DE102020210857A1

DE102020210857A1 - Lithographie-system mit pellikel und verfahren zum betrieb desselben

Info

Publication number: DE102020210857A1
Application number: DE102020210857.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Stein; Mona Nagel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung für die Mikrolithographie sowie ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anordnung für die Mikrolithographie, wobei die optische Anordnung einen Strahlengang aufweist, entlang dem sich Arbeitslicht der optischen Anordnung ausbreitet, und wobei mit der optischen Anordnung Strukturen eines Retikels (3) beleuchtet und / oder abgebildet werden können, wobei das Retikel (3) ein Pellikel (6) aufweisen kann, mit dem das Retikel (3) vor Kontaminationen geschützt wird, wobei die optische Anordnung mindestens eine Partikelsperre (24) aufweist, die in den Strahlengang der optischen Anordnung einführbar ist und Partikel an einer Bewegung entlang des Strahlengangs der optischen Anordnung hindert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung für die Mikrolithographie sowie ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anordnung für die Mikrolithographie, wobei die optische Anordnung einen Strahlengang aufweist, entlang dem sich Arbeitslicht der optischen Anordnung ausbreitet, und wobei mit der optischen Anordnung Strukturen eines Retikels oder einer Maske, insbesondere EUV - Maske, beleuchtet und / oder abgebildet werden können, wobei die Lithographie - Maske bzw. das Retikel mit einem Pellikel (Englisch Pellicle) versehen ist, welche die strukturierte Seite der Maske vor Kontaminationen schützt.
STAND DER TECHNIK
Mikrolithographische Verfahren werden zur Herstellung von mikrostrukturierten und nanostrukturierten Bauteilen der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik eingesetzt. Hierbei werden Strukturen, die auf einer Maske oder einem Retikel ausgebildet sind, in verkleinernder Weise auf einen Wafer abgebildet, um dort entsprechende Strukturen zu erzeugen. Derartige Projektionsbelichtungsanlagen bzw. Waferstepper verwenden zur Erhöhung der Auflösung Licht im Wellenlängenspektrum des ultravioletten (UV) oder extrem ultravioletten Lichts (EUV - Licht).
Neben Projektionsbelichtungsanlagen oder Wafersteppern kommen bei mikrolithographischen Verfahren weitere optische Anordnungen beispielsweise Masken- oder Retikelinspektions -, Handling - und Reparatursysteme zum Einsatz, um die Masken bzw. Retikel vor ihrer Verwendung in einem Waferstepper auf mögliche Defekte untersuchen und ggf. reparieren zu können.
In allen diesen lithographischen Systemen ist die Vermeidung von Kontaminationen von besonderer Bedeutung, da sowohl Kontaminationen der Maske bzw. des Retikels als auch von optischen Elementen in Lithographiesystemen wie Waferstepper und Retikelinspektions -, Handling - und Reparatursystemen zu entsprechenden Fehlern führen können.
Entsprechend ist es beispielsweise bekannt, Retikel durch sogenannte Pellikel zu schützen, welche als dünne Membran oder Folie den strukturierten Bereich eines Retikel in einem Abstand von einigen wenigen Millimetern abdecken, um mögliche Verunreinigungen von dem Retikel abzuhalten, sodass die Verunreinigungen nicht in der abzubildenden Objektebene des Retikels zu liegen kommen. Hintergrund ist, dass Partikel, die auf dem Retikel zu liegen kommen durch den Offset zwischen Pellikel zu Reticleoberfläche aus dem Fokus des Objektivs verschoben werden, wodurch das Retikel weniger anfällig auf partikelinduzierte Abbildungsfehler ist.
Allerdings sind diese Pellikel üblicherweise als sehr dünnen Membranen bzw. Folien mit einer Dicke von wenigen Nanometern aufgebaut, wobei die Membranen aktuell im Wesentlichen aus Silizium gebildet sind, auf dem dünne Schichten aus Siliziumstickoxiden oder Siliziumnitriden sowie Ruthenium und / oder Molybdän aufgebracht sein können. Derartige Pellikelmembranen sind anfällig für Beschädigung oder Zerstörung durch elektrostatische Entladung, lokale Temperaturgradienten, Erschütterungen oder Druckunterschiede bzw. lokale Gasströmungen. Bei einer Beschädigung oder Zerstörung des Pellikels können eine große Anzahl von Partikeln entstehen, die dann in die entsprechende optische Anordnung gelangen können. Auf diese Weise kann das Pellikel dann selbst zu einer Verunreinigung der optischen Anordnung mit Partikeln und zu einer Beschädigung von optischen Flächen von in der optischen Anordnung enthaltenen optischen Elemente führen, was noch dadurch verstärkt werden kann, wenn energiereiches Arbeitslicht der optischen Anordnung, wie EUV - Licht auf die Verunreinigungen trifft und / oder die in den optischen Anordnungen vorherrschende Atmosphäre, die beispielsweise Wasserstoff umfasst, zu chemischen Reaktionen der Verunreinigungen führen, sodass sich Reaktionsprodukte dann wiederum als molekularer Film auf den Optiken niederschlagen können, wodurch die Transmission der Lithographieoptik sinkt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine optische Anordnung für die Mikrolithographie und ein Verfahren für den Betrieb einer entsprechenden optischen Anordnung bereitzustellen, bei welcher Verunreinigungen oder Beschädigungen der optischen Anordnung durch Partikel, die insbesondere von einem Pellikel stammen können, zu verringern und möglichst zu vermeiden. Gleichzeitig soll die optische Anordnung einfach aufgebaut und einfach betreibbar sein, ohne dass die Leistungsfähigkeit der optischen Anordnung beeinträchtigt wird.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die optische Anordnung mindestens eine Partikelsperre aufweist, die in den Strahlengang der optischen Anordnung einführbar ist, sodass unerwünschte Partikel, die beispielsweise von einem beschädigten oder zerstörten Pellikel stammen können, an einer Bewegung entlang des Strahlengangs der optischen Anordnung gehindert werden und so verhindert wird, dass die Partikel auf optische Elemente in der optischen Anordnung gelangen können.
Die Partikelsperre kann zumindest dann in den Strahlengang der optischen Anordnung gebracht werden, wenn die Gefahr besteht, dass ein Pellikel beschädigt oder zerstört werden könnte. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn mindestens ein Betriebsparameter der optischen Anordnung geändert wird. Unter der Änderung eines Betriebsparameters der optischen Anordnung können insbesondere eine Druckänderung innerhalb der optischen Anordnung, beispielsweise durch das Be - oder Entlüften der optischen Anordnung, eine Veränderung der Gasversorgung der optischen Anordnung, ein Austausch von Komponenten der optischen Anordnung oder sonstige mechanische Veränderungen an der optischen Anordnung verstanden werden, die zu einer Erschütterung des Pellikels führen können.
Darüber hinaus kann die Änderung von mindestens einem Betriebsparameter die Anordnung und / oder die Entfernung eines Pellikels umfassen, wobei insbesondere zeitlich vor und / oder während einer Anordnung des Pellikels in oder an der optischen Anordnung und / oder zeitlich vor und / oder während einer Entfernung des Pellikels von der optischen Anordnung mindestens eine Partikelsperre in den Strahlengang der optischen Anordnung gebracht werden kann, um bei einer möglichen Beschädigung oder Zerstörung des Pellikels die dadurch entstehenden Partikel an einer Bewegung entlang des Strahlengangs der optischen Anordnung zu hindern.
Die Partikelsperre kann nur während des Vorgangs der Einführung und / oder Entfernung des Pellikel in oder an der optischen Anordnung und / oder während der Änderung von mindestens einem Betriebsparameter der optischen Anordnung im Strahlengang der optischen Anordnung angeordnet sein, aber während des Betriebs der optischen Anordnung zur Abbildung des Retikels außerhalb des Strahlengangs der optischen Anordnung angeordnet sein. Dadurch kann die Partikelsperre einfach aufgebaut sein, da nicht erforderlich ist, dass die Partikelsperre transparent für das Arbeitslicht der optischen Anordnung ist. Außerdem muss in diesem Fall nicht gewährleistet werden, dass die Partikelsperre keine zusätzlichen Abbildungsfehler oder Transmissionsverluste in das optische System einbringt.
Alternativ kann die Partikelsperre jedoch auch so ausgebildet sein, dass sie auch während des Betriebs der optischen Anordnung zur Abbildung des Retikels innerhalb des Strahlengangs der optischen Anordnung angeordnet sein kann.
Die Partikelsperre kann als Platte oder Scheibe ausgebildet sein, die den Strahlengang der optischen Anordnung für die Bewegung von Partikeln versperrt. Die Platte oder Scheibe kann entsprechend so dimensioniert sein, dass nicht nur der Strahlengang versperrt ist, sondern der Gasfluss eines Betriebsgases der optischen Anordnung, welches in der optischen Anordnung vorgesehen ist, wie beispielsweise Wasserstoff oder ein Inertgas, unterbrochen wird.
Insbesondere kann die Partikelsperre in der Art einer Blende ausgebildet sein, sodass die Partikelsperre in einer Halterung für eine Blende aufgenommen werden kann und insbesondere im Austausch für eine Blende angeordnet werden kann. Entsprechend kann die Partikelsperre in der Form einer geschlossenen Blende ausgebildet sein, bei der die Blendenöffnung der Blende durch einen Verschluss geschlossen ist, der den Durchtritt von Partikeln durch die Blende verhindert. Der Verschluss der Blendenöffnung einer derartig geschlossenen Blende kann aus einem für das Arbeitslicht der optischen Anordnung transparenten Material gebildet sein, beispielsweise für eine optische Anordnung, die mit extrem ultravioletten Licht betrieben wird, aus Zirkon oder einer Zirkon - Legierung. Hierbei kann der Verschluss der Blendenöffnung insbesondere so gestaltet sein, dass der Verschluss der Blendenöffnung keine optische Funktion ausübt und die Partikelsperre lediglich durch die Ausbildung als Blende die Blendenfunktion ausübt. So kann die Partikelsperre in eine Blende integriert sein, die beispielsweise als Sigma - Blende in einem Beleuchtungssystem oder als Aperturblende in einem Projektionsobjektiv Verwendung findet. Eine Sigma - Blende kann bei einem EUV - Beleuchtungssystem im Bereich des Pupillenspiegels bzw. einer Pupillenwabenplatte oder eines Pupillenfacettenspiegels angeordnet sein. Außerdem wird unter dem Begriff der Sigma - Blende eine Blende verstanden, die zur Einstellung eines bestimmten Beleuchtungsmodus, z. B. ein - oder mehrpolige Beleuchtungseinstellungen (z. B. Quadrupol - Beleuchtung, ringförmige Beleuchtung etc.) Verwendung findet.
Eine Aperturblende kann im Projektionsobjektiv einer EUV - Projektionsbelichtungsanlage zur Einstellung der Apertur vorgesehen sein.
Neben entsprechenden Positionen von Blenden, die für den Einsatz der Partikelsperre ausgetauscht werden können und somit die Position der zumindest einen Partikelsperre in der optischen Anordnung definieren, kann die Partikelsperre bevorzugt so in der optischen Anordnung angeordnet sein, dass sie zwischen einer Aufnahme für das Retikel und das Pellikel einerseits und einem ersten optischen Element eines Projektionsobjektivs und / oder nach dem letzten optischen Element eines Beleuchtungssystems angeordnet ist, um möglichst sämtliche optische Komponenten der optischen Anordnung vor Kontaminationen zu schützen.
Wie bereits oben im Hinblick auf die Ausgestaltung der Partikelsperre als geschlossene Blende erwähnt wurde, kann die Partikelsperre als austauschbares Element, insbesondere zum Austausch mit optischen Elementen der optischen Anordnung ausgebildet sein, beispielsweise zum Austausch mit Blenden der optischen Anordnung. Um ein schnelles Austauschen bzw. Einführen und / oder Entnehmen der Partikelsperre zu ermöglichen, kann die Partikelsperre insbesondere mit anderen optischen Elementen, insbesondere Blenden in einem Magazin gelagert sein, aus dem direkt die optischen Elemente und / oder Partikelsperren in den Strahlengang eingeführt oder aus diesem entfernt werden können.
Darüber hinaus kann die optische Anordnung einen Manipulator, insbesondere einen beweglichen Greifarm aufweisen, der zum Einführen und / oder zum Entnehmen der Partikelsperre in den Strahlengang bzw. aus dem Strahlengang dient.
Die optische Anordnung kann auch mindestens eine Handhabungsvorrichtung für Komponenten der optischen Anordnung und / oder das Retikel umfassen, sodass Komponenten, insbesondere optische Elemente der optischen Anordnung und / oder das Retikel mit dem Pellikel in einfacher Weise ausgetauscht werden können. Eine derartige Handhabungsvorrichtung kann mit einer Partikelsperre versehen sein, die insbesondere im Bereich einer Kopplungsvorrichtung für die jeweilige zu handhabende Komponente der optischen Anordnung und / oder das Retikel angeordnet ist, um einerseits beim Austausch der entsprechenden Komponente und / oder des Retikels und des Pellikels einen unmittelbaren Schutz durch die Partikelsperre zu gewährleisten und andererseits mittels der Handhabungsvorrichtung im Bedarfsfall die an der Handhabungsvorrichtung angeordnete Partikelsperre in den Strahlengang der optischen Anordnung einzubringen, ohne dass es einer Betätigung einer austauschbaren Komponente der optischen Anordnung und / oder des Retikels bedarf. Damit ist in einfacher Weise das Vorsehen einer Partikelsperre ohne großen zusätzlichen Aufwand möglich.
Die Partikelsperre kann so ausgebildet sein, dass sie nicht nur die Partikel an einer Bewegung in der optischen Anordnung hindert, sondern dass die Partikel durch die Partikelsperre fixiert und / oder entfernt werden. Entsprechend kann die Partikelsperre so ausgebildet sein, dass sie elektrostatisch aufladbar ist, sodass Partikel durch die elektrostatische Anziehung an der Partikelsperre anhaften. Entsprechend kann die Partikelsperre zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden oder nicht leitenden Material gebildet sein oder eine elektrisch leitende oder nicht - leitende Beschichtung aufweisen. Eine elektrostatische Aufladung kann, falls erforderlich beispielsweise durch Reibung, insbesondere bei der Bewegung der Partikelsperre in den Strahlengang der optischen Anordnung, oder das Anlegen eines Potentials erzeugt werden.
Die optische Anordnung kann mindestens eine Reinigungs - und / oder Analysevorrichtung für Partikel umfassen, die insbesondere mindestens teilweise an der Partikelsperre angeordnet sein kann, sodass Partikel entfernt und / oder analysiert werden können, beispielsweise hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und / oder ihrer Größe, um so Rückschlüsse auf die Herkunft der Partikel vornehmen zu können. Die Reinigung kann beispielsweise durch eine Absaugung der Partikel oder auch durch Blendenwechsel direkt an der Partikelsperre erfolgen.
Bei den optischen Anordnungen kann es sich insbesondere um Retikelinspektions -, - handlings - oder - reparatursysteme sowie Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie handeln, die mit Arbeitslicht im ultravioletten oder extrem ultravioletten Wellenlängenspektrum betrieben werden, also insbesondere mit Wellenlängen im Bereich von 5 bis 200 nm, vorzugsweise 10 bis 20 nm.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

1 eine Darstellung einer EUV - Projektionsbelichtungsanlage,
2 eine Darstellung eines Teils des Beleuchtungssystems der EUV - Projektionsbelichtungsanlage aus 1,
3 eine Darstellung eines Teils eines Projektionsobjektivs der EUV - Projektionsbelichtungsanlage aus 1,
4 in den Teilbildern a) und b) eine Seitenansicht (a) und eine Draufsicht (b) einer ersten Ausführungsform einer Partikelsperre und in
5 in den Teilbildern a) und b) eine Seitenansicht (a) und eine Draufsicht (b) einer zweiten Ausführungsform einer Partikelsperre.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele ersichtlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine EUV (Extrem Ultraviolett) - Projektionsbelichtungsanlage, bei der die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst ein Beleuchtungssystem 2 mit einer nicht näher dargestellten Lichtquelle inklusive Kollimatoreinheit, ein Retikel 3 mit einem Pellikel 6 und ein Projektionsobjektiv 4 sowie einen Waferhalter (wafer stage) 5 bzw. einen Wafer, auf den die Struktur des Retikels verkleinert abgebildet wird.
Das Beleuchtungssystem 2 dient zur Ausleuchtung der auf dem Retikel 3 angeordneten Strukturen, so dass diese Strukturen über das Projektionsobjektiv 4 auf den Wafer 5 abgebildet werden können. Das Beleuchtungssystem 2 kann für eine EUV - Projektionsbelichtungsanlage insbesondere eine Lichtquelle aufweisen, die das extrem ultraviolette Licht durch die Plasmaanregung eines Lasers, beispielsweise eines CO₂- Lasers, erzeugt. Das extrem ultraviolette Licht 10 mit einer Wellenlänge von beispielsweise 13,5 nm, wird über eine nicht näher dargestellte Strahlformungseinheit und einen Zwischenfokus 11 (siehe 2) auf üblicherweise zwei Spiegel gelenkt, die als Feldspiegel 12 und Pupillenspiegel 13 bezeichnet werden. Die Spiegel 12 und 13, die in 2 dargestellt sind, können beispielsweise als Wabenplatten oder als Facettenspiegel ausgebildet und können von daher als Feldwabenplatte 12 oder Feldfacettenspiegel 12 bzw. als Pupillenwabenplatte 13 oder Pupillenfacettenspiegel 13 bezeichnet werde.
Vor dem Pupillenspiegel 13 kann ein Sigma - Blende 17 angeordnet werden, um den Füllgrad σ (Sigma) der Austrittspupille des Beleuchtungssystems, welche der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 4 entspricht, zu beeinflussen. Die Sigma - Blende 17 ist in einem Magazin 18 angeordnet, in dem mehrere verschieden Sigma - Blenden 17 aufbewahrt werden können, um eine geeignete Sigma - Blende 17 auswählen zu können. Nach den Spiegeln 12 und 13 können weitere optische Elemente in Form von reflektiven Elementen vorgesehen sein, um den Austrittsstrahl 15 des Beleuchtungssystems 2 zu bilden.
In dem Magazin 18, in dem mehrere verschiedene Sigma - Blenden 17 bereitgehalten werden, ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 weiterhin eine Partikelsperre 14 angeordnet, wobei in der 2 die Anordnung der Partikelsperre 14 vor dem Spiegel 13 dargestellt ist und die Lagerposition 16 der Partikelsperre 14 im Magazin 18 gestrichelt dargestellt ist. Die Partikelsperre 14 ist entsprechend in ihrer Gestaltung ähnlich der Sigma - Blenden 17 ausgebildet, sodass sie sowohl im Magazin 18 als auch in der Position vor dem Spiegel 13 wie die Sigma - Blenden 17 angeordnet und gehalten werden kann. Allerdings ist die Partikelsperre 14 durch eine Platte oder Scheibe so ausgebildet, dass Partikel an einem Auftreffen auf dem Spiegel 13 und einer weiter Bewegung entlang des Strahlengangs gehindert werden, sodass Partikel, die bei einer Zerstörung des Pellikel 6 entstehen können, das Beleuchtungssystem 2 zumindest nicht vollständig verunreinigen können. So kann die Partikelsperre 14 aus einem leitenden oder nicht leitenden Material gebildet sein oder eine nicht leitende Beschichtung aufweisen, sodass die Partikelsperre 14 elektrostatisch aufgeladen werden kann, um durch die elektrostatische Aufladung Partikel an der Partikelsperre 14 anhaften zu lassen, sodass die Partikel sich nicht weiter entlang des Strahlengangs bewegen können. Die Partikelsperre 14 kann beispielsweise bei der Bewegung durch den Manipulator 19 aus dem Magazin 18 in die Position vor dem Spiegel 13 durch definierte Reibung oder das Anlegen eines elektrischen Potentials aufgeladen werden, sodass sie sich in der Schutzposition vor dem Spiegel 13 in einem elektrostatisch aufgeladenen Zustand befindet.
Alternativ oder zusätzlich zur elektrostatischen Aufladung kann die Partikelsperre 14 und / oder der ihr zugeordnete Manipulator bzw. die optische Anordnung eine Reinigungs - und / oder Analysevorrichtung 9 für Partikel aufweisen. Eine Einrichtung zur Entfernung von Partikeln aus dem Strahlengang kann beispielsweise durch eine Absaugvorrichtung, die die an der Partikelsperre 14 durch die elektrostatische Aufladung anhaftenden Partikel absaugen kann, gebildet sein. In diese kann auch eine Analyseeinrichtung integriert sein, durch welche die abgesaugten Partikel hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und / oder ihrer Größe analysiert werden können, um so die Herkunft der Partikel bestimmen zu können. Zudem kann die Partikelsperre aus der Lagerposition 16 entnommen und die daran haftenden Partikel analysiert werden. Ggf. sind hierfür zwei Partikelsperren im Magazin 18 vorzuhalten.
Die Partikelsperre 14 kann immer dann in den Strahlengang des Beleuchtungssystems 2 eingebracht werden, wenn durch eine Änderung der Betriebsparameter des Beleuchtungssystems 2 oder der Projektionsbelichtungsanlage 1, wie beispielsweise eine Änderung der Druckverhältnisse im Beleuchtungssystem 2 bzw. der Projektionsbelichtungsanlage 1 oder Austausch des Retikels 3 mit dem Pellikel 6, die Gefahr besteht, dass durch die Änderung der Betriebsparameter das Pellikel 6 zerstört werden könnte und Partikel des beschädigten Pellikels in das Beleuchtungssystem 2 eindringen und die optischen Komponenten, wie die Spiegel 12 und 13, verunreinigen könnten.
Alternativ ist es auch denkbar, die Partikelsperre 14 zusätzlich als Sigma - Blende auszubilden bzw. umgekehrt, sodass die Partikelsperre 14 neben der Funktion, die weitere Ausbreitung von Partikeln zu verhindern, auch die Funktion der Sigma - Blende übernimmt. Zu diesem Zweck müsste lediglich die Blendenöffnung der Sigma - Blende 17 mit einem Verschluss aus einem geeigneten Material verschlossen werden, welches Partikel am Durchtritt hindert, aber transparent für das Arbeitslicht der Projektionsbelichtungsanlage 1 ist, sodass beide Funktionen, nämlich die Funktion des Sigma - Blende und die Funktion der Partikelsperre 14 gemeinsam durch ein Bauteil erfüllt werden.
Die 3 zeigt einen Ausschnitt des Projektionsobjektivs 4 mit dem Retikel 3 und dem Pellikel 6. Im Projektionsobjektiv 4 sind ebenfalls mehrere reflektive Elemente, wie Spiegel 21 und 22 vorgesehen, um die Struktur des Retikels 3 auf den Wafer 5 abzubilden. Wie die 3 zeigt, kann nach der Reflexion des Lichts am Retikel 3 entsprechend dem Strahlengang 20 des Projektionsobjektivs 4 zwischen dem ersten Spiegel 21 und dem zweiten Spiegel 22 eine Aperturblende 25 vorgesehen sein.
Die Aperturblende 25 kann austauschbar sein, sodass durch einen nicht näher dargestellten Manipulator die Aperturblende 25 aus dem Strahlengang entfernt und ersetzt werden kann. Ähnlich der Sigma - Blende 17 des Beleuchtungssystems 2 können in einem Aperturblendenmagazin 23 mehrere Aperturblenden 26 und 27 bereitgehalten werden, um in den Strahlengang eingebracht zu werden. Zusätzlich kann im Aperturblendenmagazin 23 ebenfalls eine Partikelsperre 24 bereitgehalten werden, welche zum Schutz des Spiegels 22 im Austausch für eine der Aperturblenden 25 bis 27 in den Strahlengang 20 gebracht werden kann.
Die Partikelsperre 24 kann wiederum wie die Partikelsperre 14 des Beleuchtungssystems 2 so in ihren äußeren Dimensionen, Anschlüssen, Halterungen usw. gestaltet sein, dass sie sowohl in dem Aperturblendenmagazin 23 aufgenommen und gelagert werden kann als auch in der Position vor dem Spiegel 22 positioniert und von einem Manipulator bewegt werden kann. Ähnlich wie die Partikelsperre 14 des Beleuchtungssystems 2 kann die Partikelsperre 24 des Projektionsobjektivs 4 nur dann in den Strahlengang 20 des Projektionsobjektivs 4 durch einen nicht näher dargestellten Manipulator eingebracht werden, wenn durch eine Änderung der Betriebsparameter des Projektionsobjektivs 4 bzw. der Projektionsbelichtungsanlage 1 die Gefahr besteht, dass das Pellikel 6 beschädigt werden könnte und Partikel sich von diesem lösen und in den Strahlengang 20 und insbesondere auf die optisch wirksamen Oberflächen des Projektionsobjektivs 4 gelangen könnten.
Alternativ kann auch die Partikelsperre 24 so ausgebildet sein, dass sie dauerhaft, also auch während des Abbildungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage 1 bzw. des Projektionsobjektivs 4 im Strahlengang 20 des Projektionsobjektivs 4 angeordnet sein kann, sodass die Partikelsperre 24 sowohl die Funktion der Partikelsperre an sich als auch die Funktion einer Aperturblende 25 bis 27 erfüllt. Zu diesem Zweck muss die Blendenöffnung der Aperturblende mit einem Verschluss aus einem Material versehen werden, welches einerseits die Partikel an der weiteren Ausbreitung entlang des Strahlengangs hindert und andererseits Arbeitslicht der Projektionsbelichtungsanlage 1 hindurch lässt.
Genauso wie die Partikelsperre 14 des Beleuchtungssystems 2 kann auch die Partikelsperre 24 des Projektionsobjektivs 4 eine entsprechende Reinigungs - und / oder Analysevorrichtung aufweisen oder mit einer derartigen Vorrichtung des Projektionsobjektivs 4 oder der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenwirken, um die von der Partikelsperre 24 aufgehaltenen Partikel zu entfernen und / oder zu analysieren.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 kann weiterhin, wie in 3 gezeigt ist, eine Handhabungsvorrichtung 40 aufweisen, mit der das Retikel 3 und das Pellikel 6 ausgetauscht werden können. Eine derartige Handhabungsvorrichtung kann eine bewegbare Greifeinrichtung 41 mit einer Kopplungsvorrichtung 42 zum Ergreifen und Halten des Retikels 3 und des Pellikels 6 aufweisen, sodass durch eine Bewegung der Greifeinrichtung 41 und Koppeln des Retikels 3 und des Pellikels 6 an die Kopplungsvorrichtung 42 das Retikel 3 und das Pellikel 6 aus dem Strahlengang entfernt bzw. in diesem angebracht werden können. Die Handhabungsvorrichtung 40 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 weiterhin eine Partikelsperre 44 auf, die so angeordnet ist, dass Partikel, die bei einer Beschädigung oder Zerstörung des Pellikels 6 entstehen können, nicht in den Strahlengang des Beleuchtungssystems 2 oder des Projektionsobjektivs 4 gelangen können. Die Partikelsperre 44 kann entsprechend als Platte oder Scheibe ausgebildet sein und im Übrigen so ausgestaltet sein, wie die vorher beschriebenen Partikelsperren 14 und 24, also beispielsweise ebenfalls eine Reinigungs - und / oder Analysevorrichtung umfassen bzw. elektrostatisch aufladbar oder entladbar ausgebildet sein.
Eine vergleichbare Handhabungsvorrichtung 50 ist für den Austausch des ersten Spiegels 21 des Projektionsobjektivs 4 in 3 dargestellt. Optische Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1, wie beispielsweise der erste Spiegel 21 des Projektionsobjektivs 4 können ebenfalls austauschbar gestaltet sein, wobei mit einer Handhabungsvorrichtung 50 mit einem beweglichen Greifelement 51 und einer entsprechenden Kopplungsvorrichtung 52 zur Verbindung mit dem entsprechenden optischen Element, wie dem Spiegel 21, die optische Komponente, wie der Spiegel 21, ergriffen, gehalten und entfernt bzw. angeordnet werden kann. Auch die Handhabungsvorrichtung 50 weist eine Partikelsperre 54 auf, die den Spiegel 21 abschirmt, um Partikel, die sich entlang des Strahlengangs 20 in dem Projektionsobjektiv 4 bewegen, daran zu hindern, sich auf dem Spiegel 21 abzulagern. Die Partikelsperre 54 der Handhabungsvorrichtung 50 schützt den Spiegel 21 nicht nur bei einer Bewegung des Spiegels 21 zum Anordnung oder Entfernen desselben aus dem Strahlengang 20, sondern die Handhabungsvorrichtung 50 kann auch für den Fall einer Änderung der Betriebsparameter zum Schutz des Spiegels 21 in den Strahlengang ein gebracht werden, ohne gleichzeitig den ersten Spiegel 21 zu bewegen, also einzubringen oder zu entfernen. In diesem Fall kann somit die Handhabungsvorrichtung 50 lediglich als Schutzvorrichtung mit der Partikelsperre 54 in den Strahlengang eingefahren werden und so lange in diesem belassen werden, solange die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung des Pellikels 6 besteht, um anschließend mit oder ohne einem Austausch des ersten Spiegels 21 wieder aus dem Strahlengang zurückgezogen zu werden.
Alternativ ist es natürlich auch möglich die Partikelsperre 54 so auszugestalten, dass diese ständig auch während des Betriebs des Projektionsobjektivs 4 im Strahlengang 20 verbleibt und entsprechend transparent für das Arbeitslicht des Projektionsobjektivs 4 bzw. der Projektionsbelichtungsanlage 1 ist.
Dies gilt in gleicher Weise auch für die Handhabungsvorrichtung 40 mit der Partikelsperre 44.
Die 4 und 5 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen von Partikelsperren 24 und 34, wie sie in der Projektionsbelichtungsanlage 1 und insbesondere im Beleuchtungssystem 2 und dem Projektionsobjektiv 4 der vorher beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können.
Die Partikelsperre 24 weist eine Halterung 28 und einen Blendenring 29, wie eine der Aperturblenden 25 bis 27 des Projektionsobjektivs 4 aus dem Ausführungsbeispiel der 3 auf. Durch die Halterung 28 kann die Partikelsperre 24 wie jede der Aperturblenden 25 bis 27 im Strahlengang 20 des Projektionsobjektivs 4 angeordnet und dort gelagert werden. Die Blendenöffnung ist durch einen Verschluss 30 geschlossen, der aus einem Material gebildet ist, welches das Arbeitslicht der Projektionsbelichtungsanlage 1 bzw. des Projektionsobjektivs 4 hindurchlässt, aber Partikel, die beispielsweise bei der Beschädigung oder Zerstörung des Pellikels 6 entstehen können, am Durchtritt hindert.
Die in 5 gezeigte Partikelsperre 34 weist ebenfalls eine Halterung 33 zur Anordnung in einem Strahlengang eines Beleuchtungssystems 2 oder eines Projektionsobjektivs 4 sowie eine in der Halterung 33 angeordnete Scheibe 32 auf, die beispielsweise elektrostatisch aufgeladen werden kann, um Partikel nicht nur an einer weiteren Bewegung zu hindern, sondern diese durch elektrostatisches Anhaften einzufangen.
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, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Insbesondere schließt die vorliegende Offenbarung sämtliche Kombinationen der in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigten Einzelmerkmale mit ein, sodass einzelne Merkmale, die nur in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, auch bei anderen Ausführungsbeispielen oder nicht explizit dargestellten Kombinationen von Einzelmerkmalen eingesetzt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Retikel
4: Projektionsobjektiv
5: Wafer bzw. Waferhalter
6: Pellikel
9: Reinigungs - und / oder Analysevorrichtung
10: extrem ultraviolettes Licht (EUV - Licht)
11: Zwischenfokus
12: Feldspiegel bzw. Feldwabenplatte oder Feldfacettenspiegel
13: Pupillenspiegel bzw Pupillenwabenplatte oder Pupillenfacettenspiegel
14: Partikelsperre
15: Austrittsstrahl Beleuchtungssystem
16: Lagerposition der Partikelsperre
17: Sigma - Blende
18: Magazin
19: Manipulator
20: Strahlengang Projektionsobjektiv
21: erster Spiegel
22: zweiter Spiegel
23: Aperturblendenmagazin
24: Partikelsperre
25: Aperturblende
26: Aperturblende
27: Aperturblende
28: Halterung
29: Blendenring
30: Verschluss
32: Scheibe
33: Halterung
34: Partikelsperre
40: Handhabungsvorrichtung
41: Greifeinrichtung
42: Kopplungsvorrichtung
44: Partikelsperre
50: Handhabungsvorrichtung
51: Greifeinrichtung
52: Kopplungsvorrichtung
54: Partikelsperre

Claims

Optische Anordnung für die Mikrolithographie, mit einem Strahlengang, entlang dem sich Arbeitslicht der optischen Anordnung ausbreitet, und mit der Strukturen eines Retikels (3) beleuchtet und / oder abgebildet werden können, wobei das Retikel (3) ein Pellikel (6) aufweisen kann, mit dem das Retikel (3) vor Kontaminationen geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung mindestens eine Partikelsperre (14,24,34,44,54) aufweist, die in den Strahlengang der optischen Anordnung einführbar ist und Partikel an einer Bewegung entlang des Strahlengangs der optischen Anordnung hindert, wobei die mindestens eine Partikelsperre (14,34,44,54) so in der optischen Anordnung gelagert ist, dass sie zwischen einer Aufnahme für das Retikel (3) und einem ersten optischen Element (21) eines Projektionsobjektivs (4) und / oder nach dem letzten optischen Element (13) eines Beleuchtungssystems (2) in Richtung des Strahlengangs in den Strahlengang eingeführt werden kann, oder wobei die mindestens eine Partikelsperre (14,24,34,44,54) als austauschbares Element zum Austausch mit Blenden (17, 25,26,27) der optischen Anordnung ausgebildet ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelsperre (14,24,34,44,54) als Platte oder Scheibe, insbesondere in Form einer mit einem Verschluss (30) geschlossenen Blende, ausgebildet ist, wobei der Verschluss (30) einer Blendenöffnung der Blende für das Arbeitslicht mit einem Material ausgebildet ist, welches für das Arbeitslicht der optischen Anordnung transparent ist, wobei der Verschluss (30) der Blendenöffnung vorzugsweise aus Zirkon oder einer Zirkon - Legierung gebildet ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (30) der Blendenöffnung Partikel am Durchtritt durch die Blendenöffnung hindert, aber optisch keine Funktion ausübt.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelsperre in eine Blende integriert ist, die in der optischen Anordnung eine optische Funktion ausübt, insbesondere als Sigma - Blende (17) in einem Beleuchtungssystem (2) oder als Aperturblende (25,26,27) in einem Projektionsobjektiv (4).
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Partikelsperre (14,34,44,54) so in der optischen Anordnung gelagert ist, dass sie zwischen einer Aufnahme für das Retikel (3) und einem ersten Spiegel eines Projektionsobjektivs, und / oder nach einem letzten Spiegel des Beleuchtungssystems in Richtung des Strahlengangs in den Strahlengang eingeführt werden kann.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung einen Manipulator (19), insbesondere einen beweglichen Greifarm zum Einführen der Partikelsperre in den Strahlengang und / oder zum Entnehmen der Partikelsperre aus dem Strahlengang aufweist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung mindestens eine Handhabungsvorrichtung (40,50) für Komponenten (21) der optischen Anordnung und / oder das Retikel (3) umfasst, wobei die Handhabungsvorrichtung (40,50) eine Partikelsperre (44,54) aufweist, die insbesondere im Bereich einer Kopplungsvorrichtung (42,52) für die Komponente (21) der optischen Anordnung und / oder das Retikel (3) angeordnet ist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelsperre (14,24,34,44,54) so ausgebildet ist, dass sie elektrostatisch aufladbar ist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung mindestens eine Reinigungs - und / oder Analysevorrichtung (9) für Partikel umfasst, die insbesondere zumindest teilweise an der Partikelsperre (14,24,34,44,54) angeordnet ist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung mit Arbeitslicht im ultravioletten (UV) oder extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenspektrum, insbesondere im Wellenlängenbereich von 5 bis 200 nm, vorzugsweise 10 bis 20 nm betrieben wird.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung ein Retikelinspektions - , Retikelhandlings - , Retikelreparatursystem oder eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ist.
Verfahren zum Betrieb einer optischen Anordnung für die Mikrolithographie, insbesondere einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Verfahren ein Retikel (3) in einen Strahlengang der optischen Anordnung, entlang dem sich Arbeitslicht in der optischen Anordnung ausbreitet, gebracht wird, um Strukturen des Retikels (3) zu beleuchten und / oder abzubilden, wobei dem Retikel (3) ein Pellikel (6) zugeordnet ist, mit dem das Retikel (3) vor Kontaminationen geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während einer Änderung von mindestens einem Betriebsparameter der optischen Anordnung mindestens eine Partikelsperre (14,24,34,44,54) in den Strahlengang der optische Anordnung gebracht wird, um Partikel an einer Bewegung entlang des Strahlengangs der optischen Anordnung zu hindern
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung von mindestens einem Betriebsparameter ausgewählt ist aus der Gruppe, die Be - und Entlüften der optischen Anordnung, Veränderung der Gasversorgung der optischen Anordnung, Druckänderungen in der optischen Anlage, Austausch und Wartung von Komponenten der optischen Anordnung und sonstige mechanische Veränderungen an der optischen Anordnung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung von mindestens einem Betriebsparameter die Anordnung und / oder Entfernung eines Pellikels (6) umfasst, wobei zeitlich vor und / oder während einer Anordnung des Pellikels (6) in oder an der optischen Anordnung und / oder zeitlich vor und / oder während einer Entfernung des Pellikels (6) von der optischen Anordnung mindestens eine Partikelsperre (14,24,34,44,54) in den Strahlengang der optische Anordnung gebracht wird, um Partikel an einer Bewegung entlang des Strahlengangs der optischen Anordnung zu hindern.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelsperre (14,24,34,44,54) nur während des Vorgangs der Einführung und / oder Entfernung des Pellikels (6) in oder an der optischen Anordnung im Strahlengang der optischen Anordnung angeordnet ist, aber während des Betriebs der optischen Anordnung zur Abbildung des Retikels (3) außerhalb des Strahlengangs der optischen Anordnung angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (14,24,34,44,54) durch Anlegen eines elektrischen Potentials oder durch Reibung elektrostatisch aufgeladen wird, wobei die Reibung insbesondere bei Bewegung durch einen Manipulator (19) oder eine Handhabungsvorrichtung (40,50) erzeugt wird, vorzugsweise beim Einbringen der Partikelsperre in den Strahlengang der optischen Anordnung.