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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen mindestens einer
reflektierenden Schicht von einem optischen Element für die EUV-Lithographie. Die
Erfindung betrifft weiterhin ein optisches Element zur Reflexion
von Strahlung im EUV-Wellenlängenbereich,
umfassend: ein Substrat sowie mindestens eine reflektierende Schicht.
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Zur
Herstellung optischer Elemente für
die EUV-Lithographie wird auf Substrate aus Materialien wie Zerodur,
Clearceran oder ULE ein Schichtsystem mit einer Mehrzahl von reflektierenden
Schichten aufgebracht. Diese reflektierenden Schichtsysteme bestehen
typischer Weise aus Schichten aus chemischen Elementen mit niedriger
Ordnungszahl wie Bor oder Silizium, die sich mit Schichten aus chemischen Elementen
mit hoher Ordnungszahl wie Molybdän oder Ruthenium abwechseln.
Die Herstellung optischer Elemente für die EUV-Lithographie ist
aufgrund der erforderlichen Genauigkeit bei deren Fertigung mit
erheblichen Kosten verbunden, deren Lebensdauer ist jedoch begrenzt:
Beispielsweise kann die reflektierende Beschichtung durch Langzeitbestrahlung
in einer Projektionsbelichtungsanlage oder durch Fehler während des
Beschichtungsvorgangs degradieren, so dass die optischen Eigenschaften des
optischen Elements nicht mehr den für den Betrieb notwendigen Anforderungen
genügen
und eine Nachbehandlung erforderlich wird, z. B. indem die reflektierenden
Schichten abgetragen werden und ein neues Schichtsystem auf das
Substrat aufgebracht wird.
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Problematisch
ist hierbei, dass reflektive optische Elemente für EUV-Anwendungen auf Grund der
geringen Wellenlänge
von ca. λ =
13 nm, unter denen sie üblicherweise
betrieben werden, eine hohe Glattheit der Substratoberfläche benötigen, auf
die das neue Schichtsystem aufgebracht werden soll. Diese Glattheit
sollte sowohl in der Form (Passe – engl. „figure”), d. h. bei niederfrequenten
Ortsfrequenzen bei mehr als 1 mm–1,
im mittelfrequenten Bereich, d. h. bei Ortsfrequenzen zwischen ca.
1 μm–1 und
1 mm–1 (medium
spatial frequency range, MSFR), sowie im hochfrequenten Bereich
(high spatial frequency range, HSFR) bei Ortsfrequenzen zwischen
ca. 0,01 μm–1 und
1 μm–1 vorliegen.
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Die
Erhaltung der Glattheit der Substratoberfläche bei der Wiederaufbereitung
zu erhalten ist schwierig, da sich die EUV-Reflexionsschichten nur mit
erheblichem Polier- und/oder Ätzaufwand
beseitigen lassen, wozu in der Regel die Halterungen und die Positionssysteme
vorher von den optischen Elementen entfernt werden müssen. Die
Polier- bzw. Ätzbehandlung
führt in
der Regel insbesondere dazu, dass sich die Passe des optischen Elements
bzw. des Substrats verändert,
so dass dieses wieder vollständig
neu hergestellt werden muss.
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Um
die oben genannten Probleme zu vermeiden und optische Elemente nach
ihrer regulären oder
irregulären
Betriebszeit (d. h. bei Fehlern während der Beschichtungsphase)
unter Einhaltung einerseits ihrer Passe-Eigenschaften und andererseits der
Erhaltung ihrer bautechnischen Eigenschaften wieder in den Nutzkreislauf
einzuführen,
sind in der Literatur verschiedene Vorschläge gemacht worden.
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Der
Artikel „Recovery
of Mo/Si multilayers coated ITEM substrate” von Pawitter J. S. Mangst
et al., Proc. SPIE, vol. 4889 (2002), pp. 426–430, beschreibt ein Verfahren
zum Entfernen von beschädigten
reflektierenden Schichten aus Molybdän und Silizium von einem beschichteten
Substrat aus einem Material mit niedrigem thermischen Ausdehnungskoeffizienten,
bei dem die Morphologie sowie die charakteristischen Eigenschaften
des Substrats nicht beeinträchtigt
werden sollen. Es wird vorgeschlagen, die Molybdän- bzw. Siliziumschichten mittels
erhitzter Kalilauge (KOH) abzuätzen,
wobei die Oberflächenrauhigkeit
insbesondere bei Substraten mit niedrigem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
teilweise stark zunimmt, so dass vorgeschlagen wird, nach dem Ätzen ggf.
weitere Bearbeitungsschritte (Polieren etc.) an dem Substrat vorzunehmen,
um wieder die gewünschte
niedrige Oberflächenrauhigkeit
herzustellen.
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Der
Artikel ”Recovery
of Multilager-Coated Zerodur and ULE Optics for Extreme-Ultraviolet Lithography
by Recoating, Reactive Ion-Etching, and Wet-Chemical Processes” von Paul
B. Mirkarimi et al., Applied Optics, Vol. 40, Issue 1, January 2001, pp. 62–70, beschreibt
die Wiederherstellung von mit Mehrfachschichtsystemen beschichteten
Substraten u. a. durch reaktives Ionenätzen oder durch nasschemische
Prozesse. Beim reaktiven Ionenätzen
mit Chlor als Ätzgas
an einem Mo/Si-Mehrfachschichtsystem
soll sich insbesondere bei Verwendung einer geringen Plasma-Leistung die Oberflächenrauhigkeit des
Substrats nur geringfügig
verändern.
Auch beim Nassätzen
von Mo/Be-Mehrfachsichten mit verdünnter Salzsäure (HCl) bzw. von Mo/Si-Mehrfachschichten
unter Verwendung von Mo/Be-Schichten, die beim Nassätzen aufgelöst werden,
um die Mo/Si-Mehrfachschichten mit abzulösen, sollen sich bei der Anwendung
auf Substrate mit geringem Durchmesser gute Resultate erzielen lassen.
Weiterhin wird die Verwendung einer Sperrschicht aus Kohlenstoff
vorgeschlagen, um das Substrat während des
Entfernens von Mo/Si-Mehrfachschichten beim Nassätzen mit Fluss- bzw. Salpeter-Säure (HF:HNO3) nicht zu beschädigen.
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Die
US 2002/0063965 A1 schlägt ein Verfahren
zum Wiederherstellen eines Substrats vor, bei dem zwischen dem Substrat
und den reflektierenden Schichten eine Zwischenlage erzeugt wird,
die mindestens eine Schicht aus Chrom und eine Schicht aus Scandium
enthält
und die beim Nassätzen
in Salzsäure
(HCl) aufgelöst
wird, um die darüber
liegenden Schichten mit abzulösen.
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Aus
der
US 2004/0002009
A1 ist ein Verfahren zum Abätzen von reflektierenden Schichten
bis zu einer Zwischenschicht bekannt, wobei die Zwischenschicht
nicht mit dem Ätzmedium
reagiert.
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Ein
solches Verfahren ist ebenso aus der
US 2003/0214735 A1 bekannt.
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Die
DE 101 23 768 A1 zeigt
Absorberschichten als Ätzstop
beim Ätzen
von Reflexionsmasken für die
Mikrolithographie.
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Die
WO 97/31132 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Trockenätzen,
bei dem Mo/Si-Mehrfachschichten von superpoliertem Zerodur oder
Quarzglas entfernt werden und bei dem unter geeignet gewählten Prozessbedingungen
nur eine geringfügige Veränderung
der Passe und der Oberflächenrauhigkeit
des Substrats hervorgerufen wird. Der auf zwei Schritten basierende Ätzprozess
entfernt zunächst eine
Siliziumdioxid-Deckschicht mittels eines Fluor enthaltenden Ätzgases
und nachfolgend die Molybdän-
bzw. Silizium-Schichten mittels eines Chlor enthaltenden Ätzgases.
Ein auf diese Weise behandeltes, neu beschichtetes Substrat soll
dieselbe Reflektivität
für senkrecht
einfallendes Licht wie ein optisches Element mit einem neuen, d.
h. unbehandelten Substrat aufweisen. Allerdings erhöht der Plasma-Ätzprozess
die Oberflächenrauhigkeit
des Substrats, falls die Oberfläche
zu lange dem Ätzplasma ausgesetzt
wird.
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Auch
bei dem letztgenannten Verfahren ist der Prozess, der zum Abtragen
der Schichten in der Plasma-Ätzanlage
abläuft,
nicht vollständig
homogen. Da das Ätzgas
mit dem Substratmaterial reagiert, kommt es zu unregelmäßigem Abtrag
auf dem Substrat, wodurch die Passe der Substratoberfläche nicht
mehr erhalten werden kann. Als Passe oder Passflächenfehler wird hierbei die
Abweichung einer optischen Oberfläche von der gewünschten
Form bezeichnet, die als maximale Abweichung senkrecht zur Oberfläche in Längeneinheiten
oder in Einheiten der bei der Messung verwendeten Wellenlänge angegeben
wird. Weiterhin wird durch die Reaktion des Ätzgases mit dem Substratmaterial
auch die Oberflächenrauhigkeit
des Substrats im Mittel (rms-Wert „root mean square”) erhöht, was
sich nachteilig auf die Reflexionseigenschaften des optischen Elements nach
der erneuten Beschichtung auswirkt.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein optisches Element
für die
EUV-Lithographie
bereitzustellen, welches eine Erhaltung der Oberflächenrauhigkeit
und der Passe der Substratoberfläche
beim Abtrag von reflektierenden Schichten mittels eines Ätzgases
erlaubt.
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Gegenstand der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem das optische
Element ein Substrat und eine Zwischenschicht zwischen dem Substrat
und der mindestens einen reflektierenden Schicht aufweist, wobei
das Verfahren umfasst: Abätzen
der mindestens einen reflektierenden Schicht bis zur Zwischenschicht
mittels eines Ätzgases,
wobei das Material der Zwischenschicht nicht mit dem Ätzgas reagiert
und wobei die Zwischenschicht nach dem Abätzen eine Oberflächenrauhigkeit
von weniger als 0,5 nm rms, bevorzugt von weniger als 0,2 nm rms,
insbesondere von weniger als 0,1 nm rms aufweist.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass beim Aufbringen einer nicht mit dem Ätzgas reagierenden
Puffer- bzw. Zwischenschicht zwischen den reflektierenden Schichten
und dem Substrat der Ätzprozess
an der Zwischenschicht gestoppt werden kann, so dass die Passe des
Substrats bzw. der Zwischenschicht im Wesentlichen erhalten bleibt.
Die Zwischenschicht weist bereits vor dem Abätzen eine Oberflächenrauhigkeit
von weniger als 0,5 nm rms auf, die durch den Ätzprozess nicht weiter erhöht wird.
Es versteht sich, dass die Zwischenschicht typischer Weise unmittelbar
auf dem Substrat aufgebracht wird und dass sie ggf. auch aus mehreren
Einzel-Schichten aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein
kann. Unter einer nicht mit dem Ätzgas
reagierenden Schicht wird im Sinne dieser Anmeldung auch eine Schicht
verstanden, deren Ätzrate
für das Ätzgas um
ein Vielfaches, z. B. ein Zehn- oder Hundertfaches, geringer als
die Ätzrate
des Ätzgases
an den reflektierenden Schichten ist.
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Bei
einer bevorzugten Variante wird das Abätzen mit einem Halogen oder
einer Halogenverbindung als Ätzgas
durchgeführt.
Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die für die reflektiven Schichten verwendeten
Materialien typischer Weise flüchtige Halogenverbindungen
unter standardmäßig vorliegenden
Umgebungsbedingungen (Raumtemperatur, Standarddruck) bilden. Wenn
nicht, sublimieren die verwendeten Materialien in Umgebungsbedingungen,
in denen lokale Temperaturen von weniger als 300°C vorliegen, wie z. B. in Plasmaätzanlagen,
die lokal arbeiten können.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Variante besteht die Zwischenschicht
zumindest teilweise aus mindestens einem Material, das ausgewählt ist
aus der Gruppe umfassend: Alkalihalogenide, Erdalkalihalogenide
und Aluminiumoxid (Al2O3).
Diese Materialien reagieren nicht mit Halogenen oder Halogenverbindungen
als Ätzgasen.
Insbesondere Aluminiumoxid lässt
sich sehr homogen auftragen und ist daher als Material für die Zwischenschicht
besonders geeignet.
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Bei
einer bevorzugten Variante erfolgt das Abätzen durch Plasmaätzen in
einer Plasma-Ätzanlage.
Das Plasmaätzen
darf nicht mit dem plasmaunterstützten
reaktiven Ionenätzen
(„reactive
ion etching”,
RIE) verwechselt werden, wie es in der eingangs genannten
WO 97/31132 A1 beschrieben
ist. Beim Plasmaätzen
erfolgt der Materialabtrag durch eine chemische Reaktion, so dass
dieser in der Regel isotrop und materialselektiv erfolgt. Im Gegensatz hierzu
erfolgt der Materialabtrag beim plasmaunterstützten reaktiven Ionenätzen primär physikalisch,
so dass dieses Verfahren in der Regel weniger materialselektiv ist
sowie ggf. eine Anisotropie im Materialabtrag erzeugt.
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Bei
einer besonders bevorzugten Variante wird durch das Abätzen der
Passformfehler der Zwischenschicht um weniger als 0,1 nm, bevorzugt
um weniger als 0,05 nm verändert,
so dass die Passe der Oberfläche
der Zwischenschicht und damit die Passe des optischen Elements beim
Abätzen
im Wesentlichen erhalten bleibt. Der Erhalt der Passe wird hierbei
dadurch ermöglicht,
dass das Material der Zwischenschicht so gewählt ist, dass es nicht mit
dem Ätzgas
reagiert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Variante wird die Zwischenschicht in
einem vorausgehenden Schritt mit einer Dicke von weniger als 20
nm, bevorzugt von weniger als 10 nm, insbesondere von weniger als
5 nm auf das Substrat aufgebracht, bevor die reflektierende(n) Schicht(en)
aufgebracht werden. Die Verwendung einer besonders dünnen Schicht
ist vorteilhaft, weil sich diese mit größerer Homogenität und kleinerer
absoluter Abweichung auftragen lässt als
dies bei einer dickeren Schicht der Fall ist.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Variante wird die Zwischenschicht
in einem vorausgehenden Schritt mit einer Homogenität von λ/1000, bevorzugt von λ/5000 bei
einer Wellenlänge
von λ =
632 nm auf das Substrat aufgebracht. Die Homogenität der Schicht
wird hierbei als „peak-to-valley”-Wert bei
der zur Messung verwendeten Laser-Wellenlänge von 632 nm gemessen. Eine
hohe Homogenität
der Zwischenschicht ist erforderlich, um die Form der Oberfläche der
Zwischenschicht möglichst
genau an die Form der Oberfläche
des Substrats anzupassen. Es sollte hierbei ein Beschichtungsverfahren
gewählt werden,
welches eine möglichst
homogene Aufbringung der Zwischenschicht erlaubt, wie z. B. Elektronenstrahl-Beschichten
(„ebeam-coating”), Ionenstrahl-Sputtern
(„Ion-Beam-Sputtering”) oder
Magnetonsputtern.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Variante ist auf die mindestens eine
reflektierende Schicht eine Abschlussschicht aufgebracht, wobei
zum Abätzen der
Abschlussschicht bevorzugt ein anderes Ätzgas als zum Abätzen der
mindestens einen reflektierenden Schicht eingesetzt wird. Die Abschlussschicht dient
dem Schutz der darunter liegenden reflektierenden Schichten und
kann beispielsweise aus Siliziumdioxid (SiO2)
oder einem oxidationsresistenten Metall bestehen. Zum Entfernen
der Abschlussschicht kann z. B. eine Fluorverbindung als Ätzgas verwendet
werden, zum Entfernen der darunter liegenden reflektierenden Schichten
eine Chlorverbindung.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Variante wird auf die Zwischenschicht
in einem nachfolgenden Schritt mindestens eine reflektierende Schicht
aufgebracht. Durch das Aufbringen eines reflektierenden Schichtsystems
kann das optische Element wieder vollständig hergestellt werden, wobei
im Idealfall die optischen Eigenschaften des wiederhergestellten
optischen Elements sich nicht von den optischen Eigenschaften eines
neu hergestellten optischen Elements unterscheiden.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist realisiert in einem optischen
Element der eingangs genannten Art, bei dem die Zwischenschicht
zumindest teilweise aus einem nicht mit einem Halogen oder einer
Halogenverbindung als Ätzgas
reagierenden Material besteht, das insbesondere ausgewählt ist
aus der Gruppe umfassend: Alkalihalogenide, Erdalkalihalogenide
und Aluminiumoxid (Al2O3)
und bei dem die Zwischenschicht eine Oberflächenrauhigkeit von weniger
als 0,5 nm rms, bevorzugt von weniger als 0,2 nm rms, insbesondere
von weniger also 0,1 nm rms aufweist. Eine solche niedrige Rauhigkeit
der Zwischenschicht ermöglicht
eine Reflektivität
von mehr als 65% des einfallenden EUV-Lichts unter normalem Einfall.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
reagiert das Material der mindestens einen reflektierenden Schicht
mit einem Halogen oder einer Halogenverbindung als Ätzgas, wobei
das Material insbesondere ausgewählt
ist aus der Gruppe umfassend: Molybdän (Mo), Silizium (Si), Ruthenium
(Ru) und Bor (B). Zum Abätzen
der reflektierenden Schichten ist es erforderlich, dass die verwendeten
Schichtmaterialien mit dem Ätzgas
zu flüchtigen
Verbindungen reagieren, was z. B. bei den oben angegebenen, üblicherweise
für EUV-Reflexionsschichten
verwendeten Materialien der Fall ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Zwischenschicht
eine Dicke von weniger als 20 nm, bevorzugt von weniger als 10 nm, insbesondere
von weniger als 5 nm auf. Wie oben bereits dargestellt können dünne Schichten
besonders homogen aufgetragen werden, wobei unter „homogen” sowohl
eine gleichmäßige Dicke
als auch Struktur verstanden wird.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist die Zwischenschicht einen Passformfehler von weniger als 0,5
nm, bevorzugt von weniger als 0,2 nm auf. Ein derart geringer Passformfehler
ermöglicht
es, eine hohe Abbildungsqualität
des optischen Elements zu gewährleisten.
Durch die Wahl eines für das Ätzgas inerten
Schichtmaterials für
die Zwischenschicht verändert
sich der Passformfehler während
des Abätzens
um weniger als 0,1 nm, so dass selbst bei zwei- oder mehrmaliger
Wiederaufbereitung die Passe nahezu unverändert bleibt und die oben angegebenen
Werte nicht übersteigt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist das Material des Substrats einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von höchstens
|0,5 × 10–7|
1/K in einem Intervall von 0°C
bis 50°C
auf. Zur Erzeugung eines solchen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten
(„coefficient
of thermal expansion”,
CTE) werden typischer Weise Glas- oder glaskeramische Materialien – z. B.
ULE Glas, Clearceram oder Zerodur – verwendet. Glaskeramik-Materialien
mit dem oben angegebenen, niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten
bestehen in der Regel aus einer kristallinen Phase und eine Glas-Phase.
Die kristalline Phase weist hierbei einen negativen Ausdehnungskoeffizienten
auf, welcher durch den positiven Ausdehnungskoeffizienten der Glas-Phase
gerade kompensiert werden kann. Bei Glas-Materialien mit einem niedrigen
CTE handelt es sich in der Regel um dotierte Gläser, beispielsweise um TiO2-dotiertes Quarzglas. Es versteht sich,
dass alternativ auch undotiertes Glas, z. B. undotiertes Quarzglas
(„fused
silica”), als
Substratmaterial dienen kann.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Zwischenschicht
eine Homogenität
von λ/1000,
bevorzugt von λ/5000
bei einer Wellenlänge
von λ =
632 nm auf. Die hohe Homogenität der
Zwischenschicht erhält
die Oberflächenform
des Substrats, so dass die Oberflächenform der Zwischenschicht
praktisch mit der Oberflächenform
des Substrats übereinstimmt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche
Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen.
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Die
einzelnen Merkmale können
je einzeln für
sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante
der Erfindung verwirklicht sein.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Es zeigen:
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1a–c schematische
Darstellungen einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen optischen
Elements vor, bei und nach der Wiederaufbereitung mittels einer
Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1a ist
schematisch ein optisches Element 1 für die EUV-Lithographie, d.
h. für
einen Wellenlängenbereich,
der typischer Weise zwischen 1 nm und 100 nm beträgt, gezeigt.
Das optische Element 1 weist ein Substrat 2 aus
Zerodur sowie ein Mehrfachschichtsystem 3 auf, das eine
Mehrzahl von alternierenden, reflektierenden Schichten 4a, 4b aus Silizium
bzw. aus Molybdän
aufweist. Die Dicken sowie die Anzahl der Schichten 4a, 4b des
Schichtsystems 3 sind hierbei so ausgelegt, dass sich bei
einer Wellenlänge
von λ =
13,4 nm die größtmögliche Reflektivität die einfallende
Strahlung einstellt. Eine Abschlussschicht 5 aus Siliziumdioxid
schützt
die Schichten 4a, 4b des Mehrfachschichtsystems 3 vor der
Umgebung. Das Mehrfachschichtsystem 3 kann auch eine oder
mehrere (nicht gezeigte) Schichten aufweisen, die als Diffusionsbarrieren
zwischen den alternierenden Schichten 4a, 4b dienen.
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Es
versteht sich, dass sowohl für
das Substrat 2, die reflektierenden Schichten 4a, 4b als
auch die Abschlussschicht 5 auch andere als die hier genannten
Materialien verwendet werden können.
So können
für das
Substrat 2 z. B. auch ULE oder Clearceram, die ebenfalls
einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von höchstens
|0,5 × 10–7|
1/K in einem Intervall von 0°C
bis 50°C
aufweisen, oder dotierte oder undotierte Gläser, insbesondere Quarzglas,
verwendet werden. Als Materialien für die reflektierenden Schichten 4a, 4b können alternativ
beispielsweise Ruthenium oder Bor zum Einsatz kommen.
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Das
in 1a gezeigte optische Element 1 ist in
einem Oberflächenbereich 5a beschädigt, da aufgrund
lang anhaltender Bestrahlung in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage
eine Delamination seiner Schichtstruktur eingesetzt hat. Das optische
Element 1 wurde daher aus der Projektionsbelichtungsanlage
ausgebaut und zur Wiederaufbereitung in eine Plasma-Ätzanlage
(nicht gezeigt) verbracht, in der dieses zunächst einer Fluorverbindung, z.
B. SF6 oder CHF3 als Ätzgas 7 ausgesetzt
wird, um die Abschlussschicht 5 zu entfernen. Nach dem
Abtragen der Abschlussschicht 5 werden in einem weiteren
Schritt die reflektierenden Schichten 4a, 4b mit Hilfe
von Chlorgas (Cl2) oder einer Chlorverbindung wie
BCl3, CCl4, etc.
als Ätzgas 7 abgetragen,
bis eine auf dem Substrat 2 aufgebrachte Zwischenschicht 6 erreicht
wird. Das Material der Zwischenschicht 6 wurde derart gewählt, dass
es nicht mit dem Ätzgas 7 reagiert,
so dass dessen Ätzrate
um mehr als das Hundertfache kleiner als die Ätzrate der reflektierenden
Schichten 4a, 4b ist. Daher können die reflektierenden Schichten 4a, 4b vollständig abgetragen
werden und der Ätzprozess
wird an der Zwischenschicht 6 gestoppt, wie in 1b gezeigt
ist.
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Bei
dem Ätzprozess
handelt es sich um einen chemisch selektiven Plasma-Ätzprozess,
d. h. einen Ätzprozess,
der auf einer chemischen Reaktion mit der zu ätzenden Substanz basiert. Zum
Entfernen der Abschlussschicht 5 kann aber auch ein nicht chemisch
selektiver, physikalischer Ätzprozess
wie z. B. plasmaunterstütztes
reaktives Ionenätzen
oder ein rein physikalischer Prozess wie z. B. Ionenstrahl-Sputtern
mit Edelgasen (Ar, etc.) eingesetzt werden.
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Die
Oberfläche 6a der
Zwischenschicht 6 weist eine Rauhigkeit von weniger als
0,25 nm rms auf, die sich beim Abtragen der reflektierenden Schichten
durch den Ätzprozess
nicht verändert
hat. Weiterhin weist die Zwischenschicht 6 einen Passformfehler
von weniger als 0,2 nm auf. Der Passformfehler hat sich hierbei
durch den Ätzprozess
um weniger als 0,1 nm, idealer Weise um weniger als 0,05 nm verändert.
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Als
nicht mit dem Ätzgas 7 reagierende
Materialien für
die Zwischensicht 6 können
z. B. Alkalihalogenide, Erdalkalihalogenide oder Aluminiumoxid (Al2O3) zum Einsatz
kommen. Diese Materialien sind gegenüber den zum Abtrag der reflektierenden Schichten 4a, 4b verwendeten Ätzgasen
auf Chlor-Basis weitestgehend inert und können auch bei Einsatz anderer
Halogene bzw. Halogenverbindungen als Ätzgase eingesetzt werden.
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Die
Zwischenschicht 6 muss auf dem üblicherweise superpolierten
Substrat 2 mit einer hohen Homogenität aufgebracht werden, um die
Form der Oberfläche 6a der
Zwischenschicht 6 möglichst
genau mit der Oberfläche 2a des
Substrats 2 zur Übereinstimmung
zu bringen. Insbesondere ist hierzu eine Homogenität („peak-to-valley”) der Zwischenschicht 6 von λ/1000, bevorzugt
von λ/5000
bei einer Mess-Wellenlänge von λ = 632 nm
der Zwischenschicht 6 erforderlich. Die erforderliche Homogenität kann erreicht
werden, indem die Zwischenschicht 6 bei der Herstellung
des optischen Elements 1 möglichst dünn aufgebracht wird, d. h.
mit einer Dicke D von weniger als 20 nm. Hierbei hat sich gezeigt,
dass Aluminiumoxid als Schicht-Material besonders vorteilhaft ist,
da es sich besonders homogen auftragen lässt.
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Wie
in 1c gezeigt ist, wird in einem nachfolgenden Schritt
auf die Oberfläche 6a der
Zwischenschicht 6 wieder ein Mehrfachschichtsystem 3 mit
einer Abschlussschicht 5 mit konventionellen Beschichtungsmethoden
aufgebracht. Durch die Verwendung der Zwischenschicht 6 bei
dem in 1a–c gezeigten Wiederaufbereitungsprozess
wird am Ende ein optisches Element 1 erhalten, dessen optische
Eigenschaften im Idealfall keinerlei Verschlechterung gegenüber einem
neu hergestellten optischen Element aufweisen.
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Obwohl
das Wiederaufbereitungsverfahren oben im Zusammenhang mit einem
planaren Substrat beschrieben wurde, versteht es sich, dass sich dieses
Verfahren auch bei optischen Elementen mit anderen Oberflächenformen
einsetzen lässt,
beispielsweise bei optischen Elementen mit sphärischen, elliptischen, parabolischen
oder allgemeinen asphärischen
Oberflächengeometrien.
Auch ist das oben beschriebene Verfahren nicht nur auf Halogene als Ätzgase und
darauf abgestimmte Materialien für die
Zwischenschicht begrenzt. Vielmehr können auch andere Ätzgase verwendet
werden, die zwar mit den reflektierenden Schichten, nicht aber mit
der Zwischenschicht eine chemische Reaktion eingehen.