DE102015203160A1

DE102015203160A1 - Optische Anordnung für die EUV-Lithographie

Info

Publication number: DE102015203160A1
Application number: DE102015203160.8A
Authority: DE
Inventors: Moritz Becker; Stefan-Wolfgang Schmidt; Dirk Heinrich Ehm; Edwin te Sligte
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2015-09-17
Also published as: DE102014204658A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung (1) für die EUV-Lithographie, mit: mindestens einer Vakuumkammer (2), die einen Vakuumkammerinnenraum (3) umschließt, mindestens einem optischen Element (8), welches in dem Vakuumkammerinnenraum (3) angeordnet ist, einer Wasserstoffzuführungseinrichtung (23), durch die molekularer und/oder aktivierter Wasserstoff (24a, 24b) zur optischen Oberfläche (25) des optischen Elements (8) zuführbar ist, einer Einhausung (28), die einen Einhausungsinnenraum (30) umschließt, in dem mindestens eine Komponente (33) angeordnet ist, die beim Kontakt mit aktiviertem Wasserstoff (24b) kontaminierende Stoffe (34) ausgast, sowie einen den Einhausungsinnenraum (30) mit dem Vakuumkammerinnenraum (3) verbindenden Öffnungskanal (35), der ausgebildet ist, eine Eintrittsrate von aktiviertem Wasserstoff (24b) von dem Vakuumkammerinnenraum (3) in den Einhausungsinnenraum (30) und/oder eine Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe (34) von dem Einhausungsinnenraum (30) in den Vakuumkammerinnenraum (3) zu reduzieren.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung für die EUV-Lithographie. Bei der optischen Anordnung kann es sich um eine EUV-Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, welche EUV-Strahlung verwendet, beispielsweise um eine Anordnung zur Vermessung von in der EUV-Lithographie verwendeten Masken oder dergleichen.
In derartigen optischen Anordnungen sind typischerweise reflektive optische Elemente, beispielsweise reflektive Mehrlagenspiegel, in einer Vakuum-Umgebung in einem bzw. in mehreren Gehäusen angeordnet.
Zum Reinigen eines in einem Gehäuseinnenraum angeordneten optischen Elements können Reinigungsköpfe in dem Gehäuseinnenraum vorgesehen sein, durch die bei Bedarf den zu reinigenden optischen Oberflächen der optischen Elemente aktivierter Wasserstoff zugeführt wird. Bei solchen Reinigungsköpfen bzw. Reinigungseinheiten wird typischerweise molekularer Wasserstoff mittels einer Aktivierungseinrichtung, beispielsweise durch ein elektrisches Feld, einen Heizdraht etc. in aktivierten Wasserstoff umgewandelt. Der aktivierte Wasserstoff ermöglicht es, Verunreinigungen von der optischen Oberfläche eines jeweiligen optischen Elements zu entfernen.
Wasserstoff kann in Lithographie-Anordnungen auch in molekularer Form als Spülgas bzw. als Inertgas zum Spülen eines Gehäuseinnenraums eingesetzt werden, beispielsweise um das durch das vorbeschriebene Entfernen der Verunreinigungen im Gehäuseinnenraum erzeugte Gasgemisch aus dem Gehäuse zu entfernen. Aber auch auf andere Weise in den Gehäuseinnenraum gelangter molekularer Wasserstoff kann im Betrieb der Anordnung durch Absorption der EUV-Strahlung unerwünschter Weise in aktivierten Wasserstoff umgewandelt werden.
Aus dem obigen ergibt sich, dass in der Regel zeitweise oder permanent aktivierter Wasserstoff in der Lithographie-Anordnung vorhanden ist. Der aktivierte Wasserstoff reagiert jedoch bei Kontakt mit in der Vakuum-Umgebung angeordneten Komponenten, die beispielsweise bestimmte metallische Materialien umfassen, zu leicht flüchtigen bzw. volatilen Metallhydriden. Solche Komponenten können in dem Gehäuse mit dem optischen Element oder in weiteren mit dem Gehäuseinnenraum verbundenen Gehäusen angeordnet sein. Die leicht flüchtigen Metallhydride lagern sich jedoch als kontaminierende Stoffe an den optischen Oberflächen der optischen Elemente an und reagieren mit den dort vorhandenen Materialien zu schwer flüchtigen Metallhydriden. Diese ausgegasten und an den optischen Oberflächen angelagerten kontaminierenden Stoffe sind in der Regel weitaus schwerer von den optischen Oberflächen zu entfernen als sonstige typischerweise auftretende Verunreinigungen z.B. in Form von Kohlenwasserstoffverbindungen. In der Folge büßen die optischen Elemente aufgrund der durch die kontaminierenden Stoffe bzw. die Hydride gebildeten Ablagerungen zumindest teilweise ihre Funktionsfähigkeit ein. Insbesondere wird die Reflektivität der optischen Elemente verringert, sodass der Durchsatz der optischen Anordnung beispielsweise einer EUV-Lithographieanlage sich verringert.
Aus der US 7,750,326 B2 ist eine Lithographieanlage bekannt geworden, die eine Quelle zum Bereitstellen von Wasserstoffradikalen und eine Führung zur Verwendung gemeinsam mit der Quelle umfasst, um die Wasserstoffradikale auf eine Anwendungsfläche zu richten bzw. der Anwendungsfläche zuzuführen, um auf der Anwendungsfläche befindliche Verunreinigungen zu entfernen. Die Führung ist mit einer Beschichtung versehen, die einen Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten von weniger als 0,2 aufweist. Auf diese Weise können die Radikale mit verringerten Verlusten transportiert werden und besser mit Verunreinigungen an der Anwendungsfläche, beispielsweise einer Spiegeloberfläche, interagieren.
Aus der WO 2008/034582 A2 ist ebenfalls eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie bekannt geworden. Zur Reduzierung der Anhaftung von Verunreinigungen an optischen Elementen wird dort vorgeschlagen, ein Vakuumgehäuse im Inneren eines Gehäuses anzuordnen, wobei das Vakuumgehäuse zumindest die optische Oberfläche des optischen Elements umgibt. Zur Verringerung des Partialdrucks kontaminierender Stoffe in der Nähe der optischen Oberfläche im Vergleich zum Innenraum des Gehäuses ist ferner eine Kontaminationsreduzierungseinheit vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel sind in dem Vakuum-Gehäuse nur Materialien angeordnet, die beim Kontakt mit einem Reinigungsgas, beispielsweise mit aktiviertem Wasserstoff, keine kontaminierenden Stoffe ausgasen. Auch kann in dem Vakuum-Gehäuse eine Saugeinrichtung in Form eines Auslasses gebildet sein, durch den ein Gasstrom eines Spülgases vom Inneren des Vakuum-Gehäuses in das Innere des Gehäuses zu erzeugen. Der Auslass kann insbesondere ausgebildet sein, die Diffusion von kontaminierenden Stoffen von dem Innenraum des Gehäuses in das Innere des Vakuum-Gehäuses zu verhindern.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Anordnung für die EUV-Lithographie bereitzustellen, welche die Ablagerung von kontaminierenden Stoffen an der optischen Oberfläche eines optischen Elements, die von einer oder mehreren Komponenten beim Kontakt mit aktiviertem Wasserstoff ausgegast werden, beseitigt oder zumindest verringert.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Anordnung für die EUV-Lithographie, mit mindestens einer Vakuumkammer, die einen Vakuumkammerinnenraum umschließt, mindestens einem optischen Element, welches in dem Vakuumkammerinnenraum angeordnet ist, einer Wasserstoffzuführungseinrichtung, durch die molekularer und/oder aktivierter Wasserstoff zur optischen Oberfläche des optischen Elements zuführbar ist, eine Einhausung, die einen Einhausungsinnenraum umschließt, in dem mindestens eine Komponente angeordnet ist, die beim Kontakt mit aktiviertem Wasserstoff kontaminierende Stoffe ausgast, sowie mindestens einen den Einhausungsinnenraum mit dem Vakuumkammerinnenraum verbindenden Öffnungskanal, der ausgebildet ist, eine Eintrittsrate von aktiviertem Wasserstoff von dem Vakuumkammerinnenraum in den Einhausungsinnenraum und/oder eine Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe von dem Einhausungsinnenraum in den Vakuumkammerinnenraum zu reduzieren.
Typischer Weise ist der Einhausungsinnenraum gasdicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen, d.h. die Einhausung hat nur über den mindestens einen Öffnungskanal eine Verbindung zur Umgebung. Der Einhausung ist insbesondere keine eigene Vakuumerzeugungseinheit (Pumpe) zugeordnet, d.h. die Evakuierung der Einhausung erfolgt über den mindestens einen Öffnungskanal bzw. über die Vakuumkammer, die direkt oder mittelbar, z.B. über eine weitere Kammer, mit einer Vakuumerzeugungseinrichtung in Verbindung steht.
Der Öffnungskanal ist bevorzugt ausgebildet, die Eintrittsrate von aktiviertem Wasserstoff von dem Vakuumkammerinnenraum, in dem das mindestens eine optische Element angeordnet ist, in den Einhausungsinnenraum, in dem die ausgasende Komponente angeordnet ist, zu reduzieren, indem sich entlang des Öffnungskanals bewegender aktivierter Wasserstoff an der (Innen-)Wand des Öffnungskanals eine möglichst große Anzahl von Stößen erfährt, durch die der aktivierte Wasserstoff zu molekularem Wasserstoff rekombiniert. Bei dem aktivierten Wasserstoff handelt es sich typischer Weise um atomaren Wasserstoff bzw. um freie Wasserstoffradikale, es kann sich ggf. aber auch um molekularen Wasserstoff in einem angeregten Elektronenzustand handeln, der durch eine Wechselwirkung mit der Wand des Öffnungskanals in den Grundzustand versetzt wird. Molekularer Wasserstoff ist hinsichtlich seiner Tendenz zur Ablagerung an optischen Oberflächen weniger kritisch, da dieser typischer Weise mit der in der Einhausung angeordneten Komponente keine kontaminierenden gasförmigen Stoffe (keine Hydride) bildet. Die Verwendung derartiger Komponenten, die auf atomarer Ebene kontaminierende Stoffe ausgasen, lässt sich in optischen Anordnungen für die EUV-Lithographie typischer Weise nicht vermeiden. Da aufgrund der reduzierten Eintrittsrate weniger oder kein aktivierter Wasserstoff in die Einhausung eintritt, können entsprechend weniger oder keine kontaminierenden Stoffe durch Kontakt von aktiviertem Wasserstoff mit der in der Einhausung angeordneten Komponente ausgasen. Demzufolge können in vorteilhafter Weise auch entsprechend weniger, im Idealfall keine ausgegasten kontaminierenden Stoffe zurück in die Vakuumkammer zu dem optischen Element gelangen, um sich dort abzulagern.
Der Öffnungskanal ist bevorzugt zusätzlich oder alternativ ausgebildet, die Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe von der Einhausung in die Vakuumkammer zu reduzieren, indem die (Innen-)Wand des Öffnungskanals aus einem Material gebildet ist, welches eine Opferschicht für die kontaminierenden Stoffe bildet, so dass die kontaminierenden Stoffe sich dort anlagern. Volatile kontaminierende Stoffe, die trotz der Reduzierung der Eintrittsrate von aktiviertem Wasserstoff in die Einhausung durch Kontakt mit der Komponente von der Komponente ausgegast werden, lagern sich an der Innenwand des Öffnungskanals ab. Aufgrund dieser Ablagerung ist die Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe aus der Einhausung in den Vakuumkammerinnenraum reduziert. Diese an den Wänden des Öffnungskanals abgelagerten kontaminierenden Stoffe können sich in vorteilhafter Weise nicht an den optischen Oberflächen der in dem Vakuumkammerinnenraum angeordneten optischen Elemente ablagern.
Besonders vorteilhaft ist insbesondere eine kombinierte Wirkung des Öffnungskanals zur Reduzierung sowohl der Eintrittsrate als auch der Austrittsrate. In diesem Fall kann zum einen durch die reduzierte Eintrittsrate bzw. Eintrittswahrscheinlichkeit die Bildung der kontaminierenden Stoffe zumindest teilweise verhindert und zum anderen kann die Austrittsrate bzw. die Austrittswahrscheinlichkeit von gebildeten kontaminierenden Stoffen reduziert werden. Die Gesamt-Wahrscheinlichkeit dafür, dass kontaminierende Stoffe, die von der Komponente ausgegast werden, in den Vakuumkammerinnenraum mit dem optischen Element eintreten, ist das Produkt aus der Eintrittswahrscheinlichkeit und der Austrittswahrscheinlichkeit, so dass insgesamt die Ablagerung von kontaminierenden Stoffen auf optischen Elementen im Vakuumkammerinnenraum wesentlich verringert werden kann.
Der Öffnungskanal kann an der Einhausung ausgebildet sein bzw. einen Teil der Einhausung bilden, der sich beispielsweise von einer Öffnung in die Einhausung hinein erstreckt. Gegebenenfalls kann der Öffnungskanal oder ein Teilabschnitt des Öffnungskanals einen Zwischenraum zwischen der Einhausung und der Vakuumkammer, in der das bzw. die optischen Elemente angeordnet sind, überbrücken. Bei den typischer Weise in einer optischen Anordnung für die EUV-Lithographie verwendeten Vakuum-Bedingungen mit Gesamtdrücken von beispielsweise ca. 10^–5 mbar erfolgt der Transport der kontaminierenden Stoffe bzw. des Wasserstoffs im Wesentlichen durch freie Molekularbewegung, da annähernd keine Wechselwirkungen der Gasteilchen untereinander stattfinden. Typischer Weise weist das Vakuumgehäuse mit der ausgasenden Komponente außer dem mindestens einen Öffnungskanal keine weiteren Öffnungen auf, so dass annähernd kein Druckunterschied bzw. Druckgradient über die Länge des Öffnungskanals auftritt. Druckunterschiede können jedoch dann auftreten, wenn mehrere Öffnungskanäle der Einhausung verschiedene Vakuumkammerteile miteinander verbinden.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Anordnung, bei der die Innenwand des Öffnungskanals eine Beschichtung aufweist. Die Beschichtung der Kanalwand kann zum einen die Rekombination des aktivierten Wasserstoffs zurück zu molekularem Wasserstoff unterstützen. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtung als Opferschicht dienen und mit diesen insbesondere schwer flüchtige Hydride bilden. Für den Fall, dass die Opferschicht verbraucht ist, kann der Öffnungskanal ggf. aus der optischen Anordnung entnommen werden und entweder das verbrauchte Material der Opferschicht vom Grundmaterial der Wand abgetragen oder ggf. auf die verbrauchte Beschichtung eine neue Beschichtung aus unverbrauchtem Material aufgebracht werden. Das Aufbringen einer neuen Beschichtung kann ggf. auch in-situ, d.h. ohne eine Entnahme des Öffnungskanals aus der optischen Anordnung erfolgen.
Bevorzugt ist eine Weiterbildung der vorhergehenden Ausführungsform, bei der die Beschichtung zur Reduzierung der Eintrittsrate des aktivierten Wasserstoffs ein Material enthält, welches einen Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten von 0,08 oder darüber aufweist. Bevorzugt enthält die Beschichtung ein Material mit einem Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten von 0,2 oder darüber, insbesondere von 0,4 oder darüber. Durch die Wahl eines vergleichsweise hohen Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten wird die Rekombination von an die Beschichtung stoßendem aktiviertem Wasserstoff zu molekularem Wasserstoff vorteilhaft verstärkt. Zur Erhöhung der verstärkenden Wirkung der Beschichtung wird daher die Verwendung eines Materials mit einem möglichst hoher Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten angestrebt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist das Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Ru, Ir, Rh, Pt, Ti, Ni, Pd, Al, Cu, Fe und deren Verbindungen. Diese Materialien weisen vergleichsweise hohe Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten auf (vgl. beispielsweise Tabelle 1 der US 7,750,326 B2 ) und eignen sich deshalb in besonderem Maße als Beschichtung der Öffnungskanal-Innenwand. Darüber hinaus können diese Materialien leicht zur Beschichtung von Öffnungskanalwänden aus Materialien eingesetzt werden, aus denen Vakuumgehäuse üblicher Weise hergestellt werden, beispielsweise Edelstahl oder Aluminium.
Bevorzugt ist auch eine Weiterbildung, bei der die Beschichtung zur Reduzierung der Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe ein Material enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rh, Ru, Ir, Pt, Ti, Ni, Pd und deren Verbindungen. Beschichtungen aus diesen Materialien fördern vorteilhaft die Anlagerung von kontaminierenden Stoffen insbesondere in Form von schwer flüchtigen Hydriden, insbesondere von Metallhydriden, an der Beschichtung. Die von der Komponente ausgegasten kontaminierenden Stoffe lagern sich somit an der Beschichtung an, so dass diese als Opferschicht wirkt. Die abgelagerten kontaminierenden Stoffe können sich nicht durch den Öffnungskanal in das Vakuumkammerinnere ausbreiten und an den optischen Oberflächen der im Vakuumkammerinnenraum angeordneten optischen Elemente ablagern. Insbesondere können als Opferschicht Materialien eingesetzt werden, die auch als Deckschicht an den optischen Oberflächen der reflektierenden optischen Elemente in dem Vakuumkammerinnenraum vorgesehen sind, oder Materialien, deren Neigung zur Anlagerung von kontaminierenden Stoffen noch größer ist. Besonders günstig sind Materialien, die einen hohen Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten aufweisen und gleichzeitig als Opferschicht dienen können, d.h. insbesondere Ru, Ir, Rh, Pt, Ti, ggf. Ni, Pd.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung weist der Öffnungskanal mindestens einen gekrümmten Abschnitt auf. Durch den gekrümmten Verlauf des Öffnungskanals wird beim Hindurchdiffundieren eine Mindestanzahl an Stößen des aktivierten Wasserstoffs mit der Innenwand des Öffnungskanals erzwungen, die zu der vorbeschriebenen vorteilhaften Rekombination von aktiviertem Wasserstoff führt. Ein gekrümmter Abschnitt im Sinne der Erfindung kann sowohl in Form eines runden bzw. rundlichen als auch eines eckig verlaufenden Kanalabschnitts ausgebildet sein.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der vorhergehenden Ausführungsform schließen zwei zu dem gekrümmten Abschnitt benachbarte Abschnitte des Öffnungskanals einen Winkel von 90° oder weniger miteinander ein, d.h. es erfolgt durch den gekrümmten Abschnitt eine Änderung der Bewegungsrichtung von 90° oder mehr. Insbesondere ein rechtwinkliger Kanalabschnitt ist fertigungstechnisch vergleichsweise einfach herstellbar und zeigt gleichzeitig hinsichtlich der beabsichtigten Erhöhung der Anzahl der Stöße mit der Innenwand des Öffnungskanals bzw. mit der entsprechenden Beschichtung eine hohe Wirksamkeit. Alternativ zu einer Umlenkung um 90° kann auch zwischen zwei benachbarten Abschnitten eine gekrümmter, z.B. U-förmiger Abschnitt vorgesehen sein, der eine Umlenkung um mehr als 90°, beispielsweise um 180° bewirkt, d.h. die beiden zu dem gekrümmten Abschnitt benachbarten Abschnitte verlaufen parallel zueinander.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher der Öffnungskanal in der Art eines Labyrinths ausgebildet ist. Bei labyrinthartigen Öffnungskanälen erfährt der den Öffnungskanal durchlaufende aktivierte Wasserstoff eine Vielzahl an Richtungsänderungen und stößt mithin besonders häufig an die Innenwand des Öffnungskanals. Die Rekombination des aktivierten Wasserstoffs zu molekularem Wasserstoff und somit auch die die Eintrittsrate reduzierende Wirkung des Öffnungskanals sind folglich weiter erhöht. Bei labyrinthartigen Öffnungskanälen erfahren auch die kontaminierenden Stoffe, die sich in umgekehrter Richtung durch den Öffnungskanal bewegen, eine Vielzahl an Richtungsänderungen und treten mithin häufiger mit der Innenwand des Öffnungskanals in Kontakt, so dass die Ablagerung der kontaminierenden Stoffe an der Innenwand des Öffnungskanals bzw. an der Beschichtung und mithin die die Austrittsrate reduzierende Wirkung des Öffnungskanals weiter verstärkt ist.
Die Querschnittsgeometrie des Öffnungskanals ist grundsätzlich beliebig; insbesondere kann der Öffnungskanal einen vieleckförmigen, beispielsweise einen rechteckigen oder einen runden Querschnitt aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung liegt das Aspekt-Verhältnis der Länge des Öffnungskanals zum hydraulischen Durchmesser des Öffnungskanals bei mehr als 3, bevorzugt bei mehr als 5. Je größer die Länge des Öffnungskanals, desto größer ist typischer Weise die Anzahl der Stöße mit der Innenwand des Öffnungskanals. Entsprechend nimmt die Anzahl der Stöße mit der Innenwand des Öffnungskanals mit abnehmendem hydraulischen Durchmesser zu. Das Verhältnis aus Länge und hydraulischem Durchmesser stellt somit ein geeignetes Maß dar, um die Eignung des Öffnungskanals zur Erhöhung der Stoßwahrscheinlichkeit und damit zur Verringerung der Eintrittsrate bzw. der Austrittsrate zu charakterisieren. Das Verhältnis wird so gewählt, dass bei gegebenem Wasserstoff-Partialdruck der aktivierte Wasserstoff bzw. die Wasserstoffradikale beim Passieren des Öffnungskanals mehrere Stöße mit der Innenwand des Öffnungskanals erfahren, was wie oben dargestellt die Rekombinationswahrscheinlichkeit des aktivierten Wasserstoffs erhöht.
Bei einer Ausführungsform liegt der Wasserstoff-Partialdruck in dem Öffnungskanal zwischen 0,1 Pa und 20 Pa, d.h. zwischen 0,1 × 10^–2 mbar und 20 × 10^–2 mbar. Der genaue Wert für den Wasserstoff-Partialdruck hängt von der Position des Öffnungskanals ab. Bei derartigen Wasserstoff-Partialdrücken wird insbesondere bei den oben angegebenen Verhältnissen zwischen der Länge des Öffnungskanals und dem hydraulischem Durchmesser eine erhöhte Anzahl an Zusammenstößen mit der Innenwand des Öffnungskanals erreicht.
Bevorzugt ist die Vakuumkammer, in der das mindestens eine optische Element angeordnet ist, in einem Innenraum eines Außengehäuses angeordnet. Bei der Vakuumkammer kann es sich insbesondere um ein (teil-)evakuiertes Gehäuse handeln, dem eine Kontaminationsreduzierungseinrichtung zugeordnet ist, wie dies in der WO 2008/034582 beschrieben ist, welche durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Das Außengehäuse kann insbesondere in mehrere Gehäuseteile unterteilt sein, in denen optische Elemente angeordnet sind, die unterschiedliche Funktionen erfüllen, beispielsweise in einen Gehäuseteil mit einer Strahlungserzeugungseinrichtung, einem Beleuchtungssystem und einem Projektionssystem. Unter dem Außengehäuse wird im Sinne dieser Anmeldung das gesamte Außengehäuse oder einer der Gehäuseteile verstanden. Alternativ zur oben beschriebenen Ausführungsform kann die Vakuumkammer, in der das mindestens eine optische Element angeordnet ist, selbst das Außengehäuse bzw. einen Gehäuseteil des Außengehäuses bilden.
Schließlich ist eine Ausführungsform der optischen Anordnung bevorzugt, bei der die ausgasende Komponente Elemente oder deren Verbindungen beinhaltet, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Zn, Sn, In, Pb, P, S, Si, Na, F, Mn. Alternativ oder zusätzlich können weitere (prinzipiell alle bekannten) Hydride bildenden Elemente wie zum Beispiel Te und Mn, in der Einhausung Teil der ausgasenden Komponenten sein. Die ausgasenden Komponenten können beispielsweise Teile von Sensoren, insbesondere von optischen Sensoren oder von Drucksensoren, sein, die im Einhausungsinnenraum angeordnet sind. Die Komponenten können ferner auch Halterungen für derartige Sensoren oder elektronische Komponenten, Aktuatoren, Kabel-Ummantelungen, Klebepunkte, Schmierpunkte etc. sein, die in der Einhausung vorgesehen sind.
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.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen
1 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer optischen Anordnung in Form einer EUV-Lithographieanlage,
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer EUV-Lithographieanlage,
3a, b vergrößerte schematische Darstellungen einer Einhausung innerhalb der EUV-Lithographieanlage von 1 sowie eine Schnittdarstellung eines Öffnungskanals,
4a, b vergrößerte schematische Darstellungen einer weiteren Einhausung und eine Schnittdarstellung eines Öffnungskanals,
5 eine schematische Darstellung eines Öffnungskanals in der Art eines Labyrinths, und
6 ein Diagramm mit Wahrscheinlichkeiten bzw. Raten für den Eintritt und Austritt von aktiviertem Wasserstoff bzw. von kontaminierenden Stoffen in einem bzw. aus einem Öffnungskanal.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnung werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Die in der 1 dargestellte optische Anordnung 1 für die EUV-Lithographie ist als EUV-Lithographieanlage ausgebildet und weist eine Vakuumkammer 2 mit einem umschlossenen Vakuumkammerinnenraum 3 auf, wobei der Vakuumkammer 2 eine Vakuumerzeugungseinheit 4 zur Erzeugung eines Vakuums in dem Vakuumkammerinnenraum 3 zugeordnet ist. Die Vakuumkammer 2 umgibt drei Vakuumkammerteile bzw. ist in drei Vakuumkammerteile durch (nicht gezeigte) Zwischenwände unterteilt. Einen ersten Vakuumkammerteil bildet ein Strahlungserzeugungssystem 5, welches z.B. eine Plasmalichtquelle und einen EUV-Kollektorspiegel zur Fokussierung von mittels der Plasmalichtquelle erzeugter EUV-Strahlung aufweisen kann.
In einem sich im Strahlverlauf anschließenden Vakuumkammerteil ist ein Beleuchtungssystem 6 untergebracht, welches einen Spiegel mit Feldrasterelementen 7 und einen Spiegel 8 mit Pupillenrasterelementen aufweist. Eine nachfolgende, als Teleskopobjektiv 9 wirkende Gruppe von drei Spiegeln weist einen ersten und zweiten Spiegel 10, 11 auf, die unter normalem Einfall betrieben werden, sowie einen dritten Spiegel 12 mit negativer Brechkraft, auf den das Licht unter streifendem Einfall auftrifft.
Das Beleuchtungssystem 6 erzeugt ein möglichst homogenes Bildfeld in einer Objektebene 13, in der ein Retikel 14 mit einer verkleinert abzubildenden Struktur angeordnet ist.
Die auf dem Retikel 14 in der Objektebene 13 angeordnete Struktur wird von einem in einem dritten Vakuumkammerteil angeordneten Projektionssystem 15 auf eine Bildebene 16 abgebildet, in welcher ein Wafer mit einer photosensitiven Schicht (nicht gezeigt) angeordnet ist. Das Projektionssystem 15 weist für die verkleinernde Abbildung sechs weitere Spiegel 17 bis 22 auf.
Das Strahlungserzeugungssystem 5, der Spiegel 7 mit Feldrasterelementen, der Spiegel 8 mit Pupillenrasterelementen, die Spiegel 10, 11, 12, sowie die sechs weiteren Spiegel 17 bis 22 bilden eine Mehrzahl von in Vakuumkammerinnenraum 3 angeordneten reflektierenden optischen Elementen.
Die optische Anordnung 1 umfasst ferner eine Wasserstoffzuführungseinrichtung 23, durch die aktivierter Wasserstoff 24a zu einer optischen Oberfläche 25 des Spiegels 8 mit Pupillenrasterelementen zuführbar ist. Die Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 dient der Reinigung der optischen Oberfläche 25 (bzw. dem Entfernen von an der optischen Oberfläche 25 anhaftenden Verunreinigungen, insbesondere von Kohlenwasserstoffen). Die Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 ist mittels einer nicht dargestellten Bewegungseinrichtung in einer im Wesentlichen parallel zur optischen Oberfläche 25 verlaufenden Richtung 26 (sowie senkrecht zur Zeichenebene) verfahrbar, um die optische Oberfläche 25 entlang ihrer gesamten Ausdehnung zu reinigen. Die Bewegungseinrichtung kann auch dazu dienen, die Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 im Betrieb der EUV-Lithographieanlage 1 aus dem Strahlengang 27 der Beleuchtungsstrahlung herauszufahren.
Es versteht sich, dass die in 1 gezeigte Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 lediglich beispielhaft im Bereich des Spiegels 8 mit Pupillenrasterelementen angeordnet ist und dass diese oder weitere Wasserstoffzuführungseinrichtungen 23 alternativ auch zur Reinigung jedes der anderen optischen Elemente der EUV-Lithographieanlage 1 in deren Nähe angeordnet bzw. jedwedem anderen optischen Element zugeordnet sein kann, um den entsprechenden optischen Oberflächen aktivierten Wasserstoff 24b zu Reinigungszwecken zuzuführen. Die Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 kann ggf. auch zur Zuführung von molekularem Wasserstoff 23a als Spülgas zu der optischen Oberfläche 25 dienen.
In der Vakuumkammer 2 der EUV-Lithographieanlage 1 ist ferner eine Einhausung 28 mit einem gasdichten Fenster 29 angeordnet, wobei die Einhausung 28 einen Einhausungsinnenraum 30 umschließt. Im Einhausungsinnenraum 30 ist ein optischer Sensor 31 angeordnet, der in der 1 durch das Fenster 29 hindurch entlang einer Beobachtungsrichtung 32 mindestens eine optische Eigenschaft des Spiegels 7 mit Feldrasterelementen erfasst, beispielsweise die Reflektivität des Spiegels 7. Die Messdaten des optischen Sensors 31 können zur Steuerung oder zur Regelung der EUV-Lithographieanlage 1 dienen.
In der Einhausung 28 ist ferner eine Komponente 33 angeordnet, die ein Element oder dessen Verbindung aufweist, welches bei Kontakt mit aktiviertem Wasserstoff 24b einen kontaminierenden Stoff 34 bildet bzw. ausgast. Bei dem Element kann es sich um ein Metall, z.B. um Zink (Zn) handeln, das bei Kontakt mit aktiviertem Wasserstoff 24b Zinkhydrid bildet, welches in die Gasphase übergeht. Weitere Elemente oder deren Verbindungen, von denen bekannt ist, dass sie mit aktiviertem Wasserstoff 24b leicht flüchtige Stoffe, insbesondere Hydride, bilden, sind beispielsweise Sn, In, Pb, P, S, Si, Na, F, Mn.
Die den kontaminierenden Stoff 34 oder die kontaminierende Stoffe 34 ausgasende Komponente 33 kann, wie in der 1 beispielhaft dargestellt, rückseitig an einer Gehäuseoberfläche des optischen Sensors 31 angeordnet sein; es kann sich beispielsweise um eine Lötstelle oder Klebestelle handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die bzw. eine weitere ausgasende Komponente auch an einer Innenseite der Einhausung 28 angeordnet sein. Bei der ausgasenden Komponente 33 kann es sich auch um in der Einhausung 28 vorhandene Halter, Träger, Stützstrukturen oder dergleichen handeln.
Der Einhausungsinnenraum 30 und der Vakuumkammerinnenraum 3 sind über einen an der Einhausung 28 gebildeten Öffnungskanal 35 miteinander verbunden, d.h. der Öffnungskanal 35 bildet einen Teil der Wand der Einhausung 28 bzw. ist in die Wand integriert. In dem Vakuumkammerinnenraum 3 aufgrund von Reinigungsvorgängen vorhandener aktivierter Wasserstoff 24b kann durch den Öffnungskanal 35 in die Einhausung 28 gelangen und dort in Kontakt mit der ausgasenden Komponente 33 treten. Der aktivierte Wasserstoff 24b kann kontaminierende Stoffe 34 aus der Komponente 33 freisetzen, die anschließend durch den Öffnungskanal 35 aus der Einhausung 28 in die Vakuumkammer 2 gelangen und sich an den reflektierenden optischen Elementen, beispielsweise an dem Spiegel 8 mit den Pupillenfacetten, ablagern bzw. mit dem an der optischen Oberfläche 25 vorgesehenen Material, welches eine Deckschicht einer an dem Spiegel 8 vorgesehenen reflektierenden Mehrlagen-Beschichtung bildet, zu schwerflüchtigen Verbindungen, beispielsweise zu Hydriden, reagieren. Derartige kontaminierende Stoffe 34 sind jedoch nur sehr schwer von den optischen Oberflächen 25 der optischen Elemente zu entfernen. Insbesondere sind sie schwerer zu entfernen als herkömmliche mit aktiviertem Wasserstoff 24b mittels der Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 entfernbarere Verunreinigungen beispielsweise in Form von Kohlenstoffverbindungen.
Um sowohl die Bildung der kontaminierenden Stoffe 34 durch Kontakt von aktiviertem Wasserstoff 24b mit der Komponente 33 zumindest teilweise zu verhindern als auch das Austreten von kontaminierenden Stoffen 34 aus der Einhausung 28 zu reduzieren oder gänzlich zu unterbinden, ist der Öffnungskanal 35 ausgebildet, eine Eintrittsrate von aktiviertem Wasserstoff 24b von dem Vakuumkammerinnenraum 3 in den Einhausungsinnenraum 30 und/oder eine Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe 34 von dem Einhausungsinnenraum 30 in den Vakuumkammerinnenraum 3 zu reduzieren. Hierzu weist der Öffnungskanal 35 eine Innenwand 36 auf, an der entlang des Öffnungskanals 35 sich bewegender aktivierter Wasserstoff 24b mehrere Stöße erfährt (vgl. 3a bis 4b), die eine Rekombination des aktivierten Wasserstoffs 24b zurück zu molekularem Wasserstoff 24a begünstigen. Der molekulare Wasserstoff 24a bildet mit der Komponente 33 keine ausgasenden kontaminierenden Stoffe 34, sodass deren Produktion verringert wird. Entsprechend gelangen weniger oder im Idealfall keine kontaminierenden Stoffe 34 durch den Öffnungskanal 35 in die Vakuumkammer 2. Die Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 bildet ferner eine Opferschicht für kontaminierende Stoffe 34, die trotz der Reduzierung der Eintrittsrate von aktiviertem Wasserstoff 24b in die Einhausung 28 von der Komponente 33 ausgegast werden. Sich an der Opferschicht (der Innenwand 36 oder ggf. einer dort angebrachten Beschichtung (s.u.)) ablagernde kontaminierende Stoffe 34 können dann nicht mehr in den Vakuumkammerinnenraum 3 gelangen, so dass deren Austrittsrate bzw. Austrittswahrscheinlichkeit von dem Einhausungsinnenraum 30 in den Vakuumkammerinnenraum 3 reduziert wird.
Bei der in 2 dargestellten EUV-Lithographieanlage 1 sind die optischen Elemente in einem Innenraum 40 einer Vakuumkammer angeordnet, welches ein Außengehäuse 41 bildet, dem eine Vakuumerzeugungseinheit 4 zugeordnet ist. Im Unterschied zu 1 umschließt die Vakuumkammer 2, welche mit der Einhausung 28 über den Öffnungskanal 35 in Verbindung steht, nicht alle optischen Elemente sondern nur diejenigen eines Vakuumkammerteils und zwar des Strahlungserzeugungssystems 5. Die Vakuumkammer 2 ist hierbei hinreichend lang dimensioniert, sodass eine Öffnung 42 in einem Bereich des Strahlengangs 27 der EUV-Strahlung angeordnet ist, an der dieser einen besonders geringen Durchmesser aufweist (Zwischenfokus). Hierdurch kann der Strahlengang 27 durch die Öffnung 42 hindurch verlaufen, ohne dass sich ein nennenswerter Austausch von Teilchen in die Vakuumkammer 2 hinein oder aus der Vakuumkammer 2 heraus einstellt.
Zur Reinigung einer optischen Oberfläche 25 des Strahlungserzeugungssystems (zur Entfernung von anhaftenden Verunreinigungen) ist eine Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 vorgesehen, durch die aktivierter Wasserstoff 24a zu der optischen Oberfläche 25, d.h. in die Vakuumkammer 2 zuführbar ist. Entsprechend der Wasserstoffzuführungseinrichtung aus 1 ist die Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 von 2 in einer Richtung 26 (sowie in einer weiteren Richtung) verfahrbar, um den Strahlengang 27 im Betrieb der Anordnung 1 freizugeben und um eine vollständige Reinigung der Oberfläche 25 zu gewährleisten. Die Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 steht mit einem nicht dargestellten Reservoir zur Lagerung von molekularem Wasserstoff 24a bzw. einer Einrichtung zur Erzeugung von aktiviertem Wasserstoff 24b in Verbindung. Die Wasserstoffzuführungseinrichtung 23 kann alternativ oder zusätzlich auch zum Spülen der Vakuumkammer 2 mit molekularem Wasserstoff 24a ausgebildet sein, wie dies beispielsweise in der eingangs zitierten WO 2008/034582 A2 beschrieben ist, welche durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Der molekulare Wasserstoff 24a kann durch die gestrichelt dargestellte EUV-Strahlung in aktivierten Wasserstoff 24a, d.h. im Wesentlichen in Wasserstoff-Radikale, umgewandelt werden.
Es versteht sich, dass die in 2 dargestellte Vakuumkammer 2, welche mit der Einhausung 28 in Verbindung steht, auch an anderer Stelle angeordnet sein kann und beispielsweise ein das Beleuchtungssystem 5, das Projektionssystem 15 oder eines oder mehrere der reflektierenden optischen Elemente 7, 8, 10, 11, 12, 17 bis 22 umschließende Vakuumkammer bilden kann. Auch können zwei oder mehr Vakuumkammern 2, die mit einer entsprechenden Einhausung 28 in Verbindung stehen, in der EUV-Lithographieanlage 1 angeordnet sein.
Bei der in 2 gezeigten EUV-Lithographieanlage 1 ist die Einhausung 28 geringfügig von der Vakuumkammer 2 beabstandet und weist einen Einhausungsinnenraum 30 auf, in dem ein Drucksensor 43 angeordnet ist. Im Inneren der Einhausung 28 ist des Weiteren eine Komponente 33 angeordnet, die kontaminierende Stoffe 34 ausgast und die an einer Gehäuseseite des Drucksensors 43 gebildet ist und beispielsweise einen Träger für den Drucksensor 43 bildet. Es versteht sich, dass auch der Drucksensor 43 bzw. dessen Gehäusewand selbst kontaminierende Stoffe 34 ausgasen kann und dass die ausgasende Komponente 33 an anderer Stelle in der Einhausung 28 angeordnet sein kann.
Zwischen der Einhausung 28 und der Vakuumkammer 2 ist ein den Einhausungsinnenraum 30 mit dem Vakuumkammerinnenraum 3 verbindender Öffnungskanal 35 vorgesehen, der wie in 1 ausgebildet ist, d.h. der eine Eintrittsrate von aktiviertem Wasserstoff 24b von dem Vakuumkammerinnenraum 3 in den Einhausungsinnenraum 30 sowie eine Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe 34 von dem Einhausungsinnenraum 30 in den Vakuumkammerinnenraum 3 reduziert. Durch die im Zusammenhang mit 1 vorbeschriebene Wirkung der Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 (Wirkung als Stoßpartner bei der Rekombination zu molekularem Wasserstoff 24a und Wirkung als Opferschicht) kann zum einen durch die reduzierte Eintrittsrate des Wasserstoffs die Bildung der kontaminierenden Stoffe 34 im Einhausungsinnenraum 30 zumindest teilweise verhindert und zum anderen der Austritt von dennoch gebildeten kontaminierenden Stoffen 34 reduziert werden. Mithin kann die Ablagerung von kontaminierenden Stoffen 34 an den optischen Oberflächen 25 des Strahlungserzeugungssystems 5 wesentlich verringert werden.
In den 3a und 3b ist die Einhausung 28 der 1 detaillierter dargestellt. Insbesondere ist ersichtlich, dass die Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 eine Beschichtung 44 aufweist. Die Beschichtung 44 enthält zur Reduzierung der Eintrittsrate des aktivierten Wasserstoffs 24b Titan (Ti), mit einem Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten (bezogen auf Platin, Pt) von 0,4. Auf diese Weise kann die entlang der Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 anhand von Stößen mit der Innenwand 36 auftretende Rekombination zu molekularem Wasserstoff 24a weiter verstärkt werden und ist besonders effektiv. Beispielhaft für eine Abfolge von Stößen ist in 3a anhand von Zickzackpfeilen der Bewegungspfad bzw. der Verlauf eines aktivierten Wasserstoffteilchens 24b entlang des Öffnungskanals 35 dargestellt. Die Eintrittsrichtung des in den Einhausungsinnenraum 35 eintretenden aktivierten Wasserstoffs 24b ist durch den um 90° abgeknickten Pfeil mit dem Bezugszeichen 45 illustriert. Der Öffnungskanal 35 weist zur weiteren Verstärkung der Rekombination zu molekularem Wasserstoff 24a einen um 90° gekrümmten bzw. abknickenden (mittleren) Abschnitt 46 und zwei zu dem gekrümmten Abschnitt 46 benachbarte Abschnitte 47a, 47b auf. Die benachbarten Abschnitte 47a, 47b bilden unmittelbare Verlängerungen des gekrümmten Abschnitts 46 und schließen folglich ebenfalls einen Winkel von 90° miteinander ein. Alternativ kann der gekrümmte mittlere Abschnitt 46 auch um mehr oder weniger als 90°, beispielsweise lediglich um 70° gekrümmt sein und dabei rund bzw. bogenförmig ausgebildet sein. Dementsprechend können die benachbarten Abschnitte 47a, 47b auch einen Winkel von weniger oder mehr als 90° miteinander einschließen. Je stärker die Richtungsänderung des sich durch den Öffnungskanal 35 bewegenden aktivierten Wasserstoffs 24b ist, desto stärker ist die rekombinierende Wirkung der Stöße an der Innenwand 36 des Öffnungskanals 35. Wie aus 3b ersichtlich ist, weist der Öffnungskanal 35 im gezeigten Beispiel einen runden Querschnitt auf.
Die Titan (Ti) enthaltende Beschichtung 44 reduziert ferner die Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe 34, da dieses Material als Opferschicht zur Ablagerung der kontaminierenden Stoffen 34 geeignet ist. Die Austrittsrichtung der kontaminierenden Stoffe 34 ist beispielhaft durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen 48 illustriert.
Bei der in den 4a und 4b dargestellten Einhausung 28 ist der Öffnungskanal 35 geradlinig ausgebildet, d.h. ohne einen der 3a vergleichbaren gekrümmten Abschnitt. Die Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 weist ebenfalls eine Beschichtung 44 auf, die im gezeigten Beispiel aus Platin (Pt) besteht. Platin ist als Material für die Beschichtung 44 besonders geeignet, da dieses vorteilhaft die Rekombination zu molekularem Wasserstoff 24b unterstützt (Wasserstoff-Rekombinationskoeffizient 1,0) und auch als Opferschicht wirkt, so dass sich die kontaminierenden Stoffe 34 dort anlagern. Beispielhaft für eine Abfolge von Stößen ist in der 4a anhand von Zickzackpfeilen der Strompfad bzw. der Verlauf eines aktivierten Wasserstoffteilchens 24b entlang des Öffnungskanals 35 dargestellt. Die Eintrittsrichtung des aktivierten Wasserstoffs 24b ist durch den gestrichelt dargestellten Pfeil mit dem Bezugszeichen 45 illustriert. Die Austrittsrichtung der kontaminierenden Stoffe 34 ist durch den strichpunktiert dargestellten Pfeil mit dem Bezugszeichen 48 illustriert.
Wie aus 4b ersichtlich ist, weist der Öffnungskanal 35 einen rechteckförmigen Querschnitt mit den Seitenlängen a, b auf. Das Verhältnis L/D_h aus der Länge L des Öffnungskanals 35 und dem hydraulischen Durchmesser D_h des Öffnungskanals 35 liegt im gezeigten Beispiel bei drei, sodass die Stoßanzahl des aktivierten Wasserstoffs 24b mit der Innenwand 36 bzw. der dort angebrachten Beschichtung 44 erhöht ist und die Rekombination weiter verstärkt ist. Der hydraulische Durchmesser D_h des Öffnungskanals 35 errechnet sich allgemein für eine Querschnittsfläche A des Öffnungskanals 35 und einen Querschnittsumfang U des Öffnungskanals 35 zu: D_h = 4·A/U. Das Verhältnis L/D_h berücksichtigt selbstverständlich nicht die Wirkung von gekrümmten Abschnitten des Öffnungskanals 35, welche die Stoßanzahl erhöhen.
Der in 5 dargestellte Öffnungskanal 35 ist in der Art eines Labyrinths ausgebildet, d.h. dieser umfasst mehrere (mindestens zwei) gekrümmte Abschnitte. Im gezeigten Beispiel sind die gekrümmten Abschnitte 50 U-förmig ausgebildet und zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden und in ihrer Durchgangsrichtung jeweils entgegengesetzten Abschnitte 49 angeordnet. Dadurch, dass entlang dieses Öffnungskanals 35 strömender aktivierter Wasserstoff durch die Mehrzahl an Richtungsänderungen häufiger zu Stößen mit der Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 gezwungen wird, ist die rekombinierende Wirkung der Innenwand 36 bzw. des Öffnungskanals 35 weiter verstärkt.
Das in 6 dargestellte Diagramm zeigt beispielhaft die Eintrittsrate bzw. die Eintrittswahrscheinlichkeit P_ein für den Eintritt von aktiviertem Wasserstoff in die Einhausung 28 (trotz Stößen mit der Wand 36 des Öffnungskanals 35) die Austrittwahrscheinlichkeit bzw. die Austrittsrate P_aus für den Austritt von kontaminierenden Stoffen 34 aus der Einhausung 28 (trotz Stößen mit der Wand 36 des Öffnungskanals) sowie die aus Eintrittsrate P_ein und Austrittsrate P_aus kombinierte Wahrscheinlichkeit P_komb = P_ein × P_aus für den Übertritt von kontaminierenden Stoffen 34 von dem Einhausungsinnenraum 30 in den Vakuumkammerinnenraum 3.
Die gezeigten Wahrscheinlichkeiten bzw. Raten beziehen sich jeweils auf den Öffnungskanal 35 der 4a, 4b (geradlinig mit rechteckigem Querschnitt) und zeigen deren Abhängigkeit von einem Aspekt-Verhältnis, welches als Quotient aus der Länge L des Öffnungskanals 35 und dem hydraulischen Durchmesser D_h gebildet ist, wobei für einen rechteckigen Querschnitt gilt: D_h = 2ab/(a + b), wobei a, b die Seitenlängen des rechteckförmigen Querschnitts des Öffnungskanals 35 bezeichnen.
Demnach ist bei einem höheren Aspekt-Verhältnis L/D_h die Wahrscheinlichkeit P_ein für einen Eintritt von aktiviertem Wasserstoff 24a in die Einhausung 28 in vorteilhafter Weise verringert. Ebenso ist bei einem höheren Aspekt-Verhältnis L/D_h die Wahrscheinlichkeit P_aus für einen Austritt von kontaminierenden Stoffen 34 aus der Einhausung 28 vorteilhaft verringert und auch die kombinierte Wahrscheinlichkeit P_komb nimmt daher ab. Die in dem Diagramm dargestellten Wahrscheinlichkeiten P_ein, P_aus, P_komb beziehen sich auf einen Wasserstoff-Partialdruck im Öffnungskanal 35, der im Bereich zwischen ca. 0,1 Pa bzw. 0,3 Pa und ca. 20 Pa liegt. Bei dem in 6 gezeigten Diagramm wurde davon ausgegangen, dass bei jedem Stoß von aktiviertem Wasserstoff 24a an der Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 die Wahrscheinlichkeit für eine Rekombination bei 0,1 liegt. Entsprechend wurde auch eine Wahrscheinlichkeit von 0,1 für die Ablagerung von kontaminierenden Stoffen 34 an der Innenwand 36 des Öffnungskanals 35 bei jedem Stoß angenommen. Es versteht sich, dass diese Werte nur beispielhaft zu verstehen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7750326 B2 [0006, 0017]
WO 2008/034582 A2 [0007, 0049]
WO 2008/034582 [0025]

Claims

Optische Anordnung (1) für die EUV-Lithographie, mit: mindestens einer Vakuumkammer (2), die einen Vakuumkammerinnenraum (3) umschließt, mindestens einem optischen Element (8), welches in dem Vakuumkammerinnenraum (3) angeordnet ist, einer Wasserstoffzuführungseinrichtung (23), durch die molekularer und/oder aktivierter Wasserstoff (24a, 24b) zur optischen Oberfläche (25) des optischen Elements (8) zuführbar ist, eine Einhausung (28), die einen Einhausungsinnenraum (30) umschließt, in dem mindestens eine Komponente (33) angeordnet ist, die beim Kontakt mit aktiviertem Wasserstoff (24b) kontaminierende Stoffe (34) ausgast, sowie mindestens einen den Einhausungsinnenraum (30) mit dem Vakuumkammerinnenraum (3) verbindenden Öffnungskanal (35), der ausgebildet ist, eine Eintrittsrate (P_ein) von aktiviertem Wasserstoff (24b) von dem Vakuumkammerinnenraum (3) in den Einhausungsinnenraum (30) und/oder eine Austrittsrate (P_aus) der kontaminierenden Stoffe (34) von dem Einhausungsinnenraum (30) in den Vakuumkammerinnenraum (3) zu reduzieren.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Innenwand (36) des Öffnungskanals (35) eine Beschichtung (44) aufweist.
Optische Anordnung nach Anspruch 2, bei der die Beschichtung (44) zur Reduzierung der Eintrittsrate (45) des aktivierten Wasserstoffs (24b) ein Material enthält, welches einen Wasserstoff-Rekombinationskoeffizienten von 0,08 oder darüber aufweist.
Optische Anordnung nach Anspruch 3, bei der das Material ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rh, Ru, Ir, Pt, Ti, Ni, Pd, Al, Cu, Fe und deren Verbindungen.
Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Beschichtung (44) zur Reduzierung der Austrittsrate (48) der kontaminierenden Stoffe (34) ein Material enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rh, Ru, Ir, Pt, Ti, Ni, Pd und deren Verbindungen.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Öffnungskanal (35) mindestens einen gekrümmten Abschnitt (46) aufweist.
Optische Anordnung nach Anspruch 6, bei welcher zwei zu dem gekrümmten Abschnitt (46) benachbarte Abschnitte (47a, 47b) des Öffnungskanals (35) einen Winkel von 90° oder weniger miteinander einschließen.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Öffnungskanal (35) in der Art eines Labyrinths ausgebildet ist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Öffnungskanal (35) einen vieleckförmigen oder einen runden Querschnitt aufweist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Verhältnis aus der Länge (L) und dem hydraulischen Durchmesser (D_h) des Öffnungskanals (35) bei mehr als 3, bevorzugt bei mehr als 5 liegt.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Wasserstoff-Partialdruck in dem Öffnungskanal (35) zwischen 0,1 Pa und 20 Pa liegt.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Vakuumkammer (2) ein evakuiertes Gehäuse (2) ist, das in einem Innenraum (40) eines Außengehäuses (41) angeordnet ist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die ausgasende Komponente (33) Elemente oder deren Verbindungen beinhaltet, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Zn, Sn, In, Pb, P, S, Si, Na, F, Mn.