WO2017178296A1 - Projection exposure system having a sensor unit for detecting particles - Google Patents

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WO2017178296A1
WO2017178296A1 PCT/EP2017/058092 EP2017058092W WO2017178296A1 WO 2017178296 A1 WO2017178296 A1 WO 2017178296A1 EP 2017058092 W EP2017058092 W EP 2017058092W WO 2017178296 A1 WO2017178296 A1 WO 2017178296A1
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projection exposure
exposure apparatus
sensor unit
particles
electrical
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PCT/EP2017/058092
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Arnoldus Jan Storm
Dirk Heinrich Ehm
Stefan-Wolfgang Schmidt
Alisia WILLEMS-PETERS
Hella LOGTENBERG
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G01N2015/0046—Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke

Definitions

  • the invention relates to a projection exposure apparatus for semiconductor lithography, in particular an EUV projection exposure apparatus, by means of which structures of phase masks, so-called reticles, on semiconductor wafers for the production of semiconductor components are mapped in a known manner.
  • a plasma using tin droplets is used in such systems.
  • This tin particles regularly get to components of the system and thereby affect their function. For example, tin deposits on the collector mirror of the light source or on optical elements of the lighting system may occur. Such deposits often lead to damage to the coatings of the components as well as to a reduction in reflectivity.
  • the risk that particles reach the reticle, resulting in image defects, but also to damage and in extreme cases, the failure of this relatively complex to be manufactured component can.
  • the object of the present invention is to provide possibilities for the rapid detection of the occurrence of contaminating particles in a projection exposure apparatus for semiconductor lithography.
  • a projection exposure apparatus for semiconductor lithography, for example an EUV projection exposure apparatus, comprises a device for detecting particles in the system.
  • the device contains a sensor unit for receiving particles and an evaluation unit for detecting the particles received by the sensor unit.
  • the evaluation unit is connected to the sensor unit during operation of the projection exposure apparatus and is suitable for determining the arrival or presence of particles from an electrical state variable.
  • the evaluation unit is connected to the sensor unit during the operation of the projection exposure apparatus, monitoring of the particle volume is achieved in real time, which up to now was not possible according to the prior art.
  • the system can be switched off to protect against unacceptable damage to components.
  • the real-time monitoring referred to allows conclusions to be drawn from the coincidence of system events with increased particle volume on upcoming problems. If, for example, the actuation of a mechanical actuator correlates with an increased emission of particles, it may be concluded that an associated mechanical bearing has increased friction coefficients and abrasion occurs. The bearing in question can then be replaced before it reaches a critical state, that is, fails or represents a danger to the function of the adjacent optical components by further enhancing the particle emission.
  • the sensor unit shows a receiving area on which particles can accumulate.
  • This receiving area can be positioned in particular in the facility where the increased emergence of particles is problematic, for example in the area of the reticle, the intermediate focus of the illumination system or on a frame of a mirror.
  • the receiving area does not necessarily have to be positioned at the places of interest mentioned above. It may also be sufficient for certain applications, for example, to maintain the required vacuum to arrange the Absaugmünditch of vacuum pumps in the areas of interest and detached to mount the receiving area of the Absaugmünditch in the respective suction. In this case, there may be advantages in terms of the accessibility of the sensor unit, for example for maintenance or cleaning purposes.
  • the sensor unit can be arranged, for example, in the region of a field facet mirror in an illumination system, in particular on that side of the field facet mirror which faces the incident electromagnetic radiation used for imaging in the system, the so-called useful radiation. It is advantageous if the sensor unit is indeed in the range of the EUV illumination, but not in the useful range. This area is typically referred to as overbeam area.
  • the useful range is understood to be that region on the facet mirror which is achieved by electromagnetic radiation involved in the imaging. As a rule, however, the illuminated area on the facet mirror is larger than the useful area.
  • This arrangement of the sensor unit has the advantage that the sensor unit provides realistic information about the particle loading of the field facet mirror.
  • the sensor unit can be cleaned in such an arrangement, if necessary, by means of cleaning heads already present for cleaning the Feldfacettenadors anyway. Furthermore, in this variant, if necessary, an exchange of the sensor unit by the adjacent in the housing of the lighting system ange- arranged service opening of the lighting system.
  • Advantageous distances of the sensor unit from the surface of the mirror facets of the field facet mirror are in the range of 5 to 500 mm, preferably in the range of 5 to 100 mm.
  • the sensor unit may be arranged on a field facet mirror in a lighting system.
  • free surfaces on the already present mirror support of the field facet mirror can be advantageously used for this purpose and it remains possible to use the samples, which are not addressed in real time in real time - the so-called witness samples - in the usual places for them as additional measures Particle monitoring in the system to leave.
  • This variant also shows the advantages already mentioned in the introduction of realistic particle measurement and cleaning by the cleaning heads provided for the field facet mirror.
  • the sensor unit may be on a Pupillenfacet- tens mirror or G-mirror in a lighting system.
  • the G mirror which is also commonly referred to as a grazing incidence mirror, is located geometrically in an illumination system of a projection exposure apparatus directly at the transition to the holding device for a reticle to be imaged, the so-called reticle stage. Particles on the reticle are generally extremely critical, since they are imaged on a semiconductor substrate to be exposed, the so-called wafer, 1: 1. Particle protection of the reticles is thus desired.
  • a sensor unit is placed between the G mirror and the reticle stage, it can also be used as an alarm sensor for possible contamination of the reticle.
  • the additional use of a valve between the illumination system and the reticle which closes when triggered by the sensor unit in cooperation with the evaluation when exceeding a critical number of detected particles alarm, represents a useful variant of the invention.
  • the sensor unit is arranged in an area which is achieved during operation of the projection exposure apparatus by the electromagnetic radiation used for the exposure. Also in this case is an arrangement the sensor unit in the overjet area advantageous.
  • the general advantage of the placement in the EUV beam path is that the particles from the light source almost exclusively follow the gas flow in the mini-environment, which is almost congruent with the beam path. Thus, a very high coverage can be achieved.
  • the sensor unit can be arranged on a support structure of a lighting system.
  • a support structure of a lighting system In this way, it is comparatively easy to obtain information about the particle distribution within the illumination system, in particular because particles from the light source have an angular distribution predetermined by the intermediate focus shaping when entering the mini-environment of the illumination system formed by the support structure. Taking into account the o.g. Shock processes, there is a significant probability that the particles reach the support structure.
  • the electrical state variable may in particular be an electrical resistance. Since electrical resistances of circuits are easily measurable, an easily evaluable sensor can be realized in this way.
  • the electrical state variable may be a capacitance
  • a sensor unit may, for example, have at least one current path with a discontinuous element.
  • the impact of particles on the sensor unit can then be determined in a simple manner on the basis of the then present change in the respective electrical state variable. So, for example in those cases in which a short circuit is produced by the impact of an electrically conductive particle, the particles are detected by a sharply decreasing electrical resistance in the interruption region.
  • a particularly effective detection of particles can be achieved in that the interruption region has conductor structures which mesh with one another like a comb and are electrically insulated from one another.
  • the structures forming the teeth of the combs or the spacing of the teeth may have widths in the range from 60 nm to 1000 nm, in particular from 60 nm to 100 nm.
  • widths in the range from 60 nm to 1000 nm, in particular from 60 nm to 100 nm.
  • a spatially resolved detection of particles can be achieved, in particular, by arranging a plurality of interruption areas flat on the sensor unit.
  • interruption regions are each electrically contacted individually, a simple spatially resolved measurement can take place on the surface of the sensor unit due to the unique addressing of the interruption regions on the surface of the sensor unit.
  • the interruption region may be covered by an electrically insulating layer.
  • a conductive particle such as a tin particle
  • the electrical properties of the interruption region would change at least briefly at the moment of impact. If a preferably constant bias voltage were applied to such an arrangement, then a small tunnel current would flow, the magnitude of which would also change briefly when the particle strikes. In this way, it becomes possible to measure a plurality of impinging particles with a single interruption range, without the interruption - In contrast to the case described above - consumed by the occurrence of an induced by the particle electrical short circuit.
  • a measurement of the capacitance of the capacitor formed by the last-described arrangement would allow a particle detection even when non-conductive particles hit, depending on the particle size, the dielectric constant of the particles, the electrode geometry or other parameters of the device.
  • the electrical state variable may in particular also be a signal form of an electrical signal.
  • This variant is used in particular when the sensor unit contains a so-called delay-line detector.
  • a detector usually has a closed, meandering conductor which is either applied to a substrate or realized using strained wires. A charged particle impinging on the conductor triggers an electrical pulse in the direction of both conductor ends, on the basis of which the location of the impact can be determined. Also, such a detector can detect a plurality of successive events. Uncharged particles can be detected by applying an electrical pulse to the conductor in conjunction with a transit time measurement.
  • a detailed description of an exemplary delay line detector which is also known by its inventor under the name "Schmidt Böcking detector" can be found in the European patent application EP 1 124 129 A2, the contents of which are hereby incorporated in full.
  • the sensor unit can be designed to be movable.
  • a movable sensor unit can be used in particular during exposure pauses for the measurement of particle concentrations in the beam path of the system.
  • the sensor unit can be swung out of the beam path.
  • a cyclic cleaning especially of the sensor unit without the need for a removal or change can be achieved in that the sensor unit is provided with a voltage source through which a current can be generated, wel rather due to the heat generated by it leads to the detachment of deposited on the sensor unit particles. In many cases, it can also be enough
  • melting temperature of tin which is at about 231 ° C, so that a tin particles liquefied and thus easier to remove. It is also conceivable to produce temperatures that lead to the vaporization of a tin particle.
  • an effective cleaning of a sensor unit can also be achieved in that it is arranged in an area which is reached by an already existing in the system cleaning head. This may be the case, in particular, when a sensor unit is mounted in the overflow area already mentioned above.
  • At least one valve for at least partially closing off a partial volume of the projection exposure apparatus can be present in relation to a further component of the projection exposure apparatus, wherein the valve can be activated by means of the evaluation unit.
  • the valve can be activated by means of the evaluation unit.
  • a targeted foreclosure of the other component of the system can be triggered with increased particle volumes.
  • the further component may in particular be a light source, a reticle holder or a wafer holder.
  • Figure 1 is a schematic representation of an EUV projection exposure apparatus with various embodiments of the invention
  • FIG. 2 shows a variant of the invention
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a sensor unit according to the invention
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a sensor unit according to the invention.
  • Figure 5 shows a third embodiment of a sensor unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows an example of the basic structure of an EUV projection exposure apparatus 100 for microlithography, in which the invention can be applied.
  • An illumination system 102 of the projection exposure apparatus 100 arranged in a schematically indicated support structure 101 has, in addition to a light source 103, an illumination optics 104 for illuminating an object field 105 in an object plane 106. Illuminated is a reticle 107, which is arranged in the object plane 106 and is held by a schematically illustrated reticle holder 108.
  • a structure on the reticle 107 is shown on a photosensitive layer of a wafer 1 12 arranged in the image plane 11 1 in the region of the image field 110, which wafer is held by a wafer holder 1 13, which is likewise shown as a detail.
  • the light source 103 can emit useful radiation 1 14, in particular in the range between 5 nm and 30 nm.
  • a useful radiation 1 14 generated by the light source 103 is aligned by means of a collector integrated in the light source 103 in such a way that it passes through an intermediate focus in the region of an intermediate focus plane 15 before striking a field facet mirror 16.
  • the useful radiation 1 14 is reflected by a pupil facet mirror 1 17.
  • field facets of the field facet mirror 1 16 are imaged into the object field 105.
  • the two are each by means of a holder 1, 1 'at the Support structure 101 arranged sensor units 2.
  • the first sensor unit 2 is arranged in a region which is not reached during operation of the projection exposure apparatus 100 of the electromagnetic radiation used for exposure.
  • the sensor unit 2 is designed to be movable.
  • the sensor unit 2 is moved into areas which will pass through the useful radiation during the operation of the projection exposure apparatus 100. This can be done in particular during exposure pauses, preferably when the light source is activated.
  • the sensor unit 2 can be removed from the region of the useful radiation.
  • the second sensor unit 2 is located in the region of the field facet mirror 16 and is furthermore located in the light path of the useful radiation of the projection exposure apparatus 100, although preferably as already mentioned in the overexposed area.
  • the particle load of the field facet mirror 1 16 can be reliably determined in real time by means of the evaluation unit 3 connected via the signal line 4 to the sensor unit 2 and if a critical particle load occurs, emergency measures, such as switching off the light source 103, can be initiated.
  • valves 200, 201, 204 or 206 which are likewise recognizable in the FIGURE, which are connected to the evaluation unit 3 via the control lines 202, 203, 205 or 207, can be closed in order to open the interior of the illumination system 102 or to protect the reticle 107 from contamination.
  • This positioning of the sensor unit 2 is advantageous in particular because the particles enter the illumination system at the designated point in the event of increased particle ejection of the light source 103 In this way, an early detection of particles can be ensured and also a closing of the valve 200 in particular can be initiated.
  • the other two sensor units 2 the on the pupil facet mirror 1 17 and the G-mirror 121 are arranged. In contrast to the sensor unit 2 arranged in the region of the field facet mirror 16, however, these two sensor units 2 are arranged outside the range reached by the useful radiation. In particular, in the case in which the sensor unit 2 arranged on the G mirror 121 detects an increased particle volume, closing of, for example, the valve 201 can be initiated.
  • FIG. 2 shows a variant of the invention in which sensor units 2 are arranged on free areas between field facet blocks 5 on a base body 6 of a field facet mirror 16.2.
  • the signal connections to an evaluation unit likewise not shown in FIG. 2 are omitted in the illustration shown.
  • this variant offers the possibility of a particularly space-saving arrangement of the sensor units 2.
  • FIGS. 1-10 exemplary embodiments of the sensor unit 2 are shown in FIGS.
  • FIG. 3 shows by way of example a possible embodiment of a sensor unit 2.3 according to the invention.
  • the sensor unit 2.3 shows a current path with an interruption region, which has comb-like, intermeshing conductor structures 7 which are arranged on an insulating substrate 8 and are electrically insulated from one another. Connected to the conductor structures 7 is formed as an ohmmeter evaluation unit 3.3, by which an electrical short circuit can be detected. Such a short circuit is created, for example, by the tin particles 9 also indicated in the figure.
  • Figure 4 shows a variant in which said interruption areas are arranged flat on a sensor unit 2.4.
  • the respective contact can be done individually or in parallel. In the case of a single contact, a spatially resolved measurement is possible. If the structures shown in FIGS. 3 and 4 are provided with an insulating cover layer, impinging particles generally do not cause any change in the resistance of the interruption region, but the electrical properties of the capacitor thus created can also be used to determine the particle volume at the location of the sensor unit be made.
  • FIG. 5 schematically shows an embodiment of the invention in which a delay line detector 10 is realized by means of a sensor unit 2.5.
  • a closed, meander-shaped conductor 11 is connected to a schematically indicated evaluation unit 3.5, by means of which the duration of an electrical pulse in the closed conductor 11 can be determined.
  • the evaluation unit 3.5 may be passive or active.
  • a passive evaluation unit registers electrical pulses resulting from the impact of a charged particle 9 indicated in the figure.
  • An active evaluation unit itself generates electrical pulses and determines from the signal response of the system, that is to say in particular from the transit time of the pulses in the conductor 11 or the occurrence of reflections or the like. the presence or possibly the location of particles 9 on the conductor 1 1.
  • an active evaluation unit in particular, uncharged particles can also be detected.

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Abstract

The invention relates to a projection exposure system (100) for semiconductor lithography, comprising a device for detecting particles in the system. The device comprises a sensor unit (2) for capturing particles and an evaluation unit (3) for detecting the particles captured by the sensor unit (2). The evaluation unit (3) is connected to the sensor unit (2) during operation of the projection exposure system (100) and is intended to determine the arrival or presence of particles from an electric state parameter.

Description

Projektionsbelichtunqsanlaqe mit Sensoreinheit zur Partikeldetektion  Projection exposure machine with sensor unit for particle detection
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 206 210.7 in Anspruch, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird. The present application claims the benefit of German Patent Application DE 10 2016 206 210.7, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.
Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, mittels welcher in bekannter Weise Strukturen von Phasenmasken, sogenannten Retikeln, auf Halbleiterwafer zur Fertigung von Halbleiterbauelementen abgebildet werden. Zur Beleuchtung des Reti- kels wird in derartigen Anlagen ein Plasma unter Verwendung von Zinntröpfchen benützt. Dabei gelangen regelmäßig Zinnpartikel auf Komponenten der Anlage und beeinträchtigen dadurch deren Funktion. So kann es beispielsweise zu Zinnablagerun- gen auf dem Kollektorspiegel der Lichtquelle oder auch auf optischen Elementen des Beleuchtungssystems kommen. Derartige Ablagerungen führen oftmals zu Schädigungen der Beschichtungen der Komponenten wie auch zu einer Verringerung der Reflektivität. Ebenso besteht vor allem bei Systemen, bei welchen kein Pellikel, also keine folienartige Partikelsperre, verwendet wird, die Gefahr, dass Partikel auf das Retikel gelangen, was zu Bildfehlern, aber auch zur Schädigung und im Extremfall zum Ausfall dieser vergleichsweise aufwendig zu fertigenden Komponente führen kann. The invention relates to a projection exposure apparatus for semiconductor lithography, in particular an EUV projection exposure apparatus, by means of which structures of phase masks, so-called reticles, on semiconductor wafers for the production of semiconductor components are mapped in a known manner. To illuminate the reticle, a plasma using tin droplets is used in such systems. This tin particles regularly get to components of the system and thereby affect their function. For example, tin deposits on the collector mirror of the light source or on optical elements of the lighting system may occur. Such deposits often lead to damage to the coatings of the components as well as to a reduction in reflectivity. Likewise, especially in systems in which no pellicle, so no film-like particle barrier is used, the risk that particles reach the reticle, resulting in image defects, but also to damage and in extreme cases, the failure of this relatively complex to be manufactured component can.
Über eine Kontamination mit Zinnpartikeln hinaus besteht die Gefahr, dass insbesondere in der Umgebung mechanisch aktuierter Komponenten Partikel durch Abrieb entstehen und sich auf den optischen Komponenten in der Umgebung ablagern, was im Ergebnis praktisch in der gesamten Projektionsbelichtungsanlage zu ähnlichen Problemen wie oben beschrieben führen kann. Beyond contamination with tin particles, there is a risk that particulates will be generated by abrasion, especially in the environment of mechanically actuated components, and deposit on the optical components in the environment, which may result in similar problems as described above practically throughout the projection exposure apparatus.
Eine Detektion von Partikeln wird derzeit lediglich nachlaufend durch die Verwendung von Proben oder Testwafern vorgenommen, die in das System an geeigneter Stelle eingesetzt und nach einer bestimmten Betriebszeit zur Auswertung wieder entnommen werden. Eine schnelle Reaktion auf das vermehrte Auftreten schädigender Partikel, wie beispielsweise im Falle eines mechanischen Lagers, das zu„fressen" beginnt, ist somit nach dem Stand der Technik nicht möglich. Detection of particles is currently carried out only by trailing through the use of samples or test wafers, which are inserted into the system at a suitable location and after a certain period of operation for evaluation again be removed. A rapid response to the increased occurrence of damaging particles, such as in the case of a mechanical bearing that begins to "eat" is thus not possible in the prior art.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Möglichkeiten zur schnellen Detektion des Auftretens kontaminierender Partikel in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie zu schaffen. The object of the present invention is to provide possibilities for the rapid detection of the occurrence of contaminating particles in a projection exposure apparatus for semiconductor lithography.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 . Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung. Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, beispielsweise eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, umfasst eine Vorrichtung zur Detektion von in der Anlage befindlichen Partikeln. Dabei enthält die Vorrichtung eine Sensoreinheit zur Aufnahme von Partikeln und eine Auswerteeinheit zur Detektion der von der Sensoreinheit aufgenommenen Partikel. Die Auswerteeinheit ist während des Betriebes der Projektionsbelichtungsanlage mit der Sensoreinheit verbunden und geeignet, aus einer elektrischen Zustandsgröße das Eintreffen oder Vorhandensein von Partikeln zu bestimmen. This object is achieved by a device having the features of independent claim 1. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention. A projection exposure apparatus according to the invention for semiconductor lithography, for example an EUV projection exposure apparatus, comprises a device for detecting particles in the system. The device contains a sensor unit for receiving particles and an evaluation unit for detecting the particles received by the sensor unit. The evaluation unit is connected to the sensor unit during operation of the projection exposure apparatus and is suitable for determining the arrival or presence of particles from an electrical state variable.
Dadurch, dass die Auswerteeinheit während des Betriebes der Projektionsbelich- tungsanlage mit der Sensoreinheit verbunden ist, wird eine Überwachung des Partikelaufkommens in Echtzeit erreicht, was bislang nach dem Stand der Technik nicht möglich war. So kann insbesondere in Fällen, in welchen das Partikelaufkommen eine vorab bestimmte kritische Schwelle überschreitet, die Anlage zum Schutz vor einer nicht mehr akzeptablen Schädigung von Komponenten abgeschaltet werden. Darüber hinaus erlaubt es das angesprochene Echtzeit-Monitoring, aus dem Zusammenfallen von Systemereignissen mit erhöhtem Partikelaufkommen auf bevorstehende Probleme zurückzuschließen. Wenn beispielsweise die Betätigung eines mechanischen Aktuators mit einer erhöhten Emission von Partikeln korreliert, kann daraus unter Umständen geschlossen werden, dass ein zugehöriges mechanisches Lager erhöhte Reibwerte aufweist und Abrieb entsteht. Das betreffende Lager kann dann ausgetauscht werden, bevor es einen kritischen Zustand erreicht, also ausfällt oder durch eine weitere Verstärkung der Partikelemission eine Gefahr für die Funktion der benachbarten optischen Komponenten darstellt. Due to the fact that the evaluation unit is connected to the sensor unit during the operation of the projection exposure apparatus, monitoring of the particle volume is achieved in real time, which up to now was not possible according to the prior art. Thus, in particular in cases in which the particle volume exceeds a predetermined critical threshold, the system can be switched off to protect against unacceptable damage to components. In addition, the real-time monitoring referred to allows conclusions to be drawn from the coincidence of system events with increased particle volume on upcoming problems. If, for example, the actuation of a mechanical actuator correlates with an increased emission of particles, it may be concluded that an associated mechanical bearing has increased friction coefficients and abrasion occurs. The bearing in question can then be replaced before it reaches a critical state, that is, fails or represents a danger to the function of the adjacent optical components by further enhancing the particle emission.
Die Sensoreinheit zeigt einen Aufnahmebereich, auf welchem sich Partikel anlagern können. Dieser Aufnahmebereich kann insbesondere dort in der Anlage positioniert sein, wo das vermehrte Aufkommen von Partikeln problematisch ist, also beispielsweise im Bereich des Retikels, des Zwischenfokus des Beleuchtungssystems oder auf einem Rahmen eines Spiegels. Allerdings muss der Aufnahmebereich nicht zwingend an den interessierenden, oben genannten Orten positioniert sein. Es kann für bestimmte Anwendungen auch genügen, beispielsweise zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Vakuums die Absaugmündungen von Vakuumpumpen in den interessierenden Bereichen anzuordnen und den Aufnahmebereich abgesetzt von den Absaugmündungen in der jeweiligen Absaugleitung anzubringen. In diesem Fall können sich Vorteile im Hinblick auf die Zugänglichkeit der Sensoreinheit, beispielsweise zu Wartungs- oder Reinigungszwecken, ergeben. The sensor unit shows a receiving area on which particles can accumulate. This receiving area can be positioned in particular in the facility where the increased emergence of particles is problematic, for example in the area of the reticle, the intermediate focus of the illumination system or on a frame of a mirror. However, the receiving area does not necessarily have to be positioned at the places of interest mentioned above. It may also be sufficient for certain applications, for example, to maintain the required vacuum to arrange the Absaugmündungen of vacuum pumps in the areas of interest and detached to mount the receiving area of the Absaugmündungen in the respective suction. In this case, there may be advantages in terms of the accessibility of the sensor unit, for example for maintenance or cleaning purposes.
Die Sensoreinheit kann beispielsweise im Bereich eines Feldfacettenspiegels in einem Beleuchtungssystem angeordnet sein, insbesondere auf derjenigen Seite des Feldfacettenspiegels, welcher der zur Abbildung in der Anlage verwendeten einfal- lenden elektromagnetischen Strahlung, der sogenannten Nutzstrahlung, zugewandt ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinheit zwar im Bereich der EUV Ausleuchtung, aber nicht im Nutzbereich liegt. Dieser Bereich wird typischerweise als Überstrahlbereich bezeichnet. Unter dem Nutzbereich wird derjenige Bereich auf dem Facettenspiegel verstanden, welcher von an der Abbildung beteiligter elektro- magnetischer Strahlung erreicht wird. In der Regel ist jedoch der ausgeleuchtete Bereich auf dem Facettenspiegel größer als der Nutzbereich. Diese Anordnung der Sensoreinheit zeigt den Vorteil, dass die Sensoreinheit realistische Information zur Partikelbelastung des Feldfacettenspiegels liefert. Darüber hinaus kann die Sensoreinheit bei einer derartigen Anordnung im Bedarfsfall mittels der zur Reinigung des Feldfacettenspiegels ohnehin vorhandenen Reinigungsköpfe mitgereinigt werden. Ferner kann in dieser Variante auch - falls erforderlich - ein Austausch der Sensoreinheit durch die benachbart im Gehäuse des Beleuchtungssystems ange- ordnete Serviceöffnung des Beleuchtungssystems vorgenommen werden. Vorteilhafte Abstände der Sensoreinheit von der Oberfläche der Spiegelfacetten des Feldfacettenspiegels liegen im Bereich von 5 - 500 mm, bevorzugt im Bereich von 5 - 100 mm. The sensor unit can be arranged, for example, in the region of a field facet mirror in an illumination system, in particular on that side of the field facet mirror which faces the incident electromagnetic radiation used for imaging in the system, the so-called useful radiation. It is advantageous if the sensor unit is indeed in the range of the EUV illumination, but not in the useful range. This area is typically referred to as overbeam area. The useful range is understood to be that region on the facet mirror which is achieved by electromagnetic radiation involved in the imaging. As a rule, however, the illuminated area on the facet mirror is larger than the useful area. This arrangement of the sensor unit has the advantage that the sensor unit provides realistic information about the particle loading of the field facet mirror. In addition, the sensor unit can be cleaned in such an arrangement, if necessary, by means of cleaning heads already present for cleaning the Feldfacettenspiegels anyway. Furthermore, in this variant, if necessary, an exchange of the sensor unit by the adjacent in the housing of the lighting system ange- arranged service opening of the lighting system. Advantageous distances of the sensor unit from the surface of the mirror facets of the field facet mirror are in the range of 5 to 500 mm, preferably in the range of 5 to 100 mm.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit auf einem Feldfacettenspiegel in einem Beleuchtungssystem angeordnet sein. Hierzu können insbesondere freie Flächen auf dem ohnehin vorhandenen Spiegelträger des Feldfacettenspiegels vorteilhaft verwendet werden und es verbleibt die Möglichkeit, die weiter vorne bereits an- gesprochenen nicht in Echtzeit auslesbaren Proben - die sogenannten Witness- Proben - an den für sie üblichen Stellen als zusätzliche Maßnahmen zur Partikelüberwachung im System zu belassen. Auch diese Variante zeigt die vorne bereits erwähnten Vorteile der realistischen Partikelmessung sowie der Reinigung durch die für den Feldfacettenspiegel vorgesehenen Reinigungsköpfe. Alternatively or additionally, the sensor unit may be arranged on a field facet mirror in a lighting system. In particular, free surfaces on the already present mirror support of the field facet mirror can be advantageously used for this purpose and it remains possible to use the samples, which are not addressed in real time in real time - the so-called witness samples - in the usual places for them as additional measures Particle monitoring in the system to leave. This variant also shows the advantages already mentioned in the introduction of realistic particle measurement and cleaning by the cleaning heads provided for the field facet mirror.
Eine weitere Anordnungsmöglichkeit der Sensoreinheit kann auf einem Pupillenfacet- tenspiegel oder G-Spiegel in einem Beleuchtungssystem sein. Der üblicherweise auch als Grazing-Incidence-Spiegel bezeichnete G-Spiegel befindet sich geometrisch in einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage direkt am Über- gang zur Haltevorrichtung für eine abzubildende Phasenmaske (Reticle), der sogenannten Reticle Stage. Partikel auf dem Reticle sind in der Regel äußerst kritisch, da sie sich auf einem zu belichtenden Halbleitersubstrat, dem sogenannten Wafer, 1 :1 abbilden. Ein Partikelschutz des Reticles ist somit gewünscht. Platziert man eine Sensoreinheit zwischen G-Spiegel und Reticle Stage, so ist diese auch als Alarm- sensor für eine mögliche Kontamination des Reticles verwendbar. Die zusätzliche Verwendung eines Ventils zwischen dem Beleuchtungssystem und dem Reticle, welches sich bei einem von der Sensoreinheit in Zusammenwirken mit der Auswerteeinheit bei Überschreiten einer kritischen Anzahl detektierter Partikel ausgelösten Alarm schließt, stellt eine sinnvolle Variante der Erfindung dar. Another possible arrangement of the sensor unit may be on a Pupillenfacet- tens mirror or G-mirror in a lighting system. The G mirror, which is also commonly referred to as a grazing incidence mirror, is located geometrically in an illumination system of a projection exposure apparatus directly at the transition to the holding device for a reticle to be imaged, the so-called reticle stage. Particles on the reticle are generally extremely critical, since they are imaged on a semiconductor substrate to be exposed, the so-called wafer, 1: 1. Particle protection of the reticles is thus desired. If a sensor unit is placed between the G mirror and the reticle stage, it can also be used as an alarm sensor for possible contamination of the reticle. The additional use of a valve between the illumination system and the reticle, which closes when triggered by the sensor unit in cooperation with the evaluation when exceeding a critical number of detected particles alarm, represents a useful variant of the invention.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Sensoreinheit in einem Bereich angeordnet ist, der im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage von der zur Belichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung erreicht wird. Auch in diesem Fall ist eine Anordnung der Sensoreinheit im Überstrahlbereich vorteilhaft. Der generelle Vorteil der Platzierung im EUV Strahlengang ist dabei, dass die Partikel aus der Lichtquelle fast ausschließlich dem Gasfluss in dem Mini-Environment folgen, welcher nahezu deckungsgleich mit dem Strahlengang ist. Somit lässt sich eine sehr hohe Abdeckung erreichen. It is also advantageous if the sensor unit is arranged in an area which is achieved during operation of the projection exposure apparatus by the electromagnetic radiation used for the exposure. Also in this case is an arrangement the sensor unit in the overjet area advantageous. The general advantage of the placement in the EUV beam path is that the particles from the light source almost exclusively follow the gas flow in the mini-environment, which is almost congruent with the beam path. Thus, a very high coverage can be achieved.
Zwar folgen die meisten Partikel dem Strahlengang, jedoch ist das nicht für alle der Fall. Manche Partikel erleiden Stoßprozesse, die zu abweichenden Partikeltrajektori- en führen. Aus diesem Grund ist auch eine Anordnung der Sensoreinheit in einem Bereich, der im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage von der zur Belichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung nicht erreicht wird, sinnvoll. Although most of the particles follow the beam path, this is not the case for everyone. Some particles suffer collision processes that lead to deviating particle trajectories. For this reason, an arrangement of the sensor unit in a range that is not reached during operation of the projection exposure of the electromagnetic radiation used for exposure, makes sense.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Sensoreinheit an einer Tragstruktur eines Beleuchtungssystems angeordnet sein. Auf diese Weise lassen sich vergleichsweise einfach Informationen über die Partikelverteilung innerhalb des Beleuchtungssystems gewinnen, insbesondere deswegen, weil Partikel aus der Lichtquelle beim Eintritt in das durch die Tragstruktur gebildete Mini-Environment des Beleuchtungssystems eine durch die Intermediate-Focus-Formung vorgegebene Winkelverteilung aufweisen. Unter Berücksichtigung der o.g. Stoßprozesse besteht eine erhebliche Wahrscheinlichkeit, dass die Partikel die Tragstruktur erreichen. In an advantageous embodiment of the invention, the sensor unit can be arranged on a support structure of a lighting system. In this way, it is comparatively easy to obtain information about the particle distribution within the illumination system, in particular because particles from the light source have an angular distribution predetermined by the intermediate focus shaping when entering the mini-environment of the illumination system formed by the support structure. Taking into account the o.g. Shock processes, there is a significant probability that the particles reach the support structure.
Bei der elektrischen Zustandsgröße kann es sich insbesondere um einen elektrischen Widerstand handeln. Da elektrische Widerstände von Stromkreisen gut messbar sind, lässt sich auf diese Weise ein einfach auswertbarer Sensor realisieren. The electrical state variable may in particular be an electrical resistance. Since electrical resistances of circuits are easily measurable, an easily evaluable sensor can be realized in this way.
Alternativ kann es sich bei der elektrischen Zustandsgröße um eine Kapazität handeln. Alternatively, the electrical state variable may be a capacitance.
Eine Sensoreinheit kann beispielsweise mindestens einen Strompfad mit einem Un- terbrechungselement aufweisen. In demjenigen Fall, in welchem sich ein Partikel in dem Unterbrechungsbereich niederschlägt, kann dann auf einfache Weise anhand der dann vorliegenden Änderung der jeweiligen elektrischen Zustandsgröße das Auftreffen von Partikeln auf der Sensoreinheit bestimmt werden. So kann beispielsweise in denjenigen Fällen, in welchen durch das Auftreffen eines elektrisch leitfähigen Partikels ein Kurzschluss hergestellt wird, der Partikel durch einen stark abfallenden elektrischen Widerstand in dem Unterbrechungsbereich detektiert werden. Eine besonders effektive Detektion von Partikeln kann dadurch erreicht werden, dass der Unterbrechungsbereich Leiterstrukturen aufweist, welche kammartig ineinander greifen und gegeneinander elektrisch isoliert sind. Dabei können die die Zähne der Kämme bildenden Strukturen beziehungsweise die Abstände der Zähne Breiten im Bereich von 60 nm - 1000 nm, insbesondere von 60 nm - 100 nm aufweisen. Durch eine entsprechende Dimensionierung der Kämme kann eine gewisse Selektivität im Hinblick auf die detektierbare Partikelgröße erreicht werden. A sensor unit may, for example, have at least one current path with a discontinuous element. In the case in which a particle precipitates in the interruption region, the impact of particles on the sensor unit can then be determined in a simple manner on the basis of the then present change in the respective electrical state variable. So, for example in those cases in which a short circuit is produced by the impact of an electrically conductive particle, the particles are detected by a sharply decreasing electrical resistance in the interruption region. A particularly effective detection of particles can be achieved in that the interruption region has conductor structures which mesh with one another like a comb and are electrically insulated from one another. In this case, the structures forming the teeth of the combs or the spacing of the teeth may have widths in the range from 60 nm to 1000 nm, in particular from 60 nm to 100 nm. By appropriate dimensioning of the combs, a certain selectivity with regard to the detectable particle size can be achieved.
Eine ortsaufgelöste Detektion von Partikeln kann insbesondere dadurch erreicht werden, indem eine Mehrzahl von Unterbrechungsbereichen flächig auf der Sensorein- heit angeordnet sind. A spatially resolved detection of particles can be achieved, in particular, by arranging a plurality of interruption areas flat on the sensor unit.
Dadurch, dass die Unterbrechungsbereiche jeweils einzeln elektrisch kontaktiert sind, kann durch die damit gegebene eindeutige Adressierung der Unterbrechungsbereiche auf der Oberfläche der Sensoreinheit eine einfache ortsaufgelöste Messung er- folgen. By virtue of the fact that the interruption regions are each electrically contacted individually, a simple spatially resolved measurement can take place on the surface of the sensor unit due to the unique addressing of the interruption regions on the surface of the sensor unit.
Ebenfalls denkbar ist eine parallel elektrische Kontaktierung der Unterbrechungsbereiche. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Unterbrechungsbereich von einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt sein. In diesem Fall würde beim Auftreffen eines leitenden Partikels, wie beispielsweise eines Zinnpartikels, zwar kein Kurzschluss in dem Unterbrechungsbereich erzeugt, jedoch würden sich im Moment des Auftreffens dennoch die elektrischen Eigenschaften des Unterbrechungsberei- ches zumindest kurzzeitig ändern. Würde an einer derartigen Anordnung eine vorzugsweise konstante Bias-Spannung angelegt, so würde ein geringer Tunnelstrom fließen, dessen Stärke sich beim Auftreffen des Partikels ebenfalls kurzzeitig ändern würde. Auf diese Weise wird es möglich, mit einem einzelnen Unterbrechungsbereich eine Mehrzahl von auftreffenden Partikeln zu messen, ohne dass sich der Unterbre- chungsbereich - anders als im vorne beschriebenen Fall - durch das Auftreten eines durch den Partikel ausgelösten elektrischen Kurzschlusses verbraucht. Eine Messung der Kapazität des durch die zuletzt beschriebene Anordnung gebildeten Kondensators ließe auch beim Auftreffen nicht leitfähiger Partikel, abhängig von der Par- tikelgröße, der Dielektrizitätskonstante der Partikel, der Elektrodengeometrie oder anderer Parameter der Vorrichtung, eine Partikeldetektion zu. Also conceivable is a parallel electrical contacting of the interruption areas. In a further embodiment of the invention, the interruption region may be covered by an electrically insulating layer. In this case, when a conductive particle, such as a tin particle, does not generate a short circuit in the interruption region, however, the electrical properties of the interruption region would change at least briefly at the moment of impact. If a preferably constant bias voltage were applied to such an arrangement, then a small tunnel current would flow, the magnitude of which would also change briefly when the particle strikes. In this way, it becomes possible to measure a plurality of impinging particles with a single interruption range, without the interruption - In contrast to the case described above - consumed by the occurrence of an induced by the particle electrical short circuit. A measurement of the capacitance of the capacitor formed by the last-described arrangement would allow a particle detection even when non-conductive particles hit, depending on the particle size, the dielectric constant of the particles, the electrode geometry or other parameters of the device.
Bei der elektrischen Zustandsgröße kann es sich insbesondere auch um eine Signalform eines elektrischen Signals handeln. Diese Variante findet insbesondere dann Anwendung, wenn die Sensoreinheit einen sogenannten Delay-Line-Detektor enthält. Ein derartiger Detektor weist üblicherweise einen geschlossenen, gewundenen bzw. mäandrierenden Leiter auf, der entweder auf einem Substrat aufgebracht ist oder unter Verwendung verspannter Drähte realisiert wird. Ein auf den Leiter auftreffender geladener Partikel löst einen elektrischen Puls in Richtung beider Leiterenden aus, anhand dessen Laufzeit der Ort des Auftreffens bestimmt werden kann. Auch ein derartiger Detektor kann eine Mehrzahl von nacheinander auftretenden Ereignissen detektieren. Ungeladene Partikel können durch die Applikation eines elektrischen Pulses in den Leiter in Verbindung mit einer Laufzeitmessung detektiert werden. Eine detaillierte Darstellung eines exemplarischen Delay-Line-Detektors, der auch nach seinem Erfinder unter der Bezeichnung„Schmidt-Böcking-Detektor" bekannt ist, findet sich in der Europäischen Patentanmeldung EP 1 124 129 A2, deren Inhalt hiermit vollumfänglich mit aufgenommen wird. The electrical state variable may in particular also be a signal form of an electrical signal. This variant is used in particular when the sensor unit contains a so-called delay-line detector. Such a detector usually has a closed, meandering conductor which is either applied to a substrate or realized using strained wires. A charged particle impinging on the conductor triggers an electrical pulse in the direction of both conductor ends, on the basis of which the location of the impact can be determined. Also, such a detector can detect a plurality of successive events. Uncharged particles can be detected by applying an electrical pulse to the conductor in conjunction with a transit time measurement. A detailed description of an exemplary delay line detector, which is also known by its inventor under the name "Schmidt Böcking detector", can be found in the European patent application EP 1 124 129 A2, the contents of which are hereby incorporated in full.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Sensoreinheit bewegbar ausgebildet sein. Eine derartige bewegbare Sensoreinheit kann insbesondere in Belichtungspausen zur Messung von Partikel konzentrationen im Strahlengang der Anlage verwendet werden. Im Betrieb der Anlage kann die Sensoreinheit aus dem Strahlengang ausgeschwenkt werden. Eine zyklische Reinigung speziell der Sensoreinheit ohne das Erfordernis eines Ausbaus oder Wechsels kann dadurch erreicht werden, dass die Sensoreinheit mit einer Spannungsquelle versehen ist, durch welche ein Strom erzeugt werden kann, wel- eher aufgrund der durch ihn erzeugten Wärme zur Ablösung von auf der Sensoreinheit abgelagerten Partikeln führt. In vielen Fällen kann es auch genügen, die In an advantageous embodiment of the invention, the sensor unit can be designed to be movable. Such a movable sensor unit can be used in particular during exposure pauses for the measurement of particle concentrations in the beam path of the system. During operation of the system, the sensor unit can be swung out of the beam path. A cyclic cleaning especially of the sensor unit without the need for a removal or change can be achieved in that the sensor unit is provided with a voltage source through which a current can be generated, wel rather due to the heat generated by it leads to the detachment of deposited on the sensor unit particles. In many cases, it can also be enough
Schmelztemperatur von Zinn zu erreichen, die bei ca. 231 °C liegt, so dass sich ein Zinnpartikel verflüssigt und dadurch leichter entfernbar wird. Es ist ebenso denkbar, Temperaturen zu erzeugen, die zum Verdampfen eines Zinnpartikels führen. To reach melting temperature of tin, which is at about 231 ° C, so that a tin particles liquefied and thus easier to remove. It is also conceivable to produce temperatures that lead to the vaporization of a tin particle.
Darüber hinaus kann eine effektive Reinigung einer Sensoreinheit auch dadurch erreicht werden, dass sie in einem Bereich angeordnet ist, welcher von einem ohnehin im System bereits vorhandenen Reinigungskopf erreicht wird. Dies kann insbesonde- re dann der Fall sein, wenn eine Sensoreinheit in dem oben bereits erwähnten Überstrahlbereich angebracht ist. In addition, an effective cleaning of a sensor unit can also be achieved in that it is arranged in an area which is reached by an already existing in the system cleaning head. This may be the case, in particular, when a sensor unit is mounted in the overflow area already mentioned above.
Es ist ebenso denkbar ist es, bereits ausgebaute Sensoreinheiten nach deren Einsatz in der Art der bekannten Witness-Proben zum Kontaminationsnachweis zu ver- wenden. It is also conceivable to use sensor units which have already been developed after their use in the manner of the known witness samples for detection of contamination.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann mindestens ein Ventil zum mindestens teilweisen Abschließen eines Teilvolumens der Projektionsbelichtungs- anlage gegenüber einer weiteren Komponente der Projektionsbelichtungsanlage vorhanden sein, wobei das Ventil mittels der Auswerteeinheit ansteuerbar ist. In diesem Fall kann bei erhöhten Partikelaufkommen eine gezielte Abschottung der weiteren Komponente der Anlage ausgelöst werden. Bei der weiteren Komponente kann es sich insbesondere um eine Lichtquelle, einen Retikelhalter oder einen Waferhalter handeln. In an advantageous embodiment of the invention, at least one valve for at least partially closing off a partial volume of the projection exposure apparatus can be present in relation to a further component of the projection exposure apparatus, wherein the valve can be activated by means of the evaluation unit. In this case, a targeted foreclosure of the other component of the system can be triggered with increased particle volumes. The further component may in particular be a light source, a reticle holder or a wafer holder.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung exemplarisch erläutert. Es zeigt: The invention will be explained by way of example with reference to the drawing. It shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung; Figure 1 is a schematic representation of an EUV projection exposure apparatus with various embodiments of the invention;
Figur 2 eine Variante der Erfindung; Figur 3 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit; Figure 2 shows a variant of the invention; FIG. 3 shows a first embodiment of a sensor unit according to the invention;
Figur 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit; und FIG. 4 shows a further embodiment of a sensor unit according to the invention; and
Figur 5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit. Figure 5 shows a third embodiment of a sensor unit according to the invention.
Fig. 1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungs- anlage 100 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Ein in einer schematisch angedeuteten Tragstruktur 101 angeordnetes Beleuchtungssystem 102 der Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Lichtquelle 103 eine Beleuchtungsoptik 104 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 105 in einer Objektebene 106 auf. Beleuchtet wird ein in der Objektebene 106 angeordnetes Retikel 107, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 108 gehal- ten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 109, welche die Spiegel 122, 123, 124, 125, 126 und 127 umfasst, dient zur Abbildung des Objektfeldes 105 in ein Bildfeld 1 10 in einer Bildebene 1 1 1 . Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 107 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 1 10 in der Bildebene 1 1 1 angeordneten Wafers 1 12, der von einem ebenfalls ausschnitts- weise dargestellten Waferhalter 1 13 gehalten ist. Die Lichtquelle 103 kann Nutzstrahlung 1 14 insbesondere im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm emittieren. 1 shows an example of the basic structure of an EUV projection exposure apparatus 100 for microlithography, in which the invention can be applied. An illumination system 102 of the projection exposure apparatus 100 arranged in a schematically indicated support structure 101 has, in addition to a light source 103, an illumination optics 104 for illuminating an object field 105 in an object plane 106. Illuminated is a reticle 107, which is arranged in the object plane 106 and is held by a schematically illustrated reticle holder 108. A projection optics 109 shown only schematically, which comprises the mirrors 122, 123, 124, 125, 126 and 127, serves to image the object field 105 into an image field 1 10 in an image plane 1 1 1. A structure on the reticle 107 is shown on a photosensitive layer of a wafer 1 12 arranged in the image plane 11 1 in the region of the image field 110, which wafer is held by a wafer holder 1 13, which is likewise shown as a detail. The light source 103 can emit useful radiation 1 14, in particular in the range between 5 nm and 30 nm.
Eine von der Lichtquelle 103 erzeugte Nutzstrahlung 1 14 wird mittels eines in der Lichtquelle 103 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 1 15 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 1 16 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 1 16 wird die Nutzstrahlung 1 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 1 17 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupil- lenfacettenspiegels 1 17 und einer optischen Baugruppe 1 18 mit Spiegeln 1 19, 120 und 121 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 1 16 in das Objektfeld 105 abgebildet. A useful radiation 1 14 generated by the light source 103 is aligned by means of a collector integrated in the light source 103 in such a way that it passes through an intermediate focus in the region of an intermediate focus plane 15 before striking a field facet mirror 16. After the field facet mirror 1 16, the useful radiation 1 14 is reflected by a pupil facet mirror 1 17. With the aid of the pupil facet mirror 1 17 and an optical assembly 1 18 with mirrors 1 19, 120 and 121, field facets of the field facet mirror 1 16 are imaged into the object field 105.
Gut erkennbar in der Figur sind die beiden jeweils mittels eines Halters 1 , 1 ' an der Tragstruktur 101 angeordneten Sensoreinheiten 2. Dabei ist die erste Sensoreinheit 2 in einem Bereich angeordnet, der im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 100 von der zur Belichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung nicht erreicht wird. Durch die in der Figur nicht bezeichneten Pfeile ist angedeutet, dass die Sen- soreinheit 2 bewegbar ausgeführt ist. Durch diese Bewegbarkeit kann insbesondere auch erreicht werden, dass die Sensoreinheit 2 in Bereiche bewegt wird, welche während des Betriebes der Projektionsbelichtungsanlage 100 von der Nutzstrahlung durchtreten werden. Dies kann insbesondere während Belichtungspausen, vorzugsweise bei aktivierter Lichtquelle erfolgen. Während des Betriebes der Anlage kann die Sensoreinheit 2 aus dem Bereich der Nutzstrahlung entfernt werden. Die zweite Sensoreinheit 2 dagegen ist im Bereich des Feldfacettenspiegels 1 16 lokalisiert und befindet sich darüber hinaus im Lichtweg der Nutzstrahlung der Projektionsbelichtungsanlage 100, allerdings bevorzugt wie schon erwähnt im überstrahlten Bereich. Auf diese Weise kann die Partikelbelastung des Feldfacettenspiegels 1 16 mittels der über die Signalleitung 4 mit der Sensoreinheit 2 verbundenen Auswerteeinheit 3 zuverlässig in Echtzeit bestimmt werden und bei Auftreten einer kritischen Partikelbelastung können Notmaßnahmen, wie beispielsweise eine Abschaltung der Lichtquelle 103, eingeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch mindestens eines der ebenfalls in der Figur erkennbaren Ventile 200, 201 , 204 oder 206, welche über die Steuerleitungen 202, 203, 205 oder 207 mit der Auswerteeinheit 3 verbunden sind, geschlossen werden, um den Innenraum des Beleuchtungssystems 102 bzw. das Reticle 107 vor Kontamination zu schützen. Well recognizable in the figure, the two are each by means of a holder 1, 1 'at the Support structure 101 arranged sensor units 2. In this case, the first sensor unit 2 is arranged in a region which is not reached during operation of the projection exposure apparatus 100 of the electromagnetic radiation used for exposure. By the arrows not indicated in the figure, it is indicated that the sensor unit 2 is designed to be movable. By means of this mobility, it can also be achieved, in particular, that the sensor unit 2 is moved into areas which will pass through the useful radiation during the operation of the projection exposure apparatus 100. This can be done in particular during exposure pauses, preferably when the light source is activated. During operation of the system, the sensor unit 2 can be removed from the region of the useful radiation. In contrast, the second sensor unit 2 is located in the region of the field facet mirror 16 and is furthermore located in the light path of the useful radiation of the projection exposure apparatus 100, although preferably as already mentioned in the overexposed area. In this way, the particle load of the field facet mirror 1 16 can be reliably determined in real time by means of the evaluation unit 3 connected via the signal line 4 to the sensor unit 2 and if a critical particle load occurs, emergency measures, such as switching off the light source 103, can be initiated. Alternatively or additionally, at least one of the valves 200, 201, 204 or 206, which are likewise recognizable in the FIGURE, which are connected to the evaluation unit 3 via the control lines 202, 203, 205 or 207, can be closed in order to open the interior of the illumination system 102 or to protect the reticle 107 from contamination.
Darüber hinaus ist im Bereich der Zwischenfokusebene 1 15 eine weitere auf einem Halter 1 " angeordnete Sensoreinheit 2 angeordnet. Diese Positionierung der Sensoreinheit 2 ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil an der bezeichneten Stelle die Partikel im Falle eines erhöhten Partikelausstoßes der Lichtquelle 103 in das Beleuchtungssystem eintreten. Auf diese Weise kann eine frühzeitige Detektion von Partikeln gewährleistet werden und ebenfalls ein Schließen insbesondere des Ventils 200 veranlasst werden. In addition, a further sensor unit 2 arranged on a holder 1 "is arranged in the region of the intermediate focal plane 15. This positioning of the sensor unit 2 is advantageous in particular because the particles enter the illumination system at the designated point in the event of increased particle ejection of the light source 103 In this way, an early detection of particles can be ensured and also a closing of the valve 200 in particular can be initiated.
Ebenfalls erkennbar in der Figur sind die weiteren beiden Sensoreinheiten 2, die auf dem Pupillenfacettenspiegel 1 17 bzw. dem G-Spiegel 121 angeordnet sind. Im Unterschied zu der im Bereich des Feldfacettenspiegels 1 16 angeordneten Sensoreinheit 2 sind diese beiden Sensoreinheiten 2 jedoch außerhalb des von der Nutzstrahlung erreichten Bereiches angeordnet. Insbesondere in demjenigen Fall, in welchem die auf dem G-Spiegel 121 angeordnete Sensoreinheit 2 ein erhöhtes Partikelaufkommen detektiert, kann ein Schließen beispielsweise des Ventils 201 veranlasst werden. Also recognizable in the figure, the other two sensor units 2, the on the pupil facet mirror 1 17 and the G-mirror 121 are arranged. In contrast to the sensor unit 2 arranged in the region of the field facet mirror 16, however, these two sensor units 2 are arranged outside the range reached by the useful radiation. In particular, in the case in which the sensor unit 2 arranged on the G mirror 121 detects an increased particle volume, closing of, for example, the valve 201 can be initiated.
Figur 2 zeigt eine Variante der Erfindung, bei welcher Sensoreinheiten 2 auf freien Bereichen zwischen Feldfacettenblöcken 5 auf einem Grundkörper 6 eines Feldfacettenspiegels 1 16.2 angeordnet sind. In der gezeigten Darstellung weggelassen sind die Signalverbindungen zu einer in der Figur 2 ebenfalls nicht dargestellten Auswerteeinheit. Wie bereits vorne erwähnt bietet diese Variante die Möglichkeit einer besonders raumsparenden Anordnung der Sensoreinheiten 2. FIG. 2 shows a variant of the invention in which sensor units 2 are arranged on free areas between field facet blocks 5 on a base body 6 of a field facet mirror 16.2. The signal connections to an evaluation unit likewise not shown in FIG. 2 are omitted in the illustration shown. As already mentioned above, this variant offers the possibility of a particularly space-saving arrangement of the sensor units 2.
Im Folgenden werden in den Figuren 3 bis 5 exemplarische Ausführungsformen der Sensoreinheit 2 gezeigt. In the following, exemplary embodiments of the sensor unit 2 are shown in FIGS.
In Figur 3 ist exemplarisch eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 2.3 dargestellt. Die Sensoreinheit 2.3 zeigt einen Strompfad mit Unterbrechungsbereich, der kammartige, ineinander greifende Leiterstrukturen 7 aufweist, welche auf einem isolierenden Substrat 8 angeordnet und elektrisch gegeneinander isoliert sind. Mit den Leiterstrukturen 7 verbunden ist eine als Ohmmeter ausgebildete Auswerteeinheit 3.3, durch welche ein elektrischer Kurzschluss detektiert werden kann. Ein solcher Kurzschluss wird beispielsweise durch den in der Figur ebenfalls angedeuteten Zinnpartikel 9 geschaffen. FIG. 3 shows by way of example a possible embodiment of a sensor unit 2.3 according to the invention. The sensor unit 2.3 shows a current path with an interruption region, which has comb-like, intermeshing conductor structures 7 which are arranged on an insulating substrate 8 and are electrically insulated from one another. Connected to the conductor structures 7 is formed as an ohmmeter evaluation unit 3.3, by which an electrical short circuit can be detected. Such a short circuit is created, for example, by the tin particles 9 also indicated in the figure.
Figur 4 zeigt eine Variante, bei welcher die genannten Unterbrechungsbereiche flächig auf einer Sensoreinheit 2.4 angeordnet sind. Die jeweilige Kontaktierung kann dabei einzeln oder auch parallel erfolgen. Im Falle einer einzelnen Kontaktierung ist eine ortsaufgelöste Messung möglich. Versieht man die in Figur 3 und 4 gezeigten Strukturen mit einer isolierenden Deckschicht, so verursachen auftreffende Partikel zwar in der Regel keine Widerstandsänderung des Unterbrechungsbereiches mehr, jedoch kann aus den elektrischen Eigenschaften des so geschaffenen Kondensators ebenfalls eine Bestimmung des Par- tikelaufkommens am Ort der Sensoreinheit vorgenommen werden. Figure 4 shows a variant in which said interruption areas are arranged flat on a sensor unit 2.4. The respective contact can be done individually or in parallel. In the case of a single contact, a spatially resolved measurement is possible. If the structures shown in FIGS. 3 and 4 are provided with an insulating cover layer, impinging particles generally do not cause any change in the resistance of the interruption region, but the electrical properties of the capacitor thus created can also be used to determine the particle volume at the location of the sensor unit be made.
In Figur 5 ist schematisch eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher mittels einer Sensoreinheit 2.5 ein Delay-Line-Detektor 10 realisiert ist. Ein geschlossener, mäanderförmiger Leiter 1 1 ist dabei mit einer schematisch angedeute- ten Auswerteeinheit 3.5 verbunden, mittels welcher die Laufzeit eines elektrischen Pulses in dem geschlossenen Leiter 1 1 bestimmt werden kann. Dabei kann die Auswerteeinheit 3.5 passiv oder aktiv ausgebildet sein. Eine passive Auswerteeinheit registriert elektrische Pulse, welche von dem Auftreffen eines geladenen, in der Figur angedeuteten Partikels 9 herrühren. Eine aktive Auswerteeinheit erzeugt selbst elekt- rische Pulse und bestimmt aus der Signalantwort des Systems, also insbesondere aus der Laufzeit der Pulse in dem Leiter 1 1 oder dem Auftreten von Reflexionen o.ä. das Vorhandensein oder auch ggf. den Ort von Partikeln 9 auf dem Leiter 1 1 . Mittels einer aktiven Auswerteeinheit können insbesondere auch ungeladene Partikel detek- tiert werden. FIG. 5 schematically shows an embodiment of the invention in which a delay line detector 10 is realized by means of a sensor unit 2.5. A closed, meander-shaped conductor 11 is connected to a schematically indicated evaluation unit 3.5, by means of which the duration of an electrical pulse in the closed conductor 11 can be determined. In this case, the evaluation unit 3.5 may be passive or active. A passive evaluation unit registers electrical pulses resulting from the impact of a charged particle 9 indicated in the figure. An active evaluation unit itself generates electrical pulses and determines from the signal response of the system, that is to say in particular from the transit time of the pulses in the conductor 11 or the occurrence of reflections or the like. the presence or possibly the location of particles 9 on the conductor 1 1. By means of an active evaluation unit, in particular, uncharged particles can also be detected.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
BZ Bezeichnung BZ Bezeichnung 1 , 1 ',1 " Halter 1 18 Baugruppe 2, 2.3, 2.4, 2.5 Sensoreinheit 1 19 - 120 Spiegel 3, 3.3, 3.5 Auswerteeinheit 121 G-Spiegel  BZ Designation BZ Designation 1, 1 ', 1 "Holder 1 18 Assembly 2, 2.3, 2.4, 2.5 Sensor unit 1 19 - 120 Mirror 3, 3.3, 3.5 Evaluation unit 121 G mirror
4 Signalleitung 122 - 127 Spiegel 4 signal line 122 - 127 mirror
5 Feldfacettenblock 200, 201 ,204,206 Ventil5 field facet block 200, 201, 204, 206 valve
6 Grundkörper 202,203,205,207 Steuerleitung6 main body 202,203,205,207 control line
7 Kammartige Leiterstrukturen 7 comb-like conductor structures
8 Isolierendes Substrat  8 insulating substrate
9 Zinnpartikel  9 tin particles
10 Delay-Line_Detektor  10 delay line detector
1 1 Leiter  1 1 conductor
100 Projektionsbelichtungsanlage  100 projection exposure machine
101 Trag struktur  101 supporting structure
102 Beleuchtungssystem  102 lighting system
103 Lichtquelle  103 light source
104 Beleuchtungsoptik  104 Illumination optics
105 Objektfeldes  105 object field
106 Objektebene  106 object level
107 Retikel  107 Reticle
108 Retikelhalter  108 reticle holder
109 Projektionsoptik  109 projection optics
1 10 Bildfeld  1 10 image field
1 1 1 Bildebene  1 1 1 image plane
1 12 Wafers 1 12 wafers
3 Waferhalter  3 wafer holders
1 14 Nutzstrahlung 1 14 useful radiation
5 Zwischenfokusebene  5 intermediate focus level
1 16, 1 16.2 Feldfacettenspiegel 1 16, 1 16.2 field facet mirror
7 Pupillenfacettenspiegel  7 pupil facet mirror

Claims

Patentansprüche: claims:
1 . Projektionsbelichtungsanlage (100) für die Halbleiterlithographie, umfassend1 . A projection exposure apparatus (100) for semiconductor lithography, comprising
- eine Vorrichtung zur Detektion von in der Anlage befindlichen Partikeln mit- A device for the detection of particles in the plant with
- einer Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) zur Aufnahme von Partikeln - A sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) for receiving particles
- einer Auswerteeinheit (3, 3.3, 3.5) zur Detektion der von der Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) aufgenommenen Partikel,  an evaluation unit (3, 3.3, 3.5) for detecting the particles received by the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Auswerteeinheit (3, 3.3, 3.5) während des Betriebes der Projektionsbelichtungsanlage (100) mit der Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) verbunden und geeignet ist, aus einer elektrischen Zustandsgröße das Eintreffen oder Vorhandensein von Partikeln zu bestimmen.  the evaluation unit (3, 3.3, 3.5) is connected to the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) during operation of the projection exposure apparatus (100) and is suitable for determining the arrival or presence of particles from an electrical state variable.
2. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 1 , 2. A projection exposure apparatus (100) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
es sich um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage (100) handelt.  it is an EUV projection exposure equipment (100).
3. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 2, 3. projection exposure apparatus (100) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) im Bereich eines Feldfacettenspiegels (1 16, 1 16.2) in einem Beleuchtungssystem (102) angeordnet ist.  the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is arranged in the region of a field facet mirror (1 16, 1 16.2) in an illumination system (102).
4. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 2, 4. projection exposure apparatus (100) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) auf einem Feldfacettenspiegel (1 16, 1 16.2) in einem Beleuchtungssystem (102) angeordnet ist.  the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is arranged on a field facet mirror (1 16, 1 16.2) in an illumination system (102).
5. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 2, 5. A projection exposure apparatus (100) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) auf einem G-Spiegel (121 ) in einem Beleuchtungssystem (102) angeordnet ist. the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is arranged on a G-mirror (121) in an illumination system (102).
6. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 6. projection exposure apparatus (100) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) in einem Bereich angeordnet ist, der im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage (100) von der zur Belichtung verwende ten elektromagnetischen Strahlung erreicht wird.  the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is arranged in a region which is reached during operation of the projection exposure apparatus (100) by the electromagnetic radiation used for the exposure.
7. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 -5, 7. projection exposure apparatus (100) according to one of the preceding claims 1 -5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) in einem Bereich angeordnet ist, der im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage (100) von der zur Belichtung verwende ten elektromagnetischen Strahlung nicht erreicht wird.  the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is arranged in a region which is not reached during operation of the projection exposure apparatus (100) by the electromagnetic radiation used for the exposure.
8. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 2, 8. A projection exposure apparatus (100) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) an einer Tragstruktur (101 ) eines Beleuchtungssystems (102) angeordnet ist.  the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is arranged on a support structure (101) of an illumination system (102).
9. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 9. projection exposure apparatus (100) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
es sich bei der elektrischen Zustandsgroße um einen elektrischen Widerstand handelt.  the electrical condition quantity is an electrical resistance.
10. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 10. A projection exposure apparatus (100) according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
es sich bei der elektrischen Zustandsgroße um eine Kapazität handelt.  the electrical condition quantity is a capacitance.
1 1 . Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 9 oder 10, 1 1. A projection exposure apparatus (100) according to claim 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) mindestens einen Strompfad mit einem Un- terbrechungsbereich aufweist. the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) has at least one current path with one has a break range.
12. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 1 1 , 12 projection exposure apparatus (100) according to claim 1 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Unterbrechungsbereich Leiterstrukturen (7) aufweist, welche kannnnartig in einander greifen und gegen einander elektrisch isoliert sind.  the interruption region comprises conductor structures (7) which can engage in one another and are electrically insulated from one another.
13. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 1 1 oder 12, 13. A projection exposure apparatus (100) according to claim 1 1 or 12,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Mehrzahl von Unterbrechungsbereichen flächig auf der Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) angeordnet ist.  a plurality of interruption areas is arranged flat on the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5).
14. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 13, 14. A projection exposure apparatus (100) according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Unterbrechungsbereiche jeweils einzeln elektrisch kontaktiert sind..  the interruption areas are individually electrically contacted.
15. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 13, 15. A projection exposure apparatus (100) according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Unterbrechungsbereiche parallel elektrisch kontaktiert sind.  the interruption areas are electrically contacted in parallel.
16. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 1 , 12 oder 13, 16 projection exposure apparatus (100) according to any one of claims 1 1, 12 or 13,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Unterbrechungsbereich von einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt ist.  the interruption area is covered by an electrically insulating layer.
17. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 17. Projection exposure system (100) according to one of claims 1 to 16
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
es sich bei der elektrischen Zustandsgröße um eine Signalform eines elektrischen Signals handelt.  the electrical quantity of state is a signal form of an electrical signal.
18. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 17, 18. A projection exposure apparatus (100) according to claim 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Sensoreinheit (2.5) und der Auswerteeinheit (3.5) ein Delay- Line-Detektor (10) gebildet ist. characterized in that by means of the sensor unit (2.5) and the evaluation unit (3.5) a delay line detector (10) is formed.
19. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 19. A projection exposure apparatus (100) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) bewegbar ausgebildet ist.  the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is designed to be movable.
20. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 20. A projection exposure apparatus (100) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) mit einer Spannungsquelle versehen ist, durch welche ein Strom erzeugt werden kann, welcher zur Ablösung von auf der Sensoreinheit (2, 2.3, 2.4, 2.5) abgelagerten Partikeln führt.  the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5) is provided with a voltage source, by means of which a current can be generated, which leads to the detachment of particles deposited on the sensor unit (2, 2.3, 2.4, 2.5).
21 . Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 21. Projection exposure apparatus (100) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
mindestens ein Ventil (200, 201 , 204, 206) zum mindestens teilweisen Abschließen eines Teilvolumens der Projektionsbelichtungsanlage (100) gegenüber einer weiteren Komponente der Projektionsbelichtungsanlage vorhanden ist, wobei das Ventil (200, 201 , 204, 206) mittels der Auswerteeinheit (3, 3.3, 3.5) ansteuerbar ist.  at least one valve (200, 201, 204, 206) for at least partially terminating a partial volume of the projection exposure apparatus (100) relative to a further component of the projection exposure apparatus, wherein the valve (200, 201, 204, 206) is provided by the evaluation unit (3, 3.3, 3.5) is controllable.
22. Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 21 , 22. A projection exposure apparatus (100) according to claim 21,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
es sich bei der weiteren Komponente um eine Lichtquelle (103), einen Reti- kelhalter (108) oder einen Waferhalter (1 13) handelt.  the further component is a light source (103), a retainer holder (108) or a wafer holder (1 13).
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