DE102021213679A1

DE102021213679A1 - Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung einer Beschichtung, Spiegel und EUV-Lithographiesystem

Info

Publication number: DE102021213679A1
Application number: DE102021213679.6A
Authority: DE
Inventors: Matthias Käs; Martin Noah
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2023-06-07
Also published as: WO2023099308A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung (Δ(x,y)) einer Beschichtung (26) zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung, die auf ein Substrat (25) eines Spiegels (M4) aufgebracht ist, umfassend: Erzeugen der lokalen Dickenänderung (Δ(x,y)) durch Einbringen eines lokalen Energieeintrags (E(x,y)) in die Beschichtung (26), der ein Kompaktieren oder Expandieren der Beschichtung (26) bewirkt, zum Erzeugen einer lokalen Soll-Dicke (DS(x,y)) der Beschichtung (26), die einer lokalen Soll-Reflektivität (RS(x,y)) des Spiegels (M4) entspricht. Die Erfindung betrifft auch einen Spiegel (M4) sowie ein EUV-Lithographiesystem, das mindestens einen solchen Spiegel (M4) aufweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung einer Beschichtung zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung, die auf ein Substrat eines Spiegels aufgebracht ist. Die Erfindung betrifft auch einen Spiegel, umfassend: ein Substrat, sowie eine auf das Substrat aufgebrachte Beschichtung zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung, sowie ein EUV-Lithographiesystem mit mindestens einem solchen Spiegel.
Die lokale Dicke einer Beschichtung zur Reflexion von Strahlung, z.B. zur Reflexion von EUV-Strahlung, kann von einer lokalen Soll-Dicke bzw. von einem Design-Schichtdickenprofil abweichen. Die Abweichung der lokalen Dicke von der Soll-Dicke kann beispielsweise auf Beschichtungsfehler beim Aufbringen der Beschichtung auf das Substrat zurückzuführen sein. Die Abweichung kann beim Betrieb des Spiegels in einer optischen Anordnung, z.B. in einem Projektionssystem einer EUV-Lithographieanlage, dessen optische Performance, beispielsweise dessen abbildende Eigenschaften, negativ beeinflussen.
Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich bei der Beschichtung um eine Mehrlagen-Beschichtung handelt, die eine vorgegebene Anzahl von Teilsystemen (z.B. in Form von Schichtpaaren) mit jeweils identischer Dicke aufweist, wobei die Dicke eines jeweiligen Teilsystems die Reflektivität der Beschichtung, insbesondere die Wellenlänge, bei welcher die Beschichtung eine maximale Reflektivität aufweist, beeinflusst. Eine Abweichung der (lokalen) Gesamt-Dicke der Beschichtung von der (lokalen) Soll-Dicke führt daher zu einer entsprechenden Abweichung der Dicke eines jeweiligen Teilsystems (Periodenlänge bzw. Periodendicke), die sich auf die Reflektivität bzw. auf die spektrale Antwort der Beschichtung auswirkt.
In der US 6,635,391 B2 bzw. in der US 7,049,033 B2 wird vorgeschlagen, zur Herstellung einer Maske (Retikel) für die EUV-Lithographie eine direkte Modulation der komplexwertigen Reflektivität einer Mehrlagen-Beschichtung vorzunehmen. Um dies zu erreichen, wird eine örtlich lokalisierte Energiequelle verwendet, beispielsweise in Form eines fokussierten Elektronen- oder lonenstrahls, der unmittelbar ein Muster in die reflektierende Mehrlagen-Beschichtung schreibt. Hierbei wird ausgenutzt, dass durch den Energieeintrag eine lokal begrenzte Interdiffusion zwischen den Schichten der Mehrlagen-Beschichtung stattfindet, die zu einer Kompaktierung und damit zu einer Kontraktion der Periodenlänge der Mehrlagen-Beschichtung führt. Der Grad der Kompaktierung wird durch die eingebrachte Energiedosis bestimmt. Auf diese Weise soll eine einstellbare Variation der Phase und der Amplitude des reflektierten Feldes erzeugt werden, die das Aufbringen einer strukturierten Absorber-Schicht auf die Maske überflüssig macht.
In der US 7,022,435 B2 wird ein ähnliches Vorgehen bei einer Phasenschiebe-Maske für die EUV-Lithographie beschrieben. Dort wird eine Änderung der Dicke der Mehrlagen-Beschichtung durch eine lokale Aufheizung zur Erzeugung einer direkten Modulation der komplexwertigen Reflektivität der Mehrlagen-Beschichtung genutzt, um Phasenschiebe-Features der Maske zu erzeugen.
In der US 6,821,682 B1 bzw. in der EP 1336130 A2 ist ein Verfahren zum Reparieren von lokalen Defekten in Mehrlagen-Beschichtungen eines Retikels für die EUV-Lithographie beschrieben. Bei dem Verfahren wird die Dicke der Beschichtung in der Nähe des lokalen Defekts verändert, indem Energie in die Beschichtung eingetragen wird. Die Dicke der Beschichtung wird lokal angepasst, um eine Perturbation des reflektierten Feldes zu korrigieren. Die Reparatur des Defekts kann beispielsweise im Abflachen eines Buckels oder im Verbreitern der Seiten einer Vertiefung bestehen.
Die US 6,844,272 B2 beschreibt die Korrektur von lokalen Fehlern der Form einer optischen Oberfläche durch Verändern der lokalen Dichte der Oberfläche oder von Schichten in der Nähe der Oberfläche, die eine Veränderung der Höhe der optischen Oberfläche zur Folge hat. Die Veränderung der lokalen Dichte führt zu einer lokalen Expansion oder einer lokalen Kontraktion eines Substrats oder einer auf das Substrat aufgebrachten Beschichtung. Die Veränderung der Höhe kann beispielsweise durch Interdiffusion oder durch eine chemische Reaktion zwischen benachbarten Schichten der Beschichtung hervorgerufen werden, die durch einen lokalen Energieeintrag erzeugt werden. Der Energieeintrag kann z.B. mit einem Ionenstrahl, einem Elektronenstrahl oder mit einem Laserstrahl eingebracht werden.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung einer Beschichtung, einen Spiegel und ein EUV-Lithographiesystem bereitzustellen, die eine verbesserte optische Performance aufweisen.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, umfassend: Erzeugen der lokalen Dickenänderung durch Einbringen eines lokalen Energieeintrags in die Beschichtung, der ein Kompaktieren oder Expandieren der Beschichtung bewirkt, zum Erzeugen einer lokalen Soll-Dicke der Beschichtung, die einer lokalen Soll-Reflektivität des Spiegels entspricht.
In der US 6,844,272 B2 ist beschrieben, dass eine Korrektur von lokalen Fehlern der Form einer optischen Oberfläche durch eine Veränderung der lokalen Dichte des Materials einer auf ein Substrat aufgebrachten Beschichtung bewirkt werden kann, die eine lokale Expansion oder eine lokale Kontraktion der Beschichtung zur Folge hat. Eine Korrektur der Oberflächenform der optischen Oberfläche durch eine Kontraktion bzw. eine Expansion führt jedoch bei einer Mehrlagen-Beschichtung, bei der die Reflexion durch eine Interferenz erfolgt, zu einer unerwünschten Veränderung der lokalen Reflektivität der Beschichtung, da die Periodendicke bzw. die Periodenlänge von Teilsystemen der reflektierenden Beschichtung, z.B. in Form von Paaren von benachbarten Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes sich hierbei verändert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hingegen die lokale Dickenänderung dazu genutzt, um die lokale Soll-Dicke, die dem Dickendesign der Beschichtung entspricht, und somit die gewünschte lokale Soll-Reflektivität des Spiegels einzustellen. Auf diese Weise können die lokalen Reflektivitäts-Eigenschaften des Spiegels gezielt eingestellt werden. Insbesondere kann auch die spektrale Antwort, d.h. die Wellenlänge, bei welcher der Spiegel sein Reflektivitätsmaximum aufweist, an die zu reflektierende Nutzwellenlänge angepasst werden.
Durch den Energieeintrag wird lokal Wärme in die Beschichtung und ggf. zusätzlich in das Substrat eingebracht, um lokal die Temperatur der Beschichtung zu erhöhen. Die lokale Erhöhung der Temperatur führt zu einer lokalen Expansion (Erhöhung der Dicke) oder zu einer lokalen Kontraktion (Verringerung der Dicke) der Beschichtung. Ob die Beschichtung bei dem Energieeintrag kontrahiert oder expandiert, hängt von der Art der Materialen der Beschichtung ab. Insbesondere kommt es darauf an, ob bei der durch den Energieeintrag bewirkten Interdiffusion bzw. chemischen Reaktion zwischen Materialen von benachbarten Schichten neue Materialien gebildet werden, die eine größere Dichte oder eine geringere Dichte aufweisen als die Materialien vor dem Energieeintrag.
Es versteht sich, dass das hier beschriebene Verfahren nur auf Beschichtungen angewendet werden kann, die auf einen Energieeintrag bzw. auf Wärme mit einer Kompaktierung oder einer Dekompaktierung (Expansion) reagieren. Dies ist bei Mehrlagen-Beschichtungen, die eine Mehrzahl von Schichten aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere eine Mehrzahl von Teilsystemen mit Schichtpaaren identischer Dicke aufweisen, wie sie zur Reflexion von EUV-Strahlung unter normalem Einfall verwendet werden, in der Regel der Fall.
Bei einer Variante umfasst das Verfahren: Aufbringen der Beschichtung auf das Substrat, wobei entweder die Beschichtung mit einer lokalen Dicke aufgebracht wird, die größer ist als die lokale Soll-Dicke der Beschichtung, wenn der lokale Energieeintrag eine Kompaktierung der Beschichtung bewirkt, oder wobei die Beschichtung mit einer lokalen Dicke aufgebracht wird, die kleiner ist als die lokale Soll-Dicke der Beschichtung, wenn der lokale Energieeintrag eine Expansion der Beschichtung bewirkt. Von der Beschichtung sei bekannt bzw. es wird vorab durch Experimente bestimmt, wie sie sich unter einem Energieeintrag bzw. bei der Erhöhung der Temperatur verhält (Kompaktierung oder Expansion). Kompaktiert die Beschichtung, wird gezielt eine dickere Beschichtung aufgebracht, als das Soll-Dickendesign dies erfordert. Expandiert die Beschichtung bei der Erhöhung der Temperatur, wird gezielt eine dünnere Beschichtung aufgebracht, als dies vom Soll-Dickendesign vorgegeben ist.
Das Übermaß bzw. der Schichtdickenvorhalt kann beispielsweise zwischen ca. 0,05 % und 0,5 % der lokalen Soll-Dicke der Beschichtung liegen. Durch das Übermaß beim Aufbringen der Beschichtung ist es möglich, bei einer Beschichtung, die auf einen Energieeintrag mit einer Kontraktion reagiert, auch Abweichungen von der lokalen Soll-Dicke zu korrigieren, bei denen die lokale Ist-Dicke der Beschichtung größer ist als die lokale Soll-Dicke. Für eine Beschichtung, die auf einen Energieeintrag mit einer Expansion reagiert, gilt dies entsprechend, d.h. ohne den Vorhalt könnten nur Abweichungen von der lokalen Soll-Dicke kompensiert werden, bei denen die lokale Dicke der Beschichtung kleiner ist als die lokale Soll-Dicke.
Beim Aufbringen einer Mehrlagen-Beschichtung, die eine Mehrzahl von Teilsystemen z.B. in Form von Schichtpaaren aufweist, die eine jeweils identische Dicke aufweisen und die eine Periodendicke bzw. eine Periodenlänge definieren, wird bei Aufbringen der Beschichtung mit der größeren Dicke bzw. mit der kleineren Dicke die Dicke eines jeweiligen Schichtpaars mitskaliert: Beispielsweise wird beim Erhöhen der Dicke der Beschichtung um 0,5 % die Periodendicke der aufgebrachten Teilsysteme bzw. Schichtpaare um jeweils 0,5 % erhöht. Die Anzahl der aufgebrachten Schichtpaare wird in der Regel aber nicht verändert, da bei einer ausreichenden Anzahl von z.B. mehr als 50 Schichtpaaren die Variation der Anzahl der Schichtpaare keine bzw. nur eine geringfügige Auswirkung auf die Reflektivität der Beschichtung hat.
Grundsätzlich ist es möglich, das weiter oben beschriebene Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung der Beschichtung zu jedem Zeitpunkt in der Prozesskette der Herstellung des Spiegels durchzuführen, der zeitlich nach dem Aufbringen der Beschichtung liegt. Idealerweise sind die Temperaturen bei nachgelagerten Schritten in der Prozesskette jedoch geringer als die Temperaturen, die durch den Energieeintrag bei dem hier beschriebenen Verfahren erzeugt werden.
Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren: Verändern einer Oberflächenform des Substrats durch Einbringen eines lokalen Energieeintrags in das Substrat, wobei das Erzeugen der lokalen Dickenänderung der Beschichtung vor und/oder nach dem Verändern der Oberflächenform des Substrats erfolgt. Die Veränderung der Oberflächenform des Substrats erfolgt typischerweise nach dem Aufbringen der Beschichtung auf das Substrat. Der lokale Energieeintrag wird in diesem Fall typischerweise mittels eines Bearbeitungsstrahls eingebracht, der die Beschichtung durchdringt und an einem darunterliegenden Volumenbereich des Substrats zu einer Veränderung der lokalen Substratdichte, typischerweise zu einer lokalen Verdichtung des Substrat-Materials, führt. Die damit einhergehende lokale Dichteänderung des Substrats bewirkt eine Verformung der Oberfläche des Spiegels und ermöglicht es, die Oberflächenform des Substrats an eine Soll-Oberflächenform anzugleichen.
Es ist möglich, dass der lokale Energieeintrag in das Substrat beim Verändern der Oberflächenform die lokale Dicke der Beschichtung nicht oder nur äußerst geringfügig beeinflusst. In diesem Fall kann das weiter oben beschriebene Verfahren zum Erzeugen der lokalen Dickenänderung bzw. zur Herstellung der lokalen Soll-Dicke der Beschichtung vor den Schritt des Veränderns der Oberflächenform durchgeführt werden, ohne dass eine Korrektur erforderlich ist. Für den Fall, dass zur Erhöhung der Durchlaufzeiten beim Verändern der Oberflächenform ein starker lokaler Energieeintrag in das Substrat erzeugt wird, ist eine vergleichsweise große Temperaturerhöhung auch in der Beschichtung die Folge, wobei es abhängig von der Dosisverteilung beim Energieeintrag in das Substrat zu Temperaturspitzen kommen kann, welcher die lokale Dicke der Beschichtung und somit die lokale Reflektivität des Spiegels in einer Art und Weise verändert, die von der Dosisverteilung abhängig ist. Diesem Problem kann auf unterschiedliche Weise begegnet werden, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Bei einer Variante umfasst das Verfahren: Bestimmen einer lokalen Ist-Dicke der Beschichtung durch Vermessen einer lokalen Ist-Reflektivität der Beschichtung. Die Reflektivität, welche die Beschichtung für die zu reflektierende Strahlung, beispielsweise für EUV-Strahlung, aufweist, kann ortsaufgelöst vermessen werden, um ein Ist-Reflektivitätsprofil des Spiegels aufzunehmen. Die lokale (Ist-)Reflektivität des Spiegels bzw. der Beschichtung ist in bekannter Weise von der lokalen (Ist-)Dicke der Beschichtung abhängig, da die (wellenlängenabhängige) Reflektivität und damit die Reflektivität bei der Nutzwellenlänge von der Periodenlänge bzw. der Periodendicke der Beschichtung bzw. von einzelnen Schichtpaaren der Beschichtung abhängig ist (s.o.).
Bei der oben beschriebenen Vermessung des Ist-Reflektivitätsprofils können durch einen Vergleich mit einem Soll-Reflektivitätsprofil der Beschichtung Bereiche identifiziert werden, an denen die lokale Ist-Dicke von der lokalen Soll-Dicke der Beschichtung abweicht. In diesen Bereichen wird die lokale Dickenänderung erzeugt, um die lokale Soll-Reflektivität des Spiegels zu erzeugen.
Bei einer Weiterbildung dieser Variante entspricht die lokale Dickenänderung einer Abweichung zwischen der lokalen Soll-Dicke und der lokalen Ist-Dicke. In diesem Fall wird die lokale Dickenänderung so gewählt, dass sich ausgehend von der gemessenen Ist-Dicke die Soll-Dicke der Beschichtung einstellt. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann das Erzeugen der lokalen Dickenänderung zum Erreichen der lokalen Soll-Dicke der Beschichtung grundsätzlich zu jedem Zeitpunkt in der Prozesskette nach dem Aufbringen der Beschichtung erfolgen. Beispielsweise kann das Erzeugen der lokalen Dickenänderung vor dem weiter oben beschriebenen Schritt des Veränderns der Oberflächenform des Substrats erfolgen. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn die lokale Dicke der Beschichtung durch das Verändern der Oberflächenform des Substrats nicht bzw. nur geringfügig verändert wird.
Für den Fall, dass das Verändern der Oberflächenform des Substrats zu einer deutlichen Veränderung der Dicke der Beschichtung führt, kann das Erzeugen der lokalen Dickenänderung erst nach dem Verändern der Oberflächenform des Substrats erfolgen. In diesem Fall kann die lokale Ist-Dicke der Beschichtung nach dem Verändern der Oberflächenform des Substrats vermessen werden. In diesem Fall kann eine lokale Dickenänderung erzeugt werden, die der Abweichung zwischen der gemessenen lokalen Ist-Dicke und der lokalen Soll-Dicke entspricht und die sowohl Beschichtungsfehler als auch auf das Verändern der Oberflächenform des Substrats zurückzuführende Fehler der Dicke der Beschichtung korrigiert.
Bein einer Weiterbildung wird eine beim Verändern der Oberflächenform des Substrats zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung der Beschichtung bestimmt und beim Erzeugen der lokalen Dickenänderung wird die durch das Verändern der Oberflächenform des Substrats zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung kompensiert. In diesem Fall wird anhand der bekannten Dosisverteilung, die beim Verändern der Oberflächenform des Substrats erzeugt wird, eine lokale Temperaturverteilung und eine damit verbundene zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung der Beschichtung bestimmt, die auf das Verändern der Oberflächenform zurückzuführen ist. Beim Erzeugen der lokalen Dickenänderung, die vor oder nach dem Verändern der Oberflächenform erfolgen kann, wird die zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung kompensiert, die beim Verändern der Oberflächenform entsteht. In diesem Fall kann die lokale Ist-Dicke der Beschichtung vor dem Verändern der Oberflächenform durch Vermessen einer lokalen Ist-Reflektivität der Beschichtung bestimmt werden. Die lokale Dickenänderung entspricht in diesem Fall ebenfalls einer Abweichung zwischen der lokalen Soll-Dicke und der lokalen Ist-Dicke, wobei die lokale Soll-Dicke die zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung beim Verändern der Oberflächenform berücksichtigt.
Bei einer weiteren Variante wird zum lokalen Einbringen des Energieeintrags die Beschichtung und/oder das Substrat mit einem Bearbeitungsstrahl bestrahlt. Für das lokale Einbringen des Energieeintrags hat es sich als günstig erwiesen, wenn ein Bearbeitungsstrahl auf die Beschichtung bzw. auf die Oberfläche des Substrats ausgerichtet wird. Der Bearbeitungsstrahl kann die Beschichtung bzw. die Oberfläche des Substrats abrastern bzw. scannen. In der Regel wird die Energie des Bearbeitungsstrahls für das Erzeugen der lokalen Dickenänderung so gewählt, dass dessen effektive Reichweite geringfügig größer ist als die Dicke der Beschichtung, d.h. die effektive Reichweite liegt knapp unterhalb der Oberfläche des Substrats, so dass die Beschichtung über ihre gesamte Dicke bestrahlt werden kann.
Das Einbringen des Energieeintrags in die Beschichtung zur Erzeugung der lokalen Dickenänderung und auch das Einbringen des Energieeintrags in das Substrat zum Verändern der Oberflächenform des Substrats kann mittels ein- und desselben Bearbeitungsstrahls, beispielsweise mittels eines Elektronenstrahls, erfolgen. Der Bearbeitungsstrahl bzw. der Elektronenstrahl weist in den beiden Fällen eine unterschiedliche Beschleunigungsspannung und somit eine unterschiedliche Energie auf. Die Beschleunigungsspannung bzw. die Energie beeinflusst die effektive Eindringtiefe des Elektronenstrahls in die Beschichtung bzw. in das Substrat: Eine Veränderung der Oberflächenform des Substrats erfolgt typischerweise bei größeren Beschleunigungsspannungen als die lokale Dickenänderung der Beschichtung (z.B. im Bereich 5 kV-20 kV).
Bei einer Weiterbildung dieser Variante ist der Bearbeitungsstrahl ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Ionenstrahl, Elektronenstrahl und Laserstrahl. Allgemein gilt, dass der lokale Energieeintrag durch einen Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl, einem Teilchenstrahl, beispielsweise einem Ionenstrahl, oder durch Bestrahlung mit Licht bzw. mit Strahlung allgemein erfolgen kann. In der Regel kann Wärme in die Beschichtung bzw. in das Substrat mit einem Elektronenstrahl effektiver eingekoppelt werden als mit Licht, beispielsweise mit einem Laserstrahl. Durch die Wahl des Stroms bei der Erzeugung des Elektronenstrahls kann zudem die in die Beschichtung eingekoppelte Thermalleistung vorgegeben werden.
Zur Kompensation von größeren Abweichungen von der lokalen Soll-Dicke der Beschichtung werden größere Temperaturen benötigt als für den Fall, dass kleine Abweichungen von der lokalen Soll-Dicke kompensiert werden sollen. Grundsätzlich kommt es für die lokale Dickenänderung bzw. für die erzeugte Kompaktierung bzw. Expansion auf die eingebrachte Energiedosis an. Die eingebrachte Energiedosis hängt davon ab, auf welche Temperatur die Beschichtung an einer jeweiligen Position aufgeheizt wird und wie lange die Beschichtung auf dieser Temperatur gehalten wird.
Die Verweildauer des Bearbeitungsstrahls an einer jeweiligen Position der Beschichtung beeinflusst daher lokale Kompaktierung oder Expansion der Beschichtung an einer jeweiligen Position. Die Verweildauer des Bearbeitungsstrahls, die zu einer gewünschten Kompaktierung bzw. Expansion führt, hängt auch von der Intensität des Bearbeitungsstrahls ab, die ggf. ebenfalls eingestellt werden kann, z.B. über den Elektronenstrom (s.o.).
Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren: Bestimmen einer Verweildauer des Bearbeitungsstrahls beim Bestrahlen einer jeweiligen Position der Beschichtung, welche die lokale Dickenänderung der Beschichtung bewirkt. Die lokale Verweildauer des Bearbeitungsstrahls an einer jeweiligen Position der Beschichtung bestimmt den Grad der lokalen Dickenänderung. Größere Verweildauern führen in der Regel zu einer größeren lokalen Dickenänderung, sofern sich nicht eine Sättigung einstellt. Die Verweildauer des Bearbeitungsstrahls kann anhand einer Kalibrationskurve bestimmt werden, welche die lokale Dickenänderung und die Verweildauer direkt miteinander in Beziehung setzt (bei gegebener Intensität und Energie des Bearbeitungsstrahls).
Bei einer Weiterbildung dieser Variante wird die Verweildauer des Bearbeitungsstrahls anhand einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Verweildauer und einer Temperatur an der jeweiligen Position der Beschichtung sowie anhand einer vorgegebenen Beziehung zwischen einer Haltezeit bei einer vorgegebenen Temperatur an der jeweiligen Position der Beschichtung und der lokalen Dickenänderung der Beschichtung bestimmt.
Wie weiter oben beschrieben wurde, kommt es für die lokale Dickenänderung neben der Temperatur, die an einer jeweiligen Position der Beschichtung erreicht wird, auch auf die Haltezeit bzw. die Verweildauer an. Bei der hier beschriebenen Variante wird die Verweildauer anhand von zwei Kalibrationskurven bestimmt, von denen die erste eine vorgegebene Beziehung zwischen der Verweildauer und der Temperatur an einer jeweiligen Position der Beschichtung definiert und von denen die zweite eine vorgegebene Beziehung zwischen einer Haltedauer bei einer vorgegebenen Temperatur und der lokalen Dickenänderung definiert. Es versteht sich, dass die Verweildauer alternativ direkt durch eine vorgegebene Beziehung zur lokalen Dickenänderung bestimmt werden kann (s.o.).
Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren: Kühlen der Beschichtung und/oder des Substrats während des Einbringens des lokalen Energieeintrags. Um eine großflächige Erwärmung des Spiegels zu vermeiden, kann eine gleichzeitige Kühlung der Beschichtung bzw. der beschichteten Fläche nötig sein. Eine solche Kühlung kann z.B. mit Hilfe eines Gasflusses realisiert werden, der über die Oberfläche der Beschichtung bzw. des Substrats geführt wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Spiegel der eingangs genannten Art, bei dem die Beschichtung eine lokale Soll-Dicke aufweist, die einer lokalen Soll-Reflektivität des optischen Elements entspricht, wobei die lokale Soll-Dicke gemäß dem Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt wurde bzw. hergestellt ist. Ein solcher Spiegel weist eine hohe optische Performance auf, da dieser die gewünschte lokale Soll-Reflektivität bzw. spektrale Antwort aufweist.
Bei einer Ausführungsform ist ein Material des Substrats ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Silikatglas, insbesondere mit Titandioxid dotiertes Quarzglas, oder Glaskeramik, wobei das Material insbesondere einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 100 ppb/K bei 22°C aufweist. Bei dem Material des Substrats handelt es sich bevorzugt um ein Material, welches eine Veränderung der Oberflächenform durch eine Kompaktierung oder ggf. Expansion bei der Bestrahlung mit einem Bearbeitungsstrahl, beispielsweise mit einem Elektronenstrahl, zulässt.
Ein solches Substrat-Material stell mit Titandioxid dotiertes Quarzglas dar, welches einen Silikatglasanteil von typischer Weise mehr als 90 % aufweist. Ein solches auf dem Markt erhältliches Silikatglas wird von der Fa. Corning Inc. unter dem Handelsnamen ULE® vertrieben. Alternativ kann eine Glaskeramik verwendet werden, bei der das Verhältnis der Kristallphase zur Glasphase so eingestellt wird, dass sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Phasen gerade aufheben, so dass sich diese Substratmaterialien ebenfalls durch eine extrem geringe thermische Ausdehnung (von weniger als 100 ppm/K bei 22°C) auszeichnen und sich daher für Substrate von EUV-Spiegeln besonders gut eignen. Solche Glaskeramiken werden z.B. unter den Handelsnamen Zerodur® von der Fa. Schott AG bzw. unter dem Handelsnamen Clearceram® von der Fa. Ohara Inc. angeboten.
Bei einer weiteren Ausführungsform bildet die Beschichtung eine Mehrlagen-Beschichtung mit einer Mehrzahl von alternierenden Schichten aus einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex und einem Material mit einem hohen Brechungsindex. Eine solche Mehrlagen-Beschichtung bildet ein Interferenzschichtsystem, welches zur Reflexion von Strahlung, beispielsweise zur Reflexion von EUV-Strahlung, dient. Die Materialien der alternierenden Schichten hängen von der Nutzwellenlänge ab, mit welcher der Spiegel betrieben wird. Für den Fall, dass die Nutzwellenlänge bei ca. 13,5 nm liegt, handelt es sich bei den Schichten in der Regel um Silizium und Molybdän, die alternierend bzw. paarweise auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht sind. In Abhängigkeit von der Nutzwellenlänge sind andere Materialkombinationen wie z.B. Molybdän und Beryllium, Ruthenium und Beryllium oder Lanthan und B₄C ebenfalls möglich. Wie weiter oben beschrieben wurde, hängt bei einer solchen Mehrlagen-Beschichtung die spektrale Antwort bzw. die Reflektivität des Spiegels von der Periodendicke der jeweiligen Schichtpaare aus den beiden unterschiedlichen Materialien ab.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: mindestens einen Spiegel, der wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist. Bei dem EUV-Lithographiesystem kann es sich um eine EUV-Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, die EUV-Strahlung verwendet, beispielsweise um ein EUV-Inspektionssystem, z.B. zur Inspektion von in der EUV-Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen. Der Spiegel kann insbesondere in einem Projektionssystem der EUV-Lithographieanlage angeordnet sein, um ein Muster auf einer Maske auf den Wafer abzubilden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2a eine schematische Darstellung einer mit einem Dickenvorhalt auf ein Substrat aufgebrachten Mehrlagen-Beschichtung,
2b eine Bestrahlung einer auf ein Substrat aufgebrachten Beschichtung zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung,
2c einer Bestrahlung eines beschichteten Substrats zum Verändern einer Oberflächenform des Substrats,
3 eine schematische Darstellung einer lokalen Dickenänderung zum Erzeugen einer Soll-Dickenverteilung der Beschichtung,
4a,b schematische Darstellungen von Kalibrationskurven zur Bestimmung einer lokalen Verweildauer eines Elektronenstrahls zum Erzeugen einer gewünschten lokalen Dickenänderung bei der in 2b gezeigten Bestrahlung der Beschichtung,
5a,b schematische Darstellungen einer durch die Bestrahlung des Substrats hervorgerufenen zusätzlichen lokalen Dickenänderung der Beschichtung sowie einer lokalen Dickenänderung zum Erzeugen einer Soll-Dickenverteilung der Beschichtung, welche die zusätzliche lokale Dickenänderung berücksichtigt,
6a,b schematische Darstellungen eine durch die Bestrahlung des Substrats zu erwartenden zusätzlichen lokalen Dickenänderung der Beschichtung sowie einer lokalen Dickenänderung zum Erzeugen einer Soll-Dickenverteilung der Beschichtung, welche die zu erwartende lokale Dickenänderung berücksichtigt.

In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer optischen Anordnung für die EUV-Lithographie in Form einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie (EUV-Lithographieanlage) beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie von deren Bestandteilen ist hierbei nicht einschränkend zu verstehen.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. 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.
Beleuchtet 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.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objekt-ebene 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.
In 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.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst ein Projektionssystem 10. Das Projektionssystem 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. 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 Waferverlagerungsantrrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
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.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektorspiegel 17 gebündelt. Bei dem Kollektorspiegel 17 kann es sich um einen Kollektorspiegel mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektorspiegels 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 Kollektorspiegel 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektorspiegel 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 Kollektorspiegel 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
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. 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. Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet. 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.
Das Projektionssystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst das Projektionssystem 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 dem Projektionssystem 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,4 oder 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, eine hoch reflektierende Beschichtung für die Beleuchtungsstrahlung 16 (EUV-Strahlung) aufweisen.
2a-c zeigen beispielhaft den vierten Spiegel M4 des Projektionssystems 10 der EUV-Lithographieanlage 1 von 1. Der Spiegel M4 weist ein Substrat 25 sowie eine für die EUV-Strahlung 16 hoch reflektierende Mehrlagen-Beschichtung 26 auf. Das Substrat 25 ist im gezeigten Beispiel aus Quarzglas gebildet, das mit Titandioxid dotiert ist (ULE®). Das Substrat 25 kann auch aus einem anderen Material gebildet sein, das einen geringen
Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der typischerweise bei weniger als 100 ppb/K bei 22°C liegen sollte.
Auf das Substrat 25 ist die reflektierende Mehrlagen-Beschichtung 26 aufgebracht, die eine Mehrzahl von alternierenden Schichten 27a, 27b aus einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex und einem Material mit einem hohen Brechungsindex aufweist. Im gezeigten Beispiel, bei dem die Nutzwellenlänge der EUV-Lithographieanlage 1 bei ca. 13,5 nm liegt, handelt es sich bei den Schichten 27a, 27b um Silizium und Molybdän, die paarweise übereinander auf eine Oberfläche 25a des Substrats 25 aufgebracht sind. Auf die Darstellung von zusätzlichen funktionellen Schichten der Beschichtung 26 wurde in 2a-c verzichtet.
Das Aufbringen der Beschichtung 26 auf das Substrat 25 erfolgt mit einem herkömmlichen Verfahren zum Abscheiden von dünnen Schichten 27a, 27b, z.B. durch physikalische oder chemische Gasphasenabscheidung. Für die nachfolgenden Betrachtungen wird zur Vereinfachung davon ausgegangen, dass die Oberfläche 25a des Substrats 25 plan ist und dass die auf die Oberfläche 25a des Substrats 25 aufgebrachte Beschichtung 26 eine über die gesamte Oberfläche 25a konstante, uniforme Soll-Dicke D_S(x,y) aufweisen soll.
Für den Betrieb des Spiegels M4 in dem Projektionssystem 10 der EUV-Lithographieanlage 1 wird eine im Allgemeinen von der Position (x,y) an der Oberfläche 25a des Substrats 25 abhängige Soll-Reflektivität R_S(x,y) vorgegeben. Im gezeigten Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Soll-Reflektivität R_S(x,y) über die Oberfläche 25a konstant bzw. uniform ist und dass die Soll-Reflektivität R_S(x,y) erreicht wird, wenn die Beschichtung 26 die ebenfalls uniforme, vorgegebene Soll-Dicke D_S(x,y) aufweist.
Allgemein hängt die lokale Reflektivität R(x,y) des Spiegels M4 bzw. der Beschichtung 26 für die Nutzwellenlänge von der Dicke d_P(x,y) der jeweiligen Paare von Schichten 27a,b ab, welche die Periodenlänge bzw. die Periodendicke der Beschichtung 26 definieren: Nimmt die Dicke d_P(x,y) der einzelnen Schichtpaare 27a,b ab oder zu, verändert sich die spektrale Antwort, d.h. das Maximum der spektralen Reflektivität R(x,y) des Spiegels M4 verschiebt sich zu anderen Wellenlängen, so dass die Reflektivität R(x,y) bei der Nutzwellenlänge sich verändert. Wird davon ausgegangen, dass die Beschichtung 26 eine Anzahl N (z.B. N = 50 bis 90) von identischen Schichtpaaren 27a,b aufweist, gilt für die lokale Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26: D(x,y) = N × d_P(x,y), wobei d_P(x,y) die Dicke eines einzelnen Schichtpaars 27a,b bezeichnet.
Wird die Beschichtung 26 mit einer von der lokalen Soll-Dicke D_S(x,y) abweichenden Dicke auf das Substrat 26 aufgebracht, beispielsweise weil bei der Abscheidung der Schichten 27a,b Beschichtungsfehler auftreten, kann die lokale Ist-Dicke D_I(x,y) der Beschichtung 26 von der lokalen, im gezeigten Beispiel als uniform angenommenen Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26 abweichen, wie dies in 2b dargestellt ist.
Um ausgehend von der mit der Ist-Dicke D_I(x,y) aufgebrachten Beschichtung 26 die im gezeigten Beispiel uniforme, vorgegebene Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26 zu erzeugen, wird bei dem in 2b gezeigten Beispiel ein lokaler Energieeintrag E(x,y) in die Beschichtung 26 eingebracht. Der lokale Energieeintrag E(x,y) bewirkt bei den hier beschriebenen Materialien der Schichten 27a,b der Beschichtung 26 eine Kompaktierung, d.h. die Dicke der Beschichtung 26 nimmt beim Einbringen des Energieeintrags E(x,y) in die Beschichtung 26 ab, d.h. es wird eine lokale Dickenänderung Δ(x,y) der Beschichtung 26 erzeugt.
Da das Einbringen eines lokalen Energieeintrags E(x,y) nur eine Kompaktierung, aber keine Expansion der Beschichtung 26 bewirken kann, ist es zur Erzeugung einer lokalen Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26 durch die weiter oben beschriebene lokale Dickenänderung Δ(x,y) im hier beschriebenen Fall erforderlich, die Beschichtung 26 mit einer lokalen Dicke D_B(x,y) aufzubringen bzw. zu beschichten, die größer ist als die lokale Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26 (vgl. 2a). Durch diesen Dickenvorhalt ist es möglich, eine Beschichtung 26, deren lokale Ist-Dicke D_I(x,y) zwischen der Soll-Dicke D_S(x,y) und der (größeren) Dicke D_B(x,y) liegt, die bei der Beschichtung aufgebracht wurde, durch den lokalen Energieeintrag E(x,y) auf die im gezeigten Beispiel uniforme Soll-Dicke D_S(x,y) zu kompaktieren (vgl. 2b).
Das Übermaß bzw. der Dicken-Vorhalt beim Aufbringen der Beschichtung 26 wird hierbei nicht durch eine Vergrößerung der Anzahl der Schichtpaare 27a,b, sondern durch eine Skalierung der lokalen Dicke d_P(x,y) der einzelnen Schichtpaare 27a,b erzeugt: Beispielsweise kann für die lokale Dicke D_B(x,y) der aufgebrachten Beschichtung 26 gelten: D_B(x,y) = (1 + f) × D_S(x,y) = (1 + f) × N × d_P(x,y), wobei f das Übermaß beim Aufbringen der Beschichtung 26 (bezogen auf die lokale Soll-Dicke D_S(x,y)) angibt. Wird beim Aufbringen der Beschichtung 26 die lokale Dicke D_B(x,y) z.B. um 0,5% größer gewählt als die lokale Soll-Dicke D_S(x,y), so gilt: f = 0,005.
Beim Einbringen des Energieeintrags E(x,y) wird die Beschichtung 26 in Dickenrichtung (Z-Richtung) im Wesentlichen homogen erwärmt, so dass die lokale Ist-Dicke D_I(x,y) der Beschichtung 26 beim Einbringen des Energieeintrags E(x,y) als Ganzes skaliert wird. Für den Fall, dass an einer vorgegebenen Position (x,y) der Oberfläche 25a des Substrats 25 die Beschichtung 26 eine lokale Ist-Dicke D_I(x,y) aufweist, die der mit (1+k) skalierten Soll-Dicke D_S(x,y) entspricht (d.h. D_I(x,y) = (1 + k) D_S(x,y) wobei für k gilt: (0 ≤ k ≤ f), ist es zum Erzeugen der Soll-Dicke D_S(x,y) erforderlich, eine lokale Dickenänderung Δ(x,y) an dieser Position (x,y) zu erzeugen, die eine Skalierung um 1/(1+k) bewirkt. Auf diese Weise wird die Abweichung zwischen der lokalen Ist-Dicke D_I(x,y) und der lokalen Soll-Dicke Ds(x,y) kompensiert, wobei für die lokale Dickenänderung Δ(x,y) gilt: Δ(x,y) = |D_I(x,y) - D_S(x,y)|.
Abhängig von der Art der Materialien der Beschichtung 26 kann der Energieeintrag E(x,y) an Stelle einer Kompaktierung der Beschichtung 26 eine Expansion der Beschichtung 26 bewirken. In diesem Fall wird die bei der Beschichtung aufgebrachte lokale Dicke D_B(x,y) der Beschichtung 26 kleiner gewählt als die Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26. Für die Skalierung der Beschichtung 26 in Form einer durch den Energieeintrag E(x,y) bewirkten Expansion gilt das weiter oben in Zusammenhang mit der Kompaktierung der Beschichtung 26 Gesagte analog.
Um diejenige lokale Dickenänderung Δ(x,y) zu bestimmen, welche die Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26 erzeugt, wird die lokale Ist-Reflektivität R_I(x,y) des in 2b gezeigten Spiegels M4 vermessen. Zu diesem Zweck kann der Spiegel M4 in eine geeignete Messeinrichtung eingebracht werden, die eine Messung der Ist-Reflektivität R_I(x,y) des Spiegels M4 an jeder Position (x,y) bei der Nutzwellenlänge im EUV-Wellenlängenbereich oder über einen Wellenlängenberich ermöglicht. Die Bestimmung der Ist-Reflektivität R_I(x,y) in einem Wellenlängenbereich, der das Reflektivitätsmaximum sowie die gesamte Halbwertsbreite der wellenlängenabhängigen Reflektivitätskurve beinhaltet, ist in der Regel ausreichend, um anhand des weiter oben beschriebenen Zusammenhangs mit der Periodenlänge d_P(x,y) der Schichtpaare 27a,b die lokale Ist-Dicke (x,y) der Beschichtung 26 zu bestimmen.
Anhand der lokalen Ist-Dicke D_I(x,y) und der vom Spiegel-Design vorgegebenen lokalen Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung kann die lokale Dickenänderung Δ(x,y) = |D_I(x,y) - D_S(x,y)| bestimmt werden, die durch den lokalen Energieeintrag E(x,y) erzeugt werden muss, um die lokale Soll-Dicke D_S(x,y) zu erzeugen. 3 zeigt ein Beispiel für eine Vorgabe einer lokalen Dickenänderung Δ(x,y), die auf die weiter oben beschriebene Weise bestimmt wurde. Die in 3 gezeigte lokale Dickenänderung D_S(x,y) ist für eine quadratische Oberfläche 25a des Spiegels M4 dargestellt (- 10 < x < 10; -10 < y y < 10), es versteht sich aber, dass der Spiegel M4 bzw. das Substrat 25 auch eine Oberfläche 25a mit einer anderen Geometrie aufweisen kann, beispielsweise mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Geometrie.
Um eine gewünschte lokale Kompaktierung Δ(x,y) der Beschichtung 26 durch das Einbringen des Energieeintrags E(x,y) zu erzeugen, ist es erforderlich, die Beschichtung 26 an einer jeweiligen Position (x,y) lokal aufzuheizen und das Heizen der Beschichtung 26 so lange fortzusetzen, bis sich die gewünschte Kompaktierung einstellt. Für das Einbringen des lokalen Energieeintrags E(x,y) wird bei dem in 2b gezeigten Beispiel eine Elektronenkanone 29 verwendet, die einen Elektronenstrahl 28 erzeugt, mit dem die Beschichtung 26 bestrahlt wird. Die Elektronenkanone 29 kann lateral verschoben oder abgelenkt werden, um den Elektronenstrahl 28 auf jede beliebige Position (x,y) an der Oberfläche 25a auszurichten. Die Energie des Elektronenstrahls 28 wird hierbei so gewählt, dass die effektive Eindringtiefe des Elektronenstrahls 28 kurz unterhalb der Oberfläche 25a der Substrats 25 liegt. Auf diese Weise erfolgt der Energieeintrag E(x,y) durch den Elektronenstrahl 28 an einer jeweiligen Position (x, y) der Beschichtung 26 in Dickenrichtung (Z-Richtung) im Wesentlichen homogen.
Die Intensität des Elektronenstahls 28 kann über den Strom eingestellt werden, mit dem die Elektronenkanone 29 beaufschlagt wird. In der Regel wird jedoch der Strom, welcher der Elektronenkanone 29 zugeführt wird, bei der Bestrahlung konstant gehalten und die Energiedosis bzw. die lokale Kompaktierung, die an einer jeweiligen Position (x,y) eingebracht wird, wird über die Verweildauer to des Elektronenstrahls 28 an der jeweiligen Position (x, y) eingestellt.
4a zeigt eine Kalibrationskurve, bei der auf der Ordinate die (lokale) Kompaktierung aufgetragen ist, die sich bei unterschiedlichen, als konstant angenommenen lokalen Temperaturen T₁ bis T₁₀ an der jeweiligen Position (x,y) in Abhängigkeit von der Zeitdauer (Haltedauer t_H in s) einstellt, bei welcher die jeweilige Temperatur T₁ bis T₁₀ gehalten wird. Die lokale Temperatur T₁ entspricht bei dem in 4a gezeigten Beispiel der niedrigsten Temperatur, die lokale Temperatur T₁₀ entspricht bei dem in 4a gezeigten Beispiel der höchsten Temperatur.
4b zeigt den Zusammenhang zwischen dem zeitlichen Verlauf der Temperatur T an einer jeweiligen Position (x,y) der Oberfläche 25a bzw. der Beschichtung 26 und der Verweildauer to des Elektronenstrahls 28 an dieser Position (x,y). Wie sich aus 4b ergibt, wird nach einer vergleichsweise kurzen Verteildauer to bei einer gegebenen Intensität des Elektronenstrahls 28 eine konstante Temperatur T erreicht. Die Verweildauer to des Elektronenstrahls 28 an einer jeweiligen Position (x,y), die eine gewünschte lokale Dickenänderung Δ(x,y) der Beschichtung 26 bewirkt, kann daher mit Hilfe der in 4a,b gezeigten Kalibrationskurven bestimmt werden.
Die in 2b gezeigte Korrektur der lokalen Dicke D_I(x,y) der Beschichtung 26 zur Erzeugung der lokalen Soll-Dicke D_S(x,y) kann grundsätzlich zu jedem Zeitpunkt in der Prozesskette der Herstellung des Spiegels M4 nach dem Aufbringen der Beschichtung 26 erfolgen. Allerdings sollte darauf geachtet werden, dass in nachfolgenden Prozesschritten keine höheren Temperaturen in der Beschichtung 26 auftreten als dies bei der in Zusammenhang mit 2b beschriebenen Bestrahlung der Fall ist.
2c zeigt einen solchen Schritt in der Prozesskette, bei dem der Spiegel M4 wie in 2b mit einem Elektronenstrahl 28 bestrahlt wird, um einen lokalen Energieeintrag E(x,y) zu bewirken. Im Gegensatz zu der in 2b beschriebenen Bestrahlung wird die Energie des Elektronenstrahls 28 größer gewählt, so dass dieser in das Substrat 25 unterhalb der Oberfläche 25a eindringt und im Wesentlichen das Substrat 25 und nicht die reflektierende Beschichtung 26 erwärmt. Durch die in 2c gezeigte Bestrahlung wird eine Oberflächenform der Oberfläche 25a des Substrats 25 verändert, um die in 2a gezeigte plane Soll-Oberflächenform des Substrats 25 zu erzeugen. Für den Fall, dass bei der in 2c gezeigten Bestrahlung hohe Ströme bzw. hohe Intensitäten des Elektronenstrahls 28 verwendet werden, um die Durchlaufzeiten zu erhöhen, können bei der Bestrahlung des beschichteten Substrats 25 lokale Temperaturspitzen auftreten, welche die lokale Dicke der Beschichtung 26 verändern (im gezeigten Beispiel verringern), wie dies in 2c beispielhaft an einer Position (x,y) dargestellt ist, an welcher der Elektronenstrahl 28 auf die Oberfläche 25a des Substrats 25 auftrifft.
Für den Fall, dass das Verändern der Oberflächenform des Substrats 25 sich auf die lokale Ist-Dicke D_I(x,y) der Beschichtung 26 auswirkt, stellt sich eine zusätzliche (unerwünschte) lokale Dickenänderung Δ_S ein. 5a zeigt ein Beispiel für eine solche zusätzliche lokale Dickenänderung Δ_S(x,y), die aus einer Messung der lokalen Dicke D_I(x,y) bzw. der Reflektivität R_I(x,y) der Beschichtung 26 vor und nach der in 2c gezeigten Bestrahlung resultiert. Um die zusätzliche lokale Dickenänderung +Δ_S(x,y) durch die in 2b gezeigte Bestrahlung zu kompensieren, ist es erforderlich, die in 3 gezeigte lokale Dickenänderung Δ(x,y) geeignet anzupassen: 5b zeigt die zu diesem Zweck erforderliche lokale Dickenänderung Δ'(x,y), die sich aus der in 3 und in 5a gezeigten Dickenänderung wie folgt zusammensetzt: Δ'(x,y) = Δ(x,y) - Δ_S(x,y).
Für die Erzeugung der Soll-Dicke D_S(x,y) ist die Kenntnis der obigen Beziehung grundsätzlich nicht erforderlich, sofern die Ist-Dicke D_I(x,y) der Beschichtung 26 nach dem in 2c gezeigten Schritt des Veränderns der Oberflächenform des Substrats 25 vermessen wird. In diesem Fall wird der in 2b gezeigte Schritt des Erzeugens der lokalen Soll-Dicke D_S(x,y) der Beschichtung 26 nach dem Verändern der Oberflächenform des Substrats 25 auf die in Zusammenhang mit 2b beschriebene Weise vorgenommen.
Alternativ zur Vermessung der Ist-Dicke D_I(x,y) der Beschichtung 26 nach dem in 2c gezeigten Verändern der Oberflächenform des Substrats 25 ist es auch möglich, die Ist-Dicke D_I(x,y) der Beschichtung 26 vor dem Verändern der Oberflächenform des Substrats 25 zu messen und die beim Verändern der Oberflächenform des Substrats 25 zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung Δ_S,E(x,y) der Beschichtung 26 zu berechnen bzw. abzuschätzen. Dies ist möglich, weil der beim Verändern der Oberflächenform des Substrats 25 erzeugte lokale Energieeintrag E(x,y) und auch die lokale Temperatur T(x,y), die an einer jeweiligen Position (x,y) der Beschichtung 26 erzeugt wird, im Voraus bekannt ist, z.B. weil dieser experimentell bestimmt oder berechnet wurde.
6a zeigt ein Beispiel für die zu erwartende zusätzliche Dickenänderung Δ_S,E(x,y) durch die in 2c gezeigte Veränderung der Oberflächenform des Substrats 25. Wie in Zusammenhang mit 5a,b beschrieben wurde, setzt sich die in 6b gezeigte resultierende lokale Dickenänderung Δ''(x,y), die zum Erreichen der lokalen Soll-Dicke D_B(x,y) der Beschichtung 26 benötigt wird, aus der in 3 gezeigten lokalen Dickenänderung Δ(x,y) und der in 6a gezeigten zusätzlichen lokalen Dickenänderung Δ_S,E(x,y) wie folgt zusammen: $Δ " (x, y) = Δ (x, y) - Δ_{S,E} (x, y) .$
Für den Fall, dass keine bzw. nur vernachlässigbare Beschichtungsfehler auftreten, kann die lokale Dickenänderung Δ(x,y) der Beschichtung 26 dazu dienen, lediglich die beim Verändern der Oberflächenform des Substrats 25 auftretende lokale Dickenänderung Δ_S(x,y) bzw. Δ_S,E(x,y) zu kompensieren. In diesem Fall gilt: Δ'(x,y) = -Δ_S(x,y) bzw. Δ''(x,y) = -Δ_S,E(x,y).
Sowohl bei dem in 2b gezeigten Einbringen des Energieeintrags E(x,y) in die Beschichtung 26 als auch bei dem in 2c gezeigten Einbringen des Energieeintrags E(x,y) in das Substrat 25 kann es günstig sein, einer großflächigen Erwärmung des Spiegels M4 durch eine Kühlung entgegenzuwirken. Dies kann beispielsweise durch einen in 2b und in 2c durch einen Pfeil angedeuteten Gasfluss 30 erreicht werden, welcher den Spiegel M4 beim Einbringen des Energieeintrags E(x,y) kühlt. Es ist aber auch möglich, die Kühlung des Spiegels M4 auf andere Weise zu erreichen, beispielsweise indem das Substrat 25 mit einer geeigneten Kühleinrichtung in Kontakt gebracht wird.
Auf die weiter oben beschriebene Weise können sowohl Beschichtungsfehler als auch Fehler, die auf eine ungewollte Veränderung der Schichtdicken der Beschichtung 26 während des Veränderns der Oberflächenform des Substrats 25 zurückzuführen sind, kompensiert werden, so dass die Beschichtung 26 ihre lokale Soll-Dicke D_S(x,y) und die entsprechende lokale Soll-Reflektivität R_S(x,y) erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6635391 B2 [0004]
US 7049033 B2 [0004]
US 7022435 B2 [0005]
US 6821682 B1 [0006]
EP 1336130 A2 [0006]
US 6844272 B2 [0007, 0010]

Claims

Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung (Δ(x,y), Δ''(x,y)) einer Beschichtung (26) zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung (16), die auf ein Substrat (25) eines Spiegels (M4) aufgebracht ist, umfassend: Erzeugen der lokalen Dickenänderung (Δ(x,y); Δ''(x,y)) durch Einbringen eines lokalen Energieeintrags (E(x,y)) in die Beschichtung (26), der ein Kompaktieren oder Expandieren der Beschichtung (26) bewirkt, zum Erzeugen einer lokalen Soll-Dicke (D_S(x,y)) der Beschichtung (26), die einer lokalen Soll-Reflektivität (R(x,y)) des Spiegels (M4) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Aufbringen der Beschichtung (26) auf das Substrat (25), wobei entweder die Beschichtung (26) mit einer lokalen Dicke (D_B(x,y)) aufgebracht wird, die größer ist als die lokale Soll-Dicke (D_S(x,y)) der Beschichtung (26), wenn der lokale Energieeintrag (E(x,y)) eine Kompaktierung der Beschichtung (26) bewirkt, oder wobei die Beschichtung (26) mit einer lokalen Dicke (D_B(x,y)) aufgebracht wird, die kleiner ist als die lokale Soll-Dicke (D_S(x,y)) der Beschichtung (26), wenn der lokale Energieeintrag (E(x,y)) eine Expansion der Beschichtung (26) bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend: Verändern einer Oberflächenform des Substrats (25) durch Einbringen eines lokalen Energieeintrags (E(x,y)) in das Substrat (25), wobei das Erzeugen der lokalen Dickenänderung (Δ(x,y)) der Beschichtung (26) vor und/oder nach dem Verändern der Oberflächenform des Substrats (25) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: Bestimmen einer lokalen Ist-Dicke (D_I(x,y)) der Beschichtung (26) durch Vermessen einer lokalen Ist-Reflektivität (R_I(x,y)) der Beschichtung (26).
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die lokale Dickenänderung (Δ(x,y)) einer Abweichung zwischen der lokalen Soll-Dicke (D_S(x,y)) und der lokalen Ist-Dicke (D_I(x,y)) entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem eine beim Verändern der Oberflächenform des Substrats (25) zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung (Δ_S,E(x,y)) der Beschichtung (26) bestimmt wird, und bei dem beim Erzeugen der lokalen Dickenänderung (Δ''(x,y)) die durch das Verändern der Oberflächenform des Substrats (25) zu erwartende zusätzliche lokale Dickenänderung (Δ_S,E(x,y)) kompensiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zum lokalen Einbringen des Energieeintrags (E(x,y)) die Beschichtung (26) und/oder das Substrat (25) mit einem Bearbeitungsstrahl (28) bestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Bearbeitungsstrahl ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Ionenstrahl, Elektronenstrahl (28) und Laserstrahl.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, weiter umfassend: Bestimmen einer Verweildauer (t_D) des Bearbeitungsstrahls (28) beim Bestrahlen einer jeweiligen Position (x,y) der Beschichtung (26), welche die lokale Dickenänderung (Δ(x,y); Δ''(x,y)) der Beschichtung (26) bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Verweildauer (t_D) des Bearbeitungsstrahls (28) anhand einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Verweildauer (t_D) und einer Temperatur (T) an der jeweiligen Position (x,y) der Beschichtung (26) und anhand einer vorgegebenen Beziehung zwischen einer Haltezeit (t_H) bei einer vorgegebenen Temperatur (T₁, ..., T₁₀) an der jeweiligen Position (x,y) der Beschichtung (26) und der lokalen Dickenänderung (Δ(x,y)) der Beschichtung (26) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: Kühlen der Beschichtung (26) und/oder des Substrats (25) während des Einbringens des lokalen Energieeintrags (E(x,y)).
Spiegel (M4), umfassend: ein Substrat (25), sowie eine auf das Substrat (25) aufgebrachte Beschichtung (26) zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (26) eine lokale Soll-Dicke (D_S(x,y)) aufweist, die einer lokalen Soll-Reflektivität (R_S(x,y)) des Spiegels (M4) entspricht, wobei die lokale Soll-Dicke (D_S(x,y)) gemäß dem Verfahren zum Erzeugen einer lokalen Dickenänderung (Δ(x,y), Δ''(x,y)) nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt ist.
Spiegel nach Anspruch 12, bei dem ein Material des Substrats (25) ausgewählt ist der Gruppe umfassend: Silikatglas, insbesondere mit Titandioxid dotiertes Quarzglas, oder Glaskeramik, wobei das Material insbesondere einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 100 ppb/K bei 22°C aufweist.
Spiegel nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Beschichtung (26) eine Mehrlagen-Beschichtung mit einer Mehrzahl von alternierenden Schichten (27a, 27b) aus einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex und einem Material mit einem hohen Brechungsindex bildet.
EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: mindestens ein Spiegel (M1 bis M6) nach einem der Ansprüche 12 bis 14.