DE102015224238A1

DE102015224238A1 - Optisches Element, Projektionssystem und EUV-Lithographiesystem damit und Verfahren zur Korrektur einer Oberflächenform

Info

Publication number: DE102015224238A1
Application number: DE102015224238.2A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dier; Siegfried Rennon
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Element (1) zur Reflexion von EUV-Strahlung (5), umfassend: ein Substrat (2) sowie eine reflektierende Beschichtung (3), wobei die reflektierende Beschichtung (3) eine Korrekturschicht (5) mit einer Schichtdickenvariation zur Korrektur der Oberflächenform (8) des optischen Elements (1) aufweist. Die Korrekturschicht (4) ist zur Reflexion von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element (1) auftreffende EUV-Strahlung (5) ausgebildet. Die Erfindung betrifft auch ein Projektionssystem und ein EUV-Lithographiesystem mit mindestens einem solchen optischen Element (1) sowie ein Verfahren zur Korrektur einer Oberflächenform (8) eines optischen Elements (1).

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein optisches Element zur Reflexion von EUV-Strahlung, umfassend: ein Substrat sowie eine reflektierende Beschichtung, wobei die reflektierende Beschichtung eine Korrekturschicht mit einer Schichtdickenvariation zur Korrektur der Oberflächenform des optischen Elements aufweist, ein Projektionssystem und ein EUV-Lithographiesystem mit mindestens einem solchen optischen Element, sowie ein Verfahren zur Korrektur einer Oberflächenform eines optischen Elements.
Unter einem EUV-Lithographiesystem wird im Sinne dieser Anmeldung ein optisches System bzw. eine optische Anordnung für die EUV-Lithographie verstanden, d.h. ein optisches System, welches auf dem Gebiet der EUV-Lithographie eingesetzt werden kann. Neben einer EUV-Lithographieanlage, welche zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dient, kann es sich bei dem optischen System beispielsweise um ein Inspektionssystem zur Inspektion einer in einer EUV-Lithographieanlage verwendeten Photomaske (im Folgenden auch Retikel genannt), zur Inspektion eines zu strukturierenden Halbleitersubstrats (im Folgenden auch Wafer genannt) oder um ein Metrologiesystem handeln, welches zur Vermessung einer EUV-Lithographieanlage oder von Teilen davon, beispielsweise zur Vermessung eines Projektionssystems, eingesetzt wird. Unter EUV-Strahlung wird Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm verstanden.
Ein großer Teil der optischen Performance eines Projektionssystems mit reflektiven optischen Elementen (Spiegeln) in einer Lithographieanlage (insbesondere, aber nicht nur bei EUV-Lithographieanlagen), wird durch die Abweichungen zwischen der im optischen Design festgelegten und in der Fertigung erreichten Wellenfront des Projektionssystems bestimmt. Diese Abweichungen entstehen (neben den Beiträgen der Montage und Justage) vor allem bei der Fertigung der einzelnen Komponenten (Spiegel) durch die Genauigkeit der Optikfertigung, der Beschichtung sowie der Präzision der zur Vermessung zur Verfügung stehenden Messtechniken. Neben einem Wellenfrontfehler, der bei der Herstellung einer einzelnen Komponente entsteht und der so groß ist, dass die Wellenfront des gesamten Projektionssystems die Spezifikation nicht erfüllt, kann auch das Zusammenwirken mehrerer fehlerbehafteter Komponenten dazu führen, dass die Wellenfront des gesamten Projektionssystems die Spezifikation nicht erfüllt. Werden die Anforderungen an die Wellenfront des gesamten Projektionssystems nicht erfüllt, müssen ein oder mehrere Spiegel getauscht oder nachbearbeitet werden, bis das gesamte Projektionssystem die Spezifikation erfüllt.
Zur Korrektur der Wellenfront von einzelnen Komponenten und/oder eines gesamten optischen Systems sind verschiedene Ansätze bekannt:
In der WO 97/33203 wird ein abbildendes optisches System für UV-Strahlung beschrieben, bei dem eine reflektierende Oberfläche mit einer Korrekturschicht versehen wird, die für Strahlung bei der verwendeten Wellenlänge transparent ist und die Unebenheiten in der Oberflächenform der reflektierenden Oberfläche durch eine Schichtdickenvariation ausgleichen soll, um auf diese Weise eine Korrektur der Wellenfront zu erzeugen.
In der EP 1947682 A1 ist ein Korrekturprozess für einen Spiegel mit einer Mehrlagen-Beschichtung beschrieben, bei dem z.B. mittels lonenstrahlbearbeitung (engl. „ion beam figuring“, IBF) ein Abtrag in den obersten Schichten der Mehrlagen-Beschichtung erfolgt, um eine Dickenverteilung zu erzeugen und die Wellenfront zu verändern. Auf den abgetragenen Teil der Mehrlagen-Beschichtung wird eine Zwischenschicht aus Si oder einem Si enthaltenden Material und auf die plane Oberseite der Zwischenschicht wird eine Schutzschicht mit im Wesentlichen konstanter Dicke aufgebracht.
Bei den beiden oben beschriebenen Korrekturprozessen werden zwar Aberrationen korrigiert, jedoch wird durch die oberflächennahe Bearbeitung die Reflektivität der Spiegel stark variieren, wodurch sich die Apodisierung verschlechtert.
Prozesstechnisch stellt zudem die in der EP 1947682 A1 beschriebene Bearbeitung von unterschiedlichen Schichtmaterialien (Mo bzw. Si) z.B. mittels eines Ionenstrahls ein Problem dar: Bei der Bearbeitung resultieren hieraus unterschiedliche Abträge und Rauheiten der Schichtmaterialien. Insbesondere die Bearbeitung in einer Molybdän-Schicht ist ggf. ungünstig, da in dieser in der Regel eine starke Aufrauung und Oxidation auftritt.
Die US 2008/0259439 A1 beschreibt die Korrektur der Wellenfront eines Spiegels durch die Beaufschlagung der Schichten der reflektiven Beschichtung mit Strahlung, insbesondere mit Laserstrahlung, zur Aufheizung der Schichten. Hierbei wird ausgenutzt, dass durch die Aufheizung eine Kompaktierung der Schichten erfolgt, die zu einer Verringerung der Periodenlänge führt. Durch die Kompaktierung der Schichten verschieben sich die Reflektivitätsspektren in den bestrahlten Bereichen, wodurch ebenfalls die Apodisierung verschlechtert wird.
In der DE 10 2009 029 471 A1 wird ein Spiegel beschrieben, der ein Substrat und eine reflektive Beschichtung aufweist. Die reflektive Beschichtung umfasst eine erste und zweite Gruppe von Schichten, wobei die zweite Gruppe von Schichten zwischen der ersten Gruppe von Schichten und dem Substrat angeordnet ist. Die erste Gruppe von Schichten umfasst eine Anzahl von Schichten, die größer als 20 ist, so dass bei Einstrahlung mit Strahlung einer Wellenlänge im Bereich 5–30 nm weniger als 20% der Strahlung die zweite Gruppe von Schichten erreicht. In einem Ausführungsbeispiel weist die zweite Gruppe von Schichten eine Korrekturschicht mit einer Schichtdickenvariation auf, die z.B. durch Ionenstrahlbearbeiten erzeugt werden kann. Da nur ca. 20% der eingestrahlten Strahlung die erste Gruppe von Schichten erreicht, soll sich die Kombination aus beiden Gruppen von Schichten nicht wesentlich auf die Reflektivitätseigenschaften des Spiegels auswirken.
Insbesondere wenn zwischen die beiden Gruppen von Schichten eine Korrekturschicht eingebracht wird, kann eine Konfiguration entstehen, die einem Etalon oder einer Laserkavität in einem VCSEL („vertical-cavity surface emitting laser“) ähnelt: Je nach Dicke der Korrekturschicht verändert sich die wellenlängenabhängige Reflektivität des Spiegels. Je transparenter die weiter vom Substrat entfernte Gruppe von Schichten für die EUV-Strahlung ist, desto stärker wird dieser Effekt. In der DE 10 2013 212 462 A1 wird vorgeschlagen, zur Vermeidung dieses Etalon-Effekts zwischen der ersten Gruppe von Schichten und der zweiten Gruppe von Schichten eine Entkopplungsbeschichtung anzuordnen. Die Entkopplungsbeschichtung soll bewirken, dass ein möglichst geringer Anteil der EUV-Strahlung die näher zum Substrat angeordnete Gruppe von Schichten erreicht.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein optisches Element, ein Projektionssystem sowie ein EUV-Lithographiesystem mit mindestens einem solchen optischen Element sowie ein Verfahren zum Korrigieren der Oberflächenform eines optischen Elements anzugeben, bei denen die Reflektivitätseigenschaften des optischen Elements bei der Korrektur der Oberflächenform im Wesentlichen erhalten bleiben.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein optisches Element der eingangs genannten Art, bei dem die Korrekturschicht (bzw. die gesamte reflektive Beschichtung) zur Reflexion von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element auftreffende EUV-Strahlung ausgebildet ist.
Die Erfinder schlagen vor, bei einem optischen Element, welches für streifenden Einfall ausgelegt ist, d.h. bei einem optischen Element, bei dem die reflektierende Beschichtung für die Reflexion bei Einfallswinkeln von mehr als 60° zur Flächennormalen des optischen Elements optimiert ist, als Korrekturschicht eine Schicht zu verwenden, welche die Reflexion der EUV-Strahlung unter streifendem Einfall (ggf. in Kombination mit weiteren Schichten der reflektierenden Beschichtung) bewirkt. Insbesondere kann die reflektierende Beschichtung nur aus der Korrekturschicht bestehen oder ggf. auf eine weitere Schicht aufgebracht sein, die zur Reflexion von EUV-Strahlung unter streifendem Einfall dient. Die Erfinder haben erkannt, dass bei einem solchen für streifenden Einfall ausgelegten optischen Element eine Schichtdickenvariation der Korrekturschicht, d.h. eine ortsabhängige Variation der Dicke der Korrekturschicht, in der Regel nicht zu einer ortsabhängigen Variation der Reflektivität des optischen Elements führt. Die Dicke der Korrekturschicht kann daher lokal verändert werden, ohne dass es zu einer ortsabhängigen Veränderung der Reflektivität kommt, d.h. die energetische Wirkung der Korrekturschicht und die Wirkung auf die Wellenfront sind bei der Korrekturschicht entkoppelt, so dass es günstig ist, diese zur Wellenfrontkorrektur einzusetzen.
Bei einer Ausführungsform weist die Korrekturschicht, welche die Schichtdickenvariation aufweist, eine minimale Dicke von mindestens 20 nm, bevorzugt von mindestens 25 nm, insbesondere von mindestens 30 nm auf. Um die Reflektivität der Korrekturschicht für die unter streifendem Einfall auftreffende EUV-Strahlung nicht zu verringern, ist es erforderlich, dass die Korrekturschicht eine Mindestdicke nicht unterschreitet bzw. für den Fall, dass die Korrekturschicht auf eine weitere Schicht aufgebracht ist, die ebenfalls für die Reflexion von von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element auftreffende EUV-Strahlung ausgebildet ist, die Summe aus der Dicke der Korrekturschicht und der weiteren Schicht – sowie ggf. von weiteren Schichten der reflektierenden Beschichtung, die unter der weiteren Schicht angeordnet sind – mindestens die oben angegebene minimale Dicke aufweist.
Die Korrektur der Oberflächenform an der Korrekturschicht bzw. die Schichtdickenvariation in der Korrekturschicht können durch Materialabtrag erfolgen. Die Korrekturschicht kann beispielsweise mit einer homogenen Dicke aufgebracht werden und die Schichtdickenvariation wird durch ein lokal abtragendes Verfahren, beispielsweise durch Ionenstrahlbearbeiten, erzeugt. Die bei der Schichtdickenvariation abgetragene Dicke der Korrekturschicht sollte nicht zu groß sein, um zu vermeiden, dass durch den Abtrag die Reflektivität der Korrekturschicht verringert wird. Die Reflektivität der Korrekturschicht bleibt typischer Weise erhalten, wenn die Korrekturschicht nach der Korrektur der Oberflächenform noch eine Mindestdicke aufweist, die im oben angegebenen Wertebereich liegt. Wird die Dicke der Korrekturschicht durch die Schichtdickenvariation weiter reduziert, kommt es in der Regel zu dem weiter oben beschriebenen Effekt der dickenabhängigen Veränderung der Reflektivität der reflektierenden Beschichtung, sofern die Korrekturschicht nicht auf eine weitere Schicht aufgebracht ist (s.o.). Je nach Art der Anwendung des optischen Elements kann die Korrekturschicht auch eine deutlich größere minimale Dicke aufweisen, die beispielsweise bei mehr als 100 nm oder mehr als 500 nm liegen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die Schichtdickenvariation an der Korrekturschicht mit Hilfe eines Material auftragenden Verfahrens erfolgen, bei dem die Dicke des aufgetragenen Materials ortsabhängig verändert werden kann, beispielsweise mit Hilfe eines Verfahrens, wie es in der DE 10 2012 215 359 A1 beschrieben ist. Beispielsweise kann in diesem Fall die Korrekturschicht auf eine darunter liegende weitere Schicht der reflektierenden Beschichtung, die für unter streifendem Einfall auftreffende EUV-Strahlung ausgebildet bzw. optimiert ist, aufgebracht werden. Die weitere Schicht kann in diesem Fall beispielsweise homogen auf das Substrat aufgebracht sein und die Schichtdickenvariation wird durch ein Auftragen des Materials der Korrekturschicht mit einer ortsabhängig variierenden Dicke erreicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Schichtdickenvariation eine maximale Amplitude von 1 µm auf, d.h. die Differenz zwischen der maximalen Dicke der Korrekturschicht und der minimalen Dicke der Korrekturschicht liegt bei maximal ca. 1 µm. Auch bei einem optischen Element, welches eine sehr kleine Oberfläche mit einem Durchmesser von ca. 1 mm aufweist, führt eine Schichtdickenvariation mit einer maximalen Amplitude von ca. 1 µm nur zu einer nahezu vernachlässigbaren Änderung des Einfallswinkels der auftreffenden EUV-Strahlung. Der Dickenbereich, in dem eine Schichtdickenvariation erzeugt werden kann, ohne dass hierbei eine Veränderung der Reflektivität auftritt, ist daher vergleichsweise groß und kann ggf. größer sein als oben angegeben.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Korrekturschicht mindestens ein metallisches Material auf bzw. besteht aus einem metallischen Material. Das metallische Material ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Mo, Ru, Nb. Um für die unter streifendem Einfall auftreffende EUV-Strahlung eine ausreichende Reflektivität zu erzeugen, sollte das Material oder ggf. die Materialien der Korrekturschicht eine geringe Brechzahl, beispielsweise eine Brechzahl kleiner als 0,92 oder kleiner als 0,90, und eine geringe Absorption für die EUV-Strahlung aufweisen. Dies ist insbesondere bei den weiter oben genannten metallischen Materialien typischer Weise der Fall, wobei diese Materialien insbesondere auch in Form von chemischen Verbindungen vorkommen können, beispielsweise in Form von Boriden oder Mischboriden, wie dies in der DE 10 2013 107 192 A1 beschrieben ist, welche durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist auf die Korrekturschicht eine EUV-Strahlung reflektierende Mehrlagen-Beschichtung aufgebracht. Im Gegensatz zur Korrekturschicht, die typischer Weise unter streifendem Einfall auftreffende EUV-Strahlung in einem vergleichsweise großen Wellenlängenband reflektiert, ist die reflektierende Mehrlagen-Beschichtung typischer Weise für die Reflexion bei einer vorgegebenen Wellenlänge und Winkelverteilung optimiert, die in der Regel der Nutzwellenlänge des optischen Systems entspricht, in dem das optische Element eingesetzt wird. Die reflektierende Mehrlagen-Beschichtung ist grundsätzlich ähnlich zu herkömmlichen Mehrlagen-Beschichtungen für normalen Einfall, d.h. für Einfallswinkel von typischer Weise weniger als 40°, aufgebaut. Die Mehrlagen-Beschichtung weist typischer Weise alternierend übereinander angeordnete Einzelschichten aus Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex für EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 30 nm auf. Soll EUV-Strahlung bei einer Nutzwellenlänge im Bereich von ca. 13,5 nm an dem optischen Element reflektiert werden, so bestehen die Einzelschichten üblicherweise aus Molybdän und Silizium. In Abhängigkeit von der verwendeten Nutzwellenlänge sind andere Materialkombinationen wie z.B. Molybdän und Beryllium, Ruthenium und Beryllium oder Lanthan und B₄C ebenfalls möglich. Zusätzlich zu den Einzelschichten weist die reflektierende Beschichtung in der Regel Zwischenschichten zur Verhinderung von Diffusion (so genannte Barriere-Schichten) auf. Durch das Aufbringen einer für EUV-Strahlung optimierten Mehrlagen-Beschichtung, die unter streifendem Einfall auf das optische Element trifft, kann die Reflektivität für den Nutzwinkelbereich ggf. gegenüber einer reflektierenden Beschichtung gesteigert werden, welche lediglich die Korrekturschicht aufweist. Typischer Weise wird die Schichtdickenvariation an der Korrekturschicht erzeugt, bevor die Mehrlagen-Beschichtung auf die Korrekturschicht aufgebracht wird. Es ist ggf. auch möglich, die Schichtdickenvariation an der Korrekturschicht vorzunehmen, wenn auf diese bereits die Mehrlagen-Beschichtung aufgebracht wurde.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Korrekturschicht auf eine weitere zur Reflexion von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element auftreffende EUV-Strahlung ausgebildete bzw. geeignete Schicht aufgebracht, die typischer Weise ebenfalls ein metallisches Material enthält bzw. aus diesem gebildet ist, beispielsweise aus Mo, Ru oder Nb. Durch die Verwendung von zwei oder mehr Schichten aus unterschiedlichen Materialien kann die Reflektivität der reflektierenden Beschichtung für die unter streifendem Einfall auftreffende EUV-Strahlung ggf. noch gesteigert werden. Bei einer solchen reflektiven Beschichtung kann die weitere Schicht ggf. eine minimale Dicke von z.B. mindestens 20 nm aufweisen, so dass die Korrekturschicht nicht zwingend die weiter oben beschriebene minimale Dicke aufweisen muss, wenn diese auf die weitere Schicht aufgetragen wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element für einen Einfallswinkel von mehr als 60° eine maximale Reflektivität auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist das optische Element zur Reflexion von EUV-Strahlung optimiert, die unter streifendem Einfall auftrifft. Das optische Element weist typischer Weise über einen vergleichsweise großen Einfallswinkelbereich zwischen ca. 70° und ca. 90° eine hohe Reflektivität für die einfallende EUV-Strahlung auf, die beispielsweise bei mehr als 70 % oder mehr als 80 % liegen kann. Typischer Weise weist ein optisches Element, welches für die Reflexion bei streifendem Einfall optimiert ist, eine Reflektivität auf, die im Einfallswinkelbereich zwischen 70° und 90° monoton ansteigt, so dass die Reflektivität des optischen Elements bei einem Einfallswinkel von 90° maximal ist. Es versteht sich aber, dass das optische Element bei einem solchen Einfallswinkel nicht genutzt werden kann, d.h. der typischer Weise maximal genutzte Einfallswinkel liegt typischer Weise bei ca. 88° und kann z.B. am globalen Maximum einer Oberfläche eines optischen Elements in Form einer Sattelfläche auftreten, deren Krümmung in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterschiedlich groß ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist auf die reflektierende Beschichtung mindestens eine Deckschicht aufgebracht. Die Deckschicht dient zum Schutz der darunter gebildeten reflektierenden Beschichtung vor Oxidation bzw. vor Korrosion. Beim Material der Deckschicht kann es sich beispielsweise um Ir, Rh, Ru, Pt, Pd, TiO₂ oder ZrO₂ handeln.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Substrat und der reflektierenden Beschichtung, insbesondere zwischen dem Substrat und der Korrekturschicht, mindestens eine funktionelle Schicht angebracht. Bevorzugt handelt es sich bei der funktionellen Schicht um eine Haftvermittlerschicht, um eine Strahlungsschutzschicht oder um eine Spannungskompensationsschicht. Die Haftvermittlerschicht ist aus einem Material gebildet, an dem sowohl das Material der Korrekturschicht besser haftet als am Material des Substrats, als auch zwischen Substrat und Haftvermittlerschicht die Haftung größer ist als zwischen Korrekturschicht und Substrat. Enthält die reflektierende Beschichtung, insbesondere die Korrekturschicht, beispielsweise ein Borid oder ein Mischborid eines metallischen Materials, kann es sich bei der Haftvermittlerschicht um das Metall des Metallborids oder um eines der Metalle des Metallmischborids handeln. Aber auch andere Materialien, die typische dem Fachmann bekannte Haftvermittler darstellen, beispielsweise Ti, Cr, ..., können zu diesem Zweck verwendet werden.
Die Strahlungsschutzschicht, auch „Substrate Protection Layer“ (SPL) genannt, dient zum Schutz der Oberfläche des Substrats vor schädigender EUV-Strahlung. Typischer Weise weist die Korrekturschicht eine Dicke auf, die groß genug ist, um einen erheblichen Anteil der einfallenden EUV-Strahlung zu reflektieren und zu absorbieren, so dass diese nicht zur Oberfläche des Substrats gelangen kann. Dennoch kann das Aufbringen einer SPL-Schicht günstig sein, um schädigende Effekte wie die Kompaktierung des Substrats durch die trotzdem bis zum Substrat vordringende EUV-Strahlung zu verhindern. Bei der funktionellen Schicht kann es sich auch um eine Spannungskompensationsschicht (auch „Anti Stress Layer“ (ASL) genannt) handeln, die eine unerwünschte Deformation des optischen Elements aufgrund von Schichtspannungen verhindert. Es versteht sich, dass alle drei genannten Schichttypen sowie ggf. weitere Typen von funktionellen Schichten zwischen der reflektierenden Beschichtung bzw. zwischen der Korrekturschicht und dem Substrat angeordnet sein können. Es versteht sich weiterhin, dass die weiter oben beschriebenen funktionellen Schichten ggf. in Form einer Beschichtung mit mehreren Schichten ausgebildet sein können.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Material des Substrats ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Titandotiertes Quarzglas und Glaskeramik. Das Substrat besteht typischer Weise aus einem Material mit einem sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten („coefficient of thermal expansion“, CTE) von typischerweise weniger als 100 ppb/K bei 22° C bzw. über einen Temperaturbereich von ca. 5° C bis ca. 35° C. Ein Material, welches diese Eigenschaften aufweist, ist mit Titandioxid dotiertes Silikat- bzw. Quarzglas, das typischerweise einen Silikatglasanteil von mehr als 90 % aufweist. Ein solches auf dem Markt erhältliches Silikatglas wird von der Fa. Corning Inc. unter dem Handelsnamen ULE^® (Ultra Low Expansion glass) vertrieben. Eine weitere Materialgruppe, welche einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, sind Glaskeramiken, bei denen das Verhältnis der Kristallphase zur Glasphase so eingestellt wird, dass sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Phasen nahezu aufheben. Solche Glaskeramiken werden z.B. unter den Handelsnamen Zerodur^® von der Fa. Schott AG bzw. unter dem Handelsnamen Clearceram^® von der Fa. Ohara Inc. angeboten.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Projektionssystem für die EUV-Lithographie, umfassend: mindestens ein optisches Element wie weiter oben beschrieben, sowie ein EUV-Lithographiesystem mit mindestens einem solchen optischen Element. Bei dem EUV-Lithographiesystem kann es sich um eine EUV-Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers handeln, es kann sich bei dem EUV-Lithographiesystem aber auch um ein anderes optisches System handeln, bei dem EUV-Strahlung verwendet wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Korrigieren einer Oberflächenform eines optischen Elements zur Reflexion von EUV-Strahlung, umfassend: Aufbringen einer Korrekturschicht zur Reflexion von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element auftreffender EUV-Strahlung auf ein Substrat des optischen Elements, sowie Korrigieren der Oberflächenform des optischen Elements durch Erzeugen oder Verändern einer Schichtdickenvariation in der Korrekturschicht.
Durch die Erzeugung oder Veränderung der Schichtdickenvariation in der Korrekturschicht, bei der es sich um diejenige Schicht der reflektierenden Beschichtung handelt, welche die Reflektivität allein oder, ggf. gemeinsam mit einer oder mehreren darunter angebrachten weiteren Schichten bestimmt, kann die Oberflächenform des optischen Elements sehr präzise lokal variiert werden, so dass diese idealer Weise mit einer Soll-Oberflächenform übereinstimmt. Die Oberflächenform des optischen Elements kann nach oder während der Korrektur der Oberflächenform vermessen werden, um die bei der Korrektur erzeugte Ist-Oberflächenform zu bestimmen und die Oberflächenform so lange zu anzupassen, bis die Soll-Oberflächenform erreicht ist bzw. bis die Ist-Oberflächenform nur noch innerhalb einer vorgegebenen Toleranz von der Soll-Oberflächenform abweicht.
Bei der Soll-Oberflächenform kann es sich um eine Oberflächenform handeln, welche das optische Element aufweisen sollte, um durch das optische Element selbst erzeugte Wellenfrontfehler möglichst gering zu halten. Es ist aber auch möglich, dass die Soll-Oberflächenform die Ergebnisse von Messungen der Oberflächenform bzw. des Wellenfrontfehlers von weiteren optischen Elementen berücksichtigt, die bereits vor dem optischen Element gefertigt wurden und die gemeinsam mit dem optischen Element in einem optischen System, beispielsweise einem Projektionssystem für die EUV-Lithographie, verbaut werden sollen. Die Soll-Oberflächenform bzw. die Wellenfrontkorrektur des optischen Elements berücksichtigt in diesem Fall die Wellenfrontfehler von bereits gefertigten optischen Elementen, um diese ganz oder teilweise durch die Schichtdickenvariation der Korrekturschicht zu kompensieren.
Das Verfahren zum Korrigieren der Oberflächenform des optischen Elements kann beispielsweise dazu genutzt werden, um die Abbildungseigenschaften eines Projektionssystems eines EUV-Lithographiesystems zu korrigieren. Ein solches Verfahren kann beispielsweise folgende Schritte umfassen: Bestimmen der Wellenfrontaberrationen des Projektionssystems, Berechnen einer Korrektur-Oberflächenform mindestens eines optischen Elements, das zur Reflexion von unter streifendem Einfall auftreffender EUV-Strahlung ausgebildet ist, aus den Wellenfrontaberrationen des Projektionssystems, sowie Korrigieren einer Oberflächenform mindestens eines solchen optischen Elements mit Hilfe des weiter oben beschriebenen Verfahrens.
Bei einer Variante des Verfahrens umfasst das Erzeugen oder Verändern der Schichtdickenvariation in der Korrekturschicht eine Ionenstrahlbearbeitung der Korrekturschicht. Bei dieser Variante wird eine lokale Variation der Dicke der Korrekturschicht durch einen lokalen Abtrag des Schichtmaterials der Korrekturschicht mittels eines Ionenstrahls erzeugt.
Bei einer weiteren Variante umfasst das Erzeugen oder Verändern der Schichtdickenvariation in der Korrekturschicht ein Auftragen von Material. Das Auftragen des Materials erfolgt typischer Weise durch Beschichten, d.h. durch Abscheidung von Material aus der Gasphase. Hierbei kann auf bereits vorhandenes Material der Korrekturschicht weiteres, identisches Material aufgetragen werden. Es ist aber auch möglich, die gesamte Korrekturschicht auf das Substrat, auf eine funktionelle Schicht oder auf eine weitere Schicht der reflektierenden Beschichtung mit ortsabhängig variierender Dicke aufzubringen, d.h. das Aufbringen der Korrekturschicht und das Erzeugen der Schichtdickenvariation erfolgen gemeinsam. Zum Erzeugen einer ortsabhängigen Variation der Dicke des aufgebrachten Materials kann das Beschichten beispielsweise unter der Verwendung von Beschichtungsmasken bzw. von Abschirmungselementen erfolgen, beispielweise wie dies in der DE 10 2012 215 359 A1 beschrieben ist, welche durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
Es versteht sich, dass auch andere Bearbeitungsmethoden zur Erzeugung der Schichtdickenvariation der Korrekturschicht eingesetzt werden können, sofern diese eine ausreichend große Präzision bei der Bearbeitung ermöglichen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen.
Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen
1a–c schematische Darstellungen eines optischen Elements zur Reflexion von unter streifendem Einfall auftreffender EUV-Strahlung vor, während und nach der Erzeugung einer Schichtdickenvariation in einer Korrekturschicht,
2 eine schematische Darstellung eines optischen Elements analog zu 1a–c, bei dem auf die Korrekturschicht eine reflektierende Mehrlagen-Beschichtung aufgebracht ist,
3a, b eine schematische Darstellung eines optischen Elements analog zu 1a–c während und nach der Erzeugung einer Schichtdickenvariation in einer Korrekturschicht, die durch das Auftragen von Material erfolgt,
4a, b eine schematische Darstellung der Reflektivität des optischen Elements von 1a–c bei unterschiedlichen Dicken der Korrekturschicht (3a) sowie der Reflektivität eines optischen Elements, das für normalen Einfall ausgebildet ist (3b), und
5 eine schematische Darstellung eines EUV-Lithographiesystems, in welcher ein Spiegel gemäß 1c, 2 bzw. 3b verwendet werden kann.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
In 1a–c ist schematisch ein optisches Element 1 gezeigt, welches ein Substrat 2 mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie eine reflektierende Beschichtung 3 aufweist, die im gezeigten Beispiel aus einer Korrekturschicht 4 besteht. Bei dem Material des Substrats 2 kann es sich beispielsweise um titandotiertes Quarzglas, insbesondere um ULE^®, oder um eine Glaskeramik, beispielsweise um Zerodur^® oder Clearceram^®, handeln.
Das optische Element 1 von 1a–c ist zur Reflexion von unter streifendem Einfall auftreffender EUV-Strahlung 5 ausgebildet, wie sie in 1c dargestellt ist. Streifender Einfall bedeutet, dass die EUV-Strahlung 5 unter einem Einfallswinkel α von mindestens 60° zur Flächennormalen des optischen Elements 1 auf die reflektierende Beschichtung 3, genauer gesagt auf die Korrekturschicht 4 auftrifft. Für die Reflexion von EUV-Strahlung 5, die unter solchen Einfallswinkeln α von mehr als 60°, mehr als 70° oder ggf. darüber auf das optische Element 1 trifft, ist in der Regel eine reflektierende Beschichtung 3 ausreichend, die aus einer einzigen Schicht besteht und welche im gezeigten Beispiel als Korrekturschicht 4 dient, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Die Korrekturschicht 4 besteht im gezeigten Beispiel aus einem Material, das eine geringe Brechzahl und eine geringe Absorption für die unter streifendem Einfall auftreffende EUV-Strahlung 5 aufweist. Typischer Weise weist die Korrekturschicht 4 ein metallisches Material, z.B. Ru, Mo oder Nb auf oder besteht aus diesem Material. Gegebenenfalls kann das metallische Material auch in einer chemischen Verbindung vorliegen, beispielsweise in Form eines Borids oder Mischborids, wie dies in der eingangs zitierten DE 10 2013 107 192 A1 beschrieben ist. Das Material der Korrekturschicht 4 wird mittels eines herkömmlichen Beschichtungsverfahrens auf das Substrat 2 aufgebracht, typischer Weise mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung. Im gezeigten Beispiel wird die Korrekturschicht 4 homogen, d.h. mit einer über die beschichtete Oberfläche des Substrats 2 konstanten Dicke D_MAX aufgebracht (vgl. 1a). Die (konstante) Dicke D_MAX der Korrekturschicht 4 kann beispielsweise bei ca. 50 nm liegen, aber auch deutlich größer sein.
Um die Oberflächenform des optischen Elements 1 zu korrigieren, wird in einem nachfolgenden, in 1b gezeigten Schritt eine Schichtdickenvariation an der Korrekturschicht 4 erzeugt, und zwar indem die Korrekturschicht 4 mit einem Ionenstrahl 6 bearbeitet wird, der von einer Ionenquelle 7 erzeugt und auf die Oberfläche der Korrekturschicht 4 gerichtet wird. Durch den Ionenstrahl 6 wird lokal Material von der Korrekturschicht 4 abgetragen, wobei der Materialabtrag von der Dauer der Bestrahlung mit dem Ionenstrahl 6 abhängig ist. Um einen lokal unterschiedlichen Abtrag und somit eine lokale Schichtdickenvariation ΔD an der Korrekturschicht 4 zu erzeugen, wird im gezeigten Beispiel die Ionenquelle 7 in einer scannenden Bewegung über die Oberfläche des Substrats 2 geführt. 1c zeigt das Resultat der Ionenstrahlbearbeitung, bei der durch den lokalen Abtrag eine gewünschte Oberflächenform 8 des optischen Elements 1 erzeugt wurde.
Bei der Bearbeitung mit dem Ionenstrahl 6 ist darauf zu achten, dass die Korrekturschicht 4 durch den Abtrag eine minimale Dicke D_MIN nicht unterschreitet, die im gezeigten Beispiel bei D_MIN = 30 nm liegt, abhängig vom Material der Korrekturschicht 4 aber auch größer oder kleiner ausfallen und beispielsweise bei D_MIN = 20 nm liegen kann. Die Korrekturschicht 4 sollte nach der Erzeugung der Schichtdickenvariation ΔD eine minimale Dicke D_MIN im oben angegebenen Wertebereich nicht unterschreiten, da eine solche minimale Dicke D_MIN typischer Weise erforderlich ist, um zu verhindern, dass ein nicht unerheblicher Anteil der auftreffenden EUV-Strahlung 5 durch die Korrekturschicht 4 hindurch zum Substrat 2 gelangt, was sich ungünstig auf die Reflektivität des optischen Elements 1 sowie ungünstig auf das Substrat 2 auswirkt.
Die maximale Amplitude ΔD_MAX der Schichtdickenvariation ΔD ist somit gegeben durch die Differenz aus der konstanten Dicke D_MAX der Korrekturschicht 4 vor der Bearbeitung mit dem Ionenstrahl 6 und der minimalen Dicke D_MIN, welche die Korrekturschicht 4 aus den weiter oben genannten Gründen nicht unterschreiten sollte. Die Schichtdickenvariation ΔD ist in 1c zur Verdeutlichung ausgehend von der gepunktet dargestellten maximalen Dicke D_MAX der Korrekturschicht 4 dargestellt. Die Korrekturschicht 4 wird somit mit einem Dickenvorhalt auf das Substrat 2 aufgebracht, der groß genug ist, damit die Schichtdickenvariation ΔD mit der gewünschten maximalen Amplitude ΔD_MAX erfolgen kann und die vorgegebene minimale Dicke D_MIN der Korrekturschicht 4 nicht unterschritten wird.
Bei dem in 1a–c gezeigten optischen Element 1 in Form eines Spiegels, der unter streifendem Einfall betrieben wird, wird die Dicke d der Korrekturschicht 4, die über die minimale Dicke D_MIN hinaus geht, lokal verändert, um die Oberflächenform 8 des optischen Elements 1 geeignet einzustellen und auf diese Weise Wellenfrontfehler zu korrigieren, die durch eine Abweichung von der in 1c gezeigten Soll-Oberflächenform 8 an der Grenzfläche zwischen dem optischen Element 1 und der Umgebung erzeugt werden.
Wie anhand von 4a zu erkennen ist, welche die Reflektivität R des in 1c gezeigten optischen Elements 1 für unterschiedliche Dicken d der Korrekturschicht 4 zeigt, führt die Erzeugung der Schichtdickenvariation ΔD in der Korrekturschicht 4 nicht zu einer Verschlechterung der Reflektivitätseigenschaften des optischen Elements 1. Die Dicke d bezeichnet wie weiter oben beschrieben wurde den über die minimale Dicke D_MIN hinaus gehenden Anteil der Dicke der Korrekturschicht 4, d.h. die gesamte Dicke der Korrekturschicht 4 liegt für d = 0 nm bei 30 nm, für d = 5 nm bei 35 nm, für d = 10 nm bei 40 nm und für d = 20 nm bei 50 nm. Im gezeigten Beispiel wurde als Material der Korrekturschicht 4 Ruthenium gewählt. Wie in 3a deutlich zu erkennen ist, ist im Einfallswinkelbereich, der typischer Weise bei unter streifendem Einfall betriebenen optischen Elementen 1 verwendet wird und der beispielsweise zwischen α = 70° und α = 85° liegen kann, praktisch keine Veränderung der Reflektivität R in Abhängigkeit von der Dicke d der Korrekturschicht 4 zu erkennen. Entsprechend ist bei dem unter streifendem Einfall betriebenen optischen Element 1 die Variation der Dicke d der Korrekturschicht 4 und somit die Wirkung auf die Wellenfront von der energetischen Wirkung bzw. von der Wirkung auf die Reflektivität R entkoppelt. Wie in 4a ebenfalls gut zu erkennen ist, nimmt die Reflektivität R mit zunehmendem Einfallswinkel α zu und ist bei einem Einfallswinkel α von 90° maximal.
Betrachtet man demgegenüber die Reflektivität eines optischen Elements, welches für normalen Einfall ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Einfallswinkel α und von der Dicke d bei einer Nutz-Wellenlänge von ca. 13,5 nm, bei dem die Korrektur durch den Abtrag der obersten Schichten einer reflektierenden Mehrlagen-Beschichtung erfolgt, wie dies in der eingangs zitierten EP 1947682 A1 dargestellt ist, ergeben sich die in 4b dargestellten Kurven für die Reflektivität R. Wie in 4b deutlich zu erkennen ist, führt eine Veränderung der Dicke d der obersten Schichten bei einem solchen optischen Element 1 zu einer wesentlichen Veränderung der Reflektivität R. Dies kann bei lokalen Dickenänderungen zur Erzeugung der Wellenfrontkorrektur, die eine Amplitude von beispielsweise einigen Nanometern maximaler Schichtdickenvariation aufweisen, zu in der Regel nicht akzeptablen Veränderungen der Transmission und der Apodisierungspupille führen, da unterschiedliche Orte auf dem optischen Element mit unterschiedlichen Abträgen zu einer ggf. stark unterschiedlichen Reflektivität R führen.
Das Vorhandensein einer Mehrlagen-Beschichtung führt nicht zwingend dazu, dass sich die Reflektivitätseigenschaften eines optischen Elements 1 verschlechtern, welches für streifenden Einfall ausgelegt ist. Beispielsweise ist bei dem in 2 dargestellten optischen Element 1 auf die Korrekturschicht 4, deren Oberflächenform 8 durch die Erzeugung der Schichtdickenvariation ΔD korrigiert bzw. geeignet gewählt wurde, eine Mehrlagen-Beschichtung 9 aufgebracht. Die Mehrlagen-Beschichtung 9 weist eine Mehrzahl von alternierenden Einzelschichten 10a, 10b mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex für die EUV-Strahlung 5 auf. Die Mehrlagen-Beschichtung 9 ist im gezeigten Beispiel für eine Nutzwellenlänge λ_N von 13,5 nm optimiert, d.h. die Mehrlagen-Beschichtung 9 weist bei der Nutzwellenlänge λ_N ein Maximum der Reflektivität R auf. Die Einzelschichten 10a, 10b bestehen im gezeigten Beispiel aus Molybdän und Silizium. In Abhängigkeit von der verwendeten Nutzwellenlänge λ_N sind andere Materialkombinationen wie z.B. Molybdän und Beryllium, Ruthenium und Beryllium oder Lanthan und B₄C ebenfalls möglich. Die Mehrlagen-Beschichtung 9 dient zur Erhöhung der Reflektivität R des optischen Elements 1 über den von der Korrekturschicht 4 erzeugten Wert hinaus. Während die Materialien und die Dicken der Einzelschichten 10a, 10b der Mehrlagen-Beschichtung für die Nutzwellenlänge λ_N optimiert sind, weist die Korrekturschicht 4 über einen vergleichsweise großen Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm eine hohe Reflektivität R auf. Die in 1b gezeigte Bearbeitung mit dem Ionenstrahl 6 wurde bei dem in 2 gezeigten optischen Element 1 vor dem Aufbringen der Mehrlagen-Beschichtung 9 vorgenommen.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist auf die reflektierende Beschichtung 3, genauer gesagt auf die Mehrlagen-Beschichtung 9, eine Deckschicht 11 aufgebracht. Die Deckschicht 11 kann beispielsweise aus Ir, Rh, Ru, Pt, Pd, ZrO₂, TiO₂, ... gebildet sein und schützt das optische Element 1, genauer gesagt die Mehrlagen-Beschichtung 9, vor Oxidation bzw. diese erhöhen die Beständigkeit der Mehrlagen-Beschichtung 9 im Betrieb des optischen Elements 1 z.B. in einer Wasserstoff-Atmosphäre oder in einer Inertgas-Atmosphäre. Bei dem in 2 gezeigten optischen Element 1 ist zwischen dem Substrat 2 und der reflektierenden Beschichtung 3, genauer gesagt der Korrekturschicht 4, eine funktionelle Schicht 12 angebracht, bei der es sich im gezeigten Beispiel um eine Haftvermittlerschicht handelt, welche aus einem Material gebildet ist, auf dem das Material der Korrekturschicht 4 besser haftet als auf dem Substrat 2.
Alternativ oder zusätzlich können weitere funktionelle Schichten zwischen dem Substrat 2 und der reflektierenden Beschichtung 3 angeordnet sein, beispielsweise in Form einer Strahlungsschutzschicht bzw. Strahlungsschutzbeschichtung, auch „Substrate Protection Layer“ (SPL) genannt, welche die Oberfläche des Substrats 2 vor schädigender EUV-Strahlung 5 schützen soll, oder in Form einer Spannungskompensationsschicht bzw. einer Spannungskompensationsbeschichtung, um mechanische Spannungen zwischen dem Substrat 2 und der reflektierenden Beschichtung 3 bzw. der Korrekturschicht 4 auszugleichen, die ebenfalls zu unerwünschten Deformationen bzw. Veränderungen der Oberflächenform 8 des optischen Elements 1 führen können.
Bei den in 1c und 2 gezeigten Beispielen wird das beim Erzeugen der Schichtdickenvariation ΔD abgetragene Material der Korrekturschicht 4 nicht durch ein anderes Material wieder aufgefüllt, d.h. anders als bei dem in der EP 1947682 A1 beschriebenen Materialabtrag wird die ursprünglich konstante Dicke der Korrekturschicht 4 vor dem Materialabtrag nicht wiederhergestellt. Ein solches Auffüllen von Material würde bei dem in 1c und 2 beschriebenen optischen Element 1 zu einer in der Regel unerwünschten Inhomogenität der Reflektivität R des optischen Elements 1 in Abhängigkeit vom Ort führen. Ein Auffüllen von Material ist aber ggf. möglich, sofern die Erzeugung eines lateralen Gradienten der Reflektivität R des optischen Elements 1 gewünscht ist.
3a, b zeigen eine weitere Möglichkeit zum Erzeugen einer Schichtdickenvariation ΔD in einer Korrekturschicht 4, die durch das Auftragen von Material auf eine weitere Schicht 13 der reflektierenden Beschichtung 3 gebildet wird. Die weitere Schicht 13 wurde in einem vorausgehenden Beschichtungsschritt auf das Substrat 2 oder ggf. auf eine funktionelle Schicht aufgebracht (s.o.) und weist im gezeigten Beispiel eine konstante Dicke auf. Das Material der Korrekturschicht 4, bei dem es sich beispielsweise um Mo handeln kann, wird durch Beschichten mittels einer in 3a gezeigten Bedampfungsquelle 14 auf die weitere Schicht 13 aufgebracht, wobei die Dicke des beim Beschichten aufgetragenen Materials ortsabhängig variiert, z.B. indem bei der Beschichtung geeignete Abschirmelemente verwendet werden.
Die Schichtdickenvariation ΔD, welche hierbei in der Korrekturschicht 4 erzeugt wird, ist in 3b zur Verdeutlichung ausgehend von der Oberseite der weiteren Schicht 13 dargestellt, die im gezeigten Beispiel aus Ru gebildet ist und eine konstante Dicke von 30 nm aufweist. Die reflektierende Beschichtung 3 weist somit eine minimale Dicke D_MIN auf, die der Dicke der weiteren Schicht 13 entspricht, d.h. die Dicke d der Korrekturschicht 4 variiert zwischen einer minimalen Dicke von Null und einer maximalen Dicke, die bei der Beschichtung entsteht und die der maximalen Amplitude ΔD_MAX der Schichtdickenvariation ΔD der Korrekturschicht 4 entspricht.
Die reflektierende Beschichtung 3 ist in 3b aus zwei Schichten 4, 13 aus unterschiedlichen Materialen gebildet. Gegebenenfalls kann die reflektierende Beschichtung 3 zusätzliche Schichten aufweisen, die unterhalb der weiteren Schicht 13 angeordnet sind, um die Reflektivität des optischen Elements 1 weiter zu erhöhen. Es versteht sich, dass die in 3b gezeigte reflektierende Beschichtung 3 auch hergestellt werden kann, indem ein Materialabtrag einer z.B. mit homogener Dicke aufgetragenen Korrekturschicht 4 erfolgt, beispielsweise wie dies weiter oben im Zusammenhang mit 1b beschrieben ist.
Das optische Element 1 gemäß 1c, 2 bzw. 3b kann beispielsweise in einem optischen System in Form einer EUV-Lithographieanlage 101 integriert werden, welche stark schematisch in 5 dargestellt ist. Die EUV-Lithographieanlage 101 weist eine EUV-Lichtquelle 102 zur Erzeugung von EUV-Strahlung auf, die in einem EUV-Wellenlängenbereich unter 50 nm, insbesondere zwischen ca. 5 nm und ca. 15 nm, eine hohe Energiedichte aufweist. Die EUV-Lichtquelle 102 kann beispielsweise in Form einer Plasma-Lichtquelle zur Erzeugung eines laserinduzierten Plasmas oder als Synchrotron-Strahlungsquelle ausgebildet sein. Insbesondere im ersteren Fall kann wie in 5 gezeigt ist ein Kollektor-Spiegel 103 verwendet werden, um die EUV-Strahlung der EUV-Lichtquelle 102 zu einem Beleuchtungsstrahl 104 zu bündeln und auf diese Weise die Energiedichte weiter zu erhöhen. Der Beleuchtungsstrahl 104 dient zur Beleuchtung eines strukturierten Objekts M mittels eines Beleuchtungssystems 110, welches im vorliegenden Beispiel fünf reflektierende optische Elemente 112 bis 116 (Spiegel) aufweist.
Bei dem strukturierten Objekt M kann es sich beispielsweise um eine reflektive Maske handeln, die reflektierende und nicht reflektierende oder zumindest weniger stark reflektierende Bereiche zur Erzeugung mindestens einer Struktur an dem Objekt M aufweist. Alternativ kann es sich bei dem strukturierten Objekt M um eine Mehrzahl von Mikrospiegeln handeln, welche in einer ein- oder mehrdimensionalen Anordnung angeordnet sind und welche gegebenenfalls um mindestens eine Achse bewegbar sind, um den Einfallswinkel der EUV-Strahlung 104 auf den jeweiligen Spiegel einzustellen.
Das strukturierte Objekt M reflektiert einen Teil des Beleuchtungsstrahls 104 und formt einen Projektionsstrahlengang 105, der die Information über die Struktur des strukturierten Objekts M trägt und der in ein Projektionssystem 120 eingestrahlt wird, welches eine Abbildung des strukturierten Objekts M bzw. eines jeweiligen Teilbereichs davon auf einem Substrat W erzeugt. Das Substrat W, beispielsweise ein Wafer, weist ein Halbleitermaterial, z.B. Silizium, sowie eine lichtempfindliche Schicht, z.B. einen Fotolack, auf und ist auf einer Halterung angeordnet, welche auch als Wafer-Stage WS bezeichnet wird.
Im vorliegenden Beispiel weist das Projektionssystem 120 sechs reflektive optische Elemente 121 bis 126 (Spiegel) auf, um ein Bild der an dem strukturierten Objekt M vorhandenen Struktur auf dem Wafer W zu erzeugen. Typischer Weise liegt die Zahl der Spiegel in einem Projektionssystem 120 zwischen vier und acht, gegebenenfalls können aber auch nur zwei Spiegel verwendet werden.
Um eine hohe Abbildungsqualität bei der Abbildung eines jeweiligen Objektpunktes OP des strukturierten Objekts M auf einen jeweiligen Bildpunkt IP auf dem Wafer W zu erreichen, sind höchste Anforderungen an die Oberflächenform der Spiegel 121 bis 126 zu stellen und auch die Position bzw. die Ausrichtung der Spiegel 121 bis 126 zueinander bzw. relativ zum Objekt M und zum Substrat W erfordert eine Präzision im Nanometer-Bereich. Jeder der EUV-Spiegel 121 bis 126 kann wie weiter oben im Zusammenhang mit 1c, 2 bzw. 3b beschrieben ausgebildet sein, d.h. dieser kann unter streifendem Einfall betrieben werden und eine Korrekturschicht 4 mit einer lokalen Schichtdickenvariation ΔD aufweisen. Gegebenenfalls können auch Spiegel, die im Beleuchtungssystem 110 angeordnet sind, auf die in Zusammenhang mit 1c bzw. 2 gezeigte Weise ausgebildet sein.
Die Korrektur der Oberflächenform 8 eines optischen Elements 1, welches im Projektionssystem 120 angeordnet ist, kann dazu dienen, diejenigen Wellenfrontaberrationen zu korrigieren, die von dem optischen Element 1 selbst erzeugt werden. Gegebenenfalls können bei der Herstellung des optischen Elements 1 bzw. bei der Korrektur der Oberflächenform 8 die Wellenfrontfehler berücksichtigt werden, die von weiteren bereits hergestellten optischen Elementen 1 erzeugt werden, die ebenfalls in der Projektionsoptik 120 angeordnet werden sollen. Die Soll-Oberflächenform 8 des optischen Elements 1 wird in diesem Fall so gewählt, dass zusätzlich zur Korrektur von Wellenfrontaberrationen, die von dem optischen Element 1 selbst erzeugt werden, zumindest teilweise die Wellenfrontfehler korrigiert werden, die von den bereits hergestellten anderen optischen Elementen verursacht werden.
Die Korrektur der Oberflächenform 8 dient generell dazu, die Abbildungseigenschaften des Projektionssystems 120 zu verbessern. Zur Korrektur der Abbildungseigenschaften kann ein Verfahren durchgeführt werden, welches folgende Schritte umfasst:
Bestimmen der Wellenfrontaberrationen des Projektionssystems 120, Berechnen einer Korrektur-Oberflächenform mindestens eines optischen Elements, das zur Reflexion von unter streifendem Einfall auftreffender EUV-Strahlung ausgebildet ist, aus den Wellenfrontaberrationen des Projektionssystems 120, sowie Korrigieren einer Oberflächenform 8 mindestens eines solchen optischen Elements 1 mit Hilfe des weiter oben beschriebenen Verfahrens. Für die Korrektur der Oberflächenform 8 kann das optische Element 1 aus dem Projektionssystem 120 ausgebaut und nach der Korrektur wieder eingebaut werden.
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

WO 97/33203 [0004]
EP 1947682 A1 [0005, 0007, 0051, 0055]
US 2008/0259439 A1 [0008]
DE 102009029471 A1 [0009]
DE 102013212462 A1 [0010]
DE 102012215359 A1 [0016, 0032]
DE 102013107192 A1 [0018, 0045]

Claims

Optisches Element (1) zur Reflexion von EUV-Strahlung (5), umfassend: ein Substrat (2) sowie eine reflektierende Beschichtung (3), wobei die reflektierende Beschichtung (3) eine Korrekturschicht (5) mit einer Schichtdickenvariation (ΔD) zur Korrektur der Oberflächenform (8) des optischen Elements (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturschicht (4) zur Reflexion von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element (1) auftreffende EUV-Strahlung (5) ausgebildet ist.
Optisches Element nach Anspruch 1, bei welcher die Korrekturschicht (4), in der die Schichtdickenvariation (ΔD) gebildet ist, eine minimale Dicke (D_MIN) von mindestens 20 nm aufweist.
Optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Schichtdickenvariation (ΔD) eine maximale Amplitude (ΔD_MAX) von 1 µm aufweist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Korrekturschicht (4) mindestens ein metallisches Material aufweist.
Optisches Element nach Anspruch 4, bei dem das metallische Material ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Mo, Ru, Nb.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf die Korrekturschicht (4) eine EUV-Strahlung (5) reflektierende Mehrlagen-Beschichtung (9) aufgebracht ist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Korrekturschicht (4) auf eine weitere zur Reflexion von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element (1) auftreffende EUV-Strahlung (5) ausgebildete Schicht (13) aufgebracht ist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches für einen Einfallswinkel (α) von mehr als 60° eine maximale Reflektivität (R) aufweist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf die reflektierende Beschichtung (3) mindestens eine Deckschicht (11) aufgebracht ist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem Substrat (2) und der reflektierenden Beschichtung (3) mindestens eine funktionelle Schicht (12) angebracht ist.
Optisches Element nach Anspruch 10, bei dem die funktionelle Schicht (12) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Haftvermittlerschicht, Strahlungsschutzschicht, Spannungskompensationsschicht.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Material des Substrats (2) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Titandotiertes Quarzglas und Glaskeramik.
Projektionssystem (120) für die EUV-Lithographie, umfassend: mindestens ein optisches Element (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EUV-Lithographiesystem (101), umfassend: mindestens ein optisches Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verfahren zum Korrigieren einer Oberflächenform (8) eines optischen Elements (1) zur Reflexion von EUV-Strahlung (5), umfassend: Aufbringen einer Korrekturschicht (4) zur Reflexion von unter streifendem Einfall auf das reflektierende optische Element (1) auftreffender EUV-Strahlung (5) auf ein Substrat (2) des optischen Elements (1), sowie Korrigieren der Oberflächenform (8) des optischen Elements (1) durch Erzeugen oder Verändern einer Schichtdickenvariation (ΔD) in der Korrekturschicht (4).
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Erzeugen oder Verändern der Schichtdickenvariation (ΔD) in der Korrekturschicht (4) eine Ionenstrahlbearbeitung der Korrekturschicht (4) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Erzeugen oder Verändern der Schichtdickenvariation (ΔD) der Korrekturschicht (4) ein Auftragen von Material umfasst.