WO2017025374A1 - Euv-lithographiesystem - Google Patents

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WO2017025374A1
WO2017025374A1 PCT/EP2016/068333 EP2016068333W WO2017025374A1 WO 2017025374 A1 WO2017025374 A1 WO 2017025374A1 EP 2016068333 W EP2016068333 W EP 2016068333W WO 2017025374 A1 WO2017025374 A1 WO 2017025374A1
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euv
lithography system
beam path
euv lithography
electrically conductive
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PCT/EP2016/068333
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English (en)
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Inventor
Dirk Heinrich Ehm
Irene Ament
Vitaliy Shklover
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an EUV lithography system, comprising: an EUV light source for generating EUV radiation, which passes through the EUV lithography system along an EUV beam path, and at least one optical element whose optical surface is arranged in the EUV beam path.
  • an EUV lithography system is understood to be an optical system for EUV lithography, ie an optical system used in the field of EUV lithography can.
  • an EUV lithography system which for the production of
  • Semiconductor devices may be, for example, an inspection system for inspecting a photomask used in an EUV lithography (referred to as reticle hereinafter), for inspecting a semiconductor substrate to be structured (hereinafter also referred to as wafer) in the optical system or a metrology system which is used for measuring an EUV lithography system or parts thereof, for example for measuring a projection system.
  • EUV lithography an inspection system for inspecting a photomask used in an EUV lithography (referred to as reticle hereinafter), for inspecting a semiconductor substrate to be structured (hereinafter also referred to as wafer) in the optical system or a metrology system which is used for measuring an EUV lithography system or parts thereof, for example for measuring a projection system.
  • reflective optical elements for example reflective multilayer mirrors, are typically in one
  • Vacuum environment arranged in one or more housings or vacuum chambers.
  • Contamination of optical elements by contaminating substances or particles is a particular problem. Contaminating substances can
  • a target material for example in the form of tin droplets
  • the target material in the form of the tin droplets can be converted into a plasma state by means of a laser beam, as a result of which the tin droplets partially evaporate and tin particles are formed.
  • the tin particles can spread in the EUV lithography system and either directly or in the form of a tin layer on the optical and
  • the contamination of the optical surfaces by tin particles can be done in different ways:
  • the tin particles can be deposited directly from the gas phase on the optical surfaces or a tin layer can be formed by surface diffusion of tin.
  • Tin- Contaminations can also be caused by outgassing effects on tin-containing components in the EUV lithography unit, which are caused by hydrogen present in the EUV lithography system or a hydrogen plasma.
  • the deposition of tin on the optical surfaces of the optical elements can also lead to the formation of bubbles in a reflective coating of the optical elements, which in the worst case results in delamination of the coating.
  • Mechatronic components can also be severely limited or destroyed in their mode of operation by penetrating Sn particles.
  • Contaminating substances absorbent material, which may be a catalytic material, for example, rhodium, palladium, molybdenum, iridium, osmium, rhenium, silver, zinc oxide or their alloys or ruthenium. From US 2004/0119394 a device for reducing the transport of dirt particles has become known in an electrical
  • Dirt particles can be done by a thermoporetic and / or electrostatic deposition of dirt particles.
  • a body may be disposed adjacent to a front electrode of the electric discharge source and an electric field may be generated between the (conical) body and the front electrode.
  • the conical body can be made of an electrically insulating material and serve as a support body for an electrically conductive material, for example for a metal cone or for a metallic mesh material.
  • US 2013/0070218 A1 discloses a system for removing
  • contaminating particles from the EUV beam path of an EUV lithography system have become known, in which at least one pair of electrodes are arranged on opposite sides of the EUV beam path and in which a voltage source is present, which generates a controllable voltage between the electrodes.
  • a voltage source which generates a controllable voltage between the electrodes.
  • an AC voltage is applied and in a second phase of the control, a DC voltage is applied to the pair of electrodes.
  • the object of the invention is to provide an EUV lithography system in which the transport of contaminating particles to the optical
  • an EUV lithography system of the aforementioned type further comprising: at least one electrically conductive structure, O
  • the invention it is proposed to surround at least one section of the EUV beam path with an electrically conductive structure annularly (ie 360 ° in the circumferential direction) or to encapsulate the EUV beam path in the section with the aid of the electrically conductive structure and / or an electrically conductive one
  • an electrically conductive structure annularly (ie 360 ° in the circumferential direction) or to encapsulate the EUV beam path in the section with the aid of the electrically conductive structure and / or an electrically conductive one
  • the electrically conductive structure surrounds the generally substantially cylindrical or cone-shaped EUV beam path (more precisely its cross section) in a ring-shaped manner and can for this purpose have one or more electrical conductors which are for example in the form of wires or the like are.
  • the electrically conductive structure may comprise, for example, one or more electrical conductors which surround the EUV beam path in a spiral shape.
  • the electrically conductive, e.g. Metallic structure does not necessarily surround the cross-section of the EUV beam path annularly, but can surround the EUV beam path, for example, in the manner of a rectangular or elliptical ring or frame,
  • the EUV beam path itself has a rectangular or elliptical geometry in cross section.
  • the voltage source may be used to apply the electrical charge to the electrically conductive structure generate a voltage or a potential between the ground potential of the EUV lithography system and the electrically conductive structure.Other electrical conductors of the electrically conductive structure can possibly only be connected via the voltage source which supplies the electrical current Hold conductor at the same electrical potential, be electrically connected to each other.
  • the generation of a positive or negative charge of the electrically conductive structure makes it possible to redirect electrically charged particles having a charge of opposite sign in the direction of the electrically conductive structure, so that the contaminating particles ideally leave the EUV beam path before these pass on one of the arranged in the EUV beam path electrically conductive optical surfaces.
  • the contaminating particles may, for example, be the tin particles mentioned above, which are typically ionized and thus positively charged by the EUV radiation present in the EUV beam path. Due to a negatively charged electrically conductive structure, a well-defined electric field is generated in the EUV beam path, which influences the trajectories of the tin particles so that they leave the EUV beam path of the EUV lithography system.
  • the electrically conductive structure forms a lattice structure which has a plurality of electrical conductors connected to one another at nodes.
  • the electrical conductors are in electrical and mechanical connection with one another at the nodes, so that it is sufficient to electrically connect the voltage source to the electrically conductive grid structure only at one location in order to keep the grid structure at the same potential.
  • An electrically conductive structure in the form of a lattice structure allows the contaminating particles, which are deflected to the lattice structure, to pass through the space or openings formed between the electrical conductors, so that only a small amount is typically present of the contaminating particles hits the lattice structure itself.
  • the lattice structure may annularly surround the EUV beam path, for example in the manner of a cage, from which the contaminating particles emerge to the outside.
  • the electrical conductors of the grid structure are formed as metallic wires.
  • the metallic wires are typically dimensionally stable so that the grid structure is cantilevered, so that the grid structure theoretically only at one point on a housing or on a
  • the attachment is typically via an electrically insulating component.
  • the attachment of the lattice structure can be carried out, for example, at the two mutually opposite ends of the portion of the EUV beam path, which surrounds the lattice structure in an annular manner.
  • the electrically conductive structure in particular the lattice structure, has at least one closed, in particular annular, conductor loop which surrounds the EUV beam path.
  • Contaminating particles in the EUV beam path which do not pass through the conductor loop exactly in their middle, experience a force effect due to the electric field within the conductor loop to the outside, i. out of the EUV beam path.
  • Several such conductor loops can be arranged one behind the other along the EUV beam path and be kept at the same potential either by the voltage source or by a mechanical connection with further conductors, for example substantially parallel to the propagation direction of the EUV radiation along the EUV beam path.
  • the EUV lithography system additionally comprises at least one vacuum chamber, which is arranged in an interior of a housing forming a vacuum environment, wherein the vacuum chamber surrounds the EUV beam path at least in one section, which is typically arranged adjacent to an optical surface of an optical element.
  • the vacuum chamber can form a so-called mini-environment, as described in the cited WO 2008/034582 A2, which is incorporated by reference in its entirety to the content of this application.
  • the vacuum chamber is typically purged with a purge gas, such as hydrogen, to impede the entry of contaminants from the interior of the housing into the vacuum chamber, and thus the partial pressure of
  • the electrically conductive structure in particular the lattice structure, is arranged in the vacuum chamber.
  • the contaminating particles can be deflected by means of the electrically conductive structure to the surfaces on the inside of the vacuum chamber.
  • the electrically conductive structure may also be formed by the wall of the vacuum chamber itself, i. the vacuum chamber is directly exposed to a potential.
  • the vacuum chamber is typically necessary to electrically isolate the vacuum chamber, more specifically its typically annular annular chamber wall, from the housing or vacuum vessel in which the vacuum chamber is located.
  • the electrically conductive layer in a further embodiment, the electrically conductive
  • the adsorbent material may be applied to the surface, in particular in the form of a coating, but it is also possible that the component on which the surface is formed itself is formed from a material adsorbing the contaminating particles, so that dispensing with a coating can.
  • the contaminating particles should adhere to the electrically conductive structure itself and / or to a surface located outside the EUV beam path (and outside the electrically conductive structure).
  • the adsorbent material is selected from the group comprising: noble metals, in particular Ru, Pd, Pt, Rh, Ir, Au or semi-precious metals, in particular Cu.
  • noble metals in particular Ru, Pd, Pt, Rh, Ir, Au
  • semi-precious metals in particular Cu.
  • the EUV lithography system has at least one cooling device for cooling the electrically conductive structure and / or for cooling at least one surface of the EUV lithography system arranged outside the EUV beam path.
  • Cooling device makes it possible to bind the contaminating particles to the electrically conductive structure and / or on a surface arranged outside the EUV beam path, for this purpose to a temperature of less than 290 K, preferably less than 80 K, in particular less than 20 K is cooled.
  • the cooling device may for example comprise one or more Peltier elements.
  • the cooling device can be any suitable cooling device.
  • the cooling device can be used to remove the contaminating particles detached during the heating of the electrically conductive structure, For example, in the form of liquid tin, freeze on at least one outside of the EUV beam path arranged surface.
  • Cooling means may also be used to additionally or alternatively to surfaces having an adsorbent material freeze contaminating particles on the at least one cooled surface during operation of the EUV lithography system.
  • the surface with the adsorbent material or the cooled surface is in the vacuum chamber, in particular on an inner wall of the vacuum chamber or on a non-optical
  • the contaminating particles may be redirected to an inner wall surrounding the lattice structure, typically a substantially tubular vacuum chamber, and collected on the adsorbent material.
  • a coating of at least one adsorbent material may be applied to prevent the contaminating particles from being exposed to the optical surface of the at least one in the vacuum chamber
  • the vacuum chamber has an outlet which connects the vacuum chamber to the interior of the housing, ie the vacuum vessel surrounding the optics, and the surface with the adsorbent material or the cooled surface is in the interior of the housing, in particular on an inner wall of the housing.
  • the typically flushed with a purge gas vacuum chamber generally has at least one outlet to transport the purge gas and possibly contained in this contaminants in the interior. If necessary, contaminating particles can also enter the interior through the outlet.
  • the voltage source is designed to generate a positive or negative electrical charge of the electrically conductive structure, wherein preferably the absolute amount (and possibly the sign) of the electrical charge of the electrically conductive structure is variable with time.
  • the charge of the electrically conductive structure can be achieved, for example, by generating a voltage between the electrically conductive structure and the ground potential, e.g. the housing of the EUV lithography system are generated.
  • the negatively charged charge carriers (electrons) which are present in excess in the electrically conductive structure, generate a static electric field which attracts positively charged contaminating particles. Accordingly, it is also possible to positively charge the electrically conductive structure to attract negatively charged contaminating particles.
  • the absolute amount of charge or the voltage applied to the electrically conductive structure may vary over time, in particular
  • the (conductive) hydrogen plasma may possibly shield the contaminating particles, so that they are not deflected to the electrically conductive structure.
  • the plasma may possibly convert the positive charge of the contaminating particles, typically generated by the EUV radiation due to the photoelectric effect, into a negative charge.
  • Voltage source can in a first step by the time-dependent
  • Grid structures are placed on a different (positive or negative) potential, so that both positively charged ions and negatively charged ions can be deflected simultaneously and removed from the EUV beam path.
  • four grid structures in the manner of a quadrupole can be arranged around the EUV beam path.
  • the EUV lithography system comprises a heating device for heating the electrically conductive structure.
  • the electrically conductive structure may be favorable to heat the electrically conductive structure to an elevated temperature, at least during maintenance work or during breaks in operation of the EUV lithography system.
  • the heater may be used for this purpose e.g. be formed to generate a current in the electrically conductive structure, so that it is itself used as a heating resistor. It is understood that other types of heating, e.g. a radiant heater, the electrically conductive structure is possible to detach contaminating particles from the electrically conductive structure.
  • the heating device is designed to heat the electrically conductive structure to a temperature which is greater than that
  • Melting temperature of the contaminating particles for example, to a temperature of more than 232 ° C (melting temperature of tin) or more as 300 ° C. If the heating device is heated to a temperature which is greater than the melting temperature of the contaminating particles, they can detach from the electrically conductive structure or be transferred into the gas phase. In this way, the electrically conductive structure can be cleaned of the contaminating particles, wherein the heating of the electrically conductive structure preferably takes place during a break in operation of the EUV lithography system.
  • the EUV lithography system preferably has a collecting device in order to collect the contaminating particles, for example in the form of liquid tin, after detachment.
  • Capture means may be e.g. tubular device having at least one surface cooled by means of a cooling device and / or an adsorbing surface to bind the contaminating particles.
  • the component may be introduced into the EUV lithography system during a break in operation and removed after collecting the particles from the EUV lithography system before the EUV lithography system is put into operation again.
  • the contaminating particles have a positive charge and the electrically conductive structure has a negative charge.
  • contaminating particles are typically ionized or lost electrons by the EUV radiation due to the photoelectric effect and are therefore positively charged unless the plasma prevailing in the EUV beam path is too intense (see above). Due to the negatively charged electrically conductive structure, the positively charged contaminating particles are deflected from the EUV beam path, as described in detail above.
  • the EUV lithography system has an ionization device for the ionization of (electrically neutral)
  • electrically neutral contaminating particles can be ionized and charged into electrically charged ones contaminating particles are converted, which can be deflected by the electrically conductive structure of the EUV beam path.
  • the use of an ionization device for the formation of electrically charged particles is advantageous, in particular, for the case in which a not inconsiderable proportion of the contaminating substance is in electrically neutral form,
  • the ionization device can have at least one radiation source.
  • the radiation emitted by the radiation source may be
  • the radiation source may be formed as an ion source or as an electron source to the
  • the ionization device may comprise a photon source or a light source in order to ionize the contaminating particles.
  • the radiation source is preferred for operation in pulsed mode
  • the EUV light source generates the pulsed EUV radiation and typically generates the majority of the contaminating particles during a corresponding EUV pulse, so possibly due to the
  • Ionization of the particles can be dispensed with at least during part of the period between the EUV pulses.
  • the ionization device is designed to use unused ionizing radiation of the EUV light source that is not used to ionize the neutral contaminating particles and that is emitted into a spatial region outside the EUV beam path. In this way, the provision of an additional radiation source for the ionization of the neutral particles can be dispensed with and an otherwise unused portion of the radiation generated by the EUV light source for the ionization of electrically neutral used contaminating particles, ie this radiation component is not lost unused
  • the ionization device has at least one deflecting element for deflecting the unused radiation, more precisely a proportion of the unused radiation, into the EUV beam path.
  • the at least one deflecting element is in this case usually in
  • the deflection element electrically neutral particles can be ionized directly in the EUV beam path.
  • the deflection element or elements of the ionization device can, if appropriate, be cooled with the aid of conventional cooling devices in order to dissipate the heat which is generated by the radiation absorbed by the deflection elements.
  • the at least one deflection element can be configured to divert radiation of the EUV light source with wavelengths in the EUV wavelength range and / or in other wavelength ranges, for example in the DUV wavelength range, into the EUV beam path.
  • the deflecting element can be configured to divert radiation of the EUV light source with wavelengths in the EUV wavelength range and / or in other wavelength ranges, for example in the DUV wavelength range, into the EUV beam path.
  • the deflecting element can be configured to divert radiation of the EUV light source with wavelengths in the EUV wavelength range and / or in other wavelength ranges, for example in the DUV wavelength range, into the EUV beam path.
  • the deflecting element can be configured to divert radiation of the EUV light source with wavelengths in the EUV wavelength range and / or in other wavelength ranges, for example in the DUV wavelength range, into the EUV beam path.
  • the deflection element can be designed, for example, to reflect EUV radiation, but to deflect or bend radiation at other wavelengths, for example in the DUV wavelength range, in at least one other direction. In this way, the efficiency of the ionization device can be increased.
  • the deflection element (s) may alternatively be designed as conventional mirror elements and have a plane or a concave or convex curved optical surface.
  • the deflecting element is formed or
  • the deflected radiation substantially perpendicular to a optical axis of the EUV beam path in the EUV beam path
  • substantially perpendicular is understood to mean that the deflected radiation is at an angle between approximately 70 ° and approximately 110 ° to the optical axis of the EUV beam path, so that the deflected radiation can form a curtain similar to that of FIG
  • the deflecting element (s) may, for example, be several e.g. coaxial shells or act around individual mirror segments, i. by comparatively small mirrors.
  • the respective optical surfaces of the mirror segments may, for example, be flat, elliptical or possibly hyperbolic.
  • several of the deflecting elements can redirect the radiation to a common position within the EUV beam path, but this is not absolutely necessary.
  • the or a part of the deflection elements can be arranged for example in the vicinity of an intermediate focus, in which the EUV radiation of the EUV light source is focused by a collector optics, for example by a collector mirror.
  • the deflection elements can be arranged in the region of the focal plane and optionally integrated into a diaphragm arranged there.
  • the or part of the deflection elements can be arranged in the vicinity of the collector optics, for example at the edge of a collector mirror.
  • the ionization device is designed to redirect the radiation deflected on a deflecting element into the EUV beam path on or at least one further deflecting element into the EUV beam path. Due to the multiple deflection or reflection of the radiation in the EUV beam path, the efficiency of the Ionticians drove be increased in the ionization of contaminating particles.
  • the EUV lithography system comprises a beam generating system, an illumination system, and a projection system, and the at least one electrically conductive structure surrounds a portion of the EUV beam path in the beam generation system
  • the electrically conductive structure can in principle surround any section of the EUV beam path of the EUV lithography system, which in the embodiment described here is designed as an EUV lithography system.
  • contaminating particles in the form of tin particles can be generated in the EUV light source and first pass into the
  • the EUV beam path in the illumination system can also have at least one electrically conductive structure.
  • An electrically conductive structure can therefore, for example, between the intermediate focus at the entrance of the illumination system and the first reflective optical element of the illumination system
  • the entire section of the EUV beam path that runs in the illumination system may possibly be encapsulated with one or more electrically conductive structures. same for for the section of the EUV beam path in the beam generating system and in the projection system.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an EUV lithography system with three grating structures for deflecting contaminating particles from an EUV beam path of the EUV lithography system
  • FIGS. 2a, b are schematic representations of one of the lattice structures of FIG. 1, which is electrically neutral (FIG. 2a) or negative (FIG. 2b), and FIG. 1
  • Fig. 3a, b are schematic representations of a detail of a
  • Beam generation system with an ionization device for the ionization of contaminating particles.
  • an EUV lithography system 1 in the form of an EUV lithography system is shown schematically, which has a beam generating system 2, an illumination system 3 and a projection system 4, which housed in separate housings 2a, 3a, 4a and consecutively in one of a EUV light source 5 of the beam generating system 2 outgoing EUV beam path 6 of the EUV light source 7 generated by the EUV light source 7 are arranged.
  • a plasma source can serve as the EUV light source 5.
  • the emerging from the EUV light source 5 EUV radiation 7, which in a
  • Operating wavelength AB has an intensity maximum, which is about 13.5 nm in the present example, is bundled by means of a collimator mirror 8, to further increase the energy density.
  • Beam generating system 2 treated in terms of their spatial distribution EUV radiation 7 is introduced into the illumination system 3, which has a first and second reflective optical element 9, 10.
  • the two reflective optical elements 9, 10 guide the radiation onto a photomask 11 (reticle) as a further reflective optical element, which has a structure which is imaged onto a wafer 12 on a reduced scale by means of the projection system 4.
  • a first and second reflective optical element 13, 14 are provided in the projection system 4.
  • the mask 1 1 is arranged in a housing 15 connected to the illumination system 3 and the projection system 4 via openings for the passage of the EUV beam path 6.
  • the wafer 12 is in its own, with the
  • Projection system 4 associated housing 16 housed. It is understood that both the number of optical elements in the individual systems 2, 3, 4 and their arrangement is to be understood as exemplary only and that in a real EUV lithography system 1, both the number and the arrangement of the optical elements of the can differ in EUV lithography system 1 shown in Fig. 1.
  • the reflective optical elements 8, 9, 10, 11, 13, 14 each have an optical surface 8a, 9a, 10a, 11a, 13a, 14a exposed to the EUV radiation 7 of the light source 5.
  • the reflective optical elements 8, 9, 10, 13, 14 are in a respective inner space 2b, 3b, 4b in the housings 2a, 3a, 4a of the beam generating system 2, the illumination system 3 and the
  • Projection system 4 of the EUV lithography system 1 is arranged. As described above, the reflective mask 11 is arranged in a separate housing 15 of the EUV lithography system 1.
  • the reflective optical elements 8, 9, 10, 11, 13, 14 are each provided with a coating which reflects for the EUV radiation 7 and which may, for example, be a reflective multilayer coating which comprises alternating layers Having high and low refractive index materials, respectively.
  • the optical surfaces 8a, 9a, 10a, 11a, 13a, 14a of the reflective optical elements 8, 9, 10, 11, 13, 14 are arranged in the EUV beam path 6 and can be contaminated by contaminating particles which are in the EUV. Lithographiestrom 1 are present. Such contaminating particles can be generated, for example, by the EUV light source 5.
  • the EUV light source 5 is a plasma light source in which a target material in the form of tin droplets is bombarded with laser radiation, tin particles P are typically generated.
  • the passage of tin particles from the EUV light source 5 into the beam generating system 2 can not be completely prevented as a rule.
  • the tin particles P can propagate in the vacuum environment formed in the respective housings 2a, 3a, 4a and on the surfaces 8a, 9a, 10a, 1a, 13a, 14a of the reflective optical elements 8, 9 , 10, 11, 13, 14 settle and contaminate.
  • three electrically conductive structures are attached, which are in the form of grating structures 17a-c.
  • Each of the three grating structures 17a-c surrounds a respective section 6a-c of the EUV beam path 6 completely in the manner of a tube or a cage.
  • the first grid structure 17a is arranged in the housing of the beam generation system 2 and surrounds a first section 6a of the EUV beam path 6, which runs in the housing 2a of the beam generation system 2 between the collimator mirror 8 and an intermediate focus ZF of the EUV beam path 6.
  • the second grating structure 17b is arranged in the illumination system 3 and runs along a second section 6b of the EUV beam path 6 between the intermediate focus ZF and the first reflecting optical element 9 of FIG.
  • the third grating structure 17c is arranged in the projection system 4 and runs along a third section 6c of the EUV beam path 6 between the first and the second reflecting optical elements 13, 14 of the projection system 4.
  • each of the three grating structures 17a-c is electrically conductively connected to a respective voltage source 18a-c.
  • Voltage sources produce a potential or voltage between the ground potential, e.g. on the housings 2a, 3a, 4a, and the respective grid structure 17a-c.
  • the grating structures 17a-c are thus electrically charged by means of the voltage sources 18a-c and have an electrical charge or an electric potential which, depending on the polarity or on the setting of the respective voltage source 18a-c, is positive (+) or negative (-) can be.
  • FIGS. 2a, b show a trajectory 19 of a contaminating particle P, which enters the illumination system 3 in the region of the intermediate focus ZF and passes through the second lattice structure 17b, in the event that the second lattice structure 17b passes through Grid structure 17b is electrically neutral (Fig. 2a) or for the case that the second grating structure 17b is negatively charged (Fig. 2b).
  • a single contaminating particle P which runs in the EUV beam path 6, has a positive charge (+) due to the EUV radiation 7.
  • the contaminating particle P passes through the second lattice structure 17b along a straight trajectory 19.
  • FIG. 2a shows a trajectory 19 of a contaminating particle P, which enters the illumination system 3 in the region of the intermediate focus ZF and passes through the second lattice structure 17b, in the event that the second lattice structure 17b passes through Grid structure 17b is electrically neutral (Fig. 2a) or for the case that the second grating structure 17b is negatively charged
  • the first and the third lattice structures 17a, 17c can deflect from the EUV beam path 6 by the generation of a negative charge (-) or possibly a positive charge (+) contaminating particles P, which run within the EUV beam path 6 ,
  • the deflected particles P enter directly into the interior 2b of the housing 2a of the beam generation system 2.
  • the contaminating particles P can get back into the EUV beam path 6, in the shown in Fig. 1
  • an annular shield 20 is arranged in the inner space 2b, which annularly surrounds the first grid structure 17a.
  • a coating 21 is applied, which has at least one material adsorbing the contaminating particles P.
  • the adsorbent material is ruthenium, but other noble metals, eg, in particular Ru, Pd, Pt, Rh, Ir, Au or semi-precious metals, in particular Cu, can also be used as constituents of the adsorptive coating 21.
  • the shield 20 to which the coating 21 is applied is formed of stainless steel or aluminum.
  • the shield 20 itself may be formed of an adsorbent material, such as Cu.
  • Both the second lattice structure 17b and the third lattice structure 17c are each arranged in a vacuum chamber 23, 24, which is arranged in the interior 3b of the housing 3a of the illumination system 3 or in the interior 4b of the housing 4a of the projection system 4.
  • the first vacuum chamber 23 surrounds the second section 6b of the EUV beam path 6 in the illumination system 3
  • the third vacuum chamber 24 surrounds the third section 6c of the EUV beam path 6 in the projection system 4.
  • the second and the Third grid structure 17b, 17c respectively attached to opposite ends of the vacuum chambers 23, 24 by means of insulator components, so that the electrical charge (+) or (-) remains limited to the grating structures 17b, 17c.
  • Illumination system 3 formed, i. the first optical element 9 and thus also its optical surface 9a is arranged in the first vacuum chamber 23. Accordingly, in the example shown, the first and second optical elements 13, 14 of the projection system 4 are accommodated in the second vacuum chamber 24, which is arranged in the interior 4b of the projection system 4.
  • Each of the vacuum chambers 23, 24 has an outlet 25, 26 which connects the interior of the respective vacuum chamber 23, 24 with the interior 3b of the housing 3a of the illumination system 3 or with the interior 4b of the housing 4a of the projection system 4 , With the help of arranged in the interior 3b, 4b of the respective housing 3a, 4a vacuum chamber 23, 24 of the EUV beam path 6 between the intermediate focus ZF and the first optical element 9 and between the two optical elements 13, 14 is encapsulated, ie from the inner space 3b, 4b of the respective housing 3a, 4a separated.
  • the first vacuum chamber 23 has, in addition to the outlet 25, which is formed outside the EUV beam path 6, a first opening, through which enters the EUV beam path 6 in the region of the intermediate focus ZF in the first vacuum chamber 23, and a second opening through which the EUV radiation 7, which was reflected at the first reflective optical element 9, the first vacuum chamber 23rd leaves.
  • the second vacuum chamber 24 has a first opening, via which the EUV beam path 6 or the EUV radiation 7 enters the second vacuum chamber 24, and a second opening through which the EUV beam path 6 or the EUV radiation 7 leaves the vacuum chamber 24.
  • the second vacuum chamber 24 is located both at the first opening and at the second opening with a further, not shown in Fig. 1
  • Vacuum chamber in conjunction to substantially the entire EUV beam path 6 of the respective inner spaces 3b, 4b of
  • Beam generating system 2 by means of one or possibly more vacuum chambers from the interior 2b of the housing 2a of the beam generating system 2 are encapsulated.
  • a feed line 27, 28 for supplying a purge gas flows in the interior of the first vacuum chamber 23 or in the interior of the second vacuum chamber 24.
  • the purge gas leaves the respective vacuum chamber 23, 24 via the outlet 25, 26 and enters the respective inner space 3b, 4a of a housing 3a, 4a.
  • Through the outlet 25, 26 may therefore possibly contaminating particles P in the interior 3b, 4b of the respective
  • Housing 3a, 4a arrive. On a surface 22 in the interior of the Housing 3a of the illumination system 3, more precisely on an inner wall of the housing 3a of the illumination system 3, in the example shown, an adsorbent coating 21 is mounted to receive the contaminating particles P.
  • the EUV lithography system 1 has a cooling device 33b to form a surface 34 on an inner wall of the housing 4a of the
  • adsorbing material for example made of ruthenium, applied to from the EUV beam path 6 deflected contaminating particles P to
  • a surface 29a of a non-optical and non-functional component 29 disposed in the first vacuum chamber 23 also has an adsorbent coating 21. It is understood that other non-optical components in the
  • Vacuum chambers 23, 24 may be provided with an adsorbent coating.
  • an adsorbing coating 21 can be applied to all surfaces arranged in the respective vacuum chamber 23, 24
  • the lattice structures 17a-17c themselves may be provided with a coating 21 having at least one adsorbent material to adsorb the contaminating particles P.
  • the EUV lithography system 1 shown in FIG. 1 has a cooling device 33a to cool the surface 24a on the inner wall of the second tubular vacuum chamber 24 and in this way to bind the contaminating particles P.
  • the cooling device 33a can cool the surface 24a on the inner wall of the second vacuum chamber 24 to a temperature of less than approximately 290 K, 80 K or 50 K.
  • the Lattice structures 17a-c may optionally be cooled by means of suitable cooling means to temperatures which are sufficiently low to bind the contaminating particles P.
  • the purge gas which is supplied in the form of hydrogen to the respective vacuum chamber 23, 24, is converted by the EUV radiation 7 typically in a plasma state.
  • a plasma is meant all charged species, i. both electrons and ionic species.
  • the hydrogen plasma may cause the electric field generated within the respective lattice structure 17b, 17c to be shielded from the electrically conductive hydrogen plasma, so that the
  • Distraction effect of the grating structures 17b, 17c for the contaminating particles P is reduced.
  • the amount of the electrical charge which can be applied to the power supply by means of the voltage sources 18b, 18c may possibly
  • Grid structures 17b, 17c is applied, changed time-dependent, i. If necessary, an alternating voltage can be applied to the grating structures 17b, 17c, which acts suitably on the hydrogen plasma.
  • the hydrogen plasma can be amplified in this way so that the contaminating particles P have a magnitude greater negative charge than the (positive) charge that can be achieved by the photoelectric effect.
  • a constant voltage can be applied to the respective grating structure 17b, 17c in order to deflect the contaminating particles P from the EUV beam path 6, the effect of the deflection being enhanced by the greater absolute amount of the charge.
  • the EUV beam path 6 can also be formed by several, e.g. four, lattice structures are surrounded
  • Adjacent grating structures in this case can be set to a different (positive or negative) potential by means of one or more voltage sources, so that both positively charged ions and negatively charged ions can be simultaneously deflected and removed from the EUV beam path.
  • four grid structures such as a quadrupole, can be arranged around the EUV beam path 6.
  • the geometry of a respective grid structure 17a-17c is typically matched to the geometry of the portion 6a-c of the EUV beam path 6 which is surrounded by the respective grid structure 17a-c.
  • the geometry or the configuration of the lattice structure 17a-17c can be suitably selected.
  • the grating structures 17a-c have a plurality of electrical conductors in the form of metallic wires 30, 31 (see Fig. 2a, b).
  • a first group of metallic wires 30 each form closed conductor loops which surround the EUV beam path 6 in an annular manner.
  • a second group of metallic wires 31 runs substantially parallel to the
  • Propagation direction of the EUV beam path 6 and is connected to the wires 30 in the form of conductor loops at conductor node 32 with each other, so that a total of a cage-like or lattice-shaped structure is formed.
  • the distance between the wires 30 formed as conductor loops along the EUV beam path 6 can be selected as well as the number and arrangement of extending in the direction of the EUV beam path 6 wires 31 suitable or
  • Lattice structure 17a-c has wires 30 in the form of conductor loops, but also two or more wires which are connected to each other at conductor nodes, the EUV beam path 6 enclose a ring.
  • another electrically conductive structure may be used, which surrounds the EUV beam path 6.
  • all conductors of the electrically conductive structure in this case, the same potential or the same charge, even if they are possibly not mechanically, but only electrically connected to each other via the respective voltage source 18a-c.
  • a heating device 35 is provided in the EUV lithography system 1.
  • the heater 35 is connected to the grid structure 17b at opposite ends and configured to generate a current flow through the grid structure 17b to act as a heating resistor.
  • the grid structure 17 b can be heated to a temperature TG which is greater than the melting temperature Ts of
  • the melting temperature Ts is about 232 ° C, so that the heater 35, the second grid structure 17b heats up to a temperature TG of more than 232 ° C. It is understood that the material of the metallic wires 30, 31 for the cleaning of the lattice structure 17b a
  • Melting temperature must be greater than the melting temperature Ts of the contaminating particles P.
  • the cleaning of the lattice structure 17b is typically carried out during a break in operation of the EUV lithography system 1, in which the respective voltage source 18a-c no electrical charge to the respective lattice structure 17a c generated, since the distraction of contaminating particles P is not required during a break in operation.
  • the contaminating particles P detached from the respective lattice structure 17a-c may be taken up by a collecting device, wherein a cooling device cooled by means of a cooling device or a surface of a material adsorbing the contaminating particles P may be used as the collecting device.
  • a component to which a cooled or provided with an absorbent material surface is attached during a break in the EUV Lithographiestrom 1 are introduced and after collecting the contaminating particles P back from the EUV lithography system are removed.
  • 3a, b show a detail of a beam generation system 2 of an EUV lithography system 1, in which the illustration of the grating structure 17a has been dispensed with, which is used for deflecting electrically charged
  • the collimator mirror 8 more precisely its optical
  • Surface 8a has an ellipsoid geometry, in one focal point of the target position or the EUV light source 5 is positioned and in the other focal point of the intermediate focus ZF is formed, both along an optical axis 39 of the first portion 6a of the EUV Beam path 6 are arranged.
  • a droplet generator 36 for discharging tin droplets 36a is formed, which move along a predetermined trajectory and each at a Target position, which coincides with the position of the EUV light source 5, of (pulsed) IR radiation 38 of an IR laser source, not shown, for example, a C02 laser, are taken.
  • the IR radiation 38 is focused by means of a focusing device in the form of a lens 37 through a central opening of the collimator mirror 8 to the target position.
  • the IR radiation 38 impinges at the target position on a tin droplet 36a located there, which changes into a plasma state and in this case generates the EUV radiation 7.
  • b is a
  • the example shown in Fig. 3a the
  • Deflection elements 41a-e the purpose, radiation 7a, which is emitted from the EUV light source 5 in a space region 42 outside the EUV beam path 6, to deflect or reflect in the EUV beam path 6.
  • Deflection elements 41a-e are in this case aligned such that the deflected radiation 7a is deflected or reflected substantially perpendicular to the optical axis 39 of the first section 6a into the EUV beam path 6.
  • the deflecting elements 41a-e are arranged in the region of a (focus) plane which runs perpendicular to the optical axis 39 through the intermediate focus ZF and in which a diaphragm is usually arranged so as not to overlap To absorb the intermediate focus ZF EUV radiation 7 to absorb.
  • the deflection elements 41a-e can be integrated, for example, in this (not shown) aperture.
  • the substantially perpendicular to the optical axis 39 deflected in the EUV beam path 6 radiation 7a forms a "curtain" to
  • the particles P each lose an electron due to the contact with the deflected radiation 7 a and change into a positively charged state.
  • Fig. 3b shows a beam generating system 2, which is a first
  • the first ionization device 40a makes it possible to redirect the radiation 7a several times from the space region 42 outside the EUV beam path 6 into the EUV beam path 6. If necessary, the radiation 7a can also be deflected into the EUV beam path 6 at three or more deflection elements 41d, 41e, 41a of the first ionization device 40a, in order to further increase their efficiency.
  • the beam generation system 2 has a second ionization device 40b which has only a single deflection element 41.sub.i arranged adjacent to the collector mirror 8 in the form of a convexly curved mirror, which differs from that of the EUV light source 5.
  • FIG Outgoing radiation 7a reflected back into the EUV beam path 6. It is understood that the second ionization device 40b may have more than one deflection element 40i.
  • the deflection element 41 i of the second ionization device 40b and the deflection elements 41 ah of the first ionization device 40a can be designed to deflect or reflect radiation 7a in the EUV wavelength range and / or in other wavelength ranges, for example in the DUV wavelength range or in the IR wavelength range.
  • Be formed diffraction grating which is a part of the radiation 7a, e.g. differs in the DUV or in the IR wavelength range in a different direction than the reflected at the respective deflection element 41 a-i in the EUV wavelength range radiation 7a.
  • the optical surfaces of the deflecting elements 41a-i which are typically designed as mirrors or grids, can be planar or curved, for example the surfaces can be elliptical,
  • the ionization device may for this purpose comprise at least one additional radiation source (not shown).
  • the additional radiation source can be for example a photon source, an ion source or an electron source, which is preferably operated in pulsed mode.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: eine EUV- Lichtquelle (5) zur Erzeugung von EUV-Strahlung (7), die das EUV- Lithographiesystem (1 ) entlang eines EUV-Strahlengangs (6) durchläuft, mindestens ein optisches Element (8, 9, 10, 11, 13, 14), dessen optische Oberfläche (8a, 9a, 10a, 11 a, 13a, 14a) in dem EUV-Strahlengang (6) angeordnet ist, mindestens eine elektrisch leitende Struktur (17a-c), die den EUV-Strahlengang (6) in mindestens einem Abschnitt (6a-c) ringförmig umgibt und/oder die eine Gitterstruktur (17a-c) bildet, die mehrere an Knoten miteinander verbundene elektrische Leiter aufweist, sowie mindestens eine Spannungsquelle (18a-c) zum Erzeugen einer elektrischen Ladung (-) der mindestens einen elektrisch leitenden Struktur (17a-c) zum Ablenken von elektrisch geladenen kontaminierenden Partikeln (P) aus dem EUV- Strahlengang (6).

Description

EUV-Lithographiesystem
Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 215 223.5 vom 10.08.2015, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: eine EUV- Lichtquelle zur Erzeugung von EUV-Strahlung, die das EUV- Lithographiesystem entlang eines EUV-Strahlengangs durchläuft, sowie mindestens ein optisches Element, dessen optische Oberfläche in dem EUV- Strahlengang angeordnet ist.
Unter einem EUV-Lithographiesystem wird im Sinne dieser Anmeldung ein optisches System für die EUV-Lithographie verstanden, d.h. ein optisches System, welches auf dem Gebiet der EUV-Lithographie eingesetzt werden kann. Neben einer EUV-Lithographieanlage, welche zur Herstellung von
Halbleiterbauelementen dient, kann es sich bei dem optischen System beispielsweise um ein Inspektionssystem zur Inspektion einer in einer EUV- Lithographieanlage verwendeten Fotomaske (im Folgenden auch Retikel genannt), zur Inspektion eines zu strukturierenden Halbleitersubstrats (im Folgenden auch Wafer genannt) oder um ein Metrologiesystem handeln, welches zur Vermessung einer EUV-Lithographieanlage oder von Teilen davon, beispielsweise zur Vermessung eines Projektionssystems, eingesetzt wird. In einem derartigen EUV-Lithographiesystem sind typischerweise reflektive optische Elemente, beispielsweise reflektive Mehrlagenspiegel, in einer
Vakuum-Umgebung in einer bzw. in mehreren Gehäusen bzw. Vakuum- Kammern angeordnet.
Bei der Verwendung von EUV-Strahlung bei Wellenlängen im Bereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm z.B. in EUV-Lithographieanlagen stellt die
Kontamination von optischen Elementen durch kontaminierende Stoffe bzw. Partikel ein besonderes Problem dar. Kontaminierende Stoffe können
beispielsweise in einer EUV-Lichtquelle erzeugt werden, bei der ein Target- Material, beispielsweise in Form von Zinn-Tröpfchen, zur Erzeugung der EUV- Strahlung verwendet wird. Das Target-Material in Form der Zinn-Tröpfchen kann mit einem Laserstrahl in einen Plasma-Zustand übergeführt werden, wodurch die Zinn-Tröpfchen teilweise evaporieren und Zinn-Partikel entstehen. Die Zinn-Partikel können sich in der EUV-Lithographieanlage ausbreiten und entweder direkt oder in Form einer Zinn-Schicht an den optischen und
mechanischen bzw. mechatronischen Oberflächen der optischen Elemente der EUV-Lithographieanlage anlagern.
Die Kontamination der optischen Oberflächen durch Zinn-Partikel kann auf unterschiedliche Weise erfolgen: Die Zinn-Partikel können direkt aus der Gasphase auf den optischen Oberflächen abgeschieden werden oder eine Zinn-Schicht kann durch Oberflächendiffusion von Zinn entstehen. Zinn- Kontaminationen können auch durch Ausgasungseffekte an Zinn enthaltenden Komponenten in der EUV-Lithographieanlage entstehen, die durch in der EUV- Lithographieanlage vorhandenen Wasserstoff bzw. ein Wasserstoff-Plasma hervorgerufen werden. Durch die Ablagerung von Zinn an den optischen Oberflächen der optischen Elemente kann es auch zur Bildung von Bläschen in einer reflektierenden Beschichtung der optischen Elemente kommen, die im schlimmsten Fall eine Delamination der Beschichtung zur Folge hat. Auch Mechatronische Komponenten können in ihrer Funktionsweise stark durch eindringende Sn-Partikel eingeschränkt bzw. zerstört werden.
In der US 8721778 B2 ist eine Folienfalle beschrieben, die eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Folien aufweist, die um eine gemeinsame
Drehachse gedreht werden, um kontaminierende Partikel an den Wänden der Folien zu sammeln und auf diese Weise zu verhindern, dass die
kontaminierenden Partikel zu optischen Komponenten gelangen.
Aus der WO 2008/034582 A2 der Anmelderin ist es bekannt, eine lokale Einkapselung von kontaminationsgefährdeten Komponenten, insbesondere optischen Oberflächen, eines EUV-Lithographiesystems in Teilgehäuse mit begrenzten Teilvolumina (Mini-Environments) vorzunehmen, die mit einem Spülgas, z.B. mit Wasserstoff, gespült werden, um das Eindringen von kontaminierenden Stoffen aus der Umgebung eines jeweiligen Teilgehäuses zu erschweren. Die Vakuum-Gehäuse, welche jeweils ein Mini-Environment bilden, können zumindest an einem Teilbereich an ihrer Innenseite mit einem gasbindenden Material bestehen. Ein optisches Element des EUV- Lithographiesystems kann benachbart zur optischen Oberfläche ein
kontaminierende Stoffe absorbierendes Material aufweisen, bei dem es sich um ein katalytisches Material, beispielsweise um Rhodium, Palladium, Molybdän, Iridium, Osmium, Rhenium, Silber, Zinkoxid oder deren Legierungen oder um Ruthenium handeln kann. Aus der US 2004/0119394 ist eine Vorrichtung zur Verringerung des Transports von Schmutzpartikeln bekannt geworden, die in einer elektrischen
Entladungsquelle entstehen. Die Verringerung des Transports der
Schmutzpartikel kann durch eine thermoporetische und/oder elektrostatische Ablagerung der Schmutzpartikel erfolgen. Um eine elektrostatische Ablagerung zu unterstützen, kann benachbart zu einer Front-Elektrode der elektrischen Entladungsquelle ein Körper angeordnet werden und ein elektrisches Feld zwischen dem (konischen) Körper und der Front-Elektrode erzeugt werden. Der konische Körper kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen und als Unterstützungs-Körper für ein elektrisch leitendes Material, beispielsweise für einen Metall-Konus oder für ein metallisches Netzmaterial, dienen.
Aus der US 2013/0070218 A1 ist ein System zum Entfernen von
kontaminierenden Teilchen aus dem EUV-Strahlengang einer EUV- Lithographieanlage bekannt geworden, bei dem mindestens ein Paar von Elektroden an einander gegenüber liegenden Seiten des EUV-Strahlengangs angeordnet sind und bei dem eine Spannungsquelle vorhanden ist, welche eine steuerbare Spannung zwischen den Elektroden erzeugt. In einer ersten Phase der Steuerung wird eine Wechselspannung und in einer zweiten Phase der Steuerung wird eine Gleichspannung an das Paar von Elektroden angelegt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein EUV-Lithographiesystem bereitzustellen, bei dem der Transport von kontaminierenden Partikeln zu den optischen
Oberflächen des EUV-Lithographiesystems verringert ist.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein EUV-Lithographiesystem der eingangs genannten Art, weiter umfassend: mindestens eine elektrisch leitende Struktur, o
die den EUV-Strahlengang in mindestens einem Abschnitt ringförmig bzw. in der Art einer Einhausung umgibt und/oder die eine Gitterstruktur bildet, die mehrere an Knoten miteinander verbundene elektrische Leiter aufweist, sowie eine Spannungsquelle zum Erzeugen einer elektrischen Ladung der elektrisch leitenden Struktur zum Ablenken von elektrisch geladenen kontaminierenden Partikeln aus dem EUV-Strahlengang.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, mindestens einen Abschnitt des EUV- Strahlengangs mit einer elektrisch leitenden Struktur ringförmig (d.h. um 360° in Umfangsrichtung) zu umgeben bzw. den EUV-Strahlengang in dem Abschnitt mit Hilfe der elektrisch leitenden Struktur zu verkapseln und/oder eine elektrisch leitende Struktur zu verwenden, die eine Gitterstruktur bildet, bei der mehrere elektrische Leiter an Knoten miteinander verbunden sind.
Die elektrisch leitende Struktur umgibt im ersten Fall den in der Regel im Wesentlichen zylinder- bzw. konusförmigen EUV-Strahlengang (genauer gesagt dessen Querschnitt) ringförmig und kann zu diesem Zweck einen oder mehrere elektrische Leiter aufweisen, die beispielsweise in Form von Drähten oder dergleichen ausgebildet sind. Die elektrisch leitende Struktur kann beispielsweise eine oder mehrere elektrische Leiter aufweisen, die den EUV- Strahlengang spiralförmig umgeben. Die elektrisch leitende, z.B. metallische Struktur umgibt den Querschnitt des EUV-Strahlengangs nicht zwingend kreisringförmig, sondern kann den EUV-Strahlengang beispielsweise in der Art eines rechteckigen oder elliptischen Rings bzw. Rahmens umgeben,
insbesondere wenn der EUV-Strahlengang selbst im Querschnitt eine rechteckige oder elliptische Geometrie aufweist.
Mit Hilfe der Spannungsquelle wird eine elektrische Ladung auf die elektrisch leitende Struktur aufgebracht, wodurch sich die gesamte elektrisch leitende Struktur typischer Weise auf demselben elektrischen Potential befindet. Die Spannungsquelle kann zum Aufbringen der elektrischen Ladung auf die elektrisch leitende Struktur eine Spannung bzw. ein Potential zwischen dem Masse-Potential (eng.„ground") des EUV-Lithographiesystems und der elektrisch leitenden Struktur erzeugen. Mehrere elektrische Leiter der elektrisch leitenden Struktur können ggf. nur über die Spannungsquelle, welche die elektrischen Leiter auf demselben elektrischen Potential hält, elektrisch leitend miteinander verbunden sein.
Die Erzeugung einer positiven oder negativen Ladung der elektrisch leitenden Struktur ermöglicht es, elektrisch geladene Partikel, die eine Ladung mit entgegen gesetztem Vorzeichen aufweisen, in Richtung auf die elektrisch leitende Struktur umzulenken, so dass die kontaminierenden Partikel idealer Weise den EUV-Strahlengang verlassen, bevor diese auf eine der im EUV- Strahlengang angeordneten elektrisch leitenden optischen Oberflächen gelangen. Bei den kontaminierenden Partikeln kann es sich beispielsweise um die weiter oben erwähnten Zinn-Partikel handeln, welche durch die EUV- Strahlung, die im EUV-Strahlengang vorhanden ist, typischer Weise ionisiert und somit positiv geladen werden. Durch eine negativ geladene elektrisch leitende Struktur wird im EUV-Strahlengang ein wohldefiniertes elektrisches Feld erzeugt, welches die Trajektorien der Zinn-Partikel beeinflusst, so dass diese den EUV-Strahlengang der EUV-Lithographieanlage verlassen.
In zweiten Fall bildet die elektrisch leitende Struktur eine Gitterstruktur, die mehrere an Knoten miteinander verbundene elektrische Leiter aufweist. Die elektrischen Leiter stehen an den Knoten miteinander in elektrischer und mechanischer Verbindung, so dass es ausreichend ist, die Spannungsquelle nur an einer Stelle mit der elektrisch leitenden Gitterstruktur elektrisch leitend zu verbinden, um die Gitterstruktur auf demselben Potential zu halten. Eine elektrisch leitende Struktur in Form einer Gitterstruktur ermöglicht es, dass die kontaminierenden Partikel, welche zu der Gitterstruktur umgelenkt werden, durch den Raum bzw. die Öffnungen, die zwischen den elektrischen Leitern gebildet ist, hindurch treten, so dass nur ein typischer Weise geringer Anteil der kontaminierenden Partikel auf die Gitterstruktur selbst trifft. Die Gitterstruktur kann den EUV-Strahlengang beispielsweise in der Art eines Käfigs ringförmig umgeben, aus dem die kontaminierenden Partikel nach außen austreten.
Bei einer Weiterbildung sind die elektrischen Leiter der Gitterstruktur als metallische Drähte ausgebildet. Die metallischen Drähte sind typischer Weise so formstabil, dass die Gitterstruktur frei tragend ist, so dass die Gitterstruktur theoretisch nur an einer Stelle an einem Gehäuse bzw. an einem
Gehäusebauteil der EUV-Lithographieanlage befestigt werden muss. Die Befestigung erfolgt typischer Weise über ein elektrisch isolierendes Bauteil. Die Befestigung der Gitterstruktur kann beispielsweise an den beiden einander gegenüber liegenden Enden des Abschnitts des EUV-Strahlengangs erfolgen, den die Gitterstruktur ringförmig umgibt.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die elektrisch leitende Struktur, insbesondere die Gitterstruktur, mindestens eine geschlossene, insbesondere ringförmige Leiterschleife auf, die den EUV-Strahlengang umgibt.
Kontaminierende Partikel im EUV-Strahlengang, welche die Leiterschleife nicht exakt in ihrer Mitte durchlaufen, erfahren durch das elektrische Feld innerhalb der Leiterschleife eine Kraftwirkung nach außen, d.h. aus dem EUV- Strahlengang heraus. Mehrere solcher Leiterschleifen können entlang des EUV-Strahlengangs hintereinander angeordnet werden und entweder durch die Spannungsquelle oder durch eine mechanische Verbindung mit weiteren, beispielsweise im Wesentlichen parallel zur Ausbreitungsrichtung der EUV- Strahlung entlang des EUV-Strahlengangs verlaufenden Leitern auf gleichem Potential gehalten werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die EUV-Lithographieanlage zusätzlich mindestens eine Vakuum-Kammer, die in einem eine Vakuum- Umgebung bildenden Innenraum eines Gehäuses angeordnet ist, wobei die Vakuum-Kammer den EUV-Strahlengang zumindest in einem Abschnitt umgibt, der typischer Weise benachbart zu einer optischen Oberfläche eines optischen Element angeordnet ist. Die Vakuum-Kammer kann ein so genanntes Mini- Environment bilden, wie dies in der eingangs zitierten WO 2008/034582 A2 beschrieben ist, welche durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Die Vakuum-Kammer wird typischer Weise mit einem Spülgas, z.B. mit Wasserstoff, gespült, um das Eindringen von kontaminierenden Stoffen aus dem Innenraum des Gehäuses in die Vakuum- Kammer zu erschweren und auf diese Weise den Partialdruck von
kontaminierenden Stoffen an der optischen Oberfläche des optischen Elements gegenüber dem Partialdruck von kontaminierenden Stoffen in dem Innenraum zu verringern.
Bei einer Weiterbildung ist die elektrisch leitende Struktur, insbesondere die Gitterstruktur, in der Vakuum-Kammer angeordnet. In diesem Fall ist die elektrisch leitende Struktur zwischen dem EUV-Strahlengang und der
Innenseite der Wand der Vakuum-Kammer angeordnet, die den EUV- Strahlengang ebenfalls verkapselt bzw. typischer Weise ringförmig umgibt. Auf diese Weise können die kontaminierenden Partikel mittels der elektrisch leitenden Struktur zu den Oberflächen an der Innenseite der Vakuum-Kammer umgelenkt werden.
Gegebenenfalls kann die elektrisch leitende Struktur auch von der Wandung der Vakuum-Kammer selbst gebildet sein, d.h. die Vakuum-Kammer wird direkt mit einem Potential beaufschlagt. In diesem Fall ist es typischer Weise erforderlich, die Vakuum-Kammer, genauer gesagt deren typischer Weise ringförmig umlaufende Kammerwand, elektrisch gegen das Gehäuse bzw. das Vakuumgefäß zu isolieren, in dem die Vakuum-Kammer angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist/weisen die elektrisch leitende
Struktur und/oder mindestens eine außerhalb des EUV-Strahlengangs angeordnete Oberfläche des EUV-Lithographiesystems mindestens ein die kontaminierenden Partikel adsorbierendes Material auf. Das adsorbierende Material kann an der Oberfläche insbesondere in Form einer Beschichtung aufgebracht sein, es ist aber auch möglich, dass die Komponente, an der die Oberfläche gebildet ist, selbst aus einem die kontaminierenden Partikel adsorbierenden Material gebildet ist, so dass auf eine Beschichtung verzichtet werden kann. Die kontaminierenden Partikel sollten idealer Weise zumindest während des Betriebs des EUV-Lithographiesystems an der elektrisch leitenden Struktur selbst und/oder an einer Oberfläche anhaften, die sich außerhalb des EUV-Strahlengangs (und außerhalb der elektrisch leitenden Struktur) befindet.
Bei einer Weiterbildung ist das adsorbierende Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Edelmetalle, insbesondere Ru, Pd, Pt, Rh, Ir, Au oder Halbedelmetalle, insbesondere Cu. Die Verwendung dieser adsorbierenden Materialien hat sich als günstig erwiesen, da metallische Partikel, insbesondere Zinn-Partikel, eine hohe Affinität haben, sich an den oben genannten
Materialien anzulagern.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das EUV-Lithographiesystem mindestens eine Kühleinrichtung zur Kühlung der elektrisch leitenden Struktur und/oder zur Kühlung mindestens einer außerhalb des EUV-Strahlengangs angeordneten Oberfläche des EUV-Lithographiesystems auf. Die
Kühleinrichtung ermöglicht es, die kontaminierenden Partikel an der elektrisch leitenden Struktur und/oder an einer außerhalb des EUV-Strahlengangs angeordneten Oberfläche zu binden, die zu diesem Zweck auf eine Temperatur von weniger als 290 K, bevorzugt von weniger als 80 K, insbesondere von weniger als 20 K abgekühlt wird. Die Kühleinrichtung kann beispielsweise eines oder mehrere Peltier-Elemente aufweisen. Die Kühleinrichtung kann
Kühlkanäle aufweisen, um eine Gas- und/oder Flüssigkeitskühlung zu ermöglichen. Die Kühleinrichtung kann dazu verwendet werden, die bei der Heizung der elektrisch leitenden Struktur abgelösten kontaminierenden Partikel, beispielsweise in Form von flüssigem Zinn, an mindestens einer außerhalb des EUV-Strahlengangs angeordneten Oberfläche auszufrieren. Die
Kühleinrichtung kann auch dazu verwendet werden, zusätzlich oder alternativ zu Oberflächen, die ein adsorbierendes Material aufweisen, während des Betriebs des EUV-Lithographiesystems kontaminierende Partikel an der mindestens einen gekühlten Oberfläche auszufrieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Oberfläche mit dem adsorbierenden Material oder die gekühlte Oberfläche in der Vakuum-Kammer, insbesondere an einer Innenwand der Vakuum-Kammer oder an einer nicht-optischen
Komponente in der Vakuum-Kammer, gebildet. Ist die elektrisch leitende Struktur in der Vakuum-Kammer angeordnet, können die kontaminierenden Partikel zur einer die Gitterstruktur umgebenden Innenwand der typischer Weise im Wesentlichen röhrenförmigen Vakuum-Kammer umgelenkt und an dem adsorbierenden Material gesammelt werden. Auch an nicht-optischen und nicht-funktionellen Komponenten, die in der Vakuum-Kammer angeordnet sind, kann eine Beschichtung aus mindestens einem adsorbierenden Material aufgebracht werden, um zu verhindern, dass die kontaminierenden Partikel zur optischen Oberfläche des mindestens einen in der Vakuum-Kammer
angeordneten optischen Elements transportiert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Vakuum-Kammer einen Auslass auf, der die Vakuum-Kammer mit dem Innenraum des Gehäuses, d.h. des die Optik umgebenden Vakuumgefäßes, verbindet und die Oberfläche mit dem adsorbierenden Material oder die gekühlte Oberfläche ist in dem Innenraum des Gehäuses, insbesondere an einer Innenwand des Gehäuses, gebildet. Die typischer Weise mit einem Spülgas gespülte Vakuum-Kammer weist in der Regel mindestens einen Auslass auf, um das Spülgas und ggf. in diesem enthaltene kontaminierende Stoffe in den Innenraum zu transportieren. Durch den Auslass können ggf. auch kontaminierende Partikel in den Innenraum gelangen. Um zu verhindern, dass die kontaminierenden Partikel sich unkontrolliert an den in dem Innenraum vorhandenen Komponenten anlagern oder ggf. in eine andere Vakuum-Kammer gelangen, an der eine elektrisch leitende Struktur vorhanden ist, ist es günstig, die Partikel gezielt an einer Oberfläche in dem Gehäuse anzulagern, die mindestens ein adsorbierendes Material aufweist bzw. die mittels einer Kühleinrichtung gekühlt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Spannungsquelle zur Erzeugung einer positiven oder negativen elektrischen Ladung der elektrisch leitenden Struktur ausgebildet, wobei bevorzugt der Absolut-Betrag (und ggf. das Vorzeichen) der elektrischen Ladung der elektrisch leitenden Struktur zeitabhängig veränderlich ist. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die Ladung der elektrisch leitenden Struktur beispielsweise durch das Erzeugen einer Spannung zwischen der elektrisch leitenden Struktur und dem Masse- Potential z.B. des Gehäuses des EUV-Lithographiesystems erzeugt werden. Die negativ geladenen Ladungsträger (Elektronen), die im Überschuss in der elektrisch leitenden Struktur vorhanden sind, erzeugen ein statisches elektrisches Feld, welches positiv geladene kontaminierende Partikel anzieht. Entsprechend ist es auch möglich, die elektrisch leitende Struktur positiv aufzuladen, um negativ geladene kontaminierende Partikel anzuziehen. Der Absolut-Betrag der Ladung bzw. die Spannung, die an die elektrisch leitende Struktur angelegt wird, kann zeitabhängig variieren, insbesondere in
Abhängigkeit von der Stärke des durch die EUV-Strahlung induzierten Plasmas des Spülgases, z.B. in Form von Wasserstoff: Das (leitende) Wasserstoff- Plasma kann ggf. die kontaminierenden Partikel abschirmen, so dass diese nicht zu der elektrisch leitenden Struktur umgelenkt werden. Das Plasma kann insbesondere ggf. die typischerweise aufgrund des photoelektrischen Effekts durch die EUV-Strahlung erzeugte positive Ladung der kontaminierenden Partikel in eine negative Ladung umwandeln. Beim Betrieb der
Spannungsquelle kann in einem ersten Schritt durch die zeitabhängige
Veränderung der Ladung der elektrisch geladenen Struktur, z.B. durch das Anlegen einer Wechselspannung, das Plasma und somit die negative Ladung der kontaminierenden Partikel verstärkt werden, so dass diese in einem zweiten Schritt, bei dem die Ladung der elektrisch leitenden Struktur zeitlich konstant bleibt, zu der in diesem Fall positiv geladenen elektrisch leitenden Struktur abgelenkt werden, wie dies in der eingangs zitierten US 2013/0070218 A1 beschrieben ist, welche in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Werden mehrere, z.B. vier, Gitterstrukturen verwendet, die den EUV-Strahlengang jeweils nur teilweise umgeben, z.B. in einem Winkelbereich von 90° oder weniger, können benachbarte
Gitterstrukturen auf ein unterschiedliches (positives oder negatives) Potential gelegt werden, so dass sowohl positiv geladene Ionen als auch negativ geladene Ionen gleichzeitig abgelenkt und aus dem EUV-Strahlengang entfernt werden können. Beispielsweise können vier Gitterstrukturen in der Art eines Quadrupols um den EUV-Strahlengang herum angeordnet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die EUV-Lithographieanlage eine Heizeinrichtung zur Aufheizung der elektrisch leitenden Struktur. In
Abhängigkeit von der absoluten Anzahl an kontaminierenden Partikeln, die von der elektrisch leitenden Struktur umgelenkt werden, kann es günstig sein, die elektrisch leitende Struktur zumindest während Wartungsarbeiten bzw. in Betriebspausen des EUV-Lithographiesystems auf eine erhöhte Temperatur aufzuheizen. Die Heizeinrichtung kann zu diesem Zweck z.B. ausgebildet sein, in der elektrisch leitenden Struktur einen Strom zu erzeugen, so dass diese selbst als Heizwiderstand genutzt wird. Es versteht sich, dass auch andere Arten der Heizung, z.B. eine Strahlungsheizung, der elektrisch leitenden Struktur möglich ist, um kontaminierende Partikel von der elektrisch leitenden Struktur abzulösen.
Bei einer Weiterbildung ist die Heizeinrichtung ausgebildet, die elektrisch leitende Struktur auf eine Temperatur aufzuheizen, die größer ist als die
Schmelztemperatur der kontaminierenden Partikel, beispielsweise auf eine Temperatur von mehr als 232°C (Schmelztemperatur von Zinn) oder von mehr als 300°C. Wird die Heizeinrichtung auf eine Temperatur aufgeheizt, die größer ist als die Schmelztemperatur der kontaminierenden Partikel, können diese sich von der elektrisch leitenden Struktur ablösen bzw. werden in die Gasphase überführt. Auf diese Weise kann die elektrisch leitende Struktur von den kontaminierenden Partikeln gereinigt werden, wobei das Aufheizen der elektrisch leitenden Struktur bevorzugt während einer Betriebspause der EUV- Lithographieanlage erfolgt. Das EUV-Lithographiesystem weist bevorzugt eine Auffangeinrichtung auf, um die kontaminierenden Partikel, beispielsweise in Form von flüssigem Zinn, nach dem Ablösen aufzufangen. Die
Auffangeinrichtung kann ein z.B. röhrenförmiges Bauelement aufweisen, das mindestens eine mittels einer Kühleinrichtung gekühlte Oberfläche und/oder eine adsorbierende Oberfläche aufweist, um die kontaminierenden Partikel zu binden. Das Bauelement kann beispielsweise während einer Betriebspause in das EUV-Lithographiesystem eingebracht und nach dem Auffangen der Partikel aus dem EUV-Lithographiesystem entfernt werden, bevor das EUV- Lithographiesystem erneut in Betrieb genommen wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform weisen die kontaminierenden Partikel eine positive Ladung auf und die elektrisch leitende Struktur weist eine negative Ladung auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, werden kontaminierende Partikel durch die EUV-Strahlung aufgrund des photoelektrischen Effekts typischer Weise ionisiert bzw. verlieren Elektronen und sind daher positiv geladen, sofern das in dem EUV-Strahlengang herrschende Plasma nicht zu intensiv ist (s.o.). Durch die negativ geladene elektrisch leitende Struktur werden die positiv geladenen kontaminierenden Partikel aus dem EUV- Strahlengang abgelenkt, wie weiter oben im Einzelnen beschrieben ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das EUV-Lithographiesystem eine lonisierungseinrichtung zur Ionisierung von (elektrisch neutralen)
kontaminierenden Partikeln auf. Durch die lonisierungseinrichtung können elektrisch neutrale kontaminierende Partikel ionisiert und in elektrisch geladene kontaminierende Partikel umgewandelt werden, welche von der elektrisch leitenden Struktur aus dem EUV-Strahlengang abgelenkt werden können. Die Verwendung einer lonisierungseinrichtung zur Bildung von elektrisch geladenen Partikeln ist insbesondere für den Fall günstig, dass ein nicht unerheblicher Anteil der kontaminierenden in elektrisch neutraler Form vorliegt,
beispielsweise weil das im EUV-Strahlengang herrschende Plasma sehr intensiv ist.
Die lonisierungseinrichtung kann mindestens eine Strahlungsquelle aufweisen. Bei der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung kann es sich um
Photonen oder um Korpuskularstrahlung handeln. Die Strahlungsquelle kann als lonenquelle oder als Elektronenquelle ausgebildet sein, um die
kontaminierenden Partikel z.B. durch Stoßionisation oder durch
Ladungsaustauschionisation zu ionisieren. Alternativ oder zusätzlich kann die lonisierungseinrichtung eine Photonenquelle bzw. eine Lichtquelle aufweisen, um die kontaminierenden Partikel zu ionisieren.
Die Strahlungsquelle ist bevorzugt zum Betrieb im gepulsten Modus
ausgebildet. Dies ist günstig, da die EUV-Lichtquelle die EUV-Strahlung gepulst erzeugt und typischerweise der Großteil der kontaminierenden Partikel während eines entsprechenden EUV-Pulses erzeugt wird, so dass ggf. auf die
Ionisierung der Partikel zumindest während eines Teils des Zeitraums zwischen den EUV-Pulsen verzichtet werden kann.
Bei einer Ausführungsform ist die lonisierungseinrichtung ausgebildet, zum Ionisieren der neutralen kontaminierenden Partikel nicht genutzte, in einen Raumbereich außerhalb des EUV-Strahlengangs emittierte Strahlung der EUV- Lichtquelle zu verwenden. Auf diese Weise kann auf das Vorsehen einer zusätzlichen Strahlungsquelle für die Ionisierung der neutralen Partikel verzichtet werden und es wird ein ansonsten ungenutzter Anteil der von der EUV-Lichtquelle erzeugten Strahlung zur Ionisierung von elektrisch neutralen kontaminierenden Partikeln genutzt, d.h. dieser Strahlungsanteil geht nicht ungenutzt verloren
Bei einer Weiterbildung weist die lonisierungseinrichtung mindestens ein Umlenkelement zur Umlenkung der nicht genutzten Strahlung, genauer gesagt eines Anteils der nicht genutzten Strahlung, in den EUV-Strahlengang auf. Das mindestens eine Umlenkelement ist in diesem Fall in der Regel im
Strahlerzeugungssystem angeordnet. Durch das Umlenkelement können elektrisch neutrale Partikel direkt im EUV-Strahlengang ionisiert werden. Das bzw. die Umlenkelemente der lonisierungseinrichtung können ggf. mit Hilfe von herkömmlichen Kühleinrichtungen gekühlt werden, um die Wärme abzuführen, die durch die von den Umlenkelementen absorbierte Strahlung erzeugt wird.
Das mindestens eine Umlenkelement kann ausgebildet sein, Strahlung der EUV-Lichtquelle mit Wellenlängen im EUV-Wellenlängenbereich und/oder in anderen Wellenlängenbereichen, beispielsweise im DUV-Wellenlängenbereich, in den EUV-Strahlengang umzulenken. Das Umlenkelement kann
beispielsweise ein Beugungsgitter aufweisen, um Strahlung der EUV- Lichtquelle bei Wellenlängen z.B. im DUV-Wellenlängenbereich oder bei größeren Wellenlängen, beispielsweise im IR-Wellenlängenbereich, in mindestens eine höhere Beugungsordnung zu beugen. Das Umlenkelement kann in diesem Fall beispielsweise ausgebildet sein, EUV-Strahlung zu reflektieren, aber Strahlung bei anderen Wellenlängen, beispielsweise im DUV- Wellenlängenbereich, in mindestens eine andere Richtung umzulenken bzw. zu beugen. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad der lonisierungseinrichtung gesteigert werden. Das bzw. die Umlenkelement(e) kann/können alternativ als herkömmliche Spiegelelemente ausgebildet sein und eine plane oder eine konkav oder konvex gekrümmte optische Oberfläche aufweisen.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist das Umlenkelement ausgebildet bzw.
ausgerichtet, die umgelenkte Strahlung im Wesentlichen senkrecht zu einer optischen Achse des EUV-Strahlengangs in den EUV-Strahlengang
umzulenken. Unter dem Begriff„im Wesentlichen senkrecht" wird verstanden, dass die umgelenkte Strahlung unter einem Winkel zwischen ca. 70° und ca 110° zur optischen Achse des EUV-Strahlengangs verläuft. Auf diese Weise kann die umgelenkte Strahlung einen Vorhang bilden, der diejenigen
kontaminierenden Partikel ionisiert, die nicht ohnehin bereits durch den Einfluss der EUV-Strahlung bzw. des Plasmas innerhalb des EUV-Strahlengangs ionisiert sind.
Bei der bzw. den Umlenkelement(en) kann es sich beispielsweise um mehrere z.B. koaxiale Schalen oder um einzelne Spiegel-Segmente handeln, d.h. um vergleichsweise kleine Spiegel. Die jeweiligen optischen Oberflächen der Spiegel-Segmente können beispielsweise plan, elliptisch oder ggf. hyperbolisch ausgebildet sein. Gegebenenfalls können mehrere der Umlenkelemente die Strahlung an eine gemeinsame Position innerhalb des EUV-Strahlengangs umlenken, dies ist aber nicht zwingend erforderlich.
Die bzw. ein Teil der Umlenkelemente können beispielsweise in der Nähe eines Zwischenfokus angeordnet sein, in den die EUV-Strahlung der EUV-Lichtquelle von einer Kollektor-Optik, beispielsweise von einem Kollektor-Spiegel, fokussiert wird. Die Umlenkelemente können in diesem Fall im Bereich der Fokusebene angeordnet sein und ggf. in eine dort angeordnete Blende integriert werden. Alternativ oder zusätzlich können die bzw. ein Teil der Umlenkelemente in der Nähe der Kollektor-Optik, beispielsweise am Rand eines Kollektor-Spiegels, angeordnet werden.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist die lonisierungseinrichtung ausgebildet, die an einem Umlenkelement in den EUV-Strahlengang umgelenkte Strahlung an dem oder an mindestens einem weiteren Umlenkelement erneut in den EUV- Strahlengang umzulenken. Durch die mehrfache Umlenkung bzw. Reflexion der Strahlung in den EUV-Strahlengang kann der Wirkungsgrad der lonisierungseinrichtung bei der Ionisierung von kontaminierenden Partikeln gesteigert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das EUV-Lithographiesystem ein Strahlerzeugungssystem, ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem auf und die mindestens eine elektrisch leitende Struktur umgibt einen Abschnitt des EUV-Strahlengangs in dem Strahlerzeugungssystem, dem
Beleuchtungssystem oder dem Projektionssystem. Die elektrisch leitende Struktur kann grundsätzlich einen beliebigen Abschnitt des EUV-Strahlengangs des EUV-Lithographiesystems umgeben, das bei der hier beschriebenen Ausführungsform als EUV-Lithographieanlage ausgebildet ist. Wie weiter oben beschrieben wurde, können in der EUV-Lichtquelle kontaminierende Partikel in Form von Zinn-Partikeln erzeugt werden und gelangen zunächst in das
Strahlerzeugungssystem und von dort ggf. weiter in das optisch
nachgeschaltete Beleuchtungssystem sowie ggf. in das optisch
nachgeschaltete Projektionssystem. Es ist daher günstig, die kontaminierenden Partikel oder zumindest einen Großteil der kontaminierenden Partikel möglichst bereits in der Nähe der EUV-Lichtquelle aus dem EUV-Strahlengang zu entfernen. Alternativ oder zusätzlich zum EUV-Strahlengang im
Strahlerzeugungssystem kann daher insbesondere auch der EUV- Strahlengang im Beleuchtungssystem mindestens eine elektrisch leitende Struktur aufweisen. Der Übergang der EUV-Strahlung vom
Strahlerzeugungssystem in das Beleuchtungssystem erfolgt ggf. über einen Zwischenfokus. Eine elektrisch leitende Struktur kann daher beispielsweise zwischen dem Zwischenfokus am Eingang des Beleuchtungssystems und dem ersten reflektierenden optischen Element des Beleuchtungssystems
angeordnet sein, um den EUV-Strahlengang in diesem Abschnitt zu kapseln. Es versteht sich aber, dass ggf. der gesamte Abschnitt des EUV- Strahlengangs, der in dem Beleuchtungssystem verläuft, mit einer oder mehreren elektrisch leitenden Strukturen gekapselt werden kann. Gleiches gilt für den Abschnitt des EUV-Strahlengangs im Strahlerzeugungssystem und im Projektionssystem.
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 zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer EUV-Lithographieanlage mit drei Gitterstrukturen zur Ablenkung von kontaminierenden Partikeln aus einem EUV-Strahlengang der EUV- Lithographieanlage,
Fig. 2a, b schematische Darstellungen einer der Gitterstrukturen von Fig. 1 , welche elektrisch neutral (Fig. 2a) bzw. negativ (Fig. 2b) geladen ist, sowie
Fig. 3a, b schematische Darstellungen eines Details eines
Strahlerzeugungssystems mit einer lonisierungseinrichtung zur Ionisierung von kontaminierenden Partikeln.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw.
funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet. In Fig. 1 ist schematisch ein EUV-Lithographiesystem 1 in Form einer EUV- Lithographieanlage gezeigt, welches ein Strahlerzeugungssystem 2, ein Beleuchtungssystem 3 und ein Projektionssystem 4 aufweist, die in separaten Gehäusen 2a, 3a, 4a untergebracht und aufeinander folgend in einem von einer EUV-Lichtquelle 5 des Strahlerzeugungssystems 2 ausgehenden EUV- Strahlengang 6 der von der EUV-Lichtquelle 5 erzeugten EUV-Strahlung 7 angeordnet sind.
Als EUV-Lichtquelle 5 kann beispielsweise eine Plasmaquelle dienen. Die aus der EUV-Lichtquelle 5 austretende EUV-Strahlung 7, die bei einer
Betriebswellenlänge AB ein Intensitäts-Maximum aufweist, das im vorliegenden Beispiel bei ca. 13,5 nm liegt, wird mit Hilfe eines Kollimator-Spiegels 8 gebündelt, um die Energiedichte weiter zu erhöhen. Die im
Strahlerzeugungssystem 2 im Hinblick auf ihre räumliche Verteilung behandelte EUV-Strahlung 7 wird in das Beleuchtungssystem 3 eingeführt, welches ein erstes und zweites reflektives optisches Element 9, 10 aufweist. Die beiden reflektiven optischen Elemente 9, 10 leiten die Strahlung auf eine Fotomaske 1 1 (Retikel) als weiteres reflektives optisches Element, welches eine Struktur aufweist, die mittels des Projektionssystems 4 in verkleinertem Maßstab auf einen Wafer 12 abgebildet wird. Hierzu sind ein erstes und zweites reflektives optisches Element 13, 14 im Projektionssystem 4 vorgesehen. Die Maske 1 1 ist in einem mit dem Beleuchtungssystem 3 und dem Projektionssystem 4 über Öffnungen zum Durchtritt des EUV-Strahlengangs 6 verbundenen Gehäuse 15 angeordnet. Auch der Wafer 12 ist in einem eigenen, mit dem
Projektionssystem 4 verbundenen Gehäuse 16 untergebracht. Es versteht sich, dass sowohl die Anzahl der optischen Elemente in den einzelnen Systemen 2, 3, 4 sowie deren Anordnung nur beispielhaft zu verstehen ist und dass in einer realen EUV-Lithographieanlage 1 sowohl die Anzahl als auch die Anordnung der optischen Elemente sich von der in Fig. 1 gezeigten EUV- Lithographieanlage 1 unterscheiden können. Die reflektiven optischen Elemente 8, 9, 10, 11 , 13, 14 weisen jeweils eine optische Oberfläche 8a, 9a, 10a, 11 a, 13a, 14a auf, die der EUV-Strahlung 7 der Lichtquelle 5 ausgesetzt ist. Die reflektiven optischen Elemente 8, 9, 10, 13, 14 sind in einem jeweiligen Innenraum 2b, 3b, 4b in den Gehäusen 2a, 3a, 4a des Strahlerzeugungssystems 2, des Beleuchtungssystems 3 und des
Projektionssystems 4 der EUV-Lithographieanlage 1 angeordnet. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist die reflektierende Maske 11 in einem eigenen Gehäuse 15 der EUV-Lithographieanlage 1 angeordnet.
Die reflektiven optischen Elemente 8, 9, 10, 11 , 13, 14 sind im gezeigten Beispiel jeweils mit einer für die EUV-Strahlung 7 reflektierenden Beschichtung versehen, bei der es sich beispielsweise um eine reflektierende Mehrlagen- Beschichtung handeln kann, die alternierende Schichten aus Materialien mit einem hohen bzw. mit einem niedrigen Brechungsindex aufweist. Die optischen Oberflächen 8a, 9a, 10a, 11a, 13a, 14a der reflektiven optischen Elemente 8, 9, 10, 11 , 13, 14 sind in dem EUV-Strahlengang 6 angeordnet und können durch kontaminierende Partikel verunreinigt werden, die in der EUV- Lithographieanlage 1 vorhanden sind. Derartige kontaminierende Partikel können beispielsweise von der EUV-Lichtquelle 5 erzeugt werden. Falls es sich bei der EUV-Lichtquelle 5 um eine Plasma-Lichtquelle handelt, bei welcher ein Target-Material in Form von Zinn-Tröpfchen mit Laserstrahlung beschossen wird, werden typischer Weise Zinn-Partikel P erzeugt. Der Übertritt von Zinn- Partikeln von der EUV-Lichtquelle 5 in das Strahlerzeugungssystem 2 kann in der Regel nicht vollständig verhindert werden. Die Zinn-Partikel P können in der Vakuum-Umgebung, die in den jeweiligen Gehäusen 2a, 3a, 4a gebildet ist, propagieren und sich an den Oberflächen 8a, 9a, 10a, 1 a, 13a, 14a der reflektiven optischen Elemente 8, 9, 10, 11 , 13, 14 absetzen und diese kontaminieren.
Um der Anlagerung von kontaminierenden Partikeln P zumindest an den optischen Oberflächen 9a, 10a, 11a, 13a, 14a der reflektiven optischen Elemente 9, 10, 1 1 , 13, 14 des Beleuchtungssystems 3 und des Projektionssystems 4 entgegen zu wirken, sind in der EUV-Lithographieanlage 1 im gezeigten Beispiel drei elektrisch leitende Strukturen angebracht, die in Form von Gitterstrukturen 17a-c ausgebildet sind. Jede der drei Gitterstrukturen 17a-c umgibt einen jeweiligen Abschnitt 6a-c des EUV-Strahlengangs 6 vollständig in der Art einer Röhre bzw. eines Käfigs. Die erste Gitterstruktur 17a ist im Gehäuse des Strahlerzeugungssystems 2 angeordnet und umgibt einen ersten Abschnitt 6a des EUV-Strahlengangs 6, der in dem Gehäuse 2a des Strahlerzeugungssystems 2 zwischen dem Kollimator-Spiegel 8 und einem Zwischenfokus ZF des EUV-Strahlengangs 6 verläuft. Die zweite Gitterstruktur 17b ist im Beleuchtungssystem 3 angeordnet und verläuft entlang eines zweiten Abschnitts 6b des EUV-Strahlengangs 6 zwischen dem Zwischenfokus ZF und dem ersten reflektierenden optischen Element 9 des
Beleuchtungssystems 3. Die dritte Gitterstruktur 17c ist im Projektionssystem 4 angeordnet und verläuft entlang eines dritten Abschnitts 6c des EUV- Strahlengangs 6 zwischen dem ersten und dem zweiten reflektierenden optischen Element 13, 14 des Projektionssystems 4.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist jede der drei Gitterstrukturen 17a-c mit jeweils einer Spannungsquelle 18a-c elektrisch leitend verbunden. Die
Spannungsquellen erzeugen ein Potential bzw. eine Spannung zwischen dem Masse-Potential, das z.B. an den Gehäusen 2a, 3a, 4a anliegt, und der jeweiligen Gitterstruktur 17a-c. Die Gitterstrukturen 17a-c werden mittels der Spannungsquellen 18a-c somit elektrisch geladen und weisen eine elektrische Ladung bzw. ein elektrisches Potential auf, das in Abhängigkeit von der Polung bzw. von der Einstellung der jeweiligen Spannungsquelle 18a-c positiv (+) oder negativ (-) sein kann.
Fig. 2a, b zeigen eine Trajektorie 19 eines kontaminierenden Partikels P, welcher im Bereich des Zwischenfokus ZF in das Beleuchtungssystem 3 eintritt und die zweite Gitterstruktur 17b durchläuft, für den Fall, dass die zweite Gitterstruktur 17b elektrisch neutral ist (Fig. 2a) bzw. für den Fall, dass die zweite Gitterstruktur 17b negativ geladen ist (Fig. 2b). Wie in Fig. 2a, b zu erkennen ist, weist ein einzelner kontaminierende Partikel P, der im EUV- Strahlengang 6 verläuft, aufgrund der EUV-Strahlung 7 eine positive Ladung (+) auf. Bei dem in Fig. 2a gezeigten Beispiel durchläuft der kontaminierende Partikel P die zweite Gitterstruktur 17b entlang einer geraden Trajektorie 19. Beim in Fig. 2b gezeigten Beispiel, bei dem die zweite Gitterstruktur 17b eine negative Ladung (-) aufweist, wird der kontaminierende Partikel P aus dem EUV-Strahlengang 6 abgelenkt und tritt durch die Öffnungen in der käfigartigen zweiten Gitterstruktur 17b hindurch. Entsprechend können auch die erste und die dritte Gitterstruktur 17a, 17c durch die Erzeugung einer negativen Ladung (- ) oder ggf. einer positiven Ladung (+) kontaminierende Partikel P, die innerhalb des EUV-Strahlengangs 6 verlaufen, aus dem EUV-Strahlengang 6 ablenken.
Die abgelenkten Partikel P treten bei der ersten Gitterstruktur 17a unmittelbar in den Innenraum 2b des Gehäuses 2a des Strahlerzeugungssystems 2 ein. Um zu verhindern, dass die kontaminierenden Partikel P wieder in den EUV- Strahlengang 6 zurück gelangen können, ist bei dem in Fig. 1 gezeigten
Beispiel eine ringförmige Abschirmung 20 in dem Innenraum 2b angeordnet, welche die erste Gitterstruktur 17a ringförmig umgibt. An der Innenseite 20a der Abschirmung 20 ist eine Beschichtung 21 aufgebracht, die mindestens ein die kontaminierenden Partikel P adsorbierendes Material aufweist. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem adsorbierenden Material um Ruthenium, es können aber auch andere Edelmetalle, z.B. insbesondere Ru, Pd, Pt, Rh, Ir, Au oder Halbedelmetalle, insbesondere Cu, als Bestandteile der adsorbierenden Beschichtung 21 verwendet werden. Typischer Weise ist die Abschirmung 20, auf weiche die Beschichtung 21 aufgebracht ist, aus rostfreiem Edelstahl oder Aluminium gebildet. Gegebenenfalls kann jedoch die Abschirmung 20 selbst aus einem adsorbierenden Material, z.B. aus Cu, gebildet sein. In diesem Fall kann auf die Beschichtung 21 ggf. vollständig verzichtet werden. Sowohl die zweite Gitterstruktur 17b als auch die dritte Gitterstruktur 17c sind jeweils in einer Vakuum-Kammer 23, 24 angeordnet, welche in dem Innenraum 3b des Gehäuses 3a des Beleuchtungssystems 3 bzw. in dem Innenraum 4b des Gehäuses 4a des Projektionssystems 4 angeordnet ist. Die erste Vakuum- Kammer 23 umgibt den zweiten Abschnitt 6b des EUV-Strahlengangs 6 in dem Beleuchtungssystem 3, die dritte Vakuum-Kammer 24 umgibt den dritten Abschnitt 6c des EUV-Strahlengangs 6 in dem Projektionssystem 4. Im gezeigten Beispiel sind die zweite und die dritte Gitterstruktur 17b, 17c jeweils an einander gegenüber liegenden Enden der Vakuum-Kammern 23, 24 mit Hilfe von Isolator-Bauteilen befestigt, damit die elektrische Ladung (+) bzw. (-) auf die Gitterstrukturen 17b, 17c beschränkt bleibt.
Im gezeigten Beispiel ist die erste Vakuum-Kammer 23 zwischen dem
Zwischenfokus ZF und dem ersten optischen Element 9 des
Beleuchtungssystems 3 gebildet, d.h. das erste optische Element 9 und somit auch dessen optische Oberfläche 9a ist in der ersten Vakuum-Kammer 23 angeordnet. Entsprechend sind im gezeigten Beispiel das erste und das zweite optische Element 13, 14 des Projektionssystems 4 in der zweiten Vakuum- Kammer 24 untergebracht, die im Innenraum 4b des Projektionssystems 4 angeordnet ist. Jede der Vakuum-Kammern 23, 24 weist einen Auslass 25, 26 auf, der das Innere der jeweiligen Vakuum-Kammer 23, 24 mit dem Innenraum 3b des Gehäuses 3a des Beleuchtungssystems 3 bzw. mit dem Innenraum 4b des Gehäuses 4a des Projektionssystems 4 verbindet. Mit Hilfe der in dem Innenraum 3b, 4b des jeweiligen Gehäuses 3a, 4a angeordneten Vakuum- Kammer 23, 24 wird der EUV-Strahlengang 6 zwischen dem Zwischenfokus ZF und dem ersten optischen Element 9 bzw. zwischen den beiden optischen Elementen 13, 14 gekapselt, d.h. von dem Innenraum 3b, 4b des jeweiligen Gehäuses 3a, 4a abgetrennt.
Die erste Vakuum-Kammer 23 weist zusätzlich zu dem Auslass 25, der außerhalb des EUV-Strahlengangs 6 gebildet ist, eine erste Öffnung auf, durch welche der EUV-Strahlengang 6 im Bereich des Zwischenfokus ZF in die erste Vakuum-Kammer 23 eintritt, sowie eine zweite Öffnung, durch welche die EUV- Strahlung 7, die an dem ersten reflektierenden optischen Element 9 reflektiert wurde, die erste Vakuum-Kammer 23 verlässt. Entsprechend weist auch die zweite Vakuum-Kammer 24 eine erste Öffnung auf, über die der EUV- Strahlengang 6 bzw. die EUV-Strahlung 7 in die zweite Vakuum-Kammer 24 eintritt, sowie eine zweite Öffnung, durch die der EUV-Strahlengang 6 bzw. die EUV-Strahlung 7 die Vakuum-Kammer 24 verlässt. Im gezeigten Beispiel steht die zweite Vakuum-Kammer 24 sowohl an der ersten Öffnung als auch an der zweiten Öffnung mit einer weiteren, in Fig. 1 nicht bildlich dargestellten
Vakuum-Kammer in Verbindung, um im Wesentlichen den gesamten EUV- Strahlengang 6 von den jeweiligen Innenräumen 3b, 4b des
Beleuchtungssystems 3 und des Projektionssystems 4 abzukapseln. Anders als in Fig. 1 gezeigt ist, kann auch der EUV-Strahlengang 6 im
Strahlerzeugungssystem 2 mittels einer oder ggf. mehrerer Vakuum-Kammern vom Innenraum 2b des Gehäuses 2a des Strahlerzeugungssystems 2 abgekapselt werden.
Bei den in Fig. 1 gezeigten Vakuum-Kammern 23, 24 wird eine Verbindung zwischen dem Innenraum 3b, 4b des jeweiligen Gehäuses 3a, 4a und dem Inneren der jeweiligen Vakuum-Kammer 23, 24, in welcher der jeweilige
Abschnitt 6b, 6c des EUV-Strahlengangs 6 verläuft, somit nicht über die
Öffnungen, sondern lediglich über den jeweiligen Auslass 25, 26 hergestellt. Wie in Fig. 1 ebenfalls zu erkennen ist, mündet jeweils eine Zuführungsleitung 27, 28 zur Zuführung eines Spülgases, im gezeigten Beispiel in Form von Wasserstoff H2, im Inneren der ersten Vakuum-Kammer 23 bzw. im Inneren der zweiten Vakuum-Kammer 24. Das Spülgas verlässt die jeweilige Vakuum- Kammer 23, 24 über den Auslass 25, 26 und tritt in den jeweiligen Innenraum 3b, 4a eines Gehäuses 3a, 4a ein. Durch den Auslass 25, 26 können daher ggf. kontaminierende Partikel P in den Innenraum 3b, 4b des jeweiligen
Gehäuses 3a, 4a gelangen. An einer Oberfläche 22 in dem Innenraum des Gehäuses 3a des Beleuchtungssystems 3, genauer gesagt an einer Innenwand des Gehäuses 3a des Beleuchtungssystems 3, ist im gezeigten Beispiel eine adsorbierende Beschichtung 21 angebracht, um die kontaminierenden Partikel P aufzunehmen. Die EUV-Lithographieanlage 1 weist eine Kühleinrichtung 33b auf, um eine Oberfläche 34 an einer Innenwand des Gehäuses 4a des
Projektionssystems 4 auf eine Temperatur abzukühlen, die ausreichend ist, um die kontaminierenden Partikel P zu binden. Zu diesem Zweck kann die
Oberfläche 34 mit Hilfe der Kühleinrichtung 33b auf eine Temperatur von z.B. weniger als ca. 290 K, 80 K oder 50 K abgekühlt werden.
An der Oberfläche 23a an der Innenwand der röhrenförmigen ersten Vakuum- Kammer 23 ist im gezeigten Beispiel eine Beschichtung 21 aus einem
adsorbierenden Material, beispielsweise aus Ruthenium, aufgebracht, um aus dem EUV-Strahlengang 6 abgelenkte kontaminierende Partikel P zu
adsorbieren bzw. aufzunehmen. Entsprechend weist auch eine Oberfläche 29a einer nicht-optischen und nicht-funktionellen Komponente 29, die in der ersten Vakuum-Kammer 23 angeordnet ist, eine adsorbierende Beschichtung 21 auf. Es versteht sich, dass auch andere nicht-optische Komponenten in den
Vakuum-Kammern 23, 24 mit einer adsorbierenden Beschichtung versehen sein können. Insbesondere kann auf alle in der jeweiligen Vakuum-Kammer 23, 24 angeordneten Oberflächen eine adsorbierende Beschichtung 21
aufgebracht sein. Auch die Gitterstrukturen 17a-17c selbst können mit einer Beschichtung 21 versehen sein, die mindestens ein adsorbierendes Material aufweist, um die kontaminierenden Partikel P zu adsorbieren.
Die in Fig. 1 gezeigte EUV-Lithographieanlage 1 weist eine Kühleinrichtung 33a auf, um die Oberfläche 24a an der Innenwand der zweiten röhrenförmigen Vakuum-Kammer 24 zu kühlen und auf diese Weise die kontaminierenden Partikel P zu binden. Die Kühleinrichtung 33a kann zu diesem Zweck die Oberfläche 24a an der Innenwand der zweiten Vakuum-Kammer 24 auf eine Temperatur von weniger als ca. 290 K, 80 K oder 50 K abkühlen. Auch die Gitterstrukturen 17a-c können ggf. mittels geeigneter Kühleinrichtungen auf Temperaturen abgekühlt werden, welche ausreichend gering sind, um die kontaminierenden Partikel P zu binden.
Das Spülgas, welches in Form von Wasserstoff der jeweiligen Vakuum- Kammer 23, 24 zugeführt wird, wird von der EUV-Strahlung 7 typischer Weise in einen Plasmazustand übergeführt. Unter einem Plasma werden alle geladenen Spezies verstanden, d.h. sowohl Elektronen als auch ionische Spezies. Das Wasserstoff-Plasma kann dazu führen, dass das elektrische Feld, welches innerhalb der jeweiligen Gitterstruktur 17b, 17c erzeugt wird, von dem elektrisch leitenden Wasserstoff-Plasma abgeschirmt wird, so dass die
Ablenkwirkung der Gitterstrukturen 17b, 17c für die kontaminierenden Partikel P verringert wird. Um dies zu verhindern, kann ggf. der Betrag der elektrischen Ladung, welcher mittels der Spannungsquellen 18b, 18c auf die
Gitterstrukturen 17b, 17c aufgebracht wird, zeitabhängig verändert werden, d.h. es kann ggf. eine Wechselspannung an die Gitterstrukturen 17b, 17c angelegt werden, welche auf das Wasserstoff-Plasma geeignet einwirkt. Beispielsweise kann in einem ersten Schritt das Wasserstoff-Plasma auf diese Weise so verstärkt werden, dass die kontaminierenden Partikel P eine vom Betrag her stärkere negative Ladung aufweisen als die (positive) Ladung, die durch den photoelektrischen Effekt erreicht werden kann. In einem zweiten Schritt kann an die jeweilige Gitterstruktur 17b, 17c eine konstante Spannung angelegt werden, um die kontaminierenden Partikel P aus dem EUV-Strahlengang 6 abzulenken, wobei die Wirkung der Ablenkung durch den größeren Absolut- Betrag der Ladung verstärkt ist.
Alternativ zu den gezeigten Gitterstrukturen 17a-c, welche den EUV- Strahlengang 6 jeweils ringförmig umgeben, kann der EUV-Strahlengang 6 auch von mehreren, z.B. vier, Gitterstrukturen umgeben werden, die
untereinander nicht elektrisch leitend verbunden sind und die jeweils nur einen Abschnitt des gesamten Umfangs des EUV-Strahlengangs 6 umgeben, z.B. in einem Winkelbereich von 90° oder weniger. Benachbarte Gitterstrukturen können in diesem Fall mittels einer oder mehreren Spannungsquellen auf ein unterschiedliches (positives oder negatives) Potential gelegt werden, so dass sowohl positiv geladene Ionen als auch negativ geladene Ionen gleichzeitig abgelenkt und aus dem EUV-Strahlengang entfernt werden können.
Beispielsweise können vier Gitterstrukturen in der Art eines Quadrupols um den EUV-Strahlengang 6 herum angeordnet werden.
Die Geometrie einer jeweiligen Gitterstruktur 17a-17c ist typischer Weise an die Geometrie des Abschnitts 6a-c des EUV-Strahlengangs 6 angepasst, der von der jeweiligen Gitterstruktur 17a-c umgeben ist. Um gezielt eine gewünschte elektrische Feldverteilung innerhalb der jeweiligen Gitterstruktur 17a-17c zu erzeugen, kann die Geometrie bzw. die Ausgestaltung der Gitterstruktur 17a- 17c geeignet gewählt werden. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel weisen die Gitterstrukturen 17a-c eine Mehrzahl von elektrischen Leitern in Form von metallischen Drähten 30, 31 auf (vgl. Fig. 2a, b). Eine erste Gruppe von metallischen Drähten 30 bilden jeweils geschlossene Leiterschleifen, welche den EUV-Strahlengang 6 ringförmig umgeben. Eine zweite Gruppe von metallischen Drähten 31 verläuft im Wesentlichen parallel zur
Ausbreitungsrichtung des EUV-Strahlengangs 6 und ist mit den Drähten 30 in Form der Leiterschleifen an Leiter-Knoten 32 miteinander verbunden, so dass insgesamt eine käfigartige bzw. gitterförmige Struktur entsteht. Der Abstand zwischen den als Leiterschleifen ausgebildeten Drähten 30 entlang des EUV- Strahlengangs 6 kann ebenso wie die Anzahl und Anordnung der in Richtung des EUV-Strahlengangs 6 verlaufenden Drähte 31 geeignet gewählt bzw.
variiert werden. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die jeweilige
Gitterstruktur 17a-c Drähte 30 in Form von Leiterschleifen aufweist, vielmehr können auch zwei oder mehr Drähte, die an Leiter-Knoten miteinander verbunden sind, den EUV-Strahlengang 6 ringförmig umschließen. Gegebenenfalls kann an Stelle einer Gitterstruktur 17a-c eine andere elektrisch leitende Struktur verwendet werden, welche den EUV-Strahlengang 6 umgibt. Beispielsweise kann einer oder ggf. können mehrere spiralförmige elektrische Leiter, z.B. in Form von metallischen Drähten, eine elektrisch leitende Struktur bilden, welche den EUV-Strahlengang 6 vollständig, typischer Weise ringförmig umgibt. In der Regel weisen alle Leiter der elektrisch leitenden Struktur auch in diesem Fall dasselbe Potential bzw. dieselbe Ladung auf, auch wenn diese ggf. nicht mechanisch, sondern nur über die jeweilige Spannungsquelle 18a-c elektrisch miteinander verbunden sind.
Um die Gitterstruktur 17a-c insbesondere für den Fall, dass diese eine adsorbierende Beschichtung 21 aufweist, von den angelagerten
kontaminierenden Partikeln P zu reinigen, ist bei dem in Fig. 2a gezeigten Beispiel eine Heizeinrichtung 35 in der EUV-Lithographieanlage 1 vorgesehen. Die Heizeinrichtung 35 ist an einander gegenüber liegenden Enden mit der Gitterstruktur 17b verbunden und ausgebildet, einen Stromfluss durch die Gitterstruktur 17b zu erzeugen, so dass diese als Heizwiderstand wirkt. Durch die Heizeinrichtung 35 kann die Gitterstruktur 17b auf eine Temperatur TG aufgeheizt werden, die größer ist als die Schmelztemperatur Ts der
kontaminierenden Partikel P. Handelt es sich bei den kontaminierenden
Partikeln P um Zinn-Partikel, liegt die Schmelztemperatur Ts bei ca. 232°C, so dass die Heizeinrichtung 35 die zweite Gitterstruktur 17b auf eine Temperatur TG von mehr als 232°C aufheizt. Es versteht sich, dass das Material der metallischen Drähte 30, 31 für die Reinigung der Gitterstruktur 17b eine
Schmelztemperatur aufweisen muss, die größer ist als die Schmelztemperatur Ts der kontaminierenden Partikel P. Die Reinigung der Gitterstruktur 17b erfolgt typischer Weise während einer Betriebspause der EUV-Lithographieanlage 1 , in der die jeweilige Spannungsquelle 18a-c keine elektrische Ladung an der jeweiligen Gitterstruktur 17a-c erzeugt, da die Ablenkung von kontaminierenden Partikeln P während einer Betriebspause nicht erforderlich ist. Die von der jeweiligen Gitterstruktur 17a-c abgelösten kontaminierenden Partikel P können von einer Auffangeinrichtung aufgenommen werden, wobei als Auffangeinrichtung beispielsweise eine mittels einer Kühleinrichtung gekühlte Oberfläche oder eine Oberfläche aus einem die kontaminierenden Partikel P adsorbierenden Material verwendet werden kann. Gegebenenfalls kann für das Auffangen der kontaminierenden Partikel P ein Bauelement, an dem eine gekühlte bzw. eine mit einem absorbierenden Material versehene Oberfläche angebracht ist, während einer Betriebspause in die EUV- Lithographieanlage 1 eingebracht werden und nach dem Auffangen der kontaminierenden Partikel P wieder aus der EUV-Lithographieanlage entfernt werden.
Fig. 3a, b zeigen ein Detail eines Strahlerzeugungssystems 2 einer EUV- Lithographieanlage 1 , bei dem auf die Darstellung der Gitterstruktur 17a verzichtet wurde, die zur Ablenkung von elektrisch geladenen
kontaminierenden Partikeln P aus einem ersten Abschnitt 6a des EUV- Strahlengang 6 dient, der zwischen der (punktförmigen) EUV-Lichtquelle 5, dem Kollimator-Spiegel 8 mit einer optischen Oberfläche 8a in Form eines Ellipsoids sowie dem von dem Kollimator-Spiegel 8 erzeugten Zwischenfokus ZF verläuft. Der Kollimator-Spiegel 8, genauer gesagt dessen optische
Oberfläche 8a, weist eine Ellipsoid-Geometrie auf, in dessen einem Brennpunkt die Zielposition bzw. die EUV-Lichtquelle 5 positioniert ist und in dessen anderem Brennpunkt der Zwischenfokus ZF gebildet ist, wobei beide entlang einer optischen Achse 39 des ersten Abschnitts 6a des EUV-Strahlengangs 6 angeordnet sind.
Zur Erzeugung der EUV-Strahlung 7, die von der im Wesentlichen
punktförmigen EUV-Lichtquelle 5 ausgeht und von dem Kollimator-Spiegel 8 auf den Zwischenfokus ZF fokussiert wird, ist in dem Strahlerzeugungssystem 2 ein Tröpfchengenerator 36 zur Abgabe von Zinn-Tröpfchen 36a gebildet, die sich entlang einer vorgegebenen Trajektorie bewegen und die jeweils an einer Zielposition, die mit der Position der EUV-Lichtquelle 5 übereinstimmt, von (gepulster) IR-Strahlung 38 einer nicht dargestellten IR-Laserquelle, beispielsweise eines C02-Lasers, getroffen werden. Die IR-Strahlung 38 wird mit Hilfe einer Fokussiereinrichtung in Form einer Linse 37 durch eine zentrische Öffnung des Kollimator-Spiegels 8 hindurch auf die Zielposition fokussiert. Die IR-Strahlung 38 trifft an der Zielposition auf ein dort befindliches Zinn-Tröpfchen 36a, welches in einen Plasmazustand übergeht und hierbei die EUV-Strahlung 7 erzeugt.
In dem in Fig. 3a, b gezeigten Strahlerzeugungssystem 2 ist eine
lonisierungseinrichtung 40 angeordnet, um ggf. in dem
Strahlerzeugungssystem 2 bzw. in dem ersten Abschnitt 6a des EUV- Strahlengangs 6 vorhandene, elektrisch neutrale kontaminierende Partikel P zu ionisieren. Bei dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel weist die
lonisierungseinrichtung 40 eine Mehrzahl von Umlenkelementen 41 a-e auf, die als koaxial zur optischen Achse 39 ausgerichtete, rotationssymmetrische Schalen ausgebildet sind. Wie in Fig. 3a zu erkennen ist, dienen die
Umlenkelemente 41a-e dem Zweck, Strahlung 7a, die von der EUV-Lichtquelle 5 in einen Raumbereich 42 außerhalb des EUV-Strahlengang 6 emittiert wird, in den EUV-Strahlengang 6 umzulenken bzw. zu reflektieren. Die
Umlenkelemente 41a-e sind hierbei derart ausgerichtet, dass die umgelenkte Strahlung 7a im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse 39 des ersten Abschnitts 6a in den EUV-Strahlengang 6 umgelenkt bzw. reflektiert wird. Bei dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel sind die Umlenkelemente 41a-e im Bereich einer (Fokus-)Ebene angeordnet, die senkrecht zur optischen Achse 39 durch den Zwischenfokus ZF verläuft und in der in der Regel eine Blende angeordnet ist, um die nicht auf den Zwischenfokus ZF treffende EUV-Strahlung 7 zu absorbieren. Die Umlenkelemente 41a-e können beispielsweise in diese (nicht gezeigte) Blende integriert werden. Die im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse 39 in den EUV- Strahlengang 6 umgelenkte Strahlung 7a bildet einen„Vorhang" zur
zusätzlichen Ionisierung von kontaminierenden Partikeln P bzw. von Partikeln P, die nicht bereits aufgrund des Vorhandenseins der EUV-Strahlung 6 bzw. eines Plasmas ionisiert sind. Wie in Fig. 3a angedeutet ist, verlieren die Partikel P durch den Kontakt mit der umgelenkten Strahlung 7a jeweils ein Elektron und gehen in einen positiv geladenen Zustand über.
Fig. 3b zeigt ein Strahlerzeugungssystem 2, welches eine erste
lonisierungseinrichtung 40a aufweist, die eine Mehrzahl von Umlenkelementen 41 a-h in Form von Einzel-Spiegeln aufweist, die anders als bei der in Fig. 3a gezeigten lonisierungseinrichtung 40 zwar in der Nähe des Zwischenfokus ZF, aber nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern entlang der optischen Achse 39 versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Strahlung 7a, die an einem Umlenkelement 41 f in den EUV-Strahlengang 6 umgelenkt wird, an einem weiteren Umlenkelement 41 b erneut in den EUV-Strahlengang 6 umgelenkt werden, d.h. die erste lonisierungseinrichtung 40a ermöglicht es, die Strahlung 7a mehrfach von dem Raumbereich 42 außerhalb des EUV- Strahlengangs 6 in den EUV-Strahlengang 6 umzulenken. Die Strahlung 7a kann ggf. auch an drei oder an mehr Umlenkelementen 41d, 41 e, 41 a der ersten lonisierungseinrichtung 40a in den EUV-Strahlengang 6 umgelenkt werden, um deren Wirkungsgrad noch weiter zu steigern.
Bei dem in Fig. 3b gezeigten Beispiel weist das Strahlerzeugungssystem 2 eine zweite lonisierungseinrichtung 40b auf, die nur ein einziges, benachbart zu dem Kollektor-Spiegel 8 angeordnetes Umlenkelement 41 i in Form eines konvex gekrümmten Spiegels aufweist, der die von der EUV-Lichtquelle 5 ausgehende Strahlung 7a in den EUV-Strahlengang 6 zurück reflektiert. Es versteht sich, dass die zweite lonisierungseinrichtung 40b mehr als ein Umlenkelement 40i aufweisen kann. Das Umlenkelement 41 i der zweiten lonisierungseinrichtung 40b sowie die Umlenkelemente 41 a-h der ersten lonisierungseinrichtung 40a können ausgebildet sein, Strahlung 7a im EUV-Wellenlängenbereich und/oder in anderen Wellenlängenbereichen, beispielsweise im DUV-Wellenlängenbereich oder im IR-Wellenlängenbereich umzulenken bzw. zu reflektieren.
Gegebenenfalls kann ein jeweiliges Umlenkelement 41a-i auch als
Beugungsgitter ausgebildet sein, welches einen Teil der Strahlung 7a z.B. im DUV- oder im IR-Wellenlängenbereich in eine andere Richtung beugt als die an dem jeweiligen Umlenkelement 41 a-i im EUV-Wellenlängenbereich reflektierte Strahlung 7a. Die optischen Oberflächen der typischerweise als Spiegel bzw. als Gitter ausgebildeten Umlenkelemente 41 a-i können plan oder gekrümmt ausgebildet sein, beispielsweise können die Oberflächen elliptisch,
hyperbolisch oder ggf. auf andere Weise gekrümmt sein.
Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung von nicht genutzter Strahlung 7a zur Ionisierung der kontaminierenden Partikel P kann die lonisierungseinrichtung zu diesem Zweck mindestens eine zusätzliche (nicht gezeigte) Strahlungsquelle aufweisen. Bei der zusätzlichen Strahlungsquelle kann es sich beispielsweise um eine Photonenquelle, eine lonenquelle oder um eine Elektronenquelle handeln, die bevorzugt im gepulsten Modus betrieben wird.

Claims

Patentansprüche
1 . EUV-Lithographiesystem (1 ), umfassend:
eine EUV-Lichtquelle (5) zur Erzeugung von EUV-Strahlung (7), die das EUV-Lithographiesystem (1 ) entlang eines EUV-Strahlengangs (6) durchläuft,
mindestens ein optisches Element (8, 9, 10, 1 1 , 13, 14), dessen optische Oberfläche (8a, 9a, 10a, 1 1 a, 13a, 14a) in dem EUV-Strahlengang (6) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
mindestens eine elektrisch leitende Struktur (17a-c), die den EUV- Strahlengang (6) in mindestens einem Abschnitt (6a-c) ringförmig umgibt und/oder die eine Gitterstruktur (17a-c) bildet, die mehrere an Knoten (32) miteinander verbundene elektrische Leiter (30, 31 ) aufweist, sowie mindestens eine Spannungsquelle (18a-c) zum Erzeugen einer elektrischen Ladung (+, -) der mindestens einen elektrisch leitenden Struktur (17a-c) zum Ablenken von elektrisch geladenen kontaminierenden Partikeln (P) aus dem EUV-Strahlengang (6).
2. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 1 , bei dem die elektrischen Leiter der Gitterstruktur (17a-c) als metallische Drähte (30, 31 ) ausgebildet sind.
3. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch leitende Struktur (17a-c) mindestens eine geschlossene Leiterschleife (30) aufweist, die den EUV-Strahlengang (6) ringförmig umgibt.
4. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: mindestens eine Vakuum-Kammer (23, 24), die in einem eine Vakuum-Umgebung bildenden Innenraum (3b, 4b) eines Gehäuses (3a, 4a) angeordnet ist, wobei die Vakuum-Kammer (23, 24) den EUV- Strahlengang (6) zumindest in einem Abschnitt (6b, 6c) umgibt.
5. EUV-Lithographieanlage nach Anspruch 4, bei dem die elektrisch leitende Struktur (17b, 7c) in der Vakuum-Kammer (23, 24) angeordnet ist.
6. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch leitende Struktur (17a-c) und/oder mindestens eine außerhalb des EUV-Strahlengangs (6) angeordnete Oberfläche (20a, 23a, 24a, 22) des EUV-Lithographiesystems (1 ) mindestens ein die
kontaminierenden Partikel (P) adsorbierendes Material aufweist.
7. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 6, bei dem das adsorbierende
Material ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Edelmetalle,
insbesondere Ru, Pd, Pt, Rh, Ir, Au oder Halbedelmetalle, insbesondere Cu.
8. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiter umfassend: mindestens eine Kühleinrichtung (33a, 33b) zur Kühlung der elektrisch leitenden Struktur (17a-c) und/oder zur Kühlung mindestens einer außerhalb des EUV-Strahlengangs (6) angeordneten Oberfläche (24a, 34) des EUV-Lithographiesystems (1 ).
9. EUV-Lithographiesystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Oberfläche (23a, 29a) mit dem adsorbierenden Material oder die gekühlte Oberfläche (24a, 34) in der Vakuum-Kammer (23, 24), insbesondere an einer Innenwand der Vakuum-Kammer (23, 24) oder an einer nichtoptischen Komponente (29) in der Vakuum-Kammer (23, 24), gebildet ist.
10. EUV-Lithographiesystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Vakuum-Kammer (23, 24) einen Auslass (25, 26) aufweist, der die Vakuum- Kammer (23, 24) mit dem Innenraum (3b, 4b) des Gehäuses (3a, 3b) verbindet und bei der die Oberfläche (22) mit dem adsorbierenden Material oder die gekühlte Oberfläche (34) in dem Innenraum (3b, 4b) des Gehäuses (3a, 4a), insbesondere an einer Innenwand des Gehäuses (3a, 4a), gebildet ist.
1 1 . EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spannungsquelle (18a-c) zur Erzeugung einer positiven oder negativen elektrischen Ladung (+, -) der elektrisch leitenden Struktur (17a-c) ausgebildet ist, wobei bevorzugt der Absolut-Betrag der elektrischen Ladung (+, -) der elektrisch leitenden Struktur (17a-c) zeitabhängig veränderlich ist.
12. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiter umfassend: eine Heizeinrichtung (35) zur Aufheizung der elektrisch leitenden Struktur (17a-c).
13. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 12, bei dem die Heizeinrichtung (35) ausgebildet ist, die elektrisch leitende Struktur (17b) auf eine
Temperatur (TG) aufzuheizen, die größer ist als die Schmelztemperatur (Ts) der kontaminierenden Partikel (P).
14. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die kontaminierenden Partikel (P) eine positive Ladung (+) aufweisen und bei dem die elektrisch leitende Struktur (17a-c) eine negative Ladung (-) aufweist.
15. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiter umfassend: mindestens eine lonisierungseinrichtung (40; 40a, b) zur Ionisierung von kontaminierenden Partikeln (P).
16. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die lonisierungseinrichtung (40; 40a, b) mindestens eine Strahlungsquelle aufweist.
17. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine Ionen-, Elektronen- oder Photonenquelle ist.
18. EUV-Lithographiesystem nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle im gepulsten Modus betrieben wird.
19. EUV-Lithographiesystem nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die lonisierungseinrichtung (40; 40a, b) ausgebildet ist, zum Ionisieren der neutralen kontaminierenden Partikel (P) nicht genutzte, in einen Raumbereich (42) außerhalb des EUV-Strahlengangs (6) emittierte Strahlung (7a) der EUV-Lichtquelle (5) zu verwenden.
20. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 19, bei welcher die
lonisierungseinrichtung (40; 40a, b) mindestens ein Umlenkelement (41 a- 41 i) zur Umlenkung der nicht genutzten Strahlung (7a) in den EUV- Strahlengang (6) aufweist.
21. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 20, bei dem das Umlenkelement (41 a-41 i) ausgebildet ist, die umgelenkte Strahlung (7a) im Wesentlichen senkrecht zu einer optischen Achse (39) des EUV-Strahlengangs (6) in den EUV-Strahlengang (6) umzulenken.
22. EUV-Lithographiesystem nach Anspruch 20 oder 21 , bei dem die
lonisierungseinrichtung (40a) ausgebildet ist, die an einem Umlenkelement (41 f) in den EUV-Strahlengang (6) umgelenkte Strahlung (7a) an dem oder an mindestens einem weiteren Umlenkelement (41 b) erneut in den EUV- Strahlengang (6) umzulenken.
23. EUV-Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ein Strahlerzeugungssystem (2), ein Beleuchtungssystem (3) und ein Projektionssystem (4) aufweist, wobei die mindestens eine elektrisch leitende Struktur (17a-c) einen Abschnitt (6a-c) des EUV-Strahlengangs (6) in dem Strahlerzeugungssystem (2), in dem Beleuchtungssystem (3) oder in dem Projektionssystem (4) umgibt.
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