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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, bei dem ein Substrat zu Korrekturzwecken mit Teilchen bestrahlt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein derart hergestelltes reflektives optisches Element, ein optisches System sowie eine EUV-Lithographievorrichtung.
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Um bei der Produktion von beispielsweise Halbleiterbauelementen mit lithographischen Methoden immer feinere Strukturen erzeugen zu können, wird mit immer kurzwelligerem Licht gearbeitet. Arbeitet man im extremen ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich, etwa bei Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm, lässt sich nicht mehr mit linsenartigen Elementen in Transmission arbeiten, sondern es werden Beleuchtungs- und Projektionsobjektive aus Spiegelelementen mit an die jeweilige Arbeitswellenlänge angepassten Reflexbeschichtungen aufgebaut.
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Als Substratmaterial insbesondere für reflektive optische Elemente für die EUV-Lithographie werden sogenannte Nullausdehnungsmaterialien verwendet, deren Wärmeausdehnungskoeffizient im Bereich der während des Lithographiebetriebs herrschenden Temperaturen, die etwas über Raumtemperatur liegen, gegen Null geht. Im Vordergrund stehen dabei Glaskeramiken und Titan-dotiertes Quarzglas. Diese Materialien lassen sich so herstellen, dass bei einer vom konkreten Material abhängigen Temperatur der Wärmeausdehnungskoeffizient, der hier als Differential nach der Temperatur der relativen Längenausdehnung in Abhängigkeit von der Temperatur definiert ist, gleich Null wird. Bei titandotiertem Quarzglas kann auf diesen Effekt durch den Gehalt an Zusatzstoffen Einfluss genommen werden, bei Glaskeramiken durch Rekristallisationsvorgänge unter streng kontrollierten Nachheizzyklen.
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EUV-Lithographievorrichtungen sind darauf angewiesen, dass die zur Abbildung einer Maske in eine Bildebene genutzten reflektiven optischen Elemente eine hohe Genauigkeit ihrer Oberflächenform aufweisen. Ebenso sollten Masken als reflektive optische Elemente für den EUV-Wellenlängenbereich eine hohe Genauigkeit ihrer Oberflächenform aufweisen, da ihr Ersatz sich in nicht unerheblicher Weise in den Betriebskosten einer EUV-Lithographievorrichtung niederschlägt.
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Herkömmliche Methoden zur Korrektur der Oberflächen basieren in der Regel darauf, das Substratmaterial von optischen Elementen mechanisch oder durch Bestrahlen mit Ionen abzutragen. Ein weiterer Ansatz zur Korrektur der Oberflächen besteht darin, Substratmaterial von optischen Elementen durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung oder bevorzugt mit Elektronen lokal zu verdichten. Diese Vorgehensweise wird beispielsweise in der
WO 2013/050199 A1 beschrieben und hat den Vorteil, auch bei bereits beschichteten Substraten, insbesondere reflektiven optischen Elementen, eingesetzt werden zu können. Ferner ist auch bekannt, zum lokalen Verdichten mit hochenergetischen Ionen zu arbeiten.
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Allerdings hat sich herausgestellt, dass die durch Verdichtung mittels Bestrahlung durchgeführten Korrekturen der Oberflächenform Relaxationseffekte zeigen, insbesondere bei Lagerung und Betrieb der reflektiven optischen Elemente, die sich negativ auf die Abbildungseigenschaften auswirken können. Insbesondere kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich nach wenigen Jahren die Korrekturen ganz zurückbilden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die Langzeitstabilität der Oberflächenform eines reflektiven optischen Elements zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Substrat und reflektierender Beschichtung, bei dem ein Substrat zu Korrekturzwecken mit Teilchen bestrahlt wird, wobei die Bestrahlung an einem zumindest in einem Teilbereich erwärmten Substrat durchgeführt wird.
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Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass Korrekturen der Oberflächenform, die mittels Bestrahlung eines zumindest in einem Teilbereich erwärmten Substrats durchgeführt werden, eine bessere Langzeitstabilität aufweisen als vergleichbare Korrekturen, die an einem Substrat bei Raumtemperatur durch Bestrahlung eingebracht werden. Es wird vermutet, dass bei der Bestrahlung erwärmter Substrate nur solche Änderungen in die Materialstruktur eingebracht werden, die bei dieser oder höheren Substrattemperaturen stabil sind, während andere durch die Bestrahlung bedingte Änderungen bei diesen erhöhten Temperaturen zerfallen.
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In bevorzugten Ausführungsformen wird das Substrat zumindest in einem Teilbereich auf eine Temperatur erwärmt, die einer späteren maximalen Betriebstemperatur des reflektiven optischen Elements entspricht. Damit können die negativen Einflüsse einer Relaxation von durch Bestrahlung mit Teilchen eingebrachten Strukturänderungen reduziert werden. Es wird angenommen, dass die Strukturänderungen, die im Betrieb des reflektiven optischen Elements durch dessen Erwärmung am ehesten relaxieren würden, bei der Bestrahlung eines auf maximale Betriebstemperatur erwärmten Substrat vernachlässigbar sind im Gegensatz zu den auch bei dieser Temperatur stabilen Strukturänderungen. Bei herkömmlicher Oberflächenformkorrektur durch Teilchenbestrahlung unerwärmter Substrate können Änderungen des Oberflächenverlaufs auch auf Strukturänderungen beruhen, die bei Ansteigen der Substrattemperatur, insbesondere auf maximale Betriebstemperatur, zu kurze Relaxationszeiten aufweisen, um die gewünschten Abbildungseigenschaften des reflektiven optischen Elements gewährleisten zu können.
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Bevorzugt wird das Substrat zumindest in dem Teilbereich auf eine Temperatur im Bereich von ca. 40°C bis 400°C erwärmt wird. Falls die Materialeigenschaften des reflektiven optischen Elements es erlauben, kann das Substrat für die Teilchenbestrahlung auch auf Temperaturen oberhalb der späteren maximalen Betriebstemperatur gebracht werden, um die verglichen mit dem regulären Betrieb deutliche geringere Dauer der Erwärmung zum Zwecke der Bestrahlung zu kompensieren. Besonders bevorzugt wird in solchen Fällen auf eine Temperatur im Bereich von ca. 300°C bis 400°C erwärmt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Substrat oberflächennah durch eine Bestrahlung mit Elektronen oder Ionen mit Flächenleistungen im Bereich von ca. 0,3 W/cm2 bis ca. 100 W/cm2 erwärmt. Diese Erwärmungsart ist besonders vorteilhaft für die Erwärmung nur von einem oder mehreren Teilbereichen des Substrat. Es wird vermutete, dass dadurch eingebrachte Änderungen im Glasgefüge nach Bestrahlung zu Korrekturzwecken durch eine relativ rasche Temperatursenkung eingefroren werden können und auch dadurch die Langzeitstabilität der durch Bestrahlung eingebrachten Korrekturen erhöht werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Substrat durch elektromagnetische Bestrahlung mit Flächenleistungen im Bereich von ca. 0,3 W/cm2 bis ca. 100 W/cm2 erwärmt Diese Erwärmungsart ist besonders vorteilhaft, wenn das Substrat ggf. auch nicht nur in Teilbereichen, sondern auch insgesamt erwärmt werden soll.
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Vorteilhafterweise wird das Substrat zu Korrekturzwecken mit Elektronen bestrahlt. Elektronen haben beispielsweise gegenüber Ionen den Vorteil, dass deren Strahlen einfacher dahingehend zu regulieren sind, dass sie ohne Materialabtrag zu Strukturänderungen im Substrat führen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn Oberflächenformkorrekturen an reflektiven optischen Elementen durchgeführt werden sollen, die bereits eine reflektierende Beschichtung aufweisen. Besonders bevorzugt werden dazu Elektronen mit einer Energie im Bereich von ca. 5 keV bis ca. 150 keV eingesetzt. Insbesondere können je nach Substratmaterial, Elektronenfluss und Bestrahlungszeit derartige Elektronen nicht nur zum Korrigieren von Oberflächenfehlern, etwa durch lokales Verdichten, sondern auch zum gleichzeitigen Erwärmen eingesetzt werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen wird das Substrat vor der Bestrahlung mit einer im EUV-Wellenlängenbereich reflektierenden Beschichtung beschichtet. Diese Vorgehensweise erlaubt es, auch Fehler im Oberflächenverlauf zu korrigieren, die erst während der Beschichtung des Substrats des reflektiven optischen Elements mit der reflektierenden Beschichtung entstanden sind.
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Vorteilhafterweise wird ein Oberflächenverlauf des reflektiven optischen Elements vermessen, der gemessene Oberflächenverlauf mit einem Soll-Verlauf verglichen und die Bestrahlung unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses durchgeführt. Auf diese Weise können insbesondere zufällige Fehler, die den Oberflächenverlauf des reflektiven optischen Elements beeinträchtigen, wirksamer korrigiert werden.
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In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, das wie soeben beschrieben hergestellt wurde und außerdem als Spiegel, Maske oder Maskenrohling ausgebildet ist. Ein reflektives optisches Element mit dem Aufbau eines Spiegels kann als Maskenrohling dienen. Etwa durch Aufbringen einer absorbierenden Schicht kann die reflektierende Oberfläche des Maskenrohlings strukturiert werden, um so eine Maske zu erhalten. Ein häufig verwendeter Parameter zum Beschreiben der Maskenstruktur ist beispielsweise die geometrische Breite einer Linie, der als kritische Dimension oder CD (für „critical dimension“) bezeichnet wird.
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In bevorzugten Ausführungsformen weist das reflektive optische Element als Substratmaterial titandotiertes Quarzglas auf. In titandotiertem Quarzglas kann durch Teilchenbestrahlung besonders gut eine Strukturänderung eingebracht werden.
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Vorteilhafterweise weist das reflektive optische Element als reflektierende Beschichtung auf dem Substrat ein Viellagensystem auf, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind. Gerade im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich können solche reflektiven optischen Elemente gut für quasi-normalen Einfall genutzt werden, wodurch sie in optischen System platzsparend angeordnet werden können.
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Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch ein optisches System mit einem reflektiven optischen Element wie beschrieben oder hergestellt wie weiter oben erläutert. Solche optische Systeme können beispielsweise in EUV-Lithographievorrichtungen oder auch in Inspektionssystemen für Wafer oder Masken eingesetzt werden.
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Ferner wird die EUV-Lithographievorrichtung mit einem solchen optischen System oder einem reflektiven optischen Element wie beschrieben oder hergestellt wie weiter oben erläutert.
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Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung;
- 2 schematisch den Aufbau eines EUV-Spiegels mit Viellagensystem;
- 3 schematisch den Aufbau einer Maske mit Viellagensystem
- 4 schematisch ein reflektives optisches Element mit Oberflächenfehler;
- 5a,b schematisch ein reflektives optisches Element während der Teilchenbestrahlung in zwei beispielhaften Ausführungsformen; und
- 6 schematisch den Ablauf einer beispielhaften Ausführung des vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens.
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In 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 beispielhaft dargestellt. Wesentliche Komponenten sind das Beleuchtungssystem 14, die Maske 17 und das Projektionssystem 20. Die EUV-Lithographievorrichtung 10 wird unter Vakuumbedingungen betrieben, damit die EUV-Strahlung in ihrem Inneren möglichst wenig absorbiert wird.
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Als Strahlungsquelle 12 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen. Im hier dargestellten Beispiel handelt es sich um eine laserbetriebene Plasmaquelle. Die emittierte Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst vom Kollektorspiegel 13 gebündelt. Der Betriebsstrahl 11 wird dann auf die im Strahlengang folgenden reflektiven optischen Elemente im Beleuchtungssystem 14 eingeführt. Im in 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei weitere Spiegel 15, 16 auf. Die Spiegel 15, 16 leiten den Strahl auf die Maske 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 21 abgebildet werden soll. Bei der Maske 17 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV- Wellenlängenbereich, das je nach Lithographieprozess ausgewechselt werden kann. Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Maske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Maske auf ihn abgebildet. Das Projektionssystem 20 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 18, 19 auf. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 20 als auch das Beleuchtungssystem 14 jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können.
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In 2 ist schematisch der Aufbau eines EUV-Spiegels 50 dargestellt, dessen reflektive Beschichtung auf einem Viellagensystem 54 basiert. Dabei handelt es sich um auf eine Substrat 51 alternierend aufgebrachte Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Spacer 56 genannt), bei der beispielsweise die lithographische Belichtung durchgeführt wird, und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Absorber 57 genannt), wobei ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel 55 bildet. Dadurch wird in gewisser Weise ein Kristall simuliert, dessen Netzebenen den Absorberlagen entsprechen, an denen Bragg-Reflexion stattfindet. Üblicherweise werden reflektive optische Elemente für eine EUV-Lithographievorrichtung oder ein optisches System derart ausgelegt, dass die jeweilige Wellenlänge maximaler Reflektivität mit der Arbeitswellenlänge des Lithographieprozesses oder sonstigen Anwendungen des optischen Systems im Wesentlichen übereinstimmt.
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Die Dicken der einzelnen Lagen 56, 57 wie auch der sich wiederholenden Stapel 55 können über das gesamte Viellagensystem 54 konstant sein oder auch über die Fläche oder die Gesamtdicke des Viellagensystems 54 variieren, je nach dem, welches spektrale oder winkelabhängige Reflexionsprofil bzw. welche maximale Reflektivität bei der Arbeitswellenlänge erreicht werden soll. Das Reflexionsprofil kann auch gezielt beeinflusst werden, indem die Grundstruktur aus Absorber 57 und Spacer 56 um weitere mehr und weniger absorbierende Materialien ergänzt wird, um die mögliche maximale Reflektivität bei der jeweiligen Arbeitswellenlänge zu erhöhen. Dazu können in manchen Stapeln Absorber und/oder Spacer-Materialien gegeneinander ausgetauscht werden oder die Stapel aus mehr als einem Absorber- und/oder Spacermaterial aufgebaut werden. Ferner können auch zusätzliche Lagen als Diffusionsbarrieren zwischen Spacer- und Absorberlagen 56, 57 vorgesehen werden. Eine beispielsweise für eine Arbeitswellenlänge von 13,4 nm übliche Materialkombination ist Molybdän als Absorber- und Silizium als Spacermaterial. Dabei hat ein Stapel 55 oft eine Dicke von ca. 6,7 nm, wobei die Spacerlage 56 meist dicker ist als die Absorberlage 57. Weitere übliche Materialkombinationen sind u.a. Silizium-Ruthenium oder Molybdän-Beryllium. Außerdem kann auf dem Viellagensystem 54 eine Schutzschicht 43 vorgesehen sein, die auch mehrlagig ausgelegt sein kann.
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Typische Substratmaterialien für reflektive optische Elemente für die EUV-Lithographie, insbesondere Kollektorspiegel, sind Silizium, Siliziumkarbid, siliziuminfiltriertes Siliziumkarbid, Quarzglas, titandotiertes Quarzglas, Glas und Glaskeramik. Besonders bevorzugt für Spiegel, Masken und Maskenrohlinge sind Substratmaterialien mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und in Hinblick auf eine besonders wirksame Bestrahlung mit Teilchen im erwärmten Zustand titandotiertes Quarzglas.
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Ein Spiegel mit dem soeben beschriebenen Aufbau kann auch als Maskenrohling zur Herstellung einer Maske verwendet werden. Eine entsprechende Maske 59 ist schematisch in 3 dargestellt. Die Maske 59 unterscheidet sich von dem Spiegel 50 aus 3 darin, dass auf der fakultativen Schutzlage 53 des Viellagensystems 54 eine absorbierende Schicht 58 vorgesehen ist. Die absorbierende Schicht 58 absorbiert die auftreffende EUV-Strahlung zu einem großen Teil, so dass in diesem Flächenbereich deutlich weniger EUV-Strahlung reflektiert wird und auf einem Wafer im entsprechenden Flächenbereich vorhandener Photoresist nicht belichtet wird. Geeignete Materialien für die absorbierende Schicht 58 können beispielsweise u.a. Aluminium, Aliminium-Kupfer-Legierung, Chrom, Tantal, Titan, Wolfram, Nickelsilizid, Tantalborid, Tantalnitrid, Tantalsilizid, Tantalsiliziumnitrid, Titannitrid sein. Es ist auch möglich, eine mehrlagige absorbierende Schicht vorzusehen. Man kann einen Maskenrohling vor Aufbringen einer absorbierenden Schicht wie vorgeschlagen korrigieren oder bei einer Maske die nicht mit absorbierender Schicht versehenen Teilflächen.
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In 4 ist schematisch ein reflektives optisches Element 400 der Art wie bereits beschrieben dargestellt, das auf einem Substrat 401 eine reflektierende Beschichtung 403 aufweist. Im hier dargestellten Beispiel ist das Substrat 401 aus titandotiertem Quarzglas, während die reflektierenden Beschichtung 403 auf einem Viellagensystem beruht, das über Materialauswahl und Lagendicken für eine Arbeitswellenlänge zwischen 5 nm und 20 nm optimiert ist. Die beschichtete Fläche des reflektiven optischen Elements 400 weist eine unerwünschte Erhebung 405 auf, die bereits in der Substratoberfläche vorhanden ist und sich durch die reflektierende Beschichtung 403 durchgedrückt hat.
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Um diese Erhebung zu entfernen oder zumindest zu verringern, kann nun, wie in den 5a,b dargestellt, das reflektive optische Element 500 mit Substrat 501 und reflektierende Beschichtung 503 in einer Kammer 507 auf eine Temperatur im Bereich von ca. 40°C bis 400°C, bevorzugt ca. 300°C bis 400°C, erwärmt werden. In diesem Bereich liegt im vorliegenden Beispiel die zu erwartende maximale spätere Betriebstemperatur, wenn das fertige reflektive optische Element 500 etwa im optischen System einer EUV-Lithographievorrichtung oder einer Vorrichtung zur Inspektion von Wafern oder Masken eingesetzt wird. Das Erwärmen kann auf beliebige Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Kammer 511 als Heizkammer ausgeführt sein. Gemäß dem Beispiel aus 5a kann das reflektive optische Element 500 mit Hilfe einer Strahlungsquelle 513 mit elektromagnetischer Strahlung 515, bevorzugt Infrarotstrahlung flächig bestrahlt werden. Im hier dargestellten Beispiel wird das gesamte Substrat 501 mit Beschichtung 503 erwärmt. Bei entsprechender Gestaltung der Strahlungsquelle 513 kann das Substrat 501 auch lediglich in einem oder mehreren Teilbereichen erwärmt werden. Gemäß dem Beispiel aus 5b kann die Erwärmung auch mittels Bestrahlung mit Ionen oder Elektronen erfolgen. Im hier dargestellten Beispiel dient dazu der Elektronenstrahl 519 aus der Elektronenquelle 517, der beispielsweise über Elektronenoptikelemente auf beliebige Stellen der mit Beschichtung 503 versehenen Oberfläche des Substrats 501 gerichtet werden kann, um gezielt nur einen oder mehr Teilbereiche zu erwärmen. Vorteilhafterweise erfolgt die Erwärmung an den Stellen, die korrigiert werden sollen. Im hier dargestellten Beispiel ist ein separater Teilchenstrahl für die Korrekturbestrahlung vorgesehen. In weiteren Varianten können Erwärmung und Korrektur mit einem gemeinsamen Teilchenstrahl durchgeführt werden. Sowohl bei der Erwärmung mittels elektromagnetischer Strahlung als auch mittels Teilchenbestrahlung wird bevorzugt mit einer Flächenleistung im Bereich von ca. 0,3 W/cm2 bis ca. 100 W/cm2 bestrahlt.
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Die Erhebung 505 weicht vom Soll-Oberflächenverlauf, der als durchgezogene Linie eingezeichnet ist, ab. Um die Erhebung 505 zu entfernen, wird sie im vorliegenden Beispiel mit Elektronen 509, bevorzugt einer Energie im Bereich von ca. 5 keV bis ca. 150 keV, bevorzugt ca. 50 keV bis ca. 80 keV bestrahlt. Die Elektronen 509 werden mittel der Elektronenquelle 511 in die Kammer 507 eingebracht. Alternativ kann auch mit Ionen gearbeitet werden. Bei Ionen kann es allerdings schneller zu Materialabtrag kommen, was insbesondere dann nachteilig ist, wenn die Bestrahlung durchgeführt wird, wenn das Substrat 501 bereits mit einer reflektierenden Beschichtung 503 versehen wurde. Die Bestrahlung der Erhebung 505 mit Elektronen 509 führt zu einer Strukturveränderung in der Art einer Verdichtung im Substratmaterial, die auch Kompaktierung genannte wird und dazu führt, dass die gestrichelt dargestellte Erhebung 505 sich zurückbildet und nach der Bestrahlung der Ist-Oberflächenverlauf im wesentlichen dem Soll-Oberflächenverlauf entspricht.
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Um die Erhebung 505 zielgerichtet kompaktieren zu können, ist vorgesehen, den von den Elektronen 509 gebildeten Strahl umlenken zu können, um die zu bestrahlende Fläche abrastern zu können. Insbesondere bei Substraten auf der Basis von titandotiertem Quarzglas haben sich Bestrahlungen einer Dosis von ca. 0,1 J/mm2 bis 4000 J/mm2 bei Elektronenenergien im Bereich von etwa 50 keV bis 80 keV bewährt.
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Tests an wie beschrieben lokal kompaktierten reflektiven optischen Elementen wurden durchgeführt, indem sie erwärmt wurden und gemessen wurde, ab welcher Temperatur eine Relaxation in Form einer Dekomprimierung feststellbar ist. Konkret ging es um Spiegel für die EUV-Lithographie, die bei einer Betriebstemperatur von 60°C eine Lebensdauer von 60000h aufweisen sollen. Ein vergleichbarer Energieeintrag wird erreicht, indem man die Spiegel 24h auf einer Temperatur von 300°C hält. Die Spiegel wurden jeweils 24h auf 300°C, auf 400°C, auf 500°C usw. gehalten. Erst bei 700° war eine merkliche Dekompaktierung feststellbar.
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In 6 ist ein möglicher Ablauf des hier vorgeschlagenen Verfahrens zusammengefasst. In einem ersten Schritt 601 „Beschichten eines Substrats“ wird zunächst eine reflektierende Beschichtung auf ein Substrat aufgebracht. Anschließend wird in einem Schritt 603 „Vermessen der beschichteten Oberfläche des Substrats“ der Oberflächenverlauf beispielsweise interferometrisch erfasst und mit einem Soll-Verlauf verglichen. Auf diese Weise können Abweichungen im Oberflächenverlauf, insbesondere in Form von Erhebungen lokalisieren, die sich durch Teilchenbestrahlung kompaktieren lassen. Zur Vorbereitung der Bestrahlung wird in einem weiteren Schritt 605 „Erwärmen des Substrats“ bevorzugt auf die später geplante maximale Betriebstemperatur oder, wenn es die Materialeigenschaften des Substrats und der reflektierenden Beschichtung erlauben, eine in Hinblick auf die erwünschte Lebensdauer einerseits und die Bestrahlungsdauer andererseits ungefähr äquivalente Temperatur gebracht, bevorzugt in einer Heizkammer oder durch elektromagnetische Bestrahlung, bevorzugt mittels Infrarotstrahlung. Anschließend werden in Schritt 607 „Bestrahlen des erwärmten Substrats“ durch Bestrahlung mit Ionen oder Elektronen die aufgefundenen Erhebungen kompaktiert. Die Ergebnisse des Vergleichs zwischen Ist-Verlauf und Soll-Verlauf können auch dahingehend genutzt werden, um die Bestrahlungsdosis und Teilchenenergie für jede zu korrigierende Erhebung zu individuell einzustellen.
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Alternativ zu der gerade vorgeschlagenen Vorgehensweise, das Substrat insgesamt für die Teilchenbestrahlung zu erwärmen, besteht auch die Möglichkeit, mit erhöhten Flächenleistungen mit Teilchen oder Strahlung zu bestrahlen, um eine lokale Aufheizung des oberflächennahen Substratmaterials auf die gewünschte Temperatur zu erreichen. Dies hat den Vorteil, dass durch die Bestrahlung eingebrachte Strukturänderungen im Substratmaterial, insbesondere wenn es sich um titandotiertes Quarzglas handelt, durch eine relative rasche Abkühlung - was durch die nur lokale Aufheizung ermöglicht wird -, sozusagen eingefroren wären. Beispielsweise könnte man mit Flächenleistungen im Bereich von ca. 0,3 W/cm2 bis ca. 100 W/cm2 bei der Bestrahlung arbeiten.
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Andererseits könnte man, wenn das Substratmaterial titandotiertes Quarzglas aufweist, bei der Bestrahlung die Energie so niedrig wie möglich wählen, um möglichst Änderungen von Ladungszuständen von Substratatomen, wie etwa die Anregung von Ti3+ auf Ti4+ zu vermeiden. Denn es wurde beobachtet, dass solche Anregungen beim Abklingen eine Energie freisetzen, die hinreichen kann, um eine Relaxation des bestrahlten Substratmaterials zu verursachen, womit eine durch die Bestrahlung eingebrachte Kompaktierung teilweise wieder rückgängig gemacht werden kann.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung zwar anhand einer EUV-Lithographievorrichtung näher erläutert wurde, alle Ausführungen aber ebenso für andere Anwendungen wie etwa Masken- oder Waferinspektionsvorrichtungen mit Spiegeln oder optischen Systemen wie zuvor beschrieben gelten.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- EUV-Lithographievorrichtung
- 11
- Betriebsstrahl
- 12
- EUV-Strahlungsquelle
- 13
- Kollektorspiegel
- 14
- Beleuchtungssystem
- 15
- erster Spiegel
- 16
- zweiter Spiegel
- 17
- Maske
- 18
- dritter Spiegel
- 19
- vierter Spiegel
- 20
- Projektionssystem
- 21
- Wafer
- 50
- Kollektorspiegel
- 51
- Substrat
- 53
- Schutzlage
- 54
- Viellagensystem
- 55
- Lagenpaar
- 56
- Spacer
- 57
- Absorber
- 58
- Maske
- 59
- absorbierende Schicht
- 400
- reflektierendes optisches Element
- 401
- Substrat
- 403
- reflektierende Beschichtung
- 405
- Erhebung
- 500
- reflektierendes optisches Element
- 501
- Substrat
- 503
- reflektierende Beschichtung
- 505
- Erhebung
- 507
- Kammer
- 509
- Elektronenstrahl
- 511
- Elektronenquelle
- 513
- Strahlungsquelle
- 515
- elektromagnetische Strahlung
- 517
- Elektronenquelle
- 519
- Elektonenstrahl
- 601 bis 607
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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