DE102008000959A1

DE102008000959A1 - Reinigungsmodul und EUV-Lithographievorrichtung mit Reinigungsmodul

Info

Publication number: DE102008000959A1
Application number: DE200810000959
Authority: DE
Inventors: Dirk Heinrich Dr. Ehm; Julian Dr. Kaller
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-08

Abstract

Um eine schonendere Reinigung der optischen Elemente einer EUV-Lithographievorrichtung zu ermöglichen, wird ein Reinigungsmodul für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einer Zufuhr (206) für molekularen Wasserstoff, einem Glühdraht (210) und einer Ableitung (212) für atomaren und/oder molekularen Wasserstoff vorgeschlagen, bei dem die Ableitung (212) mindestens eine Krümmung mit einem Krümmungswinkel von weniger als 120° aufweist, die Ableitung (212) auf ihrer Innenfläche ein Material aufweist, das eine geringe Rekombinationsrate für atomaren Wasserstoff aufweist und die Zufuhr (206) an ihrem dem Glühdraht (210) zugewandten Ende aufgeweitet geformt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reinigungsmodul, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, mit einer Zufuhr für molekularen Wasserstoff und einem Glühdraht. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine EUV-Lithographievorrichtung mit einem solchen Reinigungsmodul bzw. auf ein Projektionssystem und ein Belichtungssystem für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einem solchen Reinigungsmodul.
Hintergrund und Stand der Technik
In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten (EUV) bzw. weichen Röntgenwellenlängenbereich (z. B. Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Mehrlagenspiegel eingesetzt. Da EUV-Lithographievorrichtungen in der Regel mehrere reflektive optische Elemente aufweisen, müssen diese eine möglichst hohe Reflektivität aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen. Die Reflektivität und die Lebensdauer der reflektiven optischen Elemente kann durch Kontamination der optisch genutzten reflektiven Fläche der reflektiven optischen Elemente, die aufgrund der kurzwelligen Bestrahlung zusammen mit Restgasen in der Betriebsatmosphäre entsteht, reduziert werden. Da üblicherweise in einer EUV-Lithographievorrichtung mehrere reflektive optische Elemente hintereinander angeordnet sind, wirken sich auch schon geringere Kontaminationen auf jedem einzelnen reflektiven optischen Element in größerem Maße auf die Gesamtreflektivität aus.
Insbesondere die optischen Elemente einer EUV-Lithographievorrichtung können in situ mit Hilfe von atomaren Wasserstoff gereinigt werden, der sich mit insbesondere kohlenstoffhaltiger Kontamination zu flüchtigen Verbindungen umsetzt. Zur Gewinnung des atomaren Wasserstoffs wird dabei oft molekularer Wasserstoff an einen aufgeheizten Glühdraht geleitet. Dazu werden für den Glühdraht Metalle bzw. Metalllegierungen mit besonders hohem Schmelzpunkt verwendet. So genannte Reinigungsköpfe aus Wasserstoffzuleitung und Glühdraht sind in der Nähe von Spiegeloberflächen angeordnet, um sie von Kontamination zu reinigen. Die flüchtigen Verbindungen, die sich bei der Reaktion des atomaren Wasserstoffs mit der insbesondere kohlenstoffhaltigen Kontamination bilden, werden mit dem normalen Vakuumsystem abgepumpt.
Problematisch ist bei der bisherigen Herangehensweise, dass einerseits die Reinigungsköpfe relativ nah an den Spiegeln angeordnet sein sollten, um eine hohe Reinigungseffizienz zu erhalten. Andererseits sind gerade für den EUV- bzw. weichen Röntgenwellenlängenbereich optimierte reflektive optische Elemente oft wärmeempfindlich. Ein zu hohes Aufwärmen der Spiegel während der Reinigung führt zu einer Verschlechterung ihrer optischen Eigenschaften. Bisher wird daher eine Spiegelkühlung während der Reinigung vorgesehen oder das Reinigen als gepulstes Reinigen mit Abkühlphasen durchgeführt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Reinigungsköpfe dahingehend zu verbessern, dass eine schonendere Reinigung der optischen Elemente ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Reinigungsmodul mit einer Zufuhr für molekularen Wasserstoff, einer Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff und einer Ableitung für atomaren und/oder molekularen Wasserstoff gelöst, bei dem die Ableitung mindestens eine Krümmung mit einem Krümmungswinkel von weniger als 120 Grad aufweist, die Ableitung auf ihrer Innenfläche ein Material aufweist, das eine geringe Rekombinationsrate für atomaren Wasserstoff aufweist und die Zufuhr an ihrem der Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff zugewandten Ende aufgeweitet geformt ist.
Bevorzugt wird das Reinigungsmodul in EUV-Lithographievorrichtungen zur Reinigung von optischen Elementen eingesetzt. Speziell optische Elemente auf der Grundlage von Mehrlagensystemen sind oft wärmeempfindlich und werden vorteilhafterweise mit den beschriebenen Reinigungsmodulen gereinigt. Ein weiterer bevorzugter Einsatzort sind Messstände, in denen zu Testzwecken die Verhältnisse innerhalb einer EUV-Lithographievorrichtung simuliert werden.
Über die Ableitung kann der an der Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff entstandene atomare Wasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit übrigem molekularen Wasserstoff, von der Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff auf ein zu reinigendes Objekt geleitet werden. Bevorzugt ist die Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff als Heizelement, insbesondere als Glühdraht ausgebildet. insbesondere bei der Ausbildung als Heizelement oder Glühdraht verhindert die Krümmung der Ableitung eine direkte Sichtlinie vom heißen Heizelement oder Glühdraht auf das reinigende Objekt. Dadurch wird wirksam der Wärmeeintrag aufgrund von Strahlung und von Konvektion vom Heizelement oder Glühdraht auf das zu reinigende Objekt verringert. Die Wahrscheinlichkeit, dass das zu reinigende Objekt, z. B. ein Spiegel für die EUV-Lithographie während des Reinigens durch zu großen Wärmeeintrag beschädigt wird, wird dadurch wesentlich reduziert. Auch die Kontamination durch Abdampfprodukte vom Heizelement oder Glühdraht wird effektiv gemindert. Gleichzeitig wird durch die spezielle Ausgestaltung der Ableitung mit einem Material auf ihrer Innenfläche mit einer geringen Rekombinationsrate für atomaren Wasserstoff gewährleistet, das trotz der räumlichen Trennung der Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff von dem zu reinigenden Objekt über die Ableitung eine hinreichende Konzentration an atomaren Wasserstoff zur Verfügung gestellt wird, um eine effiziente Reinigung durchführen zu können.
Dies wird auch durch die besondere Ausgestaltung der Zufuhr für molekularen Wasserstoff unterstützt. In dem sie an ihrem der Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff zugewandten Ende aufgeweitet geformt ist, kann sichergestellt werden, dass der Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff über ihre gesamte Flächenausdehnung ein kontinuierlicher Strom an molekularem Wasserstoff zugeleitet wird, der in atomaren Wasserstoff aufgespalten werden kann. Insbesondere bei der Ausformung der Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff als Heizelement oder Glühdraht wird dadurch die Heizleistung des Heizelements oder Glühdrahtes effizient genutzt und die Produktionsrate für atomaren Wasserstoff erhöht.
Die Verwendung einer Ableitung, um den atomaren Wasserstoff, gegebenenfalls gemischt mit molekularen Wasserstoff an die zu reinigende Stelle zu transportieren, hat ferner den Vorteil, dass andere Komponenten, die ebenfalls keinem zu hohen Wärmeeintrag ausgesetzt werden sollten oder nicht mit zu hohen Wasserstoffkonzentrationen in Kontakt kommen sollten, ebenfalls weniger gefährdet sind.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine EUV-Lithographievorrichtung mit mindestens einem zuvor beschriebenen Reinigungsmodul. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Projektionssystem für eine EUV-Lithographievorrichtung bzw. auf ein Belichtungssystem für eine EUV-Lithographievorrichtung, die mindestens ein solches Reinigungsmodul aufweisen.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Reinigungsmodul sich insbesondere auch dafür eignet, Masken für die EUV-Lithographievorrichtung zu reinigen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigen
1 schematisch eine Ausführungsform einer EUV-Lithographievorrichtung mit erfindungsgemäßen Reinigungsmodulen;
2 schematisch eine erste Ausführungsform eines Reinigungsmoduls;
3 schematisch eine zweite Ausführungsform eines Reinigungsmoduls; und
4 schematisch eine spezielle Ausgestaltung der Ausweitung der Wasserstoffzufuhr und des Glühdrahtes eines Reinigungsmoduls.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 dargestellt. Wesentliche Komponenten sind das Strahlformungssystem 11, das Beleuchtungssystem 14, die Photomaske 17 und das Projektionssystem 20. Die EUV-Lithographievorrichtung 10 wird unter Vakuumbedingungen betrieben, damit die EUV-Strahlung in ihrem Inneren möglichst wenig absorbiert wird.
Als Strahlungsquelle 12 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen. Die austretende Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst im Kollimator 13b gebündelt. Außerdem wird mit Hilfe eines Monochromators 13a durch Variation des Einfallswinkels die gewünschte Betriebswellenlänge herausgefiltert. Im genannten Wellenlängenbereich sind der Kollimator 13b und der Monochromator 13a üblicherweise als reflektive optische Elemente ausgebildet. Kollimatoren sind häufig schalenförmig ausgebildete reflektive optische Elemente, um einen fokussierenden bzw. kollimierenden Effekt zu erreichen. An der konkaven Fläche findet die Reflexion der Strahlung statt, wobei zur Reflexion häufig kein Mehrlagensystem auf der konkaven Fläche verwendet wird, da ein möglichst breiter Wellenlängenbereich reflektiert werden soll. Das Herausfiltern eines schmalen Wellenlängenbandes durch Reflexion geschieht am Monochromator, oft mit Hilfe einer Gitterstruktur oder eines Mehrlagensystems.
Der im Strahlformungssystem 11 in Hinblick auf Wellenlänge und räumliche Verteilung aufbereitete Betriebsstrahl wird dann in das Beleuchtungssystem 14 eingeführt. Im in 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei Spiegel 15, 16 auf, die im vorliegenden Beispiel als Mehrlagenspiegel ausgestaltet sind. Die Spiegel 15, 16 leiten den Strahl auf die Photomaske 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 21 abgebildet werden soll. Bei der Photomaske 17 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV- und weichen Wellenlängenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt wird. Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Photomaske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet. Das Projektionssystem 20 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 18, 19 auf, die im vorliegenden Beispiel ebenfalls als Mehrlagenspiegel ausgestaltet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 20 als auch das Beleuchtungssystem 14 ebenso jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können.
Sowohl das Strahlformungssystem 11 als auch das Beleuchtungssystem 14 und das Projektionssystem 20 sind als Vakuumkammern ausgestaltet, da insbesondere die Mehrlagenspiegel 15, 16, 18, 19 nur im Vakuum betrieben werden können. Ansonsten würde sich auf ihrer reflektiven Fläche zu viel Kontamination ablagern, die zu einer zu starken Verschlechterung ihrer Reflektivität führen würde.
Bereits vorhandene Kontamination kann mit Hilfe von Reinigungsmodulen auf der Basis vom atomaren Wasserstoff entfernt werden. Wie im in 1 dargestellten Beispiel sind dazu stellvertretend drei Reinigungsmodule 23, 25, 27 vorgesehen. Das Reinigungsmodul 23 ragt mit seiner Ableitung 24 in die Vakuumkammer des Strahlformungssystems 11 hinein, um Kontamination auf den Monochromator 13a zu entfernen. Das Reinigungsmodul 27 ragt mit seiner Ableitung 28 in die Vakuumkammer des Projektionssystems 20 hinein, um die Oberfläche des Spiegels 19 zu reinigen. Durch bewegliche Anordnung der Ableitung 28 lässt sich das Reinigungsmodul 27 auch für die Reinigung des Spiegels 18 verwenden.
Es sei darauf hingewiesen, dass auch im Bereich der Photomaske 17 ein Reinigungsmodul zu dessen Reinigung angeordnet werden kann.
Im Falle des Beleuchtungssystems 14 sind die Spiegel 15, 16 in einer Kapselung 22 eingeschlossen, die eine Vakuumkammer mit eigener Mikroumgebung innerhalb der Vakuumkammer des Beleuchtungssystems 14 definiert. Das Einkapseln der Spiegel 15, 16 hat den Vorteil, dass kontaminierende Substanzen von außerhalb der Kapselung 22 daran gehindert werden, bis zu den Spiegeln 15, 16 vorzudringen und ihre Oberfläche zu kontaminieren. Außerdem gelangen kaum Wasserstoffatome, die zu Reinigungszwecken von dem Reinigungsmodul 25 über die Ableitung 26 in die Kapselung 22 geleitet werden, nach außerhalb der Kapselung 22. Dadurch ist es möglich, im Beleuchtungssystem 14 außerhalb der Kapselung 22 Komponenten einzusetzen, die Materialien aufweisen, die eine höhere Reaktionsrate mit insbesondere atomaren Wasserstoff aufweisen und ansonsten vom atomaren Wasserstoff angegriffen würden, was zu einer geringeren Lebensdauer dieser Komponenten führen würde.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine Kapselung mit Reinigungsmodul, wie hier im Zusammenhang mit dem Beleuchtungssystem 14 beschrieben, in gleicher Weise im Projektionssystem 20 zum Einkapseln eines oder mehrerer der dortigen Spiegel 18, 19 vorgesehen sein kann. Ebenso kann auch im Beleuchtungssystem 14 mindestens ein Reinigungsmodul vorgesehen sein, das wie im Projektionssystem 20 außerhalb der Vakuumkammer, die das Beleuchtungssystem 14 definiert, angeordnet sein kann, so dass nur seine Zuleitung in die Vakuumkammer hineinragt. Ferner können mehrer Reinigungsmodule für eine Vakuumkammer vorgesehen sein, die in beliebigen Kombinationen vollständig in der Vakuumkammer, bis auf die Ableitung außerhalb der Vakuumkammer, ggf. bis auf die Ableitung außerhalb einer Kapselung und/oder ggf. vollständig in einer Kapselung angeordnet sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass im vorliegenden Beispiel nur drei Reinigungsmodule 23, 25, 27 vorgesehen sind. Je nach Anforderungen an die Reinigungswirkung können auch für jedes einzelne optische Element ein oder mehrere Reinigungsmodule vorgesehen werden. Im vorliegenden Beispiel sind außerdem die Schutzmodule 23, 25, 27 bis auf ihre Ableitungen 24, 26, 28 nicht in derselben Vakuumkammer wie die jeweils zu reinigende Optik angeordnet. Dies könnte auch vorgesehen sein. Aber durch eine Anordnung des Teils des Reinigungsmoduls, der jeweils den Glühdraht zur Generierung des atomaren Wasserstoffes aufweist, außerhalb der Vakuumkammer, in der sich unmittelbar das zu reinigende optische Element befindet, kann deutlicher der Wärmeeintrag über Strahlung und Konvektion auf das zu reinigende optische Element verringert werden.
Alle drei in 1 gezeigten Reinigungsmodule 23, 25, 27 weisen Ableitungen 24, 26, 28 auf, die mindestens einmal um höchstens 120 Grad gekrümmt sind. Im vorliegenden Beispiel sind sie zweifach um etwa 90 Grad gekrümmt. Dadurch wird eine direkte Sichtlinie zwischen dem Glühdraht und dem zu reinigenden optischen Element vermieden und der Wärmeeintrag über Strahlung und Konvektion vermindert. Ein weiterer Vorteil der Verlagerung des Teils des Schutzmoduls, der den Glühdraht beinhaltet, liegt darin, dass auch übrige Komponenten innerhalb der EUV-Lithographievorrichtung einem geringeren Wärmeeintrag ausgesetzt werden. Dies hat z. B. Vorteile für die gesamte mechanische Struktur, die zur genauen Ausrichtung der Spiegel im Strahlengang notwendig ist. Es müssen nun weniger Korrekturen aufgrund von Wärmeausdehnung der mechanischen Komponenten durchgeführt werden, was insgesamt zu einer besseren Abbildungscharakteristik der EUV-Lithographievorrichtung führt.
Die Reinigungsmodule 23, 25, 27 können übrigens auch dafür genutzt werden, die Vakuumkammer, in die jeweils ihre Ableitung 24, 26, 28 hineinragt, mit molekularem Wasserstoff zu spülen, wenn grade keine Reinigung durchgeführt wird und der jeweilige Glühdraht daher nicht angeschaltet ist. Über die Wasserstoffspülung wird verhindert, dass kontaminierende Substanzen, wie z. B. Kohlenwasserstoffe an den Kollimator 13b oder den Monochromator 13a bzw. die EUV-Spiegel 18, 19, 15, 16 kommen und sich dort als Kontamination auf den optisch genutzten Flächen ablagern. Die Spülung kann auch während des Betriebes der EUV-Lithographievorrichtung 10 durchgeführt werden. Dabei führt die EUV-Strahlung dazu, dass ein Teil des molekularen Wasserstoffes in atomaren Wasserstoff aufgespalten wird, der seinerseits mit bereits vorhandener Kontamination zu flüchtigen Verbindungen reagieren kann. Diese werden über die ohnehin für jede Vakuumkammer vorgesehene Pumpensysteme (nicht dargestellt) abgepumpt.
Besonders vorteilhaft ist das Konzept der Wasserstoffspülung, wenn optische Elemente wie im dargestellten Beispiel die Spiegel 15, 16 des Beleuchtungssystems 14 in einer separaten Kapselung 22 in ihrer eigenen Mikroumgebung eingeschlossen sind. Der durch die Ableitung 26 zugeführte Wasserstoff dient zur Spülung und gleichzeitig zur Aufrechterhaltung eines Überdruckes gegenüber dem Bereich außerhalb der Kapselung von bevorzugt etwa 0,01 mbar bis 0,5 mbar. Der Überdruck dient dazu, zu verhindern, dass kontaminierende Substanzen in das Innere der Kapseln 22 eindringen. Um den Überdruck effizient aufrechtzuerhalten, sind für die Zuführung von anderen Gasen wie etwa dem atomaren oder den molekularen Wasserstoff nur kleine Zuleitungsquerschnitte erlaubt, was durch die Ableitungen der hier vorgeschlagenen Reinigungsmodule problemlos eingehalten werden kann. Um den Überdruck zu steuern, kann bei Bedarf das Verhältnis von molekularem zu atomarem Wasserstoff durch die Temperatur des Glühdrahtes und den Gasdruck geregelt werden bzw. in Phasen zwischen zwei Reinigungen der Glühdraht und damit der atomare Wasserstoff ganz abgeschaltet werden.
In 2 ist schematisch der Aufbau eines Reinigungsmoduls für den Einsatz in EUV-Lithographievorrichtungen oder Messständen, in denen die Verhältnisse innerhalb von EUV-Lithographievorrichtungen zu Testzwecken simuliert werden bzw. vorbereitende Messungen an Komponenten durchgeführt werden, bevor sie in EUV-Lithographievorrichtungen eingesetzt werden, dargestellt. Dabei werden die Reinigungsmodule zur Reinigung beliebiger Komponenten, insbesondere optischer Komponenten wie etwa u. a. Spiegeln und Masken verwendet.
In einem Gehäuse 204 ist ein Glühdraht 210 angeordnet. Als Material für den Glühdraht 210 eignen sich insbesondere Metalle und Metalllegierungen mit sehr hohem Schmelzpunkt, so dass der Glühdraht auf entsprechend hohe Temperaturen aufgeheizt werden kann. Bei hohen Temperaturen erhöht sich die Produktionsrate von atomarem Wasserstoff. Der Glühdraht 210 kann beispielsweise aus Wolfram sein, mit dem sich Temperaturen um ca. 2000°C erreichen lassen. In das Gehäuse 204 mündet eine Zufuhr 206 für die Zufuhr von molekularem Wasserstoff. An ihrem dem Glühdraht 210 zugewandten Ende weitet sich die Zuleitung 206 auf, so dass der Glühdraht in seiner gesamten Länge mit molekularen Wasserstoff beaufschlagt wird und damit seine Heizleistung für die Umwandlung von molekularen in atomaren Wasserstoff optimal genutzt wird.
Von dem Gehäuse 204 geht die Ableitung 212 ab, um den atomaren und/oder molekularen Wasserstoff in die Vakuumkammer 200 zu transportieren, in der das zu reinigende optische Element 202 angeordnet ist. Die Ableitung 212 ist mehrfach gekrümmt mit Krümmungswinkeln von weniger als 120°C. Dadurch wird eine direkte Sichtlinie zwischen Glühdraht 210 und zu reinigendem optischen Element 202 vermieden, die zu einem erhöhten Wärmeeintrag aufgrund von Strahlung und Konvektion führen würde. Auch die Kontamination der zu reinigenden Fläche durch Abdampfprodukte vom Glühdraht, z. B. Wolfram, wird effektiv gemindert.
Als zusätzliche Maßnahme gegen den unerwünschten Wärmeeintrag bei der Reinigung mit atomaren Wasserstoff ist im in 2 dargestellten Beispiel im direkt an das Gehäuse 204 anschließenden Bereich der Ableitung 212 eine Kühlung 224 vorgesehen. Gerade im Bereich der Ableitung 212, der sich in der Nachbarschaft des Glühdrahtes 210 befindet, kann das durch die Ableitung 212 transportierte Gas wesentlich durch die Kühlung 24 abgekühlt werden.
Um eine gute Kühlwirkung zu erreichen, ist die Ableitung 212 im vorliegenden Beispiel aus Metall. Damit einerseits die Innenfläche der Ableitung nicht vom atomaren Wasserstoff angegriffen wird und in Hydride umgesetzt wird und andererseits die Rekombinationsrate des atomaren Wasserstoffes in molekularen Wasserstoff möglichst gering ist, ist die Innenfläche der Ableitung 212 mit einem Material beschichtet, das eine geringere Kombinationsrate für atomaren Wasserstoff aufweist. Besonders bevorzugt sind Beschichtungen mit Polytetrafluorethylen oder mit Phosphorsäure. Besonders niedrige Rekombinationsraten wurden bei einer Beschichtung mit Siliziumdioxid beobachtet. Auf Metalloberflächen kann eine Siliziumdioxidschicht beispielsweise aufgebracht werden, indem man Perhydropolysilazan als Precursor verwendet und diese Perhydropolysilazanschicht an Luftatmosphäre und bei Temperaturen von etwa 130°C oder mehr oxidieren lässt. Durch die spezielle Beschichtung der Innenfläche der Ableitung 212 wird gewährleistet, dass ein Maximum der am Glühdraht 212 erzeugten Wasserstoffatome die Strecke durch die Ableitung 212 durchläuft und der zu reinigenden Oberfläche des optischen Elementes 202 zugeführt werden kann. Dieser Effekt wird durch die Kühlung 224 noch verstärkt.
Die Gestalt und die Ausmaße der Ableitung 212 werden übrigens in Abhängigkeit der jeweils tatsächlichen geometrischen Gegebenheiten möglichst so gewählt, dass die Ableitung 212 im Bereich der zu reinigenden Fläche mündet, um die gewünschte Reinigungswirkung zu erreichen. Auch der oder die Krümmungswinkel können in Abhängigkeit von den geometrischen Gegebenheiten gewählt werden.
In 3 ist eine weitere Ausgestaltung eines Reinigungsmoduls beispielhaft dargestellt. Gegenüber dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das in 3 gezeigte Reinigungsmodul insbesondere in Bezug auf die Ausgestaltung der Ableitung 312. In dem in 3 dargestellten Beispiel handelt es sich bei der Ableitung 312 im Wesentlichen um eine mehrfach gebogene, doppelwandige und wassergekühlte Glaskapillare, deren Ausmaße an die konkreten geometrischen Gegebenheiten angepasst sind. Alternativ zu Glas kann die Ableitung 312 auch aus Quarz gefertigt sein. Besonders bevorzugt ist Quarzglas. Sowohl Quarz als auch Glas weisen eine besonders geringe Rekombinationsrate für atomaren Wasserstoff auf. Der Bereich zwischen den beiden Wandungen der Ableitung 312 wird als Kühlung 324 benutzt, indem dort ein Kühlmedium, bevorzugt Wasser durchgeleitet wird. Durch die Kühlung des transportierten Gases über einen wesentlichen Teil der Länge der Ableitung 312 kann der Wärmeeintrag in das zu reinigende optische Element 312 während der Reinigung mit atomaren Wasserstoff besonders gut minimiert werden. Um die am Glühdraht 310 entstehenden Wasserstoffatome in möglichst hohem Umfang durch die Ableitung 312 bis zum zu reinigenden optischen Element 312 zu bringen, ist die Ableitung 312 an ihrem dem Glühdraht zugewandten Ende 314 trichterförmig aufgeweitet. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass ein am Glühdraht 310 entstandenes Wasserstoffatom den Weg in die Zuleitung 312 findet.
Eine weitere Besonderheit des in 3 dargestellten Beispieles besteht darin, dass die Ableitung 312 an ihrem in die Vakuumkammer 300 hineinragenden Ende ein Gelenk 316 aufweist, um das Endstück 318 der Ableitung 312 beweglich zu gestalten. Indem das Endstück 318 beweglich relativ zur zu reinigenden Fläche des optischen Elementes 312 ist, können auch Bereiche des zu reinigenden optischen Elementes 302 erreicht werden, die sonst abgeschattet wären. Es ist nun also eine selektive Reinigung einzelner Flächen bzw. Flächenelementen möglich, beispielsweise in Abhängigkeit von gemessener oder berechneter lokaler Kontaminationsbelastung. In einer Weiterentwicklung des in 3 gezeigten Beispiels kann die Ableitung zusätzlich verschiebbar ausgestaltet sein, um beispielsweise zu ermöglichen, das Endstück 318, über das die zur Reinigung notwendigen Wasserstoffatome zur Verfügung gestellt werden, in den Strahlengang zu schieben. Dadurch können während der Reinigungsphasen noch mehr verschiedene Flächenelemente erreicht werden und unmittelbar mit atomaren Wasserstoff beaufschlagt werden.
Eine weitere Fortbildung der hier erläuterten Reinigungsmodule zur Erhöhung der Reinigungseffizienz durch Erhöhung der Produktionsrate für atomaren Wasserstoff ist in 4 dargestellt. Dabei ist der Glühdraht 410 über eine Fläche verteilt. Im in 4 dargestellten Beispiel weist der Glühdraht 410 dazu mehrere Windungen auf. Angepasst an die vom Glühdraht 410 aufgespannte Fläche ist auch die Zuleitung 406 für den molekularen Wasserstoff flächig aufgeweitet. Die Aufweitung 408 ist in Art eines Duschkopfes mit einer Abschlussplatte 402 abgeschlossen. Die Abschlussplatte 422 weist eine Vielzahl von Öffnungen 422 auf, durch die der molekulare Wasserstoff durchtritt und auf den Glühdraht 410 zuströmt, wo er in atomaren Wasserstoff aufgespalten wird. Im Gegensatz zu einer flächigen Aufweitung 408 ohne Abschlussplatte 402 hat dies den Vorteil, dass beim Austritt aus den kleinen Öffnungen 422 die Wasserstoffmoleküle beschleunigt werden und dadurch zielgerichtet auf den Glühdraht 410 zuströmen.

10: EUV-Lithographievorrichtung
11: Strahlformungssystem
12: EUV-Strahlungsquelle
13a: Monochromator
13b: Kollimator
14: Beleuchtungssystem
15: erster Spiegel
16: zweiter Spiegel
17: Maske
18: dritter Spiegel
19: vierter Spiegel
20: Projektionssystem
21: Wafer
22: Kapselung
23: Reinigungsmodul
24: Ableitung
25: Reinigungsmodul
26: Ableitung
27: Reinigungsmodul
28: Ableitung
200: Vakuumkammer
202: optisches Element
204: Gehäuse
206: Zufuhr
208: Aufweitung
210: Glühdraht
212: Ableitung
224: Kühlung
300: Vakuumkammer
302: optisches Element
304: Gehäuse
306: Zufuhr
308: Aufweitung
310: Glühdraht
312: Ableitung
314: Aufweitung
316: Gelenke
318: Endstück
324: Kühlung
406: Zufuhr
408: Aufweitung
410: Glühdraht
420: Abschlussplatte
422: Öffnung

Claims

Reinigungsmodul mit einer Zufuhr (206, 306, 406) für molekularen Wasserstoff, einer Vorrichtung (210, 310, 410) zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff und einer Ableitung (212, 312) für atomaren und/oder molekularen Wasserstoff, wobei die Ableitung (212, 312) mindestens eine Krümmung mit einem Krümmungswinkel von weniger als 120 Grad aufweist, die Ableitung (212, 312) auf Ihrer Innenfläche ein Material aufweist, das eine geringe Rekombinationsrate für atomaren Wasserstoff aufweist und die Zufuhr (206, 306, 406) an ihrem der Vorrichtung (210, 310, 410) zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff zugewandten Ende aufgeweitet geformt ist.
Reinigungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Material auf der Innenfläche der Ableitung (212, 312) um Siliziumdioxid, um Polytetrafluorethylen oder um Phosphorsäure handelt.
Reinigungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung (212, 312) aus Glas oder Quarz besteht.
Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung (212, 312) eine Kühlung (224, 324) aufweist.
Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff als Glühdraht (210, 310, 410) ausgebildet ist.
Reinigungsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühdraht (410) über eine Fläche verteilt angeordnet ist.
Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr (406) an ihrem der Vorrichtung (410) zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff zugewandten Ende duschkopfartig ausgebildet ist.
Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung (212, 312) beweglich ausgebildet ist.
EUV-Lithographievorrichtung mit mindestens einem Reinigungsmodul gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 8.
EUV-Lithographievorrichtung nach Anspruch 9 mit mindestens einer Vakuumkammer, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmodul (23, 25, 27) derart außerhalb der Vakuumkammer (11, 14, 20, 22) angeordnet ist, dass nur die Ableitung (24, 26, 28) in die Vakuumkammer (11, 14, 20, 22) hineinragt.
EUV-Lithographievorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Vakuumkammer um eine Vakuumkammer (22) zum Einkapseln eines oder mehrerer optischer Elemente (15, 16) handelt und das Reinigungsmodul (25) derart angeordnet ist, dass die Zufuhr und die Vorrichtung zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff außerhalb der Vakuumkammer (22) angeordnet sind und der erzeugte Wasserstoff durch die Ableitung (26) der Vakuumkammer (22) in ihrem Inneren zugeführt wird.
Projektionssystem für eine EUV-Lithographievorrichtung mit mindestens einem Reinigungsmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Projektionssystem nach Anspruch 12 mit mindestens einer Vakuumkammer, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmodul (27) derart außerhalb der Vakuumkammer (20) angeordnet ist, dass nur die Ableitung (28) in die Vakuumkammer (20) hineinragt.
Projektionssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Vakuumkammer um eine Vakuumkammer (22) zum Einkapseln eines oder mehrerer optischer Elemente (18, 19) handelt und das Reinigungsmodul (27) derart angeordnet ist, dass die Zufuhr (206, 306, 406) und die Vorrichtung (210, 310, 410) zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff außerhalb der Vakuumkammer (22) angeordnet sind und der erzeugte Wasserstoff durch die Ableitung (212, 312) der Vakuumkammer (22) in ihrem Inneren zugeführt wird.
Belichtungssystem für eine EUV-Lithographievorrichtung mit mindestens einem Reinigungsmodul gemäß den Ansprüchen 1 bis 8.
Belichtungssystem nach Anspruch 15 mit mindestens einer Vakuumkammer, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmodul (25) derart außerhalb der Vakuumkammer (14) angeordnet ist, dass nur die Ableitung (212, 312) in die Vakuumkammer (14) hineinragt.
Belichtungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Vakuumkammer um eine Vakuumkammer (22) zum Einkapseln eines oder mehrerer optischer Elemente (15, 16) handelt und das Reinigungsmodul (25) derart angeordnet ist, dass die Zufuhr (206, 306, 406) und die Vorrichtung (210, 310, 410) zum Erzeugen von atomarem Wasserstoff außerhalb der Vakuumkammer (22) angeordnet sind und der erzeugte Wasserstoff durch die Ableitung (212, 312) der Vakuumkammer (22) in ihrem Inneren zugeführt wird.