DE102021214981A1

DE102021214981A1 - Verfahren und trockenvorrichtung

Info

Publication number: DE102021214981A1
Application number: DE102021214981.2A
Authority: DE
Inventors: Arvid Maczeyzik
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2023-06-29
Also published as: TW202332999A; WO2023117584A1; TWI827391B

Abstract

Ein Verfahren zum Trocknen eines in einer Komponente (100) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) vorgesehenen Hohlraums (102), mit den Schritten: a) Beaufschlagen (S1) des Hohlraums (102) mit einem Gas (G), wobei eine in dem Hohlraum (102) aufgenommene Flüssigkeit (K) zumindest teilweise verdampft, und wobei das Gas (G) mitsamt der verdampften Flüssigkeit (K) als Prozessabluft (P) aus dem Hohlraum (102) abtransportiert wird, b) Erfassen (S2) der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P), wobei in dem Schritt a) in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P) zumindest ein Gasrichtungswechsel, bei dem eine Strömungsrichtung (SR1, SR2) des Gases (G) durch den Hohlraum (102) umgekehrt wird, und/oder zumindest ein Druckstoß (D) durchgeführt wird, und c) Anlegen (S3) eines Unterdrucks an den Hohlraum (102), sobald die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P) während des Schrittes b) unter einen vorgegebenen Luftfeuchtigkeitswert abfällt, wobei die in dem Hohlraum (102) verbliebene Flüssigkeit (K) ausfriert und sublimiert, und wobei die sublimierte Flüssigkeit (K) als Sublimat (S) aus dem Hohlraum (102) abtransportiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen eines in einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage vorgesehenen Hohlraums und eine Trockenvorrichtung zum Trocknen eines in einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage vorgesehenen Hohlraums.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt, Linsen, eingesetzt werden.
Komponenten derartiger Lithographieanlagen, wie beispielsweise ein Kollektor einer EUV-Lichtquelle, das Beleuchtungssystem oder das Projektionssystem, sind im Betrieb zu temperieren. Hierzu sind Kühlkanäle vorgesehen, die durch die jeweilige Komponente hindurchgeführt sind. Diese Kühlkanäle können beliebig komplex geformt und verzweigt sein. Durch die Kühlkanäle wird eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, geführt. Ein Austritt der Kühlflüssigkeit durch Lecks ist im Betrieb der jeweiligen Komponente zu vermeiden.
Daher ist die Komponente beziehungsweise der Kühlkanal oder die Kühlkanäle vor einer Inbetriebnahme der Komponente oder nach einem Austausch der Komponente einem Lecktest zu unterziehen. Mit Hilfe eines derartigen Lecktests ist es möglich, in einer Wandung des Kühlkanals vorhandene Lecks zu identifizieren. Das Identifizieren derartiger Lecks ist, wie zuvor erwähnt, im Hinblick auf die Vermeidung eines unerwünschten Austretens der Kühlflüssigkeit aus dem Kühlkanal im Betrieb der Komponente wichtig.
Ein wie zuvor erwähnter Lecktest kann mit Hilfe von Helium durchgeführt werden, das auch durch kleinste Lecks hindurchtreten kann. Für den Lecktest wird ein Vakuum außerhalb des Kühlkanals angelegt und der Kühlkanal mit Helium geflutet. Sind möglicherweise vorhandene Lecks nun mit Tropfen der Kühlflüssigkeit gefüllt, friert die Kühlflüssigkeit bei dem Anlegen des Vakuums aus und verschließt die Lecks somit. Das Helium diffundiert nur sehr langsam durch diese gefrorenen Tropfen der Kühlflüssigkeit hindurch, so dass das Leck nicht erkannt werden kann. Daher ist ein gutes Trocknen des Kühlkanals für ein aussagekräftiges Ergebnis des Lecktests unerlässlich.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zum Trocknen eines in einer Komponente vorgesehenen Hohlraums bereitzustellen.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Trocknen eines in einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage vorgesehenen Hohlraums vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Beaufschlagen des Hohlraums mit einem Gas, wobei eine in dem Hohlraum aufgenommene Flüssigkeit zumindest teilweise verdampft, und wobei das Gas mitsamt der verdampften Flüssigkeit als Prozessabluft aus dem Hohlraum abtransportiert wird, b) Erfassen der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft, wobei in dem Schritt a) in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft zumindest ein Gasrichtungswechsel, bei dem eine Strömungsrichtung des Gases durch den Hohlraum umgekehrt wird, und/oder zumindest ein Druckstoß durchgeführt wird, und c) Anlegen eines Unterdrucks an den Hohlraum, sobald die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft während des Schrittes b) unter einen vorgegebenen Luftfeuchtigkeitswert abfällt, wobei die in dem Hohlraum verbliebene Flüssigkeit ausfriert und sublimiert, und wobei die sublimierte Flüssigkeit als Sublimat aus dem Hohlraum abtransportiert wird.
Dadurch, dass in dem Schritt a) zumindest ein Gasrichtungswechsel und/oder ein Druckstoß durchgeführt wird, kann im Vergleich zu einem Verfahren ohne einen derartigen Gasrichtungswechsel und/oder ohne einen derartigen Druckstoß die Zeit zum Trocknen des Hohlraums signifikant verkürzt werden.
Das Verfahren wird bevorzugt vor einer Inbetriebnahme der Komponente oder nach einem Austausch der Komponente durchgeführt. Die Komponente kann ein beliebiges Bauteil der Projektionsbelichtungsanlage sein. Beispielsweise ist die Komponente ein Kollektor einer EUV-Lichtquelle, eine Beleuchtungsoptik oder eine Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Besonders bevorzugt ist die Komponente eine wie zuvor erwähnte Beleuchtungsoptik oder Teil einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Die Komponente wiegt beispielsweise mehr als 6,5 Tonnen. Die Komponente kann zumindest teilweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
Der Hohlraum ist vorzugsweise ein durch die Komponente hindurchgeführter Kühlkanal. Das heißt, dass die Begriffe „Hohlraum“ und „Kühlkanal“ beliebig gegeneinander getauscht werden können. Die Komponente kann eine beliebige Anzahl an Hohlräumen aufweisen, die beliebig komplex geformt sein können und sich beliebig verzweigen und wieder vereinen können. Durch den Hohlraum wird die Flüssigkeit, vorliegend insbesondere eine Kühlflüssigkeit, bevorzugt Wasser, hindurchgeführt, um die Komponente zu temperieren, das heißt, zu kühlen oder zu heizen. Die Flüssigkeit ist demgemäß eine Kühlflüssigkeit. Das heißt insbesondere, dass die Begriffe „Flüssigkeit“ und „Kühlflüssigkeit“ beliebig gegeneinander getauscht werden können.
Das Gas ist insbesondere ein trockenes Industriegas, beispielsweise Stickstoff, vorgetrocknete und gereinigte Raumluft oder künstlich erzeugte und gereinigte Druckluft CDA oder xCDA (Engl.: Clean Dry Air, CDA/extreme Clean Dry Air, xCDA). Bei dem Beaufschlagen des Hohlraums mit dem Gas wird das Gas durch den Hohlraum geführt, so dass das Gas den Hohlraum spült. In dem Hohlraum befinden sich zumindest Tropfen der Flüssigkeit, welche zumindest teilweise verdampfen und zusammen mit dem Gas als Prozessabluft aus dem Hohlraum abgeführt werden. Das Gas kann vor dem Beaufschlagen des Hohlraums erwärmt werden. Vorzugsweise weist das Gas jedoch Raumtemperatur oder eine leicht über Raumtemperatur liegende Temperatur auf. Hierdurch wird eine unerwünschte Erwärmung der Komponente verhindert.
Zum Erfassen der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft ist vorzugsweise ein Feuchtigkeitssensor oder ein Luftmassenmessgerät vorgesehen. Zum Durchführen des Gasrichtungswechsels in dem Schritt a) wird die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft als Kriterium hinzugezogen, ob und wann ein Gasrichtungswechsel durchgeführt wird. Beispielsweise kann der Gasrichtungswechsel dann durchgeführt werden, wenn sich ein Wert der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft nicht mehr ändert, mit anderen Worten stagniert. Alternativ kann der Gasrichtungswechsel auch dann durchgeführt werden, wenn die relative Luftfeuchtigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht oder nicht weiter unterschreitet.
Unter der „relativen Luftfeuchtigkeit“ ist vorliegend das prozentuale Verhältnis zwischen dem momentanen Dampfdruck der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und dem Sättigungsdampfdruck der Flüssigkeit über einer reinen und ebenen Oberfläche der Flüssigkeit zu verstehen. Unter einem „Gasrichtungswechsel“ ist vorliegend insbesondere ein Umdrehen oder ein Umkehren der Strömungsrichtung des Gases durch den Hohlraum hindurch zu verstehen.
Ein „Druckstoß“ ist bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck des Gases in dem Hohlraum kurzzeitig ansteigt und dann wieder abfällt. Dies kann beispielsweise durch ein schnelles Schließen und Öffnen von Ventilen erzielt werden. Der Druckstoß kann anstelle des Gasrichtungswechsels durchgeführt werden. Der Druckstoß kann alternativ auch bei oder während dem Gasrichtungswechsel durchgeführt werden. Das heißt, dass sowohl der Gasrichtungswechsel als auch der Druckstoß durchgeführt werden können. Bei jedem Gasrichtungswechsel kann ein Druckstoß durchgeführt werden. Es können jedoch auch Gasrichtungswechsel ohne Druckstoß durchgeführt werden. Ein Druckstoß kann wenige Millisekunden dauern.
Zum Anlegen des Unterdrucks an den Hohlraum ist bevorzugt eine Vakuumpumpe vorgesehen. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft in dem Schritt b) unter einen vorgegebenen Luftfeuchtigkeitswert, beispielsweise von fünf Prozent relativer Luftfeuchtigkeit, abfällt, wird der Schritt c) durchgeführt. Durch das Anlegen des Unterdrucks oder Vakuums friert die restliche in dem Hohlraum verbliebene Flüssigkeit aus und sublimiert. Unter „Sublimieren“ ist vorliegend der Phasenübergang von fest zu gasförmig zu verstehen. Das heißt, dass die Flüssigkeit zu Eis gefriert und das Eis direkt verdampft, ohne vorher zu schmelzen. Die Begriffe „Vakuum“ und „Unterdruck“ können vorliegend beliebig gegeneinander getauscht werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird der zumindest eine Gasrichtungswechsel und/oder der zumindest eine Druckstoß dann durchgeführt, wenn die relative Luftfeuchtigkeit in der Prozessabluft stagniert oder einen vorgegebenen Wert, insbesondere einen Wert von beispielsweise fünf bis dreißig Prozent, erreicht.
Um zu erfassen, ob die relative Luftfeuchtigkeit in der Prozessabluft stagniert, kann beispielsweise die relative Luftfeuchtigkeit des zugeführten Gases mit der relativen Luftfeuchtigkeit der abgeführten Prozessabluft verglichen werden. Die relative Luftfeuchtigkeit des Gases ist bekannt. Es kann somit ein Luftfeuchtigkeitsunterschied zwischen dem Gas und der Prozessabluft ermittelt werden. Insbesondere wird der Gasrichtungswechsel dann durchgeführt, wenn die relative Luftfeuchtigkeit nicht weiter unter den vorgegebenen Wert abfällt. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit nicht weiter unter den vorgegebenen Wert abfällt, heißt das, dass das Gas keine weitere Feuchtigkeit mehr aufnimmt. In diesem Fall ist ein Gasrichtungswechsel vorzunehmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zwei bis drei Gasrichtungswechsel durchgeführt.
Zumindest wird ein Gasrichtungswechsel durchgeführt. Es können jedoch auch mehr als drei Gasrichtungswechsel durchgeführt werden. Die Anzahl der Gasrichtungswechsel ist beliebig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei dem zumindest einen Gasrichtungswechsel mit dem Gas mehrere Druckstöße durchgeführt.
Die Anzahl der Druckstöße ist beliebig. Durch die Druckstöße zerplatzen in dem Hohlraum vorhandene Tropfen der Flüssigkeit in kleinere Tropfen. Hierdurch wird eine Oberflächenvergrößerung erreicht, wodurch die Flüssigkeit leichter verdampft und zusammen mit dem Gas als Prozessabluft abgeführt werden kann. Auch die Druckstöße verkürzen die Zeit zum Trocknen des Hohlraums signifikant. Die Druckstöße können auch alternativ zu dem Gasrichtungswechsel durchgeführt werden. Die Druckstöße können jedoch auch bei dem Gasrichtungswechsel durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden etwa fünf bis zehn Druckstöße mit einer jeweiligen Dauer von wenigen Millisekunden durchgeführt.
Die Anzahl der Druckstoße ist grundsätzlich beliebig. Es können auch bei jedem Gasrichtungswechsel unterschiedlich viele Druckstöße durchgeführt werden. Die Druckstöße können auch länger als wenige Millisekunden dauern. Zwischen den einzelnen Druckstößen kann ein Zeitraum oder eine Pause von einer halben bis zu zehn Sekunden vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in dem Schritt b) ein Luftfeuchtigkeitsunterschied des Gases und der Prozessabluft bestimmt.
Vorzugsweise ist die relative Luftfeuchtigkeit des Gases bekannt. Beispielsweise kann das Gas mit Hilfe einer Gasversorgung in Form einer Pumpe, einer Gasflasche, einer Gasleitung oder eines Kompressors zugeführt werden. Der Gasversorgung vorgeschaltet kann eine Trocknungseinheit vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Schritt d) des Erfassens des Unterdrucks in dem Hohlraum, wobei die Schritte a), b) und c) so lange durchgeführt werden, bis in dem Schritt c) ein vorgegebener Unterdruckschwellwert des Unterdrucks innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erreicht wird.
Der Unterdruckschwellwert liegt vorzugsweise unterhalb der sogenannten Dampfdruckgrenze der Flüssigkeit, insbesondere von Wasser. Kann der vorgegebene Unterdruckschwellwert des Unterdrucks innerhalb des vorgegebenen Zeitraums erreicht werden, kann davon ausgegangen werden, dass die Komponente beziehungsweise der Hohlraum trocken ist. Kann der vorgegebene Unterdruckschwellwert des Unterdrucks innerhalb des vorgegebenen Zeitraums nicht erreicht werden, ist davon auszugehen, dass sich in dem Hohlraum noch Restfeuchtigkeit befindet. In diesem Fall werden die Schritte a) bis c) erneut durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt der vorgegebene Unterdruckschwellwert unterhalb von dreiundzwanzig Millibar, bevorzugt zwischen einem Millibar und zwanzig Millibar.
Hierdurch ist gewährleistet, dass die gesamte in dem Hohlraum vorhandene Flüssigkeit ausfriert und sublimiert. Wird die Grenze von dreiundzwanzig Millibar (Wasserdampfdruck bei Raumtemperatur) schnell erreicht ist dies ein Zeichen dafür, dass die Trocknung erfolgreich war. Stagniert der Druck hingegen kurz oberhalb von dreiundzwanzig Millibar ist dies ein Zeichen für anhaltende Sublimation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der vorgegebene Zeitraum weniger als fünf Minuten.
Es kann auch ein geeigneter anderer vorgegebener Zeitraum gewählt werden. Beispielsweise beträgt der vorgegebene Zeitraum eine bis fünf Minuten, bevorzugt drei Minuten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der vorgegebene Luftfeuchtigkeitswert weniger als fünf Prozent.
Das heißt, dass die Prozessabluft eine relative Luftfeuchtigkeit von weniger als fünf Prozent aufweist. Wird dieser vorgegebene Luftfeuchtigkeitswert erreicht, wird der Schritt c) durchgeführt.
Ferner wird eine Trockenvorrichtung zum Trocknen eines in einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage vorgesehenen Hohlraums vorgeschlagen. Die Trockenvorrichtung umfasst eine Gasversorgung zum Versorgen der Trockenvorrichtung mit einem Gas, eine Ventileinrichtung zum Beaufschlagen des Hohlraums mit dem Gas, wobei eine in dem Hohlraum aufgenommene Flüssigkeit bei dem Beaufschlagen des Hohlraums mit dem Gas zumindest teilweise verdampft, und zum Abtransportieren des Gases mitsamt der verdampften Flüssigkeit als Prozessabluft aus dem Hohlraum, einen Feuchtigkeitssensor zum Erfassen der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft, wobei mit Hilfe der Ventileinrichtung in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft zumindest ein Gasrichtungswechsel mit einer Umkehr einer Strömungsrichtung des Gases durch den Hohlraum durchführbar ist, und eine Vakuumpumpe zum Anlegen eines Unterdrucks an den Hohlraum, sobald die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft unter einen vorgegebenen Luftfeuchtigkeitswert abfällt, wobei die in dem Hohlraum verbliebene Flüssigkeit ausfriert und sublimiert, und wobei die sublimierte Flüssigkeit mit Hilfe der Ventileinrichtung als Sublimat aus dem Hohlraum abtransportierbar ist.
Die Trockenvorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens geeignet. Die Gasversorgung kann eine Pumpe, eine Gasflasche, ein Kompressor oder eine Überdruckleitung sein, über die der Ventileinrichtung das Gas, insbesondere ein trockenes Industriegas, beispielsweise Stickstoff, oder vorgetrocknete und gereinigte Raumluft (CDA), zugeführt werden kann. Die Ventileinrichtung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Ventilen, die zum Beaufschlagen des Hohlraums mit dem Gas geeignet geschaltet werden können.
Der Feuchtigkeitssensor ist vorzugsweise stromabwärts der Ventileinrichtung angeordnet. „Stromabwärts“ bedeutet vorliegend entlang einer Strömungsrichtung der Prozessabluft betrachtet nach der Ventileinrichtung platziert. Dem Feuchtigkeitssensor kann ein weiteres Ventil vorgeschaltet sein. Auch der Vakuumpumpe kann ein Ventil zugeordnet sein. Mit Hilfe der letztgenannten Ventile kann zum einen die Prozessabluft an eine Umgebung der Trockenvorrichtung abgegeben werden und zum anderen die Vakuumpumpe fluidisch mit dem Hohlraum verbunden werden, um den Unterdruck an dem Hohlraum anzulegen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventileinrichtung dazu eingerichtet, die Gasversorgung wahlweise entweder fluidisch mit einem ersten Anschluss des Hohlraums oder mit einem sich von dem ersten Anschluss unterscheidenden zweiten Anschluss des Hohlraums zu verbinden.
„Fluidisch“ bedeutet vorliegend, dass die Ventileinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Fluidverbindung zwischen der Gasversorgung und dem Hohlraum derart herzustellen, dass das Gas von der Gasversorgung in den Hohlraum strömen kann. Durch das wahlweise fluidische Verbinden der Gasversorgung mit dem ersten Anschluss des Hohlraums oder mit dem zweiten Anschluss des Hohlraums kann der Gasrichtungswechsel verwirklicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ventileinrichtung dazu eingerichtet, die Vakuumpumpe wahlweise entweder fluidisch mit dem ersten Anschluss des Hohlraums oder mit dem zweiten Anschluss des Hohlraums zu verbinden.
Dies kann durch eine geeignete Schaltung der zuvor genannten Ventile der Ventileinrichtung erzielt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ventileinrichtung dem ersten Anschluss des Hohlraums zugeordnete Ventile und dem zweiten Anschluss des Hohlraums zugeordnete Ventile auf.
Die Ventile sind vorzugsweise als Auf-Zu-Ventile ausgebildet. Beispielsweise sind die Ventile Magnetventile.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Trockenvorrichtung ferner einen der Vakuumpumpe vorgeschalteten Drucksensor zum Erfassen des Unterdrucks in dem Hohlraum.
Dass der Drucksensor der Vakuumpumpe „vorgeschaltet“ ist, bedeutet vorliegend insbesondere, dass der Drucksensor entlang der Strömungsrichtung der aus dem Hohlraum abgepumpten Prozessabluft betrachtet vor der Vakuumpumpe angeordnet ist.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die für das Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Trockenvorrichtung entsprechend und umgekehrt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Trockenvorrichtung zum Trocknen einer Komponente der Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1;
3 zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer Ausführungsform einer Komponente für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1;
4 zeigt eine weitere schematische Teilschnittansicht der Komponente gemäß 3;
5 zeigt eine weitere schematische Teilschnittansicht der Komponente gemäß 3;
6 zeigt eine weitere schematische Teilschnittansicht der Komponente gemäß 3;
7 zeigt eine weitere schematische Teilschnittansicht der Komponente gemäß 3;
8 zeigt eine weitere schematische Teilschnittansicht der Komponente gemäß 3; und
9 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Trocknen der Komponente gemäß 3.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise 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 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
Belichtet 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.
In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
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 y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
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. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
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.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe Bx, By der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab 6 bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab B bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Komponente 100. Die Komponente 100 kann eine wie zuvor erwähnte Beleuchtungsoptik 4 oder Teil einer derartigen Beleuchtungsoptik 4 sein. Die Komponente 100 ist zumindest abschnittsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Die Komponente 100 umfasst eine Vielzahl an Hohlräumen 102, von denen in der 2 jedoch nur einer gezeigt ist. Der Hohlraum 102 ist ein Kühlkanal und kann daher auch als solcher bezeichnet werden.
Der Hohlraum 102 kann sich beliebig verzweigen oder beliebig geformt sein. Der Hohlraum 102 weist zwei Anschlüsse 104, 106, insbesondere einen ersten Anschluss 104 und einen zweiten Anschluss 106, auf, mit deren Hilfe ein Kühlsystem (nicht gezeigt) an die Komponente 100 angeschlossen werden kann. Durch den Hohlraum 102 kann eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, geleitet werden.
Vor einer Inbetriebnahme oder nach einem Austausch der Komponente 100 ist ein Lecktest durchzuführen. Hierzu ist es erforderlich, die Komponente 100, insbesondere den Hohlraum 102, zu trocknen.
Zum Trocknen der Komponente 100 wird eine Trocknungsvorrichtung oder Trockenvorrichtung 200 eingesetzt. Die Trockenvorrichtung 200 umfasst eine erste Leitung 202, die an den ersten Anschluss 104 anschließbar ist, und eine zweite Leitung 204, die an den zweiten Anschluss 106 anschließbar ist. Die Leitungen 202, 204 können Schläuche, Rohrleitungen oder dergleichen sein.
Die erste Leitung 202 verzweigt sich an einer Abzweigung 206 in einen ersten Leitungsabschnitt 208 und einen zweiten Leitungsabschnitt 210. Dementsprechend verzweigt sich die zweite Leitung 204 an einer Abzweigung 212 in einen ersten Leitungsabschnitt 214 und einen zweiten Leitungsabschnitt 216. Die Leitungen 202, 204 sind somit im Wesentlichen identisch aufgebaut.
Der erste Leitungsabschnitt 208 der ersten Leitung 202 führt zu einem ersten Ventil V1. Der zweite Leitungsabschnitt 216 der zweiten Leitung 204 führt zu einem zweiten Ventil V2. Eine Gasversorgung 218 ist mit Hilfe einer sich auf die beiden Ventile V1, V2 verzweigenden Leitung 220 an die Ventile V1, V2 angeschlossen. Die Gasversorgung 218 kann eine Pumpe, ein Kompressor oder eine Überdruckleitung sein, über die den Ventilen V1, V2 ein Gas G, insbesondere ein trockenes Industriegas, beispielsweise Stickstoff, vorgetrocknete und gereinigte Raumluft oder künstlich erzeugte und gereinigte Druckluft CDA oder xCDA (Engl.: Clean Dry Air, CDA/extreme Clean Dry Air, xCDA), zugeführt werden kann. Je nachdem, welches Ventil V1, V2 geöffnet und geschlossen ist, kann das Gas G dann entweder dem ersten Anschluss 104 oder dem zweiten Anschluss 106 zugeführt werden.
Der Gasversorgung 218 kann eine Trocknungseinheit 222 vorgeschaltet sein. Die Trocknungseinheit 222 kann eine Trocknungspatrone sein, mit deren Hilfe dem Gas G Feuchtigkeit entziehbar ist. Die Trocknungseinheit 222 kann zwei Säulen umfassen, die mit einem Silikatgel gefüllt sind. Mit Hilfe der Trocknungseinheit 222 kann das Gas G vorgetrocknet werden. Zielsetzung ist dabei eine relative Luftfeuchtigkeit des Gases G von 2 bis 10 %. Es kann ein zusätzlicher Kompressor, entweder ölfrei oder mit Ölabscheider, eingesetzt werden, um einen Druck des Gases G von bis zu 8 bar zu erreichen.
Der Einsatz von getrockneter Raumluft ist günstiger als der Einsatz eines Industriegases. Die Trocknungseinheit 222 liefert das Gas G mit einer definierten relativen Luftfeuchtigkeit. Damit ist der Trocknungsprozess der Komponente 100 mit bekannten Eingangsparametern möglich. Bei der Verwendung einer Trocknungspatrone als Trocknungseinheit 222 ist der Einsatz der Trocknungseinheit 222 durch die Verwendung eines Silikats ortsungebunden. Raumluft oder Umgebungsluft kann somit als Gas G verwendet werden. Die Trocknungseinheit 222 kann eine Ausheizeinrichtung umfassen. Damit ist die Trocknungseinheit 222 beliebig regenerierbar und damit auch wiederverwendbar.
Der zweite Leitungsabschnitt 210 der ersten Leitung 202 führt zu einem dritten Ventil V3. Der erste Leitungsabschnitt 214 der zweiten Leitung 204 führt zu einem vierten Ventil V4. Die Anzahl der Ventile V1 bis V4 ist grundsätzlich beliebig. Pro Hohlraum 102 sind jedoch immer vier Ventile V1 bis V4 vorgesehen. Dementsprechend sind beispielsweise bei zwanzig Hohlräumen 102 auch achtzig Ventile V1 bis V4 vorgesehen. Im vorliegenden Beispiel sind dem ersten Anschluss 104 die Ventile V1, V3 und dem zweiten Anschluss 106 die Ventile V2, V4 zugeordnet. Die Ventile V1 bis V4 bilden zusammen eine Ventileinrichtung V10.
Von den Ventilen V3, V4 führt eine sich vereinigende Leitung 224 zu einer Abzweigung 226. Von der Abzweigung 226 führt eine Leitung 228 zu einem fünften Ventil V5 und eine Leitung 230 zu einem sechsten Ventil V6. Die Ventile V5, V6 sind parallel geschaltet.
Von dem fünften Ventil V5 führt eine Leitung 232 weg. Über die Leitung 232 kann beispielsweise das mit Feuchtigkeit beladene Gas G als Prozessabluft P abgeführt werden. Die Leitung 232 weist einen Temperatursensor 234 und einen Feuchtigkeitssensor 236 zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts der Prozessabluft P auf. Die Prozessabluft P kann beispielsweise an eine Umgebung der Trockenvorrichtung 200 abgeführt werden. Von dem sechsten Ventil V6 führt eine Leitung 238 zu einer Vakuumpumpe 240. Der Leitung 238 ist ein Drucksensor 242 zur Druckmessung zugeordnet.
Die Funktion der Trockenvorrichtung 200 beziehungsweise ein Verfahren zum Trocknen der Komponente 100 wird nachfolgend anhand der 2 sowie der 3 bis 8 erläutert, die jeweils eine Teilschnittansicht der Komponente 100 durch einen wie zuvor erläuterten Hohlraum 102 zeigen.
Wie zuvor erwähnt, ist der Hohlraum 102 vor einer Inbetriebnahme der Komponente 100 oder nach einem Austausch der Komponente 100 einem Lecktest zu unterziehen. Mit Hilfe eines derartigen Lecktests ist es möglich, in einer Wandung 108 des Hohlraums 102 vorhandene Lecks 110 zu identifizieren. Das Identifizieren derartiger Lecks 110 ist im Hinblick auf die Vermeidung eines unerwünschten Austretens einer Flüssigkeit K aus dem Hohlraum 102 im Betrieb der Komponente 100 wichtig. Die Flüssigkeit K ist eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser. Die Begriffe „Flüssigkeit“ und „Kühlflüssigkeit“ können daher beliebig gegeneinander getauscht werden.
Der Lecktest wird mit Hilfe von Helium durchgeführt, das auch durch kleinste Lecks 110 hindurchtreten kann. Sind diese Lecks nun mit Tropfen der Flüssigkeit K gefüllt, friert die Flüssigkeit K bei einem Anlegen eines Unterdrucks zum Durchführen des Lecktests aus und verschließt die Lecks 110 somit. Das Helium diffundiert nur sehr langsam durch diese gefrorenen Tropfen der Flüssigkeit K hindurch, so dass das Leck 110 nicht erkannt werden kann.
Zunächst wird die Flüssigkeit K, die insbesondere Wasser ist, abgelassen. Noch verbleibende größere Mengen der Flüssigkeit K werden ausgeblasen. Der Hohlraum 102 kann mit Stickstoff geflutet werden, um Sauerstoff zu verdrängen. Hierdurch kann die Korrosionsgefahr reduziert werden.
Die Trockenvorrichtung 200 wird nun an die Anschlüsse 104, 106 der Komponente 100 angeschlossen. Alle Ventile V1 bis V6 sind geschlossen. Durch ein Öffnen der Ventile V1, V4, V5 kann der Hohlraum 102 mit dem trockenen Gas G gespült werden. Hierbei kann, wie in der 3 gezeigt, durch ein wechselweises Schalten der Ventile V1, V4 sowie der Ventile V2, V3 ein Richtungswechsel des Gases G erzielt werden. Das heißt, es sind entweder die Ventile V1, V4 offen und die Ventile V2, V3 sind geschlossen oder die Ventile V1, V4 sind geschlossen und die Ventile V2, V3 sind offen.
Das fünfte Ventil V5 bleibt bei dem abwechselnden Öffnen und Schließen der Ventile V1, V4 sowie der Ventile V2, V3 stets geöffnet, so dass das mit Feuchtigkeit beladene Gas G als Prozessabluft P abgeführt werden kann. Mit Hilfe des Temperatursensors 234 kann die Temperatur der Prozessabluft P bestimmt werden. Mit Hilfe des Feuchtigkeitssensors 236 kann dann, wenn die die relative Luftfeuchtigkeit des Gases G an dem ersten Anschluss 104 bekannt ist, eine Feuchtedifferenz oder ein Feuchteunterschied zwischen dem ersten Anschluss 104 und dem zweiten Anschluss 106 bestimmt werden.
Als Kriterium für einen Gasrichtungswechsel kann eine Stagnation der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft P oder ein vorab definierter Wert der relativen Luftfeuchtigkeit von beispielsweise 5 bis 30 % herangezogen werden. Es erfolgt zumindest ein Gasrichtungswechsel. Vorzugsweise können zwei bis drei Gasrichtungswechsel durchgeführt werden. Unter einem „Gasrichtungswechsel“ ist vorliegend eine Umkehrung oder eine Umdrehung einer Strömungsrichtung SR1, SR2 des Gases G durch den Hohlraum 102 zu verstehen. In der Orientierung der 3 ist eine erste Strömungsrichtung SR1 von links nach rechts und eine zweite Strömungsrichtung SR2 von rechts nach links orientiert.
Bei jedem Gasrichtungswechsel können, wie in der 4 gezeigt, mehrere Druckstöße D mit dem Gas G durchgeführt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Ventile V1, V4 mehrmals hintereinander kurz geöffnet und dann wieder geschlossen werden. Mit Hilfe der Druckstöße D zerplatzen die sich in dem Hohlraum 102 befindenden Tropfen der Flüssigkeit K in kleinere Tropfen. Dies führt zu einer Oberflächenvergrößerung der Flüssigkeit K. Das Gas G kann die Flüssigkeit K dann besser aufnehmen. Es können beispielsweise 5 bis 10 Druckstöße D durchgeführt werden. Ein Druckstoß D kann beispielsweise wenige Millisekunden dauern. Ein zeitlicher Abstand zwischen zwei Druckstößen D kann beispielsweise zwischen 0,5 und 10 Sekunden liegen. Die relative Luftfeuchtigkeit wird weiterhin mit Hilfe des Feuchtigkeitssensors 236 überwacht.
Das Spülen des Hohlraums 102 mit dem Gas G, das Durchführen der Gasrichtungswechsel und/oder das Durchführen der Druckstöße D wird so lange fortgeführt bis die Restfeuchte in der Prozessabluft P gegen Null tendiert. Beispielsweise kann als Kriterium eine relative Luftfeuchtigkeit von weniger als 5 % herangezogen werden.
Sobald die relative Luftfeuchtigkeit unter den vorgenannten beispielhaften Wert von 5 % absinkt, wird an den Hohlraum 102 ein Unterdruck angelegt. Hierzu werden die Ventile V1, V2, V3, V5 geschlossen und die Ventile V4, V6 geöffnet. Die Vakuumpumpe 240 wird in Betrieb genommen. Dabei ist das Ziel innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums von etwa 1 bis 5 Minuten einen Unterdruck unterhalb der Dampfdruckgrenze von 23 mbar der Flüssigkeit K, vorliegend Wasser, zu erreichen. Ein wünschenswerter Zielbereich liegt zwischen 1 und 20 mbar. Der Unterdruck in dem Hohlraum 102 wird mit Hilfe des Drucksensors 242 überwacht.
Wie in der 5 gezeigt, friert die verbleibende Flüssigkeit K als Eis E aus und geht von dem festen Aggregatszustand als Sublimat S direkt in den gasförmigen Aggregatszustand über. Das Sublimat S wird abgepumpt. Gelingt es nicht, den vorgenannten gewünschten Unterdruckwert innerhalb des vorgegebenen Zeitraums zu erreichen, wird der Hohlraum 102, wie in der 6 gezeigt, erneut mit dem Gas G gespült. Es können ferner Gasrichtungswechsel und/oder Druckstöße D durchgeführt werden. Dabei schmilzt die gefrorene Flüssigkeit K und verdampft.
Anschließend wird, wie in der 7 gezeigt, erneut ein Unterdruck an den Hohlraum 102 angelegt. Restliche in dem Hohlraum 102 verbliebene Flüssigkeit K friert als Eis E aus und verdampft als Sublimat S. Das Sublimat S wird abgepumpt. Wird der vorgenannte Zielwert des Unterdrucks in dem vorgegebenen Zeitraum erreicht, kann angenommen werden, dass der Hohlraum 102 vollständig trocken ist, wie dies in der 8 dargestellt ist.
9 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines wie zuvor schon erläuterten Verfahrens zum Trocknen der Komponente 100 beziehungsweise des Hohlraums 102.
Bei dem Verfahren wird in einem Schritt S1 der Hohlraum 102 mit dem Gas G beaufschlagt. Dabei wird die in dem Hohlraum 102 aufgenommene Flüssigkeit K zumindest teilweise verdampft. Das Gas G wird mitsamt der verdampften Flüssigkeit K als Prozessabluft P aus dem Hohlraum 102 abtransportiert.
In einem Schritt S2 wird die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft P erfasst, wobei in dem Schritt S1 in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft P zumindest ein Gasrichtungswechsel durchgeführt wird, bei dem die Strömungsrichtung SR1, SR2 des Gases G durch den Hohlraum 102 umgekehrt wird. Zusätzlich oder alternativ kann auch zumindest ein wie zuvor erwähnter Druckstoß D durchgeführt werden. Der Druckstoß D kann bei oder während des Gasrichtungswechsels durchgeführt werden. In dem Schritt S2 wird insbesondere ein Luftfeuchtigkeitsunterschied des Gases G und der Prozessabluft P bestimmt. Vorzugsweise ist die relative Luftfeuchtigkeit des Gases G bekannt.
Ein Schritt S3 umfasst ein Anlegen eines Unterdrucks an den Hohlraum 102, sobald die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft P während des Schrittes S2 unter einen vorgegebenen Luftfeuchtigkeitswert abfällt. Dabei friert die in dem Hohlraum 102 verbliebene Flüssigkeit K aus und sublimiert. Die sublimierte Flüssigkeit K wird als Sublimat S aus dem Hohlraum 102 abtransportiert.
Insbesondere wird der zumindest eine Gasrichtungswechsel dann durchgeführt, wenn die relative Luftfeuchtigkeit in der Prozessabluft P stagniert oder einen vorgegebenen Wert, insbesondere einen Wert von beispielsweise 5 bis 30 %, erreicht. Es können zwei bis drei Gasrichtungswechsel durchgeführt werden.
Bei dem zumindest einen Gasrichtungswechsel mit dem Gas G können mehrere Druckstöße D durchgeführt werden. Dabei werden etwa 5 bis 10 Druckstöße D mit einer jeweiligen Dauer von wenigen Millisekunden durchgeführt.
In einem Schritt S4 wird der Unterdruck in dem Hohlraum 102 erfasst, wobei die Schritte S1, S2 und S3 abwechselnd so lange durchgeführt werden, bis in dem Schritt S3 ein vorgegebener Unterdruckschwellwert des Unterdrucks innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erreicht wird. Diese Vorgehensweise ist in der 9 mit Hilfe eines von dem Schritt S3 auf den Schritt S1 verweisenden Pfeils angedeutet.
Der vorgegebene Unterdruckschwellwert liegt bevorzugt unterhalb von 23 mbar, bevorzugt zwischen 1 mbar und 20 mbar. Der vorgegebene Zeitraum beträgt vorzugsweise weniger als 5 Minuten. Der vorgegebene Luftfeuchtigkeitswert beträgt insbesondere weniger als 5 % relative Luftfeuchtigkeit. Wird die Grenze von 23 mbar (Wasserdampfdruck bei Raumtemperatur) schnell erreicht ist dies ein Zeichen dafür, dass die Trocknung erfolgreich war. Stagniert der Druck hingegen kurz oberhalb von 23 mbar ist dies ein Zeichen für anhaltende Sublimation.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Lichtquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafer
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: Beleuchtungsstrahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: erster Facettenspiegel
21: erste Facette
22: zweiter Facettenspiegel
23: zweite Facette
100: Komponente
102: Hohlraum
104: Anschluss
106: Anschluss
108: Wandung
110: Leck
200: Trockenvorrichtung
202: Leitung
204: Leitung
206: Abzweigung
208: Leitungsabschnitt
210: Leitungsabschnitt
212: Abzweigung
214: Leitungsabschnitt
216: Leitungsabschnitt
218: Gasversorgung
220: Leitung
222: Trocknungseinheit
224: Leitung
226: Abzweigung
228: Leitung
230: Leitung
232: Leitung
234: Temperatursensor
236: Feuchtigkeitssensor
238: Leitung
240: Vakuumpumpe
242: Drucksensor
D: Druckstoß
E: Eis
G: Gas
K: Flüssigkeit
M1: Spiegel
M2: Spiegel
M3: Spiegel
M4: Spiegel
M5: Spiegel
M6: Spiegel
P: Prozessabluft
S: Sublimat
SR1: Strömungsrichtung
SR2: Strömungsrichtung
S1: Schritt
S2: Schritt
S3: Schritt
S4: Schritt
V1: Ventil
V2: Ventil
V3: Ventil
V4: Ventil
V5: Ventil
V6: Ventil
V10: Ventileinrichtung
x: x-Richtung
y: y-Richtung
z: z-Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0061, 0065]
US 2006/0132747 A1 [0063]
EP 1614008 B1 [0063]
US 6573978 [0063]
DE 102017220586 A1 [0068]
US 2018/0074303 A1 [0082]

Claims

Verfahren zum Trocknen eines in einer Komponente (100) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) vorgesehenen Hohlraums (102), mit den Schritten: a) Beaufschlagen (S1) des Hohlraums (102) mit einem Gas (G), wobei eine in dem Hohlraum (102) aufgenommene Flüssigkeit (K) zumindest teilweise verdampft, und wobei das Gas (G) mitsamt der verdampften Flüssigkeit (K) als Prozessabluft (P) aus dem Hohlraum (102) abtransportiert wird, b) Erfassen (S2) der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P), wobei in dem Schritt a) in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P) zumindest ein Gasrichtungswechsel, bei dem eine Strömungsrichtung (SR1, SR2) des Gases (G) durch den Hohlraum (102) umgekehrt wird, und/oder zumindest ein Druckstoß (D) durchgeführt wird, und c) Anlegen (S3) eines Unterdrucks an den Hohlraum (102), sobald die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P) während des Schrittes b) unter einen vorgegebenen Luftfeuchtigkeitswert abfällt, wobei die in dem Hohlraum (102) verbliebene Flüssigkeit (K) ausfriert und sublimiert, und wobei die sublimierte Flüssigkeit (K) als Sublimat (S) aus dem Hohlraum (102) abtransportiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Gasrichtungswechsel und/oder der zumindest eine Druckstoß (D) dann durchgeführt wird, wenn die relative Luftfeuchtigkeit in der Prozessabluft (P) stagniert oder einen vorgegebenen Wert, insbesondere einen Wert von beispielsweise fünf bis dreißig Prozent, erreicht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zwei bis drei Gasrichtungswechsel durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei bei dem zumindest einen Gasrichtungswechsel mit dem Gas (G) mehrere Druckstöße (D) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei etwa fünf bis zehn Druckstöße (D) mit einer jeweiligen Dauer von wenigen Millisekunden durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei in dem Schritt b) ein Luftfeuchtigkeitsunterschied des Gases (G) und der Prozessabluft (P) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, ferner umfassend einen Schritt d) des Erfassens (S4) des Unterdrucks in dem Hohlraum (102), wobei die Schritte a), b) und c) so lange durchgeführt werden, bis in dem Schritt c) ein vorgegebener Unterdruckschwellwert des Unterdrucks innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der vorgegebene Unterdruckschwellwert unterhalb von dreiundzwanzig Millibar, bevorzugt zwischen einem Millibar und zwanzig Millibar, liegt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der vorgegebene Zeitraum weniger als fünf Minuten beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, wobei der vorgegebene Luftfeuchtigkeitswert weniger als fünf Prozent beträgt.
Trockenvorrichtung (200) zum Trocknen eines in einer Komponente (100) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) vorgesehenen Hohlraums (102), aufweisend eine Gasversorgung (218) zum Versorgen der Trockenvorrichtung (200) mit einem Gas (G), einer Ventileinrichtung (V10) zum Beaufschlagen des Hohlraums (102) mit dem Gas (G), wobei eine in dem Hohlraum (102) aufgenommene Flüssigkeit (K) bei dem Beaufschlagen des Hohlraums (102) mit dem Gas (G) zumindest teilweise verdampft, und zum Abtransportieren des Gases (G) mitsamt der verdampften Flüssigkeit (K) als Prozessabluft (P) aus dem Hohlraum (102), einen Feuchtigkeitssensor (236) zum Erfassen (S2) der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P), wobei mit Hilfe der Ventileinrichtung (V10) in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P) zumindest ein Gasrichtungswechsel mit einer Umkehr einer Strömungsrichtung (SR1, SR2) des Gases (G) durch den Hohlraum (102) durchführbar ist, und einer Vakuumpumpe (240) zum Anlegen eines Unterdrucks an den Hohlraum (102), sobald die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessabluft (P) unter einen vorgegebenen Luftfeuchtigkeitswert abfällt, wobei die in dem Hohlraum (102) verbliebene Flüssigkeit (K) ausfriert und sublimiert, und wobei die sublimierte Flüssigkeit (K) mit Hilfe der Ventileinrichtung (V10) als Sublimat (S) aus dem Hohlraum (102) abtransportierbar ist.
Trockenvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Ventileinrichtung (V10) dazu eingerichtet ist, die Gasversorgung (218) wahlweise entweder fluidisch mit einem ersten Anschluss (104) des Hohlraums (102) oder mit einem sich von dem ersten Anschluss (104) unterscheidenden zweiten Anschluss (106) des Hohlraums (102) zu verbinden.
Trockenvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Ventileinrichtung (V10) dazu eingerichtet ist, die Vakuumpumpe (240) wahlweise entweder fluidisch mit dem ersten Anschluss (104) des Hohlraums (102) oder mit dem zweiten Anschluss (106) des Hohlraums (102) zu verbinden.
Trockenvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Ventileinrichtung (V10) dem ersten Anschluss (104) des Hohlraums (102) zugeordnete Ventile (V1, V3) und dem zweiten Anschluss (106) des Hohlraums (102) zugeordnete Ventile (V2, V4) aufweist.
Trockenvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-14, ferner umfassend einen der Vakuumpumpe (240) vorgeschalteten Drucksensor (242) zum Erfassen des Unterdrucks in dem Hohlraum (102).