DE102020207807A1 - Optisches Element für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage wird eine formgebende Schicht (221) derart auf ein Substrat (20) aufgebracht, dass sie direkt nach dem Aufbringen auf das Substrat (20) eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisches Element für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft außerdem einen Kollektor mit einem derartigen optischen Element sowie ein Zwischenprodukt zur Herstellung eines derartigen optischen Elements. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen optischen Elements.
  • Zur Herstellung von optischen Elementen für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage kann vorgesehen sein, eine Gitterstruktur in eine Ätz-Schicht einzubringen. Die Herstellung einer derartigen Gitterstruktur mit einer definierten Stufenhöhe ist sehr aufwändig. Außerdem kann es zu Schwankungen der Stufenhöfe der Gitterstruktur und/oder zu Abweichungen derselben von einem vorgegebenen Wert kommen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Element für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, das optische Element mit einer formgebenden Schicht auszubilden, wobei die formgebende Schicht zur Ausbildung einer Gitterstruktur derart strukturiert ist, dass ein Übergang von einem Bodenbereich zu einer Flanke scharfkantig ausgebildet ist. Es kann insbesondere eine Verrundung am Übergang vom Bodenbereich zur Flanke vermieden werden.
  • Die formgebende Schicht kann hierbei die Lage einer Vorderseite und eines Bodenbereichs der Gitterstruktur, insbesondere die relative Lage der Vorderseite und des Bodenbereichs der Gitterstruktur definieren. Sie kann insbesondere die Stufenhöhe oder die Stufenhöhen der Gitterstruktur definieren, insbesondere präzise vorgeben. Die Eigenschaften der Gitterstruktur werden insbesondere mittels eines vorgegebenen Schichtdicken-Verlaufs definiert.
  • Die Vorderseite und der Bodenbereich verlaufen insbesondere parallel zueinander. Dies gilt zumindest näherungsweise, insbesondere zumindest lokal, insbesondere im Falle einer gekrümmten Grundtopographie des Substrats.
  • Es wurde erkannt, dass hierdurch die Präzision der Gitterstruktur verbessert werden kann. Dies führt zu verbesserten optischen Eigenschaften des optischen Elements, insbesondere zu einer höheren Reflektivität im gewünschten Wellenlängenbereich und/oder zu einer verringerten Reflektivität in unerwünschten Wellenlängenbereichen.
  • Die Gitterstruktur wird auch als Grabenstruktur oder als Stufenstruktur bezeichnet. Es kann sich um eine einstufige Struktur mit Vorderseite und Bodenbereich jedoch ohne Zwischenstufen oder um eine zwei- oder mehrstufige Struktur mit ein oder mehreren Zwischenstufen handeln.
  • Der scharfkantige Übergang vom Bodenbereich zur Flanke lässt sich insbesondere durch seinen Krümmungsradius rB charakterisieren. Dieser Krümmungsradius rB beträgt insbesondere höchstens 5 µm, insbesondere höchstens 3 µm, insbesondere höchstens 2 µm, insbesondere höchstens 1 µm, insbesondere höchstens 0,5 µm. Ein derartig scharfkantiger Übergang lässt sich mit üblichen Verfahren nicht erreichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Übergang von der Vorderseite zur Flanke scharfkantig ausgebildet. Der scharfkantige Übergang von der Vorderseite zur Flanke lässt sich insbesondere durch seinen Krümmungsradius rV charakterisieren. Dieser Krümmungsradius rV beträgt insbesondere höchstens 5 µm, insbesondere höchstens 3 µm, insbesondere höchstens 2 µm, insbesondere höchstens 1 µm, insbesondere höchstens 0,5 µm.
  • Es kann insbesondere eine Verrundung einer Kante am Übergang von der Vorderseite zur Flanke, wie sie nach Politur-Schritten zu beobachten ist, vermieden werden.
  • Es können auch mehrere formgebende Schichten auf das Substrat aufgebracht sein.
  • Die formgebenden Schichten können insbesondere als Ätz-Schichten dienen. Sie werden daher auch als Ätz-Schichten bezeichnet.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung weisen die Schichtdicken jeweils eine maximale Abweichung von den vorgegebenen Schichtdicken-Verläufen von höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchstens 20 nm, insbesondere höchstens 10 nm auf. Die maximale Abweichung der Schichtdicken von den vorgegebenen Schichtdicken-Verläufen beträgt insbesondere höchstens 2 %, insbesondere höchstens 1 %, insbesondere höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,3 %, insbesondere höchstens 0,2 %, insbesondere höchstens 0,1 %.
  • Die tatsächliche Dicke der formgebenden Schichten entspricht somit sehr präzise dem vorgegebenen Verlauf. Sie kann insbesondere wesentlich präziser vorgegeben und tatsächlich erreicht werden als mit üblichen Politur und Ätzverfahren.
  • Die Schichtdicke einer oder mehrerer, insbesondere sämtlicher der formgebenden Schichten beträgt insbesondere mindestens 1 µm, insbesondere mindestens 3 µm, insbesondere mindestens 5 µm. Sie beträgt insbesondere höchstens 50 µm, insbesondere höchstens 30 µm, insbesondere höchstens 20 µm, insbesondere höchstens 10 µm. Die Schichtdicke kann insbesondere im Bereich von 3 µm bis 7 µm liegen.
  • Dies ist insbesondere für eine Gitterstruktur zur Filterung, insbesondere zur Unterdrückung, von Infrarotstrahlung vorteilhaft.
  • Das optische Element dient insbesondere als Infrarot-unterdrückender EUV-Spiegel. Es bildet mit anderen Worten einen reflektiven IR-Filter. Durch die Präzision der Schichtdicken kann die Präzision der Stufenhöhen der Gitterstruktur des optischen Elements verbessert bzw. mögliche Stufentiefenfehler reduziert werden. Dies kann zu einer verbesserten IR-Unterdrückung führen.
  • Eine Gitterstruktur zur Filterung von VUV-Strahlung ist ebenso möglich. Allgemein beträgt die Dicke der formgebenden Schicht zur Unterdrückung von Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge gerade ein ungeradzahliges Vielfaches eines Viertels der zu unterdrückenden Wellenlänge.
  • Die formgebenden Schichten und die nachfolgend noch beschriebene Ätzstopp-Schicht sind auf ein Substrat, welches eine Grundtopographie des optischen Elements vorgibt, aufgebracht. Das Substrat kann insbesondere eine gekrümmte Grundtopographie vorgeben. Es kann insbesondere eine ellipsoide oder eine paraboloide Grundtopographie vorgeben. Es sind im Wesentlichen beliebige Substratformen möglich, insbesondere auch nicht-sphärische Formen, bspw. Freiform-Formen. Auch planare Formen sind möglich.
  • Gerade bei nicht-sphärischen Substraten ergeben sich Vorteile durch die formgebende Schicht, welche auch als formerhaltende Schicht dient. Einerseits braucht zur Strukturierung der formgebenden Schicht keine Ätzrate an eine Ätzposition angepasst zu werden, andererseits sind lokal unterschiedliche Stufentiefen erreichbar.
  • Die formgebenden und/oder formerhaltenden Schichten weisen eine Schichtdicke gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken-Verlauf auf. Die Schichtdicke kann insbesondere über die Oberfläche des optischen Elements variieren. Sie kann insbesondere von einer Position s auf der Oberfläche des optischen Elements abhängen.
  • Die formgebenden Schichten können insbesondere eine amorphe Struktur aufweisen. Sie können insbesondere aus einem ätzbaren Material sein. Sie können beispielsweise aus amorphem Silizium sein. Sie können auch zumindest anteilig, insbesondere vollständig, Silizium, Germanium, Kohlenstoff, Bor, Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Wolfram, Vanadium, deren Legierungen und Verbindungen, insbesondere Oxide, Carbide, Boride, Nitride und Silizide sowie Mischverbindungen, Edelmetalle aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium Palladium, Platin, Iridium, Osmium, Rhenium und deren Legierungen sein.
  • Die formgebenden Schichten sind insbesondere aus einem Material, welches mit einem formerhaltenden und/oder rauheitserhaltenden bzw. glättenden Verfahren, beispielsweise einem Sputter-Verfahren, insbesondere mittels eines Magnetronsputterverfahrens (MSD, Magnetron Sputter Deposition), eines physisch oder chemischen Dampfabscheidungsverfahren (PVD, CVD, insbesondere plasmaunterstützt, PECVD), eines Atomlagenabscheidungsverfahrens (ALD-Verfahren), eines gepulsten Laserabscheidungsverfahrens (PLD-Verfahren), eines Ionenstrahl-Sputterverfahrens, eines Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahrens, aufgebracht werden kann.
  • Es kann sich insbesondere um ein Material handeln, welches nicht mittels klassischer Methoden polierbar ist. Es kann sich insbesondere um ein Material handeln, welches nicht auf eine maximale Rauheit von höchstens 0,5 nm rms polierbar ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Bodenbereich der Gitterstruktur und/oder die Vorderseite der Gitterstruktur jeweils eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms, insbesondere maximal 0,3 nm rms, insbesondere maximal 0,2 nm rms, insbesondere maximal 0,15 nm rms auf. Diese Angaben beziehen sich auf die hohe Ortsfrequenzrauheit (HSFR, High Spatial Frequency Roughness), insbesondere für Ortsfrequenzen von mehr als 1 µm-1.
  • Vorzugsweise weisen sämtliche der auf das Substrat aufgebrachten Schichten, insbesondere die formgebenden Schichten und/oder die nachfolgend noch beschriebenen Ätzstopp-Schichten, eine derart geringe Rauheit auf.
  • Dies führt zu einer Reduzierung von Streulicht-Verlusten.
  • Der Bodenbereich kann insbesondere eine Oberflächenrauheit aufweisen, welche um maximal 20%, insbesondere maximal 10%, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 3%, insbesondere maximal 2%, insbesondere maximal 1%, von der Oberflächenrauheit der Vorderseite abweicht.
  • Hierdurch kann die Reflektivität des Bodenbereichs, insbesondere für EUV-Strahlung, verbessert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist das optische Element eine Ätzstopp-Schicht auf. Die Ätzstopp-Schicht ist insbesondere zwischen einer formgebenden Schicht und dem Substrat angeordnet. Sie kann hierbei zwischen zwei formgebenden Schichten angeordnet sein. Im Falle eines Schichtstapels mit mehreren formgebenden Schichten kann insbesondere zu jeder formgebenden Schicht angrenzend an dieses eine Ätzstopp-Schicht zwischen der formgebenden Schicht und dem Substrat angeordnet sein.
  • Mittels der Ätzstopp-Schichten lassen sich auf einfache Weise die Stufenhöhe bzw. im Falle eines mehrstufigen Gitters die Stufenhöhen definieren.
  • Die Ätzstopp-Schicht weist insbesondere eine Dicke in der Größenordnung von nm auf. Die Dicke der Ätzstopp-Schicht kann insbesondere höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchstens 20 nm, insbesondere höchstens 10 nm betragen. Die Dicke der Ätzstopp-Schicht ist vorzugsweise möglichst klein. Sie ist andererseits groß genug, um zuverlässig als Ätzstopp zu dienen.
  • Die Ätzstopp-Schicht ist insbesondere aus einem anderen Material als die zugeordnete formgebende Schicht. Sie ist insbesondere aus einem Material, welches für ein vorgegebenes Ätzverfahren eine um einen Faktor von mindestens 10 geringere Ätzrate aufweist als die formgebende Schicht.
  • Dies führt zu einer hohen Ätzselektivität. Hierdurch wird ein selektives Ätzen der formgebenden Schicht ermöglicht.
  • Die Ätzstopp-Schicht kann beispielsweise aus Aluminiumoxid, Ceroxid, Yttriumoxid, Chromoxid, Tantaloxid, Nioboxid, Tantaloxid, Titanoxid, Wolframoxid, Zirkonoxid, Vanadiumoxid sowie Mischoxide, Edelmetalle aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium, Palladium, Platin, Iridium, Osmium, Rhenium und deren Legierungen sein. Unter Einsatz eines Fluor-basierten Ätzmittels können auch Fluoride wie zum Beispiel Magnesiumfluorid, Lanthanfluorid, Cerfluorid, Yttriumfluorid und Ytterbiumfluorid verwendet werden..
  • Die Ätzstopp-Schicht ist insbesondere aus einem Material mit einer ausreichend hohen Ätzselektivität in Bezug auf den verwendeten Prozess zur Strukturierung der formgebenden Schichten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zwischen dem Substrat und der untersten formgebenden Schicht eine weitere Ätzstopp-Schicht angeordnet. Diese kann zum Schutz des Substrats während der Herstellung der Gitterstruktur, insbesondere während der hierfür vorgesehenen Ätz-Prozesse, vorteilhaft sein. Prinzipiell kann auch das Substrat selbst als unterste Ätzstopp-Schicht dienen bzw. diese ersetzen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die formgebenden Schichten zur Ausbildung einer zwei- oder mehrstufigen Gitterstruktur mit zwei oder mehr Stufenhöhen strukturiert, wobei die Stufenhöhen durch die Schichtdicken der formgebenden Schichten definiert sind.
  • Eine zweistufige Gitterstruktur ist hierbei gleichbedeutend zu einer Gitterstruktur mit drei Levels.
  • Hierbei kann jeweils zwischen zwei formgebenden Schichten eine Ätzstopp-Schicht angeordnet sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Schichtdicken über die Oberfläche des optischen Elements eine maximale Schwankung von höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchstens 20 nm, insbesondere höchstens 10 nm auf. Im Falle eines VUV-Filters sind die maximalen Schwankungen entsprechende geringer.
  • Als Schwankung wird hierbei die Differenz der maximalen Schichtdicke und der minimalen Schichtdicke gemessen in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats bezeichnet.
  • Die formgebenden und/oder die Ätzstopp-Schichten weisen insbesondere eine homogene, das heißt eine gleichbleibende, Schichtdicke auf.
  • Hierdurch kann die Prozesskontrolle bei der Herstellung des optischen Elements verbessert werden. Außerdem kann hierdurch die Herstellung vereinfacht werden. Es kann insbesondere ein simultanes Durchbrechen der Ätzstopp-Schicht ermöglicht werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann die formgebende Schicht ein Nanolaminat aufweisen oder aus einem Nanolaminat bestehen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass dies dazu führt, dass die formgebende Schicht besonders gut glättbar ist.
  • Die formgebende Schicht kann insbesondere als Ätzstapel, insbesondere als monolithischer Ätzstapel ausgebildet sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt ein Flächenanteil der Flanke in einer Aufsicht höchstens 2%, insbesondere höchstens 1%, insbesondere höchstens 0,5%, insbesondere höchstens 0,3%, insbesondere höchstens 0,2%, insbesondere höchstens 0,1% der Gesamtfläche des optischen Elements, insbesondere der Gesamtheit der Flächen der Vorderseite und des Bodenbereichs.
  • Die Flanken bilden für die Weiterleitung der EUV-Strahlung in eine bestimmte, vorgegebene Richtung einen Verlustbereich. Der Flächenanteil dieses Verlustbereichs kann erfindungsgemäß erheblich reduziert werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wir das optische Element als Spektralfilter, insbesondere zur Unterdrückung von Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 100 nm, insbesondere zur Unterdrückung von IR und/oder VUV-Strahlung, verwendet.
  • Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um ein Bestandteil eines Kollektors für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Bei einem derartigen Kollektor ist eine Unterdrückung von IR-Strahlung besonders vorteilhaft. Ein Kollektor mit IR-Unterdrückung reduziert die Erwärmung der nachfolgenden optischen Elemente.
  • Der Kollektor kann Mittel zur Ableitung von Wärme aufweisen. Er kann insbesondere ein oder mehrere Kühlstrukturen aufweisen oder mit einer Kühleinrichtung verbunden sein.
  • Die Unterdrückung von ungewollter Strahlung (IR/VUV,..) beim 1. Spiegel der gesamten EUV-Optik ist vorteilhaft, da dies mehr Freiheiten beim Design (Schichtdesign und Aufbau) der nachfolgenden Spiegel lässt, da die unterdrückte Strahlung hier nicht mehr gesondert berücksichtigt werden muss.
  • Der Kollektor ist im Vergleich zu nachfolgenden Spiegeln besonders geeignet für das Einbringen von Ätzstoppschichten und der Erzeugung von Unterdrückungsgitters, da beim Kollektor die Anforderungen an das Fernfeld und die Wellenfront (für EUV-Strahlung) vergleichsweise geringer ausfallen und dadurch höhere Fertigungstoleranzen erlaubt sind.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements gemäß der vorhergehenden Beschreibung, zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst:
    • - Bereitstellen eines Substrats mit einer Grundtopographie,
    • - Aufbringen einer formgebenden Schicht mit einer Schichtdicke gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken-Verlauf auf das Substrat,
    • - wobei die formgebende Schicht direkt nach dem Aufbringen auf das Substrat eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms, insbesondere maximal 0,3 nm rms, insbesondere maximal 0,2 nm rms, insbesondere maximal 0,15 nm rms aufweist.
  • Die formgebende Schicht ist mit anderen Worten besonders glatt ausgebildet. Dies ermöglicht es, direkt auf die formgebende Schicht eine EUV-reflektierende Schicht aufzubringen. Auf ansonsten übliche Polier-Schritte kann verzichtet werden. Dies führt einerseits zu einer erheblichen Vereinfachung des Verfahrens, andererseits dazu, dass die formgebenden Schicht eine vorbestimmte Dicke aufweist, welche nicht durch einen undefinierten Politurabtrag verringert wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es insbesondere möglich, die Schichten, insbesondere die formgebenden Schichten direkt, insbesondere in einem einzigen Aufbringschritt, mit einer präzise vorgegebenen Schichtdicke, insbesondere einer Schichtdicke, welche der Schichtdicke dieser Schichten im fertigen Produkt entspricht, herzustellen.
  • Als formgebende Schicht kann insbesondere eine rauheitserhaltende, insbesondere eine glättende Schicht dienen. Die formgebende Schicht kann insbesondere in einem rauheitserhaltenden, insbesondere einem glättenden Verfahren aufgebracht werden.
  • Hierunter sei verstanden, dass die Oberflächenrauheit der formgebenden Schicht direkt nach dem Aufbringen auf eine Oberfläche höchstens so groß, insbesondere geringer ist als die Oberflächenrauheit der Oberfläche, auf welche sie aufgebracht wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zur Herstellung eines optischen Elements mit einer Gitterstruktur, insbesondere einer zweistufigen Gitterstruktur, das heißt eines 3-Level-Gitters. Das Verfahren dient insbesondere zur Herstellung eines optischen Elements gemäß der vorhergehenden Beschreibung.
  • Für Details der formgebenden Schicht, insbesondere deren Dicke und/oder des Materials der formgebenden Schicht, sei auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die formgebende Schicht derart aufgebracht, dass ihre Schichtdicke um höchstens 1 %, insbesondere höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,3 %, insbesondere höchstens 0,2 % von einer vorgegebenen Schichtdicke abweicht.
  • Dies ermöglicht es, eine Grabentiefe der Gitterstruktur, insbesondere deren Verlauf, direkt bei der Beschichtung des Substrats mit der formgebenden Schicht vorzugeben, insbesondere zu definieren. Die Grabentiefe, d.h. die Stufenhöhe, und deren Verlauf kann insbesondere sehr präzise vorgegeben werden.
  • Durch die präzise Vorgabe der Schichtdicken in Kombination mit definierten Ätzstopp-Schichten ist es möglich, auf eine aufwändige Prozessschleife aus wiederholten Ätz-Schritten und nachfolgenden Tiefenmessungen zu verzichten. Hierdurch wird einerseits die Präzision der hergestellten Gitterstrukturen verbessert, andererseits das Herstellungsverfahren derselben erheblich erleichtert.
  • Durch die Ätzstopp-Schicht bzw. die Ätzstopp-Schichten können sonst üblicherweise auftretende Ätzausläufer vermieden werden. Derartige Ätzausläufer bilden sich sonst am Übergang zwischen dem Bodenbereich und der Flanke. Sie führen zu einer Verrundung oder Vertiefung (sog. „Trenching“) des Übergangs. Hierdurch wird der Verslustbereich, welcher nicht zur Reflexion von EUV-Strahlung in die gewünschte Richtung verwendet werden kann, vergrößert. Durch die Ätzstopp-Schicht kann der Verlustbereich auf weniger als 1%, insbesondere weniger als 0,5%, insbesondere weniger als 0,3%, insbesondere weniger als 0,2% verringert werden.
  • Als Material für die formgebende Schicht kann ein polierbares oder auch ein nicht-polierbares Material dienen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung dient zum Aufbringen der formgebenden Schicht ein rauheitserhaltendes, insbesondere eine glättendes Verfahren, beispielsweise ein Sputter-Verfahren, insbesondere ein Magnetronsputter-Verfahren (MSD, Magnetron Sputter Deposition), ein physisches oder chemisches Dampfabscheidungsverfahren (PVD, CVD, insbesondere ein plasmaunterstütztes CVD, PECVD), ein Atomlagenabscheidungsverfahren (ALD-Verfahren), ein gepulstes Laserabscheidungsverfahren (PLD-Verfahren), ein Ionenstrahl-Sputterverfahren oder ein Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahren.
  • Ein derartiges Aufbring-Verfahren ermöglicht ein sehr präzises Aufbringen der formgebenden Schicht, insbesondere ein Aufbringen der formgebenden Schicht mit einer vorbestimmten Dicke, insbesondere einem vorbestimmten Schichtdicken-Verlauf.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ausschließlich rauheitserhaltende additive Schritte. Das heißt, dass sämtliche additiven Verfahrensschritte rauheitserhaltend, insbesondere glättend, sind. Das Verfahren kann außerdem selektive Strukturierungs-Schritte umfassen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird unter der formgebenden Schicht, insbesondere unter jeder der formgebenden Schichten, jeweils eine Ätzstopp-Schicht aufgebracht.
  • Die Ätzstopp-Schicht erleichtert die Strukturierung der formgebenden Schicht. Sie erleichtert insbesondere den Ätz-Prozess zur Herstellung einer Gitterstruktur mit einer vorbestimmten Stufenhöhe. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen die Ätz-Prozesse insbesondere nicht für eine Tiefenmessung, insbesondere zu einer Bestimmung der Grabentiefe und/oder zur Bestimmung einer Rest-Schichtdicke der formgebenden Schicht, unterbrochen werden.
  • Die Ätzstopp-Schicht ermöglicht es insbesondere, die durch die Schichtdicke der formgebenden Schicht vorgegebene Stufenhöhe präzise zu erreichen. Sie führt somit zu einer erhöhten Präzision der Gitterstruktur und damit zu verbesserten optischen Eigenschaften.
  • Die Ätzstopp-Schicht kann jeweils aufgewachsen werden. Für ihre Dicke und mögliche Materialien sei auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
  • Eine Ätzstopp-Schicht kann insbesondere auf das Substrat aufgewachsen werden. Eine Ätzstopp-Schicht kann auch auf eine formgebende Schicht aufgewachsen werden.
  • Die Ätzstopp-Schicht wird insbesondere in einem rauheitserhaltenden, insbesondere in einem glättenden Verfahren aufgebracht.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden mindestens eine formgebende Schicht und mindestens eine Ätzstopp-Schicht, insbesondere sämtliche formgebenden Schichten und sämtliche Ätzstopp-Schichten in einem Durchlauf, d.h. hintereinander weg in derselben Anlage aufgebracht, ohne den Prozess, insbesondere das Vakuum zu unterbrechen.
  • Hierdurch vereinfacht sich die Aufbringung des Schichtsystems aus formgebenden Schichten und Ätzstopp-Schichten erheblich. Es lassen sich insbesondere Verunreinigungen und/oder Oberflächenmodifikationen, wie beispielsweise Oxidationsreaktionen, vermeiden.
  • Durch die Kombination von formgebenden Schichten mit einer geringen Oberflächenrauheit und einer oder mehreren Ätzstopp-Schichten kann die Prozesskette stark vereinfacht werden.
  • Sofern das Substrat aus einem Material ist, welches selbst bei den vorgesehenen Ätz-Prozessen als Ätzstopp wirkt, kann auf eine separate Ätzstopp-Schicht zwischen dem Substrat und der untersten formgebenden Schicht verzichtet werden. Dies ist insbesondere der Fall, sofern das Substrat aus demselben Material ist wie die Ätzstopp-Schicht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die formgebende Schicht in einem zweistufen Strukturierungs-Schritt umfassend einen Lithographie-Schritt und einen nachfolgenden Ätz-Schritt strukturiert. Bei dem Ätz-Schritt handelt es sich insbesondere um einen Ätz-Schritt mit chemischem Anteil. Der Ätz-Schritt ist durch die Ätzstopp-Schicht limitiert. Da die Ätzstopp-Schicht unempfindlich gegenüber dem Ätzprozess ist, kann ein Überätzen vorgesehen sein, um Ätzratenschwankungen zu kompensieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden auf das Substrat mindestens zwei formgebenden Schichten aufgebracht, welche jeweils durch eine Ätzstopp-Schicht voneinander getrennt sind. Es kann insbesondere vorgesehen sein, auf das Substrat ein Schichtsystem mit einer alternierenden Abfolge von Ätzstopp-Schichten und formgebenden Schichten aufzubringen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, auf das Substrat eine Ätzstopp-Schicht, eine formgebenden Schicht, eine weitere Ätzstopp-Schicht und eine weitere formgebenden Schicht in dieser Reihenfolge aufzubringen. Die Schichten weisen jeweils die vorhergehend beschriebene Präzision auf.
  • Vorzugsweise wird unter jeder formgebenden Schicht eine geeignete Ätzstopp-Schicht aufgebracht. Hierdurch wird der Ätzprozess erheblich erleichtert.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ausschließlich additive Schritte und Strukturierungs-Schritte, insbesondere selektive Strukturierungs-Schritte. Selektive Strukturierung bedeutet in diesem Zusammenhang eine lokale Ätzung einer freiliegenden Fläche gemäß einer zuvor erzeugten Ätzmaske. Insbesondere kann diese Ätzmaske aus einer lithografierten Lackmaske oder einer zuvor auf diese Weise strukturierte Ätzstoppschicht bestehen. In beiden Fällen zeichnen sich die Ätzmasken durch eine hohe Ätzselektivität gegenüber den Materialien der formgebenden Schichten aus. Auf Politur-Schritte kann vollständig verzichtet werden.
  • Hierdurch kann eine Verrundung von Kanten vermieden werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ermöglicht das Verfahren die ausschließliche Verwendung trockener Verfahrensschritte. Es kann insbesondere frei von naß-chemischen Verfahrensschritten sein.
  • Das Verfahren kann insbesondere ausschließlich additive Verfahrensschritte, beispielsweise Aufbring- und/oder Abscheideschritte, und Ätz-Verfahrensschritte, insbesondere chemische und/oder physikalische Ätz-Verfahrensschritte, aufweisen. Auf unspezifische Abtrag-Schritte kann verzichtet werden. Das Herstellungsverfahren kommt insbesondere vollständig ohne nicht-selektive, mechanische Abtragschritte aus. Hierdurch wird die Herstellung einer Schichtstruktur mit einer präzise vorgegebenen Schichtdicke beziehungsweise einem präzise vorgegebenen Schichtdickenverlauf ermöglicht. Dies führt insgesamt zu einer erheblichen Vereinfachung der Prozesskette und zu einer verbesserten Genauigkeit bezüglich der Ätztiefen. Dies führt insbesondere zu einer verbesserten Unterdrückung unerwünschter Strahlung.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auf die jeweils oberste Schicht, insbesondere die jeweils oberste formgebende Schicht eine strahlungsreflektierende Schicht aufgebracht. Die strahlungsreflektierende Schicht kann insbesondere direkt auf die oberste formgebende Schicht aufgebracht werden. Bei der strahlungsreflektierenden Schicht handelt es sich insbesondere um eine EUV-strahlungsreflektierende Schicht. Es kann sich insbesondere um einen Schichtstapel aus Molybdän-Silizium-Doppellagen handeln.
  • Weitere Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:
    • 1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie,
    • 2A bis 2E schematische Ausschnitte aus einem Querschnitt durch ein optisches Element mit einer zweistufigen Gitterstruktur zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Herstellungsprozess,
    • 3 schematisch eine Abfolge von Prozessschritten aus der Prozesskette zur Herstellung des optischen Elements und
    • 4 schematisch einen Ausschnitt durch einen Querschnitt eines Zwischenprodukts zur Herstellung eines Kollektorspiegels.
  • Zunächst wird der generelle Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikro-Lithographie beschrieben.
  • 1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikro-Lithographie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der Zeichnung nicht dargestelltes Retikel, das von einem ebenfalls nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist. Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt ist und von einem ebenfalls nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist.
  • 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, gasdischarge-produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser-produced plasma) handeln. Beispielsweise kann Zinn mittels einem bei einer Wellenlänge von 10,6 µm, das heißt im Infrarot-Bereich, arbeitenden Kohlendioxidlaser zu einem Plasma angeregt werden. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6,859,515 B2 . EUV-Strahlung 10, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 11 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist 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 Feldfacetten-Spiegel 13 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 13a trifft. Der Feldfacetten-Spiegel 13 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
  • Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
  • Nach dem Feldfacetten-Spiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 mit einer Vielzahl von Pupillenfacetten 14a reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 optisch konjugiert ist. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 16, 17 und 18 werden Feld-Einzelfacetten 19, die auch als Subfelder oder als Einzelspiegel-Gruppen bezeichnet werden, des Feldfacetten-Spiegels 13 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertragungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence-Spiegel“).
  • Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikels im Objektfeld 5 auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer im Bildfeld 8 zur lithographischen Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils, insbesondere eines Halbleiterbauteils, beispielsweise eines Mikrochips, abgebildet. Je nach Ausführung der Projektionsbelichtungsanlage 1 als Scanner oder als Stepper werden das Retikel und der Wafer zeitlich synchronisiert in der y-Richtung kontinuierlich im Scannerbetrieb oder schrittweise im Stepperbetrieb verfahren.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2A bis 2E und die 3 ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie Zwischenprodukte bei der Herstellung dieses optischen Elements beschrieben.
  • Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um einen Spiegel, insbesondere um einen Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 oder der Projektionsoptik 7, handeln. Es kann sich insbesondere um einen Spiegel des Kollektors 11 handeln. Es kann sich auch um einen Spektralfilter, insbesondere einen Filter zur Unterdrückung von Infrarotstrahlung (IR-Strahlung), handeln. Es handelt sich insbesondere um einen EUVreflektierenden Spiegel mit IR-unterdrückender Wirkung. Für weitere Details eines derartigen optischen Elements sei exemplarisch auf die PCT/EP 2019/082 407 verwiesen, auf die hiermit Bezug genommen wird.
  • Zunächst wird in einem Bereitstellungsschritt 19 ein Substrat 20 bereitgestellt. Das Substrat 20 dient zur Vorgabe einer Grundtopographie des optischen Elements. Es kann insbesondere eine nicht-planare, das heißt eine gekrümmte, Oberfläche aufweisen. Es kann insbesondere eine konvexe oder konkave Oberfläche aufweisen. Das Substrat kann eine asphärische, insbesondere eine ellipsoide, oder eine paraboloide Grundtopographie aufweisen.
  • In einem Aufbringschritt 21 wird auf das Substrat 20 eine Abfolge von Ätz-Schichten 22i (i ≥ 1) und Ätzstopp-Schichten 23i (i ≥ 1) aufgebracht.
  • Die Ätz-Schichten 22i werden insbesondere mittels eines Abscheidungsverfahren, insbesondere mittels eines Sputter-Verfahrens, insbesondere mittels eines MagnetronSputter-Verfahrens (MSD, Magnetron Sputter Deposition) aufgebracht.
  • Die Ätzstopp-Schichten 23i werden insbesondere aufgewachsen.
  • Die Ätz-Schichten 22i werden mit einer Dicke Di aufgebracht. Die Schichtdicke Di kann über die Oberfläche des Substrats 20 variieren, Di = Di(s), hierbei gibt s die Position auf der Oberfläche des Substrats 20 an. Die Ätz-Schicht 22i wird insbesondere mit einer Schichtdicke Di(s) gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken-Verlauf Div(s) auf das Substrat 20 aufgebracht.
  • Die Schichtdicke Di(s) weicht insbesondere im Bereich der gesamten Oberfläche des Substrats 20 um höchstens 1 % von der vorgegebenen Schichtdicke Div(s) ab.
  • Die Ätz-Schichten 22i weisen eine glatte Oberfläche auf. Ihre Oberflächenrauheit beträgt insbesondere 0,15 nm rms. Diese Angabe bezieht sich insbesondere auf den Bereich hoher Ortsfrequenzen, insbesondere von mindestens 1/µm.
  • Die Ätz-Schichten 22i weisen insbesondere eine Dicke Di von wenigen µm auf. Die Dicke Di der Ätz-Schichten 22i kann insbesondere im Bereich von 1 µm bis 10 µm, insbesondere im Bereich von 3 µm bis 7 µm liegen.
  • Die Gesamtdicke der Beschichtung des Substrats 20, insbesondere die Summe der Dicke sämtlicher Ätz-Schichten 22i und Ätzstopp-Schichten 23i , beträgt insbesondere höchstens 20 µm, insbesondere höchstens 10 µm. Diese Angaben sind nicht beschränkend zu verstehen.
  • Die Ätz-Schichten 22i können beispielsweise aus amorphem Silizium, SiO2 oder Si3N4 sein.
  • Ihre Dicke Di wird direkt bei der Beschichtung eingestellt. Die Dicke Di kann insbesondere mit einer Genauigkeit von besser als 1 %, insbesondere besser als 0,5 %, insbesondere besser als 0,3 %, insbesondere besser als 0,2 % eingestellt werden.
  • Die Ätzstopp-Schichten 23i sind aus einem Material mit einer Selektivität für den vorgesehenen Ätz-Prozess. Die Ätzstopp-Schichten 23i können beispielsweise aus Ruthenium oder Aluminiumoxid (Al2O3) sein.
  • Die Ätzstopp-Schichten 23i können insbesondere aufgewachsen, insbesondere glatt aufgewachsen, werden. Sie weisen eine Dicke D im Bereich von einigen nm, insbesondere im Bereich von 1 nm bis 20 nm, insbesondere im Bereich von 3 nm bis 10 nm, auf. Die weisen insbesondere eine maximale Oberflächenrauheit auf, welche der Oberflächenrauheit der Ätz-Schichten 22i entspricht. Die formgebenden Ätz-Schichten 22i und die Ätzstopp-Schichten 23i werden insbesondere mittels eines rauheitserhaltenden, insbesondere eines glättenden Verfahrens aufgebracht.
  • Sie werden mit einer hohen Präzision aufgebracht. Die maximale Dickenabweichung über die optisch genutzte Fläche des optischen Bauelements beträgt insbesondere höchstens 2 %, insbesondere höchstens 1 %, insbesondere höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,3 %, insbesondere höchstens 0,2 %. Im Falle einer Schichtdicke der Ätz-Schicht 22i im Bereich von einigen Mikrometern kann die maximale Dickenabweichung insbesondere höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchstens 20 nm, insbesondere höchstens 10 nm betragen. Die Ätz-Schichten 22i werden daher auch als formerhaltende oder formgebende Schichten bezeichnet.
  • Von einer formerhaltenden Schicht wird insbesondere gesprochen, sofern die Schicht eine konstante Dicke aufweist. Schichten mit einer variierenden Dicke werden als formgebende Schichten bezeichnet.
  • Nach dem Aufbringen sämtlicher Ätz-Schichten 22i und Ätzstopp-Schichten 23i auf das Substrat 20 liegt ein Zwischenprodukt 24 zur Herstellung des optischen Elements vor. In 4 ist exemplarisch ein Zwischenprodukt 24 zur Herstellung einer Kollektorschale dargestellt. In diesem Fall weist das Substrat 20 eine gekrümmte Oberfläche, insbesondere eine ellipsoide oder eine paraboloide Oberfläche, auf.
  • In einem ersten Strukturierungsschritt 25 wird die oberste Ätz-Schicht 221 strukturiert. Hierfür ist ein Lithographieschritt 26 und ein nachfolgender Ätzschritt 27 vorgesehen.
  • Da die Ätztiefe durch die Ätzstopp-Schicht 231 limitiert ist, werden die Anforderungen an den Ätzprozess erheblich verringert. Es besteht insbesondere die Möglichkeit zum Überätzen, ohne hierbei Gefahr zu laufen, zu viel Material zu entfernen.
  • In der 2B ist das Zwischenprodukt 24 im Stadium nach dem ersten Strukturierungsschritt 25 dargestellt.
  • Zur selektiven Öffnung, das heißt zur selektiven, bereichsweisen Entfernung der Ätzstopp-Schicht 231 ist ein physikalischer Ätzschritt 28, insbesondere ein Trockenätzverfahrensschritt, vorgesehen.
  • Als Ätzschritt 28 kann insbesondere reaktives Ionenätzen dienen. Er kann reaktive (chemische) und sputter (physikalische) Anteile aufweisen. Beim Ätzschritt 28 handelt es sich insbesondere um einen gerichteten, anisotropischen Prozess. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass in einem zweiten Ätzschritt eine darüberliegende Ätzstopp-Schicht nicht unterspült wird.
  • Hierbei wird die Ätzstopp-Schicht 231 im Bodenbereich 29 der im ersten Strukturierungsschritt 25 hergestellten ersten Grabenstruktur 30 gezielt entfernt. Hierbei werden Abschnitte des Bodenbereichs 29 stehen gelassen, um nachfolgend Stufen 31 zu bilden.
  • Für weitere Details des Strukturierungsschritts wird auf die DE 10 2018 220 629.5 verwiesen.
  • In der 2C ist exemplarisch das Zwischenprodukt 24 nach Abschluss des physikalischen Ätzschritts 28 dargestellt.
  • Sodann wird in einem zweiten Strukturierungsschritt 32 die zweite Ätz-Schicht 222 strukturiert. Der zweite Strukturierungsschritt 32 umfasst entsprechend dem ersten Strukturierungsschritt 25 einen Lithographieschritt 33 und einen Ätzschritt 34. Für Details des zweiten Strukturierungsschritts 32 wird auf die Beschreibung des ersten Strukturierungsschritts 25 verwiesen. Die Strukturierungsschritte 25, 32 können im Wesentlichen identisch sein. Sie können sich auch in einem oder mehreren Details unterscheiden. Dies ist insbesondere vorgesehen, sofern die Ätz-Schichten 221 , 222 nicht identisch ausgebildet sind.
  • In der 2D ist exemplarisch der Zustand des Zwischenprodukts 24 nach dem zweiten Strukturierungsschritt 32 dargestellt. Das Zwischenprodukt 24 weist nun eine zweistufige Grabenstruktur 35, das heißt eine Struktur mit drei Levels L1, L2, L3 auf.
  • Der oberste bzw. vorderste Level L1 bildet eine Vorderseite 40 der Grabenstruktur 35.
  • Die Grabenstruktur 35 weist außerdem einen Bodenbereich 41 auf.
  • Schließlich weist die Grabenstruktur 35 Flanken 42 auf.
  • Bei dem in der 2D dargestellten Beispiel weist die Grabenstruktur 35 eine Zwischenstufe, nämlich die Stufe 31, auf. Es handelt sich somit um eine zweistufige Gitterstruktur.
  • Dies ist exemplarisch zu verstehen. Mit dem vorhergehend beschriebenen Verfahren lassen sich entsprechend auch einstufige oder mehrstufige, insbesondere dreistufige oder vierstufige Gitterstrukturen herstellen.
  • Der Übergang vom Bodenbereich 41 zur Flanke 42 ist scharfkantig ausgebildet. Er weist einen Krümmungsradius rB von höchsten 5 µm, insbesondere höchstens 3 µm, insbesondere höchstens 2 µm, insbesondere höchstens 1 µm auf.
  • Der Übergang von der Vorderseite 40 zur Flanke 42 ist scharfkantig ausgebildet. Er weist insbesondere einen Krümmungsradius rV von höchsten 5 µm, insbesondere höchstens 3 µm, insbesondere höchstens 2 µm, insbesondere höchstens 1 µm auf.
  • Die Flanken 42 bilden einen Verlustbereich. Sie tragen insbesondere nicht zur Weiterleitung der EUV-Strahlung in die durch die Vorderseite 40 und den Bodenbereich 41 vorgegebene Richtung bei. Es ist von daher vorteilhaft, die Flanken 42 so steil wie möglich auszubilden. Der Winkel zwischen einer der Flanken 42 und einer Flächennormalen zum Bodenbereich 41 und/oder zur Vorderseite 40 beträgt vorzugsweise höchstens 15°, insbesondere höchstens 10°, insbesondere höchstens 5°, insbesondere höchstens 3°, insbesondere höchstens 2°, insbesondere höchstens 1°.
  • In einem nachfolgenden Aufbringschritt 36 wird eine strahlungsreflektierende Schicht 37 aufgebracht. Die strahlungsreflektierende Schicht 37 wird insbesondere auf alle drei Levels L1, L2, L3 aufgebracht.
  • Bei der strahlungsreflektierenden Schicht 37 handelt es sich insbesondere um eine EUV-strahlungsreflektierende Schicht. Bei der strahlungsreflektierenden Schicht 37 handelt es sich insbesondere um einen Schichtstapel aus Molybdän-Silizium-Doppellagen.
  • Zwischen der strahlungsreflektierenden Schicht 37 und der formgebenden Ätz-Schicht 22i können weitere mögliche Schichten liegen. Auf die Ätz-Schichten 22i , insbesondere auf die oberste der Ätz-Schichten 22i , können insbesondere Schutzschichten oder sonstige funktionale Schichten aufgebracht sein.
  • Die strahlungsreflektierende Schicht 37 wird direkt auf die Schichten 221 , 231 und 232 aufgebracht. Aufgrund der geringen Oberflächenrauheit dieser Schichten kann auf einen vorhergehenden Politurschritt verzichtet werden.
  • Prinzipiell kann die oberste Ätz-Schicht 22i auch poliert werden.
  • Das Zwischenprodukt 24 mit der strahlungsreflektierenden Schicht 37 ist schematisch in der 2E dargestellt.
  • Das vorhergehend beschriebene Verfahren führt insbesondere im Hinblick auf Bestandteile des Kollektors 11, insbesondere Kollektorschalen, zu Vorteilen. Dies ermöglicht insbesondere die Herstellung eines Kollektors 11 mit einer verbesserten IR-Unterdrückung. Dies ist auf eine Reduzierung des Stufentiefenfehlers zurückzuführen. Gleichzeitig führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer erheblichen Vereinfachung der Prozesskette, insbesondere zu einer Reduzierung der Durchlaufzeit. Dies ist auf die Umgehung von Politur-Schritten und einen möglichen Verzicht auf die Ätztiefenbestimmung zurückzuführen.
  • Im Folgenden werden noch einmal unterschiedliche Aspekte der Erfindung stichwortartig beschrieben. Diese Aspekte führen jeweils für sich einzeln oder in Kombination zu Vorteilen.
  • Zur Abscheidung der Ätz-Schichten 22i dient ein formerhaltendes bzw. ein formgebendes Verfahren. Die Ätz-Schichten 22i werden von daher auch als formgebende Schichten bezeichnet.
  • Zum Aufbringen der formgebenden Schichten dient insbesondere ein Abscheidungsverfahren, insbesondere ein rauheitserhaltendes, vorzugsweise ein glättendes Abscheidungsverfahren. Die Schichten weisen somit direkt nach ihrem Aufbringen einen vorgegebenen Schichtdickenverlauf und eine sehr geringe Oberflächenrauheit auf.
  • Jeder Beschichtungsschritt kann mindestens einen der folgenden Elementarprozesse umfassen: Abscheidung, Abtrag und Glättung. Diese Elementarprozesse können sequentiell oder simultan ablaufen.
  • Jeder dieser Elementarprozesse kann global, insbesondere auf der gesamten optisch genutzten Oberfläche des optischen Elements, oder lokal, selektiv, wirken.
  • Die Glättung kann vor der Beschichtung, während der Beschichtung und/oder nach der Beschichtung erfolgen.
  • Zum selektiven Entfernen einzelner Bereiche der Ätz-Schichten 22i und/oder der Ätzstopp-Schichten 23i , insbesondere zu deren Abtrag und/oder zu deren Glätten kann ein Ionenstrahlverfahren, insbesondere ein reaktives Ionenstrahlverfahren, ein Plasmaverfahren, insbesondere ein reaktives Plasmaverfahren, ein Plasmajetverfahren, eine Remote-Plasma-Methode, Atomlagenätzen, insbesondere räumliches Atomlagenätzen, elektronenstrahlgestütztes Ätzen oder ein anderes Verfahren dienen. Es kann auch eine räumliche Atomlagenprozessierung oder eine Prozessierung mittels fokussierten Elektronenstrahls vorgesehen sein.
  • Für eine besonders geringe Oberflächenrauheit kann der Einsatz von Nanolaminaten vorteilhaft sein. Diese wenige Nanometer dünnen Schichten aus alternierenden Materialkombinationen können mit den vorhergehend genannten Verfahren geglättet werden, obwohl aufgrund ihrer Härte eine Glättung des reinen Volumenmaterials eigentlich nicht möglich wäre. Beispielsweise lässt sich Tantalcarbid (TaC), welches ein sehr hartes Material darstellt, auf diese Weise glätten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6859515 B2 [0093]
    • EP 1225481 A [0093]
    • EP 2019/082407 PCT [0098]
    • DE 102018220629 [0121]

Claims (14)

  1. Optisches Element für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) aufweisend 1.1. ein Substrat (20) zur Vorgabe einer Grundtopographie, 1.2. mindestens eine erste, auf das Substrat (20) aufgebrachte formgebende Schicht (221) mit einer Schichtdicke (D1(s)) gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken-Verlauf (D1v(s)), und 1.1. eine EUV-strahlungsreflektierende Schicht (37), 1.3. wobei die formgebende Schicht (221) zur Ausbildung einer Gitterstruktur mit einem Bodenbereich, einer Vorderseite und einer Flanke strukturiert ist, 1.4. wobei ein Übergang vom Bodenbereich zur Flanke einen Krümmungsradius von höchstens 5 µm aufweist, und 1.5. wobei die EUV-strahlungsreflektierende Schicht (37) zumindest auf den Bodenbereich und auf die Vorderseite der Gitterstruktur aufgebracht ist.
  2. Optisches Element gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (D1) jeweils eine maximale Abweichung von der vorgegebenen Schichtdicke (Dv1) von höchstens 50 nm aufweist.
  3. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms aufweist.
  4. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich eine Oberflächenrauheit aufweist, welche um maximal 20% größer ist als eine Oberflächenrauheit der Vorderseite.
  5. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Ätzstopp-Schicht (231), welche zwischen dem Substrat (20) und der formgebenden Schicht (221) angeordnet ist.
  6. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Flächenanteil der Flanke in einer Aufsicht höchstens 2% der Gesamtfläche des optischen Elements beträgt.
  7. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die formgebenden Schicht (221) ein Nanolaminat aufweist.
  8. Verwendung eines optischen Elements gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche als Spektralfilter.
  9. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend die folgenden Schritte: 9.1. Bereitstellen eines Substrats (20) mit einer Grundtopographie, 9.2. Aufbringen einer formgebenden-Schicht (221) mit einer Schichtdicke (D1(s)) gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken-Verlauf (D1v(s)) auf das Substrat (20), 9.3. wobei die formgebende -Schicht (221, 222) direkt nach dem Aufbringen auf das Substrat (20) eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms aufweist.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die formgebende Schicht (221, 222) derart aufgebracht wird, dass ihre Schichtdicke (D1) um höchstens 1 % von der vorgegebenen Schichtdicke (D1v) abweicht.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen der formgebende Schicht (221, 222) ein rauheitserhaltendes oder ein glättendes Verfahren dient.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass unter der formgebende Schicht eine Ätzstopp-Schicht aufgebracht wird, wobei sämtliche Schichten in Vakuum-Verfahren aufgebracht werden, wobei das Vakuum zwischen den Aufbringschritten der einzelnen Schichten erhalten bleibt.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Substrat (20) mindestens zwei formgebende Schichten (221, 222) aufgebracht werden, welche jeweils durch eine Ätzstopp-Schicht (231) voneinander getrennt sind.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es ausschließlich additive Schritte (21, 36) und selektive Strukturierungs-Schritte (25, 32) umfasst.
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