DE102005045568A1

DE102005045568A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Schutz einer optischen Komponente, insbesondere in einer EUV-Quelle

Info

Publication number: DE102005045568A1
Application number: DE102005045568A
Authority: DE
Inventors: Willi Dr. Neff; Michael Dr. Löken
Original assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Philips GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2006-12-07
Also published as: EP1729550A2; EP1729550B1; EP1729550A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Schutz einer optischen Komponente, durch die optische Strahlung durchtritt oder von der optische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, in oder an einer Prozesskammer. Die Vorrichtung umfasst eine vor der optischen Komponente angeordnete optische Platte und eine vor der optischen Platte angeordnete Blende mit einer Blendenöffnung, durch die ein Oberflächenbereich der optischen Platte auf einer vorgegebenen Strahlachse der optischen Strahlung freigelegt wird. Verbleibende Oberflächenbereiche der optischen Platte sind blendenseitig durch die Blende und/oder andere Abschirmelemente zum Schutz vor Verschmutzung abgedeckt. Die optische Platte wird derart translatorisch und/oder rotatorisch bewegt, dass nacheinander unterschiedliche Oberflächenbereiche durch die Blendenöffnung freigelegt werden. Durch die vorliegende Vorrichtung und das zugehörige Verfahren wird eine deutliche Verlängerung der Lebensdauer der optischen Komponente und somit des Zeitraums zwischen zwei Wartungsintervallen erreicht.

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Schutz einer optischen Komponente in oder an einer Prozesskammer, insbesondere zum Schutz einer optischen Komponente in oder an einer EUV-Quelle.
Der Schutz optischer Komponenten vor Verschmutzung spielt gerade beim Einsatz der Komponenten in Prozesskammern eine wichtige Rolle. Durch eine Verschmutzung während des Prozesses wird die optische Funktion der optischen Komponenten beeinträchtigt, so dass diese bereits nach kurzer Zeit ausgetauscht oder gereinigt werden müssen. Ein Beispiel hierfür sind optische Komponenten an oder in einer Strahlungsquelle für EUV- oder weiche Röntgenstrahlung, die Strahlung im Bereich von ca. 1 nm bis 20 nm Wellenlänge erzeugt. EUV-Quellen werden insbesondere im Bereich der EUV-Lithographie oder der Messtechnik benötigt.
Bekannte EUV-Quellen nutzen die Strahlungsemission eines heißen Plasmas, das in einer Prozesskammer durch einen gepulsten Strom mit einem Elektrodensystem erzeugt wird, wie dies beispielsweise in der DE 103 42 239 A1 beschrieben ist.

1 zeigt ein Beispiel für eine EUV-Quelle, wie sie aus der DE 103 42 239 A1 bekannt ist. Die Erzeugung des heißen Plasmas erfolgt hierbei zwischen zwei drehbar gelagerten, scheibenförmigen Elektroden 2, die über die beiden aus einem Isolator bestehenden Rotationsachsen 3 während der Strahlungserzeugung rotierend angetrieben werden. Die beiden Elektroden 2 tauchen teilweise in je ein temperiertes Bad 4 mit flüssigem Metall, beispielsweise Zinn, ein. Das Metall wird auf einer Betriebstemperatur oberhalb des Schmelzpunktes gehalten, im Falle von Zinn auf einer Temperatur oberhalb von 230°C, vorzugsweise bei 300°C. Für die Temperierung des Metallbades 4 umfasst das zugehörige Behältnis jeweils eine entsprechende Temperiereinrichtung 12. Durch die Rotation der Elektroden bildet sich auf deren Oberfläche ein dünner Film 5 (0,5 – 40 μm) aus dem flüssigen Metall. An der engsten Stelle zwischen den beiden Elektroden 2 wird durch einen eingekoppelten Laserpuls 6 eine geringe Menge des Metalls verdampft. Dieser Dampf überbrückt den Elektrodenzwischenraum und ermöglicht eine lokale gepulste Gasentladung, die den Dampf aufheizt, ionisiert und die EUV-Strahlung emittiert. Durch die Drehung der Elektroden wird die durch die Gasentladung beanspruchte Elektrodenoberfläche ständig regeneriert, so dass vorteilhafter Weise kein Verschleiß am Grundmaterial der Elektroden auftritt. Der für die Erzeugung des Plasmas erforderliche gepulste Strom wird den Elektroden 2 über die beiden Metallbäder 4 zugeführt, die über entsprechend isolierte Zuführungen 7 mit einer Kondensatorbank 8 verbunden sind. In der Figur sind auch zusätzliche Abschirmungen 9, 10 erkennbar, die eine Rückführung eines Teils des verdampften Metalls in die Bäder 4 ermöglichen. Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Dicke des Metallfilms 5 auf den Elektroden 2 sind zusätzlich Abstreifer 11 vorgesehen. Die gesamte Anordnung ist in einer Vakuumkammer 1 als Prozesskammer angeordnet, von der die 1 einen Teil zeigt. Hierdurch wird die Aufrechterhaltung eines Grundvakuums von 10^–4 hPa erreicht, wie sie für die Erzeugung des Plasmas vorteilhaft ist. Aufgrund dieses Grundvakuums kann an die Elektroden 2 eine hohe Spannung von beispielsweise 2-10 kV angelegt werden, ohne dass es zu einem unkontrollierten elektrischen Durchschlag kommt. Der Durchschlag wird vielmehr erst an der gewünschten Stelle durch den Laserpuls 6 ausgelöst.

Die bei einer derartigen Strahlungsquelle erforderliche Verdampfung des metallischen Materials führt jedoch dazu, dass sich alle in der Nähe der Verdampfungsquelle befindlichen Oberflächen mit der Zeit mit einem dünnen Metallfilm belegen. Dies betrifft vor allem das für die Einkopplung des Laserpulses erforderliche optische Fenster in der Wand der Prozesskammer. Durch den metallischen Niederschlag verliert dieses Fenster mit der Zeit die erforderliche Transparenz, so dass ein zunehmender Anteil an Laserstrahlung in der metallischen Schicht absorbiert wird und die Laserenergie schließlich nicht mehr zur Zündung der Plasmaentladung ausreicht. Auch andere Fenster, die beispielsweise für Diagnostikzwecke benötigt werden, oder optische Komponenten, die innerhalb der Prozesskammer angeordnet sind, werden dadurch mit der Zeit unbrauchbar, so dass die EUV-Quelle häufig gewartet werden muss.

Zur Verminderung der Menge an Metalldampf, der von der Verdampfungsquelle in andere Bereiche diffundiert, wird in der EUV-Quelle der 1 eine Folienfalle 13 eingesetzt, die jedoch den Metalldampf nicht vollständig zurückhalten kann. Zudem ist die Folienfalle für den Schutz der optischen Komponenten zur Führung der EUV-Strahlung ausgebildet und schützt nicht in jedem Falle auch die Einkoppel- und/oder Diagnostikfenster, die sich an anderen Stellen der Prozesskammer befinden können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Schutz von optischen Komponenten in oder an einer Prozesskammer anzugeben, die sich besonders für den Schutz von Einkoppel- und/oder Diagnostikfenstern eignet.

Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und dem Verfahren gemäß Patentanspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sowie des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.

Die vorliegende Vorrichtung zum Schutz einer optischen Komponente, durch die optische Strahlung durchtritt oder von der optische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, umfasst eine vor der optischen Komponente angeordnete optische Platte, die für die optische Strahlung transparent ist und eine vor der optischen Platte angeordnete Blende mit einer Blendenöffnung, durch die ein Oberflächenbereich der optischen Platte auf einer vorgegebenen Strahlachse der optischen Strahlung freigelegt wird. Bei der Vorrichtung sind verbleibende Oberflächenbereiche der optischen Platte blendenseitig durch die Blende und/oder durch andere Abschirmelemente zum Schutz vor Verschmutzung abgedeckt. Die optische Platte ist derart translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar gelagert und mit einem Antrieb gekoppelt, dass durch kontinuierliche oder schrittweise Bewegung der optischen Platte mit dem Antrieb nacheinander unterschiedliche Oberflächenbereiche durch die Blendenöffnung freigelegt werden. Bei dem zugehörigen Verfahren wird die optische Platte dementsprechend derart translatorisch und/oder rotatorisch bewegt, dass von der optischen Platte nacheinander unterschiedliche Oberflächenbereiche durch die Blendenöffnung freigelegt werden, um die Verschmutzung auf eine größere Fläche zu verteilen. Die Blendenöffnung muss dabei selbstverständlich so groß gewählt sein, dass die erforderliche Funktion der optischen Komponente noch gewährleistet ist. Im Falle des Durchtritts eines Laserstrahls durch die optische Komponente wird die Blendenöffnung so groß gewählt, dass der Laserstrahl die Blende ungehindert passieren kann. Im Falle einer als Diagnostikfenster ausgebildeten optischen Komponente muss die Blendenöffnung groß genug gewählt sein, um den erforderlichen Einblick durch die optische Komponente, die optische Platte und die Blendenöffnung hindurch zu ermöglichen. Weiterhin muss die optische Platte derart groß gewählt sein, dass durch den Antrieb nacheinander unterschiedliche Oberflächenbereiche durch die Blendenöffnung freigelegt werden. Dies erfordert eine Fläche der optischen Platte, die um ein Vielfaches größer als die Fläche der Blendenöffnung ist. Die Blende kann hierbei in einer einfachen Ausgestaltung beispielsweise lediglich als Blech mit einem Loch ausgeführt sein.

Bei der optischen Komponente kann es sich um die unterschiedlichsten Komponenten handeln, beispielsweise um eine Linse, ein Prisma, einen Spiegel oder auch eine Lichtquelle. In der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung sowie des zugehörigen Verfahrens handelt es sich dabei um ein optisches Fenster, durch das optische Strahlung durchtritt. Die optische Platte muss hierbei in gleicher Weise für die optische Strahlung transparent sein, wie dies auch die optische Komponente im Falle des Fensters ist. Bei der optischen Platte kann es sich bspw. um eine Platte aus Glas, Quarz oder, je nach Anwendung, auch aus einem Plastikmaterial handeln. Vorteilhafterweise weist die optische Platte eine wesentlich größere Ausdehnung als die optische Komponente selbst auf, so dass sie diese vollständig abdeckt.

Durch die kontinuierliche oder schrittweise Bewegung der optischen Platte während des Betriebs der Vorrichtung wird lediglich der jeweils gerade durch die Blendenöffnung freigelegte Bereich dieser Platte durch über die Blendenöffnung eindringendes Material verschmutzt. Die Verschmutzung verteilt sich dabei auf die mit der Bewegung erreichbare Fläche der optischen Platte, so dass sich gegenüber einer Ausgestaltung ohne die vorliegende Vorrichtung eine deutlich verlängerte Lebensdauer bzw. ein deutlich größeres Wartungsintervall ergibt. Gerade bei Einsatz der vorliegenden Vorrichtung in einer EUV-Quelle zum Schutz des Ein koppelfensters für die Laserpulse, die die Gasentladung zünden, wird damit eine deutliche Verlängerung der Betriebsdauer der EUV-Quelle zwischen zwei Wartungen erreicht. Die Laserpulse werden nicht so schnell durch Absorption oder Reflexion in ihren Eigenschaften verändert, so dass der Betrieb der EUV-Quelle auch über längere Zeiträume stabil ist. Die verringerte Absorption der Laserpulse durch das Eintrittsfenster ermöglicht auch die Nutzung von Lasern mit geringerer Laserpulsenergie und trägt damit zu einer Kostenreduzierung bei. Bei Schutz eines diagnostischen Fensters, beispielsweise zur visuellen Beobachtung der Entladung mittels Kameras, wird die diagnostische Anwendung bei Einsatz der vorliegenden Vorrichtung sowie des zugehörigen Verfahrens ebenfalls weniger stark beeinträchtigt.

Vorzugsweise ist die optische Platte als rotationssymmetrische Scheibe ausgebildet, die um eine zentral durch die Scheibe und senkrecht zu dieser verlaufende Rotationsachse drehbar gelagert ist bzw. rotatorisch angetrieben wird. Bei dieser Ausgestaltung wird die Verschmutzung auf einen ringförmigen Bereich um die Rotationsachse verteilt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung sowie des zugehörigen Verfahrens ist die optische Platte von einem Gehäuse umschlossen, das auf einer Seite die Blende mit der Blendenöffnung bildet und auf der gegenüberliegenden Seite durch die optische Komponente abgeschlossen ist. Ein Teil des Gehäuses kann dabei durch die Wand der Prozesskammer gebildet sein. In dieser Ausgestaltung kann eine Verschmutzung lediglich über die Blendenöffnung auf die optische Platte und/oder die optische Komponente gelangen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Gehäuse mit zumindest einem Gaseinlass ausgestattet, über den bei dem zugehörigen Verfahren ein Gas eingebracht wird, durch das ein Gasstrom durch die Blendenöffnung erzeugt wird. Dieser vom Gehäuse durch die Blendenöffnung nach außen gerichtete Gasstrom verhindert oder vermindert zumindest das Eindringen von verschmutzender Materie über die Blendenöffnung. Das Gas kann im Falle der EUV-Quelle mit dem Arbeitsgas für die Plasmaerzeugung, beispielsweise Argon, identisch sein.

In einer weiteren Ausgestaltung ist neben dem zumindest einen Gaseinlass auch zumindest ein Gasauslass am Gehäuse vorgesehen, der mit einer Vakuumpumpe verbindbar oder verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Lebensdauer der optischen Komponente und der optischen Platte noch weiter verlängert werden, indem ein Gas mit reinigender Wirkung in das Gehäuse eingelassen wird. Das reinigende Gas wird dabei so gewählt, dass es mit den auf der optischen Platte abgelagerten Verschmutzungen volatile Komponenten bildet, die sich aufgrund ihres erhöhten Dampfdruckes schnell wieder von der optischen Platte lösen. Diese volatilen Komponenten werden dann über den Gasauslass aus dem Gehäuse abgesaugt. Vorzugsweise wird hierbei eine Vakuumpumpe eingesetzt, die im Zwischenbereich zwischen der optischen Komponente und der optischen Platte einen niedrigeren Gasdruck als außerhalb des Gehäuses erzeugt. Dadurch wird ein Eindringen des Reinigungsgases oder der volatilen Komponenten in den Prozessbereich der Prozesskammer, bspw. den Gasentladungsbereich einer EUV-Quelle, verhindert. Im Falle eines metallischen Verschmutzungsmaterials, beispielsweise von Zinn, werden vorzugsweise halogenhaltige Gase als Reinigungsgas in das Gehäuse eingeleitet. Diese bilden mit dem Zinn leicht flüchtige Halogenverbindungen. Vorzugsweise werden zusätzlich sowohl die optische Komponente als auch die optische Platte auf eine erhöhte Temperatur, beispielsweise von 150 bis 200°C, beheizt, so dass das gebildete Metallhalogenid schneller abdampft.

Im Falle von metallischen Verschmutzungen, beispielsweise des bereits genannten Zinnniederschlages, können geringe Mengen von Sauerstoff die Ablagerungen in Metalloxid umwandeln. Dieses ist nicht ohne weiteres durch halogenhaltige Gase zu reinigen. In einer Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung sowie des zugehörigen Verfahrens wird daher für die Reinigung zunächst ein Wasserstoffgas in das Gehäuse eingeleitet, durch dass das Metalloxid reduziert wird, um es anschließend mit dem halogenhaltigen Gas zu entfernen. Der Wasserstoff sollte hierfür allerdings zu einem gewissen Anteil atomar vorliegen. Dies kann durch eine geeignete Einrichtung zur Radikalerzeugung im Gehäuse erreicht werden, durch die eine Dissoziation von molekularem Wasserstoff erreicht wird. Beispiele für Einrichtungen zur Radikalerzeugung sind ein heißes Wolfram-Filament, an dessen Oberfläche die Moleküle thermisch getrennt werden, oder eine zusätzliche Gasentladung, beispielsweise eine Barriere-Entladung, die ebenfalls Wasserstoffmoleküle spaltet.

In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist in dem Gehäuse eine Einrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung derart angeordnet, dass sich die Gasentladung in unmittelbarer Nähe der blendenseitigen Oberfläche der optischen Platte in einem Bereich des Gehäuses ausbildet, der außerhalb der Strahlachse liegt und an dem sich bei der Bewegung der optischen Platte mit dem Antrieb Oberflächenbereiche vorbei bewegen, die vorher durch die Blendenöffnung freigelegt waren. Durch die Zündung dieser Gasentladung in Oberflächennähe der optischen Platte werden Ionen aus der Entladung zur Oberfläche hin beschleunigt und sputtern dort die niedergeschlagene Verschmutzung sofort wieder ab. Durch geeignete Anordnung dieser Einrichtung kann dabei der Oberflächenbereich der optischen Platte, der gerade über die Blendenöffnung verschmutzt wurde, bereits unmittelbar danach wieder gereinigt werden. Die abgesputterte Verschmutzung wird über einen Gasauslass am Gehäuse wieder abgesaugt.

In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist die Blende kanalförmig, trichterförmig oder konisch ausgebildet, wobei sich bei der trichterförmigen oder konischen Ausbildung der Kanal mit zunehmendem Abstand von der optischen Platte verengt. Auf diese Weise ist die Eintrittsöffnung für die Verschmutzung deutlich von der optischen Platte beabstandet, so dass auf dem Weg zwischen der Eintrittsöffnung und der optischen Platte Mittel zur Reduzierung der Verschmutzung vorgesehen werden können.

Diese Mittel können einerseits durch einen in Richtung der Blendenöffnung gerichteten Gasstrom, auf den bereits weiter oben verwiesen wurde, und auf der anderen Seite durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer oder mehrerer Magnetfelder realisiert sein, die Elektronen oder Ionen, beispielsweise eines eingedrungenen Metalldampfes, auf die Kanalwände hin ablenken. Auf diese Weise schlägt sich ein Teil der eingedrungenen Verschmutzung auf den Kanalwänden nieder und trägt nicht mehr zur Verschmutzung der optischen Komponente und optischen Platte bei.

Die vorgenannten vorteilhaften Ausbildungen oder Weiterbildungen der Vorrichtung sowie des Verfahrens lassen sich auch miteinander kombinieren, um einen nochmals verbesserten Schutz vor Verschmutzung zu bieten.

Der bevorzugte Einsatz der vorliegenden Vorrichtung liegt in einer EUV-Quelle, insbesondere zum Schutz von optischen Eintritts- und/oder Austritts-Fenstern in der Wand der diese Strahlungsquelle umschließenden Prozess- bzw. Vakuumkammer. Prinzipiell lassen sich die vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren jedoch auch in anderen Bereichen einsetzen, in denen optische Komponenten durch einen Prozess innerhalb einer Prozesskammer vor Verschmutzung geschützt werden müssen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Beschränkung des durch die Patentansprüche vorgegebenen Schutzbereichs nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer EUV-Quelle gemäß dem Stand der Technik;

2 eine schematische Darstellung eines Ausgestaltungsbeispiels der vorliegenden Vorrichtung in einer Prozesskammer; und

3 schematisch ein Beispiel für eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung.

Wege zur Ausführung der Erfindung
Ein beispielhafter Aufbau einer EUV-Quelle, in der die vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren bevorzugt zum Einsatz kommen, wurde bereits in der Beschreibungseinleitung mit Bezug auf die 1 eingehend erläutert. 2 zeigt hierbei ein Beispiel für eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung in einer Vakuumkammer 20, in der ein Elektrodensystem 21 einer EUV-Quelle gemäß 1 ausgebildet sein kann. Die Vakuumkammer 20 ist mit einer Vakuumpumpe 22 verbunden, über die das für die Plasmaerzeugung erforderliche Grundvakuum eingestellt wird. In der Vakuumkammer 20 ist über einen Gaseinlass 23 ein Arbeitsgas 24 eingebracht, das für die Plasmaerzeugung erforderlich ist.
Zur Erzeugung von EUV-Strahlung mit einer Strahlungsquelle gemäß 1 ist die Einkopplung eines gepulsten Laserstrahls 25 erforderlich, der auf eine der beiden Elektroden des Elektrodensystems 21, vorzugsweise auf die Kathode, fokussiert ist. Die Gasentladung entwickelt sich dabei aus dem von der Elektrodenoberfläche durch den Laserpuls abgedampften Material und dem Arbeitsgas 24 in der Vakuumkammer 20. Der Druck des Arbeitsgases 24 wird vorwiegend durch den Gaseinlass 23 und die Vakuumpumpe 22 bestimmt. Der Laserpuls wird direkt oder mittels einer Glasfaser vom Laser bis zur strahlformenden Optik 26 geleitet, durch welche der Laserpuls auf die Oberfläche der Elektroden fokussiert wird. Die strahlformende Optik 26 ist in der Regel außerhalb der Vakuumkammer 20 angeordnet, in der sich das Elektrodensystem 21 der EUV-Quelle befindet. Daher muss an der Stelle der Einkopplung mindestens ein feststehendes, für die Laserstrahlung transparentes Fenster 27 an der Vakuumkammer 20 vorhanden sein. Ein solches Fenster ist auch nötig, gegebenenfalls in anderen Bereichen der Vakuumkammer 20, um verschiedene Diagnostikverfahren, beispielsweise eine visuelle Beobachtung der Plasmaerzeugung mittels Kameras, zu ermöglichen. Ohne weitere Maßnahmen wird das Fenster schnell durch abgedampftes Metall oder Elektrodenmaterial belegt und lässt dadurch immer weniger optische Strahlung durch. Der Verlust kann zumindest für einen Zeitraum durch ständiges Erhöhen der Laserpulsenergie ausgeglichen werden, bis schließlich das Fenster ausgewechselt werden muss.
Wird ein Laser mit besonders guter Strahlqualität eingesetzt, kann mit der strahlformenden Optik ein Strahl mit sehr kleinem Durchmesser bereits am Einkoppelfenster 27 erzeugt werden. Die Intensität des Laserstrahls 25 ist in diesem Fall daher am Einkoppelfenster 27 bereits so hoch, dass absorbierendes Material, welches sich dort abgelagert hat, wieder verdampft wird. Das Fenster wird also durch die Laserpulse selbst gereinigt. Allerdings muss der Laser bei dieser Technik wesentlich mehr Pulsleistung zur Verfügung haben, als für die Plasmaerzeugung erforderlich ist. Außerdem ist dieser Reinigungsprozess auf der Fensteroberfläche nicht gleichmäßig, so dass sich das Strahlprofil mit der Zeit ändert. Dadurch wird der Abtragprozess auf den Elektroden beeinflusst und die Stabilität der EUV-Quelle verschlechtert. Es sind daher andere Maßnahmen zur Verlängerung des Zeitraums erforderlich, nach dem das Einkoppelfenster 27 gewartet oder gewechselt werden muss.
Im vorliegenden Beispiel der 2 befindet sich hierzu vor dem feststehenden Fenster 27, das die Vakuumkammer 20 abdichtet, ein größeres, rotierendes Fenster 28. Dieses rotierende Fenster 28 ist bis auf eine für den Laserdurchtritt notwendige Blende 29 gegenüber dem Inneren der Vakuumkammer 20 abgeschirmt. Dieses rotierende Fenster 28 hält den vom Elektrodensystem 21 freigesetzten Metalldampf vom feststehenden Fenster 27 ab. Durch die Rotation des Fensters 28 um die Rotationsachse 30 wird der Metalldampf auf diesem zweiten Fenster 28 auf eine größere Fläche verteilt, so dass die Lebensdauer der gesamten optischen Vorrichtung aus feststehendem Einkoppelfenster 27 und rotierendem Fenster 28 wesentlich erhöht wird. Das rotierende Fenster 28 ist durch ein separates Gehäuse 31 gekapselt, wie dies aus der 2 ersichtlich ist.
Die Blende 29, die im vorliegenden Beispiel einen Teil dieses Gehäuses 31 bildet, ist konisch geformt, so dass die Blendenöffnung deutlich vom rotierenden Fenster 28 beabstandet ist. Hierdurch kann durch einen Gaseinlass 33 an der Blende ein Gas eingebracht werden, das in der Blende 29 einen Gasstrom in Richtung des Elektrodensystems 21 erzeugt. Durch diesen Gasstrom in der Blende, die mit möglichst kleinem Durchmesser ausgeführt ist, wird der vom Elektrodensystem ausgehende Metalldampf abgehalten. Diese Maßnahme führt zu einer verlängerten Lebensdauer der optischen Elemente der Vorrichtung. Anstelle des Gaseinlasses 33 kann dieses Gas auch über einen Gaseinlass 32 am Gehäuse eingelassen werden. Das Gas kann mit dem Arbeitsgas 24, beispielsweise Argon, identisch sein und sollte so gewählt sein, dass es die Plasmaerzeugung nicht stört.
In dem Beispiel der 2 sind auch Magnete 40 an der Blende 29 zu erkennen. Durch diese Magnete 40 wird ein Magnetfeld erzeugt, in dem die von dem Elektrodensystem 21 ausgehenden Elektronen und Ionen des Metalldampfes auf die Wände der Blende 29 abgelenkt werden. Diese bilden dort einen Niederschlag, der die optische Funktion der beiden Fenster 27, 28 nicht beeinträchtigt.
2 zeigt auch einen Gasauslass 34 am Gehäuse 31. Durch diese Ausgestaltung kann über den Gaseinlass 32 ein Gas mit reinigender Wirkung in das Innere des Gehäuses 31 eingelassen werden. Ist der vom Elektrodensystem 21 ausgehende Metalldampf beispielsweise Zinn, dann ist der Einlass von Halogenen als Reinigungsgas günstig. Diese bilden mit dem Zinn auf dem rotierenden Fenster 28 bzw. dem feststehenden Fenster 27 leicht flüchtige Halogenverbindungen.
Das reinigende Gas muss von dem Eintritt in die Vakuumkammer 20 abgehalten werden. Dies wird durch eine Vakuumpumpe 35 am Gasauslass 34 erreicht, die im Bereich der beiden Fenster 27, 28 einen niedrigeren Gasdruck als in der Vakuumkammer 20 erzeugt. Das dann durch die trichterförmige Blende 29 zu den Fenstern 27, 28 strömende Arbeitsgas verhindert das Austreten des Reinigungsgases durch die Blende.
Auf den Fensteroberflächen kann sich der Zinnniederschlag durch geringe Mengen von Sauerstoff in Zinnoxid umwandeln. Dieses ist nicht ohne weiteres durch Halogene weg zu reinigen. Es kann daher vorteilhaft sein, zunächst einen Gasstrom von Wasserstoff über den Gaseinlass 32 einzuleiten, mit dem das Oxid zunächst reduziert wird, bevor anschließend das Halogene enthaltende Reinigungsgas eingeleitet wird. Der Wasserstoff muss allerdings mindestens zu einem gewissen Anteil atomar vorliegen. Dies wird durch die in der 2 angedeutete Einrichtung zur Radikalbildung 36 erreicht, an der der vorbei strömende molekulare Wasserstoff in atomaren Wasserstoff dissoziiert wird.
Eine weitere Möglichkeit zur Reinigung der Oberfläche des rotierenden Fensters 28, die durch über die Blende 29 eindringenden Metalldampf verschmutzt wird, ist in 3 angedeutet. Bei dieser Ausgestaltung wird eine zusätzliche Gasentladung, ein Plasma 37, in Oberflächennähe des rotierenden Fensters 28 gezündet, so dass die Ionen aus dieser Plasmaentladung zur Oberfläche hin beschleunigt werden und dort das sich niederschlagende Zinn sofort wieder absputtern. Eine derartige Vorrichtung kann mit dem rotierenden Fenster 28 derart kombiniert werden, dass die Sputterreinigung außerhalb des Bereiches für den Laserdurchtritt erfolgt, wie dies in der 3 dargestellt ist. Hierbei kann auf einer Seite des rotierenden Fensters 28 ein Topfmagnet 38 in geringem Abstand angeordnet werden. Wird an den Magneten eine mittel- oder hochfrequente Wechselspannung 39 angelegt, so bildet sich an der gegenüberliegenden Seite des Fensters 28 ein lokal begrenztes Plasma 37 aus. Die in dem Plasma 37 dieser Barriereentladung entstehenden Ionen sputtern die auf der Oberfläche des Fensters 28 niedergeschlagene Verschmutzung sofort ab, so dass der Oberflächenbereich des Fensters 28, der unmittelbar vorher unter der Blende 29 hindurchbewegt wurde, sofort wieder gereinigt wird. Durch die Kombination von Gaseinlass 32 und Vakuumpumpe 35 ergibt sich ein Gasstrom, der das abgesputterte Material sofort abführt.
Bezugszeichenliste

Claims

Vorrichtung zum Schutz einer optischen Komponente (27), durch die optische Strahlung durchtritt oder von der optische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, in oder an einer Prozesskammer (1, 20), mit einer vor der optischen Komponente (27) angeordneten optischen Platte (28), die für die optische Strahlung transparent ist, und einer vor der optischen Platte (28) angeordneten Blende (29) mit einer Blendenöffnung, durch die ein Oberflächenbereich der optischen Platte (28) auf einer vorgegebenen Strahlachse der optischen Strahlung freigelegt wird, wobei verbleibende Oberflächenbereiche der optischen Platte (28) blendenseitig durch die Blende (29) und/oder andere Abschirmelemente zum Schutz vor Verschmutzung abgedeckt sind und die optische Platte (28) derart translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar gelagert und mit einem Antrieb gekoppelt ist, dass durch kontinuierliche oder schrittweise Bewegung der optischen Platte (28) mit dem Antrieb nacheinander unterschiedliche Oberflächenbereiche durch die Blendenöffnung freigelegt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Platte (28) als rotationssymmetrische Scheibe ausgebildet und um eine zentral durch die Scheibe verlaufende Rotations achse (30) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Platte (28) eine um ein Vielfaches größere Fläche als die optische Komponente (27) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Komponente (27) ein optisches Eintritts- und/oder Austrittsfenster der Prozesskammer (1) ist, in der die optische Platte (28) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Platte (28) von einem Gehäuse (31) umschlossen ist, das auf einer Seite die Blende (29) mit der Blendenöffnung bildet und auf der gegenüberliegenden Seite durch die optische Komponente (27) abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (31) einen Gaseinlass (32) für die Zuführung eines Gases aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (31) einen Gasauslass (34) aufweist, der mit einer Vakuumpumpe (35) verbindbar oder verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Komponente (27) und die optische Platte (28) mit einer Heizeinrichtung gekoppelt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (31) eine Einrichtung (36) zur Radikalerzeugung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (31) eine Einrichtung (38, 39) zur Erzeugung einer Gasentladung (37) derart angeordnet ist, dass sich die Gasentladung (37) in unmittelbarer Nähe einer blendenseitigen Oberfläche der optischen Platte (28) in einem Bereich ausbildet, der außerhalb der Strahlachse liegt und an dem sich bei der Bewegung der optischen Platte (28) mit dem Antrieb Oberflächenbereiche vorbei bewegen, die vorher durch die Blendenöffnung freigelegt waren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (29) für die optische Strahlung einen Kanal um die Strahlachse bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal mit zunehmendem Abstand von der optischen Platte (28) trichterförmig verengt.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kanals eine Einrichtung (40) zur Erzeugung ein oder mehrerer Magnetfelder angeordnet ist, durch die über den Kanal einströmende Elektronen und/oder Ionen auf Kanalwände abgelenkt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kanal ein seitlicher Gaseinlass (33) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einer Strahlungsquelle für EUV- oder weiche Röntgenstrahlung.
Verfahren zum Schutz einer optischen Komponente (27), durch die optische Strahlung durchtritt oder von der optische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, in oder an einer Prozesskammer (1), bei dem eine vor der optischen Komponente (27) angeordnete optische Platte (28), die für die optische Strahlung transparent ist und von der durch eine vor der optischen Platte (28) angeordnete Blende (29) mit einer Blendenöffnung ein Oberflächenbereich auf einer vorgegebenen Strahlachse der optischen Strahlung freigelegt wird, wobei verbleibende Oberflächenbereiche der optischen Platte (28) blendenseitig durch die Blende (29) und/oder andere Abschirmelemente zum Schutz vor Verschmutzung abgedeckt sind, derart translatorisch und/oder rotatorisch bewegt wird, dass von der optischen Platte (28) nacheinander unterschiedliche Oberflächenbereiche durch die Blendenöffnung freigelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Platte (28) eine rotationssymmetrische Scheibe eingesetzt wird, die um eine zentral durch die Scheibe verlaufende Rotationsachse (30) in Rotation versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Platte (28) eine Platte mit einer um ein Vielfaches größeren Fläche als die optische Komponente (27) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Gaseinlass (32, 33) an einem die optische Platte (28) umschließenden Gehäuse (31), das auf einer Seite die Blende (29) mit der Blendenöffnung bildet und auf der gegenüberliegenden Seite durch die optische Komponente (27) abgeschlossen ist, ein Gas eingebracht wird, um einen Gasstrom durch die Blendenöffnung zu erzeugen, der ein Eindringen von verschmutzender Materie über die Blendenöffnung in das Gehäuse (31) verhindert oder vermindert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Gaseinlass (32) an einem die optische Platte (28) umschließenden Gehäuse (31), das auf einer Seite die Blende (29) mit der Blendenöffnung bildet und auf der gegenüberliegenden Seite durch die optische Komponente (27) abgeschlossen ist, ein Reinigungsgas eingebracht wird, das mit auf der optischen Platte (28) und der optischen Komponente (27) abgelagerten Verschmutzungen volatile Komponenten bildet, die über einen Gasauslass (34) am Gehäuse (31) abgesaugt werden.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Platte (28) und die optische Komponente (27) zusätzlich beheizt werden, um ein Abdampfen der volatilen Komponenten zu unterstützen.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei metallischen Verschmutzungen ein halogenhaltiges Gas als Reinigungsgas eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen des Reinigungsgases Wasserstoffgas in das Gehäuse (31) eingebracht wird, aus dem mit zumindest einer in dem Gehäuse (31) angeordneten Einrichtung (36) zur Erzeugung von Radikalen atomarer Wasserstoff gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem die optische Platte (28) umschließenden Gehäuse (31), das auf einer Seite die Blende (29) mit der Blendenöffnung bildet und auf der gegenüberliegenden Seite durch die optische Komponente (27) abgeschlossen ist, in unmittelbarer Nähe einer blendenseitigen Oberfläche der optischen Platte (28) eine Gasentladung (37) zur Reinigung der Oberfläche in einem Bereich erzeugt wird, der außerhalb der Strahlachse liegt und an dem sich bei der Bewegung der optischen Platte (28) Oberflächenbereiche vorbei bewegen, die vorher durch die Blendenöffnung freigelegt waren.