DE102006022352A1

DE102006022352A1 - Anordnung zur Projektion eines Musters von einer EUV-Maske auf ein Substrat

Info

Publication number: DE102006022352A1
Application number: DE102006022352A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. Pforr; Frank-Michael Dr. Kamm
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-05-13
Also published as: US7489386B2; JP2007306004A; DE102006022352B4; US20070263198A1; TW200742937A

Abstract

Eine Anordnung (1) zur Projektion eines Musters von einer Maske auf ein Substrat (30) umfasst eine Strahlungsquelle (2), die einen Lichtstrahl im EUV-Wellenlängenbereich emittiert, eine Illuminationsoptik (6) und einen Kollektorspiegel (8), die einen ersten Teil eines Strahlengangs bilden, um den Lichtstrahl auf die Maske zu lenken, die Maske (10), auf welcher das absorbierende oder reflektierende Strukturelemente aufweisende Muster gebildet ist, so dass ein durch das Muster strukturierter Lichtstrahl reflektiert wird, eine Projektionsoptik (12) mit einer Anordnung von reflektierenden Spiegeln (14-19), die einen zweiten Teil des Strahlengangs bilden, um den von der Maske reflektierten Lichtstrahl auf das Substrat zu fokussieren, ein optisches Element (21), das in dem Strahlengang angeordnet ist und das wenigstens zwei Bereiche unterschiedlichen Grades der Reflexion oder Transmission aufweist, von welchen ein erster Bereich (23-29) einer ersten Position auf der Maske und/oder auf dem Kollektorspiegel und ein zweiter Bereich (53-59) einer von der ersten Position verschiedenen zweiten Position auf der Maske (10) und/oder auf dem Kollektorspiegel (8) aufgrund des Strahlengangs zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Projektion eines Musters von einer Maske, insbesondere einer EUV-Maske, auf ein Substrat.
Aufgrund der sich bei der Halbleiterherstellung fortschreitenden Verringerung der zu bildenden Strukturgrößen ist in naher Zukunft, ab einer Strukturgröße von etwa 40 nm oder weniger, mit einem Übergang zur sogenannten EUV-Lithografie (EUV: extreme ultraviolet) zu rechnen. Bei der EUV-Lithografie wird Licht bzw. Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 11 bis 14 nm verwendet, um die auf Masken (EUV-Masken) vorab gebildeten Muster auf ein Substrat, z.B. einen Halbleiterwafer, zu übertragen. Die EUV-Strahlung wird auch als weiche Röntgenstrahlung bezeichnet.
Neben der dafür erforderlichen Umstellung des Resistprozesses hat dieser Übergang von der derzeit verwendeten optischen Projektionslithografie (deep ultraviolet DUV, 248 nm oder 193 nm; far ultraviolet FUV, 157 nm) die Konsequenz, dass wegen der Intransparenz von Linsensystemen herkömmlicher Materialien gegenüber der EUV-Strahlung lediglich noch Spiegel bzw. Reflexionsoptiken in den entsprechenden Belichtungsgeräten eingesetzt werden können. Die Strahlengänge solcher Geräte ändern sich daher erheblich. Insbesondere sind daher aber auch vorzugsweise Reflexionsmasken bei dieser Technik einzusetzen, denn auch die herkömmlichen Quarzmasken als Transmissionsmasken sind gegenüber der EUV-Strahlung intransparent.
Eine durch die fortschreitende Entwicklung zu lösende Aufgabe besteht ferner darin, Materialien für die Komponenten wie Spiegel, Masken, etc. bereitzustellen, die gegenüber der energiereichen EUV-Strahlung keine oder nur unbedeutende Degradation aufzeigen. Solange diese Degradationen sich bei den Spiegelkomponenten homogen über das Bildfeld auswirken, kann eine etwa durch Abtrag aufgrund der Quellenteilchen an der Spiegeloberfläche verursachte Verringerung des Grades der Reflexion im einfachen Fall zum Beispiel durch eine höhere Intensität der Strahlungsquelle kompensiert werden, wenn hier die möglicherweise damit einhergehenden Streueffekte durch die degradierte Spiegeloberfläche außer Acht gelassen werden dürfen.
Gerade bei dem der Strahlungsquelle am nächsten angeordneten Spiegel, nämlich dem Kollektorspiegel, können jedoch Degradationen in inhomogener Weise auftreten. Einerseits ist hier die lokale Strahlungsintensität am stärksten, andererseits besitzt der Kollektorspiegel, weil er die Strahlung in einer bestimmten Richtung auskoppeln muss, z.B. als Parabolspiegel eine Form, die unterschiedliche Abstände seiner Spiegeloberfläche von der Strahlungsquelle erforderlich macht. Dadurch degradieren verschiedene Positionen an der Spiegeloberfläche unter Umständen unterschiedlich stark.
Die Position des Kollektors im Strahlengang des EUV-Belichtungsgeräts ist im wesentlichen konjugiert zur Position der Maske. Somit führen Inhomogenitäten beim Reflexionsgrad des Kollektorspiegels auch zu einer ungleichmäßigen Ausleuchtung des Bildfelds der Maske. Schwankungen der Linienbreiten von auf das Substrat abgebildeten und dort im Resist prozessierten Strukturelementen können die Folge sein.
Auch andere Komponenten, insbesondere Spiegel im Strahlengang können mit der Zeit in Mitleidenschaft gezogen werden und de gradieren, so dass eine inhomogene Bildfeldverteilung die Folge sein kann. Bisherige Lösungen sehen vor, bei Feststellung der Ursache, d.h. der Degradation, die entsprechenden Komponenten kostenintensiv auszutauschen.
Schwankungen der Linienbreiten auf dem Substrat können aber auch durch Variationen der Breiten der entsprechenden Linien bzw. Strukturelemente auf der EUV-Maske verursacht sein, die von vornherein vorhanden sind oder erst im Laufe der Zeit unter den harten Produktionsbedingungen im EUV-Belichtungsgerät entstehen.
Bei den EUV-Masken wäre es neben der Neuherstellung auch möglich lokal begrenzte Reparaturen auf der Maske vorzunehmen. Großflächige Anwendungen scheiden hier jedoch aus. Auch ist bei der Reparatur der Zeitverlust für das Rücksenden der Maske an den Hersteller und die plötzlich erforderliche Neubeplanung mit einem nachfolgenden Produkt für das Belichtungsgerät zu bedenken, wenn die Degradation erst am Endprodukt festgestellt wird.
Es ist daher wünschenswert, den Einfluss von Degradationen der Komponenten im EUV-Belichtungsgerät auf die Qualität des Belichtungsprozesses zu verringern und ferner die Kosten für die Aufrechterhaltung einer zu erzielenden Qualität bei der Halbleiterherstellung mittels EUV-Lithografie zu reduzieren.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zur Projektion eines Musters von einer Maske auf ein Substrat, umfassend:

– eine Strahlungsquelle, die einen Lichtstrahl im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich emittiert;
– ein Kollektorspiegel und eine Illuminationsoptik, die einen ersten Teil eines Strahlengangs bilden, um den Lichtstrahl auf die Maske zu lenken;
– die Maske, auf welcher das absorbierende und reflektierende Strukturelemente aufweisende Muster gebildet ist, so dass ein durch das Muster strukturierter Lichtstrahl reflektiert wird;
– eine Projektionsoptik mit einer Anordnung von reflektierenden Spiegeln, die einen zweiten Teil des Strahlgangs bilden, um den von der Maske reflektierten Lichtstrahl auf das Substrat zu fokussieren, so dass das Muster auf dem Substrat abgebildet wird;
– ein optisches Element, das in dem Strahlengang angeordnet ist, und das wenigstens zwei Bereiche unterschiedlichen Grades der Reflexion oder Transmission aufweist,
– von welchen ein erster Bereich einer ersten Position auf der Maske und/oder auf dem Kollektorspiegel, und ein zweiter Bereich einer von der ersten Position verschiedenen zweiten Position auf der Maske und/oder auf dem Kollektorspiegel aufgrund des Strahlengangs zugeordnet ist.

Die Strahlungsquelle, die Illuminationsoptik und die Projektionsoptik sind Bestandteile eines EUV-Belichtungsgerätes. Die EUV-Maske wird typischerweise in eine Halterung eingebracht, die an einer zum Kollektorspiegel und zur Substratebene konjugierten Ebene angeordnet ist. Das optische Element befindet sich in einem geringfügigen Abstand außerhalb einer der zur Maske konjugierten Ebenen im Strahlengang, beispielsweise in unmittelbarer Umgebung der Maske, im Bereich der Illuminationsoptik oder im Bereich der Projektionsoptik.
Beispielsweise beträgt der Abstand des optischen Elements von der EUV-Maske oder einer zu dieser konjugierten Ebene zwi schen 1 und 10 mm, wenn das optische Element transmissiv ist. Wird es reflektiv eingesetzt, so können aufbaubedingt auch größere Abstände von 20 cm bis hin zu 1 m erforderlich sein. Das optische Element liegt im Rahmen der Abbildung folglich in einer Defokus-Position. Dadurch wird es möglich, trotz diskreter, absorbierender Elemente auf dem optischen Element mit festgelegtem Reflexions- oder Transmissionsgrad aufgrund der „unscharfen" Abbildung eine Verschmierung der Elemente zu erreichen, so dass allein durch eine Dichteverteilung der absorbierenden Elemente beliebige Reflexions- oder Transmissionsgrade erreicht werden können.
Das optische Element weist folglich unterschiedliche Bereiche auf, die durch einen verschiedenen Grad an Reflexion, wenn das optische Element als Spiegel betrieben wird, oder an Transmission, wenn es bei der Belichtung durchstrahlt wird, gekennzeichnet sind. Die Bereiche können auch Teil einer kontinuierlichen Verteilung von Graden der Reflexion oder Transmission auf der Maske sein.
Die Bereiche sind aufgrund der Anordnung im Strahlengang des Belichtungsgerätes – und weil das optische Element nahe einer zu Maske und/oder Kollektorspiegel konjugierten Ebene positioniert ist – jeweils Positionen auf der Maske und/oder dem Kollektorspiegel zugeordnet. Folglich werden durch die Bereiche des optischen Elements die Strahlungsflüsse von den entsprechenden Positionen auf der Maske und/oder dem Kollektorspiegel nachträglich in individueller Weise abgeschwächt.
So kann, um beispielsweise einer verstärkten Degradation in Außen- oder Innenbereichen des Kollektorspiegels entgegenzuwirken, in den diesen Positionen entsprechenden Bereichen des optischen Elements eine im Unterschied zu anderen Berei chen des optischen Elements erhöhte Reflektivität oder Transmissivität eingerichtet sein, so dass die Degradation gerade kompensiert wird.
Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, den Kollektorspiegel auszutauschen, sondern es kann ein die Degradation kompensierendes optisches Element in den Strahlengang eingebracht werden.
Im Fall von Schwankungen der Linienbreite auf der Maske können den Positionen oder Gebieten mit erhöhter Linienbreite solche Bereiche auf dem optischen Element zugeordnet werden, die eine verminderte Reflexion oder Transmission aufweisen, so dass hier ein Kompensation eintritt.
Zur Herstellung eines solchen optischen Elements wird einer Ausgestaltung zufolge vorzugsweise ein Substrat (Wafer) zunächst ohne Vorhandensein eines optischen Elements belichtet. Die Strukturelemente des abgebildeten Musters werden vermessen um Linienbreitenvariationen zu bestimmen. Es werden Abweichungen von vorgegebenen Idealwerten ermittelt, wobei die Idealwerte aus dem abstrakten Layout stammen können oder beispielsweise einen Mittelwert des belichteten Substrats repräsentieren.
Anhand einer Beziehung zwischen einer lokal erhaltenen Linienbreite und der eingestrahlten Dosis kann nun rückgeschlossen werden, wie die Dosis verändert werden muss, so dass eine Ziellinienbreite erreicht wird. Der Wert der Dosis wird verglichen mit der ursprünglich eingesetzten Dosis. Daraus ergibt sich sofort die erforderliche lokale Abschwächung für diese Position. Es kann nun ein optisches Element hergestellt werden, das in dem betreffenden Bereich einen der Ab schwächung entsprechenden Grad der Reflexion oder Transmission aufweist.
Aus einer Verteilung der Linienbreitevariationen über die Maske kann folglich eine Reflexions- bzw. Transmissionsverteilung berechnet werden, je nach dem ob ein reflektives oder transmissives optisches Element vorliegt.
Das Verfahren kann nun auch iterativ wiederholt werden. D.h., es wird erneut eine Projektion durchgeführt – nun aber mit dem optischen Element. Es werden wieder die Linienbreitenvariationen gemessen, woraus sich auch wieder eine geänderte, angepasste Verteilung der Reflexionen oder Transmissionen über die Oberfläche des optischen Elements hinweg ergibt.
Das optische Element kann als Transmissions- oder Reflexionselement ausgeführt werden. Im ersten Fall kann es sich um eine Membranmaske handeln. Die Membran ist gegenüber der EUV-Strahlung halbtransparent. Unterschiedliche Transmissionsgrade können entweder durch Bilden von Löchern in der dünnen Membran oder durch lokales Aufbringen von absorbierenden Schichten bzw. Strukturelementen bewirkt werden.
Im zweiten Fall kann das optische Element ähnlich einem Spiegel des Belichtungsgeräts oder der Reflexionsmaske selbst ausgebildet sein. Reflexionsgrade könne hier beispielsweise durch Aufbringen absorbierender Schichten bzw. Strukturelemente oder durch einen Verändern der Deckschicht des Spiegels realisiert werden, etwa wenn es sich um ein Multilagenspiegel handelt.
Die gestellte Aufgabe wird ferner durch Verfahren zur Projektion eines Musters von einer Maske auf ein Substrat gelöst, wie sie in den beigefügten Ansprüche angegeben sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen zur Anordnung und zum Verfahren sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert werden. Darin zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Projektion eines Musters von einer EUV-Maske auf ein Substrat;
2 gemäß zweiten Ausführungsbeispielen transmissive optischen Elementen;
3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ein refletives optisches Element;
4 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ein reflektives optisches Element;
5 ein Ausführungsbeispiel mit einem Drehteller für die Auswahl zwischen einem erfindungsgemäß korrigierenden optischen Element und einem herkömmlichen Spiegel.
1 zeigt eine Anordnung 1 zur Projektion eines Musters von einer EUV-Maske auf ein Substrat gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Strahlungsquelle 2 erzeugt einen Lichtstrahl 4a mit einer Wellenlänge von 13,5 nm (extrem-ultravioletter Wellenlängenbereich, EUV). Eine Illuminationsoptik 6 weist eine Anzahl von Spiegeln auf, darunter einen in 1 nur schematisch dargestellten Kollektorspiegel 8.
Durch die Illuminationsoptik 6 wird der Lichtstrahl (Bezugszeichen 4b) auf eine EUV-Reflexionsmaske 10 gelenkt. Auf dieser ist gemäß einem vorgegebenen Layout ein Muster von absorbierenden und reflektierenden Strukturelementen gebildet. Das Muster soll auf ein Substrat, z.B. ein Halbleiterwafer 30 übertragen werden. Die Reflexionsmaske umfasst typischerweise ein Substrat, auf dem ein Schichtstapel aufgebracht, welcher einfallende Lichtstrahlen reflektiert. Auf dem Schichtstapel ist z.B. eine diesen schützende Deckschicht (Capping Layer) sowie eine Pufferschicht aufgebracht, die herstellungsbedingt eingerichtet sind. Ferner befindet sich darauf eine Absorberschicht. Absorbierende Strukturelemente gemäß dem zu übertragenden Muster entsprechen Bereichen in der Absorberschicht, die nicht entfernt wurden, während gerade in entfernten Bereichen der reflektierende Schichtstapel freiliegt. Die Pufferschicht wird in diesem Fall ebenfalls entfernt, während aber die schützende Deckschicht stehen bleibt.
Der durch die Maske reflektierte Lichtstrahl 4c ist daher mittels des Musters auf der Maske strukturiert („patterned"). Er durchläuft weiter eine Anordnung von Spiegeln 14-19, die zusammen die Projektionsoptik 12 bilden. Durch diese wird der Lichtstrahl 4c schließlich auf das Substrat 30 abgebildet, d.h. fokussiert.
Innerhalb des durch den Lichtstrahl 4a–c gebildeten Strahlengangs ist ein optisches Element 21 eingerichtet. In 2 handelt es sich um ein transmissiv eingesetztes optisches Element, d.h. der Lichtstrahl 4c tritt hier durch das optische Element 21 hindurch.
Das optische Element ist an einer Position 44 in dem Strahlengang angeordnet, an dem es sich in nur einem geringen De fokus 42 von einer zur Ebene der Maske konjugierten Ebene 40 im Strahlengang der Anordnung 1 befindet. Der Defokus 42 beträgt in dem hier gezeigten Fall eines transparenten optischen Elements zum Beispiel weniger als 10 mm.
Das optische Element kann sich grundsätzlich auch in einer der konjugierten Ebenen 40 zur Maske befinden. In diesem Fall könnten sich aber Grenzen zwischen den auf dem optischen Element gebildeten bereichen unterschiedlicher Reflexion oder Transmission direkt im Resist auf dem Substrat 30 abbilden. Daher ist die Wahl eines Defokus Wertes größer Null bevorzugt, denn es sollen hier nicht notwendig hohe Auflösungen für die Bereiche auf dem optischen Element erzielt werden.
Weil aber gerade das optische Element 21 nahe der konjugierten Ebene angeordnet ist, und zwar sowohl zur Maske 10 als auch zum Kollektorspiegel 8, entsprechen Positionen auf diesen eindeutig den einzelnen Bereichen auf dem optischen Element. Das wäre nicht der Fall, wenn etwa das optische Element 21 nahe einer zur Maske Fourier-transformierten Ebene eingerichtet wäre.
Dadurch können gezielt Strukturelemente auf der EUV-Maske 10 mit lokal gegenüber einem Idealwert zu geringen Linienbreiten bei der Abbildung in ihrer Intensität verstärkt bzw. umgekehrt solche mit zu großen Linienbreiten abgeschwächt werden.
Außerdem können lokale Degradationen auf dem Kollektorspiegel, die dort zu verminderter Reflexion führen, kompensiert werden
2 zeigt weitere Beispiele gemäß der Erfindung. In der gezeigten transmissiven Ausführungsform können weißt das op tische Element 21a (2a) einen Rahmen 24 auf, über dem eine Membran 22 eingerichtet ist. Die Membran kann aus Silizium gebildet sein, das beständig gegenüber der Strahlung ist. Die Dicke beträgt zum Beispiel weniger als 200 nm. Bei 13,5 nm Wellenlänge ist die Membran 22 dann zu 70 % transmissiv (Transmissionsgrad)
Zusätzlich ist die Membran 22 in Bereichen 23, 25 gegenüber umliegenden Bereichen 53 bzw. 55 lokal modifiziert worden. Bei dem optischen Element 21a in 2a ist dazu beispielsweise in Bereichen 23 (schematische Darstellung in den Figuren) lokal Kohlenstoff deponiert worden. Dies geschieht zum Beispiel durch die sog. Kontaminationslithografie, bei der ein Elektronenstrahl eingesetzt wird, um Kohlenstoff aus einer Gasphase gezielt in den gewünschten Bereichen auf die Oberfläche der Membran abzuscheiden.
Alternativ ist es auch möglich, eine lokale Oxidation des Siliziums der Membran durchzuführen. Entscheidend ist, dass durch die zusätzliche Schicht absorbierende Elemente gebildet werden. Der Grad der Transmission kann hier entweder durch die die Schichtdicke (in vertikaler Richtung) oder durch die Dichte nahe beieinander liegender absorbierender Elemente eingestellt werden. Wie oben beschrieben ist, verschmieren die Abbilder der absorbierenden Elemente aufgrund des Defokus-Abstands.
In 2b ist eine alternative Ausführungsform eines optischen Elements 21b gezeigt, bei der anstatt der Abscheidung oder Bildung einer zusätzlichen Schicht auf der Membran in den Bereichen 25 Löcher gebildet werden, die bestimmungsgemäß transparent sind. Unterschiedliche Transmissionsgrade können auch hier durch die Anordnung oder Verteilung von Löchern mit minimalen Durchmesser erreicht werden. Die Transmission skaliert dann mit der Dichte der Löcher.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Elements 21c, bei dem es sich um ein reflektives Element mit Multilagenspiegel handelt. Es ist ähnlich wie in 1 gezeigt in den Strahlengang des Lichtstrahls 4c integriert, jedoch so, dass eine Reflexion anstatt einer Transmission vorgesehen ist. Das Bezugszeichen des entsprechenden Spiegels 16a deutet Bezug nehmend auf den Spiegel 16 (und diesen in diesem Beispiel ersetzend) die Position im Strahlengang im Bereich der Projektionsoptik 12 an.
Um die Auswahl zwischen Korrekturelementen und einem unbeeinträchtigten Strahlengang zu ermöglichen, kann ein Drehteller/Revolver vorgesehen sein, mit dem entweder das reflektive optische Element oder ein entsprechender Standardspiegel in den Strahlengang gefahren wird. In 5 ist ein Beispiel gezeigt.
Eine erste Variante sieht vor, das optische reflektive Element mit planer, ebener Oberfläche auszuführen. Da entsprechende Spiegel in Strahlengängen von bereits implementierten EUV-Belichtern nicht vorgesehen sind, müssten dazu noch Anpassungen vorgenommen werden.
Eine zweite Variante sieht vor, zu einem eine bestimmte Funktion ausführenden Spiegel des konventionellen Strahlengangs ein demgemäß geformtes optisches, reflektives Element zu schaffen. Das optische Element erfüllt dann sowohl die gewünschte Korrekturfunktion als auch die notwendige Fokussiereigenschaft bei der Zusammensetzung des Strahlengangs in dem Belichter. Das in 5 gezeigte Beispiel entspricht dieser Variante, die Oberflächen von Spiegel 14-19 und optischem Element 21 sind gleichermaßen geformt bzw. gewölbt, um diese Funktion zu erfüllen. Der Drehteller 60 ermöglicht die Auswahl, um den gewünschten Spiegel an die erforderliche Spiegelposition 62 im Strahlengang 4c zu fahren.
Gemäß 3 ist auf dem Substrat 26 des optische Elements 21c eine Multilage 27 (Multilayer) mit z.B. einer alternierenden Anfolge von Lagen aus Molybdän und Silizium eingerichtet. Wie bei einer Reflexionsmaske 10 sind auf der Oberfläche absorbierende Elemente in Bereichen 28 vorgesehen, die eine geringe Reflexion im Vergleich zu anderen Bereichen 58 besitzen, auf denen nicht absorbierende Schichten abgeschieden wurden. Die Herstellung verläuft z.B. analog zu derjenigen von herkömmlichen Reflexionsmasken. Es können also auch Pufferschichten und/oder Deckschichten vorgesehen sein. Die absorbierenden Elemente ermöglichen die Einstellung eines gewünschten Reflexionsgrades in den Bereichen 28. das für 2 gesagte bezüglich der Dichteverteilung kleiner absorbierender Elemente gilt auch hier.
Eine alternative Ausführungsform ist in 4 gezeigt. Das reflektive optische Element 21d ist dabei hinsichtlich seiner Deckschichten 27b innerhalb der Multilagen in Bereichen 29 gedünnt oder sogar entfernt, so dass sich hier das Reflexionsverhalten ändert. Aufgrund dessen ist es möglich, den gewünschten Reflexionsgrad einzustellen. In den Bereichen 59 wurden dagegen nicht obere Decklagen gedünnt bzw. entfernt.

1: Anordnung
2: Strahlungsquelle
4a–c: Lichtstrahl
6: Illuminationsoptik
8: Kollektorspiegel
10: EUV-Maske
12: Projektionsoptik
14-19: Spiegel der Projektionsoptik
21: optisches Element
22: Membran
23, 25, 28, 29: Bereiche auf optischem Element, modifiziert in Reflexion bzw. Transmission
24: Rahmen
26: Substrat des optischen Elements
27: Multilage
30: Substrat/Wafer
32: Capping Layer, Schutzschicht
40: konjugierte Ebene zu Maske und Kollektorspiegel
42: Defokus
44: Ebene des optischen Elements im Strahlengang
53, 55, 58, 59: Bereiche auf optischem Element, nicht modifiziert
60: Drehteller
62: Spiegelposition in Strahlengang

Claims

Anordnung (1) zur Projektion eines Musters von einer Maske (10) auf ein Substrat (30), umfassend: – eine Strahlungsquelle (2), die einen Lichtstrahl im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich emittiert; – einen Kollektorspiegel (8) und eine Illuminationsoptik (6), die eine ersten Teil eines Strahlengangs bilden, um den Lichtstrahl auf die Maske (10) zu lenken; – die Maske (10), auf welcher das absorbierende und reflektierende Strukturelemente aufweisende Muster gebildet ist, so dass ein durch das Muster strukturierter Lichtstrahl reflektiert wird; – eine Projektionsoptik (12) mit einer Anordnung von reflektierenden Spiegeln, die einen zweiten Teil des Strahlgangs bilden, um den von der Maske (10) reflektierten Lichtstrahl auf das Substrat (30) zu fokussieren, so dass das Muster auf dem Substrat (30) abgebildet wird; – ein optisches Element (21), das in dem Strahlengang angeordnet ist, und das wenigstens zwei Bereiche (23–29, 53–59) unterschiedlichen Grades der Reflexion oder Transmission aufweist, – von welchen ein erster Bereich (23–29) einer ersten Position auf der Maske (10) und/oder auf dem Kollektorspiegel (8), und ein zweiter Bereich (53–59) einer von der ersten Position verschiedenen zweiten Position auf der Maske (10) und/oder auf dem Kollektorspiegel (8) aufgrund des Strahlengangs zugeordnet ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 1, bei der der Grad der Reflexion oder der Transmission jeweils in dem ersten (23–29) und dem zweiten (53–59) Bereich angepasst sind, um eine Abweichung der Breite von reflektierenden Strukturelementen des Musters an den jeweils zugeordneten Positionen auf der Maske (10) von einem vorgegebenen Idealwert zu kompensieren.
Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Grad der Reflexion oder der Transmission jeweils in dem ersten (23–29) und dem zweiten (53–59) Bereich angepasst sind, um eine durch Strahlungsabtrag verursachte Abweichung des Grades der Reflexion an den unterschiedlichen Positionen auf dem Kollektorspiegel (8), denen die Bereiche jeweils zugeordnet sind, von einem vorgegebenen Idealwert zu kompensieren.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das optische Element (21) ein Reflexionselement (21c, 21d) ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 4, bei der das optische Element (21) einen Multilagen-Spiegel aufweist.
Anordnung (1) nach Anspruch 5, bei der der Multilagenspiegel in dem ersten (28) oder in dem zweiten (58) Bereich mit einem absorbierenden Material beschichtet ist, um den unterschiedlichen Grad an Reflexion zu bewirken.
Anordnung (1) nach Anspruch 5, bei der der Multilagenspiegel eine oder mehrere obere Decklagen (27b) aufweist, die in dem ersten (29) oder in dem zweiten (59) Bereich durch lokale Ätzung gedünnt oder entfernt sind, um den unterschiedlichen Grad an Reflexion zu bewirken.
Anordnung (1) nach Anspruch 5, bei der der Multilagenspiegel ferner einen dessen reflektierende Oberfläche schützenden Capping Layer (31) umfasst, welcher aus Silizium oder Ruthenium gebildet ist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der der Multilagenspiegel eine alternierende Abfolge von Lagen aus Molybdän und Silizium aufweist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das optische Element (21) ein transmissives Element (21a, 21b) ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 10, bei der das transmissive Element (21a, 21b) eine Membranmaske ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 11, bei der die Membranmaske eine Membran (22) aus Silizium aufweist.
Anordnung (1) nach Anspruch 11 oder 12, bei der die Membranmaske eine Membran (22) mit einer Dicke von 0,2 μm oder weniger aufweist, die von dem Lichtstrahl im Strahlengang durchstrahlt wird.
Anordnung (1) nach Anspruch 13, bei der der Grad der Transmission der Membran (22) mehr als 60 % beträgt.
Anordnung (1) nach Anspruch 13, bei der der Grad der Transmission der Membran (22) mehr als 65 % beträgt.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der in den ersten (23) oder zweiten (53) Bereichen auf der Membranmaske des transmissiven optischen Elements (21a, 21b) eine absorbierende Schicht gebildet ist, um einen verminderten Grad der Transmission zu realisieren.
Anordnung (1) nach Anspruch 16, bei der die absorbierende Schicht Kohlenstoff umfasst.
Anordnung (1) nach Anspruch 16, bei der die absorbierende Schicht ein Oxid umfasst.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der in den ersten (25) oder zweiten (55) Bereichen in der Membranmaske des transmissiven optischen Elements (21a, 21b) Löcher gebildet sind, um einen erhöhten Grad der Transmission zu realisieren.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Strahlungsquelle (2) Licht in einem Wellenlängenbereich von mehr als 11 nm und weniger als 14 nm emittiert.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Halterungen jeweils für die Maske (10), für das Substrat (30) und für das optische Element (21) vorgesehen sind, die beweglich sind, um das Be- und Entladen und/oder eine Justage dieser Komponenten zu ermöglichen.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das optische Element (21) auf einem beweglichen Drehteller gelagert ist, um in den Strahlengang oder aus diesen heraus gefahren werden zu können.
Anordnung (1) nach Anspruch 22, bei der das optische Element (21) ein reflektives optisches Element (21c, 21d) ist und eine unebene, gewölbte Oberfläche aufweist, um in dem Strahlengang zusätzlich eine den Lichtstrahl fokussierende Wirkung auszuüben.
Verfahren zur Projektion eines Musters von einer Maske (10) auf ein Substrat (30), umfassend: – Emittieren eines Lichtstrahls im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mittels einer Strahlungsquelle (2); – Lenken des emittierten Lichtstrahls auf eine Maske (10) mittels einer Illuminationsoptik (6), die eine ersten Teil eines Strahlengangs bildet und einen Kollektorspiegel (8) aufweist; – Strukturieren und Reflektieren des Lichtstrahls von der Maske (10), auf welcher das absorbierende und reflektierende Strukturelemente aufweisende Muster gebildet ist; – Fokussieren des reflektierten Lichtstrahls durch eine Projektionsoptik (12) mit einer Anordnung von reflektierenden Spiegeln (14-19), die einen zweiten Teil des Strahlgangs bilden, auf das Substrat (30), so dass das Muster auf dem Substrat (30) abgebildet wird; – wobei in dem Strahlengang ein optisches Element (21) mit wenigstens zwei Bereichen (23–29, 53–59) unterschiedlichen Grades der Reflexion oder Transmission angeordnet wird, um eine Intensität des an einer ersten Position von der Maske reflektierten Lichtstrahls im Vergleich zu einer Intensität des an einer zweiten Position von der Maske reflektierten Lichtstrahls verschieden abzuschwächen, wobei jeder der Bereiche jeweils einer der Positionen zugeordnet ist, – so dass eine Abweichung der Breite von reflektierenden Strukturelementen des Musters an den ersten und zweiten Positionen auf der Maske von einem vorgegebenen Idealwert kompensiert wird.
Verfahren zur Projektion eines Musters von einer Maske (10) auf ein Substrat (30), umfassend: – Emittieren eines Lichtstrahls im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mittels einer Strahlungsquelle (2); – Lenken des emittierten Lichtstrahls auf eine Maske (10) mittels einer Illuminationsoptik (6), die eine ersten Teil eines Strahlengangs bildet und einen Kollektorspiegel (8) aufweist; – Strukturieren und Reflektieren des Lichtstrahls von der Maske (10), auf welcher das absorbierende und reflektierende Strukturelemente aufweisende Muster gebildet ist; – Fokussieren des reflektierten Lichtstrahls durch eine Projektionsoptik mit einer Anordnung von reflektierenden Spiegeln (14-19), die einen zweiten Teil des Strahlgangs bilden, auf das Substrat (30), so dass das Muster auf dem Substrat (30) abgebildet wird; – wobei in dem Strahlengang ein optisches Element (21) mit wenigstens zwei Bereichen (23–29, 53–59) unterschiedlichen Grades der Reflexion oder Transmission angeordnet wird, um eine Intensität des an einer ersten Position von dem Kollektorspiegel (8) reflektierten Lichtstrahls im Vergleich zu einer Intensität des an einer zweiten Position von dem Kollektorspiegel (8) reflektierten Lichtstrahls verschieden abzuschwächen, wobei jeder der Bereiche jeweils einer der Positionen zugeordnet ist, – so dass eine durch Strahlungsabtrag verursachte Abweichung des Grades der Reflexion an den unterschiedlichen Positionen auf dem Kollektorspiegel (8), denen die Bereiche jeweils in dem Strahlengang zugeordnet sind, von einem vorgegebenen Idealwert kompensiert wird.