DE102021201001A1

DE102021201001A1 - Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Elements, optisches Element und Lithografiesystem

Info

Publication number: DE102021201001A1
Application number: DE102021201001.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Strobel; Vitaliy Shklover
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2022-08-04
Also published as: EP4288839A1; CN116848471A; WO2022167466A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, wonach eine Ausgangsoberfläche eines Grundkörpers, insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche, vor einem Bearbeitungsverfahren inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt wird und hieraus eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche für das folgende Bearbeitungsverfahren festgestellt wird. Ferner ist vorgesehen, dass die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche zumindest bis zu einem Beginn des Bearbeitungsverfahrens unter einer durchgehenden Vakuumumgebung gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, wonach eine Ausgangsoberfläche eines Grundkörpers, insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche, vor einem Bearbeitungsverfahren inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt wird und hieraus eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche für das folgende Bearbeitungsverfahren festgestellt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Elements aus einem Grundkörper mit einer Ausgangsoberfläche, aufweisend eine Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung der Ausgangsoberfläche sowie eine Datenerfassungseinrichtung zur Inspektion und/oder Charakterisierung einer Oberflächenbeschaffenheit der Ausgangsoberfläche, insbesondere eines Vorkommens von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche, und/oder eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung der Ausgangsoberfläche, wobei eine Feststellung einer Qualifikation der Ausgangsoberfläche für die Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung auf der Inspektion und/oder Charakterisierung und/oder der Reinigung basiert.
Die Erfindung betrifft außerdem ein optisches Element, insbesondere einen Spiegel.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem sowie einer Beleuchtungsoptik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist.
In bekannter Weise beeinflussen optische Elemente die Eigenschaften mit ihnen wechselwirkender Lichtwellen. Zur Vermeidung unerwünschter Strukturen der resultierenden Wellenfronten ist eine exakte Oberflächenbearbeitung der optischen Elemente notwendig. Als optische Elemente sind beispielsweise planare Spiegel, Hohlspiegel, Wölbspiegel, Facettenspiegel, konvexe Linsen, konkave Linsen, konvexkonkave Linsen, plankonvexe Linsen und plankonkave Linsen zu nennen. Als Materialien für optische Elemente, insbesondere Spiegel, sind unter anderem Glas und Silizium bekannt.
Projektionsbelichtungsanlagen weisen eine Vielzahl optischer Elemente auf. Insbesondere bei der Verwendung der optischen Elemente in einer mikrolithografischen DUV (Deep Ultra Violet)-Projektionsbelichtungsanlage und ganz besonders bei der Verwendung in einer mikrolithografischen EUV (Extreme Ultra Violet)-Projektionsbelichtungsanlage ist die Beschaffenheit der optischen Elemente von besonderer Bedeutung.
Die optischen Elemente sind vor und während ihrer Herstellung einer Vielzahl von schadhaften Einflüssen ausgesetzt, welche ihre Beschaffenheit verschlechtern können, da das durch die optischen Elemente, beispielsweise einen EUV-Spiegel, modulierte Licht zum einen eine sehr kleine Wellenlänge hat und damit die resultierenden Wellenfronten schon durch geringste Beeinträchtigungen der Beschaffenheit am optischen Element gestört werden. Zum anderen sind die abgebildeten Strukturen auf der Projektionsfläche sehr klein und damit ebenfalls anfällig für geringste Veränderung in der Beschaffenheit des optischen Elements. Zu den schadhaften Einflüssen, welche auf das optische Element vor und während seiner Herstellung einwirken können, zählen beispielsweise an der Oberfläche eines Substrates anhaftende Fremdkörper, welche eine Oberflächenbearbeitung behindern können.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass optische Elemente aus einem Substrat ausgebildet sein können, welches beispielsweise mit einem Reflexionsschichtsystem beschichtet ist. Haften dem Substrat vor einem Aufbringen der Beschichtung Fremdkörper an, so kann dies eine fehlerhafte Ausbildung der Beschichtung zur Folge haben.
Zur Vermeidung von Fremdkörpern auf dem Substrat ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das Substrat vor einem Beginn der Oberflächenbearbeitung, insbesondere händisch, zu reinigen.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Reinigungsverfahren ist es, dass es nach Abschluss der Reinigung erneut zu einer Kontamination des Substrates mit Fremdkörpern kommen kann. Nachteilig ist demnach, dass nicht sichergestellt ist, dass das Substrat zum Beginn eines Beschichtungsverfahrens für das Beschichtungsverfahren qualifiziert ist, da zwischen einer Feststellung der Qualifikation, beispielsweise durch eine Reinigung, und der Bearbeitung neue Kontaminationen auftreten können. Dies kann zu einer fehlerhaften Ausbildung der Beschichtung führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine geeignete Qualifikation der Ausgangsoberfläche eines Grundkörpers für ein folgendes Bearbeitungsverfahren sicherstellt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements gelöst, wonach eine Ausgangsoberfläche eines Grundkörpers, insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche, vor einem Bearbeitungsverfahren inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt wird und hieraus eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche für das folgende Bearbeitungsverfahren festgestellt wird, wobei die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche zumindest bis zu einem Abschluss des Bearbeitungsverfahrens unter einer durchgehenden Vakuumumgebung gehalten wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Elements zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine geeignete Qualifikation der Ausgangsoberfläche eines Grundkörpers für ein folgendes Bearbeitungsverfahren sicherstellt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Elements aus einem Grundkörper mit einer Ausgangsoberfläche, aufweisend eine Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung der Ausgangsoberfläche sowie eine Datenerfassungseinrichtung zur Inspektion und/oder Charakterisierung einer Oberflächenbeschaffenheit der Ausgangsoberfläche, insbesondere eines Vorkommens von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche, und/oder eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung der Ausgangsoberfläche gelöst, wobei eine Feststellung einer Qualifikation der Ausgangsoberfläche für die Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung auf der Inspektion und/oder Charakterisierung und/oder der Reinigung basiert, und wobei eine Vakuumeinrichtung zur Erzeugung einer durchgehenden Vakuumumgebung vorgesehen ist, um die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche zumindest bis zu einem Abschluss der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung unter einer durchgehenden Vakuumumgebung zu halten.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein optisches Element zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise und ungestört bearbeitete Oberfläche aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein optisches Element, insbesondere einen Spiegel, gelöst, welches wenigstens teilweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder wenigstens teilweise mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere möglichst exakte optische Abbildungen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, mit einem Beleuchtungssystem, das eine Strahlungsquelle, eine Beleuchtungsoptik und eine Projektionsoptik aufweist, gelöst, wobei die Beleuchtungsoptik und/oder die Projektionsoptik wenigstens ein optisches Element, aufweist, welches zumindest teilweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist und/oder wenigstens eines der optischen Elemente unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist und/oder wenigstens eines der optischen Elemente ein erfindungsgemäßes optisches Element ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements wird eine Ausgangsoberfläche eines Grundkörpers, insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche, vor einem Bearbeitungsverfahren inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt. Hieraus wird eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche für das folgende Bearbeitungsverfahren festgestellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche zumindest bis zu einem Beginn des Bearbeitungsverfahrens unter einer durchgehenden Vakuumumgebung gehalten wird.
Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei dem optischen Element um jegliche Funktionselemente in einem Strahlengang handeln. Insbesondere kann es sich bei den optischen Elementen im Rahmen der Erfindung beispielsweise um Linsen und/oder Spiegel und/oder Masken und/oder Wafer-Inspektionssysteme und/oder optische Schaltungen und/oder Hologramme, insbesondere computergenerierte Hologramme und/oder Mikrooptiken und/oder optische Speicher und/oder optoelektronische Elemente und/oder fotolithografische Pellikel und/oder akusto-optische Elemente und/oder magneto-optische Elemente und/oder elektro-optische Elemente handeln.
Im Rahmen der Erfindung ist unter einer Inspizierung bzw. Inspektion der Ausgangsoberfläche eine Erfassung von Daten über die Ausgangsoberfläche in Hinblick auf Spezifikationen und ein Abgleich der erfassten Daten mit den Spezifikationen zu verstehen.
Im Rahmen der Erfindung ist unter einer Charakterisierung der Ausgangsoberfläche eine Erfassung von Daten über die Ausgangsoberfläche zu verstehen, welche andere Informationen als diejenigen umfassen kann, welche zu einem Abgleich mit Spezifikationen im Rahmen der Inspektion erfasst werden, wobei der Abgleich der erfassten Daten mit den Spezifikationen entfallen kann.
Die Ausgangsoberfläche ist im Rahmen der Erfindung als eine polierte und/oder gereinigte und/oder strukturierte, insbesondere mikrostrukturierte und/oder geätzte, insbesondere Ionenstrahl-geätzte und/oder bearbeitete und/oder teilweise bearbeitete Oberfläche des Grundkörpers zu verstehen, welche dem Bearbeitungsverfahren zugeführt werden soll.
Eine durchgehende Vakuumumgebung bezeichnet hierbei eine Vakuumumgebung, welche ohne räumliche und/oder zeitliche Unterbrechung ausgebildet ist. In ihrem räumlichen und/oder zeitlichen Verlauf weist die durchgehende Vakuumumgebung wenigstens annähernd konstante und/oder einheitliche und/oder gleichartige Eigenschaften auf.
Durchgehende Umgebungsbedingungen, insbesondere Vakuumbedingungen, bezeichnen hierbei Umgebungsbedingungen, insbesondere Vakuumbedingungen, welche ohne räumliche und/oder zeitliche Unterbrechung ausgebildet sind. In ihrem räumlichen und/oder zeitlichen Verlauf weisen die durchgehenden Umgebungsbedingungen, insbesondere Vakuumbedingungen, wenigstens annähernd konstante und/oder einheitliche und/oder gleichartige Eigenschaften auf.
Wird die Ausgangsoberfläche erfindungsgemäß spätestens von einem Zeitpunkt an, zu welchem eine Qualifikation bzw. Eignung der Ausgangsoberfläche für das nachfolgende Bearbeitungsverfahren festgestellt ist, bis wenigstens zum Abschluss des nachfolgenden Bearbeitungsverfahrens unter einer durchgehenden Vakuumumgebung gehalten, so kann vorteilhafterweise ein Eintrag von Fremdkörpern und/oder anderen Störungen der Ausgangsoberfläche zwischen der Feststellung der Qualifikation und dem Beginn des Bearbeitungsverfahrens vermieden werden. Hierdurch kann eine geeignete Qualifikation für das Bearbeitungsverfahren sichergestellt werden und zum Beispiel vermieden werden, dass beispielsweise Fremdkörper eine Ausbildung einer präzise und ungestört bearbeiteten Oberfläche verhindern.
Eine Vakuumumgebung ist insbesondere deshalb von Vorteil, da Fremdkörper, beispielsweise Schmutzpartikel und/oder Staubpartikel, in einer durch das Vakuum bedingten Abwesenheit einer Auftriebskraft unmittelbar und schnell absedimentieren.
Ein unerwünschter und insbesondere nach Abschluss der Qualifikation nicht mehr feststellbarer Eintrag von Fremdkörpern auf die Ausgangsoberfläche wird hierdurch stark minimiert.
Wird ferner die Ausgangsoberfläche geeignet im Raum orientiert, insbesondere in Richtung der Schwerkraft weisend, so können von oben herabsinkende, in der Vakuumumgebung annähernd ausschließlich der Schwerkraft folgende Partikel bzw. Fremdkörper die Ausgangsoberfläche nicht erreichen.
Insbesondere von Vorteil ist es, wenn erfindungsgemäß die Vakuumumgebung durchgehend ist, so dass die Ausgangsoberfläche zwischen der Feststellung der Qualifikation und dem Beginn des Bearbeitungsverfahrens keinen, insbesondere erneuten und/oder wiederholten, Evakuierungszyklen unterworfen ist bzw. von einer Vakuumumgebung entnommen wird und einer neuen Vakuumumgebung zugeführt wird, wodurch die Vakuumumgebung unterbrochen und nicht durchgehend wäre. In derartigen Unterbrechungen der Vakuumumgebung und/oder Evakuierungszyklen können Fremdkörper sowie z. B. Schmutzpartikel aufgewirbelt werden und somit auf die Ausgangsoberfläche eingetragen werden.
Eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche kann neben einer Inspektion und/oder einer Charakterisierung auch durch eine Reinigung erfolgen, sofern die Reinigung mit hinreichender Sicherheit zu einer Eignung der Oberfläche für das nachfolgende Bearbeitungsverfahren führt. Beispielsweise kann beobachtbar sein, dass eine Reinigung 99,99 % aller Fremdkörper auf der Ausgangsoberfläche entfernt und durch die Reinigung keine weiteren Fremdkörper eingetragen werden. Ist dies, beispielsweise durch Versuche, nachgewiesen, so kann ein Abschluss der Reinigung als hinreichende Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche betrachtet werden.
Vorzugsweise ist zur Qualifikation der Ausgangsoberfläche eine Inspektion und/oder eine Charakterisierung und eine Reinigung vorgesehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche zumindest bis zu einem Abschluss des Bearbeitungsverfahrens unter der durchgehenden Vakuumumgebung gehalten wird.
Befindet sich die Ausgangsoberfläche bis zum Abschluss des Bearbeitungsverfahrens unter der durchgehenden Vakuumumgebung, so kann beispielsweise ein Eintrag von Fremdkörpern auf die unter Bearbeitung befindliche Ausgangsoberfläche während des Bearbeitungsverfahrens vermindert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Vakuumumgebung eine Hochvakuumumgebung ist.
Eine Hochvakuumumgebung ist besonders vorteilhaft, da eine Sedimentation von Fremdkörpern, insbesondere Schmutzpartikeln und/oder Staubpartikeln, in der Umgebung vorteilhaft schnell von statten geht. Ebenfalls werden durch eine gegenüber einer einfachen Vakuumumgebung vorteilhaft verringerten Auftriebskraft weniger Fremdkörper und/oder Schmutzpartikel aufgewirbelt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens während sie inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt wird zumindest bis zu einem Abschluss des Bearbeitungsverfahrens unter der durchgehenden Vakuumumgebung gehalten wird.
Wird die Qualifikation der Ausgangsoberfläche durch Inspektion und/oder Charakterisierung und/oder Reinigung festgestellt, so ist es vorteilhaft, wenn bereits diejenigen Verfahren, welche zu einer Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche führen, insbesondere das Inspektionsverfahren und/oder das Charakterisierungsverfahren und das Reinigungsverfahren, unter der durchgehenden Vakuumumgebung gehalten werden. Hierdurch kann ein Eintrag von Fremdkörpern bereits während des laufenden Qualifikationsverfahren ausgeschlossen werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine geometrische Kontur der Ausgangsoberfläche, insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern, mittels eines optischen und/oder mechanischen und/oder elektrischen und/oder akustischen Messverfahrens, insbesondere mittels einer statischen Lichtstreuung (SLS) und/oder einer Interferometrie und/oder einer Lichtmikroskopie und/oder einer Atomkraftmikroskopie und/oder einer Rastertunnelmikroskopie und/oder einer Rasterelektronenmikroskopie und/oder einer Rastertransmissionselektronenmikroskopie und/oder einer Transmissionselektronenmikroskopie und/oder eines Messverfahrens für akustische Oberflächenwellen inspiziert und/oder charakterisiert wird.
Die geometrische Kontur der Ausgangsoberfläche kann beispielsweise Auskunft über das Vorhandensein von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche geben. Beispielsweise kann eine von der umgebenden Ausgangsoberfläche stark abweichend schroffe Erhebung auf der Ausgangsoberfläche auf einen Fremdkörper auf der Ausgangsoberfläche hinweisen.
Ferner kann ein scharfer, aus der Umgebung der Ausgangsoberfläche unerwarteter Einschnitt auf einen Fertigungsfehler der Ausgangsoberfläche selbst hinweisen.
Es ist demnach von Vorteil, vor einem nachfolgenden Bearbeitungsverfahren zur Vermeidung von Bearbeitungsfehlern die geometrische Kontur der Ausgangsoberfläche zu inspizieren und/oder charakterisieren und insbesondere auf beispielsweise chemische und/oder geometrische und/oder topografische Anomalitäten zu prüfen.
Die genannten Messverfahren stellen aus dem Stand der Technik bekannte Messverfahren dar, welche sich zur Anwendung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in besonderer Weise eignen. Die Messverfahren arbeiten robust und präzise arbeiten und lassen somit eine robuste und präzise Inspektion und/oder Charakterisierung der geometrischen Kontur der Ausgangsoberfläche zu.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine stoffliche Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche, insbesondere das Vorkommen von Fremdkörpern, mittels eines Messverfahrens analysiert wird, insbesondere mittels einer Fluoreszenzmessung und/oder einer Röntgenphotoelektronenspektroskopie und/oder einer Spektroskopie, insbesondere einer Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie und/oder einer Augerelektronenspektroskopie, und/oder eine Röntgenmessung.
Eine Analyse der stofflichen Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche kann von besonderem Vorteil sein, da beispielsweise unterschieden werden kann, ob sich auf der Ausgangsoberfläche Stoffe befinden, welche nicht aus dem die Ausgangsoberfläche ausbildenden Material bestehen und/oder dieses aufweisen.
In Abhängigkeit der festgestellten stofflichen Zusammensetzung der Oberfläche können demnach an die festgestellte stoffliche Zusammensetzung angepasste Maßnahmen ergriffen werden, die auf eine Feststellung der Qualifikation hinwirken.
Die genannten Messverfahren sind aus dem Stand der Technik als robust und zuverlässig bekannt und eignen sich in besonderem Maße zur Verwendung im Rahmen der Erfindung, um die stoffliche Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche zu analysieren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche gereinigt wird, indem die Fremdkörper von der Ausgangsoberfläche abgesaugt und/oder abgepustet und/oder adhäsiv abgenommen und/oder verdampft und/oder zerkleinert und/oder abgeätzt und/oder, insbesondere optisch, eingefangen werden.
Wird bei der Inspektion und/oder der Charakterisierung der Ausgangsoberfläche festgestellt, dass die Ausgangsoberfläche in dem festgestellten Zustand nicht für das Bearbeitungsverfahren qualifiziert ist, so kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche in Abhängigkeit der durch das Inspektionsverfahren und/oder das Charakterisierungsverfahren ermittelten Informationen bezüglich einer geometrischen Kontur und/oder der stofflichen Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche, gereinigt wird. Die Reinigung kann im Rahmen der Erfindung auch ohne vorherige Inspektion und/oder Charakterisierung erfolgen.
Fremdkörper auf der Ausgangsoberfläche können beispielsweise mechanisch und/oder kinetisch abgesaugt und/oder abgepustet und/oder mithilfe eines geeigneten Klebstoffs adhäsiv abgenommen werden. Ferner kann ein schädlicher Einfluss von Fremdkörpern auch durch deren thermische und/oder chemische Zerlegung und Zerkleinerung vermindert werden.
Bei dem Abpusten eines Fremdkörpers kann vorgesehen sein, dass ein auf den Fremdkörper gerichteter Strahl an Teilchen in die Vakuumumgebung eingebracht wird. Durch eine Einwirkung der Gasteilchen, beispielsweise durch eine Impulsübertragung, auf den Fremdkörper kann dieser von der Ausgangsoberfläche entfernt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Menge der Gasteilchen derart gewählt wird, dass es zu keiner signifikanten Veränderung der Vakuumumgebung kommt. Beispielsweise können die Teilchen eine hohe Geschwindigkeit aufweisen, wodurch die Anzahl der Teilchen zur Erzielung eines bestimmten Impulsübertrages reduziert werden kann.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Gasteilchen eine gezielte Geschwindigkeit und/oder Richtung aufweisen, um den Fremdkörper nicht zu zerstören und somit als ganzen zu entfernen.
Alternativ oder zusätzlich können die Gasteilchen gezielt elektrisch geladen und/oder auf das gleiche Potential wie die Ausgangsoberfläche gebracht werden.
Ferner können die Teilchen vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass die Teilchen selbst keine Kontamination und/oder chemische Reaktionen mit dem Substrat verursachen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Teilchen Atome eines Edelgases sind.
Weiterhin wäre es möglich, beispielsweise durch eine optische Pinzette die Fremdkörper von der Ausgangsoberfläche gezielt zu entfernen.
So kann die Ausgangsoberfläche vorzugsweise auf Grundlage der in der Inspektion und/oder der Charakterisierung erfassten Daten gereinigt und somit für das nachfolgende Bearbeitungsverfahren qualifiziert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche vor der Feststellung der Qualifikation mittels eines Veränderungsverfahrens verändert wird.
Wird beispielsweise im Rahmen der Inspektionsverfahren und/oder der Charakterisierungsverfahren festgestellt, dass die Ausgangsoberfläche aufgrund von Fehlern, welche nicht auf Fremdkörpern beruhen, für das nachfolgende Bearbeitungsverfahren nicht qualifiziert ist, so kann es von Vorteil sein, diese Fehler der Ausgangsoberfläche vor dem nachfolgenden Bearbeitungsverfahren zu beheben, so dass eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche nach der Veränderung festgestellt werden kann.
Hierbei können Modifikationen an der Ausgangsoberfläche durchgeführt werden, welche die Ausbildung einer besonders präzisen und fehlerfreien Deckschicht ermöglicht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche unabhängig vom Vorkommen von Fremdkörpern in ihrer Beschaffenheit, insbesondere hinsichtlich chemischer Eigenschaften und/oder elektrischer und/oder Verunreinigungen und/oder der Ausprägung einer chemisch modifizierten Schicht, beispielsweise einer Oxidschicht inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und oder verändert wird, ohne dass die durchgehende Vakuumumgebung unterbrochen wird.
Eine Charakterisierung und/oder eine Inspektion der Ausprägung der chemisch modifizierten Schicht kann besonders hinsichtlich deren Fehlens und/oder deren lokaler Unterschiede und/oder deren unvollständiger Ausbildung, beispielsweise in Form von Löchern, vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Feststellung der Qualifikation automatisiert und/oder halbautomatisiert und/oder manuell, basierend auf vordefinierten Regeln und/oder Vergleichsdaten und/oder Referenzen, und/oder mittels Bilderkennungsmethoden und/oder anhand von Simulationen und/oder Modellen erfolgt.
Eine Einbeziehung von vordefinierten Regeln und/oder Vergleichsdaten und/oder hinterlegten Musterdaten und/oder Referenzen, und/oder Bilderkennungsmethoden und/oder Simulationen und/oder Modellen in eine Entscheidung über die Feststellung der Qualifikation kann diese vorteilhafterweise zuverlässig und reproduzierbar auf Grundlage von standardisierten Kriterien getroffen werden.
Wird beispielsweise bei der Charakterisierung ein Defekt bzw. Fehler der Ausgangoberfläche festgestellt und werden relevante Daten über den Fehler erfasst, so kann eine Simulation vorgesehen sein, um eine Auswirkung des Fehlers auf die nachfolgende Bearbeitung zu bestimmen. In Abhängigkeit der Auswirkung kann dann beispielsweise eine Korrektur des Fehlers durch das Veränderungsverfahren oder ein Abbruch der Herstellung des optischen Elements veranlasst werden.
Ferner kann beispielsweise durch eine geeignete Simulation eine Erfolgswahrscheinlichkeit der Korrektur des Fehlers durch das Veränderungsverfahrens ermittelt werden. In Abhängigkeit der Erfolgswahrscheinlichkeit kann wiederum die Korrektur eingeleitet oder die Herstellung abgebrochen werden.
Weiterhin kann beispielsweise durch eine geeignete Simulation eine Auswirkung einer vorzunehmenden Korrektur des Fehlers ermittelt werden. Wirkt beispielsweise auch der korrigierte Fehler negativ auf die optischen Eigenschaften, so kann die Herstellung abgebrochen werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass in den Vergleichsdaten und/oder den Referenzen und/oder den Simulationen und/oder den Modellen Informationen über vorbekannte Defekte berücksichtigt, insbesondere bei der Feststellung der Qualifikation ausgenommen, werden.
Sind Defekte auf der Ausgangsoberfläche bekannt, so kann es vorteilhaft sein, dieses Vorwissen in die Feststellung der Qualifikation einfließen zu lassen. So kann beispielsweise ein vorbekannter Defekt ignoriert werden, wenn er in einem optisch weniger relevanten Bereich des optischen Elements ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass auf der Ausgangsoberfläche eine laterale Strukturierung, vorzugsweise Leiterbahnen und/oder Gitter, und/oder eine Topografie ausgebildet und/oder inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Die Ausgangsoberfläche kann funktionale Strukturen aufweisen, deren korrekte Ausprägung vor einem Beginn des Bearbeitungsverfahrens zu prüfen ist. Dies Prüfung kann als Teil der Inspektion und Charakterisierung des Ausgangsoberfläche erfolgen.
Ferner können als Teil des Veränderungsverfahren die Ausgangsoberfläche derart verändert werden, dass die Ausgangsoberfläche nach dem veränderungsverfahren die funktionalen Strukturen als Teil der Ausgangsoberfläche aufweist und/oder dass bereits vorhandene funktionale Strukturen verändert und/oder gereinigt werden.
Die funktionalen Strukturen, insbesondere Leiterbahnen und/oder Gitter sind hierbei als Teil der Ausgangsoberfläche zu verstehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die auf der Ausgangsoberfläche vorhandene und/oder aufgebrachte Topografie dadurch verändert wird, dass Seitenflächen von Stufen gereinigt werden und/oder Kanten geschärft und/oder abgerundet werden, um vorzugsweise stetige Oberflächen herzustellen.
Eine Veränderung und/oder Instandsetzung von funktionalen Strukturen auf der Ausgangsoberflächen kann im Rahmen erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden. Insbesondere können obere und/oder untere Kanten beispielsweise von Stegen und/oder lateralen Strukturierungen geschärft und/oder abgerundet werden, um vorzugsweise stetige Oberflächen herzustellen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine bereits auf der Ausgangsoberfläche vorhandene und/oder aufgebrachte Topografie, insbesondere eine Welligkeit und/oder eine Rauheit und/oder eine Strukturierung und/oder bereits vorhandene Stufen in der Ausgangsoberfläche inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass auf der Ausgangsoberfläche eine Deckschicht und/oder Deckschichtpakete und/oder Teildeckschichtpakete inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert und/oder aufgebracht werden.
Deckschichten können vor und insbesondere nach dem Bearbeitungsverfahren auf eine beispielsweise teilbearbeitete Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht werden. Eine Deckschicht vor der Bearbeitung im Rahmen des Veränderungsverfahrens auf die Ausgangsoberfläche aufgebracht werden, um beispielsweise funktionale Strukturen vor schädlichen Einwirkungen des Bearbeitungsverfahrens zu schützen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Wirkung einer inspizierten und/oder charakterisierten Ausgangsoberfläche anhand von Referenzbildern und/oder Simulationen bewertet wird, wobei in Abhängigkeit der bewerteten Wirkung die Qualifikation, insbesondere eine Klassifizierung, der Ausgangsoberfläche erfolgt und/oder auf die Ausgangsoberfläche einwirkende Maßnahmen abgeleitet werden, wobei die Maßnahmen eine Entfernung von Fremdkörpern und/oder eine Modifikation der Ausgangsoberfläche und/oder eine Übertragung einer Information an einen nachfolgenden Prozessschritt beinhaltet, wobei der nachfolgende Prozessschritt basierend auf der übertragenen Funktion eigene Maßnahmen ableitet, wobei der nachfolgende Prozessschritt in und/oder außerhalb der durchgehenden Vakuumumgebung stattfindet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels des Veränderungsverfahrens eine optische und/oder mechanische und/oder chemische und/oder geometrische Eigenschaft der Ausgangsoberfläche beeinflusst wird, insbesondere eine Strukturierung einzelner Monolagen und/oder eine, insbesondere reaktive, Durchmischung mehrerer Monolagen in einem Multilagenstapel durchgeführt wird.
Häufig auftretende Defekte der Ausgangsoberfläche können in Verschiebungen verschiedener atomarer Lagen des die Ausgangsoberfläche ausbildenden Materials begründet sein.
Vorteilhafterweise wird durch das Veränderungsverfahren eine weitgehend defektfreie Ausgangsoberfläche geschaffen. Dies kann insbesondere durch eine Umordnung einzelner Monolagen in einem Multilagenstapel geschehen.
Eine reaktive Durchmischung einzelner Monolagen kann zu vorteilhaften Eigenschafteneiner hierdurch entstehenden Schicht aus einem chemisch veränderten Material führen
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche vor der Feststellung der Qualifikation aufgefüllt und/oder aufgetragen und/oder abgetragen und/oder umverteilt und/oder geglättet und/oder passiviert und/oder oxidiert und/oder terminiert wird und/oder Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Ausgangsoberfläche geheilt werden.
Vorteilhaft ist eine Veränderung der Ausgangsoberfläche mit den genannten Verfahren, da durch die genannten Verfahren eine fehlerfreie Ausbildung der Ausgangsoberfläche erzielt werden kann. Dies kann zu einer besonders präzisen und fehlerfreien Ausführung des nachfolgenden Bearbeitungsverfahrens beitragen.
Zur Auffüllung können insbesondere additive Verfahren verwendet werden.
Ferner kann eine Terminierung der Oberfläche des Grundkörpers nach der Bearbeitung vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche vor der Feststellung der Qualifikation unter der durchgehenden Vakuumumgebung aufgefüllt und/oder aufgetragen und/oder abgetragen und/oder umverteilt und/oder geglättet und/oder passiviert und/oder oxidiert und/oder terminiert wird und/oder Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Ausgangsoberfläche geheilt werden.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die vorgenannten Veränderungsverfahren unter der durchgehenden Vakuumumgebung durchgeführt werden, wodurch keine nach dem Veränderungsverfahren auftretenden Fremdkörper auf die Ausgangsoberfläche eingetragen werden und/oder chemischen Veränderungen durch Teilchen von Gasen minimiert sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die chemischen und/oder elektrischen und/oder molekularen Eigenschaften der Ausgangsoberfläche vollständig und/oder teilweise inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert werden.
Hierbei können die Maßnahmen bezüglich der verschiedenen Eigenschaften jeweils vollständig oder teilweise durchgeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche vollständig bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften und teilweise bezüglich ihrer chemischen Eigenschaften inspiziert wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche dergestalt verändert wird, dass Sie nach dem Veränderungsverfahren vollständig aus einem anderen Material ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert wird, vorzugsweise nitriert und/oder fluoriert und/oder dotiert und/oder gezielt durchmischt und/oder hydriert wird, und/oder die chemischen Bindungsverhältnisse, insbesondere zwischen Einfachbindungen und Doppelbindungen inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert werden, und/oder die Ausgangsoberfläche mittels Atomlagendeposition und/oder Atomlagen-Ätzung und/oder Atomlagen-Prozessierung modifiziert wird
Die vorgenannten Modifikationen der Ausgangsoberfläche und die vorgenannten Methoden zur Veränderung der Ausgangsoberfläche ermöglichen die Ausbildung vorteilhafter Eigenschaften der Ausgangsoberfläche auf robuste und zuverlässige Weise.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche durch eine äußerste Schicht des Grundkörpers ausgebildet wird, welche eine Schichtdicke von 0,05 nm bis 100 µm, vorzugsweise von 0,1 nm bis 10 µm, vorzugsweise eine Schichtdicke von 8 nm bis 1 µm aufweist.
Innerhalb der vorgenannten Schichtdicken werden die oberflächenphysikalischen Eigenschaften der Ausgangsoberfläche ausgebildet. Insbesondere kann die Ausgangsoberfläche außer der der mathematisch-geometrischen Oberfläche des Grundkörpers auch darunterliegende Materialschichten umfassen, sofern diese für die Oberflächenphysik des Grundkörpers von Bedeutung sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche durch eine äußerste Schicht des Grundkörpers ausgebildet wird, welche mehrere, vorzugsweise zwischen 2 und 10 atomare Monolagen des Grundkörpers umfasst.
Eine Angabe der Schichtdicke der Ausgangsoberfläche in Anzahlen von atomaren Monolagen kann von Vorteil sein, da die Eigenschaften der die Ausgangsoberfläche ausbildenden atomaren Monolagen die Oberflächenphysik der Ausgangsoberfläche bestimmen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsoberfläche und/oder eine wenigstens teilweise mittels des Bearbeitungsverfahrens bearbeitete Ausgangsoberfläche während und/oder nach Abschluss des Bearbeitungsverfahrens inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Hierdurch, insbesondere durch eine finale Inspektion, kann sichergestellt werden, dass das optische Element korrekt und fehlerfrei bearbeitet ist. Wird beispielsweise im Rahmen der Charakterisierung und/oder Inspektion nach der Bearbeitung festgestellt, dass Fehler bei der bearbeiteten Ausgangsoberfläche vorliegen, so kann die bearbeitete Ausgangsoberfläche dahingehend verändert werden, dass die Fehler korrigiert werden.
Mithin kann ein definierter und/oder charakterisierter Endzustand einer defektfreien geschlossenen Oberfläche des Grundkörpers hergestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren wenigstens teilweise zyklisch mit dem Bearbeitungsverfahren durchgeführt werden.
Werden die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren wenigstens teilweise zyklisch mit dem Bearbeitungsverfahren durchgeführt, so kann vorgesehen sein, dass durch die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche für ein erstes Bearbeitungsverfahren festgestellt wird. Im Anschluss wird die Ausgangsoberfläche bearbeitet. Nach Abschluss der Bearbeitung stellt die nunmehr bearbeitet Oberfläche des Grundkörpers wiederum eine neue Ausgangsoberfläche dar, für welche durch die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche für ein zweites Bearbeitungsverfahren festgestellt werden kann. Dieser Zyklus kann so oft wiederholt werden, bis ein erwünschter Endzustand der Oberfläche des Grundkörpers erreicht ist.
Insbesondere können das erste, zweite usw. Bearbeitungsverfahren gleiche oder wenigstens teilweise unterschiedliche Bearbeitungsverfahren sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Bearbeitungsverfahren ein Oberflächenbeschichtungsverfahren ist, durch welches die Ausgangsoberfläche des Grundkörpers beschichtet wird.
Insbesondere für optische Elemente ist ein Bearbeitungsverfahren zur Beschichtung einer Oberfläche von Vorteil, um beispielsweise eine Reflektivität zu erhöhen. Ferner profitieren insbesondere Reflexionsbeschichtungen, ganz besonders Reflexionsschichtsysteme von einer besonders fehlerfreien und ungestörten Ausgangsoberfläche.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass während des Bearbeitungsverfahrens zusätzlich die Ausgangsoberfläche und/oder eine Momentanoberfläche des Grundkörpers inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder mittels des Veränderungsverfahrens verändert wird.
Vorteilhafterweise können Inspektionszyklen und/oder Charakterisierungszyklen und/oder Reinigungszyklen und/oder Veränderungszyklen an der Oberfläche des Grundkörpers auch während des Bearbeitungsverfahrens durchgeführt werden. Hierdurch kann beispielsweise ein momentaner Zustand der Oberfläche des Grundkörpers, d. h. eine Momentanoberfläche charakterisiert werden. Vor einer Fortsetzung des Bearbeitungsverfahrens kann die Momentoberfläche beispielsweise gereinigt oder verändert werden, um eine fehlerfreie Ausbildung der weiteren Beschichtung zu garantieren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren sowie das Bearbeitungsverfahren in derselben Einrichtung durchgeführt werden.
Für eine Ausbildung einer durchgehenden Vakuumumgebung ist es besonders vorteilhaft, die durchgehende Vakuumumgebung in einem übergeordneten räumlichen Gebilde auszubilden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung über eine durchgehende Arbeitskammer, in welcher die durchgehende Vakuumumgebung ausgebildet wird, verfügt.
Hierdurch können Unterbrechungen und/oder Schwankungen und/oder Fluktuationen in der Vakuumumgebung bedingt beispielsweise durch eine Übertragung des Grundkörpers von einer Einrichtung in eine andere sicher vermieden werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass durchgehende Umgebungsbedingungen von Beginn der Inspektion und/oder der Charakterisierung und/oder der Reinigung und/oder des Veränderungsverfahrens bis zum Abschluss des Bearbeitungsverfahrens bereitgestellt werden.
Die Umgebungsbedingungen könne hierbei neben der Vakuumumgebung auch andere Einflussfaktoren der Umgebung auf die Ausgangsoberfläche, beispielsweise eine Temperatur und/oder eine Lichteinstrahlung umfassen, welchen die Ausgangsoberfläche ausgesetzt sein kann. Vorteilhafterweise werden auch diese weiteren Einflussfaktoren möglichst konstant in einem für die Ausgangsoberfläche unschädlichen Rahmen gehalten.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren in einer ersten Arbeitskammer durchgeführt wird und das Bearbeitungsverfahren in einer zweiten Arbeitskammer durchgeführt wird, wobei die Arbeitskammern derart miteinander verbunden sind, dass in den Arbeitskammern durchgehende Vakuumbedingungen herrschen und der Grundkörper unter durchgehenden Vakuumbedingungen direkt oder unter Verwendung einer Transportbox, in der durchgehende Vakuumbedingungen herrschen, von der ersten Arbeitskammer in die zweite Arbeitskammer übergeben wird.
Es können grundsätzlich auch mehr als zwei Arbeitskammern vorgesehen sein, beispielsweise für jeden Verfahrensschritt eine eigene Arbeitskammer oder einer erste Arbeitskammer für die Inspektion und/oder die Charakterisierung und die Reinigung, eine zweite Arbeitskammer für das Bearbeitungsverfahren und eine weitere Arbeitskammer für das Veränderungsverfahren. Die Verwendung der Begriffe „erste Arbeitskammer“ und „zweite Arbeitskammer“ stellt keine Limitierung dar.
Häufig kann es von Vorteil sein, wenn die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren und/oder das Bearbeitungsverfahren in verschiedenen Einrichtungen, welche auf die jeweiligen Verfahren spezialisiert sind, durchgeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Verfahren zur Feststellung der Qualifikation in einem ersten räumlichen Gebilde und dort insbesondere in einer ersten Arbeitskammer durchgeführt werden und der Grundkörper in eine zweite Arbeitskammer in einem zweiten räumlichen Gebilde verbracht wird, wobei in beiden Arbeitskammern durchgehende Umgebungsbedingungen herrschen.
Hierbei kann auf bereits bekannte und auf die jeweiligen Aufgaben spezialisierte Einrichtungen zurückgegriffen werden, während eine Verbindung der Einrichtungen direkt oder durch eine, insbesondere vakuumdichte, insbesondere hochvakuumdichte, Transportbox gewährleistet wird. Hierdurch kann eine räumliche Trennung zwischen den einzelnen Verfahrensschritten erzielt werden, was zu einer vorteilhaften Möglichkeit einer Arbeitsteilung führt. Insbesondere kann eine räumliche Trennung zwischen den einzelnen Verfahrensschritten zu der Möglichkeit führen, einen ersten Grundkörper zu inspizieren und/oder zu charakterisieren und/oder zu reinigen und/oder zu verändern, während ein zweiter Grundkörper, dessen Qualifikation für das nachfolgende Bearbeitungsverfahren bereits festgestellt ist, bearbeitet wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Vakuumeinrichtung zur Erzeugung einer durchgehenden Vakuumumgebung vorgesehen ist, um die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche zumindest bis zu einem Abschluss der Bearbeitung unter einer durchgehenden Vakuumumgebung zu halten.
Die Vakuumeinrichtung kann vorteilhafterweise als Vakuumpumpe ausgebildet sein, da der Einsatz einer Vakuumpumpe eine zuverlässige und etablierte Methode der Erzeugung einer Vakuumumgebung darstellt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Elements.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Elements aus einem Grundkörper mit einer Ausgangsoberfläche weist eine Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung der Ausgangsoberfläche sowie eine Datenerfassungseinrichtung zur Inspektion und/oder Charakterisierung einer Oberflächenbeschaffenheit der Ausgangsoberfläche, insbesondere eines Vorkommens von Fremdkörpern auf der Ausgangsoberfläche, und/oder eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung der Ausgangsoberfläche auf. Eine Feststellung einer Qualifikation der Ausgangsoberfläche für die Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung basiert hierbei auf der Inspektion und/oder der Charakterisierung und/oder der Reinigung. Erfindungsgemäß ist eine Vakuumeinrichtung zur Erzeugung einer durchgehenden Vakuumumgebung vorgesehen, um die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche zumindest bis zu Beginn der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung unter einer durchgehenden Vakuumumgebung zu halten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass ein Eintrag von Fremdkörpern zwischen der Feststellung der Qualifikation und dem Beginn der Bearbeitung verhindert wird. Hierdurch kann eine geeignete Qualifikation für das bearbeitungsverfahren sichergestellt werden. Somit können optische Elemente geschaffen werden, welche eine besonders präzise und ungestört bearbeitete Oberfläche aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, um die Ausgangsoberfläche von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche zumindest bis zu einem Abschluss der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung unter einer durchgehenden Vakuumumgebung zu halten.
Wird die Ausgangsoberfläche bis zu einem Abschluss der Bearbeitung unter der durchgehenden Vakuumumgebung gehalten, kann beispielsweise ein Eintrag von Fremdkörpern auf die unter Bearbeitung befindliche Oberfläche verringert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Datenerfassungseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung sowie die Bearbeitungseinrichtung wenigstens teilweise in der durchgehenden von der Vakuumeinrichtung erzeugten Vakuumumgebung angeordnet sind.
Vorteilhaft wirkt sich eine Anordnung der Datenerfassungseinrichtung und/oder der Reinigungseinrichtung sowie der Bearbeitungseinrichtung in der Vakuumumgebung dadurch aus, dass beispielsweise die auf die Ausgangsoberfläche des Grundkörpers einwirkenden Teile der Einrichtungen in der Vakuumumgebung angeordnet und damit vor einem Eintrag von Fremdkörpern abgeschirmt sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Vakuumumgebung eine Hochvakuumumgebung ist.
Eine Hochvakuumumgebung zeigt gegenüber einer Vakuumumgebung den Vorteil, dass ein Eintrag von Fremdkörpern durch eine noch stärkere Verringerung von Auftriebskräften vermindert ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Vakuumumgebung in einer räumlich zusammenhängenden vakuumdichten Arbeitskammer ausgebildet ist, in welcher die Datenerfassungseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung sowie die Bearbeitungseinrichtung aufgenommen ist.
Besonders vorteilhaft ist es, die zusammenhängende Vakuumumgebung in einer räumlich zusammenhängenden vakuumdichten Arbeitskammer auszubilden. In einer solchen Arbeitskammer können die Datenerfassungseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung sowie die Bearbeitungseinrichtung in einfacher Weise derart angeordnet sein, dass sich der Grundkörper und/oder die Ausgangsoberfläche in einer durchgehenden Vakuumumgebung befinden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Vakuumumgebung in mehreren, wenigstens teilweise aneinander andockbaren und/oder voneinander abdockbaren vakuumdichten Arbeitskammern oder in mehreren Arbeitskammern und einer Transportbox, um den Grundkörper zwischen den Arbeitskammern zu transportieren, ausgebildet ist, wobei in wenigstens einer Arbeitskammer die Datenerfassungseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung aufgenommen ist und in wenigstens einer Arbeitskammer die Bearbeitungseinrichtung aufgenommen ist.
Vorteilhafterweise kann die Vakuumumgebung auch in einem System von mehreren Arbeitskammern ausgebildet sein, sofern diese wenigstens teilweise aneinander andockbar und/oder voneinander abdockbar sowie vakuumdicht sind. In diesem Sinne ist auch beispielsweise eine Transportbox als beweglicher Teil der Arbeitskammer zu betrachten bzw. als Element um die Arbeitskammern unter Beibehaltung einer durchgehenden Vakuumumgebung miteinander zu verbinden. Durch ein derartiges System von Arbeitskammern, welche eine durchgehende Vakuumumgebung aufweisen, können verschiedene Arbeitsschritte an verschiedenen Orten durchgeführt werden.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die verschiedenen Arbeitskammern des Systems von Arbeitskammern durch ein und dieselbe Vakuumeinrichtung mit einer durchgehenden Vakuumumgebung beaufschlagt werden.
So kann vorgesehen sein, dass beispielsweise eine Vakuumpumpe über vakuumdichte Leitungen mit den einzelnen Arbeitskammern des Systems an Arbeitskammern verbunden ist und dadurch in allen Arbeitskammern und gegebenenfalls entsprechend auch in einer Transportbox eine durchgehende Vakuumumgebung erzeugt wird. Die Leitungen von den einzelnen Arbeitskammern zu der Vakuumpumpe verbinden somit auch die Arbeitskammern, so dass in den Arbeitskammern identische Vakuumumgebungen herrschen. Ferner kann vorgesehen sein, dass lediglich eine Arbeitskammer direkt mit der Vakuumeinrichtung verbunden ist, die anderen Arbeitskammern, welche räumlich von der ersten Arbeitskammer getrennt sein können, mit dieser durch vakuumdichte Rohre verbunden sind, so dass eine gleichartige und durchgehende Vakuumumgebung in allen Arbeitskammern, insbesondere auch beispielsweise in der Transportbox herrscht.
Es kann vorgesehen sein, dass die Transportbox an die Arbeitskammern mittels geeigneter Schleuseneinrichtungen andockbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Datenerfassungseinrichtung eine Einrichtung zur optischen und/oder mechanischen und/oder elektrischen und/oder akustischen Inspektion und/oder Charakterisierung der geometrischen Kontur der Ausgangsoberfläche, insbesondere eine Statische Lichtstreuungs- (SLS) -Einrichtung und/oder ein Interferometer und/oder ein Lichtmikroskop und/oder ein Atomkraftmikroskop und/oder ein Rastertunnelmikroskop und/oder ein Rasterelektronenmikroskop und/oder ein Rastertransmissionselektronenmikroskop und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop und/oder eine Messeinrichtung für akustische Oberflächenwellen ist.
Die genannten Datenerfassungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die genannten Datenerfassungseinrichtungen eigenen sich vorteilhaft für einen Einsatz unter Hochvakuumbedingungen. Sie bieten daher eine zuverlässige Möglichkeit, die Ausgangsoberfläche im Rahmen der Erfindung präzise zu inspizieren und/oder zu charakterisieren.
Optische und/oder akustische Einrichtungen haben den zusätzlichen Vorteil, dass diese auch außerhalb der Vakuumumgebung angeordnet sein können.
Beispielsweise kann im Fall der SLS-Einrichtung eine Lichtquelle außerhalb der Arbeitskammer angeordnet sein. Das Licht kann in die Arbeitskammer durch ein für das Licht der verwendeten Wellenlänge transparentes, vakuumdichtes Fenster eindringen und das gestreute Licht kann durch das Fenster die Arbeitskammer wieder verlassen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Datenerfassungseinrichtung zur Analyse der stofflichen Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche ausgebildet ist, insbesondere eine Fluoreszenzmesseinrichtung und/oder eine Röntgenphotoelektronenspektroskopieeinrichtung und/oder ein Spektroskop, insbesondere ein Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskop und/oder ein Augerelektronenspektroskop, und/oder eine Röntgeneinrichtung ist.
Eine Fluoreszenzmesseinrichtung ist eine optische Einrichtung, die vorteilhafterweise auch außerhalb der Arbeitskammer angeordnet sein kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Reinigungseinrichtung als Einrichtung zur Entfernung von Fremdkörpern von der Ausgangsoberfläche, insbesondere als Absaugeirichtung und/oder als Drucklufteinrichtung und/oder als Abnahmeeinrichtung, insbesondere als Einrichtung zur adhäsiven Abnahme und/oder als Strahlungsfalle, insbesondere als optische Falle, und/oder als Desorptionseinrichtung, insbesondere als Laserdesorptionseinrichtung und/oder als Mikrowellendesorptionseinrichtung und/oder resonanzangepasste Strahlungsdesorptionseinrichtung, und/oder als Ätzeinrichtung, insbesondere als Ionenätzeinrichtung und/oder als Ionenstrahlbearbeitungseinrichtung und/oder als Reaktivgasätzeinrichtung und/oder als Aufbringeinrichtung für chemische Additive ausgebildet ist oder wenigstens eine, insbesondere mehrere, der Einrichtungen aufweist.
Eine optische Falle ist eine optische Einrichtung, die vorteilhafterweise auch außerhalb der Arbeitskammer angeordnet sein kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Veränderungseinrichtung vorgesehen ist, um eine Oberflächenbeschaffenheit des Grundkörpers vor der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung zu verändern.
Ist die Veränderungseinrichtung eine Einrichtung, welche beispielsweise auf Strahlung basiert, so kann sie vorteilhafterweise auch außerhalb der Arbeitskammer angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Veränderungseinrichtung eingerichtet ist, ein die Ausgangsoberfläche ausbildendes Ausgangsmaterial auf die Ausgangsoberfläche aufzutragen und/oder ein die Ausgangsoberfläche ausbildendes Ausgangsmaterial von der Ausgangsoberfläche abzutragen und/oder umzuverteilen und/oder die Ausgangsoberfläche zu glätten und/oder die Ausgangsoberfläche zu passivieren und/oder die Ausgangsoberfläche zu oxidieren und/oder die Ausgangsoberfläche zu terminieren und/oder Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Ausgangsoberfläche zu heilen.
Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise eingerichtet sein, um zu ermöglichen, dass die Ausgangsoberfläche hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert wird, vorzugsweise nitriert und/oder fluoriert und/oder dotiert und/oder gezielt durchmischt und/oder hydriert wird, und/oder die chemischen Bindungsverhältnisse, insbesondere zwischen Einfachbindungen und Doppelbindungen inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert werden, und/oder die Ausgangsoberfläche mittels Atomlagendeposition und/oder Atomlagenätzung und/oder Atomlagen-Prozessierung modifiziert wird.
Insbesondere kann die Veränderungseirichtung eine Atomlagendepositionseinrichtung und/oder eine Atomlagenätzungseinrichtung und/oder eine Atomlagen-Prozessierungseinrichtung aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Veränderungseinrichtung als Heizungseinrichtung zur Glättung der Ausgangsoberfläche ausgebildet ist.
Durch eine Heizeinrichtung kann eine Mobilität der die Ausgangsoberfläche ausbildenden Atome und/oder Moleküle erhöht werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass eventuell vorliegende Defekte der Oberfläche wie beispielsweise Erhebungen oder Vertiefungen durch eine erhöhte Mobilität der die Oberfläche ausbildenden Atome und/oder Moleküle ausgeglichen wird. Beispielsweise können Atome, welche eine Erhebung ausbilden, durch eine erhöhte Mobilität dazu bewegt werden, sich gleichmäßig auf der Ausgangsoberfläche zu verteilen und beispielsweise Einschnitte oder Spalten zu füllen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Veränderungseinrichtung wenigstens teilweise in der Vakuumumgebung angeordnet ist.
Durch eine Anordnung der Veränderungseinrichtung in der Vakuumumgebung kann eine direkte Einwirkung der Veränderungseinrichtung auf die Ausgangsoberfläche erfolgen und die Wirkung muss nicht durch beispielsweise Wände einer vakuumdichten Arbeitskammer hindurch erfolgen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Datenerfassungseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung und/oder die Veränderungseinrichtung abschirmbar ausgebildet sind.
Durch eine Abschirmung der Datenerfassungseinrichtung und/oder der Reinigungseinrichtung und/oder der Veränderungseinrichtung kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass das nachfolgende Bearbeitungsverfahren, insbesondere ein Oberflächenbeschichtungsverfahren, welches beispielsweise in Form eines Sputterverfahrens durchgeführt wird, zu einer unerwünschten Beschichtung und damit Funktionsminderung der Datenerfassungseinrichtung und/oder der Reinigungseinrichtung und/oder der Veränderungseinrichtung führt. Eine zur Abschirmung vorgesehene Abschirmeinrichtung kann beispielsweise durch eine Platte realisiert werden, welche verhindert, dass Teilchen eines Beschichtungsmateriales auf die Einrichtungen gelangen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Recheneinrichtung vorgesehen ist, um aus der Oberflächenbeschaffenheit die Qualifikation der Ausgangsoberfläche für die Bearbeitung durch die Bearbeitungseinrichtung zu bestimmen.
Die Recheneinrichtung ist vorteilhaft, um aus Informationen über die Oberflächenbeschaffenheit der Ausgangsoberfläche, welche beispielsweise durch die Datenerfassungseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung gewonnen werden, auf Grundlage klarer, insbesondere mathematisch formulierter, Kriterien eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche zu berechnen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung aus Daten einer Lichtstreuung eine Rauheit der Ausgangsoberfläche bestimmt und die Qualifikation der Ausgangsoberfläche für die Bearbeitung dann feststellt, wenn die Rauheit einen gewissen Schwellwert unterschreitet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Bearbeitungseinrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf die Ausgangsoberfläche eingerichtet ist.
Optische Eigenschaften und beispielsweise eine Langlebigkeit von optischen Elementen können durch geeignete Beschichtungen vorteilhaft verbessert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Datenerfassungseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung und/oder die Veränderungseinrichtung und/oder die Bearbeitungseinrichtung als kombinierte Einrichtung ausgebildet sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die verschiedenen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Kombinationseinrichtung ausgebildet sind. Hierbei sind die Einrichtungen in einer gemeinsamen Arbeitskammer derart angeordnet, dass eine Bewegung des Grundkörpers zwischen den einzelnen Einrichtungen minimiert ist. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der Grundkörper nicht bewegt werden muss, um die Einwirkungsbereiche der verschiedenen Einrichtungen zu erreichen, sich also zeitgleich in den Einwirkungsbereichen befindet.
Es kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass der Grundkörper rotiert wird, um die Einwirkungsbereiche der verschiedenen Einrichtungen zu erreichen.
Die Erfindung betrifft ferner ein optisches Element, insbesondere einen Spiegel.
Das optische Element, insbesondere ein Spiegel, ist erfindungsgemäß zumindest teilweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder zumindest teilweise mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage.
Projektionsbelichtungsanlagen weisen eine Vielzahl optischer Elemente auf. Insbesondere bei der Verwendung der optischen Elemente mit einer mikrolithografischen DUV (Deep Ultra Violet)-Projektionsbelichtungsanlage und ganz besonders bei der Verwendung mit einer mikrolithografischen EUV (Extreme Ultra Violet)-Projektionsbelichtungsanlage kann ein wenigstens teilweise mit einem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestelltes optisches Element vorteilhaft eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, umfasst ein Beleuchtungssystem, das eine Strahlungsquelle, eine Beleuchtungsoptik und eine Projektionsoptik aufweist, wobei die Beleuchtungsoptik und/oder die Projektionsoptik wenigstens ein optisches Element aufweist.
Das wenigstens eine optische Element ist erfindungsgemäß zumindest teilweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder wenigstens teilweise unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt und/oder ein erfindungsgemäßes optisches Element.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage wenigstens ein erfindungsgemäßes optisches Element, insbesondere in Form wenigstens eines erfindungsgemäßen Spiegels, aufweist.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße optische Element und das erfindungsgemäße Lithografiesystem beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, um die vorstehen beschriebenen Verfahrensschritte, durchzuführen.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1 % oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1 % oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt;
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
4 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
5 eine blockdiagrammmäßige Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
6 eine blockdiagrammmäßige Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
7 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Ausgangsoberfläche eines Grundkörpers auf der exemplarisch verschiedene Strukturen dargestellt sind.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 für die Mikrolithographie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden.
Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 105.
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 115, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle („Laser Produced Plasma“, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle („Gas Discharged Produced Plasma“, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel119. Bei dem Umlenkspiegel 118 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 120 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 119 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 116 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 118, den Feldfacettenspiegel 119 und den Pupillenfacettenspiegel 121.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.
Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 109 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 115. Bei der Projektionsoptik 109 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 109 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 109 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 109 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 109 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.
Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 103 ist der Pupillenfacettenspiegel 121 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Feldfacettenspiegel 119 ist verkippt zur Objektebene 105 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 118 definiert ist.
Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.
In 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 dargestellt. Die DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 weist ein Beleuchtungssystem 201, eine Retikelstage 202 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 203, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 204 bestimmt werden, einen Waferhalter 205 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 204 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 206, mit mehreren optischen Elementen, insbesondere Linsen 207, die über Fassungen 208 in einem Objektivgehäuse 209 der Projektionsoptik 206 gehalten sind, auf.
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen. Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.
3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines optischen Elements 2 (siehe 4) aus einem Grundkörper 3 mit einer Ausgangsoberfläche 4. Die Vorrichtung 1 weist hierbei eine Bearbeitungseinrichtung 5 zur Bearbeitung der Ausgangsoberfläche 4 sowie eine Datenerfassungseinrichtung 6 zur Inspektion und/oder Charakterisierung einer Oberflächenbeschaffenheit der Ausgangsoberfläche 4, insbesondere eines Vorkommens von Fremdkörpern 7 auf der Ausgangsoberfläche 4 auf. Ferner weist die Vorrichtung 1 eine Reinigungseinrichtung 8 zur Reinigung der Ausgangsoberfläche 4 auf. Hierbei basiert eine Feststellung einer Qualifikation der Ausgangsoberfläche 4 für die Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung 5 auf der Inspektion und/oder der Charakterisierung und/oder der Reinigung. Ferner ist eine Vakuumeinrichtung 9 zur Erzeugung einer durchgehenden Vakuumumgebung 19 vorgesehen, um die Ausgangsoberfläche 4 von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche 4 zumindest bis zu einem Beginn der Bearbeitung unter einer durchgehenden Vakuumumgebung 19 zu halten.
Bei dem optischen Element 2 kann es sich beispielsweise um ein optisches Element, insbesondere einen Hohlspiegel, innerhalb der Beleuchtungsoptik 103 und/oder der Projektionsoptik 109, 206 einer der vorstehend beschriebenen Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200 (oder einer sonstigen Projektionsbelichtungsanlage) handeln. Das optische Element kann beispielsweise als Spiegel 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi oder als Linse 207 oder als ein anderes Funktionselement im Strahlengang ausgebildet sein.
Insbesondere kann es sich bei den Funktionselementen beispielsweise um Masken und/oder Wafer-Inspektionssysteme und/oder optische Schaltungen und/oder Hologramme, insbesondere computergenerierte Hologramme und/oder Mikrooptiken und/oder optische Speicher und/oder optoelektronische Elemente und/oder fotolithografische Pellikel und/oder akusto-optische Elemente und/oder magneto-optische Elemente und/oder elektro-optische Elemente handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich insbesondere zur Anwendung bei der Herstellung von Spiegeln für streifenden Einfall (GI-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel), insbesondere für Spiegel für streifenden Einfall die bei Projektionsbelichtungsanlagen Verwendung finden.
Das in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist ferner eingerichtet, um die Ausgangsoberfläche 4 von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche 4 zumindest bis zu einem Abschluss der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung 5 unter einer durchgehenden Vakuumumgebung 19 zu halten.
Die Datenerfassungseinrichtung 6 eignet sich insbesondere zur Inspektion und/oder Charakterisierung der Ausgangsoberfläche 4.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 sind die Datenerfassungseinrichtung 6 und die Reinigungseinrichtung 8 sowie die Bearbeitungseinrichtung 5 wenigstens teilweise in der durchgehenden von der Vakuumeinrichtung 9 erzeugten Vakuumumgebung 19 angeordnet.
Ferner ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel die Vakuumumgebung 19 eine Hochvakuumumgebung.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vakuumumgebung 19 in einer räumlich zusammenhängenden vakuumdichten Arbeitskammer 10 ausgebildet, in welcher die Datenerfassungseinrichtung 6 und die Reinigungseinrichtung 8 sowie die Bearbeitungseinrichtung 5 aufgenommen sind.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Datenerfassungseinrichtung 6 eine Einrichtung zur optischen und/oder mechanischen und/oder elektrischen und/oder akustischen Inspektion und/oder Charakterisierung der geometrischen Kontur der Ausgangsoberfläche 4. Insbesondere kann in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Datenerfassungseinrichtung 6 eine SLS-Einrichtung und/oder ein Interferometer und/oder ein Lichtmikroskop und/oder ein Atomkraftmikroskop (AFM) und/oder ein Rastertunnelmikroskop und/oder ein Rasterelektronenmikroskop und/oder ein Rastertransmissionselektronenmikroskop und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop und/oder eine Messeinrichtung für akustische Oberflächenwellen ist.
Ferner ist die Datenerfassungseinrichtung 6 in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich zur Analyse der stofflichen Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche 4 ausgebildet. Insbesondere kann in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Datenerfassungseinrichtung 6 eine Fluoreszenzmesseinrichtung und/oder eine Röntgenphotoelektronenspektroskopieeinrichtung und/oder ein Spektroskop insbesondere ein Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskop und/oder ein Augerelektronenspektroskop und/oder eine Röntgeneinrichtung ist.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Reinigungseinrichtung 8 als Einrichtung zur Entfernung von Fremdkörpern 7 von der Ausgangsoberfläche 4 ausgebildet. Insbesondere kann in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Reinigungseinrichtung 8 als Absaugeinrichtung und/oder als Drucklufteinrichtung und/oder als Abnahmeeinrichtung, insbesondere als eine Einrichtung zur adhäsiven Abnahme und/oder als Strahlungsfalle, insbesondere als optische Falle, insbesondere als optische Pinzette, und/oder als Desorptionseinrichtung, insbesondere als Laserdesorptionseinrichtung und/oder als Mikrowellendesorptionseinrichtung und/oder als resonanzangepasste Strahlungsdesorptionseinrichtung und/oder als Ätzeinrichtung, insbesondere als Ionenätzeinrichtung und/oder als Ionenstrahlbearbeitungseinrichtung und/oder als Reaktivgasätzeinrichtung und/oder als Aufbringeinrichtung für chemische Additive ausgebildet ist. Die Reinigungseinrichtung 8 kann wenigstens eine, insbesondere auch mehrere der vorgenannten Einrichtungen aufweisen.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist ferner optional eine Veränderungseinrichtung 11 vorgesehen, um eine Oberflächenbeschaffenheit des Grundkörpers 4 vor der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung 5 zu verändern.
Hierbei ist die Veränderungseinrichtung 11 eingerichtet, ein die Ausgangsoberfläche 4 ausbildendes Ausgangsmaterial auf die Ausgangsoberfläche 4 aufzutragen und/oder ein die Ausgangsoberfläche 4 ausbildendes Ausgangsmaterial von der Ausgangsoberfläche 4 abzutragen und/oder umzuverteilen und/oder die Ausgangsoberfläche 4 zu glätten und/oder die Ausgangsoberfläche 4 zu passivieren und/oder die Ausgangsoberfläche 4 zu oxidieren und/oder die Ausgangsoberfläche 4 zu terminieren und/oder Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Ausgangsoberfläche 4 zu heilen.
In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist die Veränderungseinrichtung 11 vorzugsweise als Heizungseinrichtung zur Glättung der Ausgangsoberfläche 4 ausgebildet.
Eine Heizwirkung wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch erzielt, dass die Veränderungseinrichtung 11 Infrarotstrahlung aussendet, welche die Ausgangsoberfläche 4 des Grundkörpers 3 erwärmt.
Ferner ist die Veränderungseinrichtung 11 vorzugsweise, wie dargestellt, in der Vakuumumgebung 19 angeordnet.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Recheneinrichtung 12 vorgesehen, um aus der Oberflächenbeschaffenheit die Qualifikation der Ausgangsoberfläche 4 für eine Bearbeitung durch die Bearbeitungseinrichtung 5 zu bestimmen.
Die Bearbeitungseinrichtung 5 ist im Ausführungsbeispiel zum Aufbringen einer Beschichtung 13 auf die Ausgangsoberfläche 4 eingerichtet.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Datenerfassungseinrichtung 6 und die Reinigungseinrichtung 8 und die Veränderungseinrichtung 11 und die Bearbeitungseinrichtung 5 als kombinierte Einrichtung derart ausgebildet, dass sich der Grundkörper 4 gleichzeitig in einem Einwirkungsbereich der genannten Einrichtungen 5, 6, 8, 11 befindet.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1, wobei die Vakuumumgebung 19 in mehreren wenigstens teilweise aneinander andockbaren und/oder voneinander abdockbaren vakuumdichten Arbeitskammern 10 und einer Transportbox 14 ausgebildet ist.
Die Transportbox 14 ist eingerichtet, um den Grundkörper 3 zwischen den Arbeitskammern 10 zu transportieren. Hierbei ist in einer Arbeitskammer 10 die Datenerfassungseinrichtung 6 und die Reinigungseinrichtung 8 und die Veränderungseinrichtung 11 aufgenommen. In der anderen Arbeitskammer 10 ist die Bearbeitungseinrichtung 5 aufgenommen.
Es können gemäß 4 auch weitere Arbeitskammern 10 vorgesehen sein, insbesondere um die Einrichtungen 5, 6, 8 und 10 einzeln oder in Gruppen aufzunehmen. Wenn die Arbeitskammern 10 wenigstens teilweise aneinander andockbar und/oder voneinander abdockbar ausgebildet sind, kann auf eine Transportbox 14 auch verzichtet werden. Insofern eine Transportbox 14 verwendet wird, kann es auch genügen, wenn diese jeweils mit den Arbeitskammern 10 verbindbar ist. Das heißt, auf ein Andocken und/oder Abdocken der Arbeitskammern 10 kann verzichtet werden.
5 zeigt eine blockdiagrammartige Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines optischen Elements 2, wonach die Ausgangsoberfläche 4 des Grundkörpers 3, insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern 7 auf der Ausgangsoberfläche 4 vor dem Bearbeitungsverfahren, dargestellt durch einen Bearbeitungsblock 15, inspiziert und/oder charakterisiert, dargestellt durch einen Datenerfassungsblock 16 und/oder gereinigt, dargestellt durch einen Reinigungsblock 17, wird und hieraus eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche 4 für das folgende Bearbeitungsverfahren, dargestellt durch den Bearbeitungsblock 15, festgestellt, dargestellt durch einen Feststellungsblock 18, wird. Die Ausgangsoberfläche 4 wird hierbei von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation (Feststellungsblock 18) der Ausgangsoberfläche 4 zumindest bis zu einem Beginn des Bearbeitungsverfahrens (Bearbeitungsblock 15) unter einer durchgehenden Vakuumumgebung, dargestellt in 5 durch einen Vakuumblock 19, gehalten.
Die Vakuumumgebung 19 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Hochvakuumumgebung.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens, wonach die Ausgangsoberfläche 4, von einem Zeitpunkt spätestens während sie inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt wird und zumindest bis zu einem Abschluss des Bearbeitungsverfahrens, unter der durchgehenden Vakuumumgebung 19 gehalten wird. Dies wird in 6 dadurch ersichtlich, dass sich der Datenerfassungsblock 16 und der Reinigungsblock 17 und der Feststellungsblock 18 und der Bearbeitungsblock 15 innerhalb des Vakuumblocks 19, das heißt innerhalb der Vakuumumgebung, befinden.
Die Ausgangsoberfläche 4 wird in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest bis zu einem Abschluss des Bearbeitungsverfahrens 15 unter einer durchgehenden Vakuumumgebung 19 gehalten.
In der durch den Datenerfassungsblock 16 dargestellten Inspektion und/oder Charakterisierung wird eine geometrische Kontur der Ausgangsoberfläche 4, insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern 7, mittels eines optischen und/oder mechanischen und/oder elektrischen und/oder akustischen Messverfahrens inspiziert und/oder charakterisiert. Insbesondere kann das an das Verfahren eine statische Lichtstreuung und/oder eine Interferometrie und/oder eine Lichtmikroskopie und/oder eine Atomkraftmikroskopie und/oder eine Rastertunnelmikroskopie und/oder eine Rasterelektronenmikroskopie und/oder eine Rastertransmissionselektronenmikroskopie und/oder eine Transmissionselektronenmikroskopie und/oder ein Messverfahren für akustische Oberflächenwellen sein.
Ferner ist die durch den Datenerfassungsblock 16 dargestellte Inspektion und/oder Charakterisierung derart ausgebildet, dass eine stoffliche Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche 4, insbesondere das Vorkommen von Fremdkörpern 7, mittels eines Messverfahrens analysiert wird. Insbesondere kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Messverfahren eine Fluoreszenzmessung und/oder eine Röntgenphotoelektronenspektroskopie und/oder eine Spektroskopie, insbesondere eine Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie und/oder eine Augerelektronenspektroskopie und/oder eine Röntgenmessung sein.
Der Reinigungsblock 17 umfasst eine Reinigung, wonach die Ausgangsoberfläche 4 gereinigt wird, indem die Fremdkörper 7 von der Ausgangsoberfläche 4 abgesaugt und/oder abgepustet und/oder adhäsiv abgenommen und/oder verdampft und/oder zerkleinert und/oder abgeätzt und/oder, insbesondere optisch, eingefangen werden.
In den in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist ferner optional vorgesehen, dass die Ausgangsoberfläche 4 vor der Feststellung der Qualifikation mittels eines Veränderungsverfahrens, dargestellt durch einen Veränderungsblock 20, verändert wird.
In den in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Feststellung der Qualifikation, dargestellt durch den Feststellungsblock 18, automatisiert und/oder halbautomatisiert und/oder manuell, basierend auf vordefinierten Regeln und/oder Vergleichsdaten und/oder Referenzen, und/oder mittels Bilderkennungsmethoden und/oder anhand von Simulationen und/oder Modellen erfolgt.
Ferner ist vorgesehen, dass in den Vergleichsdaten und/oder den Referenzen und/oder den Simulationen und/oder den Modellen Informationen über vorbekannte Defekte berücksichtigt, insbesondere bei der Feststellung der Qualifikation im Feststellungsblock 18 ausgenommen, werden.
In den in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass eine Wirkung einer inspizierten und/oder charakterisierten Ausgangsoberfläche 4 anhand von Referenzbildern und/oder Simulationen bewertet wird, wobei in Abhängigkeit der bewerteten Wirkung die Qualifikation, insbesondere eine Klassifizierung, der Ausgangsoberfläche 4 erfolgt und/oder auf die Ausgangsoberfläche 4 einwirkende Maßnahmen abgeleitet werden, wobei die Maßnahmen eine Entfernung von Fremdkörpern 7 und/oder eine Modifikation der Ausgangsoberfläche 4 und/oder eine Übertragung einer Information an einen nachfolgenden Prozessschritt beinhaltet, wobei der nachfolgende Prozessschritt basierend auf der übertragenen Funktion eigene Maßnahmen ableitet, wobei der nachfolgende Prozessschritt in und/oder außerhalb der durchgehenden Vakuumumgebung 19 stattfindet.
Mittels des in dem Veränderungsblock 20 dargestellten Veränderungsverfahren wird eine optische und/oder mechanische und/oder chemische und/oder geometrische Eigenschaft der Ausgangsoberfläche 4 beeinflusst, insbesondere wird eine Strukturierung einzelner Monolagen und/oder eine, insbesondere reaktive, Durchmischung mehrerer Monolagen in einem Multilagenstapel durchgeführt.
Durch das in dem Veränderungsblock 20 dargestellten Veränderungsverfahren kann die Ausgangsoberfläche 4 vor der Feststellung der Qualifikation aufgefüllt und/oder aufgetragen und/oder abgetragen und/oder umverteilt und/oder geglättet und/oder passiviert und/oder oxidiert und/oder terminiert werden. Ferner können Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Oberfläche 4 geheilt werden.
Durch die in den Ausführungsbeispielen der 5 und 6 dargestellten Verfahren können ferner die chemischen und/oder elektrischen und/oder molekularen Eigenschaften der Ausgangsoberfläche 4 vollständig und/oder teilweise inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert werden.
Durch die in den Ausführungsbeispielen der 5 und 6 dargestellten Verfahren kann ferner bewirkt werden, dass die Ausgangsoberfläche 4 hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert wird, vorzugsweise nitriert und/oder fluoriert und/oder dotiert und/oder gezielt durchmischt und/oder hydriert wird, und/oder die chemischen Bindungsverhältnisse, insbesondere zwischen Einfachbindungen und Doppelbindungen inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert werden, und/oder die Ausgangsoberfläche 4 mittels Atomlagendeposition und/oder Atomlagen-Ätzung und/oder Atomlagen-Prozessierung modifiziert wird
Das durch den Bearbeitungsblock 15 dargestellte Bearbeitungsverfahren ist im Ausführungsbeispiel ein Oberflächenbeschichtungsverfahren, durch welches die Ausgangsoberfläche 4 des Grundkörpers 3 beschichtet wird.
Diejenigen Verfahrensschritte, welche in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb des Vakuumblocks 19 befindlich sind, können in der dargestellten Reihenfolge hintereinander mehrfach ausgeführt werden. Insbesondere kann das in der 6 dargestellte Verfahren mehrfach hintereinander ausgeführt werden. D. h., dass während des Bearbeitungsverfahrens zusätzlich die Ausgangsoberfläche 4 und/oder eine Momentanoberfläche des Grundkörpers inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder mittels des Veränderungsverfahrens verändert werden kann.
Der in 6 dargestellte Vakuumblock 19 ermöglicht ferner, dass durchgehende Vakuumbedingungen von Beginn der Inspektion und/oder Charakterisierung 16 und/oder der Reinigung 17 und/oder des Veränderungsverfahrens 20 bis zum Abschluss des Bearbeitungsverfahrens 15 bereitgestellt werden.
Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel des Verfahrens sieht ferner vor, dass die Ausgangsoberfläche (4) und/oder eine wenigstens teilweise mittels des Bearbeitungsverfahrens bearbeitete Ausgangsoberfläche (4) während und/oder nach Abschluss des Bearbeitungsverfahrens inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel des Verfahrens sieht weiterhin vor, dass die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren 20 wenigstens teilweise zyklisch mit dem Bearbeitungsverfahren 15 durchgeführt werden.
Das in 6 dargestellte Verfahren kann beispielsweise vorteilhafterweise in der in 3 dargestellten Vorrichtung 1 durchgeführt werden. Hierbei können die Inspektion und/oder Charakterisierung 16 und/oder die Reinigung 17 und/oder das Veränderungsverfahren 20 sowie das Bearbeitungsverfahren 15 in derselben Einrichtung, insbesondere der Vorrichtung 1, durchgeführt werden.
Die Inspektion und/oder Charakterisierung 16 und/oder die Reinigung 17 und/oder das Veränderungsverfahren 20 können hierbei in einer ersten Arbeitskammer 10 durchgeführt werden und das Bearbeitungsverfahren 15 kann in einer zweiten Arbeitskammer 10 durchgeführt werden. Die Arbeitskammern 10 sollten hierbei derart miteinander verbunden sein, dass in den Arbeitskammern 10 durchgehende Vakuumbedingungen herrschen und der Grundkörper 4 unter durchgehenden Vakuumbedingungen direkt oder unter Verwendung einer Transportbox 14, in der durchgehende Vakuumbedingungen herrschen, von der ersten Arbeitskammer 10 in die zweite Arbeitskammer 10 übergeben wird. Hierbei finden alle Verfahrensschritte innerhalb einer durchgehenden Vakuumumgebung, dargestellt durch den Vakuumblock 19, statt. Der Übergang von den Orten der jeweiligen Verfahrensschritte ist durch die Pfeile zwischen den Blöcken dargestellt. Auch diese Pfeile, d. h. die Übergänge des Grundkörpers 3 zwischen den Orten der einzelnen Verfahrensschritte befinden sich innerhalb der durchgehenden Vakuumumgebung und damit innerhalb des Vakuumblocks 19.
Es kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu der durch den Vakuumblock 19 dargestellten durchgehenden Vakuumumgebung auch durchgehende Umgebungsbedingungen, beispielsweise bezüglich Temperatur und/oder Licht bereitgestellt werden.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Ausgangsoberfläche 4 eines Grundkörpers 3 auf der exemplarisch verschiedene Strukturen dargestellt sind. Die nachfolgend dargestellten Strukturen können einzeln oder in beliebiger Kombination auf einer Ausgangsoberfläche 4 eines Grundkörpers ausgebildet sein. Die Ausgangsoberfläche 4 weist hierbei beispielhaft eine laterale Strukturierung 21 und eine Leiterbahn 22 als teil einer Topgrafie 23 auf. Ferner umfasst die Topgrafie 23 Seitenflächen 24 aufweisende Stufen 25. Die Stufen 25 weisen in dem in 7 dargestellten Beispiel ferner Kanten 26 auf. Weiterhin weist die Ausgangsoberfläche 4 eine Welligkeit 27, eine Rauheit 28 sowie ein Teildeckschichtpaket 10 auf.
Bei einem Verfahren gemäß einem der in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele kann vorgesehen sein, dass auf der Ausgangsoberfläche 4 die laterale Strukturierung 21, vorzugsweise Leiterbahnen 22 und/oder Gitter, und/oder die Topografie 23 ausgebildet und/oder inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Bei einem Verfahren gemäß einem der in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele kann ferner vorgesehen sein, dass die auf der Ausgangsoberfläche 4 vorhandene und/oder aufgebrachte Topografie 23 dadurch verändert wird, dass die Seitenflächen 24 der Stufen 25 gereinigt werden und/oder die Kanten 26 geschärft und/oder abgerundet werden, um vorzugsweise stetige Oberflächen herzustellen.
Bei dem Verfahren gemäß einem der in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele kann weiterhin vorgesehen sein, dass die bereits auf der Ausgangsoberfläche 4 vorhandene und/oder aufgebrachte Topografie 23, insbesondere die Welligkeit 27 und/oder die Rauheit 28 und/oder die Strukturierung und/oder die bereits vorhandenen Stufen 25 in der Ausgangsoberfläche 4 inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Bei dem Verfahren gemäß einem der in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele kann weiterhin vorgesehen sein, dass auf der Ausgangsoberfläche 4 eine Deckschicht und/oder Deckschichtpakete und/oder die Teildeckschichtpakete 29 inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert und/oder aufgebracht werden.
Die in 7 dargestellte Ausgangsoberfläche 4 wird durch eine äußerste Schicht des Grundkörpers 3 ausgebildet, welche eine Schichtdicke von 0,05 nm bis 1000 µm, vorzugsweise von 0,1 nm bis 10 µm, vorzugsweise eine Schichtdicke von 8 nm bis 1 µm aufweist.
Die in 7 dargestellte Ausgangsoberfläche 4 kann hierbei durch eine äußerste Schicht des Grundkörpers 3 ausgebildet werden, welche mehrere, vorzugsweise zwischen 2 und 10 atomare Monolagen des Grundkörpers 3 umfassen kann.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: optisches Element
3: Grundkörper
4: Ausgangsoberfläche
5: Bearbeitungseinrichtung
6: Datenerfassungseinrichtung
7: Fremdkörper
8: Reinigungseinrichtung
9: Vakuumeinrichtung
10: Arbeitskammer
11: Veränderungseinrichtung
12: Recheneinrichtung
13: Beschichtung
14: Transportbox
15: Bearbeitungsblock / Bearbeitungsverfahren
16: Datenerfassungsblock / Inspektion und/oder Charakterisierung
17: Reinigungsblock / Reinigung
18: Feststellungsblock / Qualifikation
19: Vakuumblock / Vakuumumgebung
20: Veränderungsblock / Veränderungsverfahren
21: laterale Strukturierung
22: Leiterbahn
23: Topografie
24: Seitenfläche
25: Stufe
26: Kante
27: Welligkeit
28: Rauheit
29: Teildeckschichtpaket
100: EUV-Projektionsbelichtungsanlage
101: Beleuchtungssystem
102: Strahlungsquelle
103: Beleuchtungsoptik
104: Objektfeld
105: Objektebene
106: Retikel
107: Retikelhalter
108: Retikelverlagerungsantrieb
109: Projektionsoptik
110: Bildfeld
111: Bildebene
112: Wafer
113: Waferhalter
114: Waferverlagerungsantrieb
115: EUV- / Nutz- / Beleuchtungsstrahlung
116: Kollektor
117: Zwischenfokusebene
118: Umlenkspiegel
119: erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegel
120: erste Facetten / Feldfacetten
121: zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegel
122: Spiegel der Projektionsoptik
200: DUV-Projektionsbelichtungsanlage
201: Beleuchtungssystem
202: Retikelstage
203: Retikel
204: Wafer
205: Waferhalter
206: Projektionsoptik
207: Linse
208: Fassung
209: Objektivgehäuse
210: Projektionsstrahl
Mi: Spiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0189, 0193]
US 2006/0132747 A1 [0191]
EP 1614008 B1 [0191]
US 6573978 [0191]
US 2018/0074303 A1 [0210]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements (2), wonach eine Ausgangsoberfläche (4) eines Grundkörpers (3), insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern (7) auf der Ausgangsoberfläche (4), vor einem Bearbeitungsverfahren (15) inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt wird und hieraus eine Qualifikation der Ausgangsoberfläche (4) für das folgende Bearbeitungsverfahren (15) festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche (4) zumindest bis zu einem Beginn des Bearbeitungsverfahrens (15) unter einer durchgehenden Vakuumumgebung (19) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) zumindest bis zu einem Abschluss des Bearbeitungsverfahrens (15) unter einer durchgehenden Vakuumumgebung (19) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumumgebung (19) eine Hochvakuumumgebung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) während sie inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt wird und zumindest bis zu einem Abschluss des Bearbeitungsverfahrens (15) unter der durchgehenden Vakuumumgebung (19) gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine geometrische Kontur der Ausgangsoberfläche (4), insbesondere ein Vorkommen von Fremdkörpern (7), mittels eines optischen und/oder mechanischen und/oder elektrischen und/oder akustischen Messverfahrens, insbesondere mittels einer statischen Lichtstreuung (SLS) und/oder einer Interferometrie und/oder einer Lichtmikroskopie und/oder einer Atomkraftmikroskopie und/oder einer Rastertunnelmikroskopie und/oder einer Rasterelektronenmikroskopie und/oder einer Rastertransmissionselektronenmikroskopie und/oder einer Transmissionselektronenmikroskopie und/oder eines Messverfahrens für akustische Oberflächenwellen inspiziert und/oder charakterisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine stoffliche Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche (4), insbesondere das Vorkommen von Fremdkörpern (7), mittels eines Messverfahrens analysiert wird, insbesondere mittels einer Fluoreszenzmessung und/oder einer Röntgenphotoelektronenspektroskopie und/oder einer Spektroskopie, insbesondere einer Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie und/oder einer Augerelektronenspektroskopie, und/oder eine Röntgenmessung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) gereinigt wird, indem die Fremdkörper (7) von der Ausgangsoberfläche (4) abgesaugt und/oder abgepustet und/oder adhäsiv abgenommen und/oder verdampft und/oder zerkleinert und/oder abgeätzt und/oder, insbesondere optisch, eingefangen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) vor der Feststellung der Qualifikation mittels eines Veränderungsverfahrens (20) verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellung der Qualifikation automatisiert und/oder halbautomatisiert und/oder manuell, basierend auf vordefinierten Regeln und/oder Vergleichsdaten und/oder Referenzen, und/oder mittels Bilderkennungsmethoden und/oder anhand von Simulationen und/oder Modellen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Vergleichsdaten und/oder den Referenzen und/oder den Simulationen und/oder den Modellen Informationen über vorbekannte Defekte berücksichtigt, insbesondere bei der Feststellung der Qualifikation ausgenommen, werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ausgangsoberfläche (4) eine laterale Strukturierung (21), vorzugsweise Leiterbahnen (22) und/oder Gitter, und/oder eine Topografie (23) ausgebildet und/oder inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Ausgangsoberfläche (4) vorhandene und/oder aufgebrachte Topografie (23) dadurch verändert wird, dass Seitenflächen (24) von Stufen (25) gereinigt werden und/oder Kanten (26) geschärft und/oder abgerundet werden, um vorzugsweise stetige Oberflächen herzustellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine bereits auf der Ausgangsoberfläche (4) vorhandene und/oder aufgebrachte Topografie (23), insbesondere eine Welligkeit und/oder eine Rauheit und/oder eine Strukturierung und/oder bereits vorhandene Stufen in der Ausgangsoberfläche (4) inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ausgangsoberfläche (4) eine Deckschicht und/oder Deckschichtpakete und/oder Teildeckschichtpakete (29) inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert und/oder aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkung einer inspizierten und/oder charakterisierten Ausgangsoberfläche (4) anhand von Referenzbildern und/oder Simulationen bewertet wird, wobei in Abhängigkeit der bewerteten Wirkung die Qualifikation, insbesondere eine Klassifizierung, der Ausgangsoberfläche (4) erfolgt und/oder auf die Ausgangsoberfläche (4) einwirkende Maßnahmen abgeleitet werden, wobei die Maßnahmen eine Entfernung von Fremdkörpern (7) und/oder eine Modifikation der Ausgangsoberfläche (4) und/oder eine Übertragung einer Information an einen nachfolgenden Prozessschritt beinhaltet, wobei der nachfolgende Prozessschritt basierend auf der übertragenen Funktion eigene Maßnahmen ableitet, wobei der nachfolgende Prozessschritt in und/oder außerhalb der durchgehenden Vakuumumgebung (19) stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Veränderungsverfahrens (20) eine optische und/oder mechanische und/oder chemische und/oder geometrische Eigenschaft der Ausgangsoberfläche (4) beeinflusst wird, insbesondere eine Strukturierung einzelner Monolagen und/oder eine, insbesondere reaktive, Durchmischung mehrerer Monolagen in einem Multilagenstapel durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) vor der Feststellung der Qualifikation aufgefüllt und/oder aufgetragen und/oder abgetragen und/oder umverteilt und/oder geglättet und/oder passiviert und/oder oxidiert und/oder terminiert wird und/oder Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Ausgangsoberfläche (4) geheilt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) vor der Feststellung der Qualifikation unter der durchgehenden Vakuumumgebung (19) aufgefüllt und/oder aufgetragen und/oder abgetragen und/oder umverteilt und/oder geglättet und/oder passiviert und/oder oxidiert und/oder terminiert wird und/oder Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Ausgangsoberfläche (4) geheilt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die chemischen und/oder elektrischen und/oder molekularen Eigenschaften der Ausgangsoberfläche (4) vollständig und/oder teilweise inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert wird, vorzugsweise nitriert und/oder fluoriert und/oder dotiert und/oder gezielt durchmischt und/oder hydriert wird, und/oder die chemischen Bindungsverhältnisse, insbesondere zwischen Einfachbindungen und Doppelbindungen inspiziert und/oder charakterisiert und/oder verändert werden, und/oder die Ausgangsoberfläche (4) mittels Atomlagendeposition und/oder Atomlagenätzung und/oder Atomlagen-Prozessierung modifiziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) durch eine äußerste Schicht des Grundkörpers (3) ausgebildet wird, welche eine Schichtdicke von 0,05 nm bis 1000 µm, vorzugsweise von 0,1 nm bis 10 µm, vorzugsweise eine Schichtdicke von 8 nm bis 1 µm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) durch eine äußerste Schicht des Grundkörpers (3) ausgebildet wird, welche mehrere, vorzugsweise zwischen 2 und 10 atomare Monolagen des Grundkörpers (3) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsoberfläche (4) und/oder eine wenigstens teilweise mittels des Bearbeitungsverfahrens bearbeitete Ausgangsoberfläche (4) während und/oder nach Abschluss des Bearbeitungsverfahrens (15) inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektion und/oder die Charakterisierung und/oder die Reinigung und/oder das Veränderungsverfahren (20) wenigstens teilweise zyklisch mit dem Bearbeitungsverfahren (15) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsverfahren (15) ein Oberflächenbeschichtungsverfahren ist, durch welches die Ausgangsoberfläche (4) des Grundkörpers (3) beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass während des Bearbeitungsverfahrens (15) zusätzlich die Ausgangsoberfläche (4) und/oder eine Momentanoberfläche des Grundkörpers (3) inspiziert und/oder charakterisiert und/oder gereinigt und/oder mittels des Veränderungsverfahrens (20) verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektion und/oder Charakterisierung (16) und/oder die Reinigung (17) und/oder das Veränderungsverfahren (20) sowie das Bearbeitungsverfahren (15) in derselben Einrichtung durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass durchgehende Umgebungsbedingungen von Beginn der Inspektion und/oder Charakterisierung (16) und/oder der Reinigung (17) und/oder des Veränderungsverfahrens (20) bis zum Abschluss des Bearbeitungsverfahrens (15) bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektion und/oder Charakterisierung (16) und/oder die Reinigung (17) und/oder das Veränderungsverfahren (20) in einer ersten Arbeitskammer (10) durchgeführt wird und das Bearbeitungsverfahren (15) in einer zweiten Arbeitskammer (10) durchgeführt wird, wobei die Arbeitskammern (10) derart miteinander verbunden sind, dass in den Arbeitskammern (10) durchgehende Vakuumbedingungen (19) herrschen und der Grundkörper (3) unter durchgehenden Vakuumbedingungen (19) direkt oder unter Verwendung einer Transportbox (14), in der durchgehende Vakuumbedingungen (19) herrschen, von der ersten Arbeitskammer (10) in die zweite Arbeitskammer (10) übergeben wird.
Vorrichtung (1) zur Herstellung eines optischen Elements (2) aus einem Grundkörper (3) mit einer Ausgangsoberfläche (4), aufweisend eine Bearbeitungseinrichtung (5) zur Bearbeitung der Ausgangsoberfläche (4) sowie eine Datenerfassungseinrichtung (6) zur Inspektion und/oder Charakterisierung einer Oberflächenbeschaffenheit der Ausgangsoberfläche (4), insbesondere eines Vorkommens von Fremdkörpern (7) auf der Ausgangsoberfläche (4), und/oder eine Reinigungseinrichtung (8) zur Reinigung der Ausgangsoberfläche (4), wobei eine Feststellung einer Qualifikation der Ausgangsoberfläche (4) für die Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung (5) auf der Inspektion und/oder der Charakterisierung und/oder der Reinigung basiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vakuumeinrichtung (9) zur Erzeugung einer durchgehenden Vakuumumgebung (19) vorgesehen ist, um die Ausgangsoberfläche (4) von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche (4) zumindest bis zu einem Beginn der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung (5) unter einer durchgehenden Vakuumumgebung (19) zu halten.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eingerichtet ist, um die Ausgangsoberfläche (4) von einem Zeitpunkt spätestens unmittelbar nach der Feststellung der Qualifikation der Ausgangsoberfläche (4) zumindest bis zu einem Abschluss der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung (5) unter einer durchgehenden Vakuumumgebung (19) zu halten.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung (6) und/oder die Reinigungseinrichtung (8) sowie die Bearbeitungseinrichtung (5) wenigstens teilweise in der durchgehenden von der Vakuumeinrichtung (9) erzeugten Vakuumumgebung angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumumgebung (19) eine Hochvakuumumgebung ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumumgebung (19) in einer räumlich zusammenhängenden vakuumdichten Arbeitskammer (10) ausgebildet ist, in welcher die Datenerfassungseinrichtung (6) und/oder die Reinigungseinrichtung (8) sowie die Bearbeitungseinrichtung (5) aufgenommen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumumgebung (19) in mehreren, wenigstens teilweise aneinander andockbaren und/oder voneinander abdockbaren vakuumdichten Arbeitskammern (10) oder in mehreren Arbeitskammern (10) und einer Transportbox (14), um den Grundkörper (3) zwischen den Arbeitskammern (10) zu transportieren ausgebildet ist, wobei in wenigstens einer Arbeitskammer (10) die Datenerfassungseinrichtung (6) und/oder die Reinigungseinrichtung (8) aufgenommen ist und in wenigstens einer Arbeitskammer die Bearbeitungseinrichtung (5) aufgenommen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung (6) eine Einrichtung zur optischen und/oder mechanischen und/oder elektrischen und/oder akustischen Inspektion und/oder Charakterisierung der geometrischen Kontur der Ausgangsoberfläche (3), insbesondere eine SLS-Einrichtung und/oder ein Interferometer und/oder ein Lichtmikroskop und/oder ein Atomkraftmikroskop und/oder ein Rastertunnelmikroskop und/oder ein Rasterelektronenmikroskop und/oder ein Rastertransmissionselektronenmikroskop und/oder ein Transmissionselektronenmikroskop und/oder eine Messeinrichtung für akustische Oberflächenwellen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung (6) zur Analyse der stofflichen Zusammensetzung der Ausgangsoberfläche (4) ausgebildet ist, insbesondere eine Fluoreszenzmesseinrichtung und/oder eine Röntgenphotoelektronenspektroskopieeinrichtung und/oder ein Spektroskop, insbesondere ein Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskop und/oder ein Augerelektronenspektroskop, und/oder eine Röntgeneinrichtung ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (8) als Einrichtung zur Entfernung von Fremdkörpern (7) von der Ausgangsoberfläche (4), insbesondere als Absaugeinrichtung und/oder als Drucklufteinrichtung und/oder als Abnahmeeinrichtung, insbesondere als Einrichtung zur adhäsiven Abnahme und/oder als Strahlungsfalle, insbesondere als optische Falle, und/oder als Desorptionseinrichtung, insbesondere als Laserdesorptionseinrichtung und/oder als Mikrowellendesorptionseinrichtung und/oder resonanzangepasste Strahlungsdesorptionseinrichtung, und/oder als Ätzeinrichtung, insbesondere als lonenätzeinrichtung und/oder als Ionenstrahlbearbeitungseinrichtung und/oder als Reaktivgasätzeinrichtung und/oder als Aufbringeinrichtung für chemische Additive ausgebildet ist oder wenigstens eine, insbesondere mehrere, der Einrichtungen aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderungseinrichtung (11) vorgesehen ist, um eine Oberflächenbeschaffenheit der Ausgangsoberfläche (4) des Grundkörpers (3) vor der Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinrichtung (5) zu verändern.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderungseinrichtung eingerichtet ist, ein die Ausgangsoberfläche (4) ausbildendes Ausgangsmaterial auf die Ausgangsoberfläche (4) aufzutragen und/oder ein die Ausgangsoberfläche (4) ausbildendes Ausgangsmaterial von der Ausgangsoberfläche (4) abzutragen und/oder umzuverteilen und/oder die Ausgangsoberfläche (4) zu glätten und/oder die Ausgangsoberfläche (4) zu passivieren und/oder die Ausgangsoberfläche (4) zu oxidieren und/oder die Ausgangsoberfläche (4) zu terminieren und/oder Risse und/oder Spalten und/oder Vertiefungen und/oder Löcher der Ausgangsoberfläche (4) zu heilen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderungseinrichtung (11) als Heizungseinrichtung zur Glättung der Ausgangsoberfläche (4) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 39 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderungseinrichtung (11) wenigstens teilweise in der Vakuumumgebung angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinrichtung (12) vorgesehen ist, um aus der Oberflächenbeschaffenheit die Qualifikation der Ausgangsoberfläche (4) für die Bearbeitung durch die Bearbeitungseinrichtung (5) zu bestimmen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (5) zum Aufbringen einer Beschichtung (13) auf die Ausgangsoberfläche (4) eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung (6) und/oder die Reinigungseinrichtung (8) und/oder die Veränderungseinrichtung (11) und/oder die Bearbeitungseinrichtung (5) als kombinierte Einrichtung ausgebildet sind.
Optisches Element (2), insbesondere Spiegel, wobei das optische Element (2) zumindest teilweise mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder zumindest teilweise mittels einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 30 hergestellt ist.
Lithografiesystem, insbesondere Projektionsbelichtungsanlage (100, 200) für die Mikrolithographie, mit einem Beleuchtungssystem (101, 201), das eine Strahlungsquelle (102), eine Beleuchtungsoptik (103) und eine Projektionsoptik (109, 206) aufweist, wobei die Beleuchtungsoptik (103) und/oder die Projektionsoptik (109, 206) wenigstens ein optisches Element (2, 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207), aufweist, welches zumindest teilweise mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29 hergestellt ist und/oder wenigstens eines der optischen Elemente (2, 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) wenigstens teilweise unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 30 bis 45 hergestellt ist und/oder wenigstens eines der optischen Elemente (2, 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) ein optisches Element gemäß Anspruch 46 ist.