DE102015201139A1

DE102015201139A1 - Erfassung von Verunreinigungen an optischen Elementen in Projektionsbelichtungsanlagen

Info

Publication number: DE102015201139A1
Application number: DE201510201139
Authority: DE
Inventors: Irene Ament; Moritz Becker; Matthias Roos; Thomas Petasch
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere EUV-Projektionsbelichtungsanlage, mit optischen Elementen (7, 11), die zur Beleuchtung und/oder Abbildung eines Retikels in der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sind, wobei mindestens einem optischen Element eine Kamera (9, 9´) zugeordnet ist, mit der eine Abbildung einer Oberfläche des optischen Elements aufgenommen werden kann. Außerdem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Betriebsverfahren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, die mit Licht im Wellenlängenspektrum des extrem-ultravioletten Lichts (EUV-Licht) betrieben wird, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer entsprechenden Projektionsbelichtungsanlage.
STAND DER TECHNIK
Projektionsbelichtungsanlagen werden bei mikrolithographischen Herstellungsprozessen eingesetzt, um mikro- und nanostrukturierte Bauteile der Mikroelektronik und der Mikrosystemtechnik herzustellen. Dabei werden in der Projektionsbelichtungsanlage Strukturen, die auf einem Retikel ausgebildet sind, verkleinert auf einem Wafer abgebildet, um so das nano- oder mikrostrukturierte Bauteil herzustellen.
Um immer kleinere Dimensionen der Strukturen mit einer Projektionsbelichtungsanlage auflösen zu können, ist es im Stand der Technik bekannt, Projektionsbelichtungsanlagen mit Arbeitslicht zu betreiben, welches möglichst kleine Wellenlängen aufweist, beispielsweise Wellenlängen im Bereich des extrem-ultravioletten Lichts (EUV-Licht) mit 5 nm bis 20 nm, beispielsweise 13,5 nm.
Auf Grund der geforderten Auflösungen für Projektionsbelichtungsanlagen ist es erforderlich, dass die verwendeten optischen Elemente in den Projektionsbelichtungsanlagen, wie beispielsweise Spiegel, möglichst saubere optisch wirksame Flächen aufweisen, um zu vermeiden, dass durch Verunreinigungen Beeinträchtigungen der Abbildungsqualität entstehen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Beeinträchtigung der Abbildungsqualität und der Abbildungseigenschaften einer Projektionsbelichtungsanlage durch Kontaminationen zu erkennen und/oder zuvermeiden. Darüber hinaus soll ein einfacher Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage sowie eine effizienter Betrieb gewährleistet werden.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass für eine effektive Vermeidung der Beeinträchtigung von Abbildungseigenschaften bei einer Projektionsbelichtungsanlage durch Kontaminationen zunächst erfasst werden muss, inwiefern eine Verunreinigung vorliegt, um aufgrund dieser Informationen zu entscheiden, ob Abhilfemaßnahmen getroffen werden müssen und gegebenenfalls welche. Entsprechend wird vorgeschlagen, eine Überwachung, ein sogenanntes Monitoring von optischen Elementen in Projektionsbelichtungsanlagen zu ermöglichen, um über Art und Umfang der Verunreinigungen Informationen zu erhalten und geeignete Gegenmaßnahmen treffen zu können.
Hierzu wird vorgeschlagen, mindestens eine Kamera in oder an einer Projektionsbelichtungsanlage vorzusehen, um mit der Kamera eine Abbildung mindestens eines optischen Elements und insbesondere einer optisch wirksamen Oberfläche des optischen Elements aufnehmen zu können, mittels der eine mögliche Verunreinigung mit Partikeln bestimmt werden kann.
Um möglichst viele Partikel auch an gekrümmten optischen Flächen von optischen Elementen erfassen zu können, kann die Kamera eine Optik und eine Steuerungseinrichtung umfassen, mit denen die Fokuseinstellung der Kamera verändert werden kann, also die Kamera auf verschiedene Fokusebenen eingestellt werden kann. Damit lässt sich bereits eine Ermittlung der Partikelgröße der vorhandenen Partikel durchführen, da bei einem Durchlaufen verschiedener Fokuseinstellungen bei ansonsten gleichen Abbildungsbedingungen die exakte äußere Gestalt und somit Größe der Partikel in verschiedenen, zur Kamera unterschiedlich beabstandeten Ebenen ermittelt werden können. Entsprechend können bei einem Betriebsverfahren der Projektionsbelichtungsanlage, welches eine Überwachung mindestens eines optischen Elements hinsichtlich Partikelbewegung umfasst, mehrere Aufnahmen des optischen Elements mit unterschiedlichen Fokuseinstellungen vorgenommen werden, um aus den verschiedenen Aufnahmen die Partikelbelegung und vorzugsweise die Größenbestimmung der Partikel vorzunehmen.
Darüber hinaus kann die Überwachungseinrichtung neben der Kamera und der zugehörigen Optik zusätzlich eine Beleuchtungseinrichtung aufweisen, um eine definierte Beleuchtung des zu überwachenden optischen Elements zu ermöglichen.
Die Beleuchtungseinrichtung darf jedoch nicht mit der Beleuchtungseinheit der Projektionsbelichtungsanlage, die zur Beleuchtung des Retikels eingesetzt wird, verwechselt werden, sondern bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung der Überwachungseinrichtung handelt es sich um eine separate Beleuchtungseinrichtung für ein oder mehrere hinsichtlich einer Kontamination zu überwachenden optischen Elemente der Projektionsbelichtungsanlage. Genauso darf die Optik der Überwachungseinrichtung nicht mit der Optik der Projektionsbelichtungsanlage, die zur Beleuchtung und/oder Abbildung des Retikels dient, verwechselt werden, da die Überwachungseinrichtung eine separate Optik für die Kamera aufweisen kann.
Die Beleuchtungseinrichtung kann ebenso wie die Kamera beweglich in oder an der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sein, sodass unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen bzw. Aufnahmemöglichkeiten gegeben sind, indem die Beleuchtungseinrichtung in Bezug auf ein oder mehrere optische Elemente verstellt werden kann.
Bei einer Anordnung der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Kamera innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage, also insbesondere innerhalb eines entsprechenden Gehäuses, welches eine bestimmte Atmosphäre für die Projektionsbelichtungsanlage zur Verfügung stellt, kann auf aufwändige Ein- und Ausschleusvorgänge der Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung in die und/oder aus der Projektionsbelichtungsanlage verzichtet werden. Allerdings ist eine Anordnung der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Kamera auch außerhalb der Projektionsbelichtungsanlage denkbar und nur für den Fall, dass eine Überprüfung der Verunreinigungssituation erfolgen soll, kann ein Einbringen der entsprechenden Komponenten in die Projektionsbelichtungsanlage erfolgen.
Bei beiden Lösungen, bei denen die Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung also innerhalb oder außerhalb der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sind, können die Kamera und/oder die Beleuchtungseinrichtung beweglich angeordnet sein, sodass unterschiedliche Positionen von Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung eingestellt werden können. Dies kann dazu dienen, dass Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung nur für den Überwachungszustand in den Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage eingefahren werden und während des Abbildungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage in eine Position außerhalb des Strahlengangs gebracht werden müssen. Allerdings ist eine Anordnung von Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung grundsätzlich außerhalb des Strahlengangs der Projektionsbelichtungsanlage auch für den Überwachungszustand ebenfalls denkbar, sodass eine kontinuierliche und ständige in-situ-Überwachung von einem oder mehreren optischen Elementen der Projektionsbelichtungsanlage möglich ist. Die Beweglichkeit und Verfahrbarkeit von Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung der Überwachungseinrichtung können auch dazu dienen, mehrere, unterschiedliche optische Elemente zu überwachen und/oder die Überwachungspositionen bei einem optischen Element zu variieren.
Die Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung können insbesondere schwingungsisoliert oder schwingungsgedämpft in oder an der Projektionsbelichtungsanlage befestigt sein, um zu vermeiden, dass beispielsweise bei Positionsänderungen von Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung durch übertragene mechanische Schwingungen Abbildungsfehler der Projektionsbelichtungsanlage erzeugt werden. Eine schwingungsisolierte oder schwingungsgedämpfte Anbringung kann beispielsweise über geeignete Feder- oder Dämpfelemente oder eine berührungslose Halterung über magnetische Anordnungen oder dergleichen realisiert werden.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass mit der Kamera und/oder der Beleuchtungseinrichtung jeweils nur Teile eines optischen Elements beleuchtet und/oder überwacht werden und die Überwachung des gesamten optischen Elements durch nacheinander oder parallel durchgeführte Überwachung der Teilbereiche erfolgt, sodass das zu überwachende optische Element entsprechend abgescannt wird.
Entsprechend kann die Beleuchtungseinrichtung auch so ausgebildet sein, dass die Beleuchtung auf das von der Kamera aufzunehmende optische Element oder den Teil des optischen Elements fokussiert werden kann.
Darüber hinaus kann die Beleuchtungseinrichtung so bezüglich der zu überwachenden optischen Fläche angeordnet werden, dass das Beleuchtungslicht im streifenden Einfall auf die zu überwachende Fläche eingestrahlt wird, um eine Verbesserung der Erfassung bestimmter Verunreinigungen zu ermöglichen. Unter streifendem Einfall des Beleuchtungslichts wird eine Bestrahlung mit einem Einfallswinkel des Überwachungslichtstrahls zur Normalen der zu überwachenden optischen Fläche von mehr als 60°, insbesondere mehr als 90° und insbesondere mehr als 95° verstanden.
Die Anordnung von Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung bzw. einer Beleuchtungslichtquelle der Beleuchtungseinrichtung kann sowohl einzeln als auch kombiniert variiert werden, sodass aus den unterschiedlichen Anordnungen von Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung verschiedene Informationen über Verunreinigungspartikel und Kontaminationen erzielt werden können.
Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Beleuchtungslichtquelle umfassen, die monochromatisches oder polychromatisches Licht erzeugt. Bei einer definierten Beleuchtung mit monochromatischem Licht kann insbesondere aus der Intensität der abgebildeten Partikel auch auf die Partikelgröße geschlossen werden.
Darüber hinaus ist es möglich, mit mehreren Aufnahmen mit unterschiedlichem monochromatischen Licht bei ansonsten gleichen Abbildungsbedingungen aus der Variation der Intensität der abgebildeten Verunreinigungspartikel mit der Wellenlänge Rückschlüsse auf die Größe der erfassten Partikel vorzunehmen und die Information für die Partikelgrößenbestimmung einzusetzen. Hierzu kann die Beleuchtungseinrichtung verschiedene Beleuchtungslichtquellen aufweisen, die unterschiedliches monochromatisches Licht erzeugen können. Alternativ kann eine Beleuchtungsquelle eingesetzt werden, die unterschiedliche monochromatische Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen erzeugen kann, wie beispielsweise ein durchstimmbarer Weißlichtlaser. Alternativ kann bei einer polychromatischen Beleuchtungslichtquelle ein Spektroskop Verwendung finden, um wellenlängenspezifische Aufnahmen der Kamera zu ermöglichen.
Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine Auswerteeinheit umfassen, die ein oder mehrere Aufnahmen des optischen Elements empfangen und erforderlichenfalls speichern kann, um aus der oder den verschiedenen Aufnahmen die Verunreinigung des optischen Elements und insbesondere Partikelgrößen der die Verunreinigung bildenden Partikel zu bestimmen.
Als Kamera kann jede geeignete Vorrichtung eingesetzt werden, die eine Aufnahme einer entsprechenden Fläche eines optischen Elements sowie deren Auswertung gemäß den vorgestellten Prinzipien ermöglicht. Insbesondere kann es sich um eine Digitalkamera mit entsprechenden Bildsensoren handeln, wobei eine entsprechende Auswerteeinheit oder die Kamera geeignete Speichermedien für die Bilddaten aufweisen können. Bei den Bildsensoren können üblicherweise CCD (Charge Coupled Devices)-Sensoren oder CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)-Sensoren sowie sämtliche anderen geeigneten Halbleiterdetektoren eingesetzt werden.
Der Betrieb der Überwachungseinrichtung in der Projektionsbelichtungsanlage kann so erfolgen, dass im einfachsten Fall eine einzige Aufnahme des zu überwachenden optischen Elements aufgenommen und ausgewertet wird. Aus der Aufnahme können die abgebildeten Partikel erfasst werden und so der Verunreinigungsgrad und die Größe der erfassten Partikel gewonnen werden.
Bei gewölbten optischen Elementen oder zur genaueren Erfassung von Partikeln und zur exakteren Bestimmung von Partikelgrößen kann eine Serie von Aufnahmen mit unterschiedlichen Fokuseinstellungen mit ansonsten gleichen Aufnahmebedingungen vorgenommen werden. Zusätzlich ist es denkbar bei jeder Fokuseinstellung unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen vorzunehmen, beispielsweise mit unterschiedlichem monochromatischen Licht, das verschiedene Wellenlängen aufweist, sodass zusätzlich die Variation der Intensität des abgebildeten Partikels mit der Wellenlänge bestimmt und daraus die Partikelgröße ermittelt werden kann.
Alternativ ist es auch denkbar, bereits aus einer Aufnahme mit einer Beleuchtung des zu überwachenden optischen Elements mit einem bestimmten monochromatischen Licht aus der ermittelten Intensität des abgebildeten Partikels die Partikelgröße zu bestimmen.
Mit dem vorgestellten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung ist es möglich während des Betriebs einer Projektionsbelichtungsanlage in-situ eine Überwachung der Kontamination von optischen Elementen einer Projektionsbelichtungsanlage und eine Bestimmung der Partikelgröße der Kontaminationsprodukte vorzunehmen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
1 eine Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage,
2 eine teilweise Schnittansicht eines Projektionsobjektivs der EUV-Projektionsbelichtungsanlage aus 1,
3 eine teilweise Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage, wie es in 1 dargestellt ist,
4 eine Darstellung verschiedener Betriebszustände der Überwachungseinrichtung einer Projektionsbelichtungsanlage, wie sie in den 2 oder 3 dargestellt ist,
5 eine Darstellung einer Aufnahme gemäß 4 und in
6 eine Darstellung der Abhängigkeit der Intensität von der Wellenlänge für verschiedene Größen von Verunreinigungspartikeln.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Die 1 zeigt in einer rein schematischen Darstellung eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1, welche eine Lichtquelle 2, eine Beleuchtungseinheit 3 und ein Projektionsobjektiv 4 umfasst. Das von der Lichtquelle 2 bereitgestellte EUV-Licht wird in der Beleuchtungseinheit 3 so aufbereitet, dass ein Retikel 5, welches die abzubildenden Strukturen umfasst, in geeigneter Weise beleuchtet werden kann. Die Strukturen des Retikels 5 werden mit dem Projektionsobjektiv 4 in verkleinernder Weise auf einen Wafer 6 abgebildet, um mit diesem entsprechende mikrolithographische Prozesse durchführen zu können.
In den verschiedenen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1, wie der Beleuchtungseinheit 3 und dem Projektionsobjektiv 4 werden verschiedene optische Elemente eingesetzt, um eine geeignete Strahlformung und/oder Abbildung zu ermöglichen. Für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen werden im Projektionsobjektiv als optische Elemente Spiegel eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist schematisch in den 2 und 3 gezeigt. In 2 ist ein Spiegel 7 dargestellt, der nur der Einfachheit halber als Planspiegel gezeigt ist, aber je nach Anwendungsfall unterschiedliche gekrümmte Formen aufweisen kann.
Dem Spiegel 7 ist eine Überwachungseinrichtung zugeordnet, die eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Beleuchtungslichtquelle 8 und eine Kamera 9 umfasst. Mit der Kamera 9 können Aufnahmen des Spiegels 7 und insbesondere der Spiegeloberfläche des Spiegels, welche bei der Abbildung des Retikels 5 mitwirkt, aufgenommen werden. Die Beleuchtungsquelle 8 liefert eine entsprechende Beleuchtung des Spiegels 7, um die Aufnahmen der Spiegeloberfläche des Spiegels 7 bei definierten Beleuchtungsverhältnissen durchführen zu können, wie dies nachfolgend noch detailliert beschrieben wird.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 sind die Beleuchtungslichtquelle 8 und die Kamera 9 seitlich des Spiegels 7 außerhalb des Strahlengangs des Projektionsobjektivs 4 angeordnet, sodass weder Beleuchtungslichtquelle 8 noch Kamera 9 die Abbildung des Retikels 5 mit dem Projektionsobjektiv 4 stören. Damit ist eine In-situ-Überwachung der Spiegeloberfläche des Spiegels 7 möglich. D. h. während des Abbildungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage 1 und der Abbildung des Retikels 5 durch das Projektionsobjektiv 4 auf den Wafer 6 kann laufend durch Aufnahme der Spiegeloberfläche des Spiegels 7 mittels der Kamera 9 überwacht werden, welche Verunreinigungen auf der Spiegeloberfläche vorhanden sind. Dies ist besonders auch dann vorteilhaft, wenn Gasströmungen am oder in der Nähe des optischen Elements vorliegen, die eine ständige Variation der Partikelbelegung des optischen Elements bewirken können.
Die 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Überwachungseinrichtung mit einer Beleuchtungslichtquelle 8‘ und einer Kamera 9‘, bei der die Kamera 9' beweglich auf einem Halter 10 angeordnet ist, der beispielsweise durch einen Schwenk- oder Gelenkarm realisiert sein kann. Mittels der Halterung 10 ist die Kamera 9‘ von einer Position, in der sie keine Aufnahmen zur Überwachung des Spiegels 7 aufnehmen kann (durchgezogenen Linien der Halterung und der Kamera) in eine zweite Position bewegbar (gestrichelte Linien der Halterung und der Kamera), in der Aufnahmen zur Überwachung des Spiegels 7 gemacht werden können.
Allerdings ist in dieser zweiten Position, der Überwachungsposition die Kamera 9‘ im Strahlengang des Projektionsobjektivs 4 angeordnet, sodass keine Überwachung der Kontamination des Spiegels 7 während des Abbildungsbetriebs möglich ist, sondern die Überwachung lediglich bei Betriebsunterbrechungen durchgeführt werden kann.
Selbstverständlich können die beiden Varianten der Ausführungsbeispiele der 2 und 3 auch in der Weise miteinander kombiniert werden, dass die Kamera 9‘ in eine dritte Position gebracht werden kann, in der sowohl eine Überwachung des Spiegels möglich ist als auch eine Störung des Strahlengangs des Projektionsobjektivs 4 vermieden wird. Eine derartige Lösung kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn die dritte Position, in der eine In-situ-Überwachung des Spiegels 7 möglich ist, aufgrund der örtlichen Anordnung nur eine begrenzte Qualität des Überwachungsergebnisses liefern kann, sodass bei Bedarf oder bei Gelegenheit eine Überwachungsposition der Kamera 9‘ gewählt wird, die bessere Überwachungsergebnisse liefern kann.
Die 4 zeigt eine Darstellung der Betriebsweise der Kamera 9 in Bezug auf einen Spiegel 11, der eine Krümmung aufweist. Gemäß der 4 weist die Kamera 9 eine Optik 19 auf, mit der unterschiedliche Brennweiten f eingestellt werden können, sodass die Fokussierung der scharf in der Kamera 9 abzubildenden Ebene verändert werden kann. Im Beispiel der 4 sind beispielsweise die Ebenen f₁, f₂ und f₃ dargestellt, auf die die Kameraoptik 19 fokussiert werden kann. Hierzu kann die Kamera 9 eine nicht näher gezeigte Steuerungseinrichtung aufweisen, mit der die entsprechende Fokuseinstellung vorgenommen werden kann. Befinden sich im Bereich der verschiedenen Fokusebenen f1, f2, f3 Verunreinigungspartikel 12, 13, 14 so werden die jeweiligen Partikel bei der Scharfstellung der Kamera 9 auf die jeweilige Fokusebene f1, f2, f3 scharf abgebildet oder entsprechend verschwommen. Damit lassen sich bei einem gekrümmten Spiegel die verschiedenen, in Form von Partikeln vorliegenden Verunreinigungen auf dem Spiegel 7 darstellen und ermitteln. Neben der reinen Tatsache, dass Verunreinigungen detektiert und festgestellt werden können, kann bei entsprechender Variation der Fokuseinstellung und der Aufnahme mehrerer Abbildungen des Spiegels 11 durch die Kamera 9 auch die Größe der entsprechenden Partikel ermittelt werden, um deren Einfluss auf die Abbildungseigenschaften abschätzen zu können.
Die Bestimmung der Partikelgröße kann auch durch die von der Kamera 9 erfasste Intensität des jeweils abgebildeten Partikels ermittelt werden, da sich die Intensität des erfassten Partikels bestimmt zu I = α·I₀·V²/R² wobei α ein Proportionalitätsfaktor, I₀ die Intensität der Beleuchtung am Ort des Partikels, V das Partikelvolumen und R die Fokusweite ist. Hierzu wird eine definierte Beleuchtung mit monochromatischem Licht verwendet. Entsprechend kann die Beleuchtungslichtquelle 8 so ausgebildet sein, dass sie monochromatisches Licht zur Verfügung stellen kann.
Weiterhin kann zur Ermittlung der Partikelgröße die Beleuchtung des zu überwachenden Spiegels 11 mit unterschiedlichem monochromatischem Licht durchgeführt werden, um die unterschiedliche Abhängigkeit der Intensität von der Wellenlänge des Lichts für unterschiedlich große Partikel auszunutzen, die sich aus dem unterschiedlichen Streumechanismen des Lichts an den Partikel unterschiedlicher Größe ergibt. So werden bei kleinen Partikeln, die beispielsweise < 100 nm (Durchmesser oder maximale Erstreckung) sind Spektren mit wohldefinierten Resonanzwellenlängen beobachtet, die sich aus der Plasmonenstreuung ergeben. Für mittlere Partikel mit beispielsweise Größen von 100 nm bis 1µm (Durchmesser oder maximale Erstreckung) wird überwiegend Rayleigh-Streuung beobachtet, bei der kurze Wellenlängen stärker gestreut werden als lange Wellenlängen. Bei großen Partikeln mit einer Partikelgröße (Durchmesser oder maximale Erstreckung) > 1µm erfolgt eine klassische Lichtstreuung, die wellenlängenunabhängig ist, wie dies in der 6 dargestellt ist. Entsprechend kann durch eine Variation der Wellenlänge der Beleuchtungslichtquelle Information über die Partikelgröße gewonnen werden. In diesem Fall ist es vorteilhalft bei der Beleuchtungseinrichtung entweder eine Beleuchtungslichtquelle zu verwenden, die unterschiedliche monochromatische Strahlung erzeugen kann, wie beispielsweise ein durchstimmbarer Weißlichtlaser, oder es können verschiedene Laser, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen erzeugen, verwendet werden, beispielsweise drei Laser mit jeweils unterschiedlicher Wellenlänge des erzeugten Lichts.
Allerdings ist auch die Verwendung einer sogenannten Weißlichtquelle als Beleuchtungslichtquelle möglich, die kein monochromatisches Licht erzeugt, sondern polychromatisches Licht. In diesem Fall kann in Verbindung mit der Kamera 9 bzw. in der Kameraoptik 19 ein Spektroskop verwendet werden, welches das Weißlicht in das entsprechende Spektrum zerlegen kann, sodass die Erfassung in der Kamera 9 getrennt für die jeweiligen Spektralteile erfolgen kann.
Die Überwachung des Spiegels 11 kann somit so erfolgen, dass zunächst die Kameraoptik 13 auf die Fokusebene f1 scharfgestellt wird und mit dieser Einstellung Aufnahmen mit unterschiedlichem monochromatischem Licht aufgenommen werden, sodass die in der entsprechenden Fokusebene vorliegenden Verunreinigungspartikel zum einen durch die Abbildung in der Kamera 9 scharf erfasst werden und andererseits sowohl aus der Intensität der Abbildung des Partikels als auch aus den verschiedenen Aufnahmen mit unterschiedlichen Wellenlängen weitere Informationen über die Partikelgröße ermittelt werden können, die in einer entsprechenden Auswerteeinheit vorzugsweise automatisiert ausgewertet werden können.
Die 5 zeigt eine Darstellung verschiedener Partikel in verschiedenen Bereichen des Spiegels 11, die nacheinander bei den unterschiedlichen Fokuseinstellungen f1, f2, f3 scharf dargestellt werden, wobei die 5 die Fokuseinstellung f1 zeigt, in der das Partikel 12 scharfgestellt ist, während die Partikel 13 und 14 größere Streubilder zeigen. Entsprechend gibt es einen Bereich 15, in dem fokussierte Abbildungsbedingungen herrschen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.

Claims

Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere EUV-Projektionsbelichtungsanlage, mit optischen Elementen (7, 11), die zur Beleuchtung und/oder Abbildung eines Retikels (5) in der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem optischen Element eine Kamera (9, 9´) zugeordnet ist, mit der eine Abbildung einer Oberfläche des optischen Elements aufgenommen werden kann.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera eine Optik (19) und eine Steuerungseinrichtung umfasst, mit denen eine Fokuseinstellung der Kamera variiert werden kann.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kamera eine Beleuchtungseinrichtung (8, 8´) zugeordnet ist, mit der das von der Kamera aufzunehmende optische Element beleuchtet werden kann.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (9, 9´) und/oder eine Beleuchtungseinrichtung (8, 8´) beweglich in oder an der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sind, sodass Kamera und/oder Beleuchtungseinrichtung von mindestens einer ersten Stellung, in der ein optisches Element von der Kamera aufgenommen und/oder von der Beleuchtungseinrichtung beleuchtet werden kann, in mindestens eine zweite Stellung bewegt werden kann, in der kein optisches Element oder ein anderes optisches Element von der Kamera aufgenommen und/oder von der Beleuchtungseinrichtung beleuchtet werden kann.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (9, 9´) und/oder eine Beleuchtungseinrichtung (8, 8´) schwingungsisoliert oder schwingungsgedämpft in der Projektionsbelichtungsanlage befestigt sind.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (8, 8´) so ausgebildet ist, dass die Beleuchtung auf das von der Kamera aufzunehmende optische Element fokussierbar ist und/oder dass die Beleuchtung des von der Kamera aufzunehmenden optische Elements im streifenden Einfall erfolgen kann.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine Lichtquelle (8, 8´) umfasst, die monochromatisches Licht oder polychromatisches Licht erzeugt, wobei die Lichtquelle vorzugsweise in der Wellenlänge variierbares monochromatisches Licht erzeugt oder die Beleuchtungseinrichtung mehrere monochromatische Lichtquellen umfasst, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage eine Auswerteeinheit umfasst, die von der Kamera mindestens eine Aufnahme des optischen Elements empfangen kann, um mit der oder den Aufnahmen die Verunreinigung der Oberfläche des optischen Elements zu bestimmen.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (19) der Kamera ein Spektroskop umfasst.
Verfahren zum Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Projektionsbelichtungsanlage optische Elemente (7, 11) umfasst, die zur Beleuchtung und/oder Abbildung eines Retikels (5) in der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera (9, 9´) vorgesehen wird, mit welcher mindestens eine Aufnahme mindestens eines optischen Elements aufgenommen wird, um den Verunreinigungszustand des optischen Elements zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Fokuseinstellungen des optischen Elements aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aufnahmen mit unterschiedlicher Beleuchtung aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des optischen Elements (7, 11) während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage zur Beleuchtung und/oder Abbildung eines Retikels in der Projektionsbelichtungsanlage erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der oder den Aufnahmen eines optischen Elements (7, 11) auf dem optischen Element abgeschiedene Partikel (12, 13, 14) erfasst werden, deren Größe aus der Lichtintensität des Partikels in der Aufnahme und/oder der aufgenommenen Streuung des Lichts ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kamera (9, 9´) nur Teile des optischen Elements aufgenommen werden und zeitlich hintereinander unterschiedliche Teile des optischen Elements aufgenommen werden.