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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Kontaminationen auf optischen Oberflächen, die in einer Vakuum-Umgebung, bevorzugt in einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie, angeordnet sind, sowie eine optische Anordnung.
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Auf den Oberflächen von optischen Elementen, insbesondere von Mehrlagen-Spiegeln, die in EUV-Lithographiesystemen verwendet werden, lagern sich nach und nach beim Betrieb kontaminierende Stoffe ab. Diese entstehen z. B. durch Reaktion von in der Vakuum-Umgebung der optischen Oberflächen befindlichen Gasen mit der EUV-Strahlung zu schwerflüchtigen Feststoffen. Als Gase, welche einen solchen schwerflüchtigen oxidischen Feststoff mit durch die EUV-Strahlung entstehenden oxidierenden Radikalen wie OH•, O• bilden, kommen z. B. Schwefel-, Phosphor-, Fluor- oder Silizium-Verbindungen in Frage, die aus in der Anlage befindlichen Komponenten (Resist etc.) ausgasen können. Weiterhin kann sich durch in der Umgebung der optischen Elemente vorhandene gasförmige Kohlenwasserstoffe eine Kohlenstoff-Schicht auf den Oberflächen ablagern.
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Die Bildung eines schwerflüchtigen Feststoffs auf der Oberfläche optischer Elemente ist in hohem Maße unerwünscht, da der sich abscheidende Stoff zu verstärkter Lichtstreuung und Absorption führt, sodass die optische Performance des Gesamtsystems, in dem die optischen Elemente verbaut sind, bezüglich Transmission, Uniformität, Streulicht und Bildfehlern abnimmt. Zur Verringerung der Kontaminationen ist es bekannt, die optischen Oberflächen mit aktiviertem Wasserstoff, d. h. Wasserstoff, der in der Form von H•, H+ und/oder H2 + vorliegt, in Kontakt zu bringen. Hierdurch wird einerseits der Kohlenstoff in leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe wie Methan umgewandelt und andererseits können durch Reduktion die oxidischen Feststoff-Verbindungen zu leichtflüchtigen Hydriden umgewandelt werden.
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Gegenwärtig werden zur Reinigung von optischen Oberflächen in EUV-Lithographieanlagen mit Hilfe von aktiviertem Wasserstoff lediglich Verfahren eingesetzt, die nicht während des Belichtungsbetriebs durchgeführt werden können. Für die Reinigung der Oberflächen muss daher der Belichtungsbetrieb unterbrochen werden, was zu erhöhten Ruhezeiten der Anlage und damit zu höheren Kosten führt. Weiterhin ist die Implementierung der für diese Reinigungsverfahren benötigten Komponenten in EUV-Lithographieanlagen mit hohem bautechnischem Aufwand verbunden. Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von atomarem Wasserstoff wie der Erzeugung durch einen Heizdraht oder mittels eines Plasmas treten weiterhin negative Effekte wie die Erhitzung der optischen Oberfläche oder Metallabscheidung auf dem Draht auf.
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Aus der
US 2004/0211448 A1 ist ein Verfahren zum Entfernen von Kohlenstoff-Verunreinigungen von in einer Vakuumkammer angeordneten optischen Oberflächen bekannt. Bei dem Verfahren wird die optische Oberfläche mit aktivierten, in einen angeregten Energie-Zustand versetzten Gasen in Verbindung gebracht. Als Reinigungsgase werden bevorzugt Sauerstoff und Kohlendioxid, aber auch Wasserstoff verwendet, die durch Elektronenbeschuss aktiviert werden, wobei die hierzu benötigten Elektronen durch Thermoemission aus einem Heizdraht gewonnen werden.
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In der
WO 2004/104707 A2 ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Ablagerungen von mindestens einer in einer Vakuumkammer einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage angeordneten optischen Komponente beschrieben. In die Vakuumkammer wird ein Reaktionspartner, z. B. Wasserstoff, eingelassen, der mit den Ablagerungen chemisch reagiert. Der Reaktionspartner kann in der Vakuumkammer durch EUV-Strahlung in Radikale umgewandelt werden.
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Die
EP 0 371 693 B1 beschreibt ein Reinigungsverfahren zum Entfernen von Metalloxiden von Lötoberflächen bei einem trockenen Lötaufschmelzverfahren. Um atomaren Wasserstoff für die Reinigung zu erzeugen, wird in einen ein Plasma erzeugenden Mikrowellenresonator eine Gasmischung eingeführt. Der Gasmischung kann Argon-Gas zugesetzt werden, das unter Plasmabedingungen in Ionen umgewandelt wird und so die Bildung von atomarem Wasserstoff begünstigt.
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Aus der
EP 1 643 310 A1 ist es bekannt, Kontaminationen auf optischen Oberflächen in einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie zu entfernen, indem eine molekularen Wasserstoff enthaltende Restgas-Atmosphäre in der Vakuum-Umgebung erzeugt wird und der molekulare Wasserstoff für das Entfernen der Kontaminationen in Wasserstoff-Radikale umgewandelt wird. Für die Umwandlung kann ein Heizdraht oder ein Plasmagenerator eingesetzt werden.
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In der
EP 1 764 653 A2 ist ein Verfahren zum Reinigen eines Elements einer Lithographieanlage beschrieben, bei dem ein Stickstoff und/oder Wasserstoff enthaltendes Gas bereitgestellt wird. Aus zumindest einem Teil des Gases werden Stickstoff-Radikale und/oder Wasserstoff-Radikale erzeugt, die dem zu reinigenden Element zugeführt werden. Für die Erzeugung der Radikale wird eine elektrische Entladung eines Gases, d. h. ein Plasma, verwendet.
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Aus der
WO 2007/064210 A1 ist eine EUV-Lithographieanlage mit einer Reinigungsvorrichtung bekannt geworden. Die Reinigungsvorrichtung weist eine Quelle zur Umwandlung von molekularem Wasserstoff in Wasserstoff-Radikale auf, welche oszillierende Feldelektroden zur Erzeugung eines Plasmas, einen Magnetron-Hochfrequenzoszillator oder einen oder mehrere Glühdrähte aufweisen kann.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine optische Anordnung bereitzustellen, welche die Entfernung von Kontaminationen auf optischen Oberflächen auf besonders einfache und kostengünstige Weise ermöglichen.
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Gegenstand der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art umfassend die Schritte: Erzeugen einer molekularen Wasserstoff und zumindest ein Inertgas enthaltenden Restgasatmosphäre in der Vakuum-Umgebung, Erzeugen von Inertgas-Ionen durch Ionisieren des Inertgases mittels EUV-Strahlung, und Erzeugen von atomarem Wasserstoff durch Beschleunigen der Inertgas-Ionen in der Restgasatmosphäre.
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Im Gegesatz zum Stand der Technik wird der zur Reinigung der Oberflächen benötigte atomare Wasserstoff bei der Erfindung durch einen Stoßprozess erzeugt, bei dem die Inertgas-Ionen, z. B. Argon-Ionen, den molekularen Wasserstoff gemäß folgender Formel in atomaren Wasserstoff spalten: Ar+ + H2 → Ar+ + 2H•
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Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Restgasatmosphäre erzeugte atomare Wasserstoff trifft auf die optische Oberfläche auf und kann dort die Kontaminationen auf die oben beschriebene Weise entfernen. Um einen genügend großen Energieübertrag für eine Spaltung des molekularen Wasserstoffs zu erreichen, werden die Inertgas-Ionen vor dem Stoßprozess beschleunigt.
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Die hierzu benötigten Inertgas-Ionen werden bevorzugt durch die EUV-Strahlung, welche beim Betrieb der Anlage ohnehin im Strahlengang vorhanden ist, nach folgender Formel erzeugt: Ar + EUV → Ar+ + e–
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Die Erfindung nutzt hierbei aus, dass die Wirkungsquerschnitte für die Ionisierung von bestimmten Inertgasionen wie z. B. Argon unter EUV-Bestrahlung hinreichend groß für die vorliegende Anwendung sind. Dagegen liegen die Wirkungsquerschnitte für eine direkte Umwandlung (Dissoziation) von molekularem Wasserstoff in atomarem Wasserstoff durch EUV-Bestrahlung mehrere Größenordnungen darunter, sodass eine direkte Erzeugung von atomarem Wasserstoff durch EUV-Bestrahlung von molekularem Wasserstoff in EUV-Lithographieanlagen nicht in einem für die Reinigung der optischen Oberflächen ausreichendem Maße erreicht werden kann.
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Bei einer bevorzugten Variante wird das Inertgas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon. Hierbei handelt es sich um typische Inertgase, die keinen Einfluss auf die optischen Oberflächen haben. Je größer die (Atom-)Masse des verwendeten Gases, desto ungünstiger verhält sich der Energieübertrag auf die zu spaltenden Wasserstoffmoleküle. Die Erfinder haben erkannt, dass sich Argon besonders gut für die vorliegenden Zwecke eignet.
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Bei einer besonders bevorzugten Variante werden die Inertgas-Ionen von der optischen Oberfläche ferngehalten. Durch den Ionenbeschuss kann ein Teil der Oberfläche abgetragen werden, was bei Verfahren wie dem Ion Beam Figuring (IBF) für eine Formung der Oberflächen ausgenutzt werden kann, im vorliegenden Fall aber zu einer nicht gewollten Schädigung der Oberfläche durch Absputtern führt. Die Ionen können beispielsweise durch geeignete Elemente aus elektrisch leitenden Materialien, welche beim Kontakt mit positiv geladenen Gasionen Elektronen abgeben und diese dadurch neutralisieren, von der Oberfläche ferngehalten werden.
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Bei einer bevorzugten Variante erfolgt das Beschleunigen der Inertgas-Ionen mittels eines elektromagnetischen Feldes, bevorzugt eines elektrostatischen Feldes. Durch elektromagnetische Kräfte können die Ionen auf besonders einfache Weise beschleunigt werden. Hierbei können elektrische und/oder magnetische Felder zum Einsatz kommen, welche sich z. B. abschnittsweise überlagern und zeitabhängig und/oder statisch sein können. Ein statisches elektrisches Feld ist bevorzugt, weil sich dieses auf besonders einfache Weise erzeugen lässt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Variante erfolgt das Beschleunigen durch ein homogenes elektrisches Feld, welches bevorzugt im Wesentlichen parallel zur optischen Oberfläche verläuft. Ein homogenes elektrisches Feld beschleunigt die Inertgas-Ionen gleichförmig. Durch den Feldverlauf parallel zur Oberfläche werden die Ionen gleichzeitig in eine Richtung quer zur Oberfläche beschleunigt und daher von der optischen Oberfläche ferngehalten.
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Bei einer besonders bevorzugten Variante wird durch das Beschleunigen der Inertgas-Ionen ein Energieübertrag von mindestens 7,2 × 10–19 J pro Wasserstoff-Molekül erzeugt. Die Energie, welche zur Dissozitation von molekularem Wasserstoff benötigt wird, liegt bei 4,36·105 J/mol und somit bei 7,2·10–19 J pro Wasserstoffmolekül. Um meßbare Reinigungseffekte mittels atomarem Wasserstoff zu erzielen, ist typischerweise ein atomarer Wasserstofffluß in der Größenordnung von 1 sccm (standard cubic centimetre per minute) notwendig. Zur Generierung eines solchen Flußes sind deshalb ca. 0.3 W notwendig.
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Bei einer vorteilhaften Variante wird die EUV-Strahlung während des Belichtungsbetriebs von einer EUV-Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage erzeugt. Als Lichtquellen kommen hierbei insbesondere plasmabasierte EUV-Quellen in Frage, z. B. Xe- oder Sn-Plasma-Entladungsquellen, aber auch sog. Hollow Cathode Tube (HCT) oder Laser Produced Plasma (LPP) Lichtquellen. Bei dieser Verfahrensvariante kann die beim Belichtungsbetrieb in der Anlage erzeugte EUV-Strahlung unmittelbar für die Ionisierung des Inertgases herangezogen werden.
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Die Erfindung ist auch realisiert in einer optischen Anordnung, insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie, mit: einem Vakuumgehäuse mit einer Restgasatmosphäre, welche molekularen Wasserstoff und wenigstens ein Inertgas umfasst, mindestens einem in dem Vakuumgehäuse angeordneten optischen Element mit einer optischen Oberfläche, einer Erzeugungseinheit von Inertgas-Ionen in Form einer EUV-Lichtquelle, und einer Beschleunigungseinrichtung, welche ausgelegt ist, die Inertgas-Ionen in der Restgasatmosphäre zur Erzeugung von atomarem Wasserstoff zu beschleunigen, um Kontaminationen von der optischen Oberfläche zu entfernen.
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Als Vakuumgehäuse kann hierbei sowohl das Gehäuse der gesamten Projektionsbelichtungsanlage dienen, es kann sich aber auch um ein im Innenraum des Gehäuses angeordnetes Vakuumgehäuse oder einen geeignet abgetrennten Gehäuseteil handeln, in dem die Restgasatmosphäre herrscht. Es versteht sich, dass es ausreichend ist, wenn die Restgasatmosphäre sich nur in der Umgebung der optischen Oberfläche und nicht über das gesamte Vakuumgehäuse erstreckt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Inertgas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon. Diese Inertgase können an geeigneten Stellen in das Vakuumgehäuse ein- bzw. aus diesem ausgebracht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Beschleunigungseinrichtung ausgelegt, die Inertgas-Ionen von der optischen Oberfläche fernzuhalten. Es versteht sich, dass neben der Beschleunigungseinrichtung auch noch weitere Einrichtungen, z. B. Blenden vorgesehen sein können, welche die Inertgas-Ionen von den Oberflächen zurückhalten können.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschleunigungseinrichtung Mittel zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes, bevorzugt eines elektrostatischen Feldes. Ein elektrostatisches Feld kann z. B. zwischen zwei elektrisch leitenden Platten erzeugt werden, welche sich auf unterschiedlichem elektrostatischem Potential befinden, sodass sich eine Spannungsdifferenz zwischen den Leiterplatten ausbildet. Die in der Regel positiv geladenen Ionen werden in dem Feld zur negativ geladenen Platte hin beschleunigt. Treffen die Ionen auf die Platte, werden sie durch Elektronenaufnahme in einen elektrisch neutralen Zustand versetzt. Wird die Feldstärke bzw. die Spannungsdifferenz zwischen den Platten groß genug gewählt, trifft ein erheblicher Anteil der Ionen auf die Platte und schützt so die optische Oberfläche vor den Inertgas-Ionen.
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Die Beschleunigungseinrichtung weist bevorzugt eine Spannungsquelle auf, welche beispielsweise zur Erzeugung einer Spannungsdifferenz zwischen zwei Leiterplatten dienen kann.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Beschleunigungseinrichtung weist diese wenigstens zwei im Wesentlichen senkrecht zur optischen Oberfläche angeordnete Leiterplatten auf. Die auf unterschiedlichen Potentialen befindlichen Leiterplatten erzeugen ein homogenes elektrisches Feld parallel zur optischen Oberfläche. Dieses Feld ist im Wesentilchen auf den Raumbereich zwischen den Platten beschränkt und erstreckt sich nicht bis zur optischen Oberfläche, sodass deren elektrostatische Aufladung verhindert werden kann.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Beschleunigungseinrichtung ausgelegt, einen Energieübertrag der Inertgas-Ionen von 7,2 × 10–19 J pro Wasserstoff-Molekül oder mehr zu erzeugen. Dieser Energiebetrag reicht zur Spaltung des molekularen Wasserstoffs aus. Es versteht sich, dass nicht bei allen Stößen der Inertgasionen einen derart hoher Energieübertrag erreicht werden kann, jedoch kann die Zahl der erzeugten Wasserstoff-Atome durch ein genügend starkes elektrisches Feldes sowie durch die Bereitstellung einer möglichst großen Interaktionslänge der beschleunigten Ionen mit dem molekularen Wasserstoff gesteigert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt der Partialdruck des molekularen Wasserstoffs zwischen 10–3 mbar und 0,1 mbar und der Partialdruck des Inertgases bei weniger als 10–1 mbar, bevorzugt bei weniger als 10–2 mbar, besonders bevorzugt bei weniger als 10–3 mbar. Bei diesen Partialdrücken lässt sich die Projektionsbelichtungsanlage im Belichtungsbetrieb einsetzen und gleichzeitig eignen sich diese Drücke zur Erzeugung von atomarem Wasserstoff mit dem oben beschriebenen Verfahren.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Zuführungseinrichtung zur Zufuhr des Inertgases und/oder des molekularen Wasserstoffs in das Vakuumgehäuse vorhanden. Als Zuführungseinrichtung kann neben den üblichen Zuleitungen für den molekularen Wasserstoff auch eine „Schleuse” (oder allgemeine Öffnung) zum Einsatz kommen, welche im Wesentlichen aus einer Schleuse besteht, mit der ein Teilbereich der Anlage zunächst separiert und dann Atmosphärendruck ausgesetzt werden kann, um einzelne Komponenten, z. B. Retikel oder Wafer, bei Bedarf während des Betriebs auszutauschen. Durch das DGL tritt genügend molekularer Wasserstoff in die Anlage ein, um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Zeichnung
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Die Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie,
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2 eine schematische Darstellung eines Details aus der Anlage von 1 mit einer optischen Oberfläche und einem parallel zu dieser verlaufenden elektrischen Feld, und
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3 ein Flussdiagramm einer Variante eines Verfahrens zum Entfernen von Kontaminationen von optischen Oberflächen.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Entfernen von Kontaminationen von optischen Oberflächen anhand einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die EUV-Lithoghraphie beschrieben, wie sie in 1 gezeigt ist. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 weist ein Gehäuse 2 auf, dem eine Vakuumerzeugungseinheit 3 zur Erzeugung einer Vakuum-Umgebung zugeordnet ist, welche eine Restgasatmosphäre mit einem Gesamtdruck in einem Bereich zwischen ca. 10–3 mbar und 0,1 mbar in dem Gehäuse 2 erzeugt.
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Das Gehäuse 2 ist entsprechend der optischen Funktion der darin angeordneten optischen Elemente in drei in 1 nicht bildlich dargestellte Gehäuseteile unterteilt, und zwar zunächst in einen ersten Gehäuseteil mit einer Lichterzeugungseinheit 4, welche eine Plasmalichtquelle und einen EUV-Kollektorspiegel zur Fokussierung der Beleuchtungsstrahlung umfasst. In einem sich daran anschließenden, zweiten Gehäuseteil ist das Beleuchtungssystem angeordnet, welches dem Strahlverlauf folgend einen Spiegel 5 mit Feldrasterelementen und einen Spiegel mit Pupillenrasterelementen 6 aufweist. Eine nachfolgende, als Teleskopobjektiv 7 wirkende Gruppe von drei Spiegeln weist einen ersten und zweiten Spiegel 8, 9 auf, die unter normalem Einfall betrieben werden, sowie einen dritten Spiegel 10 mit negativer Brechkraft, auf den das Licht unter streifendem Einfall auftrifft. Das Beleuchtungssystem erzeugt ein möglichst homogenes Bildfeld in einer Objektebene 11, in der ein Retikel 12 mit einer verkleinert abzubildenden Struktur (nicht gezeigt) angeordnet ist.
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Die auf dem Retikel 12 in der Objektebene 11 angeordnete Struktur wird von einem nachfolgenden Projektionssystem, welches in einem dritten Gehäuseteil angeordnet ist, auf eine Bildebene abgebildet, in welcher ein Wafer 13 mit einer photosensitiven Schicht (Resist) angeordnet ist. Das Projektionssystem weist für die verkleinernde Abbildung sechs weitere Spiegel 14.1 bis 14.6 als reflektive optische Elemente auf.
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Bei dem in 3 veranschaulichten Verfahren zum Entfernen von Kontaminationen von optischen Oberflächen wird nach dem Start 101, d. h. dem Herstellen des Belichtungsbetriebs in der Projektionsbelichtungsanlage 1 in einem ersten Schritt 102 über einen Einlass 15 in einen Innenraum 16 des Gehäuses 2 ein Inertgas 17, im vorliegenden Fall Argon, eingeleitet. Alternativ oder zusätzlich können neben Argon auch andere Edelgase oder Stickstoff über den Einlass 15 zugeführt werden. Der Partialdruck von Argon in der Restgasatmosphäre des Gehäuses 2 sollte bei nicht mehr als 10–1 mbar, bevorzugt bei nicht mehr als 10–2 mbar, besonders bevorzugt bei nicht mehr als 10–3 mbar liegen.
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Neben Argon als Inertgas 17 wird der Restgasatmosphäre im ersten Schritt 102 auch molekularer Wasserstoff 18 zugeführt, z. B. über eine Schleuse 19, welche den Wafer 13 umgibt. Die Schleuse verhindert, dass aus dem Resist austretende Gase in das Projektionssystem eindringen können. Bei Verwendung der Schleuse 19 tritt molekularer Wasserstoff in den Innenraum 16 ein und erzeugt dort einen Partialdruck in einem Bereich zwischen ca. 10–3 mbar und 0,1 mbar. Alternativ kann zur Verbesserung der lokalen molekularen Wasserstoffatmosphäre, insbesondere im direkten Umfeld der optischen Spiegeloberfläche, auch molekularer Wasserstoff an strategisch günstigen, d. h. mehreren verschiedenen Positionen des Vakuumgefäßes 2 eindosiert werden.
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Nachdem in dem ersten Schritt 102 eine Restgasatmosphäre mit molekularem Wasserstoff 18 und Argon als Inertgas 17 erzeugt worden ist, tritt in einem nachfolgenden, zweiten Schritt 103 des Verfahrens das Argon in die von der Lichterzeugungseinheit 4 erzeugte, einen Strahlengang bildende EUV-Strahlung 20 ein und wird von dieser ionisiert. Es versteht sich, dass die von der EUV-Strahlung erzeugten Argon-Ionen 21 den Strahlengang auch verlassen können, ohne zu rekombinieren und somit deren Ausdehnung nicht auf den Bereich des Strahlengangs 20 beschränkt ist.
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In einem nachfolgenden, dritten Verfahrensschritt 104 werden die Argon-Ionen 21 beschleunigt, und zwar mit Hilfe einer Beschleunigungseinrichtung 22, wie sie in 2 beispielhaft vor dem Spiegel 5 mit den Feldrasterelementen von 1 gezeigt ist. Die Beschleunigungseinrichtung 22 weist eine Spannungsquelle 23 auf, die eine erste und zweite elektrisch leitende Platte 24a, 24b auf unterschiedliches elektrostatisches Potential setzt, sodass sich zwischen diesen ein homogenes elektrostatisches Feld 25 ausbildet. In diesem Feld werden die Argon-Ionen 21 parallel zu einer zu reinigenden optischen Oberfläche 26 des Spiegels 5 beschleunigt. Die beschleunigten Argon-Ionen 21 führen mit dem molekularen Wasserstoff 18 Stoßprozesse aus, bei denen ein Energieübertrag auf den molekularen Wasserstoff 18 stattfindet, der groß genug ist, um die Wasserstoff-Moleküle in atomaren Wasserstoff 27 zu spalten. Der hierzu benötigte Energieübertrag liegt bei mindestens 7,2 × 10–19 J pro Wasserstoff-Molekül. Es versteht sich, dass nicht alle Argon-Ionen 21 im elektrischen Feld 25 einen solchen Energieübertrag erzeugen können, vielmehr müssen diese zuerst eine hinreichend lange Beschleunigungsstrecke in dem elektrischen Feld 25 zurückgelegt haben, um eine genügend große Geschwindigkeit bzw. Energie aufzuweisen. Die Beschleunigungseinrichtung 22 ist aber so ausgelegt, dass die hierzu benötigten Energien bei bezogen auf die Gesamtlänge des Feldes geringen Längen von weniger als ca. 50%, bevorzugt weniger als ca. 20%, besonders bevorzugt weniger als ca. 10% erreicht werden können. Hierzu erzeugt die Spannungsquelle 23 eine genügend große Potentialdifferenz von typischerweise 10–100 V, gegebenenfalls bis zu einigen kV, um Mehrfachionisationen zu verwirklichen, zwischen den beiden Platten 24a, 24b. Durch das parallel zur optischen Oberfläche 26 ausgerichtete Feld 25 werden gleichzeitig die Argon-Ionen 21 von dieser ferngehalten, da diese seitlich zur negativ geladenen Platte 24b abgelenkt werden und nicht auf die Oberfläche 26 auftreffen. Zusätzlich nehmen Argon-Ionen 21, welche auf die negativ geladene Platte 24b auftreffen, von dieser Elektronen auf und werden dadurch in einen nicht-ionisierten, elektrisch neutralen Zustand umgewandelt.
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Der von der Beschleunigungseinrichtung 22 erzeugte atomare Wasserstoff 27 trifft in einem letzten Schritt 105 auf die optische Oberfläche 26 auf und kann Kontaminationen von dieser entfernen, indem er oxidische Ablagerungen zu leichtflüchtigen Stoffen reduziert. Weiterhin kann eine auf der Oberfläche 26 vorhandene Kohlenstoffschicht abgetragen werden, indem der Kohlenstoff in leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe wie z. B. Methan umgewandelt wird. Es versteht sich, dass die hier nacheinander aufgeführten Verfahrensschritte 101 bis 105 in der Praxis üblicherweise gleichzeitig ablaufen.
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Das im Zusammenhang mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 beschriebene Verfahren kann selbstverständlich auch in anderen optischen Anordnungen zum Einsatz kommen. Auch ist es möglich, eine Restgasatmosphäre, welche molekularen Wasserstoff und ein Inertgas aufweist, lediglich in unmittelbarer Nähe zur optischen Oberfläche oder in abgegrenzten Gehäuseteilen oder Vakuumgefäßen in einer solchen optischen Anlage zu erzeugen.
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Die Inertgas-Ionen können auch schon in der Lichterzeugungeinheit erzeugt werden. Typischerweise wir Argon als Puffergas zum Zurückhalten von Kontaminationen im Plasmalichtquelle-Kollektor-Modul verwendet, wo es durch die dortige EUV-Strahlung und Plasmabedingungen ionisiert werden kann. Da es sich bei einer EUV-Projektionsbelichtungseinheit um eine Anordnung offener Vakuumgefäße handelt, können diese Ionen nahezu ungehindert in das Beleuchtungssystem bzw. das Projektionssystem gelangen. Weiterhin kann eine Ionisierung des Inertgases auch auf andere als die hier beschriebene Weise erfolgen, z. B. durch lokale Erzeugung von Ionen durch heiße Glühdrähte, spannungsinduzierte („kalte”) Entaldungen, Elektronenbeschuß etc.. Gegebenenfalls kann zur Ionisierung des Inertgases z. B. auch eine weitere Lichtquelle verwendet werden, die nicht am Belichtungsvorgang teilnimmt.
