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Die Erfindung betrifft ein optisches Element für eine Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Feldfacettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements für eine Projektionsbelichtungsanlage und ein Verfahren zur Herstellung einer Feldfacette eines Feldfacettenspiegels. Außerdem betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik mit einem derartigen Feldfacettenspiegel, eine Beleuchtungssystem und ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein entsprechend hergestelltes Bauelement.
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Aus der
US 9,482,959 B2 ist eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Feldfacettenspiegel mit einer Vielzahl von Feldfacetten bekannt.
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Bei derartigen Systemen besteht stets der Bedarf, die zur Verfügung gestellte Beleuchtungsstrahlung bestmöglich auszunutzen.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Element für eine Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere einen Feldfacettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, die strahlungsreflektierende Beschichtung der Reflexionsfläche eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere einer Facette eines Feldfacettenspiegels derart durch Ionenstrahlung zu modifizieren, dass sie bereichsweise unterschiedliche Reflektivitäten aufweist.
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Bei dem optischen Element kann es sich um einen Spiegel der Beleuchtungsoptik oder einen Spiegel der Projektionsoptik handeln. Es kann sich insbesondere um eine Feldfacette eines Feldfacettenspiegels handeln.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass unterschiedliche Reflektivitäten durch Ionenbestrahlung einer strahlungsreflektierenden Beschichtung erzeugt werden können. Durch Ionenbestrahlung kann insbesondere die Reflektivität einer strahlungsreflektierenden Beschichtung reduziert, insbesondere vollständig beseitigt werden. Hierbei kann auf eine lokale Be- oder Entschichtung verzichtet werden. Dies führt zu erheblichen Vorteilen.
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Üblicherweise umfasst die strahlungsreflektierende Beschichtung der Spiegel von EUV-Lithographiesystemen eine Mehrzahl von Funktionsschichten. Diese Schichten bestehen aus Heterostrukturen, sog. Multilayern, aus Einzelschichten mit für die verwendete EUV-Strahlung unterschiedlichen Brechungsindizes. Die Materialien, deren Abfolge und die Schichtdicken innerhalb der Multilayer sind exakt auf die zu reflektierende Wellenlänge und den Einfallswinkel der verwendeten EUV-Strahlung abgestimmt. Zur Herstellung der Multilayer werden beispielsweise PVD-Beschichtungsverfahren, beispielsweise Sputter-Verfahren, verwendet. Die Multilayer überdecken die optischen Bauteile üblicherweise in ihrer Gesamtheit.
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Zur Herstellung lokaler, insbesondere scharf begrenzter, nicht reflektierender Bereiche kann beispielsweise ein lokales Entschichtungs-Verfahren, beispielsweise durch nasschemisches oder trockenes Ätzen oder durch mechanisches Entfernen der Schicht, verwendet werden. Alternativ hierzu ist es möglich, die Multilayer lokal mit nichtreflektierenden Masken zu beschichten.
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Bei einer Entschichtung können offene Flanken an den Rändern der Heterostrukturen verbleiben. Dies kann zu einer Degradation der Schichten über deren Lebensdauer führen. Lokale Beschichtungsverfahren können ebenfalls zu offenen Flanken führen oder zu schlecht definierten Rändern. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Reflektivität der strahlungsreflektierenden Beschichtung durch Ionenstrahlung beeinflusst, insbesondere reduziert werden kann. Hierbei werden die Reflexionsschichten in einer definierten Tiefe unterhalb der Schichtoberfläche modifiziert. Die strahlungsreflektierende Beschichtung wird insbesondere chemisch modifiziert. Es ist auch möglich, die Struktur der Schichtabfolge derart zu stören, beispielsweise durch Erhöhung der Grenzflächenrauheit oder durch Interdiffusion von verschiedenen Schichten der Heterostruktur, sodass sie ihre Funktion verlieren. Hierbei kommt es nicht zur Ausbildung offener Flanken an den Rändern der strahlungsreflektierenden Beschichtung. Die Reflexionsfläche ist insbesondere frei von offenen Flanken. Sie ist insbesondere durchgehend, insbesondere geschlossen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements für eine Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere zur Herstellung einer Feldfacette eines Feldfacettenspiegels zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst:
- - Bereitstellen eines Grundkörpers des optischen Elements, insbesondere eines Facettengrundkörpers,
- - Aufbringen einer Reflexionsbeschichtung auf den Grundkörper zur Herstellung eines Reflexionsbereichs,
- - Reduzieren der Reflektivität der Reflexionsbeschichtung in einem vorgegebenen Teilbereich durch Bestrahlung desselben mit Ionen.
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Die Reflektivität der Reflexionsbeschichtung kann in einem oder mehreren vorbestimmten Teilbereichen durch eine Bestrahlung mit Ionenstrahlen insbesondere vollständig beseitigt werden.
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Es hat sich herausgestellt, dass mittels eines Ionenstrahl-Verfahrens eine gezielte lokale Reduzierung der Reflektivität einer strahlungsreflektierenden Beschichtung möglich ist, ohne die Schichtintegrität, insbesondere einer Multilayer-Struktur, hierbei zu schädigen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann zur Reduzierung der Reflektivität der strahlungsreflektierenden Beschichtung eine Bestrahlung mit leichten Ionen, beispielsweise Wasserstoff, Bor oder Kohlenstoff oder Kombinationen der derselben, vorgesehen sein. Hierdurch können chemische Reaktionen in der Reflexionsbeschichtung herbeigeführt werden. Die Bestrahlungsionen können insbesondere über Vielfachstreuung eine breite Verteilung aufbauen. Sie können mit dem Schichtmaterial Verbindungen eingehen. Hierdurch werden die Heterostrukturen in ihrer Reflektivität erheblich gestört, insbesondere ohne dass dies zu erheblichen strukturellen Schäden führt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung können Einstrahlwinkel und/oder Ionenspezies und/oder Ionenenergie derart optimiert werden, dass die Beschädigung der Oberfläche der Reflexionsschicht, beispielsweise durch Sputterabtrag, minimiert wird.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es ausreichend ist, drei bis fünf Schichtpakete zu stören, um die Reflektivität um mehr als 80% zu unterdrücken. Hierfür sind Ionenenergien im Bereich von 5 keV bis 10 keV ideal.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann zur Reduzierung der Reflektivität eine Bestrahlung mit schweren Ionen, beispielsweise Wolfram, vorgesehen sein. Dies kann zu erheblichen Bestrahlungsschäden der Reflexionsschicht führen.
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Die schweren Ionen können insbesondere derart in die reflektierende Beschichtung implantiert werden, dass in einem eng begrenzten Bereich die Abfolge und Struktur der Heterostrukur derart geschädigt wird, dass sie ihre Reflektivität für EUV-Strahlung teilweise, insbesondere weitestgehend, vorzugsweise vollständig verliert. Durch die Implantation der schweren Ionen kann insbesondere die Grenzflächenrauheit erhöht werden. Außerdem kann eine Interdiffusion der Schichten erzwungen werden.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass bei der Bestrahlung mit schweren Ionen ein erheblicher Anteil der Ionenenergie der Bestrahlungsionen zur internen Vorwärtsstreuung auf die Bestandteile der strahlungsreflektierenden Beschichtung übertragen wird. Diese tragen dann ihrerseits zur erwünschten Vermischung der Multilayers bei.
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Die Bestrahlung mit schweren Ionen führt außerdem über eine Elektronen-Photonen-Wechselwirkung zu einer stark erhöhten Absorption der Implantationszone gegenüber EUV-Strahlung und damit zu einer weiteren Reduktion der Reflektivität.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung liegt die Energie der Primärteilchen bei der Bestrahlung mit schweren Ionen vorzugsweise im Bereich von 200 keV bis 1000 keV. Hierdurch können oberflächennahe Prozesse wie beispielsweise Sputterprozesse reduziert, insbesondere minimiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zur Reduzierung der Reflektivität der strahlungsreflektierenden Beschichtung eine Bestrahlung mit intrinsischen Ionen, beispielsweise Silizium und/oder Molybdän, vorgesehen.
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Dies hat den Vorteil, dass derartige Ionen zu einem optimalen Impulsübertrag mit ihren jeweiligen Partnern im Multilayer-Gefüge und somit zu einer maximalen Durchmischung führen.
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Um eine Beschädigung der Deckschichten zu vermeiden, wird hierbei eine Ionenenergie im Bereich von 50 keV bis 100 keV bevorzugt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind elektrische und/oder magnetische Fokussier- und/oder Ablenkeinrichtungen vorgesehen, um die Ionenstrahlen gezielt auf die strahlungsreflektierende Beschichtung zu lenken. Hierdurch ist es insbesondere möglich, lokal die Eigenschaften der EUV-Funktionsschichten zu modifizieren. Die Schichtintegrität der Gesamtschicht bleibt hierbei intakt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind bei der Bestrahlung mit Ionen Masken zur Abdeckung der nicht zu modifizierenden Bereiche vorgesehen.
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Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem und ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage beziehungsweise eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch einen Feldfacettenspiegel gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen des Feldfacettenspiegels.
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Es kann sich insbesondere um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage beziehungsweise Teilsysteme einer derartigen EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein entsprechend hergestelltes Bauelement zu verbessern.
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Diese Aufgaben werden durch Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Feldfacettenspiegel gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen des Feldfacettenspiegels.
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Weitere Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
- 1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie.
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1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfelds 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der 1 nicht dargestelltes Retikel, das eine mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 zur Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter HalbleiterBauelemente zu projizierende Struktur trägt.
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Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbildung des Objektfelds 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird die Struktur auf dem Retikel auf eine strahlungsempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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Bei der Strahlungsquelle
3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge Produced Plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser Produced Plasma) handeln. Auch andere EUV-Strahlungsquellen, beispielsweise solche, die auf einem Synchrotron basieren, sind möglich.
EUV-Strahlung
10, die von der Strahlungsquelle
3 ausgeht, wird von einem Kollektor
11 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist beispielsweise aus der
EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor
11 propagiert die EUV-Strahlung
10 durch eine Zwischenfokusebene
12, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel
13 trifft. Der Feldfacettenspiegel
13 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik
4 angeordnet, die zur Objektebene
6 optisch konjugiert ist.
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Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Beleuchtungsstrahlung oder als Abbildungsstrahlung bezeichnet.
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Nach dem Feldfacettenspiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 optisch konjugiert ist. Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs für die EUV-Strahlung 10 bezeichneten Spiegeln 16, 17 und 18 werden Feldfacetten 19 des Feldfacettenspiegels 13 einander überlagernd in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertragungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing incidence Spiegel“). Die Übertragungsoptik 15 wird zusammen mit dem Pupillenfacettenspiegel 14 auch als Folgeoptik zur Überführung der EUV-Strahlung 10 vom Feldfacettenspiegel 13 hin zum Objektfeld 5 bezeichnet.
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Zur Erleichterung der Erläuterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene auf den Betrachter zu. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.
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Das Retikel, das von einem nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist, und der Wafer, der von einem nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist, werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 synchron in der y-Richtung gescannt.
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Es kann auch ein gegenläufiges Scannen des Retikels relativ zum Wafer stattfinden.
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Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikels auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf den Wafer zur lithographischen Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauelements, insbesondere eines Halbleiterbauelements, zum Beispiel eines Mikrochips, abgebildet. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- beziehungsweise Nanostruktur auf dem Wafer hergestellt.
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Das Objektfeld 5 kann bogenförmig oder rechteckig ausgeführt sein. Das Aspektverhältnis aus x- und y-Erstreckung des Objektfelds 5 korreliert mit dem Aspektverhältnis der Feldfacetten 19. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Feldfacetten 19 bogenförmig. Sie können grundsätzlich auch rechteckig ausgebildet sein.
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Das x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 19 und des Objektfeldes 5 beträgt beispielsweise 13/1. Auch andere Aspektverhältnisse, die größer sind als 1, sind möglich. Aufgrund dieser Aspektverhältnisse wird die x-Achse auch als lange Feldachse und die y-Achse auch als kurze Feldachse bezeichnet.
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Der Pupillenfacettenspiegel 14 hat eine Mehrzahl runder oder polygonförmiger Pupillenfacetten 22, die beispielsweise hexagonal dicht gepackt auf einem Pupillenfacettenträger angeordnet sind.
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Die Feldfacetten 19 und die Pupillenfacetten 22 können eine abbildende Wirkung haben und beispielsweise sphärisch, elliptisch oder torisch konkav geformt sein.
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Die hochreflektierende Beschichtung auf den Facetten 19, 22 ist in der Praxis eine Mehrlagen-(Multilayer)-Beschichtung mit alternierenden Molybdän- und Silizium-Schichten. Auch andere Beschichtungsmaterialien zur Herstellung einer solchen Mehrlagen-Beschichtung sind möglich. Bei den Facetten 19, 22 handelt es sich um Spiegelfacetten für die EUV-Strahlung 10. Zur Justierung einzelner Feldfacettenblöcke 20 und/oder einzelner Pupillenfacetten 22 können diese Komponenten individuell mit ihnen zugeordneten Aktoren verbunden sein. Diese Aktoren können so ausgeführt sein, dass sie eine Verkippung der individuellen Feldfacettenblöcke bzw. der individuellen Facetten um zwei in der Reflexionsebene des jeweiligen Facettenblocks bzw. der jeweiligen Facette liegende Achsen ermöglichen.
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Die Feldfacetten 19 sind den Pupillenfacetten 22 jeweils individuell zugeordnet, so dass auf jeweils eine der Feldfacetten 19 treffende Anteile des Beleuchtungsstrahlungsbündels der EUV-Strahlung 10 über die zugeordnete Pupillenfacette 22 weiter zum Objektfeld 5 geführt werden. Durch die beiden Facettenspiegel 13, 14 ist daher eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen definiert, die die EUV-Strahlung 10 kanalweise hin zum Objektfeld 5 führen.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Beeinflussung der Reflektivität der strahlungsreflektierenden Beschichtung 39 beschrieben. Das Verfahren ermöglicht insbesondere eine gezielte Reduzierung der Reflektivität in einem vorgegebenen lokalen Teilbereich.
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Das Verfahren eignet sich allgemein zur Herstellung eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage. Bei dem optischen Element handelt es sich insbesondere um einen Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 oder der Projektionsoptik 7. Es kann sich insbesondere um eine Feldfacette 19 des Facettenspiegels 13 oder eine Pupillenfacette 22 des Pupillenfacettenspiegels 14 oder einen der Spiegel 16, 17, 18 der Übertragungsoptik 15 handeln.
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Zur Herstellung der Reflexionsfläche von Spiegeln für EUV-Strahlung 10 werden üblicherweise Spiegelgrundkörper mit Funktionsschichten beschichtet. Diese Funktionsschichten bestehen aus Heterostrukturen, sogenannten Multilayer, aus Einzelschichten mit für die verwendete EUV-Strahlung 10 unterschiedlichen Brechungsindizes. Die Materialien, deren Abfolge und die Schichtdicken innerhalb der Multilayer können exakt auf die zu reflektierende Wellenlänge und den Einfallswinkel der verwendeten EUV-Strahlung 10 abgestimmt werden. Außerdem hängt die Funktionalität der Multilayer kritisch von der Perfektion der Grenzflächen, insbesondere der Grenzflächenrauheit, der Heterostruktur ab.
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Zum Aufbringen der Multilayer können beispielsweise großflächige Beschichtungsverfahren, insbesondere PVD-Beschichtungsverfahren (Physical Vapor Deposition-Verfahren, physische Dampfabscheidungsverfahren), beispielsweise Sputter-Verfahren, verwendet werden. Mit derartigen Verfahren können optische Bauteile im Gesamten mit Heterostrukturen beschichtet werden.
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Aus unterschiedlichen Gründen kann es andererseits wünschenswert sein, Teilbereiche der optischen Oberfläche eines Bauelements, beispielsweise einer Feldfacette 19, mit geringerer Reflektivität oder sogar nicht-reflektierend auszubilden. Dies kann beispielsweise wünschenswert sein, um eine scharfe Begrenzung des reflektierten Feldes zu erreichen. Eine derartige Begrenzung ist in der Regel nur aufwändig zu realisieren. Grundsätzlich können hierbei zwei unterschiedliche Strategien unterschieden werden: 1. lokale Entschichtung und 2. lokale Beschichtung.
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Zu 1. - lokale Entschichtung: eine lokale Entschichtung kann beispielsweise durch lokales Entfernen der Multilayer erreicht werden. Hierfür kann beispielsweise ein nasschemisches Ätzen oder ein trockenes Ätzen vorgesehen sein. Beim Ätzprozess können Masken, insbesondere harte Masken, verwendet werden. Der Ätzprozess kann auch mittels eines oder mehrerer fotolithographischer Schritte beeinflusst werden.
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Eine lokale Entschichtung kann auch durch mechanisches Entfernen der Multilayerschicht, beispielsweise durch Schleifen, Fräsen oder durch ein anderes Entschichtungsverfahren, beispielsweise Laserablation, erfolgen. Hierbei kann auch das Substrat entfernt werden.
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Zu 2. - lokales Beschichten: Es ist auch möglich, die Multilayer nur lokal, das heißt nur in Teilbereichen, auf den Grundkörper aufzubringen. Die Beschichtung kann beispielsweise durch Masken, insbesondere durch Schattenmasken, oder durch fotolithographische Verfahren, insbesondere Lift-Off-Verfahren, beeinflusst werden.
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Eine weitere Möglichkeit, nicht-reflektierende Bereiche zu definieren, besteht darin, die entsprechenden Teilbereiche mit einer Beschichtung, insbesondere mit einer absorbierenden Schicht, zu versehen. Hierbei können wiederum Masken, insbesondere Schattenmasken oder ein fotolithographisches Lift-Off, eingesetzt werden.
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Ein lokales Entschichtungsverfahren kann technologische Risiken oder Defizite bergen. Es kann insbesondere offene Flanken an den Rändern der Heterostrukturen hinterlassen. Diese können durch die Prozessatmosphäre innerhalb einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage angegriffen werden. Dies kann wiederum zu einer Degradation der Schichten über deren Lebensdauer führen.
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Entsprechend können lokale Beschichtungsverfahren ebenfalls zu offenen Flanken führen, insbesondere bei Verwendung eines Lift-Off-Verfahrens, oder zu schlecht definierten Rändern, insbesondere im Falle der Verwendung einer Schattenmaske.
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Sowohl bei einer lokalen Entschichtung als auch bei einer lokalen Beschichtung kann es zu lokal stark variierenden Schichtspannungen kommen. Diese können zu Passedeformationen der Optiken führen. Außerdem stellen die beim Einsatz von fotolithographischen Verfahren verwendeten Prozesschemikalien ein Degradations- beziehungsweise Kontaminationsrisiko für die entsprechenden Bauteile dar.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine bestehende, insbesondere eine großflächige EUV-Reflexionsschicht derart lokal modifiziert werden kann, dass die entsprechenden Bereich eine reduzierte Reflektivität für die Nutzwellenlänge aufweisen, ohne dass hierfür ein lokales Be- oder Entschichtungsverfahren verwendet werden muss. Es ist insbesondere möglich, die EUV-Reflexionsschicht mittels Ionenstrahlung derart in vorbestimmten Teilbereichen zu modifizieren, dass diese Teilbereiche für die Nutzwellenlänge nicht-reflektierend sind. Hierfür ist vorgesehen, die zu modifizierenden Teilbereiche mit hochenergetischen Ionen zu bestrahlen.
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Die Ionenspezies, deren Energie und deren Einstrahlwinkel werden hierbei derart gewählt, dass die Reflexionsschichten in einer definierten Tiefe unterhalb der Schichtoberfläche chemisch modifiziert werden, oder die Struktur der Schichtabfolge derart gestört wird, dass sie ihre Funktion verlieren. Dies kann beispielsweise durch Erhöhung der Grenzflächenrauheit oder durch Interdiffusion von verschiedenen Schichten der Heterostrukturen geschehen.
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Generell sind drei unterschiedliche Varianten der Ionenbestrahlung zur Modifizierung der Reflektivität einer EUV-Reflexionsschicht, insbesondere eines strahlungsreflektierenden Teilbereichs 36, möglich: 1. Bestrahlung mit leichten Ionen zur Herbeiführung von zusätzlichen chemischen Reaktionen, 2. Bestrahlung mit schweren Ionen zur Herbeiführung von Bestrahlungsschäden und 3. Bestrahlung mit Ionen der Sorte, aus welchen die Heteroschichten bestehen. Diese Ionen werden auch als intrinsische Ionen bezeichnet.
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Im Folgenden werden die unterschiedlichen Alternativen weiter erläutert.
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Als leichte Ionen können beispielsweise Wasserstoff-Ionen, Bor-Ionen oder Kohlenstoff-Ionen dienen. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie über Vielfachstreuung eine breite Verteilung aufbauen. Zusätzlich gehen sie mit dem vorliegenden Schichtmaterial, insbesondere mit Silizium in Molybdän/Silizium-Heterostrukturen, chemische Verbindungen ein. Hierdurch lässt sich die Reflektivität der Heterostrukturen, insbesondere der Multilayer, erheblich reduzieren. Die Reflektivität kann insbesondere um mehr als 50 %, insbesondere mehr 60 %, insbesondere mehr als 70 %, insbesondere mehr als 80 % unterdrückt werden. Die strukturellen Schäden an den Heterostrukturen oder dem darunterliegenden Substrat bleiben relativ gering.
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Einstrahlwinkel, Ionenspezies und Ionenenergie können derart optimiert werden, dass eine Beschädigung der Oberfläche der Funktionsschicht, beispielsweise ein Sputterabtrag, minimiert wird.
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Es hat sich gezeigt, dass drei bis fünf gestörte Schichtpakete ausreichen, um die Reflektivität erheblich, insbesondere um mehr als 80 %, zu unterdrücken. Hierfür sind Ionenenergien im Bereich von 5 keV bis 10 keV ideal.
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Gemäß der zweiten Alternative werden schwere Ionen, beispielsweise Wolfram-Ionen, derart in die Funktionsschicht implantiert, dass in einem eng begrenzten Bereich die Abfolge und Struktur der Heterostruktur geschädigt wird. Die Struktur der Heterostruktur wird insbesondere derart geschädigt, dass diese ihre EUV-Reflektivität verliert. Dies kann auf eine Erhöhung der Grenzflächenrauheit und/oder auf eine erzwungene Interdiffusion der Schichten zurückzuführen sein. Bei der Ionenbestrahlung mit schweren Ionen kommt zum Tragen, dass ein erheblicher Anteil der Ionenenergie der Primärteilchen zur internen Vorwärtsstreuung auf die Materialatome übertragen wird. Diese tragen dann auch ihrerseits zur erwünschten Vermischung bei.
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Die hohen Kernladungszahlen Z der schweren Ionen führen zudem über Elektronen-Photonen-Wechselwirkung zu einer stark erhöhten Absorption der Implantationszone gegenüber der EUV-Strahlung 10. Dies führt zu einer weiteren Reduktion der Reflektivität.
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Um oberflächennahe Prozesse, beispielsweise Sputterprozesse, zu minimieren, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Energie der Primärteilchen bei mehr als 200 keV liegt.
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Eine Bestrahlung mit intrinsischen Ionen, insbesondere Silizium-Ionen und/oder Molybdän-Ionen, hat den Vorteil, dass sie zu einem optimalen Impulsübertrag mit den jeweiligen Reaktionspartnern im Gefüge der jeweiligen Heterostruktur führt. Dies führt zu einer maximalen Durchmischung.
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Auch hierbei werden die Ionen-Energien vorteilhafterweise derart gewählt, dass die Deckschichten wenig beschädigt werden. Als vorteilhaft haben sich die leichteren Ionen-Spezies, insbesondere Kohlenstoff-Ionen und Silizium-Ionen, mit mittleren Energien, insbesondere im Bereich von 50 keV bis 100 keV, erwiesen.
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Zur gezielten und/oder lokalen Modifizierung der Eigenschaften der EUV-Funktionsschichten, insbesondere der strahlungsreflektierenden Beschichtung 39, können elektrische und/oder magnetische Fokussier- und/oder Ablenkeinrichtungen vorgesehen sein.
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Als vorteilhaft hat sich insbesondere herausgestellt, dass die Schichtintegrität der Gesamtschicht bei den vorhergehend beschriebenen Verfahren intakt bleibt. Sämtliche der vorhergehend beschriebenen Ionen-Bestrahlungsverfahren sind durch Anordnung und Verwendung geeignet ausgeführter Masken gezielt auf vorgegebene Teilbereiche der strahlungsreflektierenden Beschichtung 39 beschränkbar.
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Die vorhergehend beschriebenen Ionen-Bestrahlungsverfahren können insbesondere zur gezielten Beeinflussung, insbesondere zur gezielten Begrenzung, des strahlungsreflektierenden Teilbereichs 36 der Feldfacetten 19 dienen. Sie bilden insbesondere eine Alternative zur Herstellung eines abgesetzten Oberflächenbereichs 37 und/oder zur Verwendung der strahlungsabsorbierenden Blenden 41.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 9482959 B2 [0002]
- EP 1225481 A [0034]
