WO2018104109A1 - Verfahren zum reparieren von reflektiven optischen elementen für die euv-lithographie - Google Patents

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Eric Eva
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Christoph Nottbohm
Wolfgang Merkel
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Definitions

  • the present invention relates to a method for repairing reflective optical elements for EUV lithography, comprising a substrate and a coating which reflects at an operating wavelength in the range between 5 nm and 20 nm. Further, it relates to a collector mirror for EUV lithography, which has a substrate and a coating which reflects at an operating wavelength in the range between 5 nm and 20 nm.
  • EUV lithography devices for the lithography of semiconductor devices, reflective optical elements for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range (eg, wavelengths between about 5 nm and 20 nm), such as photomasks or mirrors based on multilayer systems for quasi-normal incidence or mirrors, are included metallic surface used for grazing incidence. Since EUV lithography devices in the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range (eg, wavelengths between about 5 nm and 20 nm), such as photomasks or mirrors based on multilayer systems for quasi-normal incidence or mirrors, are included metallic surface used for grazing incidence. Since EUV lithography devices in the
  • Contamination of the optically used coating of the reflective optical elements which arises due to the short-wave irradiation together with residual gases in the operating atmosphere can be reduced. Since a plurality of reflective optical elements are usually arranged one behind the other in an EUV lithography device, even smaller contaminations on each individual reflective optical element have a greater effect on the overall reflectivity.
  • Contamination can occur, for example due to moisture residues.
  • Water molecules are split by the EUV radiation and the resulting oxygen radicals oxidize the optically active surfaces of the reflective optical
  • hydrocarbons Another source of contamination is hydrocarbons, which may originate, for example, from the vacuum pumps used in EUV lithography apparatuses or from residues of photoresists which are to be patterned on the
  • Semiconductor substrates are used, and lead under the influence of the operating radiation to carbon contaminants on the reflective optical elements.
  • Collector mirrors which are used in conjunction with a laser-based EUV plasma light source comes as an additional source of contamination, the material that a Plasma is excited, for example tin added. While oxidative contaminations are usually irreversible, in particular carbon contaminants and, where appropriate, tin can be removed, inter alia, by treatment with reactive hydrogen in that the reactive hydrogen reacts with it to form volatile compounds. Reactive hydrogen can be hydrogen radicals or ionized hydrogen atoms or molecules.
  • Delamination is caused by the penetration of reactive hydrogen into the reflective coating, particularly mechanical or coating defects.
  • the diffused reactive hydrogen can become molecular
  • Reflection of the heat radiation in the direction of the beam path of the EUV lithography device can be damaged in particular the subsequent reflective optical elements.
  • This object is achieved by a method for repairing reflective optical elements for EUV lithography, which has a substrate and a coating which reflects at a working wavelength in the range between 5 nm and 20 nm, with the steps:
  • Coatings are coatings based on multilayer systems, which are particularly suitable for normal and quasi-normal incidence and are based on Bragg reflection, as well as coatings with only one or a few layers, which are suitable for grazing incidence and are based on total reflection ,
  • the coating may contain additional layers such as u.a. Protective layer systems as a conclusion to the vacuum, polishing or smooth layers on the substrate or spectral filter layers for deflecting unwanted radiation wavelength ranges such as infrared radiation.
  • Inspection systems are done, with which the surface of the coating is scanned.
  • Hydrogen permeability a sufficiently durable repair damaged reflective optical element can be achieved with little time and monetary effort to maintain the operation of an EUV lithography device can.
  • the cover can already be prepared for stock and, if a damaged spot is located during an inspection, are applied immediately or possibly adapted quickly to the surface shape in order to achieve the best possible coverage. This allows a very fast repair.
  • a surface structure may contribute to reflecting unwanted radiation components, such as from the ultraviolet or infrared wavelength range, in a different direction than the radiation in the range of the working wavelength. This can also be with convex or concave
  • cover units in the form of convex caps. They also have the advantage of being able to cover bubbles and spalling well.
  • a coating corresponding to the reflective coating on the surface of the cover member may result in increased reflectivity in the range of working wavelength at the repaired location, ideally as high as at an undamaged location.
  • the cover is attached by means of adhesive on the coating of the reflective optical element.
  • the cover can be attached over the entire surface or by applying adhesive dots or partial surfaces or lines.
  • Adhesives are preferably used which are resistant to heat and / or as little as possible outgassing in a vacuum.
  • Other suitable ways to attach cover elements include u.a. Soldering, welding, in particular spot welding or wringing.
  • the cover is formed as a film or cover unit.
  • Cover unit has the advantage of greater mechanical stability and that it can be prefabricated.
  • a film can be better ad hoc adapted to the damaged area to be repaired as well as the surface course of the coating in the area of the damaged area.
  • the cover with angular and / or curved boundary
  • the cover can have a round, square, polygonal or completely free form.
  • the boundary is adapted to the shape of the damaged area.
  • the cover has an ellipsoidal or elongated shape.
  • a cover element which comprises one or more materials from the group comprising metal, steel, stainless steel, invar, aluminum, molybdenum, tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium, hafnium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, copper, silver, Gold, platinum, rhodium, palladium, ruthenium, glass, ceramics and alumina.
  • metal steel, stainless steel, invar, aluminum, molybdenum, tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium, hafnium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, copper, silver, Gold, platinum, rhodium, palladium, ruthenium, glass, ceramics and alumina.
  • a cover coating is applied to the damaged area.
  • a cover coating is suitable for reducing the further delamination of the coating in the event of blistering.
  • the cover coating is applied by tinning, gilding, electroplating, oxidizing, nitriding and / or deposition by means of atmospheric pressure plasma.
  • the tinning and gilding can be done for example via metal melts or films.
  • the above procedures have all been proven to apply to damaged areas of the coating of reflective optical elements material that covers the damaged area. Thus, an enlargement of the damaged area can be suppressed.
  • the procedures can be combined to apply different layers to the damaged area.
  • the application of a cover coating can be carried out manually or automatically with the aid of, for example, a robot arm.
  • a metal layer comprising gold, platinum, rhodium, palladium, ruthenium, molybdenum, tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium, hafnium, aluminum, scandium, yttrium, lanthanum and / or cerium is applied as a cover coating by electroplating or by means of atmospheric pressure.
  • Plasma has a cover coating comprising one or more of molybdenum, tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium,
  • Coating materials of reflective optical elements offer good protection against reactive hydrogen.
  • coating material is removed in its area before covering the damaged area.
  • a cover or a cover coating can be better avoided by this pretreatment extending the damaged area over time. The strength and durability of the cover or the cover coating can be increased.
  • a collector mirror for EUV lithography which has a substrate and a coating which reflects at a working wavelength in the range between 5 nm and 20 nm, wherein the coating locally has a cover element, wherein the cover element has a surface structure, a convex or concave surface or a coating corresponding to the coating of the collector mirror or a combination thereof.
  • a surface structure can contribute to the fact that unwanted radiation components, for example from the infrared wavelength range, are reflected in a different direction than the radiation in the range of the operating wavelength. This can also be achieved with convex or concave surfaces. Particularly preferred are cover units in the form of convex caps. They also have the advantage that they can be well covered with bubbles and flaking and in particular reflect long-wave radiation such as infrared radiation in no preferred direction.
  • Coating on the surface of the cover member may result in increased reflectivity in the range of operating wavelength at the repaired location, ideally as high as at an undamaged location.
  • Covers are, for example, platelets or thin sheets.
  • the cover is formed as a foil or cover unit.
  • a cover unit has the advantage of greater mechanical stability and that it can be prefabricated.
  • a film can be better ad hoc adapted to the damaged area to be repaired as well as the surface course of the coating in the area of the damaged area.
  • the cover member comprises one or more of the group materials metal, steel, stainless steel, invar, aluminum, molybdenum, tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium, hafnium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, copper, silver, gold, platinum , Rhodium, palladium,
  • the coating locally has a cover coating, in particular for sealing a damaged area.
  • the cover coating comprises one or more of molybdenum, tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium, hafnium, aluminum, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, their oxides, their nitrides, their carbides, their borides, gold , Platinum, rhodium, palladium, ruthenium, carbon, boron carbide and boron nitride.
  • these materials adhere well to the usual coating materials of collector mirrors for EUV lithography and on the other hand offer good protection against reactive hydrogen.
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of an EUV lithography apparatus with reflective optical elements
  • Figure 2 schematically shows the structure of an exemplary reflective optical
  • FIG. 3 schematically shows a reflective optical element for EUV lithography with different damaged areas
  • FIG. 4 shows the reflective optical element from FIG. 3 after the
  • Figure 5a shows schematically another reflective optical element which has been repaired by means of a cover element
  • FIG. 5a is a diagrammatic representation of FIG. 5a.
  • FIG. 1 schematically shows an EUV lithography device 10.
  • Essential components are the illumination system 14, the photomask 17 and the
  • the EUV lithography apparatus 10 is operated under vacuum conditions so that the EUV radiation is absorbed as little as possible in its interior.
  • a plasma source or a synchrotron can serve as the radiation source 12.
  • the example shown here is a plasma source.
  • the emitted radiation in the wavelength range of about 5 nm to 20 nm is first from
  • the illumination system 14 has two mirrors 15, 16.
  • the mirrors 15, 16 direct the beam onto the photomask 17, which has the structure to be imaged on the wafer 21.
  • the photomask 17 is also a reflective optical element for the EUV and soft X-ray wavelength range, which is replaced depending on the manufacturing process.
  • the beam reflected by the photomask 17 is projected onto the wafer 21, thereby imaging the structure of the photomask onto it.
  • the projection system 20 has two mirrors 18, 19. It should be noted that both the projection system 20 and the illumination system 14 may each have only one or even three, four, five or more mirrors.
  • the collector mirror 13 is a quasi-normal incidence mirror 50, the coating 52 of which is on a multilayer system 54 based, as shown schematically in Figure 2.
  • These are alternately applied layers of a higher refractive index real part at the operating wavelength at which, for example, the lithographic exposure is performed (also called spacer 57) and a lower refractive index material at the operating wavelength (also called absorber 56) ), wherein an absorber-spacer pair forms a stack 55. This somehow simulates a crystal whose
  • Lattice planes correspond to the absorber layers, where Bragg reflection takes place.
  • the thicknesses of the individual layers 57, 56 as well as the repeating stack 55 may be constant over the entire multilayer system 54 or may vary, depending on which spectral or angle-dependent reflection profile is to be achieved.
  • Reflection profile can also be selectively influenced by the basic structure
  • Absorber 56 and spacer 57 is supplemented by more more and less absorbent materials to increase the maximum possible reflectivity at the respective operating wavelength.
  • absorber and / or spacer materials can be exchanged for one another or the stacks can be constructed from more than one absorber and / or spacer material.
  • the absorber and spacer materials can have constant or varying thicknesses over all stacks in order to optimize the reflectivity.
  • additional layers may also be provided as diffusion barriers between spacer and absorber layers 57, 56. For example, for one
  • Working wavelength of 13.4 nm common material combination is molybdenum as absorber and silicon as a spacer material.
  • a stack 55 usually has a thickness of 6.7 nm, wherein the spacer layer 57 is usually thicker than the absorber layer 56.
  • the coating 52 also has a protective layer 53, which may also consist of more than one layer, and a spectral filter layer 58, which serves to radiation from unwanted wavelength ranges such as from the radiation source 12 also emitted ultraviolet radiation or infrared radiation with which the plasma of the radiation source 12 is excited to filter out of the beam path of the working radiation in the EUV wavelength range.
  • the spectral filter layer 58 may, for example, have a diffraction grating structure. In many cases it is made of metal alloys,
  • the protective layer 53 may be used, for example, in a molybdenum-silicon multilayer system, and the like. from one location
  • Silicon nitride and a layer of ruthenium be constructed as a conclusion to the vacuum.
  • the coating 52 is arranged on a substrate 51.
  • Typical substrate materials for Reflective optical elements for EUV lithography, in particular collector mirrors are glass-ceramic, quartz glass, doped quartz glass, silicon, silicon carbide, silicon-infiltrated silicon carbide, copper, aluminum and their alloys.
  • the collector mirror can also be designed as a mirror for grazing incidence.
  • he may, for example, on a substrate made of a copper or aluminum alloy, a polishing layer of, inter alia, nickel-phosphorus or amorphous silicon and above a ruthenium layer as a coating.
  • it may additionally have a spectral filter layer.
  • this may also be structured to be, for example, ultraviolet or
  • the radiation source can be a plasma radiation source, in which tin droplets are excited by means of CO 2 lasers to give a plasma which emits radiation in the EUV wavelength range.
  • tin can penetrate into the EUV lithography device and in particular on the surface of the
  • the tin contamination is negligible and, in particular, contamination based on oxygen or carbon can occur.
  • the reflective optical elements of an EUV lithography device they are operated in vacuum with an admixture of hydrogen at a low partial pressure. Under the influence of the EUV radiation, reactive hydrogen forms from the molecular hydrogen in the form of
  • Hydrogen radicals and hydrogen ions are converted by wall collisions to a large extent in hydrogen radicals.
  • the reactive hydrogen together with the contaminants form volatile tin or carbon compounds which can be pumped out.
  • Coating or at the border to the substrate can recombine.
  • the conversion into molecular hydrogen leads to an increase in volume. Bubbles form beneath the surface resulting in localized delamination of some or all of the surface Can lead coating. Delaminated sites can have a high reflectivity in the infrared range. This is particularly problematic for collector mirrors when used in conjunction with a laser plasma radiation source from which not only EUV radiation but also infrared radiation leaks because of the laser. If too much infrared radiation is coupled into the further beam path, the
  • FIG. 3 shows by way of example and schematically hydrogen-induced defects 63, 64, 65, 66 in a coating 62 of a reflective optical element 60 for EUV lithography, for example a collector mirror, on a substrate 61.
  • Coating 62 may be constructed, for example, as previously explained in FIG. 2, in particular for normal or quasi-normal angles of incidence, or else as explained for grazing incidence.
  • the coating 62 is not damaged all the way down to the substrate 61, but this can happen with all damaged areas.
  • the defect 63 is a bubble caused by an accumulation of molecular hydrogen in the coating 62.
  • An already burst bubble is shown as a damaged spot 65.
  • At the damaged area 64 of the chipped part of the coating 62 is already completely broken off and is the underlying part of the
  • Coating 62 free and can be damaged by contamination or diffusing hydrogen. At the damaged areas 63, 64, 65, there may be disturbing infrared reflections.
  • the reflective optical element 60 for the EUV lithography which has a substrate 61 and a coating 62 which reflects at a working wavelength in the range between 5 nm and 20 nm, first a damaged spot in the
  • Coating are located.
  • the localization of particular damage caused by hydrogen damage, especially bubbles and flaking can be done for example by visual inspection, as they have a macroscopic extent, for example in the submillimeter to centimeter range in many cases. It can also be supported by Inspection systems are done, with which the surface of the coating is scanned.
  • the localized damaged area Before the localized damaged area is covered with one or more materials, preferably with low hydrogen permeability, it can be covered before covering
  • Coating material are removed in the area of the damaged area. This is
  • the damaged area 66 shown in Figure 3 done and can be done for example by grinding, drilling, milling or similar processes. For example, it is possible to penetrate into non-delaminated regions of the coating 62 or to open or remove only one bubble.
  • the removal of coating material has the advantage that further delamination at the damaged area can be better prevented or the damaged area can be better covered.
  • FIG. 4 Various covering options are shown in FIG. 4 by way of example and schematically for the now repaired reflective optical element 70, which may be formed approximately as a collector mirror. It should be noted that all
  • covering elements may be applied to damaged areas, which may be formed, inter alia, as a covering unit or film.
  • damaged areas which may be formed, inter alia, as a covering unit or film.
  • the damaged area 63 has been covered in the form of a bubble with a covering unit 71 in the form of a cap.
  • the cap 71 is made of a
  • the cap 71 may also be made of tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium, hafnium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, copper, silver, gold, platinum, rhodium, palladium, ruthenium or any one of
  • the cap 71 was adhesively bonded with a low-gassing adhesive, such as a mineral filled one
  • the cap 71 can be glued over the entire surface or only by means of points or a ring. Overflowing adhesive is largely uncritical because it burns in operation upon irradiation with EUV radiation in the presence of hydrogen. A gap in the bond is to be regarded as uncritical, since the reactive hydrogen recombines in the gap between the cap 71 and coating 62 by wall collisions to harmless molecular hydrogen.
  • the cap 71 has a convex top. This has the advantage that infrared radiation is scattered diffusely on the cap 71. To amplify this effect, the
  • cap 71 may be passivated by a galvanic layer.
  • the cap cross-section can be weakened by preferably rotationally symmetrical notches, grooves 71 1 or lamellae, as in the illustrated cap 71, in order to reduce thermal stresses of the cap material relative to the substrate material.
  • Thermal expansion coefficients may also be advantageous for flexible cap materials. Covering elements, in particular cover units, can be used on the undamaged
  • Coating 62 are glued to a damaged area 63, 64, 65 around. Especially with cap-shaped cover units even with concave ground, as it can often be present at collector mirrors, even bubbles and throws are covered. In particular, if the coating does not adhere very well to the substrate or if a bubble is too large, the coating may be partially damaged at the corresponding defect, for example, to the spectral filter layer or even all the way through the substrate. Grinding, etching, ion beam deceleration or plasma etching are removed. The
  • Covering in particular a cap-shaped cover unit can then be adhered to the substrate or an adhesive coating area. It is advantageous if a few millimeters of undamaged coating are present in the edge region of the covering element, which can be covered by the covering element in order to prevent penetration of reactive hydrogen under the covering element as far as possible.
  • the cover also have, for example, a projection as an adhesive edge.
  • the cover unit can also be designed, for example, as a plate or sheet.
  • a film 72 can also be applied to a damaged area, as in the example shown in FIG. 4 at damaged area 64.
  • Suitable materials include aluminum, aluminum alloys, titanium, copper, Steel, silver, gold, but also ceramics and glasses proved by
  • Hydrogen radicals are penetrated very little.
  • suitable materials are generally metals, stainless steel, invar, molybdenum, tantalum, niobium, silicon, zirconium, hafnium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, platinum, rhodium, palladium, ruthenium, combinations of said materials or materials containing them or theirs Combinations have. They can have thicknesses ranging from a few atomic layers, as in gold leaf, up to a few hundred microns.
  • One advantage of films is that they can be easily cut to fit the shape of the damaged area to be covered. As a result, they are particularly suitable for elongated and irregularly shaped damaged areas, for example also for scratches.
  • the film may for example be previously preformed concave or with a flat, soft tool, such as a cotton swab or a
  • Foam stamp to be formed directly on the surface.
  • a flat piece of foil or thin sheet can be applied.
  • By having a round shape it is also possible to repair damaged areas in coatings of reflective optical elements with a slightly higher degree of curvature in a hydrogen-tight manner.
  • the attachment of the film 72 can be explained as before for the cap member formed as a cover 71.
  • a filled adhesive is used and the bonding can be flat, in points or as an adhesive ring or sections thereof.
  • inorganic adhesive systems such as soda water glass can be used.
  • a fastening by, for example, electric welding, laser welding or soldering is possible, which can also be done selectively.
  • the film can be temporarily fixed to facilitate fastening by welding or soldering.
  • self-adhesive film pieces For example, self-adhesive aluminum foils having acrylic resin-based adhesive are commercially available.
  • curable adhesive to a film or thin sheet metal or even to a cover unit protected by a protective film so that the adhesive hardens only after removal of the protective film and after application of the covering element, in particular by contact with atmospheric moisture, oxygen or UV radiation.
  • a chemical activator can be sprayed on before application, if the cover element, in particular in the embodiment as a film, does not have all the components of the adhesive and the missing or missing components are to be added during application.
  • the film to be applied can be covered on both sides with auxiliary films.
  • the adhesive-side auxiliary film is removed. Subsequently, the film is placed on the damaged area to be repaired and by selective pressure on the other auxiliary film, the adhesive-coated side of the film is attached to the coating around the damaged area.
  • This approach has the advantage that the size and shape of the actually applied film must be determined only at the moment of application.
  • Wavelength ranges in the beam path of the EUV lithography device as possible to prevent the films can be provided with a macroscopic surface structure, as exemplified in Figure 4 in the cover 72 as an example
  • Surface structure 721 indicated. For example, they may be wrinkled or embossed to reduce directional reflection of UV or IR radiation. Coarse embossed film is commercially available. You can also use your own embossing matrices.
  • Embossed patterns of tetrahedra have proven to be suitable for avoiding UV or IR reflections in the further beam path of EUV lithography with appropriate alignment.
  • the films or thin sheets can be provided with a poorly reflective infrared radiation layer, for example by anodizing, oxidizing, pickling or etching, such as acid.
  • cover elements can also be a coating according to
  • a covering element 73 designed as a plate 732 with a coating 731 suitable for reflection of EUV radiation is indicated in FIG.
  • the wafer 732 may be made of, for example, silicon, glass, sapphire, or generally a metal.
  • the coated plate 73 also has a surface structuring in order to radiation from unwanted wavelength ranges, in particular
  • Damage site 66 was prepared in the present example by exposing the area prior to covering
  • Damage site 66 coating material was removed in its area. This can i.a. done by grinding, drilling or milling.
  • a first way to apply a cover coating is to oxidize the material exposed at the defect 66. This can be done for example by an acid treatment with an oxidizing acid such as nitric acid, which is particularly suitable when nickel-phosphorous is exposed.
  • the oxidation may also be by means of an atmospheric pressure air and / or oxygen plasma.
  • Atmospheric pressure inert gas plasma in particular with argon or helium, and the corresponding volatile compounds may also be applied protective coatings comprising one or more of the materials of the group molybdenum, tantalum, niobium,
  • Silicon titanium, zirconium, hafnium, aluminum, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, their oxides, their nitrides, their carbides, their borides, gold, platinum, rhodium, palladium, ruthenium, carbon, boron carbide and boron nitride or consist thereof.
  • Atmospheric air plasmas can also nitride exposed material at the damaged area.
  • atmospheric pressure Plasma devices including those in which the plasma unit is barely larger than a pen and can also be handled. Such a plasma unit can be automated by hand or in combination with a robot arm. The second option is especially preferred when using gases that would be harmful to humans.
  • a particular advantage of the atmospheric pressure plasma is that a very dense plasma can be provided with a very low heating effect and so even very sensitive coatings can be processed. In particular, when compressed air can be used as a process gas for the atmospheric pressure plasma, the operating costs are very low.
  • a damaged area can also be repaired by electroplating and passivated against reactive hydrogen.
  • An example is the electroplating with the help of commercially available equipment, the electroplating unit is designed in principle as a kind of cotton swab, which can be powered by a power connection. Particularly preferred is the electroplating of one or more precious or semiprecious metals,
  • Suitable materials are rhodium, palladium, molybdenum, tantalum, niobium, silicon, titanium, zirconium, hafnium, aluminum, scandium, yttrium, lanthanum and cerium. Pure metals, combinations thereof or alloys or materials containing them may be applied.
  • a damaged spot can be sealed by tin drops of a size in the millimeter range.
  • the damaged area can be prepared like spot 66 by ablation. It is also possible to drill or mill a blister such as damaged area 63, so that the tin penetrates into the open bladder.
  • a damaged spot already covered with tin can additionally be covered with further layers or covering elements. It is also particularly advantageous, the tinned
  • FIG. 5 schematically illustrates another reflective optical element designed as a collector mirror 80.
  • the collector mirror 80 has a damaged area 67 in its coating 62 on the substrate 61.
  • the damaged area 67 was by applying a Covering element 75 is repaired, which is designed as a covering unit with concave surface.
  • the cover member 75 may be formed differently in different variants. Exemplary variants are shown schematically in FIGS. 5b to 5e. The
  • Cover member 75a of Figure 5b has a rectangular boundary
  • Covering element 75b from FIG. 5c has an elliptical boundary; the cover element 75c from FIG. 5d has a polygonal boundary; and the cover element 75d from FIG. 5e has a freely shaped, predominantly curved edge.
  • the shape of the boundary can be adapted to the shape of the respective damaged area.
  • the influence of the cover element in the form of an abrupt light-dark transition can be reduced. As a result, the imaging performance of the EUV lithography device suffers less from repair.
  • EUV lithography collector mirrors operated with tin plasma sources and repaired in the manner described above do not show hydrogen-generated bubble growth on the repaired defects after tin cleaning with hydrogen radicals or after prolonged operation with a tin plasma source. It should be noted that the repair process presented here also for

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Abstract

Es wird ein kostengünstiges Verfahren zum Reparieren von reflektiven optischen Elementen für die EUV-Lithographie vorgeschlagen, die ein Subtrat (61) und eine Beschichtung (62) aufweisen, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert und durch Wasserstoffblasenbildung beschädigt ist. Das Verfahren weist die Schritte Lokalisieren einer Schadstelle (63, 64, 65, 66) in der Beschichtung (62) und Abdecken der Schadstelle (63, 64, 65, 66) mit einem oder mehreren Materialien mit geringer Wasserstoffdurchlässigkeit auf, indem auf die Schadstelle ein Abdeckelement aufgebracht wird, wobei das Abdeckelement mit einer Oberflächenstruktur, einer konvexen oder konkaven Oberfläche oder einer Beschichtung entsprechend der Beschichtung des reflektiven optischen Elements oder einer Kombination davon ausgebildet wird. Das Verfahren ist besonders geeignet für Kollektorspiegel (70) für die EUV-Lithographie. Nach der Reparatur weisen sie Abdeckelemente (71, 72, 73) auf.

Description

Verfahren zum Reparieren von reflektiven optischen Elementen für die EUV- Lithographie
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reparieren von reflektiven optischen Elementen für die EUV-Lithographie, die ein Substrat und eine Beschichtung aufweist, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert. Ferner bezieht sie sich auf einen Kollektorspiegel für die EUV-Lithographie, der ein Substrat und eine Beschichtung aufweise, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert.
In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich (z.B. Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Spiegel auf der Basis von Viellagensystemen für quasi-normalen Einfall oder Spiegel mit metallischer Oberfläche für streifenden Einfall eingesetzt. Da EUV-Lithographievorrichtungen in der
Regel mehrere reflektive optische Elemente aufweisen, müssen diese eine möglichst hohe Reflektivität aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen. Die Reflektivität und die Lebensdauer der reflektiven optischen Elemente kann durch
Kontamination der optisch genutzten Beschichtung der reflektiven optischen Elemente, die aufgrund der kurzwelligen Bestrahlung zusammen mit Restgasen in der Betriebsatmosphäre entsteht, reduziert werden. Da üblicherweise in einer EUV-Lithographievorrichtung mehrere reflektive optische Elemente hintereinander angeordnet sind, wirken sich auch schon geringere Kontaminationen auf jedem einzelnen reflektiven optischen Element in größerem Maße auf die Gesamtreflektivität aus.
Kontamination kann beispielsweise aufgrund von Feuchtigkeitsrückständen auftreten. Dabei werden Wassermoleküle durch die EUV-Strahlung aufgespalten und die resultierenden Sauerstoffradikalen oxidieren die optisch aktiven Flächen der reflektiven optischen
Elemente. Eine weitere Kontaminationsquelle sind Kohlenwasserstoffe, die beispielsweise aus den in EUV-Lithographievorrichtungen verwendeten Vakuumpumpen stammen können oder von Rückständen von Photolacken, die auf den zu strukturierenden
Halbleitersubstraten verwendet werden, und die unter Einfluss der Betriebsstrahlung zu Kohlenstoffkontaminationen auf den reflektiven optischen Elementen führen. Bei
Kollektorspiegeln, die in Verbindung mit einer laserbasierten EUV-Plasmalichtquelle im Einsatz sind, kommt als zusätzliche Kontaminationsquelle das Material, dass zu einem Plasma angeregt wird, beispielsweise Zinn, hinzu. Während oxidative Kontaminationen in der Regel irreversibel sind, lassen sich insbesondere Kohlenstoffkontaminationen und ggf. Zinn u.a. durch Behandlung mit reaktivem Wasserstoff entfernen, indem der reaktive Wasserstoff damit zu flüchtigen Verbindungen reagiert. Bei reaktivem Wasserstoff kann es sich um Wasserstoffradikale oder auch ionisierte Wasserstoffatome oder -moleküle handeln.
Es ist allerdings beobachtet worden, dass es unter dem Einfluss von reaktivem Wasserstoff, der zur Reinigung verwendet wird oder aufgrund der Wechselwirkung der EUV-Strahlung mit in der Restatmosphäre vorhandenem Wasserstoff entstehen kann, zur Blasenbildung bei der reflektierenden Beschichtung und sogar zum Ablösen von Schichten oder einzelnen Lagen kommen kann, insbesondere dicht an der Oberfläche von Viellagensystemen. Die makroskopische Blasenbildung bzw. Delaminierung wird insbesondere bei Kollektorspiegeln beobachtet, die verglichen mit anderen reflektiven optischen Elementen einer EUV- Lithographievorrichtung in besonderem Maße reaktivem Wasserstoff ausgesetzt sind. Die Blasenbildung oder Delaminierung kann insbesondere an Defekten in der Beschichtung der reflektiven optischen Elemente auftreten.
Die Delaminierung wird durch das Eindringen von reaktivem Wasserstoff in die reflektive Beschichtung, insbesondere an mechanischen oder bei der Beschichtung aufgetretenen Defekten verursacht. Der eindiffundierte reaktive Wasserstoff kann zu molekularem
Wasserstoff rekombinieren und so zu Blasenbildung und im schlimmsten Fall Aufbrechen bzw. Abblättern der Beschichtung führen. Derartige Schadstellen können eine hohe
Reflexion im infraroten Wellenlängenbereich aufweisen. Dies ist insbesondere bei
Kollektorspiegeln problematisch. Denn bei ihnen tritt die höchste Wärmelast auf, u.a.
aufgrund der Infrarotlaser, die in der Strahlungsquelle eingesetzt sein können, und bei
Reflexion der Wärmestrahlung in Richtung Strahlengang der EUV-Lithographievorrichtung können insbesondere die nachfolgenden reflektiven optischen Elemente geschädigt werden.
Der bisherige Ansatz bestand bisher darin, insbesondere durch Wasserstoff-bedingte Blasenbildung beschädigte reflektive optische Elemente dadurch zu reparieren, dass die beschädigte Beschichtung vollständig entfernt und das Substrat neu beschichtet wurde.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Weg zum Reparieren von durch Wasserstoff beschädigten reflektiven optische Elementen für die EUV- Lithographie vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Reparieren von reflektiven optischen Elementen für die EUV-Lithographie, die ein Substrat und eine Beschichtung aufweist, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert, mit den Schritten:
- Lokalisieren einer Schadstelle in der Beschichtung;
- Abdecken der Schadstelle mit einem oder mehreren Materialien, indem auf die Schadstelle ein Abdeckelement aufgebracht wird, wobei das Abdeckelement mit einer
Oberflächenstruktur, einer konvexen oder konkaven Oberfläche oder einer Beschichtung entsprechend der Beschichtung des reflektiven optischen Elements oder einer Kombination davon ausgebildet wird.
Unter Beschichtung seien sowohl Beschichtungen auf Basis von Viellagensystemen, die besonders für den normalen und quasi-normalen Einfall geeignet sind und auf Bragg- Reflexion beruhen, als auch Beschichtungen mit nur einer oder wenigen Lagen, die für den streifenden Einfall geeignet sind und auf Totalreflexion beruhen. Außerdem kann die Beschichtung zusätzliche Schichten wie u.a. Schutzschichtsysteme als Abschluss zum Vakuum, Polier- bzw. Glattschichten auf dem Substrat oder Spektralfilterschichten zum Ablenken von ungewollten Strahlungswellenlängenbereichen wie etwa Infrarotstrahlung aufweisen.
Das Lokalisieren von Schadstellen, insbesondere Blasen, Abplatzungen, Kratzer und Risse kann händisch durch in Augenscheinnahme geschehen, da sie in vielen Fällen eine makroskopische Ausdehnung aufweisen. Es kann auch unterstützt durch
Inspektionssysteme geschehen, mit denen die Oberfläche der Beschichtung abgerastert wird.
Es hat sich herausgestellt, dass durch das gezielte Abdecken der Schadstellen mit einem Abdeckelement aus einem oder mehreren Materialien, insbesondere mit geringer
Wasserstoffdurchlässigkeit, eine hinreichend dauerhafte Reparatur beschädigter reflektiver optischer Element bei geringem zeitlichen und monetärem Aufwand erreicht werden kann, um den Betrieb einer EUV-Lithographievorrichtung aufrechterhalten zu können. Zudem können die Abdeckelemente bereits auf Vorrat vorbereitet werden können und, falls eine Schadstelle bei einer Inspektion lokalisiert wird, sofort aufgebracht werden oder ggf. schnell an die Flächengestalt angepasst werden, um eine möglichst gute Abdeckung zu erreichen. Dies erlaubt ein sehr schnelles Reparieren. Eine Oberflächenstruktur kann dazu beitragen, dass unerwünschte Strahlungsanteile wie beispielsweise aus dem ultravioletten oder infraroten Wellenlängenbereich in eine andere Richtung reflektiert werden als die Strahlung im Bereich der Arbeitswellenlänge. Dies kann auch mit konvexen oder konkaven
Oberflächen erreicht werden. Besonders bevorzugt sind Abdeckeinheiten in Form von konvexen Kappen. Sie haben zusätzlich den Vorteil, dass mit ihnen gleichermaßen Blasen und Abplatzungen gut abgedeckt werden können. Eine Beschichtung entsprechend der reflektiven Beschichtung auf der Oberfläche des Abdeckelements kann zu einer erhöhten Reflektivität im Bereich der Arbeitswellenlänge an der reparierten Stelle führen, im Idealfall ist sie so hoch wie an einer unbeschädigten Stelle.
Vorteilhafterweise wird das Abdeckelement mittels Klebstoffs auf der Beschichtung des reflektiven optischen Elements befestigt. Das Abdeckelement kann vollflächig oder durch Aufbringen von Klebstoffpunkten oder -teilflächen bzw. -linien befestigt werden. Bevorzugt werden Klebstoffe eingesetzt, die hitzebeständig sind und/oder im Vakuum möglichst wenig ausgasen. Weitere geeignete Möglichkeiten zur Befestigung von Abdeckelementen sind u.a. Löten, Schweißen, insbesondere Punktschweißen oder Ansprengen.
Bevorzugt wird das Abdeckelement als Folie oder Abdeckeinheit ausgebildet. Eine
Abdeckeinheit hat den Vorteil einer größeren mechanischen Stabilität und dass sie vorgefertigt werden kann. Eine Folie kann besser ad hoc an die zu reparierende Schadstelle sowie dem Oberflächenverlauf der Beschichtung im Bereich der Schadstelle angepasst werden. Bevorzugt wird das Abdeckelement mit eckiger und/oder gekrümmter Berandung
ausgebildet. Insbesondere kann das Abdeckelement eine runde, eckige, polygonale oder völlig freie Form aufweisen. Vorteilhafterweise wird dabei die Berandung an die Form der Schadstelle angepasst. Besonders bevorzugt weist das Abdeckelement eine ellipsoide oder längliche Form auf. Durch geeignete Wahl der Orientierung relativ zur Scanrichtung einer EUV-Lithographievorrichtung, in der das reflektive optische Element eingesetzt wird, kann dadurch der Einfluss des Abdeckelements in Form eines abrupten Hell-Dunkelübergangs verringert werden, so dass die Abbildungsleistung der EUV-Lithographievorrichtung weniger unter der Reparatur des reflektiven optischen Elements mittels eines Abdeckelements leidet. Bevorzugt wird ein Abdeckelement aufgebracht, das eines oder mehrere Materialien der Gruppe umfassend Metall, Stahl, Edelstahl, Invar, Aluminium, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Kupfer, Silber, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Glas, Keramik und Aluminiumoxid aufweist. Bei diesen Materialien hat sich herausgestellt, dass besonders wenig reaktiver Wasserstoff in sie eindringt. Außerdem können aus ihnen gut Abdeckeinheiten oder Folien gefertigt werden. Ferner existieren Befestigungsmöglichkeiten, insbesondere Klebstoffe, um derartige Abdeckelemente gut auf der Beschichtung des zu reparierenden reflektiven optischen Elements zu befestigen.
In bevorzugten Ausführungsformen wird auf die Schadstelle eine Abdeckbeschichtung aufgebracht. Eine Abdeckbeschichtung ist vor allem geeignet, um bei abgeplatzten Blasen ein weiteres Delaminieren der Beschichtung möglichst zu reduzieren. Bevorzugt wird die Abdeckbeschichtung durch Verzinnen, Vergolden, Galvanisieren, Oxidieren, Nitridisieren und/oder Abscheidung mittels Atmosphärendruck-Plasmas aufgebracht wird. Das Verzinnen und Vergolden kann beispielsweise über Metallschmelzen oder Folien geschehen. Die genannten Vorgehensweisen haben sich alle bewährt, um auf Schadstellen der Beschichtung von reflektiven optischen Elementen Material aufzubringen, das die Schadstelle abdeckt. So kann ein sich Vergrößern der Schadstelle unterdrückt werden. Die Vorgehensweisen können miteinander kombiniert werden, um verschiedene Schichten auf die Schadstelle aufzubringen. Das Aufbringen einer Abdeckbeschichtung kann händisch oder automatisiert mit Hilfe von beispielsweise einem Roboterarm durchgeführt werden.
Vorteilhafterweise wird als Abdeckbeschichtung eine Metallschicht aufweisend aufweisend Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan und/oder Cer durch Galvanisieren aufgebracht oder mittels Atmosphärendruck-Plasma eine Abdeckbeschichtung aufweisend eines oder mehrere der Gruppe aus Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon,
Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, deren Oxide, deren Nitride, deren Karbide, deren Boride, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Kohlenstoff, Borkarbid und Bornitrid. Diese Materialien haften einerseits gut auf den üblichen
Beschichtungsmaterialien von reflektiven optischen Elementen und bieten andererseits einen guten Schutz gegen reaktiven Wasserstoff. In bevorzugten Ausführungsformen wird vor dem Abdecken der Schadstelle Beschichtungsmaterial in ihrem Bereich abgetragen. Insbesondere vor dem Aufbringen einer Folie, einer Abdeckeinheit oder einer Abdeckbeschichtung lässt sich durch diese Vorbehandlung ein Ausdehnen der Schadstelle mit der Zeit besser vermeiden. Auch die Festigkeit und die Dauerhaftigkeit der Abdeckelemente bzw. der Abdeckbeschichtung kann dadurch erhöht werden.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch einen Kollektorspiegel für die EUV-Lithographie, der ein Substrat und eine Beschichtung aufweist, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert, wobei die Beschichtung lokal ein Abdeckelement aufweist, wobei das Abdeckelement eine Oberflächenstruktur, eine konvexe oder konkave Oberfläche oder eine Beschichtung entsprechend der Beschichtung des Kollektorspiegels oder eine Kombination davon aufweist.
Es hat sich herausgestellt, dass Kollektorspiegel, die wegen wasserstoffinduzierter
Schadstellen mit Abdeckelementen repariert wurden eine gute Resistenz auch nach einem Reinigungszyklus mit reaktivem Wasserstoff oder während des laufenden Betriebs zusammen mit einer Plasmastrahlungsquelle gegen weitere wasserstoffinduzierte
Schadstellen an den reparierten Stellen aufweisen. Zudem ist der Reparaturaufwand geringer als bei Entfernen und neuem Aufbringen der Beschichtung auf den
Kollektorspiegel. Insbesondere sind die Stillstandzeiten einer EUV-Lithographievorrichtung, in der der Kollektorspiegel eingesetzt ist, deutlich reduziert. Eine Oberflächenstruktur kann dazu beitragen, dass unerwünschte Strahlungsanteile wie beispielsweise aus dem infraroten Wellenlängenbereich in eine andere Richtung reflektiert werden als die Strahlung im Bereich der Arbeitswellenlänge. Dies kann auch mit konvexen oder konkaven Oberflächen erreicht werden. Besonders bevorzugt sind Abdeckeinheiten in Form von konvexen Kappen. Sie haben zusätzlich den Vorteil, dass mit ihnen gleichermaßen Blasen und Abplatzungen gut abgedeckt werden können und insbesondere langwellige Strahlung wie Infrarotstrahlung in keine Vorzugsrichtung reflektieren. Eine Beschichtung entsprechend der reflektiven
Beschichtung auf der Oberfläche des Abdeckelements kann zu einer erhöhten Reflektivität im Bereich der Arbeitswellenlänge an der reparierten Stelle führen, im Idealfall ist sie so hoch wie an einer unbeschädigten Stelle. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen von
Abdeckeinheiten sind beispielsweise Plättchen oder dünne Bleche. In bevorzugten Ausführungsformen wird das Abdeckelement als Folie oder Abdeckeinheit ausgebildet. Eine Abdeckeinheit hat den Vorteil einer größeren mechanischen Stabilität und dass sie vorgefertigt werden kann. Eine Folie kann besser ad hoc an die zu reparierende Schadstelle sowie dem Oberflächenverlauf der Beschichtung im Bereich der Schadstelle angepasst werden.
Bevorzugt weist das Abdeckelement eines oder mehrere der Materialien der Gruppe Metall, Stahl, Edelstahl, Invar, Aluminium, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Kupfer, Silber, Gold, Platin, Rhodium, Palladium,
Ruthenium, Glas, Keramik und Aluminiumoxid auf. Bei diesen Materialien hat sich herausgestellt, dass besonders wenig reaktiver Wasserstoff in sie eindringt. Außerdem kann aus ihnen gut Abdeckeinheiten oder Folien gefertigt werden. Ferner lassen sie sich gut auf der Beschichtung eine Kollektorspiegels für die EUV-Lithographie befestigen. Vorteilhafterweise weist die Beschichtung lokal eine Abdeckbeschichtung auf, insbesondere zum Versiegeln einer Schadstelle.
In bevorzugten Ausführungsformen weist die Abdeckbeschichtung eines oder mehrere der Materialien der Gruppe Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, deren Oxide, deren Nitride, deren Karbide, deren Boride, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Kohlenstoff, Borkarbid und Bornitrid auf. Diese Materialien haften einerseits gut auf den üblichen Beschichtungsmaterialien von Kollektorspiegeln für die EUV-Lithographie und bieten andererseits einen guten Schutz gegen reaktiven Wasserstoff.
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 schematisch eine Ausführungsform einer EUV-Lithographievorrichtung mit reflektiven optischen Elementen;
Figur 2 schematisch den Aufbau eines exemplarischen reflektiven optischen
Elements für die EUV-Lithographie, das als Kollektorspiegel ausgebildet ist; Figur 3 schematisch ein reflektives optisches Element für die EUV- Lithographie mit unterschiedlichen Schadstellen;
Figur 4 das reflektive optische Element aus Figur 3, nachdem die
unterschiedlichen Schadstellen auf verschiedene Weise repariert wurden;
Figur 5a schematisch ein weiteres reflektives optisches Element, das mit Hilfe eines Abdeckelements repariert wurde; und
Figuren 5b-e schematisch verschiedene Ausführungen des Abdeckelements aus
Figur 5a.
In Figur 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 dargestellt. Wesentliche Komponenten sind das Beleuchtungssystem 14, die Photomaske 17 und das
Projektionssystem 20. Die EUV-Lithographievorrichtung 10 wird unter Vakuumbedingungen betrieben, damit die EUV-Strahlung in ihrem Inneren möglichst wenig absorbiert wird.
Als Strahlungsquelle 12 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen. Im hier dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Plasmaquelle. Die emittierte Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst vom
Kollektorspiegel 13 gebündelt. Der Betriebsstrahl wird dann in das Beleuchtungssystem 14 eingeführt. Im in Figur 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei Spiegel 15, 16 auf. Die Spiegel 15, 16 leiten den Strahl auf die Photomaske 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 21 abgebildet werden soll. Bei der Photomaske 17 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV- und weichen Röntgenwellenlängenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt wird. Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Photomaske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet. Das Projektionssystem 20 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 18, 19 auf. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 20 als auch das Beleuchtungssystem 14 jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können.
Im hier dargestellten Beispiel handelt es sich bei dem Kollektorspiegel 13 um einen Spiegel 50 für quasi-normalen Einfall, dessen Beschichtung 52 auf einem Viellagensystem 54 basiert, wie schematisch in Figur 2 dargestellt. Dabei handelt es sich um alternierend aufgebrachte Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge, bei der beispielsweise die lithographische Belichtung durchgeführt wird, (auch Spacer 57 genannt) und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Absorber 56 genannt), wobei ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel 55 bildet. Dadurch wird in gewisser Weise ein Kristall simuliert, dessen
Netzebenen den Absorberlagen entsprechen, an denen Bragg-Reflexion stattfindet. Die Dicken der einzelnen Lagen 57, 56 wie auch der sich wiederholenden Stapel 55 können über das gesamte Viellagensystem 54 konstant sein oder auch variieren, je nach dem, welches spektrale oder winkelabhängige Reflexionsprofil erreicht werden soll. Das
Reflexionsprofil kann auch gezielt beeinflusst werden, indem die Grundstruktur aus
Absorber 56 und Spacer 57 um weitere mehr und weniger absorbierende Materialien zu ergänzt wird, um die mögliche maximale Reflektivität bei der jeweiligen Arbeitswellenlänge zu erhöhen. Dazu können in manchen Stapeln Absorber und/oder Spacer-Materialien gegeneinander ausgetauscht werden oder die Stapel aus mehr als einem Absorberund/oder Spacermaterial aufgebaut werden. Die Absorber- und Spacermaterialien können über alle Stapel konstante oder auch variierende Dicken aufweisen, um die Reflektivität zu optimieren. Ferner können auch zusätzliche Lagen als Diffusionsbarrieren zwischen Spacerund Absorberlagen 57, 56 vorgesehen werden. Eine beispielsweise für eine
Arbeitswellenlänge von 13,4 nm übliche Materialkombination ist Molybdän als Absorber- und Silizium als Spacermaterial. Dabei hat ein Stapel 55 meist eine Dicke von 6,7 nm, wobei die Spacerlage 57 meist dicker ist als die Absorberlage 56.
Im hier dargestellten Beispiel weist die Beschichtung 52 auch eine Schutzschicht 53 auf, die auch aus mehr als einer Lage bestehen kann, sowie eine Spektralfilterschicht 58, die dazu dient, Strahlung aus ungewollten Wellenlängenbereichen wie etwa von der Strahlungsquelle 12 ebenfalls emittierte ultraviolette Strahlung oder die Infrarotstrahlung mit der das Plasma der Strahlungsquelle 12 angeregt wird, aus dem Strahlengang der Arbeitsstrahlung im EUV- Wellenlängenbereich zu filtern. Dazu kann die Spektralfilterschicht 58 beispielsweise eine Beugungsgitterstruktur aufweisen. In vielen Fällen ist sie aus Metalllegierungen,
insbesondere aus gut bearbeitbaren und gut im Mikrometerdickenbereich aufbringbare Metalle wie Nickel-Phosphor, Kupfer, Silber oder Gold. Die Schutzschicht 53 kann beispielsweise bei einem Molybdän-Silizium-Viellagensystem u.a. aus einer Lage
Siliziumnitrid und einer Lage Ruthenium als Abschluss zum Vakuum aufgebaut sein. Die Beschichtung 52 ist auf einem Substrat 51 angeordnet. Typische Substratmaterialien für reflektive optische Elemente für die EUV-Lithographie, insbesondere Kollektorspiegel, sind Glaskeramik, Quarzglas, dotiertes Quarzglas, Silizium, Siliziumkarbid, siliziuminfiltriertes Siliziumkarbid, Kupfer, Aluminium sowie deren Legierungen. In einer hier nicht dargestellten Variante kann der Kollektorspiegel auch als Spiegel für streifenden Einfall ausgebildet sein. Dazu kann er beispielsweise auf einem Substrat aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung eine Polierschicht aus u.a. Nickel-Phosphor oder amorphem Silizium sowie darüber eine Rutheniumschicht als Beschichtung aufweisen. Optional kann er zusätzlich eine Spektralfilterschicht aufweisen. Bei einem metallischen Substrat kann auch dieses strukturiert sein, um beispielsweise ultraviolette oder
Infrarotstrahlung aus dem Strahlengang herauszufiltern.
In dem hier dargestellten Beispiel kann die Strahlungsquelle eine Plasmastrahlungsquelle sein, bei der Zinntröpfchen mittels C02-Laser zu einem Plasma angeregt werden, das Strahlung im EUV-Wellenlängenbereich emittiert. Dabei kann Zinn in die EUV- Lithographievorrichtung eindringen und sich insbesondere auf der Oberfläche des
Kollektorspiegels niederschlagen. Bei den im Strahlengang folgenden reflektiven optischen Elementen ist die Zinnkontamination vernachlässigbar und es kann vor allem Kontamination auf der Basis von Sauerstoff oder Kohlenstoff auftreten. Um insbesondere die Zinn- und Kohlenstoff-Kontamination auf den Beschichtungen der reflektiven optischen Elemente einer EUV-Lithographievorrichtung zu reduzieren, werden sie im Vakuum mit einer Beimischung von Wasserstoff bei geringem Partialdruck betrieben. Unter Einfluss der EUV-Strahlung bildet sich aus dem molekularen Wasserstoff reaktiver Wasserstoff in der Form von
Wasserstoffradikalen und Wasserstoffionen. Letztere wandeln sich durch Wandstöße zu einem großen Teil in Wasserstoffradikale um. Der reaktive Wasserstoff bildet zusammen mit den Kontaminationen flüchtige Zinn- bzw. Kohlenstoffverbindungen, die abgepumpt werden können.
Insbesondere wenn in der Beschichtung im Betrieb oder bereits in der Fertigung
entstandene Störstellen vorliegen, wie etwa Poren, Einschlüsse, Versetzungen oder mechanische Beschädigungen, wie etwa Kratzer oder Risse, kann ein Eindringen von reaktiven Wasserstoff in die Beschichtung beobachtet werden, der innerhalb der
Beschichtung oder an der Grenze zum Substrat rekombinieren kann. Die Umwandlung in molekularen Wasserstoff führt zu einer Volumenvergrößerung. Es bilden sich Blasen unter der Oberfläche, was zu einem lokalen Abblättern eines Teils oder der gesamten Beschichtung führen kann. Delaminierte Stellen können eine hohe Reflektivität im Infrarot- Bereich aufweisen. Dies ist insbesondere bei Kollektorspiegeln problematisch, wenn sie in Verbindung mit einer Laserplasmastrahlungsquelle eingesetzt werden, aus der wegen des Lasers nicht nur EUV-Strahlung, sondern auch Infrarot-Strahlung austritt. Sollte zu viel Infrarotstrahlung in den weiteren Strahlengang eingekoppelt werden, könnten die
nachfolgenden Spiegel des optischen Systems und die Photomaske beschädigt werden.
Bislang mussten durch Wasserstoffeinfluss beschädigte reflektive optische Elemente quasi neu hergestellt werden, indem die gesamte Beschichtung entfernt und das Substrat neu beschichtet werden musste.
In Figur 3 sind exemplarisch und schematisch wasserstoffbedingte Schadstellen 63, 64, 65, 66 in einer Beschichtung 62 eines reflektiven optischen Elements 60 für die EUV- Lithographie, etwa einem Kollektorspiegel, auf einem Substrat 61 dargestellt. Die
Beschichtung 62 kann beispielsweise wie zuvor bei Figur 2 erläutert aufgebaut sein, insbesondere für normalen oder quasi-normalen Einfallswinkel, oder auch wie für streifenden Einfall erläutert. Im hier dargestellten Beispiel ist die Beschichtung 62 nicht bis hinunter zum Substrat 61 beschädigt, aber dies kann bei allen Schadstellen vorkommen. Bei der Schadstelle 63 handelt es sich um eine Blase, die durch eine Anreicherung von molekularem Wasserstoff in der Beschichtung 62 verursacht ist. Eine bereits aufgeplatzte Blase ist als Schadstelle 65 dargestellt. Bei der Schadstelle 64 ist der abgeplatzte Teil der Beschichtung 62 bereits ganz abgebrochen und liegt der darunterliegende Teil der
Beschichtung 62 frei und kann durch Kontamination oder eindiffundierenden Wasserstoff beschädigt werden. An den Schadstellen 63, 64, 65 kann es zu störenden Infrarot-Reflexen kommen.
Um nun das reflektive optische Element 60 für die EUV-Lithographie, das ein Substrat 61 und eine Beschichtung 62 aufweist, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert, zu reparieren, muss zunächst eine Schadstelle in der
Beschichtung lokalisiert werden. Das Lokalisieren von insbesondere durch Wasserstoff bedingten Schadstellen, speziell Blasen und Abplatzungen kann beispielsweise durch Inaugenscheinnahme geschehen, da sie in vielen Fällen eine makroskopische Ausdehnung, etwa im Submillimeter bis Zentimeterbereich aufweisen. Es kann auch unterstützt durch Inspektionssysteme geschehen, mit denen die Oberfläche der Beschichtung abgerastert wird.
Bevor nun die lokalisierte Schadstelle mit einem oder mehreren Materialien, bevorzugt mit geringer Wasserstoffdurchlässigkeit, abgedeckt wird, kann vor dem Abdecken
Beschichtungsmaterial im Bereich der Schadstelle abgetragen werden. Dies ist
beispielsweise bei der in Figur 3 dargestellten Schadstelle 66 geschehen und kann beispielsweise durch Schleifen, Bohren, Fräsen oder ähnliche Prozesse erfolgen. Man kann dabei beispielsweise in nicht-delaminierte Bereiche der Beschichtung 62 vordringen oder lediglich eine Blase öffnen bzw. abtragen. Das Abtragen von Beschichtungsmaterial hat den Vorteil, dass ein weiteres Delaminieren an der Schadstelle besser unterbunden werden kann bzw. die Schadstelle besser abgedeckt werden kann.
Verschiedene Abdeckmöglichkeiten sind in Figur 4 exemplarisch und schematisch für das nunmehr reparierte reflektive optische Element 70, das etwa als Kollektorspiegel ausgebildet sein kann, dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass alle
Abdeckmöglichkeiten mit allen Schadstellenarten beliebig kombiniert werden können.
Beispielsweise können auf Schadstellen Abdeckelemente aufgebracht werden, die unter anderem als Abdeckeinheit oder Folie ausgebildet sein können. In dem in Figur 4 dargestellten Beispiel ist die Schadstelle 63 in Form einer Blase mit einer Abdeckeinheit 71 in Form einer Kappe abgedeckt worden. Die Kappe 71 ist aus einem
wasserstoffundurchlässigen Material wie z.B. Keramik, beispielsweise Aluminiumoxid, Glas oder Metall, insbesondere Aluminium, Molybdän, Edelstahl oder Invar. Die Kappe 71 kann auch aus Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Kupfer, Silber, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium oder einer beliebigen
Kombination zweier oder mehreren dieser oder der zuvor genannten Materialien sein oder eines oder mehrere der genannten Materialien beinhalten. Die Kappe 71 wurde durch Kleben mit einem ausgasungsarmen Klebstoff wie etwa einem mineralisch gefüllten
Epoxidkleber befestigt. Die Kappe 71 kann vollflächig oder nur mittels Punkten oder einem Ring verklebt werden. Überquellender Klebstoff ist weitgehend unkritisch, da er im Betrieb bei Bestrahlung mit EUV-Strahlung in Gegenwart von Wasserstoff verbrennt. Auch ein Spalt in der Verklebung ist als unkritisch anzusehen, da der reaktive Wasserstoff im Spalt zwischen Kappe 71 und Beschichtung 62 durch Wandstöße zu unschädlichem molekularen Wasserstoff rekombiniert. Die Kappe 71 weist eine konvexe Oberseite auf. Dies hat den Vorteil, dass Infrarotstrahlung an der Kappe 71 diffus gestreut wird. Um diesen Effekt zu verstärken, kann die
Kappenoberfläche zusätzlich durch Schmirgeln, Sandstrahlen, Ätzen o.ä. aufgerauht werden. Ferner kann die Kappe 71 durch eine galvanische Schicht passiviert sein.
Bei der Wahl des Kappenmaterials ist es von Vorteil den Wärmeausdehnungskoeffizienten möglichst ähnlich dem des Substrats 61 zu wählen. Alternativ oder zusätzlich kann der Kappenquerschnitt durch vorzugsweise rotationssymmetrisch angebrachte Kerben, Nuten 71 1 oder Lamellen geschwächt werden, wie bei der dargestellten Kappe 71 geschehen, um thermische Spannungen des Kappenmaterials gegenüber dem Substratmaterial zu reduzieren. Zur Vermeidung von Spannungen aufgrund von unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten können auch flexible Kappenmaterialien von Vorteil sein. Abdeckelemente, insbesondere Abdeckeinheiten können auf die unbeschädigte
Beschichtung 62 um eine Schadstelle 63, 64, 65 herum aufgeklebt werden. Gerade mit kappenförmigen Abdeckeinheiten können auch bei konkavem Untergrund, wie er häufig bei Kollektorspiegeln vorhanden sein kann, sogar Blasen und Aufwerfungen überdeckt werden. Insbesondere falls die Beschichtung nicht sehr gut auf dem Substrat haftet oder eine Blase zu groß ist, kann die Beschichtung an der entsprechenden Schadstelle teilweise, beispielsweise bis zur Spektralfilterschicht oder auch ganz bis zum Substrat durch u.a. Schleifen, Ätzen, lonenstrahlbeschluss oder Plasmaätzen entfernt werden. Das
Abdeckelement, insbesondere eine kappenförmige Abdeckeinheit kann dann auf dem Substrat oder einem haftfesten Beschichtungsbereich aufgeklebt werden. Es ist von Vorteil, wenn im Randbereich des Abdeckelements einige Millimeter unbeschädigter Beschichtung vorhanden sind, die von dem Abdeckelement überdeckt werden können, um Eindringen von reaktivem Wasserstoff unter das Abdeckelement möglichst zu verhindern. Dazu kann das Abdeckelement auch beispielsweise eine Auskragung als Kleberand aufweisen. Die Abdeckeinheit kann im Übrigen auch beispielsweise als Plättchen oder Blech ausgebildet sein.
Anstelle einer kappenförmigen Abdeckeinheit kann auch eine Folie 72 auf eine Schadstelle aufgebracht werden, wie im in Figur 4 dargestellten Beispiel bei Schadstelle 64 geschehen. Als geeignete Materialien haben sich Aluminium, Aluminiumlegierungen, Titan, Kupfer, Stahl, Silber, Gold, aber auch Keramiken und Gläser erwiesen, die von
Wasserstoffradikalen nur sehr wenig durchdrungen werden. Weitere geeignete Materialien sind allgemein Metalle, Edelstahl, Invar, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Zirkon, Hafnium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Kombinationen der genannten Materialien oder Materialien, die sie oder ihre Kombinationen aufweisen. Sie können Dicken im Bereich von wenigen Atomlagen, wie bei Blattgold, bis zu einigen hundert Mikrometern aufweisen. Ein Vorteil von Folien liegt darin, dass sie einfach zugeschnitten und der Form der abzudeckenden Schadstelle angepasst werden können. Dadurch eignen sie sich insbesondere für langgestreckte und unregelmäßig geformte Schadstellen, beispielsweise auch für Kratzer. Außerdem üben sie wegen ihrer eher geringen Dicke bei Temperaturänderungen weniger Scherkräfte auf eine Klebverbindung auf. Dadurch kann wird auch der negative Einfluss unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten auf die Haftfestigkeit reduziert werden. Insgesamt können sie mit Klebstoffen mit geringerer Haftfestigkeit als Abdeckeinheiten auf der Beschichtung 62 befestigt werden. Ferner können sie relativ leicht wieder entfernt werden, falls es zu einer Überarbeitung des reflektiven optischen Elements 70 kommen sollte. Sie könnten vom Klebstoff abgeschält werden und Klebstoffreste könnten durch Kälteschock entfernt werden.
Es ist von Vorteil insbesondere bei Kollektorspiegeln, die eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, die Folie 72 der Form des reflektiven optischen Elements 70 folgend
aufzukleben. Dazu kann die Folie vorher beispielsweise konkav vorgeformt werden oder mit einem flächigen, weichen Werkzeug, wie etwa einem Wattestäbchen oder einem
Schaumstoffstempel, direkt an der Oberfläche angeformt werden. Je nach Krümmungsgrad kann aber auch ein planes Stück Folie oder dünnes Blech aufgebracht werden. Indem die Folie eine runde Form hat, können auch Schadstellen in Beschichtungen von reflektiven optischen Elementen mit etwas höherem Krümmungsgrad wasserstoffdicht repariert werden. Besonders hat sich auch bewährt, die Folie konkav vorzuformen und einen umlaufenden oder mindestens zwei Kragenabschnitte als Kleberand vorzusehen. Die Befestigung der Folie 72 kann wie zuvor für das als Kappe ausgebildete Abdeckelement 71 erläutert erfolgen. Bevorzugt wird ein gefüllter Klebstoff verwendet und kann die Klebung flächig, in Punkten oder als Klebering oder Abschnitte davon erfolgen. Auch anorganische Klebsysteme wie etwas Natronwasserglas können verwendet werden. Insbesondere bei Folien ist aber auch ein Befestigen durch beispielsweise Elektroschweißen, Laserschweißen oder Löten möglich, was jeweils auch punktuell erfolgen kann. Beispielsweise durch elektrostatische Anziehung kann insbesondere die Folie vorläufig fixiert werden, um das Befestigen durch Schweißen oder Löten zu erleichtern.
Es ist auch möglich, selbstklebende Folienstücke vorzubereiten. Beispielsweise sind selbstklebende Aluminiumfolien mit Klebstoff auf Acrylharzbasis kommerziell erhältlich. Man kann insbesondere aushärtbare Klebstoff auf eine Folie oder dünnes Blech oder auch eine Abdeckeinheit von einer Schutzfolie geschützt aufbringen, damit der Klebstoff erst nach Entfernen der Schutzfolie und nach Aufbringen des Abdeckelements insbesondere durch Kontakt mit Luftfeuchtigkeit, Sauerstoff oder UV-Strahlung aushärtet. Ferner kann ein chemischer Aktivator vor Aufbringen aufgesprüht werden, falls das Abdeckelement, insbesondere in der Ausführung als Folie nicht alle Komponenten des Klebstoffes aufweist und die fehlende oder fehlenden Komponenten beim Applizieren hinzuzufügen sind. In einer weiteren Variante kann die aufzubringende Folie von beiden Seiten mit Hilfsfolien bedeckt sein. Vor dem Aufbringen der Folie wird die kleberseitige Hilfsfolie entfernt. Anschließend wird die Folie auf die zu reparierende Schadstelle gelegt und durch punktuellen Druck auf die andere Hilfsfolie wird die klebstoffbeschichtete Seite der Folie auf der Beschichtung um die Schadstelle befestigt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die Größe und Form der tatsächlich aufgebrachten Folie erst im Moment des Aufbringens festgelegt werden muss.
Um insbesondere bei Kollektorspiegeln Reflexion von Strahlung in ungewollten
Wellenlängenbereichen in den Strahlengang der EUV-Lithographievorrichtung möglichst zu verhindern, können die Folien mit einer makroskopischen Oberflächenstruktur versehen werden, wie beispielsweise in Figur 4 beim Abdeckelement 72 exemplarisch als
Oberflächenstruktur 721 angedeutet. Beispielsweise können sie geknittert oder geprägt werden, um gerichtete Reflexion von UV- oder IR-Strahlung zu reduzieren. Grobgeprägte Folie ist kommerziell erhältlich. Man kann auch eigene Prägematrizen verwenden.
Insbesondere eingeprägte Muster aus Tetraedern haben sich als geeignet erwiesen, bei entsprechender Ausrichtung UV- oder IR-Reflexe in den weiteren Strahlengang der EUV- Lithographie zu vermeiden. Um insbesondere IR-Strahlung möglichst diffus zu reflektieren, können die Folien oder dünnen Bleche mit einer Infrarotstrahlung schlecht reflektierenden Schicht versehen werden, beispielsweise durch Eloxieren, Oxidieren, Beizen oder Ätzen, etwa mit Säure. Insbesondere können Abdeckelemente auch eine Beschichtung entsprechend der
Beschichtung des zu reparierenden reflektiven optischen Elements aufweisen, also zur Reflexion von EUV-Strahlung. Ein als Plättchen 732 mit einer zur Reflexion von EUV- Strahlung geeigneten Beschichtung 731 ausgebildetes Abdeckelement 73 ist in Figur 4 angedeutet. Vorteilhafterweise ist es in seiner Krümmung an die Krümmung der Oberfläche des reflektiven optischen Elements 70 angepasst. Das Plättchen 732 kann beispielsweise aus Silizium, Glas, Saphir bzw. Aluminiumoxid oder allgemein einem Metall hergestellt sein. Je nachdem aus welchem Material das beschichtete Plättchen 73 ist und auf welchem Untergrund, also welchem Teil der Beschichtung 62 oder auf dem Substrat 61 es aufgebracht wird, kann es geklebt, gelötet oder aufgesprengt werden. In bevorzugten Varianten weist das beschichtete Plättchen 73 außerdem eine Oberflächenstrukturierung auf, um Strahlung aus unterwünschten Wellenlängenbereichen, insbesondere
Infrarotstrahlung aus dem Strahlengang herauszulenken.
Eine weitere Möglichkeit der Reparatur, die sich im Übrigen gut mit den zuvor
beschriebenen Vorgehensweisen kombinieren lässt, besteht darin, auf die Schadstelle eine Abdeckbeschichtung aufzubringen, wie etwa in Figur 4 als 74 angedeutet. Die Schadstelle 66 wurde in dem vorliegenden Beispiel vorbereitet, indem vor dem Abdecken der
Schadstelle 66 Beschichtungsmaterial in ihrem Bereich abgetragen wurde. Dies kann u.a. durch Schleifen, Bohren oder Fräsen geschehen.
Eine erste Möglichkeit, eine Abdeckbeschichtung aufzubringen besteht darin, das an der Schadstelle 66 freiliegende Material zu oxidieren. Dies kann beispielsweise durch eine Säurebehandlung mit einer oxidierenden Säure wie etwa Salpetersäure geschehen, was insbesondere geeignet ist, wenn Nickel-Phosphor freiliegt. Das Oxidieren kann auch mittels eines Atmosphärendruck-Luft- und/oder -Sauerstoffplasmas erfolgen. Mittels eines
Atmosphärendruck-Edelgas-Plasmas, insbesondere mit Argon oder Helium, und den entsprechenden flüchtigen Verbindungen können auch Schutzbeschichtungen aufgebracht werden, die eines oder mehrere der Materialien der Gruppe Molybdän, Tantal, Niob,
Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, deren Oxide, deren Nitride, deren Karbide, deren Boride, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Kohlenstoff, Borkarbid und Bornitrid aufweisen oder daraus bestehen. Mittels eines
Atmosphären-Luft-Plasmas kann freiliegendes Material an der Schadstelle auch nitridisiert werden. Es existieren verschiedenste kommerziell erhältliche Atmosphärendruck- Plasmageräte, u.a. solche, bei denen die Plasmaeinheit kaum größer als ein Stift ist und auch so gehandhabt werden kann. Eine solche Plasmaeinheit kann händisch oder in Kombination mit einem Roboterarm automatisiert werden. Die zweite Möglichkeit wird vor allem bevorzugt, wenn Gase eingesetzt werden, die für Menschen schädlich wären. Ein besonderer Vorteil des Atmosphärendruck-Plasmas besteht auch darin, dass ein sehr dichtes Plasma bei sehr niedrigem Aufheizeffekt bereitgestellt werden kann und so auch besonders empfindliche Beschichtungen bearbeitet werden können. Insbesondere wenn für das Atmosphärendruck-Plasma Druckluft als Prozessgas eingesetzt werden kann, sind die Betriebskosten sehr niedrig.
Eine Schadstelle kann auch durch Galvanisieren repariert und gegen reaktiven Wasserstoff passiviert werden. Ein Beispiel ist das Galvanisieren mit Hilfe kommerziell erhältlicher Geräte, deren Galvanisiereinheit im Prinzip als eine Art Wattebausch ausgestaltet ist, der über einen Stromanschluss unter Strom gesetzt werden kann. Besonders bevorzugt ist das galvanische Aufbringen von einem oder mehreren Edel- oder Halbedelmetallen,
insbesondere Gold, Silber, Platin oder Ruthenium. Weitere geeignete Materialien sind Rhodium, Palladium, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan und Cer. Es können reine Metalle, Kombinationen davon bzw. Legierungen oder Materialien, die sie enthalten, aufgebracht werden.
Man kann auch eine Schadstelle verzinnen. Insbesondere bevor das reflektive optische Element intensiv mittels Wasserstoffs gereinigt werden soll, kann durch Zinntropfen einer Größe im Millimeterbereich eine Schadstelle versiegelt werden. Dazu kann die Schadstelle wie Schadstelle 66 durch Ablation vorbereitet werden. Man kann auch eine Blase wie Schadstelle 63 anbohren oder anfräsen, so dass das Zinn in die offene Blase eindringt. Eine bereits mit Zinn abgedeckte Schadstelle kann zusätzlich mit weiteren Schichten oder Abdeckelementen bedeckt werden. Besonders vorteilhaft ist es auch, die verzinnte
Schadstelle zusätzlich zu vergolden, beispielsweise durch Applizieren von Blattgold und ggf. dessen Befestigung durch Löten oder Schweißen zu befestigen oder durch galvanisches Aufbringen des Goldes. Statt Gold kann auch ein anderes Edel- oder Halbedelmetall aufgebracht werden.
In Figur 5 ist schematisch ein weiteres als Kollektorspiegel 80 ausgebildetes reflektives optisches Element dargestellt. Der Kollektorspiegel 80 weist in seiner Beschichtung 62 auf dem Substrat 61 eine Schadstelle 67 auf. Die Schadstelle 67 wurde durch Aufbringen eines Abdeckelements 75 repariert, das als Abdeckeinheit mit konkaver Oberfläche ausgebildet ist. Das Abdeckelement 75 kann in verschiedenen Varianten unterschiedlich geformt sein. Beispielhafte Varianten sind in den Figuren 5b bis 5e schematisch dargestellt. Das
Abdeckelement 75a aus Figur 5b weist eine rechteckige Berandung auf; das
Abdeckelement 75b aus Figur 5c weist eine elliptische Berandung auf; das Abdeckelement 75c aus Figur 5d weist eine polygonale Berandung auf; und das Abdeckelement 75d aus Figur 5e weist eine frei geformte, überwiegend gekrümmte Berandung auf. Die Form der Berandung kann an die Form der jeweiligen Schadstelle angepasst werden. Insbesondere bei länglich geformten Abdeckelementen kann bei geeigneter Orientierung relativ zur Scanrichtung einer EUV-Lithographievorrichtung, in der das reflektive optische Element eingesetzt wird, der Einfluss des Abdeckelements in Form eines abrupten Hell- Dunkelübergangs verringert werden. Dadurch leidet die Abbildungsleistung der EUV- Lithographievorrichtung weniger unter der Reparatur. Kollektorspiegel für die EUV-Lithographie, die mit Zinnplasma-Quellen betrieben und auf die vorbeschriebene Weise repariert werden, zeigen weder nach einer Zinnreinigung mit Wasserstoffradikalen noch nach langandauerndem Betrieb mit einer Zinnplasma-Quelle wasserstoffgeneriertes Blasenwachstum an den reparierten Schadstellen. Es sei darauf hingewiesen, dass das hier vorgestellte Reparaturverfahren auch zur
Reparatur von Schadstellen in der Form von Kratzern oder Rissen geeignet sein kann.
Bezugszeichen
10 EUV-Lithographievorrichtung
12 EUV-Strahlungsquelle
13 Kollektorspiegel
14 Beleuchtungssystem
15 erster Spiegel
16 zweiter Spiegel
17 Maske
18 dritter Spiegel
19 vierter Spiegel
20 Projektionssystem
21 Wafer
50 reflektives optisches Element
51 Substrat
52 Beschichtung
53 Schutzschicht
54 Viellagensystem
55 Lagenpaar
56 Absorber
57 Spacer
58 Spektralfilterschicht
60 Kollektorspiegel
61 Substrat
62 Beschichtung
63 Schadstelle
64 Schadstelle
65 Schadstelle
66 Schadstelle
67 Schadstelle
70 Kollektorspiegel
71 Abdeckelement
71 1 Nut
72 Abdeckelement
721 Oberflächenstruktur Abdeckelement1 Beschichtung2 Plättchen
Abdeckbeschichtung
Abdeckelementa Abdeckelementb Abdeckelementc Abdeckelementd Abdeckelement
Kollektorspiegel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reparieren von reflektiven optischen Elementen für die EUV- Lithographie, die ein Substrat und eine Beschichtung aufweisen, die bei einer
Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert, mit den Schritten:
- Lokalisieren einer Schadstelle in der Beschichtung;
- Abdecken der Schadstelle mit einem oder mehreren Materialien, indem auf die Schadstelle ein Abdeckelement aufgebracht wird, wobei das Abdeckelement mit einer Oberflächenstruktur, einer konvexen oder konkaven Oberfläche oder einer
Beschichtung entsprechend der Beschichtung des reflektiven optischen Elements oder einer Kombination davon ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement mittels Klebstoffs auf der Beschichtung befestigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Abdeckelement als Folie oder Abdeckeinheit ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement mit eckiger und/oder gekrümmter Berandung ausgebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckelement aufgebracht wird, das eines oder mehrere Materialien der Gruppe Metall, Stahl, Edelstahl, Invar, Aluminium, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Kupfer, Silber, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Glas, Keramik und Aluminiumoxid aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Schadstelle eine Abdeckbeschichtung aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckbeschichtung durch Verzinnen, Vergolden, Galvanisieren, Oxidieren, Nitridisieren und/oder
Abscheidung mittels Atmosphärendruck-Plasmas aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Abdeckbeschichtung eine Metallschicht aufweisend Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan und/oder Cer durch Galvanisieren aufgebracht wird oder mittels Atmosphärendruck- Plasma eine Abdeckbeschichtung aufweisend eines oder mehrere der Gruppe aus
Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, deren Oxide, deren Nitride, deren Karbide, deren Boride, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Kohlenstoff, Borkarbid und Bornitrid aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abdecken der Schadstelle Beschichtungsmaterial in ihrem Bereich abgetragen wird.
10. Kollektorspiegel für die EUV-Lithographie, der ein Substrat und eine Beschichtung aufweist, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 20 nm reflektiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (62) lokal ein
Abdeckelement (71 , 72, 73) aufweist, wobei das Abdeckelement (71 , 72, 73) eine Oberflächenstruktur (721 ), eine konvexe oder konkave Oberfläche oder eine
Beschichtung (731 ) entsprechend der Beschichtung (62) des Kollektorspiegels (70) oder eine Kombination davon aufweist.
1 1 . Kollektorspiegel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das
Abdeckelement als Folie (72) oder Abdeckeinheit (71 , 73) ausgebildet ist.
12. Kollektorspiegel nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (71 , 72, 73) eines oder mehrere der Materialien der Gruppe Metall,
Stahl, Edelstahl, Invar, Aluminium, Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Kupfer, Silber, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Glas, Keramik und Aluminiumoxid aufweist.
13. Kollektorspiegel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung lokal eine Abdeckbeschichtung (74) aufweist.
14. Kollektorspiegel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abdeckbeschichtung (74) eines oder mehrere der Materialien der Gruppe Molybdän, Tantal, Niob, Silizium, Titan, Zirkon, Hafnium, Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, deren Oxide, deren Nitride, deren Karbide, deren Boride, Gold, Platin, Rhodium, Palladium, Ruthenium, Kohlenstoff, Borkarbid und Bornitrid aufweist.
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