DE102022102478A1

DE102022102478A1 - EUV-Lithographiesystem mit einem gasbindenden Bauteil

Info

Publication number: DE102022102478A1
Application number: DE102022102478.4A
Authority: DE
Inventors: Wilbert Kruithof; Parham Yaghoobi; John Leo
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; ASML Netherlands BV
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; ASML Netherlands BV
Priority date: 2022-02-02
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2023-08-03
Also published as: WO2023147925A1

Abstract

Die Erfindung betrifft EUV-Lithographiesystem, umfassend:ein Gehäuse (25), in dessen Innenraum (24) ein Restgas (27) enthalten ist,sowie mindestens ein in dem Innenraum (24) angeordnetes gasbindendes Bauteil (29), das ein gasbindendes Material zur Bindung von kontaminierenden Stoffen (28) aufweist. Das gasbindende Bauteil (29) umfasst mindestens einen Strömungskanal (33), der mindestens eine Oberfläche mit dem gasbindenden Material aufweist, wobei eine Gasströmung des Restgases (27) in dem Strömungskanal (33) eine Knudsenzahl zwischen 0,01 und 5, bevorzugt zwischen 0,01 und 0,5, insbesondere zwischen 0,01 und 0,3, aufweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: ein Gehäuse, in dessen Innenraum ein Restgas enthalten ist, sowie mindestens ein in dem Innenraum angeordnetes gasbindendes Bauteil, das ein gasbindendes Material zur Bindung von kontaminierenden Stoffen aufweist.
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.
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.
Bei EUV-Lithographieanlagen führen in der Vakuum-Umgebung vorhandene 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. Insbesondere Sn kann in Form von Tröpfchen in der Vakuum-Umgebung vorhanden sein, die sich durch die EUV-Lithographieanlage bewegen, indem diese an den EUV-Spiegeln abprallen.
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.
Es ist bekannt, in der Vakuum-Umgebung mit den Spiegeln 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.
In der US7473908B2 ist eine Lithographieanlage beschrieben, die ein Objekt mit einer ersten Oberfläche aufweist, die ausgebildet ist, metallische Kontaminationen, z.B. Metalle, Metalloxide, Metallhydroxide, Metallhydride, Metallhalide und/oder Metalloxyhalide der Elemente Sn, Mn und/oder Zn zu binden. Die erste Oberfläche kann eine metallische Oberfläche aufweisen, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Ru, Rh, Pd, Ag, Re, Os, Ir, Pt und/oder Au.
In der DE 10 2014 204 658 A1 ist eine optische Anordnung beschrieben, die eine Einhausung aufweist, in der mindestens eine Komponente angeordnet ist, die beim Kontakt mit aktiviertem Wasserstoff kontaminierende Stoffe ausgast. Ein Öffnungskanal verbindet die Komponente mit einer Vakuumkammer, in der mindestens ein optisches Element angeordnet ist. Die Innenwand des Öffnungskanals kann eine Beschichtung zur Reduzierung der Austrittsrate der kontaminierenden Stoffe aufweisen, die ein Material enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rh, Ru, Ir, Pt, Ti, Ni, Pd und deren Verbindungen.
Die Beschichtung kann zur Reduzierung der Eintrittsrate des aktivierten Wasserstoffs ein Material enthalten, welches ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rh, Ru, Ir, Pt, Ti, Ni, Pd, Al, Cu, Fe und deren Verbindungen.
In der US 2020/0166847 A1 ist eine optische Anordnung für die EUV-Lithographie beschrieben, die mindestens ein reflektierendes optisches Element mit einem Grundkörper mit einer EUV-Strahlung reflektierenden Beschichtung aufweist. An mindestens einem Oberflächenbereich des Grundkörpers ist mindestens eine Abschirmung angebracht, die den Oberflächenbereich vor einer Ätzwirkung eines das reflektierende optische Element im Betrieb der optischen Anordnung umgebenden Plasmas schützt. Das Material der Abschirmung kann ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend: metallische Werkstoffe, insbesondere Cu, Co, Pt, Ir, Pd, Ru, AI, Edelstahl, und keramische Werkstoffe, insbesondere AlO_x, Al₂O₃. Die Abschirmung bzw. die Blende kann aus einem Wasserstoff-Rekombinationsmaterial bestehen oder ein Wasserstoff-Rekombinationsmaterial aufweisen. Das Wasserstoff-Rekombinationsmaterial kann als Kontaminations-Gettermaterial dienen, z.B. wenn dieses ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Ir, Ru, Pt, Pd.
In der US 8382301 B2 und in der US 8585224 B2 ist eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie beschrieben, die ein Gehäuse aufweist, in dem mindestens ein optisches Element angeordnet ist. In dem Gehäuse ist auch mindestens ein Vakuumgehäuse bzw. eine Einhausung angeordnet, die zumindest die optische Oberfläche des optischen Elements umgibt. In einem Beispiel dient das Vakuumgehäuse als Kontaminationsreduzierungseinheit und besteht zumindest in einem Teilbereich an seine Innenseite aus einem gasbindenden Material.
In der US 2006/0221440 A1 ist ein spektraler Reinigungsfilter beschrieben, der eine Mehrlagen-Struktur mit alternierenden Schichten aufweist, um die spektrale Reinheit von Strahlung zu erhöhen, die durch den spektralen Reinigungsfilter hindurchtritt. Der spektrale Reinigungsfilter ist auch zum Sammeln von Verschmutzungen ausgebildet, die von einer Lichtquelle emittiert werden. Die Mehrlagen-Struktur kann von einer netzartigen Struktur gestützt werden oder die netzartige Struktur kann in die Mehrlagen-Struktur eingebettet sein. Die netzartige Struktur kann in der Form von Bienenwaben ausgebildet sein und eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen.
Bei der Verwendung eines gasbindenden Bauteils zur Bindung von kontaminierenden Stoffen besteht das Problem, dass der Flächeninhalt der Oberfläche(n) mit dem gasbindenden Material deutlich größer sein sollte als die optischen Oberflächen der EUV-Spiegel, um das Anlagern von Kontaminationen an den optischen Oberflächen wirksam zu unterdrücken. Bauraumbedingt lässt sich das für das gasbindende Bauteil zur Verfügung stehende Volumen jedoch nicht beliebig vergrößern. Zudem lässt mit zunehmender Menge von an der Oberfläche des Bauteils gebundenen kontaminierenden Stoffen die gasbindende Wirkung des gasbindenden Materials nach, so dass das gasbindende Bauteil in der Regel nach einer gewissen Zeitdauer ausgetauscht werden muss.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein EUV-Lithographiesystem mit mindestens einem gasbindenden Bauteil bereitzustellen, das den zur Verfügung stehenden Bauraum möglichst effizient für die Bindung von kontaminierenden Stoffen nutzt.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein EUV-Lithographiesystem der eingangs genannten Art, bei dem das gasbindende Bauteil mindestens einen Strömungskanal umfasst, der mindestens eine Oberfläche mit dem gasbindenden Material aufweist, wobei eine Gasströmung des Restgases in dem Strömungskanal eine Knudsenzahl zwischen 0,01 und 5, bevorzugt zwischen 0,01 und 0,5, insbesondere zwischen 0,01 und 0,3 aufweist. Das gasbindende Material dient zum Binden von kontaminierenden Stoffen, die in der Gasphase vorliegen und/oder zur Bindung von kontaminierenden Stoffen, die sich z.B. in Form von Tröpfchen oder dergleichen in der Vakuum-Umgebung befinden.
Wie z.B. in „https://www.pfeiffer-vacuum.com/en/know-how/introduction-tovacuum-technology/fundamentals/types-of-flow/“ beschrieben ist, ist die Knudsenzahl Kn definiert als das Verhältnis zwischen der mittleren freien Weglänge l der Gasteilchen und der Strömungsweite h des Strömungskanals, d.h. $K n = \frac{\bar{l}}{h} .$
Die Knudsenzahl ist dimensionslos und kennzeichnet die Art der Gasströmung durch den Strömungskanal. Bei einer Knudsenzahl Kn von weniger als 0,01 liegt eine Kontinuums-Strömung vor, bei der es zu häufigen Zusammenstößen der Gasteilchen untereinander, jedoch seltener mit den Wänden des Strömungskanals kommt. Die mittlere freie Weglänge ist in diesem Fall deutlich kleiner als die Abmessungen des Strömungskanals. Bei einer Knudsenzahl Kn in dem weiter oben angegebenen Wertebereich liegt eine Knudsen-Strömung vor. Die Knudsen-Strömung stellt einen Übergangsbereich zwischen der Kontinuums-Strömung und der Molekular-Strömung bei einer Knudsenzahl Kn von mehr als 5 dar, die typischerweise im Hochvakuum und im Ultrahochvakuum vorliegt. Bei einer Knudsenzahl Kn von mehr als 5 findet eine Wechselwirkung der Teilchen untereinander praktisch nicht mehr statt, d.h. die mittlere freie Weglänge ist deutlich größer als die Strömungsweite des Strömungskanals.
Die Erfinder haben erkannt, dass ein für das gasbindende Bauteil zur Verfügung stehendes Bauraumvolumen optimal ausgenutzt werden kann, wenn das gasbindende Bauteil einen oder mehrere Strömungskanäle aufweist, in denen die Knudsenzahl in dem oben angegebenen Wertebereich liegt, d.h. bei dem in dem Strömungskanal eine Knudsen-Strömung vorliegt, und zwar aus folgendem Grund: Bei einer Kontinuums-Strömung tritt die Gasströmung zwar aufgrund der Diffusion tief in den Strömungskanal ein, es finden aber nur wenige Zusammenstöße mit den Wänden des Strömungskanals statt. Bei der Knudsen-Strömung ist die Diffusion ausreichend, damit die Gasströmung des Restgases tief in den Strömungskanal eindringt, und es finden genügend Wechselwirkungen mit den Wänden des Strömungskanals statt, damit die kontaminierenden Stoffe von dem gasbindenden Material an den Wänden bzw. an den Oberflächen des Strömungskanals adsorbiert werden können. Das gasbindende Bauteil wirkt daher in der Art einer Atomfalle für die kontaminierenden Stoffe, die in den Strömungskanal eintreten und von dem gasbindenden Material gebunden werden.
Durch die Knudsen-Strömung in dem oder den Strömungskanälen kann für das gasbindende Material eine große Oberfläche bezogen auf das für das gasbindende Bauteil zur Verfügung gestellte Bauraumvolumen bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das gasbindende Bauteil in der Regel über die gesamte Lebensdauer des EUV-Lithographiesystems seine gasbindende Wirkung beibehält. Aufgrund der Knudsen-Strömung führt die Erhöhung der Oberfläche zudem nicht zu einer Verringerung der Effizienz, da das Restgas und somit auch die kontaminierenden Stoffe sowohl ausreichend tief in den Strömungskanal eindringen als auch eine hohe Anzahl von Stößen bzw. von Wechselwirkungen mit den Wänden des Strömungskanals eingehen können. Beim Design des EUV-Lithographiesystems sollte die Gasströmung durch den Innenraum des Gehäuses idealerweise für die Durchströmung des oder der Strömungskanäle des gasbindenden Bauteils optimiert werden.
Bei einer Ausführungsform weist das Restgas in dem Innenraum des Gehäuses einen Druck zwischen 1 Pa und 20 Pa, bevorzugt zwischen 2 Pa und 12 Pa, auf. Derartige Drücke herrschen typischerweise im Betrieb eines EUV-Lithographiesystems in einem jeweiligen Innenraum eines Gehäuses, wobei der Wert des Drucks an unterschiedlichen Positionen in der EUV-Lithographieanlage unterschiedlich groß ausfallen kann.
Für das Produkt aus der mittleren freien Weglänge l und den Druck p eines idealen Gases, das der Boltzmann-Verteilung folgt, gilt folgende Formel: $\bar{l} p = \frac{k_{B} T}{\sqrt{2} π d_{m}^{2}}$
wobei k_B die Boltzmann-Konstante, T die Temperatur (in K) und d_m den Durchmesser der Gasmoleküle bezeichnen. Die mittlere freie Weglänge l hängt somit bei einem idealen Gas mit einem vorgegebenen Molekül-Durchmesser d_m nur von der Temperatur T und vom Druck p ab. In der Regel enthält das Restgas im Innenraum eines Gehäuses eines EUV-Lithographiesystems nur einen sehr geringen Anteil an kontaminierenden Stoffen, weist aber einen vergleichsweise hohen Wasserstoff-Anteil auf. Der Druck p des Restgases in dem Innenraum wird daher vom Wasserstoff-Partialdruck bestimmt bzw. der Druck p in dem Innenraum entspricht praktisch dem Wasserstoff-Partialdruck. Wasserstoff weist einen Moleküldurchmesser d_m von ca. 2,76 Angström auf. Bei einer Temperatur T von 22°C (Raumtemperatur) ergibt sich für Wasserstoff als Produkt l p = 12 mm Pa. Die mittlere freie Weglänge l beträgt daher beispielsweise für einen Druck p von 5 Pa ungefähr 2,4 mm. Für die Erzeugung einer Knudsen-Strömung in dem Strömungskanal sollte die Strömungsweite (s.u.) in derselben Größenordnung liegen.
Bei einer Ausführungsform weist der Strömungskanal eine Strömungsweite auf, die zwischen 1 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 20 mm, liegt. Unter der Strömungsweite des Strömungskanals wird eine charakteristische Länge des Strömungsfeldes des Strömungskanals verstanden. Bei einem Strömungskanal mit einem kreisförmigen Querschnitt handelt es sich bei der Strömungsweite des Strömungskanals beispielsweise um den Durchmesser des Strömungskanals.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Strömungskanal zwei einander gegenüberliegende, bevorzugt parallel ausgerichtete Oberflächen, die jeweils das gasbindende Material aufweisen, wobei ein Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen die Strömungsweite des Strömungskanals definiert. In diesem Fall weist der Strömungskanal keinen runden Strömungsquerschnitt auf. Für die Berechnung der Knudsenzahl wird daher der Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen herangezogen. Bei der parallelen Ausrichtung der beiden Oberflächen ist die Weite bzw. der Abstand zwischen den beiden Oberflächen in Längsrichtung des Strömungskanals konstant. Eine solche parallele Ausrichtung ist aber nicht zwingend erforderlich, d.h. die Weite des Strömungskanals kann ggf. in Längsrichtung des Strömungskanals variieren, sofern hierbei die weiter oben beschriebene Bedingung an die Knudsenzahl eingehalten wird.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen an zwei bevorzugt parallel ausgerichteten plattenförmigen Bauteilabschnitten gebildet. In diesem Fall ist der Strömungskanal in der Regel zur Seite hin offen, d.h. der Strömungskanal weist typischerweise keinen in Umfangsrichtung geschlossenen Querschnitt auf. Der Strömungskanal erstreckt sich in diesem Fall zwischen den beiden plattenförmigen Bauteilabschnitten, an deren seitlichen Rändern Restgas in den Strömungskanal einströmen kann. Insbesondere für den Fall, dass die plattenförmigen Bauteilabschnitte parallel ausgerichtet sind, können mehrere plattenförmige Bauteilabschnitte übereinander angeordnet bzw. gestapelt werden, um mehrere parallel ausgerichtete Strömungskanäle zu bilden.
Das gasbindende Material kann an der Oberfläche der Bauteilabschnitte auf unterschiedliche Weise angebracht sein, beispielsweise in Form einer Beschichtung, es ist aber auch möglich, dass die Bauteilabschnitte selbst aus einem gasbindenden Material bestehen.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die plattenförmigen Bauteilabschnitte als Bleche oder als Folien ausgebildet. Bei Blechen handelt es sich um freitragende Bauteile, die einseitig an einer Halterung des gasbindenden Bauteils bzw. des gasbindenden Moduls angebracht werden können und die ggf. durch Stützstreben unterstützt werden. Die einseitige Halterung erleichtert das Einströmen des Restgases in die Strömungskanäle an den freien Enden der Bleche, die nicht von der Halterung aufgenommen sind. Abhängig von der Anzahl und Größe der Bleche kann das gasbindende Bauteil ggf. ein erhebliches Gewicht aufweisen. Bei dem Material des Blechs kann es sich beispielsweise um rostfreien Stahl oder um Aluminium handeln. Da rostfreier Strahl bei ähnlichem spezifischem Gewicht eine größere Steifigkeit aufweist als Aluminium, sind Bleche aus rostfreiem Stahl in der Regel für die Herstellung eines plattenförmigen Bauteilabschnitts besser geeignet als Bleche aus Aluminium.
Für den Fall, dass es sich bei den Bauteilabschnitten um nicht freitragende Elemente in Form von Folien handelt, werden diese typischerweise zwischen zwei an gegenüberliegenden Enden der Folien angebrachten Halterungen eingespannt. Um das Einströmen des Restgases in die Strömungskanäle zu ermöglichen, können diese ggf. Löcher oder Perforationen aufweisen, sofern ein seitliches Einströmen des Restgases aufgrund eines begrenzten Bauraums, beispielsweise der Nähe des gasbindenden Bauteils zu einer Wand oder dergleichen, nicht oder nur schwer möglich ist. Die Verwendung von Folien ist insbesondere zur Reduzierung des Gewichts des gasbindenden Bauteils vorteilhaft.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist der Strömungskanal einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Vielecks, insbesondere eines regelmäßigen Sechsecks, auf. Bei dieser Ausführungsform ist der Strömungskanal in Umfangsrichtung geschlossen. Bei dem gasbindenden Bauteil sind in diesem Fall typischerweise eine Vielzahl von Strömungskanälen in einer dreidimensionalen Struktur in der Art eines Rasters nebeneinander angeordnet. Insbesondere für den Fall, dass es sich bei der Querschnittsform der Strömungskanäle um ein regelmäßiges Sechseck handelt, können benachbarte Strömungskanäle in dem Raster unmittelbar aneinander angrenzen. Auf diese Weise kann die gesamte von der Frontseite des Rasters überdeckte Fläche bzw. das gesamte Volumen des gasbinden Bauteils mit Strömungskanälen ausgefüllt werden. Gegenüber der weiter oben beschriebenen Ausführungsform mit den plattenförmigen Bauteilabschnitten kann bei der hier beschriebenen Ausführungsform daher die pro Bauraumvolumen zur Verfügung stehende Oberfläche mit dem gasbindenden Material weiter erhöht werden. Allerdings entfällt in diesem Fall die Möglichkeit des seitlichen Einströmens des Restgases in einen jeweiligen Strömungskanal.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das gasbindende Bauteil zur Bindung von unterschiedlichen kontaminierenden Stoffen eine Mehrzahl von Strömungskanälen mit unterschiedlich großen Strömungsweiten auf. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Strömungskanäle unterschiedliche Strömungsweiten aufweisen, da unterschiedliche kontaminierende Stoffe einen unterschiedlichen Wirkungsquerschnitt bei der Wechselwirkung bzw. bei Zusammenstößen mit dem Restgas, genauer gesagt mit dem in diesem enthaltenen Wasserstoff aufweisen. Es ist beispielsweise möglich, eine Anzahl von z.B. ca. 10 oder ca. 20 plattenförmigen Bauteilabschnitten, z.B. in Form von Blechen, parallel ausgerichtet übereinander anzuordnen und hierbei beispielsweise zwei, drei oder mehr unterschiedliche Strömungsweiten bzw. Abstände zwischen benachbarten Blechen zu verwenden. Eine zweite Strömungsweite kann hierbei beispielsweise dem Doppelten der ersten Strömungsweite entsprechen und eine dritte Strömungsweite kann dem Doppelten der zweiten Strömungsweite entsprechen. Es versteht sich, dass die Strömungsweiten auch auf andere Weise als hier beschrieben gewählt werden können.
Die Strömungsweite kann auch bei einem Bauteil variiert werden, das eine Mehrzahl von Strömungskanälen in Form von regelmäßigen Vielecken aufweist. Beispielsweise können in diesem Fall mehrere Raster mit regelmäßigen Vielecken in Längsrichtung der Strömungskanäle hintereinander angeordnet werden, wobei die Strömungsweite bzw. die Größe der Vielecke eines jeweiligen Rasters unterschiedlich gewählt wird. Insbesondere kann hierbei die Strömungsweite von Rastern mit in Strömungsrichtung weiter vorne liegenden Vielecken größer gewählt werden als die Strömungsweite von Rastern mit in Strömungsrichtung weiter hinten liegenden Vielecken.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Strömungskanal eine Länge von mindestens 20 cm, bevorzugt von mindestens 40 cm, auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, sollte die Oberfläche, die das gasbindende Material aufweist, möglichst groß sein. Daher ist es günstig, wenn der Strömungskanal eine vergleichsweise große Länge aufweist. Es ist möglich, das Design des EUV-Lithographiesystems so auszulegen, dass ein ausreichendes Volumen für das gasbindende Bauteil zur Verfügung steht. Insbesondere für den Fall, dass das gasbindende Bauteil bei einem bereits im Betrieb befindlichen EUV-Lithographiesystemen nachgerüstet wird, ist es vorteilhaft, wenn das gasbindende Bauteil ein kompaktes Modul bildet, das die gasbindenden kontaminierenden Stoffe effizient bindet. In diesem Fall sollte die Länge der Strömungskanäle ggf. nicht zu groß gewählt werden. Für den Fall, dass das gasbindende Bauteil die weiter oben beschriebenen plattenförmigen Bauteilabschnitte aufweist, ist es in der Regel günstig, wenn die Breite der plattenförmigen Bauteilabschnitte im Wesentlichen der Länge der Strömungskanäle entspricht, d.h. wenn die plattenförmigen Bauteilabschnitte eine rechteckige, annähernd quadratische Geometrie aufweisen.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das gasbindende Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Ru, Ni, NiP, Rd, Rh, Ta, Nb, Ti, Zr, Th und deren Verbindungen. Das bzw. die gasbindenden Materialien sollten vergleichbare oder bessere Adsorptionseigenschaften für die kontaminierenden Stoffe aufweisen als dies bei den Materialien der Deckschicht einer reflektierenden Beschichtung eines EUV-Spiegels der Fall ist (beispielsweise Ru, RuO, RuO₂, ZrO₂, ZrO, ...).
Als gasbindendes Material dient in der Regel ein Metall oder eine Legierung, welche die kontaminierenden Stoffe durch Adsorption, 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 Materialien und ggf. andere 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.
Grundsätzlich kann das gasbindende Bauteil an einer beliebigen Stelle in dem EUV-Lithographiesystem angeordnet werden. Es ist aber günstig, wenn das gasbindende Bauteil in der Nähe einer Quelle der gasbindenden kontaminierenden Stoffe und/oder in der Nähe der Optiken, d.h. in der Nähe einer Oberfläche eines reflektierenden optischen Elements, angeordnet ist. Das gasbindende Bauteil ist typischerweise außerhalb des Strahlengangs des EUV-Lithographiesystems angeordnet.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist in dem Innenraum des Gehäuses mindestens ein reflektierendes optisches Element angeordnet und das gasbindende Bauteil ist benachbart zu einer Oberfläche des reflektierenden optischen Elements angeordnet und umgibt bevorzugt eine Oberfläche des optischen Elements zumindest teilweise. Bei der weiter oben beschriebenen Ausführungsform kann das gasbindende Bauteil benachbart zur Oberfläche des reflektierenden optischen Elements, z.B. an einer Halterung des optischen Elements, angebracht sein. Es ist ebenfalls möglich, dass das gasbindende Bauteil den Strahlengang bzw. die Oberfläche des reflektierenden optischen Elements in Umfangsrichtung vollständig (ringförmig) umgibt oder sich in Umfangsrichtung nur entlang eines Abschnitts der Außenkontur der Oberfläche des optischen Elements erstreckt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist in dem Innenraum des Gehäuses eine Einhausung angeordnet, die einen Strahlengang des EUV-Lithographiesystems kapselt, wobei die Einhausung bevorzugt eine Öffnung mit einem Wartungsschacht aufweist, in dem das gasbindende Bauteil angeordnet ist. Die Einhausung, die den Strahlengang kapselt, dient dazu, die Konzentration von kontaminierenden Stoffen innerhalb der Einhausung gegenüber der Umgebung der Einhausung zu reduzieren. Die Anordnung von gasbindenden Bauteilen innerhalb der Einhausung ist grundsätzlich sinnvoll, da auch innerhalb der Einhausung angeordnete Komponenten, z.B. Tragrahmen oder dergleichen, potentiell Materialien enthalten, die kontaminierende Stoffe ausgasen. Das Nachrüsten von gasbindenden Bauteilen in die Einhausung(en) von bereits bestehenden EUV-Lithographiesystemen ist jedoch in der Regel nicht ohne erheblichen Aufwand möglich.
Eine vorteilhafte Möglichkeit, das gasbindende Bauteil in der Einhausung anzuordnen, besteht darin, dieses in einem Wartungsschacht der Einhausung anzuordnen, der nach dem Abschluss der Wartung in der Regel mit einem Deckel bzw. einer Türe verschlossen wird. Das gasbindende Bauteil kann hierbei am Boden des Wartungsschachts abgestellt werden oder ggf. an dem Deckel bzw. der Türe befestigt sein, die zum Verschließen des Wartungsschachts dient. Mit Hilfe des Wartungsschachts kann das gasbindende Bauteil auch bei bereits ausgelieferten EUV-Lithographiesystemen auf einfache Weise nachgerüstet werden. Die Anordnung in dem Wartungsschacht ermöglicht es auch, das gasbindende Bauteil auf einfache Weise auszutauschen, sofern dies erforderlich ist, wenn die Wirkung des gasbindenden Materials über die Lebensdauer des EUV-Lithographiesystems abnimmt. Es versteht sich, dass das gasbindende Bauteil auch an anderen Positionen in dem EUV-Lithographiesystem angeordnet werden kann, an denen ein Austausch auf besonders einfache Weise möglich ist.
Wie weiter oben beschrieben wurde, ist es insbesondere für den Fall, dass das gasbindende Bauteil ausgetauscht werden soll, vorteilhaft, wenn dieses eine gewichtsoptimierte Geometrie aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Bauteil die weiter oben beschriebenen plattenförmigen Bauteilabschnitte oder ggf. auf andere Weise geformte Bauteilabschnitte bzw. Substrukturen aufweist, die aus einer Folie gebildet sind. Insbesondere können auch Stützstrukturen oder dergleichen von einer dünnen Folie bedeckt werden, die mit dem gasbindenden Material beschichtet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Oberfläche mit dem gasbindenden Material strukturiert. Die Oberfläche mit dem gasbindenden Material kann strukturiert sein, z.B. durch Aufrauen oder durch eine andere Art von Substruktur, um die effektive Oberfläche zu vergrößern und/oder um die Einfangs-Wahrscheinlichkeit für die kontaminierenden Stoffe zu erhöhen. Für den Fall, dass das gasbindende Material in Form einer Beschichtung auf die Oberfläche aufgebracht wird, kann die Strukturierung der Oberfläche vor oder ggf. nach dem Abscheiden der Beschichtung erfolgen. Die Strukturgrößen der Strukturen, die bei der Strukturierung der Oberfläche verwendet werden, sollten in der Größenordnung der mittleren freien Weglänge l oder darunter liegen.
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.
Figurenliste
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,
2 eine schematische Darstellung einer Einhausung, in der zwei Facettenspiegel sowie mehrere gasbindenden Bauteile angebracht sind,
3a,b schematische Darstellungen von gasbindenden Bauteilen mit gestapelten Blechen bzw. Folien, zwischen denen Strömungskanäle gebildet sind, in denen während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanalage eine Knudsen-Strömung herrscht,
4a-c schematische Darstellungen einer Gasströmung in Form einer Kontinuums-Strömung, einer Knudsen-Strömung sowie einer Molekular-Strömung durch einen Strömungskanal,
5 eine schematische Darstellung der Abmessungen eines Stapels von Blechen mit drei unterschiedlichen Strömungsweiten der Strömungskanäle, sowie
6 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine optische Oberfläche eines der Facettenspiegel von 2 mit einem die optische Oberfläche umgebenden gasbindenden Bauteil, das Strömungskanäle in der Art von Bienenwaben aufweist.

In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer optischen Anordnung für die EUV-Lithographie in Form einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie von deren Bestandteilen ist hierbei nicht einschränkend zu verstehen.
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.
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.
In 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
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.
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.
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.
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.
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 1 nur beispielhaft einige dargestellt. Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23.
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.
Das Projektionssystem 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 das Projektionssystem 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei dem Projektionssystem 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,4 oder 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, eine hoch reflektierende Beschichtung für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 als Ganzes ist in einem Innenraum 24 eines in 2 gezeigten Gehäuses 25 angeordnet, in dem im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 mit Hilfe einer nicht bildlich dargestellten Vakuum-Pumpe eine Vakuum-Umgebung erzeugt wird. In dem Innenraum 24 des Gehäuses 25 ist eine Einhausung 26 angeordnet, die den Strahlengang in der Beleuchtungsoptik 4 im Wesentlichen vollständig umgibt bzw. kapselt, wie dies beispielsweise in der US 8382301 B2 bzw. in der US 8585224 B2 beschrieben ist, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht werden. Bei der Einhausung 26 handelt es sich um ein Vakuum-Gehäuse, das aus mehreren Teil-Gehäusen zusammengesetzt ist und im gezeigten Beispiel im Wesentlichen aus rostfreiem Edelstahl besteht. In 2 ist stellvertretend ein solches Teil-Gehäuse dargestellt, welches einen Abschnitt des Strahlengangs zwischen dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 kapselt und welches nachfolgend als Einhausung 26 bezeichnet wird. Der Rest der Beleuchtungsoptik 4 ist in 2 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt.
Sowohl in dem Innenraum 24 des Gehäuses 25 als auch in der Einhausung 26 ist ein Restgas 27 enthalten, dessen Hauptbestandteil Wasserstoff ist. Der Druck p des Restgases 27 in dem Innenraum 24 entspricht dem Partialdruck des Wasserstoffs und liegt in der Größenordnung zwischen ca. 1 Pa und 20 Pa, beispielsweise zwischen ca. 2 Pa und ca. 12 Pa. Auch der Druck p des Restgases 27 innerhalb der Einhausung 26 liegt in dem angegebenen Druckbereich.
Sowohl in der Vakuum-Umgebung in dem Innenraum 24 außerhalb der Einhausung 26 als auch innerhalb der Einhausung 26 befinden sich kontaminierende 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 Stoffe 28 (in 2 als Punkte angedeutet) vorhanden sind als außerhalb der Einhausung 26. Die kontaminierenden Stoffe 28 können beispielsweise entstehen, wenn eine Komponente, die in der Vakuum-Umgebung angeordnet ist, mit Wasserstoff, insbesondere mit aktiviertem Wasserstoff, in Berührung kommt. Der aktivierte Wasserstoff wird aus dem in dem Restgas 27 der Vakuum-Umgebung in dem Innenraum 24 vorhandenen molekularen Wasserstoff durch eine Wechselwirkung mit der Beleuchtungs- bzw. EUV-Strahlung 16 gebildet.
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 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.
Um zu erreichen, dass möglichst wenig der kontaminierenden Stoffe 28 zu den Oberflächen der Facettenspiegel 20, 22 gelangen, sind in der Einhausung 26 mehrere gasbindende Bauteile 29 in der Nähe eines jeweiligen Facettenspiegels 20, 22 angebracht. In der teilweisen Schnittdarstellung von 2 sind jeweils drei in der Nähe des ersten Facettenspiegels 20 und drei in der Nähe des zweiten Facettenspiegels 22 angeordnete gasbindende Bauteile 29 dargestellt. Die in 2 gezeigten gasbindenden Bauteile 29 sind baugleich ausgebildet und weisen jeweils eine plattenförmige Halterung 30 auf, an der eine Mehrzahl von plattenförmigen Bauteilabschnitten 31 angebracht ist.
Wie bei dem in 3a gezeigten gasbindenden Bauteil 29 gut zu erkennen ist, sind die plattenförmigen Bauteilabschnitte 31, die bei dem in 3a gezeigten Beispiel in Form von Blechen 31' ausgebildet sind, parallel ausgerichtet und übereinander an der seitlichen Halterung 30 befestigt, wobei benachbarte Bleche 31' in gleichen Abständen angeordnet sind. Die Bleche 31' bestehen im gezeigten Beispiel aus rostfreiem Strahl und weisen beidseitig eine nicht bildlich dargestellte Beschichtung auf, die aus (mindestens) einem gasbindenden Material besteht. Bei dem gasbindenden Material handelt es sich im gezeigten Beispiel um ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Ru, Ni, NiP, Rd, Rh, Ta, Nb, Ti, Zr, Th und deren Verbindungen. Diese und andere insbesondere metallische Materialien oder Legierungen ermöglichen es, die bzw. einen Großteil der in dem Innenraum 24 des Gehäuses 25 der Projektionsbelichtungsanlage 1 bzw. in dem Restgas 27 vorhandenen kontaminierenden Stoffe 28 zu binden.
Zwischen jeweils zwei benachbarten Blechen 31' ist ein Strömungskanal 33 gebildet. Ein jeweiliger Strömungskanal 33 weist bei den in gleichen Abständen voneinander angeordneten Blechen 31' eine identische Strömungsweite h auf, die dem Abstand zwischen den beiden benachbarten Blechen 31' entspricht. Der zwischen den Blechen 31' gebildete Strömungskanal 33 ist zu drei Seiten hin offen und an der vierten Seite durch die seitliche Halterung 30 begrenzt. Dies ist möglich, weil die Bleche 31' eine ausreichende Eigensteifigkeit für eine einseitige Halterung aufweisen. Abhängig von der Dicke der Bleche 31' können Stützstrukturen, beispielsweise in Form von Stützstreben oder dergleichen, an dem gasbindenden Bauteil 29 angebracht werden, um ein Durchbiegen der Bleche 31' zu verhindern. In der Regel weisen die Bleche 31' nur eine geringe Dicke in der Größenordnung von ca. 1 Millimeter auf, um zu vermeiden, dass das Gewicht der Bleche 31' und damit des gesamten gasbindenden Bauteils 29 zu groß wird.
3b zeigt ein gasbindendes Bauteil 29', bei dem die plattenförmigen Bauteilabschnitte 31 als Folien 31" ausgebildet sind, die zwischen zwei in vertikaler Richtung ausgerichteten seitlichen Halterungen 30a, 30b eingespannt sind. Die Folien 31" sind ebenfalls beidseitig an ihrer Oberseite und an ihrer Unterseite mit einer Beschichtung aus einem gasbindenden Material versehen. Zwischen einer Oberfläche 32a an der Oberseite einer jeweiligen unteren Folie 31" und einer Oberfläche 32b an der Unterseite einer jeweils benachbarten oberen Folie 31" ist jeweils ein Strömungskanal 33 gebildet, der eine Strömungsweite h aufweist, die dem Abstand zwischen benachbarten Folien 31" bzw. zwischen den Oberflächen 32a, 32b entspricht. Wie in 3b zu erkennen ist, ist ein jeweiliger Strömungskanal 33 zu zwei einander gegenüberliegenden Seiten hin offen und wird an den beiden anderen Seiten durch die seitlichen Halterungen 30a, 30b begrenzt. Für den Fall, dass bauraumbedingt nur wenig Restgas 27 an die beiden offenen Seiten des jeweiligen Strömungskanals 33 gelangt, können ggf. Öffnungen in den Folien 31" vorgesehen werden, die ein Einströmen des Restgases 27 in die Strömungskanäle 33 ermöglichen bzw. erleichtern. Es ist möglich, dass die Oberflächen 32a, 32b strukturiert sind, z.B. durch Aufrauen oder durch eine andere Art von Substruktur, um die effektive Oberfläche zu vergrößern bzw. um die Einfangs-Wahrscheinlichkeit für die kontaminierenden Stoffe 28 zu erhöhen.
Bei den in 2 und in 3a,b gezeigten Beispielen ist die Strömungsweite h eines jeweiligen Strömungskanals 33 so auf die mittlere freie Weglänge l abgestimmt, dass eine Knudsen-Strömung vorliegt, d.h. dass für die KnudsenZahl Kn, die das Verhältnis zwischen der mittleren freien Weglänge l und der Strömungsweite h bezeichnet (d.h. Kn = l / h), gilt: 0,01 < Kn < 5, bevorzugt 0,01 < Kn < 0,5, insbesondere 0,01 < Kn < 0,3. Wie nachfolgend anhand von 4a-c erläutert wird, ist das Vorliegen einer Knudsen-Strömung in dem Strömungskanal 33 für die hier beschriebene Anwendung vorteilhaft, bei der möglichst viele kontaminierende Stoffe 28 an den Oberflächen 32a, 32b eines jeweiligen Strömungskanals 33 adsorbiert werden sollen.
4a zeigt den Strömungskanal 33 beim Vorliegen einer Gasströmung in Form einer Kontinuums-Strömung (Kn < 0,01), 4b beim Vorliegen einer Knudsen-Strömung (d.h. 0,01 < Kn < 5) und 4c beim Vorliegen einer Molekular-Strömung (Kn > 5). Wie in 4a zu erkennen ist, kommt es beim Vorliegen einer Kontinuums-Strömung des Restgases 27 zu häufigen Zusammenstößen der Gasteilchen untereinander und zu einem Eindringen bzw. einer Diffusion in den Strömungskanal 33, jedoch kommt es nur selten zu Zusammenstößen mit den Wänden des Strömungskanals 33. Bei der in 4c gezeigten Molekular-Strömung des Restgases 27 findet praktisch keine Wechselwirkung der Gas-Teilchen untereinander mehr statt. Die Gasteilchen treffen häufig auf die Wände des Strömungskanals 33, es findet aber kein Transport in den Strömungskanal 33 hinein mehr statt.
Bei der in 4b gezeigten Knudsen-Strömung ist einerseits die Diffusion ausreichend, damit die Gasströmung des Restgases 27 tief in den Strömungskanal 33 eindringt und andererseits finden genügend Wechselwirkungen mit den Wänden des Strömungskanals 33 statt, damit die kontaminierenden Stoffe 28 von dem gasbindenden Material an der Wand bzw. an den Wänden des Strömungskanals 33 adsorbiert werden können. Das gasbindende Bauteil wirkt daher in der Art einer Atomfalle für die kontaminierenden Stoffe 28, die in den Strömungskanal 33 eintreten und von dem gasbindenden Material an den Oberflächen 32a, 32b gebunden werden. Dies gilt sowohl für das in 3a gezeigte gasbindende Bauteil 29 mit der Mehrzahl von Blechen 31' als auch für das in 3b gezeigte gasbindende Bauteil 29' mit der Mehrzahl von Folien 31".
5 zeigt ein Beispiel für die Dimensionierung eines in 3a,b gezeigten gasbindenden Bauteils 29, 29', genauer gesagt für Bemaßungen und für Abstände bzw. für unterschiedliche Strömungsweiten h₁, h₂, h₃ zwischen den plattenförmigen Bauteilabschnitten 31, die in Form von Blechen 31' oder in Form von Folien 31" ausgebildet sein können. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass es sich bei den plattenförmigen Bauteilabschnitten um Bleche 31' handelt. Ein jeweiliges Blech 31' weist im gezeigten Beispiel eine Länge L von ca. 43 cm und eine Breite B von ca. 41 cm auf. Die Länge L entspricht hierbei der Länge eines jeweiligen Strömungskanals 33.
Bei der in 5 gezeigten Anordnung ist eine erste Gruppe G1 von Blechen 31' in Abständen h₁ von jeweils ca. 5 mm angeordnet, eine zweite Gruppe G2 von Blechen 31' ist in Abständen h₂ von jeweils ca. 10 mm und eine dritte Gruppe G3 von Blechen 31' ist jeweils in Abständen h₃ von ca. 20 mm voneinander angeordnet. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in 5 nur das unterste der Bleche 31' dargestellt. Die drei Gruppen G1, G2, G3 können eine jeweils unterschiedliche Anzahl von Blechen 31' aufweisen. Wenn alle drei Gruppen G1, G2, G3 ungefähr das gleiche Volumen bzw. die gleiche Erstreckung in Höhenrichtung Z eines XYZ-Koordinatensystems aufweisen sollen, ist es bei der oben beschriebenen Bemaßung günstig, wenn die erste Gruppe G1 mehr Bleche 31' aufweist als die zweite Gruppe G2 und die zweite Gruppe G2 mehr Bleche aufweist als die dritte Gruppe G3.
Das Vorsehen von unterschiedlichen Strömungsweiten h₁, h₂, h₃, ... ist günstig, da unterschiedliche kontaminierende Stoffe 28 jeweils unterschiedliche Wirkungsquerschnitte mit dem in dem Restgas 27 enthaltenen Wasserstoff aufweisen. Die Strömungsweite h₁, h₂, h₃, ... ist daher für eine jeweilige Art von kontaminierendem Stoff 28 optimiert.
Es versteht sich, dass die Strömungskanäle 33 nicht zwingend zwischen zwei plattenförmigen Bauteilabschnitten 31 verlaufen müssen, sondern dass grundsätzlich beliebige Geometrien der Strömungskanäle 33 möglich sind. Insbesondere können die Strömungskanäle 33 in Umfangsrichtung geschlossen sein. 6 zeigt ein Beispiel für ein gasbindendes Bauteil 29", das derartige Strömungskanäle 33 aufweist, die einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Sechsecks aufweisen. Bei dem dort gezeigten Beispiel ist eine Mehrzahl von Strömungskanälen 33 benachbart zueinander in der Art von Bienenwaben angeordnet. Das gasbindende Bauteil 29" umgibt bei dem in 6 gezeigten Beispiel eine optische Oberfläche 34 des ersten Facettenspiegels 20 ringförmig. Das gasbindende Bauteil 29" ist an einer Halterung 35 angebracht, an der auch der erste Facettenspiegel 20 befestigt ist. Das der Halterung 35 zugewandte Ende eines jeweiligen Strömungskanals 33 ist von der Halterung 35 beabstandet, um den Austritt von Restgas 27 aus dem jeweiligen Strömungskanal 33 zu ermöglichen. Die in 2 dargestellten gasbindenden Bauteile 29 sind entsprechend angeordnet, d.h. diese sind an der Halterung 35 des jeweiligen Facettenspiegels 20, 22 befestigt.
Auch bei einem gasbindenden Bauteil, das wie das in 6 gezeigte Bauteil 29'' ausgebildet ist, kann die Strömungsweite h für einen jeweiligen kontaminierenden Stoff 28 optimiert werden. Zu diesem Zweck können beispielsweise mehrere plattenförmige Bauteile, die wie das in 6 gezeigte Bauteil 29" ausgebildet sind, übereinander angeordnet werden. Die Strömungsweite h der regelmäßigen Sechsecke 33 eines jeweiligen plattenförmigen Bauteils wird hierbei jeweils unterschiedlich gewählt und ist für die Art von kontaminierendem Stoff 28 optimiert, der gebunden werden soll.
Es versteht sich, dass ein jeweiliges gasbindendes Bauteil 29, 29', 29" auch an anderer Stelle angeordnet werden kann als in der Nähe eines jeweiligen Facettenspiegels 20, 22. Bei dem in 3a gezeigten Beispiel ist das gasbindende Bauteil 29 beispielsweise in einem Wartungsschacht 36 der in 2 gezeigten Einhausung 26 angebracht. Der Wartungsschacht 36 schließt sich an eine seitliche Öffnung 37 in der Wand der Einhausung 26 an und erstreckt sich von dieser nach außen in den Innenraum 24 des Gehäuses 25 hinein. Das gasbindende Bauteil 29 ist bei dem in 3a gezeigten Beispiel in den Wartungsschacht 36 integriert, genauer gesagt bildet die Halterung 30 des gasbindenden Bauteils 29 die Frontplatte bzw. den Deckel eines Einschubs, welcher den Wartungsschacht 26 verschließt. Mit Hilfe eines an der Frontplatte bzw. der Halterung 30 angebrachten Handgriffs 38 kann der Einschub mit dem gasbindenden Bauteil 29 aus dem Wartungsschacht 36 entnommen werden. Dies ist günstig, um das gasbindende Bauteil 29 austauschen zu können, sofern das gasbindende Material keine ausreichende Aufnahmefähigkeit für die kontaminierenden Stoffe 28 mehr aufweist. Anders als dies in 2 dargestellt ist, können die plattenförmigen Bauteilabschnitte 31 sich auch über die gesamte Höhe des Wartungsschachts 36 erstrecken. Die plattenförmigen Bauteilabschnitte 31 können ggf. auch durch die Öffnung 37 teilweise in die Einhausung 26 hineinragen, allerdings nicht in den Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1.
Es versteht sich, dass eines oder mehrere gasbindende Bauteile 29, 29', 29" auch an anderer Stelle in der Projektionsbelichtungsanlage 1 angeordnet werden können, wobei sowohl eine Anordnung innerhalb der Einhausung 26 als auch außerhalb der Einhausung 26 möglich ist. Der bzw. die Strömungskanäle 33 eines jeweiligen gasbindenden Bauteils können auch in der Art von z.B. zylindersymmetrischen Flossen oder dergleichen an stabförmigen Bauelementen angebracht sein. Auch können ggf. zusätzliche, geeignet geformte Bleche bzw. Platten als gasbindende Bauteile dienen, die ggf. gemeinsam mit einer Wand der Einhausung 26 oder mit anderen in der Projektionsbelichtungsanlage 1 vorgesehenen Wänden einen Strömungskanal 33 bilden, der die weiter oben beschriebenen Voraussetzungen an die Knudsen-Strömung erfüllt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7473908 B2 [0007]
DE 102014204658 A1 [0008]
US 2020/0166847 A1 [0010]
US 8382301 B2 [0011, 0056]
US 8585224 B2 [0011, 0056]
US 2006/0221440 A1 [0012]

Claims

EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: ein Gehäuse (25), in dessen Innenraum (24) ein Restgas (27) enthalten ist, sowie mindestens ein in dem Innenraum (24) angeordnetes gasbindendes Bauteil (29, 29', 29"), das ein gasbindendes Material zur Bindung von kontaminierenden Stoffen (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das gasbindende Bauteil (29, 29', 29") mindestens einen Strömungskanal (33) umfasst, der mindestens eine Oberfläche (32a, 32b) mit dem gasbindenden Material aufweist, wobei eine Gasströmung des Restgases (27) in dem Strömungskanal (33) eine Knudsenzahl zwischen 0,01 und 5, bevorzugt zwischen 0,01 und 0,5, insbesondere zwischen 0,01 und 0,3, aufweist.
EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 1, bei dem das Restgas (27) in dem Innenraum (24) des Gehäuses (25) einen Druck zwischen 1 Pa und 20 Pa, bevorzugt zwischen 2 Pa und 12 Pa, aufweist.
EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Strömungskanal (33) eine Strömungsweite (h; h₁, h₂, h₃) aufweist, die zwischen 1 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 20 mm, liegt.
EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Strömungskanal (33) zwei einander gegenüberliegende, bevorzugt parallel ausgerichtete Oberflächen (32a, 32b) umfasst, die jeweils das gasbindende Material aufweisen, wobei ein Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen (32a, 32b) eine Strömungsweite (h, h₁, h₂, h₃) des Strömungskanals (33) definiert.
EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 4, bei dem die beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen (32a, 32b) an zwei bevorzugt parallel ausgerichteten plattenförmigen Bauteilabschnitten (31) gebildet sind.
EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 5, bei dem die plattenförmigen Bauteilabschnitte (31) als Bleche (31') oder als Folien (31") ausgebildet sind.
EUV-Lithographiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Strömungskanal (33) einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Vielecks, insbesondere eines regelmäßigen Sechsecks, aufweist.
EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das gasbindende Bauteil (29, 29', 29") zur Bindung von unterschiedlichen kontaminierenden Stoffen (28) eine Mehrzahl von Strömungskanälen (33) mit unterschiedlich großen Strömungsweiten (h₁, h₂, h₃) aufweist.
EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Strömungskanal (33) eine Länge (L) von mindestens 20 cm, bevorzugt von mindestens 40 cm, aufweist.
EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das gasbindende Material ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Ru, Ni, NiP, Rd, Rh, Ta, Nb, Ti, Zr, Th und deren Verbindungen.
EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine Oberfläche (32a, 32b) mit dem gasbindenden Material strukturiert ist.
EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in dem Innenraum (24) des Gehäuses (25) mindestens ein reflektierendes optisches Element (20, 22) angeordnet ist, wobei das gasbindende Bauteil (29, 29', 29") benachbart zu dem reflektierenden optischen Element (20, 22) angeordnet ist und bevorzugt eine Oberfläche (34) des reflektierenden optischen Elements (20, 22) zumindest teilweise umgibt.
EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in dem Innenraum (24) des Gehäuses (25) eine Einhausung (26) angeordnet ist, die einen Strahlengang des EUV-Lithographiesystems (1) kapselt, wobei die Einhausung (26) bevorzugt eine Öffnung (37) mit einem Wartungsschacht (36) aufweist, in dem das gasbindende Bauteil (29) angeordnet ist.