DE102012205615A1

DE102012205615A1 - Beschichtungsverfahren, Beschichtungsanlage und optisches Element mit Beschichtung

Info

Publication number: DE102012205615A1
Application number: DE201210205615
Authority: DE
Inventors: Oliver Dier; Hartmut Enkisch
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-10

Abstract

Ein Beschichtungsverfahren zum Herstellen eines optischen Elements, das ein Substrat aufweist, das an einer Substratoberfläche eine optisch wirksame Beschichtung trägt, hat folgende Schritte: Anordnen einer Beschichtungsmaterialquelle mit Beschichtungsmaterial in einer Quellenebene; Anordnen des Substrats in einer Substratebene mit Abstand zu der Beschichtungsmaterialquelle derart, dass eine zu beschichtende Fläche der Beschichtungsmaterialquelle zugewandt ist; Herauslösen von schichtbildenden Teilchen aus der Beschichtungsmaterialquelle derart, dass schichtbildende Teilchen sich in Richtung des Substrats bewegen und eine Schicht der Beschichtung bilden; Erzeugen von Ionen, die einen auf das Substrat gerichteten Ionenstrom bilden; Ablenken der in Richtung des Substrats bewegten Ionen mittels eines auf den Ionenstrom wirkenden elektrischen oder magnetischen Ablenkungsfeldes derart, dass Ionen des Ionenstroms während der Erzeugung der Beschichtung in einem vorgebbaren Auftreffbereich auf die der Beschichtungsmaterialquelle zugewandte zu beschichtende Fläche treffen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Beschichtungsverfahren zum Herstellen eines optischen Elements, das ein Substrat aufweist, das an einer Substratoberfläche eine optisch wirksame Beschichtung trägt, auf eine zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens geeignete Beschichtungsanlage und auf ein mittels des Beschichtungsverfahrens und/oder der Beschichtungsanlage erhältliches optisches Element mit einer Beschichtung.
Bei einem Beschichtungsverfahren der hier betrachteten Art wird eine Beschichtungsmaterialquelle mit Beschichtungsmaterial in einer Quellenebene angeordnet. Das zu beschichtende Substrat für das optische Element wird in einer Substratebene mit Abstand zu der Beschichtungsmaterialquelle angeordnet, so dass eine zu beschichtende Fläche der Beschichtungsmaterialquelle zugewandt ist. Für die Beschichtung werden schichtbildende Teilchen aus der Beschichtungsmaterialquelle derart herausgelöst, dass sie sich in Richtung des Substrats bewegen und eine Schicht der Beschichtung bilden. Die Beschichtungsmaterialquelle und das Substrat befinden sich dabei in einem Vakuumrezipienten einer Beschichtungsanlage. Bei manchen Beschichtungsanlagen ist im Vakuumrezipienten noch eine Ionenquelle angebracht, um bei Bedarf eine ionenunterstützte Beschichtung (ion assisted deposition, IAD) durchführen zu können.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Herstellung von optischen Elementen für optische Systeme für die Mikrolithographie bei Arbeitswellenlängen aus dem Bereich der Vakuum-Ultraviolett-Strahlung (VUV-Strahlung) oder der extremen Ultraviolett-Strahlung (EUV-Strahlung).
Beschreibung des Standes der Technik
In Projektionsbelichtungsanlagen für die mikrolithografische Herstellung von feinstrukturierten Halbleiterbauteilen und anderen feinstrukturierten Elementen werden optische Systeme eingesetzt, die eine Vielzahl optischer Elemente enthalten, insbesondere Linsen und/oder Spiegel. Die optischen Elemente tragen normalerweise auf den optisch genutzten Flächen eine optisch wirksame Beschichtung. Bei Linsen sind dies typischerweise reflexmindernde Beschichtungen (Antireflexbeschichtungen), die den Reflexionsgrad der beschichteten Fläche gegenüber einer unbeschichteten Substratoberfläche herabsetzen. Bei Spiegeln spricht man in der Regel von Reflexbeschichtungen bzw. Spiegelschichten, die in der Regel für die verwendete Strahlung einen möglichst hohen, jedenfalls aber einen genau definierten Reflexionsgrad besitzen sollen. Es ist auch möglich, dass eine optisch wirksame Beschichtung eine absorbierende Schicht enthält oder durch eine absorbierende Schicht gebildet ist. Eine optisch wirksame Beschichtung muss über die gesamte, optisch genutzte Beschichtungsoberfläche eine gut kontrollierbare und genau vorhersehbare optische Wirkung haben. Die optische Wirkung hängt wesentlich von dem oder den verwendeten Beschichtungsmaterialien, deren optischer Dichte, vom Schichtaufbau bzw. der Schichtabfolge und insbesondere auch von der örtlichen Schichtdickenverteilung der schichtbildenden Materialien ab.
Seit vielen Jahrzehnten sind optische Systeme im Einsatz, deren optische Elemente jeweils rotationssymmetrische Eigenschaften haben und koaxial zu einer optischen Achse des Systems angeordnet sind. Dementsprechend werden dort normalerweise rotationssymmetrische optische Beschichtungen verwendet, entweder mit einem möglichst gleichmäßigen Schichtdickenverlauf oder mit in Radialrichtung variierenden Schichtdickenverläufen.
Die immer weiter steigenden Anforderungen an die optische Leistungsfähigkeit optischer Systeme und die damit steigende Komplexität der Einzelkomponenten hat inzwischen dazu geführt, dass optische Systeme entwickelt wurden, deren optische Elemente immer mehr von einer zentralen optischen Achse abweichen und gegebenenfalls auch selbst keine rotationssymmetrischen Eigenschaften mehr haben. Gleichzeitig wird der Einfluss der optischen Beschichtungen auf die optische Leistungsfähigkeit der optischen Systeme immer größer. Aus herstellungstechnischen Gründen werden jedoch in der Regel weiterhin optisch wirksame Beschichtungen hergestellt, die um eine oder mehrere Drehachsen rotationssymmetrisch sind, wobei diese Drehachsen jedoch nicht mehr mit der Referenzachse des optischen Systems identisch sein müssen oder können. Beispielsweise zeigt das Patent US 6,927,901 B2 ein Projektionsobjektiv für die EUV-Mikrolithografie, bei dem mindestens ein gekrümmter Spiegel eine gradierte Reflexionsbeschichtung hat, welche rotationssymmetrisch in Bezug auf eine Achse der Beschichtung ist, wobei jedoch die Achse der Beschichtung gegenüber der Symmetrieachse der gekrümmten beschichteten Oberfläche dezentriert ist.
Zur Erzeugung von rotationssymmetrischen optischen Beschichtungen gibt es zahlreiche Beschichtungsverfahren, bei denen das zu beschichtende Substrat um eine Rotationsachse gedreht wird, die dann die Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Beschichtung darstellt. Eine Rotation des zu beschichtenden Substrats um mehrere Drehachsen findet z.B. in Beschichtungsanlagen mit sogenannten Planetensystemen statt, an denen das Substrat einerseits eine Eigenrotation um eine Substratachse durchführt und das Substrat bzw. der Substratachse als Ganzes eine Kreisbewegung um eine Hauptrotationsachse der Beschichtungsanlage durchführt (vergleiche z.B. US 2003/0082298 A1 ).
Auch nicht-rotationssymmetrische Schichtdickenverläufe werden inzwischen genutzt. Beispielhaft zeigt die Patentanmeldung US 2008/0165415 A1 optische Systeme für die EUV-Mikrolithografie, bei denen ein in der Nähe einer Pupillenebene angeordneter abbildender Spiegel eine Reflexbeschichtung trägt, die als eindimensional gradierte Mehrlagenbeschichtung ausgelegt ist, deren Einzelschichten jeweils Schichtdicken haben, die in einer Diagonalrichtung der Spiegelfläche variieren, während sie in der dazu senkrechten Richtung im Wesentlichen konstant sind. Sollte kipp-ähnlichen Schichtdickenverläufe können beispielsweise durch Modifikationen der Einbaulage des zu beschichtenden Substrats in einer Beschichtungsanlage erzeugt werden.
Ein weiterer Freiheitsgrad der Beeinflussung des Schichtdickenverlaufs kann dadurch geschaffen werden, dass bei einem Beschichtungsverfahren mit rotierendem Substrat die Drehgeschwindigkeit des Substrats bis hin zum Anhalten an bestimmten Winkelpositionen moduliert wird. Hiermit lassen sich beispielsweise astigmatismus-ähnliche Anteile im lateralen Schichtdickenprofil erzeugen (siehe z.B. WO 2005/119369 A1 oder US 2004/0216992 A1 ).
Der Schichtdickenverlauf einer optisch wirksamen Beschichtung lässt sich auch dadurch beeinflussen, dass der Strom der schichtbildenden Teilchen zwischen der Beschichtungsmaterialquelle und dem zu beschichtenden Substrat durch eine oder mehrere Blenden nach einem vorgegebenen Schema ortsabhängig und/oder zeitabhängig unterbrochen wird. Hierbei gibt es viele unterschiedliche Varianten. Die oben genannte US 2003/0082298 A1 beschreibt Blendenverfahren. Die WO 2003/093529 A2 beschreibt ein Beschichtungsverfahren, bei dem eine Blende mit Löchern in der Nähe der Beschichtungsmaterialquelle angeordnet ist. Die US 2004/0035363 A1 oder die US 2004/0052942 A1 zeigen Beschichtungsverfahren bzw. Beschichtungsanlagen, bei denen Lochblenden im Partikelstrom zwischen Beschichtungsmaterialquelle und Substrat in der Nähe des Substrats eingesetzt werden, um den Schichtdickenverlauf zu beeinflussen. In der Regel benötigt jedes Schichtdickenprofil eine eigene Blendengeometrie, so dass ein Wechsel zwischen unterschiedlichen Schichtdickenverläufen mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Zudem fangen Blenden, die im Strom der schichtbildenden Teilchen zwischen Beschichtungsmaterialquelle und Substrat angeordnet sind, einen Teil der schichtbildenden Teilchen ab, so dass in der Regel im Vergleich zu Verfahren ohne Blenden längere Beschichtungszeiten erforderlich sind.
AUFGABE UND LÖSUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Beschichtungsverfahren bereitzustellen, mit dem optisch wirksame Beschichtungen mit einer Vielfalt unterschiedlicher örtlicher Schichtdickenverteilungen hergestellt werden können, wobei insbesondere auch Beschichtungen mit definierten nicht-rotationssymmetrischen Schichtdickenverläufen (Freiformbeschichtungen) herstellbar sein sollen. Weiterhin ist es eine Aufgabe, eine zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens geeignete Beschichtungsanlage bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, optische Elemente bereitzustellen, die mit Hilfe des Beschichtungsverfahren und/oder der Beschichtungsanlage erhältlich, also herstellbar oder hergestellt, sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung ein Beschichtungsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Beschichtungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 15 bereitgestellt. Weiterhin wird ein optisches Element mit den Merkmalen von Anspruch 22 oder 26 bereitgestellt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Bei dem Beschichtungsverfahren werden Ionen erzeugt, die einen auf das Substrat gerichteten Ionenstrom bilden. Die in Richtung des Substrats bewegten Ionen werden mittels eines elektrischen oder magnetischen Ablenkungsfeldes, welches zwischen dem Entstehungsort der Ionen und dem Substrat auf den Ionenstrom wirkt, derart abgelenkt, dass Ionen des Ionenstroms während der Erzeugung der Beschichtung in einem vorgebbaren Auftreffbereich auf die dem Beschichtungsmaterial zugewandte zu beschichtende Fläche treffen.
Mit Hilfe des Ablenkungsfeldes kann somit während der Beschichtung eine räumliche und/oder zeitliche Strukturierung des Ionenstroms herbeigeführt werden. Diese Beeinflussung erfolgt während der Beschichtung, so dass die Struktur der Beschichtung, insbesondere der laterale Schichtdickenverlauf, unmittelbar bei der Entstehung der Beschichtung mittels abgelenkter Ionen beeinflusst werden kann. Die durch den gelenkten Ionenstrom beeinflusste Beschichtungsstruktur liegt dann unmittelbar nach Abschluss des Beschichtungsprozesses vor, so dass eine Nachbearbeitung in der Regel nicht notwendig ist. Eine Nachbearbeitung kann jedoch in machen Fällen vorgesehen sein.
Gegebenenfalls kann dabei die Ionenstromdichte durch Steuerung der Form und/oder Größe des Auftreffbereichs des Ionenstroms auf die zu beschichtende Fläche gesteuert werden.
Zur Beeinflussung des Ionenstroms können in der Vakuumkammer der Beschichtungsanlage elektronenoptische Elemente wie z.B. Wehneltzylinder, Elektrodenpaare odgl. mit geeigneter Polung vorgesehen sein. Weiterhin können alternativ oder zusätzlich elektromagnetische Elemente der Elektronenstrahloptik, wie z.B. Dipol-, Quadrupol-, Sextupol- und/oder Oktupolmagnete genutzt werden. Eine Fokussierung und/oder Defokussierung eines Ionenstrahls ist auch mit Hilfe von elektrisch betriebenen Ablenkgittern möglich. Ein Ablenkgitter kann innerhalb einer Ionenquelle angeordnet sein. Es ist auch möglich, ein Ablenkgitter außerhalb der Ionenquelle zwischen der Beschichtungsmaterialquelle und dem Substrat so anzuordnen, dass die Ablenkung auf einen ionisierten Teilchenstrahl wirkt.
Durch die Ablenkung der Ionen kann ein vorgebbares örtliches bzw. laterales Schichtdickenprofil erzeugt werden. Die Schichtdicke kann dabei lokal variieren, so dass eine lateral gradierte Beschichtung entsteht. Es ist auch möglich, mit Hilfe des Beschichtungsverfahrens einzelne Schichten oder auch eine gesamte Beschichtung mit einer im Wesentlichen konstanten Schichtdicke zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann mit Hilfe des Verfahrens auch die (optische) Dichte von Einzelschichten oder Schichtpaketen beeinflusst werden. Werden mehrere Einzelschichten zur Bildung einer Mehrlagenbeschichtung (multilayer) nacheinander erzeugt, kann auch eine Gradierung (Variation der Schichtdicke) senkrecht zur Lateralrichtung erzeugt werden (z-grading). Ein resultierender Schichtstapel kann lateral und vertikal unabhängig voneinander variierende Schichtdicken aufweisen, beispielsweise um die Winkelakzeptanz zu erhöhen.
Es gibt im Rahmen der beanspruchten Erfindung verschiedene Möglichkeiten der Erzeugung der schichtbildenden Teilchen, insbesondere das Sputtern und das Elektronenstrahlverdampfen. Wenn es sich bei dem Beschichtungsverfahren um ein Sputterverfahren (Kathodenstrahlzerstäubung) handelt, wird die Beschichtungsmaterialquelle in der Regel als Sputtertarget bezeichnet. Bei Sputterverfahren werden schichtbildende Teilchen aus einem Festkörper, dem Target, durch Beschuss mit energiereichen Ionen herausgelöst und gehen in die Gasphase über. Beim Elektronenstrahlverdampfen befindet sich das Beschichtungsmaterial typischerweise in einem Tiegel, aus dem durch Einwirkung eines Elektronenstrahls verdampft wird.
Typischerweise wird das Substrat oberhalb der Beschichtungsmaterialquelle mit der zu beschichtenden Fläche nach unten angeordnet. Auch andere Anordnungen sind möglich. Die zu beschichtende Fläche wird zunächst durch die Substratoberfläche gebildet, auf der sich schichtbildende Teilchen niederschlagen. Danach wird die zu beschichtende Fläche durch die freie Oberfläche des bis dahin abgeschiedenen Teils der Beschichtung gebildet.
Eine besonders hohe Variabilität bei der Erzeugung unterschiedlicher Schichtdickenprofile wird bei manchen Verfahrensvarianten dadurch erreicht, dass ein auf das Substrat gerichteter fokussierter Ionenstrom erzeugt wird und der fokussierte Ionenstrom während der Erzeugung der Beschichtung mindestens phasenweise gemäß einem vorgebbaren Orts-Zeit-Profil nacheinander auf lateral versetzte Auftreffbereiche am Substrat gelenkt wird. Die zu beschichtende Fläche oder Teilbereiche davon werden daher ähnlich wie in einem Scan-Prozess sukzessive mittels des Ionenstroms abgerastert.
Der Durchmesser bzw. Querschnitt des Fokusbereichs bzw. des Auftreffbereichs liegt vorzugsweise bei weniger als 50% des Substratdurchmessers, insbesondere bei weniger als 25% des Substratdurchmessers. Hierdurch können auch kurzwellige Variationen der Schichtdicke präzise realisiert werden. Die Untergrenze des Durchmessers des Fokusbereichs kann in Abhängigkeit von der gewünschten Ortsauflösung bzw. Feinheit der Schichtdickenvariation gewählt werden. Obwohl auch Durchmesser von weniger als 5% des Substratdurchmessers möglich sind, wird der Durchmesser des Fokusbereichs in der Regel mehr als 5% dieses Durchmessers betragen. Häufig sind Durchmesser des Fokusbereichs zwischen 5% und 15% des Substratdurchmessers günstig.
Bei der Verwendung eines fokussierten Ionenstroms kann die lokale Ionendosis, d.h. die Anzahl von Ionen pro Zeiteinheit und Flächeneinheit, besonders präzise gesteuert werden, so dass auch entsprechend komplizierte Schichtdickenverläufe mit hoher Präzision realisierbar sind.
Da über die z.B. zeitabhängig steuerbare Ablenkung des Ionenstroms ein wesentlicher Einfluss auf die Verteilung der schichtbildenden Teilchen in der entstehenden Beschichtung genommen wird, können nicht-rotationssymmetrische Schichtdickenprofile ebenso gut erzeugt werden wie rotationssymmetrische Schichtdickenprofile.
Eine besonders große Flexibilität bei der Gestaltung der Schichtdickenverläufe kann dadurch erreicht werden, dass das Substrat während der Erzeugung der Beschichtung relativ zur Beschichtungsmaterialquelle bewegt wird und die Bewegung des Substrats mit der Ablenkung des Ionenstroms koordiniert wird. Das Substrat kann beispielsweise um mindestens eine Rotationsachse gedreht werden, so dass auf besonders einfacher Weise Beschichtungen erzeugt werden können, die eine rotationssymmetrische Basis haben, wobei jedoch im Bedarfsfall die Schichtdickenverteilung durch den Ionenstrom steuerbar signifikant von einer rotationssymmetrischen Verteilung abweichen kann.
Es ist jedoch auch möglich, dass das Substrat während der gesamten Beschichtung oder zumindest während einer oder mehreren Ruhephasen ruht, wobei in diesen Phasen das Ausmaß des lokalen Schichtbildens ausschließlich über das Ablenkungsfeld örtlich gesteuert wird.
Die Ablenkung des Ionenstroms kann direkt oder indirekt auf die örtliche Verteilung der schichtbildenden Teilchen auf dem Substrat wirken. Bei manchen Ausführungsformen wird ein Anteil der von der Beschichtungsmaterialquelle gelösten schichtbildenden Teilchen ionisiert und Bewegungsbahnen der ionisierten schichtbildenden Teilchen werden auf dem Weg zwischen der Beschichtungsmaterialquelle und dem Substrat durch das Ablenkungsfeld beeinflusst. Die Ionisierung von schichtbildenden Teilchen kann in manchen Fällen direkt beim Herauslösen aus der Beschichtungsmaterialquelle stattfinden, beispielsweise beim Magnetronsputtern. Es ist auch möglich, eine von den Einrichtungen zur Erzeugung der schichtbildenden Teilchen gesonderte Ionisierungseinrichtung vorzusehen, um schichtbildende Teilchen nach Herauslösen aus der Beschichtungsmaterialquelle auf dem Weg zum Substrat zu ionisieren, so dass sie danach mit Hilfe der Ablenkungseinrichtung bzw. des Ablenkungsfeldes gezielt abgelenkt werden können.
Es ist auch möglich, dass ein auf das Substrat gerichteter fokussierter Hilfsionenstrom mit Ionen eines Arbeitsgases erzeugt wird, wobei die Ionen des Arbeitsgases auf dem Weg zum Substrat, d.h. zwischen dem Ort ihrer Entstehung und dem Substrat, durch das Ablenkungsfeld beeinflusst werden und mit den schichtbildenden Teilchen bei der Bildung einer Schicht oder nach der Bildung einer Schicht zur Beeinflussung mindestens eines Schichtparameters wechselwirken. Der fokussierte Hilfsionenstrom kann im Auftreffbereich z.B. einen Durchmesser haben, der weniger als 50% des Substratdurchmessers beträgt. In der Regel wird eine noch stärkere Fokussierung häufig vorteilhaft sein, also beispielsweise auf einen Durchmesser von weniger als 25% oder weniger als 10% des Substratdurchmessers. Als untere Grenze können z.B. 5% des Substratdurchmessers angesehen werden. Der Fokusdurchmesser kann beispielsweise in der Größenordnung von 1cm bzw. zwischen 1 cm und 10 cm liegen.
Wenn der fokussierte Hilfsionenstrom bei der Bildung einer Schicht, also während des Schichtwachstums auftrifft, können schichtbildende Teilchen noch umsortiert werden, bevor weitere schichtbildende Teilchen auftreffen. Trifft der fokussierte Hilfsionenstrom nach Bildung einer Schicht auf, können die Hilfsionen eine nachträglich Glättung der bis dahin aufgebrachten Schicht und/oder eine Umordnung der schichtbildenden Teilchen und/oder eine Verdichtung bewirken oder es kann ein Teil der abgeschiedenen schichtbildenden Teilchen wieder abgetragen werden (Rücksputtern).
Die hier vorgeschlagene Unterstützung des Schichtbildungsprozesses mit Hilfe eines fokussierten Hilfsionenstromes wird im Folgenden auch als „Focussed Ion Beam Assisted Deposition (FIBAD)“ bezeichnet. Ein wesentlicher Unterschied zu konventionellen Ion Beam Assisted Deposition (IBAD)-Techniken besteht darin, dass jene jeweils global auf die gesamte Substratoberfläche wirken, während der fokussierte Hilfsionenstrom zu einem gegebenen Zeitpunkt nur einen relativ kleinen Auftreffbereich beeinflusst.
Bei einer Verfahrensvariante werden die schichtbildenden Teilchen durch Elektronenstrahlverdampfen aus der Beschichtungsmaterialquelle gelöst und ein Teil der schichtbildenden Teilchen wird durch eine quellennahe Ionisierungseinrichtung auf dem Weg zwischen der Beschichtungsmaterialquelle und dem Substrat ionisiert.
Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten. Bei einer Variante werden die schichtbildenden Teilchen durch ein quer zu dem Teilchenstrom der schichtbildenden Teilchen gerichtetes hochfrequentes elektrisches Wechselfeld ionisiert. Die Frequenz ist dabei so gewählt, dass schichtbildende Teilchen ein oder mehrere leichte Elektronen entrissen werden, während der deutlich schwerere Rest ein positives Ion bildet, dessen Bahn im weiteren Verlauf durch das Ablenkungsfeld beeinflusst werden kann.
Die zum Ionisieren vorgesehene Einrichtung kann mit der Ablenkeinheit zu einer Einheit zusammengefasst sein.
Es ist auch möglich, dass die schichtbildenden Teilchen durch einen Ionisierungs-Elektronenstrom ionisiert werden, der zusätzlich zu dem für die Verdampfung erzeugten Elektronenstrom erzeugt wird.
In beiden Fällen ist es bei Bedarf möglich, den Ionisierungsgrad während der Erzeugung einer Schicht gezielt zu variieren, um beispielsweise bei der Erzeugung einer nicht-rotationssymmetrischen Beschichtung den Grad der Abweichung vor der Rotationssymmetrie einer Beschichtung zu verändern.
Im Rahmen des Beschichtungsverfahrens bzw. der Beschichtungsanlage gibt es unterschiedliche Möglichkeiten einzustellen, wo das Ablenkungsfeld hauptsächlich auf die Ionen wirken soll. Bei manchen Ausführungsformen wird das Substrat während der Erzeugung der Beschichtung relativ zu der Beschichtungsmaterialquelle bewegt und Ablenkungselemente (eines oder mehrere) einer Ablenkungseinrichtung zur Erzeugung des elektrischen oder magnetischen Ablenkungsfeldes werden mit dem Substrat mitbewegt. Hierdurch ist eine substratnahe Ablenkung möglich. Die Ablenkung erfolgt dabei in der Regel erst in der Endphase der „Anflugbewegung“ der schichtbildenden Teilchen auf das Substrat.
Da der räumliche Feldverlauf des Ablenkungsfeldes bei dieser Anordnung in Bezug auf das Substrat-Koordinatensystem statisch ist, ist eine besonders exakte örtliche Steuerung der Ablenkung möglich. Bei der Einrichtung eines neuen Beschichtungsprozesses ist es dann lediglich erforderlich, sich einmal Gedanken über die gewünschte Feldverteilung des Ablenkungsfeldes zu machen und entsprechende Ablenkungselemente in festem Bezug zum Substrat bzw. einem Substrathalter zu installieren. Die weitere Steuerung des Beschichtungsverfahrens ist dann relativ einfach.
Für die substratnahe Ablenkung werden vorzugsweise magnetische Ablenkelemente eingesetzt, deren Feld ohne besonderen Steuerungsaufwand konstant bleiben kann. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, eine substratnahe Ablenkung mit Hilfe eines elektrischen oder magnetischen Wechselfeldes zu erzeugen, welches ggf. noch mit einer Substratrotation gekoppelt sein kein. Hierzu können magnetische Ablenkelemente in Form von Elektromagneten vorgesehen sein. Für die Erzeugung elektrischer Felder können entsprechende Elektrodenanordnungen verwendet werden, die an steuerbare Spannungsquellen angeschlossen werden können. Steuerbare substratnahe Ablenkungselemente ergeben eine Flexibilität, die einfach zu handhaben ist, da eine Variation der Feldstärke und damit auch der Ablenkungswirkung ohne mechanischen Eingriff möglich ist.
Bei manchen Ausführungsformen mit substratnaher Ablenkung hat die Ablenkeinrichtung ein oder mehrere Ablenkelemente, die an einer der Beschichtungsmaterialquelle abgewandten Rückseite des Substrats und/oder neben dem Substrat angeordnet sind. Bei der „substratnahen Ablenkung“ ist der Abstand des Ablenkfeldes zum Substrat abhängig von der mittleren Teilchenenergie der zu beeinflussenden schichtbildenden Teilchen. Streben diese mit relativ geringer Energie in Richtung Substrat, so reicht ein relativ kleiner Abstand aus, bei höheren mittleren Teilchenenergien ist ein entsprechend größerer Abstand in der Regel sinnvoll.
Eine substratnahe Ablenkung kann in der Regel auch daran erkannt werden, dass das Ablenkungsfeld einen Bereich maximaler Feldstärke aufweist, der näher bei dem Substrat als bei der Beschichtungsmaterialquelle liegt.
In manchen Fällen kann eine quellennahe Ablenkung gewünscht sein. Eine quellennahe Ablenkung ist insbesondere dann gegeben, wenn das Ablenkungsfeld einen Bereich maximaler Feldstärke aufweist, welcher näher bei der Beschichtungsmaterialquelle als bei dem Substrat liegt.
Bei einzelnen Ausführungsformen hat die Ablenkeinrichtung Ablenkelemente, die zwischen der Quellenebene und der Substratebene angeordnet sind. Sie können für eine quellennahe Ablenkung näher bei der Quellenebene als bei der Substratebene angeordnet sein. Hierdurch ist eine Beeinflussung der Ionen in der Frühphase ihrer Bewegung möglich, so dass relativ geringe Ablenkwinkel reichen können, um die Schichtdickenverteilung auf dem gesamten Substrat zu steuern.
Bei manchen Ausführungsformen hat die Ablenkeinrichtung mindestens ein Paar von Ablenkelektroden, die an eine steuerbare elektrische Spannungsquelle angeschlossen sind und ein quer zum Ionenstrom gerichtetes elektrisches Feld erzeugen. Es können zwei oder mehr Paare von Ablenkelektroden vorgesehen sein, um ähnlich wie bei einem Scanner den Ionenstrom in mehrere Richtungen quer zur Ionenstromrichtung ablenken zu können.
Das Beschichtungsverfahren kann dazu genutzt werden, eine optisch wirksame Beschichtung mit nur einer einzigen Einzelschicht zu erzeugen. Aufgrund von komplexen Anforderungen an die optischen Eigenschaften von Beschichtungen werden jedoch häufig Mehrlagenbeschichtungen hergestellt, bei denen zwei oder mehr Einzelschichten unterschiedlicher Eigenschaften übereinander angeordnet werden (Schichtstapel). Bei einer Verfahrensvariante wird bei der Erzeugung einer aus mehreren Einzelschichten aufgebauten Mehrlagen-Schichtanordnung eine mit ersten schichtbildenden Teilchen erzeugte erste Einzelschicht nach Abschluss der Ablagerung der ersten schichtbildenden Teilchen und vor Ablagerung von zweiten schichtbildenden Teilchen zur Erzeugung einer folgenden zweiten Einzelschicht mit abgelenkten Ionen des Ionenstroms bearbeitet. Bei dieser Verfahrensvariante wird also eine abgeschiedene Einzelschicht mittels Ionen bearbeitet, um beispielsweise eine nachträgliche Glättung, eine Umordnung von schichtbildenden Teilchen oder einen lokalen oder globalen Materialabtrag zu erzeugen, bevor dann die nächste Einzelschicht abgeschieden wird. Hierdurch ergeben sich weitere Freiheitsgrade bei der Erzeugung von optisch wirksamen Beschichtungen mit genau an die Anforderungen angepassten optischen Eigenschaften.
Mit Hilfe des Beschichtungsverfahrens können sämtliche Schichtdickenprofile erzeugt werden, die auch mit herkömmlichen Beschichtungsverfahren hergestellt werden können. Darüber hinaus können jedoch auch Beschichtungen hergestellt werden, die mit konventionellen Mitteln nicht oder nur mit extrem hohem Aufwand herstellbar sind. Eine Besonderheit des Beschichtungsverfahrens liegt z.B. darin, dass auf einfache Weise einzelne Schichten bezüglich ihrer Schichtdickenverteilung und/oder Dichteverteilung sehr variabel beeinflusst werden können. Eine Einzelschicht kann eine andere Schichtdickenverteilung erhalten als die unmittelbar vorhergehende und/oder die unmittelbar nachfolgende Einzelschicht. So ist es beispielsweise möglich, optische Beschichtung mit einem oder mehreren Teilschichtpaketen zu erzeugen, wobei ein Teilschichtpaket eine Einzelschicht mit einer nicht-rotationssymmetrischen lateralen Schichtdickenverteilung aufweist, die zwischen Einzelschichten mit anderen Schichtdickenverteilung angeordnet ist, insbesondere zwischen Einzelschichten mit rotationssymmetrischen Schichtdickenverteilungen, wozu auch Einzelschichten mit konstanter Schichtdicke gezählt werden können. Es ist also möglich, gezielt an einer oder mehreren Stellen innerhalb eines Schichtstapels einzelne Freiformschichten zu erzeugen, so dass die Beschichtung insgesamt als Freiformbeschichtung wirkt. Eine Freiformbeschichtung im Sinne dieser Anmeldung ist eine Beschichtung, die weder rotationssymmetrisch ist noch eine andere Symmetrie, beispielsweise eine Punktsymmetrie oder Achsensymmetrie aufweist.
Weiterhin ist es möglich, nicht-rotationssymmetrische laterale Schichtdickenverläufe und Freiformbeschichtungen zu erzeugen, die ein glattes Schichtdickenprofil ohne stark lokalisierte Schichtdickeninhomogenitäten aufweisen. Hierzu sei im Vergleich zum Stand der Technik folgendes angemerkt. Bei den eingangs beschriebenen Blendenverfahren ist eine gewisse Flexibilität bei der Gestaltung der Schichtdickenverteilung z.B. dann gegeben, wenn mit quellennahen Blenden und/oder variierender Substratrotation gearbeitet wird. Dadurch sind z.B. zweiwellige oder dreiwellige Symmetrien mit guter Qualität herstellbar. Eine weitere Steigerung der Flexibilität hinsichtlich der Schichtdickenverteilung ist ggf. bei Verwendung von substratnahen Lochblenden oder Wabenmasken möglich. Es wurde jedoch beobachtet, dass die Verwendung von Lochblenden oder Wabenmasken zu stark lokalisierten Dickenextrema führen kann, weil sich im Bereich unterhalb bzw. oberhalb von Löchern oder Durchlässen einer Blende lokal etwas höhere Schichtdicken einstellen als in den abgeschirmten Bereichen zwischen einzelnen Löchern. Solche stark lokalisierten Schichtdickenpole treten üblicherweise mit einer gewissen räumlichen Periodenlänge in Lateralrichtung auf, wobei eine Periodenlänge z.B. im Bereich von einem Millimeter oder darunter liegen kann. Bei einer Messung von optischen Eigenschaften können sie sich als Inhomogenitäten darstellen, die eine Ortsfrequenz von mehr als 1mm^–1 haben. Im Gegensatz dazu können mit dem vorliegenden beschriebenen Beschichtungsverfahren Beschichtungen hergestellt werden, die frei von solchen hochfrequenten Schichtdickenvariationen sind, wobei diese insbesondere keine lateralen periodischen Schichtdickenvariationen haben, die mit einer Ortsfrequenz von mehr als 1m^–1 auftreten.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens geeignete Beschichtungsanlage.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein mittels des Beschichtungsverfahrens und/oder mittels der Beschichtungsanlage erhältliches optisches Element mit einer Beschichtung.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Elektronenstrahlverdampferanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt beispielhaft Möglichkeiten zur Erzeugung von nicht-rotationssymmetrischen Schichtdickenverläufen auf der zu beschichtenden Fläche eines Substrats;
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Magnetron-Sputteranlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 zeigt beispielhaft den Einfluss einer substratnahen Ablenkeinrichtung auf das Schichtdickenprofil einer entstehenden Beschichtung;
5 zeigt in 5A bis 5D schematische Diagramme unterschiedlicher Varianten von herstellbaren Schichtdickenverläufen
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vakuum-Beschichtungsanlage 100 in Form einer Elektronenstrahlverdampferanlage. Mit Hilfe der Anlage können u.a. optische Elemente für optische Systeme von Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen mit einer optisch wirksamen Beschichtung versehen werden. Bei den optischen Elementen kann es sich insbesondere um Linsen oder Spiegel, ggf. aber auch um Prismen oder andere refraktive oder reflektive Elemente handeln. Die Beschichtung kann z.B. eine dielektrische Antireflexbeschichtung für eine Linse oder eine hochreflektierende Spiegelschicht für einen Spiegel sein.
Innerhalb einer evakuierbaren Vakuumkammer 112 eines Vakuumrezipienten 110 befindet sich ein Substrathalter 120, der mit Hilfe eines Rotationsantriebs 122 um eine vertikale Substratrotationsachse 124 mit einer vorgebbaren Rotationsgeschwindigkeit unbegrenzt drehbar ist. Der Substrathalter 120 hält ein zu beschichtendes Substrat 130 derart, dass die in einem Beschichtungsprozess zu beschichtende Fläche 132 im Bereich einer Substratebene 134 liegt und nach unten gerichtet ist. Die zu beschichtende Fläche kann eben oder gekrümmt sein, wobei die Krümmung konvex oder konkav sein kann. Es sind sphärische oder asphärische rotationssymmetrische Flächenformen oder nicht-rotationssymmetrische Flächenformen möglich, insbesondere Freiformflächen, deren Oberflächenform deutlich von einer rotationssymmetrischen Referenzfläche abweicht.
Unterhalb der Substratebene befinden sich die Komponenten einer Elektronenstrahlverdampfereinheit 140. Diese umfasst einen kühlbaren Tiegel 142, der das zu verdampfende Beschichtungsmaterial 144 aufnimmt. Das aufzuschmelzende Beschichtungsmaterial liegt in einer Quellenebene 143 in einem Abstand von ca. 400 mm bis 1500 mm unterhalb der Substratebene 134. Eine Elektronenstrahlquelle 146 erzeugt einen Elektronenstrahl 148, der durch geeignet ausgelegte Magnete bogenförmig auf die dem Substrat zugewandte Oberseite des Beschichtungsmaterials 144 gelenkt wird, so dass dieses im Auftreffbereich aufschmilzt und verdampft. Die durch Verdampfen aus dem Beschichtungsmaterial herausgelösten Teilchen 145 bilden einen generell in Richtung des Substrats gerichteten Teilchenstrom, dessen Umrisse in 1 gestrichelt dargestellt sind. Die mittleren Teilchenenergien liegen typischer Weise im Bereich von 0.1 eV bis 1 eV. Der gelegentlich als „Verdampfungskeule“ bezeichnete Teilchenstrom trifft in einem lateral ausgedehnten Auftreffbereich 150 auf die zu beschichtende Fläche 132, wo sich die schichtbildenden Teilchen 145 niederschlagen und eine Schicht bilden, deren Dicke in Abhängigkeit von der lokalen Teilchenstromdichte und der Beschichtungszeit zunimmt und auch vom Aufdampfwinkel abhängt.
Die Beschichtungsanlage umfasst eine Teilchen-Ionisierungseinrichtung 150, die es erlaubt, einen Anteil der von der Beschichtungsmaterialquelle gelösten schichtbildenden Teilchen auf ihrem Weg zum Substrat zu ionisieren, um dadurch ionisierte schichtbildende Teilchen zu erzeugen. Im Ausführungsbeispiel hat die Teilchen-Ionisierungseinrichtung 150 ein Paar von Ionisierungs-Elektroden 152, 153, die an eine elektrische Hochspannungsquelle 155 angeschossen sind, welche im Frequenzbereich der Radiofrequenzen (RF) arbeitet. Die Ionisierungs-Elektroden sind in geringem Abstand (z.B. 50 mm bis 200 mm) oberhalb der Beschichtungsmaterialquelle auf gegenüberliegenden Seiten des nach oben gerichteten Teilchenstroms so angeordnet, dass das bei eingeschalteter Wechselspannung zwischen den Elektroden entstehende elektromagnetische Wechselfeld den Teilchenstrom durchdringt und auf die in Richtung Substrat fliegenden Teilchen wirkt. Dabei werden einzelnen oder allen Teilchen leichte Elektronen entrissen, während der schwerere Rest als positiv geladenes ionisiertes Teilchen im Wesentlichen ohne Änderung der Bewegungsrichtung weiterfliegt.
Die Flugbahn der ionisierten Teilchen kann mit Hilfe einer elektrischen Ablenkeinrichtung 160 gezielt beeinflusst werden. Die Ablenkeinrichtung 160 hat mehrere Paare von Ablenkelektroden, von denen ein Paar gegenüberliegender Ablenkelektroden 162, 163 schematisch dargestellt ist. Die Ablenkelektroden sind an eine steuerbare Hochspannungsquelle 165 angeschlossen und erlauben es dadurch, zwischen jeweils einem Paar von Ablenkelektroden ein elektrisches Feld vorgebbarer Stärke aufzubauen, welches den zwischen den Elektroden in Richtung Substrat verlaufenden Teilchenstrom durchsetzt. Durch Steuerung der Stärke und/oder der Ausrichtung und/oder der Polarität dieses elektrischen Ablenkungsfeldes ist es möglich, die Flugbahn von ionisierten Teilchen des Teilchenstroms im Bereich der Ablenkelektroden gezielt zu verändern, so dass die abgelenkten oder umgelenkten ionisierten Teilchen in einem anderen Auftreffbereich auf die Substratoberfläche auftreffen, als bei Abwesenheit eines Ablenkungsfeldes. Typischerweise sind zwei oder mehr jeweils diametral zum Teilchenstrom gegenüberliegenden Ablenkelektroden vorgesehen, um eine Ablenkung in unterschiedliche Raumrichtungen zu ermöglichen.
Die Kombination aus Elektronenstrahlverdampfereinheit 140, Teilchen-Ionisierungseinrichtung 150 und Ablenkeinrichtung 160 ermöglicht es somit, mit Hilfe der ionisierten schichtbildenden Teilchen und deren gezielter Umlenkung ein mehr oder weniger beliebiges „Muster“ von schichtbildenden Teilchen auf der zu beschichtenden Fläche 132 aufzubringen.
Die Beschichtungsanlage ist so aufgebaut, dass weiterhin eine teilchenstrahlunterstützte Beschichtung (IBAD, Ion Beam Assisted Deposition) möglich ist. Hierzu ist in der Vakuumkammer 110 eine Ionenquelle 170 angebracht, die im Beispielsfall direkt neben der Verdampferquelle im Bereich der Quellenebene 143 angeordnet ist. In der Ionenquelle kann ein auf das Substrat gerichteter Hilfsionenstrom 172 (z.B. mit Argon-Ionen) erzeugt werden. Im Inneren der Ionenquelle wird durch geeignete Krümmung eines oder mehrerer Gitter der Hilfsionenstrom so geformt, dass er fokussiert auf die zu beschichtende Fläche 132 trifft. Ein fokussierter Hilfsionenstrom liegt dabei insbesondere dann vor, wenn die Fläche des Auftreffbereichs 175 der Hilfsionen auf der zu beschichtende Fläche weniger als 10% oder sogar nur weniger als 5% so groß ist wie die gesamte zu beschichtende Substratoberfläche. Der Durchmesser des Hilfsionenstroms im Auftreffbereich 175 kann beispielsweise zwischen 5% und 25% des Substratdurchmessers liegen.
Der Ionenquelle 170 ist eine elektrische Ablenkeinrichtung 180 zugeordnet, die in der Nähe der Ionenquelle ein quer zum Ionenstrom gerichtetes elektrisches Ablenkfeld erzeugt, um den fokussierten Ionenstrom in Abhängigkeit von der eingestellten Feldstärke und der Richtung der Feldlinien gezielt auf einen ausgewählten Bereich der Substratoberfläche bzw. auf einen ausgewählten Bereich in der Substratebene 134 zu lenken. Die Ablenkeinrichtung 180 für die Hilfsionen umfasst mehrere Paare von paarweise gegenüberliegende Elektroden 172, 173, die mit geringem Abstand oberhalb der Ionenquelle in Bezug auf den Ionenstrom so angeordnet sind, dass das dazwischen erzeugte elektrische Feld den Ionenstrom im Wesentlichen senkrecht zur mittleren Flugrichtung der ankommenden Ionen durchdringt. Die Lage des Auftreffbereichs 175 kann damit gesteuert werden
Varianten von Beschichtungsverfahren, die mit Unterstützung des fokussierten, ablenkbaren Hilfsionenstroms durchgeführt werden, werden hier als Focussed Ion Beam Assisted Deposition (FIBAD) bezeichnet.
Alle steuerbaren Komponenten der Beschichtungsanlage, insbesondere der Rotationsantrieb 122, die Elektronenstrahlverdampfereinrichtung 140, die separate Teilchen-Ionisierungseinrichtung 150, die Ablenkeinrichtung 160 für die ionisierten Teilchen, die Ionenquelle 170 und die dieser zugeordnete Ablenkeinrichtung 180 sind an eine Steuereinrichtung 190 angeschlossen, über die ein Beschichtungsprozess nach bestimmten Vorgaben automatisch gesteuert werden kann.
Sowohl bei der Ablenkeinrichtung 160 für die ionisierten schichtbildenden Teilchen als auch bei der Ablenkeinrichtung 180 für die Hilfsionen wirkt das elektrische Ablenkungsfeld in der Frühphase der Flugbewegung der Ionen und lenkt diese ab. Die entsprechenden Elektroden sind hierzu wesentlich näher bei den entsprechenden Ionenquellen angeordnet als beim Substrat. Diese Anordnung wird hier als „quellennahe Anordnung“ bezeichnet und bietet den Vorteil, dass auch dann, wenn nur relativ geringe Ablenkwinkel erzeugt werden, mit den abgelenkten Ionen ein großer Bereich und gegebenenfalls jede beliebige Position auf der zu beschichtenden Fläche erreicht werden kann.
Die Beschichtungsanlage erlaubt eine hohe Flexibilität bei der Erzeugung unterschiedlichster Schichtdickenverläufe auf dem zu beschichtenden Substrat. Insbesondere können auch nicht-rotationssymmetrische Schichtdickenverläufe erzeugt werden, die hier als „Freiformbeschichtung“ bezeichnet werden. Am Beispiel einer für extreme Ultraviolettstrahlung (EUV) reflektieren Mehrlagen-Beschichtung aus Molybdän-Silizium-Schichtpaaren (Mo/Si bilayers) seien einige Möglichkeiten erläutert. Solche Beschichtungen werden herkömmlich häufig mittels Elektronenstrahlverdampfen erzeugt. Dabei kann es sein, dass eines der Beschichtungsmaterialien, insbesondere Silizium, mittels Beschuss mit einem stark divergenten Edelgasionenstrom geglättet wird, wobei im Wesentlichen die gesamte zu beschichtende Fläche gleichzeitig unter Ionenbeschuss liegt.
Bei dem hier vorgestellten Verfahren wird dagegen ein konvergenter Ionenstrahl verwendet, der in der Beschichtungsanlage von 1 durch elektrische Ablenkeinrichtungen in Quellennähe zeitabhängig umgelenkt wird. Auf diese Weise können Freiformprofile entweder bei stehendem Substrat oder aus der Überlagerung von Strahlablenkung und Substratrotation erzielt werden. Wichtig dabei ist unter anderem, dass durch die gezielte Ablenkung von Ionen während des laufenden Beschichtungsprozesses, d.h. vor dem Ende eines Beschichtungsvorgangs, Ionen gezielt nach einem vorgebbaren Orts-Zeit-Profil auf unterschiedliche Auftreffbereiche gerichtet werden können, um die gewünschte Schichtdickenstruktur, insbesondere das gewünschte örtliche Schichtdickenprofil, zu erzeugen. Dazu werden Ionen in der Quelle Richtung Substrat beschleunigt und durch die darüberliegenden Elektroden, d.h. mit Hilfe eines elektrischen Ablenkfeldes, geeigneter Stärke, Ausrichtung und/oder Polarität abgelenkt. Alternativ wäre auch eine Ablenkeinrichtung mit Elektromagneten möglich.
Durch die Ablenkung kann beispielsweise eine radial unterschiedliche Ionendichte im Bereich der Substratebene 134 erzeugt werden, über die wiederum das gewünschte Schichtdickenprofil eingestellt werden kann. Dabei ist es beispielsweise möglich, die Elektrodenspannung der Ablenkeinrichtung im Vergleich zur Substratrotation langsam zu ändern oder sogar über einen längeren Zeitraum oder über die gesamte Erzeugung einer Schicht eine konstante Ablenkspannung und damit ein Ablenkfeld konstanter Stärke einzustellen. In diesen Fällen werden Modifikationen am Schichtdickenverlauf im Wesentlichen rotationssymmetrisch sein, da hier der Einfluss der Substratrotation überwiegt. Es ist jedoch auch möglich, die Elektronenspannung im Vergleich zur Substratrotation relativ schnell zu ändern oder das Substrat phasenweise oder über die gesamte Dauer der Schichterzeugung anzuhalten. Insbesondere in diesen Fällen sind mit Hilfe der gezielten Ablenkung im Wesentlichen beliebige örtliche Schichtdickenverläufe erzielbar.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen fokussierten Ionenstrom zeitlich statisch zu erzeugen und die Substratrotation zeitlich zu modulieren.
Mit Hilfe der Beschichtungsanlage ist auch ein ionengestützter Prozess möglich, bei dem zusätzlich zur Verdampfung ein fokussierter Hilfsionenstrahl das am Substrat kondensierende Beschichtungsmaterial während des Beschichtungsprozesses verdichtet. Es ist also möglich, sowohl auf den Schichtdickenverlauf als auch auf die Packungsdichte der entstehenden Beschichtung gezielt und gegebenenfalls lokal unterschiedlich Einfluss zu nehmen.
Zudem ist ein Prozess möglich, bei dem nach Abscheidung einer (nicht durch Ionenbeschuss beeinflussten) Materialschicht diese durch Hilfsionen eines fokussierten Ionenstrahls nachträglich verdichtet oder abgetragen wird, so dass sich hier ebenfalls eine Modulation in der lokalen Schichtdickenverteilung ergibt.
Anhand von 2 werden beispielhaft einige Möglichkeiten zur Erzeugung von nicht-rotationssymmetrischen Schichtdickenverläufen auf der zu beschichtenden Fläche 232 eines Substrats 230 erläutert. Diese befindet sich in der Substratebene 234. Das Substrat ist mittels eines Rotationsantriebs mit vorgebbarer Rotationsgeschwindigkeit um die Substratrotationsachse 224 drehbar und kann auch angehalten werden. Die mit Abstand unterhalb des Substrats in der Quellenebene 243 angeordnete Beschichtungsmaterialquelle 240 erzeugt einen Teilchenstrom 245, in dem ein wesentlicher Anteil der Teilchen ionisiert ist. Die Ionisierung kann dabei unmittelbar beim Herauslösen aus der Beschichtungsmaterialquelle und/oder zeitlich danach mittels einer gesonderten Ionisierungseinrichtung erfolgen. Die Elektroden 262, 263 einer elektrischen Teilchenablenkungseinrichtung 260 erzeugen ein den Teilchenstrom durchdringendes elektrisches Ablenkungsfeld 265. Die mit den Elektroden verbundene elektrische Spannungsquelle 246 erlaubt eine zeitabhängige Steuerung sowohl der Stärke als auch der Ausrichtung und der Polung des elektrischen Ablenkungsfeldes.
Bei ausgeschalteter Ablenkeinrichtung entsteht ein keulenförmiger Teilchenstrom 245, der in einem Auftreffbereich 250 auf die zu beschichtende Fläche trifft. Wird die rechts gezeigte Elektrode 262 auf positives Potential gegenüber der linken Elektrode 263 gelegt, so wird der mit strichpunktierter Linie gezeigte Teilchenstrom 245A erzeugt, dessen Auftrittsbereich 250A näher an der Rotationsachse liegt. Bei umgekehrter Polung ergibt sich eine Ablenkung in entgegen gesetzter Richtung, so dass ein strichpunktiert dargestellter Teilchenstrom 245B entsteht, dessen Auftreffbereich 250B näher am äußeren Rand des Substrats liegt.
Werden nun die schichtbildenden Teilchen während einer gleichförmigen Substratrotation beispielsweise sinusförmig viermal zwischen der innenliegenden Endposition und der außenliegenden Endposition umgelenkt, so wird ein Schichtdickenprofil mit 4-zähliger Radialsymmetrie entstehen. Die Schichtdicke variiert dabei in Azimutalrichtung (Umfangsrichtung) viermal zwischen dünneren und dickeren Bereichen.
Weitere Möglichkeiten der gezielten Steuerung örtlicher Schichtdickenverläufe und anderer Schichteigenschaften von optischen Beschichtungen werden nun anhand von 3 erläutert. Während bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 eine „quellennahe“ Ablenkung vorgesehen ist, bei der das Ablenkfeld hauptsächlich relativ nahe bei der Beschichtungsmaterialquelle auf die abzulenken Ionen einwirkt, werden nun Möglichkeiten einer substratnahen Ablenkung erläutert, bei der das Ablenkfeld erst in der Endphase der Anflugbewegung der auf das Substrat gerichteten Ionen auf diese ablenkend einwirkt.
3 zeigt hierzu schematisch eine Beschichtungsanlage 300 zur Beschichtung mittels Magnetron-Beschichtung. In der Vakuumkammer 312 des Vakuumrezipienten 310 befindet sich ein planares Magnetron, bei dem alternierend gepolte Magnetsysteme unterhalb eines ebenen Targets (Zerstäubungstarget) angeordnet sind. Das in einer Quellenebene 343 angeordnete Target 344 dient als Beschichtungsmaterialquelle und wird durch einen Festkörper gebildet, der die schichtbildenden Teilchen enthält, die mittels Ionenbeschuss aus dem Target herausgelöst werden.
Der Substratträger 220 ist an einem Trägerarm 222 aufgehängt, der um eine vertikale Zentralachse drehbar ist, so dass das Substrat als ganzes nacheinander über die sternförmig angeordneten Magnetronkathoden hinwegbewegt wird. Außerdem kann das Substrat eine Eigenrotation um seine Substratachse 324 ausführen, deren Drehgeschwindigkeit gesteuert werden kann. Die zu beschichtende Fläche 332 liegt dabei in der Substratebene 334. Da solche Aufbauten grundsätzlich bekannt sind, wird hier auf eine nähere Erläuterung verzichtet. Es sind auch andere Anordnungen vom Magnetronkathoden möglich, z.B. eine lineare Anordnung.
Beim Sputtern wird ein großer Anteil der zerstäubten schichtbildenden Teilchen beim Herauslösen aus dem Targetmaterial ionisiert. Im Betrieb der Anlage bilden die aus dem Target gelösten elektrisch geladenen Teilchen einen Teilchenstrom 345, der auf die zu beschichtende Fläche des Substrats gerichtet ist. Bei Sputterverfahren liegt die mittlere Teilchenenergie der schichtbildenden Teilchen typischerweise im Bereich zwischen 1 eV bis 10 eV, gegebenenfalls auch bei höheren Werten bis beispielsweise 50 eV).
Eine substratnahe Ablenkeinrichtung 360 weist einen Magneten oder mehrere Magnete auf, die an der Rückseite des Substrats, also an der der Beschichtungsmaterialquelle abgewandten Seite, angebracht sind. Beispielhaft ist eine Magneteinheit 365 gezeigt, die als Permanentmagnet oder Elektromagnet ausgestaltet sein kann und ein magnetisches Gleichfeld (siehe Feldlinien 367) erzeugt. Die Feldstärke des magnetischen Gleichfeldes ist an der dem magnetischen Nordpol unmittelbar gegenüberliegenden Seite besonders hoch und nimmt ausgehend von dort in Radialrichtung nach außen ab. Dieses magnetische Gleichfeld dient als magnetisches Ablenkungsfeld für die anfliegenden Teilchen. Da die Magneteinheit 365 in diesem Fall am Substrathalter 220 angebracht ist, handelt es sich um eine substratfeste Ablenkeinheit, bei der sich die Quelle des Ablenkfeldes mit dem Substrat passiv mitbewegt. Der Verlauf der magnetischen Feldlinien ist somit statisch in Bezug auf das substratfeste Koordinatensystem.
Die Rotationsantriebe für die Eigenrotation des Substrats und die Bahnbewegung des Substrats um die Zentralachse sowie die Magnetron-Sputterquelle sind an eine Steuereinrichtung 390 angeschlossen, über die ein Beschichtungsprozess nach bestimmten Vorgaben automatisch gesteuert werden kann.
Die substratnahe Anordnung des Ablenkungsfeldes bzw. Ablenkungseinheit ermöglicht eine besonders starke Lokalisierbarkeit der gewünschten Effekte. Beispielsweise können auf der Rückseite eines nicht-magnetischen Substrats für einen Spiegel oder eine Linse mehrere Magneteinheiten in definierter räumlicher Anordnung zueinander angeordnet sein, um das Schichtdickenprofil durch Umlenkung der ankommenden ionisierten Teilchen zu bestimmen. Durch Änderung der Position, Größe und/oder Stärke der Magneteinheiten sind unterschiedliche räumliche Verteilungen der magnetischen Feldstärke im Bereich unmittelbar vor der zu beschichtenden Fläche bedarfsgerecht einstellbar. Dadurch können nahezu beliebige Schichtdickenprofile, vor allem auch nicht-rotationssymmetrische Schichtdickenprofile, erzeugt werden.
Anhand 4 wird beispielhaft der Einfluss einer substratnahen Ablenkeinrichtung 460 auf das Schichtdickenprofil einer Beschichtung 440 erläutert, die auf der zu beschichteten Fläche 432 des Substrats 430 entsteht. Ausgehend von der Beschichtungsmaterialquelle 444 in der Quellenebene 443 bewegen sich die aus dem Target herausgelösten und beim Herauslösen zum großen Teil ionisierten schichtbildenden Teilchen 445 zunächst unbeeinflusst von den ablenkenden Feldern in Richtung der zu beschichtenden Fläche. Der Einfluss des substratfesten Ablenkfeldes macht sich erst deutlich bemerkbar, wenn die Ionen den größten Teil ihrer Fluglinie in Richtung Substrat 430 zurückgelegt haben. In der Endphase der Anflugbewegung werden die ankommenden schichtbildenden Teilchen durch das magnetische Gleichfeld auf spiralförmige Bahnen gezwungen und so abgelenkt, dass sie im zeitlichen Mittel nach einem durch die Anordnung der Magnetelemente vorgegebenen Ortsprofil auf die zu beschichtende Fläche auftreffen.
Die Anwendung einer substratnahen Ablenkung ermöglicht besonders hohe Ortsauflösungen bei der Erzeugung von lateralen Schichtdickenverläufen. Außerdem arbeiten die substratnah angebrachten Magneteinheiten während der gesamten Dauer der Schichterzeugung für eine fertige Beschichtung selbsttätig, ohne dass eine externe Steuerung eingreift. Dadurch sind besonders stabile Beschichtungsprozesse mit präzise steuerbaren Schichtdickenverläufen möglich.
Eine substratnahe Ablenkung kann auch bei einer Elektronenstrahlverdampferanlage vorgesehen sein. Eine quellennahe Ablenkung kann bei einer Magnetron-Sputteranlage vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Anordnung von fokussierenden oder defokussierenden Elementen entlang der Targetachse vorgesehen sein, die an die Azimutalposition des Spinantriebs gekoppelt ein- oder ausgeschaltet werden kann. Eine Beschichtung ohne Spin mit Variation der fokussierenden Feldstärke oder eine Variation des Spin sind ebenfalls möglich. Es ist auch möglich, Einrichtungen für eine substratnahe Ablenkung und Einrichtungen für eine quellennahe Ablenkung zu kombinieren.
Anhand der schematischen Diagramme in 5 werden einige mit Hilfe der verschiedenen Varianten des Beschichtungsverfahrens herstellbare Schichtdickenverläufe erläutert. Die Diagramme zeigen jeweils eine Draufsicht auf ein kreisrundes optisches Element mit normiertem Radius (r = 1), das eine Beschichtung trägt. Die Ortsverteilung der Schichtdicke bzw. der laterale Schichtdickenverlauf in der dargestellten x-y-Ebene in Bezug auf das Zentrum bei x = y = 0 ist in Form von Graustufen angegeben, wobei unterschiedliche Grautöne unterschiedliche Schichtdicken einer Einzelschicht oder eines Schichtstapels repräsentieren. Die Schichtdicke kann dabei von dunkleren Graustufen zu helleren Graustufen zunehmen oder abnehmen. Bei der Herstellung der Beschichtung rotiert das Substrat jeweils um eine senkrecht zur x-y-Ebene verlaufende Rotationsachse bei x = y = 0.
5A repräsentiert einen rein parabolischen Verlauf der Schichtdicke vom Zentrum zum Rand. Solche Verläufe sind ohne Ablenkung von ionisierten Teilchen auch mit herkömmlichen Verfahren realisierbar. 5B veranschaulicht ein Schichtdickenprofil, das erzeugt werden kann, wenn während einer gleichförmigen Substratrotation der Storm der schichtbildenden Teilchen sinusförmig vier Mal zwischen einer innen liegenden Endposition und einer außen liegenden Endposition umgelenkt wird. Dadurch entsteht ein Schichtdickenprofil mit einer 4-zähligen Radialsymmetrie, wobei die Schichtdicke in Umfangsrichtung vier Mal zwischen dünnen und dicken Bereichen variiert. In diesem Fall wird der parabolische Verlauf von einer Zweiwelligkeit überlagert. Die Dickenverteilung hat Axialsymmetrie, und zwar sowohl bezüglich der Achse x = 0 als auch zur Achse y = 0. Solche Schichtdickenprofile können alternativ auch mit quellennaher Blendentechnik und/oder modulierter Substratrotation erzeugt werden.
5C zeigt in der gleichen Art der Darstellung ein Beispiel aus einer prinzipiell nicht begrenzten Vielfalt möglicher Beispiele für eine Schichtdickenverteilung bei einer Freiformbeschichtung. Die örtliche Schichtdickenverteilung hat hier keinerlei Symmetrieachsen, ist also insbesondere nicht rotationssymmetrisch zur z-Achse und auch nicht achssymmetrisch zu einer senkrecht dazu liegenden Achse. Es liegt auch keine Radialsymmetrie (Mehrzähligkeit) vor. In einer Beschichtungsanlage der hier beschriebenen Art kann eine solche Freiformbeschichtung beispielsweise mit Hilfe einer fokussierten Ablenkung erzeugt werden, die an die Substratrotation gekoppelt ist. Der Schichtdickenverlauf ist glatt und frei von räumlich hochfrequenten Anteilen von Schichtdickenvaritionen, wie sie beispielsweise bei der Verwendung von substratnahen Lochmasken auftreten können. Insbesondere fehlen hochfrequente Strukturen mit räumlicher Periodizitätslänge von weniger als 1mm, da solch hochfrequenten Anteile bei Ablenkung der ionisierten Teilchen vermieden werden können.
5D zeigt ein weiteres Beispiel für ein Schichtdickenprofil einer Freiformbeschichtung, das durch substratnahe Ablenkung bei parabolischem Grundprofil erzeugt wurde. Auch hier gibt es keine Symmetrieachsen und keine hochfrequenten Schichtdickenresiduen, die die optische Funktionalität des beschichteten optischen Elements negativ beeinflussen könnten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6927901 B2 [0006]
US 2003/0082298 A1 [0007, 0010]
US 2008/0165415 A1 [0008]
WO 2005/119369 A1 [0009]
US 2004/0216992 A1 [0009]
WO 2003/093529 A2 [0010]
US 2004/0035363 A1 [0010]
US 2004/0052942 A1 [0010]

Claims

Beschichtungsverfahren zum Herstellen eines optischen Elements, das ein Substrat aufweist, das an einer Substratoberfläche eine optisch wirksame Beschichtung trägt, mit folgenden Schritten: Anordnen einer Beschichtungsmaterialquelle mit Beschichtungsmaterial in einer Quellenebene; Anordnen des Substrats in einer Substratebene mit Abstand zu der Beschichtungsmaterialquelle derart, dass eine zu beschichtende Fläche der Beschichtungsmaterialquelle zugewandt ist; Herauslösen von schichtbildenden Teilchen aus der Beschichtungsmaterialquelle derart, dass schichtbildende Teilchen sich in Richtung des Substrats bewegen und eine Schicht der Beschichtung bilden; Erzeugen von Ionen, die einen auf das Substrat gerichteten Ionenstrom bilden; Ablenken der in Richtung des Substrats bewegten Ionen mittels eines auf den Ionenstrom wirkenden elektrischen oder magnetischen Ablenkungsfeldes derart, dass Ionen des Ionenstroms während der Erzeugung der Beschichtung in einem vorgebbaren Auftreffbereich auf die der Beschichtungsmaterialquelle zugewandte zu beschichtende Fläche treffen.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, worin ein auf das Substrat gerichteter fokussierter Ionenstrom erzeugt wird und der fokussierte Ionenstrom während der Erzeugung der Beschichtung gemäß einem vorgebbaren Orts-Zeit-Profil nacheinander auf lateral versetzte Auftreffbereiche am Substrat gelenkt wird.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 2, worin ein Durchmesser des fokussierten Ionenstroms im Auftreffbereich weniger als 50% des Substratdurchmessers beträgt, wobei der Durchmesser im Auftreffbereich vorzugsweise zwischen 5% und 25% des Substratdurchmessers liegt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Substrat während der Erzeugung der Beschichtung relativ zur Beschichtungsmaterialquelle bewegt, insbesondere um eine Substratrotationsachse rotiert, wird und die Bewegung des Substrats mit der Ablenkung des Ionenstroms koordiniert wird.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Anteil der von der Beschichtungsmaterialquelle gelösten schichtbildenden Teilchen ionisiert wird und Bewegungsbahnen der ionisierten schichtbildenden Teilchen auf dem Weg zwischen der Beschichtungsmaterialquelle und dem Substrat durch das Ablenkungsfeld beeinflusst werden.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 5, worin die schichtbildenden Teilchen durch Elektronenstrahlverdampfen aus der Beschichtungsmaterialquelle gelöst werden und ein Anteil der schichtbildenden Teilchen nach dem Herauslösen aus der Beschichtungsmaterialquelle durch eine quellennahe Ionisierungseinrichtung auf dem Weg zwischen der Beschichtungsmaterialquelle und dem Substrat ionisiert werden.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 6, worin die schichtbildenden Teilchen durch ein quer zu dem Teilchenstrom der schichtbildenden Teilchen gerichtetes hochfrequentes elektrisches Wechselfeld oder durch einen Ionisierungs-Elektronenstrom ionisiert werden, der zusätzlich zu dem für die Verdampfung erzeugten Elektronenstrom erzeugt wird.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein auf das Substrat gerichteter fokussierter Hilfsionenstrom mit Ionen eines Arbeitsgases erzeugt wird, wobei die Ionen des Arbeitsgases auf dem Weg zum Substrat durch das Ablenkungsfeld beeinflusst werden und mit den schichtbildenden Teilchen bei der Bildung einer Schicht oder nach der Bildung einer Schicht zur Beeinflussung mindestens eines Schichtparameters wechselwirken.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 8, worin ein Durchmesser des Hilfsionenstroms im Auftreffbereich weniger als 50% des Substratdurchmessers beträgt, wobei der Durchmesser im Auftreffbereich vorzugsweise zwischen 5% und 25% des Substratdurchmessers liegt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Mehrlagenbeschichtung dadurch erzeugt wird, dass nacheinander abwechselnd Einzelschichten aus unterschiedlichen schichtbildenden Teilchen erzeugt werden, wobei bei der Erzeugung mindestens einer Einzelschicht eine Ablenkung von in Richtung des Substrats bewegten Ionen erfolgt, wobei die Ionen schichtbildende Teilchen und/oder Hilfsionen sind.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 10, worin eine mit ersten schichtbildenden Teilchen erzeugte erste Einzelschicht nach Abschluss der Ablagerung der ersten schichtbildenden Teilchen und vor Ablagerung von zweiten schichtbildenden Teilchen zur Erzeugung einer folgenden zweiten Einzelschicht mit abgelenkten Ionen des Ionenstroms bearbeitet wird.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Ablenkungsfeld einen Bereich maximaler Feldstärke aufweist, welcher näher bei dem Substrat als bei der Beschichtungsmaterialquelle liegt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Substrat während der Erzeugung der Beschichtung relativ zu der Beschichtungsmaterialquelle bewegt wird und Ablenkelemente einer Ablenkungseinrichtung zur Erzeugung des elektrischen oder magnetischen Ablenkungsfeldes mit dem Substrat mitbewegt werden.
Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin das Ablenkungsfeld einen Bereich maximaler Feldstärke aufweist, welcher näher bei der Beschichtungsmaterialquelle als bei dem Substrat liegt.
Beschichtungsanlage (100, 300) zum Herstellen eines optischen Elements, das ein Substrat aufweist, das an einer Substratoberfläche eine optisch wirksame Beschichtung trägt, mit: einer Beschichtungsmaterialquelle mit Beschichtungsmaterial in einer Quellenebene (143, 243, 343, 443); einem Substrathalter zum Halten eines Substrats in einer Substratebene (134, 234, 334, 434) mit Abstand zu der Beschichtungsmaterialquelle derart, dass eine zu beschichtende Fläche (132, 232, 332, 432) der Beschichtungsmaterialquelle zugewandt ist; Einrichtungen zum Herauslösen von schichtbildenden Teilchen aus der Beschichtungsmaterialquelle derart, dass schichtbildende Teilchen sich in Richtung des Substrats bewegen und eine Schicht der Beschichtung bilden; einer Ionisierungseinrichtung (150, 170) zum Erzeugen von Ionen, die einen auf das Substrat gerichteten Ionenstrom bilden; und einer Ablenkeinrichtung (160, 180, 260, 360, 460) zum Ablenken der in Richtung des Substrats bewegten Ionen mittels eines auf den Ionenstrom wirkenden elektrischen oder magnetischen Ablenkungsfeldes derart, dass Ionen des Ionenstroms während der Erzeugung der Beschichtung in einem vorgebbaren Auftreffbereich auf die der Beschichtungsmaterialquelle zugewandte zu beschichtende Fläche treffen.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Teilchen-Ionisierungseinrichtung (150), die dafür eingerichtet ist, einen Anteil der von der Beschichtungsmaterialquelle (144) gelösten schichtbildenden Teilchen auf ihrem Weg zum Substrat (130) zu ionisieren, um dadurch ionisierte schichtbildende Teilchen (145) zu erzeugen.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine von der Beschichtungsmaterialquelle gesonderte Ionenquelle (170) zur Erzeugung eines auf das Substrat gerichteten fokussierten Hilfsionenstroms mit Ionen eines Arbeitsgases, und durch eine Ablenkeinrichtung (180) zur Ablenkung der Ionen des Arbeitsgases auf dem Weg zum Substrat.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 15 bis 17, worin die Ablenkeinrichtung (160, 180, 260) Ablenkelemente (162, 163, 182, 183, 262, 263) aufweist, die zwischen der Quellenebene (143, 243) und der Substratebene (134, 234) angeordnet sind, wobei die Ablenkelemente (162, 163, 182, 183, 262, 263) vorzugsweise näher bei der Quellenebene (143, 243) als bei der Substratebene (134, 234) angeordnet sind.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 15 bis 18, worin die Ablenkeinrichtung mindestens ein Paar von Ablenkelektroden 162, 163, 182, 183, 262, 263) umfasst, die an eine steuerbare elektrische Spannungsquelle (155, 246) angeschlossen sind und ein quer zum Ionenstrom gerichtetes elektrisches Feld erzeugen können.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 15 bis 18, worin die Ablenkeinrichtung (360, 460) Ablenkelemente (365, 465) aufweist, die an einer der Beschichtungsmaterialquelle (344, 444) abgewandten Rückseite des Substrats (330, 430) und/oder neben dem Substrat angeordnet sind.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 15 bis 20, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (190), die derart konfiguriert oder konfigurierbar ist, dass die Beschichtungsanlage ein Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchführt.
Optisches Element mit einem Substrat, das an einer Substratoberfläche eine optisch wirksame Beschichtung trägt, erhältlich durch ein Beschichtungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
Optisches Element nach Anspruch 22, worin die Beschichtung einen nicht-rotationssymmetrischen Schichtdickenverlauf aufweist, wobei die Beschichtung insbesondere eine Freiformbeschichtung ist.
Optisches Element nach Anspruch 22 oder 23, worin die Beschichtung mindestens ein Teilschichtpaket aufweist, das eine Einzelschicht mit einer nicht-rotationssymmetrischen lateralen Schichtdickenverteilung aufweist, die zwischen Einzelschichten mit anderen Schichtdickenverteilungen angeordnet ist, insbesondere zwischen Einzelschichten mit rotationssymmetrischen Schichtdickenverteilungen.
Optisches Element nach Anspruch 22, 23 oder 24, worin die Beschichtung eine Freiformbeschichtung ist, die frei von hochfrequenten Schichtdickenvariationen ist, welche mit einer Ortsfrequenz von mehr als 1m^–1 auftreten.
Optisches Element mit einem Substrat, das an einer Substratoberfläche eine optisch wirksame Beschichtung trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mindestens ein Teilschichtpaket aufweist, das eine Einzelschicht mit einer nicht-rotationssymmetrischen lateralen Schichtdickenverteilung aufweist, die zwischen Einzelschichten mit anderen Schichtdickenverteilungen angeordnet ist.
Optisches Element nach Anspruch 26, worin die Einzelschicht mit einer nicht-rotationssymmetrischen lateralen Schichtdickenverteilung zwischen Einzelschichten mit rotationssymmetrischen Schichtdickenverteilungen angeordnet ist.