DE102015201581A1 - Method for producing a reflective optical element for EUV lithography - Google Patents
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Abstract
Zur schonenden Herstellung eines reflektiven optischen Elements für die EUV-Lithographie wird ein Verfahren vorgeschlagen mit den Schritten: – Bereitstellen (101) eines Substrats; – Aufbringen (103) einer im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich reflektierenden Beschichtung; – Aufbringen (105) einer Schutzschicht auf die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung; – Weiterbearbeiten (107) des reflektiven optischen Elements; – Entfernen der Schutzschicht, wobei in einem ersten Entfernungsschritt (109) nichtselektiv Material entfernt wird und anschließend in einem zweiten Entfernungsschritt (111) Schutzschichtmaterial selektiv derart entfernt wird, dass die ursprüngliche Oberfläche der reflektierenden Beschichtung freigelegt wird.For the gentle production of a reflective optical element for EUV lithography, a method is proposed comprising the steps of: providing (101) a substrate; - depositing (103) an extremely ultraviolet wavelength reflective coating; - applying (105) a protective layer to the surface of the reflective coating; - Further processing (107) of the reflective optical element; Removal of the protective layer, wherein non-selectively material is removed in a first removal step (109) and then, in a second removal step (111), protective layer material is selectively removed such that the original surface of the reflective coating is exposed.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines reflektiven optischen Elements für die EUV-Lithographie.The present invention relates to a method for producing a reflective optical element for EUV lithography.
Bei der Herstellung eines reflektiven optischen Elements wird ein Substrat mit einer reflektierenden Beschichtung beschichtet. Die Oberfläche dieser reflektierenden Beschichtung ist sehr empfindlich auf chemische Verunreinigungen, z. B. mit Kohlenwasserstoffen, Metallen oder durch Oxidation, wie auch auf mechanische Beschädigungen oder Partikel. Diese Verunreinigungen können dazu führen, dass die Eigenschaften des reflektiven optischen Elements negativ beeinflusst werden. Jedoch kann es notwendig sein, reflektive optische Elemente nach der Beschichtung des Substrats noch weiter zu bearbeiten, beispielsweise bei der Herstellung von Mikrospiegelarrays, strukturierten EUV-Spiegeln, Pupillen- oder Feldfacettenspiegeln sowie EUV-Masken. Es können auch nachträgliche Bearbeitungen unmittelbar nach der reflektierenden Beschichtung durchgeführt werden, um eventuelle Abbildungsfehler zu korrigieren, wie beispielsweise das lokale teilweise Abtragen der reflektierenden Beschichtung. Die verschiedenen Weiterverarbeitungsschritte können zu mechanischen Beeinträchtigungen der reflektierenden Beschichtung, etwa Kratzer oder Partikel, wie auch zu Kontamination durch chemische Verunreinigung führen.In the manufacture of a reflective optical element, a substrate is coated with a reflective coating. The surface of this reflective coating is very sensitive to chemical contaminants, e.g. As with hydrocarbons, metals or by oxidation, as well as mechanical damage or particles. These impurities can cause the properties of the reflective optical element to be adversely affected. However, it may be necessary to further process reflective optical elements after coating the substrate, for example in the fabrication of micromirror arrays, patterned EUV mirrors, pupil or field facet mirrors, and EUV masks. Subsequent processing may also be performed immediately after the reflective coating to correct for any aberrations, such as local partial removal of the reflective coating. The various further processing steps can lead to mechanical impairments of the reflective coating, such as scratches or particles, as well as to contamination by chemical contamination.
Aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes anzugeben, bei dem ggf. durch Herstellungsschritte hervorgerufene negative Einflüsse auf die optischen Eigenschaften des fertigen optischen Elements verhindert oder zumindest minimiert werden.It is an object of the present invention to specify a method for producing an optical element in which negative influences on the optical properties of the finished optical element caused by manufacturing steps are prevented or at least minimized.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines reflektiven optischen Elements für die EUV-Lithographie mit den folgenden Schritten:
- – Bereitstellen eines Substrats;
- – Aufbringen einer im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich reflektierenden Beschichtung;
- – Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung;
- – Weiterbearbeiten des reflektiven optischen Elements;
- – Entfernen der Schutzschicht, wobei in einem ersten Entfernungsschritt nichtselektiv Material entfernt wird und anschließend in einem zweiten Entfernungsschritt Schutzschichtmaterial selektiv derart entfernt wird, dass die ursprüngliche Oberfläche der reflektierenden Beschichtung freigelegt wird.
- - Providing a substrate;
- Applying a coating which reflects in the extreme ultraviolet wavelength range;
- Applying a protective layer to the surface of the reflective coating;
- - Further processing of the reflective optical element;
- Removal of the protective layer, wherein non-selectively material is removed in a first removal step and then in a second removal step protective layer material is selectively removed so that the original surface of the reflective coating is exposed.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass sich mechanische oder chemische Veränderungen bei der Weiterbearbeitung des reflektiven optischen Elements nur auf die Schutzschicht auf der Oberfläche der reflektierenden Beschichtung des reflektiven optischen Elements auswirken, die vor der Inbetriebnahme des reflektiven optischen Elements wieder entfernt wird. Indem in einem zweiten Entfernungsschritt eine selektive Entfernung angewendet wird, also ein Vorgehen gewählt wird, bei dem der Entfernungsvorgang messbar stärker auf das Material der Schutzschicht als auf das Material der Oberfläche der darunterliegenden reflektierenden Beschichtung wirkt, kann das Entfernen so gesteuert werden, dass die Schutzschicht möglichst gründlich entfernt wird, ohne dass die reflektierende Beschichtung davon beeinträchtigt würde. Im nichtselektiven Entfernungsschritt wird zunächst Schutzschichtmaterial durch ein Vorgehen entfernt, das nicht speziell auf die vorliegenden Materialien optimiert ist, sondern u.a. auf hohe Entfernungsraten bei geringem Aufwand, um das Entfernen der Schutzschicht wirtschaftlich, und dennoch effizient durchführen zu können.An advantage of the present invention is that mechanical or chemical changes in the further processing of the reflective optical element affect only the protective layer on the surface of the reflective coating of the reflective optical element, which is removed before the start of the reflective optical element. By applying a selective removal in a second removal step, that is, selecting a procedure in which the removal process measurably acts more on the material of the protective layer than on the material of the surface of the underlying reflective coating, the removal can be controlled such that the protective layer is removed as thoroughly as possible without the reflective coating would be affected. In the nonselective removal step, protective layer material is first removed by a procedure that is not specifically optimized for the present materials, but is i.a. at high removal rates with little effort to perform the removal of the protective layer economically, yet efficiently.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Schutzschicht in Form von mindestens zwei Teilschichten unterschiedlichen Materials aufgebracht. Dies hat den Vorteil, dass für jede der zwei Teilschichten ein Material gewählt werden kann, das für die jeweilig ausgeübte Schutzfunktion am geeignetsten ist. Beispielsweise kann für die zur Umgebung abschließende Teilschicht ein Material gewählt werden, das insbesondere Schutz des reflektiven optischen Elements bei dessen Weiterbearbeitung bietet. Für die andere, direkt an die reflektierenden Beschichtung angrenzende Teilschicht kann ein Material gewählt werden, das insbesondere die reflektierende Beschichtung bei der Entfernung der äußeren Teilschicht schützt.In a preferred embodiment of the method, the protective layer is applied in the form of at least two partial layers of different material. This has the advantage that for each of the two partial layers, a material can be selected which is most suitable for the respective protective function performed. By way of example, a material can be selected for the sublayer closing off from the environment, which in particular offers protection of the reflective optical element during its further processing. For the other, directly adjacent to the reflective coating sub-layer, a material can be selected, which protects in particular the reflective coating in the removal of the outer sub-layer.
Vorteilhafterweise wird für die Teilschicht unmittelbar angrenzend an die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung ein Material gewählt, auf das der zweite Entfernungsschritt möglichst anders wirkt als auf die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung. Dies ermöglicht eine möglichst vollständige Entfernung der unmittelbar an die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung angrenzenden Teilschicht, ohne dass die reflektierende Beschichtung angegriffen und damit in ihren Eigenschaften negativ beeinflusst wird, und vereinfacht das Ausführen des zweiten, selektiven Entfernungsschritts.Advantageously, a material is selected for the sub-layer immediately adjacent to the surface of the reflective coating, to which the second removal step acts as differently as possible on the surface of the reflective coating. This allows the most complete possible removal of the directly adjacent to the surface of the reflective coating sub-layer without the reflective coating attacked and thus negative in their properties is affected, and simplifies the execution of the second, selective removal step.
Für die zur Umgebung abschließende Teilschicht kann bevorzugt ein Material gewählt werden, das besonders widerstandsfähig gegen Einflüsse bei der Weiterbearbeitung ist. Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass das reflektive optische Element und insbesondere die reflektierende Beschichtung bei der Weiterbearbeitung negativ beeinflusst werden.For the final sub-layer to the environment may preferably be selected a material that is particularly resistant to influences during further processing. This reduces the probability that the reflective optical element and in particular the reflective coating will be adversely affected during further processing.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als an die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung angrenzende Teilschicht Kohlenstoff, ein Karbid, ein Nitrid oder ein Fluorid aufgebracht. Diese Materialien sind einerseits vergleichsweise inert gegen viele chemische und physikalische Reinigungsverfahren, lassen sich aber durch angepasste Reinigungsverfahren sehr selektiv entfernen. Die an die Oberfläche angrenzende Teilschicht kann vorteilhafterweise mit einer Dicke zwischen 2 nm und 100 nm aufgebracht werden. Diese Materialien sind auch bevorzugt, wenn eine einteilige Schutzschicht aus nur einem Material auf die reflektierende Beschichtung des reflektierenden optischen Elements aufgebracht wird.In a preferred embodiment, carbon, a carbide, a nitride or a fluoride is applied as the sub-layer adjoining the surface of the reflective coating. On the one hand, these materials are comparatively inert to many chemical and physical cleaning processes, but can be removed very selectively by means of adapted purification processes. The surface layer adjacent to the sub-layer can advantageously be applied with a thickness between 2 nm and 100 nm. These materials are also preferred when a one-piece protective layer of only one material is applied to the reflective coating of the reflective optical element.
Als zur Umgebung abschließende Teilschicht wird bevorzugt ein Lack, insbesondere ein Photolack, ein Oxid oder ein Metall aufgebracht. Eine Teilschutzschicht aus Lack bietet insbesondere Schutz gegen Weiterverarbeitungsschritte, die dem Strukturieren mittels naßchemischem oder trockenchemischem Ätzen dienen. Photolack bietet den besonderen Vorteil, durch Belichten und Entwickeln gezielte Bereiche der Oberfläche der reflektierenden Beschichtung zu schützen. Die Verwendung von Oxiden ist von Vorteil bei Weiterverarbeitungsschritten, die eine Oxidation der Oberfläche der reflektierenden Beschichtung verursachen könnten. Eine zur Umgebung abschließende Teilschicht aus Metall ist besonders inert gegen Reinigungen des reflektiven optischen Elements mittels Plasma, UV-Lichtbestrahlung oder auch nasschemischer Reinigung. Die zur Umgebung abschließende Teilschicht kann beispielsweise zu einer Dicke von 500 nm bis 20 µm bei einem Lack oder Photolack oder einer Dicke von z.B. im Bereich von ca. 50 nm für das Oxid oder das Metall aufgebracht werden.As the sub-layer terminating in the environment, it is preferable to apply a lacquer, in particular a photoresist, an oxide or a metal. A partial protective layer of lacquer offers, in particular, protection against further processing steps which serve for structuring by means of wet chemical or dry chemical etching. Photoresist offers the particular advantage of protecting specific areas of the surface of the reflective coating by exposure and development. The use of oxides is advantageous in further processing steps that could cause oxidation of the surface of the reflective coating. A final sub-layer of metal to the environment is particularly inert against cleaning of the reflective optical element by means of plasma, UV light irradiation or wet-chemical cleaning. The surrounding sub-layer may be, for example, to a thickness of 500 nm to 20 μm in a paint or photoresist or a thickness of e.g. be applied in the range of about 50 nm for the oxide or the metal.
Der erste Entfernungsschritt wird bevorzugt als Sputtern, Polieren, nasschemisches Entfernen oder trockenchemisches Entfernen ausgeführt. Derartige Abtragungsverfahren ermöglichen die gründliche Entfernung der zur Umgebung abschließenden Teilschicht bzw. der darauf befindlichen Verschmutzungen bei gleichzeitig hohen Entfernungsraten.The first removal step is preferably carried out as sputtering, polishing, wet-chemical removal or dry-chemical removal. Such removal methods enable the thorough removal of the sub-layer or the contaminants thereon at the same time at high removal rates.
Der zweite Entfernungsschritt wird bevorzugt als Reinigen mit Wasserstoffradikalen oder als Reinigen mit Sauerstoffradikalen ausgeführt. Derartige Abtragungsverfahren haben stark von dem zu entfernenden Material abhängige Entfernungsraten, die bei üblichen Oberflächenmaterialien von reflektierenden Beschichtungen eher niedrig sind, so dass man mit ihrer Hilfe die an die Oberfläche angrenzende Teilschicht bzw. den verbliebenen Teil der Schutzschicht entfernen kann, ohne die reflektierende Beschichtung dabei anzugreifen. Sie erlauben daher ein sehr selektives Entfernen von Schutzschichtmaterial.The second removal step is preferably carried out as cleaning with hydrogen radicals or as cleaning with oxygen radicals. Such ablation processes are highly dependent on the material to be removed removal rates, which are rather low in conventional surface materials of reflective coatings, so that you can remove with their help the surface adjacent to the sub-layer or the remaining part of the protective layer, without the reflective coating attack. They therefore allow a very selective removal of protective layer material.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das mit Schutzschicht versehene reflektive optische Element durch Bestrahlen mit Elektronen, Reinigen, Tempern oder mechanische Bearbeitung weiterbearbeitet. Das Reinigen kann u.a. Plasmareinigung, nasschemische Reinigung oder UV-Licht-Reinigung umfassen und kann beispielsweise das Entfernen von Rückständen, Kleberesten oder anderen Verschmutzungen an einer Halterung oder einer Substratseite des reflektiven optischen Elements sein. Zur mechanischen Bearbeitung kann beispielsweise Vereinzeln, Schneiden, beispielsweise Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden, Fräsen, Bohren oder Drehen gehören, um etwa das reflektive optische Element in seine Endform zu bringen. Beim Tempern kann auch Einfluss auf die optischen Eigenschaften des reflektiven optischen Elements genommen werden sowie auf dessen Strahlen- und Wärmebeständigkeit.In a preferred embodiment, the protective optical element provided with protective layer is further processed by irradiation with electrons, cleaning, annealing or mechanical processing. The cleaning can i.a. Plasma cleaning, wet chemical cleaning or UV light cleaning may include and may be, for example, removal of debris, adhesive residue or other debris on a fixture or substrate side of the reflective optical element. For mechanical processing, for example, separating, cutting, such as laser cutting or water jet cutting, milling, drilling or turning may include, for example, to bring the reflective optical element in its final form. Annealing can also influence the optical properties of the reflective optical element as well as its radiation and heat resistance.
Als reflektierende Beschichtung wird bevorzugt ein Viellagensystem aus alternierend angeordneten Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufgebracht. Eine derartige reflektierende Beschichtung eignet sich insbesondere bei nahezu normalem Einfall bzw. Einfallswinkeln, die nicht zu stark davon abweichen, und kann gut auf ihre spätere Verwendung ausgerichtet werden, insbesondere auf Wellenlänge und Einfallswinkelbereich. Alternativ kann auch eine reflektierende Beschichtung auf der Basis einer metallischen Hauptschicht vorgesehen werden, die sich eher für den Einsatz bei streifendem Einsatz eignet.As the reflective coating, it is preferable to apply a multilayer system of alternately arranged layers of a higher real part refractive index material at a wavelength in the extreme ultraviolet wavelength range and a material of lower refractive index material at the wavelength in the extreme ultraviolet wavelength range. Such a reflective coating is particularly suitable for almost normal incidence or angles of incidence, which do not differ too much, and can be well aligned with respect to its subsequent use, in particular on wavelength and angle of incidence range. Alternatively, it is also possible to provide a reflective coating based on a metallic main layer, which is more suitable for use in grazing applications.
Vorteilhafterweise wird als Deckschicht des Viellagensystems bzw. Oberflächenschicht der reflektierenden Beschichtung ein Metall oder ein Oxid aufgebracht. Metalle und Oxide haben den Vorteil, gegenüber einer Vielzahl von Entfernungsverfahren, insbesondere mittels Radikalen inert zu sein und auch im Betrieb das Viellagensystem vor äußeren Einflüssen schützen zu können, ohne dass zu hohe Reflektivitätseinbußen in Kauf genommen werden müssten.Advantageously, a metal or an oxide is applied as cover layer of the multi-layer system or surface layer of the reflective coating. Metals and oxides have the advantage of being inert to a large number of removal processes, in particular by means of radicals, and also of being able to protect the multilayer system from external influences during operation without having to do so high reflectivity losses would have to be accepted.
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigenThe present invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. Show this
In den
Vorteilhafterweise wird für die Teilschicht
Für die zur Umgebung abschließende Teilschicht
Es sei darauf hingewiesen, dass die Schutzschicht
Die reflektive Beschichtung
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In dem in
Das mit Schutzschicht versehene reflektive optische Element wird nun je nach Anforderung in einem Schritt
Für eine chemische Weiterbearbeitung sollte die Schutzschicht u.a. eine ausreichende Dicke und chemische Resistenz aufweisen. Typischerweise ist für chemische Prozesse eine Dicke der Schutzschicht von etwa 10 nm bis 30 nm ausreichend. Um mechanische Belastungen bei der Weiterbearbeitung, z. B. beim Fischen, Polieren, Fräsen, Bohren, Drehen usw., standzuhalten, muss die Schutzschicht
Nach dem erfolgten Weiterverarbeitungsschritt
Das hier vorgeschlagene Verfahren soll anhand einiger Ausführungsbeispiele weiter erläutert werden.The method proposed here will be further explained with reference to some embodiments.
Beispiel 1:Example 1:
Innerhalb der Herstellung eines reflektiven optischen Elements für die EUV-Lithographie soll eine Bestrahlung mit hochenergetischen Elektronen stattfinden, um die Strahlungsresistenz zu erhöhen bzw. die durch die Einzellagen eines Viellagensystems als reflektierender Beschichtung aufgebauten Spannungen zu relaxieren.Within the production of a reflective optical element for EUV lithography, irradiation with high-energy electrons should take place in order to increase the radiation resistance or to relax the stresses built up by the individual layers of a multilayer system as a reflective coating.
Es wird zunächst ein Viellagensystem als reflektierende Beschichtung auf ein Substrat aufgebracht und darauf eine 50 nm dicke Kohlenstoffschicht als Schutzschicht aufgesputtert. Anschließend wird die Elektronenbestrahlung ausgeführt. Dabei wird die reflektierende Beschichtung durch die Kohlenstoffschutzschicht wirkungsvoll gegen verschiedenste bei Elektronenbestrahlungen auftretende Verunreinigungen geschützt. In einem ersten Entfernungsschritt werden nichtselektiv diese Verunreinigungen auf der Kohlenstoffschicht sowie ein Teil der Kohlenstoffschicht durch Argon-Sputtern entfernt. In einer Abwandlung kann dies auch durch Polieren geschehen. Anschließend wird in einem selektiven Entfernungsschritt der übrige Teil der Kohlenstoffschutzschicht mittels Reinigung mit atomarem Wasserstoff entfernt. Die Entfernungsrate ist dabei zwar geringer als im ersten Entfernungsschritt, aber höher als bei den üblichen Absorbermaterialien von Viellagensystemen oder auch von üblichen Deckschichtmaterialien wie das gegen atomaren Wasserstoff sehr inerte Ruthenium. Dadurch wird ermöglicht, den Entfernungsprozess sehr genau dahingehend zu steuern, dass er beendet wird, bevor die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung mehr als tolerierbar angegriffen wird.First, a multi-layer system is applied as a reflective coating to a substrate and sputtered thereon a 50 nm thick carbon layer as a protective layer. Subsequently, the electron irradiation is carried out. In this case, the reflective coating is effectively protected by the carbon protective layer against a variety of impurities occurring during electron irradiation. In a first removal step, these impurities are non-selectively removed on the carbon layer and part of the carbon layer is removed by argon sputtering. In a modification, this can also be done by polishing. Subsequently, in a selective removal step, the remaining part of the carbon protective layer is removed by means of atomic hydrogen purification. Although the removal rate is lower than in the first removal step, but higher than the usual absorber materials of multi-layer systems or even of conventional cover layer materials such as that against atomic Hydrogen very inert ruthenium. This makes it possible to control the removal process very accurately so that it is terminated before the surface of the reflective coating is attacked more than tolerable.
In einer Abwandlung weist das Viellagensystem eine Deckschicht aus Titanoxid auf. In diesem Fall wird die Kohlenstoffschutzschicht selektiv mittels eines Sauerstoffplasmas entfernt, wobei sich flüchtiges Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bilden. Die Reaktionsrate mit Titandioxid ist um Größenordnungen geringer, so dass ein rechtzeitiges Beenden des zweiten Entfernungsschritts möglich ist und die Oberfläche der reflektiven Beschichtung unversehrt bleibt.In a modification, the multi-layer system has a covering layer of titanium oxide. In this case, the carbon protective layer is selectively removed by means of an oxygen plasma, forming volatile carbon monoxide and carbon dioxide. The reaction rate with titanium dioxide is orders of magnitude smaller, so that a timely termination of the second removal step is possible and the surface of the reflective coating remains intact.
Beispiel 2Example 2
Auf die optischen Eigenschaften und die Langzeitstabilität der reflektierenden Beschichtung soll vor der Fertigstellung eines reflektiven optischen Elements für die EUV-Lithographie durch Tempern Einfluss genommen werden.The optical properties and the long-term stability of the reflective coating should be influenced by annealing prior to the completion of a reflective optical element for EUV lithography.
Auf ein Substrat wird als reflektierende Beschichtung zunächst ein Viellagensystem aufgebracht. Darauf wird eine erste Teilschutzschicht aufgebracht, die sich besonders gut von der Oberfläche eines Viellagensystems, insbesondere einer Deckschicht auf den Absorber- und Spacerlagen entfernen lässt. Dazu wird im vorliegenden Beispiel eine 50 nm dicke Kohlenstoffschicht aufgesputtert. Darüber wird eine zweite Teilschutzschicht aufgebracht, die besonders beständig gegenüber der sauerstoffhaltigen Restgasatmosphäre in einer Ausheizkammer ist, hier in Form einer 50 nm dicken Titandioxidschicht. Das so präparierte Element wird in der Ausheizkammer getempert. Dabei ist die reflektierende Beschichtung wirkungsvoll vor Oxidation durch den in der Restgasatmosphäre der Ausheizkammer enthaltenen Sauerstoff geschützt. Nach Abschluss des Tempervorgangs wird zunächst die Titandioxidschicht und ggf. auch ein Teil der darunter liegenden Kohlenstoffschicht durch Argonsputtern entfernt. Anschließend wird die noch verbliebene Kohlenstoffschicht mittels atomarem Wasserstoff in flüchtige Hydride umgesetzt, die abgepumpt werden können. Dieser Prozess lässt sich wegen der sehr unterschiedlichen Reaktionsraten einerseits mit Kohlenstoff und andrerseits mit beispielsweise Ruthenium sehr gut stoppen, bevor messbar die Deckschicht des Viellagensystems mit dem atomaren Wasserstoff reagiert.On a substrate, a multilayer system is first applied as a reflective coating. Then, a first partial protective layer is applied, which can be removed particularly well from the surface of a multi-layer system, in particular a cover layer on the absorber and Spacerlagen. For this purpose, a 50 nm thick carbon layer is sputtered in the present example. In addition, a second partial protective layer is applied, which is particularly resistant to the oxygen-containing residual gas atmosphere in a bake chamber, here in the form of a 50 nm thick titanium dioxide layer. The thus prepared element is tempered in the bake chamber. The reflective coating is effectively protected from oxidation by the oxygen contained in the residual gas atmosphere of the bake chamber. After completion of the annealing process, first the titanium dioxide layer and possibly also a part of the underlying carbon layer is removed by argon sputtering. Subsequently, the remaining carbon layer is converted by means of atomic hydrogen into volatile hydrides, which can be pumped out. This process can be very well stopped because of the very different reaction rates on the one hand with carbon and on the other hand with, for example, ruthenium, before measurably the top layer of the multi-layer system reacts with the atomic hydrogen.
In einer Abwandlung weist das Viellagensystem eine Deckschicht aus Titandioxid auf und wird der zweite Entfernungsschritt mit einem Sauerstoffplasma durchgeführt.In a modification, the multi-layer system has a covering layer of titanium dioxide and the second removal step is carried out with an oxygen plasma.
Beispiel 3Example 3
An dem reflektiven optischen Element müssen Bearbeitungsschritte durchgeführt werden, die zu Rückständen, Kleberesten oder Kontamination an dessen Halterung oder an den Seiten des Substrats führen. Diese müssen durch Reinigung entfernt werden.At the reflective optical element processing steps must be performed, leading to residues, adhesive residue or contamination on the holder or on the sides of the substrate. These must be removed by cleaning.
Auf ein Substrat wird eine reflektierende Beschichtung in Form eines Viellagesystems mit einer Deckschicht aus Ruthenium aufgebracht. Bevorzugt vor den zuvor genannten Bearbeitungschritten wird eine erste Teilschutzschicht aus 50 nm Kohlenstoff unmittelbar auf dem Viellagensystem und darüber eine zweite Teilschutzschicht aus aufgesputtertem Aluminium einer Dicke aufgebracht, die zu einer dichten, geschlossenen, insbesondere lichtdichten Schicht führt, beispielsweise von 50 nm. Daraufhin kann das Reinigen angepasst an die zu entfernenden Verschmutzungen wahlweise durch eine Plasmareinigung, eine nasschemische Reinigung oder eine Reinigung mittels Bestrahlung mit UV-Strahlung gereinigt werden. Aufgrund der Schutzschicht aus den zwei genannten Teilschichten bleibt die reflektierende Beschichtung dabei unbeeinträchtigt. Nach erfolgter Reinigung wird die Aluminiumschicht sowie ggf. teilweise ein Teil der Kohlenstoffschicht durch Sputtern oder Polieren entfernt. Anschließend wird die noch verbliebene Kohlenstoffschicht mit atomarem Wasserstoff entfernt, damit die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung unversehrt zur Verfügung steht.On a substrate, a reflective coating in the form of a multi-layer system with a covering layer of ruthenium is applied. Preferably, before the aforementioned processing steps, a first partial protective layer of 50 nm carbon is applied directly to the multilayer system and above a second partial protective layer of sputtered aluminum of a thickness which leads to a dense, closed, in particular light-tight layer, for example of 50 nm Cleaning adapted to the dirt to be removed optionally by a plasma cleaning, a wet-chemical cleaning or a cleaning by irradiation with UV radiation to be cleaned. Due to the protective layer of the two mentioned sub-layers, the reflective coating remains unaffected. After cleaning, the aluminum layer and possibly part of the carbon layer is removed by sputtering or polishing. Subsequently, the remaining carbon layer is removed with atomic hydrogen, so that the surface of the reflective coating is intact available.
In einer Abwandlung weist das Viellagensystem der reflektierenden Beschichtung eine Deckschicht aus Titandioxid auf und wird die verbliebene Kohlenstoffschutzschicht mit Hilfe eines Sauerstoffplasmas entfernt.In a modification, the multilayer system of the reflective coating has a covering layer of titanium dioxide and the remaining carbon protective layer is removed with the aid of an oxygen plasma.
Beispiel 4Example 4
Die reflektierende Beschichtung des reflektiven optischen Elements für die EUV-Lithographievorrichtung soll strukturiert werden.The reflective coating of the reflective optical element for the EUV lithography device is to be patterned.
Auf ein Substrat wird ein Viellagensystem als reflektierende Beschichtung aufgebracht. Unmittelbar im Anschluss daran wird eine zusätzliche Schicht aus Kohlenstoff als erste Teilschutzschicht aufgebracht. Es sollte sich um mindestens eine Monolage handeln. Beispielsweise hat die Kohlenstoffschicht eine Dicke zwischen 2 nm und 20 nm. Die reflektierenden Beschichtung ist nun schon hinreichend geschützt, damit das reflektive optische Element aus der Beschichtungsanlage herausgenommen werden und nötigenfalls zu Kontrollzwecken optisch vermessen werden kann. Anschließend wird als zweite Teilschutzschicht eine Lackschicht einer Dicke zwischen 500 nm und 20 μm aufgebracht. Der Lack wird abgestimmt auf die folgenden Strukturierungsschritte. Er kann lichtempfindlich sein und an den zu strukturierenden Stellen entwickelt und entfernt werden. In einer ersten Variante weist das Viellagensystem Absorberlagen aus Molybdän auf und wird dieses durch nasschemisches Ätzen mit beispielsweise Königswasser lokal und teilweise entfernt. In weiteren Varianten wird die Strukturierung mit Hilfe eines Plasmas durchgeführt, wobei die Strukturierung rein physikalisch oder als trockenchemisches Ätzen unter Zuhilfenahme von Prozessgasen wie Halogeniden, z.B. Chlor auch mit chemischem Anteil durchgeführt werden kann, oder wird die Strukturierung mechanisch, etwa mittels Laser- oder Wasserstrahlschneiden, Fräsen, Bohren, Drehen o.ä. durchgeführt. Währenddessen wird die reflektive Beschichtung durch die Schutzschicht aus Kohlenstoff und Lack wirkungsvoll vor Partikeln und Rückständen des Strukturierungsprozesses geschützt. Diese lagern sich als nicht flüchtige Reaktionsprodukte, Partikel oder Hilfsstoffe wie Schmieröl auf der Lackschicht ab. Diese Verunreinigungen werden zusammen mit dem Lack nasschemisch in einem Ultraschallbad mit beispielsweise Aceton oder Tetrahydrofuran oder einem anderen Lösungsmittel entfernt. Das Lösungsmittel wie auch der Lack sind darauf abgestimmt, dass ein hohe Selektivität des Lackentfernungsprozesses gegenüber der Kohlenstoffschicht gegeben ist. Hat etwa die Kohlenstoffschicht eine Dicke von 20 nm und die Lackschicht eine Dicke von 20 μm, so ist es besonders vorteilhaft, Lack und Lösungsmittel so zu wählen, dass die Abtragsrate bei Kohlenstoff maximal ein Tausendstel der Abtragsrate des Lack ist, was einer Selektivität von mindestens 1000 entspricht. In einem zweiten Entfernungsschritt wird für die volle Funktionsfähigkeit des reflektiven optischen Elements auch die Teilschutzschicht aus Kohlenstoff mittels atomarem Wasserstoff entfernt.On a substrate, a multi-layer system is applied as a reflective coating. Immediately following this, an additional layer of carbon is applied as the first partial protective layer. It should be at least a monolayer. For example, the carbon layer has a thickness of between 2 nm and 20 nm. The reflective coating is now sufficiently protected so that the reflective optical element can be removed from the coating system and, if necessary, optically measured for control purposes. Subsequently, a lacquer layer of a thickness between 500 nm and 20 μm is applied as the second partial protective layer. The paint will matched to the following structuring steps. It can be sensitive to light and be developed and removed at the sites to be structured. In a first variant, the multi-layer system has absorber layers of molybdenum and this is locally and partially removed by wet-chemical etching with, for example, aqua regia. In further variants, the structuring is carried out with the aid of a plasma, wherein the structuring can be carried out purely physically or as a dry chemical etching with the aid of process gases such as halides, eg chlorine with a chemical component, or the structuring is mechanical, such as by laser or water jet cutting , Milling, drilling, turning or similar carried out. Meanwhile, the protective coating of carbon and lacquer effectively protects the reflective coating from particles and residues from the patterning process. These are deposited as non-volatile reaction products, particles or auxiliaries such as lubricating oil on the lacquer layer. These impurities are wet-chemically removed together with the lacquer in an ultrasonic bath with, for example, acetone or tetrahydrofuran or another solvent. The solvent as well as the paint are tailored to give a high selectivity of the paint removal process over the carbon layer. If, for example, the carbon layer has a thickness of 20 nm and the lacquer layer has a thickness of 20 μm, it is particularly advantageous to select the lacquer and solvent such that the removal rate for carbon is at most one thousandth of the removal rate of the lacquer, which means a selectivity of at least 1000 corresponds. In a second removal step, the partial protective layer of carbon is also removed by means of atomic hydrogen for the full functionality of the reflective optical element.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- reflektives optisches Element reflective optical element
- 1212
- Schutzschicht protective layer
- 1414
- Substrat substratum
- 1616
- reflektierende Beschichtung reflective coating
- 1818
- Oberfläche der reflektierenden Beschichtung Surface of the reflective coating
- 2020
- reflektives optisches Element reflective optical element
- 2222
- obere Teilschicht upper part layer
- 2424
- untere Teilschicht lower part layer
- 2626
- Schutzschicht protective layer
- 3030
- reflektives optisches Element reflective optical element
- 3232
- Viellagensystem Multilayer system
- 3434
- Stapel stack
- 3535
- Absorber absorber
- 3636
- Spacer spacer
- 3838
- Deckschicht topcoat
- 101–111101-111
- Verfahrensschritte steps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2009/152885 A1 [0003] WO 2009/152885 A1 [0003]
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Applications Claiming Priority (3)
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Family
ID=53884158
Family Applications (1)
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CN112585537A (en) * | 2018-07-12 | 2021-03-30 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | Method for producing a reflective optical element of a projection exposure apparatus, reflective optical element for a projection exposure apparatus, projection lens and projection exposure apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009152885A1 (en) | 2008-06-19 | 2009-12-23 | Carl Zeiss Smt Ag | Particle cleaning of optical elements for microlithography |
-
2015
- 2015-01-29 DE DE102015201581.5A patent/DE102015201581A1/en not_active Withdrawn
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WO2009152885A1 (en) | 2008-06-19 | 2009-12-23 | Carl Zeiss Smt Ag | Particle cleaning of optical elements for microlithography |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112585537A (en) * | 2018-07-12 | 2021-03-30 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | Method for producing a reflective optical element of a projection exposure apparatus, reflective optical element for a projection exposure apparatus, projection lens and projection exposure apparatus |
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