DE102023201546B3

DE102023201546B3 - Verfahren zum Entschichten einer optischen Oberfläche, Vorrichtung zum Entschichten einer optischen Oberfläche und Lithografiesystem

Info

Publication number: DE102023201546B3
Application number: DE102023201546.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Kamp-Froese
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2023-02-22
Filing date: 2023-02-22
Publication date: 2024-01-25
Anticipated expiration: 2043-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entschichten einer optischen Oberfläche (2) eines optischen Elements (3) eines Lithografiesystems, wonach eine degradierte Oberflächenschicht (6) des optischen Elements (3) mittels eines Fluids (5) von dem optischen Element (3) entfernt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem Fluid (5) durch die Entfernung der Oberflächenschicht (6) aufgenommene Partikel (10) mittels einer Mikromembran (9) aus dem Fluid (5) gefiltert werden und das filtrierte Fluid (5) erneut zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht (6) und/oder zur Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht (6) verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entschichten einer optischen Oberfläche eines optischen Elements eines Lithografiesystems, wonach eine degradierte Oberflächenschicht des optischen Elements mittels eines Fluids von dem optischen Element entfernt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Entschichten einer optischen Oberfläche eines optischen Elements eines Lithografiesystems, wenigstens aufweisend eine Entfernungseinrichtung mit wenigstens einem Fluid zur nasschemischen Entfernung einer degradierten Oberflächenschicht des optischen Elements von dem optischen Element.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist.
Optische Elemente zur Führung und Formung einer Strahlung in Projektionsbelichtungsanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei den bekannten optischen Elementen führt und formt häufig eine Oberfläche des optischen Elements die auf das optische Element einfallenden Lichtwellen. Eine genaue Kontrolle der Form der Oberfläche ist daher zur Ausbildung einer exakten Wellenfront mit gewünschten Eigenschaften von besonderem Vorteil.
Die Oberflächen optischer Elemente von Projektionsbelichtungsanlagen sind Degradationsprozessen unterworfen. Hierzu können beispielsweise Alterungsprozesse von Reflexionsschichtsystemen oder auch eine Anhäufung von Ablagerungen auf den Oberflächen zählen.
Bei der Degradation optischer Elemente in EUV- (extreme-ultraviolet)-Projektionsbelichtungsanlagen spielt eine Anlagerung von Zinn an den Oberflächen der optischen Elemente eine besondere Rolle. Zinn wird in den aus dem Stand der Technik bekannten EUV-Projektionsbelichtungsanlagen zur Erzeugung eines Plasmas durch eine EUV-Strahlungsquelle verwendet. Hierbei können kleinste Zinntröpfchen entstehen, welche sich entlang des optischen Systems auf den optischen Elementen ablagern können.
Zinn ist demnach ein Verbrauchsmaterial und muss als solches zum fortgesetzten Betrieb der EUV-Strahlungsquelle der EUV-Projektionsbelichtungsanlage regelmäßig nachgefüllt werden.
Insbesondere Kollektorspiegel von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen sind von einer Degradation der optischen Oberfläche betroffen.
Es ist bekannt, optische Elemente, insbesondere EUV-Kollektorspiegel, bei einem Vorliegen einer Degradation aufzubereiten. Hierfür kann eine optische Oberfläche eines optischen Elementes entschichtet werden, wobei eine degradierte Oberflächenschicht des optischen Elementes mittels eines Fluids von dem optischen Element entfernt wird. Aus dem Stand der Technik sind derartige Verfahren beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2018 212 341 A1 und DE 10 2022 208 657 A1 bekannt. Ferner ist es bekannt, zur Aufbereitung der EUV-Kollektorspiegel diese von Zinnablagerungen zu reinigen. Gemäß dem allgemeinen Stand der Technik geschieht dies zum Beispiel durch nasschemische Verfahren.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten nasschemischen Verfahren ist, dass die eingesetzten Chemikalien und das Zinn im Anschluss an die Reinigung verworfen werden. Hieraus resultieren ein nachteiliger hoher Ressourcenaufwand, Kostenaufwand und eine nachteilig hohe Umweltbelastung.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist ferner nachteilig, dass die bekannten Prozesse kritisch bezüglich Arbeitssicherheitsbestimmungen sind sowie zu hohen Totzeiten für die verwendeten Reinigungsanlagen bei einem Chemikalienaustausch führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entschichten einer optischen Oberfläche eines optischen Elements zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere effizient und ressourcenschonend ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entschichten einer optischen Oberfläche eines optischen Elements zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere effizient und ressourcenschonend ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere optische Elemente mit einem kleinen ökologischen Fußabdruck aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 18 genannten Merkmalen gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Entschichten einer optischen Oberfläche eines optischen Elements eines Lithografiesystems. Hierbei wird eine degradierte Oberflächenschicht des optischen Elements mittels eines Fluids von dem optischen Element entfernt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem Fluid durch die Entfernung der Oberflächenschicht aufgenommene Partikel mittels einer Mikromembran aus dem Fluid gefiltert werden und das filtrierte Fluid erneut zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht und/oder zur Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine ressourcen- und umweltschonende Entschichtung optischer Elemente.
Die Oberflächenschicht kann beispielsweise durch eine Ablagerung von Zinn und/oder durch eine Beschädigung einer optischen Beschichtung, aus welcher die Oberflächenschicht wenigstens teilweise ausgebildet ist, degradiert sein. Die optische Beschichtung kann insbesondere durch die Entfernung der Zinnablagerungen beschädigt sein.
Durch die Wiederverwendung der Chemikalien für den nasschemischen Prozess kann ein Durchsatz von optischen Elementen beim Entschichtungsverfahren erhöht werden.
Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Wiederverwendung der Chemikalien über eine kontinuierliche Filtration, vorzugsweise ausschließlich über eine kontinuierliche Filtration, erreicht werden. Hierdurch kann ein Auffüllen, ein anschließender Verbrauch, eine anschließende Leerung und eine anschließende Wiederauffüllung der Chemikalien in dem Prozess vermeiden werden.
Eine derartige Durchsatzerhöhung bei gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung ist insbesondere unter dem Aspekt einer steigenden globalen Nachfrage an Halbleiterprodukten und daher einer erhöhten Anzahl an im Betrieb stehenden EUV-Projektionsbelichtungsanlagen von großem Vorteil.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der Filtration des Fluids bzw. der Chemikalienlösung mehr als 70%, vorzugsweise ca. 80 - 95 Vol.-% des Fluids wiederverwendet werden.
Die Entschichtung ist auch deshalb von Vorteil, weil die optischen Elemente, wie beispielsweise Spiegel bzw. Substrate komplexe dreidimensionale Formen, wie asphärische Oberflächen aufweisen können, die zudem strengen Rauheitsanforderungen genügen müssen. Entsprechend ist die Herstellung sehr aufwändig und Beschichtungsfehler sind sehr kostenintensiv, wenn durch den Beschichtungsfehler das gesamte Bauteil unbrauchbar werden würde. Entsprechend werden für die Durchführung der Beschichtung vorab oder bei Änderung der Betriebsparameter Probenbauteile, sogenannte Dummys, beschichtet, die jedoch nach einer bestimmten Anzahl von Beschichtungen nicht mehr beschichtet werden können, sondern von denen die bisher aufgebrachten Beschichtungen entfernt werden müssen, um weiter verwendet werden zu können. Auch bei beschichteten Spiegeln der Serienfertigung, bei denen die Beschichtung einen Fehler aufweist, ist es wünschenswert, die Beschichtung entfernen zu können, sodass die Halbzeuge nicht verloren gehen.
Im Rahmen der Erfindung ist unter dem Begriff der Mikromembran vorzugsweise eine Membran mit einer Porengröße von 0,1 - 10 µm, vorzugsweise 5 µm, zu verstehen.
Allerdings ist die Offenbarung der Erfindung auch auf Membranen mit anderen Porendurchmessern bezogen zu verstehen. Insbesondere kann es sich auch um Filtermembranen, Membranen oder ähnliches handeln.
An dieser Stelle wird auch eine Ausführungsform offenbart, bei der anstatt einer Mikromembran ein Filter aus einem pulverförmigen Medium, vorzugsweise einem gesinterten Metall, verwendet wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die aus dem Fluid gefilterten Partikel gesammelt und weiterverwendet werden.
Durch die Aufbereitung des Fluids durch Entnahme der abgelösten Partikel können ferner Kosten für das Fluid bzw. für die in dem Fluid enthaltenen Chemikalien eingespart werden. Darüber hinaus kann eine Verbesserung des Durchsatzes des Verfahrens durch einen weniger häufigen Chemikalienaustausch erzielt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Fluid in einer Tangentialflussfiltration und/oder einer Dead-End-Filtration filtriert wird.
Wird das Fluid in einer Tangentialflussfiltration bzw. einer Cross-Flow-Filtration filtriert, so erfolgt der Fluss des Fluids entlang bzw. tangential zu der Mikromembran. Neben der Erzeugung eines Flusses des Fluids wird das Fluid ferner unter Druck gesetzt, so dass es gegen die Mikromembran gepresst wird.
Die in dem Fluid befindlichen Partikel werden hierbei in die Mikromembran eingelagert.
Die Entnahme der Partikel aus dem Fluid erfolgt bei der Tangentialflussfiltration an einem Oberflächenbereich der Mikromembran. Nach einer tangentialen Passage des Mikromembranbereichs ist das Fluid hinreichend filtriert und somit bereit zur Wiederverwendung.
Eine Filtereffizienz bei der Tangentialflussfiltration des Fluids ergibt sich in erster Näherung aus dem auf das Fluid ausgeübten Druck. Es kann vorgesehen sein, dass die optimale Filtereffizienz aus verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise Kostenüberlegungen und/oder einer Flussrate des Fluids, bestimmt wird.
Wird das Fluid in einer Dead-End-Filtration bzw. Kuchenfiltration filtriert, so wird das Fluid in einem senkrechten Fluss auf die Mikromembran geleitet.
Bei der Dead-End-Filtration findet die Filtration an einem Oberflächenbereich der Mikromembran statt. Das Fluid wird durch die Mikromembran gepresst und die Partikel bleiben in der Mikromembran hängen. Hierdurch ergibt sich ein Filtratkuchen an einer Oberfläche der Mikromembran.
Das filtrierte und wiederverwendbare Fluid findet sich in Flussrichtung hinter der Mikromembran und ist nach einem Durchgang durch die Mikromembran bereit zur Wiederverwendung.
Nachteilig an der Dead-End-Filtration ist eine Verringerung des Durchsatzes des Verfahrens im Vergleich zu der Tangentialflussfiltration, sobald die Mikromembran mit Partikeln gefüllt ist. Hierdurch wird eine Entschichtungszeit für das optische Element erhöht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Füllzustand der Mikromembran anhand eines pH-Werts und/oder eines Drucks und/oder eines elektrischen Widerstands des Fluids und/oder der Mikromembran bestimmt wird.
Die vorbeschriebenen Methoden haben sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft exakt zur Bestimmung des Füllzustand der Mikromembran erwiesen.
Ändern beispielsweise die in das Fluid aufgenommenen Partikel den pH-Wert und den elektrischen Widerstand des Fluids, so kann eine Entnahmeeffizienz der Mikromembran bestimmt werden. Bei einer abnehmenden Entnahmeeffizienz kann von einem zunehmenden Filterstand der Mikromembran ausgegangen werden.
Ferner kann auch ein Druckabfall des Fluids an der Mikromembran über deren Füllzustand Auskunft geben. Wird das Fluid durch eine stark mit Partikeln gefüllte Membran an der Passage durch die Membran gehindert, so kann dies auf einen hohen Füllzustand der Mikromembran schließen lassen. Ferner kann auch, insbesondere bei der Entnahme von elektrisch leitfähigen Partikeln, eine elektrische Leitfähigkeit des Oberflächenbereichs der Mikromembran über deren Füllzustand Auskunft geben.
Ist die Mikromembran hinreichend stark mit Partikeln befüllt, so kann vorgesehen sein, dass die Mikromembran getauscht wird und/oder in einem separaten Reinigungsprozess gereinigt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Fluid der Mikromembran mit einem Volumenstrom von 1 - 10 l/min zugeführt wird und/oder das Fluid der Mikromembran unter einem Druck von 1 bis 10 bar zugeführt wird und/oder ein pH-Wert des Fluids auf 2 - 7 eingestellt wird.
Die vorbeschriebenen Betriebsparameter des Verfahrens haben sich, insbesondere in Kombination miteinander, im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft zur effizienten Entnahme der Partikel herausgestellt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die aus dem Fluid gefilterten Partikel der Mikromembran entnommen werden.
Eine Entnahme der Partikel aus der Mikromembran hat den Vorteil, dass hierdurch zum einen die Partikel bzw. das den Partikeln zugrunde liegende Material für eine Wiederverwendung zugänglich sind und zum anderen auch die Mikromembran wiederverwendet werden kann.
Es kann vorgesehen sein, die Partikel der Mikromembran mittels eines Rückflusses zu entnehmen. Hierbei wird die Mikromembran von einem Entnahmefluid in einer der Strömungsrichtung des Fluids entgegengesetzten Richtung durchflossen, wodurch die Partikel aus der Mikromembran herausgespült und in das Entnahmefluid aufgenommen werden, in welchem sie dann in deutlich höherer Konzentration als im Fluid vorliegen. Ferner kann das Entnahmefluid, welches vorzugsweise von dem Fluid verschieden sein kann, ein kostengünstiges Lösungsmittel, insbesondere Wasser, sein.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass Hähne und Ventile zur Leitung des Fluids verschlossen werden, ein Rückfluss des Entnahmefluids durch die Membran durchgeführt wird, das Entnahmefluid einem separaten Reservoir zur Durchführung zusätzlicher Schritte, wie beispielsweise Erhitzung und Trocknung, übertragen wird und danach die Hähne und Ventile zur Leitung des Fluids auf die Mikromembran wieder geöffnet werden. Hierdurch ist das System sofort wieder einsatzbereit ohne weitere Totzeit. Ferner muss bei dem vorbeschriebenen Prozess die Mikromembran nicht entnommen werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die dem Fluid entnommenen Partikel sofern sie Molybdän und/oder Silizium aufweisen, wenigstens teilweise zur Ausbildung einer neuen Oberflächenschicht verwendet werden, und/oder sofern sie Zinn aufweisen, wenigstens teilweise zum Betrieb einer EUV-Strahlungsquelle einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage verwendet werden.
Die Wiederverwendung von Partikeln, welche Molybdän oder Silizium aufweisen, eignet sich besonders zur Ausbildung eines Molybdän-Silizium-Reflexionsschichtsystems (MoSi-Reflexionsschichtsystems), welches insbesondere in Optiken von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen Anwendung findet, von Vorteil.
Es kann vorgesehen sein, dass bei dem Verfahren zur Entschichtung von der Oberfläche des optischen Elements sowohl von der EUV-Strahlungsquelle stammendes Zinn als auch Molybdän und/oder Silizium, welches von auf der optischen Oberfläche befindlichen Molybdän-Silizium-Reflexionsschichtsystemen stammt, entfernt wird. Eine wenigstens annähernd vollständige Entfernung des Molybdän-Silizium-Reflexionsschichtsystems hat den Vorteil, dass im Anschluss an das Verfahren zur Entschichtung eine möglichst fehlerfreie neue Beschichtung mit einem Molybdän-Silizium-Reflexionsschichtsystem auf einer glatten Oberfläche erfolgen kann.
Wird dem Fluid Zinn bzw. zinnhaltige Partikel entnommen, so können diese erneut einem Betrieb der EUV-Strahlungsquelle zugeführt werden. Hierdurch können auch Kosten zu einem direkten Betrieb der EUV-Projektionsbelichtungsanlage verringert werden und auch direkt ein ökologischer Fußabdruck von mittels der betreffenden EUV-Projektionsbelichtungsanlage produzierten Halbleiterprodukten verringert werden.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann demnach eine Kundenzufriedenheit erhöht werden, indem eine Möglichkeit zur Wiederverwendung des Zinns als Verbrauchsmaterial für die EUV-Strahlungsquelle ermöglicht wird.
Ein Betreiber der EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist ferner einem geringeren externen Kostenrisiko aufgrund eines schwankenden Weltmarktpreises für Zinn ausgesetzt. Dies ist insbesondere von Vorteil, da der Zinnpreis innerhalb der letzten zwanzig Jahre um einen Faktor 10 angestiegen ist. Ferner kann die Gefahr von externen Lieferengpässen verringert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das optische Element ein Spiegel und die degradierte Oberflächenschicht eine EUV-reflektierende MoSi-Schicht (Molybdän-Silizium-Schicht) ist, und wonach das Fluid geeignet ausgebildet wird, um die MoSi-Schicht durch nasschemisches Ätzen von dem optischen Element zu entfernen, und wobei die Mikromembran geeignet ausgebildet wird, um Partikel aufweisend Reste der MoSi-Schicht und/oder aufweisend Reste von Zinn zu filtern.
Das Verfahren zur Entschichtung eignet sich in besonderem Maße für EUV-Spiegel mit einer MoSi-Schicht bzw. einem Molybdän-Silizium-Reflexionsschichtsystem. Durch eine Anlagerung von Zinn und/oder Alterungsprozesse kann die MoSi-Schicht in Mitleidenschaft gezogen werden, so dass eine Entfernung der MoSi-Schicht bzw. ein Entschichten des optischen Elements von Vorteil ist. Die hierbei rückgewinnbaren Rohstoffe sowie die Wiederverwendung des Fluids stellen einen bedeutenden Wirtschaftsfaktor bei einem Betrieb bzw. einer Wartung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage dar.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass als Fluid ein Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure und/oder ein Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natronlauge verwendet wird.
Die vorgenannten Bestandteile des Fluids haben sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft zur Entfernung von Zinn und/oder einer MoSi-Schicht von der Oberfläche erwiesen.
Nachfolgend werden vorteilhafte Zusammensetzungen des Fluids zur Entschichtung einer ein Reflexionsschichtsystem aufweisenden Oberflächenschicht beschrieben.
Spiegel in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen weisen häufig ein Beschichtungssystem mit einer Reflexionsbeschichtung aus einem Stapel von dünnen Teilschichten auf, die wiederholt bzw. periodisch abgeschieden sind, sodass sich ein Stapel von abwechselnden Schichten ergibt, die sich immer wieder wiederholen. Die periodisch abgeschiedenen Teilschichten können beispielsweise aus Molybdän und Silizium gebildet sein, sodass ein Schichtstapel aus abwechselnd aufeinanderfolgenden Teilschichten aus Molybdän und Silizium, das heißt eine MoSi-Schicht gebildet ist. Darüber hinaus kann die Reflexionsbeschichtung eine Deckschicht aus Rh, Pt, Ru, Pd, Au oder SiO₂ aufweisen.
Um das unter der Oberflächenschicht, insbesondere der MoSi-Schicht, liegende Substrat, welches aus Quarz oder Silizium und insbesondere aus Materialien mit extrem kleinem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, wie dem glaskeramischen Werkstoff Zerodur (Marke der Schott AG) der Schott AG oder dem SiO₂-TiO₂-Glas ULE (Marke von Corning Inc.) der Firma Corning Inc. gebildet ist, vor Beschädigungen durch die elektromagnetische Strahlung zu schützen, kann das Beschichtungssystem beziehungsweise die Oberflächenschicht weiterhin eine Schutzbeschichtung umfassen, die ebenfalls aus einer periodischen Abfolge von Teilschichten bestehen kann, wobei eine der Teilschichten Nickel oder Nickellegierungen umfassen kann, während die andere Teilschicht aus B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid gebildet sein kann. Derartige Schichtsysteme sind beispielweise in den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2016 209 273 A1 oder DE 10 2009 054 653 A1 beschrieben.
Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, entsprechende Oberflächenschichten bzw. Reflexionsbeschichtungen durch nasschemisches Ätzen zu entfernen, wobei zwischen der Reflexionsbeschichtung und dem Substrat eine Barriereschicht vorgesehen werden kann, um einen Angriff des Ätzmittels auf das Substrat zu verhindern. Dies wird beispielsweise im US-Patent US 5 265 143 A vorgeschlagen. Alternativ wird dort beschrieben, dass eine weitere Zwischenschicht, eine sogenannte Löseschicht, vorgesehen werden kann, die speziell nasschemisch geätzt werden kann, sodass durch das Lösen der Löseschicht der gesamte Beschichtungsstapel einer Reflexionsbeschichtung entfernt werden kann. Dies ist auch in der europäischen Patentanmeldungsveröffentlichung EP 1 191 356 A2 beschrieben, bei welcher die Zwischenschicht, die als Löseschicht fungiert und durch nasschemisches Ätzen einfach entfernt werden kann, aus einer Schichtenabfolge von Scandium und Chrom besteht, die durch eine 15 bis 30-prozentige wässrige Salzsäurelösung entfernt werden kann. Allerdings besteht beim Aufbringen von Zwischenschichten, wie Barriereschichten oder Löseschichten, das Problem, dass zusätzliche Schichten aufgebracht werden müssen, die einerseits den Aufwand erhöhen und andererseits die Eigenschaften des optischen Elements bzw. des Spiegels verändern können. Darüber hinaus besteht das Problem, dass insbesondere die Oberflächenrauheit des Substrats durch die Beschichtung mit der Zwischenschicht und /oder durch das Ablösen der Zwischenschicht beeinträchtigt werden kann.
Die vorbeschriebenen chemischen Bestandteile des Fluids eignen sich insbesondere bei optischen Elementen, welche eine Schutzbeschichtung zwischen dem Substrat und der Reflexionsbeschichtung zum Schutz des Substrats vor der aufweisen, die mindestens eine Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung umfasst. Hierbei ist vorgesehen, das optische Element nasschemisch mit Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure zu ätzen, um den Spiegel oder das optische Element mit der Spiegelbeschichtung zu entschichten. Durch das Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure können die Teilschichten mit Nickel oder einer Nickellegierung schnell und zuverlässig aufgelöst werden, so dass die gesamte Beschichtung aus Schutzbeschichtung und Reflexionsbeschichtung sicher entfernt werden kann. Beispielsweise kann die Ätzung des EUV-Spiegels oder des optischen Elements mit einer EUV-Spiegelbeschichtung, die eine Teilschicht mit Nickel oder einer Nickellegierung umfasst, mit einer wässrigen Ätzlösung mit 10 Vol.% Ammoniumcer(IV)-nitrat und 10 Vol. % HNO₃ bei einer Temperatur von 20°C bis 40°C für 7 Tage erfolgen. Alternativ kann vor dem nasschemischen Ätzen des EUV-Spiegels oder des optischen Elements mit einer EUV-Spiegelbeschichtung mit Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure die Reflexionsbeschichtung der EUV-Spiegelbeschichtung entfernt werden. Hierzu kann der EUV-Spiegel oder das optische Element mit einer EUV-Spiegelbeschichtung nasschemisch mit Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natron- oder Kalilauge geätzt werden, um die Reflexionsbeschichtung vor dem Entfernen der Schutzbeschichtung zu entfernen. Beispielsweise kann die Ätzung der Reflexionsbeschichtung mit einer wässrigen Ätzlösung, die 12 g KOH und 250 g K₃Fe(CN)₆ auf 2 l Wasser enthält, bei einer Temperatur von 20°C bis 40°C für 24 h erfolgen. Die Schutzbeschichtung der EUV-Spiegelbeschichtung kann aus einer Schichtabfolge mit einer periodischen Abfolge von Teilschichten mit mindestens zwei Perioden bestehen, wobei die Teilschichten einer Periode eine erste Teilschicht aus einer Legierung, die mindestens ein Element aus der Gruppe, die Nickel, Cobalt, Chrom, Molybdän, Wolfram, Kupfer, Silber, Aluminium und Gold umfasst, aufweist, und eine zweite Teilschicht aus mindestens einer Komponente der Gruppe umfassen kann, die B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid umfasst. Die Reflexionsbeschichtung der EUV-Spiegelbeschichtung kann aus einer Schichtabfolge mit einer periodischen Abfolge von Teilschichten aus Molybdän und Silizium bestehen. Zusätzlich kann die Reflexionsbeschichtung der EUV-Spiegelbeschichtung zwischen den Teilschichten aus Molybdän und Silizium zumindest teilweise eine Barriereschicht umfassen, die insbesondere aus einer Komponente der Gruppe gebildet sein kann, die B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid umfasst. Die Reflexionsbeschichtung der EUV-Spiegelbeschichtung kann weiterhin eine äußere Deckschicht umfassen, die insbesondere aus einer Komponente der Gruppe gebildet ist, die Rh, Pt, Ru, Pd, Au und SiO₂ umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Entschichten einer optischen Oberfläche eines optischen Elements mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entschichten einer optischen Oberfläche eines optischen Elements eines Lithografiesystems umfasst wenigstens eine Entfernungseinrichtung mit wenigstens einem Fluid zur nasschemischen Entfernung einer degradierten Oberflächenschicht des optischen Elements von dem optischen Element. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung außerdem auch eine Filtrationseinrichtung aufweisend wenigstens eine Mikromembran, um in dem Fluid durch die Entfernung der Oberflächenschicht aufgenommene Partikel zu filtrieren, und eine Wiederverwertungseinrichtung zur Zuführung des filtrierten Fluids zu der Entfernungseinrichtung zur erneuten Verwendung zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht und/oder zur Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Wiederverwertungseinrichtung eingerichtet ist, die aus dem Fluid gefilterten Partikel zu sammeln und weiterzuverwenden.
Die Wiederverwendung der Partikel kann hierbei beispielsweise auch außerhalb der Fertigung optischer Elemente erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Auftragungseinrichtung zur Aufbringung einer neuen Oberflächenschicht auf das optische Element vorgesehen sein.
Ist die Auftragseinrichtung als Teil der Vorrichtung vorgesehen, so kann eine Auftragung einer neuen Oberflächenschicht besonders einfach erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Durchführung eines nasschemischen Aufbereitungs- bzw. Erneuerungsprozesses, der insbesondere für Optiken von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen nach einem Einsatz in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen durchgeführt werden kann.
Durch das Vorhandensein der Filtrationseinrichtung und der Wiederverwertungseinrichtung kann das Fluid bzw. die nasschemische Lösung einer erneuten Verwendung zugeführt werden, da mittels der Filtrationseinrichtung partikuläre Kontaminationen, welche sich in dem Fluid nicht vollständig gelöst haben, aus dem Fluid entfernt werden. Hierdurch wird eine Kostenersparnis und eine verbesserte Automatisierbarkeit erzielt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Filtrationseinrichtung zur Durchführung einer Tangentialflussfiltration und/oder einer Dead-End-Filtration bzw. Kuchenfiltration eingerichtet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Fluid Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure und/oder Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natronlauge aufweist.
Die vorgenannten Chemikalien eignen sich insbesondere für die Entfernung von EUVreflektierenden MoSi-Schichten auf Optiken, insbesondere auf Kollektorspiegel, der E UV -P rojektionsbel ichtungsanlage.
Durch die vorgenannten Bestandteile des wenigstens einen Fluids lösen sich Teile der zu entfernenden MoSi-Schicht und gegebenenfalls auch vorhandene Zinnreste, welche auf dieser MoSi-Schicht eingelagert sind, jedoch nicht vollständig auf und verbleiben als partikuläre Kontamination in dem Fluid bzw. der nasschemischen Lösung. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in besonderem Maße zu einer Aufbereitung des Fluids mit den vorgenannten chemischen Bestandteilen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Mikromembran eine Polymermembran ist.
Die Verwendung einer Polymermembran hat den Vorteil, dass Polymermembrane günstig zu erwerben sind und eine große Variation an möglichen Porengrößen aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das optische Element ein Spiegel und die degradierte Oberflächenschicht eine EUV-reflektierende MoSi-Schicht ist, wobei das Fluid ausgebildet ist, um die degradierte MoSi-Schicht von dem optischen Element zu entschichten, und wobei die Mikromembran ausgebildet ist, um Partikel aufweisend Reste der MoSi-Schicht und/oder aufweisend Reste von Zinn aus dem Fluid zu filtern.
Die Vorrichtung eignet sich in besonderem Maße für EUV-Spiegel mit einer MoSi-Schicht bzw. einem Molybdän-Silizium-Reflexionsschichtsystem. Durch eine Anlagerung von Zinn und/oder Alterungsprozessen kann die MoSi-Schicht beschädigt bzw. in Mitleidenschaft gezogen werden
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Filtrationseinrichtung und/oder die Wiederverwertungseinrichtung eine Pumpeneinrichtung und/oder eine Leitung für das Fluid und/oder einen pH-Sensor und/oder einen lonensensor und/oder einen Drucksensor aufweist.
Mittels des pH-Sensors und/oder des Ionensensors kann das Fluid auf ein Vorliegen von Partikeln hin auf besonders zuverlässige und einfache Weise untersucht werden.
Die Pumpeneinrichtung ermöglicht den Aufbau eines hinreichend großen Drucks des Fluids zur Passage der Filtermembran.
Sind ferner als Teil der Filtrationseinrichtung entsprechende Ventile, Hähne und Leitungen vorgesehen, so kann auch eine Entnahme der Partikel aus der Mikromembran mittels eines Entnahmefluids innerhalb der Vorrichtung, d. h. ohne Entnahme der Mikromembran aus der Vorrichtung, durchgeführt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Filtrationseinrichtung eingerichtet ist, um die aus dem Fluid gefilterten Partikel automatisiert zu entnehmen und die Partikel der optional vorgesehenen Auftragungseinrichtung zur Aufbringung einer neuen Oberflächenschicht zuzuführen und/oder die Partikel für eine EUV-Strahlungsquelle einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage wiederzuverwenden. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Wiederverwertungseinrichtung eingerichtet ist, um das filtrierte Fluid automatisiert der Entfernungseinrichtung zur erneuten Entfernung der degradierten Oberflächenschicht zuzuführen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Filtrationseinrichtung eingerichtet ist, die Partikel, abhängig davon wie die Partikel beschaffen sind, der optionalen Auftragungseinrichtung zur Aufbringung einer neuen Oberflächenschicht zuzuführen und/oder die Partikel für eine EUV-Strahlungsquelle einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage wiederzuverwenden.
Die vorbeschriebene Ausführungsform der Vorrichtung hat den Vorteil, dass durch die weitgehende Automatisierung der Filtrationseinrichtung und/oder die Wiederverwertungseinrichtung eine Anlageneffizienz bzw. ein Durchsatz durch die Vorrichtung erhöht werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die Filtrationseinrichtung keine Mikromembran aufweist, sondern zur Durchführung einer Dead-End-Sintermetall-Filtration eingerichtet ist.
Systeme zur medienbasierten Dead-End-Filtration basieren auf einem physikalischen Einfangen von Verschmutzungen sowie einer Adsorption von Verschmutzungen durch chemische Reaktionen an dem Medium. Typische medienbasierte Filtrationssysteme weisen Sand, Stein, organische Materialien oder andere Materialien auf. Das verwendete Filtrationsmedium ist typischerweise ausgewählt, um spezifische Verschmutzungen für eine Entfernung zu adressieren.
Pulverförmiges gesintertes Material ist aus dem Stand der Technik als tiefenbasiertes Filtrationsmedium bekannt, welches partikelförmige Verschmutzungen aus dem Fluid zu entnehmen vermag, indem es die Partikel innerhalb der Strukturen des Filtermediums, d. h. den Pulverbestandteilen, einfängt.
Nachteilig an einer derartigen Dead-End-Filtration, welche auf gesinterten Metallen basiert, sind ein abnehmender Durchsatz, sobald der Filter mit den entnommenen Partikeln, insbesondere Zinnpartikeln, gefüllt wird. Dies wiederum hat eine negative Auswirkung auf den Durchsatz der Vorrichtung. Ferner ist zudem nachteilig, dass eine Wiederverwendung des Zinns schwieriger bzw. aufwendiger ist als bei der Verwendung einer Mikromembran.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 18 genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, umfasst ein Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine optische Oberfläche wenigstens eines der optischen Elemente wenigstens teilweise unter Verwendung einer der vorbeschriebenen geeigneten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens entschichtet und wiederaufbereitet ist und/oder wenigstens teilweise unter Verwendung der vorbeschriebenen Vorrichtung entschichtet oder erneuert ist.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem hat den Vorteil, dass es über optische Elemente verfügt, welche besonders schnell, kosten- und umweltschonend entschichtet, wiederaufbereitet und/oder erneuert sind. Hierdurch ist es möglich, mittels des erfindungsgemäßen Lithografiesystems Halbleiterprodukte herzustellen, welche einen vorteilhaft geringen ökologischen Fußabdruck aufweisen und ferner auch kostengünstig hergestellt werden können.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Lithografiesystem, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt;
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
4 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
5 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
6 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
7 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
7a eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
8 eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 für die Mikrolithografie als Beispiel für ein Lithografiesystem beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden.
Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 105.
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 115, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 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 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 119. Bei dem Umlenkspiegel 118 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 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 120 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 119 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 B1 .
Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 116 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 118, den Feldfacettenspiegel 119 und den Pupillenfacettenspiegel 121.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.
Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 109 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 115. Bei der Projektionsoptik 109 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 109 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 109 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 109 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 109 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.
Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 103 ist der Pupillenfacettenspiegel 121 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Feldfacettenspiegel 119 ist verkippt zur Objektebene 105 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 118 definiert ist.
Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.
In 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 dargestellt. Die DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 weist ein Beleuchtungssystem 201, eine Retikelstage 202 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 203, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 204 bestimmt werden, einen Waferhalter 205 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 204 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 206, mit mehreren optischen Elementen, insbesondere Linsen 207, die über Fassungen 208 in einem Objektivgehäuse 209 der Projektionsoptik 206 gehalten sind, auf.
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung eignet sich für beliebige Lithografiesysteme bzw. Mikrolithografiesysteme, insbesondere jedoch für Projektionsbelichtungsanlagen, mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung eignet sich auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine geringere bildseitige numerische Apertur als jene, die im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist, sowie keinen obskurierten Spiegel M5 und/oder M6 aufweisen. Insbesondere eignet sich die Erfindung auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine bildseitige numerische Apertur von 0,25 bis 0,5, vorzugsweise 0,3 bis 0,4, besonders bevorzug 0,33, aufweisen. Die Erfindung sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen.
Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung 1 und verdeutlicht ein vorteilhaftes Verfahren zur Entschichtung sowie zur Erneuerung einer optischen Oberfläche 2 eines optischen Elements 3 eines Lithografiesystems. Die Vorrichtung 1 umfasst hierbei eine Entfernungseinrichtung 4 mit einem Fluid 5 zur nasschemischen Entfernung einer degradierten Oberflächenschicht 6 des optischen Elements 3 von dem optischen Element 3. In diesem Ausführungsbeispiel ist optional eine Auftragungseinrichtung 7 zur Aufbringung einer neuen Oberflächenschicht 6 auf das optische Element 3 zur Erneuerung der optischen Oberfläche 2 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst außerdem eine Filtrationseinrichtung 8 mit wenigstens einer Mikromembran 9, um in dem Fluid 5 durch die Entfernung der Oberflächenschicht 6 aufgenommene Partikel 10 zu filtrieren. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Wiederverwertungseinrichtung 11 zur Zuführung des Filtrierfluids 5 zu der Entfernungseinrichtung 4 zur erneuten Verwendung zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht 6 und/oder der Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht 6.
Hierbei ist die Wiederverwertungseinrichtung 11 vorzugsweise eingerichtet, die aus dem Fluid 5 gefilterten Partikel 10 zu sammeln und weiterzuverwenden.
Die Vorrichtung 1 umfasst in dem Ausführungsbeispiel vorzugsweise eine Auftragungseinrichtung 7 zur Aufbringung einer neuen Oberflächenschicht 6 auf das optische Element 3.
Die Partikel 10 sind in 3 symbolisch als Rechtecke dargestellt, sofern sie Molybdän und/oder Silizium aufweisen. Die Partikel 10 sind in 3 symbolisch als Ovale dargestellt, sofern sie Zinn aufweisen.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 weist das wenigstens eine Fluid 5 vorzugsweise Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure und/oder Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natronlauge auf.
Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist die Mikromembran 9 als Polymermembran ausgebildet.
3 zeigt ferner ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1, bei der das optische Element 3 vorzugsweise ein Spiegel und die degradierte Oberflächenschicht 6 eine EUV-reflektierende MoSi-Schicht bzw. ein Molybdän-Silizium-Reflexionsschichtsystem ist. Hierbei ist das Fluid 5 dazu ausgebildet, um die degradierte MoSi-Schicht von dem optischen Element 3 zu entschichten, und die Mikromembran 9 ist dazu ausgebildet, die Partikel 10 aufweisend Reste der MoSi-Schicht und/oder aufweisend Reste von Zinn aus dem Fluid 5 zu filtern.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Filtrationseinrichtung 8 und/oder die Wiederverwertungseinrichtung 11 eine Pumpeneinrichtung 12, eine Leitung 13 für das Fluid 5, einen pH-Sensor 14, einen Ionensensor 15 und einen Drucksensor 16 auf. Es kann auch nur ein Teil der vorgenannten Elemente, insbesondere der Sensoren, vorgesehen sein.
Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist die Filtrationseinrichtung 8 vorzugsweise dazu eingerichtet, um die aus dem Fluid 5 gefilterten Partikel 10 automatisiert zu entnehmen. Die Partikel 10 können beispielsweise anschließend der Auftragungseinrichtung 7 zur Aufbringung einer neueren Oberflächenschicht 6 zugeführt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel die Filtrationseinrichtung 8 dazu eingerichtet sein, die Partikel 10 wenigstens teilweise für die EUV-Strahlungsquelle 102 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 wiederzuverwenden.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wiederverwertungseinrichtung 11 dazu eingerichtet, um das filtrierte Fluid 5 der Entfernungseinrichtung 4 auf automatisierte Weise zur erneuten Entfernung der degradierten Oberflächenschicht 6 zuzuführen. Alternativ kann das filtrierte Fluid 5 auch einem nicht dargestellten Speicher zur späteren Verwendung zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht 6 und/oder der Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht 6 eines weiteren optischen Elements 3 oder zur anderweitigen Verwendung zugeführt werden.
Eine Flussrichtung des Fluids 5 ist in 3 exemplarisch mit einem Pfeil dargestellt.
Die Vorrichtung 1, und bei der Vorrichtung 1 insbesondere die Entfernungseinrichtung 4, die Auftragseinrichtung 7, die Filtrationseinrichtung 8, die Wiederverwertungseinrichtung 11 und/oder die Pumpeneinrichtung 12 sind in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise automatisiert ausgeführt. Hierzu werden vorzugsweise kumulativ der wenigstens eine pH-Sensor 14, der Drucksensor 16 sowie der wenigstens eine lonensensor 15 zur Datenerfassung und Überwachung des Fluids und in diesem Zusammenhang insbesondere zur Überwachung einer Partikel- und Ionenkonzentration an Zinn und/oder Molybdän und/oder Silizium in dem Fluid eingesetzt. Der Drucksensor 16 wird insbesondere auch zur Überwachung einer Lebensdauer der Mikromembran 9 verwendet. Die von den Sensoren 14, 15 und 16 erfassten Daten werden hierbei zum automatisierten Betrieb der Vorrichtung 1 herangezogen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine pH-Sensor 14, der Drucksensor 16 sowie der wenigstens eine lonensensor 15 hinter der Filtrationseinrichtung 8 angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine pH-Sensor 14, der Drucksensor 16 sowie der wenigstens eine Ionensensor 15 zu Kontrollzwecken eingerichtet sind.
Ferner kann wenigstens ein Flusssensor (nicht dargestellt) zur Bestimmung einer Durchflussmenge des Fluids und/oder wenigstens ein Temperatursensor (nicht dargestellt) zur Bestimmung einer Temperatur des Fluids vorgesehen sein. Der wenigstens eine Flusssensor und/oder der wenigstens eine Temperatursensor ermöglichen eine weitere Verbesserung einer Steuerung und einer Sicherheit der, vorzugsweise als Automatisiersystem ausgeführten, Vorrichtung 1.
Die Vorrichtung 1 und insbesondere die Pumpeneinrichtung 12 sind vorzugsweise auch für eine automatisierte Durchführung eines Rückflussprozesses, d. h. eines Ausspülens der Partikel 10 aus der Mikromembran 9, eingerichtet.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Filtrationseinrichtung 8 ferner dazu eingerichtet, die Partikel 10, insbesondere sofern sie zinnhaltig sind, über ein Erwärmen und/oder Trocknen weiterzuverarbeiten.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1 und insbesondere der Filtrationseinrichtung 8. Die Flussrichtung des Fluids 5 ist mit Pfeilen angedeutet.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Fluid 5 in einem Tangentialfluss entlang der Mikromembran 9 geleitet. Die Partikel 10 setzen sich hierbei in einer Partikelschicht 17 an einer Oberfläche der Mikromembran 9 ab.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1 und insbesondere der Filtrationseinrichtung 8. Die Flussrichtung des Fluids 5 ist mit Pfeilen angedeutet.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Filtrationseinrichtung 8 dazu eingerichtet, das Fluid 5 in einer Dead-End-Filtration bzw. einer Kuchenfiltration zu filtrieren.
Auch hierbei setzen sich die Partikel 10 in Form der Partikelschicht 17 auf der Oberfläche der Mikromembran 9 ab.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1, insbesondere der Filtrationseinrichtung 8.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Filtrationseinrichtung 8 zur Durchführung eines Rückflussprozesses durch die Mikromembran eingerichtet. Die Flussrichtung eines bei dem Rückflussprozess bzw. Back-Flow-Prozess verwendeten Entnahmenfluids, ist wiederum als Pfeil dargestellt, welcher im Vergleich zu den Pfeilen in den 4 und 5 eine entgegengesetzte Richtung aufweist.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1, insbesondere der Filtrationseinrichtung 8.
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Filtrationseinrichtung 8 anstatt der Mikromembran 9 ein Pulver 18 aus gesintertem Metall auf. In dem Pulver 18 verfangen sich bei einem Durchtritt des Fluids durch das Pulver 18 die Partikel 10.
7a zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1, insbesondere der Filtrationseinrichtung 8.
In dem in 7a dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Filtrationseinrichtung 8 vorzugsweise mehrere Filterstufen 8a auf.
Die Filterstufen 8a sind vorzugsweise dazu eingerichtet, unterschiedlich große Partikel 10 zu erfassen. Hierdurch kann eine spätere Weiterverarbeitung der gefilterten Partikel 10 vereinfacht werden. Die Filterstufen 8a können hierbei jeweils eine Mikromembran 9 und/oder ein Pulver 18 aufweisen.
8 zeigt eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines Verfahrens zum Entschichten der optischen Oberfläche 2.
Bei dem Verfahren zum Entschichten der optischen Oberfläche 2 des optischen Elements 3 des Lithografiesystems, insbesondere eines optischen Elements 3 einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, wird in einem Entfernungsblock 30 die degradierte Oberflächenschicht 6 des optischen Elements 3 mittels des Fluids 5 von dem optischen Element 3 entfernt. In einem Filtrationsblock 31 werden in dem Fluid 5 durch die Entfernung der Oberflächenschicht 6 aufgenommenen Partikel 10 mittels der Mikromembran 9 aus dem Fluid 5 gefiltert. In einem Wiederverwertungsblock 32 wird das filtrierte Fluid 5 erneut zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht 6 und/oder der Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht 6 verwendet.
Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die aus dem Fluid 5 gefilterten Partikel 10 gesammelt und weiterverwendet werden.
Vorzugsweise kann das Fluid 5 in dem Filtrationsblock 31 in einer Tangentialflussfiltration und/oder einer Dead-End-Filtration filtriert werden.
Im Rahmen des Filtrationsblocks 31 kann vorzugsweise ein Füllzustand der Mikromembran 9 anhand eines pH-Werts und/oder eines Drucks und/oder eines elektrischen Widerstands des Fluids und/oder der Mikromembran 9 bestimmt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Filtrationsblocks 31 das Fluid 5 der Mikromembran 9 mit einem Volumenstrom von 1 bis 10 l/min zugeführt wird und/oder das Fluid 5 der Mikromembran 9 unter einem Druck von 1 bis 10 bar zugeführt wird. Im Rahmen des Filtrationsblocks 31 und/oder des Entfernungsblocks 30 kann vorgesehen sein, dass ein pH-Wert des Fluids 5 auf 2 bis 7 eingestellt wird.
Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist ferner vorzugsweise ein Entnahmeblock 33 vorgesehen, bei dem die aus dem Fluid 5 gefilterten Partikel 10 der Mikromembran 9 entnommen werden.
In dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner ein Partikelblock 34 vorgesehen, bei dem die aus dem Fluid 5 im Rahmen des Entnahmeblocks 33 entnommenen Partikel 10, sofern sie Molybdän und/oder Silizium aufweisen, wenigstens teilweise zur Ausbildung einer neuen Oberflächenschicht 6 verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich werden in dem Partikelblock 34 die dem Fluid 5 entnommenen Partikel 10, sofern sie Zinn aufweisen, wenigstens teilweise zum Betrieb der EUV-Strahlungsquelle 102 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 verwendet und hierzu vorzugsweise zunächst einem Speicher zugeführt.
In dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wiederverwendung des filtrierten Fluids 5 in dem Wiederverwertungsblock 32 durch einen auf den Entfernungsblock 30 zurückführenden Pfeil angedeutet.
Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist das optische Element 3 vorzugsweise ein Spiegel und die degradierte Oberflächenschicht 6 ist vorzugsweise eine EUV-reflektierende MoSi-Schicht bzw. Reflexionsschicht. Das Fluid 5 wird im Rahmen des Entfernungsblocks 30 vorzugsweise ausgebildet, um die MoSi-Schicht durch nasschemisches Ätzen von dem optischen Element 3 zu entfernen. Hierbei wird die Mikromembran 9 vorzugsweise geeignet ausgebildet, um die Partikel 10, welche Reste der MoSi-Schicht und/oder Reste von Zinn aufweisen, zu filtern.
In dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Rahmen des Entfernungsblocks 30 vorzugsweise vorgesehen, dass als Fluid ein Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure und/oder ein Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natronlauge verwendet wird.
Die 1 und 2 zeigen Lithografiesysteme, insbesondere Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200 für die Halbleiterlithografie mit einem Beleuchtungssystem 101, 201 und mit einer Strahlungsquelle 102 sowie einer Optik 103, 109, 206, welche wenigstens ein optisches Element 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207 aufweist. Bei den in den 1 und 2 dargestellten Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200 ist wenigstens eine optische Oberfläche 2 wenigstens eines der optischen Elemente 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207 wenigstens teilweise unter Verwendung des im Zusammenhang mit der 8 geschilderten Verfahrens entschichtet und wiederaufbereitet und/oder wenigstens teilweise unter Verwendung der im Zusammenhang mit den 3 bis 7 geschilderten Vorrichtung 1 entschichtet und erneuert.
Insbesondere der Kollektor 116 sowie die Spiegel Mi können bei der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 mit Zinn kontaminiert sein, da die Strahlungsquelle 102 zu ihrem Betrieb Zinn benötigt. Für den Kollektor 116 sowie die Spiegel Mi eignen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren daher in besonderer Weise.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: optische Oberfläche
3: optisches Element
4: Entfernungseinrichtung
5: Fluid
6: Oberflächenschicht
7: Auftragungseinrichtung
8: Filtrationseinrichtung
8a: Filterstufe
9: Mikromembran
10: Partikel
11: Wiederverwertungseinrichtung
12: Pumpeneinrichtung
13: Leitung
14: pH-Sensor
15: lonensensor
16: Drucksensor
17: Partikelschicht
18: Pulver
30: Entfernungsblock
31: Filtrationsblock
32: Wiederverwertungsblock
33: Entnahmeblock
34: Partikelblock
100: EUV-Projektionsbelichtungsanlage
101: Beleuchtungssystem
102: Strahlungsquelle
103: Beleuchtungsoptik
104: Objektfeld
105: Objektebene
106: Retikel
107: Retikelhalter
108: Retikelverlagerungsantrieb
109: Projektionsoptik
110: Bildfeld
111: Bildebene
112: Wafer
113: Waferhalter
114: Waferverlagerungsantrieb
115: EUV- / Nutz- / Beleuchtungsstrahlung
116: Kollektor
117: Zwischenfokusebene
118: Umlenkspiegel
119: erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegel
120: erste Facetten / Feldfacetten
121: zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegel
122: zweite Facetten / Pupillenfacetten
200: DUV-Projektionsbelichtungsanlage
201: Beleuchtungssystem
202: Retikelstage
203: Retikel
204: Wafer
205: Waferhalter
206: Projektionsoptik
207: Linse
208: Fassung
209: Objektivgehäuse
210: Projektionsstrahl
Mi: Spiegel

Claims

Verfahren zum Entschichten einer optischen Oberfläche (2) eines optischen Elements (3) eines Lithografiesystems, wonach eine degradierte Oberflächenschicht (6) des optischen Elements (3) mittels eines Fluids (5) von dem optischen Element (3) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fluid (5) durch die Entfernung der Oberflächenschicht (6) aufgenommene Partikel (10) mittels einer Mikromembran (9) aus dem Fluid (5) gefiltert werden und das filtrierte Fluid (5) erneut zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht (6) und/oder zur Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht (6) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Fluid (5) gefilterten Partikel (10) gesammelt und wiederverwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (5) in einer Tangentialflussfiltration und/oder einer Dead-End-Filtration filtriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllzustand der Mikromembran (9) anhand eines pH-Werts und/oder eines Drucks und/oder eines elektrischen Widerstands des Fluids (5) und/oder der Mikromembran (9) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass - das Fluid (5) der Mikromembran (9) mit einem Volumenstrom von 1 - 10 l/min zugeführt wird und/oder - das Fluid (5) der Mikromembran (9) unter einem Druck von 1 bis 10 bar zugeführt wird und/oder - ein pH-Wert des Fluids (5) auf 2 - 7 eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Fluid (5) gefilterten Partikel (10) der Mikromembran (9) entnommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Fluid (5) entnommenen Partikel (10) - sofern sie Molybdän und/oder Silizium aufweisen, wenigstens teilweise zur Ausbildung einer neuen Oberflächenschicht (6) verwendet werden, und/oder - sofern sie Zinn aufweisen, wenigstens teilweise zum Betrieb einer EUV-Strahlungsquelle (102) einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage (100) verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (3) ein Spiegel und die degradierte Oberflächenschicht (6) eine EUV-reflektierende MoSi-Schicht ist, und wonach das Fluid (5) geeignet ausgebildet wird, um die MoSi-Schicht durch nasschemisches Ätzen von dem optischen Element (3) zu entfernen, und wobei die Mikromembran (9) geeignet ausgebildet wird, um die Partikel (10) aufweisend Reste der MoSi-Schicht und/oder aufweisend Reste von Zinn zu filtern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid (5) ein Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure und/oder ein Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natronlauge verwendet wird.
Vorrichtung (1) zum Entschichten einer optischen Oberfläche (2) eines optischen Elements (3) eines Lithografiesystems, wenigstens aufweisend eine Entfernungseinrichtung (4) mit einem Fluid (5) zur nasschemischen Entfernung einer degradierten Oberflächenschicht (6) des optischen Elements (3) von dem optischen Element (3), gekennzeichnet durch - eine Filtrationseinrichtung (8) aufweisend wenigstens eine Mikromembran (9), um in dem Fluid (5) durch die Entfernung der Oberflächenschicht (6) aufgenommene Partikel (10) zu filtrieren und - eine Wiederverwertungseinrichtung (11) zur Zuführung des filtrierten Fluids (5) zu der Entfernungseinrichtung (4) zur erneuten Verwendung zur Entfernung der degradierten Oberflächenschicht (6) und/oder zur Entfernung einer weiteren degradierten Oberflächenschicht (6).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederverwertungseinrichtung (11) eingerichtet ist, die aus dem Fluid (5) gefilterten Partikel (10) zu sammeln und weiterzuverwenden.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auftragungseinrichtung (7) zur Aufbringung einer neuen Oberflächenschicht (6) auf das optische Element (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fluid (5) - Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure und/oder - Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natronlauge aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikromembran (9) eine Polymermembran ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2) ein Spiegel und die degradierte Oberflächenschicht (6) eine EUV-reflektierende MoSi-Schicht ist, wobei das Fluid (5) ausgebildet ist, um die degradierte MoSi-Schicht von dem optischen Element (3) zu entschichten, und wobei die Mikromembran (9) ausgebildet ist, um Partikel (10) aufweisend Reste der MoSi-Schicht und/oder aufweisend Reste von Zinn aus dem Fluid (5) zu filtern.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationseinrichtung (8) und/oder die Wiederverwertungseinrichtung (11) eine Pumpeneinrichtung (12) und/oder eine Leitung (13) für das Fluid (5) und/oder einen pH-Sensor (14) und/oder einen Ionensensor (15) und/oder einen Drucksensor (16) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass - die Filtrationseinrichtung (8) eingerichtet ist, um die aus dem Fluid (5) gefilterten Partikel (10) automatisiert zu entnehmen und die Partikel (10) der Auftragungseinrichtung (7) zur Aufbringung einer neuen Oberflächenschicht (6) zuzuführen und/oder die Partikel (10) für eine EUV-Strahlungsquelle (102) einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage (100) wiederzuverwenden, und/oder - die Wiederverwertungseinrichtung (11) eingerichtet ist, um das filtrierte Fluid (5) automatisiert der Entfernungseinrichtung (4) zur erneuten Entfernung der degradierten Oberflächenschicht (6) zuzuführen.
Lithografiesystem, insbesondere Projektionsbelichtungsanlage (100, 200) für die Halbleiterlithografie, mit einem Beleuchtungssystem (101, 201) mit einer Strahlungsquelle (102) sowie einer Optik (103, 109, 206), welche wenigstens ein optisches Element (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Oberfläche (2) wenigstens eines der optischen Elemente (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) - wenigstens teilweise unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 entschichtet und wiederaufbereitet ist und/oder - wenigstens teilweise unter Verwendung einer Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17 erneuert ist.