DE102004033195A1

DE102004033195A1 - Vorrichtung zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils

Info

Publication number: DE102004033195A1
Application number: DE102004033195A
Authority: DE
Inventors: Gerd Scheuring; Frank Dr. Hillmann; Hans-Jürgen Brück
Original assignee: Leica Microsystems CMS GmbH; Vistec Semiconductor Systems GmbH; MueTec Automatisierte Mikroskopie und Messtechnik GmbH
Current assignee: Muetec Automatisierte Mikroskopie und Messtech De; KLA Tencor MIE GmbH
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-02-23
Also published as: WO2006005703A1; JP2008509426A; US20080259327A1

Abstract

Es ist eine Vorrichtung (1) zur Inspektion, Messung definierter Strukturen, Simulation von Strukturen und Strukturfehlern, Reparatur von und an Strukturen und Nachinspektion definierter Objektstellen eines mikroskopischen Bauteils (2) mit einem Auflagetisch (4) für das mikroskopische Bauteil (2) offenbart. Es ist mindestens ein Immersionsobjektiv (8a) und eine Einrichtung (21) zum dosierten Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf die Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) vorgesehen. Eine Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge ist über der Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) angebracht, wobei die Einrichtung (23) das Immersionsobjektiv (8a) zumindest teilweise umschließt oder in der Nähe des Objektivs angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils, mit einem Auflagetisch für das mikroskopische Bauteil, mindestens einem Objektiv, das als Immersionsobjektiv ausgebildet ist und einen Abbildungsstrahlengang festlegt.
Unter Inspektion sind alle Tätigkeiten zu verstehen, die im Rahmen von Kontrollen an mikroskopischen Bauteilen anfallen können. Das sind zum Beispiel neben der reinen Inspektion auch Messung definierter Strukturen, Simulation von Strukturen und Strukturfehlern, Reparatur von und an Strukturen und Nachinspektion definierter Objektstellen. Der Fachmann nennt diesen Vorgang Review.

Die Europäische Patentanmeldung 1 420 302 A1 offenbart eine Lithographievorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils unter Verwendung der Lithographievorrichtung. Zur Auflösungssteigerung wird ein Immersionsobjektiv verwendet und die Immersionsflüssigkeit auf die Oberfläche des zu strukturierenden Substrats aufgebracht. Der gesamte Tisch mit dem zu strukturierenden Substrat ist von der Flüssigkeit bedeckt. Zur Vermeidung von Turbulenzen in der Flüssigkeit taucht eine transparente Wanne in die Flüssigkeit ein. In der Wanne ist die gleiche Flüssigkeit vorgesehen, in die das abbildende Objektiv eintaucht. Die Vorrichtung eignet sich nicht für die Inspektion von Masken, Wafern oder artverwandten Bauteilen.

Die Veröffentlichung der U.S. Patentanmeldung 2004075895 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Immersionslithographie. Der zu strukturierende Wafer ist vollkommen mit einer Flüssigkeit bedeckt. Zwischen der abbildenden Optik und dem Wafer liegt ein kleiner Abstand vor, so dass hier nur eine kleine Flüssigkeitsmenge vorliegt. Die Flüssigkeit wird dabei stets umgepumpt, gefiltert und auch erneuert.

Bei keiner der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird vorgeschlagen ein Immersionsobjektiv zu verwenden und die Immersionsflüssigkeit auf das zu inspizierende mikroskopische Bauteil (Maske, Wafer, mikromechanisches Bauelement) direkt aufzubringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Auflösung der Inspektionsvorrichtung zu steigern und dabei eine Kontamination des zu untersuchenden Bauteils zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Inspektion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist von Vorteil, wenn die Vorrichtung zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils mindestens ein Objektiv als Immersionsobjektiv ausgebildet hat. Ferner ist die Vorrichtung mit einer Einrichtung zum dosierten Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf die Oberfläche des mikroskopischen Bauteils versehen. Ebenso ist eine Einrichtung zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge über der Oberfläche des mikroskopischen Bauteils angebracht, wobei die Einrichtung das Immersionsobjektiv zumindest teilweise umschließt oder in der Nähe des Objektivs angeordnet ist. Die kleine Flüssigkeitsmenge ist ein Flüssigkeitstropfen, der die Immersionsflüssigkeit darstellt. Es ist besonders vorteilhaft als Immersionsflüssigkeit Wasser zu verwenden. Für einige Anwendungen empfiehlt es sich als Immersionsflüssigkeit ist hochreines Wasser zu verwenden. Folglich ist das Immersionsobjektiv ein Wasserimmersionsobjektiv. Die Vorrichtung kann auch mit anderen Immersionsflüssigkeiten betrieben werden, die in der Literatur beschrieben sind.

Um die hohe Auflösung zu erreichen besitzt ein Anteil des Lichts zur Untersuchung mit dem Immersionsobjektiv eine Wellenlänge von 248 nm oder kürzer (z.B. 193 nm). Die mehreren Objektive können an einem Revolver angebracht sein. Ebenso ist eine zueinander fixe Anordnung von zwei oder mehr Objektiven denkbar, wobei ein Objektiv das Immersionsobjektiv ist und das/die andere(n) Objektive) für das Alignment und andere Inspektionsaufgaben mit sichtbarem Licht verwendbar ist/sind.

Die Anordnung der Einrichtung zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge und der Einrichtung zum dosierten Aufbringen einer kleinen, blasenfreien Flüssigkeitsmenge bei einem in der Arbeitsposition befindlichen Immersionsobjektiv ist derart ausgestaltet, dass ein die Immersionsflüssigkeit abgebendes Ende der Einrichtung zum Aufbringen der kleinen Flüssigkeitsmenge der Oberfläche des mikroskopischen Bauteils gegenübersteht und näher am Immersionsobjektiv angeordnet ist, als die Einrichtung zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge.

Die Einrichtung zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge ist an der der Oberfläche des mikroskopischen Bauteils gegenüberliegenden Seite mit einer Vielzahl von Absaugdüsen versehen. Die Absaugdüsen umfassen einen Rand und einen Absaugkanal, wobei der Rand zur Oberfläche des mikroskopischen Bauteils einen kontrollierten Abstand von kleiner als 300 μm besitzt. Ferner besitzt die Einrichtung zum Absaugen an der Seite, die der Oberfläche des mikroskopischen Bauteils gegenüberliegt eine Erhöhung, auf der die Absaugdüsen derart angeordnet sind, dass die einzelnen Absaugdüsen die Erhöhung überragen. Die Erhöhung ist im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ausgebil det. Für die Funktion der Absaugeinrichtung ist es lediglich erforderlich, dass die Düsen selbst erhöht sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
1. einen schematischen Aufbau der Vorrichtung zur Inspektion und/oder Vermessung, Simulation und Reparatur eines mikroskopischen Bauteils;
2 eine schematische Ansicht mehrerer, auf einem Revolver angeordneter Objektive und deren Zuordnung zu dem zu untersuchenden mikroskopischen Bauteil;
3 eine schematische Ansicht eines Immersionsobjektivs in der Arbeitsposition;
4 eine schematische Ansicht des Verfahrens der Einrichtung zum Absaugen, um einen Wechsel des Immersionsobjektivs aus der Arbeitsposition zu ermöglichen;
5 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Einrichtung zum Absaugen;
6 eine schematische Darstellung der Ausführungsform aus 5 entlang der Schnittlinie A-A;
7 eine Bodenansicht der Vorrichtung der Inspektion eines mikroskopischen Bauteils, wobei der Bereich um die Einrichtung zum Absaugen dargestellt ist;
8 eine Bodenansicht der Vorrichtung zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils, wobei der Bereich um die Absaugeinrichtung dargestellt ist und weitere Elemente aus dem Bereich um das Objektiv ausgefahren sind;
9 eine perspektivische Detailansicht des Bereichs um das Objektiv und das mikroskopische Bauteil;
10 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Inspektion und/oder Vermessung eines mikroskopischen Bauteils, wobei zwei zueinander fix angeordnete Objektive vorgesehen sind;
11 eine perspektivische Draufsicht einer Ausführungsform der Einrichtung zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmengen;
12 eine perspektivische Bodenansicht einer Ausführungsform der Einrichtung zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmengen;
13 eine Bodenansicht der Ausführungsform aus 11;
14 eine Seitenansicht der Ausführungsform aus 11;
15 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 13;
16 eine schematische Ansicht der Ausgestaltung der Absaugdüsen;
17 eine weitere schematische Ansicht der Ausgestaltung der Absaugdüsen;
18 eine schematische Ansicht der Beschaltung der unterschiedlichen Segmente der U-förmigen Einrichtung zum Absaugen;
19 eine Ausführungsform der Segmenteinteilung einer quadratischen Einrichtung zum Absaugen; und
20 eine weitere Ausführungsform der Segmenteinteilung einer runden Einrichtung zum Absaugen.
1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils 2. Auf einem Grundgestell 3 ist ein Auflagetisch 4 für das mikroskopische Bauteil 2 vorgesehen, der als Scanningtisch ausgestaltet ist. Der Auflagetisch 4 ist in einer X-Koordinatenrichtung und einer Y-Koordinatenrichtung verfahrbar. Auf dem Auflagetisch 4 ist das zu untersuchende mikroskopische Bauteil 2 abgelegt. Das mikroskopische Bauteil 2 kann auf dem Auflagetisch 4 in einem zusätzlichen Halter 6 gehaltert sein. Das mikroskopische Bauteil 2 ist ein Wafer, eine Maske, mehrere mikromechanische Bauteile auf einem Substrat oder ein artverwandtes Bauteil. Zur Abbildung des mikroskopischen Bauteils 2 ist mindestens ein Objektiv 8 vorgesehen, das einen Abbildungsstrahlengang 10 definiert. Der Auflagetisch 4 und der zusätzliche Halter 6 sind derart ausgebildet, dass sie für Auflichtbeleuchtung und ebenfalls für die Durchlichtbeleuchtung geeignet sind. Hierzu sind der Auflagetisch 4 und der zusätzliche Halter 6 mit einer Freisparung (nicht dargestellt) für den Durchtritt eines Beleuchtungsstrahlenganges 12 ausgebildet. Der Beleuchtungsstrahlengang 12 geht von einer Lichtquelle 20 aus. Im Abbildungsstrahlengang 10 ist ein Strahlteiler 13 vorgesehen, der einen Fokushilfsstrahl 14 in den Abbildungsstrahlengang 10 ein- bzw. auskoppelt. Die Fokuslage des mikroskopischen Bauteils wird durch eine Detektionseinheit 15 ermittelt bzw. gemessen, womit auch der Abstand der Oberfläche des mikroskopischen Bauteils zum Objektiv und den Einrichtungen zum Aufbringen und Entfernen der Immersionsflüssigkeit kontrolliert werden kann. Hinter dem Strahlteiler 13 ist im Abbildungsstrahlengang 10 eine CCD-Kamera 16 vorgesehen, mit der das Bild der zu untersuchenden Stelle des mikroskopischen Bauteils 2 aufgezeichnet bzw. aufgenommen wird. Die CCD-Kamera 16 ist mit einem Display 17 und einem Rechner 18 verbunden. Der Rechner 18 dient zur Steuerung der Vorrichtung 1 zur Inspektion, zur Verarbeitung der gewonnenen Bilddaten und zur Speicherung der entspre chenden Daten sowie zur Steuerung des Aufbringens und Absaugens der Immersionsflüssigkeit. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die mehreren Objektive 8 an einem Revolver (nicht dargestellt) vorgesehen, so dass ein Benutzer unterschiedliche Vergrößerungen wählen kann. Mit dem Rechner 18 wird eine Systemautomatisierung erreicht. Insbesondere dient der Rechner zur Steuerung des Auflagetisches 4, zum Auslesen der CCD-Kamera 16, zum Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf das mikroskopische Bauteil 2 und zum Ansteuern des Displays 17. Der Auflagetisch 4 ist in einer jeweils senkrecht zueinander liegenden X-Koordinatenrichtung und einer Y-Koordinatenrichtung verfahrbar ausgebildet. Damit kann jede zu beobachtende Stelle des mikroskopischen Bauteils 2 in den Abbildungsstrahlengang 10 gebracht werden. Die Vorrichtung 1 zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils 2 umfasst ferner eine Einrichtung 21 zum Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf das mikroskopische Bauteil 2. Zum Aufbringen der kleinen Flüssigkeitsmenge ist eine Düse 22 vorgesehen, die in entsprechender Weise an diejenige Stelle verfahren werden kann, auf die die kleine Flüssigkeitsmenge aufgebracht werden soll.
2 zeigt eine schematische Ansicht von mehreren Objektiven 8, die auf einem Revolver 25 angebracht sind. Die Objektive 8 können je nach gewünschter Untersuchungsmethodik in dem Abbildungsstrahlengang 10 verbracht werden. Eines der mehreren Objektive 8 an dem Revolver ist ein Immersionsobjektiv 8a, daneben gibt es ein Trockenobjektiv 8b (kein Immersionsobjektiv) und ein Ausrichtobjektiv 8c (Alignment). Über dem zu untersuchenden mikroskopischen Bauteil 2 ist der Revolver 25 angebracht, der die verschiedenen Objektive 8 trägt. In der hier dargestellten Abbildung befindet sich das Immersionsobjektiv 8a in der Arbeitsposition und ist gegenüber der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 vorgesehen. Ebenso ist dem Immersionsobjektiv 8a eine Einrichtung 21 zum dosierten Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf die Oberfläche 2a des mikroskopische Bauteils 2 zugeordnet. Zusätzlich ist eine Einrichtung 23 zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge über der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 angebracht. Die Einrichtung 21 zum Aufbringen der Flüssigkeit ist dabei näher am Immersionsobjektiv 8a angeordnet als die Einrichtung 23 zum Absaugen. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Einrichtung 23 zum Absaugen derart ausgestaltet, dass es das Immersionsobjektiv 8a zumindest teilweise umschließt.
3 zeigt eine schematische Ansicht des Immersionsobjektivs 8a in der Arbeitsposition. Zwischen dem Immersionsobjektiv 8a und der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteil 2 ist eine kleine Flüssigkeitsmenge 26 eingebracht. Die kleine Flüssigkeitsmenge 26 benetzt dabei die vorderste Linse 27 des Immersionsobjektivs 8a vollständig.
4 zeigt eine schematische Ansicht des Verfahrens der Einrichtung 23 zum Absaugen, um einen Wechsel des Immersionsobjektivs 8a aus der Arbeitsposition zu ermöglichen. Gegenüber der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 ist auch die Einrichtung 23 zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmengen vorgesehen. Wie bereits ausgeführt, umgibt die hier beschriebene Einrichtung 23 zum Absaugen das Objektiv 8a teilweise. Es sind auch Ausführungen realisierbar, bei der nur eine Absaugvorrichtung neben dem Objektiv abgeordnet ist. Um einen Objektivwechsel zu ermöglichen, muss die Einrichtung 23 zum Absaugen aus dem Verfahr- bzw. aus dem Verschwenkbereich des Objektivs gebracht werden. Wie in 4 durch einen Pfeil 30 angedeutet, wird die Einrichtung 23 zum Absaugen verfahren. Die Einrichtung 23 zum Absaugen ist nicht mehr im Bereich des Objektivs, wie in der untersten Darstellung in 4 zu sehen ist.
5 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Einrichtung 23 zum Absaugen. Das Immersionsobjektiv 8a ist hier vollkommen von der Einrichtung 23 zum Absaugen umgeben. Die Einrichtung 23 zum Absaugen ist ringförmig ausgebildet. Es ist für jeden Fachmann selbstverständlich, dass die Einrichtung 23 zum Absaugen jede geschlossene oder offene Form annehmen kann, um das Immersionsobjektiv 8a zumindest teilweise zu umschließen. Innerhalb der Einrichtung 23 zum Absaugen ist ferner eine Einrichtung 21 zum Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf das mikroskopische Bauteil 2 vorgesehen.
6 ist eine schematische Darstellung der Ausführungsform aus 5 entlang der Schnittlinie A-A. Gegenüber der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 ist das Immersionsobjektiv 8a angeordnet. Eine kleine Flüssigkeitsmenge 26 ist zwischen der vordersten Linse 27 des Immersionsobjektivs 8a und der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 eingebracht. Das Immersionsobjektiv 8a ist von der Einrichtung 23 zum Absaugen umgeben. Die Einrichtung zum Absaugen 23 hat auf einer Seite 32, die der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 gegenüberliegt mehrere Öffnungen 34 ausgebildet. Durch diese Öffnungen 34 kann bei Bedarf die Flüssigkeit von der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 abgesaugt werden. Die Einrichtung 23 zum Absaugen ist über eine Leitung 35 mit einem Unterdruckreservoir (nicht dargestellt) verbunden. Durch den angelegten Unterdruck wird die Flüssigkeit von der Oberfläche 2a abgesaugt.
7 stellt eine Bodenansicht der Vorrichtung der Inspektion eines mikroskopischen Bauteils 2 dar, wobei der Bereich um die Absaugeinrichtung 23 dargestellt ist. Dem Immersionsobjektiv 8a ist die Einrichtung 23 zum Absaugen zugeordnet. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Einrichtung 23 zum Absaugen U-förmig ausgebildet. Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung auf eine U-förmige Einrichtung 23 zum Absaugen beschränkt, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Die Einrichtung 23 zum Absaugen ist an einem Träger 28 angebracht. Der Träger 28 ist verfahrbar ausgebildet, so dass die Einrichtung 23 zum Absaugen einerseits aus dem Verschwenk- oder Verfahrbereich des Objektivs 8a verbracht werden kann und andererseits der Abstand zur Oberfläche des mikroskopischen Bauteils kontrolliert eingestellt werden kann. Ferner ist am Träger 8a ebenfalls die Einrichtung 21 zum Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge und Reinigungseinrichtung 36 vorgesehen. Die Reinigungseinrichtung 36 dient dazu, dass möglicherweise noch anhaftende Flüssigkeit zuverlässig vom Objektiv 8a entfernt wird. Die Einrichtung 21 zum Aufbringen und die Reinigungseinrichtung 36 werden durch entsprechende Freisparungen 37 und 38 in der Einrichtung 23 zum Absaugen in den Bereich um das Immersionsobjektiv 8a positioniert. Die Reinigungseinrichtung 36 besitzt eine Düsenspitze 39, mit der eine am Immersionsobjektiv 8a anhaftende Restflüssigkeit abgesaugt werden kann.
8 ist eine Bodenansicht der Vorrichtung der Inspektion eines mikroskopischen Bauteils 2, wobei der Bereich um die Einrichtung 23 zum Absaugen dargestellt ist und weitere Elemente aus dem Bereich um das Objektiv 8a ausgefahren sind. Wie bereits erwähnt, sind die weiteren Elemente die Einrichtung 23 zum Absaugen und die Reinigungseinrichtung 36. Wie bereits in 4 beschrieben ist, kann der Objektivwechsel nur dann stattfinden, wenn die Reinigungseinrichtung 36 vollständig aus der Einrichtung 23 zum Absaugen ausgefahren ist. Die Reinigungseinrichtung 36 ist ver fahrbar ausgebildet und dazu an einer entsprechenden beweglichen Mimik 40 angebracht.
9 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Bereichs um das Objektiv 8, 8a und das mikroskopische Bauteil 2, Die Einrichtung 21 zum Aufbringen von kleinen Flüssigkeitsmengen auf das mikroskopische Bauteil 2 und die Reinigungseinrichtung 36 sind an der Mimik 40 befestigt, die verfahrbar ausgebildet ist. Die Einrichtung 23 zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmengen von der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 ist am Träger 28 befestigt. Die Einrichtung 23 zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmengen ist in Wirkstellung unmittelbar gegenüber der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 vorgesehen. Bei der in 9 dargestellten Ausführungsform ist das mikroskopische Bauteil 2 eine Maske für die Halbleiterherstellung. Die Maske ist dabei in einem gesonderten Maskenhalter 42 positioniert. Der Träger 28 ist über einen starren Arm 43 an einer Hebevorrichtung 44 montiert, die den Träger 28 zusammen mit der Einrichtung 23 zum Absaugen von der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 abhebt. Der Arm 43 ist hierzu an der Hebevorrichtung 44 in Richtung von zwei Langlöchern 45 verfahrbar.
10 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Inspektion und/oder Vermessung eines mikroskopischen Bauteils 2. Dabei ist der Revolver 25 durch zwei zueinander fix angeordnete Objektive 8, 8a ersetzt. Eines der Objektive ist ein Immersionsobjektiv 8a, das für die DUV-Beleuchtung (248 nm oder 193 nm) ausgebildet und gerechnet ist. Das zweite Objektiv 8 ist ein Objektiv für sichtbares Licht, das für das Alignment oder andere Inspektionsaufgaben benutzt werden kann. Jedem der Objektive ist mindestens ein CCD 48 zugeordnet, der zur Bildaufnahme herangezogen wird. Das mikroskopische Bauteil 2 ist in diesem Fall eine Maske, deren Substrat transparent ist. Zur Beleuchtung ist unter der Maske eine Beleuchtungsoptik 46 vorgesehen.
11 ist eine perspektivische Draufsicht einer Ausführungsform der Einrichtung 23 zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmengen. Die Einrichtung 23 zum Absaugen ist in dieser Ausführungsform U-förmig ausgebildet und umfasst einen ersten Schenkel 51, einen zweiten Schenkel 52 und einen dritten Schenkel 53. Die Einrichtung 23 zum Absaugen weist an der Seite, die dem mikroskopischen Bauteil 2 gegenüberliegt, eine Erhöhung 54 auf, in der die Absaugdüsen 55 (siehe 12) ausgebildet sind.
12 ist eine perspektivische Bodenansicht einer Ausführungsform der Einrichtung 23 zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmengen. Die Erhöhung 54 ist als umlaufendes Band entlang des ersten, zweiten und dritten Schenkels 51, 52 und 54 ausgebildet. Die Erhöhung trägt eine Vielzahl von Absaugdüsen 55, die in der Wirkstellung der Einrichtung 23 zum Absaugen der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 gegenüber liegen.
13 zeigt eine Bodenansicht der Ausführungsform der Einrichtung 23 zu Absaugen aus 11. Wie bereits erwähnt, ist die Vielzahl der Absaugdüsen 55 auf der Erhöhung 54 ausgebildet. Die Absaugdüsen 55 erstrecken sich als umlaufendes Band entlang des ersten, zweiten und dritten Schenkels. Die einzelnen Absaugdüsen 55 selbst erheben sich über die Erhöhung 54. Ferner sind die Absaugdüsen 55 versetzt angeordnet. Die in 13 eingezeichnete Linie B-B verdeutlicht der Versatz der Absaugdüsen 55.
14 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform der Einrichtung 23 zu Absaugen aus 13. Die einzelnen Absaugdüsen 55 überragen dabei die Erhöhung 54. Die Anordnung der einzelnen Absaugdüsen 55 ist dabei durch deren Versatz derart ausgestaltet, dass sie in der Projektion eine geschlossene Barriere für die abzusaugende Immersionsflüssigkeit bilden. Somit ist sichergestellt, dass keine Immersionsflüssigkeit die Absaugdüsen 55 passieren kann.
15 zeigt eine Schnittansicht der Einrichtung 23 zu Absaugen entlang der Linie B-B aus 13. Die einzelnen Absaugdüsen 55 des dritten Schenkels 53 sind mit einem Absaugkanal 56 verbunden. Ebenso sind die Absaugdüsen 55 des zweiten Schenkels 52 mit einem weiteren, separaten Absaugkanal 57 verbunden. Durch die Trennung der Absaugkanäle ist es möglich, die einzelnen Schenkel 51, 52 und 53 einzeln mit einer Absaugleistung zu beaufschlagen.
16 ist eine schematische Ansicht der Ausgestaltung der Absaugdüsen 55. Die Absaugdüsen 55 haben einen Rand 60 ausgebildet, der zusätzlich zur Erhöhung 54 erhöht ist. Der Absaugkanal 56, 57 der Absaugdüsen 55 hat einen Durchmesser 61 von ca. 1 mm. Der Rand 60 ist parallel zur Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 (Maske) angeordnet. Der Rand 60 ist von der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 in einem kontrollierten Abstand 62 von kleiner als 300 μm angeordnet.
17 zeigt eine weitere schematische Ansicht der Ausgestaltung der Absaugdüsen 55. Der Absaugkanal 57 der Absaugdüsen 55 besitzt einen Rand 63, der von Zentrum des Absaugkanals 57 nach Außen hin kontinuierlich weiter von der Oberfläche 2a des mikroskopischen Bauteils 2 beabstandet ist. Die Ausgestaltung dient vor Allem dazu, die Immersionsflüssigkeit mittels der Kapillarkräfte in Richtung des Absaugkanals 57 zu ziehen, um somit eine sichere Absaugung der Immersionsflüssigkeit zu erreichen.
18 ist eine schematische Ansicht der Beschaltung der unterschiedlichen Segmente der U-förmigen Einrichtung 23 zum Absaugen. Der erste Schenkel 51, der zweite Schenkel 52 und der dritte Schenkel 53 der U-förmigen Einrichtung 23 zum Absaugen sind in separate Segmente 65 getrennt. Jedes der Segmente ist mit einer eigenen Leitung 67 zum Anlegen eines Unterdrucks versehen. In Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen dem Auflagetisch 4 (siehe 1) und der Einrichtung 23 zum Absaugen kann an das entsprechende Segment 65 ein Unterdruck angelegt werden. Die Relativbewegung zwischen dem Auflagetisch 4 und der Einrichtung 23 zum Absaugen ist in 18 mit einem Pfeil 68 dargestellt. Somit bewegt sich der erste Schenkel 51 auf einen Flüssigkeitstropfen 70 zu, so dass das Segment 65 des ersten Schenkels 51 mit Unterdruck beaufschlagt werden muss. Es ist eine Steuerung 71 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Einrichtung 23 zum Absaugen an den entsprechenden Schenkel einen Unterdruck anlegt. Durch diese Beschaltung erreicht man eine optimale Saugleistung an dem jeweiligen Segment.
19 zeigt eine Ausführungsform der Segmenteinteilung einer quadratischen Einrichtung 23 zum Absaugen. Die einzelnen Segmente 65 bilden die Seiten 81, 82, 83 und 84 des Quadrats.
20 zeigt eine weitere Ausführungsform der Segmenteinteilung einer runden Einrichtung 23 zum Absaugen. Die einzelnen Segmente 65 sind hier die rechtwinkligen Sektoren 91, 92, 93 und 94 der runden Einrichtung 23 zum Absaugen. Es ist jedem Fachmann klar, dass auch eine andere Einteilung der Segmente 65 möglich ist.

1: Vorrichtung zur Inspektion
2: mikroskopisches Bauteil
2a: Oberfläche
3: Grundgestell
4: Auflagetisch
6: Halter
8: Objektiv
8a: Immersionsobjektiv
8b: Trockenobjektiv
8c: Ausrichtobjektiv
10: Abbildungsstrahlengang
12: Beleuchtungsstrahlengang
13: Strahlteiler
14: Fokushilfsstrahl
15: Detektionseinheit
16: CCD-Kamera
17: Display
18: Rechner
20: Lichtquelle
21: Einrichtung zum Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge
22: Düse
23: Einrichtung zum Absaugen
25: Revolver
26: Flüssigkeitsmenge
27: vorderste Linse
28: Träger
30: Pfeil
32: Seite
34: Öffnungen
35: Leitung
36: Reinigungseinrichtung
37: Freisparung
38: Freisparung
39: Düsenspitze
40: Mimik
42: Maskenhalter
43: starrer Arm
44: Hebevorrichtung
45: Langlöcher
46: Beleuchtungsoptik
48: CCD
51: erster Schenkel
52: zweiter Schenkel
53: dritter Schenkel
54: Erhöhung
55: Absaugdüsen
56: Absaugkanal
57: Absaugkanal
60: Rand
61: Durchmesser
62: Abstand
63: Rand
65: separate Segmente
68: Pfeil
70: Flüssigkeitstropfen
71: Steuerung
81: Seite
82: Seite
83: Seite
84: Seite
91: Sektor
92: Sektor
93: Sektor
94: Sektor

Claims

Vorrichtung (1) zur Inspektion eines mikroskopischen Bauteils (2) mit einem Auflagetisch (4) für das mikroskopische Bauteil (2), mindestens einem Objektiv, das als Immersionsobjektiv (8a) ausgebildet ist und einen Abbildungsstrahlengang (10) festlegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (21) zum dosierten Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf die Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2), und dass eine Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge über der Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) angebracht ist, wobei die Einrichtung (23) das Immersionsobjektiv (8a) zumindest teilweise umschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kleine Flüssigkeitsmenge blasenfrei ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektion softwaregesteuert und automatisch erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektion eine Messung, eine Simulation, eine Reparatur oder eine Nachinspektion definierter Objektstellen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroskopische Bauteil (2) eine Maske ist, auf deren Oberfläche (2a) Strukturen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroskopische Bauteil (2) ein Wafer ist, der eine Oberfläche (2a) besitzt, auf der Strukturen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroskopische Bauteil (2) ein Substrat ist, das auf einer Oberfläche (2a) unter Anderem eine Vielzahl von mikromechanischen Elementen oder anderen mikroskopisch kleinen Strukturen trägt.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kleine Flüssigkeitsmenge ein Flüssigkeitstropfen (70) ist, der die Immersionsflüssigkeit darstellt, dass die Immersionsflüssigkeit Wasser oder ein anderes flüssiges Medium ist, und dass das Immersionsobjektiv (8a) im Falle der Verwendung von Wasser ein Wasserimmersionsobjektiv ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle (20) vorgesehen ist, die Licht in eine Beleuchtungsstrahlengang (12) aussendet.
Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des Lichts zur Untersuchung mit dem Immersionsobjektiv (8a) eine Wellenlänge von 248 nm oder eine kürzere Wellenlänge von z.B. 193 nm besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Objektive (8a, 8b, 8c) an einem Revolver (25) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr zueinander fix angeordnete Objektive (8, 8a) vorgesehen sind, wobei ein Objektiv das Immersionsobjektiv (8a) und das oder die anderen Objektive (8) für das Alignment und andere Inspektionsaufgaben mit sichtbarem Licht verwendbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeits menge und der Einrichtung (21) zum dosierten Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge bei einem in der Arbeitsposition befindlichen Immersionsobjektiv (8a) derart ausgestaltet ist, dass ein die Immersionsflüssigkeit abgebendes Teil der Einrichtung (21) zum Aufbringen der kleinen Flüssigkeitsmenge der Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) gegenübersteht und näher am Immersionsobjektiv (8a) angeordnet ist, als die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge.
Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge als linearer oder gekrümmter Balken ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge L-förmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge U-förmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge V-förmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge das Immersionsobjektiv (8a) und das die Immersionsflüssigkeit abgebende Ende der Einrichtung (21) zum Aufbringen der Immersionsflüssigkeit auf die Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) vollkommen umschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Absaugen (23) der kleinen Flüssigkeitsmenge als ein Kreisring oder elliptisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge als ein polygonaler Rahmen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüssigkeitsmenge an der der Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) gegenüberliegenden Seite mit einer Vielzahl von Absaugdüsen (55) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, das die Absaugdüsen (55) einen Rand (60) und einen Absaugkanal (56, 57) umfassen, und dass der Rand (60) zur Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) einen kontrollierten Abstand (62) von kleiner als 300 μm besitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen an der Seite, die der Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) gegenüberliegt, eine Erhöhung (54) ausgebildet hat, auf der die Absaugdüsen (55) derart angeordnet sind, dass die einzelnen Absaugdüsen (55) die Erhöhung (54) überragen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungseinrichtung (36) vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, dass sie in das Innere der Einrichtung (23) zum Absaugen ein- und ausfahrbar ist, und dass eine Düsenspitze (39) der Reinigungseinrichtung (36) in die Flüssigkeitsmenge zwischen dem Immersionsobjektiv (8a) und der Oberfläche (2a) des mikroskopischen Bauteils (2) eindringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (21) zum dosierten Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf die Oberfläche (2a) des mikroskopische Bauteils (2) und die Einrichtung (23) zum Absaugen der kleinen Flüs sigkeitsmenge über der Oberfläche (2a) des mikroskopische Bauteils (2) an einem gemeinsamen Träger (28) angebracht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Absaugen in mehrere separate Segmente (65) getrennt ist, und dass in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen dem Auflagetisch (4) und der Einrichtung (23) zum Absaugen ein Unterdruck an ein entsprechendes Segment (65) angelegt ist.