WO2008107166A1 - Verfahren zum reinigen einer euv-lithographievorrichtung, verfahren zur messung der restgasatmosphäre bzw. der kontamination sowie euv-lithographievorrichtung - Google Patents

Verfahren zum reinigen einer euv-lithographievorrichtung, verfahren zur messung der restgasatmosphäre bzw. der kontamination sowie euv-lithographievorrichtung Download PDF

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vacuum
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Dirk Heinrich Ehm
Thomas Stein
Harald Wölfle
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    • G03F7/70925—Cleaning, i.e. actively freeing apparatus from pollutants, e.g. using plasma cleaning

Definitions

  • the present invention relates to a method for cleaning components inside an EUV lithography apparatus for the extreme ultraviolet and soft X-ray wavelength range and to a method for measuring the residual gas atmosphere inside a vacuum chamber of an EUV lithography apparatus Module for Measuring the Residual Gas Atmosphere
  • the invention further relates to an EUV lithography apparatus and to an illumination system and a projection system, in particular for an EUV lithography apparatus
  • the present invention also relates to a method for measuring contamination in EUV lithography apparatuses.
  • the invention further relates to an EUV lithography apparatus with vacuum system having vacuum chamber and pump, as well as to an illumination system and a projection system, in particular for an EUV lithography apparatus
  • the invention relates to a module for installation in a vacuum system of an EUV lithography apparatus
  • EUV Lithographyvor ⁇ chtache be used for the lithography of semiconductor devices reflective optical elements for the extreme ultraviolet (EUV) and soft X-ray (SX) wavelength range (eg wavelengths between about 5 nm and 20 nm), such as photomasks or multilayers mirrors
  • EUV Lithographyvomchtache As a rule, have a plurality of reflective optical elements, they must have the highest possible reflectivity in order to ensure a sufficiently high overall reflectivity The reflectivity and the life of the reflective optical elements can by
  • Contamination of the optically used reflective surface of the reflective optical elements which arises due to the short-wave irradiation together with residual gases in the operating atmosphere can be reduced Since usually in a EUV Lithographievor ⁇ chtung several reflective optical elements are arranged one behind the other, already lower contamination on each affect reflective optical element to a greater extent based on the overall reflectivity In order to ensure a sufficient service life with good reflectivity, it is helpful to be able to monitor the composition of the residual gas atmosphere in order to interrupt the operation of the EUV lithography device as the concentration of the gases leading to contamination increases and, if necessary, to carry out a cleaning of the optical components.
  • In-situ cleaning consists of bombarding them with a stream of atomic hydrogen generated on a glow wire of molecular hydrogen flowing above.
  • atomic hydrogen generated on a glow wire of molecular hydrogen flowing above.
  • long-chain molecules on the surfaces to be cleaned are split by the energy input, and on the other hand, the atomic hydrogen reacts with the molecules too volatile compounds that can be pumped out
  • Contamination from the gas phase with the incident radiation in the EUV to soft X-ray wavelength range interacts and is deposited on the optically used surfaces of the reflective optical element
  • This object is achieved by a method for measuring the residual gas atmosphere inside a vacuum chamber of an EUV lithography device for the extreme ultraviolet and soft X-ray wavelength range, in which a plasma is ignited inside the vacuum chamber and a spectroscopic measurement is carried out on the plasma
  • the current composition of the residual gas atmosphere can be determined in particular during the operation of the EUV lithography apparatus via a spectroscopic measurement on the plasma or the presence of for the Detecting contamination of particularly critical substances. Likewise, during a cleaning, their decrease can be detected.
  • this object is achieved by a method for cleaning components inside an EUV lithography apparatus for the extreme ultraviolet and soft X-ray wavelength range, in which a plasma is ignited adjacent to a component with an area to be cleaned, wherein the plasma by means of a Electrode is ignited, the shape of which is adapted to the surface to be cleaned of the component so that the ignited plasma spreads over a range whose expansion is limited with a maximum deviation of about ⁇ 20% on the surface to be cleaned.
  • the plasma cleaning with adapted electrode shape on the one hand has the advantage of being gentler on the surfaces to be cleaned than the conventional hydrogen cleaning, since contamination can be avoided in the production of the atomic
  • Hydrogen can be generated on the filament, and in particular the heat load can be reduced. Because the atomic hydrogen generated at the filament has a correspondingly high temperature. The bombardment of the surface to be cleaned with the atomic hydrogen therefore results in a heat input which, in particular when dealing with surfaces of optical components based on multilayer systems, can lead to a structural change of these multilayer systems, e.g. due to diffusion processes at the ply boundary, which results in irreversible reflectivity reduction. In contrast, plasmas are ignited by coupling electromagnetic waves into the gas to be excited, so that the ions brought into the plasma do not have a much higher temperature than the surface to be cleaned. On the other hand, the method proposed here leads to a more efficient cleaning, since the electrode shape ensures that the plasma propagates substantially uniformly over essentially the entire surface to be cleaned.
  • Both methods are advantageously combined with one another in such a way that a spectroscopic measurement is carried out on the plasma used to clean a component. Since the contaminants or their secondary products are also present in the plasma during cleaning, the spectroscopic measurement gives a prompt indication of the current degree of purification, without interrupting the cleaning, as would be necessary with conventional hydrogen purification.
  • the object is achieved by a module for measuring the residual gas atmosphere in a vacuum chamber, in particular in a vacuum chamber of an EUV lithography apparatus having means for igniting a plasma and means for measuring the emission or transmission of the plasma.
  • an EUV lithography apparatus for the extreme ultraviolet and soft X-ray wavelength range, having in its interior an electrode for igniting the plasma, the electrode being arranged adjacent to a limited surface and in shape to the contour of the Adapted surface such that a ignited plasma propagates over an area whose expansion is limited to the limited surface with a maximum deviation of about ⁇ 20%, and by an illumination system or a projection system, in particular for an EUV lithography apparatus, having in its interior an electrode for igniting the plasma, wherein electrode adjacent to a limited
  • Surface is arranged and adapted in shape to the contour of the surface such that a detonated plasma propagates over a range whose expansion is limited to the limited surface with a maximum deviation of about ⁇ 20%.
  • an EUV lithography apparatus for the extreme ultraviolet and soft X-ray wavelength range or an illumination system, in particular for an EUV lithography apparatus, or a projection system, in particular for an EUV lithography apparatus with a vacuum chamber and a module for measurement the residual gas atmosphere in one
  • Vacuum chamber having means for igniting a plasma and means for measuring the emission or transmission of the plasma.
  • This object is also achieved by a method for measuring the contamination within a vacuum system of an EUV lithography apparatus, wherein within the vacuum system by means of a gas discharge electrons of gas-phase matter are excited to a higher energy level and the radiation is detected that the excited Emit electrons at the transition from the higher energy level to a lower energy level.
  • a possibility for measuring the contamination in particular in EUV lithography apparatuses, is shown, which can also be carried out during operation of the EUV lithography apparatus.
  • energy is transferred to the atoms and molecules present in the gas phase in the region of the gas discharge, so that their electrons are excited to higher energy levels. After a short time, the electrons return to a lower or their ground state
  • an EUV Lithographyvornchtung with vacuum system, the vacuum chamber and pump are arranged in the interior of the vacuum system means for initiating a gas discharge and means for detecting the contamination within the vacuum system by means of the radiation emitted by the gas discharge, and an illumination system, in particular for an EUV lithography apparatus, with vacuum system, comprising vacuum chamber and pump, in which inside the vacuum system means for initiating a gas discharge and means detecting the contamination within the vacuum system are arranged by means of the radiation emitted by the gas discharge, and a projection system, in particular for an EUV Lithographievornnung, with vacuum system, the vacuum chamber and pump, wherein in the interior of the vacuum system means for triggering a gas discharge and means for detecting the contamination within the vacuum system by the d
  • the gas discharge emitted radiation are arranged
  • the object is achieved by a module for installation in a vacuum system of an EUV Lithographievornchtung with means for triggering a gas discharge and means for detecting the contamination within the vacuum system by means of by the
  • Gas discharge emitted radiation solved With the help of the module can be existing EUV lithography devices, lighting systems and projection systems to allow monitoring of contamination during operation
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of an EUV lithography apparatus with an illumination system and a projection system
  • FIGS. 2a-d are schematic diagrams of various spectroscopic measurements
  • FIGS. 3a-c schematically show a first and second variant of a plasma and measuring unit for emission measurements and a third variant for transmission measurements
  • FIGS. 4a, b show schematically two further variants of a plasma and measuring unit, respectively for emission measurements and for transmission measurements,
  • FIGS. 5a, b schematically show a first and second variant of the wiring of a vacuum-suction drive
  • FIG. 6 shows schematically the attachment of a cable to a power or voltage supply
  • FIG. 7 shows the contacting of a vacuum-suction drive
  • FIGS. 8a-c schematically show the construction of vacuum-compatible cables
  • FIG. 9 schematically shows the construction of an electrode
  • FIG. 10 shows a flow chart for an embodiment of the method for
  • Figure 1 1 is a flowchart of an embodiment of the method for
  • FIGS. 12a, b show schematic representations of plasmas of different density
  • FIG. 13 shows a schematic representation of an electrode arrangement
  • Figure 14 is a schematic representation of a plasma with certain
  • Figure 15 is a schematic representation of the energy distribution of the plasma
  • FIG. 16 a schematic representation of a segmented electrode
  • FIGS. 17 a, b schematic representation of electrode arrangements with gas supply
  • FIG. 18 shows a schematic representation of a spectroscope
  • FIG. 19 schematically shows an embodiment of an EUV lithography apparatus with an illumination system and a projection system
  • FIG. 20 a shows schematically a first embodiment of a module
  • FIG. 20b shows a schematic of a second embodiment of a module
  • FIG. 21 schematically shows an arrangement for measuring the radiation emitted by the spark
  • FIGS. 22a, b show schematic emission spectra at different times t1, t2 of the spark life
  • FIG. 23 shows a flow chart for an embodiment of the method for
  • FIG. 1 schematically illustrates an EUV lithography apparatus 10.
  • Essential components are the beam-shaping system 11, the illumination system 14, the photomask 17 and the projection system 20
  • a plasma source or a synchrotron serve as the radiation source 12
  • the emerging radiation in the wavelength range of about 5 nm to 20 nm is initially bundled in the collimator 13b.
  • the monochromator 13a usually formed as reflective optical elements collimators are often cup-shaped reflective optical elements to achieve a focussing or glaring effect on the concave surface, the reflection of the radiation takes place, wherein for reflection often no multi-layer system on the concave surface is used because the widest possible wavelength range is to be reflected.
  • the filtering out of a narrow wavelength band by reflection occurs at the monochromator, often with the aid of a grating structure or e ines multilayer system
  • the illumination system 14 comprises two mirrors 15, 16.
  • the mirrors 15, 16 direct the beam onto the photomask 17, which has the structure that is to be imaged on the wafer 21.
  • the photomask 17 is also a reflective optical element for the EUV and SX wave length, which is replaced depending on the manufacturing process.
  • the projection system 20 has two mirrors 18, 19.
  • both the projection system 20 and the illumination system 14 each have only one or more three, four, five or more mirrors In most cases, the mirrors are in a vacuum, especially during lithography, which is why the illumination system 14 and the projection system 20 of the EUV lithography apparatus 10 have vacuum chambers 72 and 73, respectively.
  • the EUV or SX radiation itself, or the photo- or secondary electrons generated by the irradiation, leads even to a small extent to the splitting of hydrocarbon compounds, in particular also of low-volatility hydrocarbon compounds, into smaller hydrocarbon-containing molecules which manifest themselves as contamination on the can deposit optically used surface of the reflective optical elements and thereby reduce their reflectivity, especially when a reaction with photons takes place.
  • module-like plasma and measuring units 22-28 can be arranged at different locations within the lithography apparatus, preferably within the vacuum chambers 72 , 73.
  • a plasma is ignited via electrodes.
  • all current constituents of the residual gas atmosphere in this area of the EUV lithography apparatus 10 are again present, so that precise and concrete information about the current composition of the plasma can be obtained by spectroscopic examination of the plasma
  • Residual gas atmosphere within the EUV lithography device 10 can be obtained.
  • the plasma can either be used to measure the residual gas atmosphere during operation of the EUV lithography devices 10 as in the case of the plasma and measuring units 22, 23, 24 or it can primarily be used to clean components 15, 16, 18, 19 within the EUV lithography apparatus 10 can be used as in the plasma and measuring units 25, 27.
  • parallel spectroscopic measurements on the plasma can be from the current composition of the residual gas atmosphere in the immediate vicinity of the component to be cleaned 15,16, 18,19 back on the degree of the already performed cleaning:
  • the contaminating substances or their secondary products pass into the gas phase and into the plasma. If their concentration begins to decrease, this is an indication that there is less contamination on the surface of component 15, 16, 18, 19 to be cleaned.
  • the plasma and measuring units may be designed to be equally suitable for cleaning and monitoring the residual gas atmosphere.
  • the plasma stimulates the desorption of hydrocarbons in the Placement area of the plasma, which de facto increases the detection sensitivity of contaminating substances in the residual gas atmosphere
  • Emission spectroscopy is particularly preferred because of the low instrumental complexity and high detection sensitivity, especially for hydrocarbons.
  • plasma all chemical substances are in a highly excited, ionized state in which they are excited to emit photons If each substance emits photons at one or more characteristic wavelengths, it is therefore possible to measure directly from an emission spectrum the composition of the plasma and thus the residual gas atmosphere
  • Wavelength of the plasma gas If there is a contaminating substance from the residual gas in the plasma, there would additionally be an emission at the characteristic wavelength ⁇ 0 of this contaminating substance, as illustrated in principle in FIG. 2 b. This information can be used to target the residual gas atmosphere specifically to certain contaminating substances continuously monitor over time
  • FIG. 2c, d Two preferred ways of monitoring are shown in the figures 2c, d as a schematic diagram in which specifically the concentration of the contaminating substance with the characteristic emission wavelength ⁇ 0 on the change in the emission intensity l ( ⁇ 0 ) at this wavelength as a function of the time t continuously FIG.
  • FIG. 2c shows the case in which, during the operation of the EUV lithography device, it is monitored whether there is a sudden appearance of the contaminating substance, for example due to a vacuum leak or if the EUV or SX beam unintentionally moves its position changed and thereby encounters a place where the contaminating substance had deposited, which now passes through the irradiation in the gas phase and thereby endangers the optical components within the EUV Lithographievornchtung In emission measurement, this is expressed in that first the intensity of a Zeitlan g is negligible, then increases sharply from a certain moment (FIG. 2c) For the concentration or the partial pressure of the contaminating substance, a limit value can be defined which corresponds to the intensity I 0 in FIG. 2c.
  • the operation of the EUV lithography apparatus should therefore be interrupted as quickly as possible before contamination takes place, for example, in order to additionally pump out the interior of the EUV lithography apparatus IO, in order to remove the contaminating substance from the residual gas atmosphere
  • FIG. 2d illustrates how the plasma capture process can be monitored by means of emission spectroscopy of the plasma by means of the interaction of the plasma with
  • the intensity l ( ⁇ 0 ) of the emission is quite high at the wavelength ⁇ 0 characteristic of the contaminating chemical substance.
  • the amount of the contaminating chemical species present in the plasma decreases to the same extent and the intensity I ( ⁇ 0) of the emission at the characteristic of the contaminating chemical substance wavelength ⁇ 0 in the present case, one can decrease with time a limit value of the amount determine the contaminating chemical substance located in the plasma, which corresponds to a limiting intensity I 0 5 and when it falls below the surface to be cleaned can be considered sufficiently purified and the cleaning process at the time t Q can be stopped
  • FIGS. 2a-d are greatly simplified.
  • emissions will be measured at several characteristic wavelengths with different relative intensities not the substance itself, but its secondary products after decomposition of the substance can be detected directly on the surface to be cleaned.
  • the secondary products also emit photons at their characteristic wavelengths, which are actually measured emission spectra will therefore be more complex than the schematic diagrams shown here.
  • emission spectroscopy as such is a measuring method that has been used and researched for many decades, a very large and precise basis of data, in particular the emission spectra of a large number of chemical substances, can be used
  • the plasma for monitoring the residual gas atmosphere during operation of the EUV Lithographievor ⁇ chtung be ignited with any suitable gas to monitor the residual gas atmosphere during operation inert gases are preferred to unwanted interactions of the plasma with the EUV Lithographievomchtung to a minimum
  • EUV lithography devices are often operated in a residual gas atmosphere with a high inert gas content, preferably in a nitrogen, argon, krypton, helium or xenon atmosphere, if appropriate also in a hydrogen atmosphere or else a mixture of two or more of these gases , the already existing partial pressure may already be sufficient to ignite a plasma Especially at low electrode spacing can be ignite even at not too high partial pressures a plasma
  • the measurement of the residual gas atmosphere can be carried out by spectroscopic measurement on the plasma without having to change the operating conditions for the measurement.
  • Electromagnetic waves from a frequency range of approx. 10 3 Hz to 10 11 Hz can be injected into plasma.
  • the frequency to be chosen depends very much on the gas used for the ignition and also on the geometry of the electrode and the surfaces to be cleaned and possibly other adjacent surfaces and their material and is therefore best determined on a case-by-case basis. It should also be noted that in many countries, only certain frequency bands are released for free use by the respective competent authorities. For example, when using microwaves, the frequencies 915 GHz and 2450 GHz are particularly preferred.
  • Inert gases can also be used for a cleaning plasma. In the plasma, they absorb energy that releases them to the contamination, breaking up longer-chained molecules into volatile smaller molecules. However, gases are also used for the cleaning plasma, which also react chemically with the contamination.
  • Oxygen can also be used, but it should be noted that its oxidizing effect, which can cause irreversible damage to the surface of optical components, especially on the basis of multi-layer system, if used too long.
  • Oxygen can also be used, but it should be noted that its oxidizing effect, which can cause irreversible damage to the surface of optical components, especially on the basis of multi-layer system, if used too long.
  • the plasma and measuring units 22, 23, 24, 26, 28 for the measurement of the residual gas atmosphere during operation of the EUV lithography device 10 can be located at various locations within the vacuum chamber 72 and 73 of the illumination system 14 or the projection system 20 are arranged.
  • a unit can be arranged adjacent to a mirror, such as the plasma and measuring unit 23 adjacent to the first in the beam path Mirror 15 is arranged in the illumination system 14, which is most threatened because of the highest radiation exposure of contamination
  • Another preferred position is placement at the locations where the EUV or SX beam enters or exits the projection system 14 or illumination system 20, as for the plasma and measurement units 22, 24, 26, 28
  • the case is these entry or exit points are z as dynamic gas lock (dynamic gas lock) formed in which by the escape of noble gases, a gas curtain is built to prevent the ingress of contamination This is very important in terms of
  • the plasma and measuring units 25 and 27 are optimized for the cleaning of mirrors within the projection or illumination system.
  • the electrode shape is adapted to the contour of the surface to be cleaned.
  • the stimulation plasma is as evenly as possible directly on the surface to be cleaned Homogeneous cleaning ensured
  • the homogeneous distribution of the plasma also makes it possible to work with less energetic particles for cleaning than in the hitherto customary use of a directed particle beam, in which the particles must have such high energy that they are also at the points remote from the particle beam
  • the means for the spectroscopic measurement of the plasma (not shown in detail here) of the plasma and measuring units 25, 27 are arranged such that during the normal operation of the EUV lithography apparatus 10 they do not project into the beam path
  • the plasma and measuring units can also be made movable or movable.
  • the plasma and measuring units for cleaning are arranged in such a way that they are located entirely outside of the blast passage 5 during normal operation of the EUV lithography apparatus be moved only in the direction of a component when the respective component is to be cleaned
  • a plasma and Measuring unit may also be provided for the cleaning of several components which are within their radius of movement. If appropriate, these mobile plasma and measuring units can also be used to monitor the residual gas atmosphere during normal operation of the EUV lithography apparatus, if no cleaning is carried out with them
  • a plasma Adjacent to a component having a surface to be cleaned, a plasma is ignited, the plasma being ignited by means of an electrode whose shape is adapted to the surface of the component to be cleaned such that the ignited plasma spreads over an area whose expansion is propagated with a maximum deviation of approx. ⁇ 20% on the surface to be cleaned
  • the density of the plasma is preferably adapted to the degree of contamination.
  • the density distribution of the plasma is adjusted such that a higher removal takes place in surface areas of the component to be cleaned with a higher degree of contamination than in surface areas with a lower degree of contamination
  • a specific energy distribution of the plasma is formed on the surface to be cleaned.
  • the energy distribution of the plasma becomes such adjusted that in surface areas of the component to be cleaned with a higher degree of contamination higher erosion occurs than in surface areas with a lower degree of contamination
  • the actual electrode 54 is preferably sheathed with a sputter-resistant material 55, as shown schematically in FIG. 9
  • a sputter-resistant material 55 for example, quartz glass, which is not only sputter resistant, but also has a high transparency for example, high-frequency electromagnetic or microwave radiation with which the plasma is to be ignited
  • the avoidance of sputtering of Elektrodenmate ⁇ als is another strength of the plasma cleaning here proposed over the conventional cleaning with a glass wire-induced atomic hydrogen jet Because there is so far not sufficiently prevent the material of the glow wire is sputtered off and deposited on the surface to be cleaned ert
  • FIGS. 3a and 3b differ in that in FIG. 3a two electrodes 29 are used, while in FIG. 3b the mirror 30 is grounded and acts as a counterelectrode to the electrode 29 in order to effectively localize the plasma locally
  • the electrode 29 is provided with a wide-meshed metal net 33, which acts as a shield.
  • the net 33 is made of conventional electrode material.
  • the net 33 is particularly preferred although the network 33 with appropriate dimensioning no negative impact on the Behchtungs- or projection process, but preferably arrangements with network 33 are movably designed to be moved out of the beam path after the cleaning process to eventual transmission losses of EUV or to minimize SX radiation
  • FIGS. 3a, b, c have a gas supply 34 which discharges where the plasma is to be ignited in order to provide the plasma gas.
  • a gas supply 34 which discharges where the plasma is to be ignited in order to provide the plasma gas.
  • the emission of the plasma by means of an optical fiber 31 For this purpose, the emitted photons are coupled into the fiber 31 via a suitable optical element 32.
  • Optical fibers, in particular glass fibers have the advantage that they can be vacuum-cured even when irradiated with EUV radiation.
  • an opposite light source is additionally provided, which also works space-saving with an optical fiber 56 and an optical element 57 for coupling out the photons from the fiber 56 to ei light an external light source to the plasma
  • an example of a suitable embodiment of the spectrometer 64 is shown schematically in FIG. 18.
  • an optical element in the form of a coupling unit 65 is provided at its one end for decoupling the photons from the optical fiber 66 From there, the photons come in an energy dispersive analyzer, such as a grating monochromator 68, to record a energy-resolved spectrum of the emitted photons
  • the photons are diffracted depending on their energy or wavelength on the grating monochromator 68 at a different angle, so Upon impact with the detector 69, the photons are converted into electrical current which is proportional to the number of photons in the respective energy range and for each energy range is read out separately
  • an oscilloscope 70 is used, which is connected to the CCD detector 69 via a read-out cable 71.
  • FIGS. 12a, b schematically show two electrode arrangements which lead to plasmas with different plasma densities.
  • One electrode 29 is arranged above the components 59 to be cleaned, the component 59 acting as a counterelectrode.
  • the electrode 29 is arranged above a surface 60 to be cleaned which is delimited by the markings M1, M2 in FIGS. 12a, b.
  • the electrode 29 is adapted in its shape to the surface 60 of the component 59 to be cleaned in such a way that the plasma 58 ignited by microwave radiation, for example, is ⁇ 20% It is desirable for the plasma to be approximately congruent with the area 60 to be cleaned in its extent at the level of the area 60 to be cleaned in order to ensure the most efficient possible cleaning the surface 60 to be cleaned of the surface of a reflective optical element, For example, a mirror that is optically used in operation, is illuminated at a mirror, for example, with operating radiation. In this area, contaminations are particularly disturbing
  • the plasma 58 from FIG. 12a has a higher plasma density than the plasma 58 from FIG. 12b, which is symbolized by the differently dense puncturing.
  • the plasma density is influenced, inter alia, by the frequency of the electromagnetic wave used, which is coupled in, by the shape of the electrode 29 and
  • the distance between the electrode 29 and the component 59 is essentially the distance between the electrode 29 and the component 59. Essentially, it is a matter of forming a standing wave between the electrodes, so that a high power density is made available locally, so that a plasma is formed
  • the material of the component 59 or the contamination to be removed must be taken into account to some extent.
  • An important parameter, especially in the case of a fixed geometric configuration, is the power of the coupled electromagnetic wave. A higher radiated power leads to a higher plasma density
  • an electrode assembly is correspondingly shown, having means for adjusting the injected power in the form of the controller 62 With the aid of the controller 62 can be adjusted via the coupled power the plasma density to the distribution and density of the contamination to be removed The higher the plasma density
  • the use of two-dimensional electrodes, such as a ring electrode 29, makes it possible for the irradiated electromagnetic waves, such as microwaves, not to form a uniform wavefront, but via them This can be used to remove contamination that grows in a predictably inhomogeneous manner.
  • the electrode size is selected such that the area 61 defined by the electrode 29, which is indicated by the dashed line, is slightly larger than the area 60 to be cleaned, in order to compensate for any fluctuations in the plasma expansion, so that, if possible, in many cases Whole area 61 to be cleaned is detected by the plasma
  • the area 61 defined by the electrode 29 IO should be 70-150%, preferably 90-120%, particularly preferably 95-1 10%, very particularly preferably 98-105%, the area to be cleaned Cover 60
  • FIG. 14 shows a plasma 58 which has a falling energy distribution over the distance s. This is symbolized by the brighter color gradient
  • the plasma energy distribution can be determined, for example, via the energy distribution of the electrons and / or ions present in the plasma.
  • the energy distribution of the electrons and the ions correlates to the effect that the course essentially is identical, but because of the different masses of the absolute amount of energy is different In 0 first approximation leads to a high plasma density and also a high power density of the coupled electromagnetic radiation to a high energy at a certain point
  • the energy distribution correlates closely with the cleaning effect of the plasma at the specific Because the more energy the electrons and ions have in the plasma, the more energy they can pass on to the contamination in order to break it down and possibly react with the contamination or the fission products. The aim is that as much contamination as possible in volat is reacted, which can be pumped out
  • FIG. 16 A specific electrode arrangement for selectively influencing the energy distribution of the electrons or ions over the surface 60 to be cleaned via the coupled electromagnetic waves is shown in FIG. 16 Antenna can be used to couple electromagnetic waves Each sub-electrode 29a-f can be independently controlled via the respective controller 62a-f to adjust the frequency 5 and the power of the electromagnetic waves coupled from the respective sub-electrode 29a-f electromagnetic waves can be different plasma density distributions and different ion / electron Energ ⁇ everte ⁇ lept set
  • the choice of six sub-electrodes 29a-f in the present example goes back to the elliptical contour of the surface 60 to be cleaned, which can be approximated by a hexagon
  • the number of sub-electrodes could can also be two, three, four, five, seven, eight or more
  • the irradiated electromagnetic waves can also vary over time, in particular in the case of the use of oxidizing plasma gas, damage to be cleaned Component 59
  • FIGS. 17a, b A different approach for generating an inhomogeneous plasma is shown in FIGS. 17a, b.
  • a concentration gradient of the plasma gas or gases in the area in which the plasma is ignited is specifically produced.
  • an annular gas supply 34 'with openings 63 is used to supply plasma gas from several sides.
  • a higher plasma gas concentration leads to ignition of a plasma even with lower power of the irradiated electromagnetic wave.
  • the dashed line also indicates here the area 61 defined by the electrode 29, which in this example is slightly smaller than the area 60 to be cleaned
  • FIGS. 4a, b show schematically further arrangements of plasma and measuring units, which in turn are optimized for the measurement of the residual gas atmosphere during the operation of the EUV lithography apparatus or another EUV vacuum system.
  • an application environment is assumed by the partial pressure of the Plasma gas usable gases in the residual gas atmosphere is not sufficient to ignite a plasma 36 between the electrodes 29 Therefore, in addition to the power and voltage supply 35 and a gas supply 34 is provided in order not to noticeably change the residual gas atmosphere, only the amount of gas is supplied, which is necessary In order to ignite and maintain the plasma 36, a capillary is therefore preferably used as gas supply 34.
  • the plasma 36 is ignited, for example, by means of high-frequency electromagnetic or microwave radiation.
  • the plasma 36 is located inside an inner shield 37b, which in turn is arranged inside an outer shield 37a.
  • the inner shield 37b serves primarily to collect possibly separated electrode material so that it deposits there and does not penetrate into the residual gas atmosphere and leads to contamination.
  • the outer shield is used for local limitation of the plasma. Preferably, it is designed to save space as a sleeve, which is open at its end faces so that the residual gases can freely penetrate to the plasma in order to be detected there spectroscopically.
  • it is additionally possible to provide a coarse-meshed metallic net comparable to that of the arrangement from FIG. 3b on at least one of the end faces of the outer shield
  • FIGS. 4a and 4b differ with respect to their means for carrying out spectroscopic measurements on the plasma.
  • emission measurements are carried out with the aid of the optical fiber 31.
  • transmission measurement is additionally effected by means of the optical fiber 56 carried out
  • FIGS. 5a to 8c show schematically some solution approaches for these problems
  • FIG. 5 a shows a motor drive 41 comprising a stepping motor and a gear on the vacuum side of the wall 38
  • the unit 41 comprising a motor and a gearbox is encapsulated in a vacuum-tight manner in the housing 43.
  • the electrical supply takes place via a vacuum-tight passage 40, eg as a vacuum flange with electrical feed-through Wall 38 between vacuum and atmosphere and in the housing 43, so that there is no leak to the vacuum creates the best vacuum tightness is achieved by means of metal seals
  • the axis of the motor drive 41 is guided via a magnetic coupling 42 in the vacuum to the mechanical movement in the vacuum This is how to transfer oil and grease ensures that the EUV vacuum is not contaminated during operation or when the motor malfunctions, eg by overcurrent of the motor.
  • this makes it possible to provide conventional drives, which are not designed for use in a vacuum, but very high precision to use for the movement of components of the EUV lithography device
  • the cables 39 are both data cables for the motor control and electrical lines for the voltage or power supply
  • Data cables are preferably coated with stainless steel to prevent them from absorbing interference signals from the plasma.
  • stainless steel has the advantage that it does not or only slightly outgas and is hardly attacked by plasma
  • the schematic structure of a stainless steel sheathed cable for use as a data cable in the EUV vacuum is shown in FIG. 8b, where 45 is the wire serving as a cable and 52 is the stainless steel sheath of the data cable should end in vacuum-tight capsules, which are welded on one side to the outside of the stainless steel jacket and on the other side have a connector equipped with a ceramic connector lead-through
  • Both the data cables and the other cables must be brought into shape before their installation and can then be installed with the aid of fixings 44, as shown schematically in FIG. 5b.
  • the fixations 44 are in particular in the case of wires without any cladding or sheathing an example of such a fixation is shown in Figure 6, in which the wire 45 is fixed to a fixed base 48 by being clamped in the ceramic member 46 and screwed with the screw 47 to the fixed base 48 With a Such an arrangement can be used for voltage cables, for example, to transmit voltages of up to 2500V Since the data and other cables proposed here are rigid and can not be moved, they are preferably contacted with moving elements such as a motor as shown in Figure 7.
  • the corresponding cable is connected to a fixed contact plate 49, which in turn is provided with spiral wires
  • the spiral wires are in turn arranged around the axis of rotation 51 of the drive in the vacuum enclosure 43, so that a contact is ensured even during operation of the motor when the axis 51 rotates
  • FIG. 10 shows in a flowchart the sequence of an embodiment of the method for measuring the residual gas atmosphere, in particular for monitoring the residual gas atmosphere within an EUV lithography apparatus.
  • a limiting concentration of a contaminating substance is determined which corresponds to a certain partial pressure of this substance in the Residual gas atmosphere corresponds and, for example, in an emission spectrum of the plasma expressed as a specific intensity at a wavelength characteristic for this substance
  • z B within the projection system or of the illumination system
  • a plasma ignited whose emission spectrum is measured (step 105)
  • the current concentration of the contaminating substance is determined (step 107) If necessary, m
  • the calculated current concentration is compared with the previously defined limit value in a step 109. If the current concentration is below the limit value, the EUV lithography apparatus can continue to be operated without any major risk of contamination and within the limits Otherwise, the operation should be interrupted
  • FIG. 11 shows in a flow chart the sequence of an embodiment of the method for cleaning a component of an EUV lithography apparatus.
  • a first step 201 as in the method explained with reference to FIG. 10, a limiting concentration of a contaminating substance is determined which corresponds to a certain partial pressure of this substance in the residual gas atmosphere corresponds and, for example, in an emission spectrum of the plasma as a specific intensity at a for this
  • a plasma is ignited immediately adjacent to the surface of the component to be cleaned.
  • an emission spectrum of the plasma is recorded (step 205).
  • the emission spectrum becomes the current concentration the contaminating substance determined (step 207)
  • the determined current concentration is compared in a step 209 with the predetermined limit If the current concentration is above the limit, there is still too much contamination to end the cleaning process, and in the context of the other Otherwise, the cleaning process may be terminated (step 211).
  • the concentration more than just one contaminating substance can be monitored at the same time. Measurements can be carried out continuously as required or random measurements can be taken at longer intervals.
  • the first option is particularly useful for monitoring a cleaning process, the second option during the monitoring of the residual gas atmosphere during the ongoing operation of an EUV lithography device
  • FIG. 19 schematically shows an EUV lithography apparatus 110.
  • the essential components are the beam-forming system 11 1, the illumination system 114, the photomask 117 and the projection system 120.
  • the EUV lithography apparatus 110 is operated under vacuum conditions so that the EUV radiation inside is as high as possible little is absorbed
  • a plasma source or else a synchrotron can serve as the radiation source 112.
  • the emerging radiation in the wavelength range of approximately 5 nm to 20 nm is initially focused in the collimator 11b.
  • the desired filter wavelength is filtered out by means of a monochromator 113a by variation of the angle of incidence the collimator 113b and the monochromator 1 13a usually formed as reflective optical elements collimators are often cup-shaped reflective optical elements to achieve a focusing or collimating effect on the concave surface, the reflection of the radiation takes place, wherein for reflection often no multilayer system on the concave surface is used, since the widest possible wavelength range is to be reflected
  • the filtering out of a narrow wavelength band by reflection occurs at the monochromator, often with the help of a lattice structure or a multilayer system
  • the operating beam processed in the beam-forming system 11 1 with respect to wavelength and spatial distribution is then introduced into the illumination system 114.
  • the illumination system 114 has two mirrors 115, 116.
  • the mirrors 115, 16 guide the beam onto the photomask 1 17, which has the structure to be imaged onto the wafer 121.
  • the photomask 117 is also an EUV and soft wavelength reflective optical element which is changed according to the manufacturing process.
  • the optical system of FIG The projection system 120 has two mirrors 118, 119 in the example shown. It should be noted that both the projection system 120 and the illumination system 114 each have only one or three, four, five and more r mirror may have
  • the vacuum system of the EUV lithography apparatus 110 is subdivided into various vacuum subsystems, each of which has its own vacuum chamber and a pre-pump and a main pump. Illustrated in FIG. 19 are vacuum systems designed to be at least as independent of one another Vacuum can be adapted to the different conditions in different components conditions are the vacuum system of the beam forming system 11 1 with vacuum chamber 134, backing pump 135 and main pump 136, the lighting system 1 14 with vacuum chamber 138, backing pump 139 and main pump 140 and the projection system 120 with vacuum chamber 142nd , Vorpumpe 143 and main pump 144 In order to ensure a high vacuum, not only one pump per vacuum system is used in the present example, but each with a backing pump 135, 129, 143, which initially provide a vacuum of lesser good, but is sufficient, Depending on the requirements, a vacuum system can also have a combination of three, four, five or more pumps.
  • the pumps can be directly connected to the respective main pump 136, 140, 144, which in turn provides the vacuum necessary for the operation of the EUV lithography device be connected to the vacuum chambers, in FIG In the example shown in FIG. 19, the pumps are connected to the respective vacuum chambers via feed lines 137, 141, 145.
  • the subdivision in terms of the vacuum can allow a faster pumping off of the EUV lithography device at the start of the start of operation
  • the gas discharge is triggered in the form of a spark discharge.
  • Em Funke can be easily ignited with simple technical means and in a locally highly limited space and leads to a short-term gas discharge
  • a strong electric field or a high voltage is applied between, for example, two electrodes, which leads to an excitation of the electrons in the gas phase between the electrodes, which in turn leads to the emission of photons during the depletion of the electrons.
  • the emitted photons become a spark and are detected, preferably measured spectroscopically to obtain information about the presence of contaminating materials
  • modules 122-133 which have means for igniting a spark and means for the spectroscopic measurement of the radiation emitted by the spark, are arranged at different locations within the EUV lithography apparatus 110. It should also be noted that the means for igniting a spark and the Means for spectroscopic measurement of the radiation emitted by the spark can be arranged as such within the EUV L ⁇ thograph ⁇ evor ⁇ chtung 110. In particular, the means for igniting a spark, for example via electrical feedthroughs in the supply lines or vacuum chamber walls can be introduced into the monitored vacuum The module 128 is arranged so that in general the contamination within the illumination system 114 can be measured.
  • the modules 124, 125, 129, 130, and 133 are positioned near vacuum locks for inferior vacuum conditions to detect any weak points of the locks and therefore increased contamination during operation of the EUV lithography apparatus. Particularly important is the module 133, since the wafer 121 may be coated with photoresist for the exposure process, which may outgas and, when it enters the vacuum chamber 142 of the projection system 120, may result in severely damaging contamination of the mirrors 118, 119.
  • modules 122, 123, 126, 127, 131, 132 are arranged in the supply lines 137, 141, 145 of the pumps 135, 136, 139, 140, 143, 144 to the vacuum chambers 134, 138, 142.
  • pumps can also be a serious source of contamination. It is true that pumps do not run out during correct operation or are free of lubricant on the vacuum side.
  • their gearboxes are often lubricated with fluorocarbons such as fluorinated polyethers or with oil or grease in the pumps used as backing pumps. Although the lubricants have a low vapor pressure, but in vacuum, which is sufficient for the EUV lithography operation, can still outgas too much of it.
  • FIG. 20a, b Two preferred embodiments of a module 146 with means 149, 153 for igniting a spark 150 and means 151, 152 for the spectroscopic measurement of the radiation emitted by the spark 150 for installation in an EUV Lithographievor ⁇ chtung are shown schematically in Figures 20a, b in the Figures 20a, b illustrated examples are optimized for installation in pump feeders by the module 146 is formed as a pipe section having a flange 147 at both ends for connection to the supply line 148 It may also directly the pump and / or the vacuum chamber to the It is also possible to form the module, for example, as opened on only one side and provided with a flange, in order to connect it, for example, to a vacuum chamber wall or supply line
  • the means for igniting a spark 150 may be formed, for example, as a pair of electrodes 149, as shown in Figure 20a.
  • the module wall or a wall of the vacuum chamber, the supply line or the pump can serve as a counter electrode, so That only one of the two electrodes 149 is sufficient If the distance to the counterelectrode is correspondingly small, the electrodes can be designed to be very small and space-saving, so that the operation of the EUV lithography device can not be expected to be impaired by the spark 150
  • spark plug 153 to ignite a spark 150 as shown in Figure 20b spark plugs are inexpensive and easy to obtain because they are usually made of ceramic and therefore not outgas on irradiation with EUV or soft X-rays and contamination in the Gas phase, they are well suited for use in vacuum in EUV Lithographyvomchtache
  • Radiation is preferably a combination of optical fiber 151 projecting into the vacuum and spectroscope 152 arranged outside the EUV vacuum.
  • optical fibers in particular glass fibers, have the advantage that they do not outgas under vacuum even when irradiated with EUV or soft X-radiation have a minimum space requirement, so that the operation of the EUV
  • Lithography device is not affected All other components used for the Measurement were necessary, but have a certain amount of space and, if necessary, are not vacuum taughch, are summarized in the present example in the outsourced spectrometer 152
  • FIG. 21 An example of a suitable embodiment of the spectrometer 152 is shown schematically in FIG. 21.
  • a coupling-in unit 154 is provided at its one end.
  • a corresponding one is provided at its other end From there, the photons in an energy-dispersive analyzer, such as a grating monochromator 156 to record a energy-resolved spectrum of the emitted photons
  • the photons are diffracted depending on their energy or wavelength on the grating monochromator 156 at a different angle, so that they at different
  • the photons are converted into electrical current that is proportional to the number of photons in the respective energy range and for each energy source
  • a transient recorder 159 is used.
  • a transient recorder is understood to mean a fast data memory which can record and store a large amount of data in a short time, for example, by scanning many emission spectra per second over a characteristic energy range
  • the transient recorder 159 is clocked so fast that it can completely read out the CCD detector 157 more than once over the readout cable 158 during the lifetime of a spark. This provides additional information about the current contamination, as will be explained It should be noted that it is also possible to use devices for reading out the detector, which only read out the detector once per spark, since this provides the essential information about the contamination.
  • FIGS. 22 a, b schematically show two spectra in the case of energy-resolved measurements of the photons emitted by the spark.
  • the measured current J which is equivalent to the photon intensity or number and thus to the Amount of certain contaminating substances is plotted against the energy E.
  • the spectra were recorded at different times t1 and t2 during the lifetime of a spark Since the energy E of the emitted photons depend on the respective quantum mechanical energy levels within the atoms and molecules excited by the spark discharge, are the energies or the
  • the photons of energy E4 are an indication of non-sparking contamination already deposited on surfaces within the vacuum system
  • Photons of energy E2 are indicative of a substance that is present in the gas phase as well as non-volatile on the surface.
  • the photon intensity at E3 remains unchanged, which indicates a substance only in the gas phase.
  • the photon intensity at E1 decreases over the spark life, what happen can, when a substance is not only excited by the spark, but also decomposed For certain substances, temporal changes in the photon intensity on the
  • a spectroscopic measurement per spark is sufficient.
  • a spectroscopic measurement per spark is sufficient.
  • the concentration and, if necessary, composition of several substances of the contamination can be detected Contamination during the operation of an EUV It may be sufficient to observe only the fluctuation in the total concentration of the contaminating substances, for example, if other monitoring methods are also used, or if monitoring should be done only for pump damage or leaks which would result in a sudden and noticeable increase in the total concentration in such cases can also be dispensed with the energy resolution in the photon measurement and, for example, a simple photon detector or a camera are sufficient to detect the occurrence of emitted radiation
  • FIG. 23 shows in a flowchart an example of carrying out the method of contamination measurement proposed here.
  • a first step 301 a limiting concentration of a contaminating substance which is to be specially monitored is firstly determined Which contaminating substances should be monitored and where appropriate Limiting concentrations depend on the specific EUV lithography device and its components as well as on the operating conditions.
  • a further step 303 an attempt is made to ignite a spark between the electrodes arranged within an EUV lithography apparatus.
  • the electrode spacing and the ignition voltage can be achieved that a spark from a certain vacuum deterioration
  • this is chosen so that no contamination of the optical elements, in particular the mirror is to be expected in significant proportions
  • the Zundvorgang is repeated from time to time (step 305) Once a spark skips, is the spectroscopic measurement of the radiation emitted by the spark is carried out (step 307).
  • the signal that a spark has jumped over can be used, for example, to report this information to a central controller and, if necessary, to increase the pump power or take other measures the spectroscopic measurement can determine the current concentration of the respective substance (step 309) and compare with the limit (step 311) If the limit is exceeded, the operation of the EUV L ⁇ thograph ⁇ e is to end before, for example, the mirror or other components are damaged , or any other suitable Otherwise, the above steps may be repeated (step 313) to continue monitoring the vapor phase contamination during operation of the EUV lithography apparatus. More elaborate details may also be taken of the size of the spark monitor to draw additional conclusions on a deterioration or improvement of the vacuum.
  • a module can be used with means for triggering a gas discharge, as can also be used for measuring the contamination on a module with means for igniting a plasma.
  • a spectroscopic analysis is performed, which can be evaluated according to the respective question.
  • modules which have both means for triggering a gas discharge and means for igniting a plasma, wherein, depending on the desired measurement, a gas discharge is triggered or a plasma is ignited and analyzed and evaluated spectroscopically.

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Abstract

Es wird vorgeschlagen, zum Reinigen von Komponenten (30) im Inneren einer EUV-Lithographievorrichtung für den extremen ultravioletten und weichen Röntgen-Wellenlangenbereich benachbart zu der zu reinigenden Komponente (30) ein Plasma mittels Elektroden (29) zu zünden, wobei die Elektroden (29) an die Form der zu reinigenden Komponente (30) angepasst sind. Anhand des Plasmas wird spektroskopisch die Restgasatmosphäre gemessen. Vorzugsweise wird ein Emissionsspektrum aufgenommen, um den Reinigungsgrad zu überwachen. Dazu wird vorteilhafterweise ein optisches Faserkabel (31 ) mit einer Einkoppeloptik (32) eingesetzt. Außerdem wird, um während des Betriebs einer EUV- Lithographievorrichtung die Kontamination in der Gasphase innerhalb der Vakuumkammern zu überwachen, vorgeschlagen, Module vorzusehen, die Mittel zum Auslösen einer Gasentladung und Mittel zur Detektion von aufgrund der Gasentladung emittierter Strahlung aufweisen. Aus der Analyse des gemessenen Spektrums kann auf die Kontamination in der Gasphase zurück geschlossen werden.

Description

Verfahren zum Reinigen einer EUV-Lithoqraphievorrichtung, Verfahren zur Messung der Restgasatmosphäre bzw. der Kontamination sowie EUV-Lithographievorrichtunq
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Komponenten im Inneren einer EUV-Lithographievornchtung für den extremen ultravioletten und weichen Rontgen-Wellenlangenbereich und auf ein Verfahren zur Messung der Restgasatmosphare im Inneren einer Vakuumkammer einer EUV-Lithographievorπchtung Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Modul zur Messung der Restgasatmosphare Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine EUV-Lithographievorπchtung sowie auf ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievomchtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Messung von Kontamination in EUV-Lithographievomchtungen Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine EUV-Lithographievornchtung mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe aufweist, sowie auf ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem, insbesondere für eine EUV- Lithographievorπchtung, mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe aufweist Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Modul für den Einbau in ein Vakuumsystem einer EUV-Lithographievornchtung
Hintergrund und Stand der Technik
In EUV-Lithographievorπchtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten (EUV) und weichen Rontgen- (SX-) Wellenlangenbereich (z B Wellenlangen zwischen ca 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Multilayerspiegel eingesetzt Da EUV-Lithographievomchtungen in der Regel mehrere reflektive optische Elemente aufweisen, müssen diese eine möglichst hohe Reflektivitat aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivitat sicherzustellen Die Reflektivitat und die Lebensdauer der reflektiven optischen Elemente kann durch
Kontamination der optisch genutzten reflektiven Flache der reflektiven optischen Elemente, die aufgrund der kurzwelligen Bestrahlung zusammen mit Restgasen in der Betriebsatmosphare entsteht, reduziert werden Da üblicherweise in einer EUV- Lithographievorπchtung mehrere reflektive optische Elemente hintereinander angeordnet sind, wirken sich auch schon geringere Kontaminationen auf jedem einzelnen reflektiven optischen Element in größerem Maße auf die Gesamtreflektivitat aus Um eine hinreichende Lebensdauer bei guter Reflektivitat zu gewahrleisten, ist es hilfreich die Zusammensetzung der Restgasatmosphare überwachen zu können, um bei Anstieg der Konzentration der zu Kontamination fuhrenden Gase den Betrieb der EUV- Lithographievorrichtung zu unterbrechen und nötigenfalls eine Reinigung insbesondere der optischen Komponenten durchzufuhren Eine Möglichkeit der Insitu-Reinigung besteht darin, sie mit einem Strahl aus atomarem Wasserstoff zu beschießen, der an einem Gluhdraht aus darüber fließendem molekularem Wasserstoff generiert wird Einerseits werden langerkettige Moleküle auf den zu reinigenden Oberflachen durch den Energieeintrag aufgespalten, andererseits reagiert der atomare Wasserstoff mit den Molekülen zu fluchtigen Verbindungen, die abgepumpt werden können
In Vakuumsystemen für die EUV-Lιthographιe, die zumindest eine Vakuumkammer und eine Pumpe aufweisen, sollte außerdem die Kontamination in der Gasphase stets unter bestimmten Grenzwerten hegen, da sonst wahrend des Behchtungsvorgangs die
Kontamination aus der Gasphase mit der einfallenden Strahlung im EUV- bis weichen Rontgenwellenlangenbereich wechselwirkt und auf die optisch genutzten Flachen der reflektiven optischen Element abgeschieden wird
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Betrieb einer EUV- Lithographievorπchtung in Hinblick auf die Vermeidung von Kontamination handhabbarer zu machen
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Messen der Restgasatmosphare im Inneren einer Vakuumkammer einer EUV-Lithographievorπchtung für den extremen ultravioletten und weichen Rontgen-Wellenlangenbereich gelost, bei dem im Inneren der Vakuumkammer ein Plasma gezündet wird und am Plasma eine spektroskopische Messung durchgeführt wird
Da im Plasma prinzipiell alle in der EUV-Lithographievomchtung vorhandenen Restgase umgesetzt werden, lasst sich insbesondere auch wahrend des Betriebs der EUV- Lithographievorπchtung über eine spektroskopische Messung an dem Plasma die aktuelle Zusammensetzung der Restgasatmosphare bestimmen bzw das Vorhandensein von für die Kontamination besonders kritischen Substanzen detektieren. Ebenso lässt sich während einer Reinigung deren Abnahme detektieren.
Außerdem wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Reinigen von Komponenten im Inneren einer EUV-Lithographievorrichtung für den extremen ultravioletten und weichen Röntgen-Wellenlängenbereich gelöst, bei dem benachbart zu einer Komponente mit einer zu reinigenden Fläche ein Plasma gezündet wird, wobei das Plasma mit Hilfe einer Elektrode gezündet wird, deren Form derart an die zu reinigende Fläche der Komponente angepasst ist, dass das gezündete Plasma sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca. ±20% auf die zu reinigende Fläche beschränkt.
Die Plasmareinigung mit angepasster Elektrodenform hat zum einen den Vorteil schonender für die zu reinigenden Oberflächen zu sein als die herkömmliche Wasserstoffreinigung, da Kontaminationen vermieden werden können, die bei der Erzeugung des atomaren
Wasserstoff am Glühdraht generiert werden, und insbesondere die Wärmelast verringert werden kann. Denn der am Glühdraht erzeugte atomare Wasserstoff hat eine entsprechend hohe Temperatur. Der Beschuss der zu reinigenden Oberfläche mit dem atomaren Wasserstoff hat daher einen Wärmeeintrag zur Folge, der insbesondere wenn es sich um Oberflächen von optischen Komponenten auf der Basis von Viellagensystemen handelt, zu einer Strukturveränderung dieser Viellagensysteme führen kann, z.B. aufgrund von Diffusionsprozessen an der Lagengrenze, die eine irreversible Reflektivitätsminderung zur Folge hat. Plasmen hingegen werden durch Einkoppeln von elektromagnetischen Wellen in das anzuregende Gas gezündet, so dass die in das Plasma gebrachten Ionen keine wesentlich höhere Temperatur als die zu reinigende Oberfläche haben. Zum anderen führt das hier vorgeschlagene Verfahren zu einer effizienteren Reinigung, da über die Elektrodenform gewährleistet wird, dass sich das Plasma im Wesentlichen gleichmäßig über im Wesentlichen die gesamte zu reinigende Oberfläche ausbreitet.
Beide Verfahren werden vorteilhafterweise dahingehend miteinander kombiniert, dass am Plasma, das zur Reinigung einer Komponente eingesetzt wird, eine spektroskopische Messung durchgeführt wird. Da sich während der Reinigung auch die kontaminierenden Substanzen bzw. ihre Folgeprodukte im Plasma befinden, erhält man über die spektroskopische Messung zeitnah Aufschluss über den aktuellen Reinigungsgrad und dies ohne Unterbrechung der Reinigung, wie dies bei der herkömmlichen Wasserstoffreinigung notwendig wäre. Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch ein Modul zur Messung der Restgasatmosphäre in einer Vakuumkammer, insbesondere in einer Vakuumkammer einer EUV- Lithographievorrichtung, das Mittel zum Zünden eines Plasmas sowie Mittel zur Messung der Emission oder Transmission des Plasmas aufweist.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine EUV-Lithographievorrichtung für den extremen ultravioletten und weichen Röntgen-Wellenlängenbereich, die in ihrem Inneren eine Elektrode zum Zünden des Plasmas aufweist, wobei die Elektrode benachbart zu einer begrenzten Oberfläche angeordnet ist und in ihrer Form an die Kontur der Oberfläche derart angepasst ist, dass ein gezündetes Plasma sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca. ±20% auf die begrenzte Oberfläche beschränkt, sowie durch ein Beleuchtungssystem bzw. ein Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, das in seinem Inneren eine Elektrode zum Zünden des Plasmas aufweist, wobei Elektrode benachbart zu einer begrenzten
Oberfläche angeordnet ist und in ihrer Form an die Kontur der Oberfläche derart angepasst ist, dass ein gezündetes Plasma sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca. ±20% auf die begrenzte Oberfläche beschränkt.
Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch eine EUV-Lithographievorrichtung für den extremen ultravioletten und weichen Röntgen-Wellenlängenbereich bzw. ein Beleuchtungssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, bzw. ein Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einer Vakuumkammer und einem Modul zur Messung der Restgasatmosphäre in einer
Vakuumkammer, das Mittel zum Zünden eines Plasmas sowie Mittel zur Messung der Emission oder Transmission des Plasmas aufweist.
Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Messung der Kontamination innerhalb eines Vakuumsystems einer EUV-Lithographievorrichtung gelöst, bei dem innerhalb des Vakuumsystems mittels einer Gasentladung Elektronen von in der Gasphase vorhandener Materie auf ein höheres Energieniveau angeregt werden und die Strahlung detektiert wird, die die angeregten Elektronen beim Übergang von dem höheren Energieniveau auf ein niedrigeres Energieniveau emittieren. Insbesondere wird dadurch eine Möglichkeit zur Messung der Kontamination, insbesondere in EUV-Lithographievorrichtungen, aufgezeigt, die auch während des laufenden Betriebs der EUV-Lithographievorrichtung durchführbar ist. Bei einer Gasentladung wird auf die in der Gasphase im Bereich der Gasentladung vorhandenen Atome und Moleküle Energie übertragen, so dass deren Elektronen auf quantenmechanisch höhere Energieniveaus angeregt werden Nach kürzester Zeit kehren die Elektronen auf einen niedrigeren bzw ihren Grundzustand zurück und geben die
Energiedifferenz in Form von Photonen ab Die Energie bzw Wellenlange der emittierten Photonen ist charakteristisch für die verschiedenen Atome und Moleküle
Da eine Gasentladung gut auf lokal stark begrenztem Raum ausgelost werden kann, iasst sich dies durchfuhren, ohne dass der Betrieb der EUV-Lithographievornchtung merkbar beemflusst werden wurde Da außerdem die Emission der Photonen unmittelbar bei auslosen der Gasentladung stattfindet und es mit üblichen spektroskopischen Messmethoden möglich ist, die Emission unverzüglich zu messen und auszuwerten, lassen sich sehr zeitnah Informationen über die Kontamination in der Gasphase innerhalb der EUV- Lithographievorrichtung erhalten, die ein sofortiges Reagieren z B durch Zuleitung anderer Gase, um über chemische Reaktionen die Kontaminationsgefahr zu verringern, oder Zuschalten von zusätzlicher Pumpleistung etc erlauben
Ferner wird die Aufgabe gelost durch eine EUV-Lithographievornchtung mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe, bei der im Inneren des Vakuumsystems Mittel zum Auslosen einer Gasentladung und Mittel zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung angeordnet sind, sowie durch ein Beleuchtungssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievornchtung, mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe aufweist, bei dem im Inneren des Vakuumsystems Mittel zum Auslosen einer Gasentladung und Mittel Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung angeordnet sind, und durch ein Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievornchtung, mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe aufweist, bei dem im Inneren des Vakuumsystems Mittel zum Auslosen einer Gasentladung und Mittel zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung angeordnet sind
Im Übrigen wird die Aufgabe durch ein Modul für den Einbau in ein Vakuumsystem einer EUV-Lithographievornchtung mit Mitteln zum Auslosen einer Gasentladung und Mitteln zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die
Gasentladung emittierten Strahlung gelost Mithilfe des Moduls lassen sich bestehende EUV-Lithographievorπchtungen, Beleuchtungssysteme und Projektionssysteme nachrusten, um eine Überwachen der Kontamination auch wahrend des Betriebs zu erlauben
Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhangigen Ansprüchen
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel naher erläutert werden Dazu zeigen
Figur 1 schematisch eine Ausfuhrungsform einer EUV-Lithographievorπchtung mit einem Beleuchtungssystem und einem Projektionssystem,
Figuren 2a-d Prinzipskizzen von verschiedenen spektroskopischen Messungen,
Figuren 3a-c schematisch eine erste und zweite Variante einer Plasma- und Messeinheit für Emissionsmessungen und eine dritte Variante für Transmissionsmessungen,
Figuren 4a, b schematische zwei weitere Variante einer Plasma- und Messeinheit, jeweils für Emissionsmessungen und für Transmissionsmessungen,
Figuren 5a, b schematische eine erste und zweite Variante der Verkabelung eines vakuumtaughchen Antriebs,
Figur 6 schematisch die Befestigung eines Kabels zu Strom- oder Spannungsversorgung,
Figur 7 die Kontaktierung eines vakuumtaughchen Antriebs,
Figuren 8a-c schematisch den Aufbau vakuumtauglicher Kabel,
Figur 9 schematisch den Aufbau einer Elektrode, Figur 10 ein Flussdiagramm zu einer Ausfuhrungsform des Verfahrens zur
Messung der Restgasatmosphare innerhalb einer EUV- Lithographievorπchtung,
Figur 1 1 ein Flussdiagramm zu einer Ausfuhrungsform des Verfahrens zur
Reinigung einer Komponente innerhalb einer EUV- Lithographievorπchtung,
Figuren 12a,b schematische Darstellungen von Plasmen unterschiedlicher Dichte,
Figur 13 eine schematische Darstellung einer Elektrodenanordnung,
Figur 14 eine schematische Darstellung eines Plasmas mit bestimmter
Energieverteilung,
Figur 15 eine schematische Darstellung der Energieverteilung des Plasmas aus
Figur 14,
Figur 16 eine schematische Darstellung einer segmentierten Elektrode,
Figuren 17a,b schematische Darstellung von Elektrodenanordnungen mit Gaszufuhr,
Figur 18 eine schematische Darstellung eines Spektroskops,
Figur 19 schematisch eine Ausfuhrungsform einer EUV-Lithographievorπchtung mit einem Beleuchtungssystem und einem Projektionssystem,
Figur 20a schematisch eine erste Ausfuhrungsform eines Moduls,
Figur 20b schematische eine zweite Ausfuhrungsform eines Moduls,
Figur 21 schematische eine Anordnung zur Messung des vom Funken emittierten Strahlung,
Figuren 22a, b schematische Emissionsspektren zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1 , t2 der Funkenlebensdauer, und Figur 23 ein Flussdiagramm zu einer Ausfuhrungsform des Verfahrens zur
Messung der Kontamination
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In Figur 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievomchtung 10 dargestellt Wesentliche Komponenten sind das Strahlformungssystem 11 , das Beleuchtungssystem 14, die Photomaske 17 und das Projektionssystem 20
Als Strahlungsquelle 12 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen Die austretende Strahlung im Wellenlangenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst im Kollimator 13b gebündelt Außerdem wird mit Hilfe eines Monochromators 13a durch Variation des Einfallswinkels die gewünschte Betπebswellenlange herausgefiltert Im genannten Wellenlangenbereich sind der Kollimator 13b und der Monochromator 13a üblicherweise als reflektive optische Elemente ausgebildet Kollimatoren sind häufig schalenförmig ausgebildete reflektive optische Elemente, um einen fokussierenden bzw kolhmierenden Effekt zu erreichen An der konkaven Flache findet die Reflexion der Strahlung statt, wobei zur Reflexion häufig kein Viellagensystem auf der konkaven Flache verwendet wird, da ein möglichst breiter Wellenlangenbereich reflektiert werden soll Das Herausfiltern eines schmalen Wellenlangenbandes durch Reflexion geschieht am Monochromator, oft mit Hilfe einer Gitterstruktur oder eines Multilayersystems
Der im Strahlformungssystem 11 in Hinblick auf Wellenlange und raumliche Verteilung aufbereitete Betriebsstrahl wird dann in das Beleuchtungssystem 14 eingeführt Im in Figur 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei Spiegel 15, 16 auf Die Spiegel 15, 16 leiten den Strahl auf die Photomaske 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 21 abgebildet werden soll Bei der Photomaske 17 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV- und SX-Wellenlangenbereιch, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt wird Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Photomaske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet Das Projektionssystem 20 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 18, 19 auf Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 20 als auch das Beleuchtungssystem 14 jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können In den meisten Fallen befinden die Spiegel sich insbesondere wahrend des Lithographiebetriebs in einem Vakuum, weshalb das Beleuchtungssystem 14 und das Projektionssystem 20 der EUV- Lithographievorrichtung 10 Vakuumkammern 72 bzw. 73 aufweisen.
Die EUV- oder SX-Strahlung selbst, bzw. die durch die Bestrahlung generierten Photo- bzw. Sekundärelektronen, führt schon in einem geringen Umfang zum Aufspalten von Kohlenwasserstoffverbindungen, insbesondere auch von schwerflüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen, in kleinere kohlenwasserstoffhaltige Moleküle, die sich als Kontamination auf der optisch genutzten Fläche der reflektiven optischen Elemente ablagern können und dadurch deren Reflektivität verringern, insbesondere wenn eine Reaktion mit Photonen stattfindet.
Um das Vorkommen und ggf. auch die Konzentration insbesondere der Kohlenwasserstoffverbindungen, aber auch ggf. anderer kontaminierenden Substanzen in der Restgasatmosphäre zu messen, können an verschiedenen Stelle innerhalb der Lithographievorrichtung 10 modulartige Plasma- und Messeinheiten 22-28 angeordnet werden, vorzugsweise innerhalb der Vakuumkammern 72, 73. Innerhalb der Plasma- und Messeinheiten 22-28 wird über Elektroden ein Plasma gezündet. In dem Plasma finden sich alle aktuellen Bestandteile der Restgasatmosphäre in diesem Bereich der EUV- Lithographievorrichtung 10 wieder, so dass über spektroskopische Untersuchung des Plasmas genaue und konkrete Informationen über die aktuelle Zusammensetzung der
Restgasatmosphäre innerhalb der EUV-Lithographievorrichtung 10 erhalten werden können. Das Plasma kann entweder zur Messung der Restgasatmosphäre während des Betriebs der EUV-Lithographievorrichtungen 10 dienen wie bei den Plasma- und Messeinheiten 22, 23, 24 oder es kann primär zur Reinigung von Komponenten 15,16,18,19 innerhalb der EUV- Lithographievorrichtung 10 verwendet werden wie bei den Plasma- und Messeinheiten 25, 27. Bei parallelen spektroskopischen Messungen am Plasma lässt sich von der aktuellen Zusammensetzung der Restgasatmosphäre in unmittelbarer Umgebung der zu reinigenden Komponente 15,16, 18,19 auf den Grad der bereits erfolgten Reinigung zurückschließen: Während der Plasmareinigung gehen die kontaminierenden Substanzen bzw. ihre Folgeprodukte in die Gasphase und ins Plasma über. Fängt ihre Konzentration an zu sinken, ist dies ein Hinweis darauf, dass an der zu reinigenden Oberfläche der Komponente 15,16,18, 19 weniger Kontamination vorhanden ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Plasma- und Messeinheiten so ausgelegt sein können, dass sie sich gleichermaßen zum Reinigen und zum Überwachen der Restgasatmosphäre eignen. Insbesondere stimuliert das Plasma die Desorption von Kohlenwasserstoffen im Aufenthaltsbereich des Plasmas, was de facto die Nachweisempfindhchkeit von kontaminierenden Substanzen in der Restgasatmosphare erhöht
Anwendbar sind verschiedenste spektroskopische Methoden wie z B Transmissionsmessungen Besonders bevorzugt ist wegen des geringen Instrumentellen Aufwandes bei gleichzeitig hoher Nachweisempfindhchkeit insbesondere für Kohlenwasserstoffe die Emissionsspektroskopie Im Plasma befinden sich alle chemischen Stoffe in einem hochangeregten, ionisierten Zustand, bei dem sie zur Emission von Photonen angeregt werden Dabei emittiert jeder Stoff Photonen bei einer oder mehreren für ihn charakteristischen Wellenlangen Daher kann aus einem Emissionsspektrum unmittelbar die Zusammensetzung des Plasmas und damit die Restgasatmosphare gemessen werden
In Figur 2a ist prinzipiell ein Emissionsspektrum für ein reines Plasma ohne merkbares Restgas dargestellt Es ist die Intensität I in Abhängigkeit der Wellenlange λ aufgetragen In einem reinen Plasma ohne Restgas erfolgt eine Emission nur bei der charakteristischen
Wellenlange des Plasmagases Ware eine kontaminierende Substanz aus dem Restgas im Plasma vorhanden, gäbe es zusätzlich eine Emission bei der charakteristischen Wellenlange λ0 dieser kontaminierenden Substanz, wie in Figur 2b prinzipiell dargestellt Diese Informationen kann man nutzen, um die Restgasatmosphare gezielt auf bestimmte kontaminierende Substanzen hin über die Zeit kontinuierlich zu überwachen
Zwei bevorzugte Möglichkeiten der Überwachung sind in den Figuren 2c, d als Prinzipskizze dargestellt, in denen speziell die Konzentration der kontaminierenden Substanz mit der charakteristischen Emissionswellenlange λ0 über die Veränderung der Emissionsintensitat l(λ0) bei dieser Wellenlange in Abhängigkeit von der Zeit t kontinuierlich überwacht wird In Figur 2c ist der Fall dargestellt, bei dem wahrend des Betriebes der EUV- Lithographievorπchtung überwacht wird, ob es zu einem plötzlichen Auftauchen der kontaminierenden Substanz kommt, z B durch ein Vakuumleck oder falls der EUV- oder SX-Strahl unbeabsichtigt seine Position verändert und dabei auf eine Stelle trifft, an der sich die kontaminierende Substanz abgelagert hatte, die nun durch die Bestrahlung in die Gasphase übergeht und dadurch die optischen Komponenten innerhalb der EUV- Lithographievornchtung gefährdet In der Emissionsmessung äußert sich dies dahingehend, dass zunächst die Intensität eine Zeitlang vernachlassigbar gering ist, dann ab einem bestimmten Moment stark ansteigt (Figur 2c) Man kann für die Konzentration bzw den Partialdruck der kontaminierenden Substanz einen Grenzwert festlegen, der in Figur 2c der Intensität I0 entspricht Solange die gemessene Intensität der Emission bei der charakteristischen Wellenlange λ0 sich unterhalb der Grenzintensitat I0 bewegt, besteht keine Gefahr einer übermäßigen Kontamination der 5 optischen Komponenten der EUV-Lithographievomchtung Sobald die Grenzintensitat I0 zu einer Zeit t0 überschritten wird, besteht die Gefahr einer derart starken Kontamination der optischen Komponenten, dass die Reflektivitat zu stark abnimmt Der Betrieb der EUV- Lithographievorπchtung sollte daher möglichst schnell unterbrochen werden, bevor eine Kontamination erfolgt, damit beispielsweise das Innere der EUV-Lithographievomchtung I O zusätzlich abgepumpt wird, um die kontaminierende Substanz aus der Restgasatmosphare zu entfernen
In Figur 2d ist illustriert, wie man mit Hilfe der Emissionsspektroskopie des Plasmas den Plasmareimgungsvorgang überwachen kann Durch die Wechselwirkung des Plasmas mit
15 der auf der zu reinigenden Oberflache befindlichen Kontamination geht die der
Kontamination zugrunde hegende Substanz bzw ihre Folgeprodukte in das Plasma über Daher ist zunächst die Intensität l(λ0) der Emission bei der für die kontaminierende chemische Substanz charakteristischen Wellenlange λ0 recht hoch Doch nach und nach wird im Plasma die gesamte Kontamination in unschädliche Verbindungen umgesetzt und 0 die im Plasma befindliche Menge der kontaminierenden chemischen Substanz sinkt Im gleichen Maße sinkt mit der Zeit auch die Intensität l(λ0) der Emission bei der für die kontaminierende chemische Substanz charakteristischen Wellenlange λ0 Auch im vorliegenden Fall kann man einen Grenzwert der Menge der im Plasma befindlichen kontaminierenden chemischen Substanz festlegen, der einer Grenzintensitat I0 entspricht 5 und bei dessen Unterschreitung die zu reinigenden Oberflache als hinreichend gereinigt gelten kann und der Reinigungsvorgang bei der Zeit tQ beendet werden kann
Es sei darauf hingewiesen, dass zum Zwecke der besseren Verständlichkeit des Funktionsprinzips die Figuren 2a-d stark vereinfacht sind Bei reellen Gasen und 0 kontaminierenden Substanzen wird man Emissionen bei mehreren charakteristischen Wellenlangen mit unterschiedlichen relativen Intensitäten messen Insbesondere bei der Reinigung wird man je nach kontaminierender Substanz nicht die Substanz selber, sondern ihre Folgeprodukte nach Zersetzung der Substanz unmittelbar an der zu reinigenden Oberflache nachweisen Aber auch die Folgeprodukte emittieren Photonen bei den ihnen 5 eigenen charakteristischen Wellenlangen Tatsachlich gemessene Emissionsspektren werden daher komplexer als die hier gezeigten Prinzipskizzen sein Da die Emissionsspektroskopie als solche aber eine seit vielen Jahrzehnten angewendete und erforschte Messmethode ist, kann auf eine sehr große und präzise Basis an Daten insbesondere zu den Emissionsspektren einer Vielzahl von chemischen Substanzen zurückgegriffen werden
Es sei darauf hingewiesen, dass das hier für die Emissionsspektroskopie Erläuterte im Wesentlichen auch für die Transmissionsspektroskopie gilt
Grundsatzlich kann nicht nur das Reinigungsplasma, sondern auch das Plasma zur Überwachung der Restgasatmosphare wahrend des Betriebs der EUV- Lithographievorπchtung mit einem beliebigen geeigneten Gas gezündet werden Zur Überwachung der Restgasatmosphare wahrend des Betriebs sind Inertgase bevorzugt, um unerwünschte Wechselwirkungen des Plasmas mit der EUV-Lithographievomchtung auf ein Minimum zu begrenzen Da oft EUV-Lithographievorπchtungen in einer Restgasatmosphare mit hohem Inertgasanteil betrieben werden, bevorzugt in einer Stickstoff-, Argon-, Krypton- Helium- oder Xenonatmosphare, ggf auch in einer Wasserstoffatmosphare oder auch einer Mischung aus zwei oder mehr dieser Gase, kann der bereits vorhandene Partialdruck schon ausreichen, um ein Plasma zu zünden Besonders bei geringem Elektrodenabstand lasst sich schon bei nicht allzu hohen Partialdrucken ein Plasma zünden Dies hat wiederum den Vorteil, dass das Plasma lokal stark begrenzt ist und daher nur minimal mit der EUV- Lithographievorπchtung wechselwirkt und den Betrieb nicht spurbar beemflusst Insbesondere ist hervorzuheben, dass die Messung der Restgasatmosphare über eine spektroskopische Messung am Plasma durchgeführt werden kann, ohne dass die Betriebsbedingungen für die Messung verändert werden mussten Dies ist ein großer Vorteil gegenüber üblichen Restgasanalysator, die auf dem Prinzip eines Massenspektrometers basieren und erst bei sehr geringen Drucken eingesetzt werden können, weswegen für eine bisher übliche Restgasanalyse zunächst das Vakuum im Inneren der EUV- Lithographievorπchtung verbessert werden muss Dies ist nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren nicht notwendig Für den Fall, dass der Partialdruck eines zundbaren
Plasmagases zu gering ist, kann auch eine Gaszufuhr vorgesehen werden, die dort mundet, wo das Plasma gezündet werden soll Als Plasmagas eignen sich u a Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Edelgase, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Methan und höhere Homologe sowie Mischungen dieser Gase Zum Zünden des Plasmas können elektromagnetische Wellen aus einem Frequenzbereich von ca 103 Hz bis 1011 Hz eingekoppelt werden Vorzugsweise werden elektromagnetische Wellen im Bereich von ca 103 Hz bis 108 Hz, besonders bevorzugt im Bereich von ca. 105 Hz bis 107 Hz für den hochfrequenten Wellenlängenbereich oder von ca. 109 Hz bis 1010 Hz, besonders bevorzugt von ca. 109 Hz für den Mikrowellenbereich gewählt. Die zu wählende Frequenz hängt allerdings sehr stark von dem für die Zündung verwendeten Gas und auch von der Geometrie der Elektrode und der zu reinigenden und eventuell weiteren angrenzenden Oberflächen und ihrem Material ab und ist daher am besten von Fall zu Fall zu bestimmen. Außerdem ist zu beachten, dass in vielen Ländern von den jeweilig zuständigen Behörden nur gewisse Frequenzbänder für die freie Benutzung freigegeben sind. Bei Verwendung von Mikrowellen sind daher z.B. ganz besonders die Frequenzen 915 GHz und 2450 GHz bevorzugt.
Inertgase können auch für ein Reinigungsplasma eingesetzt werden. Im Plasma nehmen sie Energie auf, die sie an die Kontamination abgeben und dabei längerkettige Moleküle in flüchtige kleinere Moleküle aufbrechen. Gerne werden aber auch Gase für das Reinigungsplasma eingesetzt, die auch chemisch mit der Kontamination reagieren.
Besonders bevorzugt ist der reduzierend wirkende Wasserstoff. Sauerstoff kann ebenfalls verwendet werden, dabei ist aber zu beachten, dass seine oxidierende Wirkung, die bei zu langer Anwendung die Oberfläche von optischen Komponenten, insbesondere auf der Basis von Viellagensystem, irreversibel schädigen kann. Mithilfe der hier vorgeschlagenen spektroskopischen Überwachung des Reinigungsplasmas ist es hingegen wie in Verbindung mit Figur 2 b beschrieben möglich, einen vorbestimmten Endpunkt der Reinigung genau zu ermittelt und rechtzeitig den Reinigungsprozess zu beenden, bevor beispielsweise bei Viellagensystemen deren Abschlussschicht unterhalb der Kontamination erreicht ist, so dass auch oxidierendes Gas problemlos als Reinigungsplasmagas eingesetzt werden kann, das sonst die Abschlussschicht angreifen würde. Aber auch bei anderen Gasen ist die
Endpunktbestimmung der Reinigung im Rahmen der Prozessoptimierung von großem Vorteil.
Wie anhand des in Figur 1 dargestellten Beispiels einer EUV-Lithographievorrichtung 10 gezeigt, können die Plasma- und Messeinheiten 22, 23, 24, 26, 28 für die Messung der Restgasatmosphäre während des Betriebs der EUV-Lithographievorrichtung 10 an unterschiedlichsten Stellen innerhalb insbesondere der Vakuumkammer 72 bzw. 73 des Beleuchtungssystems 14 oder des Projektionssystems 20 angeordnet werden. Beispielsweise kann eine solche Einheit benachbart zu einem Spiegel angeordnet werden, wie etwa die Plasma- und Messeinheit 23, die benachbart zum im Strahlengang ersten Spiegel 15 im Beleuchtungssystem 14 angeordnet ist, der wegen der höchsten Strahlenbelastung am meisten von Kontamination bedroht ist
Eine andere bevorzugte Position ist die Anordnung an den Stellen, an denen der EUV- oder 5 SX-Strahl in das Projektionssystem 14 oder das Beleuchtungssystem 20 eintritt oder aus ihnen austritt, wie dies für die Plasma- und Messeinheiten 22, 24, 26, 28 der Fall ist Diese Eintritts- bzw Austrittsstellen sind z B als dynamische Gasschleusen (dynamic gas lock) ausgebildet, bei denen durch Ausstromen von Edelgasen ein Gasvorhang aufgebaut wird, der ein Eindringen von Kontamination verhindern soll Dies ist sehr wichtig in Hinblick auf
I O die Kontaminationsvermeidung, denn insbesondere der Wafer 21 ist z B mit Photolack beschichtet, der stark ausgast, wobei kontaminierende Substanzen austreten Um ein ungewolltes Eindringen kontaminierender Substanzen möglichst zeitnah zu detektieren, sind die Plasma- und Messeinheiten 22, 24, 26, 28 in der Nahe dieser kritischen Stellen angeordnet
15
Die Plasma- und Messeinheiten 25 und 27 sind für die Reinigung von Spiegeln innerhalb des Projektions- oder Beleuchtungssystem optimiert Insbesondere ist die Elektrodenform angepasst an die Kontur der zu reinigenden Oberflache Dadurch befindet sich das Reimgungsplasma möglichst gleichmäßig unmittelbar an der zu reinigenden Oberflache, 0 was eine homogene Reinigung gewährleistet Die homogene Verteilung des Plasmas erlaubt es auch, mit weniger energiereichen Teilchen zur Reinigung zu arbeiten als bei der bisher üblichen Verwendung eines gerichteten Teilchenstrahls, bei dem die Teilchen eine so hohe Energie haben müssen, dass sie auch an den vom Teilchenstrahl entfernten Stellen noch eine hinreichende Reinigungswirkung entfalten Die Mittel für die spektroskopische 5 Messung des Plasmas (hier nicht im Detail dargestellt) der Plasma- und Messeinheiten 25, 27 sind derart angeordnet, dass sie wahrend des normalen Betriebes der EUV- Lithographievornchtung 10 nicht in den Strahlgang hineinragen Wahlweise kann man zur Reinigung nur das Plasma ohne spektroskopische Messung verwenden oder den Reinigungsprozess durch spektroskopische Messungen überwachen 0
In weiteren Ausfuhrungsformen können die Plasma- und Messeinheiten auch beweglich bzw verfahrbar ausgebildet sein Insbesondere die Plasma- und Messeinheiten für die Reinigung sind in einem solchen Fall derart angeordnet, dass sie sich wahrend des normalen Betriebs der EUV-Lithographievornchtung ganz außerhalb des Strahlgangs 5 befinden und nur in Richtung einer Komponente bewegt werden, wenn die jeweilige Komponente gereinigt werden soll Dabei kann beispielsweise eine Plasma- und Messeinheit auch für die Reinigung mehrerer Komponenten vorgesehen sein, die sich in ihrem Bewegungsradius befinden Ggf kann man diese beweglichen Plasma- und Messeinheiten auch dazu einsetzen, wahrend des normalen Betriebes der EUV- Lithographievomchtung, wenn keine Reinigung mit ihnen durchgeführt wird, die Restgasatmosphare zu überwachen
In den Figuren 3a,b,c sind drei bevorzugte Ausfuhrungen von Elektroden, die für die Reinigung einer Komponente einer EUV-Lithographievorπchtung optimiert sind, schematisch dargestellt Zu reinigen ist in den dargestellten Beispielen die im Wesentlichen kreisförmige Oberflache eines EUV-Vιellagenspιegels 30 Angepasst an die Kontur der zu reinigenden Oberflache sind die Elektroden 29 als Ringelektroden ausgebildet Somit bildet sich das Plasma unmittelbar oberhalb und vergleichsweise gleichmaßig über die gesamte zu reinigende Oberflache verteilt aus Dies fuhrt zu einer homogenen Reinigung der Oberflache und ist ein wesentlicher Fortschritt verglichen mit der Reinigung mittels eines an einem Gluhdraht generierten atomaren Wasserstoffstrahls Ein weiterer Vorteil gegenüber dem herkömmlichen Wasserstoff reinigen ist außerdem, dass das Plasma im Gegensatz zu den von einem Gluhdraht stammenden Wasserstoffatome keine Warme auf die zu reinigende Oberflache übertragt, so dass keine warmebedingten Strukturanderungen wie etwa Diffusionsprozesse an den Lagengrenzen innerhalb des Viellagensystems verursacht werden, die einen irreversiblen Reflektivitatsverlust zur Folge hatten Denn das Plasma wird gezündet, indem in das Plasmagas über die Elektroden 29 beispielsweise hochfrequente elektromagnetische oder Mikrowellen-Strahlung eingekoppelt wird
Benachbart zu einer Komponente mit einer zu reinigenden Flache wird ein Plasma gezündet, wobei das Plasma mit Hilfe einer Elektrode gezündet wird, deren Form derart an die zu reinigende Flache der Komponente angepasst ist, dass das gezündete Plasma sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca ±20% auf die zu reinigende Flache beschrankt
Bevorzugt wird die Dichte des Plasmas an den Kontaminationsgrad angepasst Insbesondere wird die Dichteverteilung des Plasmas derart eingestellt, dass in Oberflachenbereichen der zu reinigenden Komponente mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
Vorteilhafterweise wird an der zu reinigenden Flache eine bestimmte Energieverteilung des Plasmas ausgebildet Insbesondere wird die Energieverteilung des Plasmas derart eingestellt, dass in Oberflachenbereichen der zu reinigenden Komponente mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
Als Elektrodenmateπal können beliebige hochschmelzende Metalle bzw Metalllegierungen verwendet werden, wie beispielsweise Wolfram Um das Kontaminationsrisiko aufgrund von durch das Plasma abgesputtertes Elektrodenmateπal zu minimieren, ist die eigentliche Elektrode 54 vorzugsweise mit einem sputterresistenten Material 55 ummantelt, wie in Figur 9 schematisch dargestellt ist Besonders bevorzugt ist beispielsweise Quarzglas, das nicht nur sputterresistent ist, sondern auch eine hohe Transparenz für beispielsweise hochfrequente elektromagnetische oder Mikrowellen-Strahlung aufweist, mit der das Plasma gezündet werden soll Das Vermeiden von Sputtern des Elektrodenmateπals ist eine weitere Starke des hier vorgeschlagenen Plasmareinigens gegenüber dem herkömmlichen Reinigen mit einem gluhdraht-induzierten atomaren Wasserstoffstrahl Denn dort lasst sich bisher nicht hinreichend verhindern, dass Material des Gluhdrahtes abgesputtert wird und sich auf der zu reinigenden Oberflache ablagert
Die Anordnungen in Figur 3a und Figur 3b unterscheiden sich dahingehend, dass in Figur 3a mit zwei Elektroden 29 gearbeitet wird, wahrend in Figur 3b der Spiegel 30 geerdet ist und selbst als Gegenelektrode zur Elektrode 29 wirkt Um das Plasma wirkungsvoll lokal zu begrenzen, damit es z B nicht ungewollt mit anderen Komponenten innerhalb der EUV- Lithographievorπchtung wechselwirkt, ist in der Anordnung aus Figur 3b die Elektrode 29 mit einem breitmaschigen metallischen Netz 33 versehen, das als Abschirmung wirkt Vorzugsweise ist das Netz 33 aus üblichem Elektrodenmateπal Besonders bevorzugt ist das Netz 33 als Sputterschutz ebenfalls mit beispielsweise Quarzglas beschichtet Zwar hat das Netz 33 bei entsprechender Dimensionierung keinen negativen Einfluss auf den Behchtungs- bzw Projektionsprozess, aber bevorzugt werden Anordnungen mit Netz 33 beweglich ausgebildet, um nach dem Reinigungsvorgang aus dem Strahlgang herausbewegt zu werden, um eventuelle Transmissionsverluste der EUV- oder SX- Strahlung zu minimieren
Alle Anordnungen aus den Figuren 3a,b,c weisen eine Gaszufuhr 34 auf, die dort mundet, wo das Plasma gezündet werden soll, um das Plasmagas zur Verfugung zu stellen Um das Plasma auf seine Zusammensetzung und damit auf den Reinigungsgrad zu analysieren, sind Mittel 31 , 32 zur Durchfuhrung spektroskopischer Messungen vorgesehen Im hier dargestellten Beispiel wird die Emission des Plasmas mit Hilfe einer optischen Faser 31 gemessen, die die emittierten Photonen an ein Spektrometer außerhalb der EUV- Lithographievorπchtung übertragt Dazu werden die emittierten Photonen über ein geeignetes Optikelement 32 in die Faser 31 eingekoppelt Optische Fasern, insbesondere Glasfasern, haben den Vorteil, dass sie im Vakuum selbst bei Bestrahlung mit EUV- oder weicher Röntgenstrahlung nicht ausgasen und außerdem einen minimalen Platzbedarf haben, so dass der Betrieb der EUV-Lithographievornchtung nicht beeinträchtigt wird Alle übrigen Komponenten, die für die Messung notwendig waren, aber einen gewissen Platzbedarf haben und ggf nicht vakuumtauglich sind, können beispielsweise in einem ausgelagerten Spektrometer 64 zusammengefasst sein Für Transmissionsmessungen, wie in Figur 3c dargestellt, ist zusätzlich eine gegenüberliegende Lichtquelle vorgesehen, wobei man ebenfalls Platz sparend mit einer optischen Faser 56 und einem Optikelement 57 zum Auskoppeln der Photonen aus der Faser 56 arbeitet, um Licht einer externen Lichtquelle bis zum Plasma zu übertragen
Ein Beispiel für eine geeignete Ausfuhrung des Spektrometers 64 ist schematisch in Figur 18 dargestellt Zum Einkoppeln der emittierten Photonen in die optische Faser 66 ist an ihrem einen Ende ein Optikelement in Form einer Einkoppeleinheit 65 vorgesehen Zum Auskoppeln der Photonen aus der optischen Faser 66 ist an ihrem anderen Ende eine entsprechende Auskoppeleinheit 67 vorgesehen Von dort kommen die Photonen in einen energiedispersiven Analysator, beispielsweise einem Gittermonochromator 68, um ein energieaufgelostes Spektrum der emittierten Photonen aufzunehmen Dazu werden die Photonen je nach ihrer Energie bzw Wellenlange am Gittermonochromator 68 um einen unterschiedlichen Winkel gebeugt, so dass sie an unterschiedlichen Stellen auf einem zweidimensionalen Detektor auftreffen, hier einem CCD-Detektor 69 Beim Auftreffen auf dem Detektor 69 werden die Photonen in elektrischen Strom umgewandelt, der proportional zur Anzahl der Photonen in dem jeweiligen Energiebereich ist und für jeden Energiebereich separat ausgelesen wird Im vorliegenden Beispiel wird dazu ein Oszilloskop 70 verwendet, das über ein Auslesekabel 71 an den CCD-Detektor 69 angeschlossen ist Im einfacheren Fallen lasst sich beispielsweise auch auf die Energieauflosung verzichten, indem die Photonen unmittelbar bzw mit Hilfe einer optischen Faser von einem Photodetektor gemessen werden Schwankungen in der Menge der detektierten Photonen bzw entsprechende Schwankungen des erzeugten Photostroms lassen Rückschlüsse auf das Zu- oder Abnehmen der Menge an kontaminierenden Substanzen in der nahen Umgebung des Plasmas zu In den Figuren 12a,b sind zwei Elektrodenanordnungen schematisch dargestellt, die zu Plasmen mit unterschiedlichen Plasmadichten fuhren Über den zu reinigenden Komponenten 59 sind jeweils eine Elektrode 29 angeordnet, wobei die Komponente 59 als Gegenelektrode wirkt Die Elektrode 29 ist oberhalb einer zu reinigenden Flache 60 angeordnet, die in den Figuren 12a,b durch die Markierungen M1 , M2 begrenzt wird Die Elektrode 29 ist in ihrer Form derart an die zu reinigende Flache 60 der Komponente 59 angepasst, dass das durch beispielsweise Mikrowellenemstrahlung gezündete Plasma 58 sich um ±20%, bevorzugt ±10%, besonders bevorzugt ±5 auf die zu reinigende Flache beschrankt Angestrebt wird, dass das Plasma in seiner Ausdehnung auf der Hohe der zu reinigenden Flache 60 ungefähr deckungsgleich mit der zu reinigenden Flache 60 ist, um eine möglichst effiziente Reinigung zu gewahrleisten Vorzugsweise entspricht die zu reinigende Flache 60 der Flache eines reflektiven optischen Elements, z B eines Spiegels, die im Betrieb optisch genutzt wird, bei einem Spiegel beispielsweise mit einer Betriebsstrahlung ausgeleuchtet wird In diesem Bereich sind Kontaminationen besonders störend
Das Plasma 58 aus Figur 12a hat eine höhere Plasmadichte als das Plasma 58 aus Figur 12b, was durch die unterschiedlich dichte Punktierung symbolisiert wird Die Plasmadichte wird u a beeinflusst von der verwendeten Frequenz der elektromagnetischen Welle, die eingekoppelt wird, von der Form der Elektrode 29 und von dem Elektrodenabstand, also im hier gezeigten Beispiel dem Abstand zwischen Elektrode 29 und der Komponente 59 Im Wesentlichen geht es darum, dass sich zwischen den Elektroden eine stehende Welle ausbildet, so dass lokal eine hohe Leistungsdichte zur Verfugung gestellt wird, so dass sich ein Plasma bildet Dabei ist in gewissem Maße auch das Material der Komponente 59 bzw der zu entfernenden Kontamination zu berücksichtigen Ein wichtiger Parameter, insbesondere bei fester geometrischer Konfiguration ist die Leistung der eingekoppelten elektromagnetischen Welle Eine höhere eingestrahlte Leistung fuhrt zu einer höheren Plasmadichte
In Figur 13 ist entsprechend eine Elektrodenanordnung dargestellt, die Mittel zum Einstellen der eingekoppelten Leistung in Form des Reglers 62 aufweist Mit Hilfe des Reglers 62 lasst sich über die eingekoppelte Leistung die Plasmadichte an die Verteilung und Dichte der zu entfernenden Kontamination anpassen Je hoher die Plasmadichte ist, desto hoher ist der Reinigungseffekt Über den Einsatz zweidimensionaler Elektroden, wie etwa einer Ringelektrode 29, lasst sich erreichen, dass die eingestrahlten elektromagnetischen Wellen, wie etwa Mikrowellen, keine einheitliche Wellenfront ausbilden, sondern über die zu reinigende Flache eine unterschiedliche Leistungsverteilung haben Dies kann für die Entfernung von Kontamination genutzt werden, die in vorhersehbar inhomogener Weise aufwachst Bei der Dimensionierung von Elektroden mit einstellbarer Leistung ist zu berücksichtigen, dass das entstehende Plasma bei höherer Dichte eine größere 5 Ausdehnung haben kann Im in Figur 13 dargestellten Beispiel ist die Elektrodengroße so gewählt, dass die durch die Elektrode 29 definierte Flache 61 , die durch die gestrichelte Linie angedeutet wird, etwas großer als die zu reinigenden Flache 60 ist, um eventuelle Schwankungen der Plasmaausdehnung auszugleichen, damit möglichst in vielen Fallen die gesamte zu reinigende Flache 61 vom Plasma erfasst wird Die von der Elektrode 29 I O definierte Flache 61 sollte zu 70-150%, bevorzugt 90-120%, besonders bevorzugt 95-1 10%, ganz besonders bevorzugt 98-105% die zu reinigende Flache 60 abdecken
In Figur 14 ist ein Plasma 58 dargestellt, dass über die Strecke s eine abfallende Energieverteilung aufweist Dies wird durch den heller werdenden Farbverlauf symbolisiert
15 Ein entsprechender Graph der Energie E über der Strecke s ist in Figur 15 dargestellt Die Plasmaenergieverteilung lasst sich z B über die Energieverteilung der im Plasma vorhandenen Elektronen und/oder Ionen ermitteln Die Energieverteilung der Elektronen und der Ionen korreliert dahingehend, dass der Verlauf im Wesentlichen identisch ist, aber wegen der unterschiedlichen Massen der absolute Energiebetrag unterschiedlich ist In 0 erster Näherung fuhrt eine hohe Plasmadichte und ebenso eine hohe Leistungsdichte der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung zu einer hohen Energie an einer bestimmten Stelle Die Energieverteilung korreliert eng mit der Reinigungswirkung des Plasmas an der bestimmten Stelle Denn je mehr Energie die Elektronen und Ionen im Plasma haben, desto mehr Energie können sie an die Kontamination weitergeben, um diese aufzuspalten und 5 ggf mit der Kontamination oder den Spaltprodukten zu reagieren Ziel ist, dass möglichst viel Kontamination in fluchtige Verbindungen umgesetzt wird, die abgepumpt werden können
Eine besondere Elektrodenanordnung, um über die eingekoppelten elektromagnetischen 0 Wellen die Energieverteilung der Elektronen bzw Ionen über der zu reinigenden Oberflache 60 gezielt zu beeinflussen, ist in Figur 16 dargestellt Die Elektrode ist in diesem Beispiel aus sechs Teilelektroden 29a-f zusammengesetzt, die jede als eigenständige Antenne eingesetzt werden können, um elektromagnetische Wellen einzukoppeln Jede Teilelektrode 29a-f kann unabhängig über jeweils den Regler 62a-f angesteuert werden, um die Frequenz 5 und die Leistung der von der jeweiligen Teilelektrode 29a-f eingekoppelten elektromagnetischen Wellen einzustellen Durch Interferenzen der unterschiedlichen elektromagnetischen Wellen lassen sich unterschiedliche Plasmadichteverteilungen und unterschiedliche Ionen-/Elektronen-Energιeverteιlungen einstellen Die Wahl von sechs Teilelektroden 29a-f im vorliegenden Beispiel geht auf die elliptische Kontur der zu reinigenden Flache 60 zurück, die sich über ein Sechseck annähern lasst Die Anzahl der Teilelektroden konnte auch zwei, drei, vier, fünf, sieben, acht oder mehr betragen Um den Reinigungsvorgang bei inhomogen verteilter Kontamination zu optimieren, kann man die eingestrahlten elektromagnetischen Wellen auch über die Zeit variieren, um insbesondere bei der Verwendung von oxidierendem Plasmagas eine Beschädigung der zu reinigenden Komponente 59 zu verhindern
Ein anderer Ansatz, um ein inhomogenes Plasma zu generieren, ist in den Figuren 17a,b dargestellt Dazu wird gezielt ein Konzentrationsgefalle des oder der Plasmagase im Bereich, in dem das Plasma gezündet wird, hergestellt Dazu wird beispielsweise in Figur 17a von entgegen gesetzten Seiten über die Gaszufuhren 34a, b Plasmagas zugeführt In Figur 17b wird eine ringförmige Gaszufuhr 34' mit Öffnungen 63 eingesetzt, um von mehreren Seiten Plasmagas zuzuführen Eine höhere Plasmagaskonzentration fuhrt schon bei geringerer Leistung der eingestrahlten elektromagnetischen Welle zu einem Zünden eines Plasmas Die gestrichelte Linie deutet auch hier die durch die Elektrode 29 definierte Flache 61 an, die in diesem Beispiel etwas kleiner als die zu reinigende Flache 60 ist
Figuren 4a, b zeigen schematisch weitere Anordnungen von Plasma- und Messeinheiten, die ihrerseits für die Messung der Restgasatmosphare wahrend des Betriebes der EUV- Lithographievorπchtung oder eines anderen EUV-Vakuumsystems optimiert sind Im vorliegenden Beispiel wird von einer Einsatzumgebung ausgegangen, indem der Partialdruck der als Plasmagas verwendbaren Gase in der Restgasatmosphare nicht ausreicht, um ein Plasma 36 zwischen den Elektroden 29 zu zünden Daher ist neben der Strom- und Spannungsversorgung 35 auch eine Gaszufuhr 34 vorgesehen Um die Restgasatmosphare nicht merkbar zu verandern, wird nur die Gasmenge zugeführt, die notwendig ist, um das Plasma 36 zu zünden und aufrecht zu erhalten Daher wird vorzugsweise eine Kapillare als Gaszufuhr 34 verwendet Indem der Elektrodenabstand möglichst gering gewählt wird, kann der benotigte Gasfluss minimiert werden
Wie auch bei den in den Figuren 3a, b gezeigten Anordnungen wird das Plasma 36 beispielsweise mittels hochfrequenter elektromagnetischer oder Mikrowellen-Strahlung gezündet Das Plasma 36 befindet sich innerhalb einer inneren Abschirmung 37b, die ihrerseits innerhalb einer äußeren Abschirmung 37a angeordnet ist Die innere Abschirmung 37b dient vornehmlich dazu, ggf abgesplittertes Elektrodenmateπal aufzufangen, damit es sich dort ablagert und nicht in die Restgasatmosphare eindringt und zu Kontamination fuhrt Die äußere Abschirmung dient zur lokalen Begrenzung des Plasmas 36 Vorzugsweise ist sie Platz sparend als Hülse ausgebildet, die an ihren Stirnseiten offen ist, damit die Restgase ungehindert bis zum Plasma vordringen können, um dort spektroskopisch detektiert zu werden Um den Abschirmungseffekt zu erhohen, kann man zusätzlich an mindestens einer der Stirnseiten der äußeren Abschirmung ein grobmaschiges metallisches Netz vergleichbar dem der Anordnung aus Figur 3b vorsehen
Die Anordnungen aus Figur 4a und Figur 4b unterscheiden sich in Bezug auf ihre Mittel zur Durchfuhrung spektroskopischer Messungen am Plasma Mit der Anordnung aus Figur 4a werden mit Hilfe der optischen Faser 31 Emissionsmessungen durchgeführt In der Anordnung aus Figur 4b werden mittels zusätzlich der optischen Faser 56 Transmissionsmessung durchgeführt
Bei der Auslegung der Infrastruktur für die Plasma- und Messeinheit, aber beispielsweise auch der optischen Komponenten wie Viellagenspiegel oder Blenden sollte darauf geachtet werden, dass ihre Elemente wie z B Antriebe, Datenkabel, Strom- oder Spannungskabel einerseits möglichst nicht ausgasen, um das Kontaminationsrisiko gering zu halten, andererseits ggf vom Reinigungs- und/oder Uberwachungsplasma nicht angegriffen werden So sind beispielsweise die üblicherweise verwendeten PTFE-Kabel ungeeignet, da sie ausgasen und von Plasmen angegriffen werden Insbesondere mit herkömmlichen Schrittmotoren lassen sich mit sich zwar mit gefetteten Getrieben hohe Positioniergenauigkeiten erreichen Sie fuhren aber zu starken Ausgasungen
In den Figuren 5a bis 8c sind einige Losungsansatze für diese Probleme schematisch dargestellt
Figur 5a zeigt einen Motorantrieb 41 aus Schrittmotor und Getriebe auf der Vakuumseite der Wand 38 Die Einheit 41 aus Motor und Getriebe ist in dem Gehäuse 43 vakuumdicht gekapselt Die elektrische Zuleitung erfolgt über eine vakuumdichte Durchfuhrung 40, z B als Vakuumflansch mit elektrischer Durchfuhrung, in der Wand 38 zwischen Vakuum und Atmosphäre sowie in dem Gehäuse 43, damit auch dort kein Leck zum Vakuum entsteht Die beste Vakuumdichtigkeit erreicht man dabei mittels Metalldichtungen Die Achse des Motorantriebs 41 wird über eine Magnetkupplung 42 in das Vakuum gefuhrt, um die mechanische Bewegung in das Vakuum ol- und fettfrei zu übertragen Dadurch wird gewährleistet, dass weder beim Betrieb noch bei Störung des Motors, z B durch Uberstromung des Motors, das EUV-Vakuum kontaminiert wird Insbesondere wird dadurch ermöglicht, herkömmliche Antriebe, die nicht für den Einsatz im Vakuum ausgelegt sind, aber sehr hohe Präzision zur Verfugung stellen, für die Bewegung von Komponenten der EUV-Lithographievorrichtung einzusetzen
Bei den Kabeln 39 handelt es sich sowohl um Datenkabel für die Motorsteuerung als auch um elektrische Leitungen für die Spannung- bzw Stromversorgung
Datenkabel, sei es für die Motorsteuerung oder sei es zur Steuerung anderer Einheiten, sind vorzugsweise mit Edelstahl ummantelt, um zu verhindern, dass sie vom Plasma Storsignale auffangen Edelstahl hat den Vorteil, dass es nicht oder nur gering ausgast und kaum von Plasma angegriffen wird Andere geeignete Ummantelungsmateπalien sind auch u a Aluminium, Aluminiumlegierungen und korrosionsfest beschichtete Stahle Der schematische Aufbau eines edelstahlummantelten Kabels zur Verwendung als Datenkabel im EUV-Vakuum ist in Figur 8b dargestellt, in der mit 45 der als Kabel dienende Draht und mit 52 die Edelstahlummantelung bezeichnet ist Die Enden des Datenkabels sollten in vakuumdichten Kapseln enden, die auf der einen Seite mit der Außenseite der Edelstahlummantelung verschweißt sind und auf der anderen Seite einen Stecker aufweisen, der mit einer keramischen Steckerdurchfuhrung ausgestattet ist
Sonstige Leitungen, über die keine Signale übermittelt werden, wie beispielsweise die Strom- und Spannungsversorgung benotigen keine Edelstahlummantelung Sie können z B als einfache Drahte 45, z B aus Edelstahl, ganz ohne Umhüllung wie in Figur 8a dargestellt oder mit einer Glasummantelung 53 wie in Figur 8c dargestellt, als Sputterschutz, falls sie sehr nah an einem Plasma verlaufen müssen, ausgebildet sein
Sowohl die Datenkabel als auch die sonstigen Kabel müssen bereits vor ihrem Einbau in Form gebracht werden und können dann mit Hilfe von Fixierungen 44 eingebaut werden, wie schematisch in Figur 5b gezeigt ist Bei den Fixierungen 44 handelt es sich insbesondere bei Drahten ohne jegliche Umhüllung oder Ummantelung vorzugsweise um keramische Isolatoren Ein Beispiel für eine solche Fixierung ist in Figur 6 dargestellt, bei der der Draht 45 an einer festen Unterlage 48 befestigt wird, indem er im Keramikbauteil 46 festgeklemmt wird und mit der Verschraubung 47 an der festen Unterlage 48 festgeschraubt wird Mit einer solchen Anordnung lassen sich beispielsweise bei Spannungskabeln Spannungen von bis zu 2500V übertragen Da die hier vorgeschlagenen Daten- und sonstigen Kabel starr sind und nahezu nicht bewegt werden können, werden sie mit bewegten Elementen wie etwa einem Motor vorzugsweise wie in Figur 7 dargestellt kontaktiert Man schließt das entsprechende Kabel an eine feststehende Kontaktplatte 49 an, die ihrerseits mit Spiraldrahten 50 kontaktiert ist Die Spiraldrahte wiederum sind um die Drehachse 51 des Antriebs in der Vakuumkapselung 43 angeordnet, so dass eine Kontaktierung auch bei Betrieb des Motors gewährleistet ist, wenn die Achse 51 sich dreht
In Figur 10 ist in einem Flussdiagramm der Ablauf einer Ausfuhrungsform des Verfahrens zur Messung der Restgasatmosphare, insbesondere zur Überwachung der Restgasatmosphare innerhalb einer EUV-Lithographievorπchtung dargestellt In einem ersten Schritt 101 wird eine Grenzkonzentration einer kontaminierenden Substanz festgelegt, die einem bestimmten Partialdruck dieser Substanz in der Restgasatmosphare entspricht und sich beispielsweise in einem Emissionsspektrum des Plasmas als bestimmte Intensität bei einer für diese Substanz charakteristischen Wellenlange äußert Um die Überwachung der Restgasatmosphare zu starten, wird in einem Schritt 103 wahrend des normalen Betriebs innerhalb der EUV-Lithographievorπchtung, z B innerhalb des Projektionssystems oder des Beleuchtungssystems, ein Plasma gezündet, dessen Emissionsspektrum gemessen wird (Schritt 105) Aus dem Emissionsspektrum wird die aktuelle Konzentration der kontaminierenden Substanz ermittelt (Schritt 107) Bei Bedarf kann man aus dem Spektrum auch allgemein die Zusammensetzung der Restgasatmosphare ermitteln Die ermittelte aktuelle Konzentration wird in einem Schritt 109 mit dem zuvor festgelegten Grenzwert verglichen Falls die aktuelle Konzentration unterhalb des Grenzwertes hegt, kann die EUV-Lithographievorπchtung ohne größere Gefahr von Kontamination weiterbetrieben werden und im Rahmen der weiteren Überwachung die Schritte 105 bis 109 wiederholt werden Ansonsten sollte der Betrieb unterbrochen werden, um beispielsweise ein Abpumpen oder eine Reinigung des Inneren der EUV- Lithographievomchtung zu erlauben (Schritt 111)
In Figur 11 ist in einem Flussdiagramm der Ablauf einer Ausfuhrungsform des Verfahrens zur Reinigung einer Komponente einer EUV-Lithographievorrichtung dargestellt In einem ersten Schritt 201 wird wie im in Bezug auf Figur 10 erläuterten Verfahren eine Grenzkonzentration einer kontaminierenden Substanz festgelegt, die einem bestimmten Partialdruck dieser Substanz in der Restgasatmosphare entspricht und sich beispielsweise in einem Emissionsspektrum des Plasmas als bestimmte Intensität bei einer für diese Substanz charakteristischen Wellenlange äußert Um den Reinigungsvorgang zu starten, wird in einem Schritt 203 ein Plasma unmittelbar benachbart zur zu reinigenden Flache der Komponente gezündet Um parallel den Reinigungsvorgang zu überwachen, wird ein Emissionsspektrum des Plasmas aufgenommen (Schritt 205) Aus dem Emissionsspektrum wird die aktuelle Konzentration der kontaminierenden Substanz ermittelt (Schritt 207) Die ermittelte aktuelle Konzentration wird in einem Schritt 209 mit dem zuvor festgelegten Grenzwert verglichen Falls die aktuelle Konzentration oberhalb des Grenzwertes liegt, ist noch zuviel Kontamination vorhanden, um den Reinigungsvorgang beenden zu können, und im Rahmen der weiteren Überwachung sollten die Schritte 105 bis 109 wiederholt werden Ansonsten kann der Reinigungsvorgang beendet werden (Schritt 211 ) Durch diese sehr zeitnahe Überwachung des Reinigungsvorgangs kann verhindert werden, dass die zu reinigende Komponente zu lange dem Reinigungsplasma ausgesetzt wird und dadurch ggf irreversibel beschädigt wird, was insbesondere bei optischen Komponenten, die auf Viellagensystemen basieren, leicht passieren kann
Es sei darauf hingewiesen, dass man auch die Konzentration mehr als nur einer kontaminierenden Substanz gleichzeitig überwachen kann Je nach Bedarf kann man kontinuierlich Messungen durchfuhren oder in größeren Zeitabstanden stichprobenartig Messungen durchfuhren Die erste Möglichkeit bietet sich insbesondere bei der Überwachung eines Reinigungsvorgangs an, die zweite Möglichkeit bei der Überwachung der Restgasatmosphare wahrend des laufenden Betriebs einer EUV- Lithographievorπchtung
Im Übrigen lassen sich die hier beschriebenen Verfahren auch unter der Verwendung von Transmissionsspektroskopie durchfuhren
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass sich sowohl die Überwachung des Reinigungsvorgangs als auch die Überwachung der Restgasatmosphare sich durch Anschließen der Plasma- und Messeinheiten an eine Kontroll- und Steuereinrichtung, die ggf auch die Auswertung der spektroskopischen Messung übernimmt, automatisieren lasst Vorteilhaft für insbesondere den Dauerbetrieb der EUV-Lithographievorπchtung ist außerdem, die Kontroll- und Steuereinheit so auszulegen, dass beispielsweise der Reinigungsvorgang automatisch begonnen und beendet wird bzw der Betrieb der EUV- Lithographievomchtung automatisch unterbrochen wird In Figur 19 ist schematisch eine EUV-Lithographievorπchtung 110 dargestellt Wesentliche Komponenten sind das Strahlformungssystem 11 1 , das Beleuchtungssystem 114, die Photomaske 117 und das Projektionssystem 120 Die EUV-Lithographievomchtung 1 10 wird unter Vakuumbedingungen betrieben, damit die EUV-Strahlung in ihrem Inneren möglichst wenig absorbiert wird
Als Strahlungsquelle 112 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen Die austretende Strahlung im Wellenlangenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst im Kollimator 1 13b gebündelt Außerdem wird mit Hilfe eines Monochromators 113a durch Variation des Einfallswinkels die gewünschte Betnebswellenlange herausgefiltert Im genannten Wellenlangenbereich sind der Kollimator 113b und der Monochromator 1 13a üblicherweise als reflektive optische Elemente ausgebildet Kollimatoren sind häufig schalenförmig ausgebildete reflektive optische Elemente, um einen fokussierenden bzw kollimierenden Effekt zu erreichen An der konkaven Flache findet die Reflexion der Strahlung statt, wobei zur Reflexion häufig kein Multilayersystem auf der konkaven Flache verwendet wird, da ein möglichst breiter Wellenlangenbereich reflektiert werden soll Das Herausfiltem eines schmalen Wellenlangenbandes durch Reflexion geschieht am Monochromator, oft mit Hilfe einer Gitterstruktur oder eines Multilayersystems
Der im Strahlformungssystem 11 1 in Hinblick auf Wellenlange und räumliche Verteilung aufbereitete Betriebsstrahl wird dann in das Beleuchtungssystem 114 eingeführt Im in Figur 19 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 114 zwei Spiegel 115, 116 auf Die Spiegel 115, 1 16 leiten den Strahl auf die Photomaske 1 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 121 abgebildet werden soll Bei der Photomaske 117 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV- und weichen Wellenlangenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt wird Mit Hilfe des Projektionssystems 120 wird der von der Photomaske 117 reflektierte Strahl auf den Wafer 121 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet Das Projektionssystem 120 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 118, 119 auf Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 120 als auch das Beleuchtungssystem 114 jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können
Das Vakuumsystem der EUV-Lithographievorπchtung 110 ist im in Figur 19 dargestellten Beispiel in verschiedene Vakuumuntersysteme unterteilt, die jeweils über eine eigene Vakuumkammer und eine Vor- und eine Hauptpumpe verfugen Dargestellt in Figur 19 als voneinander zumindest so weit unabhängig ausgestaltet Vakuumsysteme, dass das Vakuum an die in unterschiedlichen Komponenten ggf unterschiedlichen Bedingungen angepasst werden kann, sind das Vakuumsystem des Strahlformungssystems 11 1 mit Vakuumkammer 134, Vorpumpe 135 und Hauptpumpe 136, des Beleuchtungssystems 1 14 mit Vakuumkammer 138, Vorpumpe 139 und Hauptpump 140 sowie des Projektionssystems 120 mit Vakuumkammer 142, Vorpumpe 143 und Hauptpumpe 144 Um ein hohes Vakuum zu gewährleisten, wird im vorliegenden Beispiel nicht nur mit einer Pumpe pro Vakuumsystem gearbeitet, sondern mit jeweils einer Vorpumpe 135, 129, 143, die zunächst ein Vakuum geringerer Gute bereitstellen, das aber hinreichend ist, um die jeweilige Hauptpumpe 136, 140, 144 zuzuschalten, die ihrerseits das für den Betrieb der EUV- Lithographievorrichtung notwendige Vakuum zur Verfugung stellt Je nach Anforderungen kann ein Vakuumsystem auch eine Kombination von drei, vier, fünf oder mehr Pumpen aufweisen Die Pumpen können unmittelbar an den Vakuumkammern angeschlossen sein, im in Figur 19 dargestellten Beispiel sind die Pumpen über Zuleitungen 137, 141 , 145 an die jeweiligen Vakuumkammern angeschlossen Die Unterteilung in Hinblick auf das Vakuum kann ein schnelleres Abpumpen der EUV-Lithographievorrichtung zu Beginn der Betriebsaufnahme erlauben
Im hier beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel wird die Gasentladung in Form einer Funkenentladung ausgelost Em Funke lasst sich mit einfachen technischen Mitteln und auf lokal stark begrenztem Raum gut zünden und fuhrt zu einer kurzfristigen Gasentladung
Zwischen beispielsweise zwei Elektroden wird ein starkes elektrisches Feld bzw eine hohe Spannung angelegt, die zu einer Anregung der Elektronen der in der Gasphase zwischen den Elektroden vorhandenen Materie fuhrt, die ihrerseits zur Emission von Photonen bei der Abregung der Elektronen fuhrt Die emittierten Photonen werden als Funke wahrgenommen und werden detektiert, bevorzugt spektroskopisch gemessen, um Informationen über das Vorhandensein kontaminierender Materialien zu erhalten
An unterschiedlichen Stellen innerhalb der EUV-Lithographievorrichtung 110 sind symbolisch dargestellte Module 122-133 angeordnet, die Mittel zum Zünden eines Funkens und Mittel zur spektroskopischen Messung der vom Funken emittierten Strahlung aufweisen Es sei darauf hingewiesen, dass ebenso die Mittel zum Zünden eines Funkens und die Mittel zur spektroskopischen Messung der vom Funken emittierten Strahlung als solche innerhalb der EUV-Lιthographιevorπchtung 110 angeordnet sein können Dabei können insbesondere die Mittel zum Zünden eines Funkens beispielsweise über elektrische Durchfuhrungen in den Zuleitungen oder Vakuumkammerwanden ins zu überwachende Vakuum eingebracht werden Das Modul 128 ist so angeordnet, dass allgemein die Kontamination innerhalb des Beleuchtungssystems 114 gemessen werden kann. Die Module 124, 125, 129, 130 und 133 sind in der Nähe von Vakuumschleusen zu schlechteren Vakuumbedingungen hin angeordnet, um während des Betriebs der EUV-Lithographievorrichtung eventuelle Schwachstellen der Schleusen und deswegen erhöhte Kontamination zu detektieren. Besonders bedeutsam ist dabei das Modul 133, da der Wafer 121 für den Belichtungsprozess mit Photolack beschichtet sein kann, der ausgasen kann und bei Eindringen in die Vakuumkammer 142 des Projektionssystems 120 zu stark schädigender Kontamination der Spiegel 118, 119 führen kann.
Außerdem sind Module 122, 123, 126, 127, 131 , 132 in den Zuleitungen 137, 141 , 145 von den Pumpen 135, 136, 139, 140, 143, 144 zu den Vakuumkammern 134, 138, 142 angeordnet. Pumpen können nämlich auch eine schwerwiegenden Quelle für Kontamination sein. Zwar gasen Pumpen bei korrektem Betrieb nicht aus oder sind auf der Vakuumseite schmiermittelfrei. Allerdings sind ihre Getriebe oft mit Fluorkohlenwasserstoffen wie z.B. fluorierten Polyethern oder bei den als Vorpumpen eingesetzten Pumpen auch mit öl oder Fett geschmiert. Zwar haben die Schmiermittel einen niedrigen Dampfdruck, aber in Vakuum, das für den EUV-Lithographiebetrieb hinreichend ist, kann dennoch zuviel davon ausgasen. Der Aufwand, um die von solchen Schmiermitteln verursachte Kontamination zu entfernen, ist sehr hoch: Man müsste die EUV-Lithographievorrichtung 110 mehrere Tage lang bei Temperaturen deutlich über 1000C ausheizen, was zu irreparablen Schäden an den Spiegeln 115, 116, 118, 119 führen kann. Es ist daher von großer Bedeutung für einen reibungslosen Betrieb bei guten Bedingungen, dass Lecks und Schäden an den Pumpen möglichst schnell festgestellt werden und darauf angemessen reagiert werden kann, indem man beispielsweise die Leistung der übrigen Pumpen erhöht, andere Substanzen zuleitet, die mit den Schmiermittelausgasungen zu unschädlichen, flüchtigen Substanzen reagieren, oder sogar den Betrieb ganz unterbricht. Von Vorteil ist in diesem Zusammenhang, dass sich insbesondere in den Zuleitungen zu den Vorpumpen 135, 139, 143, in denen das Vakuum unter Umständen nicht ganz so hoch ist, wie in der jeweiligen Vakuumkammer 134, 138, 142, besonders leicht ein Funken zu zünden ist. Auch ein plötzliches starkes Ausgasen aufgrund eines Pumpenschadens lässt sich als erhöhte Kontamination in der Gasphase nachweisen, da Funken auch bei atmosphärischem Druck gezündet werden können. Im Gegensatz zur hier vorgestellten Funkenemissionsmessung können herkömmliche Restgasanalysatoren für solche Fälle nicht eingesetzt werden, da sie in der Regel nur bei Drucken von 10 5 mbar und niedriger eingesetzt werden können und dann auch eine geringe Nachweisempfindlichkeit haben
Zwei bevorzugte Ausfuhrungsformen eines Moduls 146 mit Mitteln 149, 153 zum Zünden eines Funkens 150 und Mitteln 151 , 152 zur spektroskopischen Messung der vom Funken emittierten Strahlung 150 für den Einbau in eine EUV-Lithographievorπchtung sind in den Figuren 20a, b schematisch dargestellt Die in den Figuren 20a, b dargestellten Beispiele sind für den Einbau in Pumpenzuleitungen optimiert, indem das Modul 146 als Rohrabschnitt ausgebildet ist, der an beiden Enden einen Flansch 147 zum Anschluss an die Zuleitung 148 aufweist Es können auch unmittelbar die Pumpe und/oder die Vakuumkammer an den beiden Flanschen angeschlossen werden Ebenso ist möglich, das Modul beispielsweise als an nur einer Seite geöffnet und mit Flansch versehen auszubilden, um es etwa an eine Vakuumkammerwand oder Zuleitung anzuschließen
Unabhängig von der äußeren Gestalt des Moduls können die Mittel zum Zünden eines Funkens 150 beispielsweise als Elektrodenpaar 149 ausgebildet sein, wie in Figur 20a dargestellt In einer Abwandlung kann auch die Modulwand oder eine Wand der Vakuumkammer, der Zuleitung oder der Pumpe als Gegenelektrode dienen, so dass nur eine der beiden Elektroden 149 ausreicht Bei entsprechend geringem Abstand zur Gegenelektrode kann/können die Elektroden sehr klein und Platz sparend ausgelegt sein, so dass durch den Funken 150 keine Beeinträchtigung des Betriebs der EUV- Lithographievorπchtung zu erwarten ist
Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer Zündkerze 153 zum Zünden eines Funkens 150 wie in Figur 20b dargestellt Zündkerzen sind kostengünstig und leicht erhaltlich Da sie in der Regel aus Keramik sind und daher auch bei Bestrahlung mit EUV- oder weicher Röntgenstrahlung nicht ausgasen und zur Kontamination in der Gasphase beitragen, sind sie gut für den Einsatz im Vakuum in EUV-Lithographievomchtungen geeignet
Für die Durchfuhrung der spektroskopischen Messung der vom Funken emittierten
Strahlung wird bevorzugt eine Kombination aus in das Vakuum hineinragender optischen Faser 151 und außerhalb des EUV- Vakuums angeordnetem Spektroskop 152 eingesetzt Auch optische Fasern, insbesondere Glasfasern, haben den Vorteil, dass sie im Vakuum selbst bei Bestrahlung mit EUV- oder weicher Röntgenstrahlung nicht ausgasen und außerdem einen minimalen Platzbedarf haben, so dass der Betrieb der EUV-
Lithographievorπchtung nicht beeinträchtigt wird Alle übrigen Komponenten, die für die Messung notwendig waren, aber einen gewissen Platzbedarf habe und ggf nicht vakuumtaughch sind, sind im vorliegenden Beispiel in dem ausgelagerten Spektrometer 152 zusammengefasst
Ein Beispiel für eine geeignete Ausfuhrung des Spektrometers 152 ist schematisch in Figur 21 dargestellt Zum Einkoppeln der emittierten Photonen in die optische Faser 151 ist an ihrem einen Ende eine Einkoppeleinheit 154 vorgesehen Zum Auskoppeln der Photonen aus der optischen Faser 151 ist an ihrem anderen Ende eine entsprechende Auskoppeleinheit 155 vorgesehen Von dort kommen die Photonen in einen energiedispersiven Analysator, beispielsweise einem Gittermonochromator 156, um ein energieaufgelostes Spektrum der emittierten Photonen aufzunehmen Dazu werden die Photonen je nach ihrer Energie bzw Wellenlange am Gittermonochromator 156 um einen unterschiedlichen Winkel gebeugt, so dass sie an unterschiedlichen Stellen auf einem zweidimensionalen Detektor auftreffen, hier einem CCD-Detektor 157 Beim Auftreffen auf dem Detektor 157 werden die Photonen in elektrischen Strom umgewandelt, der proportional zur Anzahl der Photonen in dem jeweiligen Energiebereich ist und für jeden Energiebereich separat ausgelesen wird Im vorliegenden Beispiel wird dazu ein Transientenrekorder 159 verwendet Unter einem Transientenrekorder wird ein schneller Datenspeicher verstanden, der in kurzer Zeit eine große Menge an Daten aufnehmen und speichern kann, so dass er beispielsweise viele Emissionsspektren pro Sekunde über einen charakteristischen Energiebereich abfahren und digitalisieren kann Im vorliegenden Beispiel ist der Transientenrekorder 159 so schnell getaktet, dass er wahrend der Lebensdauer eines Funkens mehr als einmal über das Auslesekabel 158 den CCD-Detektor 157 komplett auslesen kann Dadurch lasst sich zusätzliche Information über die aktuelle Kontamination erhalten, wie noch erläutert werden wird Es sei darauf hingewiesen, dass auch Gerate zum Auslesen des Detektors eingesetzt werden können, die nur einmal pro Funken den Detektor auslesen, da dadurch die wesentlichen Informationen über die Kontamination gewonnen werden können Dazu eignen sich z B herkömmliche Oszilloskope Im einfachsten Fall lasst sich auch auf die Energieauflosung verzichten, indem die Photonen unmittelbar bzw mit Hilfe einer optischen Faser von einem Photodetektor gemessen werden Schwankungen in der Menge der kontaminierenden Substanzen in der Gasphase äußern sich dann in einer Schwankung des erzeugten Photostroms
In den Figuren 22a, b sind schematisch zwei Spektren bei energieaufgeloster Messung der vom Funken emittierten Photonen dargestellt Dazu sind in beliebigen Einheiten der gemessen Strom J, der äquivalent zur Photonenintensitat bzw -anzahl und damit zur Menge bestimmter kontaminierender Substanzen ist, über der Energie E aufgetragen Dabei wurden die Spektren zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1 und t2 wahrend der Lebensdauer eines Funkens aufgenommen Da die Energie E der emittierten Photonen von den jeweiligen quantenmechanischen Energieniveaus innerhalb der bei der Funkenentladung angeregten Atome und Moleküle abhangen, sind die Energien bzw die
Energiekombinationen der emittierten Photonen charakteristisch für die jeweiligen Atome oder Moleküle Im in Figur 22a gezeigten Spektrum zu Beginn der Funkenlebensdauer lassen sich bei drei verschiedenen Energien E1 , E2, E3 Photonen in unterschiedlicher Anzahl nachweisen, die der einfacheren Darstellung halber hier drei verschiedenen Substanzen in unterschiedlichen Konzentrationen entsprechen Da das Spektrum zu Beginn der Funkenlebensdauer aufgenommen wurde, kann man davon ausgehen, dass es sich im Wesentlichen um Kontamination aus der Gasphase handelt Das in Figur 4b gezeigte Spektrum wurde hingegen zum Ende der Funkenlebensdauer aufgenommen Im Vergleich zu Zeitpunkt t1 hegen mehr Photonen der Energie E2 und zusätzlich Photonen der Energie E4 vor Man kann dies so interpretieren, dass hier nicht nur die Kontamination in der
Gasphase abgebildet wird, sondern auch die Oberflachenkontamination auf den Elektroden, die durch die Funkenentladung zumindest zum Teil in die Gasphase übergeht Die Photonen der Energie E4 sind ein Hinweis auf eine ohne Funkeneinwirkung nicht fluchtige Kontamination, die sich bereits auf Oberflachen innerhalb des Vakuumsystems abgelagert hat Die Photonen der Energie E2 sind ein Hinweis auf eine Substanz, die sowohl in der Gasphase als auch nichtfluchtig auf der Oberflache vorliegt Die Photonenintensitat bei E3 bleibt unverändert, was auf eine Substanz nur in der Gasphase hinweist Die Photonenintensitat bei E1 sinkt über die Funkenlebensdauer, was passieren kann, wenn eine Substanz durch den Funken nicht nur angeregt, sondern auch zersetzt wird Bei bestimmten Substanzen sind zeitliche Veränderungen in der Photonenintensitat über die
Funkenlebensdauer auch durch Fluoreszenzeffekte verursacht, bei denen die Photonen erst mit Verzögerung spontan emittiert werden Durch sorgfaltige Auswertung der Spektren zu unterschiedlichen Zeitpunkten in der Funkenlebensdauer lassen sich also recht präzise über die aktuell im Vakuumsystem vorhandene kontaminierenden Substanzen und ihren Zustand machen
Falls es nicht auf den Zustand der kontaminierenden Substanzen in der Gasphase oder auf der Oberflache ankommt, ist eine spektroskopische Messung pro Funke ausreichend Durch Vergleich mit den zuvor gemessenen Spektren lassen sich Veränderungen in der Konzentration und ggf Zusammensetzung bei mehreren Substanzen der Kontamination detektieren Zur Überwachung der Kontamination wahrend des Betriebs einer EUV- Lithographievorrichtung kann es ausreichen, nur die Schwankung der Gesamtkonzentration der kontaminierenden Substanzen zu beobachten, z B wenn zusätzlich auch andere Uberwachungsverfahren eingesetzt werden, oder wenn nur auf Pumpenschaden oder Lecks überwacht werden soll, die sich in einer plötzlichen und merkbaren Gesamtkonzentrationserhohung äußern wurden In solchen Fallen kann auch auf die Energieauflosung bei der Photonenmessung verzichtet werden und beispielsweise ein einfacher Photonendetektor oder eine Kamera sind zur Detektion des Auftretens von emittierter Strahlung ausreichend
In Figur 23 ist in einem Flussdiagramm ein Beispiel für die Durchfuhrung des hier vorgeschlagenen Verfahrens zur Kontaminationsmessung dargestellt In einem ersten Schritt 301 wird zunächst eine Grenzkonzentration einer kontaminierenden Substanz, die besonderes überwacht werden soll, festgelegt Welche kontaminierende Substanzen sinnvollerweise überwacht werden sollten und wo die jeweiligen Grenzkonzentrationen liegen hangt von der konkreten EUV-Lithographievorπchtung und ihren Komponenten sowie von den Betriebsbedingungen ab In einem weiteren Schritt 303 wird versucht, zwischen den innerhalb einer EUV-Lithographievornchtung angeordneten Elektroden einen Funken zu zünden Dies ist allerdings nur möglich, wenn der Druck innerhalb der EUV- Lithographievomchtung einen gewissen Mindestwert übersteigt, also mehr Materie in der Gasphase vorhanden ist Durch Einstellen des Elektrodenabstandes und der Zündspannung lasst sich erreichen, dass ein Funke ab einer bestimmten Vakuumsverschlechterung überspringt Vorzugsweise wird diese so gewählt, dass noch keine Kontamination der optischen Elemente, insbesondere der Spiegel in wesentlichem Ausmaße zu erwarten ist So lange noch kein Funke überspringt, wird der Zundvorgang von Zeit zu Zeit wiederholt (Schritt 305) Sobald ein Funke überspringt, wird die spektroskopische Messung der vom Funken emittierten Strahlung durchgeführt (Schritt 307) Bei Bedarf lasst sich das Signal, dass ein Funke übergesprungen ist, nutzen, um beispielsweise diese Information an eine zentrale Steuerung zu melden und ggf die Pumpenleistung zu erhohen oder andere Maßnahmen zu ergreifen Aus der spektroskopischen Messung lasst sich die aktuelle Konzentration der jeweiligen Substanz ermitteln (Schritt 309) und mit dem Grenzwert vergleichen (Schritt 311) Sollte der Grenzwert überschritten werden, ist der Betrieb der EUV-Lιthographιe zu beenden, bevor beispielsweise die Spiegel oder andere Komponenten geschadigt werden, oder eine sonstige geeignete Maßnahme zu ergreifen Andernfalls lassen sich die vorgenannten Schritte wiederholen (Schritt 313), um die Kontamination in der Gasphase kontinuierlich wahrend des Betriebs der EUV-Lithographievornchtung weiter zu überwachen In aufwandigeren Ausfuhrungen lasst sich ebenfalls die Große des Funkens überwachen, um daraus zusätzliche Rückschlüsse auf eine Verschlechterung oder Verbesserung des Vakuums zu ziehen.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels zwar eine Gasentladung in Form einer Funkenentladung beschrieben wird, sich aber auch alle anderen Arten von Gasentladung einsetzen lassen, wie etwa u.a. Glimmentladung oder Lichtbogenentladung. Auch zur Detektion der emittierten Strahlung können außer den hier dargestellten Mitteln auch andere bekannte Mittel eingesetzt werden. Wie die Wahl, wie eine Gasentladung ausgelöst werden soll, liegt die Art und Weise der Strahlungsdetektion im Belieben des Fachmanns, der entsprechend den Randbedingungen der Messumgebung und der Art der gewünschten Messergebnisse die geeigneten Maßnahmen ergreifen wird.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass für die Messung der Restgasatmosphäre auf ein Modul mit Mitteln zum Auslösen einer Gasentladung zurückgegriffen werden kann, wie auch zur Messung der Kontamination auf ein Modul mit Mitteln zum Zünden eines Plasmas zurückgegriffen werden kann. Bei beiden Messungen wird eine spektroskopische Analyse durchgeführt, die entsprechend der jeweiligen Fragestellung ausgewertet werden kann. Insbesondere können auch Module vorgesehen werden, die sowohl Mittel zum Auslösen einer Gasentladung als auch Mittel zum Zünden eines Plasmas aufweisen, wobei je nach gewünschter Messung eine Gasentladung ausgelöst oder ein Plasma gezündet wird und spektroskopisch analysiert und ausgewertet wird.
Bezuqszeichen
10 EUV-Lithographievorπchtung
1 1 Strahlformungssystem
12 EUV-Strahlungsquelle
13a Monochromator
13b Kollimator
14 Beleuchtungssystem
15 erster Spiegel
16 zweiter Spiegel
17 Maske
18 dritter Spiegel
19 vierter Spiegel
20 Projektionssystem
21 Wafer
22-28 Plasma- und Messeinheit
29, 29a-f Elektrode
30 Spiegel
31 optische Faser
32 Optikelement
33 Netz
34, 34', 34a,b Gaszufuhr
35 Strom- und Spannungsversorgung
36 Plasma
37a, b Abschirmung
38 Wand
39 Kabel
40 Durchfuhrung
41 Motor
42 Magnetkupplung
43 Kapselung
44 Fixierung
45 Draht
46 Keramikbauteil
47 Verschraubung
48 feste Unterlage 49 Kontaktplatte
50 Spiraldrahte
51 Drehachse
52 Edelstahlhulle 53 Glasummantelung
54 Elektrodraht
55 Quarzglasummantelung
56 optische Faser
57 Optikelement 58 Plasma
59 Komponente
60 zu reinigende Flache
61 definierte Flache 62, 62a-f Regler 63 Öffnung
64 Spektrometer
65 Einkoppeleinheit
66 optische Faser
67 Auskoppeleinheit 68 Gittermonochromator
69 CCD-Detektor
70 Oszilloskop
71 Auslesekabel
72 Vakuumkammer 73 Vakuumkammer
110 EUV-Lithographievorπchtung
111 Strahlformungssystem
112 EUV-Strahlungsquelle 113a Monochromator 113b Kollimator
114 Beleuchtungssystem
115 erster Spiegel
116 zweiter Spiegel
117 Maske 118 dritter Spiegel
119 vierter Spiegel 120 Projektionssystem
121 Wafer 122-133 Modul
134 Vakuumkammer 135 Vorpumpe
136 Hauptpumpe
137 Zuleitung
138 Vakuumkammer
139 Vorpumpe 140 Hauptpumpe
141 Zuleitung
142 Vakuumkammer
143 Vorpumpe
144 Hauptpumpe 145 Zuleitung
146 Modul
147 Flansch
148 Zuleitung
149 Elektrode 150 Funke
151 optische Faser
152 Spektrometer
153 Zündkerze
154 Einkoppeleinheit 155 Auskoppeleinheit
156 Gittermonochromator
157 CCD-Detektor
158 Auslesekabel
159 Transientenrekorder
101 -1 1 1 Verfahrensschritte
201-211 Verfahrensschritte
301 -313 Verfahrensschritte
I Intensität λ, λ„ Wellenlänge
Uo Zeit
M1, M2 Markierung
S Strecke
J Strom
E, E1, E2, E3, E4 Energie t1, t2 Zeitpunkte

Claims

Patentansprüche
1 Verfahren zum Messen der Restgasatmosphare im Inneren einer Vakuumkammer einer EUV-Lithographievorπchtung für den extremen ultravioletten und weichen Rontgen- Wellenlangenbereich, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Vakuumkammer ein Plasma gezündet wird und am Plasma eine spektroskopische Messung durchgeführt wird
2 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Emissionsspektrum des Plasmas gemessen wird
3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma mit im Inneren der Vakuumkammer bereits vorhandenem Gas gezündet wird
4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma lokal begrenzt wird
5 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektroskopische Messung kontinuierlich durchgeführt wird
6 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für eine kontaminierende Substanz ein Grenzwert für deren Partialdruck in der Restgasatmosphare festgelegt wird, oberhalb dessen der Betrieb des Vakuumsystems abgebrochen werden soll, und der spektroskopisch ermittelte Wert mit dem Grenzwert verglichen wird
7 Modul zur Messung der Restgasatmosphare in einer Vakuumkammer, insbesondere in einer Vakuumkammer einer EUV-Lithographievorπchtung, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel (29) zum Zünden eines Plasmas sowie Mittel (31 , 32, 56, 57, 64-71 ) zur Messung der Emission oder Transmission des Plasmas aufweist
8 Modul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine optische Faser (31 , 56, 67) zur Messung der Emission oder Transmission aufweist
9 EUV-Lithographievornchtung für den extremen ultravioletten und weichen Rontgen- Wellenlangenbereich mit einer Vakuumkammer und einem Modul nach Anspruch 7 oder 8
10 Beleuchtungssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievomchtung, mit einer Vakuumkammer und einem Modul nach Anspruch 7 oder 8
11 Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorπchtung, mit einer Vakuumkammer und einem Modul nach Anspruch 7 oder 8
12 Verfahren zum Reinigen von Komponenten im Inneren einer EUV-Lithograpievornchtung für den extremen ultravioletten und weichen Rontgen-Wellenlangenbereich, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu einer Komponente mit einer zu reinigenden Flache ein Plasma gezündet wird, wobei das Plasma mit Hilfe einer Elektrode gezündet wird, deren Form derart an die zu reinigende Flache der Komponente angepasst ist, dass das gezündete Plasma sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca ±20% auf die zu reinigende Flache beschrankt
13 Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Plasmas an den Kontaminationsgrad angepasst wird
14 Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteverteilung des Plasmas derart eingestellt wird, dass in Oberflachenbereichen der zu reinigenden Komponente mit höherem Kontaminationsgrad eine höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
15 Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der zu reinigenden Flache eine bestimmte Energieverteilung des Plasmas ausgebildet wird
16 Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverteilung des Plasmas derart eingestellt wird, dass in Oberflachenbereichen der zu reinigenden Komponente mit höherem Kontaminationsgrad eine höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
17 Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma durch Einkoppeln elektromagnetischer Wellen gezündet wird
18 Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma durch Einkoppeln elektromagnetischer Wellen im Frequenzbereich zwischen 103 Hz und 1011 Hz gezündet wird
19 Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma mit einem Inertgas gezündet wird
20 Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma mit Argon, Krypton, Xenon, Stickstoff oder He, oder Wasserstoff oder einer Mischung aus zwei oder mehr solcher Gase gezündet wird
21 Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Plasma eine spektroskopische Messung durchgeführt wird
22 Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Emissionsspektrum des Plasmas gemessen wird
23 Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die spektroskopische Messung kontinuierlich durchgeführt wird
24 Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass für eine kontaminierende Substanz ein Grenzwert für deren Partialdruck in der Restgasatmosphare festgelegt wird, unterhalb dessen die Reinigung beendet werden soll, und der spektroskopisch ermittelte Wert mit dem Grenzwert verglichen wird
25 EUV-Lithographievorrichtung für den extremen ultravioletten und weichen Rontgen- Wellenlangenbereich, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Inneren eine Elektrode (29) zum Zünden des Plasmas (36) aufweist, wobei die Elektrode (29) benachbart zu einer begrenzten Oberflache (30, 60) angeordnet ist und in ihrer Form an die Kontur der Oberflache (30, 60) derart angepasst ist, dass ein gezündetes Plasma (58) sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca ±20% auf die begrenzte Oberflache (30, 60) beschrankt
26 Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) eine Flache (61) definiert, die zu 70-150% die begrenzte Oberflache (60) abdeckt
27 Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die begrenzte Oberflache (60) eine optisch zu nutzende Flache eines reflektiven optischen Elements (15,
16, 18, 19, 30) ist
28 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Dichte eines gezündeten Plasmas veränderbar ist
29 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Dichteverteilung des Plasmas derart einstellbar ist, dass in Oberflachenbereichen der begrenzten Oberflache (30, 60) mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
30 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass das gezündeten Plasmas eine bestimmte Energieverteilung aufweist
31 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Energieverteilung des Plasmas derart einstellbar ist, dass in Oberflachenbereichen der begrenzten Oberflache (30, 60) mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
32 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (62) angeordnet sind, um elektromagnetischer Wellen mit einstellbarer Leistung einkoppeln zu können
33 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (62) angeordnet sind, um elektromagnetischer Wellen im Frequenzbereich zwischen 103 Hz und 1011 Hz mit einstellbarer Leistung einkoppeln zu können
34 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode aus zwei oder mehr Teilelektroden (29a-f) aufgebaut ist
35 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (54) mit einem sputterresistenten Material (55) ummantelt ist
36 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (54) mit einem Quarzglas (55) ummantelt ist
37 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass an der Elektrode (29) ein metallisches Netz (33) befestigt ist
38 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) in einer Abschirmung (37) angeordnet ist
39 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Inneren Mittel (22-28, 31 , 32, 56, 57, 64-71) zur Durchfuhrung spektroskopischer Messungen aufweist
40 Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (31 , 32, 56, 57, 65-67) zur Übertragung von Photonen vom Inneren der EUV-Lithographievorrichtung (10) nach außerhalb aufweist
41 Vorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gaszufuhr (34) aufweist, die an der Stelle mundet, an der das Plasma (36) zundbar ist
42 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Bewegung beweglicher Komponenten vakuumdicht gekapselte Motor-Getriebe-Einheiten (41 , 42, 43) aufweist
43 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Strom- und/oder Spannungsversorgung von Komponenten in ihrem Inneren Drahte (45) oder glasumhullte Drahte (45, 53) aufweist
44 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Innerem als Datenkabel edelstahlummantelte Drahte (45, 52) aufweist
45 Beleuchtungssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Inneren eine Elektrode (29) zum Zünden des Plasmas (36) aufweist, wobei die Elektrode (29) benachbart zu einer begrenzten Oberflache (30, 60) angeordnet ist und in ihrer Form an die Kontur der Oberflache (30, 60) derart angepasst ist, dass ein gezündetes Plasma (58) sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca ±20% auf die begrenzte Oberflache (30, 60) beschrankt
46 Beleuchtungssystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) eine Flache (61) definiert, die zu 70-150% die begrenzte Oberflache (60) abdeckt
47 Beleuchtungssystem nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, dass die begrenzte Oberflache (60) eine optisch zu nutzende Flache eines reflektiven optischen Elements (15, 16, 18, 19, 30) ist
48 Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Dichte eines gezündeten Plasmas veränderbar ist
49 Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 45 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Dichteverteilung des Plasmas derart einstellbar ist, dass in Oberflachenbereichen der begrenzten Oberflache (30, 60) mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
50 Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 45 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass das gezündeten Plasmas eine bestimmte Energieverteilung aufweist
51 Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 45 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Energieverteilung des Plasmas derart einstellbar ist, dass in Oberflachenbereichen der begrenzten Oberflache (30, 60) mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
52 Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 45 bis 51 , dadurch gekennzeichnet, dass es in seinem Inneren Mittel (22-28, 31 , 32, 56, 57, 64-71) zur Durchfuhrung spektroskopischer Messungen aufweist
53 Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorπchtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Inneren eine Elektrode (29) zum Zünden des Plasmas (36) aufweist, wobei die Elektrode (29) benachbart zu einer begrenzten Oberflache (30, 60) angeordnet ist und in ihrer Form an die Kontur der Oberflache (30, 60) derart angepasst ist, dass ein gezündetes Plasma (58) sich über einen Bereich ausbreitet, dessen Ausdehnung sich mit einer maximalen Abweichung von ca ±20% auf die begrenzte Oberflache (30, 60) beschrankt
54 Projektionssystem nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) eine Flache (61) definiert, die zu 70-150% die begrenzte Oberflache (60) abdeckt
55 Projektionssystem nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass die begrenzte Oberflache (60) eine optisch zu nutzende Flache eines reflektiven optischen Elements (15, 16, 18, 19, 30) ist
56 Projektionssystem nach einem der Ansprüche 53 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Dichte eines gezündeten Plasmas veränderbar ist
57 Projektionssystem nach einem der Ansprüche 53 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Dichteverteilung des Plasmas derart einstellbar ist, dass in Oberflachenbereichen der begrenzten Oberflache (30, 60) mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
58 Projektionssystem nach einem der Ansprüche 53 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass das gezündeten Plasmas eine bestimmte
Energieverteilung aufweist
59 Projektionssystem nach einem der Ansprüche 53 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (29) derart ausgebildet ist, dass die Energieverteilung des Plasmas derart einstellbar ist, dass in Oberflachenbereichen der begrenzten Oberflache (30, 60) mit höherem Kontaminationsgrad ein höherer Abtrag erfolgt als in Oberflachenbereichen mit geringerem Kontaminationsgrad
60 Projektionssystem nach einem der Ansprüche 53 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass es in seinem Inneren Mittel (22-28, 31 , 32, 56, 57, 64-71 ) zur Durchfuhrung spektroskopischer Messungen aufweist
61 Verfahren zur Messung der Kontamination innerhalb eines Vakuumsystems einer EUV- Lithographievornchtung, bei dem innerhalb des Vakuumsystems mittels einer Gasentladung Elektronen von in der Gasphase vorhandener Materie auf ein höheres Energieniveau angeregt werden und die Strahlung detektiert wird, die die angeregten Elektronen beim Übergang von dem höheren Energieniveau auf ein niedrigeres Energieniveau emittieren
62 Verfahren nach Anspruch 61 , dadurch gekennzeichnet, dass die emittierte Strahlung energieaufgelost gemessen wird
63 Verfahren nach Anspruch 61 oder 62, dadurch gekennzeichnet, dass die emittierte Strahlung zeitaufgelost gemessen wird
64 Verfahren nach einem der Ansprüche 61 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grenzkonzentration für Kontamination festgelegt wird, das Auslosen einer Gasentladung und die Detektion emittierter Strahlung wahrend des Betriebs der EUV- Lithographievorπchtung durchgeführt wird, aus dem Ergebnis der Detektion die aktuelle Kontaminationskonzentration ermittelt wird und bei Überschreiten der Grenzkonzentration der Betrieb der EUV-Lithographievorπchtung beendet wird
65 Verfahren nach einem der Ansprüche 61 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob in der Gasphase hinreichend Material vorhanden ist, um eine Gasentladung auszulosen
66 Verfahren nach einem der Ansprüche 61 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentladung in Form einer Funkenentladung ausgelost wird
67 EUV-Lithographievomchtung mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Vakuumsystems Mittel (149, 153) zum Auslosen einer Gasentladung und Mittel (151 , 152) zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung angeordnet sind
68 Vorrichtung nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Auslosen einer Gasentladung als Elektrodenpaar (149) ausgebildet sind
69 Vorrichtung nach Anspruch 67 oder 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Auslosen einer Gasentladung als Zündkerze (153) ausgebildet sind
70 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 67 bis 69 mit einer Zuleitung zwischen Vakuumkammer und Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Auslosen einer Gasentladung und die Mittel zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung in der Zuleitung (137, 141 , 145) angeordnet sind
71 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 67 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Detektton der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung eine optische Faser (151 ), die in das Vakuumsystem hineinragt, und ein damit verbundenes, außerhalb des Vakuumsystems angeordnetes Spektroskop (152) aufweisen
72 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 67 bis 71 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung einen Transientenrekorder (159) aufweisen
73 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 67 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Detektion von aufgrund der Gasentladung emittierter Strahlung einen energiedispersiven Analysator (156) und einen zweidimensionalen Detektor (157) aufweisen
74 Modul für den Einbau in ein Vakuumsystem einer EUV-Lithographievorπchtung mit Mitteln (149, 153) zum Auslosen einer Gasentladung und Mitteln (151 , 152) zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung
75 Modul nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen Flansch (147) zum Anschließen an das Vakuumsystem aufweist
76 Beleuchtungssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorπchtung, mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Inneren des Vakuumsystems Mittel (149, 153) zum Auslosen einer Gasentladung und Mittel (151 , 152) Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung angeordnet sind.
77. Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, mit Vakuumsystem, das Vakuumkammer und Pumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Inneren des Vakuumsystems Mittel (149, 153) zum Auslösen einer Gasentladung und Mittel (151 , 152) zur Detektion der Kontamination innerhalb des Vakuumsystems mittels der durch die Gasentladung emittierten Strahlung angeordnet sind.
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