DE102021120747A1

DE102021120747A1 - Verfahren zur Entfernung eines Partikels von einem Maskensystem

Info

Publication number: DE102021120747A1
Application number: DE102021120747.9A
Authority: DE
Inventors: Sergey Oshemkov; Shao-Chi Wei; Jörg Frederik Blumrich; Martin Völcker; Thomas Scherübl
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss SMS Ltd
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss SMS Ltd
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2023-02-16
Also published as: US20230053667A1; US11774870B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Partikeln (33) von einem Maskensystem (42) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), umfassend folgende Verfahrensschritte:- Detektion des Partikels (33) in dem Maskensystem (42).- Bereitstellen einer Laserstrahlung (35).- Entfernung des Partikels (33) durch Bestrahlung des Partikels (33) mit Laserstrahlung (35).Erfindungsgemäß entspricht die Wellenlänge der Laserstrahlung (35) derjenigen einer von der Projektionsbelichtungsanlage (1) verwendeten Nutzstrahlung (16).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung eines Partikels von einem Maskensystem.
Dabei ist unter einen Maskensystem insbesondere eine Kombination einer photolithographischen Maske und einem sogenannten Pellikel zu verstehen. Derartige photolithographische Masken werden üblicherweise in Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie zum Herstellen mikrostrukturierter Bauelemente, wie etwa integrierter Schaltkreise oder LCDs (Liquid Crystal Displays) eingesetzt.
In einem Lithographieprozess oder einem Mikrolithographieprozess beleuchtet ein Beleuchtungssystem eine photolithographische Maske, eine Photomaske oder einfach eine Maske. Das durch die Maske hindurchtretende Licht oder das von der Maske reflektierte Licht wird von einer Projektionsoptik auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes, in der Bildebene der Projektionsoptik angebrachtes Substrat (beispielsweise einen Wafer) projiziert, um die Strukturelemente der Maske auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Die Masken müssen eine hohe Sauberkeit aufweisen, da jede Verunreinigung die Abbildung der Maske verfälscht und so zu Fehlern auf dem Wafer führen kann.
Zur leichteren Reinigung und zum Schutz der Masken sind diese häufig mit einer dünnen Membran, dem oben bereits erwähnten Pellikel, überzogen, welches über einen Rahmen mit der Maske verbunden ist. Trotz aller Vorkehrungen gelangen jedoch immer noch Partikel auf das Pellikel und/oder auf die Maske, teilweise auch zwischen Maske und Pellikel.
Im Folgenden sind unter dem Begriff „Maskensystem“ neben den Varianten mit Pellikel auch Systeme ohne Pellikel zu verstehen.
Das US-Patent US 7 993 464 B2 offenbart eine Methode zur Entfernung von Partikeln von der Maske mit gepulstem Laserlicht, welche auf dem Prinzip der Erwärmung der Maske und die dadurch bewirkte Erwärmung des Partikels beruht, also die Entfernung des Partikels durch eine indirekte Erwärmung des Partikels bewirkt wird. Dabei wird bevorzugt Laserlicht mit einer Wellenlänge über 8µm verwendet wird, welches von der Maske besonders gut absorbiert wird. Dies hat den Nachteil, dass die Maske über eine kritische Temperatur erwärmt werden kann, die zu einer Beschädigung der Maske führen kann. Bei der Verwendung eines Pellikels ist dieses dann derart ausgebildet, dass es für das für die Entfernung der Partikel verwendete Laserlicht transmitiv ist. Alternativ kann das Laserlicht derart gewählt sein, dass es vom Pellikel zumindest nur teilweise absorbiert wird. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die möglichen Wellenlängen der verwendeten Laser eingeschränkt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
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 Entfernung von Partikeln von einem Maskensystem für eine Projektionsbelichtungsanlage umfasst folgende Verfahrensschritte:

- Detektion des Partikels in dem Maskensystem.
- Bereitstellen einer Laserstrahlung.
- Entfernung des Partikels durch Bestrahlung des Partikels mit Laserstrahlung.

Erfindungsgemäß entspricht dabei die Wellenlänge der Laserstrahlung derjenigen einer von der Projektionsbelichtungsanlage verwendeten Nutzstrahlung. Die Verwendung der Wellenlänge der Nutzstrahlung für die Laserstrahlung hat den Vorteil, dass das Maskensystem systembedingt lediglich eine geringe Absorption für die Wellenlänge der Nutzstrahlung aufweist. Dadurch können Schädigungen des Maskensystems durch Erwärmung oberhalb einer kritischen Temperatur, welche zu der Zerstörung des Maskensystems führen können, vermieden werden. Der Laser zur Bereitstellung der Laserstrahlung kann beispielsweise als ein Hohe Harmonische Generation Laser (HHG-Laser) oder durch einen freien Elektronen Laser (FEL) ausgebildet sein.
Weiterhin kann die Laserstrahlung mindestens einen ultrakurzen Laserpuls aufweisen. Ultrakurze Laserpulse liegen im Sinne der Anmeldung in einem Bereich von 10 Femtosekunden bis zu 10 Nanosekunden. Insbesondere kann die Pulsdauer zwischen 10 Femtosekunden und 100 Picosekunden liegen. Die ultrakurzen Pulse haben den Vorteil, dass die Erwärmung des Materials im Bereich der Kontaktfläche des Partikels mit dem Maskensystem minimiert werden kann. Dadurch ist wie weiter oben beschrieben die Gefahr einer Beschädigung des Maskensystems durch Erwärmung weiter minimiert.
Daneben kann das Maskensystem eine Maske und ein Pellikel umfassen und das Pellikel für die Laserstrahlung zumindest teilweise transparent sein. Die Partikel können dabei einerseits auf der Maske angeordnet sein. Der Partikel kann beispielsweise während des Fertigungsprozesses oder während der Montage des Pellikels auf die Maske gekommen sein und dort durch das Pellikel abgedeckt worden sein. Die Entfernung des Partikels kann also durch Entfernen des Pellikels und einer Entfernung des Partikels von der Maske oder durch eine Entfernung des Partikels durch das Pellikel hindurch ausgeführt werden. Da das Entfernen des Pellikels sehr aufwendig ist, wird soweit möglich eine Entfernung des Partikels durch das Pellikel hindurch bevorzugt. Dies ist durch die weiter oben beschriebene zumindest teilweise Transparenz des Pellikels für die Laserstrahlung möglich.
Anderseits kann der Partikel auch auf dem Pellikel angeordnet sein. In diesem Fall kann der Partikel direkt durch die Laserstrahlung bestrahlt werden. Durch die ultrakurzen Pulse wird das Pellikel selbst nur minimal oder nicht durch die Erwärmung des Partikels oder vom Partikel reflektierte Laserstrahlung erwärmt. Dies hat wie weiter oben beschrieben den Vorteil, dass eine Schädigung des Pellikels oder der Maske durch Erwärmung minimiert beziehungsweise ausgeschlossen werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Laserstrahlung eine Wellenlänge von ungefähr 13,5 nm aufweisen. Diese Wellenlänge wird bevorzugt für die Nutzstrahlung in der sogenannten EUV-Lithographie verwendet. Das Pellikel des Maskensystems ist für die Nutzstrahlung sinnvollerweise transparent. Dadurch können mit einer Wellenlänge von 13,5 nm auch Partikel zwischen dem Pellikel und dem Retikel ohne Auswirkungen auf das Pellikel entfernt werden.
Insbesondere kann die Nutzstrahlung der Projektionsbelichtungsanlage zur Entfernung der Partikel verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Lichtquelle für die Entfernung der Partikel benötigt wird, was sich positiv auf die Herstellkosten der Projektionsbelichtungsanlage beziehungsweise auf die Reinigungskosten des Maskensystems auswirkt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine zur Fokussierung der Laserstrahlung verwendete Optik in der Projektionsbelichtungsanlage integriert sein. Dies hat gegenüber einer nicht integrierten Optik den Vorteil, dass das Maskensystem nicht aus der Projektionsbelichtungsanlage herausgenommen werden muss. Weiterhin kann beispielsweise ein für die Abbildung der Maske in der Projektionsbelichtungsanlage verwendete Verfahrtisch zur Positionierung des Maskensystems bei der Entfernung der Partikel Anwendung finden. Dies reduziert den Aufwand bei der Entfernung eines Partikels, was sich positiv auf die Kosten auswirken kann.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2 schematisch im Meridionalschnitt eine Vorrichtung zur Reinigung einer Maske zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 eine Detailansicht der Vorrichtung, und
4 ein Flussdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Verfahren.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.
Belichtet wird eine im Objektfeld 5 angeordnete, auch als Retikel 7 bezeichnete Maske. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen. Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.
Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet. Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
Die 2 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung 30 zur Entfernung eines Partikels 33. Die Vorrichtung 30 umfasst eine Vakuumkammer 37 mit einem Laser 34, welcher dazu eingerichtet ist, ultrakurze Pulse mit einer Wellenlänge von 13,5 nm zu emittieren. Die Pulse weisen dabei eine Pulslänge im Bereich von 10 Femtosekunden bis zu 10 Nanosekunden und bevorzugt im Bereich von 10 Femtosekunden bis zu 100 Picosekunden auf, wobei die Pulswiederholfrequenz in einem Bereich von einen einzelnen Puls bis hin zu 1 MHz, bevorzugt in einem Bereich von 10 Hz bis 100 Hz liegt. Die Energiedichte auf der Partikeloberfläche liegt in einem Bereich von 0,01 bis 10 J/cm² und bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 1 J/cm². Die verwendete Wellenlänge des Lasers 34 entspricht der Wellenlänge der in der Projektionsbelichtungsanlage 1 (siehe 1) zur Abbildung der Strukturen (nicht dargestellt) des Retikels 7 verwendeten Nutzstrahlung 16.
Die von dem Laser 34 emittierte Strahlung 35 wird durch ein optisches System 36 auf den zu entfernenden Partikel 33 fokussiert, welcher sich auf dem Pellikel 32 abgelagert hat. Der Partikel 33 absorbiert die Laserstrahlung 35, erwärmt sich und verdampft. Die Strahlung 35, welche an dem Partikel 33 vorbei strahlt, passiert das für 13,5nm transmitive Pellikel 32 und wird von der Maske 31 reflektiert. Dadurch wird die Gefahr einer Beschädigung des Pellikels 32 oder der Maske 31 auf ein Minimum reduziert. Die Maske 31 und das Pellikel 32 bilden zusammen ein Maskensystem 42. Das Maskensystem 42 ist auf einer Verfahreinheit 38 angeordnet, die dazu eingerichtet ist, das Maskensystem 42 entlang von drei zueinander orthogonalen Achsen zu verfahren und zu positionieren.
Der Partikel 33 kann nach einer Vermessung und Registrierung der genauen Lage des Partikels 33 auf der Maske (nicht dargestellt) derart zum Laser 34 positioniert werden, dass der Partikel 33 bestrahlt werden kann. Dieses Vorgehen funktioniert auch für Partikel 33, die sich zwischen dem Pellikel 32 und der Maske 31 befinden, wie in der 3 beschrieben.
Der Einfallswinkel des Laserstrahls 35 kann derart ausgebildet sein, dass dieser zu der Oberfläche des Pellikels 32 streifend einfällt, um das Risiko der Beschädigung des Pellikels 32 weiter zu minimieren. Weiterhin kann der Einfallswinkel derart ausgebildet sein, dass er größer als der Grenzwinkel der Totalreflexion für die Grenzfläche Pellikel/Vakuum ist.
Das optische System 36 des Lasers 34 kann als hochaperturige Optik ausgebildet sein, also eine hohe numerische Apertur aufweisen, um eine enge Fokussierung auf den Partikel 33 zu ermöglichen.
Die Vorrichtung 30 kann prinzipiell als eigenständiges System ausgebildet sein, ist aber bevorzugt als ein Teil der Projektionsbelichtungsanlage 1 der 1 ausgebildet, um ein Entnehmen der Maske 31 aus der Projektionsbelichtungsanlage 1 zu vermeiden.
Die Detektion einer Verunreinigung und die Entfernung des Partikels 33 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zumindest teilweise mit den in der Projektionsbelichtungsanlage 1 vorhanden Bauteilen, wie beispielsweise der Strahlungsquelle 3 ausgeführt werden. Alle weiteren benötigten Bauteile sind als zusätzliche Module in der Projektionsbelichtungsanlage 1 ausgebildet und werden bei Bedarf verwendet.
Die 3 zeigt eine Detailansicht der Vorrichtung 30 zur Entfernung eines Partikels 33 von einer Maske 31 mittels eines Lasers 34. Die Maske 31 umfasst ein Substrat 39 mit einer Struktur 40 zur Abbildung auf einen Wafer (nicht dargestellt) und ein auf einem Rahmen 41 aufgespanntes Pellikel 32, wobei der Rahmen 41 auf dem Rand des Substrates 39 angeordnet ist. Im Bereich der Strukturen 40 ist ein Partikel 33 angehaftet, welcher entfernt werden soll. Der Laser 34, welcher wie in der 2 eine Wellenlänge von 13,5 nm, also im extremen ultravioletten Wellenlängenbereich (EUV-Strahlung), aufweist, kann beispielsweise als Hohe Harmonische Generation Laser (HHG-Laser) oder als freier Elektronen Laser (FEL) ausgebildet sein. Der Laser 34 wird wie in 2 beschrieben derart fokussiert, dass sich der Partikel 33 durch Absorption der Strahlung 35 aufheizt und dieser beispielsweise durch Verdampfen entfernt wird. Dabei ist der Laser 34 in der gezeigten Ausführungsform senkrecht über dem Partikel 33 angeordnet, wobei diese Position nur zur prinzipiellen Darstellung der Funktionsweise dient. Das vom Laser 34 emittierte Licht muss durch das Pellikel 32 auf den Partikel 33 fokussiert werden, weshalb der Einfallswinkel des Laserstrahls 35 zum Pellikel 32 derart ausgebildet sein sollte, dass eine maximale Transmission des Pellikels 32 sichergestellt ist. Alle anderen Parameter des Lasers wie Pulslänge und Pulsdichte sind wie unter 2 bereits beschrieben.
4 zeigt ein mögliches Verfahren zur Entfernung von Partikeln 33 in einem Maskensystem 31 einer Projektionsbelichtungsanlage 1.
In einem ersten Verfahrensschritt 51 wird ein Partikel 33 in einem Maskensystem 31 detektiert.
In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird eine Laserstrahlung 35 zur Bestrahlung des Partikels 33 bereitgestellt.
In einem dritten Verfahrensschritt 53 wird der Partikel 33 durch Bestrahlung mit der Laserstrahlung 35 entfernt.
Bezugszeichenliste

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Strahlungsquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafers
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: EUV-Strahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: Facettenspiegel
21: Facetten
22: Facettenspiegel
23: Facetten
30: Vorrichtung
31: Maske
32: Pellikel
33: Partikel
34: Laser
35: Strahlung
36: Optisches System
37: Vakuumkammer
38: Verfahreinheit
39: Substrat
40: Struktur
41: Pellikel Rahmen
42: Maskensystem
51: Verfahrensschritt 1
52: Verfahrensschritt 2
53: Verfahrensschritt 3

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7993464 B2 [0006]
DE 102008009600 A1 [0028, 0031]
US 20060132747 A1 [0029]
EP 1614008 B1 [0029]
US 6573978 [0029]
DE 102017220586 A1 [0034]
US 20180074303 A1 [0048]

Claims

Verfahren zur Entfernung von Partikeln (33) von einem Maskensystem (42) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), umfassend folgende Verfahrensschritte: - Detektion des Partikels (33) in dem Maskensystem (42), - Bereitstellen einer Laserstrahlung (35), - Entfernung des Partikels (33) durch Bestrahlung des Partikels (33) mit Laserstrahlung (35), dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der Laserstrahlung (35) derjenigen einer von der Projektionsbelichtungsanlage (1) verwendeten Nutzstrahlung (16) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung (35) mindestens einen ultrakurzen Laserpuls aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Maskensystem (42) eine Maske (31) und ein Pellikel (32) umfasst und das Pellikel (32) für die Laserstrahlung (35) zumindest teilweise transparent ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikel (33) auf der Maske (31) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikel (33) auf dem Pellikel (32) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung (35) eine Wellenlänge von ungefähr 13,5 nm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzstrahlung (16) der Projektionsbelichtungsanlage (1) zur Entfernung der Partikel (33) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Fokussierung der Laserstrahlung (35) verwendete Optik (36) in der Projektionsbelichtungsanlage (1) integriert ist.