WO2021259634A1 - Optisches element für eine euv-projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

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Sandro HOFFMANN
Jörn Weber
Sebastian Strobel
Mirko RIBOW
Christoph Nottbohm
Matthias Sturm
Michael Krause
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Definitions

  • the invention relates to an optical element for an EUV projection exposure system.
  • the invention also relates to a collector with such an optical element and an intermediate product for producing such an optical element.
  • the invention also relates to a method for producing such an optical element.
  • a grating structure to be introduced into an etched layer.
  • the production of such a grid structure with a defined step height is very complex.
  • One aspect of the invention consists in forming the optical element with a shaping layer, the shaping layer being structured to form a lattice structure in such a way that a transition from a base region to a flank is formed with sharp edges. It In particular, a border at the transition from the bottom area to the flank can be avoided.
  • the shaping layer can define the position of a front side and a base area of the lattice structure, in particular the relative position of the front side and the base area of the lattice structure.
  • it can define the step height or the step heights of the grid structure, in particular predefine it precisely.
  • the properties of the grid structure are defined in particular by means of a predetermined course of the layer thickness.
  • the front and the bottom area in particular run parallel to one another. This applies at least approximately, in particular at least locally, in particular in the case of a curved grand topography of the substrate.
  • the lattice structure is also referred to as a trench structure or a step structure. It can be a single-stage structure with a front and bottom area, but without intermediate stages, or a two-stage or multi-stage structure with one or more intermediate stages.
  • the sharp-edged transition from the bottom area to the flank can be characterized in particular by its radius of curvature rB. This radius of curvature rB is in particular at most 5 gm, in particular at most 3 gm, in particular at most 2 gm, in particular at most 1 gm, in particular at most 0.5 gm. Such a sharp-edged transition cannot be achieved with conventional methods.
  • the transition from the front to the flank is sharp-edged.
  • the sharp-edged transition from the front to the flank can be characterized in particular by its radius of curvature rV.
  • This radius of curvature rV is in particular at most 5 gm, in particular at most 3 gm, in particular at most 2 gm, in particular at most 1 gm, in particular at most 0.5 gm.
  • the shaping layers can in particular serve as etching layers. They are therefore also referred to as etching layers.
  • the layer thicknesses each have a maximum deviation from the specified layer thickness profiles of at most 50 nm, in particular at most 30 nm, in particular at most 20 nm, in particular at most 10 nm.
  • the maximum deviation the layer thickness of the specified layer thickness gradients is in particular at most 2%, in particular at most 1%, in particular at most 0.5%, in particular at most 0.3%, in particular at most 0.2%, in particular at most 0.1%.
  • the actual thickness of the shaping layers thus corresponds precisely to the specified course. In particular, it can be specified and actually achieved much more precisely than with conventional polishing and etching processes.
  • the layer thickness of one or more, in particular all, of the shaping layers is in particular at least 1 mth, in particular at least 3 mth, in particular at least 5 mhi. It is in particular at most 50 gm, in particular at most 30 gm, in particular at most 20 gm, in particular at most 10 gm.
  • the layer thickness can in particular be in the range from 3 gm to 7 gm.
  • the optical element serves in particular as an infrared-suppressing EUV mirror. In other words, it forms a reflective IR filter. Due to the precision of the layer thicknesses, the precision of the step heights of the grating structure of the optical element can be improved or possible step depth errors can be reduced. This can lead to improved IR suppression.
  • a grid structure for filtering VUV radiation is also possible.
  • the thickness of the forming layer is for suppression of radiation with a certain wavelength is an odd multiple of a quarter of the wavelength to be suppressed.
  • the shaping layers and the etch stop layer described below are applied to a substrate which defines a grand topography of the optical element.
  • the substrate can, in particular, provide a curved grand topography. In particular, it can specify an ellipsoidal or a paraboloidal grand topography.
  • any substrate shapes are possible, in particular also non-spherical shapes, for example free-form shapes. Planar shapes are also possible.
  • the shaping layer which also serves as a shape-retaining layer.
  • no etching rate needs to be adapted to an etching position for structuring the shaping layer; on the other hand, locally different step depths can be achieved.
  • the shaping and / or shape-retaining layers have a layer thickness according to a predetermined layer thickness profile.
  • the layer thickness can vary in particular over the surface of the optical element. In particular, it can depend on a position s on the upper surface of the optical element.
  • the shaping layers can in particular have an amorphous structure.
  • they can be made of an etchable material. They can be made of amorphous silicon, for example.
  • You can also at least proportionally, in particular completely, silicon, germanium, carbon material, boron, titanium, zirconium, niobium, tantalum, tungsten, vanadium, their alloys and compounds, in particular oxides, carbides, borides, nitrides and silicides as well as mixed compounds, noble metals from the group ruthenium, rhodium, palladium, platinum, iridium, osmium , Rhenium and their alloys.
  • the shaping layers are in particular made of a material which is made with a shape-retaining and / or roughness-retaining or smoothing method, for example a sputtering method, in particular by means of a magnetron sputtering method (MSD, magnetron sputter deposition), a physical or chemical vapor deposition method ( PVD, CVD, in particular plasma-assisted, PECVD), an atomic layer deposition s method (ALD method), a pulsed laser deposition method (PLD method), an ion beam sputtering method, an electron beam evaporation method, can be applied.
  • MSD magnetron sputtering method
  • PVD physical or chemical vapor deposition method
  • CVD physical or chemical vapor deposition method
  • PECVD atomic layer deposition s method
  • PLD method pulsed laser deposition method
  • ion beam sputtering method an electron beam evaporation method
  • it can be a material that cannot be polished using conventional methods.
  • it can be a material which cannot be polished to a maximum roughness of at most 0.5 nm rms.
  • the bottom area of the lattice structure and / or the front side of the lattice structure each have a surface roughness of a maximum of 0.5 nm rms, in particular a maximum of 0.3 nm rms, in particular a maximum of 0.2 nm rms, in particular a maximum of 0.15 nm rms on.
  • This information relates to the high spatial frequency roughness (HSFR, High Spatial Frequency Roughness), in particular for spatial frequencies of more than 1 pm 1 .
  • All of the layers applied to the substrate, in particular the shaping layers and / or the etch stop layers described below, preferably have such a low roughness
  • the bottom area can in particular have a surface roughness which deviates from the surface roughness of the front side by a maximum of 20%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, in particular a maximum of 3%, in particular a maximum of 2%, in particular a maximum of 1%.
  • the reflectivity of the floor area in particular for EUV radiation, can be improved.
  • the optical element has an etch stop layer.
  • the etch stop layer is arranged in particular between a shaping layer and the substrate. It can be arranged between two shaping layers. In the case of a layer stack with a plurality of shaping layers, an etch stop layer can be arranged between the shaping layer and the substrate, in particular for each shaping layer, adjacent to this.
  • the step height or, in the case of a multi-step grating, the step heights can be defined in a simple manner by means of the etch stop layers.
  • the etch stop layer has, in particular, a thickness in the order of magnitude of nm.
  • the thickness of the etch stop layer can in particular be at most 50 nm, in particular at most 30 nm, in particular at most 20 nm, in particular at most 10 nm.
  • the thickness of the etch stop layer is preferably as small as possible. On the other hand, it is large enough to reliably serve as an etch stop.
  • the etch stop layer is in particular made of a different material than the assigned shaping layer.
  • it is made of a material which, for a given etching process, has an etching rate that is at least 10 times lower than that of the shaping layer.
  • the etch stop layer can for example consist of aluminum oxide, cerium oxide, yttrium oxide, chromium oxide, tantalum oxide, niobium oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, vanadium oxide and mixed oxides, noble metals from the group ruthenium, rhodium, palladium, platinum, iridium, osmium, rhenium and their Be alloys.
  • fluorides such as magnesium fluoride, lanthanum fluoride, cerium fluoride, yttrium fluoride, and ytterbium fluoride can also be used. .
  • the etch stop layer is in particular made of a material with a sufficiently high etch selectivity in relation to the process used to structure the shaping layers.
  • a further etch stop layer is arranged between the substrate and the lowermost shaping layer. This can be used to protect the substrate during the production of the lattice structure, in particular during the etching Processes, be beneficial.
  • the substrate itself can also serve as the lowest etch stop layer or replace it.
  • the shaping layers are structured to form a two-step or multi-step lattice structure with two or more step heights, the step heights being defined by the layer thicknesses of the shaping layers.
  • a two-level grid structure is equivalent to a grid structure with three levels.
  • An etch stop layer can be arranged between two shaping layers.
  • the layer thicknesses over the surface of the optical element have a maximum fluctuation of at most 50 nm, in particular at most 30 nm, in particular at most 20 nm, in particular at most 10 nm. In the case of a VUV filter, the maximum fluctuations are correspondingly lower.
  • the fluctuation is the difference between the maximum layer thickness and the minimum layer thickness measured in the direction perpendicular to the surface of the substrate.
  • the shaping and / or the etch stop layers have, in particular, a homogeneous, that is to say a constant, layer thickness. In this way, the process control during the production of the optical element can be improved. In addition, the production can be simplified as a result. In particular, a simultaneous break through of the etch stop layer can be made possible.
  • the shaping layer can have a nanolaminate or consist of a nanolaminate.
  • the shaping layer can be smoothed particularly well.
  • the shaping layer can in particular be designed as an etching stack, in particular as a monolithic etching stack.
  • an area portion of the flank in a top view is at most 2%, in particular at most 1%, in particular at most 0.5%, in particular at most 0.3%, in particular at most 0.2%, in particular at most 0.1% of the Total area of the optical element, in particular the entirety of the surfaces of the front and the bottom area.
  • the flanks form a loss area for the transmission of the EUV radiation in a certain, predetermined direction.
  • the area portion of this loss area can be reduced considerably according to the invention.
  • the optical element is used as a spectral filter, in particular for suppressing radiation with a wavelength of more than 100 nm, in particular for suppressing IR and / o VUV radiation.
  • the optical element can in particular be a component of a collector for an EUV projection exposure system. With such a collector, suppression of IR radiation is particularly advantageous. A collector with IR suppression reduces the heating of the subsequent optical elements.
  • the collector can have means for dissipating heat.
  • it can have one or more cooling structures or be connected to a cooling device.
  • the collector is particularly suitable for the introduction of etch stop layers and the creation of suppression grids, since the collector's requirements for the far field and the wavefront (for EUV radiation) are comparatively lower and thus allow higher manufacturing tolerances are.
  • Another object of the invention is to improve a method for producing an optical element, in particular an optical element according to the preceding description.
  • This object is achieved by a method with the following steps: providing a substrate with a basic topography, Application of a shaping layer with a layer thickness according to a predetermined layer thickness profile on the substrate, the shaping layer having a surface roughness of a maximum of 0.5 nm rms, in particular a maximum of 0.3 nm rms, in particular a maximum of 0 directly after being applied to the substrate , 2 nm rms, in particular a maximum of 0.15 nm rms.
  • the shaping layer has such a low surface roughness directly after being applied to the substrate is intended to mean that no smoothing processes, in particular no abrasive processes, are necessary to achieve such a low surface roughness.
  • no post-treatment steps are necessary after the shaping layer has been applied to the substrate in order to reduce the surface roughness of the shaping layer.
  • the shaping layer is particularly smooth. This makes it possible to apply an EUV-reflecting layer directly to the shaping layer.
  • the otherwise usual polishing steps can be dispensed with. This leads, on the one hand, to a considerable simplification of the method, and, on the other hand, to the fact that the shaping layer has a predetermined thickness which is not reduced by undefined polishing removal.
  • the method according to the invention it is particularly possible to produce the layers, in particular the shaping layers, directly, in particular in a single application step, with a precisely predetermined layer thickness, in particular a layer thickness that corresponds to the layer thickness of these layers in the finished product.
  • a roughness-maintaining, in particular a smoothing, layer can serve as the shaping layer.
  • the shaping layer can in particular be applied in a roughness-preserving, in particular a smoothing, process.
  • the method according to the invention is used in particular to produce an optical element with a grating structure, in particular a two-stage grating structure, that is to say a 3-level grating.
  • the method is used in particular for the production of an optical element according to the preceding description.
  • the shaping layer is applied in such a way that its layer thickness deviates from a predetermined layer thickness by at most 1%, in particular at most 0.5%, in particular at most 0.3%, in particular at most 0.2%.
  • the etch stop layer or the etch stop layers can avoid etching runoffs that would otherwise occur. Such ⁇ tzaus runners otherwise form at the transition between the bottom area and the flank. They lead to a rounding or deepening (so-called "trenching") of the transition. This increases the loss area which cannot be used to reflect EU V radiation in the desired direction. Due to the etch stop layer, the loss area can be reduced to less than 1%, in particular less than 0.5%, in particular less than 0.3%, in particular less than 0.2%.
  • a polishable or a non-polishable material can serve as the material for the shaping layer.
  • a roughness-preserving, in particular a smoothing process for example a sputtering process, in particular a magnetron sputtering process (MSD, magnetron sputter deposition), a physical or chemical vapor deposition process (PVD, CVD, in particular a plasma-assisted CVD (PECVD), an atomic layer deposition process (ALD process), a pulsed laser deposition process (PLD process), an ion beam sputtering process or an electron beam evaporation process.
  • a sputtering process in particular a magnetron sputtering process (MSD, magnetron sputter deposition), a physical or chemical vapor deposition process (PVD, CVD, in particular a plasma-assisted CVD (PECVD), an atomic layer deposition process (ALD process), a pulsed laser deposition process (PLD process), an ion beam sputtering process or an electron beam evaporation process.
  • MSD magnet
  • Such an application method enables the shaping layer to be applied very precisely, in particular an application of the shaping layer with a predetermined thickness, in particular a predetermined layer thickness profile
  • the method exclusively comprises roughness-preserving additive steps. This means that all additive process steps are roughness-preserving, in particular smoothing.
  • the method can also include selective structuring steps.
  • an etch stop layer is applied under the shaping layer, in particular under each of the shaping layers.
  • the etch stop layer facilitates the structuring of the shaping layer. In particular, it facilitates the etching process for producing a lattice structure with a predetermined step height.
  • the etching processes in particular do not have to be interrupted for a depth measurement, in particular to determine the trench depth and / or to determine a residual layer thickness of the shaping layer.
  • the etch stop layer makes it possible, in particular, to precisely achieve the step height predetermined by the layer thickness of the shaping layer. It thus leads to an increased precision of the grating structure and therefore to improved optical properties.
  • the etch stop layer can be grown on in each case. For their thickness and possible materials, see the previous description.
  • An etch stop layer can in particular be grown on the substrate.
  • An etch stop layer can also be grown on a shaping layer.
  • the etch stop layer is applied in particular in a roughness-preserving, in particular in a smoothing process.
  • At least one shaping layer and at least one etch stop layer are applied in one pass, i.e. one after the other in the same system, without interrupting the process, in particular the vacuum.
  • the substrate is made of a material that acts as an etch stop even in the envisaged etching processes, there is no need for a separate etch stop layer between the substrate and the lowermost shaping layer. This is particularly the case if the substrate is made of the same material as the etch stop layer.
  • the shaping layer is structured in a two-stage structuring step comprising a lithography step and a subsequent etching step.
  • the etching step is, in particular, an etching step with a chemical component.
  • the etching step is limited by the etch stop layer. Since the etch stop layer is insensitive to the etching process, overetching can be provided in order to compensate for fluctuations in the etching rate.
  • At least two shaping layers are applied to the substrate, each of which is separated from one another by an etch stop layer.
  • the layers each have the previously described precision.
  • a suitable etch stop layer is preferably applied under each shaping layer. This makes the etching process much easier.
  • the method comprises only additive steps and structuring steps, in particular selective structuring steps.
  • selective structuring means local etching of an exposed area in accordance with a previously produced etching mask.
  • this etching mask can consist of a lithographed lacquer mask or an etching stop layer previously structured in this way.
  • the etching masks are characterized by a high degree of etching selectivity with respect to the materials of the shaping layers. There is no need for polishing steps at all.
  • the method enables the exclusive use of dry method steps.
  • it can be free of wet chemical process steps.
  • the method can in particular have exclusively additive method steps, for example application and / or deposition steps, and etching method steps, in particular chemical and / or physical etching method steps. There is no need for unspecific removal steps.
  • the manufacturing process manages completely without non-selective, mechanical removal steps. This will make the Production of a layer structure with a precisely predetermined layer thickness or a precisely predetermined layer thickness profile enables. Overall, this leads to a considerable simplification of the process chain and to improved accuracy with regard to the etching depths. This leads in particular to an improved suppression of undesired radiation.
  • a radiation-reflecting layer is applied to the respective uppermost layer, in particular the respective uppermost shaping layer.
  • the radiation-reflecting layer can in particular be applied directly to the topmost shaping layer.
  • the radiation-reflecting layer is in particular an EU V radiation-reflecting layer. In particular, it can be a layer stack composed of molybdenum-silicon double layers.
  • FIG. 1 schematically shows a meridional section through a projection exposure system for EUV projection lithography
  • FIGS. 2A to 2E show schematic excerpts from a cross section through an optical element with a two-stage grating structure at different times in the manufacturing process, 3 schematically shows a sequence of process steps from FIG.
  • Fig. 4 schematically shows a detail through a cross section of an intermediate product for the production of a collector gate mirror.
  • Fig. 1 shows schematically in a meridional section a projection exposure system 1 for micro-lithography.
  • a lighting system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a radiation source 3, a lighting optics 4 for exposing an object field 5 in an object plane 6 is held.
  • a projection optics 7 is used to map the object field 5 into an image field 8 in an image plane 9.
  • a structure is imaged on the reticle on a light-sensitive layer of a wafer arranged in the area of the image field 8 in the image plane 9, which is also not shown in the drawing is and is held by a wafer holder, also not shown.
  • the radiation source 3 is an EUV radiation source with an emitted useful radiation in the range between 5 nm and 30 nm. It can be a plasma source, for example a GDPP source (plasma generation by gas discharge, gas discharge-produced plasma) or around an LPP source (plasma generation by laser, laser produced plasma). For example, tin can be excited to form a plasma by means of a carbon dioxide laser operating at a wavelength of 10.6 pm, that is to say in the infrared range.
  • a radiation source based on a synchrotron can also be used for radiation source 3. The person skilled in the art can find information on such a radiation source in US Pat. No. 6,859,515 B2, for example. EUV radiation 10 emanating from the radiation source 3 is bundled by a collector 11.
  • a corresponding collector is known from EP 1 225 481 A.
  • the EUV radiation 10 propagates through an intermediate focal plane 12 before it hits a field facet mirror 13 with a plurality of field facets 13a.
  • the field facet mirror 13 is arranged in egg ner plane of the lighting optics 4, which is conjugated to the object plane 6 op table.
  • the EUV radiation 10 is also referred to below as illuminating light or as imaging light.
  • the EUV radiation 10 is reflected by a pupil facet mirror 14 with a plurality of pupil facets 14a.
  • the pupil facet mirror 14 is arranged in a pupil plane of the lighting optics 4, which is optically conjugated to a pupil plane of the projection optics 7.
  • an imaging optical assembly in the form of a transmission optics 15 with mirrors 16, 17 and 18 designated in the order of the beam path, field individual facets 19, which are also referred to as subfields or individual mirror groups, of the field facets -Smir- gels 13 imaged in the object field 5.
  • the last mirror 18 of the transmission optics 15 is a mirror for grazing incidence (“grazing incidence mirror”).
  • the reticle in the object field 5 is imaged onto an area of a light-sensitive layer on the wafer in the image field 8 for the lithographic production of a micro- or nano-structured component, in particular a semiconductor component, for example a microchip .
  • the reticle and the wafer are synchronized in time in the y-direction continuously in the scanner operation or in steps in the stepper operation.
  • the optical element can in particular be a mirror, in particular a mirror of the illumination optics 4 or the projection optics 7. It can in particular be a mirror of the collector 11. It can also be a spectral filter, in particular a filter for suppressing infrared radiation (IR radiation). In particular, it is an EUV-reflecting mirror with an IR-suppressing effect.
  • a spectral filter in particular a filter for suppressing infrared radiation (IR radiation).
  • IR radiation in particular, it is an EUV-reflecting mirror with an IR-suppressing effect.
  • a substrate 20 is prepared.
  • the substrate 20 is used to specify a basic topography of the optical element's rule.
  • it can be a non-planar, that is to say one curved surface.
  • it can have a convex or concave surface.
  • the substrate can have an aspherical, in particular an ellipsoidal, or a paraboloidal basic topography.
  • etch layers 22i (i> 1) and etch stop layers 23 i (i> 1) is applied to the substrate 20.
  • the etching layers 22i are applied in particular by means of a deposition method, in particular by means of a sputtering method, in particular by means of a magnetron sputtering method (MSD, magnetron sputter deposition).
  • a deposition method in particular by means of a sputtering method, in particular by means of a magnetron sputtering method (MSD, magnetron sputter deposition).
  • the etch stop layers 23i are grown on.
  • the etching layers 22i are applied with a thickness Di.
  • the etching layer 22i is applied to the substrate 20 in particular with a layer thickness Di (S) according to a predetermined layer thickness curve Di V (S).
  • the layer thickness Di (S) deviates in particular in the area of the entire surface of the substrate 20 by at most 1% from the specified layer thickness Div (s ) .
  • the etching layers 22i have a smooth surface. Their surface roughness is in particular 0.15 nm rms. This information relates in particular to the range of high spatial frequencies, in particular of at least 1 / mth.
  • the etching layers 22i in particular have a thickness Di of a few ⁇ m. The thickness Di of the etching layers 22i can in particular be in the range from 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, in particular in the range from 3 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the total thickness of the coating of the substrate 20, in particular the sum of the thickness of all the etching layers 22i and etching stop layers 23i, is in particular at most 20 ⁇ m, in particular at most 10 ⁇ m.
  • the etching layers 22i can be made of amorphous silicon, S1O2 or S13N4, for example.
  • the thickness Di is set directly during the coating.
  • the thickness Di can in particular be set with an accuracy of better than 1%, in particular better than 0.5%, in particular better than 0.3%, in particular better than 0.2%.
  • the etch stop layers 23i are made of a material with a selectivity for the intended etching process.
  • the etch stop layers 23i can be made of ruthenium or aluminum oxide (Al2O3), for example.
  • the etch stop layers 23i can in particular be grown on, in particular grown on smoothly. They have a thickness D in the range of a few nm, in particular in the range from 1 nm to 20 nm, in particular in the range from 3 nm to 10 nm. In particular, they have a maximum surface roughness which corresponds to the surface roughness of the etched layers 22i.
  • the shaping etch layers 22i and the etch stop layers 23i are applied in particular by means of a roughness-preserving, in particular a smoothing, method.
  • the maximum thickness deviation over the optically used area of the optical component is in particular at most 2%, in particular at most 1%, in particular at most 0.5%, in particular at most 0.3%, in particular at most 0.2%.
  • the m xim le thickness deviation can in particular be at most 50 nm, in particular at most 30 nm, in particular at most 20 nm, in particular at most 10 nm.
  • the etching layers 22i are therefore also referred to as shape-retaining or shape-giving layers.
  • a shape-retaining layer is used in particular if the layer has a constant thickness. Layers with a varying thickness are referred to as shaping layers.
  • an intermediate product 24 for producing the optical element is present.
  • Figure 4 is an example of an intermediate product 24 for the production of a collector shell.
  • the substrate 20 has a curved surface, in particular an elliptical or a paraboloid surface.
  • a first structuring step 25 the topmost etched layer 221 is structured.
  • a lithography step 26 and a subsequent etching step 27 are provided for this purpose. Since the etching depth through the etch stop layer 231 is limited, the requirements for the etching process are considerably reduced. In particular, there is the possibility of overetching without running the risk of removing too much material.
  • FIG. 2B the intermediate product 24 is shown in the stage after the first structuring step 25.
  • reactive ion etching can serve as the etching step 28. It can have reactive (chemical) and sputter (physical) components.
  • the etching step 28 is, in particular, a directed, anisotropic process. This can ensure that an overlying etch stop layer is not washed away in a second etching step.
  • the etch stop layer 231 in the bottom region 29 of the first trench structure 30 produced in the first structuring step 25 is deliberately removed. Sections of the floor area 29 are left to stand in order to subsequently form steps 31.
  • the intermediate product 24 after completion of the physical etching step 28 is shown as an example in FIG. 2C.
  • the second etching layer 22 2 is then structured in a second structuring step 32.
  • the second structuring step 32 comprises, corresponding to the first structuring step 25, a lithography step 33 and an etching step 34.
  • the structuring steps 25, 32 can be essentially identical. They can also differ in one or more details. This is provided in particular if the etching layers 22i, 22 2 are not embodied identically.
  • the state of the intermediate product 24 after the second structuring step 32 is shown as an example in FIG. 2D.
  • the intermediate product 24 now has a two-stage trench structure 35, that is to say a structure with three levels Li, L 2 , L 3 .
  • the uppermost or foremost level Li forms a front side 40 of the trench structure 35.
  • the trench structure 35 also has a bottom region 41.
  • trench structure 35 has flanks 42.
  • the trench structure 35 has an intermediate step, namely the step 31. It is therefore a two-stage lattice structure.
  • one-stage or multi-stage, in particular three-stage or four-stage lattice structures can accordingly also be produced.
  • the transition from the bottom area 41 to the flank 42 is sharp-edged. It has a radius of curvature rB of at most 5 gm, in particular at most 3 gm, in particular at most 2 gm, in particular at most 1 gm.
  • the transition from the front 40 to the flank 42 is sharp-edged forms.
  • it has a radius of curvature rV of at most 5 gm, in particular at most 3 gm, in particular at most 2 gm, in particular at most 1 gm.
  • the flanks 42 form a loss area. In particular, they do not contribute to the transmission of the EU V radiation in the direction specified by the front side 40 and the bottom area 41. It is therefore advantageous to make the flanks 42 as steep as possible.
  • the angle between one of the flanks 42 and a surface normal to the bottom area 41 and / or to the front 40 is preferably at most 15 °, in particular at most 10 °, in particular at most 5 °, in particular at most 3 °, in particular at most 2 °, in particular at most 1 °.
  • a radiation-reflecting layer 37 is applied.
  • the radiation-reflecting layer 37 is applied in particular to all three levels Li, L2, L3.
  • the radiation-reflecting layer 37 is in particular an EU V radiation-reflecting layer.
  • the radiation-reflecting layer 37 is, in particular, a layer stack of molybdenum-silicon double layers. Further possible layers can lie between the radiation-reflecting layer 37 and the shaping etching layer 22i.
  • Protective layers or other functional layers can in particular be applied to the etching layers 22i, in particular to the topmost of the etching layers 22i.
  • the radiation-reflecting layer 37 is applied directly to the layers 221, 231 and 23 2 . Due to the low surface roughness of these layers, a previous polishing step can be dispensed with.
  • the topmost etched layer 22i can also be polished.
  • the intermediate product 24 with the radiation-reflecting layer 37 is shown schematically in FIG. 2E.
  • the method described above leads, in particular with regard to components of the collector 11, in particular collector shells, to share before. This enables, in particular, the manufacture of a collector 11 with improved IR suppression. This is due to a reduction in the step depth error.
  • the method according to the invention leads to a considerable simplification of the process chain, in particular to a reduction in the throughput time. This is due to the avoidance of polishing steps and a possible waiver of the determination of the etching depth.
  • a shape-retaining or a shaping method is used to deposit the etched layers 22i.
  • the etched layers 22i are therefore also referred to as shaping layers.
  • a deposition process in particular a roughness-preserving, preferably a smoothing, deposition process is used to apply the shaping layers.
  • the layers thus have a predetermined layer thickness profile and a very low surface roughness immediately after their application.
  • Each coating step can include at least one of the following elementary processes: deposition, removal and smoothing. These elementary processes can run sequentially or simultaneously.
  • Each of these elementary processes can act globally, in particular on the entire optically used surface of the optical element, or locally, selectively.
  • the smoothing can take place before the coating, during the coating and / or after the coating.
  • An ion beam process in particular a reactive ion beam process
  • a plasma process in particular a reactive plasma process
  • Plasma jet processes a remote plasma method, atomic layer etching, in particular spatial atomic layer etching, electron beam-assisted etching or another method are used. It can also a spatial atomic layer processing or processing by means of a focused electron beam can be provided.
  • nano-laminates can be advantageous for a particularly low surface roughness.
  • These layers which are just a few nanometers thick and made of alternating material combinations, can be smoothed using the above-mentioned methods, although due to their hardness, smoothing the pure volume material would actually not be possible.
  • tantalum carbide which is a very hard material, can be smoothed in this way.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage wird eine formgebende Schicht (221) derart auf ein Substrat (20) aufgebracht, dass sie direkt nach dem Aufbringen auf das Substrat (20) eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms aufweist.

Description

Optisches Element für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa tentanmeldung DE 10 2020 207 807.6 in Anspruch, deren Inhalt durch Be zugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ein optisches Element für eine EUV- Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft außerdem einen Kol lektor mit einem derartigen optischen Element sowie ein Zwischenprodukt zur Herstellung eines derartigen optischen Elements. Weiter betrifft die Er findung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen optischen Elements.
Zur Herstellung von optischen Elementen für eine EUV- Projektionsbelichtungsanlage kann vorgesehen sein, eine Gitterstraktur in eine Ätz- Schicht einzubringen. Die Herstellung einer derartigen Git terstraktur mit einer definierten Stufenhöhe ist sehr aufwändig. Außerdem kann es zu Schwankungen der Stufenhöfe der Gitterstraktur und/oder zu Abweichungen derselben von einem vorgegebenen Wert kommen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Element für eine EUV- Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, das optische Element mit einer formgebenden Schicht auszubilden, wobei die formgebende Schicht zur Ausbildung einer Gitterstraktur derart strukturiert ist, dass ein Übergang von einem Bodenbereich zu einer Flanke scharfkantig ausgebildet ist. Es kann insbesondere eine Verrandung am Übergang vom Bodenbereich zur Flanke vermieden werden.
Die formgebende Schicht kann hierbei die Lage einer Vorderseite und ei nes Bodenbereichs der Gitterstraktur, insbesondere die relative Lage der Vorderseite und des Bodenbereichs der Gitterstraktur definieren. Sie kann insbesondere die Stufenhöhe oder die Stufenhöhen der Gitterstraktur defi nieren, insbesondere präzise vorgeben. Die Eigenschaften der Gitterstrak tur werden insbesondere mittels eines vorgegebenen Schichtdicken- Ver laufs definiert.
Die Vorderseite und der Bodenbereich verlaufen insbesondere parallel zu einander. Dies gilt zumindest näherangsweise, insbesondere zumindest lo kal, insbesondere im Falle einer gekrümmten Grandtopographie des Sub strats.
Es wurde erkannt, dass hierdurch die Präzision der Gitterstraktur verbessert werden kann. Dies führt zu verbesserten optischen Eigenschaften des opti schen Elements, insbesondere zu einer höheren Reflektivität im gewünsch ten Wellenlängenbereich und/oder zu einer verringerten Reflektivität in un erwünschten Wellenlängenbereichen.
Die Gitterstraktur wird auch als Grabenstraktur oder als Stufenstraktur be zeichnet. Es kann sich um eine einstufige Struktur mit Vorderseite und Bo denbereich jedoch ohne Zwischenstufen oder um eine zwei- oder mehrstu fige Struktur mit ein oder mehreren Zwischenstufen handeln. Der scharfkantige Übergang vom Bodenbereich zur Flanke lässt sich insbe sondere durch seinen Krümmungsradius rB charakterisieren. Dieser Krüm mungsradius rB beträgt insbesondere höchstens 5 gm, insbesondere höchs tens 3 gm, insbesondere höchstens 2 gm, insbesondere höchstens 1 gm, insbesondere höchstens 0,5 gm. Ein derartig scharfkantiger Übergang lässt sich mit üblichen Verfahren nicht erreichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Übergang von der Vorderseite zur Flanke scharfkantig ausgebildet. Der scharfkantige Über gang von der Vorderseite zur Flanke lässt sich insbesondere durch seinen Krümmungsradius rV charakterisieren. Dieser Krümmungsradius rV be trägt insbesondere höchstens 5 gm, insbesondere höchstens 3 gm, insbe sondere höchstens 2 gm, insbesondere höchstens 1 gm, insbesondere höchstens 0,5 gm.
Es kann insbesondere eine Verrundung einer Kante am Übergang von der Vorderseite zur Flanke, wie sie nach Politur-Schritten zu beobachten ist, vermieden werden.
Es können auch mehrere formgebende Schichten auf das Substrat aufge bracht sein.
Die formgebenden Schichten können insbesondere als Ätz-Schichten die nen. Sie werden daher auch als Ätz-Schichten bezeichnet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weisen die Schichtdicken jeweils eine maximale Abweichung von den vorgegebenen Schichtdicken- Verläufen von höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchs tens 20 nm, insbesondere höchstens 10 nm auf. Die maximale Abweichung der Schichtdicken von den vorgegebenen Schichtdicken- Verläufen beträgt insbesondere höchstens 2 %, insbesondere höchstens 1 %, insbesondere höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,3 %, insbesondere höchstens 0,2 %, insbesondere höchstens 0, 1 %.
Die tatsächliche Dicke der formg ebenden Schichten entspricht somit sein- präzise dem vorgegebenen Verlauf. Sie kann insbesondere wesentlich prä ziser vorgegeben und tatsächlich erreicht werden als mit üblichen Politur und Ätzverfahren.
Die Schichtdicke einer oder mehrerer, insbesondere sämtlicher der formge benden Schichten beträgt insbesondere mindestens 1 mth, insbesondere mindestens 3 mth, insbesondere mindestens 5 mhi. Sie beträgt insbesondere höchstens 50 gm, insbesondere höchstens 30 gm, insbesondere höchstens 20 gm, insbesondere höchstens 10 gm. Die Schichtdicke kann insbeson dere im Bereich von 3 gm bis 7 gm liegen.
Dies ist insbesondere für eine Gitterstruktur zur Filterung, insbesondere zur Unterdrückung, von Infrarotstrahlung vorteilhaft.
Das optische Element dient insbesondere als Infrarot-unterdrückender EUV-Spiegel. Es bildet mit anderen Worten einen reflektiven IR-Filter. Durch die Präzision der Schichtdicken kann die Präzision der Stufenhöhen der Gitterstruktur des optischen Elements verbessert bzw. mögliche Stufen tiefenfehler reduziert werden. Dies kann zu einer verbesserten IR- Unterdrückung führen.
Eine Gitterstruktur zur Filterung von VUV-Strahlung ist ebenso möglich. Allgemein beträgt die Dicke der formgebenden Schicht zur Unterdrückung von Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge gerade ein ungeradzahli ges Vielfaches eines Viertels der zu unterdrückenden Wellenlänge.
Die formgebenden Schichten und die nachfolgend noch beschriebene Ätz stopp-Schicht sind auf ein Substrat, welches eine Grandtopographie des optischen Elements vorgibt, aufgebracht. Das Substrat kann insbesondere eine gekrümmte Grandtopographie vorgeben. Es kann insbesondere eine ellipsoide oder eine paraboloide Grandtopographie vorgeben. Es sind im Wesentlichen beliebige Substratformen möglich, insbesondere auch nicht sphärische Formen, bspw. Freiform-Formen. Auch planare Formen sind möglich.
Gerade bei nicht-sphärischen Substraten ergeben sich Vorteile durch die formgebende Schicht, welche auch als formerhaltende Schicht dient. Einer seits braucht zur Strukturierung der formgebenden Schicht keine Ätzrate an eine Ätzposition angepasst zu werden, andererseits sind lokal unterschiedli che Stufentiefen erreichbar.
Die formgebenden und/oder formerhaltenden Schichten weisen eine Schichtdicke gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken- Verlauf auf. Die Schichtdicke kann insbesondere über die Oberfläche des optischen Ele ments variieren. Sie kann insbesondere von einer Position s auf der Ober fläche des optischen Elements abhängen.
Die formgebenden Schichten können insbesondere eine amorphe Struktur aufweisen. Sie können insbesondere aus einem ätzbaren Material sein. Sie können beispielsweise aus amorphem Silizium sein. Sie können auch zu mindest anteilig, insbesondere vollständig, Silizium, Germanium, Kohlen- stoff, Bor, Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Wolfram, Vanadium, deren Legie rungen und Verbindungen, insbesondere Oxide, Carbide, Boride, Nitride und Silizide sowie Mischverbindungen, Edelmetalle aus der Gruppe Ruthe nium, Rhodium Palladium, Platin, Iridium, Osmium, Rhenium und deren Legierungen sein.
Die formgebenden Schichten sind insbesondere aus einem Material, wel ches mit einem formerhaltenden und/oder rauheitserhaltenden bzw. glätten den Verfahren, beispielsweise einem Sputter- Verfahren, insbesondere mit tels eines Magnetronsputterverfahrens (MSD, Magnetron Sputter Deposi tion), eines physisch oder chemischen Dampfabscheidungsverfahren (PVD, CVD, insbesondere plasmaunterstützt, PECVD), eines Atomlagenabschei dung s Verfahrens (ALD-Verfahren), eines gepulsten Laserabscheidungsver- fahrens (PLD- Verfahren), eines Ionenstrahl- Sputterverfahrens, eines Elekt ronenstrahl-Verdampfungsverfahrens, aufgebracht werden kann.
Es kann sich insbesondere um ein Material handeln, welches nicht mittels klassischer Methoden polierbar ist. Es kann sich insbesondere um ein Ma terial handeln, welches nicht auf eine maximale Rauheit von höchstens 0,5 nm rms polierbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Bodenbereich der Gitterstraktur und/oder die Vorderseite der Gitterstruktur jeweils eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms, insbesondere maximal 0,3 nm rms, insbesondere maximal 0,2 nm rms, insbesondere maximal 0,15 nm rms auf. Diese Angaben beziehen sich auf die hohe Ortsfrequenzrauheit (HSFR, High Spatial Frequency Roughness), insbesondere für Ortsfrequen zen von mehr als 1 pm 1. Vorzugsweise weisen sämtliche der auf das Substrat aufgebrachten Schich ten, insbesondere die formgebenden Schichten und/oder die nachfolgend noch beschriebenen Ätzstopp- Schichten, eine derart geringe Rauheit auf
Dies führt zu einer Reduzierung von Streulicht-Verlusten.
Der Bodenbereich kann insbesondere eine Oberflächenrauheit aufweisen, welche um maximal 20%, insbesondere maximal 10%, insbesondere maxi mal 5%, insbesondere maximal 3%, insbesondere maximal 2%, insbeson dere maximal 1%, von der Oberflächenrauheit der Vorderseite abweicht.
Hierdurch kann die Reflektivität des Bodenbereichs, insbesondere für EUV-Strahlung, verbessert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist das optische Element eine Ätzstopp- Schicht auf. Die Ätzstopp- Schicht ist insbesondere zwischen einer formge benden Schicht und dem Substrat angeordnet. Sie kann hierbei zwischen zwei formgebenden Schichten angeordnet sein. Im Falle eines Schichtsta pels mit mehreren formgebenden Schichten kann insbesondere zu jeder formgebenden Schicht angrenzend an dieses eine Ätzstopp-Schicht zwi schen der formgebenden Schicht und dem Substrat angeordnet sein.
Mittels der Ätzstopp-Schichten lassen sich auf einfache Weise die Stufen höhe bzw. im Falle eines mehrstufigen Gitters die Stufenhöhen definieren.
Die Ätzstopp-Schicht weist insbesondere eine Dicke in der Größenordnung von nm auf. Die Dicke der Ätzstopp- Schicht kann insbesondere höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchstens 20 nm, ins besondere höchstens 10 nm betragen. Die Dicke der Ätzstopp- Schicht ist vorzugsweise möglichst klein. Sie ist andererseits groß genug, um zuver lässig als Ätzstopp zu dienen.
Die Ätzstopp-Schicht ist insbesondere aus einem anderen Material als die zugeordnete formgebende Schicht. Sie ist insbesondere aus einem Material, welches für ein vorgegebenes Ätzverfahren eine um einen Faktor von min destens 10 geringere Ätzrate aufweist als die formgebende Schicht.
Dies führt zu einer hohen Ätzselektivität. Hierdurch wird ein selektives Ät zen der formgebenden Schicht ermöglicht.
Die Ätzstopp-Schicht kann beispielsweise aus Aluminiumoxid, Ceroxid, Yttriumoxid, Chromoxid, Tantaloxid, Nioboxid, Tantaloxid, Titanoxid, Wolframoxid, Zirkonoxid, Vanadiumoxid sowie Mischoxide, Edelmetalle aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium, Palladium, Platin, Iridium, Osmium, Rhenium und deren Legierungen sein. Unter Einsatz eines Fluor-basierten Ätzmittels können auch Fluoride wie zum Beispiel Magnesiumfluorid, Lanthanfluorid, Cerfluorid, Yttriumfluorid und Ytterbiumfluorid verwendet werden. .
Die Ätzstopp-Schicht ist insbesondere aus einem Material mit einer ausrei chend hohen Ätzselektivität in Bezug auf den verwendeten Prozess zur Strukturierung der formgebenden Schichten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zwischen dem Substrat und der untersten formgebenden Schicht eine weitere Ätzstopp- Schicht an geordnet. Diese kann zum Schutz des Substrats während der Herstellung der Gitterstruktur, insbesondere während der hierfür vorgesehenen Ätz- Prozesse, vorteilhaft sein. Prinzipiell kann auch das Substrat selbst als un terste Ätzstopp- Schicht dienen bzw. diese ersetzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die formgebenden Schichten zur Ausbildung einer zwei- oder mehrstufigen Gitterstraktur mit zwei oder mehr Stufenhöhen strukturiert, wobei die Stufenhöhen durch die Schichtdicken der formgebenden Schichten definiert sind.
Eine zweistufige Gitterstruktur ist hierbei gleichbedeutend zu einer Git terstruktur mit drei Levels.
Hierbei kann jeweils zwischen zwei formgebenden Schichten eine Ätz stopp-Schicht angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Schichtdicken über die Oberfläche des optischen Elements eine maximale Schwankung von höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchs tens 20 nm, insbesondere höchstens 10 nm auf. Im Falle eines VUV-Filters sind die maximalen Schwankungen entsprechende geringer.
Als Schwankung wird hierbei die Differenz der maximalen Schichtdicke und der minimalen Schichtdicke gemessen in Richtung senkrecht zur Ober fläche des Substrats bezeichnet.
Die formgebenden und/oder die Ätzstopp- Schichten weisen insbesondere eine homogene, das heißt eine gleichbleibende, Schichtdicke auf. Hierdurch kann die Prozesskontrolle bei der Herstellung des optischen Ele ments verbessert werden. Außerdem kann hierdurch die Herstellung ver einfacht werden. Es kann insbesondere ein simultanes Durchbrechen der Ätzstopp- Schicht ermöglicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die formgebende Schicht ein Nanola- minat aufweisen oder aus einem Nanolaminat bestehen.
Es hat sich herausgestellt, dass dies dazu führt, dass die formgebende Schicht besonders gut glättbar ist.
Die formgebende Schicht kann insbesondere als Ätzstapel, insbesondere als monolithischer Ätzstapel ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt ein Flächenanteil der Flanke in einer Aufsicht höchstens 2%, insbesondere höchstens 1%, insbesondere höchs tens 0,5%, insbesondere höchstens 0,3%, insbesondere höchstens 0,2%, insbesondere höchstens 0,1% der Gesamtfläche des optischen Elements, insbesondere der Gesamtheit der Flächen der Vorderseite und des Boden bereichs.
Die Flanken bilden für die Weiterleitung der EUV-Strahlung in eine be stimmte, vorgegebene Richtung einen Verlustbereich. Der Flächenanteil dieses Verlustbereichs kann erfindungsgemäß erheblich reduziert werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wir das optische Element als Spektral- filter, insbesondere zur Unterdrückung von Strahlung mit einer Wellen länge von mehr als 100 nm, insbesondere zur Unterdrückung von IR und/o der VUV-Strahlung, verwendet. Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um ein Bestandteil eines Kollektors für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Bei einem derartigen Kollektor ist eine Unterdrückung von IR-Strahlung be- sonders vorteilhaft. Ein Kollektor mit IR-Unterdrückung reduziert die Er wärmung der nachfolgenden optischen Elemente.
Der Kollektor kann Mittel zur Ableitung von Wärme aufweisen. Er kann insbesondere ein oder mehrere Kühlstrukturen aufweisen oder mit einer Kühleinrichtung verbunden sein.
Die Unterdrückung von ungewollter Strahlung (IR/VUV,..) beim 1. Spiegel der gesamten EUV-Optik ist vorteilhaft, da dies mehr Freiheiten beim De sign (Schichtdesign und Aufbau) der nachfolgenden Spiegel lässt, da die unterdrückte Strahlung hier nicht mehr gesondert berücksichtigt werden muss.
Der Kollektor ist im Vergleich zu nachfolgenden Spiegeln besonders ge eignet für das Einbringen von Ätzstoppschichten und der Erzeugung von Unterdrückungsgitters, da beim Kollektor die Anforderungen an das Fem- feld und die Wellenfront (für EUV-Strahlung) vergleichsweise geringer ausfallen und dadurch höhere Fertigung stoleranzen erlaubt sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Her- Stellung eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements gemäß der vorhergehenden Beschreibung, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst: Bereitstellen eines Substrats mit einer Grundtopographie, Aufbringen einer formgebenden Schicht mit einer Schichtdicke gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken- Verlauf auf das Substrat, wobei die formgebende Schicht direkt nach dem Aufbringen auf das Substrat eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms, insbeson dere maximal 0,3 nm rms, insbesondere maximal 0,2 nm rms, insbe sondere maximal 0,15 nm rms aufweist.
Dass die formgebende Schicht direkt nach dem Aufbringen auf das Sub strat eine derart geringe Oberflächenrauheit aufweist soll heißen, dass zum Erreichen einer derart geringen Oberflächenrauheit keine glättenden Ver fahren, insbesondere keine abtragenden Verfahren notwendig sind. Es sind insbesondere keine Nachbehandlungsschritte nach dem Aufbringen der formgebenden Schicht auf das Substrat notwendig, um die Oberflächenrau heit der formgebenden Schicht zu reduzieren.
Die formgebende Schicht ist mit anderen Worten besonders glatt ausgebil det. Dies ermöglicht es, direkt auf die formgebende Schicht eine EUV- reflektierende Schicht aufzubringen. Auf ansonsten übliche Polier-Schritte kann verzichtet werden. Dies führt einerseits zu einer erheblichen Verein fachung des Verfahrens, andererseits dazu, dass die formgebenden Schicht eine vorbestimmte Dicke aufweist, welche nicht durch einen Undefinierten Politurabtrag verringert wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es insbesondere möglich, die Schichten, insbesondere die formgebenden Schichten direkt, insbesondere in einem einzigen Aufbringschritt, mit einer präzise vorgegebenen Schichtdicke, insbesondere einer Schichtdicke, wel che der Schichtdicke dieser Schichten im fertigen Produkt entspricht, her zustellen. Als formgebende Schicht kann insbesondere eine rauheitserhaltende, insbe sondere eine glättende Schicht dienen. Die formgebende Schicht kann ins besondere in einem rauheitserhaltenden, insbesondere einem glättenden Verfahren aufgebracht werden.
Hierunter sei verstanden, dass die Oberflächenrauheit der formgebenden Schicht direkt nach dem Aufbringen auf eine Oberfläche höchstens so groß, insbesondere geringer ist als die Oberflächenrauheit der Oberfläche, auf welche sie aufgebracht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zur Herstellung eines optischen Elements mit einer Gitterstruktur, insbesondere einer zweistufi gen Gitterstruktur, das heißt eines 3-Level-Gitters. Das Verfahren dient ins besondere zur Herstellung eines optischen Elements gemäß der vorherge henden Beschreibung.
Für Details der formgebenden Schicht, insbesondere deren Dicke und/oder des Materials der formgebenden Schicht, sei auf die vorhergehende Be schreibung verwiesen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die formgebende Schicht derart aufgebracht, dass ihre Schichtdicke um höchstens 1 %, insbesondere höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,3 %, insbesondere höchstens 0,2 % von einer vorgegebenen Schichtdicke abweicht.
Dies ermöglicht es, eine Grabentiefe der Gitterstruktur, insbesondere deren Verlauf, direkt bei der Beschichtung des Substrats mit der formgebenden Schicht vorzugeben, insbesondere zu definieren. Die Grabentiefe, d.h. die Stufenhöhe, und deren Verlauf kann insbesondere sehr präzise vorgegeben werden.
Durch die präzise Vorgabe der Schichtdicken in Kombination mit definier ten Ätzstopp-Schichten ist es möglich, auf eine aufwändige Prozessschleife aus wiederholten Ätz-Schritten und nachfolgenden Tiefenmessungen zu verzichten. Hierdurch wird einerseits die Präzision der hergestellten Git terstrukturen verbessert, andererseits das Herstellungsverfahren derselben erheblich erleichtert.
Durch die Ätzstopp- Schicht bzw. die Ätzstopp-Schichten können sonst üb licherweise auftretende Ätzausläufer vermieden werden. Derartige Ätzaus läufer bilden sich sonst am Übergang zwischen dem Bodenbereich und der Flanke. Sie führen zu einer Verrundung oder Vertiefung (sog. „Trenching“) des Übergangs. Hierdurch wird der Verslustbereich, welcher nicht zur Re flexion von EU V- Strahlung in die gewünschte Richtung verwendet werden kann, vergrößert. Durch die Ätzstopp- Schicht kann der Verlustbereich auf weniger als 1%, insbesondere weniger als 0,5%, insbesondere weniger als 0,3%, insbesondere weniger als 0,2% verringert werden.
Als Material für die formgebende Schicht kann ein polierbares oder auch ein nicht-polierbares Material dienen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung dient zum Aufbringen der formgebenden Schicht ein rauheitserhaltendes, insbesondere eine glätten des Verfahren, beispielsweise ein Sputter- Verfahren, insbesondere ein Magnetronsputter- Verfahren (MSD, Magnetron Sputter Deposition), ein physisches oder chemisches Dampfabscheidungsverfahren (PVD, CVD, insbesondere ein plasmaunterstütztes CVD, PECVD), ein Atomlagenab scheidungsverfahren (ALD- Verfahren), ein gepulstes Laserabscheidungs- verfahren (PLD- Verfahren), ein Ionenstrahl- Sputterverfahren oder ein Elektronenstrahl- V erdampfung sverfahren.
Ein derartiges Aufbring- Verfahren ermöglicht ein sehr präzises Aufbringen der formgebenden Schicht, insbesondere ein Aufbringen der formgebenden Schicht mit einer vorbestimmten Dicke, insbesondere einem vorbestimm - ten Schichtdicken- Verlauf
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ausschließlich rauheitserhaltende additive Schritte. Das heißt, dass sämtliche additiven Verfahrens schritte rauheitserhaltend, insbesondere glättend, sind. Das Ver fahren kann außerdem selektive Strukturierungs-Schritte umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird unter der formgebenden Schicht, insbesondere unter jeder der formgebenden Schichten, jeweils eine Ätzstopp- Schicht aufgebracht.
Die Ätzstopp-Schicht erleichtert die Strukturierung der formgebenden Schicht. Sie erleichtert insbesondere den Ätz-Prozess zur Herstellung einer Gitterstraktur mit einer vorbestimmten Stufenhöhe. Bei dem erfindungsge mäßen Verfahren müssen die Ätz-Prozesse insbesondere nicht für eine Tie fenmessung, insbesondere zu einer Bestimmung der Grabentiefe und/oder zur Bestimmung einer Re st- Schichtdicke der formgebenden Schicht, unter brochen werden. Die Ätzstopp-Schicht ermöglicht es insbesondere, die durch die Schichtdi cke der formgebenden Schicht vorgegebene Stufenhöhe präzise zu errei chen. Sie führt somit zu einer erhöhten Präzision der Gitterstruktur und da mit zu verbesserten optischen Eigenschaften.
Die Ätzstopp-Schicht kann jeweils aufgewachsen werden. Für ihre Dicke und mögliche Materialien sei auf die vorhergehende Beschreibung verwie sen.
Eine Ätzstopp- Schicht kann insbesondere auf das Substrat aufgewachsen werden. Eine Ätzstopp- Schicht kann auch auf eine formgebende Schicht aufgewachsen werden.
Die Ätzstopp-Schicht wird insbesondere in einem rauheitserhaltenden, ins besondere in einem glättenden Verfahren aufgebracht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden mindestens eine formgebende Schicht und mindestens eine Ätzstopp-Schicht, insbesondere sämtliche formgebenden Schichten und sämtliche Ätzstopp-Schichten in einem Durchlauf, d.h. hintereinander weg in derselben Anlage aufgebracht, ohne den Prozess, insbesondere das Vakuum zu unterbrechen.
Hierdurch vereinfacht sich die Aufbringung des Schichtsystems aus form gebenden Schichten und Ätzstopp-Schichten erheblich. Es lassen sich ins besondere Verunreinigungen und/oder Oberflächenmodifikationen, wie beispielsweise Oxidationsreaktionen, vermeiden. Durch die Kombination von formgebenden Schichten mit einer geringen Oberflächenrauheit und einer oder mehreren Ätzstopp- Schichten kann die Prozesskette stark vereinfacht werden.
Sofern das Substrat aus einem Material ist, welches selbst bei den vorgese henen Ätz-Prozessen als Ätzstopp wirkt, kann auf eine separate Ätzstopp- Schicht zwischen dem Substrat und der untersten formgebenden Schicht verzichtet werden. Dies ist insbesondere der Fall, sofern das Substrat aus demselben Material ist wie die Ätzstopp- Schicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die formgebende Schicht in einem zweistufen Strukturierungs-Schritt umfassend einen Li thographie-Schritt und einen nachfolgenden Ätz-Schritt strukturiert. Bei dem Ätz-Schritt handelt es sich insbesondere um einen Ätz-Schritt mit che mischem Anteil. Der Ätz-Schritt ist durch die Ätzstopp- Schicht limitiert. Da die Ätzstopp- Schicht unempfindlich gegenüber dem Ätzprozess ist, kann ein Überätzen vorgesehen sein, um Ätzratenschwankungen zu kom pensieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden auf das Substrat min destens zwei formgebenden Schichten aufgebracht, welche jeweils durch eine Ätzstopp-Schicht voneinander getrennt sind. Es kann insbesondere vorgesehen sein, auf das Substrat ein Schichtsystem mit einer alternieren den Abfolge von Ätzstopp- Schichten und formgebenden Schichten aufzu bringen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, auf das Substrat eine Ätz stopp-Schicht, eine formgebenden Schicht, eine weitere Ätzstopp- Schicht und eine weitere formgebenden Schicht in dieser Reihenfolge aufzubrin gen. Die Schichten weisen jeweils die vorhergehend beschriebene Präzi sion auf. Vorzugsweise wird unter jeder formgebenden Schicht eine geeignete Ätz stopp-Schicht aufgebracht. Hierdurch wird der Ätzprozess erheblich er leichtert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren aus schließlich additive Schritte und Strukturierungs-Schritte, insbesondere se lektive Strukturierungs-Schritte. Selektive Strukturierung bedeutet in die sem Zusammenhang eine lokale Ätzung einer freiliegenden Fläche gemäß einer zuvor erzeugten Ätzmaske. Insbesondere kann diese Ätzmaske aus einer lithografierten Lackmaske oder einer zuvor auf diese Weise struktu rierte Ätzstoppschicht bestehen. In beiden Fällen zeichnen sich die Ätz masken durch eine hohe Ätzselektivität gegenüber den Materialien der formgebenden Schichten aus. Auf Politur- Schritte kann vollständig ver- zichtet werden.
Hierdurch kann eine Verrundung von Kanten vermieden werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ermöglicht das Verfahren die ausschließli- che Verwendung trockener Verfahrensschritte. Es kann insbesondere frei von naß-chemischen Verfahrens schritten sein.
Das Verfahren kann insbesondere ausschließlich additive Verfahrens schritte, beispielsweise Aufbring- und/oder Abscheideschritte, und Ätz- Verfahrensschritte, insbesondere chemische und/oder physikalische Ätz- Verfahrensschritte, aufweisen. Auf unspezifische Abtrag- Schritte kann ver zichtet werden. Das Herstellungsverfahren kommt insbesondere vollständig ohne nicht-selektive, mechanische Abtrag schritte aus. Hierdurch wird die Herstellung einer Schichtstruktur mit einer präzise vorgegebenen Schicht dicke beziehungsweise einem präzise vorgegebenen Schichtdickenverlauf ermöglicht. Dies führt insgesamt zu einer erheblichen Vereinfachung der Prozesskette und zu einer verbesserten Genauigkeit bezüglich der Ätztie fen. Dies führt insbesondere zu einer verbesserten Unterdrückung uner wünschter Strahlung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auf die jeweils oberste Schicht, insbesondere die jeweils oberste formgebende Schicht eine strah lungsreflektierende Schicht aufgebracht. Die strahlungsreflektierende Schicht kann insbesondere direkt auf die oberste formgebende Schicht auf gebracht werden. Bei der strahlungsreflektierenden Schicht handelt es sich insbesondere um eine EU V- strahlungsreflektierende Schicht. Es kann sich insbesondere um einen Schichtstapel aus Molybdän-Silizium-Doppellagen handeln.
Weitere Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei bung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Pro- jektionsbelichtungsanlage für die EUV- Proj ektionslithographie,
Fig. 2A bis 2E schematische Ausschnitte aus einem Querschnitt durch ein optisches Element mit einer zweistufigen Git- terstraktur zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Her stellungsprozess, Fig. 3 schematisch eine Abfolge von Prozessschritten aus der
Prozesskette zur Herstellung des optischen Elements und
Fig. 4 schematisch einen Ausschnitt durch einen Querschnitt eines Zwischenprodukts zur Herstellung eines Kollek torspiegels.
Zunächst wird der generelle Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikro-Lithographie beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelich tungsanlage 1 für die Mikro-Lithographie. Ein Beleuchtungs System 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Be leuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der Zeichnung nicht dargestelltes Retikel, das von einem ebenfalls nicht darge stellten Retikelhalter gehalten ist. Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbil dung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt ist und von einem ebenfalls nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP- Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gasdischarge-produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser- produced plasma) handeln. Beispielsweise kann Zinn mittels einem bei ei ner Wellenlänge von 10,6 pm, das heißt im Infrarot-Bereich, arbeitenden Kohlendioxidlaser zu einem Plasma angeregt werden. Auch eine Strah lungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6,859,515 B2. EUV-Strahlung 10, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 11 gebün delt. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 11 propagiert die EUV-Strahlung 10 durch eine Zwi schenfokusebene 12, bevor sie auf einen Feldfacetten-Spiegel 13 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 13a trifft. Der Feldfacetten-Spiegel 13 ist in ei ner Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 op tisch konjugiert ist.
Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
Nach dem Feldfacetten-Spiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 mit einer Vielzahl von Pupillenfacetten 14a re flektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Pupillenebene der Be leuchtungsoptik 4 angeordnet, die zu einer Pupillenebene der Projekti onsoptik 7 optisch konjugiert ist. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertra gungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spie geln 16, 17 und 18 werden Feld-Einzelfacetten 19, die auch als Subfelder oder als Einzelspiegel-Gruppen bezeichnet werden, des Feldfacetten-Spie- gels 13 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertra gungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence- Spiegel“). Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikels im Objektfeld 5 auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer im Bildfeld 8 zur lithographischen Herstellung ei- nes mikro- bzw. nano strukturierten Bauteils, insbesondere eines Halbleiter bauteils, beispielsweise eines Mikrochips, abgebildet. Je nach Ausführung der Projektionsbelichtungsanlage 1 als Scanner oder als Stepper werden das Retikel und der Wafer zeitlich synchronisiert in der y-Richtung konti nuierlich im Scannerbetrieb oder schrittweise im Stepperbetrieb verfahren.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2A bis 2E und die Figur 3 ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements der Projek- tionsbelichtungsanlage 1 sowie Zwischenprodukte bei der Herstellung die ses optischen Elements beschrieben.
Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um einen Spiegel, insbesondere um einen Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 oder der Projekti onsoptik 7, handeln. Es kann sich insbesondere um einen Spiegel des Kol lektors 11 handeln. Es kann sich auch um einen Spektralfilter, insbesondere einen Filter zur Unterdrückung von Infrarotstrahlung (IR-Strahlung), han deln. Es handelt sich insbesondere um einen EUV-reflektierenden Spiegel mit IR-unterdrückender Wirkung. Für weitere Details eines derartigen opti schen Elements sei exemplarisch auf die PCT/EP 2019/082407 verwiesen, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Zunächst wird in einem Bereitstellungsschritt 19 ein Substrat 20 bereitge- stellt. Das Substrat 20 dient zur Vorgabe einer Grundtopographie des opti schen Elements. Es kann insbesondere eine nicht-planare, das heißt eine gekrümmte, Oberfläche aufweisen. Es kann insbesondere eine konvexe o- der konkave Oberfläche aufweisen. Das Substrat kann eine asphärische, insbesondere eine ellipsoide, oder eine paraboloide Grundtopographie aufweisen.
In einem Aufbringschritt 21 wird auf das Substrat 20 eine Abfolge von Ätz- Schichten 22i (i > 1) und Ätzstopp- Schichten 23 i (i > 1) aufgebracht.
Die Ätz-Schichten 22i werden insbesondere mittels eines Abscheidungsverfahren, insbesondere mittels eines Sputter- Verfahrens, insbesondere mittels eines Magnetron- Sputter- Verfahrens (MSD, Magnetron Sputter Deposition) aufgebracht.
Die Ätzstopp-Schichten 23i werden insbesondere aufgewachsen.
Die Ätz-Schichten 22i werden mit einer Dicke Di aufgebracht. Die Schichtdicke Di kann über die Oberfläche des Substrats 20 variieren, Di = Di(S), hierbei gibt s die Position auf der Oberfläche des Substrats 20 an. Die Ätz- Schicht 22i wird insbesondere mit einer Schichtdicke Di(S) gemäß einem vorgegebenen S chichtdicken- Verlauf DiV(S) auf das Substrat 20 aufgebracht.
Die Schichtdicke Di(S) weicht insbesondere im Bereich der gesamten Oberfläche des Substrats 20 um höchstens 1 % von der vorgegebenen Schichtdicke Div(s) ab.
Die Ätz-Schichten 22i weisen eine glatte Oberfläche auf. Ihre Oberflächenrauheit beträgt insbesondere 0,15 nm rms. Diese Angabe bezieht sich insbesondere auf den Bereich hoher Ortsfrequenzen, insbesondere von mindestens 1/mth. Die Ätz-Schichten 22i weisen insbesondere eine Dicke Di von wenigen gm auf. Die Dicke Di der Ätz-Schichten 22i kann insbesondere im Bereich von 1 gm bis 10 gm, insbesondere im Bereich von 3 gm bis 7 gm liegen.
Die Gesamtdicke der Beschichtung des Substrats 20, insbesondere die Summe der Dicke sämtlicher Ätz-Schichten 22i und Ätzstopp- Schichten 23i, beträgt insbesondere höchstens 20 gm, insbesondere höchstens 10 gm. Diese Angaben sind nicht beschränkend zu verstehen.
Die Ätz-Schichten 22i können beispielsweise aus amorphem Silizium, S1O2 oder S13N4 sein.
Ihre Dicke Di wird direkt bei der Beschichtung eingestellt. Die Dicke Di kann insbesondere mit einer Genauigkeit von besser als 1 %, insbesondere besser als 0,5 %, insbesondere besser als 0,3 %, insbesondere besser als 0,2 % eingestellt werden.
Die Ätzstopp-Schichten 23i sind aus einem Material mit einer Selektivität für den vorgesehenen Ätz-Prozess. Die Ätzstopp-Schichten 23i können bei spielsweise aus Ruthenium oder Aluminiumoxid (AI2O3) sein.
Die Ätzstopp-Schichten 23i können insbesondere aufgewachsen, insbeson dere glatt aufgewachsen, werden. Sie weisen eine Dicke D im Bereich von einigen nm, insbesondere im Bereich von 1 nm bis 20 nm, insbesondere im Bereich von 3 nm bis 10 nm, auf. Die weisen insbesondere eine m xim le Oberflächenrauheit auf, welche der Oberflächenrauheit der Ätz-Schichten 22i entspricht. Die formgebenden Ätz-Schichten 22i und die Ätzstopp- Schichten 23i wer den insbesondere mittels eines rauheitserhaltenden, insbesondere eines glättenden Verfahrens aufgebracht.
Sie werden mit einer hohen Präzision aufgebracht. Die m xim le Dicken abweichung über die optisch genutzte Fläche des optischen Bauelements beträgt insbesondere höchstens 2 %, insbesondere höchstens 1 %, insbe sondere höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,3 %, insbesondere höchstens 0,2 %. Im Falle einer Schichtdicke der Ätz-Schicht 22i im Be reich von einigen Mikrometern kann die m xim le Dickenabweichung ins besondere höchstens 50 nm, insbesondere höchstens 30 nm, insbesondere höchstens 20 nm, insbesondere höchstens 10 nm betragen. Die Ätz-Schich- ten 22i werden daher auch als formerhaltende oder formgebende Schichten bezeichnet.
Von einer formerhaltenden Schicht wird insbesondere gesprochen, sofern die Schicht eine konstante Dicke aufweist. Schichten mit einer variierenden Dicke werden als formgebende Schichten bezeichnet.
Nach dem Aufbringen sämtlicher Ätz-Schichten 22i und Ätzstopp-Schich ten 23i auf das Substrat 20 liegt ein Zwischenprodukt 24 zur Herstellung des optischen Elements vor. In Figur 4 ist exemplarisch ein Zwischenpro dukt 24 zur Herstellung einer Kollektorschale dargestellt. In diesem Fall weist das Substrat 20 eine gekrümmte Oberfläche, insbesondere eine ellip- soide oder eine paraboloide Oberfläche, auf.
In einem ersten Strukturierungsschritt 25 wird die oberste Ätz-Schicht 221 strukturiert. Hierfür ist ein Lithographieschritt 26 und ein nachfolgender Ätzschritt 27 vorgesehen. Da die Ätztiefe durch die Ätzstopp- Schicht 231 limitiert ist, werden die Anforderungen an den Ätzprozess erheblich verrin gert. Es besteht insbesondere die Möglichkeit zum Überätzen, ohne hierbei Gefahr zu laufen, zu viel Material zu entfernen.
In der Figur 2B ist das Zwischenprodukt 24 im Stadium nach dem ersten Strakturierangsschritt 25 dargestellt.
Zur selektiven Öffnung, das heißt zur selektiven, bereichsweisen Entfer nung der Ätzstopp- Schicht 231 ist ein physikalischer Ätzschritt 28, insbe sondere ein Trockenätzverfahrensschritt, vorgesehen.
Als Ätzschritt 28 kann insbesondere reaktives Ionenätzen dienen. Er kann reaktive (chemische) und sputter (physikalische) Anteile aufweisen. Beim Ätzschritt 28 handelt es sich insbesondere um einen gerichteten, anisotropi schen Prozess. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass in einem zwei ten Ätzschritt eine darüberliegende Ätzstopp-Schicht nicht unterspült wird.
Hierbei wird die Ätzstopp- Schicht 231 im Bodenbereich 29 der im ersten Strakturierangsschritt 25 hergestellten ersten Grabenstraktur 30 gezielt ent fernt. Hierbei werden Abschnitte des Bodenbereichs 29 stehen gelassen, um nachfolgend Stufen 31 zu bilden.
Für weitere Details des Strakturierangsschritts wird auf die DE 10 2018 220 629.5 verwiesen.
In der Figur 2C ist exemplarisch das Zwischenprodukt 24 nach Abschluss des physikalischen Ätzschritts 28 dargestellt. Sodann wird in einem zweiten Strakturierangsschritt 32 die zweite Ätz- Schicht 222 strukturiert. Der zweite Strukturierungsschritt 32 umfasst ent sprechend dem ersten Strukturierungsschritt 25 einen Lithographie schritt 33 und einen Ätzschritt 34. Für Details des zweiten Strukturierungsschritts 32 wird auf die Beschreibung des ersten Strukturierungsschritts 25 verwie sen. Die Strukturierungsschritte 25, 32 können im Wesentlichen identisch sein. Sie können sich auch in einem oder mehreren Details unterscheiden. Dies ist insbesondere vorgesehen, sofern die Ätz-Schichten 22i, 222 nicht identisch ausgebildet sind.
In der Figur 2D ist exemplarisch der Zustand des Zwischenprodukts 24 nach dem zweiten Strukturierungsschritt 32 dargestellt. Das Zwischenpro dukt 24 weist nun eine zweistufige Grabenstruktur 35, das heißt eine Struk tur mit drei Levels Li, L2, L3 auf.
Der oberste bzw. vorderste Level Li bildet eine Vorderseite 40 der Graben struktur 35.
Die Grabenstruktur 35 weist außerdem einen Bodenbereich 41 auf.
Schließlich weist die Grabenstruktur 35 Flanken 42 auf.
Bei dem in der Fig. 2D dargestellten Beispiel weist die Grabenstruktur 35 eine Zwischenstufe, nämlich die Stufe 31, auf. Es handelt sich somit um eine zweistufige Gitterstruktur.
Dies ist exemplarisch zu verstehen. Mit dem vorhergehend beschriebenen Verfahren lassen sich entsprechend auch einstufige oder mehrstufige, ins besondere dreistufige oder vierstufige Gitterstrukturen herstellen. Der Übergang vom Bodenbereich 41 zur Flanke 42 ist scharfkantig ausge bildet. Er weist einen Krümmungsradius rB von höchsten 5 gm, insbeson dere höchstens 3 gm, insbesondere höchstens 2 gm, insbesondere höchs- tens 1 gm auf.
Der Übergang von der Vorderseite 40 zur Flanke 42 ist scharfkantig ausge bildet. Er weist insbesondere einen Krümmungsradius rV von höchsten 5 gm, insbesondere höchstens 3 gm, insbesondere höchstens 2 gm, insbeson- dere höchstens 1 gm auf.
Die Flanken 42 bilden einen Verlustbereich. Sie tragen insbesondere nicht zur Weiterleitung der EU V- Strahlung in die durch die Vorderseite 40 und den Bodenbereich 41 vorgegebene Richtung bei. Es ist von daher vorteil- haft, die Flanken 42 so steil wie möglich auszubilden. Der Winkel zwi schen einer der Flanken 42 und einer Flächennormalen zum Bodenbereich 41 und/oder zur Vorderseite 40 beträgt vorzugsweise höchstens 15°, insbe sondere höchstens 10°, insbesondere höchstens 5°, insbesondere höchstens 3°, insbesondere höchstens 2°, insbesondere höchstens 1°.
In einem nachfolgenden Aufbringschritt 36 wird eine strahlungsreflektie rende Schicht 37 aufgebracht. Die strahlungsreflektierende Schicht 37 wird insbesondere auf alle drei Levels Li, L2, L3 aufgebracht. Bei der strahlungsreflektierenden Schicht 37 handelt es sich insbesondere um eine EU V- strahlungsreflektierende Schicht. Bei der strahlungsreflektie renden Schicht 37 handelt es sich insbesondere um einen Schichtstapel aus Molybdän-Silizium-Doppellagen. Z wischen der strahlungsreflektierenden Schicht 37 und der formgebenden Ätz- Schicht 22i können weitere mögliche Schichten liegen. Auf die Ätz- Schichten 22i, insbesondere auf die oberste der Ätz-Schichten 22i, können insbesondere Schutzschichten oder sonstige funktionale Schichten aufge bracht sein.
Die strahlungsreflektierende Schicht 37 wird direkt auf die Schichten 221, 231 und 232 aufgebracht. Aufgrund der geringen Oberflächenrauheit dieser Schichten kann auf einen vorhergehenden Politurschritt verzichtet werden.
Prinzipiell kann die oberste Ätz- Schicht 22i auch poliert werden.
Das Zwischenprodukt 24 mit der strahlungsreflektierenden Schicht 37 ist schematisch in der Figur 2E dargestellt.
Das vorhergehend beschriebene Verfahren führt insbesondere im Hinblick auf Bestandteile des Kollektors 11, insbesondere Kollektorschalen, zu Vor teilen. Dies ermöglicht insbesondere die Herstellung eines Kollektors 11 mit einer verbesserten IR-Unterdrückung. Dies ist auf eine Reduzierung des Stufentiefenfehlers zurückzuführen. Gleichzeitig führt das erfindungs gemäße Verfahren zu einer erheblichen Vereinfachung der Prozesskette, insbesondere zu einer Reduzierung der Durchlaufzeit. Dies ist auf die Um gehung von Politur- Schritten und einen möglichen Verzicht auf die Ätztie fenbestimmung zurückzuführen.
Im Folgenden werden noch einmal unterschiedliche Aspekte der Erfindung stichwortartig beschrieben. Diese Aspekte führen jeweils für sich einzeln oder in Kombination zu Vorteilen. Zur Abscheidung der Ätz-Schichten 22i dient ein formerhaltendes bzw. ein formgebendes Verfahren. Die Ätz-Schichten 22i werden von daher auch als formgebende Schichten bezeichnet.
Zum Aufbringen der formgebenden Schichten dient insbesondere ein Ab scheidungsverfahren, insbesondere ein rauheitserhaltendes, vorzugsweise ein glättendes Abscheidungsverfahren. Die Schichten weisen somit direkt nach ihrem Aufbringen einen vorgegebenen Schichtdickenverlauf und eine sehr geringe Oberflächenrauheit auf.
Jeder Beschichtungsschritt kann mindestens einen der folgenden Elemen tarprozesse umfassen: Abscheidung, Abtrag und Glättung. Diese Elemen tarprozesse können sequentiell oder simultan ablaufen.
Jeder dieser Elementarprozesse kann global, insbesondere auf der gesamten optisch genutzten Oberfläche des optischen Elements, oder lokal, selektiv, wirken.
Die Glättung kann vor der Beschichtung, während der Beschichtung und/o der nach der Beschichtung erfolgen.
Zum selektiven Entfernen einzelner Bereiche der Ätz-Schichten 22i und/o der der Ätzstopp- Schichten 23i, insbesondere zu deren Abtrag und/oder zu deren Glätten kann ein Ionenstrahlverfahren, insbesondere ein reaktives Io nenstrahlverfahren, ein Plasmaverfahren, insbesondere ein reaktives Plas maverfahren, ein Plasmajetverfahren, eine Remote-Plasma-Methode, Atomlagenätzen, insbesondere räumliches Atomlagenätzen, elektronen strahlgestütztes Ätzen oder ein anderes Verfahren dienen. Es kann auch eine räumliche Atomlagenprozessierang oder eine Prozessierang mitels fokussierten Elektronenstrahls vorgesehen sein.
Für eine besonders geringe Oberflächenrauheit kann der Einsatz von Nano- laminaten vorteilhaft sein. Diese wenige Nanometer dünnen Schichten aus alternierenden Materialkombinationen können mit den vorhergehend ge nannten Verfahren geglättet werden, obwohl aufgrund ihrer Härte eine Glättung des reinen Volumenmaterials eigentlich nicht möglich wäre. Bei spielsweise lässt sich Tantalcarbid (TaC), welches ein sehr hartes Material darstellt, auf diese Weise gläten.

Claims

Patentansprüche:
1. Optisches Element für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) auf weisend 1.1. ein Substrat (20) zur Vorgabe einer gekrümmten Grundtopogra- phie,
1.2. mindestens eine erste, auf das Substrat (20) aufgebrachte formge bende Schicht (221) mit einer Schichtdicke (Dl(s)) gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken- Verlauf (Dlv(s)), und 1.1. eine EU V- strahlungsreflektierende Schicht (37),
1.3. wobei die formgebende Schicht (221) zur Ausbildung einer Git terstruktur mit einem Bodenbereich, einer Vorderseite und einer Flanke strukturiert ist,
1.4. wobei ein Übergang vom Bodenbereich zur Flanke einen Krüm- mungsradius von höchstens 5 gm aufweist, und
1.5. wobei die EU V- strahlungsreflektierende Schicht (37) zumindest auf den Bodenbereich und auf die Vorderseite der Gitterstruktur aufgebracht ist.
2. Optisches Element gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (Dl) jeweils eine maximale Abweichung von der vor gegebenen Schichtdicke (Dvl) von höchstens 50 nm aufweist.
3. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich eine Oberflächenrau heit von maximal 0,5 nm rms aufweist.
4. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich eine Oberflächenrau heit aufweist, welche um maximal 20% größer ist als eine Oberflächen rauheit der Vorderseite.
5. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ge kennzeichnet durch eine Ätzstopp- Schicht (231), welche zwischen dem Substrat (20) und der formgebenden Schicht (221) angeordnet ist.
6. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Flächenanteil der Flanke in einer Aufsicht höchstens 2% der Gesamtfläche des optischen Elements be trägt.
7. Optisches Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die formgebenden Schicht (221) ein Na- nolaminat aufweist.
8. Verwendung eines optischen Elements gemäß einem der vorhergehen den Ansprüche als Spektralfilter.
9. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements für eine EUV- Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend die folgenden Schritte:
9.1. Bereitstellen eines Substrats (20) mit einer Grundtopographie,
9.2. Aufbringen einer formgebenden- Schicht (221) mit einer Schichtdi cke (Dl(s)) gemäß einem vorgegebenen Schichtdicken- Verlauf (Dlv(s)) auf das Substrat (20),
9.3. Aufbringen einer Ätzstopp- Schicht (231), wobei die Ätzstopp- Schicht (231) unter der formgebenden Schicht (221) aufgebracht wird,
9.4. wobei die formgebende -Schicht (221, 22i) direkt nach dem Auf bringen auf das Substrat (20) eine Oberflächenrauheit von maximal 0,5 nm rms aufweist,
9.5. wobei sämtliche Schichten in Vakuum- Verfahren aufgebracht wer den, wobei das Vakuum zwischen den Aufbringschritten der einzel nen Schichten erhalten bleibt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die form gebende Schicht (221, 22i) derart aufgebracht wird, dass ihre Schichtdi cke (Dl) um höchstens 1 % von der vorgegebenen Schichtdicke (Dlv) abweicht.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeich net, dass zum Aufbringen der formgebende Schicht (221, 22i) ein rau heitserhaltendes oder ein glättendes Verfahren dient.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich net, dass auf das Substrat (20) mindestens zwei formgebende Schichten (221, 222) aufgebracht werden, welche jeweils durch eine Ätzstopp- Schicht (231) voneinander getrennt sind.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeich net, dass es ausschließlich additive Schritte (21, 36) und selektive Strukturierungs-Schritte (25, 32) umfasst.
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