DE102021211964A1 - EUV lithography system and method for introducing a gas-binding component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: mindestens eine Einhausung (26) zur Kapselung eines Strahlengangs (25) des EUV-Lithographiesystems (1), sowie mindestens ein gasbindendes Bauteil (27) mit einem gasbindenden Material zur Bindung von gasförmigen kontaminierenden Stoffen (28). Das gasbindende Bauteil (27) ist von einer geschlossenen Stellung mit einer ersten, geringeren Breite in eine geöffnete Stellung (O) mit einer zweiten, größeren Breite (b2) bewegbar und das gasbindende Bauteil (27) ist in seiner geöffneten Stellung (O) an einer Nutzposition (U) innerhalb der Einhausung (26) außerhalb des Strahlengangs (25) positioniert und umgibt den Strahlengang (25) bevorzugt zumindest teilweise. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einbringen eines solchen gasbindenden Bauteils (27) in eine solche Einhausung (26).
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Die Erfindung betrifft ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: mindestens eine Einhausung zur Kapselung eines Strahlengangs des EUV-Lithographiesystems, sowie mindestens ein gasbindendes Bauteil mit einem gasbindenden Material zur Bindung von gasförmigen kontaminierenden Stoffen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einbringen eines gasbindenden Bauteils in eine Einhausung zur Kapselung eines Strahlengangs eines EUV-Lithographiesystems.The invention relates to an EUV lithography system, comprising: at least one housing for encapsulating a beam path of the EUV lithography system, and at least one gas-binding component with a gas-binding material for binding gaseous contaminants. The invention also relates to a method for introducing a gas-binding component into a housing for encapsulating a beam path of an EUV lithography system.
Unter einem EUV-Lithographiesystem wird im Sinne dieser Anmeldung ein optisches System verstanden, das auf dem Gebiet der EUV-Lithographie eingesetzt werden kann. Neben einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie, die zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dient, kann es sich bei dem Lithographiesystem beispielsweise um ein Inspektionssystem zur Inspektion einer in einer solchen Projektionsbelichtungsanlage verwendeten Photomaske (im Folgenden auch Retikel genannt), zur Inspektion eines zu strukturierenden Halbleitersubstrats (im Folgenden auch Wafer genannt) oder um ein Metrologiesystem handeln, das zur Vermessung einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie oder von Teilen davon, beispielsweise zur Vermessung einer Projektionsoptik, eingesetzt wird.Within the meaning of this application, an EUV lithography system is understood to mean an optical system that can be used in the field of EUV lithography. In addition to a projection exposure system for EUV lithography, which is used to produce semiconductor components, the lithography system can be, for example, an inspection system for inspecting a photomask (hereinafter also referred to as a reticle) used in such a projection exposure system, for inspecting a semiconductor substrate to be structured ( Also referred to below as wafers) or a metrology system that is used to measure a projection exposure system for EUV lithography or parts thereof, for example to measure projection optics.
Um für die herzustellenden Halbleiterbauelemente eine möglichst kleine Strukturbreite zu erzielen, sind neuere Projektionsbelichtungsanlagen, so genannte EUV-Lithographieanlagen, für eine Arbeitswellenlänge im extrem ultravioletten (EUV-)Wellenlängenbereich, d.h. in einem Bereich von ca. 5 nm bis ca. 30 nm, ausgelegt. Da Wellenlängen in diesem Bereich von nahezu allen Materialien stark absorbiert werden, können typischerweise keine transmissiven optischen Elemente verwendet werden. Ein Einsatz reflektiver optischer Elemente ist erforderlich. Derartige EUV-Strahlung reflektierende optische Elemente können beispielsweise Spiegel, reflektiv arbeitende Monochromatoren, Kollimatoren oder Fotomasken sein. Da EUV-Strahlung auch stark von Luftmolekülen absorbiert wird, ist der Strahlengang der EUV-Strahlung in einer Vakuum-Umgebung angeordnet.In order to achieve the smallest possible structure width for the semiconductor components to be produced, newer projection exposure systems, so-called EUV lithography systems, are designed for a working wavelength in the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range, i.e. in a range from approx. 5 nm to approx. 30 nm . Since wavelengths in this range are strongly absorbed by almost all materials, typically no transmissive optical elements can be used. A use of reflective optical elements is required. Such optical elements reflecting EUV radiation can be, for example, mirrors, reflective monochromators, collimators or photomasks. Since EUV radiation is also strongly absorbed by air molecules, the optical path of the EUV radiation is arranged in a vacuum environment.
Bei EUV-Lithographieanlagen führen in der Vakuum-Umgebung vorhandene gasförmige kontaminierende Stoffe (nachfolgend auch Kontaminationen genannt) zu einer Verringerung der Reflexion der Spiegel und damit zu einer Verringerung der optischen Performance, der System-Transmission und des System-Durchsatzes (der Anzahl der Wafer pro Stunde). Neben Kontaminationen in Form von Kohlenwasserstoffen führt auch das Ausgasen von Kontaminationen in Form von schädigenden chemischen Elementen oder Verbindungen aus Komponenten, die in der Vakuum-Umgebung angeordnet sind, zu einer Degradation der Spiegel. Bei den schädigenden chemischen Elementen bzw. Verbindungen kann es sich beispielsweise um wasserstoffflüchtige (HIO = „hydrogen induced outgassing)“ Elemente oder Verbindungen wie z.B. Phosphor-, Zink-, Zinn-, Schwefel-, Indium-, Magnesium-, oder Silizium-haltige Verbindungen handeln.In EUV lithography systems, gaseous contaminating substances present in the vacuum environment (also referred to below as contamination) lead to a reduction in the reflection of the mirrors and thus to a reduction in the optical performance, the system transmission and the system throughput (the number of wafers per hour). In addition to contamination in the form of hydrocarbons, outgassing of contamination in the form of harmful chemical elements or compounds from components that are arranged in the vacuum environment also leads to degradation of the mirror. The damaging chemical elements or compounds can be, for example, hydrogen-volatile (HIO = "hydrogen induced outgassing)" elements or compounds such as phosphorus, zinc, tin, sulphur, indium, magnesium or silicon trade connections.
Im Rahmen von Analysen wurde festgestellt, dass eine mögliche Ursache der Spiegel-Kontamination in der Belegung von Oberflächen der in der Nähe der Spiegel verbauten mechanischen (d.h. nicht-optischen) Komponenten u.a. mit HIO-Elementen bzw. Verbindungen liegt, die unter Betriebsbedingungen von den Oberflächen dieser Komponenten auf die Oberflächen der Spiegel umverteilt werden.In the course of analyses, it was found that a possible cause of the mirror contamination lies in the covering of surfaces of the mechanical (i.e. non-optical) components installed near the mirrors with HIO elements or connections, among other things, which under operating conditions are affected by the Surfaces of these components are redistributed to the surfaces of the mirrors.
Es ist bekannt, in der Vakuum-Umgebung, in der die Spiegel angeordnet sind, gasbindende Bauteile anzuordnen, die mindestens eine Oberfläche aus einem gasbindenden Material aufweisen, um die kontaminierenden Stoffe, insbesondere die HIO-Verbindungen, chemisch zu binden bzw. diese festzuhalten, um auf diese Weise deren Anlagerung an den Oberflächen der Spiegel zu verhindern, abzuschwächen oder zu verzögern.It is known to arrange gas-binding components in the vacuum environment in which the mirrors are arranged, which components have at least one surface made of a gas-binding material in order to chemically bind or hold the contaminating substances, in particular the HIO compounds, thus preventing, reducing or delaying their deposition on the surfaces of the mirrors.
In der
In der
In der
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Bei der Verwendung eines Bauteils mit einem gasbindenden Material zur Bindung von gasförmigen kontaminierenden Stoffe besteht das Problem, dass mit zunehmender Menge von an der Oberfläche des Bauteils gebundenen kontaminierenden Stoffen die gasbindende Wirkung des gasbindenden Materials nachlässt, so dass das gasbindende Bauteil nach einer gewissen Zeitdauer ausgetauscht werden muss.When using a component with a gas-binding material for binding gaseous contaminating substances, there is the problem that the gas-binding effect of the gas-binding material decreases with an increasing amount of contaminating substances bound to the surface of the component, so that the gas-binding component is replaced after a certain period of time must become.
Dies ist insbesondere für den Fall problematisch, dass das gasbindende Bauteil innerhalb der weiter oben beschriebenen Einhausung angeordnet ist, die den Strahlengang eines EUV-Lithographiesystems bzw. einer EUV-Lithographieanlage kapselt, da der Innenraum einer solchen Einhausung von außen schwer zugänglich ist. Auch das Nachrüsten bzw. das nachträgliche Einbringen von gasbindenden Bauteilen in die Einhausung(en) von bereits bestehenden EUV-Lithographiesystemen ist in der Regel nicht ohne erheblichen Aufwand möglich.This is particularly problematic if the gas-binding component is arranged within the housing described above, which encapsulates the beam path of an EUV lithography system or an EUV lithography system, since the interior of such a housing is difficult to access from the outside. Retrofitting or the subsequent introduction of gas-binding components into the housing(s) of existing EUV lithography systems is usually not possible without considerable effort.
Die Anordnung von gasbindenden optischen Elementen innerhalb der Einhausung ist aber grundsätzlich sinnvoll bzw. notwendig, da innerhalb der Einhausung angeordnete Komponenten, z.B. Tragrahmen oder dergleichen, potentiell Materialien enthalten, die kontaminierende Stoffe ausgasen. Bei diesen Materialien kann es sich z.B. um Aluminium-Legierungen handeln, speziell um Aluminium-Magnesium-Legierungen. Eine Beschichtung der Oberflächen von im Inneren der Einhausung angeordneten Komponenten und/oder der Innenseite der Einhausung mit einem gasbindenden Material, wie sie in der
Aufgabe der Erfindungobject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein EUV-Lithographiesystem und ein Verfahren anzugeben, welche das Einbringen eines gasbindenden Bauteils in die weiter oben beschriebene Einhausung vereinfachen bzw. erst ermöglichen.The object of the invention is to specify an EUV lithography system and a method which simplify or make possible the introduction of a gas-binding component into the housing described above.
Gegenstand der Erfindungsubject of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein EUV-Lithographiesystem, bei dem das gasbindende Bauteil von einer geschlossenen Stellung mit einer ersten, geringeren Breite in eine geöffnete Stellung mit einer zweiten, größeren Breite (und umgekehrt) bewegbar ist, und bei dem das gasbindende Bauteil in seiner geöffneten Stellung an einer Nutzposition innerhalb der Einhausung und außerhalb des Strahlengangs positioniert ist und den Strahlengang bevorzugt zumindest teilweise in Umfangsrichtung umgibt.This object is achieved by an EUV lithography system in which the gas-binding component can be moved from a closed position with a first, smaller width to an open position with a second, larger width (and vice versa), and in which the gas-binding component in its open position is positioned at a use position within the housing and outside of the beam path and preferably at least partially surrounds the beam path in the circumferential direction.
Wie weiter oben beschrieben wurde, kann es sich bei dem EUV-Lithographiesystem um eine EUV-Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, die EUV-Strahlung verwendet, beispielsweise um ein EUV-Inspektionssystem, z.B. zur Inspektion von in der EUV-Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen.As described above, the EUV lithography system can be an EUV lithography system for exposing a wafer or another optical arrangement that uses EUV radiation, for example an EUV inspection system, e.g. for inspecting in the EUV lithography used masks, wafers or the like.
Bei dem erfindungsgemäßen EUV-Lithographiesystem ist das gasbindende Bauteil in seiner Nutzposition (zumindest teilweise) innerhalb der Einhausung angeordnet und umgibt bevorzugt den Strahlengang in der Einhausung entlang seines Außenumfangs zumindest teilweise, idealerweise vollständig (d.h. über einen Winkelbereich von 360°). Das gasbindende Bauteil verläuft in seiner geöffneten Stellung zwischen dem Außenumfang des Strahlengangs und der Innenseite der Einhausung. Da auch aus der Innenseite der Einhausung selbst oder aus dort angebrachten Komponenten kontaminierende Stoffe ausgasen können, hat das gasbindende Bauteil an der Nutzposition neben der gasbindenden Wirkung auch eine abschirmende Wirkung. Das gasbindende Bauteil ist in der Nutzposition in der zweiten, geöffneten Stellung angeordnet, in der dieses eine größere Breite aufweist als in der ersten, geschlossenen Stellung. Unter der Breite des gasbindenden Bauteils wird die maximale Erstreckung des gasbindenden Bauteils entlang derjenigen Richtung verstanden, entlang derer die Breite des gasbindenden Bauteils verändert werden kann. Das gasbindende Bauteil kann von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung bewegt werden, um in die Einhausung eingeführt oder um aus der Einhausung entnommen zu werden.In the EUV lithography system according to the invention, the gas-binding component is (at least partially) arranged within the housing in its use position and preferably surrounds the beam path in the housing at least partially, ideally completely (ie over an angular range of 360°) along its outer circumference. In its open position, the gas-binding component runs between the outer circumference of the beam path and the inside of the housing. Since contaminating substances can also outgas from the inside of the enclosure itself or from components attached there, the gas-binding component has the useful position next to the gas-binding effect also has a shielding effect. In the use position, the gas-binding component is arranged in the second, open position, in which it has a greater width than in the first, closed position. The width of the gas-binding component is understood to mean the maximum extension of the gas-binding component along that direction along which the width of the gas-binding component can be changed. The gas-binding component can be moved from the open position to the closed position in order to be inserted into the enclosure or to be removed from the enclosure.
Bei einer Ausführungsform weist die Einhausung eine Öffnung auf, deren Breite größer ist als die Breite des gasbindenden Bauteils in der geschlossenen Stellung und deren Breite kleiner ist als die Breite des gasbindenden Bauteils in der geöffneten Stellung. Das gasbindende Bauteil kann in diesem Fall in der geschlossenen Stellung über die Öffnung in die Einhausung eingebracht und an der Nutzposition positioniert werden. In der geschlossenen Stellung ist das gasbindende Bauteil, das an der Nutzposition angeordnet ist, aber zumindest teilweise innerhalb des Strahlengangs angeordnet. Das hier beschriebene gasbindende Bauteil kann jedoch an der Nutzposition von der geschlossenen in die geöffnete Stellung bewegt werden, um dessen Breite zu erhöhen bzw. um dieses zu öffnen bzw. aufzuspreizen. In der geöffneten Stellung ist die Breite des gasbindenden Bauteils größer als die Breite des Strahlengangs (gemessen in derselben Richtung wie die Breite der Öffnung). Die Breite der Öffnung ist typischerweise kleiner als die (maximale) Breite des Strahlengangs in der Einhausung.In one embodiment, the enclosure has an opening that is wider than the width of the gas-binding component in the closed position and narrower than the width of the gas-binding component in the open position. In this case, the gas-binding component can be introduced into the housing via the opening in the closed position and positioned at the usage position. In the closed position, however, the gas-binding component, which is arranged at the use position, is arranged at least partially within the optical path. However, the gas-binding component described here can be moved from the closed to the open position at the use position in order to increase its width or to open or spread it open. In the open position, the width of the gas-binding component is greater than the width of the optical path (measured in the same direction as the width of the opening). The width of the opening is typically smaller than the (maximum) width of the beam path in the housing.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das gasbindende Bauteil eine Höhe auf, die mindestens 90% einer Höhe der Öffnung entspricht. Zur Erzielung einer möglichst großen gasbindenden Wirkung ist es günstig, wenn das gasbindende Bauteil eine möglichst große Oberfläche mit gasbindendem Material aufweist. Dies kann erreicht werden, wenn das gasbindende Bauteil eine Höhe aufweist, die nur unwesentlich kleiner ist als die Höhe der Öffnung. Die Breite der Öffnung ist größer als die Höhe der Öffnung. Die Breite der Öffnung kann beispielsweise mehr als das 1 ,5-fache oder mehr als das 2-fache der Höhe der Öffnung betragen.In a further embodiment, the gas-binding component has a height which corresponds to at least 90% of a height of the opening. In order to achieve the greatest possible gas-binding effect, it is favorable if the gas-binding component has the largest possible surface area with gas-binding material. This can be achieved if the gas-binding component has a height that is only slightly smaller than the height of the opening. The width of the opening is greater than the height of the opening. The width of the opening can be, for example, more than 1.5 times or more than 2 times the height of the opening.
Bei einer Weiterbildung ist die Öffnung der Einhausung an einem Wartungsschacht gebildet, der sich ausgehend von der Öffnung nach außen erstreckt. Ein solcher Wartungsschacht bietet einen Zugang zum Innenraum der Einhausung zu Wartungszwecken und ist in vielen bereits ausgelieferten EUV-Lithographieanlagen vorhanden. Ein solcher Wartungsschacht kann beispielsweise in einer Beleuchtungsoptik oder ggf. in einer Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage integriert sein. Der Wartungsschacht kann in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, um das gasbindende Bauteil in der Einhausung zu positionieren, sobald die Wartung abgeschlossen ist. Mit Hilfe des Wartungsschachts kann das gasbindende Bauteil auch bei bereits ausgelieferten EUV-Lithographiesystemen auf einfache Weise nachgerüstet werden. Auch kann das gasbindende Bauteil über den Wartungsschacht auf einfache Weise ausgetauscht werden, wenn das gasbindende Material gesättigt ist. Der Wartungsschacht erfüllt somit eine Doppelfunktion, da dieser auch während des Betriebs des EUV-Lithographiesystems genutzt werden kann, um das gasbindende Bauteil in der Einhausung zu positionieren.In a further development, the opening of the housing is formed on a maintenance shaft, which extends outwards starting from the opening. Such a maintenance shaft provides access to the interior of the housing for maintenance purposes and is present in many EUV lithography systems that have already been delivered. Such a maintenance shaft can be integrated, for example, in an illumination optics or possibly in a projection optics of a projection exposure system. The maintenance shaft can be used in an advantageous manner to position the gas-binding component in the housing as soon as the maintenance is completed. With the help of the maintenance shaft, the gas-binding component can also be easily retrofitted to EUV lithography systems that have already been delivered. The gas-binding component can also be easily replaced via the maintenance shaft when the gas-binding material is saturated. The maintenance shaft thus fulfills a dual function, since it can also be used during operation of the EUV lithography system in order to position the gas-binding component in the housing.
Bei einer Weiterbildung umfasst das EUV-Lithographiesystem zusätzlich eine Halterung, an der das gasbindende Bauteil gelagert ist, wobei die Halterung bevorzugt in der Nutzposition des gasbindenden Bauteils in dem Wartungsschacht angeordnet ist. Die Halterung kann beispielsweise in der Art eines Standfußes ausgebildet sein, der auf dem Boden des Wartungsschachts abgestellt wird und von dem ausgehend das gasbindende Bauteil sich in die Einhausung erstreckt. Auf diese Weise kann das gasbindende Bauteil sicher in der Einhausung gehalten werden, ohne dass zu diesem Zweck Bauteile innerhalb der Einhausung benötigt werden. Der Wartungsschacht mit dem in diesem angeordneten Halterung wird vor dem Betrieb des EUV-Lithographiesystems in der Regel an seiner Außenseite verschlossen, dies ist aber ggf. nicht zwingend erforderlich.In one development, the EUV lithography system also includes a holder on which the gas-binding component is mounted, with the holder preferably being arranged in the service shaft in the usage position of the gas-binding component. The mount can be designed, for example, in the manner of a stand that is placed on the floor of the maintenance shaft and from which the gas-binding component extends into the housing. In this way, the gas-binding component can be held securely in the housing without components being required within the housing for this purpose. The maintenance shaft with the holder arranged in it is usually closed on its outside prior to the operation of the EUV lithography system, but this may not be absolutely necessary.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das gasbindende Bauteil zwei Hebelarme auf, die zur Bewegung von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung um eine gemeinsame Achse drehbar sind. Die beiden Hebelarme sind in der Art einer Zange zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung bewegbar, indem beide um die gemeinsame Achse gedreht werden. Für den hier beschriebenen Fall, dass das gasbindende Bauteil die beiden Hebelarme aufweist, wird im Sinne dieser Anmeldung unter dem gasbindenden Bauteil nur die Achse bzw. das Gelenk und die beiden Hebelarme verstanden, auch wenn das gasbindende Bauteil ggf. weitere Abschnitte, z.B. über das Gelenk hinausragende Abschnitte der Hebelarme aufweist, wie dies bei einer Zange üblich ist. Im Gegensatz zu den Hebelarmen und ggf. dem Gelenk sind diese Abschnitte typischerweise nicht innerhalb der Einhausung angeordnet, wenn das gasbindende Bauteil in der Nutzposition angeordnet ist.In a further embodiment, the gas-binding component has two lever arms which are rotatable about a common axis for movement from the closed position to the open position. The two lever arms are movable in the manner of pliers between a closed position and an open position by both being rotated about the common axis. In the case described here, in which the gas-binding component has the two lever arms, the gas-binding component is understood to mean only the axis or the joint and the two lever arms for the purposes of this application, even if the gas-binding component may have additional sections, e.g. via the Joint has protruding portions of the lever arms, as is usual with pliers. In contrast to the lever arms and possibly the joint, these sections are typically not arranged within the housing when the gas-binding component is arranged in the use position.
Die gemeinsame Achse wird typischerweise durch ein geeignet ausgebildetes, möglichst reibungsfreies bzw. reibungsarmes Gelenk gebildet. Die beiden Hebelarme verlaufen typischerweise nicht geradlinig, sondern sind in der Regel gekrümmt, um den Strahlengang, genauer gesagt den Querschnitt des Strahlengangs, der beispielsweise kreis- oder ellipsenförmig ausgebildet ist, möglichst vollständig zu umgeben bzw. zu umschließen. Die Drehung der beiden Hebelarme um die gemeinsame Achse kann mit Hilfe einer herkömmlichen mechanischen Einrichtung erfolgen, die eine Kraft auf die beiden Hebelarme aufbringt, wie dies bei Zangen oder dergleichen üblich ist. Wie weiter oben beschrieben wurde, können die beiden Hebelarme jeweils einen Abschnitt aufweisen, der diese über die gemeinsame Achse hinaus verlängert, wie dies bei Zangen üblich ist. In diesem Fall wird auf die überstehenden Abschnitte der Hebelarme eine Hebel-Kraft ausgeübt. Es ist aber nicht zwingend erforderlich, dass die beiden Hebelarme Abschnitte aufweisen, die über die gemeinsame Achse hinaus verlängert sind, um die Drehung um die gemeinsame Achse zu bewirken.The common axis is typically formed by a suitably designed joint that is as friction-free or low-friction as possible. The two lever arms typically do not run in a straight line, but are usually curved in order to surround or enclose the beam path, more precisely the cross section of the beam path, which is circular or elliptical, for example, as completely as possible. The two lever arms can be rotated about the common axis by means of a conventional mechanical device which applies a force to the two lever arms, as is customary with pliers or the like. As described above, the two lever arms can each have a portion which extends them beyond the common axis, as is usual with pliers. In this case, a leverage force is exerted on the protruding portions of the lever arms. However, it is not absolutely necessary for the two lever arms to have sections which are extended beyond the common axis in order to cause rotation about the common axis.
Das gasbindende Bauteil kann in der geöffneten und/oder in der geschlossenen Stellung z.B. mit Hilfe einer mechanischen Sperre arretiert werden. Dies ist insbesondere in der geöffneten Stellung günstig, um zu vermeiden, dass das gasbindende Bauteil während des Betriebs des EUV-Lithographiesystems ungewollt die geöffnete Stellung verlässt und teilweise in den Strahlengang hineinragt.The gas-binding component can be locked in the open and/or in the closed position, e.g. with the aid of a mechanical lock. This is particularly favorable in the open position in order to prevent the gas-binding component from unintentionally leaving the open position during operation of the EUV lithography system and partially protruding into the beam path.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das gasbindende Material in Form einer Beschichtung des gasbindenden Bauteils, insbesondere in Form einer Beschichtung der Hebelarme, ausgebildet. In diesem Fall ist das gasbindende Bauteil bzw. sind die Hebelarme aus einem Werkstoff hergestellt, das sich leicht mit einem gasbindenden Material beschichten lässt. Bei dem Werkstoff kann es sich um rostfreien Stahl, z.B. um austenitischen rostfreien Stahl, handeln.In a further embodiment, the gas-binding material is in the form of a coating of the gas-binding component, in particular in the form of a coating of the lever arms. In this case, the gas-binding component or the lever arms are made of a material that can easily be coated with a gas-binding material. The material may be stainless steel, such as austenitic stainless steel.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist das gasbindende Material lösbar, bevorzugt in Form von Getterelementen, an den Hebelarmen angebracht. In diesem Fall ist typischerweise eine Mehrzahl von kleinen Getterelementen an den Hebelarmen angebracht, die dadurch billiger produzierbar und bei denen das gasbindende Material einfacher austauschbar ist als für den Fall, dass auf die Hebelarme eine Beschichtung aufgebracht wird. Bei den Getterelementen handelt es sich in der Regel um geometrisch einfache Werkstücke, z.B. um rechteckige Bleche oder um Rechteckprofile. Die wirksame Oberfläche (Getterfläche) der Getterelemente kann durch makroskopische Veränderungen, typischerweise durch eine Verformung des Werkstücks, vergrößert sein, z.B. indem das Werkstück durch Umformen in eine Sägezahnstruktur oder eine Wellenstruktur gebracht wird. Bei der lösbaren Verbindung der Getterelemente mit den Hebelarmen kann es sich beispielsweise um eine Schraubverbindung handeln.In an alternative embodiment, the gas-binding material is detachably attached to the lever arms, preferably in the form of getter elements. In this case, a plurality of small getter elements are typically attached to the lever arms, which are therefore cheaper to produce and in which the gas-binding material can be replaced more easily than if a coating is applied to the lever arms. The getter elements are usually geometrically simple workpieces, e.g. rectangular sheets or rectangular profiles. The effective surface (getter surface) of the getter elements can be increased by macroscopic changes, typically by deformation of the workpiece, e.g. by forming the workpiece into a sawtooth structure or a wave structure. The detachable connection of the getter elements to the lever arms can be a screw connection, for example.
Wie weiter oben beschreiben wurde, sollte das gasbindende Bauteil eine möglichst große Oberfläche bedecken, d.h. die mit dem gasbindenden Material beschichteten Hebelarme bzw. die Getterflächen der Getterelemente sollten möglichst groß sein.As described above, the gas-binding component should cover as large a surface as possible, i.e. the lever arms coated with the gas-binding material or the getter surfaces of the getter elements should be as large as possible.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das gasbindende Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Ta, Nb, Ti, Zr, Th, Ni, Ru. Zusätzlich oder alternativ zu den genannten Materialien können auch andere Materialien verwendet werden, die eine gasbindende Funktion für die kontaminierenden gasförmigen Stoffe aufweisen.In a further embodiment, the gas-binding material is selected from the group consisting of: Ta, Nb, Ti, Zr, Th, Ni, Ru. In addition or as an alternative to the materials mentioned, other materials can also be used which have a gas-binding function for the contaminating gaseous substances.
Als gasbindendes Material dient in der Regel ein Metall oder eine Legierung, welche die kontaminierenden gasförmigen Stoffe durch Absorption, Chemisorption oder chemische Reaktion bindet. Die an der Oberfläche des gasbindenden Materials adsorbierten Gasteilchen der kontaminierenden Stoffe diffundieren rasch in das Innere des gasbindenden Materials und machen weiteren Gasteilchen Platz, die auf die Oberfläche auftreffen. Die oben genannten und ggf. weitere Materialien ermöglichen es, die bzw. einen Großteil der Arten von kontaminierenden Stoffen, z.B. in Form von Si, Mg, etc. zu binden, die in dem EUV-Lithographiesystem vorhanden sind.A metal or an alloy, which binds the contaminating gaseous substances by absorption, chemisorption or chemical reaction, is usually used as the gas-binding material. The gas particles of the contaminants adsorbed on the surface of the gas-binding material diffuse rapidly into the interior of the gas-binding material, giving way to further gas particles impinging on the surface. The above and possibly other materials make it possible to bind the or a majority of the types of contaminants, e.g. in the form of Si, Mg, etc., which are present in the EUV lithography system.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines gasbindenden Bauteils in eine Einhausung zur Kapselung eines Strahlengangs eines EUV-Lithographiesystems, umfassend: Einbringen des gasbindenden Bauteils in einer geschlossenen Stellung in die Einhausung zum Positionieren des gasbindenden Bauteils an einer Nutzposition, sowie Bewegen des gasbindenden Bauteils von der geschlossenen Stellung mit einer ersten, geringeren Breite in eine geöffnete Stellung mit einer zweiten, größeren Breite, in der das gasbindende Bauteil außerhalb des Strahlengangs positioniert ist und den Strahlengang bevorzugt zumindest teilweise umgibt. Für die Vorteile des Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen zu dem EUV-Lithographiesystem verwiesen.Another aspect of the invention relates to a method for introducing a gas-binding component into a housing for encapsulating a beam path of an EUV lithography system, comprising: introducing the gas-binding component in a closed position into the housing for positioning the gas-binding component in a use position, and moving the gas-binding component from the closed position with a first, smaller width to an open position with a second, larger width, in which the gas-binding component is positioned outside of the beam path and preferably at least partially surrounds the beam path. For the advantages of the method, reference is made to the above statements on the EUV lithography system.
Bei einer Variante erfolgt das Einbringen des gasbindenden Bauteils durch eine Öffnung der Einhausung, deren Breite größer ist als die Breite des gasbindenden Bauteils in der geschlossenen Stellung und deren Breite kleiner ist als die Breite des gasbindenden Bauteils in der geöffneten Stellung. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird das gasbindende Bauteil in der geschlossenen Stellung durch die Öffnung in die Einhausung eingebracht und nachfolgend, in der Regel wenn die Nutzposition erreicht ist, in die geöffnete Stellung verbracht.In one variant, the gas-binding component is introduced through an opening in the housing, the width of which is greater than the width of the gas-binding component in the closed position and the width of which is smaller than the width of the gas-binding component in the open position. As described above, the gas-binding component is introduced into the housing through the opening in the closed position and then, as a rule, when the use position has been reached, brought into the open position.
Bei einer weiteren Variante ist die Öffnung der Einhausung an einem Wartungsschacht gebildet, der sich ausgehend von der Öffnung nach außen erstreckt, wobei das Einbringen des gasbindenden Bauteils in einer Linearbewegung entlang des Wartungsschachts erfolgt. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann der Wartungsschacht in vorteilhafter Weise zur Nachrüstung des gasbindenden Bauteils oder zum Austauschen des gasbindenden Bauteils verwendet werden. Der Wartungsschacht kann beispielsweise an einem Teil der Einhausung in einem Beleuchtungssystem einer EUV-Lithographieanlage angeordnet sein, grundsätzlich kann der Wartungsschacht aber auch an anderer Stelle in einem EUV-Lithographiesystem angebracht sein.In a further variant, the opening of the housing is formed on a maintenance shaft, which extends outwards starting from the opening, the introduction of the gas-binding component taking place in a linear movement along the maintenance shaft. As has been described above, the maintenance shaft can be used in an advantageous manner for retrofitting the gas-binding component or for replacing the gas-binding component. The maintenance shaft can be arranged, for example, on a part of the housing in an illumination system of an EUV lithography system, but the maintenance shaft can also be attached at another point in an EUV lithography system.
Bei einer weiteren Variante weist das gasbindende Bauteil zwei Hebelarme auf, die beim Bewegen von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung um eine gemeinsame Achse gedreht werden. Die Drehung der Hebelarme kann grundsätzlich von einem Bediener vorgenommen werden, es ist aber auch möglich, dass das gasbindende Bauteil mit Hilfe eines elektrisch ansteuerbaren Aktuators von der geöffneten in die geschlossene Stellung - und umgekehrt - bewegt wird. Durch die elektrische Ansteuerung kann ggf. eine selbstöffnende (und schließende) Funktion des gasbindenden Bauteils realisiert werden.In a further variant, the gas-binding component has two lever arms which are rotated about a common axis when moving from the closed position to the open position. In principle, the lever arms can be rotated by an operator, but it is also possible for the gas-binding component to be moved from the open to the closed position—and vice versa—with the aid of an electrically controllable actuator. If necessary, a self-opening (and closing) function of the gas-binding component can be realized by the electrical control.
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.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can each be implemented individually or together in any combination in a variant of the invention.
Figurenlistecharacter list
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
-
1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie, -
2a eine schematische Darstellung einer Einhausung des Strahlengangs, in die ein gasbindendes Bauteil in geschlossener Stellung über einen Wartungsschacht eingebracht wird, -
2b eine schematische Darstellung analog zu2a , in der das gasbindende Bauteil in einer Nutzposition in der Einhausung angeordnet ist, sowie -
2c eine schematische Darstellung analog zu2b mit dem gasbindenden Bauteil in einer geöffneten Stellung.
-
1 a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography, -
2a a schematic representation of a housing of the beam path, into which a gas-binding component is introduced in the closed position via a maintenance shaft, -
2 B a schematic representation analogous to2a , in which the gas-binding component is arranged in a use position in the enclosure, and -
2c a schematic representation analogous to2 B with the gas-binding component in an open position.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.In the following description of the drawings, identical reference symbols are used for identical or functionally identical components.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an
Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.A
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objekt-ebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an
In
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst ein Projektionssystem 10. Das Projektionssystem 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.The projection exposure system 1 comprises a
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The radiation source 3 is an EUV radiation source. The radiation source 3 emits in
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektorspiegel 17 gebündelt. Bei dem Kollektorspiegel 17 kann es sich um einen Kollektorspiegel mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektorspiegels 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektorspiegel 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektorspiegel 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektorspiegel 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet. Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.The illumination optics 4 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as a honeycomb condenser (Fly's Eye Integrator). The individual
Das Projektionssystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, eine hoch reflektierende Beschichtung für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen.Like the mirrors of the illumination optics 4, the mirrors Mi can have a highly reflective coating for the
In
Die Beleuchtungsoptik 4 als Ganzes ist in einem nicht dargestellten Innenraum eines ebenfalls nicht bildlich dargestellten Gehäuses angeordnet, in dem im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 eine Vakuum-Umgebung erzeugt wird. In dem Innenraum des Gehäuses ist eine Einhausung 26 angeordnet, die den Strahlengang 25 in der Beleuchtungsoptik 4 im Wesentlichen vollständig umgibt bzw. kapselt, wie dies beispielsweise in der
Sowohl in der Vakuum-Umgebung außerhalb als auch innerhalb der Einhausung 26 befinden sich kontaminierende gasförmige Stoffe 28. Das Volumen innerhalb der Einhausung 26 wird typischerweise mittels eines Spülgases gespült, so dass innerhalb der Einhausung 26 in der Regel weniger kontaminierende gasförmige Stoffe 28 (in
Bei den aus einer solchen Komponente ausgasenden kontaminierenden Stoffen 28 handelt es sich typischerweise um so genannte HIO-Elemente bzw. HIO-Verbindungen, z.B. um Phosphor-, Zink-, Zinn-, Schwefel-, Indium-, Magnesium-, oder Silizium-haltige Verbindungen. Für den Fall, dass die gasförmigen kontaminierenden Stoffe 28 die optischen Oberflächen der beiden Facettenspiegel 20, 22 erreichen, setzen diese sich an den Oberflächen der Facettenspiegel 20, 22, genauer gesagt an den ersten Facetten 21 bzw. an den zweiten Facetten 23, ab und verringern deren Transmission. Die an den Oberflächen abgelagerten HIO-Verbindungen lassen sich nicht oder nur sehr schwer von den Oberflächen der Facettenspiegel 20, 22 entfernen.The contaminating
Um zu erreichen, dass möglichst wenig der kontaminierenden Stoffe 28 zu den Oberflächen der Facettenspiegel 20, 22 gelangen, wird in die Einhausung 26 ein gasbindendes Bauteil 27 eingebracht. Der Verfahrensablauf beim Einbringen des gasbindenden Bauteils 27 wird nachfolgend anhand von
Wie in
Bei der Darstellung von
Wie in
Es ist möglich, aber nicht zwingend erforderlich, dass die beiden Hebelarme 27a,b jeweils einen Abschnitt aufweisen, der sich über das Gelenk hinaus erstreckt, um an diesen in der Art einer Zange anzugreifen und die Drehung der beiden Hebelarme 27a,b um die gemeinsame Achse 32 zu realisieren. Es ist alternativ möglich, auf andere Weise eine Kraft auf die beiden Hebelarme 27a,b auszuüben, um diese von der geschlossenen Stellung C in die geöffnete Stellung O (und umgekehrt) zu bewegen, genauer gesagt zu drehen. Für die Durchführung der Drehbewegung ist es günstig, wenn die gemeinsame Achse 32 innerhalb der Einhausung 36 angeordnet ist, wie dies in
Wie in
Bei dem in
Die beiden Hebelarme 27a,b sind aus einem Werkstoff hergestellt, der sich leicht mit dem gasbindenden Material beschichten lässt, beispielsweise aus austenitischem rostfreien Edelstahl. Bei dem gasbindenden Material, das auf den beiden Hebelarmen 27a,b abgeschieden wird, kann es sich beispielsweise um eines oder um mehrere chemische Elemente handeln, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Ta, Nb, Ti, Zr, Th, Ni, Ru.The two
Alternativ zu der Darstellung in
Es versteht sich, dass das gasbindende Bauteil 27 wieder aus der Einhausung 26 entnommen werden kann, indem die weiter oben beschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Dies ist günstig bzw. erforderlich, wenn durch den Wartungsschacht 30 Arbeiten im Inneren der Einhausung 26 durchgeführt werden sollen oder wenn die Sättigung des gasbindenden Materials des gasbindenden Bauteils 27 erreicht ist. Im letzteren Fall kann das gasbindende Bauteil 27 auf einfache Weise gegen ein neues gasbindendes Bauteil ausgetauscht werden.It goes without saying that the gas-binding
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 102014204658 A1 [0008]DE 102014204658 A1 [0008]
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