DE102022205971A1

DE102022205971A1 - Verfahren zum Beschichten eines Spiegelsubstrats mit einer für Nutz- Wellenlängen hochreflektierenden Mehrlagen-Beschichtung sowie Beschichtungsanlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Info

Publication number: DE102022205971A1
Application number: DE102022205971.9A
Authority: DE
Inventors: Tim Hoffmann; Vladimir Mitev; Eva Schneider; Ruediger Mack; Johannes Schurer; Maike Lorenz
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2023-12-14
Also published as: WO2023241992A1

Abstract

Zum Beschichten eines Spiegelsubstrats (2) mit einer für Nutz-Wellenlängen hochreflektierenden Mehrlagen-Beschichtung mit einer Mehrzahl von sequentiell aufzubringenden Einzellagen werden zunächst mehrere der Einzellagen auf das Spiegelsubstrat (2) im Rahmen einer Beschichtungsabfolge zur Erzeugung einer ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung aufgebracht. Eine Schichtdicke eines Ergebnisses der Beschichtungsabfolge wird an mindestens einer Messposition gemessen. Beschichtungsparameter werden abhängig von Messdaten der Messung für einen nachfolgenden Aufbringungsschritt angepasst. Weitere der Einzellagen werden auf das Spiegelsubstrat (2) im Rahmen einer weiteren Beschichtungsabfolge mit den angepassten Beschichtungsparametern zur Erzeugung einer weiteren Teil-Mehrlagen-Beschichtung zur Vervollständigung der Mehrlagen-Beschichtung aufgebracht. Eine hierfür nutzbare Beschichtungsanlage hat eine Spiegelsubstrat-Halterung (6), mindestens eine Beschichtungsquelle (13, 14) für das Beschichtungsmaterial, mindestens einen Antrieb (8) zur Relativverlagerung des Spiegelsubstrats (2) zur Beschichtungsquelle (13, 14), eine Dicken-Messeinrichtung (16) sowie eine Steuer/Regeleinrichtung (25), die mit der Dicken-Messeinrichtung (16) und einer Steuereinheit (26) zur Anpassung der Beschichtungsparameter in Signalverbindung steht. Es resultiert eine Beschichtung, über die eine Ziel-Oberfächenform und -Reflektivität der hergestellten Mehrlagen-Beschichtung mit hoher Präzision erreich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Spiegelsubstrats mit einer für Nutz-Wellenlängen hochreflektierenden Mehrlagen-Beschichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Beschichtungsanlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Physical vapour deposition (PVD)-Beschichtungsanlagen sind vom Markt her bekannt.
Die EP 0 163 176 B1 offenbart ein ellipsometrisches Verfahren zur Untersuchung von Oberflächenschichten. Die EP 1 851 508 B1 offenbart ein optisches Monitoringsystem für Beschichtungsprozesse. Ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Filme ist bekannt aus der EP 0 552 648 B1 . Ein Verfahren zur Herstellung einer Multilayerschicht ist bekannt aus der EP 2 036 998 B1 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungsverfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Ziel-Oberflächenform und ggf. auch eine Ziel-Reflektivität der hergestellten Mehrlagen-Beschichtung mit hoher Präzision erreicht ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Beschichtungsverfahren mit den im Anspruch 1 angegeben Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Schichtdicken-Messung im Rahmen des Beschichtungsvorgangs zur Möglichkeit führt, Beschichtungsparameter abhängig vom Schichtdicken-Messergebnis, ausgehend vom ursprünglichen Beschichtungsparametersatz bei der Erzeugung der ersten Teil-Messlagenbeschichtung, anzupassen. Dies ermöglicht es insbesondere, korrigierenden Einfluss auf eine detektierte Inhomogenität einer Schichtdicke der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung bzw. der zuletzt aufgebrachten Teil-Mehrlagen-Beschichtung zu nehmen. Zudem kann eine mittlere Einzellagendicke durch die von der Schichtdickenmessung abhängige Beschichtungsparameteranpassung korrigiert werden. Es resultiert eine hochreflektierende Mehrlagen-Beschichtung, deren Oberflächenform vorgegebenen Sollwerten hochgenau entspricht. Es resultiert ein beschichtetes Spiegelsubstrat mit hochgenauer Oberflächenform. Soweit ein entsprechend beschichteter Spiegel als Teil einer Abbildungsoptik genutzt wird, resultiert ein vorteilhaft geringer Abbildungsfehler.
Mit Hilfe des Beschichtungsverfahrens korrigierbare Abweichungen einer Dicke der erzeugten Mehrlagen-Beschichtung wirken sich hauptsächlich auf die Oberflächenform aus. Oberflächenfehler, die bei der Vermessung beispielsweise der ersten Beschichtungsabfolge ermittelt werden, können im Rahmen der Aufbringung weiterer Einzellagen mit angepassten Beschichtungsparametern kompensiert werden.
Grundsätzlich kann auch eine verbesserte Ziel-Reflektivität der hergestellten Mehrlagen-Beschichtung mit hoher Präzision erreicht werden. Die Reflektivität der Mehrlagen-Beschichtung ist regelmäßig weniger sensitiv auf potentielle Einzellagen-Dickenfehler als die Oberflächenform. Durch die Anpassung von Beschichtungsparametern kann für die nachfolgend aufgebrachten Einzellagen eine optimierte Reflektivität erreicht werden.
Bei der Nutz-Wellenlänge kann es sich um eine EUV-Wellenlänge kleiner als 100 nm und insbesondere im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm handeln. Die Nutzwellenlänge kann bei 13,5 nm liegen. Bei der Schichtdicken-Messung kann eine Dicke der gesamten erzeugten Teil-Mehrlagen-Beschichtung gemessen werden. In einer Variante ist es möglich, mehrere Einzellagen-Schichtdicken der erfolgten Teil-Mehrlagen-Beschichtung zu vermessen oder auch die Schichtdicke genau einer aufgebrachten Einzellage, insbesondere der zuletzt aufgebrachten Einzellage zu vermessen.
Bei der Mehrlagen-Beschichtung kann es sich um eine Mehrzahl alternierender Einzellagen aus unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien, also um eine Mehrzahl sogenannter Bilagen handeln. Beschichtungsmaterialen können sein: Molybdän, Silicium oder Ruthenium. Auch andere Beschichtungsmaterialien sind möglich.
Im Rahmen des Anpassungsschritts anzupassende Beschichtungsparameter können sein eine Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen dem Spiegelsubstrat und einer Beschichtungsquelle, eine Temperatur der Beschichtungsquelle, ein Beschichtungsmaterialfluss der Beschichtungsquelle, eine Richtungscharakteristik der Beschichtungsquelle, ein Abstand zwischen der Beschichtungsquelle und dem Beschichtungssubstrat oder auch eine Verlagerungstrajektorie zwischen dem Spiegelsubstrat und der mindestens einen Beschichtungsquelle bzw. einer Anordnung mehrerer Beschichtungsquellen.
Insbesondere die Auswirkungen von Langzeitdrifts während der Beschichtung können kompensiert werden.
Die Einzellagen der Mehrlagen-Beschichtung können in einer Rotations-Beschichtungsanlage aufgebracht werden, in der ein Halter das Spiegelsubstrat mittels einer Rotationsbewegung um eine Halterachse über die Beschichtungsquellen führt. Alternativ kann das Aufbringen in einer Linear-Beschichtungsanlage erfolgen, in der ein Halter das Spiegelsubstrat in einer Linearbewegung über die Beschichtungsquellen führt. Zusätzlich kann das Spiegelsubstrat am Halter um eine innerhalb oder außerhalb des Spiegelsubstrats liegende Achse gedreht werden.
Die erste Teil-Mehrlagen-Beschichtung kann mindestens 25 % aller insgesamt aufzubringenden Einzellagen beinhalten. Regelmäßig hat die erste Teil-Mehrlagen-Beschichtung höchsten 75 % der insgesamt aufzubringenden Einzellagen.
Ein PVD-Prozess nach Anspruch 2 hat sich in der Praxis bewährt. Als Beschichtungsquelle kann mindestens ein Sputter-Magnetron zum Einsatz kommen.
Ein Messen an einer Mehrzahl von Messpositionen nach Anspruch 3 erlaubt einen Rückschluss insbesondere auf Beschichtungs-Inhomogenitäten über das Spiegelsubstrat. Gewonnene Erkenntnisse über Beschichtungs-Inhomogenitäten, die mit Hilfe der Mehrzahl von Messpositionen gewonnen wurden, können bei der Anpassung der Beschichtungsparameter berücksichtigt werden, insbesondere bei der Vorgabe der Verlagerungstrajektorie zwischen dem Spiegelsubstrat und der mindestens einen Beschichtungsquelle bzw. der Anordnung mehrerer Beschichtungsquellen. Zur Vorgabe verschiedener Messpositionen können Antriebe genutzt werden, die für eine Relativverlagerung des Spiegelsubstrats zur Beschichtungsquelle ohnehin genutzt werden. Zur Auswahl einer Messposition können auch Antriebseinheiten der Dicken-Messeinrichtung genutzt werden. Die jeweilige Messposition kann auf einer zu beschichtenden Reflexions-Nutzfläche des Spiegelsubstrats liegen. Alternativ kann mindestens eine der Messpositionen auf dem Spiegelsubstrat neben der Reflexions-Nutzfläche oder auf einem vom Spiegelsubstrat separaten Mess-Referenz-Substrat liegen. Aus dem Messergebnis der Messung der Messposition außerhalb der Reflexions-Nutzfläche kann dann auf die Schichtdicke auf der Reflexions-Nutzfläche rückgeschlossen werden.
Eine EUV-Reflektometrie-Messung nach Anspruch 4 hat sich in der Praxis bewährt. Über eine solche Reflektometrie kann eine Reflektivitätsmessung für eine Mehrzahl von Einfallswinkeln auf dem Spiegelsubstrat durchgeführt werden. Eine Reflektometrie-Messung ist bekannt aus der DE 199 48 264 A1 und der DE 10 2006 029 799 A1 . Grundsätzlich kann die Reflektometrie auch mit anderen Wellenlängen als EUV durchgeführt werden, beispielsweise mit VUV- DUV-, VIS-, oder auch mit noch größeren Wellenlängen. Alternative Schichtdicken-Messverfahren, die anstelle einer Reflektometrie zum Einsatz kommen können, sind RHEED oder XRR. Details zu diesen Schichtdicken-Messverfahren findet der Fachmann im Fachbuch „In-situ real-time characterization ofthin films“, ed. O. Auciello, A. R. Krauss, Viley, 2001, ISBN 0-471-24141-5.
Ein Wiegeprozess nach Anspruch 5 stellt ein alternatives Messverfahren zur Schichtdicken-Messung im Rahmen des Beschichtungsverfahrens dar. Gewogen wird dabei entweder das Spiegelsubstrat, insbesondere nach dem Aufbringen der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung oder mindestens einer weiteren Teil-Mehrlagen-Beschichtung, oder ein Mess-Referenz-Substrat, welches beim Beschichtungsverfahren in gleicher Weise mehrlagen-beschichtet wird wie das Spiegelsubstrat. Der Wiegeprozess kann mit Hilfe einer Quarzkristall-Mikrowaage durchgeführt werden. Eine Waage zur Durchführung des Wiegeprozesses kann so ausgeführt sein, dass eine Massendifferenz des Spiegelsubstrats nach der Beschichtung und des Spiegelsubstrats vor der Beschichtung gemessen wird. Mindestens eine derartige Waage kann auf dem zu beschichtenden Spiegelsubstrat neben dessen Reflexionsfläche oder auf dem Mess-Referenz-Substrat untergebracht sein. Eine Quarzkristall-Mikrowaage ist bekannt aus dem Fachartikel von Abdul Wajid „On the accuracy of the quartz-crystal microbalance (QCM) in thinfilm depositions“ (https://doi.org/10.1016/S0924-4247(97)80427-X).
Mindestens zwei Messschritte vor und nach denen jeweils Beschichtungsabfolgen stattfinden, nach Anspruch 6 erhöhen eine Präzision des gesamten Beschichtungsvorgangs. Auch mehr als zwei derartige zwischengestaltete Messschritte können zum Einsatz kommen, was die Genauigkeit des Beschichtungsverfahrens nochmals verbessern kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschichtungsanlage zu schaffen, mit der das Beschichtungsverfahren durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beschichtungsanlage mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen.
Die Vorteile der Beschichtungsanlage entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das Beschichtungsverfahren bereits erläutert wurden.
Bei der Beschichtungsanlage kann es sich um eine Rotations-Beschichtungsanlage oder um eine Linear-Beschichtungsanlage handeln. Als Beschichtungsquelle kann eine PVD-Beschichtungsquelle, insbesondere ein Magnetron, zum Einsatz kommen. Die Beschichtungsanlage kann eine Mehrzahl von Beschichtungsquellen aufweisen. Die Dicken-Messeinrichtung kann so angeordnet sein, dass während des Beschichtungsvorgangs das teilbeschichtete Spiegelsubstrat bei einer Verlagerung längs der Beschichtungs-Verlagerungstrajektorie in einen Mess-Erfassungsbereich der Dicken-Messeinrichtung gelangt. Es ist dann keine messspezifische Verlagerung des Spiegelsubstrats hin zur Dicken-Messeinrichtung notwendig.
Bei der Messlichtquelle nach Anspruch 8 kann es sich um eine EUV-Lichtquelle handeln. Eine Messwellenlänge der Messlichtquelle kann der Nutz-Wellenlänge der aufzubringenden Beschichtung entsprechen. Alternativ oder zusätzlich zu einer Messlichtquelle kann die Dicken-Messeinrichtung eine Waage, insbesondere eine Mikrowaage, beispielsweise in Form einer Quarzkristall-Mikrowaage aufweisen.
Eine Halterung nach Anspruch 9 hat sich in der Praxis bewährt. Hierüber lässt sich eine Relativbewegung des Spiegelsubstrats zur mindestens einen Beschichtungsquelle erzeugen, die für eine homogene Beschichtung der Nutz-Reflexionsfläche des Spiegelsubstrats genutzt werden kann.
Dies gilt besonders für eine Halterung nach Anspruch 10. Die Halteeinheits-Achse kann mit einer Symmetrieachse des Spiegelsubstrats zusammenfallen.
Ein Linearantrieb nach Anspruch 11 hat sich ebenfalls in der Praxis bewährt. Grundsätzlich kann ein derartiger Linearantrieb mit einem der vorstehend erläuterten Rotationsantrieben kombiniert werden.
Mit Hilfe der Antriebe, über die eine Relativverlagerung des Spiegelsubstrats zu mindestens einer Beschichtungsquelle erzeugt wird, können auch verschiedene Messpositionen der Dicken-Messeinrichtung auf dem Spiegelsubstrat, auf einer neben der Nutz-Reflexionsfläche angeordneten Messfläche oder auf einem separaten Mess-Referenz-Substrat ausgewählt werden.
Eine Referenzkörper-Halteeinheit nach Anspruch 12 ermöglicht die Beschichtung und auch die Dicken-Messung an einem zum beschichtenden Spiegelsubstrat separaten Mess-Referenz-Substrat. Die Referenzkörper-Halteeinheit kann symmetrisch zur Spiegelsubstrat-Halteeinheit der Halterung angeordnet sein. Die Symmetrieachse kann mit einer Ausleger-Drehachse einer dann mit einem Auslegerarm ausgeführten Halterung zusammenfallen. Das mit Hilfe des Beschichtungsverfahrens hergestellte Spiegelsubstrat kann in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Lithografie, insbesondere für die EUV-Lithographie, zum Einsatz kommen. Das Spiegelsubstrat kann dabei als Spiegel einer Projektionsoptik oder einer Beleuchtungsoptik einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz kommen.
Projektionsbelichtungsanlagen bzw. Lithographieanlagen werden verwendet, um integrierte Schaltungen mit hoher Präzision herzustellen. Hierbei wird das Licht einer Strahlungsquelle über optische Elemente, wie Spiegel und/oder Linsen, zu einem zu belichteten Wafer gelenkt. Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterschaltungen erhöhen sich die Anforderung an die Auflösung und die Genauigkeit der Projektionsbelichtungsanlagen gleichermaßen. Entsprechend hohe Anforderungen werden insbesondere an deren optische Elemente und die Aktuierung der optischen Elemente gestellt.
Die Fertigungsqualität der optischen Elemente und die Kenntnis über die optischen Eigenschaften der optischen Elemente während des Betriebs, insbesondere betreffend Reflexionseigenschaften einer optisch aktiven Fläche des optischen Elements, tragen zur Qualität der Belichtung bei.
Die Reflektometrie-Messvorrichtung bzw. das Messverfahren können in diesem Rahmen insbesondere vorteilhaft zur Prozessführung, zur Qualitätssicherung oder Dokumentation im Rahmen der Fertigung des optischen Elements eingesetzt werden.
Die Reflektometrie-Messung eignet sich unter anderem zur Messung von Reflexionseigenschaften optischer Elemente einer mikrolithographischen DUV („Deep Ultra Violet“) Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere jedoch zur Verwendung mit einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Eine mögliche Verwendung der Erfindung betrifft auch die Messung von Reflexionseigenschaften optischer Elemente der Immersionslithographie.
Bei der Dickenmessung handelt es sich um eine In-situ-Messung während des Beschichtungsverfahrens.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine Aufsicht auf einen Ausschnitt einer Rotations-Beschichtungsanlage zum Beschichten eines Spiegelsubstrats mit einer für Nutz-Wellenlängen hochreflektierenden Mehrlagen-Beschichtung;
2 in einer Seitenansicht eine rotierend angetriebene Substrat-Halterung der Beschichtungsanlage nach 1 im Bereich einer als EUV-Reflektometer ausgelegten Dicken-Messeinrichtung zum Messen mindestens einer Schichtdicke einer bei der Beschichtung auf das Substrat aufgebrachten Einzellage;
3 eine Aufsicht aus Blickrichtung III in 2 zur Verdeutlichung einer Anordnung möglicher Messpunkte der Dicken-Messeinrichtung auf dem Substrat;
4 in einer zu 1 ähnlichen Aufsicht eine Linear-Beschichtungsanlage als weitere Ausführung einer Beschichtungsanlage zum Beschichten des Spiegelsubrats;
5 wiederum in einer zu 1 ähnlichen Aufsicht einen Auslegearm einer Halterung als Teil einer weiteren Ausführung einer Rotations-Beschichtungsanlage, wobei sich an einem Ende des Auslegerarms das zu beschichtende Substrat und am anderen Ende des Auslegerarms ein Mess-Referenz-Substrat befindet; und
6 in einer zu 5 ähnlichen Aufsicht eine weitere Ausführung einer Halterung mit einem Auslegerarm, an dessen Ende ein zu beschichtendes Substrat gehalten ist, welches einerseits auf einer Reflexions-Nutzfläche und andererseits auf einer daneben liegenden Mess-Referenz-Fläche beschichtet wird.

Eine Rotations-Beschichtungsanlage 1, von der in der in 1 ein Ausschnitt dargestellt ist, dient zum Beschichten eines Spiegelsubstrats 2 mit einer für Nutz-Wellenlängen hochreflektierenden Mehrlagen-Beschichtung, von der in der 2 schematisch eine erste Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 angedeutet ist.
Die auf das Spiegelsubstrat 2 insgesamt aufzubringende Mehrlagen-Beschichtung hat eine Mehrzahl von sequenziell aufzubringenden Einzellagen 4, 5, ... , bei denen es sich um alternierende Bilagen zweier Materialen mit unterschiedlichen Brechungsindizes für die Nutz-Wellenlänge handeln kann. Derartige Mehrlagen-Beschichtungen sind grundsätzlich vom Stand der Technik her bekannt. Die Anzahl der Einzellagen 4, 5, ... kann größer sein als 10, kann größer sein als 20, kann größer sein als 50 und kann auch noch größer sein. Regelmäßig ist die Anzahl der Einzellagen 4, 5, ... kleiner als 200.
Teil der Beschichtungsanlage 1 ist eine Halterung 6 für das Spiegelsubstrat 2. Die Halterung 6 hat einen Auslegerarm 7. Dieser ist über einen Rotationsantrieb 8 um eine Ausleger-Drehachse 9 drehbar. Die Ausleger-Drehachse 9 liegt außerhalb einer Halteposition des Auslegerarms 7 für das Spiegelsubstrat 2. Das Spiegelsubstrat 2 ist über eine Spiegelsubstrat-Halteeinheit 10 des Auslegerarms 7 an diesem angebracht. Die Spiegelsubstrat-Halteeinheit 10 ist ihrerseits über einen weiteren Rotationsantrieb 11 um eine Halteeinheit-Achse 12 relativ zum Auslegerarm 7 drehbar. Die Halteeinheit-Achse 12 liegt innerhalb der Halteposition der Halterung 6 für das Spiegelsubstrat 2.
Die Beschichtungsanlage 1 hat weiterhin als Beschichtungsquellen mehrere Sputter-Magnetrons 13, 14. Diese sind an verschiedenen Umfangspositionen einer Bewegungsbahn bzw. Verlagerungstrajektorie 15 des Substrats 2 um die Ausleger-Drehachse 9 angeordnet. Diese Sputter-Magnetrons 13, 14 dienen als Beschichtungsquellen für das jeweilige Beschichtungsmaterial zur Erzeugung der alternierenden Bilagen. Die Sputter-Magnetrons 13, 14 stellen ein Beispiel für das Aufbringen der Einzellagen 4, 5 ... durch einen PVD-(physical vapour deposition)Prozess dar. Beim Überstreichen eines der Sputter-Magnetrons 13, 14 durch das Spiegelsubstrat 2 längs der Bewegungsbahn 15 wird genau eine der Einzellagen 4, 5, ... auf das Spiegelsubstrat 2 aufgebracht.
Die Rotationsantriebe 8, 11 dienen zur Relativverlagerung des Spiegelsubstrats 2 relativ zu den Beschichtungsquellen 13, 14 während eines Einzellagen-Beschichtungsvorgangs im Zuge einer Gesamt-Beschichtungsabfolge zur Erzeugung der aufzubringenden Mehrlagen-Beschichtung.
Eine Drehzahl, die über den Rotationsantrieb 8 vorgegeben wird, sowie eine weitere Drehzahl, die über den Rotationsantrieb 11 vorgegeben wird, Betriebsparameter der Magnetrons 13, 14 sowie ein Abstand zwischen den Magnetrons 13, 14 und dem Spiegelsubstrat 2 stellen Beispiele für einstellbare Vorgabe- bzw. Beschichtungsparameter zur Beeinflussung einer Dicke und/oder einer Homogenität der jeweiligen Einzellage 4, 5, ... über die zu beschichtende Spiegel-Nutzfläche des Spiegelsubstrat 2 dar.
Eine durch die Rotationsantriebe 8, 11 vorgegebene Drehgeschwindigkeit ist regelmäßig nicht konstant, sondern kann entlang der Bewegungsbahn 15 insbesondere winkelabhängig moduliert werden.
Bei der dargestellten Ausführung beträgt ein Umfangs- bzw. Winkelabstand zwischen den Magnetrons 13, 14 längs der Bewegungsbahn 15 90°. Zwei weitere Magnetrons 13, 14, die in der 1 nicht dargestellt sind, liegen längs dieser Bewegungsbahn 15 den dargestellten Magnetrons 13, 14 gegenüber. Auch andere Anordnungen mit einer insbesondere größeren Anzahl entsprechender Magnetrons mit dann entsprechend kleineren Winkelabständen sind möglich. Je nach Ausführung der Rotations-Beschichtungsanlage 1 kann diese zwei, drei, vier oder noch mehr Magnetrons 13, 14 aufweisen.
Beim Beschichten des Spiegelsubstrats 2 werden zunächst mehrere Einzellagen 4, 5, ... auf das Spiegelsubstrat 2 im Rahmen einer ersten Beschichtungsabfolge zur Erzeugung einer ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung nach Art der Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 aufgebracht.
Eine Dicken-Messeinrichtung 16 dient zum Messen mindestens einer Schichtdicke eines Ergebnisses dieser ersten Beschichtungsabfolge an mindestens einer Messposition 17, insbesondere am Ort mehrerer Messpositionen 17₁,17₂, 17₃, die in der 3 längs der Bewegungsbahn 15 durch Kreuze hervorgehoben sind. Die Messposition 17₂ liegt dabei im Bereich eines Zentrums einer Nutz-Reflexionsfläche des Spiegelsubstrats 2. Die weiteren Messpositionen sind 17₁, 17₃ liegen außerhalb dieses Zentrums und können bei gleichen oder auch bei verschiedenen radialen Abständen zu diesem Zentrum der Nutz-Reflexionsfläche des Spiegelsubstrats 2 liegen.
Über ein Zusammenspiel der beiden Rotationsantriebe 8, 11 kann ein beliebiger, vorgegebener Punkt auf dem Spiegelsubstrat 2 als Messposition 17; ausgewählt werden.
2 verdeutlicht Details der Dicken-Messeinrichtung, die als Reflektometer ausgeführt ist. Letztere hat eine EUV-Lichtquelle 18 zur Erzeugung eines Messlichtstrahls 19. Ein Einfallswinkel α des Messlichtstrahls 19 auf das Spiegelsubstrat 2 lässt sich über einen Schwenkantrieb 20 der Dicken-Messeinrichtung 16 vorgeben. Weiterhin hat die Dicken-Messeinrichtung 16 einen für das EUV-Messlicht empfindlichen Detektor 21, der insbesondere als ortsauflösender Detektor in Form eines CCD-Arrays oder CMOS-Arrays ausgeführt sein kann. Über einen entsprechenden Schwenkantrieb 22 kann ein vom Detektor 21 erfasster Ausfallswinkel β eines Ausfall-Strahls 23, der von einem mit dem Messlichtstrahl 19 beaufschlagten Bereich des beschichteten Spiegelsubstrats 2 ausgeht, vorgegeben werden. Im Regelfall gilt β = α. Es kann auch eine Konfiguration gewählt werden, bei der gilt β ≠ α.
Bei der EUV-Lichtquelle 18 kann es sich um eine Plasmastrahlungsquelle handeln.
Zwischen der Lichtquelle 18 und dem Substrat 2 können noch den Messlichtstrahl 19 formende Komponenten angeordnet sein, beispielsweise eine in der Fig. nicht dargestellte Eingangsblende sowie ein oder mehrere den Messlichtstrahl 19 führende Spiegel.
Im Strahlengang der Eingangsblende nachfolgend kann ein planelliptischer oder elliptischer Spiegel mit einer zur Reflexion der elektromagnetischen Strahlung 19 geeigneten Beschichtung vorgesehen sein, wobei der Spiegel vorzugsweise in eine oder in beiden Dimensionen zu fokussieren vermag.
Die Lichtquelle 18 kann außerdem einen Monochromator aufweisen, um die Wellenlänge der Messstrahlung 19 definiert zu verändern, vorzugsweise kontinuierlich während der Messung zu verändern. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn von der Lichtquelle 18 eine monochromatische elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.
Der Monochromator kann beispielsweise ein Reflexionsgitter mit einem Gitterträger mit konkaver kreiszylindrischer Oberfläche aufweisen. Die Oberfläche kann vorzugsweise in einer Richtung eben und in einer dazu im Wesentlichen orthogonalen Richtung in Form eines Kreisbogens verlaufen. An den Gitterträgern können Gitterlinien mit einer konstanten Liniendichte vorgesehen sein. Bei einer Beugung der elektromagnetischen Strahlung kann schließlich eine Fokussierung entlang einer Brennlinie erfolgen, welche parallel zur ebenen Richtung bzw. zur Zylinderachse des Reflexionsgitters ausgerichtet ist. Alternativ kann auch ein Plangitter mit entsprechend gekrümmten Gitterlinien verwendet werden. Das Reflexionsgitter vermag die Messstrahlung wellenlängenabhängig derart zu beugen, dass im Strahlengang nachfolgend ein Zwischenfokus entsteht, in dem optional ein Austrittsspalt angeordnet werden kann, der nur einen sehr kleinen definierten Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung passieren lässt. Insofern die Spaltbreite des Austrittsspalts einstellbar ist, können Messfleckgröße auf der Messposition 17; des Spiegelsubstrats 2 und spektrale Auflösung vorteilhaft einstellbar sein.
Schließlich weist die Lichtquelle 18 außerdem einen Strahlteiler auf, der eingerichtet ist, um die von der Lichtquelle 18 erzeugte elektromagnetische Strahlung in die Messstrahlung 19 und in eine Referenzstrahlung aufzuteilen. Im Strahlengang der Referenzstrahlung ist schließlich ein Referenzdetektor angeordnet. Auf diese Weise kann, gegebenenfalls nach einer entsprechenden Kalibrierung und bei Kenntnis des Teilerverhältnisses des Strahlteilers, auch eine Messung von Absolutwerten möglich sein.
Die Lichtquelle 18 ist eingerichtet, um den Strahlengang der Messstrahlung 19 kontinuierlich zu verändern, um eine Einfallspose der Messstrahlung 19 auf dem Spiegelsubstrat 2 während der Messung zu verändern, wobei der Detektor 21 und der Referenzdetektor eingerichtet sind, um reflektierte Strahlung 23 bzw. die Referenzstrahlung währenddessen zu erfassen, vorzugsweise kontinuierlich zu erfassen. „Einfallspose“ wird vorliegend definiert durch eine eingestellte oder einstellbare Einfallsposition und/oder einen eingestellten oder einstellbaren Einfallswinkel der Messstrahlung 19 auf dem Spiegelsubstrat 2. Die Einfallspose kann alternativ auch als Einfallsparameterraum bezeichnet werden, wobei die Parameter des Einfallsparameterraumes die einstellbare oder veränderbare Einfallsposition und/oder der einstellbare oder veränderbare Einfallswinkel α ist/sind. Die Einfallsposition ist die Position der Messstrahlung 19 bezogen auf eine zweidimensionale Oberflächenebene des Spiegelsubstrats 2. Der Einfallswinkel α ist der Winkel der Messstrahlung 19 bezogen auf eine Oberflächennormale der Oberflächenebene des Spiegelsubstrats 2.
Zur Veränderung des Strahlengangs der Messstrahlung 19 beziehungsweise zur Veränderung der Einfallspose, also der Einfallsposition und/oder des Einfallswinkels der Messstrahlung 19 auf dem Spiegelsubstrat 2, hat die Lichtquelle 18, beispielsweise der planelliptische Spiegel, wenigstens ein aktorisches Mittel in Form z.B. des Schwenkantriebs 20 aufweisen. Das aktorische Mittel gewährleistet beispielsweise eine Positionsänderung und/oder eine Verkippung der zumindest einen optischen Einheit der Lichtquelle 18, beispielsweise des planelliptischen Spiegels. „Positionsänderung“ bedeutet eine Bewegung entlang zumindest einer der drei Raumrichtungen, in einem kartesischen Koordinatensystem also einer Bewegung entlang der x-, y- und/oder z-Richtung. „Verkippung“ bedeutet eine Rotation des Reflexionselements um zumindest eine vorgebbare Rotationsachse, wobei die Rotationsachse entlang der x-, y- und/oder z-Richtung ausgerichtet ist oder sein kann. Optional weist die Lichtquelle 18 mehrere optische Einheiten beziehungsweise Elemente auf, insbesondere Spiegel, wobei zumindest eine, insbesondere jede der optischen Einheiten, ein aktorisches Mittel aufweist. Alternativ oder zusätzlich zur Veränderung der Einfallspose mittels Ansteuerung der Lichtquelle 18 durch aktorische Mittel kann zur Veränderung des Strahlengangs der Messstrahlung 19 beziehungsweise zur Veränderung der Einfallspose, also der Einfallsposition und/oder des Einfallswinkels der Messstrahlung 19 auf dem Spiegelsubstrat 2, dieser mittels der Halteeinheit 10 oder in der Halteeinheit 10 definiert ausgerichtet, rotiert und/oder positioniert werden. Eine Ausrichtung, Rotation und/oder Positionierung erfolgt vorzugsweise durch eine entsprechende Ansteuerung von mit der Halteeinheit 10 wirkverbundenen Aktoren beziehungsweise aktorischen Mitteln.
Der Detektor 21 und/oder der Referenzdetektor haben eine Aktuatoreinheit in Form beispielsweise des Schwenkantriebs 22, um den Detektor 21 der reflektierten Strahlung 23 bzw. um den Referenzdetektor der Referenzstrahlung bedarfsweise nachzuführen. Insbesondere kann die Nachführung synchronisiert zu der während der Messung variierenden Einfallspose PO der Messstrahlung 19 erfolgen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 18 eingerichtet ist, den Strahlengang der Messstrahlung 19 zu verändern, um die Messstrahlung 19 bzw. deren Messposition 17; entlang mindestens eines Translationsfreiheitsgrads während der Messung über das Spiegelsubstrat 2 zu führen. Dies kann insbesondere entlang einer definierten Trajektorie kontinuierlich während der Messung erfolgen. Möglich sind eine spiralförmige Trajektorie oder eine oszillierende Trajektorie. Grundsätzlich kann allerdings auch eine ungeordnete Trajektorie oder eine sonstige Trajektorie vorgesehen sein.
Die Lichtquelle 18 kann außerdem eingerichtet sein, den Strahlengang der Messstrahlung 19 derart zu verändern, dass der Einfallswinkel α der Messstrahlung 19 auf dem Spiegelsubstrat 2 während der Messung variiert wird, vorzugsweise kontinuierlich variiert wird.
Die Beschichtungsanlage 1 hat weiterhin eine Steuer/Regeleinrichtung 25, die in der 1 schematisch angedeutet ist, Die Steuer/Regeleinrichtung 25 steht mit der Dicke-Messeinrichtung 16 in Signalverbindung. Weiterhin steht die Steuer/Regeleinrichtung 25 mit einer ebenfalls in 1 schematisch angedeuteten Steuereinheit 26 zur Anpassung der Beschichtungsparameter der Beschichtungsanlage 1 in Signalverbindung. Diese Beschichtungsparameter können mit der Steuereinheit 26 abhängig vom Messergebnis der Dicken-Messeinrichtung 16 für eine der ersten Beschichtungsabfolge nachfolgende Beschichtungsabfolge zur Erzeugung einer weiteren Teil-Mehrlagen-Beschichtung zur Vervollständigung der insgesamt herzustellenden hochreflektierenden Mehrlagen-Beschichtung angepasst werden. Hierzu steht die Steuereinheit 26 insbesondere mit den Magnetrons 13, 14 und mit den Rotationsantrieben 8 und 11 in Signalverbindung.
Die Steuer/Regeleinrichtung 25 ist zur Verarbeitung der mittels des Detektors 21 und/oder des Referenzdetektors erfassten Messdaten eingerichtet.
Die Steuer-/Regeleinrichtung 25 kann insbesondere eingerichtet sein, um anhand der Messdaten ein Systemmodell bzw. Funktionsmodell f(x,y,α,λ,) zur näherungsweisen Angabe der Reflexionseigenschaften des Spiegelsubstrats 2 in Abhängigkeit einer Einfallspose PO einer elektromagnetischen Strahlung und/oder einer Wellenlänge λ einer elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen. Aus den bestimmten Reflexionseigenschaften kann ein Schichtdicken-Profil einer Beschichtung des Spiegelsubstrats 2 abgeleitet werden. Die Steuer-/Regeleinrichtung 25 kann insbesondere auch eingerichtet sein, um das erfindungsgemäße Messverfahren durchzuführen und beispielsweise den Strahlengang der Messstrahlung 19 durch die Ansteuerung der aktorischen Mittel der Lichtquelle 18 zu steuern, die Wellenlänge λ der Messstrahlung 19 zu verändern, den Detektor 21 und/oder den Referenzdetektor durch Ansteuern deren Aktuatoreinheiten der Einfallspose PO nachzuführen, etc.
Anhand des von der Steuer-/Regeleinrichtung 25 bestimmten Systemmodells kann schließlich beispielsweise eine Prozessführung während einer Halbleiterlithografie erfolgen. Das Systemmodell kann außerdem zur Qualitätssicherung und/oder Dokumentation im Rahmen der Fertigung eines Spiegels auf Basis des beschichteten Spiegelsubstrats 2 herangezogen werden.
Der Detektor 21 und/oder der Referenzdetektor können mindestens eine Fotodiode aufweisen, um die Intensität der reflektierten Strahlung 23 bzw. der Referenzstrahlung zu erfassen. Vorzugsweise sind der Detektor 21 und/oder der Referenzdetektor allerdings in der Art einer Kamera ausgebildet und weisen eine Sensorfläche mit mehreren Bildpunkten auf, um die Messstrahlung 19 zu erfassen.
Anhand einer charakteristischen Helligkeitsverteilung 21 bzw. der Position des Helligkeitsmaximums der auf der Sensorfläche des Detektors 21 abgebildeten, von dem Spiegelsubstrat 2 reflektierten Strahlung 23 kann die Steuer-/Regeleinrichtung 25 beispielsweise Steuersignale an die Aktuatoreinheiten 20, 22 ausgeben, um den Detektor 21 und/oder den Referenzdetektor der reflektierten Strahlung 23 bzw. der Referenzstrahlung nachzuführen, vorzugsweise dergestalt, dass das Intensitätsmaximum der reflektierten Strahlung 23 bzw. der Referenzstrahlung auf dem Detektor 21 bzw. Referenzdetektor zentriert wird.
Ein Vorteil der Verwendung eines Detektors 21 bzw. Referenzdetektors mit einer Sensorfläche mit mehreren Bildpunkten ist die Möglichkeit der Bestimmung des Einfallswinkels α der Messstrahlung 19 auf dem Spiegelsubstrat 2 sein, wenn Strahlengang und/oder Messposition 17i der Messstrahlung 19 auf dem Spiegelsubstrat 2 bekannt sind. Somit kann auf Grundlage der Helligkeitsverteilung auf der Sensorfläche auf den Einfallswinkel α zurückgeschlossen werden. Auf diese Weise kann es im Rahmen der Messung bereits ausreichend sein, nur die Messposition 17; der Messstrahlung 19 zu variieren. Eine zusätzliche Veränderung des Einfallswinkels α kann aufgrund eines Oberflächenverlaufs des Spiegelsubstrats 2 erfolgen.
Analog kann auch nur der Einfallswinkel α verändert werden, während die Messposition 17i konstant gehalten wird. Auch eine Kombination aus beiden Versionen ist möglich.
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Dicken-Messeinrichtung 16 eingerichtet ist, um über die EUV-Lichtquelle 18 eine polychromatische Messstrahlung 19 bereitzustellen. Der Detektor 21 kann dann einen Spektrografen oder Spektralanalysator aufweisen, um die Reflexionseigenschaften des Spiegelsubstrats 2 für mehrere Wellenlängen λ₁, λ₂, λ₃ simultan zu erfassen. Der Spektrograf bzw. der Spektralanalysator umfasst vorzugsweise ein Gitter und eine Arraykamera. Durch das Gitter kann die einfallende, breitbandige Messstrahlung 19 in einzelne Wellenlängen λ₁, λ₂, λ₃ aufgespaltet werden.
Auch eine Kombination einer kontinuierlichen Veränderung des Strahlengangs mit einer polychromatischen Messstrahlung 19 kann vorgesehen sein, um die Messdauer weiter zu reduzieren.
Im Strahlengang des Messlichtstrahls 19 und/oder des reflektierten Strahls 23 kann ein Spektralfilter angeordnet sein, wodurch ein Messfleck nach einer Beugung am Gitter des Spektrografen wieder begrenzt ist. Beispielsweise können Absorptionskanten ausgenutzt werden oder ein Gitter bereitgestellt werden, wonach eine Blende folgt und die Strahlen wieder zusammengeführt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Kalibrierung der Wellenlängenrichtung bzw. Dispersionsrichtung des Gitters des Spektrografen kann allerdings durch einen Abgleich mit den charakteristischen Spektrallinien der Lichtquelle 18 erfolgen. Beispielsweise kann die Steuer-/Regeleinrichtung 25 eingerichtet sein, um die charakteristischen Emissionslinien in der polychromatischen Messstrahlung 19 der Lichtquelle 18 bei der Auswertung der Messdaten und/oder bei der Nachführung des Detektors 21 bzw. des Referenzdetektors entsprechend zu berücksichtigen. Die Emissionslinien der Lichtquelle 18 sind gefaltet mit der Reflexionskurve des Spiegelsubstrats 2 in dem Referenzsignal enthalten. Durch eine Korrelationsfunktion können die Wellenlängenkanäle bzw. die Peaks entsprechend zugeordnet werden. Auf diese Weise kann auch entlang der Wellenlängenrichtung eine Nachführung des Detektors 21 bzw. des Referenzdetektors möglich sein, beispielsweise durch einen entsprechenden Regelkreis. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die Reflexionskurve des Spiegelsubstrats 2 niederfrequentere Peaks enthält als die vergleichsweise hochfrequenten Peaks der Lichtquelle 18.
Anstelle der EUV-Quelle 18 kann die Dicken-Messeinrichtung 16 auch eine Lichtquelle mit einer anderen Messlichtwellenlänge aufweisen, z.B. eine Lichtquelle mit einer Messlichtwellenlänge im VUV-Bereich, im DUV-Bereich, im UV-Bereich, im VIS-Bereich oder auch im Bereich größerer Wellenlängen.
Zum Beschichten des Spiegelsubstrats 2 mit der Mehrlagen-Beschichtung kommt die Beschichtungsanlage 1 folgendermaßen zum Einsatz:

Zunächst werden mehrere der Einzellagen 4,5, ... auf das Spiegelsubstrat 2 im Rahmen einer ersten Beschichtungsabfolge aufgebracht. Hierbei wird die erste Teil-Mehrlagen-Beschichtung erzeugt. Dies erfolgt durch aktivieren der Sputter-Magnetrons 13, 14 und der Rotationsantriebe 8, 11, gesteuert über die Steuereinheit 26 der Steuer/Regeleinrichtung 25.

Nach der Erzeugung der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung, die beispielsweise im Bereich zwischen 30 % und 70 % der insgesamt für die gesamte Mehrlagen-Beschichtung aufzubringenden Einzellagen aufweist, wird eine Schichtdicke dieses Ergebnisses der ersten Beschichtungsabfolge an mindestens einer der Messpositionen 17; mit Hilfe der Dicken-Messeinrichtung 16 gemessen. Hierzu wird das Substrat 2 mit Hilfe des Rotationsantriebs in Position über die Dicken-Messeinrichtung 16 verbracht, so dass der Messstrahl 19 die erste Teil-Mehrlagen-Beschichtung des Substrats 2 an der ausgewählten Messposition 17i längs der Bewegungsbahn 15 trifft. Es erfolgt nun eine reflektrometrische Messung der Schichtdicke der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung durch Bestimmung von deren Reflektivität abhängig vom Einsatzwinkel αdas entsprechende Vorgabe insbesondere der Winkelpositionen der Lichtquelle 18 und des Detektors 21 über die Schwenkantriebe 20, 22. Diese Schichtdickenmessung mit Hilfe der Dicken-Messeinrichtung 16 wird an mehreren der Messpositionen 17; auf dem Substrat 2 und der hierauf aufgebrachten Teil-Mehrlagen-Beschichtung wiederholt.
Alternativ zu einer Reflektometrie-Schichtdickenmessung der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung kann auch eine RHEED-Messung (reflection high-energiy electron diffraction) oder eine XRR-Messung (X-ray reflectivity) erfolgen.
Anhand der über diese Schichtdickenmessung gewonnenen Messdaten lassen sich Rückschlüsse über eine Einzellage-Dickenverteilung der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 über die beschichtete Nutz-Reflexionsfläche auf dem Spiegelsubrat 2 gewinnen. Die gewonnenen Schichtdickeninformationen sowie die gewonnenen Schichtdicken-Flächenteilungsinformationen werden dann mit in der Steuer/Regeleinrichtung 25 abgelegten Sollwerten verglichen.
Abhängig von den bei dem Messschritt gewonnenen Messdaten und ggfls. abhängig von einer entsprechenden Messdatenauswertung mit Soll-Ist-Vergleich werden dann über die Steuer/Regeleinrichtung 25 und die Steuereinheit 26 Beschichtungsparameter der Beschichtungsanlage 1 für einen nachfolgenden Aufbringungs- bzw. Beschichtungsschritt angepasst. Dieses Anpassen kann folgende Beschichtungsparameter betreffen:

- Temperatur der Magnetrons 13, 14;
- Positionierung der Magnetrons 13, 14;
- Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsantriebe 8, 11;
- Orientierung des Substrats 2 relativ zu den Magnetrons 13, 14, insbesondere Orientierung einer Spiegel-Nutzflächenebene zu einer Ebene der Bewegungsbahn 15 bzw. zu einer Anordnungsebene der Magnetrons 13, 14;
- Höhenabstand zwischen den Magnetrons 13, 14 und dem Spiegelsubstrat 2.

Nach erfolgter Anpassung der Beschichtungsparameter werden mittels der Beschichtungsanlage 1 dann weitere der Einzellagen 4, 5, ... auf das Spiegelsubstrat 2 im Rahmen einer weiteren Beschichtungsabfolge mit den angepassten Beschichtungsparametern zur Erzeugung einer weiteren Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 zur Vervollständigung der gesamten Mehrlagen-Beschichtung aufgebracht.
Bei einem alternativen Beschichtungsverfahren erfolgt während des Verfahrens mindestens ein weiterer Schichtdicken-Messschritt, an den sich jeweils eine weitere Anpassung der Beschichtungsparameter und ein weiterer Schritt des Aufbringens weiterer der Einzellagen anschließt. Eine Schichtdicken-Messung und nachfolgende Anpassung von Beschichtungsparametern abhängig vom Messergebnis kann also nach Erzeugung einer ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 und später nach weiterer Erzeugung einer zweiten Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 geschehen, wobei im Anschluss dann eine weitere Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 mit nochmals ggfls. angepassten Beschichtungsparametern zur Vervollständigung der gesamten Mehrlagen-Beschichtung erfolgt. Auch mehr als zwei derartige, zwischengeschaltete Schichtdicken-Messschritte mit ggfls. nachfolgender Anpassung der Beschichtungsparameter können während des Beschichtungsverfahrens erfolgen.
Anhand der 4 wird nachfolgend eine Linear-Beschichtungsanlage 27 beschrieben, die anstelle der Rotations-Beschichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die demjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Die Linear-Beschichtungsanlage 27 hat eine Halterung 28 für das Spiegelsubstrat 2, die mittels eines Linearantriebs 29 linear in in der 4 horizontaler Richtung verlagerbar ist. Hierüber kann das Spiegelsubstrat 2 längs einer linearen Bewegungsbahn 30 verlagert werden. Zusätzlich hat die Linear-Beschichtungsanlage 27 wiederum einen nicht näher dargestellten eine Halteeinheit 10 und Rotationsantrieb nach Art des Rotationsantriebs 11 der Ausführung nach 2 zur Drehung des Spiegelsubstrats 2 um die zentral durch das Spiegelsubstrat 2 verlaufende Halteeinheits-Achse 12. Längs der Bewegungsbahn 30 sind bei der Linear-Beschichtungsanlage 27 wiederum mehrere Sputter-Magnetrons 13, 14 angeordnet.
Längs der Bewegungsbahn 30 ist zudem eine Dicken-Messeinrichtung 16 angeordnet. Beim Beschichten des Spiegelsubstrats 2 mit Hilfe der Linear-Beschichtungsanlage 27 wird dieses längs der Bewegungsbahn 30 über die Magnetrons 13, 14 geführt.
Die Anzahl der Magnetrons 13, 14 längs der Bewegungsbahn 30 kann deutlich größer als die in der 4 dargestellten zwei Magnetrons 13, 14. Es können beispielsweise zehn oder noch mehr derartige Magnetrons 13, 14 zum Einsatz kommen.
Beim Beschichten kann das Substrat 2 ggfls. mehrfach längs der Bewegungsbahn 30 hin und her verlagert werden.
Mit Hilfe der Dicken-Messeinrichtung 16 kann dann nach Erzeugung einer ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 im Rahmen einer ersten Beschichtungsabfolge eine Schichtdicken-Messung sowie nachfolgende Anpassungen von Beschichtungsparametern und anschließende Vervollständigung der gesamten Mehrlagen-Beschichtung über eine weitere Beschichtungsabfolge erfolgen, entsprechend dem, was vorstehend im Zusammenhang mit der Rotations-Beschichtungsanlage 1 erläutert wurde. Mögliche Messpositionen 17i, die über den Linearantrieb 29 angefahren werden können, liegen längs eines Durchmessers des Substrats 2 auf der Bewegungsbahn 30.
Über ein Zusammenspiel des Linearantriebs 29 mit dem Rotationsantrieb 11 kann ein beliebiger, vorgegebener Punkt auf dem Spiegelsubstrat 2 als Messposition 17; ausgewählt werden.
Als Alternative zur Reflektometrie-Messung zur Schichtdicken-Messung kann diese Schichtdicken-Messung durch einen Wiegeprozess erfolgen. Eine entsprechende Waage, mit der ein solcher Wiegeprozess durchgeführt werden kann, kann als Quarzkristall-Mikrowaage ausgeführt sein. Aus einer Zunahme eines Gewichts des Spiegelsubstrats 2 oder eines separaten Mess-Referenz-Substrats kann dann auf die Schichtdicke des Ergebnisses der ersten Beschichtungsabfolge rückgeschlossen werden.
5 zeigt beispielhaft eine Anordnung eines entsprechenden, vom Spiegelsubstrat 2 separaten Mess-Referenz-Substrats 31 an einer Halterung 32, die ansonsten grundsätzlich der Halterung 6 nach den 1 und 2 entspricht. Das Mess-Referenz-Substrat 31 ist an der Halteeinheit 10 mit dem Spiegelsubstrat 2 gegenüberliegenden Ende des Auslegerarms 7 über eine entsprechende Referenz-Halteeinheit angebracht.
Diese Referenz-Halteeinheit, die in der 5 nicht im Einzelnen dargestellt ist und grundsätzlich der Halteeinheit 10 (vgl. 2) entspricht, ist um eine Referenz-Halteeinheit-Achse 33 über einen weiteren Rotationsantrieb drehbar, der grundsätzlich dem Rotationsantrieb 11 nach 2 entspricht.
Beide Substrate 2, 31 bewegen sich in einem Winkelabstand von 180° auf der gleichen kreisförmigen Bewegungsbahn 15.
Die beiden Rotationsantriebe zum Drehen der Substrate 2, 31 sind miteinander synchronisiert, so dass sich beide Substrate 2, 31 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen.
Die Halterung 32 ist in Bezug auf die beiden Substrate 2, 31 symmetrisch ausgestaltet.
Beim Beschichten des Spiegelsubstrats 2 unter Einsatz der Halterung 32 und des Mess-Referenz-Substrats 31 werden beide Substrate 2, 31 mit grundsätzlich den gleichen Beschichtungsparametern beschichtet, so dass dort bei der ersten Beschichtungsabfolge der gleiche Schichtaufbau der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung 3 erfolgt. Das Mess-Referenz-Substrat ist als Waage, beispielsweise als Quarzkristall-Mikrowaage ausgeführt, so dass dort unmittelbar die für die Schichtdickenmessung erforderliche Messgröße „Gewicht der ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung“ erfasst wird. Abhängig von dieser Messgröße kann dann die Anpassung von Beschichtungsparametern nach der ersten Beschichtungsabfolge geschehen.
Eine Schichtdicken-Messung im Rahmen des Beschichtungsverfahrens kann auch an einem Messort auf einem Spiegelsubstrat neben einer später für den Spiegel genutzten Reflexions-Nutzfläche geschehen. Eine entsprechende Gestaltung ist in der 6 dargestellt. Komponenten und Funktionen, die demjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 und insbesondere auf die 1, 2 und 5 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Eine Spiegelsubstrat-Halteeinheit einer Halterung 34, die ansonsten der Halterung 6 nach den 1 und 2 entspricht, ist zur Halterung eines Spiegelsubstrats 35 ausgeführt, das eine so große Fläche hat, dass dort separat zu einer später zu nutzenden Reflexions-Nutzfläche 36 eine Mess-Referenz-Fläche 37 angeordnet ist, die zur Schichtdicken-Messung beispielsweise über ein Wiegeverfahren herangezogen werden kann. Am Ort der Mess-Referenz-Fläche 37 ist dann wiederum mindestens eine Waage beispielsweise in Form einer Quarzkristall-Mikrowaage untergebracht. Dort kann ein Wiegen zur Durchführung der Schichtdicken-Messung im Rahmen des Beschichtungsverfahrens erfolgen, wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Mess-Referenz-Substrat 31 nach 5 bereits erläutert.
Am Ort des Mess-Referenz-Substrats 31 bei der Ausführung nach 5 sowie der Mess-Referenz-Fläche 37 der Ausführung nach 6 ist die Quarzkristall-Mikrowaage angeordnet.
Bei einer derartigen Quarzkristall-Mikrowaage kann das Gewicht der bei der Beschichtung aufgebrachten Einzellagen 4, 5, ... insbesondere über einen piezoelektrischen Effekt in ein Messsignal umgesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0163176 B1 [0003]
EP 1851508 B1 [0003]
EP 0552648 B1 [0003]
EP 2036998 B1 [0003]
DE 19948264 A1 [0017]
DE 102006029799 A1 [0017]

Claims

Verfahren zum Beschichten eines Spiegelsubstrats (2) mit einer für Nutz-Wellenlängen hochreflektierenden Mehrlagen-Beschichtung mit einer Mehrzahl von sequenziell aufzubringenden Einzellagen (4, 5), mit folgenden Schritten - Aufbringen mehrerer der Einzellagen (4, 5) auf das Spiegelsubstrat (2) im Rahmen einer Beschichtungsabfolge zur Erzeugung einer ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung (3), - Messen mindestens einer Schichtdicke eines Ergebnisses der ersten Beschichtungsabfolge an mindestens einer Messposition (17i), - Anpassen von Beschichtungsparametern abhängig von Messdaten der Messung für einen nachfolgenden Aufbringungsschritt, - Aufbringen weiterer der Einzellagen (4, 5) auf das Spiegelsubstrat (2) im Rahmen einer weiteren Beschichtungsabfolge mit den angepassten Beschichtungsparametern zur Erzeugung einer weiteren Teil-Mehrlagen-Beschichtung zur Vervollständigung der Mehrlagen-Beschichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Einzellagen (4, 5) durch einen PVD-Prozess erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen an einer Mehrzahl von Messpositionen (17i) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Messen durch EUV-Reflektometrie erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen durch einen Wiegeprozess erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verfahrens nach Aufbringen der weiteren Teil-Mehrlagen-Beschichtung mindestens ein weiterer Schichtdicken-Messschritt erfolgt, an dem sich jeweils eine weitere Anpassung der Beschichtungsparameter und ein weiterer Schritt des Aufbringens weiterer der Einzellagen zur Vervollständigung der Mehrlagen-Beschichtung anschließt.
Beschichtungsanlage (1; 27) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, - mit einer Halterung (6; 28; 32; 34) für ein Spiegelsubstrat (2), - mit mindestens einer Beschichtungsquelle (13, 14) für Beschichtungsmaterial, - mit mindestens einem Antrieb (8, 11; 29; 11) zur Relativverlagerung des Spiegelsubstrats (2) zur Beschichtungsquelle (13, 14) während eines Einzellagen-Beschichtungsvorgangs während einer Gesamt-Beschichtungsabfolge zur Erzeugung einer Mehrlagen-Beschichtung, - mit mindestens einer Dicken-Messeinrichtung (16; 31; 37) zum Messen mindestens einer Schichtdicke eines Ergebnisses einer ersten Beschichtungsabfolge zur Erzeugung einer ersten Teil-Mehrlagen-Beschichtung einer herzustellenden Gesamt-Mehrlagen-Beschichtung an mindestens einer Messposition (17i) nach der ersten Beschichtungsabfolge, - mit einer Steuer/Regeleinrichtung (25), die mit der Dicken-Messeinrichtung (16; 31; 37) und einer Steuereinheit (26) zur Anpassung von Beschichtungsparametern für eine nachfolgende Beschichtungsabfolge zur Erzeugung einer weiteren Teil-Mehrlagen-Beschichtung zur Vervollständigung der Gesamt-Mehrlagen-Beschichtung in Signalverbindung steht.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken-Messeinrichtung (16) eine Messlichtquelle (18) aufweist.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6; 32; 34) einen Auslegerarm (7) aufweist, der über einen Rotationsantrieb (8) um eine Ausleger-Drehachse (9) drehbar ist, die außerhalb einer Halteposition der Halterung (6; 32; 34) für das Spiegelsubstrat (2) liegt.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6; 28; 32; 34) eine Spiegelsubstrat-Halteeinheit (10) aufweist, die über einen Rotationsantrieb (11) um eine Halteeinheit-Achse (12) drehbar ist, die innerhalb einer Halteposition der Halterung (6; 28; 32; 34) für das Spiegelsubstrat (2) liegt.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (28) eine Spiegelsubstrat-Halteeinheit aufweist, die über einen Linearantrieb (29) relativ zur Beschichtungsquelle (13, 14) linear verlagerbar ist.
Beschichtungsanlage nach einem Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (32) eine Referenzkörper-Halteeinheit zur Halterung eines vom Spiegelsubstrat (2) separaten Mess-Referenz-Substrats (31) aufweist.