DE102023203506A1

DE102023203506A1 - Vacuum chamber for components for semiconductor lithography and method for automated cleaning of the vacuum chamber

Info

Publication number: DE102023203506A1
Application number: DE102023203506.5A
Authority: DE
Inventors: Carolin Hald; Christian Nagler; Oliver Dachwald; Rene Boehme; Katharina Braun
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-09-12
Filing date: 2023-04-18
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumkammer (30) zur Aufnahme von Komponenten (60) für die Halbleiterlithographie, welche zumindest zeitweise eine Vorrichtung (40) zur automatisierten Reinigung von Partikeln von einer Oberfläche (61) eines Innenraums (39) der Vakuumkammer (30) umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung einer Vakuumkammer (30) von Partikeln zur Aufnahme von Komponenten (60) für die Halbleiterlithographie von Partikeln mit folgenden Verfahrensschritten (51,52,53,54):- Evakuierung der Vakuumkammer (30) auf einen vorbestimmten Druck,- Einbringen von Fluid zur Reinigung der Vakuumkammer (30) insbesondere bei parallelem Evakuieren der Vakuumkammer (30),- Stoppen des Einbringens von Fluid in die Vakuumkammer (30),- Wiederholung der drei vorherigen Verfahrensschritte für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen (Z).The invention relates to a vacuum chamber (30) for holding components (60) for semiconductor lithography, which at least temporarily includes a device (40) for the automated cleaning of particles from a surface (61) of an interior (39) of the vacuum chamber (30). The invention further relates to a method for cleaning a vacuum chamber (30) from particles for holding components (60) for the semiconductor lithography of particles with the following process steps (51,52,53,54): - Evacuation of the vacuum chamber (30) to a predetermined Pressure, - introduction of fluid for cleaning the vacuum chamber (30) in particular with parallel evacuation of the vacuum chamber (30), - stopping the introduction of fluid into the vacuum chamber (30), - repetition of the three previous process steps for a predetermined number of cycles (Z ).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumkammer für Komponenten für die Halbleiterlithografie und ein Verfahren zur automatisierten Reinigung der Vakuumkammer.The invention relates to a vacuum chamber for components for semiconductor lithography and a method for automated cleaning of the vacuum chamber.

Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithografie werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen, verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, mit einem sogenannten Retikel, auf einem mit fotosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. In jüngerer Zeit werden neben den bisher überwiegend verwendeten Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge von 100nm bis 300nm, dem sogenannten DUV-Bereich, vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 1 nm bis 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm, verwendet. Dieser Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.Projection exposure systems for semiconductor lithography are used to create the finest structures, especially on semiconductor components or other microstructured components. The functional principle of the systems mentioned is based on producing the finest structures down to the nanometer range by means of a generally reducing image of structures on a mask, with a so-called reticle, on an element to be structured with photosensitive material, a so-called wafer. The minimum dimensions of the structures created depend directly on the wavelength of the light used. Recently, in addition to the previously predominantly used light sources with an emission wavelength of 100 nm to 300 nm, the so-called DUV range, light sources with an emission wavelength in the range of 1 nm to 120 nm, in particular in the range of 13.5 nm, have increasingly been used. This wavelength range is also known as the EUV range.

Aufgrund der sehr feinen Strukturen auf der Maske und auf dem Wafer können bereits kleinste Partikel im Bereich von mehreren 10 µm bis hin zu einigen zehn Nanometern zu einer Beeinträchtigung der Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage beziehungsweise zu einer Kontamination des Retikels oder des Wafers führen, wodurch sich sehr hohe Anforderungen an die Sauberkeit der in einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, verbauten Komponenten ableiten.Due to the very fine structures on the mask and on the wafer, even the smallest particles in the range of several 10 µm to a few tens of nanometers can lead to an impairment of the imaging quality of the projection exposure system or to contamination of the reticle or the wafer, which results in very high Derive requirements for the cleanliness of the components installed in a projection exposure system, in particular an EUV projection exposure system.

Im Herstellprozess von Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere für die EUV-Lithografie, werden daher üblicherweise an den Komponenten, wie beispielsweise einer Projektionsoptik oder einem Beleuchtungssystem, vor dem Einbau im Rahmen einer Abnahme die Anzahl und Größe von vorhandenen Partikeln innerhalb des Strahlengangs bestimmt. Die Bestimmung der Partikel erfolgt durch die Auswertung von beim Abnahmeprozess am Strahlenausgang angeordneten Messproben Die Abnahme der Komponente wird dabei, insbesondere im Fall der EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, in Vakuumkammern durchgeführt, wobei die Vakuumkammer selbst vor der Abnahme der Komponente den vorgegebenen Partikelspezifikationswerten entsprechen muss, wodurch eine Querkontaminationen von der Vakuumkammer auf den Strahlengang vermieden werden kann. Zur Bestimmung der Belastung der Vakuumkammer mit Partikeln wird üblicherweise ein Partikelmonitoring mit einer Messsonde zur Bestimmung der Oberflächenreinheitsklasse verwendet.In the manufacturing process of projection exposure systems, in particular for EUV lithography, the number and size of particles present within the beam path are usually determined on the components, such as projection optics or a lighting system, before installation as part of an inspection. The particles are determined by evaluating measurement samples arranged at the beam exit during the acceptance process. The component is removed, particularly in the case of EUV projection exposure systems, in vacuum chambers, whereby the vacuum chamber itself must correspond to the specified particle specification values before the component is removed, whereby cross-contamination from the vacuum chamber to the beam path can be avoided. To determine the load on the vacuum chamber with particles, particle monitoring with a measuring probe to determine the surface cleanliness class is usually used.

Die Vakuumkammer wird im Fall einer erhöhten Partikelkontamination durch ein zeitintensives Reinigungsverfahren, welches eine händische Nassreinigung und ein anschließendes Trocknungsverfahren durch Ausheizen umfasst, gereinigt. Dies hat den Nachteil, dass die Anlagen- und Produktionskapazität reduziert wird, wodurch die Herstellkosten der Projektionsbelichtungsanlage durch erhöhte Reinigungskosten und eine längere Durchlaufzeit erhöht werden. Weiterhin wirkt sich der Einfluss des Menschen bei der händischen Reinigung der Vakuumkammer erfahrungsgemäß nachteilig auf die Prozessstabilität aus, was zu zusätzlichen Fehlern führen kann.In the event of increased particle contamination, the vacuum chamber is cleaned using a time-consuming cleaning process that includes manual wet cleaning and a subsequent drying process by baking. This has the disadvantage that the system and production capacity is reduced, which increases the manufacturing costs of the projection exposure system due to increased cleaning costs and a longer throughput time. Furthermore, experience has shown that human influence when cleaning the vacuum chamber by hand has a detrimental effect on process stability, which can lead to additional errors.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung der Vakuumkammer anzugeben.The object of the present invention is to provide a device which eliminates the disadvantages of the prior art described above. A further object of the invention is to provide a method for cleaning the vacuum chamber.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This task is solved by a device and a method with the features of the independent claims. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Eine erfindungsgemäße Vakuumkammer zur Aufnahme von Komponenten für die Halbleiterlithografie umfasst zumindest zeitweise eine Vorrichtung zur automatisierten Reinigung von Partikeln von einer Oberfläche eines Innenraums der Vakuumkammer. Dadurch, dass im Unterschied zu einer händischen Reinigung eine automatisierte bzw. maschinengesteuerte Reinigung erfolgt, kann eine erhöhte Prozessstabilität in Verbindung mit einer erheblichen Kostenersparnis verwirklicht werden.A vacuum chamber according to the invention for holding components for semiconductor lithography includes, at least at times, a device for the automated cleaning of particles from a surface of an interior of the vacuum chamber. Because, in contrast to manual cleaning, automated or machine-controlled cleaning is carried out, increased process stability can be achieved in conjunction with significant cost savings.

Die Vorrichtung kann dabei mindestens eine Düse zum Einbringen eines Fluids in den Innenraum der Vakuumkammer umfassen, wobei die Düse vorteilhafterweise an einer Aufnahme angeordnet sein kann.The device can include at least one nozzle for introducing a fluid into the interior of the vacuum chamber, wherein the nozzle can advantageously be arranged on a receptacle.

Es ist dabei von Vorteil, wenn die Aufnahme mit der Geometrie der inneren Oberfläche der Vakuumkammer korrespondiert.It is advantageous if the recording corresponds to the geometry of the inner surface of the vacuum chamber.

Dadurch, dass mehrere Aufnahmen mit jeweils mehreren Düsen in der Vakuumkammer angeordnet sind, kann die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter verbessert werden.Because several receptacles, each with several nozzles, are arranged in the vacuum chamber, the cleaning effect of the device according to the invention can be further improved.

Eine erhöhte Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich dadurch, dass die Position und die Ausrichtung der mindestens einen Düse einstellbar ausgebildet sind.Increased flexibility of the device according to the invention results from the fact that the position and orientation of the at least one nozzle are designed to be adjustable.

Insbesondere kann die Wirkrichtung mindestens einer Düse auf einen von einer beim Evakuieren der Vakuumkammer ausgebildeten Strömung nicht erfassten Teilbereich im Innenraum der Vakuumkammer gerichtet sein.In particular, the direction of action of at least one nozzle can be directed towards a partial area in the interior of the vacuum chamber that is not covered by a flow formed when the vacuum chamber is evacuated.

Die Versorgung der Düse mit Fluid kann beispielsweise durch eine Zuleitung erfolgen, wobei die Zuleitung über eine Versorgungsleitung mit einer Fluidbereitstellungsvorrichtung verbunden sein kann. Dabei kann die Zuleitung in der Aufnahme integriert sein.The nozzle can be supplied with fluid, for example, through a supply line, wherein the supply line can be connected to a fluid supply device via a supply line. The supply line can be integrated into the receptacle.

Zur Steuerung des Reinigungsprozesses kann die Vorrichtung eine Ansteuerung umfassen, welche insbesondere in der Fluidbereitstellungsvorrichtung integriert sein kann.To control the cleaning process, the device can include a control, which can in particular be integrated in the fluid supply device.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Reinigung einer Vakuumkammer zur Aufnahme von Komponenten für die Halbleiterlithographie von Partikeln umfasst folgende Verfahrensschritte:

- Evakuierung der Vakuumkammer auf einen vorbestimmten Druck,
- Einbringen von Fluid zur Reinigung der Vakuumkammer, insbesondere bei parallelem Evakuieren der Vakuumkammer
- Stoppen des Einbringens von Fluid in die Vakuumkammer,
- Wiederholung der drei vorherigen Verfahrensschritte für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen.

A method according to the invention for cleaning a vacuum chamber for holding components for semiconductor lithography of particles comprises the following process steps:

- evacuation of the vacuum chamber to a predetermined pressure,
- Introducing fluid to clean the vacuum chamber, especially when evacuating the vacuum chamber in parallel
- stopping the introduction of fluid into the vacuum chamber,
- Repeat the three previous process steps for a predetermined number of cycles.

Dabei kann die Partikelbelastung des Innenraums sowie der inneren Oberfläche der Vakuumkammer vor der Evakuierung bestimmt werden; ebenso kann die Partikelbelastung des Innenraums sowie der inneren Oberfläche der Vakuumkammer nach dem letzten Zyklus bestimmt werden.The particle load in the interior and the inner surface of the vacuum chamber can be determined before evacuation; The particle load in the interior and the inner surface of the vacuum chamber can also be determined after the last cycle.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung liegt die Dauer des Einbringens des Fluids pro Zyklus in einem Bereich von 30 Sekunden bis 10 Minuten, insbesondere in einem Bereich von 2 bis 5 Minuten.In an advantageous variant of the invention, the duration of introducing the fluid per cycle is in a range from 30 seconds to 10 minutes, in particular in a range from 2 to 5 minutes.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Fluid mit einem Fluss in einem Bereich von 50 slm und 1000 slm, insbesondere in einem Bereich von 100 slm bis 400 slm eingebracht.In one embodiment of the invention, the fluid is introduced with a flow in a range of 50 slm and 1000 slm, in particular in a range of 100 slm to 400 slm.

Dadurch, dass der Auftreffwinkel des Fluids auf eine Innenfläche der Vakuumkammer kleiner als 20 Grad, insbesondere kleiner als 5 Grad beträgt, kann eine besonders gründliche Reinigung erreicht werden.Because the angle of impact of the fluid on an inner surface of the vacuum chamber is less than 20 degrees, in particular less than 5 degrees, particularly thorough cleaning can be achieved.

Es ist von Vorteil, wenn ein sich während des Einbringens des Fluids bei paralleler Evakuierung der Vakuumkammer einstellender Druck im Bereich von 0,5 mbar bis 8 mbar, insbesondere im Bereich von 2 mbar bis 5 mbar liegt.It is advantageous if a pressure that arises during the introduction of the fluid with parallel evacuation of the vacuum chamber is in the range of 0.5 mbar to 8 mbar, in particular in the range of 2 mbar to 5 mbar.

Die Anzahl der Zyklen kann insbesondere in einem Bereich von 2 bis 30 Zyklen liegen.The number of cycles can in particular be in a range from 2 to 30 cycles.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2a, b eine erfindungsgemäße Vakuumkammer,
3 eine Detailansicht der Erfindung,
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
5 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens.

Exemplary embodiments and variants of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it

1 schematically in meridional section a projection exposure system for EUV projection lithography,
2a , b a vacuum chamber according to the invention,
3 a detailed view of the invention,
4 a diagram to illustrate the method according to the invention, and
5 a flowchart of a cleaning method according to the invention.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.Below we will initially refer to the 1 The essential components of a projection exposure system 1 for microlithography are described as an example. The description of the basic structure of the projection exposure system 1 and its components are not intended to be restrictive.

Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.One embodiment of a lighting system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a radiation source 3, lighting optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. In an alternative embodiment, the light source 3 can also be provided as a module separate from the other lighting system. In this case, the lighting system does not include the light source 3.

Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.A reticle 7 arranged in the object field 5 is illuminated. The reticle 7 is held by a reticle holder 8. The reticle holder 8 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 9.

In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In the 1 A Cartesian xyz coordinate system is shown for explanation. The x direction runs perpendicular to the drawing plane. The y-direction is horizontal and the z-direction is vertical. The scanning direction is in the 1 along the y direction. The z direction runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 includes projection optics 10. The projection optics 10 is used to image the object field 5 into an image field 11 in an image plane 12. The image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, an angle other than 0 ° is also between the object plane 6 and the Image level 12 possible.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the area of the image field 11 in the image plane 12. The wafer 13 is held by a wafer holder 14. The wafer holder 14 can be displaced in particular along the y direction via a wafer displacement drive 15. The displacement, on the one hand, of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 and, on the other hand, of the wafer 13 via the wafer displacement drive 15 can take place in synchronization with one another.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The radiation source 3 is an EUV radiation source. The radiation source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light. The useful radiation in particular has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The radiation source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (Laser Produced Plasma) or a DPP source. Source (Gas Discharged Produced Plasma, plasma produced by gas discharge). It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source 3 can be a free electron laser (FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16, which emanates from the radiation source 3, is focused by a collector 17. The collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloid reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 17 can be in grazing incidence (Grazing Incidence, GI), i.e. with angles of incidence greater than 45° compared to the normal direction of the mirror surface, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence smaller than 45°. with the lighting radiation 16 are applied. The collector 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress false light.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 18. The intermediate focus plane 18 can represent a separation between a radiation source module, having the radiation source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The lighting optics 4 comprises a deflection mirror 19 and, downstream of it in the beam path, a first facet mirror 20. The deflection mirror 19 can be a flat deflection mirror or, alternatively, a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from false light of a wavelength that deviates from this. If the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4, which is optically conjugate to the object plane 6 as a field plane, it is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 20 comprises a large number of individual first facets 21, which are also referred to below as field facets. Of these facets 21 are in the 1 just a few are shown as examples.

Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 21 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour. The first facets 21 can be designed as flat facets or alternatively as convex or concave curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.Like, for example, from the DE 10 2008 009 600 A1 is known, the first facets 21 themselves can also each be composed of a large number of individual mirrors, in particular a large number of micromirrors. The first facet mirror 20 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system). For details see the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.Between the collector 17 and the deflection mirror 19, the illumination radiation 16 runs horizontally, i.e. along the y-direction.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .A second facet mirror 22 is located downstream of the first facet mirror 20 in the beam path of the illumination optics 4. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the lighting optics 4. In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the US 6,573,978 .

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.The second facets 23 can also be macroscopic facets, which can have, for example, round, rectangular or even hexagonal edges, or alternatively they can be facets composed of micromirrors. In this regard, reference is also made to the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 23 can have flat or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The lighting optics 4 thus forms a double faceted system. This basic principle is also known as the honeycomb condenser (fly's eye integrator).

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.It may be advantageous not to arrange the second facet mirror 22 exactly in a plane that is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 10. In particular, the pupil facet mirror 22 can be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as is the case, for example, in FIG DE 10 2017 220 586 A1 is described.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.With the help of the second facet mirror 22, the individual first facets 21 are imaged into the object field 5. The second facet mirror 22 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4, not shown, transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5, which contributes in particular to the imaging of the first facets 21 into the object field 5. The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the lighting optics 4. The transmission optics can in particular include one or two mirrors for perpendicular incidence (NI mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GL mirror, gracing incidence mirror).

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.The lighting optics 4 has the version in the 1 is shown, after the collector 17 exactly three mirrors, namely the deflection mirror 19, the field facet mirror 20 and the pupil facet mirror 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the lighting optics 4, the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the lighting optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets 21 into the object plane 6 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and a transmission optics is generally only an approximate image.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection optics 10 comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered consecutively according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1.

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann. At the one in the 1 In the example shown, the projection optics 10 includes six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 are double-obscured optics. The projection optics 10 has an image-side numerical aperture that is larger than 0.5 and which can also be larger than 0.6 and which can be, for example, 0.7 or 0.75.

Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the lighting optics 4, can have highly reflective coatings for the lighting radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The projection optics 10 has a large object image offset in the y direction between a y coordinate of a center of the object field 5 and a y coordinate of the center of the image field 11. This object image offset in the y direction can be approximately like this be as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different imaging scales βx, βy in the x and y directions. The two imaging scales βx, βy of the projection optics 10 are preferably (βx, βy) = (+/- 0.25, +/- 0.125). A positive image scale β means an image without image reversal. A negative sign for the Image scale β means an image with image reversal.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 10 thus leads to a reduction in size in the x direction, that is to say in the direction perpendicular to the scanning direction, in a ratio of 4:1.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 10 leads to a reduction of 8:1 in the y direction, that is to say in the scanning direction.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other image scales are also possible. Image scales of the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .The number of intermediate image planes in the x and y directions in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or, depending on the design of the projection optics 10, can be different. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions are known from US 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.One of the pupil facets 23 is assigned to exactly one of the field facets 21 to form an illumination channel for illuminating the object field 5. This can in particular result in lighting based on Köhler's principle. The far field is broken down into a large number of object fields 5 using the field facets 21. The field facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 23 assigned to them.

Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The field facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an assigned pupil facet 23, superimposed on one another, in order to illuminate the object field 5. The illumination of the object field 5 is in particular as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by overlaying different lighting channels.

Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be geometrically defined by an arrangement of the pupil facets. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets that guide light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the lighting setting.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 5 and in particular the entrance pupil of the projection optics 10 are described below.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot regularly be illuminated precisely with the pupil facet mirror 22. When imaging the projection optics 10, which images the center of the pupil facet mirror 22 telecentrically onto the wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, an area can be found in which the pairwise distance of the aperture beams becomes minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in local space. In particular, this surface shows a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.It may be that the projection optics have 10 different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7. With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist.At the in the 1 As shown in the arrangement of the components of the illumination optics 4, the pupil facet mirror 22 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10. The field facet mirror 20 is tilted relative to the object plane 6. The first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 19.

Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.The first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22.

2a zeigt eine erfindungsgemäße Vakuumkammer 30 zur Aufnahme von Komponenten für die Halbleiterlithografie in einer schematischen Darstellung. Die Vakuumkammer 30, im weiteren als Kammer 30 bezeichnet, umfasst einen zylinderförmig ausgebildeten Korpus 31, welcher auf einer ersten Seite des Korpus 31 eine Ladeöffnung 32 zur Bestückung der Kammer 30, wie in der 2a durch einen Pfeil dargestellt, mit einer Komponente umfasst. Die Komponente kann beispielsweise eine Projektionsoptik 10 oder ein Spiegel Mx, wie sie in der in der 1 erläuterten Projektionsbelichtungsanlage 1 verwendet werden, sein. Die Ladeöffnung 32 kann mit einem nicht dargestellten Deckel verschlossen werden. Auf der der Ladeöffnung 32 gegenüberliegenden zweiten Seite des Korpus 31 ist dieser durch eine Rückwand 33 verschlossen. Die Rückwand 33 weist eine Öffnung 35 auf, welche mit einer außerhalb der Kammer 30 angeordneten Vakuumpumpe 34 zur Evakuierung der Vakuumkammer 30 verbunden ist. Die Vakuumpumpe 34 ist dabei derart ausgebildet, dass in der Kammer 30 ein Feinvakuum, also ein Vakuum mit einem Restdruck in einem Bereich von 1 bis 10^-3 mbar, erzeugt werden kann. An einer inneren Oberflächef 61 des Korpus 31 sind verschiedene Anbauteile, wie beispielsweise Flansche 36, Beladeschienen 37 und Heizer 38, angeordnet, wobei diese im Vergleich zum Korpus 31 erhaben oder abgesenkt ausgebildet sind, also eine Vertiefung in dem Korpus 31 bilden. 2a shows a vacuum chamber 30 according to the invention for holding components for semiconductor lithography in a schematic representation. The vacuum chamber 30, hereinafter referred to as chamber 30, comprises a cylindrical body 31, which has a loading opening 32 on a first side of the body 31 for equipping the chamber 30, as in the 2a represented by an arrow, with a com component includes. The component can, for example, be a projection optics 10 or a mirror Mx, as shown in the 1 explained projection exposure system 1 can be used. The loading opening 32 can be closed with a lid, not shown. On the second side of the body 31 opposite the loading opening 32, it is closed by a rear wall 33. The rear wall 33 has an opening 35, which is connected to a vacuum pump 34 arranged outside the chamber 30 for evacuating the vacuum chamber 30. The vacuum pump 34 is designed in such a way that a fine vacuum, i.e. a vacuum with a residual pressure in a range of 1 to 10 ^-3 mbar, can be generated in the chamber 30. Various attachments, such as flanges 36, loading rails 37 and heaters 38, are arranged on an inner surface 61 of the body 31, these being raised or lowered in comparison to the body 31, i.e. forming a recess in the body 31.

Die Kammer 30 umfasst weiterhin eine in der in der 2a dargestellten Ausführungsform integrierte Vorrichtung 40 zur Reinigung eines Kammerinnenraums 39 mit der inneren Oberfläche 61 von Partikeln. Die Vorrichtung 40 umfasst in der in der Figur zwei gezeigten Ausführungsform drei Aufnahmen 41 für Düsen 43, wobei die Düsen 43 grundsätzlich derart ausgerichtet sind, dass die Öffnung der Düsen 43 in Richtung der Kammerrückwand 33 zeigt, also in Richtung der in der 2a als Pfeil dargestellten und durch die Vakuumpumpe 34 bei der Evakuierung in der Kammer 30 bewirkten Strömung. Die Düsenaufnahmen 41 umfassen Zuleitungen 42, welche die Düsen 43 mit einem beim Reinigungsverfahren in die Kammer 30 eingebrachten Fluid, wie beispielsweise Stickstoff oder partikelfreie Luft, versorgen.The chamber 30 further comprises one in the 2a illustrated embodiment integrated device 40 for cleaning a chamber interior 39 with the inner surface 61 of particles. In the embodiment shown in FIG 2a shown as an arrow and caused by the vacuum pump 34 during the evacuation in the chamber 30. The nozzle receptacles 41 include supply lines 42 which supply the nozzles 43 with a fluid introduced into the chamber 30 during the cleaning process, such as nitrogen or particle-free air.

In der in der 2a dargestellten Ausführungsform sind die Zuleitungen 42 in die Aufnahmen 41 der Düsen 43 integriert und daher auch als ein Bauteil dargestellt. Die Zuleitungen 42 sind über eine Versorgungsleitung 45 mit einer Bereitstellungsvorrichtung 46 für das Fluid verbunden. Diese umfasst neben einem Reservoir für das verwendete Fluid auch eine Ansteuerung 47, welche auch mit der Vakuumpumpe 34 und in der Kammer 30 angeordneten Sensoren verbunden ist. Dadurch kann das in der 4 im Detail erläuterte Reinigungsverfahren automatisiert, also ohne manuelle Steuerung der für das Verfahren relevanten Parameter, durchgeführt werden.In the in the 2a In the embodiment shown, the supply lines 42 are integrated into the receptacles 41 of the nozzles 43 and are therefore also shown as one component. The supply lines 42 are connected via a supply line 45 to a supply device 46 for the fluid. In addition to a reservoir for the fluid used, this also includes a control 47, which is also connected to the vacuum pump 34 and sensors arranged in the chamber 30. This allows this to happen in the 4 Cleaning processes explained in detail can be carried out automatically, i.e. without manual control of the parameters relevant to the process.

2b zeigt die Kammer 30 mit der Reinigungsvorrichtung 40, wobei in der 2b eine Ansicht aus Richtung der Ladeöffnung 32, also in den Innenraum 39 der Kammer 30, dargestellt ist. In der 2b ist zudem beispielhaft eine Komponente 60, wie beispielsweise eine Projektionsoptik 10 oder ein Spiegel Mx, wie sie in einer in der 1 erläuterten Projektionsbelichtungsanlage Anwendung finden, gestrichelt dargestellt. Die Komponente 60 kann auf einem Wagen, einer Palette, insbesondere einer Standardpalette, in die Kammer 30 verbracht werden, wobei auch eine beispielsweise ausziehbar ausgebildete Aufnahme für die Komponente 60 oder eine Palette in der Kammer 30 angeordnet sein kann. Die Anbauteile 36, 37, 38 sind, wie weiter oben bereits erläutert, gegenüber der inneren Oberfläche 61 der Kammer 30 erhaben. Zur Beaufschlagung der aus Sicht der Düsen 43 in Richtung der Öffnung 35 der Vakuumpumpe 34 in der Kammerrückwand 33 hinter den Bauteilen 36, 37, 38 angeordneten Bereiche, sind zusätzliche, in der 3 im Detail beschriebene Düsen notwendig. 2 B shows the chamber 30 with the cleaning device 40, in which 2 B a view from the direction of the loading opening 32, i.e. into the interior 39 of the chamber 30, is shown. In the 2 B is also an example of a component 60, such as a projection optics 10 or a mirror Mx, as shown in one in the 1 The projection exposure system explained can be used, shown in dashed lines. The component 60 can be brought into the chamber 30 on a trolley, a pallet, in particular a standard pallet, and an extendable receptacle for the component 60 or a pallet, for example, can also be arranged in the chamber 30. The attachments 36, 37, 38 are, as already explained above, raised relative to the inner surface 61 of the chamber 30. To act on the areas arranged in the direction of the opening 35 of the vacuum pump 34 in the chamber rear wall 33 behind the components 36, 37, 38 from the perspective of the nozzles 43, additional ones are provided in the 3 Nozzles described in detail are necessary.

3 zeigt ein Detail der Innenseite des Korpus 31 der Vakuumkammer 30, in der ein Anbauteil 36 und die Vorrichtung 40 zur Reinigung der Kammer 30 dargestellt sind. Der in der 3 dargestellte Pfeil zeigt in Richtung der durch die Vakuumpumpe 34 beim Evakuieren erzeugten Strömung in der Kammer 30. Zur direkten Beaufschlagung der in Strömungsrichtung hinter dem Anbauteil 36 liegenden Bereiche mit einem Fluid sind an der Aufnahme 41 der Vorrichtung 40 zusätzlich zu den in Strömungsrichtung ausgerichteten Düsen 43 auf die weiter oben beschriebenen Bereiche gerichtete Düsen 44 ausgebildet. Die direkte Beaufschlagung aller Bereiche der Innenfläche der Kammer 30 hat den Vorteil, dass Partikel durch einen, insbesondere zu Beginn des Einbringens des Fluids bewirkten, Impuls von der Innenwand gelöst werden. Die so gelösten Partikel werden nachfolgend durch die Strömung in Richtung der Öffnung 35 der Vakuumpumpe 34 transportiert. Dazu ist der in der Kammer 30 herrschende Druck derart ausgelegt, dass die Partikel mit den Gasteilchen des Fluids ausreichend häufig kollidieren, um sich nicht wieder auf der Innenfläche der Kammer 30 abzusetzen. Gleichzeitig werden zu viele Kollisionen vermieden, wodurch die Bewegung des Partikels überwiegend von den Kollisionen mit den Gasteilchen beeinflusst würde und die Partikel nicht zur Öffnung 35 gelangen würden. Ein vorteilhafter Druckbereich liegt im Bereich von 5*10^-1 mbar und 8 mbar, insbesondere im Bereich von 2 mbar bis 5 mbar 3 shows a detail of the inside of the body 31 of the vacuum chamber 30, in which an attachment 36 and the device 40 for cleaning the chamber 30 are shown. The Indian 3 The arrow shown points in the direction of the flow in the chamber 30 generated by the vacuum pump 34 during evacuation. In order to directly act on the areas lying behind the attachment 36 in the flow direction with a fluid, there are nozzles 43 on the receptacle 41 of the device 40 in addition to the nozzles 43 aligned in the flow direction Nozzles 44 directed towards the areas described above are formed. The direct action on all areas of the inner surface of the chamber 30 has the advantage that particles are released from the inner wall by an impulse, particularly at the beginning of the introduction of the fluid. The particles dissolved in this way are subsequently transported by the flow towards the opening 35 of the vacuum pump 34. For this purpose, the pressure prevailing in the chamber 30 is designed such that the particles collide with the gas particles of the fluid sufficiently frequently so that they do not settle again on the inner surface of the chamber 30. At the same time, too many collisions are avoided, as a result of which the movement of the particle would be predominantly influenced by the collisions with the gas particles and the particles would not reach the opening 35. An advantageous pressure range is in the range of 5*10 ^-1 mbar and 8 mbar, in particular in the range of 2 mbar to 5 mbar

Der zur Ablösung der Partikel benötigte und vom Fluid bewirkte Impuls ist abhängig vom Abstand und/oder dem Winkel der Düse 43, 44 zur Kammerwand des Korpus 31 und der Rückwand 33. Der Abstand der Düse 43, 44 zur Oberfläche kann dabei unter 10 cm, bevorzugt unter 8 cm und besonders bevorzugt unter 5 cm liegen. Der Winkel der Sprührichtung der Düse 43, 44 relativ zu der inneren Oberfläche 61 kann in einem Bereich kleiner 20°, insbesondere kleiner 5° liegen. Neben der in den 2a, 2b und der 3 dargestellten Ausführungsform, können sowohl die Düsen 43, 44 als auch die Düsenaufnahmen 42 in ihrer Position einstellbar ausgebildet sein. Weiterhin kann die Position und Ausrichtung der Düsen 43, 44 während des Reinigungsverfahrens, beispielsweise durch Aktuatoren, veränderbar ausgebildet sein, wodurch der Abstand und/oder der Winkel der Düsen 43, 44 zur Kammerwand 31 auch während des Reinigungsprozesses angepasst werden kann. Die Anpassung kann durch die weiter oben erläuterte Ansteuerung 47 automatisiert durchgeführt werden. Alternativ zu dem in den 2a, 2b und der 3 dargestellten integrierten Ausbildung der Vorrichtung 40 in der Kammer 30 kann die Vorrichtung 40 auch derart gestaltet sein, dass diese zur Reinigung der Kammer 30, beispielsweise auf einer standardisierten Palette montiert, in die Kammer 30 eingefahren werden kann und nach der Reinigung wieder entfernt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass durch eine Reinigungsvorrichtung 40 mehrere Kammern 30 gereinigt werden können und das für die Vorrichtung 40 benötigte Volumen später für die Komponente 60 zur Verfügung steht.The impulse required to detach the particles and caused by the fluid depends on the distance and/or the angle of the nozzle 43, 44 to the chamber wall of the body 31 and the rear wall 33. The distance of the nozzle 43, 44 to the surface can be less than 10 cm, preferably below 8 cm and particularly preferably below 5 cm. The angle of the spray direction of the nozzle 43, 44 relative to the inner surface 61 can be in a range of less than 20°, in particular less than 5°. Next to the one in the 2a , 2 B and the 3 illustrated embodiment, Both the nozzles 43, 44 and the nozzle receptacles 42 can be designed to be adjustable in position. Furthermore, the position and orientation of the nozzles 43, 44 can be designed to be changeable during the cleaning process, for example by actuators, whereby the distance and/or the angle of the nozzles 43, 44 to the chamber wall 31 can also be adjusted during the cleaning process. The adjustment can be carried out automatically using the control 47 explained above. Alternatively to the one in the 2a , 2 B and the 3 Illustrated integrated design of the device 40 in the chamber 30, the device 40 can also be designed in such a way that it can be moved into the chamber 30 for cleaning the chamber 30, for example mounted on a standardized pallet, and can be removed again after cleaning. This has the advantage that several chambers 30 can be cleaned by one cleaning device 40 and the volume required for the device 40 is later available for the component 60.

4 zeigt ein Diagramm, welches den Verlauf des Drucks in der Vakuumkammer 30 über die Zeit während eines erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens der Kammer 30 darstellt. Nach dem Schließen der Kammer 30 wird in einem ersten Zeitraum A der Druck in der Kammer 30, ausgehend vom Atmosphärendruck, durch Evakuieren bis zu einem vorbestimmten Druck im Bereich eines sogenannten Feinvakuums eingestellt. Mit Erreichen dieses vorbestimmten Drucks, beispielsweise bei 5*10^-3 mbar, wird ein Fluid, wie weiter oben erläutert, über die Düsen 43, 44 der Vorrichtung 40 mit einem konstanten Fluss über einen Zeitraum C, welcher in einem Bereich von 30 Sekunden bis 10 Minuten, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 5 Minuten liegen kann, in die Kammer 30 eingebracht. Der Fluss kann beispielsweise im Bereich von 50 slm und 1000 slm, insbesondere in einem Bereich von 100 slm bis 400 slm liegen. Die Partikel werden, wie weiter oben bereits erläutert, durch den durch die im Fluid enthaltenen Teilchen bewirkten Impuls von der Kammeroberfläche abgelöst und durch die von der Vakuumpumpe 34 bewirkten Strömung in Richtung der Öffnung 35 transportiert. In einer ersten Phase I eines sich im Laufe des Verfahrens wiederholenden Zyklus Z, welcher mit dem Start des Einbringens des Fluid beginnt, steigt der Druck in der Kammer 30 soweit an, bis sich ein Gleichgewicht zwischen dem eingebrachten Fluid und der Pumpleistung der Vakuumpumpe 34, also ein konstanter Druck im Bereich eines Grobvakuums, bevorzugt im Bereich von 0,5 mbar bis 8 mbar und besonders bevorzugt im Bereich von 2 mbar bis 5 mbar, eingestellt hat. Dieser Druck wird in einer zweiten Phase II des Zyklus Z für einen bestimmten Zeitraum, wie beispielsweise für einen Zeitraum von 30 Sekunden bis 10 Minuten, bevorzugt für einen Zeitraum von 2 bis 5 Minuten gehalten. Nach Ablauf des Zeitraums wird das Einbringen des Fluids gestoppt, wodurch in einer dritten Phase III des Zyklus Z, aufgrund der konstant laufenden Vakuumpumpe 34, der Druck in der Kammer 30 wieder auf den weiter oben bereits erläuterten vorbestimmten Druck im Bereich des Feinvakuums reduziert wird. Zu diesem Zeitpunkt startet der beschriebene Zyklus Z durch erneutes Einbringen des Fluids von neuem. 4 shows a diagram which represents the course of the pressure in the vacuum chamber 30 over time during a cleaning method of the chamber 30 according to the invention. After the chamber 30 has been closed, the pressure in the chamber 30 is adjusted in a first period A, starting from atmospheric pressure, by evacuation up to a predetermined pressure in the range of a so-called fine vacuum. When this predetermined pressure is reached, for example at 5 * 10 ^-3 mbar, a fluid, as explained above, is fed through the nozzles 43, 44 of the device 40 with a constant flow over a period of time C, which is in a range from 30 seconds to 10 minutes, preferably in a range of 2 to 5 minutes, is introduced into the chamber 30. The flow can, for example, be in the range of 50 slm and 1000 slm, in particular in a range of 100 slm to 400 slm. As already explained above, the particles are detached from the chamber surface by the impulse caused by the particles contained in the fluid and transported towards the opening 35 by the flow caused by the vacuum pump 34. In a first phase I of a cycle Z that repeats itself in the course of the process, which begins with the start of the introduction of the fluid, the pressure in the chamber 30 increases until an equilibrium is achieved between the fluid introduced and the pumping power of the vacuum pump 34, i.e. a constant pressure in the range of a rough vacuum, preferably in the range from 0.5 mbar to 8 mbar and particularly preferably in the range from 2 mbar to 5 mbar. This pressure is maintained in a second phase II of cycle Z for a specific period of time, such as for a period of 30 seconds to 10 minutes, preferably for a period of 2 to 5 minutes. After the period has elapsed, the introduction of the fluid is stopped, whereby in a third phase III of cycle Z, due to the constantly running vacuum pump 34, the pressure in the chamber 30 is reduced again to the predetermined pressure in the fine vacuum range already explained above. At this point in time, the described cycle Z starts again by reintroducing the fluid.

Der Zyklus Z wird in der in der 4 dargestellten Ausführungsform des Reinigungsverfahrens zehnmal durchlaufen, wobei je nach Anforderung an die Reinigung und/oder dem Grad der Partikelbelastung vor der Reinigung auch mehr oder weniger Zyklen eingestellt werden können. Mit dem Ende des zehnten Durchlaufs des Zyklus Z wird zum Ende des Reinigungsverfahrens die Vakuumpumpe 34 ausgeschaltet und dann in einem Zeitraum D die Kammer 30 belüftet.The cycle Z is in the in the 4 The illustrated embodiment of the cleaning process can be run through ten times, with more or fewer cycles being able to be set depending on the cleaning requirements and/or the degree of particle contamination before cleaning. At the end of the tenth run of cycle Z, the vacuum pump 34 is switched off at the end of the cleaning process and the chamber 30 is then ventilated in a period D.

5 beschreibt ein mögliches Verfahren zur Reinigung einer Vakuumkammer 30 zur Aufnahme von Komponenten 60 für die Halbleiterlithographie. 5 describes a possible method for cleaning a vacuum chamber 30 for holding components 60 for semiconductor lithography.

In einem ersten Verfahrensschritt 51 wird die Kammer 30 auf einen vorbestimmten Druck evakuiert.In a first method step 51, the chamber 30 is evacuated to a predetermined pressure.

In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird ein Fluid zur Reinigung der Kammer 30 eingebracht, insbesondere bei parallelem Evakuieren der Kammer 30.In a second method step 52, a fluid for cleaning the chamber 30 is introduced, in particular when the chamber 30 is evacuated in parallel.

In einem dritten Verfahrensschritt 53 wird das Einbringen von Fluid zur Reinigung der Kammer 30 gestoppt.In a third method step 53, the introduction of fluid to clean the chamber 30 is stopped.

In einem vierten Verfahrensschritt 54 werden die drei vorherigen Verfahrensschritte 51, 52, 53 für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen Z wiederholt.In a fourth method step 54, the three previous method steps 51, 52, 53 are repeated for a predetermined number of cycles Z.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
22: BeleuchtungssystemLighting system
33: StrahlungsquelleRadiation source
44: BeleuchtungsoptikIllumination optics
55: ObjektfeldObject field
66: ObjektebeneObject level
77: RetikelReticule
88th: RetikelhalterReticle holder
99: RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
1010: ProjektionsoptikProjection optics
1111: BildfeldImage field
1212: BildebeneImage plane
1313: Waferwafers
1414: Waferhalterwafer holder
1515: WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
1616: EUV-StrahlungEUV radiation
1717: Kollektorcollector
1818: ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
1919: UmlenkspiegelDeflecting mirror
2020: FacettenspiegelFacet mirror
2121: Facettenfacets
2222: FacettenspiegelFaceted mirror
2323: Facettenfacets
3030: Vakuumkammervacuum chamber
3131: KorpusCorpus
3232: Ladeöffnungloading opening
3333: RückwandBack wall
3434: Vakuumpumpevacuum pump
3535: Öffnung VakuumpumpeOpening vacuum pump
3636: AnbauteilAttachment part
3737: AnbauteilAttachment part
3838: AnbauteilAttachment part
3939: KammerinnenraumChamber interior
4040: Vorrichtungcontraption
4141: Aufnahme DüseRecording nozzle
4242: Zuleitung FluidFluid supply line
4343: Düsejet
4444: gerichtete Düsedirectional nozzle
4545: Versorgungsleitung FluidFluid supply line
4646: Bereitstellungsvorrichtung FluidFluid supply device
4747: AnsteuerungControl
5151: Verfahrensschritt 1Process step 1
5252: Verfahrensschritt 2Process step 2
5353: Verfahrensschritt 3Process step 3
5454: Verfahrensschritt 4Process step 4
6060: Komponentecomponent
6161: Oberfläche Innenraum VakuumkammerSurface interior vacuum chamber
AA: Initiales EvakuierenInitial evacuation
Bb: Evakuieren mit konstanter LeistungEvacuate with constant power
CC: Einbringen FluidIntroduce fluid
DD: Entlüften des BehältersVenting the container
ZZ: Zykluscycle
II: Ausbilden eines GleichgewichtsForming a balance
IIII: Gleichgewicht Einbringen und EvakuierenEquilibrium introduction and evacuation
IIIIII: Feinvakuum WiederherstellenRestore fine vacuum
M1-M6M1-M6: SpiegelMirror

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008009600 A1 [0035, 0039]
US 20060132747 A1 [0037]
EP 1614008 B1 [0037]
US 6573978 [0037]
DE 102017220586 A1 [0042]
US 20180074303 A1 [0056]

Claims

Vacuum chamber (30) for receiving components (60) for semiconductor lithography, characterized in that the vacuum chamber (30) at least temporarily has a device (40) for the automated cleaning of particles from a surface (61) of an interior (39) of the vacuum chamber ( 30).

vacuum chamber (30). Claim 1 , characterized in that the device (40) comprises at least one nozzle (43,44) for introducing a fluid into the interior (39) of the vacuum chamber (30).

vacuum chamber (30). Claim 2 , characterized in that the nozzle (43,44) is arranged on a receptacle (41).

vacuum chamber (30). Claim 3 , characterized in that the receptacle (41) corresponds to the geometry of the inner surface (61) of the vacuum chamber (30).

Vacuum chamber (30) according to one of the Claims 3 or 4 , characterized in that several receptacles (41) each with several nozzles (43,44) are arranged in the vacuum chamber (30).

Vacuum chamber (30) according to one of the Claims 2 until 5 , characterized in that the position and orientation of the at least one nozzle (43,44) are designed to be adjustable.

Vacuum chamber (30) according to one of the Claims 2 until 6 , characterized in that the effective direction of at least one nozzle (43,44) is directed towards a partial area in the interior (39) of the vacuum chamber (30) that is not covered by a flow formed when the vacuum chamber (30) is evacuated.

Vacuum chamber (30) according to one of the Claims 2 until 7 , characterized in that the nozzle (43,44) is supplied with fluid through a supply line (42).

vacuum chamber (30). Claim 8 , characterized in that the supply line (42) is connected to a fluid supply device (46) via a supply line (45).

Vacuum chamber (30) according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the supply line (42) is integrated in the receptacle (41).

Vacuum chamber (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (40) comprises a control (47).

vacuum chamber (30). Claim 11 , characterized in that the control (47) is integrated in the fluid supply device (46).

Method for cleaning a vacuum chamber (30) for holding components (60) for the semiconductor lithography of particles, comprising the following method steps (51,52,53,54): - Evacuation of the vacuum chamber (30) to a predetermined pressure, - Introducing fluid for cleaning the vacuum chamber (30), especially when the vacuum chamber (30) is evacuated in parallel, - stopping the introduction of fluid into the vacuum chamber (30), - Repeat the three previous process steps for a predetermined number of cycles (Z).

Procedure according to Claim 13 , characterized in that the particle load of the interior (39) and the inner surface (61) of the vacuum chamber (30) is determined before the evacuation.

Procedure according to Claim 13 or 14 , characterized in that the particle load of the interior (39) and the inner surface (61) of the vacuum chamber (30) is determined after the last cycle (Z).

Procedure according to one of the Claims 13 until 15 , characterized in that the duration of introducing the fluid per cycle (Z) is in a range from 30 seconds to 10 minutes, preferably in a range from 2 to 5 minutes.

Procedure according to one of the Claims 13 until 16 , characterized in that the fluid is introduced with a flow in a range of 50 slm and 1000 slm, in particular in a range of 100 slm to 400 slm.

Procedure according to one of the Claims 13 until 17 , characterized in that the angle of impact of the fluid on an inner surface (61) of the vacuum chamber (30) is less than 20 degrees, in particular less than 5 degrees.

Procedure according to one of the Claims 13 until 18 , characterized in that a pressure that arises during the introduction of the fluid with parallel evacuation of the vacuum chamber (30) is in the range of 0.5 mbar to 8 mbar, in particular in the range of 2 mbar to 5 mbar.

Procedure according to one of the Claims 13 until 19 , characterized in that the number of cycles (Z) is in a range from 2 to 30 cycles.