DE102022208657A1

DE102022208657A1 - Verfahren zum entschichten eines euv - spiegels

Info

Publication number: DE102022208657A1
Application number: DE102022208657.0A
Authority: DE
Inventors: Jasmin Schikora; Christa Genslein; Stefan Luelsdorf; Uwe Meier
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entschichten eines EUV - Spiegels oder eines Bauteils mit einer EUV - Spiegelbeschichtung, wobei der EUV - Spiegel oder das Bauteil mit der EUV - Spiegelbeschichtung eine Schutzbeschichtung zwischen Substrat und Reflexionsbeschichtung zum Schutz des Substrat vor der EUV - Strahlung aufweist, die mindestens eine Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung umfasst, wobeider EUV - Spiegel oder das Bauteil mit einer EUV - Spiegelbeschichtung nasschemisch mit Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure geätzt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entschichten eines EUV (extrem ultraviolett) - Spiegels oder eines Bauteils mit einer EUV - Spiegelbeschichtung, wobei der EUV - Spiegel oder das Bauteil mit der EUV - Spiegelbeschichtung eine Schutzbeschichtung zwischen Substrat und Reflexionsbeschichtung zum Schutz des Substrat vor der EUV - Strahlung aufweist, die mindestens eine Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung umfasst.
STAND DER TECHNIK
Bei der Herstellung mikrostrukturierter oder nanostrukturierter Bauteile für die Mikroelektronik oder Mikrosystemtechnik kommen mikrolithographisch Verfahren zum Einsatz, mit deren Hilfe die herzustellenden Strukturen verkleinert auf ein Bauteil mit einem Photolack abgebildet werden. Entsprechende Projektionsbelichtungsanlagen, die dafür eingesetzt werden, werden mittlerweile mit elektromagnetischer Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich und insbesondere im extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich mit Wellenlängen von 5 bis 15 nm betrieben. Um mit diesen Wellenlängen die abzubilden Strukturen abbilden zu können, müssen sowohl im Beleuchtungssystem einer entsprechenden Projektionsbelichtungsanlage, die zur Beleuchtung der abzubilden Strukturen dient, als auch im Projektionsobjektiv der Projektionsbelichtungsanlage zur Abbildung der Strukturen präzise gefertigte Spiegel eingesetzt werden, die in der Lage sind die elektromagnetische Strahlung mit hoher Reflektivität zu reflektieren.
Zu diesem Zweck weisen entsprechende Spiegel ein Beschichtungssystem mit einer Reflexionsbeschichtung aus einem Stapel von dünnen Teilschichten auf, die wiederholt bzw. periodisch abgeschieden sind, sodass sich ein Stapel von abwechselnden Schichten ergibt, die sich immer wieder wiederholen. Die periodisch abgeschiedenen Teilschichten können beispielsweise aus Molybdän und Silizium gebildet sein, sodass ein Schichtstapel aus abwechselnd aufeinanderfolgenden Teilschichten aus Molybdän und Silizium gebildet ist. Darüber hinaus kann die Reflexionsbeschichtung eine Deckschicht aus Rh, Pt, Ru, Pd, Au oder SiO₂ aufweisen.
Um das darunterliegende Substrat, welches aus Quarz oder Silizium und insbesondere aus Materialien mit extrem kleinem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, wie dem glaskeramischen Werkstoff Zerodur (Marke der Schott AG) der Schott AG oder dem SiO₂ - TiO₂ - Glas ULE (Marke von Corning Inc.) der Firma Corning Inc. gebildet ist, vor Beschädigungen durch die elektromagnetische Strahlung zu schützen, kann das Beschichtungssystem weiterhin eine Schutzbeschichtung umfassen, die ebenfalls aus einer periodischen Abfolge von Teilschichten bestehen kann, wobei eine der Teilschichten Nickel oder Nickellegierungen umfassen kann, während die andere Teilschicht aus B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid gebildet sein kann.
Derartige Schichtsysteme sind beispielweise in den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2016 209 273 A1 oder DE 10 2009 054 653 A1 beschrieben.
Die entsprechenden Spiegel bzw. Substrate können komplexe dreidimensionale Formen, wie asphärische Oberflächen aufweisen, die zudem strengen Rauheitsanforderungen genügen müssen. Entsprechend ist die Herstellung sehr aufwändig und Beschichtungsfehler sind sehr kostenintensiv, wenn durch den Beschichtungsfehler das gesamte Bauteil unbrauchbar werden würde. Entsprechend werden für die Durchführung der Beschichtung vorab oder bei Änderung der Betriebsparameter Probenbauteile, sogenannte Dummys, beschichtet, die jedoch nach einer bestimmten Anzahl von Beschichtungen nicht mehr beschichtet werden können, sondern von denen die bisher aufgebrachten Beschichtungen entfernt werden müssen, um weiter verwendet werden zu können. Auch bei beschichteten Spiegeln der Serienfertigung, bei denen die Beschichtung einen Fehler aufweist, ist es wünschenswert, die Beschichtung entfernen zu können, sodass die Halbzeuge nicht verloren gehen.
Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, entsprechende Reflexionsbeschichtungen durch nasschemisches Ätzen zu entfernen, wobei zwischen der Reflexionsbeschichtung und dem Substrat eine Barriereschicht vorgesehen werden kann, um einen Angriff des Ätzmittels auf das Substrat zu verhindern. Dies wird beispielsweise im US - Patent US 5 265 143 A vorgeschlagen. Alternativ wird dort beschrieben, dass eine weitere Zwischenschicht, eine sogenannte Löseschicht, vorgesehen werden kann, die speziell nasschemisch geätzt werden kann, sodass durch das Lösen der Löseschicht der gesamte Beschichtungsstapel einer Reflexionsbeschichtung entfernt werden kann. Dies ist auch in der europäischen Patentanmeldungsveröffentlichung EP 1 191 356 A2 beschrieben, bei welcher die Zwischenschicht, die als Löseschicht fungiert und durch nasschemisches Ätzen einfach entfernt werden kann, aus einer Schichtenabfolge von Scandium und Chrom besteht, die durch eine 15 bis 30-prozentige wässrige Salzsäurelösung entfernt werden kann.
Allerdings besteht beim Aufbringen von Zwischenschichten, wie Barriereschichten oder Löseschichten, das Problem, dass zusätzliche Schichten aufgebracht werden müssen, die einerseits den Aufwand erhöhen und andererseits die Eigenschaften der optischen Komponente bzw. des Spiegels verändern können. Darüber hinaus besteht das Problem, dass insbesondere die Oberflächenrauheit des Substrats durch die Beschichtung mit der Zwischenschicht und / oder durch das Ablösen der Zwischenschicht beeinträchtigt werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, bei welchem ein Beschichtungssystem von einem optischen Element und insbesondere eine Reflexionsbeschichtung und eine Schutzbeschichtung von Spiegeln oder Bauteilen mit entsprechender Spiegelbeschichtung, wie beispielsweise Dummys, sicher und zuverlässig entfernt werden kann, ohne das Substrat insbesondere hinsichtlich seiner Oberflächenrauheit und seiner Formgebung zu beeinträchtigen.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt vor einen EUV - Spiegel oder ein Bauteil mit einer EUV - Spiegelbeschichtung, wie einen Dummy, welcher bzw. welches eine Schutzbeschichtung zwischen Substrat und Reflexionsbeschichtung zum Schutz des Substrats vor der EUV - Strahlung aufweist, die mindestens eine Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung umfasst, nasschemisch mit Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure zu ätzen, um den Spiegel oder das Bauteil mit der Spiegelbeschichtung zu entschichten. Durch das Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure können die Teilschichten mit Nickel oder einer Nickellegierung schnell und zuverlässig aufgelöst werden, so dass die gesamte Beschichtung aus Schutzbeschichtung und Reflexionsbeschichtung sicher entfernt werden kann.
Beispielsweise kann die Ätzung des EUV - Spiegels oder des Bauteils mit einer EUV - Spiegelbeschichtung, die eine Teilschicht mit Nickel oder einer Nickellegierung umfasst, mit einer wässrigen Ätzlösung mit 10 Vol.% Ammoniumcer(IV)-nitrat und 10 Vol. % HNO₃ bei einer Temperatur von 20°C bis 40°C für 7 Tage erfolgen.
Alternativ kann vor dem nasschemischen Ätzen des EUV - Spiegels oder des Bauteils mit einer EUV - Spiegelbeschichtung mit Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung entfernt werden.
Hierzu kann der EUV - Spiegel oder das Bauteil mit einer EUV - Spiegelbeschichtung nasschemisch mit Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natron - oder Kalilauge geätzt werden, um die Reflexionsbeschichtung vor dem Entfernen der Schutzbeschichtung zu entfernen.
Beispielsweise kann die Ätzung der Reflexionsbeschichtung mit einer wässrigen Ätzlösung, die 12 g KOH und 250 g K₃Fe(CN)₆ auf 2 1 Wasser enthält, bei einer Temperatur von 20°C bis 40°C für 24 h erfolgen.
Die Schutzbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung kann aus einer Schichtabfolge mit einer periodischen Abfolge von Teilschichten mit mindestens zwei Perioden bestehen, wobei die Teilschichten einer Periode eine erste Teilschicht aus einer Legierung, die mindestens ein Element aus der Gruppe, die Nickel, Cobalt, Chrom, Molybdän, Wolfram, Kupfer, Silber, Aluminium und Gold umfasst, aufweist, und eine zweite Teilschicht aus mindestens einer Komponente der Gruppe umfassen kann, die B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid umfasst.
Die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung kann aus einer Schichtabfolge mit einer periodischen Abfolge von Teilschichten aus Molybdän und Silizium bestehen.
Zusätzlich kann die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung zwischen den Teilschichten aus Molybdän und Silizium zumindest teilweise eine Barriereschicht umfassen, die insbesondere aus einer Komponente der Gruppe gebildet sein kann, die B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid umfasst.
Die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung kann weiterhin eine äußere Deckschicht umfassen, die insbesondere aus einer Komponente der Gruppe gebildet ist, die Rh, Pt, Ru, Pd, Au und SiO₂ umfasst.
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

DE 102016209273 A1 [0005]
DE 102009054653 A1 [0005]
US 5265143 A [0007]
EP 1191356 A2 [0007]

Claims

Verfahren zum Entschichten eines EUV - Spiegels oder eines Bauteils mit einer EUV - Spiegelbeschichtung, wobei der EUV - Spiegel oder das Bauteil mit der EUV - Spiegelbeschichtung eine Schutzbeschichtung zwischen Substrat und Reflexionsbeschichtung zum Schutz des Substrat vor der EUV - Strahlung aufweist, die mindestens eine Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der EUV - Spiegel oder das Bauteil mit einer EUV - Spiegelbeschichtung nasschemisch mit Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure geätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem nasschemischen Ätzen des EUV - Spiegels oder des Bauteils mit einer EUV - Spiegelbeschichtung mit Ammoniumcer(IV)-nitrat in verdünnter Salpetersäure die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung der Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung durch nasschemisches Ätzen mit Kaliumhexacyanoferrat(III) in verdünnter Natronlauge erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung aus einer Schichtabfolge mit einer periodischen Abfolge von Teilschichten mit mindestens zwei Perioden besteht, wobei die Teilschichten einer Periode eine erste Teilschicht und eine zweite Teilschicht umfassen, wobei die erste Teilschicht aus einer Legierung gebildet ist, die mindestens ein Element aus der Gruppe, die Nickel, Cobalt, Chrom, Molybdän, Wolfram, Kupfer, Silber, Aluminium und Gold umfasst, aufweist, und wobei die zweite Teilschicht aus mindestens einer Komponente der Gruppe gebildet ist, die B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung aus einer Schichtabfolge mit einer periodischen Abfolge von Teilschichten aus Molybdän und Silizium besteht.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung zwischen den Teilschichten aus Molybdän und Silizium zumindest teilweise eine Barriereschicht umfasst, die insbesondere aus einer Komponente der Gruppe gebildet ist, die B₄C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsbeschichtung der EUV - Spiegelbeschichtung eine äußere Deckschicht umfasst, die insbesondere aus einer Komponente der Gruppe gebildet ist, die Rh, Pt, Ru, Pd, Au und SiO₂ umfasst.