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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Partikelfalle für eine Vakuumanlage, insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, mit der der Zutritt von Partikeln zu einem Schutzbereich der Vakuumanlage verhindert oder erschwert werden kann, sowie eine entsprechende Anordnung zum Schutz eines vor Partikelkontamination geschützten Bereichs einer Vakuumanlage und insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Anordnung oder Partikelfalle.
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STAND DER TECHNIK
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Bei Anlagen, die mit Hochvakuum betrieben werden und insbesondere bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie kann es von entscheidender Bedeutung sein, dass die Komponenten der Vakuumanlage, wie beispielsweise optische Elemente einer Projektionsbelichtungsanlage, vor Verunreinigungen mit Partikeln geschützt werden, da entsprechende Partikelverunreinigungen zu erheblichen Schäden bis hin zum kompletten Ausfall der gesamten Anlage führen können. Die Beseitigung von Partikelverunreinigungen in derartigen Anlagen ist sehr aufwändig und kostenintensiv, sodass bisher im Stand der Technik vielfältige Maßnahmen zur Vermeidung von Partikelkontaminationen beschrieben worden sind, die teilweise selbst wieder sehr aufwändig sind.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Beitrag zu Vermeidung oder zur Verringerung von Partikelkontaminationen in Vakuumanlagen und insbesondere Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie zu leisten, wobei auf einfache Weise ein effektiver Schutz gewährleistet werden soll, der zudem den Betrieb der Vakuumanlage bzw. der Projektionsbelichtungsanlage nicht beeinträchtigt.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Partikelfalle gemäß Anspruch 1 sowie eine Anordnung zum Schutz eines Bereichs einer Vakuumanlage vor Partikelkontamination mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt vor, an einem zu schützenden Bereich einer Vakuumanlage und insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie eine mechanische Barriere in Form einer Partikelfalle vorzusehen, wobei die Partikelfalle einen platten- oder scheibenförmigen Grundkörper mit mindestens zwei Hauptseiten und mindestens einer zwischen den Hauptseiten angeordneten Stirnseite aufweist. Eine der Hauptseiten weist eine Anlagefläche auf, mit der der Grundkörper an einer an den Schutzbereich angrenzenden Fläche angeordnet werden kann. Der Grundkörper weist weiterhin eine an der mindestens einen Stirnseite vorgesehene Ausnehmung auf, wobei die Ausnehmung so ausgebildet ist, dass zwischen einer Ebene der Anlagefläche und der Stirnseite im Bereich der Ausnehmung ein Spalt definiert ist, der zur Aufnahme von Partikeln dient, sodass diese nicht in den zu schützenden Bereich gelangen können.
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Die für die Aufnahme der Partikel vorgesehene Ausnahme kann sich in Richtung des Grundkörpers von der Stirnseite aus erstrecken, um ausreichend Platz für die Aufnahme von Partikeln bereitzustellen. Entsprechend kann sich die Ausnehmung auch in einer Dimension quer zu den Hauptseiten des Grundkörpers über die Öffnungsbreite des Spalts hinaus erstrecken, um eine Hinterschneidung zur Stirnseite zu bilden und ebenfalls die Ausnehmung ausreichend groß für die Aufnahme entsprechender Partikel zu gestalten. Außerdem kann durch diese Gestaltung der Ausnehmung mit kleiner Öffnungsspaltbreite verhindert werden, dass die einmal in den Spalt gelangten Partikel die Ausnehmung entsprechend wieder verlassen, sondern vielmehr können die Partikel sich dann entsprechend in der Ausnehmung verteilen.
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Um die Aufnahme von Partikeln in der Ausnehmung des Grundkörpers der Partikelfalle zu erleichtern, kann die Stirnseite im Bereich der Ausnehmung eine in Richtung des Grundkörpers verlaufende Schrägfläche aufweisen, die den Spalt verjüngt.
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Der Spalt kann eine Dimension, d.h. eine Öffnungsweite aufweisen, die der durchschnittlichen oder maximalen Dimension des Durchmessers oder einer maximalen Erstreckung der aufzunehmenden Partikel entspricht, da festgestellt worden ist, dass bei einer derartigen Dimensionierung der Spaltbreite eine besonders gute Aufnahme der Partikel bei gleichzeitig geringen Verlusten der Partikel aus der Ausnehmung heraus vorliegt. Entsprechend kann die Spaltbreite im Bereich von 20 µm bis 1000 µm liegen.
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Der Grundkörper kann so ausgebildet sein, dass er einen zentralen Bereich umschließt, der den Schutzbereich, d.h. den zu schützenden Bereich, darstellt. Der Grundkörper weist dann eine entsprechende Ringform auf, die den Schutzbereich umschließt.
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Entsprechend kann auch die Ausnehmung umlaufend im Bereich eines äußeren Randes des Grundkörpers angeordnet sein.
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Zusätzlich kann die Ausnehmung einen Anschluss für eine Absaugung aufweisen, sodass in die Ausnehmung gelangte Partikel über die Absaugung entfernt werden können.
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Eine entsprechende Partikelfalle kann in einer Anordnung zum Schutz eines Bereichs einer Vakuumanlage insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie an einer an den zu schützenden Bereich angrenzenden Fläche angeordnet werden.
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Bei einer Ringform des Grundkörpers der Partikelfalle kann somit die angrenzende Fläche den zu schützenden Bereich ringförmig umgeben und die Partikelfalle kann so an der entsprechenden Fläche angeordnet sein, dass die Partikelfalle den zu schützenden Bereich ebenfalls umgibt.
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An der Fläche, die an den Schutzbereich angrenzt, kann ein Absaugkanal vorgesehen sein, der bei der Anordnung der Partikelfalle an der entsprechenden Fläche mit der mindestens einen Ausnehmung der Partikelfalle in Verbindung steht, sodass Partikel, die in der Ausnehmung aufgenommen sind, aus dieser abgesaugt werden können.
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Entsprechend kann die Anordnung zum Schutz vor Partikelkontamination neben einer an den zu schützenden Bereich angrenzenden Fläche und einer Partikelfalle zusätzlich mindestens eine Vakuumpumpe umfassen, um die Ausnehmung der Partikelfalle absaugen zu können. Dies kann insbesondere separat von einem Pumpsystem der Vakuumanlage bzw. der Projektionsbelichtungsanlage erfolgen, um eine Kontamination des Pumpsystems der Vakuumanlage zu vermeiden.
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Die an den zu schützenden Bereich angrenzende Fläche, an der die Partikelfalle angeordnet ist, kann insbesondere horizontal verlaufen, da bei einer horizontalen Anordnung der Fläche sich auf dieser bedingt durch die Schwerkraft die Partikel sammeln können, wobei die Partikel entsprechend an der Fläche entlang wandern können, um so in die Partikelfalle zu gelangen.
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An der Fläche, die an den Schutzbereich angrenzt, kann zudem eine Klebstoffschicht oder Haftschicht, beispielsweise in Form von Vakuumfetten oder dergleichen, vorgesehen sein, mit Hilfe der die Partikel an der Fläche festgehalten werden können. Insbesondere kann die Klebstoffschicht oder Haftschicht im Bereich der Partikelfalle, vorzugsweise zwischen der Partikelfalle und der Fläche, die an den Schutzbereich angrenzt, vorgesehen sein, sodass die Klebstoffschicht oder Haftstoffschicht zum einen einen möglichen Spalt zwischen der Anlagefläche der Partikelfalle und der Fläche, die an den Schutzbereich angrenzt, abdichtet und zum anderen für eine Befestigung und Haftung der Partikelfalle an der entsprechenden Fläche sorgt, sowie zusätzlich ermöglicht, dass in der Ausnehmung der Partikelfalle aufgenommene Partikel durch die Klebstoffschicht oder Haftschicht festgehalten werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
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1 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Partikelfalle,
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2 eine Querschnittsansicht einer Anordnung der Partikelfalle aus 1 an einem vor Partikelkontamination geschützten Bereich und in
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3 eine schematische Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Partikelfalle 1, die einen scheiben- bzw. ringförmigen Grundkörper 2 aufweist, der einen offenen zentralen Bereich 3 ringförmig umschließt. Bei der äußeren Ringform des Grundkörpers 2 kann es sich um eine Kreisringform oder um eine beliebige andere äußere Formgestaltung handeln. Genauso kann der zentrale offene Bereich 3 beliebige Formen aufweisen.
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Der Grundkörper 2 weist zwei Hauptseiten 5, 6 auf, die durch die maximalen Dimensionen des Grundkörpers in unabhängigen Raumrichtungen definiert sind. Die beiden Hauptseiten 5, 6 definieren eine zwischen den Hauptseiten 5, 6 vorgesehene Stirnseite 7, die den äußeren Umfang des Grundkörpers 2 darstellt.
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Der Grundkörper 2 der Partikelfalle 1 weist mehrere Durchgangsöffnungen 4 auf, die entlang der Durchgangsrichtung unterschiedliche Öffnungsweiten aufweisen, um Flachkopfschrauben (nicht gezeigt) aufzunehmen, mit denen die Partikelfalle 1 an einer an den zu schützenden Bereich angrenzenden Fläche 13 (siehe 2) befestigt werden kann. Bei der Partikelfalle 1, wie sie in 1 dargestellt ist, ist die Anlagefläche der Partikelfalle 1, die an der an den zu schützenden Bereich angrenzenden Fläche 13 angeordnet werden kann, an der Hauptseite 6 ausgebildet.
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Die Anlagefläche an der Hauptseite 6 definiert eine Ebene 11, zwischen der und einer an der Stirnseite 7 angeordneten Schrägfläche 9 ein Spalt 8 definiert ist, der in Verbindung mit einer Ausnehmung 10 im Bereich des äußeren Umfangs des Grundkörpers 2 steht. Die Ausnehmung 10 dient zur Aufnahme von Partikeln, die über den Spalt 8 in die Ausnehmung 10 gelangen können. Die Ausnehmung 10 ist in einer Richtung senkrecht zu den Hauptseiten 5, 6 größer dimensioniert als der Spalt 8, sodass die Ausnehmung 10 eine Hinterschneidung bezüglich der Stirnseite 7 definiert.
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Im Einsatz, wenn die Partikelfalle 1 an einer an den zu schützenden Bereich angrenzenden Fläche 13 mit der Anlagefläche der Hauptseite 6 angeordnet und über Schrauben, die in den Durchgangsöffnungen 4 aufgenommen sind, befestigt ist, werden Partikel, die sich entlang der Fläche 13 bewegen, die an den zu schützenden Bereich angrenzt, durch den Spalt 8 in den durch die Ausnehmung 10 definierten Aufnahmeraum gelangen, in dem sie entsprechend zurückgehalten werden, ohne dass sie den zu schützenden Bereich 12 kontaminieren können.
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Dies ist deutlich der 2 zu entnehmen, die eine Anordnung für einen vor Partikelkontamination geschützten Bereich 12 zeigt. In der Querschnittsansicht der 2 ist wiederum die Partikelfalle 1 zu sehen, die an einer an den zu schützenden Bereich 12 angrenzenden Fläche 13 angeordnet ist, wobei in der Schnittdarstellung der 2 die Durchgangsöffnungen 4 zur Befestigung mit Schrauben nicht gezeigt sind. Wie bereits erwähnt, werden Partikel 14, die sich entlang der Fläche 13 bewegen, durch den Spalt 8 in die Ausnehmung 10 der Partikelfalle 1 gelangen, sodass sie nicht in den zu schützenden Bereich 12 vordringen können.
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Bei der Anordnung der 2 wird zudem über eine separat von dem Vakuumsystem der Vakuumanlage, in der sich die Anordnung befindet, eine separate Vakuumpumpe 16 vorgesehen, um die Ausnehmung 10 der Partikelfalle 1 differenziell zu dem Vakuumsystem der Vakuumanlage abzupumpen. Dadurch können Partikel, die über den Spalt 8 in die Ausnehmung 10 der Partikelfalle 1 gelangt sind, unabhängig von dem Vakuumsystem der entsprechenden Vakuumanlage abgepumpt und entfernt werden, sodass das Pumpsystem 17 der Vakuumanlage, in der die Anordnung zum Schutz eines Bereichs vor Partikelkontamination angeordnet ist, nicht durch abgesaugte Partikel kontaminiert werden kann.
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Zum Absaugen der Partikel aus der Ausnehmung 10 der Partikelfalle 1 mündet ein Absaugkanal 15, der an die Vakuumpumpe 16 angeschlossen ist, in die Fläche 13 und steht in Verbindung mit der Ausnehmung 10 der Partikelfalle 1, die auf der Fläche 13 angeordnet ist.
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Darüber hinaus kann zwischen der Partikelfalle 1 bzw. der Anlagefläche der Hauptseite 6 der Partikelfalle 1 und der Fläche 13 eine Klebstoffschicht oder Haftschicht 18 aus hochvakuumtauglichen Stoffen, wie Hochvakuumfetten oder dergleichen vorgesehen sein, die zusätzlich verhindert, dass einmal in die Ausnehmung 10 gelangte Partikel 14 durch den Spalt 8 wieder entweichen können, da sie dafür sorgen, dass die Partikel in der Ausnehmung 10 festgehalten werden. Eine entsprechende Haftschicht kann nicht nur auf der Fläche 13 vorgesehen werden, sondern insgesamt an den Begrenzungswänden der Ausnehmung.
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Die 3 zeigt in rein schematischer Weise eine EUV(extrem ultraviolett)-Projektionsbelichtungsanlage, in der eine entsprechende Partikelfalle 1 bzw. eine Anordnung für einen vor Partikelkontamination geschützten Bereich vorgesehen sein kann. Bei einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage, die mit EUV-Licht betrieben wird, ist üblicherweise eine Lichtquelleneinheit 20, ein Beleuchtungssystem 21 und ein Projektionsobjektiv 22 vorgesehen, mit deren Hilfe ein Retikel 23 beleuchtet und darauf enthaltene Strukturen in verkleinerter Weise auf einen Wafer 24 abgebildet werden können. Eine entsprechende Partikelfalle 1 bzw. eine entsprechende Anordnung mit einer Partikelfalle 1 kann beispielsweise im Projektionsobjektiv in Bezug auf einen darin angeordneten Spiegel vorgesehen sein.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschreiben worden ist, ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen der Merkmale vorgenommen werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Partikelfalle
- 2
- Grundkörper
- 3
- zentraler Bereich
- 4
- Durchgangsöffnung
- 5
- Hauptseite
- 6
- Hauptseite
- 7
- Stirnseite
- 8
- Spalt
- 9
- Schrägfläche
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Ebene
- 12
- zu schützender Bereich
- 13
- an den zu schützenden Bereich angrenzenden Fläche
- 14
- Partikel
- 15
- Absaugkanal
- 16
- Vakuumpumpe
- 17
- Pumpsystem
- 18
- Klebstoffschicht, Haftschicht
- 20
- Lichtquelleneinheit
- 21
- Beleuchtungssystem
- 22
- Projektionsobjektiv
- 23
- Retikel
- 24
- Wafer
