DE102021201477A1

DE102021201477A1 - Verfahren zum betrieb einer optischen anordnung mit fluoridschichten und optische anordnung hierfür

Info

Publication number: DE102021201477A1
Application number: DE102021201477.1A
Authority: DE
Inventors: Felix Lange; Alexandra Pazidis; Marcel Härtling; Martin Noah; Alexander Wiegand
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-02-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anordnung für die Mikrolithographie sowie eine entsprechende Anordnung, welche mindestens ein optisches Element (2), welches Fluorid aufweist, und mindestens eine Arbeitslichtquelle (1,101,111,121,131) aufweist, die Arbeitslicht mit einer Wellenlänge kleiner oder gleich 300 nm bereitstellt, wobei die optische Anordnung eine Regenerationsstrahlungsanordnung aufweist, die elektromagnetische Regenerationsstrahlung bereitstellt, die eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenspektrum mit Wellenlängen aufweist, die größer als die Wellenlänge des Arbeitslichts der optischen Anordnung sind und aus dem ultravioletten Wellenlängenspektrum sind, wobei das mindestens eine optische Element, welches Fluorid aufweist, mit elektromagnetischer Regenerationsstrahlung der Regenerationsstrahlungsanordnung bestrahlt wird, welche ein Ausheilen von Fehlstellen im Fluorid bewirkt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anordnung für die Mikrolithographie sowie eine entsprechende Anordnung, welche mindestens ein optisches Element, welches zumindest eine Beschichtung aus einem Fluorid umfasst, und mindestens einer Arbeitslichtquelle aufweist, die Arbeitslicht mit einer Wellenlänge kleiner oder gleich 300 nm bereitstellt.
STAND DER TECHNIK
Für mikrolithographische Verfahren werden optische Anordnungen, wie beispielsweise Projektionsbelichtungsanlagen oder Masken - oder Waferinspektionssysteme eingesetzt, die mit Arbeitslicht im Wellenlängenbereich des ultravioletten Lichts und kleineren Wellenlängen betrieben werden, wie beispielsweise mit VUV-Strahlung (Vakuumultraviolettstrahlung). Für derartige optische Anordnungen sind optische Elemente, wie Spiegel, Fenster, Strahlteiler oder dergleichen notwendig, die im Wellenlängenspektrum der Vakuumultraviolettstrahlung im Bereich von 120 bis 190 nm eingesetzt werden können. Üblicherweise werden für hochreflektierende optische Elemente Beschichtungen aus einer Aluminiumschicht eingesetzt, die durch eine oder mehrere Fluoridschichten geschützt werden. Darüber hinaus ist es auch bekannt Reflexionsschichten oder Antireflexionsschichten aus einer Vielzahl unterschiedlicher Fluoride zu bilden. Ferner können lichtdurchlässige Komponenten aus Fluoridkristallen, wie Magnesiumfluorid hergestellt werden.
Allerdings können derartige Fluoridbeschichtung durch die Bestrahlung mit Vakuumultraviolettstrahlung oder mit Strahlung kleinerer Wellenlängen geschädigt werden, da die Energie der Strahlung ausreicht beispielsweise über Ein - Photonenprozesse Defekte in diesen Fluoridschichten zu bilden, wie beispielsweise sogenannte Farbzentren, bei denen Leerstellen in den Fluoridkristallen erzeugt werden, die durch Elektronen besetzt werden. Dies führt zu einer Verfärbung des Kristalls woraus sich der entsprechende Name der Defekte (Farbzentren) ergibt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine entsprechende optische Anordnung bereitzustellen, die eine lange Lebensdauer von Fluoridbeschichtungen bei optischen Elementen ermöglichen, die in optischen Anordnungen eingesetzt werden, die mit Arbeitslicht im Wellenlängenspektrum der Vakuumultraviolettstrahlung und kleineren Wellenlängen betrieben werden. Hierbei soll gleichzeitig das entsprechende Verfahren einfach durchführbar und die optische Anordnung soll einfach betreibbar sowie herstellbar sein.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine optische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt vor, ein optisches Element einer optischen Anordnung für die Mikrolithographie, wie Masken - oder Waferinspektionssysteme oder Projektionsbelichtungsanlagen, welches Fluorid beispielsweise in einer oder mehreren Fluoridbeschichtungen oder als Substrat aufweist und das energiereicher elektromagnetischer Strahlung, wie Vakuumultraviolettstrahlung oder dergleichen, ausgesetzt ist, mit einer elektromagnetischen Regenerationsstrahlung zu bestrahlen, welche ein Ausheilen von Fehlstellen im Fluorid bewirken kann, die durch die energiereiche Strahlung entstanden sind, die als Arbeitslicht in der optischen Anordnung des optischen Elements verwendet wird. Eine derartige Regenerationsstrahlung kann durch elektromagnetische Strahlung bereitgestellt werden, die eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenspektrum mit Wellenlängen aufweist, die größer sind als die Wellenlängen des Arbeitslichts, mit dem das entsprechende optische Element in der optischen Anordnung bestrahlt wird, also beispielsweise der Vakuumultraviolettstrahlung.
Bei den optischen Elementen kann es sich sowohl um transmissive als auch um reflektive optische Elemente handeln.
Wie bereits erwähnt, kann der Fluoridbestandteil des oder der optischen Elemente durch Fluoridbeschichtungen oder sonstige Fluoridbestandteile oder Fluoridsubstrate verwirklicht sein. Auch optische Elemente auf Basis von Fluoriden sind denkbar. Bei den Fluoridbeschichtungen kann es sich um eine einzelne oder mehrere Schutzschichten aus Fluorid oder um Mehrlagenreflexionsschichten mit mindestens einer Teilschicht aus Fluorid sowie um Antireflexionsschichten mit einer oder mehreren Fluoridschichten handeln.
In einer optischen Anordnung können mehrere optische Elemente entsprechende Fluoridanteile aufweisen und es können alle entsprechenden optischen Elemente, wie Spiegel, Linsen, Strahlteiler, Fenster und dergleichen, die mindestens einen Fluoridanteil aufweisen, mit geeigneter Regenerationsstrahlung bestrahlt werden.
Die Bestrahlung des mindestens einen optischen Elements mit mindestens einem Fluoridanteil bzw. mehrerer oder aller optische Elemente der optischen Anordnung mit Fluoridanteil mit Regenerationsstrahlung kann innerhalb der optischen Anordnung erfolgen, sodass kein Ausbau des oder der entsprechenden optischen Elemente zur Reparatur bzw. Regenerationsbehandlung erforderlich ist. Entsprechend kann die Bestrahlung mit Regenerationsstrahlung während der Anordnung des oder der optischen Elemente im Strahlengang der optischen Anordnung erfolgen und zwar insbesondere auch gleichzeitig mit der Bestrahlung durch Arbeitslicht der optischen Anordnung.
Somit kann die Bestrahlung des mindestens einen optischen Elements mit mindestens einem Fluoridanteil mit Regenerationsstrahlung ständig während des Betriebs der optischen Anordnung oder nur zeitweise während des Betriebs der optischen Anordnung mit Arbeitslicht oder außerhalb des Betriebs der optischen Anordnung mit Arbeitslicht erfolgen. Erfolgt die Bestrahlung des mindestens einen optischen Elements mit Fluorid mit Regenerationsstrahlung lediglich zeitweise, so kann das optische Element wiederholt und insbesondere periodisch wiederholt mit Regenerationsstrahlung beaufschlagt werden, sodass sich beispielsweise Zeiten mit Schädigung des optischen Elements durch Arbeitslicht und Zeiten der Regeneration mit Regenerationsstrahlung abwechseln.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, das mindestens eine optische Element mit Fluorid nur in einem Teilbereich mit Regenerationsstrahlung zu beaufschlagen. Entsprechend kann auch nur ein Teilbereich des optischen Elements mit Arbeitslicht bestrahlt werden. Somit ist es möglich einen Teil des optischen Elements mit Fluorid für den Einsatz mit Arbeitslicht zu verwenden, während gleichzeitig ein anderer Bereich des optischen Elements mit Regenerationsstrahlung regeneriert wird. Entsprechend können nach einem bestimmten Zeitablauf die Bereiche gewechselt werden, sodass nunmehr der mit Arbeitslicht bestrahlte Bereich mit Regenerationsstrahlung regeneriert wird und umgekehrt. Dies kann durch entsprechendes Umschalten bzw. Umlenken von Arbeitslicht und / oder Regenerationsstrahlung und / oder geeignete Bewegung des optischen Elements, z.B. durch eine Drehbewegung, erreicht werden.
Die Regenerationsstrahlung kann Wellenlängen im Bereich von 115 nm bis 510 nm, vorzugsweise 170 bis 510 nm und insbesondere Wellenlängen im Bereich von 250 bis 300 nm, vorzugsweise 260 nm aufweisen. Vorzugsweise liegt die Regenerationsstrahlung im Wellenlängenbereich der Resonanzfrequenz des Kristalldefekts des Fluorids, also beispielsweise im Bereich der Resonanzfrequenz eines Farbzentrum - Defekts eines Fluoridkristalls. Die Regenerationsstrahlung kann nur eine einzelne Wellenlänge bzw. einen engen Wellenlängenbereich oder ein breites Wellenlängenspektrum umfassen, um eine Vielzahl von Defekten in Fluoriden bzw. eine Vielzahl von unterschiedlichen Fluoridbeschichtung oder Fluoridsubstraten regenerieren zu können. Entsprechend können in einer optischen Anordnung mit einer Regenerationsstrahlungsanordnung zur Erzeugung von Regenerationsstrahlung ein oder mehrere Regenerationslichtquellen zur Erzeugung von Regenerationsstrahlung vorgesehen werden.
Die Regenerationslichtquellen können an jeder geeigneten Stelle in der optischen Anordnung angeordnet werden und insbesondere auch in das zu bestrahlende optische Element mit Fluoridbeschichtung und vorzugsweise in eine Fassung davon integriert sein.
Neben der Verwendung von separaten Regenerationslichtquellen zur Erzeugung von Regenerationsstrahlung zusätzlich zu einer Arbeitslichtquelle zur Erzeugung von Arbeitslicht für die optische Anordnung ist es auch möglich eine Lichtquelle für die Erzeugung von Arbeitslicht und Regenerationslicht zu verwenden, wobei durch ein oder mehrere geeignete Filterelemente das Arbeitslicht und das Regenerationslicht aus dem von der gemeinsamen Lichtquelle erzeugten Wellenlängenspektrum herausgefiltert werden können.
Die Regenerationsstrahlung kann so erzeugt werden, dass ihre Intensität im Verhältnis zum Arbeitslicht im Bereich von 3 zu 1, vorzugsweise 6 zu 1 liegt, um eine ausreichende Regeneration zu gewährleisten.
Eine Regenerationsstrahlungsanordnung der optischen Anordnung kann weiterhin mindestens ein Schaltelement zum Ein - oder Umschalten der Regenerationsstrahlung zur Bestrahlung des mindestens einen optischen Elements mit Fluorid umfassen. Das Schaltelement kann beispielsweise ein Spiegelelement sein.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer optischen Anordnung mit zwei Regenerationsstrahlungsanordnungen,
2 eine Darstellung eine Ausführungsform eines optischen Elements mit Regenerationslichtquellen,
3 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines optischen Elements mit Regenerationslichtquellen,
4 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer optischen Anordnung mit einer Regenerationsstrahlungsanordnung,
5 eine Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer optischen Anordnung mit einer Regenerationsstrahlungsanordnung,
6 eine Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer optischen Anordnung mit einer Regenerationsstrahlungsanordnung und in
7 eine Darstellung eines Maskeninspektionssystems mit einer weiteren Ausführungsform einer Regenerationsstrahlungsanordnung.

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 eine erste Ausführungsform einer optischen Anordnung mit zwei Regenerationsstrahlungsanordnungen. Die optische Anordnung umfasst eine Arbeitslichtquelle bzw. Primärlichtquelle 1, die Arbeitslicht mit einer bestimmten Arbeitslichtwellenlänge oder einem Spektrum von Wellenlängen aussendet, um entlang eines Strahlengangs der optischen Anordnung zu verlaufen und beispielsweise in einem Masken - oder Waferinspektionssystem oder einer Projektionsbelichtungsanlage ein Objekt, wie eine Maske oder ein Retikel oder einen Wafer, zu beleuchten und abzubilden. In der 1 ist lediglich rein schematisiert ein einziges optisches Element 2 der optischen Anordnung mit einer optischen Achse 3 der optischen Anordnung dargestellt.
Das optische Element 2 der optischen Anordnung umfasst eine Fluoridschicht 4, die von dem Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 1 bestrahlt wird. Durch das Auftreffen des Arbeitslichts wird die Fluoridbeschichtung 4 bzw. die darin enthaltenen Ionenkristalle beispielsweise durch Erzeugung von sogenannten Farbzentren beschädigt. Zur Regeneration der Fluoridschicht 4 des optischen Elements 2 der optischen Anordnung sind zwei Regenerationsstrahlungsanordnungen vorgesehen, die jeweils eine Regenerationslichtquelle 5,5' aufweisen, welche Regenerationslicht einer bestimmten Wellenlänge im ultravioletten Wellenlängenspektrum bereitstellen und auf die Fluoridbeschichtung 4 des optischen Elements 2 einstrahlen.
Die Regenerationslichtquellen 5,5' sind dabei außerhalb des Strahlengangs für das Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 1 angeordnet und das Regenerationslicht der Regenerationslichtquellen 5,5' wird, wie in 1 gezeigt, schräg unter einem Winkel α zur optischen Achse 3 des Strahlengangs des Arbeitslichts der optischen Anordnung auf das optische Element 2 und die dort vorgesehene Fluoridbeschichtung 4 gerichtet. Durch die Bestrahlung der Fluoridbeschichtung 4 mit dem Regenerationslicht der Regenerationslichtquellen 5,5'können durch das Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 1 erzeugte Beschädigungen der Fluoridschicht 4 zumindest teilweise wieder ausgeheilt werden.
Während bei dem Ausführungsbeispiel der 1 die Regenerationslichtquellen 5,5' separat außerhalb der Strahlengangs des Arbeitslichts der optischen Anordnung in der optischen Anordnung angeordnet sind, zeigen die 2 und 3 Ausführungsbeispiele für optische Elemente 20, bei denen die Regenerationslichtquellen 25 in einer Fassung 21 für das optische Element 20 integriert sind. Das optische Element 20, beispielsweise in der Form einer in den 2 und 3 dargestellten optischen Linse, ist in der optischen Fassung 21 aufgenommen und weist beispielsweise gemäß der 2 sowohl an der Eintrittsseite als an der Austrittsseite für das Arbeitslicht jeweils eine Fluoridbeschichtung auf, die von Regenerationslichtquellen 25, die in die Fassung 21 integriert sind, mit Regenerationslicht bestrahlt werden können. Bei den Regenerationslichtquellen 25 kann es sich beispielsweise um LEDs handeln, die Regenerationslicht im Wellenlängenspektrum des ultravioletten Lichts aussenden.
Während bei der Ausführungsform der 2 die Regenerationslichtquellen 25 so in der Fassung 21 angeordnet sind, dass sie bezogen auf die Durchtrittsrichtung des Arbeitslichts durch die optische Linse 20 vor bzw. hinter einer Zentrumsebene 22 des optischen Elements 20 angeordnet sind, sind die Regenerationslichtquellen 25 der Ausführungsform der 3 seitlich am Rand des optischen Elements 20 in der Zentrumsebene 22 der optischen Elements 20 angeordnet, sodass das Regenerationslicht der Regenerationslichtquellen 25 durch das optische Element 20 auf die am optische Element 20 angeordnete Fluoridbeschichtung einstrahlt. Demgegenüber trifft das Regenerationslicht der Regenerationslichtquellen 25 bei der Ausführungsform der 2 von außen auf die Fluoridbeschichtung des optischen Elements 20.
Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung mit einer Regenerationsstrahlungsanordnung. Die optische Anordnung gemäß der 4 umfasst wiederum eine Arbeitslichtquelle 101 sowie mindestens ein optisches Element 102, welches eine Fluoridbeschichtung aufweist und im Strahlengang des Arbeitslichts entlang der optischen Achse 103 der optischen Anordnung mit Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 101 bestrahlt werden kann. Die Regenerationsstrahlungsanordnung umfasst eine Regenerationslichtquelle 105, die Regenerationslicht bzw. Regenerationsstrahlung im Wellenlängenspektrum des ultravioletten Lichts erzeugt. Darüber hinaus umfasst die Regenerationsstrahlungsanordnung einen Spiegel 107, der im Strahlengang für das Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 101 angeordnet ist und zwischen mindestens zwei Positionen verstellbar bzw. um eine Drehachse 108 verdrehbar ist, sodass entweder Licht der Arbeitslichtquelle 101 oder Regenerationsstrahlung der Regenerationslichtquelle 105 auf das optische Element 102 gelenkt wird. Entsprechend fungiert der Spiegel 107 zur Selektion von Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 101 oder Regenerationsstrahlung der Regenerationslichtquelle 105, um entsprechend der Stellung des Spiegels das jeweilige Licht auf das optische Element 102 zu lenken.
In 4 ist der Spiegel 107' in einer Drehstellung gezeigt, bei der das Regenerationslicht der Regenerationslichtquelle 105 auf das optische Element 102 gelenkt wird. Entsprechend kann somit das optische Element 102 abwechselnd mit Regenerationslicht oder Arbeitslicht beaufschlagt werden, sodass in Betriebspausen, in denen kein Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 101 auf das optische Element 102 gerichtet ist, Regenerationsstrahlung zur Regeneration der Fluoridbeschichtung des optischen Elements 102 auf dieses gerichtet werden kann.
Die 5 zeigt eine Ausführungsform einer optischen Anordnung mit einer Regenerationsstrahlungsanordnung, bei welcher das optische Element 112 mit einer Fluoridbeschichtung nur teilweise mit Arbeitslicht und teilweise mit Regenerationsstrahlung beaufschlagt wird, sodass jeweils immer ein Bereich des optischen Elements 112 zur Verwendung mit Arbeitslicht und ein Bereich zur Regeneration der Fluoridbeschichtung mit Regenerationsstrahlung zur Verfügung steht. Durch einen entsprechenden Wechsel der unterschiedlich bestrahlten Bereiche des optischen Elements 112 können die jeweiligen Bereiche des optischen Elements 112 nacheinander zur Verwendung in der optischen Anordnung und zur Regeneration bereitgestellt werden.
Hierzu weist die optische Anordnung gemäß der Ausführungsform der 5 eine Arbeitslichtquelle 111 auf, die einen ersten Bereich 119 des optischen Elements 112 mit Arbeitslicht bestrahlt. Darüber hinaus weist die optische Anordnung der 5 eine Regenerationsstrahlungsanordnung mit einer Regenerationslichtquelle 115 auf, die einen zum ersten Bereich 119 des optischen Elements 112 unterschiedlichen zweiten Bereich 120 mit Regenerationslicht beaufschlagt. Während das Arbeitslicht der Arbeitslichtquelle 111 nach dem Bestrahlen des ersten Bereichs 119 des optischen Elements 112 entlang des Strahlengangs für das Arbeitslicht im optischen System 117 der optischen Anordnung verläuft, kann die Regenerationsstrahlungsanordnung so ausgebildet sein, dass das Regenerationslicht der Regenerationslichtquelle 115 außerhalb der Strahlengangs für das Arbeitslicht der optischen Anordnung verläuft bzw. aus diesem ausgeblendet ist.
Wie in der 5 dargestellt ist, ist das optische Element 112 um eine Drehachse 118 drehbar angeordnet, sodass der Teilbereich des optischen Elements 112, der zuerst den ersten Bereich 119 des optischen Elements dargestellt hat, nach einer Drehung des optischen Elements den zweiten Bereich 120 darstellt, während umgekehrt der zweite Bereich 120 nach der Drehung des optischen Elements 112 den ersten Bereich 119 des optischen Elements 112 darstellt. Auf diese Weise lässt sich immer ein Bereich des optischen Elements 112 durch Regenerationsstrahlung der Regenerationslichtquelle 115 regenerieren, während ein anderer Bereich des optischen Elements 112 gleichzeitig in der optischen Anordnung für das Arbeitslicht der optischen Anordnung bereitsteht. Nach einer bestimmten Betriebsdauer können die Bereiche durch Drehung des optischen Elements 112 gewechselt werden, sodass der vorher mit Arbeitslicht beaufschlagt Bereich 119 nunmehr regeneriert werden kann, während der vorherige Regenerationsbereich nunmehr mit Arbeitslicht bestrahlt wird.
Während bei den bisherigen Ausführungsbeispielen getrennte bzw. unterschiedliche Lichtquellen für das Arbeitslicht und das Regenerationslicht verwendet worden sind, zeigt die 6 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei welchem eine einzige Lichtquelle 121 sowohl für das Arbeitslicht als auch für das Regenerationslicht verwendet wird. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Lichtquelle 121 handeln, die Licht in einem breiten ultravioletten Wellenlängenspektrum erzeugt, sodass ein Teilbereich des Wellenlängenspektrums mit kleinen Wellenlängen als Arbeitslicht Verwendung finden kann, während ein anderer Teilbereich des Wellenlängenspektrums mit größeren Wellenlängen als Regenerationslicht für eine Fluoridbeschichtung eingesetzt werden kann.
Zur Selektion der entsprechenden Strahlung wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 6 ein Prisma 127 eingesetzt, welches um eine Drehachse 128 drehbar ist, sodass je nach Stellung des Prismas 127 Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf das entlang der optischen Achse 123 nachfolgende optische Element 122 gerichtet werden kann. Entsprechend kann durch Drehung des Prismas 127 um die Drehachse 128 entweder Arbeitslicht mit einer kurzen Wellenlänge oder Regenerationslicht mit einer größeren Wellenlänge als das Arbeitslicht ausgewählt und auf das optische Element 122 gerichtet werden. Statt eines Prismas 127 sind auch andere dispersive optische Elemente, wie beispielsweise ein Gitter, die eine spektrale Aufgliederung der Strahlung der Lichtquelle 121 ermöglichen, denkbar, sodass Licht unterschiedlicher Wellenlängen von derselben Lichtquelle 121 auf das optische Element 122 mit der Fluoridbeschichtung gelenkt werden kann.
Die 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung in Form eines Maskeninspektionssystems, mit dem eine Maske für die Mikrolithographie durch geeignete Abbildung der Maske auf Fehlerfreiheit inspiziert werden kann. Die optische Anordnung umfasst wiederum eine einzige Lichtquelle 131, die sowohl zur Erzeugung des Arbeitslichts für das Maskeninspektionssystem an sich, also die Beleuchtung und Abbildung der zu untersuchenden Maske, als auch für die Erzeugung der Regenerationsstrahlung einer Regenerationsstrahlungsanordnung des Maskeninspektionssystems für mindestens ein optisches Element mit einer Fluoridbeschichtung eingesetzt wird.
Das Licht der Lichtquelle 131 wird zunächst durch ein nicht näher dargestelltes optisches Beleuchtungssystem 134, in welchem auch mindestens ein optisches Element 132 mit einer Fluoridbeschichtung enthalten sein kann, aufbereitet, um eine Maske 137 zu beleuchten. Um das optische Element 132 gleichzeitig mit dem Arbeitslicht des Maskeninspektionssystems mit Regenerationsstrahlung zur Regenerierung der Fluoridbeschichtung zu bestrahlen, ist ein Selektionselement 135 vorgesehen, welches im gezeigten Beispiel als Spiegel mit einer reflektierenden Beschichtung ausgebildet ist, die sowohl Arbeitslicht in einem bestimmten Wellenlängenspektrum 139 als auch Regenerationsstrahlung mit einer weiteren Wellenlängenspektrum 140 reflektiert, wie dies im zugehörigen Diagramm, bei dem die Reflektivität in Abhängigkeit von der Wellenlänge aufgetragen ist, gezeigt ist. Damit wird das optische Element 132 mit der Fluoridbeschichtung gleichzeitig mit Arbeitslicht und Regenerationslicht beaufschlagt.
Das Maskeninspektionssystem umfasst weiterhin ein optisches System 133 in Form eines Projektionssystems, mit dem die zu inspizierende Maske auf den Sensorchip einer Kamera 138 oder dergleichen abgebildet wird. Auch in diesem optischen System können ein oder mehr optische Elemente mit einer Fluoridbeschichtung enthalten sein, die somit gleichzeitig mit Arbeitslicht des Maskeninspektionssystems zur Abbildung der Maske und Regenerationsstrahlung zur Regeneration der Fluoridbeschichtung beaufschlagt werden.
Um lediglich Arbeitslicht des Maskeninspektionssystems zur Abbildung der Maske in der Kamera 138 zu verwenden, wird ein zweites Selektionselement 136 in Form eines Spiegels eingesetzt, welcher eine Beschichtung umfasst, die lediglich Licht im Wellenlängenspektrum 139 des Arbeitslichts reflektiert, wie dies in 7 in dem zugehörigen Diagramm der Reflektivität in Abhängigkeit von der Wellenlänge gezeigt ist, sodass nur Arbeitslicht zur Bildgebung in der Kamera 138 beiträgt.
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: Arbeitslichtquelle
2: optisches Element
3: optische Achse des Strahlengangs des Arbeitslichts
4: Fluoridbeschichtung
5, 5': Regenerationslichtquelle
6, 6': Regenerationsstrahlung
20: optisches Element
21: Fassung
22: Zentrumsebene der optischen Linse
23: optische Achse des Strahlengangs des Arbeitslichts
25: Regenerationslichtquelle
101: Arbeitslichtquelle
102: optisches Element
103: optische Achse des Strahlengangs des Arbeitslichts
105: Regenerationslichtquelle
107, 107': Spiegel zur Lichtquellenselektion in verschiedenen Drehstellungen
108: Drehachse
111: Arbeitslichtquelle
112: optisches Element
115: Regenerationslichtquelle
117: optisches System für den Arbeitslichtstrahlengang
118: Drehachse
119: Bestrahlungsbereich der Arbeitslichtquelle
120: Bestrahlungsbereich der Regenerationslichtquelle
121: gemeinsame Lichtquelle für Arbeitslicht und Regenerationslicht
122: optisches Element
123: optische Achse des Strahlengangs des Arbeitslichts
127: Prisma
128: Drehachse
131: Arbeitslichtquelle
132: optisches Element
133: optisches Projektionssystem
134: optisches Beleuchtungssystem
135: Selektionsspiegel
136: Selektionsspiegel
137: Maske
138: Kamera
139: reflektierter Wellenlängenbereich
140: reflektierter Wellenlängenbereich

Claims

Verfahren zum Betrieb einer optischen Anordnung für die Mikrolithographie, welche mindestens ein optisches Element (2,20,102,112,122,132) umfasst, welches Fluorid aufweist, wobei die optische Anordnung mit einem Arbeitslicht betrieben wird, welches eine Wellenlänge kleiner oder gleich 300 nm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element, welches Fluorid aufweist, mit elektromagnetischer Regenerationsstrahlung bestrahlt wird, welche ein Ausheilen von Fehlstellen im Fluorid bewirkt und eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenspektrum mit Wellenlängen aufweist, die größer als die Wellenlänge des Arbeitslichts sind und aus dem ultravioletten Wellenlängenspektrum sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle optische Elemente (2,20,102,112,122,132), die zumindest teilweise aus Fluorid gebildet sind, mit Regenerationsstrahlung bestrahlt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2,20,102,112,122,132) zumindest eine Beschichtung (4) aus einem Fluorid, insbesondere eine Schutzschicht aus Fluorid oder eine Mehrlagenreflexionsschicht mit mindestens einer Teilschicht aus Fluorid umfasst, oder ein Substrat aus einem Fluorid umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element (2,20,102,112,122,132) mit zumindest einer Beschichtung (4) aus Fluorid innerhalb der optischen Anordnung mit Regenerationsstrahlung beaufschlagt wird, insbesondere während der Anordnung des optischen Elements im Strahlengang der optischen Anordnung für das Arbeitslicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element (2,20,102,112,122,132), welches Fluorid aufweist, ständig während des Betriebs der optischen Anordnung oder nur zeitweise während oder außerhalb des Betriebs der optischen Anordnung mit Arbeitslicht mit Regenerationsstrahlung beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element (2,20,102,112,122,132) mit zumindest einer Beschichtung (4) aus Fluorid wiederholt, insbesondere periodisch wiederholt während des Betriebs der optischen Anordnung mit Regenerationsstrahlung beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element (2,20,102,112,122,132), welches Fluorid aufweist, nur in einem Teilbereich mit Regenerationsstrahlung beaufschlagt wird, insbesondere in zeitlicher Abfolge unterschiedliche Teilbereiche des optischen Elements.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationsstrahlung Wellenlängen im Bereich von 115 nm bis 510 nm, vorzugsweise 170 nm bis 510 nm, insbesondere Wellenlängen im Bereich von 250 nm bis 300 nm, vorzugsweise 260 nm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Arbeitslicht und die Regenerationsstrahlung dieselbe oder unterschiedliche Lichtquellen (1,5,5',101,105,111,115,121,131) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Intensitätsverhältnis von Regenerationsstrahlung zu Arbeitslicht größer oder gleich 3 zu 1, insbesondere 6 zu 1 beträgt.
Optische Anordnung für die Mikrolithographie, insbesondere Masken - oder Waferinspektionssystem oder Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere für die Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einem optischen Element (2,20,102,112,122,132), welches Fluorid aufweist, und mindestens einer Arbeitslichtquelle (1,101,111,121,131), die Arbeitslicht mit einer Wellenlänge kleiner oder gleich 300 nm bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung eine Regenerationsstrahlungsanordnung aufweist, die elektromagnetische Regenerationsstrahlung bereitstellt, die eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenspektrum mit Wellenlängen aufweist, die größer als die Wellenlänge des Arbeitslichts der optischen Anordnung sind und aus dem ultravioletten Wellenlängenspektrum sind, wobei die Regenerationsstrahlungsanordnung so ausgebildet ist, dass die Regenerationsstrahlung auf das mindestens eine optische Element (2,20,102,112,122,132), welches Fluorid aufweist, gelenkt werden kann, wodurch ein Ausheilen von Fehlstellen im Fluorid bewirkt werden kann.
Optische Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationsstrahlungsanordnung eine oder mehrere Regenerationslichtquellen (5,5',105,115) für die Regenerationsstrahlung umfasst, die zusätzlich zur Arbeitslichtquelle für das Arbeitslicht in der optischen Anordnung angeordnet sind, oder dass die Regenerationsstrahlungsanordnung mindestens ein Filterelement (127,135) aufweist, mit welchem elektromagnetische Regenerationsstrahlung aus dem Arbeitslicht von der Arbeitslichtquelle (121,131) herausgefiltert werden kann, insbesondere eine Reflexionsbeschichtung oder ein optisches Gitter oder ein Prisma.
Optische Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationsstrahlungsanordnung mindestens ein Schaltelement (107) zum Ein - oder Umschalten der Regenerationsstrahlung zur Bestrahlung des mindestens einen optischen Elements (2,20,102,112,122,132), welches Fluorid aufweist, insbesondere ein Spiegelelement, umfasst.
Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element (2,20,102,112,122,132), welches Fluorid aufweist, beweglich, insbesondere drehbar, in der optischen Anordnung angeordnet ist, um in einen Bereich mit Regenerationsstrahlung hinein und / oder heraus bewegbar zu sein.
Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Regenerationslichtquellen (5,5') in einer Fassung (21) des mindestens einen optischen Elements (20), welches Fluorid aufweist, angeordnet sind.