WO2015043833A1 - Optische anordnung, insbesondere plasma-lichtquelle oder euv-lithographieanlage - Google Patents

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WO2015043833A1
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Ulrich Müller
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust

Definitions

  • Chamber walls which face the plasma, removed and deposited at other remote from the plasma discharge sites, in particular on the chamber wall on.
  • the deposited material tends to peel off in the form of flakes which interfere with the plasma and cause the described plasmalight source instabilities.
  • the angle of incidence of the CO 2 pellets on the surface and / or the distance of the outlet opening to the surface can be varied, depending on how much the contamination from the deposited
  • Beam generation system 42 Beam generation system 42, a lighting system 43 and a
  • the cleaning device 15 can be detachably fastened to the housing 2.
  • the cleaning device 15 can be introduced into the housing 2 via an adapter or an opening for cleaning purposes. If no cleaning is required, the cleaning device 15 is removed and the adapter or the opening are sealed gas-tight.
  • Projection system 44 is also a space divider 60 is arranged, which rests gas-tight on the inside of the housing 2.
  • Line sections formed, which extend in the housing interior 3 between the space divider 60 and an adapter 65, via which the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Optische Anordnung, insbesondere eine Plasma- Lichtquelle (1 ') oder eine EUV-Lithographieanlage, mit einem Gehäuse (2), das einen Gehäuseinnenraum (3) umschließt, einer Vakuumerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Vakuums in dem Gehäuse (2), mindestens einer Oberfläche (13), die in dem Gehäuseinnenraum (3) angeordnet ist, einer Reinigungseinrichtung (15) zum Entfernen von an der Oberfläche (13) abgelagerten kontaminierenden Stoffen (14), sowie einer Beobachtungseinrichtung (25) zum Beobachten der Oberfläche (13), wobei die Beobachtungseinrichtung (25) eine auf die Oberfläche (13) ausrichtbare Beobachtungsoptik (26) aufweist. Die Reinigungseinrichtung (15) ist ausgebildet, die abgelagerten kontaminierenden Stoffe (14) durch den Ausstoß von CO2 in Form von CO2-Pellets (17) zu entfernen.

Description

Optische Anordnung, insbesondere Plasma-Lichtquelle oder E UV- Lithographieanlage
Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 219 585.0 vom 27. September 2013, deren gesamter
Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, insbesondere eine Plasma- Lichtquelle oder eine EUV-Lithographieanlage.
Aus der US 2008/0042591 A1 ist eine Plasmalichtquelle zur Erzeugung von Licht mittels eines Plasmas bekannt geworden. Die Plasmalichtquelle weist eine Kammer auf, in der ein ionisierbares Medium enthalten ist, das zur Erzeugung des Plasmas genutzt wird. Hierzu wird mittels eines Transformators, der einen magnetischen Kern und eine Primärspule aufweist, ein elektrischer Strom induziert. Die Primärspule weist typischerweise eine Kupfer-Umhausung auf, die zumindest teilweise den magnetischen Kern umschließt und eine leitende Verbindung bereitstellt. Als ionisierbares Medium können beispielsweise Xenon, Lithium oder Zinn zum Einsatz kommen, wobei diese Stoffe gasförmig, flüssig oder als Feststoffe, z.B. als fein verteilte Feststoffpartikel (beispielsweise Zinn- Partikel), vorliegen können. Derartige Feststoffe können beispielsweise mittels eines Dampfgenerators verdampft und anschließend in die Kammer eingeleitet werden. Die Kammer wird der Regel aus metallischen Materialien gebildet, um das Plasma im Inneren der Kammer einzudämmen. Mittels einer Energieversorgungseinrichtung wird Energie typischerweise in gepulster Form zugeführt.
Das durch die Plasmalichtquelle erzeugte Plasma (bzw. die mittels der
Plasmaquelle erzeugten Plasmaentladungen) können zur Erzeugung von Licht bzw. von elektromagnetischer Strahlung eingesetzt werden, die wiederum für eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten genutzt werden kann. Eine solche Plasmalichtquelle kann insbesondere zur Erzeugung von EUV-Strahlung dienen, die in einem Metrologie-System für die EUV-Lithographie eingesetzt werden kann, beispielsweise bei dem in der WO 2011/161024 A1
beschriebenen Metrologie-System.
Als problematisch bei der Erzeugung von Strahlung mittels bekannter
Plasmalichtquellen, die auf einer Strahlungserzeugung durch Reduzierung des Querschnitts des Plasmas („pinching") beruhen, hat sich herausgestellt, dass die erzeugte Strahlung instabil ist, d.h. von Zeit zu Zeit bleiben einzelne oder mehrere Strahlungspulse aus. Diese Instabilitäten sind im Wesentlichen auf frei bewegliche Partikel in der Kammer bzw. auf an den Innenwänden der Kammer abgelagertes Material zurückzuführen. Aufgrund der aggressiven Plasma- Umgebung in der Nähe der Plasmaentladung wird Material von den
Kammerwänden, die dem Plasma zugewandt sind, abgetragen und lagert sich an anderen weiter von der Plasmaentladung entfernten Stellen, insbesondere an der Kammerwand, an. Das abgelagerte Material hat die Tendenz, in Form von Flocken abzublättern, welche das Plasma stören und die beschriebenen Ausfälle bzw. Instabilitäten der Plasmalichtquelle verursachen.
Zur Reinigung einer solchen Plasmalichtquelle wird typischer Weise ein
Reinigungsverfahren durchgeführt, bei dem ein Gasstrom eines inerten Gases, z.B. Stickstoff, verwendet wird, um gelöste Flocken und abgelagerte Partikel aufzuwirbeln und diese mittels einer Absaugeinrichtung z.B. in der Art eines Staubsaugers, abzusaugen. Dieses Reinigungsverfahren ist zeitaufwändig und nicht sehr effektiv.
Aus der WO 2009/152885 A1 ist eine optische Anordnung zur Montage in einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie bekannt geworden, in deren Innerem ein optisches Element mit einer optischen Oberfläche
angeordnet ist, die mittels einer Partikel-Reinigungseinrichtung gereinigt, d.h. von abgelagerten Partikeln befreit werden kann. Die Reinigungseinrichtung kann auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann zur Reinigung der optischen Oberfläche ein als„snow-cleaning" bezeichnetes Verfahren z.B. unter Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2) eingesetzt werden, bei dem flüssiges oder gasförmiges CO2 über eine Düse expandiert wird, um hohe Austrittsgeschwindigkeiten und eine Expansion des
Kohlenstoffdioxids zu bewirken, bei der sich CO2-Schnee bildet, d.h. CO2 in Form von mikroskopischen Feststoff-Partikeln. Das„Snow cleaning"-Verfahren ist nicht abrasiv und kann deshalb zur Reinigung optischer Oberflächen eingesetzt werden, die eine optische Beschichtung aufweisen, wie dies in der Regel bei reflektierenden optischen Elementen für die EUV-Lithographie der Fall ist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Anordnung bereitzustellen, welche eine wirkungsvolle Reinigung von an Oberflächen der Anordnung abgelagerten kontaminierenden Stoffen ermöglicht.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Anordnung, insbesondere durch eine Plasma-Lichtquelle oder eine EUV-Lithographieanlage, mit einem
Gehäuse, das einen Gehäuseinnenraum umschließt, einer Vakuumerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Vakuums in dem Gehäuse, mindestens einer Oberfläche, die in dem Gehäuseinnenraum angeordnet ist, und einer Reinigungseinrichtung zum Entfernen von an der Oberfläche abgelagerten kontaminierenden Stoffen, wobei die Reinigungseinrichtung ausgebildet ist, die abgelagerten kontaminierenden Stoffe durch den Ausstoß von CO2 in Form von CO2-Pellets zu entfernen. Unter einer in dem
Gehäuseinnenraum angeordneten Oberfläche wird im Sinne dieser Anmeldung auch eine Gehäuseinnenwand verstanden.
Durch die ausgestoßenen und auf die zu reinigende(n) Oberfläche(n)
auftreffenden CO2-Pellets können auch fest an der Oberfläche haftende und auf andere Weise nur sehr schwer entfernbare kontaminierende Stoffe wirkungsvoll von der bzw. von den Oberfläche(n) entfernt werden. Bei den CO2-Pellets bzw. CO2-Kügelchen handelt es sich um trockene CO2-Eisstücke, d.h. um
Festkörperpartikel mit vergleichsweise großen Durchmessern bzw. mittleren Durchmessern in der Größenordnung von Millimetern. Die CO2-Pellets gehen nach deren Auftreffen auf die Oberfläche typischerweise (insbesondere bei geringen Drücken in dem Gehäuseinnenraum) in den gasförmigen Zustand über, so dass eine rückstandsfreie Reinigung ermöglicht wird. Die
Reinigungswirkung bei der Nutzung der CO2-Pellets wird durch den
thermischen Schock beim Aufprall auf die Oberfläche sowie die spontane Volumenvergrößerung bei der Sublimation erreicht. Auf diese Weise können auch vergleichsweise dicke Schichten, insbesondere makroskopisch dicke Schichten mit Schichtdicken im Bereich mehrerer Millimeter mit vergleichsweise geringem Zeitaufwand entfernt werden. Die Reinigungswirkung durch CO2- Pellets kann ggf. abrasiv sein, wobei speziell bei weichen Trägermaterialien (z.B. Aluminium) dennoch eine schonende Reinigung möglich ist, da die
Stoßenergie der CO2-Pellets im Vergleich zum Sandstrahlen gering ist und die Reinigungswirkung im Wesentlichen auf den oben beschriebenen Effekten und nicht auf dem mechanischen Aufprall beruht. Zur Reinigung der Oberfläche mittels CO2-Pellets werden die CO2-Pellets in der gewünschten Größe (in der Regel zwischen 0,01 mm und 10 mm) erzeugt. Die CO2-Pellets können einem Gasstrom (insbesondere einem inerten Gasstrom) zugeführt und von diesem mitgenommen und beschleunigt werden. Alternativ kann ggf. eine rein mechanische Beschleunigung vorgenommen werden. In jedem Fall werden die CO2-Pellets auf die zu reinigende Oberfläche gelenkt bzw.„geschossen". Zur Erzeugung der CO2-Pellets in der gewünschten Größe können größere CO2-Eisstücke in entsprechend kleinere CO2-Eisstücke zerkleinert werden. Hierzu kann die Reinigungseinrichtung beispielsweise eine entsprechend ausgebildete CO2-Pellet-Aufbereitungseinheit umfassen. Die Aufbereitungseinheit kann ausgebildet sein, die CO2-Pellet-Größe zu variieren, je nachdem, wie stark die Verunreinigung durch die kontaminierenden Stoffe ist bzw. wie stark diese an der Oberfläche haften. Ferner kann mit Hilfe der
Reinigungseinrichtung, beispielsweise durch eine Variation des Druckes, mit dem die CO2-Pellets ausgestoßen werden bzw. der Strömungsgeschwindigkeit des Gases, in dem diese mitgeführt werden, die Auftreff- bzw.
Austrittsgeschwindigkeit variiert werden. Die Reinigungseinrichtung umfasst typischerweise ferner eine CO2-Quelle (z.B. einen CO2-Vorratsbehälter). Die Reinigungseinrichtung kann lösbar mit dem Gehäuse verbunden werden, beispielsweise über einen Adapter bzw. eine Service-Konsole. Wenn keine Reinigung erforderlich ist, kann die Reinigungseinrichtung vom Gehäuse gelöst werden und die Öffnung an dem Gehäuse kann mittels einer Abdeckung oder dergleichen verschlossen werden.
Bei einer Ausführungsform weist die Reinigungseinrichtung zum Zuführen der CO2-Pellets zu der Oberfläche eine Zuführeinrichtung auf, die eine Zuleitung mit einer Austrittsöffnung zum Ausstoß der CO2-Pellets umfasst, wobei die
Zuleitung mindestens einen flexiblen Leitungsabschnitt zum Ausrichten der Austrittsöffnung auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche aufweist. Durch den flexiblen Zuleitungsabschnitt der Zuleitung kann die Austrittsöffnung, die als Düsenöffnung einer Gasdüse ausgebildet sein kann, aus unterschiedlichen Raumrichtungen (flexibel) auf die zu reinigende Oberfläche gerichtet werden. Gegebenenfalls kann auch der Strömungsquerschnitt der Austrittsöffnung bzw. der Gasdüse veränderbar sein, um die Winkelverteilung der austretenden CO2- Pellets zu variieren. Durch die Zuführeinrichtung bzw. den flexiblen
Leitungsabschnitt der Zuführeinrichtung ist es möglich, auch schwer
zugängliche Bereiche bzw. Toträume im Gehäuseinnenraum zu erreichen.
Mithin kann auch der Auftreffwinkel der CO2-Pellets auf die Oberfläche und/oder der Abstand der Austrittsöffnung zur Oberfläche variiert werden, je nachdem wie stark die Verunreinigung durch die abgelagerten
kontaminierenden Stoffe an den unterschiedlichen Stellen der Oberfläche ist.
Der flexible Leitungsabschnitt kann zwischen zwei starren Leitungsabschnitten der Zuleitung gebildet sein. Der flexible Leitungsabschnitt kann aber auch einen endseitigen Abschnitt der Zuleitung im Bereich der Austrittsöffnung bilden. Die Zuleitung kann auch einen weiteren oder mehrere weitere flexible
Leitungsabschnitte umfassen, wobei zwischen benachbarten flexiblen
Leitungsabschnitten jeweils ein starrer Leitungsabschnitt vorgesehen sein kann. Durch die Verwendung mindestens eines flexiblen Abschnitts kann die
Zuleitung insgesamt sehr flexibel nach der Art eines Endoskops auf die entsprechenden Stellen der zu reinigenden Oberfläche ausgerichtet werden. Für die Ausrichtung der Austrittsöffnung auf die unterschiedlichen Stellen der Oberfläche können beispielsweise Zug- und/oder Druckelemente dienen, welche die Krümmung des flexiblen Leitungsabschnitts beeinflussen bzw.
verändern. Als Zug- und/oder Druckelemente können insbesondere
Bowdenzüge eingesetzt werden, die grundsätzlich innerhalb oder außerhalb der Zuleitung verlaufen können.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Zuleitung gasdicht durch eine Öffnung im Gehäuse in den Gehäuseinnenraum eingebracht, so dass die CO2- Pellet-Reinigung in situ durchgeführt werden kann. Ein aufwändiger Demontagevorgang der optischen Anordnung zur Reinigung der Oberfläche entfällt somit. Die Öffnung im Gehäuse kann zur Erzielung eines gasdichten Abschlusses hinsichtlich ihrer Größe (beispielsweise ihres Durchmessers) dem Gesamtquerschnitt der Zuleitung entsprechen. Anhand der durch die Öffnung in den Gehäuseinnenraum eingebrachten Zuleitung werden die CO2-Pellets von außerhalb des Gehäuses in das Gehäuseinnere geleitet. Es versteht sich, dass die Öffnung grundsätzlich auch größer als der Gesamtquerschnitt der Zuleitung sein kann, wobei in diesem Falle zur Erzielung des gasdichten Abschlusses entsprechende Dichtungseinrichtungen vorgesehen werden müssen.
Bevorzugt ist weiterhin eine Weiterbildung, bei der zum Ausrichten der
Austrittsöffnung die Zuleitung, insbesondere ein starrer Leitungsabschnitt der Zuleitung, relativ zu der Öffnung verschiebbar und/oder drehbar ist.
Beispielsweise kann eine Axialdichtung vorgesehen sein, die eine axiale
Relativbewegung zwischen der Zuleitung bzw. dem starren Leitungsabschnitt und der Öffnung ermöglicht und/oder es kann eine Radialdichtung vorgesehen sein, die eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Zuleitung bzw. dem starren Leitungsabschnitt und der Öffnung ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die optische Anordnung eine Beobachtungseinrichtung zum Beobachten der Oberfläche, wobei die
Beobachtungseinrichtung eine auf die Oberfläche ausrichtbare
Beobachtungsoptik aufweist. Bei der Beobachtungsoptik kann es sich
beispielsweise um eine abbildende Optik mit Mikrolinsen handeln, welche die Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche auf einen Bildsensor, z.B. auf einen CCD-Chip, abbildet. Die Beobachtungseinrichtung ist ausgebildet, die
Reinigung der Oberfläche anhand der CO2-Pellets zu beobachten, d.h. den Reinigungsvorgang aufzunehmen und/oder auf einem Bildschirm
wiederzugeben. Anhand der Beobachtung der Oberfläche kann beispielsweise der Ausgangskontaminationsgrad der Oberfläche ermittelt werden. Ebenso ist es möglich, den Reinigungsvorgang an sich zu überwachen und insbesondere den Reinigungsfortschritt zu kontrollieren. Schließlich kann auch ein
Abbruchzeitpunkt des Reinigungsverfahrens anhand der durch die
Beobachtungsoptik erhaltenen Signale ermittelt werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Beobachtungsoptik an einer
Bildübertragungsleitung angebracht, die mindestens einen flexiblen
Leitungsabschnitt zum Ausrichten der Beobachtungsoptik auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche aufweist. Typischer Weise dient die
Bildübertragungsleitung auch zur Zuführung von Beleuchtungsstrahlung zur Beleuchtung der zu beobachtenden Oberfläche. Die Bildübertragungsleitung kann mindestens einen weiteren oder mehrere weitere flexible
Leitungsabschnitte aufweisen, wobei zwischen benachbarten flexiblen
Leitungsabschnitten starre Leitungsabschnitte vorgesehen sein können.
Dadurch kann die Übertragungsleitung insgesamt sehr flexibel nach der Art eines Endoskops eingesetzt werden und die Beobachtungsoptik kann zur gezielten Beobachtung auf die entsprechenden Stellen der zu reinigenden Oberfläche ausgerichtet werden. Durch die Beobachtungseinrichtung bzw. den flexiblen Leitungsabschnitt der Beobachtungseinrichtung ist es möglich, schwer zugängliche Volumina bzw. Toträume des Gehäuseinnenraums zu
untersuchen. Bei der Übertragungsleitung handelt es sich typischer Weise um einen oder um mehrere Lichtleiter, insbesondere in Form von Glasfasern. Die Übertragung des Bildes kann analog, z.B. mit Hilfe von Mikro linsen, oder digital erfolgen. Im letzteren Fall bildet die Beobachtungsoptik einen Bildsensor, z.B. einen CCD- oder CMOS-Chip, der an dem der Oberfläche zugewandten
Endabschnitt der Übertragungsleitung vorgesehen ist. Es ist auch möglich, als Bildübertragungsleitung eine Vielzahl von Glasfasern zu verwenden, die jeweils dazu dienen, einen einzelnen Bildpunkt des aufgenommenen Bildes der Oberfläche beispielsweise zu einer Anzeigeeinrichtung (z.B. einem Monitor) zur Darstellung des aufgenommenen Bildes zu übertragen, der von einem Bediener der Reinigungseinrichtung eingesehen werden kann. Bevorzugt sind die Zuleitung und die Bildübertragungsleitung nebeneinander angeordnet, insbesondere zumindest abschnittsweise miteinander verbunden. Auf diese Weise können die Zuleitung und die Bildübertragungsleitung gemeinsam (einheitlich) bewegt und gemeinsam ausgerichtet werden. Die In- Situ-Reinigung mittels CO2-Pellets und die In-Situ-Beobachtung über die Beobachtungsoptik sind auf diese Weise besonders einfach durzuführen.
Insbesondere können beide von einem Bediener mittels einer geeigneten Handhabungseinrichtung, die außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, geeignet ausgerichtet bzw. bewegt werden, um die Reinigung durchzuführen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung verlaufen die Ausstoßrichtung der CO2- Pellets und die Beobachtungsrichtung der Beobachtungsoptik parallel bzw. koaxial zueinander. Auf diese Weise kann die Wirkung der Pellets beim
Auftreffen auf die Oberfläche besonders einfach beobachtet werden, wodurch sich die Bedienung der Reinigungseinrichtung bzw. deren Steuerung/Regelung vereinfacht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Reinigungseinrichtung eine Absaugeinrichtung zum Absaugen von entfernten kontaminierenden Stoffen und/oder von CO2 aus dem Gehäuseinnenraum. Durch die Absaugeinrichtung können nicht nur die entfernten kontaminierenden Stoffe vollständig aus dem Gehäuse abgesaugt werden, wodurch sich deren kontaminierende Wirkung im Inneren des Gehäuses nicht mehr entfalten kann, auch die in den
Gehäuseinnenraum eingeleiteten CO2-Pellets bzw. das durch Umwandlung in die gasförmige Phase entstandene CO2-Gas können bzw. kann aus dem Gehäuseinnenraum vollständig abgesaugt werden. Das abgesaugte CO2-Gas kann durch die Reinigungseinrichtung, insbesondere durch die
Aufbereitungseinheit der Reinigungseinrichtung, gegebenenfalls zur Erzeugung weiterer CO2-Pellets wiederverwendet werden. Die Absaugeinrichtung umfasst zur Trennung der kontaminierenden Stoffe von dem CO2-Gas typischerweise eine Filtereinheit. Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist die Absaugeinrichtung mindestens eine gasdicht in den Gehäuseinnenraum mündende Absaugleitung auf. Durch die gasdichte Zuleitung der CO2-Pellets in den Gehäuseinnenraum sowie die gasdicht in den Gehäuseinnenraum mündende Absaugleitung kann ein insgesamt gasdichter Kreislauf bei der Reinigung gebildet werden. Die mindestens eine Absaugleitung mündet bevorzugt über ein Anschlussteil gasdicht in das Gehäuseinnere, dessen Durchtrittsquerschnitt sich zum
Gehäuseinneren hin vergrößert, d.h. über ein typischer Weise trichterförmiges Anschlussteil. Die Absaugleitung kann auch mindestens einen flexiblen
Leitungsabschnitt aufweisen, um eine Absaugöffnung der Absaugleitung in dem Gehäuseinnenraum geeignet ausrichten bzw. positionieren zu können. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit dem weiter unten beschriebenen
(mobilen) Raumteilereinrichtung sinnvoll.
In einer bevorzugten Weiterbildung mündet die Absaugleitung im Bereich der zu reinigenden Oberfläche in das Gehäuseinnere. Auf diese Weise erfolgt die Absaugung der entfernten kontaminierenden Stoffe in einem Bereich, der dem Ort der Ablagerung (der Oberfläche) unmittelbar benachbart ist, sodass der von den kontaminierenden Stoffen bei der Absaugung zurückzulegende Weg besonders kurz ist. Mithin können die entfernten kontaminierenden Stoffe nicht zunächst fortgerissen werden und sich an anderen Stellen des Gehäuses (an anderen Oberflächen des Gehäuses oder an anderen Oberflächen in dem Gehäuse) ablagern, sondern werden unmittelbar aus dem Gehäuseinneren entfernt. Durch eine derartige (direkte) Absaugung kann vorteilhaft eine
Querkontamination reduziert oder gar gänzlich ausgeschlossen werden.
Bei einer weiteren Weiterbildung mündet die bzw. mindestens eine
Absaugleitung durch eine Öffnung einer Zuleitung zum Zuführen der CO2- Pellets in das Gehäuseinnere, wodurch eine besonders kompakte Anordnung realisiert werden kann. Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der die Oberfläche eine
Innenoberfläche eines Gehäuses einer Plasma-Lichtquelle ist. Durch das Entfernen der kontaminierenden Stoffe von der Gehäuseinnenoberfläche der Plasma-Lichtquelle mittels der CO2-Pellets kann vorteilhaft erreicht werden, dass es beim Betrieb der Lichtquelle nicht zum Ausfall von einzelnen
Strahlungspulsen kommt. Des Weiteren kann erreicht werden, dass es nicht zu so genanntem Quell-Debris, d.h. zu einem Ausstoß von gasförmigem, flüssigem oder festem Fremdkörpermaterial (z.B. Tröpfchen oder Partikel) von der Lichtquelle in die angeschlossene optische Einrichtung, z.B. ein
Beleuchtungssystem, kommt oder dass dieser zumindest deutlich reduziert wird.
Bevorzugt ist des Weiteren eine Ausführungsform, bei der die Oberfläche an einem in dem Gehäuseinnenraum angeordneten (Struktur-)Bauteil gebildet ist. Die Reinigung der Strukturbauteil-Oberfläche kann durch die CO2-Pellets vorteilhaft in der Weise durchgeführt werden, dass eine anschließende (Neu- )Justage des Strukturbauteils nicht erforderlich ist. Bei dem Strukturbauteil kann es sich insbesondere um eine Halterung für ein optisches Element,
beispielsweise für einen EUV-Spiegel, handeln, der beispielsweise in einer EUV-Lithographieanlage oder in einem E UV-Metrologie-System angeordnet sein kann. Insbesondere können auch Strukturbauteile bzw. Gehäuseteile einer Plasma-Lichtquelle, bei der ein Plasma nicht durch einen magnetischen
Einschluss sondern durch Laserstrahlung, speziell durch CO2-Laserstrahlung, erzeugt wird, auf die oben beschriebene Weise gereinigt werden, indem diese Oberflächen den CO2-Pellets ausgesetzt werden. Auf diese Weise können insbesondere Ablagerungen von Zinn oder von Zinnverbindungen von den Oberflächen der Plasma-Lichtquelle entfernt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Oberfläche um eine optische Oberfläche eines für EUV-Strahlung reflektierenden optischen Elements, das beispielsweise in einer EUV-Lithographieanlage oder in einem EUV-Metrologie-System angeordnet sein kann. Da die CO2-Pellets eine abrasive Wirkung haben, kann die Reinigung mit Hilfe von C02-Pellets zum teilweisen Abtrag bzw. zur Beschädigung der optischen Oberfläche bzw. einer reflektierenden Beschichtung führen, an der die optische Oberfläche gebildet ist. Die Reinigung mit CO2-Pellets bietet sich jedoch zum Abtrag von
Verunreinigungen an, die auf andere Weise nicht oder nur mit erheblichem Aufwand entfernt werden können und kann bevorzugt gezielt in örtlich begrenzten Bereichen der optischen Oberfläche eingesetzt werden, in denen die Dicke der abzutragenden Schicht groß genug ist, dass die darunter liegende reflektierende Beschichtung nicht bzw. nur geringfügig der abrasiven Wirkung der CO2-Pellets ausgesetzt wird.
Femer ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der im Gehäuseinnenraum eine die Oberfläche und die Reinigungseinrichtung insbesondere gasdicht umhüllende Raumteilereinrichtung vorgesehen ist. Die zu reinigende
Oberfläche ist in diesem Fall bevorzugt eine Innenoberfläche des Gehäuses oder eine Oberfläche, die an einem in dem Gehäuseinnenraum angeordneten Bauteil gebildet ist. Die Raumteilereinrichtung kann beispielsweise an das Gehäuse bzw. an die Innenoberfläche des Gehäuses oder an das in dem Gehäuseinnenraum angeordnete Bauteil angelegt werden. Dadurch, dass die Raumteileinrichtung die Reinigungseinrichtung sowie die zu reinigende
Oberfläche, insbesondere gasdicht, umhüllt bzw. umschließt und abdeckt, kann verhindert werden, dass CO2-Pellets bzw. bei der Reinigung erzeugte kontaminierende Stoffe in den Bereich von optischen Oberflächen
(insbesondere von Oberflächen eines EUV-Strahlung reflektierenden optischen Elements) gelangen, die außerhalb des von der Raumteilereinrichtung begrenzten Teilvolumens angeordnet sind. Auf diese Weise kann unter Nutzung der Raumteilereinrichtung auch in unmittelbarer Nähe von optischen
Oberflächen eine Reinigung mittels CO2-Pellets durchgeführt werden ohne die optischen Oberflächen zu beschädigen. Die Raumteilereinrichtung kann z.B. in der Art einer halbkugelförmigen Kappe bzw. Glocke ausgebildet sein. Insbesondere kann die Raumteileinrichtung in dem Gehäuseinnenraum mobil bzw. beweglich, beispielsweise verschiebbar, gelagert sein und an unterschiedliche Positionen innerhalb des Gehäuses bewegbar sein, um an unterschiedlichen Orten in dem Gehäuse angeordnete Oberflächen reinigen zu können. Dadurch dass die Raumteilereinrichtung die Oberfläche und die Reinigungseinrichtung umhüllt, sind die Zuführeinrichtung und die Absaugeinrichtung der Reinigungseinrichtung zumindest teilweise in dem von der Raumteilereinrichtung begrenzten Teilvolumen angeordnet. Auf diese Weise kann im Inneren des begrenzten Teilvolumens eine geschlossener Reinigungskreislauf eingestellt werden.
Schließlich ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher die Austrittsöffnung der Zuleitung und ein eintrittsseitiges Ende der Absaugleitung von der
Raumteilereinrichtung umhüllt sind. Auf diese Weise sind sowohl die
Austrittsöffnung als auch das eintrittsseitige Ende der Absaugleitung in dem von der Raumteilereinrichtung begrenzten Teilvolumen angeordnet bzw. ragen in dieses hinein. Typischerweise ist auch die Beobachtungseinrichtung zumindest teilweise, d.h. zumindest die Beobachtungsoptik, in das von der
Raumteilereinrichtung begrenzte Teilvolumen geführt, um dort die zu reinigende Oberfläche zu beobachten, beispielsweise um Stellen mit erhöhter
Kontamination zu identifizieren und/oder um den Reinigungsfortschritt zu überwachen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein. Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer optischen Anordnung in Form einer Plasma-Lichtquelle,
Fig. 2 einen Ausschnitt der Plasma-Lichtquelle von Fig. 1 mit einer Reinigungseinrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer optischen Anordnung, die als EUV-Lithographieanlage ausgebildet ist,
Fig. 4 einen Ausschnitt der EUV-Lithographieanlage von Fig. 3, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Möglichkeit der Anbringung einer Reinigungseinrichtung in der Plasma- Lichtquelle von Fig.1.
In Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine optische Anordnung in Form einer Plasmalichtquelle 1 ' dargestellt. Die Plasmalichtquelle 1 ' bzw. die optische Anordnung umfasst ein als Kammer ausgebildetes Gehäuse 2, das einen Gehäuseinnenraum 3 umschließt. Das Gehäuse 2 umschließt auch eine Plasmaentladungsregion 4 mit einem ionisierbaren Medium. Das ionisierbare Medium wird zur Erzeugung des Plasmas (dargestellt mittels zweier
Plasmaschleifen 5a und 5b) in der Plasmaentladungsregion 4 genutzt. Die Plasmalichtquelle 1 ' umfasst des Weiteren einen Transformator 6 zum
Induzieren eines elektrischen Stromes in die beiden in der Plasmaentladungsregion 4 gebildeten Plasmaschleifen 5a und 5b. Der
Transformator 6 weist einen magnetischen Kern 7 und eine Primärspule 8 auf, wobei ein Spalt 9 zwischen der Spule 8 und dem magnetischen Kern 7 gebildet ist. Die beiden Plasmaschleifen 5a, 5b konvergieren und ziehen sich in einem zentralen Bereich zu einem Plasmafaden zusammen („pinching"), d.h. dort ist die Querschnittsfläche des Plasmas der jeweiligen Plasmaschleife 5a, 5b reduziert und damit die Energiedichte des Plasmas erhöht. Durch die erhöhte Energiedichte wird die Strahlung der Plasmalichtquelle 1 ' (in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet) im Wesentlichen in dem zentralen Bereich erzeugt, so dass mit der Plasmalichtquelle 1 ' eine näherungsweise punktförmige Lichtquelle realisiert werden kann, die beispielsweise EUV-Strahlung, d.h. Strahlung in einem
Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm, emittieren kann.
Die Plasmalichtquelle 1 ' umfasst auch eine Energieversorgungseinrichtung 10, mittels derer elektrische Energie typischerweise in gepulster Form für die Primärspule 8 bzw. für den magnetischen Kern 7 bereitgestellt werden kann. Im Betrieb der Plasmalichtquelle 1 ' stellt die Energieversorgungseinrichtung 10 hierzu in der Regel eine Serie an Energiepulsen bereit und führt somit dem Plasma Energie zu. Die Energieversorgungseinrichtung 10 stellt die
Energiepulse bzw. die Serie an Energiepulsen über elektrische Verbindungen 1 a und 11 b bereit, wobei die Energiepulse einen elektrischen Strom in dem magnetischen Kern 7 induzieren, wodurch die Energie den Plasmaschleifen 5a und 5b in der Plasmaentladungsregion 4 zur Verfügung gestellt werden.
Als ionisierbares Medium kann ein ionisierbares Fluid, d.h. ein Gas oder eine Flüssigkeit, eingesetzt werden. Das ionisierbare Medium kann beispielsweise Xenon, Lithium oder Zinn sein. Alternativ kann das ionisierbare Medium aus fein verteilten Feststoffpartikeln (beispielsweise Zinn-Partikeln) bestehen, die mittels eines Trägergases, zum Beispiel Helium, über eine Gaszuleitung in das
Gehäuse 2 geleitet werden. Ebenfalls kann als ionisierbares Medium ein
Feststoff, wie beispielsweise Zinn oder Lithium, genutzt werden, der mittels eines Verdampfungsprozesses oder durch so genanntes„Sputtern" (engl. Zerstäuben) verdampft wird.
Die Plasmalichtquelle 1 ' kann ferner einen Dampfgenerator umfassen (nicht dargestellt), der solche Metalle verdampft und das verdampfte Metall in das Gehäuse 2 einleitet. Die Plasmalichtquelle 1 ' kann ferner eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des verdampften Metalls in dem Gehäuse 2 umfassen (ebenfalls nicht dargestellt). Typischerweise ist das Gehäuse 2 zumindest teilweise durch ein metallisches Material, beispielsweise Kupfer, Wolfram, eine Wolfram- Kupfer-Legierung oder ein anderes Material gebildet, das das ionisierbare Medium und das Plasma im Inneren des Gehäuses 2 eindämmt. Die
Plasmalichtquelle 1 ' umfasst ferner eine Vakuumerzeugungseinheit 12 zur Erzeugung eines Vakuums in dem Gehäuse 2 (z.B. bei Drücken zwischen ca. ca. 10"9 mbar und 0 mbar) und eine Oberfläche 13, die in dem
Gehäuseinnenraum 3, d.h. in der Kammer, angeordnet und die in Fig. 1 eine Innenoberfläche des Gehäuses 2 der Plasmalichtquelle 1 ' bildet.
Bei der Erzeugung des Plasmas durch die Plasmalichtquelle 1 ' kann es jedoch aufgrund von innerhalb des Gehäuses 2 befindlichen kontaminierenden Stoffen zu Instabilitäten bei der Strahlungserzeugung kommen, insbesondere wenn die kontaminierenden Stoffe sich plötzlich in Form von vergleichsweise großen Flocken von in der Plasmalichtquelle 1 ' vorhandenen Oberflächen ablösen, wodurch das Plasma gestört wird und es zu Ausfällen einzelner Pulse bzw. von Pulsfolgen kommen kann. Die kontaminierenden Stoffe können entstehen, wenn sich Teile der beispielsweise kupferhaltigen Gehäusewand, die dem Plasma insbesondere in der Plasmaentladungsregion 4 zugewandt sind, von dem Gehäuse 2 oder ggf. von der Primärspule 8 bzw. deren Ummantelung abgetragen werden. Diese abgetragen Stoffe können sich dann im
Gehäuseinnenraum 3 ausbreiten und erneut an unterschiedlichen Stellen des Gehäuses 2 (beispielsweise an der Oberfläche 13) ablagern und sich ggf. in Form von flockenartigen Konglomeraten spontan von der Oberfläche 13 ablösen. Zum Entfernen von an der Oberfläche 13 abgelagerten Stoffen 14 weist die Plasmalichtquelle 1 ' eine anhand von Fig. 2 nachfolgend näher beschriebene Reinigungseinrichtung 15 auf.
In dem in Fig. 2 gezeigten vergrößerten Ausschnitt der Plasmalichtquelle 1 ' ist das den Gehäuseinnenraum 3 umschließende Gehäuse 2 vereinfacht ohne die in Fig. 1 zur Erzeugung des Plasmas eingesetzten Bauteile dargestellt. Der Gehäuseinnenraum 3 ist in Fig. 2 an seiner Unterseite beispielhaft durch die Oberfläche 13 begrenzt, welche die Innenseite einer Gehäusewand 16 bildet. Die Gehäusewand 16 ist typischerweise zumindest teilweise durch ein metallisches Material, beispielsweise Kupfer oder Wolfram, gebildet.
Die Reinigungseinrichtung 15 zum Entfernen der an der Oberfläche 13 abgelagerten kontaminierenden Stoffe 14, bei denen es sich typischer Weise ebenfalls um ein metallisches Material handelt, ist ausgebildet, die abgelagerten kontaminierenden Stoffe 14 durch den Ausstoß von CO2 in Form von CO2- Pellets 17 zu entfernen. Zur Erzeugung der CO2-Pellets kann die
Reinigungseinrichtung 15 beispielsweise einen nicht dargestellte CO2- Bevorratungseinrichtung sowie eine CO2-Pellet-Aufbereitungseinheit umfassen. Durch die CO2-Pellet-Aufbereitungseinheit bzw. die Reinigungseinrichtung 15 kann dann das von der CO2-Bevorratungseinrichtung bereitgestellte CO2 in entsprechend große CO2-Eisstücke, welche die CO2-Pellets 17 bilden, umgewandelt werden, beispielsweise indem große CO2-Eisstücke zermahlen werden, bis diese die gewünschte Größe aufweisen, die typischer Weise in der Größenordnung von 0,01 mm bis 10 mm liegt.
Anschließend beschleunigt die Reinigungseinrichtung 15 die CO2-Pellets 17 mittels eines inerten Gasstroms 18, der zum Beispiel durch ein Druckgefälle beim Austritt des Gases aus einer Bevorratungseinrichtung erzeugt werden kann, in der das inerte Gas unter hohem Druck aufbewahrt wird. Die CO2- Pellets 17 werden dem inerten Gasstrom 18 zugeführt und von diesem mitgerissen und mittels der an der Austrittsöffnung 20 vorgesehenen Gasdüse beschleunigt, sodass die CO2-Pellets 17 in dem Gasstrom 18 mit hoher
Geschwindigkeit (typischerweise von Mach 0,7 bis Mach 3,0) auf die zu reinigende Oberfläche 13 auftreffen bzw. aufprallen und die kontaminierenden Stoffe 14 (abrasiv) entfernen.
Die Reinigungseinrichtung 15 weist zum Zuführen der CO2-Pellets 17 zu der Oberfläche 13 eine Zuführeinrichtung 35 auf, die eine Zuleitung 19 mit einer Austrittsöffnung 20 einer Gasdüse zum Ausstoß der CO2-Pellets 17 umfasst. Die Zuleitung 19 weist mindestens einen flexiblen Leitungsabschnitt 21 zum Ausrichten der Austrittsöffnung 20 bzw. der Austrittsdüse auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche 13 auf. Zum Ausrichten der Austrittsöffnung 20 kann das austrittsöffnungsseitige Ende der Zuleitung 19 entsprechend der Pfeilrichtung 22 (in der Zeichenebene der Fig. 2) verschwenkt werden. Ferner kann das austrittsöffnungsseitige Ende der Zuleitung 19 auch in einer zur Zeichenebene der Fig. 2 senkrecht angeordneten Ebene verschwenkt werden, um den aus der Austrittsöffnung 20 austretenden Strom 18 aus inertem Gas und CO2-Pellets 17 auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche 13 zu lenken bzw. auszurichten, wozu die Zuführeinrichtung 35 geeignete Bewegungseinrichtungen aufweist, die beispielsweise in Form von Bowdenzügen oder dergleichen realisiert sein können.
Die Zuleitung 19 ist gasdicht durch eine Öffnung 23 in dem Gehäuse 2 in den Gehäuseinnenraum 2 eingebracht. Das Ausrichten der Austrittsöffnung 20 bzw. der Austrittsdüse auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche 13 wird dadurch erleichtert, dass die Zuleitung 19, genauer gesagt ein starrer Leitungsabschnitt 24 der Zuleitung 19, relativ zu der Öffnung 23 in axialer Richtung verschiebbar und/oder drehbar ist (vgl. entsprechende Pfeile 36, 37). Zur Ermöglichung der relativen Verschiebung und/oder Drehung können entsprechende Axial- und/oder Radialdichtungen zwischen der Öffnung 23 und der Zuleitung 19 vorgesehen sein. Durch die von der Reinigungseinrichtung 15 ausgestoßenen CO2-Pellets 17 können in vorteilhafter Weise relativ dicke und stark an der Oberfläche 13 haftende und daher auf andere Weise schwierig oder nicht zu entfernende kontaminierende Stoffe 14, typischer Weise Schichten von kontaminierenden Stoffen 14, effektiv von der Oberfläche 13 entfernt werden. Des Weiteren können durch die flexible Ausgestaltung der Zuleitung 19, insbesondere durch die Möglichkeit des Ausrichtens des austrittsöffnungsseitigen Endes der Zuleitung 19 in unterschiedliche Raumrichtungen im Idealfall alle Innenseiten des Gehäuses 2 bzw. alle im Gehäuseinneren 3 angeordneten Oberflächen 13 von den ausgestoßenen CO2-Pellets 17 erreicht und somit gereinigt werden. Bei den Oberflächen 13 kann es sich insbesondere um Oberflächen von Bauteilen handeln, die in dem Gehäuseinnenraum 3 angeordnet sind, beispielsweise die Primärspule 8 bzw. deren Ummantelung.
Die Plasmalichtquelle 1 ' umfasst weiter eine Beobachtungseinrichtung 25 zum Beobachten der Oberfläche 13 mit einer auf die Oberfläche 13 ausrichtbaren Beobachtungsoptik 26. Die Beobachtungseinrichtung 25 umfasst im gezeigten Beispiel eine Bildübertragungsleitung 27, an der die Beobachtungsoptik 26 gelagert ist und die einen flexiblen Leitungsabschnitt 28 zum Ausrichten der Beobachtungsoptik 26 auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche 13 aufweist. Durch den flexiblen Leitungsabschnitt 28 ist auch die Beobachtungsoptik 26, analog zum austrittsöffnungsseitigen Ende der Zuleitung 19, entsprechend der Pfeilrichtung 22 in unterschiedliche Raumrichtungen und damit auf
unterschiedliche Stellen der Oberfläche 13 ausrichtbar. Die Zuleitung 19 und die Bildübertragungsleitung 27 sind nebeneinander angeordnet und zumindest abschnittsweise miteinander verbunden bzw. aneinander befestigt.
Im gezeigten Beispiel sind der austrittsöffnungsseitige starre
Zuleitungsabschnitt 24 der Zuleitung 19 mit der Gasdüse bzw. Austrittsöffnung 20 und ein beobachtungsoptikseitiger starrer Leitungsabschnitt 29 der Bildübertragungsleitung 27 miteinander verbunden. Auf diese Weise können die Ausstoßrichtung der CO2-Pellets 17 aus der Zuleitung 19 und die
Beobachtungsrichtung der Beobachtungsoptik 26 parallel zueinander ausgerichtet werden. Durch die Befestigung können die Zuleitung 19 und die Bildübertragungsleitung 27 gemeinsam unter Verwendung einer einzigen Bewegungseinrichtung bewegt werden. Die Zuleitung 19 und die
Bildübertragungsleitung 27 müssen nicht zwingend aneinander befestigt sein. Insbesondere kann es ggf. günstig sein, wenn die Beobachtungsoptik 26 bzw. die Bildübertragungsleitung 27 und die Zuleitung 19 unabhängig voneinander bewegt werden können.
Die CO2-Pellets 17 können entlang eines vorgegebenen Bewegungsmusters (z.B. in einer scannenden Bewegung) fortschreitend auf die Oberfläche 13 ausgerichtet werden, sodass die kontaminierenden Stoffe 14 nach und nach vollständig von der Oberfläche 13 abgetragen werden. Durch die
Beobachtungseinrichtung 25 kann der Reinigungsvorgang visuell von einem Bediener oder ggf. von einer elektronischen Auswerteeinrichtung verfolgt werden und gegebenenfalls in Abhängigkeit von dem aufgenommenen Bild der Oberfläche 13 bzw. der dort abgelagerten kontaminierenden Stoffe 14 auf den Reinigungsprozess Einfluss genommen werden, beispielsweise indem von dem vorgegebenen Bewegungsmuster abgewichen wird.
Die Reinigungseinrichtung 15 umfasst ferner eine Absaugeinrichtung 30 zum Absaugen von entfernten kontaminierenden Stoffen 14 und/oder von CO2 bzw. von Inertgas aus dem Gehäuseinnenraum 3. Die CO2-Pellets 17 gehen nach deren Auftreffen auf die Oberfläche 13 typischerweise in den gasförmigen Zustand über, sodass nach dem Entfernen der Stoffe 14 von der Oberfläche 13 durch die Absaugeinrichtung 30 eine Mischung aus CO2 und diesen Stoffen14 aus dem Gehäuse 2 abgesaugt werden kann. Die Absaugeinrichtung 30 weist hierzu in Fig. 2 drei jeweils einenends gasdicht in den Gehäuseinnenraum 3 mündende Absaugleitungen 31 auf. Die Absaugleitungen 31 sind anderenends in einer Hauptabsaugleitung 32 zusammengeführt, in der eine (nicht
dargestellte) Filtereinheit zum Herausfiltern der kontaminierenden und abgesaugten Stoffe 14 angebracht ist. Die Hauptabsaugleitung steht mit einer Pumpe beispielsweise eines Staubsaugers in Verbindung.
Das durch eine solche Filtereinheit von den kontaminierenden Stoffen 14 gereinigte CO2 kann anschließend zur Erzeugung der CO2-Pellets 17
wiederverwendet werden, indem dieses abgekühlt wird. Durch die gasdichte Zufuhr der CO2-Pellets 17 in das Gehäuse 2 und die gasdichte Absaugung mittels der Absaugeinrichtung 30 kann ein hermetisch dichter und
geschlossener Reinigungskreislauf gebildet werden, der es ermöglicht, das hier beschriebene Reinigungsverfahren in einer Reinraumumgebung durchzuführen. In der Fig. 2 mündet die mittlere der drei Absaugleitungen 31 durch die Öffnung 23 in das Gehäuseinnere 3, in der auch die Zuleitung 19 und die
Bildübertragungsleitung 27 in das Gehäuseinnere 3 geführt werden. Alle
Absaugleitungen 31 münden ferner im Bereich der zu reinigenden Oberfläche
13 über als Absaugtrichter 33 ausgebildete Anschlussteile in das
Gehäuseinnere 3.
In Fig. 2 ist durch die Linie 18 ein möglicher Strömungsverlauf des
Reinigungskreislaufs dargestellt. In einem ersten Abschnitt wird der Gasstrom 18 als Mischung aus inertem Gas und den CO2-Pellets 17 von der
Austrittsöffnung 20 in Richtung der Oberfläche 13 ausgerichtet. Dort üben die CO2-Pellets 17 ihre Reinigungswirkung aus und tragen die abgelagerten Stoffe
14 zunehmend ab. Beim Aufprall oder im Anschluss daran wandeln sich die CO2-Pellets 17 nahezu vollständig in gasförmiges CO2 um. Gemäß dem weiteren Strömungsverlauf der Linie 18 kann dann die Mischung aus
abgetragenen Stoffen 14 und gasförmigem CO2 durch die Absaugtrichter 33 und die Absaugleitung 31 aus dem Gehäuseinneren 3 abgesaugt werden. Es versteht sich, dass entsprechend der Größe der zu reinigenden Oberfläche 13 mehrere Absaugtrichter 33 und entsprechende Absaugleitungen 31 vorgesehen sein können, die typischerweise alle gleichzeitig die abgelagerten Stoffe 14 absaugen.
In Fig. 3 ist eine als EUV-Lithographieanlage 1 " ausgebildete optische
Anordnung dargestellt. Die EUV-Lithographieanlage 1 " weist ein
Strahlerzeugungssystem 42, ein Beleuchtungssystem 43 und ein
Projektionssystem 44 auf, die in separaten Gehäusen 2 untergebracht und aufeinander folgend in einem von einer EUV-Lichtquelle 45 des
Strahlerzeugungssystems 42 ausgehenden Strahlengang 46 angeordnet sind. Das Strahlerzeugungssystem 42, das Beleuchtungssystem 43 und das
Projektionssystem 44 sind in einem nicht dargestellten, gemeinsamen Vakuum- Gehäuse angeordnet. Die aus der Lichtquelle 45 austretende Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 20 nm wird zunächst in einem Kollimator 47 gebündelt. Mit Hilfe eines nachfolgenden Monochromators 48 wird durch Variation des Einfallswinkels, wie durch einen Doppelpfeil
angedeutet, die gewünschte Betriebswellenlänge λΒ herausgefiltert, die im vorliegenden Beispiel bei ca. 13,5 nm liegt. Der Kollimator 47 und der
Monochromator 48 sind als reflektive optische Elemente ausgebildet.
Die im Strahlerzeugungssystem 42 im Hinblick auf Wellenlänge und räumliche Verteilung behandelte Strahlung wird in das Beleuchtungssystem 43 eingeführt, welches ein erstes und zweites reflektives optisches Element 49, 50 aufweist. Die beiden reflektiven optischen Elemente 49, 50 leiten die Strahlung auf eine Photomaske 51 als weiteres reflektives optisches Element, welches eine Struktur aufweist, die mittels des Projektionssystems 44 in verkleinertem
Maßstab auf einen Wafer 52 abgebildet wird. Hierzu sind im Projektionssystem 44 ein drittes und viertes reflektives optisches Element 53, 54 vorgesehen.
Die reflektiven optischen Elemente 49, 50, 51 , 53, 54 weisen jeweils eine optische Oberfläche auf 13, die der EUV-Strahlung 46 der Lichtquelle 45 ausgesetzt ist. Die optischen Elemente 49, 50, 51 , 53, 54 werden hierbei unter Vakuum-Bedingungen, d.h. bei (Gesamt-)Drücken zwischen ca. 10"9 mbar und ca. 10 mbar, betrieben. Zum Einstellen derartiger Vakuum-Bedingungen ist eine (nicht gezeigte) Vakuumerzeugungseinheit vorgesehen.
Im Inneren der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 ", d.h. in der EUV- Lichtquelle 45, im Strahlerzeugungssystem 42, im Beleuchtungssystem 43 und/oder im Projektionssystem 44 befinden sich typischer Weise
kontaminierende Stoffe 14, die aus unterschiedlichen Quellen stammen bzw. unterschiedliche Entstehungsursachen haben. Bei der EUV-Lichtquelle 5 kann es sich beispielsweise um eine Plasmalichtquelle handeln, bei der Tröpfchen aus geschmolzenem Zinn mit einem gepulsten Kohlenstoffdioxid- Hochleistungs- Laser beschossen werden, wodurch Zinn-Partikel in die
Umgebung der Lichtquelle 5 gelangen können, die sich anschließend in dem Strahlerzeugungssystem 42 ausbreiten. Ferner ist der Monochromator 8 in dem Strahlformungssystem 42, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, mechanisch schwenkbar gelagert. Bei dem mechanischen Schwenken kann sich jedoch ein mechanischer Abrieb einstellen, der ebenfalls zur Bildung von
verschmutzenden Stoffen führt.
Alle diese Stoffe können sich in einzelnen Baugruppen der EUV- Lithographieanlage 1 ", beispielsweise an den innenseitigen Oberflächen 13 der die einzelnen Baugruppen (Strahlungsformsystem 42, Beleuchtungssystem 43, Projektionssystem 44, EUV-(Plasma)-Lichtquelle 45) umschließenden Gehäuse 2 sowie an dort vorhandenen Bauteilen ablagern und von einer Baugruppe (z.B. dem Strahlungsformsystem 42) zur nächsten (z.B. dem Beleuchtungssystem 43) wandern und sich dadurch nachteilig auf den Betrieb der EUV- Lithographieanlage 1 " auswirken. Die kontaminierenden Stoffe 14 können sich auch auf den optischen Oberflächen 13 der optischen Elemente 47, 48, 49, 50, 51 , 53, 54 selbst ablagern, wodurch die Reflektivität der optischen Elemente 47, 48, 49, 50, 51 , 53, 54 in nachteiliger Weise abnimmt. Beispielhaft und analog zu den Fign. 1 und 2 ist in Fig. 3 an der Unterseite des Strahlerzeugungssystems 42 die Reinigungseinrichtung 15 zum Entfernen von an den Oberflächen 13 des Gehäuses 2 des Strahlerzeugungssystems 42 abgelagerten Stoffen 14 gezeigt, welche die Beobachtungseinrichtung 25 zum Beobachten der Oberfläche 13 sowie die Absaugeinrichtung 30 zum Absaugen von entfernten kontaminierenden Stoffen 14 und/oder zugeleitetem C02 aufweist. Durch die Reinigungseinrichtung 15, die Beobachtungseinrichtung 25 und die Absaugeinrichtung 30 können die Oberflächen 13 des Gehäuses 2 wirkungsvoll von den kontaminierenden Stoffen 14, insbesondere von Zinn- Ablagerungen aus der EUV-Lichtquelle 45, gereinigt werden. Gleiches gilt für nicht optische Bauteile, die in dem jeweiligen Gehäuse 2 angeordnet sind, beispielsweise für Halterungen eines jeweiligen optischen Elements 47, 48, 49, 50, 51 , 53, 54, wie dies beispielhaft für eine Halterung 48a des
Monochromators 48 gezeigt ist. Auch ist es grundsätzlich möglich, die
Oberflächen 13 der optischen Elemente 49, 50, 51 , 53, 54, insbesondere an Stellen, an denen eine Reinigung mittels herkömmlicher Methoden nicht erfolgreich bzw. nicht möglich ist, zumindest teilweise mittels der CO2-Pellets 17 zu reinigen.
In dem Gehäuse 2 des Strahlerzeugungssystems 42 ist ferner eine
Raumteilereinrichtung 60 angeordnet, die an der Innenseite des Gehäuses 2 gasdicht bzw. dichtend anliegt. Die Raumteilereinrichtung 60 umhüllt die Reinigungseinrichtung 15, genauer gesagt den in den Gehäuseinnenraum 3 hinein ragenden Teil der Reinigungseinrichtung 15 sowie die zu reinigende Oberfläche 13. In der in Fig. 3 dargestellten Situation begrenzt die
Raumteilereinrichtung 60 ein abgeschlossenes Teilvolumen 61 des
Gehäuseinnenraums 3, so dass die CO2-Pellets 17 sowie die bei der Reinigung von der Oberfläche 13 abgelösten Stoffe nicht aus dem Teilvolumen 61 in den restlichen Gehäuseinnenraum 3 gelangen und dort gegebenenfalls auf die optischen Oberflächen 13 der optischen Elemente 47, 48 treffen können. Um mittels der Reinigungseinrichtung 15 auch Oberflächen 13 zu reinigen, die außerhalb des in Fig. 3 durch die Lage der Raumteilereinrichtung 60
begrenzten Teilvolumens 61 angeordnet sind, kann die Raumteilereinrichtung 60 beispielsweise in Pfeilrichtung 62 versetzt (verschwenkt und/oder verfahren) werden. Zu diesem Zweck kann der Raumteilereinrichtung 60 ein (nicht gezeigter) Antrieb zugeordnet sein. Die Bewegung der Raumteilereinrichtung 60 in dem Gehäuse 2 kann beispielsweise entlang von in dem
Gehäuseinnenraum 3 angebrachten Führungen, beispielsweise in Form von Führungsschienen, erfolgen. Die Raumteileinrichtung 60 kann während des Reinigungsvorgangs in dem Gehäuseinnenraum 3 verschoben werden, während die Reinigungseinrichtung 15 ortsfest bleibt und lediglich die Zuleitung 19 der Zuführeinrichtung 35 sowie die Bildübertragungsleitung 27 der
Beobachtungsoptik 26 geeignet bewegt werden, um zu reinigende Stellen an der Oberfläche 13 bzw. an weiteren Oberflächen zu erreichen.
Die Reinigungseinrichtung 15 kann lösbar an dem Gehäuse 2 befestigbar sein. Beispielsweise kann die Reinigungseinrichtung 15 zu Reinigungszwecken über einen Adapter bzw. eine Öffnung in das Gehäuse 2 eingeführt werden. Ist keine Reinigung erforderlich, wird die Reinigungseinrichtung 15 entnommen und der Adapter bzw. die Öffnung werden gasdicht verschlossen.
In Fig. 4 ist ein Ausschnitt der EUV-Lithographieanlage 1 " von Fig. 3
dargestellt, und zwar ein Ausschnitt des Projektionssystems 44 mit dem vierten reflektierenden optischen Element 54. In dem Gehäuse 2 des
Projektionssystems 44 ist ebenfalls eine Raumteilereinrichtung 60 angeordnet, die an der Innenseite des Gehäuses 2 gasdicht anliegt. Die
Raumteilereinrichtung 60 umhüllt die zu reinigende Oberfläche 13 sowie die Austrittsöffnung 20 der Zuleitung 19 und ein eintrittsseitiges Ende 63 der Absaugleitung 31 der Reinigungseinrichtung 15 und begrenzt wie in Fig. 3 gezeigt in ihrer an die Innenseite des Gehäuses 2 anliegenden Position ein abgeschlossenes Teilvolumen 61 des Gehäuseinnenraums 3, so dass von der Zuführeinrichtung 35, insbesondere von der Austrittsöffnung 20, austretende C02-Pellets 17 sowie die bei der Reinigung von der Oberfläche 13 abgelösten Stoffe über ein eintrittsseitiges Ende 63 der Absaugleitung 31 wieder aus dem Teilvolumen 61 entfernt werden können und somit nicht in den restlichen Gehäuseinnenraum 3 gelangen. Durch die Raumteilereinrichtung 60 kann eine Reinigung der Oberfläche 13 auch in unmittelbarer Nähe zu dem
reflektierenden optischen Element 54 erfolgen, ohne dass dieses mit den CO2- Pellets 17 in Kontakt kommt.
Um mittels der Reinigungseinrichtung 15 auch Oberflächen 13 zu reinigen, die außerhalb des in Fig. 4 durch die Lage der Raumteilereinrichtung 60
begrenzten Teilvolumens 61 angeordnet sind, kann die Raumteilereinrichtung 60 wie weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben im
Gehäuseinnenraum 3 versetzt und beispielsweise an weitere Innenseiten des Gehäuses 2 gasdicht angelegt werden. Um eine möglichst große Flexibilität bei der Reinigung zu ermöglichen, sind sowohl die Zuleitung 19 der
Zuführeinrichtung 35 als auch die Absaugleitung 31 der Absaugeinrichtung 30 jeweils im Wesentlichen über ihre gesamte Länge als flexible
Leitungsabschnitte ausgebildet, die in dem Gehäuseinnenraum 3 zwischen der Raumteilereinrichtung 60 und einem Adapter 65 verlaufen, über das die
Reinigungseinrichtung 15 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Auf die
Darstellung der Bildübertragungsleitung, welche neben der Zuleitung 19 angeordnet ist, wurde in Fig. 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die Beobachtungsoptik 26 ist typischer Weise ebenfalls in dem von der
Raumteilereinrichtung 60 abgegrenzten Teilvolumen 61 angeordnet.
Die Reinigungseinrichtung 15 ist wie in Fig. 3 lösbar mit dem Gehäuse 2 verbunden, d.h. der Adapter 65, an dem die Zuführeinrichtung 35 und die Absaugeinrichtung 30 gehalten sind, kann für die Reinigung an dem Gehäuse 2 befestigt werden. Wenn keine Reinigung erforderlich ist, kann die
Reinigungseinrichtung 15 vom Gehäuse 2 gelöst werden und die Öffnung 66 am Gehäuse 2 kann mittels einer Abdeckung oder dergleichen verschlossen werden.
Fig. 5 zeigt schließlich einen schematischen Querschnitt durch die Plasma- Lichtquelle 1 ' von Fig. 1 , wobei die Reinigungseinrichtung 15 weiter Innen an dem Gehäuse 2, und zwar im Bereich der Primärspule 8 angeordnet ist. Dabei sind die Zuführeinrichtung 35 und die Beobachtungseinrichtung 26 durch den zentralen („pinch"-)Bereich, an dem im Betrieb der Plasma-Lichtquelle 1 ' die beiden Plasmaschleifen 5a, 5b konvergieren, geführt, d.h. dieser Bereich bildet die Öffnung 23, durch welche die Zuleitung 19 in den Gehäuseinnenraum 3 geführt wird. Auch ein erster Absaugtrichter 33 der Absaugeinrichtung 30 ist an dem zentralen Bereich angeordnet. Ferner sind zwei weitere Absaugtrichter 33 an Kanäle 67 angeschlossen, die zwischen der Primärspule 8 und den
Innenseiten des Gehäuses 2 gebildet sind. Durch die Reinigungseinrichtung 15 können somit beispielsweise von den an den Seiten der Primärspule 8 gebildeten Oberflächen 13 kontaminierende Stoffe 14 entfernt und über die Absaugeinrichtung 30 abgesaugt werden. Auch in diesem Beispiel kann der Reinigungsvorgang über die Beobachtungseinrichtung 26 verfolgt werden.
Es versteht sich, dass an Stelle einer Plasmalichtquelle 1 ' oder einer EUV- Lithographieanlage 1 " auch Kammern bzw. Gehäuse von anderen
Anordnungen, insbesondere solchen, in denen ein Plasma erzeugt wird, mittels der oben beschriebenen Reinigungsmethode gereinigt werden können.
Derartige Anordnungen können z.B. Kammern zum Abscheiden von Stoffen aus der Gasphase auf (optischen) Oberflächen aufweisen. Auch kann ggf. die oben beschriebene Zuführung der CO2-Pellets 17 in der Art eines Endoskops durch eine andere Art von Zuführungseinrichtung ersetzt werden, bei der keine flexiblen Abschnitte vorgesehen sind. Auch kann an Stelle der endoskopartigen Beobachtungseinrichtung 25 eine andere Art von Online-Beobachtungs- bzw. Überwachungseinrichtung für die Überwachung der CO2-Pellet-Reinigung genutzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Optische Anordnung, insbesondere Plasma-Lichtquelle (1 ') oder EUV- Lithographieanlage (1 "), mit
einem Gehäuse (2), das einen Gehäuseinnenraum (3) umschließt, einer Vakuumerzeugungseinheit (12) zur Erzeugung eines Vakuums in dem
Gehäuse (2),
mindestens einer Oberfläche ( 3), die in dem Gehäuseinnenraum (3) angeordnet ist, und
einer Reinigungseinrichtung (15) zum Entfernen von an der Oberfläche (13) abgelagerten kontaminierenden Stoffen (14),
wobei die Reinigungseinrichtung (15) ausgebildet ist, die abgelagerten kontaminierenden Stoffe (14) durch den Ausstoß von CO2 in Form von CO2- Pellets (17) zu entfernen, sowie
eine Beobachtungseinrichtung (25) zum Beobachten der Oberfläche (13), wobei die Beobachtungseinrichtung (25) eine auf die Oberfläche (13) ausrichtbare Beobachtungsoptik (26) aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , bei der die Reinigungseinrichtung (15) zum Zuführen der CO2-Pellets (17) zu der Oberfläche (13) eine Zuführeinrichtung (35) aufweist, die eine Zuleitung (19) mit einer Austrittsöffnung (20) zum Ausstoß der CO2-Pellets ( 7) umfasst, wobei die Zuleitung (19) mindestens einen flexiblen Leitungsabschnitt (21 ) zum Ausrichten der Austrittsöffnung (20) auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche (13) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, bei der die Zuleitung (19) gasdicht durch eine Öffnung (23) im Gehäuse (2) in den Gehäuseinnenraum (3) eingebracht ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, bei der zum Ausrichten der Austrittsöffnung (20) die Zuleitung (19), insbesondere ein starrer Leitungsabschnitt (24) der Zuleitung (19), relativ zu der Öffnung (23) verschiebbar und/oder drehbar ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die
Beobachtungseinrichtung (25) eine Bildübertragungsleitung (27) umfasst, an der die Beobachtungsoptik (26) gelagert ist, wobei die
Bildübertragungsleitung (27) mindestens einen flexiblen Leitungsabschnitt (28) zum Ausrichten der Beobachtungsoptik (26) auf unterschiedliche
Stellen der Oberfläche (13) aufweist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, bei der die Zuleitung (19) und die
Bildübertragungsleitung (27) nebeneinander angeordnet, bevorzugt zumindest abschnittsweise miteinander verbunden, sind.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die
Ausstoßrichtung der CO2-Pellets (17) und die Beobachtungsrichtung der Beobachtungsoptik (26) parallel zueinander verlaufen.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die
Reinigungseinrichtung (15) weiter umfasst: eine Absaugeinrichtung (30) zum Absaugen von entfernten kontaminierenden Stoffen (14) und/oder von CO2 aus dem Gehäuseinnenraum (3).
9. Anordnung nach Anspruch 8, bei der die Absaugeinrichtung (30) mindestens eine gasdicht in den Gehäuseinnenraum (3) mündende Absaugleitung (31 ) aufweist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, bei der die Absaugleitung (31 ) im Bereich der zu reinigenden Oberfläche (13) in das Gehäuseinnere (3) mündet.
11.Anordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei der die Absaugleitung (31 ) durch eine Öffnung (23) einer Zuleitung (19) zum Zuführen der CO2- Pellets (17) in das Gehäuseinnere (3) mündet.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die
Oberfläche eine Innenoberfläche (13) eines Gehäuses (2) einer Plasma- Lichtquelle (1 ') ist.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die
Oberfläche (13) an einem in dem Gehäuseinnenraum (3) angeordneten Bauteil (48a) gebildet ist.
14. Anordnung nach Anspruch 13, bei welcher das Bauteil (48a) als Halterung für ein optisches Element (48), insbesondere für einen EUV-Spiegel, ausgebildet ist.
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Oberfläche (13) eine optische Oberfläche eines EUV-Strahlung (46) reflektierenden optischen Elements (47 bis 51 , 53, 54) ist.
16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher im Gehäuseinnenraum (3) eine die Oberfläche (13) und die
Reinigungseinrichtung (15) zumindest teilweise insbesondere gasdicht umhüllende Raumteilereinrichtung (60) vorgesehen ist.
17. Anordnung nach Anspruch 16, bei welcher die Austrittsöffnung (20) der Zuleitung (19) und ein eintrittsseitiges Ende (63) der Absaugleitung (31 ) von der Raumteilereinrichtung (60) umhüllt sind.
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