DE102017203246A1

DE102017203246A1 - Verfahren zur Korrektur eines Spiegels für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm

Info

Publication number: DE102017203246A1
Application number: DE102017203246.4A
Authority: DE
Inventors: Joachim Kalden
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-08-30
Also published as: CN110352365B; US20190377268A1; EP3589989B1; JP2020509413A; EP3589989A1; WO2018158229A1; JP7049357B2; CN110352365A; US10809630B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Korrektur eines Spiegels für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, vorgeschlagen mit den Schritten:
- Vermessen der Reflektivitätsverteilung über die Fläche des Viellagensystems;
- Vergleichen der gemessenen Reflektivitätsverteilung mit einer Sollverteilung der Reflektivität über die Fläche des Viellagensystems und Bestimmen von einer oder mehreren Teilflächen, die eine gemessene Reflektivität aufweisen, die über der Sollreflektivität liegt; und
- Bestrahlen der einen oder mehreren Teilflächen mit Ionen oder Elektronen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur eines Spiegels für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Spiegel für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein optisches System sowie eine EUV-Lithographievorrichtung.
In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen Spiegel für den extrem ultravioletten (EUV-)Wellenlängenbereich (z.B. Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Spiegel auf der Basis von Viellagensystemen 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 Verteilung der Reflektivität über die Fläche eines Viellagensystems eines Spiegels kann die Abbildungseigenschaften eines optischen Systems mit einem solchen Spiegel beeinflussen, beispielsweise die Apodisation und die Wellenfront. Oft ist eine besonders hohe Homogenität der reflektierten Strahlung von Interesse. Ggf. kann es notwendig sein, einen oder mehrere EUV-Spiegel zu korrigieren, um etwa eine erhöhte Homogenität der vom optischen System zur Verfügung gestellten Strahlung zu erreichen. Vergleichbare optische Systeme werden beispielsweise auch in Geräten zu Masken- oder Waferinspektion eingesetzt.
Aus der US 2002/0122989 A1 ist im Zusammenhang mit der Herstellung von Masken für die EUV-Lithographie bekannt, die Reflektivität eines Viellagensystems auf einer Maske durch Bestrahlung mit insbesondere fokussierten Elektronenstrahlen lokal zu vermindern.
Insbesondere wird bei Viellagensystemen auf der Basis von Molybdän und Silizium durch den Elektronenstrahl Energie in das Viellagensystem eingetragen, die zu einer Kontraktion der Lagendicken führt, die proportional zur Energiedosis ist und auf der Bildung von Molybdänsilizid beruht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zur Korrektur von EUV-Spiegeln vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Korrektur eines Spiegels für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, mit den Schritten:

- Vermessen der Reflektivitätsverteilung über die Fläche des Viellagensystems;
- Vergleichen der gemessenen Reflektivitätsverteilung mit einer Sollverteilung der Reflektivität über die Fläche des Viellagensystems und Bestimmen von einer oder mehreren Teilflächen, die eine gemessene Reflektivität aufweisen, die über der Sollreflektivität liegt; und
- Bestrahlen der einen oder mehreren Teilflächen mit Ionen oder Elektronen.

Die Reflektivität eines für EUV-Strahlung ausgelegten Viellagensystems wird durch eine alternierende Abfolge der Materialien gewährleistet, die sehr empfindlich von den jeweiligen Schichtdicken und den Grenzflächen zwischen den Schichten abhängt. Durch das Bestrahlen des Viellagensystems kann lokal die Struktur so verändert werden, dass die präzise Periodizität verloren geht und damit die Reflektivität an dieser Stelle geringer wird.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Vorgehensweise besteht darin, dass ein bereits in einem optischen System befindlicher Spiegel überprüft und ggf. lokal bestrahlt werden kann. Je nach Auslegung des optischen Systems kann die Bestrahlung auch in situ, eventuell sogar während dessen Betriebs stattfinden.
Schwankungen der reflektierten Intensität über die Fläche können u.a. auf Schwankungen der auftreffenden Strahlung beruhen. Dem kann begegnet werden, indem in eine Sollverteilung der Reflektivität ermittelt wird, in der die Intensitätsschwankungen der auftreffenden Strahlung zumindest teilweise kompensiert werden. Kann von einer hinreichend homogenen auftreffenden Strahlungsintensität ausgegangen werden bzw. soll verhindert werden, das durch Reflexion an einem EUV-Spiegel die bestehende Intensitätsverteilung über die Fläche zu sehr verändert wird, kann von einer relativ konstanten Sollverteilung ausgegangen werden, vorteilhafterweise von einer, die um nicht mehr als 1%, bevorzugt nicht mehr als 0,5%, besonders bevorzugt nicht mehr als um 0,1% um einen Mittelwert schwankt. Entsprechend kann eine Sollverteilung zum Kompensieren von Schwankungen der auftreffenden Strahlung so gewählt werden, dass die Intensitätsverteilung über die Fläche der reflektierten Strahlung um nicht mehr als 1%, bevorzugt nicht mehr als 0,5%, besonders bevorzugt nicht mehr als um 0,1% um einen Mittelwert schwankt. Je nach beabsichtigter Anwendung können beliebige Sollverteilungen gewählt werden. Mittels der vorgeschlagenen Vorgehensweise kann lokal die tatsächliche Reflektivität reduziert werden, um sich der Sollreflektivität an dieser Stelle anzunähern.
Vorteilhafterweise ist beim Bestrahlen die Energie der Ionen oder Elektronen derart gewählt, dass sie unter der Sputtergrenze oder der Kompaktierungsgrenze, bevorzugt sowohl unter der Sputter- als auch der Kompaktierungsgrenze liegt. Ein Abtragen von Material des Viellagensystems könnte zu unerwünschten Änderungen von optischen Eigenschaften des EUV-Spiegels führen wie auch zu unkontrollierter Reduzierung der Reflektivität an der bestrahlten Stelle. Das gesputterte Material könnte auch zu unerwünschter Kontamination benachbarter Teilflächen auf der Oberfläche des EUV-Spiegels führen. Eine Kompaktierung könnte die optischen Eigenschaften des Spiegels verändern.
Vorteilhafterweise wird mit einem gepulsten Ionen- oder Elektronenstrahl bestrahlt. Dadurch kann die eingetragene Energiedosis besser kontrolliert werden. Insbesondere kann dadurch einfacher gewährleistet werden, dass der Energieeintrag ausreicht, um die Struktur im Viellagensystem auf atomarer Ebene zu verändern, insbesondere die Schärfe der Grenzflächen zwischen den einzelnen Lagen, aber keine chemischen Reaktionen gefördert werden, die zu einer Kontraktion oder Expansion des Viellagensystems führen würden und dadurch die optischen Eigenschaften des Spiegels verändern könnten.
Vorzugsweise wird mit Gallium-, Indium-, Wismuth-, Zinn- oder Goldionen bestrahlt. Insbesondere können mit diesen Ionen fokussierte Ionenstrahlen zur Verfügung gestellt werden. Vor allem Gallium ist besonders geeignet, da es eine geringe Schmelztemperatur und einen niedrigen Gasdruck aufweist, so dass Galliumionenstrahlen besonders gut kontrollierbar sind.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch einen Spiegel für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und wobei er auf einer oder mehreren Teilflächen des Viellagensystems eine quadratische Rauheit aufweist, die bei über 0,25 nm, bevorzugt über 0,35 nm, besonders bevorzugt über 0,5 nm liegt.
Die quadratische Rauheit, die auch RMS(root mean squared roughness)-Rauheit genannt wird, wird aus dem Mittel der Quadrate der Abweichung der Messpunkte über die Oberfläche zu einer mittleren Fläche berechnet, die so durch die Oberfläche gelegt wird, das die Summe der Abweichungen bezogen auf die mittlere Fläche minimal ist. Insbesondere für optische Elemente für die EUV-Lithographie ist die Rauheit in einem Ortsfrequenzbereich von 0,1 µm bis 200 µm von besonderer Bedeutung, da Rauheit in diesem Bereich zu verstärkter Streustrahlung führt, was die Reflektivität reduziert.
Bevorzugt schwankt die Reflektivität des EUV-Spiegels bei einer Wellenlänge höchster Reflektivität im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm über die Fläche des Viellagensystems um nicht mehr als 1%, bevorzugt nicht mehr als 0,5%, besonders bevorzugt nicht mehr als um 0,1% um einen Mittelwert. Bei möglichst homogener Bestrahlung wird dadurch die Homogenität der reflektierten Strahlung möglichst wenig beeinträchtigt.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein optisches System mit einem Spiegel wie beschrieben oder korrigiert wie weiter oben erläutert. Solche optische Systeme können beispielsweise in EUV-Lithographievorrichtungen oder auch in Inspektionssystemen für Wafer oder Masken eingesetzt werden.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine EUV-Lithographievorrichtung mit einem solchen optischen System mit einem Spiegel wie beschrieben und einer EUV-Strahlungsquelle, wobei die Strahlung der EUV-Strahlungsquelle mit einer über die Fläche des Viellagensystems des Spiegels variierenden Intensität auf den Spiegel trifft und wobei die eine oder mehreren Teilflächen mit einer quadratischen Rauheit von über 0,25 nm in Flächenbereichen höherer Intensität liegen.
Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch eine EUV-Lithographievorrichtung mit einem solchen optischen System mit einem Spiegel, der wie weiter oben erläutert korrigiert wurde und einer EUV-Strahlungsquelle, wobei die Strahlung der EUV-Strahlungsquelle mit einer über die Fläche des Viellagensystems des Spiegels variierenden Intensität auf den Spiegel trifft und wobei die eine oder mehreren mit Ionen oder Elektronen bestrahlten Teilflächen in Flächenbereichen höherer Intensität liegen.
Es hat sich herausgestellt, dass die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung des für den Lithographieprozess genutzten Strahlungsfeldes typischerweise dadurch begrenzt wird, dass die optischen Systeme einer EUV-Lithographievorrichtung am Rand des Strahlungsfeldes eine geringere Transmission aufweist als in der Feldmitte. Daher ist es besonders vorteilhaft, einen oder mehrere EUV-Spiegel bereitzustellen, die in Bereichen hoher auftreffender Intensität, wie etwa in der Feldmitte, eine etwas reduzierte Reflektivität aufweisen bzw. dahingehend korrigiert wurden.
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung;
2 eine schematische Aufsicht auf einen beleuchteten EUV-Spiegel;
3 schematisch den Aufbau eines EUV-Spiegels mit Viellagensystem;
4 schematisch die Struktur eines Viellagensystems;
5 schematisch die Struktur des Viellagensystems aus 4 nach Eindringen eines Ions; und
6 schematisch den Ablauf einer beispielhaften Ausführung des vorgeschlagenen Korrekturverfahrens.

In 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 beispielhaft 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 laserbetriebene Plasmaquelle. Die emittierte Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst vom Kollektorspiegel 13 gebündelt. Der Betriebsstrahl 11 wird dann auf die im Strahlengang folgenden reflektiven optischen Elemente im Beleuchtungssystem 14 eingeführt. Im in 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei weitere 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- Wellenlängenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt werden kann. 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.
Jeder der hier dargestellten Spiegel 13, 15, 16, 18, 19 kann auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweisen, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und kann mit folgenden Schritten korrigiert werden:

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Spiegel 200 eines optischen Systems einer EUV-Lithographievorrichtung korrigiert wird, auf den die Strahlung der EUV-Strahlungsquelle mit einer über die Fläche 202 des Viellagensystems des Spiegels 200 variierenden Intensität auf den Spiegel 200 trifft. In 2 ist ein Gebiet 204 der Fläche 202 des Viellagensystems eingezeichnet, auf das die einfallende Strahlung mit einer Intensität über einem Schwellenwert, etwa dem Mittelwert auftrifft. Um in diesem Gebiet 204 die Reflektivität des Spiegels 200 zu reduzieren, wurde die Teilfläche 206 mit Elektronen oder bevorzugt Ionen bestrahlt. Durch diese Bestrahlung wurde die Periodizität des Viellagensystems gestört, wodurch die Reflektivität im Bereich der Teilfläche reduziert wurde. Insbesondere wurden die Grenzflächen zwischen den einzelnen Lagen bzw. die Oberfläche des Viellagensystems auf eine RMS-Rauigkeit von über 0,25 nm aufgeraut, was zu stärkerer Streustrahlung und entsprechend reduzierter Reflektivität führt. Es sei darauf hingewiesen, dass im hier dargestellten Beispiel das Gebiet 204 erhöhter Intensität die bestrahlte Teilfläche 206 vollständig umfasst und etwas größer ist. In weiteren Ausführungen kann es auch umgekehrt sein oder das Gebiet 204 und die Teilfläche 206 identisch sein oder beide nur teilweise überlappen.
In 3 ist schematisch der Aufbau eines EUV-Spiegels 50 dargestellt, dessen reflektive Beschichtung auf einem Viellagensystem 54 basiert. Dabei handelt es sich um auf eine Substrat 51 alternierend aufgebrachte Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge, bei der beispielsweise die lithographische Belichtung durchgeführt wird, (auch Spacer 56 genannt) und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Absorber 57 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. Üblicherweise werden reflektive optische Elemente für eine EUV-Lithographievorrichtung oder ein optisches System derart ausgelegt, dass die jeweilige Wellenlänge maximaler Reflektivität mit der Arbeitswellenlänge des Lithographieprozesses oder sonstigen Anwendungen des optischen Systems im Wesentlichen übereinstimmt.
Die Dicken der einzelnen Lagen 56, 57 wie auch der sich wiederholenden Stapel 55 können über das gesamte Viellagensystem 54 konstant sein oder auch über die Fläche oder die Gesamtdicke des Viellagensystems 54 variieren, je nach dem, welches spektrale oder winkelabhängige Reflexionsprofil bzw. welche maximale Reflektivität bei der Arbeitswellenlänge erreicht werden soll. Das Reflexionsprofil kann auch gezielt beeinflusst werden, indem die Grundstruktur aus Absorber 57 und Spacer 56 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 Absorber- und/oder Spacermaterial aufgebaut werden. Ferner können auch zusätzliche Lagen als Diffusionsbarrieren zwischen Spacer- und Absorberlagen 56, 57 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 oft eine Dicke von ca. 6,7 nm, wobei die Spacerlage 56 meist dicker ist als die Absorberlage 57. Weitere übliche Materialkombinationen sind u.a. Silizium-Ruthenium oder Molybdän-Beryllium. Außerdem kann auf dem Viellagensystem 54 eine Schutzschicht 43 vorgesehen sein, die auch mehrlagig ausgelegt sein kann.
Typische Substratmaterialien für reflektive optische Elemente für die EUV-Lithographie, insbesondere Kollektorspiegel, sind Silizium, Siliziumkarbid, siliziuminfiltriertes Siliziumkarbid, Quarzglas, titandotiertes Quarzglas, Glas und Glaskeramik. Ferner kann das Substrat auch aus Kupfer, Aluminium, einer Kupferlegierung, einer Aluminiumlegierung oder einer Kupfer-Aluminium-Legierung sein.
In 4 ist die Struktur eines Viellagensystems vor einer Bestrahlung schematisch für zwei Spacerlagen 56 und zwei Absorberlagen 57 dargestellt. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit beim Spacermaterial um Silizium, durch Siliziumatome 560 angedeutet, und beim Absorbermaterial um Molybdän, durch Molybdänatome 570 angedeutet. Im noch unbestrahlten Zustand weist die Anordnung der Siliziumatome 560 und der Molybdänatome 570 in ihren jeweiligen Lagen 56, 57 eine hohe Regelmäßigkeit auf, die sich in einer hohen Periodizität des Viellagensystems und einer hohen Reflektivität äußert.
In 5 ist schematisch der Einfluss eines Galliumions 500 auf die Anordnung der Siliziumatome 560 und der Molybdänatome 570 in ihren jeweiligen Lagen 56, 57 angedeutet. Längs seiner Trajektorie 501 wird das Galliumion 500 an verschiedenen Atomen 560, 570 mehrfach inelastisch gestreut, bis das Galliumion 500 im Viellagensystem stecken bleibt. Die Eindringtiefe liegt je nach Energie des Galliumions zwischen einigen Nanometern bis wenigen 10 Nanometern. Die Atome 560, 570 längs der Trajektorie 501, an denen das Galliumion 500 inelastisch gestreut wurde, streuen ihrerseits inelastisch an benachbarten Atomen 560, 570, so dass die Ordnung der Atome 560, 570 verringert wird. Insbesondere werden die Grenzflächen zwischen einzelnen Lagen 56, 57 aufgerauht. Je nach Anzahl der Galliumionen kann die quadratische Rauheit im Bereich der mit Ionen bestrahlten Teilfläche bei über 0,25 nm oder über 0,35 nm oder sogar über 0,5 nm liegen.
Insbesondere bei Spiegeln für den Einsatz mit bereits recht homogener Bestrahlung kann die Korrektur dazu führen, dass deren Reflektivität bei einer Wellenlänge höchster Reflektivität im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm über die Fläche des Viellagensystems um nicht mehr als 1% um einen Mittelwert schwankt.
Zusätzlich zu der erhöhten Rauheit kann je nach Anzahl bzw. Konzentration der Ionen deren Präsenz den Realteil und den Imaginärteil des Brechungsindex der Spacer- bzw. der Absorberlage verändern, so dass der optische Kontrast zwischen Spacer- und Absorberlagen verringert werden kann, was ebenfalls zu einer reduzierten Reflektivität führt.
In 6 ist exemplarisch der Ablauf einer Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Korrekturverfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt 601 wird die Reflektivitätsverteilung über die Fläche des Viellagensystems eines EUV-Spiegels vermessen. Bei dem EUV-Spiegel handelt es sich um einen Spiegel für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem wie zuvor erläutert aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind.
In einem zweiten Schritt 603 wird die gemessene Reflektivitätsverteilung mit einer Sollverteilung der Reflektivität über die Fläche des Viellagensystems verglichen. Je nach Anwendung und Art des EUV-Spiegels kann die Sollverteilung beispielsweise dafür optimiert sein, dass einfallende Strahlung mit einer über die Fläche des Viellagensystems inhomogenen Intensität derart reflektiert wird, dass die Intensitätsverteilung der reflektierten Strahlung über die Fläche homogener ist, oder dafür, das einfallende Strahlung mit homogener Intensitätsverteilung möglichst reflektiert wird, ohne dass sich die Homogenität der Intensitätsverteilung verschlechtert. In diesem Fall sollte die Sollverteilung um nicht mehr als 1%, bevorzugt nicht mehr als 0,5%, besonders bevorzugt nicht mehr als um 0,1% um einen Mittelwert schwanken.
Anschließend werden in einem dritten Schritt 605 eine oder mehrere Teilflächen bestimmt, diene eine gemessene Reflektivität aufweisen, die über der Sollreflektivität liegt. Diese eine oder mehreren Teilflächen werden in einem weiteren Schritt 607 gepulst mit Galliumionen bestrahlt. Außerdem mit Galliumionen können sie auch mit Indium-, Wismuth-, Zinn- oder Goldionen oder auch mit Elektronen gepulst bestrahlt werden. Durch das gepulste Bestrahlen kann die eingetragene Energiedosis besser kontrolliert werden. Insbesondere kann dadurch einfacher gewährleistet werden, dass der Energieeintrag ausreicht, um die Struktur im Viellagensystem auf atomarer Ebene zu verändern, aber keine chemischen Reaktionen gefördert werden, die zu einer Kontraktion oder Expansion des Viellagensystems führen würden und dadurch die optischen Eigenschaften des Spiegels verändern könnten.
Insbesondere sollte vorteilhafterweise beim Bestrahlen die Energie der Ionen oder ggf. Elektronen derart gewählt sein, dass sie unter der Sputtergrenze und unter der Kompaktierungsgrenze liegt. Ein Abtragen von Material des Viellagensystems könnte zu unerwünschten Änderungen von optischen Eigenschaften des EUV-Spiegels führen wie auch zu unkontrollierter Reduzierung der Reflektivität an der bestrahlten Stelle. Das gesputterte Material könnte auch zu unerwünschter Kontamination benachbarter Teilflächen auf der Oberfläche des EUV-Spiegels führen. Je nach Materialbeschaffenheit kann die Energie der Ionen oder Elektronen zusätzlich so gewählt werden, dass bei der Bestrahlung keine Kompaktierung der bestrahlten Lagen stattfindet, beispielsweise durch Verdichtung oder chemische Reaktionen, sondern nur die Schärfe der Grenzflächen zwischen den einzelnen Lagen beeinflusst wird. Eine Kompaktierung könnte die optischen Eigenschaften des Spiegels verändern.
Außerdem hat es sich besonders bewährt, wenn die eine oder mehreren Teilflächen zur Korrektur der Reflektivität mit einem fokussierten Ionen- oder ggf. Elektronenstrahl bestrahlt werden. Dadurch können auch kleinere Teilflächen gezielt korrigiert werden. Kommerziell erhältliche Geräte, die fokussierte Ionenstrahlen zur Verfügung stellen, bieten laterale Auflösungen bis 10 nm. Mit kommerziell erhältlichen Elektronenschreibern können Auflösungen bis hinab in den Subnanometerbereich erreicht werden. Somit kann die Reflektivität des EUV-Spiegels besonders präzise korrigiert werden. Eine besonders homogene Korrektur kann erhalten werden, wenn mit lateralen Auflösungen im Bereich von einigen 10 nm bis einigen Mikrometern gearbeitet wird. Die sehr stark fokussierten Strahlen kann man insbesondere nutzen, wenn Mikro- oder Nanostrukturen in die jeweilige Schicht eingebracht werden soll, die beispielsweise als diffraktive Elemente wirken können.
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung zwar anhand einer EUV-Lithographievorrichtung näher erläutert wurde, alle Ausführungen aber ebenso für andere Anwendungen wie etwa Masken- oder Waferinspektionsvorrichtungen mit Spiegeln oder optischen Systemen wie zuvor beschrieben gelten.
Bezugszeichenliste

10: EUV-Lithographievorrichtung
11: Betriebsstrahl
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: Kollektorspiegel
51: Substrat
52: Polierschicht
53: Schutzlage
54: Viellagensystem
55: Lagenpaar
56: Spacer
57: Absorber
200: EUV-Spiegel
202: Fläche
204: Gebiet
206: Teilfläche
500: Galliumion
501: Trajektorie
560: Siliziumatom
570: Molybdänatom
601: Verfahrensschritt
603: Verfahrensschritt
605: Verfahrensschritt
607: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2002/0122989 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Korrektur eines Spiegels für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, mit den Schritten: - Vermessen der Reflektivitätsverteilung über die Fläche des Viellagensystems; - Vergleichen der gemessenen Reflektivitätsverteilung mit einer Sollverteilung der Reflektivität über die Fläche des Viellagensystems und Bestimmen von einer oder mehreren Teilflächen, die eine gemessene Reflektivität aufweisen, die über der Sollreflektivität liegt; und - Bestrahlen der einen oder mehreren Teilflächen mit Ionen oder Elektronen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollverteilung um nicht mehr als 1% um einen Mittelwert schwankt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestrahlen die Energie der Ionen oder Elektronen derart gewählt ist, dass sie unter der Sputtergrenze und/oder unter der Kompaktierungsgrenze liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem gepulsten Ionen- oder Elektronenstrahl bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Gallium-, Indium-, Wismuth-, Zinn- oder Goldionen bestrahlt wird.
Spiegel für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, der auf einem Substrat ein Viellagensystem aufweist, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass er auf einer oder mehreren Teilflächen (204) des Viellagensystems (54) eine quadratische Rauheit aufweist, die bei über 0,25 nm liegt.
Spiegel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Reflektivität bei einer Wellenlänge höchster Reflektivität im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, die Reflektivität über die Fläche (202) des Viellagensystems (54) um nicht mehr als 1% um einen Mittelwert schwankt.
Optisches System mit einem Spiegel gemäß Anspruch 6 oder 7 oder hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
EUV-Lithographievorrichtung mit einem optischen System mit einem Spiegel gemäß Anspruch 6 oder 7 und einer EUV-Strahlungsquelle, wobei die Strahlung der EUV-Strahlungsquelle mit einer über die Fläche des Viellagensystems des Spiegels variierenden Intensität auf den Spiegel trifft, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Teilflächen (206) mit einer quadratischen Rauheit von über 0,25 nm in Flächenbereichen (204) höherer Intensität liegen.
EUV-Lithographievorrichtung mit einem optischen System mit einem Spiegel hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und einer EUV-Strahlungsquelle, wobei die Strahlung der EUV-Strahlungsquelle mit einer über die Fläche des Viellagensystems des Spiegels variierenden Intensität auf den Spiegel trifft, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren mit Ionen oder Elektronen bestrahlten Teilflächen (206) in Flächenbereichen (204) höherer Intensität liegen.