DE102021205909A1 - Verfahren zur Minimierung von Spannungen in einer Schicht - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung von Spannungen in einer auf einem Substrat (2) für die Halbleitertechnologie aufgebrachten Schicht (3) durch Erwärmung der Schicht (3) mittels elektromagnetischer Strahlung (11) umfassend folgende Verfahrensschritte:- Aufbringen einer die elektromagnetische Strahlung (11) zumindest teilweise absorbierenden Absorptionsschicht (9) auf die Schicht (3).- Erwärmung der Absorptionsschicht (9) durch Bestrahlung mit der elektromagnetischen Strahlung (11).- Entfernen der Absorptionsschicht (11).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung von Spannungen in einer auf einem Substrat aufgebrachten Schicht im Bereich der Halbleitertechnik.
- Bei der Herstellung von transparenten Schichten, wie beispielsweise einer SiO2-Schicht, einer Al2O3-Schicht oder einer amorphen Silizium-Schicht auf einem Substrat eines optischen Elementes für die Halbleiterlithographie, werden durch die bei der Herstellung der Schicht verwendete lonenstützung Punktdefekte erzeugt. Diese sind beispielsweise Gitterfehlstellen, Zwischengitterstellen oder implantierte Ionen. Die Schicht wird aufgedampft und durch Ionenstrahlung verdichtet, wodurch die Porosität der Schicht verringert und die mechanische Stabilität der Schicht erhöht wird. Dies führt zu einer Vermeidung von Wassereinlagerungen und einer damit verbundenen Änderung des Brechungsindexes sowie zu einer verbesserten Polierbarkeit der Schicht.
- Nachteil dieses Verfahrens ist es, dass die Punktdefekte unterschiedliche Dichten im Atomgitter bewirken, wodurch hohe Druckspannungen in der Schicht eingefroren werden. Diese Druckspannungen liegen dabei häufig in einer Höhe von bis zu 100MPa oder darüber, wodurch es zu einer Deformation des unter der Schicht angeordneten Substrats kommen kann. Diese Effekte werden zusätzlich verstärkt, wenn durch das lokale Entfernen der Schicht lokale Deformationen bewirkt werden, wie dies beispielsweise bei computergenerierten Hologrammen der Fall ist, wodurch wiederum die Wellenfront und damit die Beugungseffizienz negativ beeinflusst werden. Zur Ausheilung der Druckspannungen sind Temperprozesse mit Temperaturen in einem Bereich von 200°C - 900°C notwendig. Bei Temperaturen bis 300°C ist nachteilig, dass die Temperprozesse bis zu mehreren Tagen oder sogar Wochen dauern können. Bei höheren Temperaturen wirkt sich die Gefahr einer Schichtvermischung zwischen der SiO2-Schicht und einer oder weiteren auf dem Substrat ausgebildeten Schichten nachteilig auf den Gesamtprozess aus. Außerdem können sich auch die mechanischen und optischen Substrateigenschaften durch das Tempern ungünstig verändern. So kann es zu einer irreversiblen Substratverformung oder zu einer Brechungsindexänderung bzw. Absorptionserhöhung im Substrat kommen.
- Die US-Anmeldung
US2019035512 A1 offenbart ein Verfahren, welches zum Tempern einer EUV-HR-Beschichtung eine Blitzlampenbestrahlung in einem Wellenlängenbereich von 150nm bis 2 µm, insbesondere im Bereich von 250nm bis 1000nm, welches dem durch Xenon-Lampen erzeugtem Spektrum entspricht, verwendet. Der Spektralbereich von 250nm bis 1000nm wird weder von einer SiO2-Schicht, noch von einer Al2O3-Schicht oder von üblicherweise verwendeten Quarzsubstraten ausreichend absorbiert, so dass dieses Verfahren nicht verwendet werden kann. Auch eine amorphe Silizium-Schicht, die eine Basis für nachfolgende Strukturierungsprozesse bildet, absorbiert nur sehr wenig Licht in diesem Wellenlängenbereich. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Minimierung von Spannungen in einer auf einem Substrat eines optischen Elementes für die Halbleiterlithographie aufgebrachten Schicht durch Erwärmung der Schicht mittels elektromagnetischer Strahlung umfasst folgende Verfahrensschritte:
- - Aufbringen einer die elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise absorbierenden Absorptionsschicht auf die Schicht.
- - Erwärmung der Absorptionsschicht durch Bestrahlung mit der elektromagnetischen Strahlung.
- - Entfernen der Absorptionsschicht.
- Die Spannungen in der Schicht, welche sich üblicherweise in Form von Druckspannungen ausbilden und durch den verwendeten Fertigungsprozess wie beispielsweise Aufdampfen der Schicht in Verbindung mit einer Ionenbestrahlung bewirkt werden können, können durch das beschriebene Verfahren vorteilhaft reduziert werden. Dazu wird die mit den Druckspannungen behaftete Schicht durch die Absorption der elektromagnetischen Strahlung in der Absorptionsschicht erwärmt und die Wärme über Konduktion in die darunterliegende Schicht geleitet. Dadurch können die Druckspannungen vergleichbar einem Temperprozess reduziert werden, wobei die Erwärmung vorteilhaft auf den Bereich der Schicht begrenzt werden kann. Dadurch wird die Gefahr einer Schädigung des Substrats durch die Erwärmung reduziert und eine Schichtvermischung zwischen dem Substrat und auf dem Substrat aufgebrachten Schichten vermieden.
- In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Substrat SiO2, Quarz, Zerodur®, ULE®, SFL6 oder BK7 umfassen. Das Substrat kann beispielsweise als Grundkörper einer Linse oder eines Spiegels für eine Projektionsbelichtungsanlage oder als Substrat eines computergenerierten Hologramms für die Verwendung in für die Überprüfung von optischen Oberflächen genutzten Messsystemen ausgebildet sein. Auch andere Einsatzmöglichkeiten des Substrats sind denkbar.
- Weiterhin kann die Schicht als eine SiO2-Schicht oder als eine Al2O3-Schicht oder als ein Mehrfachschichtsystem aus beiden Beschichtungsmaterialien ausgebildet sein und dabei eine Schichtdicke von 10nm bis 10µm aufweisen. Es ist ebenso denkbar, die Schicht als amorphe Silizium-Schicht auszubilden.
- Insbesondere kann die elektromagnetische Strahlung in einem Spektralbereich von 250nm bis 1000nm liegen. Die elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise durch eine Xenonlampe erzeugt werden, welche zur gleichmäßigen Verteilung der Strahlung und zur homogenen Bestrahlung der gesamten Absorptionsschicht eine geeignete Optik umfassen kann.
- Weiterhin kann die Absorptionsschicht mindestens einen der folgenden Stoffe umfassen: Aluminium, Chrom, Hafnium, Titan, Silber, Zirkon, Ruthenium, Rhodium, Platin oder Gold. Auch nicht-metallische Schichten, z.B. aus Kohlenstoff, können zum Einsatz kommen. Diese sind aufgrund ihrer Eigenschaften bezüglich Absorptionsfähigkeit der elektromagnetischen Strahlung, aber auch aufgrund ihrer sonstigen physikalischen Eigenschaften besonders vorteilhaft. Die für das Tempern der Schicht verwendeten Absorptionsschichten sollten zweckmäßigerweise eine über der für das Tempern verwendeten Temperaturen liegende Schmelztemperatur aufweisen. Eine Aluminium-Schicht kann daher lediglich für maximale Temperaturen deutlich unterhalb ihres Schmelzpunktes von 660°C eingesetzt werden. Die Dicke der Absorptionsschicht kann je nach verwendetem Material zwischen 50nm und 200nm betragen und derart ausgebildet sein, dass keine elektromagnetische Strahlung durch Transmission verloren gehen kann. Weiterhin sollte die Schichtreflexion nicht zu hoch sein, so dass eine noch ausreichende Erwärmung durch Absorption bewirkt werden kann.
- Nach dem Tempern kann die Absorptionsschicht durch ein chemisches oder mechanisches Verfahren entfernt werden.
- Insbesondere kann eine der folgenden Säuren oder ein Gemisch derselben für das chemische Verfahren verwendet werden:
- Peroxomonoschwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Perchlorsäure. Je nach verwendeter Absorptionsschicht kann eine geeignete Säure Verwendung finden, die die SiO2-, Al2O3- oder amorphe Silizium-Beschichtung und das Glassubstrat selbst nicht angreifen darf. Für eine Aluminium-Schicht kann beispielsweise Salzsäure, für eine Chrom-Schicht Chrom-Etch, also eine Mischung aus Perchlorsäure und Ammoniumcer(IV)-nitrat, und für eine Gold-Schicht Königswasser, also eine Mischung aus Salzsäure und konzentrierter Salpetersäure im Verhältnis 3 zu 1, verwendet werden.
- Daneben kann eines der folgenden Verfahren zum mechanischen Entfernen der Absorptionsschicht verwendet werden:
- Sputtern, Polieren, Abziehen mittels eines Klebestreifen, einer Haftschicht oder eines CO2-Schneestrahls, im Ultraschallbad oder durch Plasmaätzen mit Fluor- oder Chlor-haltigen Gasen. Ein möglicher Sputterprozess kann beispielsweise mittels Argon-Ionen durchgeführt werden, wobei der Prozess beendet wird, sobald die metallische Beschichtung entfernt wurde, also die Schicht erreicht wird.
- Insbesondere kann zwischen der Absorptionsschicht und der Schicht eine Anti-Haftvermittlerschicht angeordnet sein. Diese zweckmäßigerweise chemisch inerte Anti-Haftvermittlerschicht, wie zum Beispiel eine 2nm bis 20nm dicke Platin-Schicht oder Palladium-Schicht, erleichtert das spätere Entfernen der Absorptionsschicht und wird dabei mit entfernt.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Anteil der durch Absorption der Absorptionsschicht aufgenommenen Menge der elektromagnetischen Strahlung durch eine Mehrfachreflexion erhöht werden. Dies kann beispielsweise durch einen hinter der Xenonlampe oder in der Xenonlampe angeordneten Spiegel realisiert werden. Dadurch wird die an der Absorptionsschicht reflektierte elektromagnetische Strahlung am Spiegel erneut reflektiert und bis zur nahezu vollständigen Aufnahme über Absorption in der Absorptionsschicht im Verfahren erhalten.
- Insbesondere kann die elektromagnetische Strahlung mit einer Energiedichte von 1mJ/cm2 bis 20mJ/cm2 auf die Absorptionsschicht wirken. Die Energiedichte ergibt sich dabei entweder direkt aus der von der Xenonlampe emittierten Energie oder im Fall einer durch einen Spiegel bewirkten Mehrfachreflexion aus der direkten und der vom Spiegel reflektierten Energie und der Fläche der Absorptionsschicht. Dabei kann in erster Näherung die Absorption durch den Spiegel vernachlässigt werden, da dieser zweckmäßigerweise eine auf den von der Absorptionsschicht reflektierten Wellenlängenbereich optimierte Beschichtung aufweist.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die elektromagnetische Strahlung gepulst werden. Dies hat den Vorteil, dass die in die Schicht eingebrachte Energie und damit die Erwärmung der Schicht besser gesteuert und eine homogenere Temperaturverteilung in der Schicht eingestellt werden kann. Vor allem aber wird dabei das Substrat selbst thermisch weniger belastet, so dass schädliche Effekte eines Temperns auf die Substrateigenschaften vermieden werden können. Zugleich kann die Beschichtung dabei kurzfristig auf sehr hohe Temperaturen gebracht werden, so dass die Zeitdauer des Temperns um Größenordnungen (von mehreren Tagen auf einige Pulse verteilt über wenige Minuten) reduziert werden kann. Die gepulste elektromagnetische Strahlung kann durch Xenon-Blitzröhren erzeugt werden, welche beispielsweise auch in Blitzlichtgeräten verwendet werden. Dadurch kann wie bei der Xenonlampe die gleiche Bandbreite an elektromagnetischer Strahlung im Bereich von 250nm bis 1000nm Wellenlänge emittiert werden.
- Weiterhin kann die gepulste elektromagnetische Strahlung eine Pulsdauer von 1µs bis zu 5s aufweisen.
- Insbesondere kann die gepulste elektromagnetische Strahlung ein Tastverhältnis von 1 zu 10 bis 1 zu 1000 aufweisen. Die für das Verfahren verwendeten Parameter wie das Tastverhältnis, die Pulsdauer und die Energiedichte werden durch die verwendete Schicht, die zu tempernde Schicht und die für einen optimierten Temperprozess dieser Schicht notwendigen Temperaturen und Temperaturverläufe bestimmt.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
-
1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Komponente mit einer transparenten Schicht, -
2 eine Komponente mit einer erfindungsgemäßen Absorptionsschicht, und -
3 ein Flussdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Verfahren. -
1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Komponente 1, wie beispielsweise zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms oder eines anderen optischen Elementes, welche ein Substrat 2 mit einer Schicht 3, wie beispielsweise eine SiO2-Schicht oder eine Al2O3-Schicht, umfasst. Das Substrat 2 kann SiO2, Quarz, Zerodur® oder ULE® aufweisen. Die1 zeigt die Komponente 1 zum Zeitpunkt der Herstellung der Schicht 3. Dabei wird ein Schichtmaterial 4 aufgesputtert oder mit einem thermischen Verfahren aufgedampft, was in der1 durch einen Pfeil angedeutet ist und durch Ionenstrahlung 5, welche in der1 durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet wird, verdichtet. Die Ionenstrahlung 5 führt neben der Verdichtung auch dazu, dass Gitterfehlstellen 7 in der Schicht 3 entstehen und Ionen 6 in der Schicht 3 implantiert werden. Beide sogenannten Gitterfehler sind parasitäre Fehler der Ionenstrahlung 5 und führen zu ungewollten Druckspannungen von weit über 100MPa in der Schicht 3, welche zu einer Deformation der Schicht 3 und daraus folgend dem Substrat 2 führen. Insbesondere im Fall eines computergenerierten Hologramms, bei welchem zur Strukturierung der Oberfläche die Schicht 3 bereichsweise, beispielsweise durch Ätzen, entfernt wird, kommt es zu zusätzlichen lokalen Deformationen. Optional kann zwischen der Schicht 3 und dem Substrat 2 noch eine sogenannte Stoppschicht (in der Figur nicht dargestellt) ausgebildet sein, welche beispielsweise beim Strukturieren der Schicht 3 durch Ätzen eine definierte Ätztiefe sicherstellen kann. -
2 zeigt eine Komponente 1 mit einer über eine Anti-Haftvermittlerschicht 13 mit einer Schicht 3 verbundenen erfindungsgemäßen Absorptionsschicht 9, welche dazu ausgebildet ist, eine von einer Blitzlampe 10 emittierte elektromagnetische Strahlung 11 zu absorbieren. Die Blitzlampe 10 kann bevorzugt als eine Xenon-Blitzlampe mit einem emittierten Spektrum von 250nm bis 1000nm ausgebildet sein. Die von der Absorptionsschicht 9 absorbierte Strahlung 11 wird mittels Wärmeleitung, welche in der2 durch nicht gesondert bezeichnete Pfeile dargestellt ist, durch die Anti-Haftvermittlerschicht 13 in die Schicht 3 geleitet, wodurch diese gezielt erwärmt werden kann. Das durch die Erwärmung bewirkte Tempern der Schicht 3 reduziert die Druckspannungen in der Schicht 3 und in der Folge die Deformation der Schicht 3 und des Substrats 2. Das Substrat 2 wird dabei nur im Grenzbereich zur Schicht 3 erwärmt, so dass eine Veränderung oder eine Schädigung des Substratmaterials durch das Tempern minimiert oder sogar ausgeschlossen werden kann. Die für das Tempern der Schicht 3 benötigten Energiedichten liegen in einem Bereich von 1mJ/cm2 und 20mJ/cm2, die bei einer Bestrahlungsdauer von wenigen Mikrosekunden bis zu einigen Sekunden erreicht werden können, wodurch sich Temperaturen unter der Absorptionsschicht 9 von 400°C bis 900°C erreichen lassen. Die Absorptionsschicht 9 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, beispielsweise Aluminium, Chrom, Hafnium, Titan oder Gold. Je nach Material oder Materialkombination kann die Schicht 9 eine Schichtdicke von 50nm bis 200nm aufweisen, die derart gewählt ist, dass die Absorptionsschicht 9 die gesamte Strahlung 11 der Blitzlampe 10 absorbiert oder (teilweise) reflektiert, also keine Strahlung 11 mehr transmittiert. Grundsätzlich sollte die Absorptionsschicht 9 eine hohe Absorption aufweisen und zweckmäßigerweise bei den durch das Tempern erreichten Temperaturen, die bei bis zu 900°C liegen können, stabil bleiben. Die von der Absorptionsschicht 9 reflektierte elektromagnetische Strahlung 11 wird in der in der2 dargestellten Ausführungsform durch einen in der Blitzlampe 10 oder zusätzlich zur Blitzlampe 10 auf der vom Substrat 2 abgewandten Seite der Blitzlampe 10 angeordneten Spiegel 12 reflektiert, so dass nahezu die gesamte von der Blitzlampe 10 emittierte Strahlung 11 über die Zeit absorbiert werden kann. Ein Vorteil des Temperns mit Hilfe der Absorptionsschicht 9 und der Blitzlampe 10 ist es, dass die hohen Anforderungen an die Sauberkeit mit diesem Verfahren im Vergleich zu einem Temperofen leichter zu erfüllen sind, wodurch die Verschmutzung des Substrates 2 durch Partikel vorteilhaft reduziert oder sogar vermieden werden kann. Nach dem Tempern der transparenten Schicht 3 wird die Absorptionsschicht 9 wieder entfernt. Dies kann nasschemisch, durch einen Sputterprozess oder durch Abziehen durch einen Klebestreifen, durch einen Kontaktlack oder ein CO2-Schneestrahlverfahren bewirkt werden. Bei einer nasschemischen Entfernung können beispielsweise Peroxomonoschwefelsäure, Salzsäure oder Königswasser, also ein Gemisch aus konzentrierter Salzsäure und konzentrierter Salpetersäure im Verhältnis 3 zu 1, in Abhängigkeit des oder der verwendeten Materialen der Absorptionsschicht 9 Verwendung finden. Eine Absorptionsschicht 9 mit Aluminimum kann beispielsweise durch Salzsäure entfernt werden und eine Absorptionsschicht 9 mit Chrom oder Gold kann durch Königswasser entfernt werden. Im gezeigten Beispiel wird die Haftung der Absorptionsschicht 9 durch die Anti-Haftvermittlerschicht 13, die beispielsweise als Platin- oder Palladium-Schicht mit einer Schichtdicke von 2nm bis 20nm ausgebildet sein kann, reduziert. Dies erleichtert die Entfernung der Absorptionsschicht 9. Die Anti-Haftvermittlerschicht 13 wird beim Entfernen der Absorptionsschicht 9 mit entfernt. -
3 zeigt ein Flussdiagramm zu einem möglichen Verfahren zur Minimierung von Spannungen in einer auf einem Substrat 2 aufgebrachten Schicht 3 durch Erwärmung mit elektromagnetischer Strahlung 11. - In einem ersten Verfahrensschritt 21 wird eine die elektromagnetische Strahlung 11 zumindest teilweise absorbierende Absorptionsschicht 9 auf der Schicht 3 aufgebracht.
- In einem zweiten Verfahrensschritt 22 wird die Absorptionsschicht 9 durch Bestrahlung mit der elektromagnetischen Strahlung 11 erwärmt.
- In einem dritten Verfahrensschritt 23 wird die Absorptionsschicht 9 entfernt.
- Optional kann vor dem Aufbringen der Absorptionsschicht eine Anti-Haftvermittlerschicht aufgebracht werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Komponente
- 2
- Substrat
- 3
- Schicht
- 4
- Beschichtungsmaterial
- 5
- Ionenstrahlung
- 6
- Ionen
- 7
- Gitterfehlstellen
- 9
- Absorptionsschicht
- 10
- Blitzlampe
- 11
- Strahlung
- 12
- Spiegel
- 13
- Anti-Haftvermittlerschicht
- 21
- Verfahrensschritt 1
- 22
- Verfahrensschritt 2
- 23
- Verfahrensschritt 3
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- US 2019035512 A1 [0004]
Claims (15)
- Verfahren zur Minimierung von Spannungen in einer auf einem Substrat (2) für die Halbleitertechnologie aufgebrachten Schicht (3) durch Erwärmung der Schicht (3) mittels elektromagnetischer Strahlung (11) umfassend folgende Verfahrensschritte: - Aufbringen einer die elektromagnetische Strahlung (11) zumindest teilweise absorbierenden Absorptionsschicht (9) auf die Schicht, - Erwärmung der Absorptionsschicht (9) durch Bestrahlung mit der elektromagnetischen Strahlung (11), - Entfernen der Absorptionsschicht (9).
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) SiO2, Quarz, Zerodur® oder ULE® ,SFL6 oder BK7 umfasst. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (3) als eine SiO2-Schicht, eine Al2O3-Schicht oder eine amorphe Silizium-Schicht oder als Mehrfachschichtsystem aus mindestens zweien der vorgenannten Schichten ausgebildet ist. - Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung (11) in einem Spektralbereich von 250nm bis 1000nm liegt.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Absorptionsschicht (9) mindestens einen der folgenden Stoffe umfasst: Aluminium, Chrom, Hafnium, Titan, Silber, Zirkon, Ruthenium, Rhodium, Platin, Gold oder Kohlenstoff.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Absorptionsschicht (9) durch ein chemisches oder mechanisches Verfahren entfernt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass eine der folgenden Säuren oder ein Gemisch derselben für das chemische Verfahren verwendet wird: Peroxomonoschwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Perchlorsäure. - Verfahren nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass eines der folgenden Verfahren zum mechanischen Entfernen der Absorptionsschicht (9) verwendet wird: Sputtern, Polieren, Abziehen mittels eines Klebestreifen, Plasmaätzen, Ultraschallreinigung und CO2-Strahlen. - Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Absorptionsschicht (9) und der Schicht (3) eine Anti-Haftvermittlerschicht (13) aufgebracht wird.
- Verfahren nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Haftvermittlerschicht (13) Platin oder Palladium enthält. - Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der durch Absorption der Absorptionsschicht (9) aufgenommenen Menge der elektromagnetischen Strahlung (11) durch eine Mehrfachreflexion erhöht wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung (11) mit einer Energiedichte von 1mJ/cm2 bis 20mJ/cm2 auf die Absorptionsschicht (9) wirkt.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung (11) gepulst wird.
- Verfahren nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die gepulste elektromagnetische Strahlung (11) eine Pulsdauer von 1µs bis zu 5s aufweist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 13 oder14 , dadurch gekennzeichnet, dass die gepulste elektromagnetische Strahlung (11) ein Tastverhältnis von 1 zu 10 bis 1 zu 1000 aufweist.
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---|---|---|---|---|
DE102016107969A1 (de) | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spiegel zur Reflexion von EUV-Strahlung mit Spannungskompensation und Verfahren zu dessen Herstellung |
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-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016107969A1 (de) | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spiegel zur Reflexion von EUV-Strahlung mit Spannungskompensation und Verfahren zu dessen Herstellung |
US20190035512A1 (en) | 2017-07-31 | 2019-01-31 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for treating a reflective optical element for the euv wavelength range, method for producing same, and treating apparatus |
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