Reinigungsmodul, EUV-Lithographievorrichtung und Verfahren zu ihrer Reinigung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reinigungsmodul zur Reinigung von

Komponenten einer EUV-Lithographievorrichtung, das eine Heizeinheit aufweist, und auf ein Reinigungsmodul für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einer Zuleitung für molekularen Wasserstoff und einem Heizdraht zur Herstellung von atomarem Wasserstoff zu Reinigungszwecken sowie auf eine EUV-Lithographievorrichtung bzw. ein Projektionssystem oder ein Beleuchtungssystem für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einem solchen Reinigungsmodul. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verfahren zum Reinigen einer Komponente innerhalb einer EUV-Lithographievorrichtung.

Hintergrund und Stand der Technik

In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten (EUV) bzw. weichen Röntgenwellenlängenbereich (z.B. Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Mehrlagenspiegel eingesetzt. Da EUV-Lithographievorrichtungen in der Regel mehrere reflektive optische Elemente aufweisen, müssen diese eine möglichst hohe Reflektivität aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen. Die Reflektivität und die Lebensdauer der reflektiven optischen Elemente kann durch Kontamination der optisch genutzten reflektiven Fläche der reflektiven optischen Elemente, die aufgrund der kurzwelligen Bestrahlung zusammen mit Restgasen in der Betriebsatmosphäre entsteht, reduziert werden. Da üblicherweise in einer EUV- Lithographievorrichtung mehrere reflektive optische Elemente hintereinander angeordnet sind, wirken sich auch schon geringere Kontaminationen auf jedem einzelnen reflektiven optischen Element in größerem Maße auf die Gesamtreflektivität aus.

Insbesondere die optischen Elemente einer EUV-Lithographievorrichtung können in situ mit Hilfe von z.B. atomarem Wasserstoff gereinigt werden, der sich mit insbesondere kohlenstoffhaltiger Kontamination zu flüchtigen Verbindungen umsetzt. Zur Gewinnung des atomaren Wasserstoffs wird dabei oft molekularer Wasserstoff an einen aufgeheizten Draht geleitet. Dazu werden für den Heizdraht Metalle bzw. Metalllegierungen mit besonders hohem Schmelzpunkt verwendet. So genannte Reinigungsköpfe aus Wasserstoffzuleitung und Glühdraht sind in der Nähe von Spiegeloberflächen angeordnet, um sie von

Kontamination zu reinigen. Die flüchtigen Verbindungen, die sich bei der Reaktion des atomaren Wasserstoffs mit der insbesondere kohlenstoffhaltigen Kontamination bilden, werden mit dem normalen Vakuumsystem abgepumpt.

Problematisch ist bei der bisherigen Herangehensweise, dass einerseits die

Reinigungsköpfe relativ nah an den Spiegeln angeordnet sein sollten, um eine hohe Reinigungseffizienz zu erhalten. Andererseits sind gerade für den EUV- bzw. weichen Röntgenwellenlängenbereich optimierte reflektive optische Elemente oft wärmeempfindlich. Ein zu hohes Aufwärmen der Spiegel während der Reinigung führt zu einer Verschlechterung ihrer optischen Eigenschaften. Bisher wird daher eine Spiegelkühlung während der Reinigung vorgesehen oder das Reinigen als gepulstes Reinigen mit Abkühlphasen durchgeführt. Ferner stellt sich bei der Erzeugung von atomarem Wasserstoff über thermionische Elektronen aus beispielsweise einem Glüh- bzw. Heizdraht das Problem, das Drahtmaterial die zu reinigende Fläche kontaminieren kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Reinigungsköpfe dahingehend zu verbessern, dass eine schonendere Reinigung der optischen Elemente ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Reinigungsmodul zur Reinigung von Komponenten einer EUV-Lithographievorrichtung gelöst, das eine Heizeinheit aufweist, an der molekulares Gas vorbeiströmen kann, um es zumindest teilweise in Ionen umzuwandeln, und das mindestens eine elektromagnetische Umlenkeinheit aufweist, um die Bewegungsrichtung von Ionen zu ändern.

Diese Aufgabe wird auch durch ein Reinigungsmodul für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einer Zuleitung für molekulares Gas und einem Heizdraht zur Herstellung von atomarem Gas zu Reinigungszwecken gelöst, bei dem in Strömungsrichtung des Wasserstoffs hinter dem Heizdraht Mittel zum Anlegen eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes angeordnet sind.

Die Mittel zum Anlegen eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes bzw. die elektromagnetische Umlenkeinheit erlauben es, das erzeugte atomare Gas, bevorzugt erzeugten atomaren Wasserstoff, soweit er in ionisierter Form vorliegt, bzw. das ionisierte

Gas räumlich abzulenken. Daher kann man den Heizdraht zur Herstellung von atomarem Gas, bevorzugt atomarem Wasserstoff bzw. die Heizeinheit zum Ionisieren von molekularem Gas so positionieren, dass sich keine freie Sichtlinie zwischen dem Heizdraht oder der Heizeinheit und einer zu reinigenden Komponente bzw. einer zu reinigenden Fläche ergibt. Vielmehr können die als Ionen vorliegenden Wasserstoffatome oder anderen Ionen über elektrische und/oder magnetische Felder an die zu reinigende Stelle abgelenkt werden. Dadurch ist die zu reinigende Fläche nicht mehr unmittelbar der Wärmestrahlung des Heizdrahtes oder der Heizeinheit oder auch der Kontamination mit Material des Heizdrahtes oder der Heizeinheit ausgesetzt, was insbesondere bei Spiegeln für den EUV- bzw. weichen Röntgenwellenlängenbereich von großem Vorteil ist. Denn diese sind oft mit wärmeempfindlichen Mehrlagensystemen versehen, die ihnen ihre optischen Fähigkeiten verleihen. Die Temperaturempfindlichkeit der Mehrlagenschicht eines Spiegels für den EUV- bzw. weichen Wellenlängenbereich beschränkt die Reinigungsdauer und damit die Reinigungseffizienz pro Reinigungszyklus. Dadurch erhöht sich die notwendige Reinigungsdauer, was die Produktionszeit reduziert. Die Reinigungseffizienz bei herkömmlichen Reinigungsmodulen wird außerdem dadurch reduziert, dass die zu reinigende Oberfläche durch beim Heizen aus dem Draht oder der Heizeinheit austretendes Material kontaminiert werden kann. Durch die nun ermöglichte schonendere und gleichzeitig zielgerichtetere Reinigung lässt sich die notwendige Reinigungsdauer verringern, eine zusätzliche Kontamination vermeiden und damit die Produktionszeit verlängern.

Ferner wird diese Aufgabe durch eine EUV-Lithographievorrichtung bzw. ein Projektionssystem oder ein Beleuchtungssystem für eine EUV-Lithographievorrichtung mit mindestens einem solchen Reinigungsmodul gelöst.

Zudem wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Reinigen einer Komponente innerhalb von EUV-Lithographievorrichtungen mit den Schritten Ionisieren eines molekularen Gases, Umlenkens von Ionen in eine andere Richtung und Beaufschlagen der zu reinigenden Komponenten mit dem aufbereiteten Gas gelöst.

Außerdem wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Reinigen einer Komponente innerhalb von EUV-Lithographievorrichtungen mit den Schritten Erzeugen von atomarem Reinigungsgas an einem Heizdraht und Ablenken des atomaren Reinigungsgases mittels eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes auf die zu reinigende Komponente gelöst.

Indem der Anteil des atomaren Reinigungsgases, bevorzugt des atomaren Wasserstoffs, der ionisiert vorliegt, bzw. der lonenanteil eines Reinigungsgases mittels eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes auf die zu reinigende Komponente abgelenkt wird, wird ermöglicht, den Heizdraht und die zu reinigende Komponente so zueinander zu platzieren, dass die zu reinigende Komponente nicht unmittelbar der Wärmestrahlung des Heizdrahtes ausgesetzt ist, was wegen des geringeren Wärmeeintrages zu einer längeren Lebensdauer der Komponente führt.

Es sei darauf hingewiesen, dass neben ionisiertem Wasserstoff jegliche geladene Teilchen, insbesondere andere ionisierte Reinigungsgase, für die hier beschriebenen schonende und zielgerichtete Reinigung geeignet sind, insbesondere Ionen von Atomen oder Molekülen, die mit der zu entfernenden Kontamination zu flüchtigen Verbindungen reagieren, oder von Edelgasen, die überwiegend über einen Sputtereffekt die Oberfläche reinigen können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigen

Figur 1 schematisch eine Ausführungsform einer EUV-

Lithographievorrichtung;

Figuren 2a, b schematisch eine erste Ausführungsform eines Reinigungsmoduls mit

Variante;

Figur 3 schematisch eine zweite Ausführungsform eines Reinigungsmoduls;

Figur 4a, b schematisch den Reinigungsvorgang;

Figur 5 ein Flussdiagramm zu einer Ausführungsform eines ersten

Reinigungsverfahrens;

Figur 6 schematisch eine erste Variante einer dritten Ausführungsform eines

Reinigungsmoduls;

Figur 7 schematisch eine zweite Variante einer dritten Ausführungsform eines

Reinigungsmoduls; und

Figur 8 ein Flussdiagramm zu einer Ausführungsform eines zweiten

Reinigungsverfahrens.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

In Figur 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 dargestellt. Wesentliche Komponenten sind das Strahlformungssystem 11 , das Beleuchtungssystem 14, die Photomaske 17 und das Projektionssystem 20. Die EUV-Lithographievorrichtung 10 wird unter Vakuumbedingungen bzw. in speziellen Atmosphären mit geringem Partialdruck eines oder einer Kombination von Gasen betrieben, damit die EUV-Strahlung in ihrem Inneren möglichst wenig absorbiert bzw. gestreut wird. Im vorliegenden Beispiel wird dazu auch bei spezieller Atmosphäre ein Druck von etwa 10 ^"4 mbar oder geringer eingehalten.

Als Strahlungsquelle 12 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen. Die austretende Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst im Kollimator 13b gebündelt. Außerdem wird mit Hilfe eines Monochromators 13a durch Variation des Einfallswinkels die gewünschte Betriebswellenlänge herausgefiltert. Im genannten Wellenlängenbereich sind der Kollimator 13b und der Monochromator 13a üblicherweise als reflektive optische Elemente ausgebildet. Kollimatoren sind häufig schalenförmig ausgebildete reflektive optische Elemente, um einen fokussierenden bzw. kollimierenden Effekt zu erreichen. An der konkaven Fläche findet die Reflexion der

Strahlung statt, wobei zur Reflexion häufig kein Mehrlagensystem auf der konkaven Fläche verwendet wird, da ein möglichst breiter Wellenlängenbereich reflektiert werden soll. Das Herausfiltern eines schmalen Wellenlängenbandes durch Reflexion geschieht am Monochromator, oft mit Hilfe einer Gitterstruktur oder eines Mehrlagensystems.

Der im Strahlformungssystem 11 in Hinblick auf Wellenlänge und räumliche Verteilung aufbereitete Betriebsstrahl wird dann in das Beleuchtungssystem 14 eingeführt. Im in Figur 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei Spiegel 15, 16 auf, die im vorliegenden Beispiel als Mehrlagenspiegel ausgestaltet sind. Die Spiegel 15, 16 leiten den Strahl auf die Photomaske 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 21 abgebildet werden soll. Bei der Photomaske 17 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches

Element für den EUV- und weichen Wellenlängenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt wird. Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Photomaske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet. Das Projektionssystem 20 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 18, 19 auf, die im vorliegenden Beispiel ebenfalls als Mehrlagenspiegel ausgestaltet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 20 als auch das Beleuchtungssystem 14 ebenso jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können.

Sowohl das Strahlformungssystem 11 als auch das Beleuchtungssystem 14 und das

Projektionssystem 20 sind als Vakuumkammern 22, 23, 24 ausgestaltet, da insbesondere die Mehrlagenspiegel 15, 16, 18, 19 nur im Vakuum bzw. spezieller Atmosphäre betrieben werden können. Ansonsten würde sich auf ihrer reflektiven Fläche zu viel Kontamination ablagern, die zu einer zu starken Verschlechterung ihrer Reflektivität führen würde. Auch die Photomaske 17 befindet sich daher im Vakuum bzw. spezieller Atmosphäre. Dazu kann sie sich in einer eigenen Vakuumkammer befinden oder in einer anderen Vakuumkammer 23, 24 integriert sein.

Zur Reinigung insbesondere der reflektiven optischen Elemente sind im in Figur 1 dargestellten Beispiel Reinigungsmodule 25, 26, 27 vorgesehen. Die Reinigungsmodule können entweder innerhalb von Vakuumkammern, wie im Fall des Beleuchtungssystems 23 bzw. des Projektionssystems 20 angebracht sein, bei denen die Reinigungsmodule 26, 27 jeweils an der Innenseite der Vakuumkammern 23, 24 angeordnet sind. Sie können auch außerhalb einer Vakuumkammer angebracht sein, wie im vorliegenden Beispiel im Falle des Strahlformungssystems 1 1 , bei dem das Reinigungsmodul 25 an der Außenseite der Vakuumkammer 22 angeordnet ist. In diesem Fall ist eine Verbindung zwischen dem Reinigungsmodul und der Vakuumkammer 22 vorgesehen, durch die der für die Reinigung benötigte atomare Wasserstoff durchtreten kann. Falls einzelne oder mehrere optische Elemente, etwa Spiegel 15, 16, 18, 19 oder Monochromatoren 13a oder Kollimatoren 13b, separat in einem Gehäuse mit einem eigenen Vakuumsystem eingeschlossen sind, können die Reinigungsmodule auch innerhalb eines solchen Gehäuses angeordnet sein. Auch für die Photomaske 17 kann ein Reinigungsmodul vorgesehen sein.

Im vorliegenden Beispiel werden die Reinigungsmodule 25, 26, 27 zwar zur Reinigung von Spiegeloberflächen eingesetzt. Sie eignen sich aber ebenso für die Reinigung beliebig anderer Komponenten innerhalb der EUV-Lithographievorrichtung 10.

Innerhalb der Reinigungsmodule 25, 26, 27 sind gemäß einer ersten Ausführungsform Wasserstoffzufuhren vorgesehen, um molekularen Wasserstoff auf einen Heizdraht zu leiten. In weiteren Varianten können Zufuhren für andere Gase als Wasserstoff zu Reinigungszwecken vorgesehen sein. Bevorzugt wird als Heizdraht ein Wolframdraht verwendet, der sich auf bis zu 2000 ⁰ C aufheizen lässt, um eine hohe Aufspaltungsrate in atomaren Wasserstoff zu erreichen. Der erzeugte atomare Wasserstoff liegt teilweise in ionisierter Form vor. Dies wird genutzt, um über elektrische oder magnetische oder elektromagnetische Felder den ionisierten atomaren Wasserstoff gezielt abzulenken und auf die jeweils zu reinigende Fläche zu lenken. Dadurch können Reinigungsmodule 25, 26, 27 nunmehr derart in der EUV-Lithographievorrichtung 10 angeordnet werden, dass die zu reinigenden Komponenten, wie etwa die Spiegel 15, 16, 18, 19 oder der Monochromator 13a und der Kollimator 13b, nicht mehr unmittelbar der Wärmestrahlung des Wolframdrahtes ausgesetzt sind. Durch die Steuerbarkeit des Wasserstoffstrahls ist nunmehr auch möglich, ein Reinigungsmodul für verschiedene zu reinigende optische Elemente vorzusehen. Je nach Anforderungen an die Reinigungseffizienz und je nach geometrischer Auslegung innerhalb einer EUV-Lithographievorrichtung bzw. ihrem Projektionssystems oder Beleuchtungssystems können auch für jedes zu reinigende Objekt bzw. jede zu reinigende Fläche ein oder mehrere separate Reinigungsmodule vorgesehen sein.

In den Figuren 2a, b ist schematisch eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Reinigungsmoduls dargestellt. In einem Gehäuse 30 ist ein Heizdraht 29 angeordnet. Diesem Heizdraht 29 wird über die Wasserstoffzufuhr 28 molekularer Wasserstoff zugeführt, der durch die Hitzeeinwirkung des Heizdrahtes 29 in atomaren Wasserstoff aufgespalten wird. So ergibt sich ein Wasserstoffteilstrom 31 , der teils aus nicht aufgespaltenem molekularen Wasserstoff und nicht ionisiertem atomaren Wasserstoff zusammengesetzt ist sowie ein Teilstrom 32, der im Wesentlichen aus Wasserstoffionen besteht. Die beiden Teilströme 31 , 32 treten derart aus dem Gehäuse 30 aus, dass sie auf ein Ablenkelement 33 zuströmen. Das Ablenkelement 33 ist im vorliegenden Beispiel plattenförmig ausgebildet. Es ist positiv geladen, so dass es auf den Teilstrom 32 mit Wasserstoffionen einen ablenkenden Einfluss hat. Denn die Wasserstoff ionen sind positiv geladen und werden von dem Ablenkelement 33 abgestoßen. Dadurch wird der lonenstrahl 32 auf die Oberfläche der zu reinigenden Komponente 35 geleitet. über diesen grundsätzlichen Aufbau kann man erreichen, dass die Richtung des lonenstrahls 32 von der Wärmestrahlrichtung, die mit der Strahlrichtung des nicht ionisierten Wasserstoffs 31 übereinstimmt, entkoppelt wird. Dadurch

wird eine Aufheizung der zu reinigenden Fläche der Komponente 35 vermieden, die im Falle einer Spiegelfläche zu einer Deformation bzw. Verschiebung der optischen Spiegelfläche führen würde, so dass die Abbildungscharakteristik negativ beeinträchtigt wäre.

Das Ablenkelement 33 kann beispielsweise aus Metall sein, besonders bevorzugt sind geschwärzte bzw. dunkle Metallflächen. Ganz besonders bevorzugt wird eloxiertes Aluminium eingesetzt. Dies dient dazu, Wärme aus dem Wasserstoffionenstrahl 32 zu absorbieren. Um diesen Effekt noch weiter zu verstärken, ist im in Figur 2a dargestellten Beispiel zusätzlich eine Kühleinrichtung 34 in thermischem Kontakt mit dem Ablenkelement 33 vorgesehen. Die Kühleinrichtung 34 dient als Wärmereservoir, in das Wärme aus dem Wasserstoffionenstrahl 32 abfließen kann. Dadurch wird der Wärmeeintrag in die Komponente 35 weiter verringert. Zusätzlich ist die Ablenkplatte 33 an ein Ladungsreservoir angeschlossen, z. B. in Form einer Spannungsquelle, um das Ablenkelement 33 durchgehend auf einem positiven Potenzial halten zu können. Durch eine Variierung des Potenzials lässt sich dabei der Wasserstoffionenstrahl 32 steuern.

Das in Figur 2b dargestellte Beispiel unterscheidet sich von dem in Figur 2a dargestellten Beispiel dahingehend, dass zwischen dem Heizdraht 29 und dem Ablenkelement 33 zusätzlich eine lonisierungseinrichtung 36 vorgesehen ist. Die lonisierungseinrichtung 36 dient dazu, den Anteil an ionisierten Wasserstoff zu erhöhen. Die Ionisierung geschieht vorzugsweise durch Stoßionisation oder elektrische Feldionisation. Bei der Stoßionisation kann es sich insbesondere auch um Ionisierung mit hochenergetischen Photonen, beispielsweise aus dem ultravioletten oder dem Röntgenwellenlängenbereich handeln. Je nach gewünschter Reinigungsleistung kann es notwendig sein, mehr oder weniger ionisierten Wasserstoff im Wasserstoffionenstrahl 32 zu haben, mit dem die Komponente 35 gereinigt wird. Dies kann mittels der lonisierungseinrichtung 36 eingestellt werden.

Außerdem ist das Ablenkelement 33 beweglich angeordnet. Im vorliegenden Beispiel kann es um eine Achse rotieren, wie durch den Pfeil symbolisiert wird. Ein Verdrehen des Ablenkelementes 33 führt dazu, dass der Wasserstoffionenstrahl 32 relativ zur zu reinigenden Fläche der Komponente 35 auf und ab bewegt wird, wie durch den Doppelpfeil angedeutet. Dies ermöglicht ein gezieltes Abrastern der zu reinigenden Oberfläche. Besonders bevorzugt weist das Ablenkelement 33 bis zu sechs Freiheitsgrade auf, um es frei im Raum bewegen zu können und damit den Wasserstoffionenstrahl 32 beliebig auf zu reinigenden Flächen positionieren zu können.

Im in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in Strömungsrichtung hinter dem Heizdraht (in Figur 3 nicht dargestellt), der sich im Gehäuse 30 befindet, Platten 37 angeordnet, um ein elektrisches Feld 38 anzulegen, und zusätzlich ein Magnet, der hier nicht dargestellt ist, um ein magnetisches Feld 39 anzulegen. Bei beiden Feldern 38, 39 handelt es sich um im Wesentlichen homogene Felder, die senkrecht zueinander orientiert sind. Diese spezielle Anordnung wird auch Wienfilter genannt und dient dazu, aus dem Wasserstoffstrahl 31 die Wasserstoffionen 32 eines bestimmten Energiebereiches herauszufiltern. Bevorzugt wird der Energiebereich derart gewählt, dass die Wasserstoffionen eine Energie aufweisen, die so klein ist, dass keine Sputtereffekte auftreten. Denn ein Sputtern könnte zu einer Zerstörung der Oberfläche, die gereinigt wird, führen, was insbesondere bei der Reinigung von Mehrlagenspiegeln unerwünscht ist. Je nach Art der zu entfernenden Kontamination und je nach zu reinigender Oberfläche kann es aber auch von Vorteil sein, den Energiebereich so hoch zu wählen, dass es zu einer Entfernung der Kontamination nicht nur durch chemische Reaktion sondern auch mechanisch durch Sputtern kommen kann.

Die Platten 37 dienen im übrigen auch dazu, die zu reinigende Fläche bzw. Komponente vor der Wärmestrahlung, die vom Heizdraht zur Gewinnung des atomaren Wasserstoffes ausgeht, abzuschirmen.

Die in Figur 3 gezeigten Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes 38 und eines magnetischen Feldes 39 können beispielsweise mit dem Ablenkelement 33 aus dem in Figur 2a, b gezeigten Ausführungsbeispiel kombiniert werden, wobei sowohl eine Anordnung des Ablenkelementes vor dem Wienfilter als auch nach dem Wienfilter möglich ist. Ferner lassen sich weitere Mittel zum Anlegen von elektrischen und/oder magnetischen Feldern vorsehen, um den lonenstrahl 32 zu formen, z. B. elektrische Linsen, und/oder um mit dem Strahl 32 noch gezielter die zu reinigende Oberfläche einer Komponente abzurastern. Es können auch Mittel zum Filtern der Ionen nach ihrer Masse zusätzlich eingesetzt werden.

Es soll nun unter Bezugnahme auf die Figuren 4a, b und 5 etwas näher auf die Durchführung der Reinigung einer Komponente innerhalb einer EUV- Lithographievorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform eingegangen werden. Da im Inneren einer EUV-Lithographievorrichtung bzw. eines Projektionssystems oder eines Beleuchtungssystems für eine EUV-Lithographievorrichtung nur begrenzt Platz vorhanden ist, kommt es oft vor, dass unterschiedliche Komponenten 41 , 40, wie in Figur 4a dargestellt,

sich teilweise abschatten. In der in Figur 4a dargestellten Situation ist die Komponente 41 in Strömungsrichtung des Wasserstoffes vor der Komponente 40 angeordnet, deren Oberfläche gereinigt werden soll. Bei Verwendung von herkömmlichen Reinigungsmodulen, bei denen ein Heizdraht in der Nähe einer zu reinigenden Komponente angeordnet ist, so dass der erzeugte atomare Wasserstoff unmittelbar auf die zu reinigende Fläche treffen kann, würde die gesamte Fläche 42 mit atomarem Wasserstoff beaufschlagt werden. Da aber die Komponente 41 in den Wasserstoffkegel hineinragt, wird die Komponente 41 teilweise mit atomarem Wasserstoff beaufschlagt, was unerwünscht sein kann, da es zu Reaktionen von atomarem Wasserstoff mit dem Material der Komponente 41 kommen kann. Außerdem gelangen keine Wasserstoffatome in den Bereich der Komponente 40 hinter der Komponente 41 , so dass dieser Bereich nicht hinreichend gereinigt werden kann.

Unter Verwendung der hier vorgeschlagenen Reinigungsmodule ist es nun möglich, gezielt Flächen der Komponente 40 zu reinigen, ohne das die Komponente 41 wesentlich mit atomarem Wasserstoff in Kontakt kommt. Dazu wird zunächst, wie bisher auch, an einem Heizdraht atomarer Wasserstoff erzeugt (siehe Figur 5, Schritt 101 ). Im vorliegenden Beispiel wird anschließend der atomare Wasserstoff ionisiert (Schritt 103). Dies geschieht vorzugsweise durch Stoßionisation oder elektrische Feldionisation. Bei der Stoßionisation kann es sich insbesondere auch um Ionisierung mit hochenergetischen Photonen, beispielsweise aus dem ultravioletten oder dem Röntgenwellenlängenbereich handeln. Der Wasserstoffstrahl mit einem hohen Anteil an Wasserstoffionen wird zum Kühlen und Ablenken des Strahls in Richtung auf die zu reinigende Fläche über ein gekühltes Ablenkelement gelenkt (Schritt 105), wobei das Ablenkelement positiv geladen ist. Anschließend werden Ionen einer bestimmten Energie mittels eines elektromagnetischen Feldes herausgefiltert (Schritt 107), um je nach zu reinigender Oberfläche und je nach zu entfernender Kontamination eine chemische und/oder mechanische Reinigung der zu reinigenden Fläche durchzuführen. Das Durchdringen von kontaminierenden Material des Heizdrahtes kann dadurch zusätzlich unterdrückt werden. Mit diesem speziell präparierten Wasserstoffionenstrahl wird nun die zu reinigende Fläche einer Komponente innerhalb einer EUV-Lithographievorrichtung mit Ionen einer bestimmten Energie abgerastert (Schritt 109).

Dies ist in Figur 4b anhand der Komponenten 41 , 40 dargestellt. Mit dem hier beschriebenen Verfahren ist es nun möglich, gezielt einzelne Flächen 43 bis 47 abzurastern. Die Rasterrichtung wird durch die Pfeile symbolisiert und ist beliebig. Die Komponente 41 wird nunmehr nicht mit Wasserstoffionen beaufschlagt. Durch Anlegen zusätzlicher Magnetfelder können außerdem Flächenbereiche erreicht werden, die im von

der Komponente 41 abgeschatteten Bereich liegen. Mit Hilfe des präparierten und lenkbaren Wasserstoffionenstrahls lässt sich die Reinigung an den jeweils tatsächlichen Reinigungsbedarf anpassen. Anstatt undifferenziert große Flächenbereiche zu reinigen, wird der Wasserstoffstrahl lediglich auf die Flächenbereiche 43 bis 47 mit zu entfernender Kontamination gelenkt. Außerdem ist der Wasserstoffstrahl energetisch so präpariert, dass die benötigte Reinigungsleistung erreicht wird. Dabei wird die Reinigungsleistung nicht nur durch die Energie der Wasserstoffionen bestimmt, sondern auch über die Geschwindigkeit, mit der ein Flächenbereich 43 bis 47 abgerastert wird.

Es sei darauf hingewiesen, dass nicht nur ionisierter Wasserstoff für die hier beschriebenen schonende und zielgerichtete Reinigung geeignet ist, sondern jegliche geladene Teilchen, insbesondere Ionen von Atomen oder Molekülen, die mit der zu entfernenden Kontamination zu flüchtigen Verbindungen reagieren. In weiteren Ausführungsformen kann daher statt Wasserstoff anderes Reinigungsgas zugeleitet und in atomares Reinigungsgas umgewandelt werden.

In Figur 6 ist ein Beispiel einer weiteren Ausführungsform eines Reinigungsmoduls 50 dargestellt, bei dem beliebige Gase GG für die Reinigung von Oberflächen aufbereitet werden. Das Gas GG wird über die Gaszufuhr 51 in das Gehäuse 60 eingebracht und dabei in die Nähe der Heizeinheit 52 gebracht. Die Heizeinheit 52 ist im vorliegenden Beispiel als Heizdraht ausgebildet, aus dem thermionische Elektronen austreten, die das Gas GG zumindest teilweise zu positiven Ionen G ⁺ und negativen Ionen G ^" ionisieren. In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei der Heizeinheit auch um eine Plasmaquelle handeln oder kann sie Heizelemente aufweisen, die beliebig anders ausgebildet sind.

Die Wahl der Art der Heizeinheit 52 hängt von dem zu ionisierenden Gas und der gewünschten lonisierungsrate ab. Bei der Ausführung als Heizdraht kann auch das Heizdrahtmaterial in Hinblick auf das Reinigungsgas und die lonisierungsrate gewählt werden. Bevorzugte Materialien sind z.B. Wolfram, Osmium, Iridium und Rhenium. In gewissem Umfang lässt sich die lonisierungsrate über die an den Heizdraht angelegte

Spannung oder Strom beeinflussen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass man bei Gasen mit kleineren Atomradien weniger Energie zuführen muss als bei Gasen mit größerem Atomradius, um eine Ionisierung zu erreichen. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von Edelgasen.

Das Gehäuse 60 hat u.a. die Funktion, die Atmosphären innerhalb und außerhalb des Reinigungsmoduls 50 voneinander zu trennen. Dadurch lassen sich innerhalb des Reinigungsmoduls 50 Druckschwankungen außerhalb des Reinigungsmoduls 50 ausgleichen, um eine konstante Erzeugung von Ionen zu gewährleisten. Derartige Druckschwankungen können beispielsweise auftreten, wenn das Innere der EUV-

Lithographievorrichtung oder eines ihrer optischen Systeme wie etwa Beleuchtungssystem oder Projektionssystem wegen erhöhter Kontaminationsgefahr abgepumpt werden. Unterstützend kann am Auslass 61 eine Blende angeordnet sein, um das Volumen innerhalb des Gehäuses 60 von der Umgebung abzutrennen, und/oder das Reinigungsmodul 50 eine Pumpe mit Saugleistungsregler aufweisen. Die Blende kann ferner dazu beitragen, dass möglichst wenig Kontaminanten aus dem Reinigungsmodul 50 austreten und die zu reinigende Komponente 63 verunreinigen. über den Druck innerhalb des Reinigungsmoduls 50 lässt sich außerdem die freie Weglänge der Ionen einstellen. Dadurch kann Einfluss auf die kinetische Energie der Ionen und ihre Austrittswahrscheinlichkeit aus dem Gehäuse 60 genommen werden.

Die an der Heizeinheit 52 gebildeten Ionen bewegen sich u.a. auf die elektromagnetische Umlenkeinheit 53 zu, in der die Ionen je nach Polarität durch elektrische und/oder magnetische Felder in unterschiedliche Richtungen umgelenkt werden. Die Umlenkeinheit 53 kann zu diesem Zweck beispielsweise Ablenkelektroden 64 aufweisen, wie in Figur 6 schematisch dargestellt.

Der übersichtlichkeit halber sind in Figur 6 nur noch die positiven Ionen G ⁺ dargestellt. Zum Abschirmen ungewollter Ionen oder Moleküle ist innerhalb des Gehäuses 60 zwischen der Heizeinheit 52 und dem Auslass 61 , aus dem die für die Reinigung präparierten Teilchen der Reinigungsgases austreten, eine Trennwand 62 vorgesehen.

Durch das Umlenken der Ionen wird gewährleistet, dass eine Sichtlinie zwischen Heizeinheit 52 und zu reinigender Komponente 63 vermieden wird, um die Wärmelast auf der Komponente 63 möglichst gering zu halten. Bevorzugt werden die Ionen um einen Winkel zwischen 60° und 120°, besonders bevorzugt zwischen 80° und 100°, ganz besonders bevorzugt um etwa 90° umgelenkt. Als flankierende Maßnahme kann die Komponente 63 außerdem gepulst mit dem aufbereiteten Reinigungsgas beaufschlagt werden, also mit Unterbrechungen, in denen die Komponente 63 wieder abkühlen kann, und/oder über so kurze Zeitintervalle, dass die Komponente 63 sich während der Beaufschlagung mit dem Reinigungsgas nur innerhalb eines tolerierbaren Temperaturbereichs aufwärmt. Dazu kann

man die Gaszufuhr 51 und/oder eine oder mehrere der elektromagnetischen Einheiten 53, 54, 55, 56 gepulst betreiben.

Anschließen treten die positiven Ionen durch die elektromagnetische Filtereinheit 54, deren Magnetfelder und/oder elektrische Felder derart eingestellt sind, dass nur Ionen einer Masse eines bestimmten Massenbereichs die Filtereinheit 54 passieren. Um die Präzision der Massenfilterung zu erhöhen, kann zwischen der Umlenkeinheit 53 und der Filtereinheit 54 eine Lochblende 65 angeordnet werden, wie in Figur 6 schematisch dargestellt. Im Wesentlichen entspricht die Funktionsweise der Filtereinheit 54 der eines Massenspektrometers. Die Filtereinheit 54 ist von besonderem Vorteil, wenn eine

Gasmischung als Reinigungsgas zur Verfügung gestellt wird und zu unterschiedlichen Zeiten die Reinigung eher mit der einen oder einer anderen Komponente des Gasgemischs durchgeführt werden soll. Außerdem erlaubt die Filtereinheit 54, kontaminierende Ionen, beispielsweise eines Materials der Heizeinheit 52 oder des Gehäuses 60 oder der Trennwand 62 zu stoppen, so dass sie die Oberfläche der zu reinigenden Komponente 53 nicht verunreinigen. Die Filtereinheit 54 kann beispielsweise einen Quadrupolmagneten 66 aufweisen.

Die aus der Filtereinheit 54 austretenden Ionen werden im vorliegenden Beispiel innerhalb einer weiteren Umlenkeinheit 55 erneut umgelenkt und einer elektromagnetischen

Beschleunigungseinheit 56 zugeführt. Im in Figur 6 schematisch dargestellten Beispiel weist die Umlenkeinheit 55 ebenfalls Ablenkelektroden 68 auf und ist eine Lochblende 67 zwischen Filtereinheit 54 und Umlenkeinheit 55 angeordnet. In der Beschleunigungseinheit 56 werden die zuvor selektierten Ionen bevorzugt mittels elektrischer Felder, die beispielsweise über Beschleunigungselektroden (nicht dargestellt) generiert werden können, auf die für die Reinigung der Oberfläche der Komponente 63 kinetische Energie gebracht. Dabei kann die kinetische Energie während des Reinigungsvorgangs auch verändert werden. Je nach zu entfernender Kontamination kann es vorteilhaft sein, beispielsweise zunächst mit höherenergetischen Teilchen zu arbeiten und zum Ende des Reinigungsvorgangs die Energie zu verringern, um schonender vorzugehen, damit nicht etwa die unter der Kontamination liegende Oberfläche beschädigt wird. Zusätzlich kann man dabei auch über Regelung der Heizeinheit 52 die lonisierungsrate verringern und/oder andere Ionen umlenken und/oder herausfiltern und/oder ein anderes Reinigungsgas zuführen. Mit Hilfe der Umlenkeinheit 55 kann im übrigen mit dem lonenstrahl die zu reinigende Fläche abgerastert werden.

In Figur 7 ist eine Variante der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Sie unterscheidet sich von der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform dahingehend, dass in lonenflussrichtung hinter den Umlenkeinheiten 53, 55, der Filtereinheit 54 und der Beschleunigungseinheit 56 ein Radikalerzeugungseinheit 58 angeordnet ist. Je nach zu reinigender Oberfläche bzw. zu entfernender Kontamination kann es von Vorteil sein, statt mit Ionen des Reinigungsgases mit Radikalen des Reinigungsgases zu arbeiten.

Es sei im übrigen darauf hingewiesen, dass jede Umlenkeinheit, Filtereinheit, Beschleunigungseinheit und ggf. Radikalerzeugungseinheit entweder einfach oder mehrfach in dem Reinigungsmodul vorgesehen sein kann, wobei die Anordnung der elektromagnetischen Einheiten wie Umlenkeinheit, Filtereinheit und Beschleunigungseinheit beliebig ist. Außerdem kann jede Einheit beliebige Mittel zum Generieren elektrischer, magnetischer oder elektromagnetischer Felder aufwesen, die der Fachmann beispielsweise entsprechend der Geometrie des Moduls und der Umgebung, in der es eingesetzt werden soll, oder entsprechend den gewünschten Reinigungspartikel wählen kann. Die

Radikalerzeugungseinheit ist bevorzugt im Anschluss an die elektromagnetischen Einheiten angeordnet, wie im in Figur 7 dargestellten Beispiel. Denn Radikale lassen sich kaum durch die elektromagnetischen Einheiten beeinflussen.

Das in Figur 7 dargestellt Beispiel einer Radikalerzeugungseinheit 58 weist eine

Elektronenquelle 59 auf. Die Elektronen e ^" wechselwirken mit den positiven Ionen G ⁺ , um sie in ungeladene Radikale G umzuwandeln, die auf die Kontamination auf der zu reinigenden Komponente 63 einwirken. Bevorzugt sind die Radikale oder auch die Ionen so gewählt, dass sie mit der Kontamination zu flüchtigen Verbindungen reagieren. Man kann die Energie der Radikale oder Ionen auch derart einstellen, dass die Entfernung der Kontamination physikalisch, z.B. über Sputtereffekte abläuft. Ebenso kann es gewünscht sein, sowohl eine chemische als auch eine physikalische Reinigung gleichzeitig durchzuführen. Bei Komponenten 63 mit besonders empfindlicher Oberfläche kann es vorteilhaft sein, anfangs überwiegend physikalisch zu reinigen und nach und nach den Anteil der chemischen Reinigung zu erhöhen. Dies kann über die kinetische Energie, die Teilchendichte und/oder die Teilchenart beeinflusst werden.

In Figur 8 ist in einem Flussdiagramm ein Beispiel einer weiteren Ausführungsform eines Reinigungsverfahrens angegeben. Dieses Verfahren wird bevorzugt mit Reinigungsmodulen, wie sie in Zusammenhang mit den Figuren 6, 7 beschrieben wurden, durchgeführt.

Zunächst wird ein Gas mittels einer Heizeinrichtung ionisiert (Schritt 201 ). Bevorzugt werden als Gas Wasserstoff, Deuterium, Tritium, Edelgase, Halogengase, Sauerstoff, Stickstoff oder eine Mischung von zwei oder mehr dieser Gase verwendet. Besonders bevorzugt werden Wasserstoff, Stickstoff und Edelgase. Von Vorteil für einen chemischen Reinigungseffekt sind Gase, die reduzierend wirken. Für einen physikalischen Reinigungseffekt werden Edelgase bevorzugt.

Die an der Heizeinrichtung gewonnen Ionen werden nach ihrer Masse gefiltert (Schritt 203), um nur die für die Reinigung gewünschten Ionen zu erhalten, und umgelenkt (Schritt 205), um die zu reinigende Oberfläche nicht unmittelbar der Wärmestrahlung der Heizeinrichtung auszusetzen. Anschließen werden die Ionen auf die für den jeweiligen Reinigungsschritt gewünschte kinetische Energie beschleunigt (Schritt 207). Dieser Schritt umfasst ggf. auch eine negative Beschleunigung, um die kinetische Energie der Ionen zu verringern.

Die so erhaltenen Ionen werden durch Elektronenbeschuss in Radikale umgewandelt (Schritt 209), mit denen die zu reinigende Oberfläche beaufschlagt wird (Schritt 211 ).

In einer Variante dieser Ausführungsform kann auch auf Schritt 209 verzichtet werden und wird die zu reinigende Oberfläche mit den selektierten und auf die gewünschte Energie gebrachten Ionen beaufschlagt.

Bezuqszeichen

10 EUV-Lithographievorrichtung

11 Strahlformungssystem

12 EUV-Strahlungsquelle

13a Monochromator

13b Kollimator

14 Beleuchtungssystem

15 erster Spiegel

16 zweiter Spiegel

17 Photomaske

18 dritter Spiegel

19 vierter Spiegel

20 Projektionssystem

21 Wafer

22-24 Vakuumkammer

25-27 Reinigungsmodul

28 Wasserstoffzufuhr

29 Heizdraht

30 Gehäuse

31 , 32 Wasserstoffstrom

33 Ablenkelement

34 Kühleinrichtung

35 Komponente

36 lonisierungseinrichtung

37 Platte

38 elektrisches Feld

39 magnetisches Feld

40, 41 Komponente

42-48 Fläche

50 Reinigungsmodul

51 Gaszufuhr

52 Heizeinheit

53 Umlenkeinheit

54 Filtereinheit

55 Umlenkeinheit

56 Beschleunigungseinheit

58 Radikalerzeugungseinheit

59 Elektronenquelle

60 Gehäuse 61 Auslass

62 Trennwand

63 Komponente

64 Ablenkelektrode

65 Lochblende 66 Quadrupolmagnet

67 Lochblende

68 Ablenkelektrode

101-109 Verfahrensschritte 201-211 Verfahrensschritte