DE102020212563A1

DE102020212563A1 - Verfahren zur Bestimmung der Partikelbelastung einer Oberfläche

Info

Publication number: DE102020212563A1
Application number: DE102020212563.5A
Authority: DE
Inventors: Mona Nagel; Matthias Roos; Martin Schilling
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2022-04-07
Also published as: WO2022073917A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Partikelbelastung einer Oberfläche (21) mit folgenden Verfahrensschritten:- Aufbringen einer Abformmasse (36) auf mindestens einen Teil der Oberfläche (21),- Entfernen der Abformmasse (36),- Bestimmung der Partikelbelastung der Abformmasse (36).Dabei ist die Abformmasse (36) erfindungsgemäß isotrop verformbar und damit formschlüssig aufbringbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Partikelbelastung einer Oberfläche, insbesondere einer Oberfläche eines in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie verwendeten Bauteils.
Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Elementen, verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, einem sogenannten Retikel, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet. Die zur Abbildung verwendeten optischen Bauteile, insbesondere auch die Masken, zeigen im Hinblick auf ihre Abbildungsqualität eine starke Abhängigkeit von den auf den reflektierenden Oberflächen der Spiegel vorhanden Partikeln. Aus diesem Grund sind die Anzahl, Größe und Art der Partikel pro Fläche üblicher-weise spezifiziert, wobei neben den optischen Elementen auch nicht unmittelbar an der optischen Abbildung beteiligte Elemente, wie beispielsweise Fassungen und Halter oder Gehäuseteile spezifiziert werden können.
Zur Überprüfung der Spezifikationen werden im bekannten Stand der Technik einerseits sogenannte Abklatschtests und andererseits Absaugungen verwendet. Bei Abklatschtests werden Streifen oder Plättchen, welche beispielsweise durch organische Polymere verbundene Fasern umfassen, sogenannten Polymer Matrix Composites oder PMC-Pads, mit einer adhäsiven Oberfläche auf die zu prüfende Fläche appliziert. Die Partikel haften an der Oberfläche der Streifen oder Plättchen und werden beim Abziehen mit dem Streifen oder Plättchen von der zu prüfenden Oberfläche entfernt. Die Anzahl der Partikel kann daraufhin beispielsweise durch optische Verfahren, wie Scannen mit einem Mikroskop mit Auflicht und/oder Durchlicht für Partikeldurchmesser größer gleich 1µm und/oder einer Laserstreulichtmessung für Partikel kleiner gleich 1 µm, ausgewertet werden. Beim Absaugen werden Oberflächensonden auf die zu prüfende Fläche aufgesetzt. Die Oberflächensonden müssen flächig aufliegen, damit alle Partikel auf der Oberfläche durch einen Sog von der Oberfläche abgesaugt werden können. Dies kann durch einen auf die Oberfläche gerichteten Luftstrom, welcher das Lösen der Partikel von der Oberfläche fördert, zusätzlich unterstützt werden. Beide Verfahren haben den Nachteil, dass bei gekrümmten Oberflächen und insbesondere komplexen Geometrien, wie Ecken und Gewinden, die Leistungsfähigkeit der Verfahren an ihre Grenzen stoßen. Weiterhin kann insbesondere bei den Abklatschtests auf den Streifen oder Pads eine Partikelbelastung bereits vor der Anwendung praktisch nicht vermieden werden, wodurch die Ergebnisse verfälscht werden.
Standardisierte, visuelle Prüfungen sind darüber hinaus subjektiv und nicht ausreichend quantifizierbar, sowie qualifizierbar. Zudem erfassen diese nicht den gesamten spezifizierten Partikeldurchmesser, der im Bereich zwischen 70nm und 50µm liegt. Weiterhin sind direkte und indirekte Prüfmethoden auf planen, gekrümmten oder komplexen Geometrien hinsichtlich der vollständigen Partikelisolation beschränkt. Daneben können die verwendeten Messmittel vorab mit Partikeln belastet sein, wodurch die Messmittel untereinander nicht abgleichbar sind. Dadurch ist eine Qualifizierung der einzelnen Messmittel nur schwer realisierbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches die weiter oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt und insbesondere eine verbesserte Bestimmung der Partikelbelastung auch komplexerer Oberflächen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung der Partikelbelastung einer Oberfläche umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

- Aufbringen einer Abformmasse auf mindestens einen Teil der Oberfläche,
- Entfernen der Abformmasse,
- Bestimmung der Partikelbelastung der Abformmasse,

Dabei ist die Abformmasse erfindungsgemäß isotrop verformbar und damit formschlüssig aufbringbar. Unter einer isotrop verformbaren Abformmasse ist eine Abformmasse zu verstehen, die in jeder Raumrichtung eine identische, zumindest jedoch ähnliche Verformbarkeit besitzt. Durch diese Eigenschaft der Abformmasse kann erreicht werden, dass die zu prüfende Oberfläche formtreu abgeformt wird und auch Bereiche der Oberfläche, die durch konventionelle Verfahren nicht ohne weiteres erreichbar sind, wie beispielsweise Ausnehmungen wie Sacklochbohrungen oder Nuten oder auch Hinterschneidungen einer Partikelprüfung zugänglich werden.
Dabei kann die Abformmasse insbesondere formstabil ausgebildet sein. Unter formstabil ist in diesem Zusammenhang eine Konsistenz zu verstehen, die der einer Knetmasse entspricht. Eine derart beschaffene Abformmasse kann leicht in jeder Raumrichtung verformt und so an die Geometrie der zu prüfenden Oberfläche angepasst werden. Gleichzeitig behält die Abformmasse ohne äußere Krafteinwirkung ihre Form in einem bestimmten Temperaturbereich, wie beispielsweise 18 bis 25 Grad Celsius, bei, ohne zu fließen. Dies hat den Vorteil, dass die Abformmasse direkt nach dem Aufbringen und Andrücken an die Oberfläche wieder abgezogen werden kann, ohne dass ein Aushärten der Abformmasse abgewartet werden muss.
Daneben kann die Abformmasse beim Aufbringen flüssig sein. Eine derartige Abformmasse lässt sich leicht aufbringen, wie beispielsweise mit einem Pinsel oder durch Aufsprühen. Weiterhin kann die Abformasse bei komplexeren Geometrien, wie Vertiefungen, Hinterschneidungen oder Gewinden durch Fließen die schwerer zugänglichen Bereiche der zu untersuchenden Oberfläche erreichen. Beim Aufbringen der Abformmasse kann dabei beispielsweise auch das Bauteil bewegt werden, so dass die Abformmasse dem zeitlich veränderlichen lokalen Gefälle folgend alle interessierenden Bereiche benetzen kann.
In einem weiteren Verfahrensschritt kann die Abformmasse nach dem Aufbringen aushärten. Durch das Aushärten wird insbesondere erreicht, dass die Abformmasse auf der Oberfläche vorhandene und teilweise anhaftende Partikel derart umschließt beziehungsweise sich mit diesen verbindet, dass die Partikel beim Entfernen der Abformmasse vollständig zusammen mit der Abformmasse entfernt werden und zunächst auf dieser verbleiben, um einer weiteren Analyse zugänglich zu sein. Zudem wird durch das Aushärten der Abformmasse erreicht, dass diese zumindest in Stücken abgezogen oder entfernt werden kann. Insbesondere kann die Abformmasse derart aushärten, dass sie beispielsweise aus einem Gewinde herausgedreht werden kann. Als weitere Eigenschaft der Abformmasse ist es vorteilhaft, dass diese nicht an der zu untersuchenden Oberfläche selbst haftet, also rückstandslos von der oder den Oberflächen entfernt werden kann.
Insbesondere kann das Aushärten der Abformasse durch Luft und/oder UV-Strahlung bewirkt werden. Die Abformmasse kann insbesondere eine Polymerlösung sein, welche beispielsweise ein Alkydharz umfasst und während eines Trocknungsprozesses durch Luftsauerstoff zu einem Polymerfilm vernetzt, also aushärtet. Alternativ kann die Polymerlösung auch Polyvinylcinnamat umfassen, welches unter UV-Strahlung zu einem Polymerfilm vernetzt. So kann insbesondere das unter dem Markennamen First Contact™ bekannte Produkt, welches zur Reinigung von Oberflächen auf Basis einer Vernetzung einer Polymerlösung arbeitet und bereits zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere zur Entfernung von Partikeln, verwendet wird, zur Anwendung kommen.
Auch weitere Aushärtemechanismen sind hier denkbar, insbesondere thermale Einflüsse (Kühlen oder Heizen), chemisches Aushärten durch Gasbeaufschlagung, oder Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung anderer Wellenlängenbereiche, beispielsweise Infrarotstrahlung. Abhängig von der Art der Abformmasse kann das Aushärten neben Polymerisation weiterhin auch die Folge des Ausgasens eines Lösungsmittels sein.
In einer vorteilhaften Variante des Verfahrens kann vor dem Aufbringen der Abformmasse ein Verfahrensschritt zur Reinigung der Abformmasse, insbesondere zur Entfernung von Partikeln aus dieser, durchgeführt werden. Insbesondere bei der Verwendung von flüssigen Abformmassen wie Polymerlösungen können diese vor dem Aufbringen gereinigt werden. Polymerlösungen werden, wie weiter oben beschrieben, bisher lediglich zur Reinigung von Oberflächen verwendet. Verunreinigungen, insbesondere Partikel in der Polymerlösung haben auf diese Anwendung keinen Einfluss, solange die Polymerlösung wieder rückstandsfrei mit allen in ihr vorhandenen und aufgenommenen Partikeln entfernt werden kann. Wird nun aber, wie in dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren, die Partikelbelastung auf der benetzten Oberfläche und damit auf der Abformmasse bestimmt, so kann eine Verunreinigung der flüssigen Abformmasse zu einer Verfälschung der ermittelten Anzahl und Art der Partikel führen. Neben der reinen Partikelanzahl und Größe kann auch die chemische Zusammensetzung der Partikel relevant sein, so dass auch in dem Fall, dass die Polymerlösung Partikel anderer chemischer Zusammensetzung aufweist, eine Verfälschung der Ergebnisse nicht ausgeschlossen werden kann.
Insbesondere kann die Abformmasse durch Filtern gereinigt werden. Hierdurch können Partikel mit einer Größe 0,2µm oder größer aus der Abformmasse herausgefiltert werden. Beispielsweise können Spritzenvorsatzfilter Anwendung finden, die direkt bei der Benetzung der Oberfläche auf die Tülle einer Spritze aufgesetzt werden. Ebenso kann die durch den Filter gereinigte Polymerlösung zunächst in eine Sprühflasche oder eine Airbrushpatrone gefüllt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Abformmasse auf einen vorbestimmten Teil der Oberfläche aufgebracht werden und das Ergebnis der Bestimmung der Partikelbelastung dem vorbestimmten Teil der Oberfläche zugeordnet werden. Der vorbestimmte Teil der Oberfläche kann einerseits durch seine Geometrie, beispielsweise die Fläche definiert sein, und anderseits auch zusätzlich durch den Ort auf der Oberfläche. Auf Optiken einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleitertechnik sind beispielsweise die optischen Wirkflächen, welche einen direkten Einfluss auf die Abbildungseigenschaften haben, von besonderer Bedeutung. Zur Beschreibung der zulässigen Anzahl von Partikeln auf den optischen Wirkflächen kann dann das Ergebnis der Bestimmung der Partikelbelastung dem vorbestimmten Teil der Oberfläche zugeordnet werden. Dadurch kann durch stichprobenartige Messungen die Anzahl der Partikel pro Fläche im Gesamtsystem bestimmt werden. Unter einer optischen Wirkfläche versteht man in diesem Zusammenhand diejenige Fläche eines optischen Elementes, die im Betrieb der zugehörigen Anlage der zur einer Abbildung verwendeten elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt ist und damit einen direkten Einfluss auf die Qualität der Abbildung hat.
Insbesondere kann der vorbestimmte Teil der Oberfläche durch eine Projektion auf die Oberfläche markiert werden. Der zu benetzende Teil der Oberfläche wird beispielsweise durch einen Videoprojektor oder eine durch einen Laserstrahl erzeugte Kontur auf das zu prüfende Bauteil projiziert. Die Ausrichtung der Kontur, also die örtliche Lage und Orientierung auf der Oberfläche des Bauteils kann durch eine Referenzierung anhand von Markern oder markanten Punkten an oder auf dem Bauteil erfolgen. Die Abformmasse kann dann innerhalb der projizierten Kontur beispielsweise durch Pinseln oder Sprühen aufgebracht werden.
Daneben kann der vorbestimmte Teil der Oberfläche durch eine Schablone markiert werden. Dabei kann beispielsweise eine Schablone an dem zu vermessenden Bauteil angebracht werden, welche nur an einer vorbestimmten Stelle der Oberfläche eine Aussparung umfasst. Diese dient als Rahmen für das Aufbringen der Abformmasse. Der Ort und die Geometrie des Teils der Oberfläche, welcher vermessen werden soll, kann in einer Steuerungsvorrichtung oder Datenbank in Verbindung mit einer Kennung des Bauteils gespeichert werden. Dadurch kann die später bestimmte Partikelbelastung einem Bauteil und einem konkreten Ort auf diesem Bauteil zugeordnet werden. Dies kann bei der weiteren Verfolgung von möglichen Ursachen für eine Partikelbelastung vorteilhaft genutzt werden. Alternativ kann auch zwischen einer Sprühflasche und dem zu untersuchenden Teil der Oberfläche ein Trichter als Schablone angeordnet werden, der mit der geöffneten Seite auf der Oberfläche aufliegt und so den mit Abformmasse benetzten Bereich beschränkt. Die Abformmasse, beispielsweise der ausgehärtete Polymerfilm haftet auch am Rand des Trichters oder der Schablone, so dass sie mit dem Trichter oder der Schablone einfach abgezogen und so von der Oberfläche rückstandsfrei entfernt werden kann. Alternativ kann auch am Rand des zu testenden Teils der Oberfläche ein Band, ein Faden oder ein Streifen eingebettet werden, wo durch die Abformmasse von der Oberfläche leichter abziehbar wird.
Die Bestimmung der Partikelbelastung kann insbesondere zerstörungsfrei erfolgen. Dabei wird die Partikelbelastung in der Abformmasse beispielweise direkt in der Schablone durch Abscannen in einem Mikroskop für Partikel größer 1µm bestimmt. Alternativ kann der Polymerfilm auch, wie üblicherweise beim Aufbringen mit einem Trichter, von diesem gelöst und in ein Werkzeug eingespannt oder auf eine partikelfreie Platte gelegt werden. Dieses kann entweder in ein Mikroskop oder ein Messmittel zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgröße durch Streulichtmessungen eingelegt werden. Die Streulichtmessung kann dabei mit verschiedenen Lichtquellen, wie beispielsweise einem Laser, durchgeführt werden. Die Streulichtmessung ermöglicht die Bestimmung von Partikeln auch kleiner gleich 1µm bis hin zu 0,07µm.
Für die Partikelgrößen, die lichtmikroskopisch erfasst werden können, besteht die prinzipielle Möglichkeit, transparente Polymerfilme zu verwenden und so die Partikelbelastung an der Oberfläche auch durch Durchlichtmikroskopie bzw. -streuung zu bestimmen. Vorteilhaft dabei ist, dass die abgelösten Partikel sich alle in derselben Fokusebene befinden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Partikelbelastung durch Aufbrechen und Auflösen der Abformmasse bestimmt werden. Je nach verwendeter Abformmasse kann diese bereits beim Entfernen von der Oberfläche zumindest teilweise zerstört werden. Im weiteren Verlauf kann die Abformmasse beispielsweise zunächst unter einem Mikroskop auf Partikel mit einer Größe über 1µm untersucht werden. Im weiteren Verlauf der Bestimmung der Partikelbelastung kann beispielsweise ein Polymerfilm wieder aufgelöst werden und Partikel kleiner oder gleich 1µm bis zu 0,07µm können durch Laserstreulicht bestimmt werden.
Insbesondere kann bei der der Bestimmung der Partikelbelastung mittels nur einer Probennahme die Anzahl der Partikel in vorbestimmten Größenbereichen bestimmt werden. Diese hängen von den Vorgaben ab und können beispielsweise in eine Gruppe von Partikeln größer 1 µm und eine Gruppe von Partikeln kleiner oder gleich 1µm unterteilt sein.
Neben der reinen Anzahl und Größe der Partikel kann bei der Bestimmung der Partikelbelastung die chemische Zusammensetzung der Partikel ermittelt werden. Diese ist insbesondere in der Halbleiterlithographie von Interesse, da Materialien neben den rein physikalischen Einflüssen auf die optische Abbildung, wie beispielsweise Abschattung oder Streulicht, auch mit den Schichten der optischen Elemente chemisch reagieren können. Eine Bestimmung der chemischen Zusammensetzung kann dadurch auch bei der Aufklärung scheinbar von der Partikelbelastung unabhängigen Veränderungen der Abbildungseigenschaften vorteilhaft genutzt werden.
Insbesondere eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine Qualifizierung mit mehreren Messmitteln durch nur eine Probennahme vorzunehmen. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, Messmittel untereinander abzugleichen. Weiterhin bleibt die Abformmasse als Rückstellprobe nach Reinigung jederzeit erneut vermessbar.
Wie bereits erwähnt eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur Bestimmung der Partikelbelastung von Oberflächen von Bauteilen von Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere von Masken oder anderen optischen Elementen,
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung einer DUV-Projektionsbelichtungsanlage, bei welcher die Erfindung zur Anwendung kommen könnte,
2 eine schematische Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, bei welcher die Erfindung zur Anwendung kommen könnte,
3 eine Darstellung des Standes der Technik,
4 eine schematische Darstellung verschiedener Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung,
5 ein Ausführungsbeispiel eines ersten Verfahrensschrittes der Erfindung,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines ersten Verfahrensschrittes der Erfindung,
7 ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Verfahrensschrittes der Erfindung,
8 ein Ausführungsbeispiel eines dritten Verfahrensschrittes der Erfindung, und
9 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist eine exemplarische Projektionsbelichtungsanlage 1 dargestellt, in welcher die Erfindung zur Anwendung kommen kann. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 dient zur Belichtung von Strukturen auf ein mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im Allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als Wafer 2 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie beispielsweise Computerchips.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst dabei im Wesentlichen eine Beleuchtungseinrichtung 3 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 8 in einer Objektebene 9, einen Retikelhalter 6 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer Struktur versehenen und in der Objektebene 9 angeordneten Maske, einem sogenannten Retikel 7, durch welches die späteren Strukturen auf dem Wafer 2 bestimmt werden, einen Waferhalter 10 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 2 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 13, mit mehreren optischen Elementen 14, die über Fassungen 15 in einem Objektivgehäuse 16 der Projektionsoptik 13 gehalten sind.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die in das Retikel 7 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 2 abgebildet werden; die Abbildung wird in der Regel verkleinernd ausgeführt.
Eine Lichtquelle 4 der Beleuchtungseinrichtung 3 stellt einen für die Abbildung des in der Objektebene 9 angeordneten Retikels 7 auf den im Bereich eines Bildfeldes 11 in einer Bildebene 12 angeordneten Wafer 2 benötigten Projektionsstrahl 17 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit, wobei diese insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 100 nm und 300 nm liegt. Als Quelle 4 für diese im Folgenden auch als Nutzlicht bezeichnete Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in einer Beleuchtungsoptik 5 der Beleuchtungseinrichtung 3 über optische Elemente 18 derart geformt, dass der Projektionsstrahl 17 beim Auftreffen auf das in der Objektebene 9 angeordnete Retikel 7 das Objektfeld 8 mit den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen ausleuchtet.
Über den Projektionsstrahl 17 wird ein Bild des Retikels 7 erzeugt und von der Projektionsoptik 13 entsprechend verkleinert auf den in der Bildebene 12 angeordneten Wafer 2 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Dabei können das Retikel 7 und der Wafer 2 aufeinander abgestimmt gegeneinander verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 7 auf entsprechende Bereiche des Wafers 2 abgebildet werden. Die Projektionsoptik 13 weist eine Vielzahl von einzelnen refraktiven, diffraktiven und/oder reflexiven optischen Elementen 14, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen auf, wobei diese optischen Elemente 14 beispielsweise durch eine oder mehrere in der Figur nicht gesondert dargestellte Aktuatoranordnungen aktuiert werden können.
2 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 101 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung ebenfalls Anwendung finden kann. Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung einer Struktur auf einem in der Objektebene 109 auf einem Retikelhalter 106 angeordneten Retikel 107 auf einen im Bildfeld 111 angeordneten Wafer 102 ist vergleichbar mit dem in 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in 2 beginnen also mit 101. Im Unterschied zu einer wie in 1 beschriebenen Durchlichtanlage können auf Grund der geringen Wellenlänge der als Nutzlicht verwendeten EUV-Strahlung 117 im Bereich von 1 nm bis 120 nm, insbesondere von 13,5 nm, in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung bzw. zur Beleuchtung nur als Spiegel ausgebildete optische Elemente 114, 118 verwendet werden.
Die Beleuchtungseinrichtung 103 der Projektionsbelichtungsanlage 101 weist neben einer Lichtquelle 104 eine Beleuchtungsoptik 105 zur Beleuchtung des Objektfeldes 108 in einer Objektebene 109 auf. Die durch die Lichtquelle 104 erzeugte EUV-Strahlung 117 als optische Nutzstrahlung wird mittels eines in der Lichtquelle 104 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 119 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 120 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 120 wird die EUV-Strahlung 117 von einem Pupillenfacettenspiegel 121 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 121 und einer optischen Baugruppe 122 mit Spiegeln 118 werden die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 120 in das Objektfeld 108 abgebildet. Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 113 mit dem Objektivgehäuse 116 unterscheidet sich außer durch den Einsatz von Spiegeln 114 prinzipiell nicht von dem in 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.
Die 3 zeigt am Bespiel eines beispielhaften Bauteils 20 die aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen zur Aufnahme von Partikeln 44.1, 44.2 von einer Oberfläche 21. Im linken Teil der 3 ist eine Ecke 22 des Bauteils 20 dargestellt, bei welcher ein Plättchen 23 aus durch organische Polymere verbundenen Fasern, sogenannten Polymer-Matrix-Composites (PMC), appliziert ist. Die Plättchen 23 dienen zur Aufnahme von Partikeln 44.1, 44.2 von der Oberfläche 21. Das Plättchen 23 ist durch die eingeschlossenen Fasern relativ steif, so dass sich dieses nicht formschlüssig an die Oberfläche 21 bis in die Ecke 22 anschmiegen kann. Die Partikel 44.1 haften an dem Plättchen 23 an, wobei das Partikel 44.2 in der Ecke 22 nicht von dem Plättchen 23 aufgenommen wird. Dadurch gehen nur die Partikel 44.1 in die Bestimmung der Partikelbelastung des Bauteils 20 ein. Auf der rechten Seite der 3 ist eine weitere Ecke 22 des Bauteils 20 dargestellt. Im Unterschied zur linken Seite wird hier zur Aufnahme der Partikel 44.1, 44.2 eine sogenannte Oberflächensonde 24 verwendet, die eine einem Staubsauger vergleichbare Funktion hat, also die Partikel 44.1, 44.2 einsaugen soll. Dazu erzeugt die Oberflächensonde 24 einen in der 3 durch einen Pfeil dargestellten Sog. Dieser löst die Partikel 44.1 von der Oberfläche 21, welche in einen nicht dargestellten Sammelbehälter für eine spätere Bestimmung der Partikelbelastung eingesogen werden. Das Ablösen der Partikel 44.1 von der Oberfläche 21 kann durch einen Luftstrom 25 (Pfeil), der in Richtung der Oberflächensonde 24 gerichtet ist und von einem Gebläse 26 erzeugt wird, noch verbessert werden. Ähnlich wie bei den Plättchen 23 kann die Oberflächensonde 24 durch die steife Geometrie des Ansaugrohrs den Partikel 44.2 in der Ecke 22 nicht aufsaugen, so dass dieser ebenfalls nicht in die Bestimmung der Partikelbelastung eingeht. Dadurch werden in Summe weniger Partikel als tatsächlich vorhanden erfasst und das Ergebnis der Partikelbestimmung verfälscht.
4 zeigt ein weiteres exemplarisches Bauteil 20, welches verschiedene Geometrien zur Veranschaulichung bevorzugter Anwendungen der Erfindung umfasst. In der Figur sind Merkmale, die den bereits in 3 gezeigten Merkmalen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf der linken Seite des Bauteils 20 ist eine Ecke 22 dargestellt, welche durch einen Polymerfilm 37 formschlüssig bedeckt ist. Der Polymerfilm 37 wird aus einer in der Figur nicht gesondert gezeigten Polymerlösung als Abformmasse durch Aushärtung der Polymerlösung gebildet. Die Polymerlösung kann beispielsweise ein Alkydharz umfassen, welches während eines Trocknungsprozesses durch Luftsauerstoff zu dem Polymerfilm 37 vernetzt, also aushärtet. Alternativ kann die Polymerlösung auch Polyvinylcinnamat umfassen, welches unter UV-Licht zu dem Polymerfilm 37 vernetzt. Ein derartiges Produkt wird wie bereits erwähnt unter der Markenbezeichnung First Contact™ zur Reinigung von Oberflächen auf Basis einer Vernetzung einer Polymerlösung angeboten. Der Polymerfilm 37 umschließt alle Partikel 44.1, 44.2, so dass bei einer späteren Bestimmung der Partikelbelastung im Polymerfilm 37 alle Partikel 44.1, 44.2 berücksichtigt werden. Der Polymerfilm 37 wird, wie in den folgenden Figuren im Detail beschrieben werden wird, als flüssige Polymerlösung aufgebracht und härtet auf der Oberfläche 21 aus. Die Aushärtung kann abhängig von der verwendeten Polymerlösung durch Lufttrocknung und/oder durch UV-Licht bewirkt werden. Durch das Auftragen der Polymerlösung in flüssigem Zustand ist es möglich, auch komplexe Geometrien, wie ein Gewinde 27 oder auch eine Hinterschneidung 28 mit der Polymerlösung zu benetzen. Nach dem Aushärten kann der Polymerfilm 37 mit den darin eingeschlossenen Partikeln 44.1, 44.2 von der Oberfläche 21 abgezogen oder im Fall eines Gewindes 27 auch herausgedreht werden. Die Polymerlösung ist dabei derart ausgebildet, dass sich der Polymerfilm 37 rückstandslos von der Oberfläche 21 löst, also auch bei optischen Elementen einer Projektionsbelichtungsanlage 1, wie in den 1 und 2 beschrieben, angewendet werden kann.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ersten Verfahrensschrittes zur Bestimmung der Partikelbelastung auf einer Oberfläche 21 eines Bauteils 20. Auf das Bauteil 20 wird mit einer Spritze 29 eine flüssige Polymerlösung 36 zur Bildung eines Polymerfilms 37 aufgetragen. Zur Reinigung der Polymerlösung 36 ist an der Tülle der Spritze 29 ein als Spritzenvorsatzfilter mit einer Porenweite von bis zu 0,2µm ausgebildeter Filter 30 angeordnet. Dieser filtert alle in der Polymerlösung noch vorhandenen Partikel 44 oberhalb einer bestimmten Größe heraus, so dass keine derartigen Partikel 44 mit der Polymerlösung 36 auf die Oberfläche 21 gelangen können. Derartige Filter 30 werden beispielweise von der Pall Corporation unter dem Namen Acrodisc® hergestellt und vertrieben. Alternativ kann die Polymerlösung 36 auch durch einen Filter 30 in eine Sprühflasche oder eine Airbrush Patrone gefüllt werden und durch Aufsprühen aufgebracht werden. Die Polymerlösung 36 kann auch durch einen Pinsel auf die Oberfläche 21 aufgetragen werden.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines ersten Verfahrensschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Oberfläche 21 des Bauteils 20 wird von einem Trichter 32 bereichsweise überdeckt. Der Trichter 32 wird durch eine Halterung 33 gehalten und liegt entlang einer Kontaktlinie 34 mit seiner geöffneten Seite auf der Oberfläche 21 auf. Am oberen, schmalen Ende des Trichters 32 ist eine Sprühflasche 31 befestigt, durch welche eine vorher gefilterte Polymerlösung 36 auf die durch den Trichter 32 eingeschlossene Fläche gesprüht werden kann. Nachdem die Fläche und der aufstehende Rand des Trichters 32 mit der Polymerlösung 36 benetzt ist, kann die Sprühflasche 31 durch einen Trockner 35 ersetzt werden, welcher die Aushärtung der Polymerlösung 36 und Bildung des Polymerfilms 37 durch Trocknung unterstützt. In dem Fall, dass eine durch UV-Licht aushärtende Polymerlösung 36 verwendet wird, kann die Sprühflasche 31 auch gegen eine UV-Lampe (nicht dargestellt) ausgetauscht werden, welche die Polymerlösung 36 zum Aushärtung mit UV-Licht bestrahlen kann.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Verfahrensschritts, in der ein Bauteil 20 und eine Schablone 38 dargestellt sind. Die Schablone 38 liegt wie der Trichter 32 in 6 ebenfalls auf einer Kontaktlinie 34 auf der Oberfläche 21 des Bauteils 20 auf. Der bereits ausgehärtete Polymerfilm 37 bedeckt die Oberfläche 21 und den Rand der Schablone 38 im Bereich der Kontaktlinie 34. Zum Abziehen des Polymerfilms 37 wird die Schablone 38 angehoben und der Polymerfilm 37 mit der Schablone 38, an welcher der Polymerfilm 37 im Randbereich der bedeckten Fläche anhaftet, abgezogen. Der Polymerfilm 37 wird dabei rückstandslos von der Oberfläche 21 entfernt.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen dritten Verfahrensschritt, in dem eine Schablone 38 mit anhaftendem Polymerfilm 37 dargestellt ist. Die Schablone 38 liegt auf einer auf einem Rahmen 42 angeordneten Auflage 43 eines Mikroskops 39 auf. Der Messkopf 40 des Mikroskops kann relativ zu der Oberfläche des Polymerfilms 37 in der Ebene bewegt werden, so dass der gesamte Polymerfilm 37 erfasst werden kann. Die Beleuchtung 41 ist in dem in der 8 dargestellten Ausführungsbeispiel unterhalb des Polymerfilms 37 angeordnet. Die Messung wird also als eine Durchlichtmessung durchgeführt. Die Partikel 44 in dem Polymerfilm 37 können nun stückweise im Bereich der Abbildung des Mikroskops 39 gezählt werden und somit kann die Partikelbelastung im gesamten Polymerfilm 37 bestimmt werden. Die Schablone 38 ist dabei entsprechend einer vorbestimmten Spezifikation ausgelegt und wird an einen ebenfalls vorbestimmten Ort des Bauteils 20 gelegt, so dass aus der im Polymerfilm 37 bestimmten Partikelbelastung auf die Spezifikation des Bauteils 20 rückgeschlossen werden kann. Der Polymerfilm 37 kann nachfolgend noch auf die chemische Zusammensetzung der Partikel 44 untersucht werden.
9 zeigt ein schematisch ein Verfahren zur Bestimmung der Partikelbelastung einer Oberfläche.
In einem ersten Verfahrensschritt 51 wir eine Abformmasse formschlüssig auf mindestens einen Teil der Oberfläche aufgebracht.
In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird die Abformmasse entfernt.
In einem dritten Verfahrensschritt 53 wird die Partikelbelastung der Abformmasse bestimmt.
Bezugszeichenliste

1: DUV - Projektionsbelichtungsanlage
2: Wafer
3: Beleuchtungseinrichtung
4: Lichtquelle
5: Beleuchtungsoptik
6: Retikelhalter
7: Retikel
8: Objektfeld
9: Objektebene
10: Waferhalter
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Projektionsoptik
14: optische Elemente (Projektionsoptik)
15: Fassungen
16: Objektivgehäuse
17: Projektionsstrahl
18: optische Elemente (Beleuchtungseinrichtung)
20: Bauteil
21: Oberfläche
22: Ecke
23: PMC-Pad
24: Oberflächensonde
25: Luftstrom
26: Gebläse
27: Gewinde
28: Hinterschneidung
29: Spritze
30: Filter
31: Sprühflasche
32: Trichter
33: Halterung Trichter
34: Kontaktlinie
35: Trockner
36: Abformmasse, Polymer
37: Polymerfilm
38: Schablone
39: Mikroskop
40: Messkopf
41: Beleuchtung
42: Rahmen
43: Auflage
44: Partikel
51: Verfahrenschritt 1
52: Verfahrenschritt 2
53: Verfahrenschritt 3
101: EUV - Projektionsbelichtungsanlage
102: Wafer
103: Beleuchtungseinrichtung
104: Lichtquelle
105: Beleuchtungsoptik
106: Retikelhalter
107: Retikel
108: Objektfeld
109: Objektebene
110: Waferhalter
111: Bildfeld
112: Bildebene
113: Projektionsoptik
114: optische Elemente (Projektionsoptik)
115: Fassungen
116: Objektivgehäuse
117: Projektionsstrahl
118: optische Elemente (Beleuchtungseinrichtung)
119: Zwischenfokus
120: Feldfacettenspiegel
121: Pupillenfacettenspiegel
122: optische Baugruppe

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Partikelbelastung einer Oberfläche (21) mit folgenden Verfahrensschritten: - Aufbringen einer Abformmasse (36) auf mindestens einen Teil der Oberfläche (21), - Entfernen der Abformmasse (36), - Bestimmung der Partikelbelastung der Abformmasse (36), dadurch gekennzeichnet, dass die Abformmasse (36) isotrop verformbar und damit formschlüssig aufbringbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abformmasse (36) formstabil ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abformmasse (36) beim Aufbringen flüssig ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abformmasse (36) nach dem Aufbringen aushärtet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten der Abformasse (36) durch Luft und/oder UV-Strahlung bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Abformmasse (36) ein Verfahrensschritt zur Reinigung der Abformmasse (36), insbesondere zur Entfernung von Partikeln (44) aus dieser, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abformmasse (36) durch Filtern gereinigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abformmasse (36) auf einen vorbestimmten Teil der Oberfläche (21) aufgebracht wird und das Ergebnis der Bestimmung der Partikelbelastung dem vorbestimmten Teil der Oberfläche (21) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Teil der Oberfläche (21) durch eine Projektion auf die Oberfläche (21) markiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Teil der Oberfläche (21) durch eine Schablone (38) markiert wird.
.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelbelastung zerstörungsfrei bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelbelastung durch Aufbrechen und Auflösen der Abformmasse (36,37) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Partikelbelastung die Anzahl der Partikel (44) in vorbestimmten Größenbereichen bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Partikelbelastung die chemische Zusammensetzung der Partikel (44) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die es sich bei der Oberfläche (21) um eine Oberfläche (21) eines Bauteiles (20) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithographie handelt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bauteil (20) um eine Maske handelt.