DE102021207522A1

DE102021207522A1 - Device and method for coating a component for a projection exposure system and component of a projection exposure system

Info

Publication number: DE102021207522A1
Application number: DE102021207522.3A
Authority: DE
Inventors: Daria Kohler; Andreas Sandner; Tobias Meisch
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2021-07-15
Publication date: 2023-01-19
Also published as: WO2023285422A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (50) zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche (32) eines Substrats (31) einer Komponente (30) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Halbleiterlithografie, wobei die Vorrichtung (50) ein Sprühmodul (51) mit einer Sprüheinheit (55) zum Aufbringen der Beschichtung (37) umfasst, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung (50) derart ausgebildet ist, dass die Sprüheinheit (55) und die Substratoberfläche (32) der Komponente (30) relativ zueinander in mindestens zwei Freiheitsgraden bewegbar sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung von mindestens einer Oberfläche (32) eines Substrats (32) einer Komponente (30) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Halbleiterlithografie mit einem Sprühmodul (51) mit einer Sprüheinheit (55) zum Aufbringen der Beschichtung (37) und einer Steuerungseinheit (60) zum Ansteuerung des Sprühmoduls (51), welches sich dadurch auszeichnet, dass die Sprüheinheit (55) und die Substratoberfläche (32) der Komponente (30) während des Beschichtens in mindestens zwei Freiheitsgraden relativ zueinander bewegt werden. Ferner betrifft die Erfindung eine mittels des beschriebenen Verfahrens beschichtete Komponente (30).

The invention relates to a device (50) for coating at least one surface (32) of a substrate (31) of a component (30) of a projection exposure system (1) for semiconductor lithography, the device (50) having a spray module (51) with a spray unit ( 55) for applying the coating (37), which is characterized in that the device (50) is designed in such a way that the spray unit (55) and the substrate surface (32) of the component (30) can be moved relative to one another in at least two degrees of freedom are. The invention also relates to a method for coating at least one surface (32) of a substrate (32) of a component (30) of a projection exposure system (1) for semiconductor lithography with a spray module (51) with a spray unit (55) for applying the coating ( 37) and a control unit (60) for controlling the spray module (51), which is characterized in that the spray unit (55) and the substrate surface (32) of the component (30) are moved in at least two degrees of freedom relative to one another during coating. The invention also relates to a component (30) coated by means of the method described.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beschichtung einer Komponente für eine Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere zur Beschichtung mit einem Haftvermittler oder einem Fotolack. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie.The invention relates to a device and a method for coating a component for a projection exposure system, in particular for coating with an adhesion promoter or a photoresist. Furthermore, the invention relates to a component of a projection exposure system for semiconductor lithography.

Fotolithografische Techniken werden zur Herstellung von Schichtstrukturen eingesetzt, indem ein strahlungsempfindliches Material auf die zu strukturierende Oberfläche aufgebracht und mit Hilfe von Masken oder lokal angewandten Strahlschreibgeräten unter Anwendung von elektromagnetischer Wellen bestrahlt und anschließend entwickelt wird. Auf diese Weise lassen sich Strukturen auf ein Substrat, wie beispielsweise einen Wafer, aber auch auf Substrate einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie erzeugen. Dabei kann die Bestrahlung mittels elektromagnetischer Wellen mit einer Wellenlänge im Bereich von ca. 500nm und darunter erfolgen. Fotolithografische Verfahren finden auch eine breite Anwendung im Bereich der Herstellung von Halbleiterschaltungen, Sensoren und mikrotechnischen Systemen. Bei diesen Anwendungen kommen überwiegend makroskopisch ebene Substrate zur Anwendung oder die Aufbringung der Strukturen beschränkt sich auf sehr kleine Teilbereiche einer Oberfläche. Die Aufbringung der zur Herstellung der gewünschten Strukturen erforderlichen Beschichtung erfolgt in der Regel durch Schleuderverfahren oder durch Sprühbeschichtung, die auch als Sprühbelackung bezeichnet wird. Neben dem Fotolack werden zunehmend auch - oftmals über Lösungen oder Gasabscheidung - sogenannte Haftvermittler aufgebracht, welche die Haftung des Fotolacks auf dem Substrat verbessern.Photolithographic techniques are used to produce layer structures by applying a radiation-sensitive material to the surface to be structured and irradiating it with the aid of masks or locally applied jet writing devices using electromagnetic waves and then developing it. In this way, structures can be produced on a substrate, such as a wafer, but also on substrates of a component of a projection exposure system for semiconductor lithography. In this case, the irradiation can take place by means of electromagnetic waves with a wavelength in the range of approx. 500 nm and below. Photolithographic processes are also widely used in the manufacture of semiconductor circuits, sensors and microtechnical systems. In these applications, macroscopically flat substrates are predominantly used, or the application of the structures is limited to very small sub-areas of a surface. The coating required to produce the desired structures is usually applied by centrifugal processes or by spray coating, which is also referred to as spray coating. In addition to the photoresist, so-called adhesion promoters, which improve the adhesion of the photoresist to the substrate, are also increasingly being applied - often via solutions or gas deposition.

Beim Schleuderverfahren wird die gewünschte Beschichtungsdicke mittels der Rotationsgeschwindigkeit beim Schleudern und der Viskosität des Fotolacks beziehungsweise des Haftvermittlers eingestellt. Je nach Anwendung werden Beschichtungsschichtdicken von einer Stärke von einer Atommonolage bis zu einigen 100 µm benötigt, wobei die Schicht im Bereich der zu strukturierenden Oberfläche allerdings mit großer Homogenität aufgebracht werden muss. Dieses Verfahren ist auf makroskopisch ebene Oberflächen beschränkt.In the centrifugal process, the desired coating thickness is set using the rotational speed during centrifugal spinning and the viscosity of the photoresist or the adhesion promoter. Depending on the application, coating layer thicknesses ranging from one atomic monolayer to a few 100 µm are required, although the layer in the area of the surface to be structured must be applied with great homogeneity. This method is limited to macroscopically flat surfaces.

Beim Sprühbelacken wird über eine Düse die aufzubringende Lösung auf das Substrat, wie beispielsweise auf einen Wafer gesprüht. Ein optimierter Verfahrweg der Düse über den Wafer sorgt für ein gleichmäßiges Aufbringen der Lackschicht auf den Wafer. Die Lösungen zum Sprühbelacken sind in der Regel durch eine sehr geringe Viskosität gekennzeichnet, die eine feine Tröpfchenbildung garantiert, wobei die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen für die Belackung von Substraten mit nicht ebenen Substratoberflächen und/oder im Vergleich zu den auf Wafern ausgebildeten Strukturen sehr hohen Strukturen nicht eingerichtet sind.In spray coating, the solution to be applied is sprayed onto the substrate, such as a wafer, via a nozzle. An optimized traversing path of the nozzle over the wafer ensures that the coating layer is evenly applied to the wafer. The solutions for spray coating are usually characterized by a very low viscosity, which guarantees fine droplet formation, the devices known from the prior art for coating substrates with non-planar substrate surfaces and/or structures formed on wafers compared very high structures are not set up.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschichtung von Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage und eine Komponente anzugeben.The object of the present invention is to provide a device which eliminates the disadvantages of the prior art described above. A further object of the invention is to specify a method for coating components of a projection exposure system and a component.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, ein Verfahren und eine Komponente mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This object is achieved by a device, a method and a component having the features of the independent claims. The dependent claims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines Substrats einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie umfasst ein Sprühmodul mit einer Sprüheinheit zum Aufbringen der Beschichtung, insbesondere einer Beschichtung mit einem Haftvermittler, und zeichnet sich dadurch aus, dass sie derart ausgebildet ist, dass die Sprüheinheit und die Substratoberfläche der Komponente relativ zueinander in mindestens zwei Freiheitsgraden bewegbar sind.A device according to the invention for coating at least one surface of a substrate of a component of a projection exposure system for semiconductor lithography comprises a spray module with a spray unit for applying the coating, in particular a coating with an adhesion promoter, and is characterized in that it is designed in such a way that the spray unit and the substrate surface of the component are movable relative to each other in at least two degrees of freedom.

Dabei kann die Substratoberfläche nicht ebene Oberflächen aufweisen. Nicht ebene Oberflächen können insbesondere sphärisch oder asphärisch ausgebildete Oberflächen von optischen Komponenten, wie beispielsweise von Linsen, Spiegeln oder Filtern oder von einem Kollektorspiegel in einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage, sein. Nicht ebene Oberflächen können auch auf makroskopisch flachen Oberflächen von Komponenten in Form von im Vergleich zu Fotomasken oder Wafern großen Strukturen ausgebildet sein. Im Fall einer sphärischen Oberfläche sind bereits zwei Freiheitsgrade ausreichend, um die gesamte Oberfläche mit einer Sprüheinheit zu besprühen.In this case, the substrate surface may not have flat surfaces. Non-planar surfaces can in particular be spherical or aspherical surfaces of optical components, such as lenses, mirrors or filters or of a collector mirror in an illumination system of a projection exposure system. Non-planar surfaces can also be formed on macroscopically flat surfaces of components in the form of structures that are large compared to photomasks or wafers. In the case of a spherical surface, two degrees of freedom are sufficient to spray the entire surface with one spray unit.

Insbesondere können die zwei Freiheitsgrade als Rotationsfreiheitsgrade ausgebildet sein. Der erste Rotationsfreiheitsgrad kann um eine Rotationsachse durch den Mittelpunkt der Sphäre verlaufen. Der zweite Rotationsfreiheitsgrad kann um eine Rotationsachse durch den Mittelpunkt der Sphäre und senkrecht zur ersten Rotationsachse verlaufen. Während der erste Rotationsfreiheitsgrad die Sprüheinheit mit einer Düse von einem Rand einer Halbsphäre zum um 180° gegenüberliegenden Rand der Halbsphäre pendeln lässt, kann der zweite senkrecht zum ersten Rotationsfreiheitsgrad ausgebildete Rotationsfreiheitsgrad die Halbsphäre unter dem durch die Rotation des Sprühkopfes besprühten Bereich rotieren lassen, wodurch die gesamte Innenoberfläche der Halbsphäre besprüht werden kann.In particular, the two degrees of freedom can be designed as rotational degrees of freedom. The first rotational degree of freedom can be about a rotational axis through the center of the sphere. The second rotational degree of freedom can be about an axis of rotation through the center of the sphere and perpendicular to the first axis of rotation. While the first rotational degree of freedom allows the spray unit to oscillate with a nozzle from one edge of a hemisphere to the 180° opposite edge of the hemisphere, the second rotational degree of freedom can be configured perpendicular to the first rotational degree of freedom Rotational degree of freedom to rotate the hemisphere under the area sprayed by the rotation of the spray head, thereby allowing the entire inner surface of the hemisphere to be sprayed.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Sprühmodul eine Kinematik zur Bewegung der Sprüheinheit umfassen. Die Kinematik kann beispielsweise als Roboterarm oder als X-, Y-, Z-Tisch ausgebildet sein.In a further embodiment, the spray module can include kinematics for moving the spray unit. The kinematics can be designed, for example, as a robot arm or as an X, Y, Z table.

Insbesondere kann das Sprühmodul derart ausgebildet sein, dass die Sprüheinheit in sechs Freiheitgraden bewegbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Sprührichtung der Sprüheinheit zu jedem Bereich der Substratoberfläche senkrecht oder in jedem anderen Winkel ausgerichtet werden kann. Dadurch kann eine gleichmäßige Aufbringung der Beschichtung auf die Substratoberfläche sichergestellt werden.In particular, the spray module can be designed in such a way that the spray unit can be moved in six degrees of freedom. This has the advantage that the spraying direction of the spraying unit can be aligned perpendicular to any area of the substrate surface or at any other angle. This ensures that the coating is applied evenly to the substrate surface.

Weiterhin kann die Sprüheinheit eine austauschbare Düse umfassen. Die Düse erzeugt in Abhängigkeit des Drucks, des Durchsatzes und der Viskosität eines zum Beschichten der Substratoberfläche verwendeten Fluids ein vorbestimmtes Sprühbild.Furthermore, the spray unit can include an exchangeable nozzle. The nozzle generates a predetermined spray pattern as a function of the pressure, the throughput and the viscosity of a fluid used to coat the substrate surface.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung des Sprühmoduls umfassen. Die Steuerungseinheit kann neben der Ansteuerung des Sprühmoduls auch noch andere in der Anmeldung nicht näher beschriebene Parameter der Vorrichtung, wie beispielsweise die Umgebungsbedingungen in der Vorrichtung oder ein automatisiertes Handlingssystem zum Zuführen und Herausnehmen der Komponente in die Vorrichtung ansteuern. Die Steuerungseinheit kann, wie weiter unten noch im Detail beschrieben wird, die Relativbewegung der Sprüheinheit zur Substratoberfläche, das Sprühbild und die Zusammensetzung des für die Beschichtung verwendeten Fluids bestimmen und steuern.In a further exemplary embodiment, the device can comprise a control unit for controlling the spray module. In addition to controlling the spray module, the control unit can also control other parameters of the device not described in detail in the application, such as the ambient conditions in the device or an automated handling system for feeding and removing the components into the device. As will be described in detail further below, the control unit can determine and control the movement of the spray unit relative to the substrate surface, the spray pattern and the composition of the fluid used for the coating.

Weiterhin kann eine Sprührichtung der Sprüheinheit in unterschiedlichen Winkeln zur Schwerkraft ausrichtbar sein. Dadurch kann das Substrat beispielsweise über Kopf angeordnet werden, so dass die Sprührichtung überwiegend entgegen der Schwerkraft nach oben gerichtet ist. Dadurch kann beispielsweise ein Tropfen der Düse auf die Substratoberfläche vorteilhaft vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der über Kopf Anordnung der Substratoberfläche ist eine Reduzierung der Kontamination der Substratoberfläche auf Grund von der Schwerkraft folgenden Partikeln. Die Verkippung der Substratoberfläche gegenüber der Schwerkraft kann generell den Vorteil haben, dass dadurch weitere Parameter zur Optimierung des Fließverhaltens der aufgesprühten Beschichtung und des Sprühbilds zur Verfügung stehen.Furthermore, a spray direction of the spray unit can be aligned at different angles to gravity. As a result, the substrate can be arranged upside down, for example, so that the spraying direction is primarily directed upwards, counter to the force of gravity. As a result, for example, dripping from the nozzle onto the substrate surface can advantageously be avoided. Another advantage of the overhead arrangement of the substrate surface is a reduction in contamination of the substrate surface due to gravity-following particles. The tilting of the substrate surface with respect to gravity can generally have the advantage that further parameters are available for optimizing the flow behavior of the sprayed coating and the spray pattern.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Beschichtung von mindestens einer Oberfläche eines Substrats einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, insbesondere zur Beschichtung mit einem Haftvermittler, verwendet ein Sprühmodul mit einer Sprüheinheit zum Aufbringen der Beschichtung und eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung des Sprühmoduls. Es zeichnet sich dadurch aus, dass die Sprüheinheit und die Substratoberfläche der Komponente während des Beschichtens in mindestens zwei Freiheitsgraden relativ zueinander bewegt werden.A method according to the invention for coating at least one surface of a substrate of a component of a projection exposure system for semiconductor lithography, in particular for coating with an adhesion promoter, uses a spray module with a spray unit for applying the coating and a control unit for controlling the spray module. It is characterized in that the spray unit and the substrate surface of the component are moved in at least two degrees of freedom relative to one another during coating.

Insbesondere können die zwei Freiheitsgrade als Rotationsfreiheitsgrade ausgebildet sein, womit im Fall einer nicht ebenen, sphärischen Oberfläche wie weiter oben bereits beschrieben die gesamte Oberfläche besprüht werden kann.In particular, the two degrees of freedom can be in the form of rotational degrees of freedom, with which, in the case of a non-planar, spherical surface, as already described above, the entire surface can be sprayed.

Weiterhin kann die Steuereinheit auf Basis von vorbestimmten Anforderungen an die Beschichtung und/oder auf Basis einer Geometrie der Substratoberfläche eine Bahnkurve der Sprüheinheit relativ zur Substratoberfläche für das Beschichten der Substratoberfläche bestimmen.Furthermore, the control unit can determine a trajectory of the spray unit relative to the substrate surface for coating the substrate surface on the basis of predetermined requirements for the coating and/or on the basis of a geometry of the substrate surface.

Insbesondere kann die Bahnkurve dabei den Abstand zwischen einer Düse der Sprüheinheit und der Substratoberfläche und/oder die Relativgeschwindigkeit zwischen der Düse und der Substratoberfläche und/oder den Winkel zwischen der Sprührichtung der Düse und dem besprühten Oberflächenbereich und/oder den von der Düse zurückgelegten Weg über die Substratfläche während der Beschichtung umfassen. Durch die vorbestimmte Bahnkurve, die mit Hilfe der Ansteuerung abgefahren werden kann, wird vorteilhafterweise ein gleichmäßiger Auftrag des Fluids und eine daraus resultierende gleichmäßige Schichtdicke der Beschichtung auf der Substratoberfläche sichergestellt.In particular, the trajectory can show the distance between a nozzle of the spray unit and the substrate surface and/or the relative speed between the nozzle and the substrate surface and/or the angle between the spray direction of the nozzle and the sprayed surface area and/or the path covered by the nozzle encompass the substrate surface during coating. A uniform application of the fluid and a resulting uniform layer thickness of the coating on the substrate surface are advantageously ensured by the predetermined path curve, which can be followed with the aid of the control.

Weiterhin kann die Steuereinheit auf Basis von vorbestimmten Anforderungen an die Beschichtung und/oder auf Basis der Geometrie der Substratoberfläche ein Sprühbild für das Beschichten der Substratoberfläche bestimmen. Das Sprühbild ist die Geometrie der besprühten Fläche und kann sich abhängig von verschiedenen Parametern unterscheiden und beispielsweise ringförmig, flächig rund, aber auch oval, oder nahezu rechteckig ausgebildet sein.Furthermore, the control unit can determine a spray pattern for the coating of the substrate surface on the basis of predetermined requirements for the coating and/or on the basis of the geometry of the substrate surface. The spray pattern is the geometry of the sprayed surface and can differ depending on various parameters and can be ring-shaped, flat, round, but also oval or almost rectangular.

Insbesondere können die Parameter für das Sprühbild die Geometrie des Sprühbildes und/oder die Form der Düse und/oder den Druck und/oder die Temperatur und/oder die Tröpfchengröße des verwendeten Fluids und/oder den Durchsatz des Fluids umfassen.In particular, the parameters for the spray pattern can be the geometry of the spray pattern and/or the shape of the nozzle and/or the pressure and/or the temperature and/or the droplet size of the fluid used and/or the throughput of the fluid.

Weiterhin kann die Steuereinheit auf Basis von vorbestimmten Anforderungen an die Beschichtung und/oder der Geometrie der Substratoberfläche die Zusammensetzung des zum Beschichten verwendeten Fluids bestimmen.Furthermore, the control unit can determine the composition of the fluid used for coating on the basis of predetermined requirements for the coating and/or the geometry of the substrate surface.

Insbesondere kann die Zusammensetzung des zum Beschichten verwendeten Fluids das Mischungsverhältnis von Beschichtungsmaterial, Lösungsmittel und/oder anderen Zusatzstoffen umfassen. Im Fall von der Beschichtung der Substratoberfläche mit einem Haftvermittler kann das Beschichtungsmaterial beispielsweise Hexamethyldisilazan, Silanverbindungen, organische Titanverbindungen, anorganische und organische Polymere, anorganische Verbindungen oder organische Verbindungen aufweisen, das Lösungsmittel Propylenglykolmonomethylacetat aufweisen, und/oder weitere Zusatzstoffe Anwendung finden. Die Mischungsverhältnisse können dabei in einem weiten Bereich liegen. Das Mischungsverhältnis kann auch Einfluss auf die Trocknungsdauer des Fluids auf der Substratoberfläche nehmen, wodurch an Flächen mit einer auf Grund der Ausrichtung zur Gravitation starken Fließkraft die Zusammensetzung des Fluids im Vergleich zu ebenen Flächen trockener, also mit weniger Lösungsmittel, ausgebildet sein kann.In particular, the composition of the fluid used for coating can include the mixing ratio of coating material, solvent and/or other additives. If the substrate surface is coated with an adhesion promoter, the coating material can contain, for example, hexamethyldisilazane, silane compounds, organic titanium compounds, inorganic and organic polymers, inorganic compounds or organic compounds, the solvent can contain propylene glycol monomethyl acetate, and/or other additives can be used. The mixing ratios can be within a wide range. The mixing ratio can also influence the drying time of the fluid on the substrate surface, which means that the composition of the fluid can be drier, i.e. with less solvent, on surfaces with a strong flow force due to the orientation to gravity compared to flat surfaces.

Weiterhin können die Parameter für die Bahnkurve, für das Sprühbild und/oder die Zusammensetzung des zum Beschichten verwendeten Fluids während der Beschichtung variiert werden. Die Anpassung an die Geometrie der Substratoberfläche führt fast automatisch zu einer Variation der Parameter während der Beschichtung um eine gleichmäßige Schichtdicke der Beschichtung zu erreichen, wobei der Vollständigkeit halber auch erwähnt sei, dass alle oder eine Auswahl der Parameter auch konstant gehalten werden können. Durch die Bestimmung aller weiter oben genannten Parameter, insbesondere durch die Relativbewegung der Sprüheinheit zur Substratoberfläche in bis zu sechs Freiheitsgraden kann die Beschichtungsqualität, insbesondere die gleichmäßige Schichtdicke, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft verbessert werden. Dadurch ist auch eine Beschichtung von nicht ebenen Substratoberflächen und komplexen Strukturen möglich.Furthermore, the parameters for the trajectory, for the spray pattern and/or the composition of the fluid used for coating can be varied during coating. The adaptation to the geometry of the substrate surface almost automatically leads to a variation of the parameters during the coating in order to achieve a uniform layer thickness of the coating, whereby for the sake of completeness it should also be mentioned that all or a selection of the parameters can also be kept constant. By determining all of the above parameters, in particular by moving the spray unit relative to the substrate surface in up to six degrees of freedom, the coating quality, in particular the uniform layer thickness, can be advantageously improved by the device according to the invention and the method according to the invention. As a result, it is also possible to coat non-planar substrate surfaces and complex structures.

Daneben kann die Sprührichtung der Sprüheinheit einen Winkel zwischen 0° und 180° Grad, bevorzugt zwischen 150° und 180° Grad oder zwischen 45° und 135° Grad in Richtung der Schwerkraft aufweisen. Durch die variable Einstellung der Sprührichtung kann das Substrat beispielsweise über Kopf angeordnet werden, so dass die Sprührichtung überwiegend entgegen der Schwerkraft noch oben gerichtet ist. Dadurch kann beispielsweise ein Tropfen der Düse auf die Substratoberfläche vorteilhaft vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der über Kopf Anordnung der Substratoberfläche ist eine Reduzierung der Kontamination der Substratoberfläche auf Grund von durch die Schwerkraft bewegten Partikeln. Die Verkippung der Substratoberfläche gegenüber der Schwerkraft kann generell den Vorteil haben, dass dadurch weitere Parameter zur Optimierung des Fließverhaltens der aufgesprühten Beschichtung und des Sprühbilds zur Verfügung stehen.In addition, the spraying direction of the spraying unit can have an angle between 0° and 180° degrees, preferably between 150° and 180° degrees or between 45° and 135° degrees in the direction of gravity. Due to the variable setting of the spray direction, the substrate can be arranged overhead, for example, so that the spray direction is mainly directed upwards against gravity. As a result, for example, dripping from the nozzle onto the substrate surface can advantageously be avoided. Another advantage of the overhead arrangement of the substrate surface is a reduction in contamination of the substrate surface due to particles moved by gravity. The tilting of the substrate surface with respect to gravity can generally have the advantage that further parameters are available for optimizing the flow behavior of the sprayed coating and the spray pattern.

Eine erfindungsgemäße Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie mit einer Beschichtung, welche einen Haftvermittler umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass die Beschichtung mittels eines der weiter oben erläuterten Verfahren aufgebracht ist.A component according to the invention of a projection exposure system for semiconductor lithography with a coating that includes an adhesion promoter is characterized in that the coating is applied by means of one of the methods explained above.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2 eine mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Schleuderverfahren beschichtete Substratoberfläche, und
3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beschichtung einer Substratoberfläche.

Exemplary embodiments and variants of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it

1 a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography,
2 a substrate surface coated by a spin-coating method known in the art, and
3 a device according to the invention for coating a substrate surface.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.The following are first with reference to the 1 the essential components of a projection exposure system 1 for microlithography are described as an example. The description of the basic structure of the projection exposure system 1 and its components are not understood to be restrictive.

Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. In an alternative embodiment, the light source 3 can also be provided as a separate module from the rest of the illumination system. In this case the lighting system does not include the light source 3 .

Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.A reticle 7 arranged in the object field 5 is exposed. The reticle 7 is held by a reticle holder 8 . The reticle holder 8 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 9 .

In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In the 1 a Cartesian xyz coordinate system is drawn in for explanation. the x Direction runs perpendicular to the plane of the drawing. The y-direction is horizontal and the z-direction is vertical. The scanning direction is in the 1 along the y-direction. The z-direction runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 includes projection optics 10. The projection optics 10 are used to image the object field 5 in an image field 11 in an image plane 12. The image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, there is also an angle other than 0° between the object plane 6 and the Image plane 12 possible.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12 . The wafer 13 is held by a wafer holder 14 . The wafer holder 14 can be displaced in particular along the y-direction via a wafer displacement drive 15 . The displacement of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 on the one hand and the wafer 13 on the other hand via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with one another.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 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 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The radiation source 3 is an EUV radiation source. The radiation source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light. In particular, the useful radiation has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The radiation source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (laser produced plasma, plasma generated with the aid of a laser) or a DPP Source (Gas Discharged Produced Plasma). It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source 3 can be a free-electron laser (free-electron laser, FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 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 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16 emanating from the radiation source 3 is bundled by a collector 17 . The collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 17 can be exposed to the illumination radiation 16 in grazing incidence (Grazing Incidence, GI), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence less than 45° will. The collector 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focal plane 18. The intermediate focal plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the radiation source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 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 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The illumination optics 4 comprises a deflection mirror 19 and a first facet mirror 20 downstream of this in the beam path. The deflection mirror 19 can be a plane deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter, which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength. If the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 which is optically conjugate to the object plane 6 as the field plane, it is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 20 includes a multiplicity of individual first facets 21, which are also referred to below as field facets. Of these facets 21 are in the 1 only a few shown as examples.

Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 21 can be embodied as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour. The first facets 21 can be embodied as planar facets or alternatively as convexly or concavely curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.Like for example from the DE 10 2008 009 600 A1 is known, the first facets 21 themselves can each also be composed of a large number of individual mirrors, in particular a large number of micromirrors. The first facet mirror 20 can be embodied in particular as a microelectromechanical system (MEMS system). For details refer to the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.The illumination radiation 16 runs horizontally between the collector 17 and the deflection mirror 19, ie along the y-direction.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 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 .A second facet mirror 22 is arranged downstream of the first facet mirror 20 in the beam path of the illumination optics 4. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 4 . In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the U.S. 6,573,978 .

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 22 includes a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 23 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.The second facets 23 can also be macroscopic facets, which can have round, rectangular or hexagonal borders, for example, or alternatively facets composed of micromirrors. In this regard, also on the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 23 can have plane or alternatively convexly or concavely curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as a honeycomb condenser (Fly's Eye Integrator).

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.It can be advantageous not to arrange the second facet mirror 22 exactly in a plane which is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 10 . In particular, the pupil facet mirror 22 can be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as is the case, for example, in FIG DE 10 2017 220 586 A1 is described.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.The individual first facets 21 are imaged in the object field 5 with the aid of the second facet mirror 22 . The second facet mirror 22 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 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 (Gl-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.In another embodiment of the illumination optics 4 that is not shown, transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5 , which particularly contributes to the imaging of the first facets 21 in the object field 5 . The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also have two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 4 . The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for normal incidence (NI mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (Gl mirror, gracing incidence mirror).

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.The illumination optics 4 has the version in which 1 shown, exactly three mirrors after the collector 17, namely the deflection mirror 19, the field facet mirror 20 and the pupil facet mirror 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the illumination optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets 21 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and transmission optics in the object plane 6 is generally only an approximate imaging.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection optics 10 includes a plurality of mirrors Mi, which are numbered consecutively according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1 .

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 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 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 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.At the in the 1 example shown, the projection optics 10 includes six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 are doubly obscured optics. The projection optics 10 has an image-side numerical aperture which is greater than 0.5 and which can also be greater than 0.6 and which can be 0.7 or 0.75, for example.

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 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. Just like the mirrors of the illumination optics 4, the mirrors Mi can have highly reflective coatings for the illumination radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The projection optics 10 has a large object-image offset in the y-direction between a y-coordinate of a center of the object field 5 and a y-coordinate of the center of the image field 11. This object-image offset in the y-direction can be something like this be as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.

Die Projektionsoptik 10 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 10 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.The projection optics 10 can in particular be anamorphic. She points in particular separate different magnifications βx, βy in x- and y-direction. The two image scales βx, βy of the projection optics 10 are preferably at (βx, βy)=(+/−0.25, +/-0.125). A positive image scale β means an image without image reversal. A negative sign for the imaging scale β means imaging with image inversion.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 10 thus leads to a reduction in the ratio 4:1 in the x-direction, ie in the direction perpendicular to the scanning direction.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 10 lead to a reduction of 8:1 in the y-direction, ie in the scanning direction.

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.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .The number of intermediate image planes in the x-direction and in the y-direction in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or, depending on the design of the projection optics 10, can be different. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions are known from U.S. 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.In each case one of the pupil facets 23 is assigned to precisely one of the field facets 21 in order to form a respective illumination channel for illuminating the object field 5 . In this way, in particular, lighting can result according to Köhler's principle. The far field is broken down into a large number of object fields 5 with the aid of the field facets 21 . The field facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 23 assigned to them.

Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The field facets 21 are each imaged by an associated pupil facet 23 superimposed on the reticle 7 for illuminating the object field 5 . In particular, the illumination of the object field 5 is as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.

Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be defined geometrically by an arrangement of the pupil facets. The intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be set by selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets that guide light. This intensity distribution is also referred to as an illumination setting.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 5 and in particular the entrance pupil of the projection optics 10 are described below.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 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.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot regularly be illuminated exactly with the pupil facet mirror 22 . When imaging the projection optics 10, which telecentrically images the center of the pupil facet mirror 22 onto the wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, a surface can be found in which the distance between the aperture rays, which is determined in pairs, is minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in position space. In particular, this surface shows a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 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 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The projection optics 10 may have different positions of the entrance pupil for the tangential and for the sagittal beam path. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7 . With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist.At the in the 1 In the arrangement of the components of the illumination optics 4 shown, the pupil facet mirror 22 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10 . The field facet mirror 20 is arranged tilted to the object plane 6 . The first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 19 .

Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.The first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22 .

2 zeigt eine mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Schleuderverfahren beschichtete Substratoberfläche 32. Die Substratoberfläche 32 eines Substrats 31 einer Komponente 30 einer wie in 1 beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage 1 weist in der in 2 erläuterten Ausführungsform einen nicht ebenen Bereich 33, eine Struktur 34, sowie eine Randstruktur 35 auf. Beim Schleuderverfahren wird das Beschichtungsmaterial 36 (gestrichelt dargestellt), welches beispielsweise Fotolack oder Haftvermittler aufweisen kann, in der Mitte des Substrats 31 aufgebracht und durch eine Rotationsbewegung des Substrats 31 um eine Rotationsachse 40 durch die Fliehkraft, welche durch Pfeile in der 2 dargestellt ist, zum Rand der Substratoberfläche 32 verteilt. An dem nicht ebenen Bereich 33 und an den Strukturen 34, 35 der in der 2 dargestellten Ausführungsform bilden sich an den zur Mitte des Substrats 31 gerichteten Seiten Anhäufungen 38 mit überschüssigem Material aus. Auf den zum Rand des Substrats 31 gerichteten Seiten des nicht ebenen Bereichs 33 und der Strukturen 34,35 bilden sich Bereiche 39 mit weniger oder keinem Beschichtungsmaterial 36 aus, so dass die Schichtdicke der Beschichtung 37 über die Substratoberfläche 32 sehr stark variiert. Die Variation der Schichtdicke hat einen direkten Einfluss auf die Eigenschaften der Beschichtung 37. Im Fall eines Fotolacks führt die unterschiedliche Schichtdicke zu einer Über- oder Unterbelichtung des Fotolacks im weiteren Prozess. Im Fall von Haftvermittlern kann die Haftung mit steigender Schichtdicke abnehmen, in jedem Fall wird die Verunreinigung durch den Haftvermittler größer. 2 shows a substrate surface 32 coated using a spin-coating method known from the prior art. The substrate surface 32 of a substrate 31 of a component 30 as in 1 The projection exposure system 1 described has in 2 embodiment explained a non-planar area 33, a structure 34, and an edge structure 35. In the centrifugal process, the coating material 36 (shown in dashed lines), which can include photoresist or adhesion promoter, for example, is applied in the middle of the substrate 31 and is moved by a rotational movement of the substrate 31 about an axis of rotation 40 by the centrifugal force, which is indicated by arrows in FIG 2 is shown distributed to the edge of the substrate surface 32 . At the non-planar area 33 and the structures 34, 35 in the 2 In the illustrated embodiment, accumulations 38 with excess material form on the sides directed towards the center of the substrate 31 . Areas 39 with less or no coating material 36 are formed on the sides of the non-planar area 33 and the structures 34 , 35 directed towards the edge of the substrate 31 , so that the layer thickness of the coating 37 varies greatly over the substrate surface 32 . The variation in the layer thickness has a direct influence on the properties of the coating 37. In the case of a photoresist, the different layer thickness leads to over- or under-exposure of the photoresist in the further process. In the case of adhesion promoters, the adhesion can decrease with increasing layer thickness, in any case the contamination by the adhesion promoter increases.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 50 zur Beschichtung einer Substratoberfläche 32 eines Substrats 31 einer Komponente 30 einer Projektionsbelichtungsanlage 1. Insbesondere kann das Substrat 30 als einer der Spiegel 17, 19, 22 oder Mx der in der 1 erläuterten Projektionsbelichtungsanlage ausgebildet sein. Die Geometrie der Substratoberfläche 32 entspricht der in der 2 erläuterten Ausführungsform der Komponente 30. Die Vorrichtung 50 umfasst ein Sprühmodul 51, welches eine Aufhängung 52 für eine Kinematik 53 zur Bewegung einer Sprüheinheit 55 umfasst. Die Aufhängung 52 ist mit einem nicht dargestellten Gehäuse oder Rahmen der Vorrichtung 50 verbunden. Die Sprüheinheit 55 ist über eine Anbindung 54 mit der Kinematik 53 verbunden und umfasst eine Düse 56. Die Sprüheinheit 55 mit der Düse 56, welche austauschbar mit der Sprüheinheit 55 verbunden ist, kann einer an sich aus bekannten Besprühungsanlagen für ebene Oberflächen bekannten Sprüheinheit entsprechen. Das Sprühbild 57 der Düse 56 ist in der in der 3 gezeigten Ausführungsform als Sprühkegel ausgebildet. Die Kinematik 53 und die Anbindung 54 sind derart ausgebildet, dass die Sprüheinheit 55 in sechs Freiheitsgraden bewegbar ist. Dadurch kann die Sprüheinheit 55 mit der Düse 56 relativ zur Substratoberfläche 32 eine Bahnkurve 58, welche als gestrichelter Pfeil in der 3 exemplarisch für einen konstanten Abstand von der Düse 56 zur Substratoberfläche 32 dargestellt ist, abfahren. Die Bahnkurve 58 wird durch eine Steuerungseinheit 60 auf Basis der Anforderungen an die Beschichtung 37 bestimmt. Die Steuerungseinheit 60 bestimmt auch alle zur Ausbildung des Sprühbildes 57 notwendigen Parameter, wie die Geometrie der Düse 56 und den Druck, die Temperatur und den Durchsatz des zur Aufbringung der Beschichtung 37 verwendeten Fluids, sowie dessen Zusammensetzung, auf Basis der Anforderungen an die Beschichtung 37. Die Zusammensetzung des Fluids umfasst das Beschichtungsmaterial 36, ein oder mehrere Lösungsmittel und mögliche weitere Zusatzstoffe. 3 shows a device 50 according to the invention for coating a substrate surface 32 of a substrate 31 of a component 30 of a projection exposure system 1. In particular, the substrate 30 can be one of the mirrors 17, 19, 22 or Mx in FIG 1 explained projection exposure system be formed. The geometry of the substrate surface 32 corresponds to that in FIG 2 explained embodiment of the component 30. The device 50 comprises a spray module 51, which comprises a suspension 52 for a kinematic system 53 for moving a spray unit 55. The suspension 52 is connected to a housing or frame of the device 50 (not shown). The spray unit 55 is connected to the kinematics 53 via a connection 54 and includes a nozzle 56. The spray unit 55 with the nozzle 56, which is interchangeably connected to the spray unit 55, can correspond to a spray unit known per se from known spray systems for flat surfaces. The spray pattern 57 of the nozzle 56 is shown in FIG 3 embodiment shown formed as a spray cone. The kinematics 53 and the connection 54 are designed in such a way that the spray unit 55 can be moved in six degrees of freedom. As a result, the spray unit 55 with the nozzle 56 relative to the substrate surface 32 has a trajectory 58, which is shown as a dashed arrow in FIG 3 shown as an example for a constant distance from the nozzle 56 to the substrate surface 32. The trajectory 58 is determined by a control unit 60 based on the requirements for the coating 37 . The control unit 60 also determines all the parameters necessary to form the spray pattern 57, such as the geometry of the nozzle 56 and the pressure, temperature and flow rate of the fluid used to apply the coating 37, as well as its composition, based on the requirements for the coating 37 The composition of the fluid includes the coating material 36, one or more solvents and possible other additives.

Alternativ zu der in der 3 erläuterten Bewegung der Sprüheinheit 55 kann auch die Komponente 30 beziehungsweise das Substrat 31 relativ zu einer stationären Sprüheinheit 55 bewegt werden oder eine Mischform, also eine Bewegung der Sprüheinheit 55 und des Substrats 31, Anwendung finden. Weiterhin ist das Verfahren, insbesondere die Bewegung der Sprüheinheit 55 prinzipiell auch manuell ausführbar. Weiterhin vorteilhaft ist auch eine variable Ausrichtung der Substratoberfläche 32 gegenüber der Schwerkraft 59, welche in der 3 sowohl als Pfeil mit einer durchgezogenen Linie, als auch als Pfeile mit gestrichelten Linien dargestellt ist, um die variable Anordnung der Vorrichtung 50 und des Substrats 31 zur Schwerkraft 59 zu verdeutlichen. Die Orientierung der Substratoberfläche 32 zur Schwerkraft 59 ist einerseits ein weiterer Parameter zur Optimierung der Beschichtung 37 durch Beeinflussung des Fließverhaltens des aufgesprühten Beschichtungsmaterials 36 und andererseits auch zur weiteren Optimierung des Sprühbildes 57 geeignet. Ist die Substratoberfläche 32 über Kopf, also um 180° entgegen der in der 3 dargestellten Orientierung, ausgerichtet, wird ein Tropfen der Düse 56 auf die Substratoberfläche 32 vorteilhaft vermieden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die über Kopf Anordnung der Substratoberfläche 32 der Schwerkraft 59 folgende Partikel (nicht dargestellt) nicht auf die Substratoberfläche 32 gelangen und somit eine Minimierung der Kontamination der Substratoberfläche 32 erreicht wird.As an alternative to the one in the 3 In addition to the movement of the spray unit 55 explained above, the component 30 or the substrate 31 can also be moved relative to a stationary spray unit 55 or a mixed form, ie a movement of the spray unit 55 and the substrate 31, can be used. Furthermore, the method, in particular the movement of the spray unit 55, can in principle also be carried out manually. Also advantageous is a variable alignment of the substrate surface 32 with respect to the force of gravity 59, which is in the 3 shown as both solid line arrows and dashed line arrows to illustrate the variable placement of device 50 and substrate 31 to gravity 59 . The orientation of the substrate surface 32 to gravity 59 is on the one hand a further parameter for optimizing the coating 37 by influencing the flow behavior of the sprayed coating material 36 and on the other hand also suitable for further optimizing the spray pattern 57 . If the substrate surface 32 is overhead, ie by 180° opposite to that in FIG 3 orientation shown, dripping of the nozzle 56 onto the substrate surface 32 is advantageously avoided. A further advantage is that, due to the overhead arrangement of the substrate surface 32, the particles (not shown) following the force of gravity 59 do not reach the substrate surface 32 and thus minimization of the contamination of the substrate surface 32 is achieved.

BezugszeichenlisteReference List

11: Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
22: Beleuchtungssystemlighting system
33: Strahlungsquelleradiation source
44: Beleuchtungsoptiklighting optics
55: Objektfeldobject field
66: Objektebeneobject level
77: Retikelreticle
88th: Retikelhalterreticle holder
99: Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
1010: Projektionsoptikprojection optics
1111: Bildfeldimage field
1212: Bildebenepicture plane
1313: Waferswafers
1414: Waferhalterwafer holder
1515: WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
1616: EUV-StrahlungEUV radiation
1717: Kollektorcollector
1818: Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
1919: Umlenkspiegeldeflection mirror
2020: Facettenspiegelfaceted mirror
2121: Facettenfacets
2222: Facettenspiegelfaceted mirror
2323: Facettenfacets
3030: Komponentecomponent
3131: Substratsubstrate
3232: Substratoberflächesubstrate surface
3333: nicht ebener Oberflächenbereichnon-planar surface area
3434: Strukturstructure
3535: Randstrukturedge structure
3636: Beschichtungsmaterialcoating material
3737: Beschichtungcoating
3838: Bereich mit übermäßiger BeschichtungArea with excessive coating
3939: Bereich ohne BeschichtungArea without coating
4040: Rotationsachseaxis of rotation
5050: Vorrichtungcontraption
5151: Sprühmodulspray module
5252: Aufhängungsuspension
5353: Kinematikkinematics
5454: Anbindungconnection
5555: Sprüheinheitspray unit
5656: Düsejet
5757: Sprühbildspray pattern
5858: Bahnkurvetrajectory curve
5959: Schwerkraftgravity
6060: Steuerungseinheitcontrol unit
M1-M6M1-M6: Spiegelmirror

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102008009600 A1 [0038, 0042]
US20060132747A1 [0040]
EP 1614008 B1 [0040]
US6573978 [0040]
DE 102017220586 A1 [0045]
US 20180074303 A1 [0059]

Claims

Device (50) for coating at least one surface (32) of a substrate (31) of a component (30) of a projection exposure system (1) for semiconductor lithography, the device (50) having a spray module (51) with a spray unit (55) for application of the coating (37), characterized in that the device (50) is designed in such a way that the spray unit (55) and the substrate surface (32) of the component (30) can be moved relative to one another in at least two degrees of freedom.

device after claim 1 , characterized in that the spray unit (55) is set up to apply a coating (37) which comprises an adhesion promoter.

Device (50) after claim 1 or 2 , characterized in that the two degrees of freedom are designed as rotational degrees of freedom.

Device (50) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray module (51) comprises kinematics (53) for moving the spray unit (55).

Device (50) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray module (51) is designed in such a way that the spray unit (55) can be moved in six degrees of freedom.

Device (50) according to one of the preceding claims, characterized in that the spray unit (55) comprises an exchangeable nozzle (56).

Device (50) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (50) comprises a control unit (60) for controlling the spray module (51).

Device (50) according to one of the preceding claims, characterized in that a spraying direction of the spraying unit (55) can be aligned at different angles to the force of gravity (59).

Method for coating at least one surface (32) of a substrate (32) of a component (30) of a projection exposure system (1) for semiconductor lithography with a spray module (51) with a spray unit (55) for applying the coating (37) and a control unit (60) for controlling the spray module (51), characterized in that the spray unit (55) and the substrate surface (32) of the component (30) are moved relative to one another in at least two degrees of freedom during coating.

procedure after claim 9 , characterized in that the coating (37) comprises an adhesion promoter.

.Proceed to claim 9 or 10 , characterized in that the two degrees of freedom are designed as rotational degrees of freedom.

Procedure according to one of claims 9 until 11 , characterized in that the control unit (60) based on predetermined requirements for the coating (37) and / or based on a geometry (33,34,35) of the substrate surface (32) a trajectory (58) of the spray unit (55) relative to the substrate surface (32) for coating the substrate surface (32).

procedure after claim 12 , characterized in that the trajectory (58) thereby the distance between a nozzle (56) of the spray unit (55) and the substrate surface (32), the relative speed between the nozzle (56) and the substrate surface (32), the angle between the Spraying direction (52) of the nozzle (56) and the sprayed surface area and/or the path covered by the nozzle (56) over the substrate surface (32) during the coating.

Procedure according to one of claims 9 until 13 , characterized in that the control unit (60) based on predetermined requirements for the coating (37) and / or based on a geometry (33,34,35) of the substrate surface (32) a spray pattern (57) for coating the substrate surface (32) determined.

procedure after Claim 14 , characterized in that the parameters for the spray pattern (57) the geometry of the spray pattern (57) and / or the shape of the nozzle (56) and / or the pressure and / or the temperature and / or the droplet size for the coating ( 37) fluid used and/or the flow rate of the fluid.

Procedure according to one of claims 9 until 15 , characterized in that the control unit (60) on the basis of predetermined requirements for the coating (37) and / or the geometry (33,34,35) of the substrate surface (32) determines the composition of the fluid used for coating.

procedure after Claim 16 , characterized in that the composition of the fluid used for coating the Mixing ratio of coating material (36) and / or solvent and / or other additives.

Procedure according to one of claims 9 until 17 , characterized in that the parameters for the trajectory (58), for the spray pattern (57) and/or the composition of the fluid used for coating are varied during coating.

Procedure according to one of claims 9 until 18 characterized in that the spraying direction of the spraying unit (55) has an angle of between 0° and 180° degrees, preferably between 150° and 180° degrees or between 45° and 135° degrees with respect to the direction of gravity (59).

Component (30) of a projection exposure system (1) for semiconductor lithography with a coating (37) which comprises an adhesion promoter, characterized in that the coating (37) by a method according to claims 9 until 19 is upset.