwiegenden Teil des oder der Spalte bzw. Zwischenräume32 zwischen zwei Fassungen und Linsen ausfüllen. -
7 zeigt ausschnittsweise ein Projektionsobjektiv mit einem abgekapselten Verstellantrieb33 für ein optisches Element. Da ein elektrischer Verstellantrieb33 ausgasende Bestandteile (siehe Pfeile) aufweisen kann, ist es von Vorteil, wenn man verhindert, dass diese ausgasenden Bestandteile in den Innenraum des Objektives gelangen. Hierzu ist gemäß7 eine Abkapselung34 durch Bildung eines separaten Raumes mit entsprechenden Zwischenwänden vorgesehen. Lediglich ein lineares Stellglied35 des Verstellmotors33 ist durch eine Öffnung in den Innenraum des Objektives zur Manipulation des optischen Elementes geführt. - Wie ersichtlich, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie in den vorstehenden Figuren prinzipmäßig dargestellt, Mittel bzw. ein Material in das Projektionsobjektiv einzubringen, welche die zur Kontamination führenden organischen und anorganischen Gase dauerhaft mittels Physisorption oder Chemisorption binden. Das Material hiefür kann z.B. Zeolith, ein Molekularsieb, ein Metallgitter, Aktivkohle oder auch eine Kombination davon sein.
- Die Oberfläche des Materials sollte während des Einsatzes auch erneuerbar sein, z.B. durch erneutes Aufdampfen des Materials z.B. auf die Trägerplatte
26 . - Wenn das Material bei der Endmontage eingebaut wird, lässt sich die Standzeit des Projektionsobjektives verlängern, denn das System kann danach in Inertgasatmosphäre betrieben werden, wobei entstehende Kontamination durch die Mittel bzw. das entsprechende Material beseitigt wird.
- Damit das Gas auch durch die Mittel bzw. das Material strömt, wird man in vorteilhafter Weise ein Druckgefälle im Innenraum des Projektionsobjektives erzeugen, wobei dieses Druckgefälle den gesamten Raum umfassen kann oder auch nur zwei durch das Mittel getrennte Gasräume.
- Ebenso wie der in der
7 dargestellte Verstellmotor33 vom Innenraum durch eine Abkapselung34 getrennt ist, kann dies in gleicher Weise auch für weitere Aktuatoren, Klebeverbindungen, Sensoren und dergleichen erfolgen, von denen bekannt ist, dass sie ausgasen. - Das adsorbierende Material sollte vorzugsweise während der Betriebsdauer oder in Betriebspausen regeneriert werden.
- Je nach Art der Kontamination wird man als adsorbierendes Material durch eine Säure-Base-Mischreaktion Abscheidungen vornehmen, wie z.B. bei Vorhandensein von Kontamination durch saure Gase Material mit basischer Natur und umgekehrt bei einer Kontamination durch basische Gase adsorbierendes Material auf Säurebasis, wie z.B. Zitronensäure oder Oxalsäure, verwenden.
- Auch der Einsatz von Übergangsmetallen oder Übergangsmetalloxiden als adsorbierendes Material für Kohlenwasserstoffe ist möglich. Hierzu ist z.B. Chrom oder Nickel oder deren Oxide unter anderem geeignet. Auch Aktivkohle ist in bekannter Weise zur Bindung von Kohlenwasserstoffen geeignet.
- Da durch die Mittel bzw. das Material zur Beseitigung von Kontamination eine wenigstens weitgehende Reinhaltung der optischen Elemente von Kontamination erreicht wird, ist es nicht unbedingt erforderlich, Spülgas öfters auszuwechseln. Dies bedeutet, man kann nunmehr auch Spülgase einsetzen, die teurer sind. Aus diesem Grunde kann z.B. auch Spülgas mit Neon, Krypton, Xenon oder Mischungen daraus und Mischungen mit Helium verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung von ein oder mehr Elementen in Isotropen angereicherter Form möglich, wie z.B. Deuterium, eine Deuteriumverbindung oder 3He.
Claims (43)
- Optisches System, insbesondere Projektionsobjektiv in der Mikrolithographie, mit einem Gehäuse (
10 ), welches aus mindestens zwei einzelnen Gehäuseteilen (10a ) zusammengesetzt ist, mindestens einem optischen Element (8 ), welches sich in dem Gehäuse (10 ) befindet, einem Spülgas, welches durch mindestens eine Einlassöffnung in das Gehäuse strömt, wobei das Spülgas eine erste Konzentration von Wassermolekülen am Gaseinlass und eine zweite Konzentration von Wassermolekülen innerhalb des Gehäuses (10 ) aufweist, welche gegenüber der ersten Konzentration erhöht ist, wobei die Differenz zwischen der zweiten Konzentration und der ersten Konzentration mehr als 0,5 ppm beträgt, und einem Material welches Wassermoleküle durch Physisorption oder Chemisorption bindet, wobei das Material in dem Gehäuse (10 ) so angeordnet ist, dass es wenigstens einen Teil der Wassermoleküle innerhalb des Gehäuses bindet. - Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der zweiten Konzentration und der ersten Konzentration mehr als 5 ppm beträgt.
- Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch Bindung der Wassermoleküle die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Konzentration um mehr als 20 %, insbesondere um mehr als 50 %, reduziert.
- Optisches System, insbesondere Projektionsobjektiv in der Mikrolithographie, mit einem Gehäuse (
10 ), welches aus mindestens zwei einzelnen Gehäuseteilen (10a ) zusammengesetzt ist, mindestens einem optischen Element, welches sich in dem Gehäuse befindet, einem Spülgas, welches durch mindestens eine Einlassöffnung in das Gehäuse strömt, wobei das Spülgas eine erste Konzentration von Kohlenwasserstoffmolekülen am Gaseinlass und eine zweite Konzentration von Koh lenwasserstoffmolekülen innerhalb des Gehäuses aufweist, welche gegenüber der ersten Konzentration erhöht ist, und einem Material, welches Kohlenwasserstoffmoleküle durch Physisorption oder Chemisorption bindet, wobei das Material in dem Gehäuse so angeordnet ist, dass es wenigstens einen Teil der Kohlenwasserstoffmoleküle innerhalb des Gehäuses bindet. - Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der zweiten Konzentration und der ersten Konzentration mehr als 5 ppt, insbesondere mehr als 50 ppt beträgt.
- Optisches System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch Bindung der Kohlenwasserstoffmoleküle die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Konzentration um mehr als 20 %, insbesondere mehr als 50 %, reduziert.
- Optisches System, insbesondere Projektionsobjektiv in der Mikrolithographie zur Herstellung von Halbleiterelementen, mit ein einem Objektivgehäuse (
10 ) angeordneten optischen Elementen und weiteren Bauteilen, wie Motoren, Aktuatoren, Klebeverbindungen, Sensoren, Kabel und Lagerelementen, wobei der Innenraum des Objektivgehäuses von einem Spülgas durchströmt wird, und wobei zur Beseitigung und/oder Vermeidung von Kontamination an den optischen Elementen (8 ) Mittel oder Materialien im Innenraum des Objektivgehäuses und/oder im Spülgasstrom vorgesehen sind, an denen sich Kontaminationen abscheiden oder in unschädliche Bestandteile zerlegen oder umwandeln lassen. - Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von Kontamination wenigstens eine Ionengetterpumpe (
20a ) vorgesehen ist. - Optisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kühleinrichtung (
21 ) vorgesehen ist, in der Kontamination durch Ausfrieren in flüssiger und/oder fester Form abgeschieden wird. - Optisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von Kontamination katalytische Elemente vorgesehen sind.
- Optisches System nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von Kontamination wenigstens eine Wasserdampffalle (
23a ) vorgesehen ist. - Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Wasserdampffalle (
23a ) mit Kalziumkarbid versehen ist. - Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Wasserdampffalle (
23a ) mit Silikagel versehen ist. - Optisches System nach Anspruch 1, oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bindung von Wasserdampf Zeolith vorgesehen ist.
- Optisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material oder die Mittel zur Beseitigung und/oder Vermeidung von Kontamination in einer Bypass-Leitung (
24 ) eines Spülkreislaufes für das Spülgas angeordnet sind. - Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von Kontamination Ozon im Spülgas vorgesehen ist.
- Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von Kontamination durch fotochemische Reaktion wenigstens eine Ultraviolett-Lichteinrichtung (
20b ) vorgesehen ist. - Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von Kontamination wenigstens eine Filtereinrichtung (
23 ) mit einem Ionenaustauschmaterial vorgesehen ist. - Optisches System nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Bindung von Wasserdampf ein Molekularsieb vorgesehen ist.
- Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kontaminationssammeleinrichtung mit einem Material (
27 ) vorgesehen ist, im, an oder auf der sich Kontamination abscheidet. - Optisches System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaminationssammeleinrichtung wenigstens teilweise aus dem Material besteht, das die Kontaminationssammelmasse bindet.
- Optisches System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Material (
27 ) zur Kontaminationssammelung wenigstens eine Trägerplatte (26 ) aufweist, die mit einem Kontaminationssammelmaterial (27 ) versehen ist oder die ein Kontaminationssammelmaterial aufweist, an der sich Kontamination abscheidet. - Optisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trägerplatte (
26 ) auswechselbar in dem Objektivgehäuse (10 ) angeordnet ist. - Optisches System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trägerplatte (
26 ) durch eine Öffnung in dem Objektivgehäuse (10 ) einschiebbar ist. - Optisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trägerplatte (
26 ) magnetisch ist oder als Magnet ausgebildet ist. - Optisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trägerplatte (
26 ) mit einem Vliesstoff oder einem Fasergewebe versehen ist, die das Kontaminationssammelmaterial umhüllt. - Optisches System nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaminationssammeleinrichtung als Kontaminationssammelmaterial Zellulose aufweist.
- Optisches System nach den Ansprüchen 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaminationssammeleinrichtung als Kontaminationssammelmaterial Zyklodextrinderivate aufweist.
- Optisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg vor oder hinter der wenigstens einen Trägerplatte, über die Spülgas strömt, eine Kontaminationsabscheidekontrolleinrichtung (
29 ) angeordnet ist. - Optisches System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaminationsabscheidekontrolleinrichtung (
29 ) ein Material aufweist oder mit einem Material versehen ist, das wenigstens ähnlich oder gleich dem Material der in dem Objektivgehäuse (10 ) angeordneten optischen Elemente (8 ) ist. - Optisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trägerplatte (
26 ) von dem Spülgas durchströmt oder überströmt wird. - Optisches System nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die porös ausgebildete oder mit Kapillarbohrungen versehene Trägerplatte (
26 ) wenigstens einen Teil einer Fassung (9 ) eines optischen Elementes bildet. - Optisches System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trägerplatten (
26 ) derart versetzt in dem Objektivgehäuse (10 ) angeordnet sind, dass sich eine mäanderförmige Durchströmung des Spülgases durch den Innenraum des Objektives ergibt. - Optisches System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kontaminationssammeleinrichtung den Zwischenraum zwischen zwei hintereinander angeordneten Fassungen (
9 ) wenigstens annähernd ausfüllt. - Optisches System nach einem der Ansprüche 4 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel oder Materialien zur Beseitigung und/oder Vermeidung von Kontamination in der Nähe von ausgasenden Bauteilen, wie Motoren, Aktuatoren, Klebeverbindungen, Sensoren oder Kabel, angebracht sind.
- Optisches System nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgasenden Bestandteile mit den Mitteln oder Materialien wenigstens annähernd weitgehend von dem Innenraum des Objektivgehäuses (
10 ) abgekapselt sind. - Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel oder Materialien aus adsorbierenden Materialien bestehen, welche basischer Natur sind und saure Gase durch eine Säure-Base-Reaktion neutralisieren.
- Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel oder Materialien aus adsorbierenden Materialien bestehen, welche saurer Natur sind und basische Gase durch eine Säure-Base-Reaktion neutralisieren.
- Optisches System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel oder Materialien zur Bindung von Kohlenwasserstoffen Übergangsmetalle oder Übergangsmetalloxide aufweisen.
- Optisches System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel oder Materialien zur Bindung von Kohlenwasserstoffen Aktivkohle aufweisen.
- Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas wenigstens eine Komponente aufweist, die mindestens ein Element in isotrop angereicherter Form enthält.
- Optisches System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Element in isotrop angereicherter Form Deuterium oder eine Deuteriumverbindung oder 3He aufweist.
- Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas Neon, Krypton, Xenon oder Mischungen daraus oder mit anderen Edelgasen enthält.
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