DE102022213753A1

DE102022213753A1 - Device for protecting a surface from damage caused by impinging ions

Info

Publication number: DE102022213753A1
Application number: DE102022213753.1A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Strobel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-05-04
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2023-11-09

Abstract

Eine Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche (36) und darunterliegender Schichten vor Schädigung durch auftreffende Ionen weist ein erstes Mittel zur Erzeugung eines Feldgradienten in Richtung senkrecht zur Oberfläche (36) und/oder ein zweites Mittel zur Verhinderung einer Aufladung der Oberfläche (36) und/oder ein drittes Mittel zur Ableitung von Ladungen von der Oberfläche (36) und/oder ein viertes Mittel zur Beeinflussung einer Ladungsdichte eines Plasmas auf.A device for protecting a surface (36) and underlying layers from damage caused by impinging ions has a first means for generating a field gradient in the direction perpendicular to the surface (36) and/or a second means for preventing the surface (36) from becoming charged and/or or a third means for dissipating charges from the surface (36) and/or a fourth means for influencing a charge density of a plasma.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches Bauelement, eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.The invention relates to a device for protecting a surface from damage caused by impinging ions. The invention also relates to a method for protecting a surface from damage caused by impinging ions. The invention further relates to an optical component, an illumination optics, an illumination system for a projection exposure system and a projection exposure system for microlithography. Finally, the invention relates to a method for producing a micro- or nanostructured component and a component produced according to the method.

Aus dem Stand der Technik sind Projektionsbelichtungsanlagen bekannt, welche zur Erzeugung von Strukturen auf Wafern EUV-Strahlung verwenden. Hierbei kann als Strahlungsquelle eine Plasmaquelle dienen. Außerdem kann die EUV-Strahlung in der Nähe einer Oberfläche eines optischen Bauelements ein oberflächennahes Plasma erzeugen. Bestandteil des Plasmas sind unter anderem Ionen. Diese Ionen können zu einer Schädigung der Oberfläche des optischen Bauelements führen.Projection exposure systems are known from the prior art, which use EUV radiation to produce structures on wafers. A plasma source can serve as the radiation source. In addition, the EUV radiation can generate a near-surface plasma near a surface of an optical component. Part of the plasma are, among other things, ions. These ions can cause damage to the surface of the optical component.

Aus der WO 2017/202 545 A1 ist eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit Elementen zur Plasmakonditionierung bekannt. Aus der WO 2016/096 878 A1 ist eine Spiegel-Einrichtung mit einem elektrisch leitfähigen Abschirm-Element bekannt.From the WO 2017/202 545 A1 a projection exposure system for semiconductor lithography with elements for plasma conditioning is known. From the WO 2016/096 878 A1 a mirror device with an electrically conductive shielding element is known.

Es besteht Bedarf, eine Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche, insbesondere einer Oberfläche eines optischen Bauelements, vor Schädigung durch auftreffende Ionen zu verbessern.There is a need to improve a device for protecting a surface, in particular a surface of an optical component, from damage caused by impinging ions.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es unterschiedliche Möglichkeiten gibt, die Oberfläche eines optischen Bauelements vor Schädigung durch auftreffende Ionen zu schützen. Diese Möglichkeiten umfassen insbesondere

- Mittel zur Erzeugung eines Feldgradienten in Richtung senkrecht zu der zu schützenden Oberfläche und/oder
- Mittel zur Verhinderung einer Aufladung der zu schützenden Oberfläche und/oder
- Mittel zur Ableitung von Ladungen von der zu schützenden Oberfläche und/oder
- Mittel zur Beeinflussung einer Ladungsdichte eines Plasmas.

According to the invention, it was recognized that there are different ways to protect the surface of an optical component from damage caused by impinging ions. These options include in particular:

- Means for generating a field gradient in the direction perpendicular to the surface to be protected and/or
- Means for preventing charging of the surface to be protected and/or
- Means for dissipating charges from the surface to be protected and/or
- Means for influencing the charge density of a plasma.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen zu verbessern.A further object of the invention is to improve a method for protecting a surface from damage caused by impinging ions.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit entsprechenden Verfahrensschritten gelöst.This task is solved by a process with appropriate procedural steps.

Der Kern der Erfindung besteht darin, den Teilchenstrom von Ionen auf die zu schützende Oberfläche zu beeinflussen, insbesondere zu reduzieren.The core of the invention is to influence, in particular to reduce, the particle flow of ions onto the surface to be protected.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, das Plasmapotenzial und/oder die Oberflächenladung zu beeinflussen und damit den Teilchenstrom auf die zu schützende Oberfläche zu beeinflussen und/oder das Oberflächenpotenzial der zu schützenden Oberfläche zu beeinflussen und/oder den sich ausbildenden Oberflächenzustand zu beeinflussen.In particular, it can be provided to influence the plasma potential and/or the surface charge and thus to influence the particle flow onto the surface to be protected and/or to influence the surface potential of the surface to be protected and/or to influence the surface state that is developing.

Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, die Reduktion eines Oberflächenoxids auf der zu schützenden Oberfläche durch Wasserstoffionen zu reduzieren, insbesondere zu verhindern. Alternativ wäre auch ein neutraler, zum Beispiel metallischer Zustand vorteilhaft.According to the invention, it is particularly provided to reduce, in particular to prevent, the reduction of a surface oxide on the surface to be protected by hydrogen ions. Alternatively, a neutral, for example metallic, state would also be advantageous.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Elektronen im Plasma beweglicher sind als die Ionen. Von daher gelangen mehr Elektronen als Ionen zu der zu schützenden Oberfläche. Die Oberfläche lädt sich negativ auf. Dies führt dazu, dass positiv geladene Ionen, wie zum Beispiel Wasserstoff-, Helium-, Argon-, Fluor-, Stickstoff- oder Sauerstoffionen oder andere Materialien zur Oberfläche hin beschleunigt werden. Ein Eindringen dieser Ionen in die zu schützende Oberfläche, welche insbesondere eine Oberfläche eines Spiegels, insbesondere eines EUV-Spiegels sein kann, verursacht Veränderungen an dieser Oberfläche und der darunterliegenden reflektierenden Schicht. Die Ionen können insbesondere zu einer Reduktionsreaktion einer Oberflächen-Oxidschicht führen. Eine derartige Reaktion, aber auch andere Wechselwirkungseffekte der Ionen mit der Oberfläche oder dem Material, sollen erfindungsgemäß verhindert werden.According to the invention, it was recognized that the electrons in the plasma are more mobile than the ions. Therefore, more electrons than ions reach the surface to be protected. The surface becomes negatively charged. This causes positively charged ions, such as hydrogen, helium, argon, fluorine, nitrogen or oxygen ions or other materials to be accelerated towards the surface. Penetration of these ions into the surface to be protected, which can in particular be a surface of a mirror, in particular an EUV mirror, causes changes to this surface and the underlying reflective layer. The ions can in particular lead to a reduction reaction of a surface oxide layer. Such a reaction, but also other interaction effects of the ions with the surface or the material, are to be prevented according to the invention.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Mittel zur Erzeugung eines Feldgradienten in Richtung senkrecht zur Oberfläche eine oder mehrere Elektroden auf.According to one aspect of the invention, the means for generating a field gradient in the direction perpendicular to the surface has one or more electrodes.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass zumindest eine erste Teilmenge der Elektroden in elektrisch leitendem Kontakt mit der zu schützenden Oberfläche steht und/oder ein Teil der Oberfläche durch die Elektroden selbst gebildet wird und zu der Oberfläche elektrisch isoliert sind und/oder die Oberfläche oder das Substrat eine weitere Elektrode darstellt.In particular, it can be provided that at least a first subset of the electrodes is in electrically conductive contact with the surface to be protected and/or a part of the surface is formed by the electrodes themselves and is electrically insulated from the surface and/or the surface or that Substrate represents another electrode.

Es kann weiter insbesondere vorgesehen sein, dass eine zweite Teilmenge der Elektroden in einem Plasmabereich oder relativ zur Oberfläche jenseits eines Plasma-Bereichs angeordnet ist.It can further be provided in particular that a second subset of the electrodes is arranged in a plasma region or relative to the surface beyond a plasma region.

Mit Hilfe derartiger Elektroden lässt sich gezielt ein Feldgradient in Richtung senkrecht zu der zu schützenden Oberfläche aufbauen. Im Falle einer gekrümmten Oberfläche ist diese Angabe lokal zu verstehen.With the help of such electrodes, a field gradient can be specifically built up in the direction perpendicular to the surface to be protected. In the case of a curved surface, this information is to be understood locally.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Mittel zur Verhinderung einer Aufladung der Oberfläche eine Einrichtung zum Fluten eines Plasma-Bereichs mit Elektronen aufweisen. Der Plasmabereich kann auch mit positiven Ladungen geflutet werden.According to a further aspect of the invention, the means for preventing charging of the surface can have a device for flooding a plasma region with electrons. The plasma area can also be flooded with positive charges.

Auch hierdurch lässt sich das elektrische Feld in einem oberflächennahen Bereich gezielt beeinflussen.This also allows the electric field to be specifically influenced in an area close to the surface.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Mittel zur Verhinderung einer Aufladung der Oberfläche eine elektrisch leitfähige Verbindung zur Oberfläche oder Teilen von dieser auf. Die Oberfläche kann insbesondere ankontaktiert sein. Zur Ankontakierung der Schicht kann eine leitfähige Schicht zum Beispiel Leiterbahnen, dotierte Schichten, zweidimensionale Elektronengase oder andere leitfähige Materialien dienen. According to a further aspect of the invention, the means for preventing charging of the surface has an electrically conductive connection to the surface or parts thereof. The surface can in particular be contacted. A conductive layer, for example conductor tracks, doped layers, two-dimensional electron gases or other conductive materials, can be used to contact the layer.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Mittel zur Beeinflussung der Ladungsdichte eines Plasmas eine Einrichtung zur gerichteten Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung auf. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich die Ladungsdichte im Plasma durch äußere Einflüsse, beispielsweise ein elektrisches Feld, Mikrowellen, Licht, ein magnetisches Feld, Wärme oder eine Kombination dieser Möglichkeiten verringern oder erhöhen lässt. Auch hierdurch kann der Teilchenstrom auf die zu schützende Oberfläche beeinflusst werden.According to a further aspect of the invention, the means for influencing the charge density of a plasma has a device for directed radiation of electromagnetic radiation. According to the invention, it was recognized that the charge density in the plasma can be reduced or increased by external influences, for example an electric field, microwaves, light, a magnetic field, heat or a combination of these possibilities. This can also influence the particle flow on the surface to be protected.

Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein optisches Bauelement für eine Projektionsbelichtungsanlage, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie zu verbessern.Further objects of the invention are to improve an optical component for a projection exposure system, an illumination optics for a projection exposure system, an illumination system for a projection exposure system and a projection exposure system for microlithography.

Diese Aufgaben werden durch entsprechende Gegenstände mit einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.These tasks are solved by appropriate objects with a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to the previous description.

Die Vorteile ergeben sich aus denen der Vorrichtung.The advantages arise from those of the device.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro-oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement zu verbessern.A further object of the invention is to improve a method for producing a micro- or nanostructured component and a component produced according to the method.

Diese Aufgaben werden durch Bereitstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich wiederum aus denen der Schutzvorrichtung.These tasks are achieved by providing a projection exposure system with a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to the previous description. The advantages in turn arise from those of the protective device.

Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

1 schematisch eine Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie,
2 schematisch einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß einer ersten Variante,
3 schematisch einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß einer weiteren Variante,
4 schematisch einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß einer weiteren Variante,
5A bis 5C schematisch einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß einer dreier Variante,
6 schematisch einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß einer weiteren Variante,
7 schematisch einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß einer weiteren Variante,
8 schematisch einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen gemäß einer weiteren Variante.

Further advantages and details of the invention result from the description of exemplary embodiments using the figures. Show it:

1 a schematic representation of a projection exposure system for microlithography,
2 schematically a section of a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to a first variant,
3 schematically a section of a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to a further variant,
4 schematically a section of a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to a further variant,
5A until 5C schematically a section of a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to a three variant,
6 schematically a section of a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to a further variant,
7 schematically a section of a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to a further variant,
8th schematically a section of a device for protecting a surface from damage by impinging ions according to a further variant.

Im Folgenden werden zunächst der allgemeine Aufbau und die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie exemplarisch geschildert. Die Beschreibung der allgemeinen Details ist rein exemplarisch, insbesondere nicht einschränkend zu verstehen.Below, the general structure and the essential components of a projection exposure system 1 for microlithography are described as an example. The description The general details are purely exemplary and not restrictive.

1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Das Objektfeld 5 kann rechteckig oder bogenförmig mit einem x/y-Aspektverhältnis von beispielsweise 13/1 gestaltet sein. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der 1 nicht dargestelltes reflektierendes Retikel 30, das eine mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 zur Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter Halbleiter-Bauelemente zu projizierende Struktur trägt. Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird die Struktur auf dem Retikel 30 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. 1 shows schematically in a meridional section a projection exposure system 1 for microlithography. An illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. The object field 5 can be rectangular or arcuate with an x/y aspect ratio of, for example, 13/1. What is exposed here is an object arranged in the object field 5 and in the 1 Reflective reticle 30, not shown, which carries a structure to be projected with the projection exposure system 1 for producing micro- or nanostructured semiconductor components. A projection optics 7 is used to image the object field 5 into an image field 8 in an image plane 9. The structure on the reticle 30 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer arranged in the area of the image field 8 in the image plane 9, which is not shown in the drawing .

Das Retikel 30, das von einem nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist, und der Wafer, der von einem nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist, werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 synchron in der y-Richtung gescannt. Abhängig vom Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 7 kann auch ein gegenläufiges Scannen des Retikels 30 relativ zum Wafer stattfinden.The reticle 30, which is held by a reticle holder, not shown, and the wafer, which is held by a wafer holder, not shown, are scanned synchronously in the y-direction during operation of the projection exposure system 1. Depending on the imaging scale of the projection optics 7, the reticle 30 can also be scanned in opposite directions relative to the wafer.

Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 1 nm und 30 nm handeln. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge Produced Plasma), oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser Produced Plasma) handeln. Auch andere EUV-Strahlungsquellen, beispielsweise solche, die auf einem Synchrotron oder auf einem Free Electron Laser (Freie Elektronenlaser, FEL) basieren, sind möglich.The radiation source 3 can in particular be an EUV radiation source with emitted useful radiation in the range between 1 nm and 30 nm. This can be a plasma source, for example a GDPP source (gas discharge produced plasma), or an LPP source (laser produced plasma). Other EUV radiation sources, for example those based on a synchrotron or a free electron laser (FEL), are also possible.

Es kann sich auch um eine VUV-Strahlungsquelle, insbesondere zur Erzeugung von Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 200 nm handeln.It can also be a VUV radiation source, in particular for generating radiation with a wavelength of less than 200 nm.

EUV-Strahlung 10, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 11 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist beispielsweise aus der EP 1 225 481 A bekannt. Die Strahlungsquelle 3 und der Kollektor 11 sind Bestandteile eines Strahlungsquellenmoduls 21.EUV radiation 10, which emanates from the radiation source 3, is focused by a collector 11. A corresponding collector is, for example, from the EP 1 225 481 A known. The radiation source 3 and the collector 11 are components of a radiation source module 21.

Nach dem Kollektor 11 propagiert die EUV-Strahlung 10 durch eine Zwischenfokusebene 12, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 13 trifft. Der Feldfacettenspiegel 13 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.After the collector 11, the EUV radiation 10 propagates through an intermediate focus plane 12 before hitting a field facet mirror 13. The field facet mirror 13 is arranged in a plane of the illumination optics 4, which is optically conjugate to the object plane 6.

Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet. Bei der Nutzstrahlung kann es sich auch um VUV-Strahlung, insbesondere mit einer Wellenlänge von weniger als 200 nm handeln.The EUV radiation 10 is also referred to below as useful radiation, illumination light or imaging light. The useful radiation can also be VUV radiation, in particular with a wavelength of less than 200 nm.

Nach dem Feldfacettenspiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 liegt entweder in der Eintrittspupillenebene der Beleuchtungsoptik 7 oder in einer hierzu optisch konjugierten Ebene. Der Feldfacettenspiegel 13 und der Pupillenfacettenspiegel 14 sind aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln aufgebaut, die nachfolgend noch näher beschrieben werden. Dabei kann die Unterteilung des Feldfacettenspiegels 13 in Einzelspiegel derart sein, dass jede der Feldfacetten 19, die für sich das gesamte Objektfeld 5 ausleuchten, durch genau einen der Einzelspiegel repräsentiert wird. Alternativ ist es möglich, zumindest einige oder alle der Feldfacetten 19 durch eine Mehrzahl derartiger Einzelspiegel aufzubauen. Entsprechendes gilt für die Ausgestaltung der den Feldfacetten 19 jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 20 des Pupillenfacettenspiegels 14, die jeweils durch einen einzigen Einzelspiegel oder durch eine Mehrzahl derartiger Einzelspiegel gebildet sein können.After the field facet mirror 13, the EUV radiation 10 is reflected by a pupil facet mirror 14. The pupil facet mirror 14 lies either in the entrance pupil plane of the illumination optics 7 or in a plane optically conjugate thereto. The field facet mirror 13 and the pupil facet mirror 14 are constructed from a large number of individual mirrors, which will be described in more detail below. The division of the field facet mirror 13 into individual mirrors can be such that each of the field facets 19, which illuminate the entire object field 5, is represented by exactly one of the individual mirrors. Alternatively, it is possible to build up at least some or all of the field facets 19 using a plurality of such individual mirrors. The same applies to the design of the pupil facets 20 of the pupil facet mirror 14 assigned to the field facets 19, which can each be formed by a single individual mirror or by a plurality of such individual mirrors.

Die EUV-Strahlung 10 trifft auf die beiden Facettenspiegel 13, 14 insbesondere unter einem Einfallswinkel auf, der kleiner oder gleich 25° ist. Die beiden Facettenspiegel werden also im Bereich eines normal incidence-Betriebs mit der EUV-Strahlung 10 beaufschlagt. Auch eine Beaufschlagung unter streifendem Einfall (grazing incidence) ist möglich. Der Pupillenfacettenspiegel 14 kann in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein, die eine Pupillenebene der Projektionsoptik 7 darstellt bzw. zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 optisch konjugiert ist. Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs für die EUV-Strahlung 10 bezeichneten Spiegeln 16, 17 und 18 werden die Feldfacetten 19 des Feldfacettenspiegels 13 einander überlagernd in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertragungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing incidence Spiegel“). Die Übertragungsoptik 15 wird zusammen mit dem Pupillenfacettenspiegel 14 auch als Folgeoptik zur Überführung der EUV-Strahlung 10 vom Feldfacettenspiegel 13 hin zum Objektfeld 5 bezeichnet. Das Beleuchtungslicht 10 wird von der Strahlungsquelle 3 hin zum Objektfeld 5 über eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen geführt. Jedem dieser Ausleuchtungskanäle ist eine Feldfacette 19 des Feldfacettenspiegels 13 und eine dieser nachgeordnete Pupillenfacette des Pupillenfacettenspiegels 14 zugeordnet. Die Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 und des Pupillenfacettenspiegels 14 können aktuatorisch verkippbar sein, sodass ein Wechsel der Zuordnung der Pupillenfacetten 20 zu den Feldfacetten 19 und entsprechend eine geänderte Konfiguration der Ausleuchtungskanäle erreicht werden kann. Es resultieren unterschiedliche Beleuchtungssettings, die sich in der Verteilung der Beleuchtungswinkel des Beleuchtungslichts 10 über das Objektfeld 5 unterscheiden.The EUV radiation 10 impinges on the two facet mirrors 13, 14 in particular at an angle of incidence that is less than or equal to 25°. The two facet mirrors are therefore exposed to the EUV radiation 10 in the area of normal incidence operation. Impaction under grazing incidence is also possible. The pupil facet mirror 14 can be arranged in a plane of the illumination optics 4, which represents a pupil plane of the projection optics 7 or is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 7. With the aid of the pupil facet mirror 14 and an imaging optical assembly in the form of transmission optics 15 with mirrors 16, 17 and 18 designated in the order of the beam path for the EUV radiation 10, the field facets 19 of the field facet mirror 13 are imaged in the object field 5 in a superimposed manner. The last mirror 18 of the transmission optics 15 is a mirror for grazing incidence (“grazing incidence mirror”). The transmission optics 15, together with the pupil facet mirror 14, are also referred to as follow-up optics for transferring the EUV radiation 10 from the field facet mirror 13 to the object field 5. The illumination light 10 is guided from the radiation source 3 to the object field 5 via a plurality of illumination channels. Each of these illumination channels is assigned a field facet 19 of the field facet mirror 13 and a pupil facet of the pupil facet mirror 14 arranged downstream of this. The individual mirrors of the field facet mirror 13 and the pupil facet mirror 14 can be actuatorically tilted, so that a change in the assignment of the pupil facets 20 to the field facets 19 and a corresponding changed configuration of the illumination channels can be achieved. Different lighting settings result, which differ in the distribution of the illumination angles of the illumination light 10 over the object field 5.

Der Feldfacettenspiegel 13 in Form eines Multi- bzw. Mikrospiegel-Arrays (MMA) bildet eine optische Baugruppe zur Führung der Nutzstrahlung 10, also des EUV-Strahlungsbündels. Der Feldfacettenspiegel 13 kann als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet sein. Er weist eine Vielzahl von matrixartig zeilen- und spaltenweise in einem Array angeordneten Einzelspiegeln auf. Die Einzelspiegel sind aktuatorisch verkippbar ausgelegt, wie nachfolgend noch erläutert wird. Insgesamt weist der Feldfacettenspiegel 13 etwa 100000 der Einzelspiegel auf. Je nach Größe der Einzelspiegel kann der Feldfacettenspiegel 13 auch beispielsweise 1000, 5000, 7000 oder auch mehrere hunderttausend, insbesondere mindestens 100000, insbesondere mindestens 300000, insbesondere mindestens 500000 Einzelspiegel aufweisen.The field facet mirror 13 in the form of a multi- or micromirror array (MMA) forms an optical assembly for guiding the useful radiation 10, i.e. the EUV radiation bundle. The field facet mirror 13 can be designed as a microelectromechanical system (MEMS). It has a large number of individual mirrors arranged in rows and columns in an array. The individual mirrors are designed to be actuatorically tiltable, as will be explained below. In total, the field facet mirror 13 has approximately 100,000 individual mirrors. Depending on the size of the individual mirrors, the field facet mirror 13 can also have, for example, 1000, 5000, 7000 or even several hundred thousand, in particular at least 100,000, in particular at least 300,000, in particular at least 500,000 individual mirrors.

Vor dem Feldfacettenspiegel 13, das heißt zwischen der Strahlungsquelle 3 des Feldfacettenspiegels 13, kann ein Spektralfilter angeordnet sein, der die Nutzstrahlung 10 von anderen, nicht für die Projektionsbelichtung nutzbaren Wellenlängenkomponenten der Emission der Strahlungsquelle 3 trennt.A spectral filter can be arranged in front of the field facet mirror 13, that is to say between the radiation source 3 of the field facet mirror 13, which separates the useful radiation 10 from other wavelength components of the emission of the radiation source 3 that cannot be used for projection exposure.

Der Spektralfilter ist nicht dargestellt.The spectral filter is not shown.

Der Feldfacettenspiegel 13 wird mit Nutzstrahlung 10 mit einer Leistung von 840 W und einer Leistungsdichte von 6,5 kW/m2 beaufschlagt. Allgemein sind auch andere Leistungen und Leistungsdichten möglich. Die Leistungsdichte beträgt mindestens 500 W/m², insbesondere mindestens 1 kW/ m², insbesondere mindestens 5 kW/m², insbesondere mindestens 10 kW/m², insbesondere mindestens 60 kW/m².The field facet mirror 13 is exposed to useful radiation 10 with a power of 840 W and a power density of 6.5 kW/m2. In general, other services and power densities are also possible. The power density is at least 500 W/m ² , in particular at least 1 kW/m ² , in particular at least 5 kW/m ² , in particular at least 10 kW/m ² , in particular at least 60 kW/m ² .

Das gesamte Einzelspiegel-Array des Facettenspiegels 13 hat einen Durchmesser von 500 mm und ist dicht gepackt mit den Einzelspiegeln ausgelegt. Die Einzelspiegel repräsentieren, soweit eine Feldfacette 19 durch jeweils genau einen Einzelspiegel realisiert ist, bis auf einen Skalierungsfaktor die Form des Objektfeldes 5. Der Facettenspiegel 13 kann aus 500 jeweils eine Feldfacette 19 repräsentierenden Einzelspiegeln mit einer Dimension von etwa 5 mm in einer Richtung und 100 mm in einer hierzu senkrechten Richtung gebildet sein. Alternativ zur Realisierung jeder Feldfacette 19 durch genau einen Einzelspiegel kann jede der Feldfacetten 19 durch Gruppen von kleineren Einzelspiegeln approximiert werden. Die Einzelspiegel können insbesondere individuell verkippt werden. Die Flächenabdeckung des kompletten Feldfacetten-Arrays durch die Einzelspiegel kann mindestens 70 %, insbesondere mindestens 80 %, insbesondere mindestens 90 % betragen.The entire individual mirror array of the facet mirror 13 has a diameter of 500 mm and is designed to be densely packed with the individual mirrors. To the extent that a field facet 19 is realized by exactly one individual mirror, the individual mirrors represent the shape of the object field 5, except for a scaling factor. The facet mirror 13 can consist of 500 individual mirrors, each representing a field facet 19, with a dimension of approximately 5 mm in one direction and 100 mm be formed in a direction perpendicular to this. As an alternative to realizing each field facet 19 by exactly one individual mirror, each of the field facets 19 can be approximated by groups of smaller individual mirrors. The individual mirrors can in particular be tilted individually. The area coverage of the entire field facet array by the individual mirrors can be at least 70%, in particular at least 80%, in particular at least 90%.

Von den Einzelspiegeln des Facettenspiegels 13 wird das Nutzlicht 10 hin zu dem Pupillenfacettenspiegel 14 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 hat etwa 2000 statische Pupillenfacetten 20. Diese sind in einer Mehrzahl konzentrischer Ringe nebeneinander angeordnet, sodass die Pupillenfacette 20 des innersten Rings sektorförmig und die Pupillenfacetten 20 der sich hieran unmittelbar anschließenden Ringe ringsektorförmig gestaltet sind. In einem Quadranten des Pupillenfacettenspiegels 14 können in jedem der Ringe Pupillenfacetten 20 nebeneinander vorliegen. Die Pupillenfacetten 20 können jeweils einfach zusammenhängend ausgebildet sein. Eine hiervon abweichende Anordnung der Pupillenfacetten 20 ist ebenfalls möglich. Sie können auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln gebildet sein. Der Pupillenfacettenspiegel 14 kann insbesondere auch als Vielspiegelanordnung (Multi Mirror Array, MMA) mit einer Vielzahl an Einzelspiegeln ausgebildet sein. Er kann insbesondere als MEMS ausgebildet sein. Er bildet allgemein einen zweiten facettierten Spiegel.The useful light 10 is reflected from the individual mirrors of the facet mirror 13 towards the pupil facet mirror 14. The pupil facet mirror 14 has approximately 2000 static pupil facets 20. These are arranged next to one another in a plurality of concentric rings, so that the pupil facet 20 of the innermost ring is sector-shaped and the pupil facets 20 of the rings immediately adjacent to it are designed in the shape of a ring sector. In a quadrant of the pupil facet mirror 14, pupil facets 20 can be present next to one another in each of the rings. The pupil facets 20 can each be designed to be simply connected. A different arrangement of the pupil facets 20 is also possible. They can also be formed from a large number of individual mirrors. The pupil facet mirror 14 can in particular also be designed as a multi-mirror array (MMA) with a large number of individual mirrors. It can in particular be designed as MEMS. It generally forms a second faceted mirror.

Von den Pupillenfacetten 20 wird das Nutzlicht 10 hin zu einem reflektierenden Retikel 30 reflektiert, das in der Objektebene 6 angeordnet ist. Es schließt sich dann die Projektionsoptik 7 an, wie vorstehend erläutert.The useful light 10 is reflected from the pupil facets 20 towards a reflective reticle 30, which is arranged in the object plane 6. This is then followed by the projection optics 7, as explained above.

Die Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 und des Pupillenfacettenspiegels 14 tragen Multilayer-Beschichtungen zur Optimierung ihrer Reflektivität bei der Wellenlänge der Nutzstrahlung 10. Die Temperatur der Multilayer-Beschichtungen sollte 425 K beim Betreiben der Projektionsbelichtungsanlage 1 nicht überschreiten.The individual mirrors of the field facet mirror 13 and the pupil facet mirror 14 carry multilayer coatings to optimize their reflectivity at the wavelength of the useful radiation 10. The temperature of the multilayer coatings should not exceed 425 K when operating the projection exposure system 1.

Für Details des Aufbaus der Einzelspiegel und deren Verlagerbarkeit sei auf die WO 2010/049 076 A1 verwiesen. Diese Druckschrift wird vollumfänglich als Bestandteil in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.For details of the structure of the individual mirrors and their relocation see WO 2010/049 076 A1 referred. This publication is incorporated in its entirety as an integral part of the present application.

Die Beleuchtungsoptik 4 und das Strahlungsquellenmoduls sind in evakuierbaren Kammern 32 untergebracht, von denen in der 1 Begrenzungswände 33 angedeutet sind. Die Kammern 32 kommunizieren jeweils über eine Fluidleitung 26, in der ein Absperrventil 28 untergebracht ist, mit einer Vakuumpumpe 31.The lighting optics 4 and the radiation source module are housed in evacuable chambers 32, of which in the 1 Boundary walls 33 are indicated. The chambers 32 come each communicate with a vacuum pump 31 via a fluid line 26, in which a shut-off valve 28 is accommodated.

Der Betriebsdruck in den evakuierbaren Kammern 32 beträgt einige Pa (Partialdruck H₂). Der Partialdruck von Wasserstoff beträgt insbesondere höchstens 50 Pa, insbesondere höchstens 20 Pa, insbesondere höchstens 10 Pa, insbesondere höchstens 5 Pa. Alle anderen Partialdrücke liegen deutlich unterhalb von 1x10" mbar. Die Kammern 32 können insbesondere auf Hochvakuum oder Ultrahochvakuum evakuiert werden.The operating pressure in the evacuable chambers 32 is a few Pa (partial pressure H ₂ ). The partial pressure of hydrogen is in particular at most 50 Pa, in particular at most 20 Pa, in particular at most 10 Pa, in particular at most 5 Pa. All other partial pressures are well below 1x10" mbar. The chambers 32 can be evacuated in particular to high vacuum or ultra-high vacuum.

Der die Mehrzahl von Einzelspiegeln aufweisende Spiegel ist zusammen mit der evakuierbaren Kammer 32 Bestandteil eines optischen Bauelements zur Führung eines Bündels der EUV-Strahlung 10. Der Einzelspiegel kann Teil eines der Facettenspiegel 13, 14 sein.The mirror having the plurality of individual mirrors, together with the evacuable chamber 32, is part of an optical component for guiding a bundle of EUV radiation 10. The individual mirror can be part of one of the facet mirrors 13, 14.

Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikels 30 auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer zur lithografischen Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements, insbesondere eines Halbleiterbauelements, z.B. eines Mikrochips abgebildet. Je nach Ausführung der Projektionsbelichtungsanlage 1 als Scanner oder als Stepper werden das Retikel 30 und der Wafer zeitlich synchronisiert in der y-Richtung kontinuierlich im Scannerbetrieb oder schrittweise im Stepperbetrieb verfahren.With the help of the projection exposure system 1, at least a part of the reticle 30 is imaged onto an area of a light-sensitive layer on the wafer for the lithographic production of a micro- or nanostructured component, in particular a semiconductor component, e.g. a microchip. Depending on the design of the projection exposure system 1 as a scanner or as a stepper, the reticle 30 and the wafer are moved in a time-synchronized manner in the y-direction continuously in scanner mode or stepwise in stepper mode.

Die Beleuchtungsoptik 4 wird vorzugsweise im Hochvakuum oder Ultrahochvakuum betrieben. Hierbei kann sich im Bereich vor einer Oberfläche eines optischen Bauelements, insbesondere vor einer Oberfläche des Kollektors 11, der Einzelspiegel, insbesondere vor den Reflexionsflächen 34, ein Plasma, insbesondere ein Wasserstoffplasma, bilden. Das Plasma kann insbesondere von energiereichen Photonen der Nutzstrahlung 10 erzeugt werden. Die Eigenschaften des Plasmas sind somit insbesondere von den Eigenschaften der Strahlungsquelle 3, insbesondere deren Betriebsmodus, insbesondere deren Pulsfrequenz und/oder Pulsdauer und/oder Intensität, sowie der Atmosphäre in der Kammer 32 abhängig.The lighting optics 4 is preferably operated in a high vacuum or ultra-high vacuum. Here, a plasma, in particular a hydrogen plasma, can form in the area in front of a surface of an optical component, in particular in front of a surface of the collector 11, of the individual mirrors, in particular in front of the reflection surfaces 34. The plasma can in particular be generated by high-energy photons from the useful radiation 10. The properties of the plasma are therefore particularly dependent on the properties of the radiation source 3, in particular its operating mode, in particular its pulse frequency and/or pulse duration and/or intensity, as well as the atmosphere in the chamber 32.

Im Folgenden werden unterschiedliche Varianten einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Schutz einer Oberfläche vor Schädigung durch auftreffende Ionen beschrieben. Bei der Oberfläche kann es sich insbesondere um die Oberfläche, insbesondere die Reflexionsfläche der Feldfacetten 19 und/oder der Pupillenfacetten 20 und/oder des Kollektors 11 und/oder der Spiegel der Projektionsoptik 7 handeln. Es kann sich insbesondere um die Oberfläche eines optischen Bauelements der Projektionsbelichtungsanlage 1 handeln. Es kann sich insbesondere um die Oberfläche eines EUVstrahlungsreflektierenden Elements handeln.Different variants of a device and a method for protecting a surface from damage caused by impinging ions are described below. The surface can in particular be the surface, in particular the reflection surface of the field facets 19 and/or the pupil facets 20 and/or the collector 11 and/or the mirror of the projection optics 7. In particular, it can be the surface of an optical component of the projection exposure system 1. In particular, it can be the surface of an element that reflects EUV radiation.

Das Bauelement 35 sowie dessen zu schützende Oberfläche 36 ist in den 2 bis 8 lediglich schematisch dargestellt.The component 35 and its surface 36 to be protected are in the 2 until 8th only shown schematically.

Ebenfalls schematisch dargestellt ist in den 2 bis 8 ein Plasmabereich 37. Beim Plasmabereich 37 handelt es sich insbesondere um ein oberflächennahes Plasma, das heißt um ein Plasma in der Nähe der zu schützenden Oberfläche 36. Hierbei kann es sich um ein Plasma der Strahlungsquelle 3 handeln. Es kann sich auch um ein durch die EUV-Strahlung 10 erzeugtes Plasma handeln. Im Strahlengang können durch EUV-Licht Ionen beziehungsweise ein Plasma beziehungsweise Radikale entstehen. Auch kann durch Wechselwirkung der EUV Strahlung mit der Oberfläche zum Beispiel durch Auslösen von Elektronen kann die Bildung eines Plasmas beziehungsweise Ionen begünstigt werden. Ionen können sich in Richtung der Oberfläche und des Substrates bewegen und dort zu einer Veränderung führen. Erfindungsgemäß soll dies beeinflusst werden.Also shown schematically in the 2 until 8th a plasma region 37. The plasma region 37 is in particular a plasma close to the surface, that is to say a plasma in the vicinity of the surface 36 to be protected. This can be a plasma of the radiation source 3. It can also be a plasma generated by the EUV radiation 10. EUV light can produce ions, a plasma or radicals in the beam path. The interaction of EUV radiation with the surface, for example by releasing electrons, can also promote the formation of a plasma or ions. Ions can move towards the surface and the substrate and cause a change there. This is intended to be influenced according to the invention.

Plasma wird hier als Oberbegriff für jedes Vorhandensein von geladenen Teilchen bezeichnet.Plasma is referred to here as a generic term for any presence of charged particles.

In den 2 bis 5C sind unterschiedliche Varianten schematisch dargestellt, wie sich ein Feldgradient in Richtung senkrecht zur Oberfläche 36 erzeugen lässt.In the 2 until 5C Different variants are shown schematically as to how a field gradient can be generated in the direction perpendicular to the surface 36.

Gemäß der in der 2 dargestellten Variante wird der Plasmabereich 37 mit seitlichen Elektroden 38 ankontaktiert. Die Elektroden 38 werden auch als Sonden bezeichnet.According to the in the 2 In the variant shown, the plasma area 37 is contacted with side electrodes 38. The electrodes 38 are also referred to as probes.

In den 4 und 5A ist exemplarisch eine Spannungsquelle 45 eingezeichnet. Die Spannungsquelle 45 kann eine DC, eine AC, eine Kombination von beiden als auch eine zeitlich modulierte Quelle wie zum Beispiel gepulst und/oder mit wechselndem Vorzeichen sein. Vorzugsweise ist die Oberfläche oder ein Teil des Aufbaus elektrisch leitfähig, so dass eine Potentialdifferenz zwischen dem Plasma und der Oberfläche angelegt werden kann.In the 4 and 5A A voltage source 45 is shown as an example. The voltage source 45 can be a DC, an AC, a combination of both, as well as a time-modulated source such as pulsed and/or with a changing sign. Preferably the surface or part of the structure is electrically conductive so that a potential difference can be applied between the plasma and the surface.

Bei der in der 3 dargestellten Variante sind die Elektroden 38 beziehungsweise allgemein eine elektrisch leitfähige Struktur, beispielsweise in Form eines Gitters, beabstandet zur Oberfläche 36 angeordnet. Die elektrisch leitfähige Struktur kann insbesondere äquidistant zur Oberfläche 36 angeordnet sein. Sie kann insbesondere mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden sein. Sie kann insbesondere eine vorgegebene Potenzialdifferenz relativ zur Oberfläche 36 aufweisen.At the in the 3 In the variant shown, the electrodes 38 or generally an electrically conductive structure, for example in the form of a grid, are arranged at a distance from the surface 36. The electrically conductive structure can in particular be arranged equidistant from the surface 36. In particular, it can be connected to an electrical voltage source. In particular, it can have a predetermined potential difference relative to the surface 36.

Bei der in der 4 dargestellten Variante sind die Elektroden 38 relativ zu der zu schützenden Oberfläche 36 auf der gegenüberliegenden Seite des Plasmabereichs 37 angeordnet.At the in the 4 In the variant shown, the electrodes 38 are arranged on the opposite side of the plasma region 37 relative to the surface 36 to be protected.

Um ein Potential anzulegen sind zwei Elektroden notwendig. Die Elektroden können zum einen die Kontakte an das Plasma oder dahinterliegende Flächen sein und zum anderen die Oberfläche oder eine vergrabene leitfähige Schicht oder das Substrat selbst.To apply a potential, two electrodes are necessary. The electrodes can be, on the one hand, the contacts to the plasma or surfaces behind it and, on the other hand, the surface or a buried conductive layer or the substrate itself.

In 5A und 5C ist das Substrat 35 eine Elektrode. Die zweite Elektrode (das Plasma) kann insbesondere von hinten durch das Substrat 35 angeschlossen werden. Die Kontakte können hierbei insbesondere durch Isolationsbereiche 46 vom Substrat 35 elektrisch isoliert werden. Der Isolationsbereich 46 dient zur Separierung von Substrat 35 und Kontakten . Der Isolationsbereich 46 kann aus Vakuum oder einem geeigneten nicht/schlecht leitenden Material bestehen. Die Oberfläche 36 kann selbst isolierend oder leitfähig sein. Sie ist von den Kontakten elektrisch isoliert und optional mit dem Substrat 35 elektrisch verbunden oder von diesem isoliert.In 5A and 5C the substrate 35 is an electrode. The second electrode (the plasma) can be connected in particular from behind through the substrate 35. The contacts can be electrically insulated from the substrate 35 in particular by insulation areas 46. The isolation area 46 serves to separate the substrate 35 and contacts. The isolation area 46 may consist of vacuum or a suitable non/poorly conductive material. The surface 36 may be self-insulating or conductive. It is electrically insulated from the contacts and optionally electrically connected to or insulated from the substrate 35.

Die Form der Elektroden kann gestaltet sein, um zum Beispiel gezielte Feldüberhöhungen zum Beispiel an Kanten zur Formung oder Verhinderung von Feldgradienten zu nutzen.The shape of the electrodes can be designed, for example, to use targeted field increases, for example on edges, to form or prevent field gradients.

Bei den in den 5A bis 5C dargestellten Varianten sind die Elektroden 38 auf der Oberfläche 36 bzw. im Bauelement 35 angeordnet. Sie können über die zu schützende Oberfläche 36 nach vorne überstehen (Variante gemäß 5A). Sie können in etwa bündig mit der zu schützenden Oberfläche 36 abschließen (Variante gemäß 5B). Sie können auch in Vertiefungen im Bauelement 35 angeordnet sein, das heißt relativ zu der zu schützenden Oberfläche 36 nach hinten, das heißt vom Plasmabereich 37 weg, versetzt angeordnet sein (Variante gemäß 5C).With those in the 5A until 5C In the variants shown, the electrodes 38 are arranged on the surface 36 or in the component 35. They can protrude forward over the surface 36 to be protected (variant according to 5A) . They can be approximately flush with the surface 36 to be protected (variant according to 5B) . They can also be arranged in recesses in the component 35, that is, they can be arranged offset relative to the surface 36 to be protected towards the rear, that is, away from the plasma region 37 (variant according to 5C ).

Die Elektroden 38 können äquidistant zueinander angeordnet sein.The electrodes 38 can be arranged equidistant from one another.

Die Elektroden 38 können spitz zulaufend, nadelartig ausgebildet sein.The electrodes 38 can be tapered and needle-like.

Die Elektroden 38 können elektrisch leitend miteinander verbunden sein.The electrodes 38 can be connected to one another in an electrically conductive manner.

Die Anordnung der Elektroden 38 auf der Oberfläche 36 kann beliebig oder zum Beispiel in Mustern erfolgen. Die Oberfläche ist hier schematisch flach dargestellt und kann auch eine Krümmung oder 3D-Topographie aufweisen.The arrangement of the electrodes 38 on the surface 36 can be arbitrary or, for example, in patterns. The surface is shown schematically flat here and can also have a curvature or 3D topography.

Bei der in der 6 dargestellten Variante weist die Vorrichtung zum Schutz der Oberfläche 36 vor Schädigung durch auftreffende Ionen eine Einrichtung 39 zum Fluten des Plasmabereichs 37 mit elektrischen Ladungen 40 auf.At the in the 6 In the variant shown, the device for protecting the surface 36 from damage caused by impinging ions has a device 39 for flooding the plasma area 37 with electrical charges 40.

Bei den elektrischen Ladungen kann es sich insbesondere um Elektronen handeln. Es kann sich auch um Ionen, insbesondere um Wasserstoff-Ionen handeln.The electrical charges can in particular be electrons. It can also be ions, in particular hydrogen ions.

Mithilfe der elektrischen Ladungen 40 kann eine Aufladung der Oberfläche 36 durch frühzeitiges Neutralisieren erreicht werden.With the help of the electrical charges 40, the surface 36 can be charged by early neutralization.

Gemäß der in der 7 dargestellten Variante ist vorgesehen, Ladungen gezielt von der Oberfläche 36 abzuleiten. Hierfür ist eine elektrisch leitende Schicht 41 vorgesehen. Bei der elektrisch leitfähigen Schicht kann es sich beispielsweise um einen Leiter handeln, welcher an die zu schützende Oberfläche 36 ankontaktiert ist.According to the in the 7 The variant shown is intended to specifically derive charges from the surface 36. An electrically conductive layer 41 is provided for this purpose. The electrically conductive layer can be, for example, a conductor which is contacted to the surface 36 to be protected.

Zur gezielten Ableitung von Ladungen von der Oberfläche 36 kann auch eine dotierte Schicht oder ein zweidimensionales Elektronengas vorgesehen sein.A doped layer or a two-dimensional electron gas can also be provided for the targeted dissipation of charges from the surface 36.

Die Oberfläche 36 besteht aus einer leitfähigen Schicht, um die Ladungen abzuleiten oder diese gezielt durch ein Gegenfeld abzustoßen. Die Schicht bzw. Schichten können auch gleichzeitig das optische aktive Element sein. The surface 36 consists of a conductive layer in order to dissipate the charges or to specifically repel them using an opposing field. The layer or layers can also be the optically active element at the same time.

Die Kontaktierung erfolgt durch die Schicht selbst oder eine zusätzliche Elektrode 41.The contact is made through the layer itself or an additional electrode 41.

Alternativ kann die Oberfläche 36 leitend, isolierend oder schlecht leitend oder dielektrisch sein und ist jedoch von der darunterliegenden Schicht isoliert. Unter der Oberfläche befinden sich eine oder mehrere leitfähige Schichten 41, welche als Elektrode dienen, um gegenüber dem Plasma 37 einen Feldgradient zu erzeugen.Alternatively, surface 36 may be conductive, insulating, or poorly conductive or dielectric but is insulated from the underlying layer. Below the surface there are one or more conductive layers 41, which serve as an electrode in order to generate a field gradient relative to the plasma 37.

Weiter ist es möglich, dass sich zwischen dem Plasma beziehungsweise der Oberfläche und Elektrode eine oder mehrere Schichten, welche selbst isolierend, leitend oder dielektrisch sein können, befinden, unter diesen befindet sich die kontaktierte Elektrode.It is also possible for one or more layers, which can be self-insulating, conductive or dielectric, to be located between the plasma or the surface and electrode; the contacted electrode is located underneath these.

Die leitfähige Schicht/Schichten und/oder Elektroden können durch verschiedene leitfähige Materialen gebildet werden, wie zum Beispiel metallisch Materialien, Halbleiter, oder auch durch einem zweidimensionales Elektronengas, wie zum Beispiel Graphen, quantum wells oder dotierten Stoffen gebildet werden.The conductive layer/layers and/or electrodes can be formed by various conductive materials, such as metallic materials, semiconductors, or also by a two-dimensional electron gas, such as graphene, quantum wells or doped materials.

Gemäß der in der 8 dargestellten Variante ist vorgesehen, das Plasma im Plasmabereich 37 und damit indirekt die Ladungsverteilung im Bereich vor der zu schützenden Oberfläche 36 durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung zu beeinflussen. Hierfür ist eine in der 8 nur schematisch dargestellte Einrichtung 42 zur gerichteten Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung vorgesehen.According to the in the 8th The variant shown is intended to influence the plasma in the plasma region 37 and thus indirectly the charge distribution in the region in front of the surface 36 to be protected by irradiation with electromagnetic radiation. There is one for this 8th Only schematically shown device 42 is provided for the directed emission of electromagnetic radiation.

Kombinationen der unterschiedlichen Varianten sind ebenso möglich.Combinations of the different variants are also possible.

Im Folgenden werden allgemeine Aspekte der Erfindung stichwortartig dargestellt:

Der Feldgradient kann durch eine oder mehrere Elektroden erzeugt werden.

General aspects of the invention are presented in keywords below:

The field gradient can be generated by one or more electrodes.

Der Feldgradient kann durch eine Potenzialdifferenz erzeugt werden.The field gradient can be generated by a potential difference.

Die Potenzialdifferenz kann durch Anlegen einer externen Spannungsquelle erzeugt werden.The potential difference can be created by applying an external voltage source.

Das Plasma kann als Elektrode dienen.The plasma can serve as an electrode.

Das Plasma kann mittels Elektroden ankontaktiert werden.The plasma can be contacted using electrodes.

Eine Elektrode kann aus einer elektrisch leitfähigen Oberfläche gebildet werden.An electrode can be formed from an electrically conductive surface.

Eine Elektrode kann aus einer elektrisch leitfähigen Schicht oder einem elektrisch leitfähigen Element unterhalb der Oberfläche 36 gebildet werden.An electrode may be formed from an electrically conductive layer or element beneath surface 36.

Die leitfähige Schicht kann strukturiert sein.The conductive layer can be structured.

Eine Elektrode kann durch ein elektrisch leitfähiges Element oder eine elektrisch leitfähige Schicht unterhalb der Oberfläche 36 und weiteren Schichten, welche elektrisch leitend, isolierend, halbleitend oder dielektrisch sein können, gebildet werden.An electrode may be formed by an electrically conductive element or layer beneath surface 36 and other layers, which may be electrically conductive, insulating, semiconductive or dielectric.

Eine Elektrode kann insbesondere mehrteilig ausgebildet sein.An electrode can in particular be designed in several parts.

Das Substratmaterial kann selbst als Elektrode verwendet werden.The substrate material itself can be used as an electrode.

Eine Elektrode kann durch eine elektrisch leitfähige Schicht auf der Rückseite des Substrats gebildet werden.An electrode can be formed by an electrically conductive layer on the back of the substrate.

Eine oder mehrere Elektroden können als offene Stellen der Oberfläche 36 ausgestaltet sein.One or more electrodes can be designed as open spots on the surface 36.

Ein vorhandener Feldgradient kann durch eine oder mehrere der skizzierten Methoden verringert werden.An existing field gradient can be reduced by one or more of the methods outlined.

Der Feldgradient kann eine seitliche Komponente aufweisen. Dies kann durch eine geeignete Ausbildung der Elektroden erreicht werden.The field gradient can have a lateral component. This can be achieved by appropriately designing the electrodes.

Die Potenzialdifferenz zwischen Plasma 37 und Oberfläche 36 kann gezielt eingestellt werden. Hierzu kann die Plasmaumgebung gestaltet werden, insbesondere mit leitenden und/oder nichtleitenden Oberflächen oder durch gezielte Einstellung der Flächenverhältnisse von leitenden und nichtleitenden Oberflächen zueinander.The potential difference between plasma 37 and surface 36 can be set specifically. For this purpose, the plasma environment can be designed, in particular with conductive and/or non-conductive surfaces or by specifically adjusting the area ratios of conductive and non-conductive surfaces to one another.

Eine Kombination der beschriebenen Methoden ist möglich.A combination of the methods described is possible.

Die Verfahren werden insbesondere in einem optischen System mit einer Nutzwellenlänge im Bereich von 1 nm bis 30 nm eingesetzt. Sie können insbesondere in einem Lithographiesystem eingesetzt werden. Sie können insbesondere in einer Plasmaquelle eingesetzt werden.The methods are used in particular in an optical system with a useful wavelength in the range from 1 nm to 30 nm. They can be used in particular in a lithography system. They can be used in particular in a plasma source.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2017/202545 A1 [0003]
WO 2016/096878 A1 [0003]
EP 1225481 A [0032]
WO 2010/049076 A1 [0045]

Claims

Device for protecting a surface (36) and/or underlying layers from damage caused by impinging ions 1.1. a first means for generating a field gradient in the direction perpendicular to the surface (36) or for reducing an existing field gradient and/or 1.2. a second means for preventing charging of the surface (36) and/or 1.3. a third means for dissipating charges from the surface (36) and/or 1.4. a fourth means for influencing a charge density of a plasma.

Device according to Claim 1 characterized in that the first means for generating a field gradient in a direction oblique, in particular perpendicular, to the surface (36) has one or more electrodes (38).

Device according to Claim 2 characterized in that at least a first subset of the electrodes (38) is in electrically conductive contact with the surface (36) or the surface itself has conductivity.

Device according to Claim 3 , characterized in that a subset of the electrodes (38) is not in electrically conductive contact with the surface (36).

Device according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that a second subset of the electrodes (38) is arranged in a plasma region (37) or relative to the surface (36) beyond a plasma region (37).

Device according to Claim 1 , characterized in that the second means has a device (39) for flooding a plasma region (37) with electrons (40) or ions.

Device according to Claim 1 , characterized in that the third means has an electrically conductive connection (41) to the surface (36).

Device according to Claim 1 , characterized in that the fourth means has a device (42) for directed radiation of electromagnetic radiation.

Method for protecting a surface (36) from damage caused by impinging ions, comprising the following steps: 9.1. Generating an electric field gradient in the direction perpendicular to the surface (36) and/or 9.2. Preventing the surface (36) from becoming charged by neutralizing and/or 9.3. Dissipating charges from the surface (36), and/or 9.4. Influencing a charge density of a plasma.

Optical component (35) comprising 10.1. an optical surface (36) and 10.2. a device according to one of Claims 1 until 8th .

Illumination optics (4) for a projection exposure system (1) comprising at least one device according to one of Claims 1 until 8th .

Illumination system (2) for a projection exposure system (1) for microlithography, comprising 12.1. a lighting optics (4) according to Claim 11 and 12.2. a radiation source (3) for generating illumination radiation (10).

Projection exposure system (1) for microlithography comprising 13.1. a lighting optics (4) according to Claim 11 and 13.2. a projection optics (7) for projecting the illumination radiation (10) from the object field (5) into an image field (8).

Process for producing a micro- or nanostructured component 14.1. Provision of a reticle (30), 14.2. Provision of a wafer with a coating sensitive to the illumination radiation (10), 14.3. Projecting at least a section of the reticle (30) onto the wafer using the projection exposure system (1). Claim 13 , 14.4. Developing the light-sensitive layer exposed to the illuminating radiation (10) on the wafer.

Component manufactured according to the method Claim 14 .