WO2015003966A1 - Verfahren zur herstellung eines spiegelsubstrat-rohlings aus titan-dotiertem kieselglas für die euv-lithographie, sowie system zur positionsbestimmung von defekten in einem rohling - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines spiegelsubstrat-rohlings aus titan-dotiertem kieselglas für die euv-lithographie, sowie system zur positionsbestimmung von defekten in einem rohling Download PDF

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Klaus Becker
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Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg
Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a
  • Mirror substrate blank made of titanium-doped silica glass for EUV lithography with a thickness of at least 40 millimeters.
  • the invention relates to a system for determining the position of defects in a mirror substrate blank of titanium-doped silica glass for EUV lithography.
  • EUV lithography Extreme Ultra Violet
  • Silica-containing glass doped with titanium oxide hereinafter called Ti-doped silica glass, fulfills these conditions.
  • the doping with titanium oxide leads to a brownish color of the glass.
  • blanks or blanks are large, thick, dark brown plates with dimensions up to about 70 x 60 x 20 cm 3 , which are further processed after appropriate grinding and polishing and measurement, for example, to reflective mirrors. It has proven to be problematic here that production-related defects in the form of blisters or inclusions in areas of the blanks which are near the surface can occur, which can touch the surface of a mirror geometry during polishing and possibly impair the imaging quality of the mirror or mask blanks. The localization of any defects of the blank - - before polish is therefore a fundamental requirement on the part of
  • Lighting direction is detected.
  • a schematic representation of this is shown in FIG. 1 b. This makes it possible to determine the exact position of the defect, be it a bubble or an inclusion, at a distance to the surface of the glass. This measuring method is well suited for transparent glasses, but not for colored glasses that strongly absorb the light. Limiting itself for
  • Transparent glasses is also the sample size, since the light intensity (including the scattered light) decreases sharply with the path length, so that the image of a defect for the observer from a distance that is determined by the lateral extent of the glass plate is no longer visible , Defects that are in the middle of the glass plate, ie at a large lateral distance from the observation position, are not detected accurately or not at all.
  • Measuring arrangement is known for example from JP 02-1 16704. However, it is not suitable to detect defects in the interior of the material sample and to determine their depth.
  • WO 2006/108137 A2 proposes various systems for detecting defects in or on very thin, transparent glass material for liquid crystal displays (LCD). Such glass plates have a thickness in the range of less than one millimeter to about two millimeters maximum. The large area
  • Glass material is driven under a measuring system, wherein according to a variant for the detection of defects total reflection at the inner , ,
  • Interfaces of the thin glass plate of a penetrating at an angle to the surface laser beam is used.
  • An internal defect produces stray light when it is detected by the "indirect” laser beam due to total reflection.
  • a camera located at a distance from the laser light source receives this scattered light and can determine the position of the defect in the horizontal direction (x / y direction), but not in the depth (z direction) of the thin glass plate.
  • defects on both surfaces or in the interior of the thin glass plate can be detected in their position by applying the principle of parallax displacement with two lasers and two detectors between which an angle is set. Taking into account the transit time measurement of the moving glass plate, the position of the defect can also be deduced within the glass sample.
  • the measuring arrangement is complicated because it has to work with two lasers and detectors each. In addition, the exact detection of the movement speed is required for the evaluation.
  • DE 10 201 1 087 460 B3 discloses a method for detecting defects in a transparent body with an undefined, complex surface, which is used in particular for checking sapphire crystals.
  • the light emitted into the transparent body is scattered at defects and at the complex surface.
  • a series of images is taken at several outcoupling points of the light.
  • computed tomography the course of the coupled-in light can be reconstructed from this. In this way, defect-free areas in the specimens (sapphire crystals) can be identified.
  • the size and shape of a defect in a transparent material can be determined, wherein a light beam at the
  • Entry surface falls on the test specimen, runs through it and is thereby scattered at a defect.
  • exit surface an angle-resolved measurement of scattered light caused by defects is carried out.
  • Depth positions of the defects requires a further, complex imaging optics.
  • DE 693 07 722 T2 discloses a method and a device for detecting defects in glasses, in particular bubbles.
  • the measurement setup is based on the visualization of the defects through the transparent material by means of imaging in the three dimensions X, Y and Z.
  • the usual measuring methods for the localization of defects in glass material are either on the detection on the surface, or in a very small
  • the invention has for its object a system for
  • this object is achieved by a
  • predetermined incidence angle ⁇ less than 90 ° penetrates into the blank, b2) the light is scattered at a defect in the blank and
  • Starting material for the mirror substrate blank is a Ti-doped
  • Silica glass mass which is formed into a plate-shaped blank with dimensions typically of 50 x 40 x 15 cm 3 , and in all three
  • Bubbles that are outside the area intended for a concave mirror finish, _ are generally accepted. This area is typically a few millimeters thick but may extend up to 50 mm deep into the mirror substrate blank.
  • the surface of the plate-shaped blank is ground flat.
  • the data on defects in a surface layer of the non-transparent, brown-colored blank are determined with the following process steps: A light in the form of a focused light beam penetrates at a location of the substantially planar surface of the blank in a predetermined
  • Incidence angle ⁇ less than 90 ° into the blank.
  • the angle of incidence ⁇ denotes the angle between the light beam and the surface of the blank as
  • the light undergoes a deflection into the volume of the blank in accordance with the refractive index of the Ti-doped silica glass, and when hitting a defect point in the form of a bubble or an inclusion, scattered light is generated at a distance x from the point of entry of the light beam to the surface.
  • the scattered light is detected here by a light sensing element, which is perpendicular to the
  • T x / (tan (arcsin (sin (90-a) / n))
  • the refractive index n for fumed glass doped with 8 wt% ⁇ 2 is 1.48.
  • the mirror substrate blank is qualified as an intermediate product before the complex processing step to produce the mirror surface
  • Determining the position of the defect in the surface layer are applied by using a scale arranged on the surface of the blank, the position of the bubble in a horizontal plane is read directly by an observer.
  • the method according to the invention can be carried out in a particularly simple manner if the angle of incidence a under which the light is incident on the planar surface of the blank is set in the range of 5 ° to 75 °.
  • Angle range provides sufficient handling space for the measurement setup. At small angles, the exit point of the scattered light is relatively far from the
  • laser light is generated with a line focus and used to generate the laser light, a laser with a rated power of at least 1 mW.
  • the line focus converts the initially punctiform laser light beam into a line of parallel laser light. Accordingly, a larger area in the surface layer of the Ti-doped silica glass blank is detected with this laser line, which accelerates the method step for determining data on defects in the Ti-doped silica glass blank.
  • the nominal power of the laser light is typically in the range of 5 to 50 mW.
  • a laser light with a nominal power significantly less than 1 mW is too weak and therefore not suitable for the detection of defects in the blank.
  • a nominal power of just over one milliwatt is sufficient for the use according to the invention.
  • Such laser light is inexpensive to procure and has a long life of more than 10,000 hours.
  • the nominal power of the laser light should not be much higher than 50 mW, because then you have to work with an extended laser protection.
  • a laser is selected which emits in the wavelength range from 500 nm to 1500 nm.
  • This wavelength range is advantageous, since both a visual detection is possible, as well as the use of an infrared sensor as a light detection element for the automatic detection of the scattered light.
  • the Ti-doped silica glass shows a good transparency in the infrared range, so that laser light with a
  • inventive method is made even more effective.
  • a further optimization with respect to the method step for determining data on defects in a surface layer of the blank is that the light detection element for detecting the defect in the blank
  • outgoing stray light is part of a camera system with an evaluation unit.
  • the scattered light emanating from the defect in the glass blank is detected and converted into a signal.
  • the spatial position of the defect is determined in the blank.
  • the camera system with an imaging device, so that in addition to the position data of the defect as computational coordinates, determined via the evaluation unit, a distribution image of the defects in the surface layers of the blank can be obtained.
  • the penetration point of the light and the light-sensing element are guided in a grid-like manner over the surface ground surface of the blank.
  • the surface of the blank is scanned over a large area with the incident light and the light detection element, the horizontal coordinates of the light penetration point, and hence also the detected defect, being recorded, as well as the depth position of the defect determined via the light detection element.
  • the blank can be easily automated. Basically, the blank can be moved. However, since the weight of the blanks is quite high at 50 to 80 kg, it is easier if, conversely, the light penetrating point and the light detecting element are moved. It is preferred with a fixed Einstrahlwinkeleingna and a preset position for the
  • Light detection element driven which corresponds to the distance x between the penetration point of the light and the exit point of the scattered light.
  • Depth sections of the surface layer of the blank are detected. - -
  • the above object is achieved starting from a light source for generating light and a light detecting element for detecting stray light according to the invention that the Light source is arranged with respect to the blank so that light penetrates at a predetermined angle of incidence ⁇ less than 90 ° in a flat ground surface of the blank, the light is scattered at a defect in the blank, the light-detecting element is arranged so that it at the distance x The scattered light emerging from the penetration point is detected vertically above the surface of the blank, and an evaluation unit determines the position of the defect on the basis of the data acquired by the light detection element.
  • the inventive system for determining the position of defects in a surface layer of the brown colored low-transmission Ti-doped silica glass blank is characterized in that an illumination source is arranged so that the light at a location of the substantially planar surface of the blank is predetermined Einstrahlwinkel ⁇ less than 90 ° penetrates into the blank.
  • the angle of incidence ⁇ denotes the angle between the light beam and the surface of the blank as a horizontal.
  • Kieselglases a deflection into the volume of the blank inside, and when hitting a defect in the form of a bubble or on an inclusion - - Scattered light is generated.
  • the scattered light exits the surface at a distance x from the penetration point (defined as the zero point) and is detected by the light detection element arranged at right angles above the surface of the blank.
  • T x / (tan (arcsin (sin (90-a) / n))).
  • the refractive index n for fumed glass doped with 8 wt% ⁇ 2 is 1.48 and is accordingly used in the calculation formula.
  • the system according to the invention thus enables a simple but nevertheless exact position determination of defects (bubbles or inclusions) in the matrix of low-transmission glass, such as in the Ti-doped one
  • Quartz glass blank The system is independent of the size of the sample in the surface, since the detection is directed only from the top to the surface ground surface.
  • the system is suitable both for glasses with low transmission and colored glass blanks made of Ti-doped silica glass, as well as for large-volume transparent glass samples in which the detection of the scattered light perpendicular to the incident light, so by lateral viewing of the sample is not possible.
  • the system is therefore particularly suitable for mirror substrate blanks as well as for mask plates for EUV lithography.
  • the invention is based on a patent drawing and of
  • FIG. 1 a shows a schematic representation of the system according to the invention
  • Figure 1 b is a schematic representation of the system for the detection of
  • 2a, 2b are each a bubble distribution image in plan view and in side view of
  • a silica glass blank 1 doped with 8% by weight ⁇ 2 in cylindrical geometry with a diameter of 381 mm ( ⁇ 15 inches) and a thickness of 100 mm is ground flat on the surface 2 and then polished.
  • the surface 2 shows an average roughness Ra of about 1 nm.
  • the position data determination located in this blank 1 defects 6, such as bubbles, takes place by the planar ground and polished surface 2 of the blank 1, a light 3 in the form of a laser light in one Einstrahlwinkel ⁇ of 25 ° is arranged.
  • a conventional laser pointer is sufficient as the light source 7.
  • the laser pointer has a nominal power of 5 mW and emits green light 3 with a wavelength of 532 nm.
  • a scale is placed on the surface of the blank, and so on in that it coincides with its ruler edge at the point of penetration 4 of the laser light as zero point.
  • the scattered light 5 is visually detected, the scattered light 5 being observed at a distance x from the penetration point 4 of the laser light 3 perpendicularly above the ruler edge.
  • the data thus obtained on the position of the bubbles 6 in the horizontal direction as well as in the depth direction T are logged.
  • three defects 6 are found in the form of bubbles whose position data are entered in Table 1.
  • a bubble defect 6 is found at 3 millimeters depth, the other two are 18 mm and 21 mm deep below the surface 2 of the blank 1.
  • the bubbles 6 have a diameter greater than 100 ⁇ .
  • Figure 2a are the positions of the detected bubble defects 6.1, 6.2, 6.3 in the
  • FIGS. 2a and 2b Top view of the blank 1 on the basis of the coordinate axes A and B, as well as in the side view in the direction of the depth T shown.
  • a concave mirror surface 10 is provided, which is to come to lie at a distance of about 19 to 22 mm from the current surface 2 of the blank 1.
  • the arcuate region for the planned final mirror grinding 10 is indicated in FIGS. 2a and 2b by hatching in the side view of the mirror substrate blank 1. In the specific case, a removal of one - -
  • silica glass blank 1 doped with 8% by weight of T1O2, as described in Example 1 is surface ground, but the visible polish is omitted.
  • the average roughness Ra of the surface-ground surface is thereby 1, 2 ⁇ .
  • the surface 2 is wetted over its entire surface with immersion oil, which has approximately the same refractive index as the Ti-doped silica glass.
  • silica glass blank 1 is mounted on a measuring table, which is connected to a movable arrangement consisting of a laser light source 7 and a
  • Light detection element 8 which is part of a camera system with evaluation.
  • the laser light 3 is equipped with a line focus, so that a line with the length 100 mm at an angle of incidence ⁇ of 25 0 is directed to the surface 2 of the blank 1.
  • a laser with the nominal power of 50 mW and a wavelength of 532 nm is used.
  • the light detection element 8 in the camera system is oriented perpendicular to the surface 2 of the blank 1 and serves as a detector for detecting the scattered light 5 emanating from the defect 6 in the blank.
  • the light detection element 8 is formed by an infrared sensor.
  • a scattered light 5 detected by the light detection element 8 at a distance x from the laser line produces a signal which is forwarded to the evaluation unit.
  • the depth position T for the respective defect 6 corresponding to
  • T x / (tan (arcsin (sin (90-a) / 1, 48))
  • 1, 48 - - stands for the refractive index of the Ti-doped silica glass blank.
  • the scattered light 5 is also detected in its intensity and converted by the evaluation unit into a value for the diameter of the defect 6.
  • the 15 "mirror glass blank 1 is scanned by scanning the penetration point 4 of the laser light 3 and the light detection element 8 over the entire surface 2 of the blank 1.
  • the 100 mm long laser line moves perpendicular to it Line expansion continuously (in the x direction) over the surface 2 of the blank 1, wherein during the first measuring run the light detecting element 8 at a minimum distance x of one millimeter from the linear
  • Lichteindringsstelle 4 is arranged vertically above the surface 2 of the blank 1 and in turn moves parallel to the laser line (y-direction) at a speed of about 25 mm / s. In this way, any bubble defects 6 that lie in the minimum depth of the surface layer are detected.
  • the light-detecting element 8 is successively spaced, in increments of 0.5 millimeters, from the light-penetrating point 4, so that by repeatedly moving the light-penetrating point 4 and the light-detecting element 8 over the surface or a partial area the surface gradually defects are detected in deeper and deeper zones of the relevant surface layer.
  • the 0.5 millimeter steps correspond to a depth resolution of about 0.635 mm.
  • the blank in this case contains five bubbles whose position is entered in Table 1.
  • the evaluation unit it is also possible to obtain data about the bubble size. It is between 40 ⁇ and 280 ⁇ .
  • Positional data of the bubbles are such that a surface layer of 5 mm must be removed to provide a mirror substrate blank for EUV lithography. Since one of the bubbles is very marginal at a depth of 12 mm, it is harmless for the final mirror polishing. Therefore, the removal of an excess of 5 mm is sufficient. - -
  • Example / position in measuring position Defective coordinates Size of blister no. T-direction X A / B from the middle of the bubbles [pm]

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrat- Rohlings aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie mit einer Dicke von mindestens 40 Millimetern mit den folgenden Verfahrensschritten vorgeschlagen: • a) Planschleifen der Oberfläche des Rohlings • b) Ermittlung von Daten zu Defekten in einer Oberflächenschicht des Rohlings, wobei bl) Licht an einer Stelle der planen Oberfläche des Rohlings in einem vorbestimmten Einstrahlwinkel a kleiner 90° in den Rohling eindringt, b2) das Licht an einem Defekt im Rohling gestreut und b3) das Streulicht in einem Abstand x zur Eindringstelle an der Oberfläche des Rohlings von einem senkrecht darüber angeordneten Lichterfassungselement detektiert wird; • c) Bestimmung der Position des Defektes in der Oberflächenschicht anhand der beim Verfahrensschritt b) erhaltenen Daten • d) Teilweise oder vollständiges Entfernen der Oberflächenschicht unter Berücksichtigung der Positionsbestimmung gemäß Verfahrensschritt c) und unter Ausbildung des Spiegelsubstrat-Rohlings.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrat-Rohlings aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie, sowie System zur
Positionsbestimmung von Defekten in einem Rohling Beschreibung
Technischer Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Spiegelsubstrat-Rohlings aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie mit einer Dicke von mindestens 40 Millimetern.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur Positionsbestimmung von Defekten in einem Spiegelsubstrat-Rohling aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV- Lithographie.
In der EUV- Lithographie (Extreme Ultra Violet) wird für die Masken- und
Spiegelsubstrate Material mit keiner merklichen Temperaturausdehnung im Temperaturbereich zwischen 20 °C und 40 °C benötigt. Hochkieselsäurehaltiges Glas, das mit Titanoxid dotiert ist, im Folgenden Ti-dotiertes Kieselglas genannt, erfüllt diese Bedingungen. Die Dotierung mit Titanoxid führt jedoch zu einer bräunlichen Färbung des Glases. Die Formkörper für diese Anwendung, im
Folgenden auch Rohlinge oder Blanks genannt, sind große, dicke, dunkelbraune Platten mit Abmessungen bis zu etwa 70 x 60 x 20 cm3, die nach entsprechendem Schliff und Politur und Vermessung beispielsweise zu reflektierenden Spiegeln weiterverarbeitet werden. Als problematisch hat sich dabei erwiesen, dass herstellungsbedingt Defekte in Form von Blasen oder Einschlüssen in oberflächennahen Bereichen der Rohlinge auftreten können, die bei der Politur an die Oberfläche einer Spiegelgeometrie treten können und gegebenenfalls die Abbildungsqualität der Spiegel- oder Maskenrohlinge beeinträchtigen. Die Lokalisierung etwaiger Defekte des Rohlings - - vor der Politur ist daher eine grundlegende Anforderung vonseiten der
Optikhersteller für EUV-Lithographiegeräte.
Stand der Technik Optische Messverfahren zur Detektion von Defekten im Innern von Gläsern basieren in der Regel auf einer Anordnung, bei der Licht senkrecht auf eine Glasplatte einfällt und das an den Defekten gestreute Licht senkrecht zur
Beleuchtungsrichtung erfasst wird. Eine schematische Darstellung dazu zeigt Figur 1 b. Damit ist es möglich die exakte Position der Defektstelle, sei es eine Blase oder ein Einschluss, im Abstand zur Oberfläche des Glases zu bestimmen. Dieses Messverfahren ist für transparente Gläser gut geeignet, nicht jedoch für gefärbte Gläser, die das Licht stark absorbieren. Limitierend selbst für
transparente Gläser ist überdies die Probengröße, da die Lichtintensität (so auch die des Streulichts) mit der Weglänge stark abnimmt, so dass das Abbild eines Defekts für den Beobachter ab einem Abstand, der von der lateralen Ausdehnung der Glasplatte bestimmt wird, nicht mehr sichtbar ist. Defekte, die in der Mitte der Glasplatte, das heißt in einem großen lateralen Abstand von der Beobachtungsposition liegen, werden nicht exakt oder überhaupt nicht erfasst.
Es ist weiterhin bekannt Defekte hinsichtlich ihrer Position auf der Oberfläche von opakem oder halbtransparentem Material zu detektieren, indem ein Laserlicht in einem Winkel auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet ist und das von dem Defekt reflektierte Streulicht von einem Photosensor erfasst wird, während die Materialprobe kontrolliert in horizontaler Ebene bewegt wird. Diese
Messanordnung ist beispielsweise aus JP 02-1 16704 bekannt. Sie ist jedoch nicht geeignet, Defekte im Innern der Materialprobe zu erfassen und deren Tiefe zu bestimmen.
In der WO 2006/108137 A2 werden verschiedene Systeme vorgeschlagen zur Erfassung von Defekten in oder auf sehr dünnem, transparentem Glasmaterial für Liquid-Crystal-Displays (LCD). Derartige Glasplatten haben eine Dicke im Bereich von kleiner einem Millimeter bis etwa maximal zwei Millimeter. Das großflächige
Glasmaterial wird unter einem Messsystem hindurch gefahren, wobei gemäß einer Variante für die Detektion von Defekten die Totalreflektion an den inneren . .
Grenzflächen der dünnen Glasplatte eines in einem Winkel zur Oberfläche eindringenden Laserstrahls genutzt wird. Ein im Innern liegender Defekt erzeugt Streulicht, wenn er von dem durch Totalreflektion "indirekten" Laserstrahl erfasst wird. Eine Kamera, die in einem Abstand von der Laserlichtquelle angeordnet ist, empfängt dieses Streulicht und kann die Position des Defekts in horizontaler Richtung (x/y-Richtung) bestimmen, nicht jedoch in der Tiefe (z-Richtung) der dünnen Glasplatte.
Gemäß einer anderen Variante nach WO 2006/108137 A2 können Defekte auf beiden Oberflächen oder im Innern der dünnen Glasplatte in ihrer Position erfasst werden, indem das Prinzip der Parallaxenverschiebung mit zwei Lasern und zwei Detektoren, zwischen denen ein Winkel eingestellt ist, angewendet wird. Unter Berücksichtigung der Laufzeitmessung der bewegten Glasplatte lässt sich die Position des Defekts auch innerhalb der Glasprobe ableiten. Die Messanordnung ist aufwändig, da mit je zwei Lasern und Detektoren gearbeitet werden muss. Außerdem ist für die Auswertung die genaue Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit erforderlich.
Aus DE 10 201 1 087 460 B3 ist ein Verfahren zur Detektion von Fehlstellen in einem transparenten Körper mit Undefinierter, komplexer Oberfläche bekannt, das insbesondere zur Überprüfung von Saphir-Kristallen angewendet wird. Das in den transparenten Körper eingestrahlte Licht wird an Fehlstellen und an der komplexen Oberfläche gestreut. Mit Hilfe von Kamerasystemen wird eine Serie von Bildern an mehreren Auskoppelstellen des Lichtes aufgenommen. Ähnlich wie bei der Computertomographie kann daraus der Verlauf des eingekoppelten Lichts rekonstruiert werden. So lassen sich fehlerfreie Bereiche in den Prüfkörpern (Saphir-Kristalle) identifizieren.
Gemäß DE 10 2009 043 001 A1 können Größe und Form eines Defekts in einem transparenten Material bestimmt werden, wobei ein Lichtstrahl an der
Eintrittsfläche auf den Prüfling fällt, durch diesen hindurch läuft und dabei an einem Defekt gestreut wird. An der Austrittsfläche wird eine winkelaufgelöste Messung von durch Defekte hervorgerufenem Streulicht durchgeführt. Das
Verfahren ist nur für volltransparentes Material geeignet. Zur Ermittlung der . .
Tiefenpositionen der Defekte ist eine weitere, aufwändige Abbildungsoptik erforderlich.
In ähnlicher Weise wie bei DE 10 2009 043 001 A1 wird auch in dem Verfahren gemäß DE 10 2004 017 237 A1 eine Messgröße über die optische Güte eines transparenten Materials erhalten.
DE 693 07 722 T2 schließlich offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von Fehlern in Gläsern, insbesondere von Blasen. Der Messaufbau basiert auf der Sichtbarmachung der Fehler durch das transparente Material hindurch mittels Bilderzeugung in den drei Dimensionen X, Y und Z.
Technische Aufgabenstellung
Die üblichen Messverfahren zur Lokalisierung von Defekten in Glasmaterial sind entweder auf die Detektion auf der Oberfläche, oder in einem sehr kleinen
Tiefenbereich unterhalb der Oberflächen, oder, - soweit der Matrixbereich von Interesse ist -, auf transparentes Glas ausgerichtet. In der EUV-Lithographie kommen jedoch Großoptiken aus Ti-dotiertem Kieselglas zum Einsatz, für deren Herstellung und Qualifizierung die Messverfahren zur Lokalisierung von Defekten im Glasmaterial nach dem Stand der Technik unzureichend sind.
Es liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrat-Rohlings aus Ti-dotiertem Kieselglas für die EUV- Lithographie anzugeben, das hinsichtlich der Qualifizierung der Rohlinge in Bezug auf die Lokalisierung von Defekten für die weiteren Verarbeitungsschritte optimiert ist.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein System zur
Positionsbestimmung von Defekten in Spiegelsubstrat-Rohlingen aus Titandotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie anzugeben, das beim
erfindungsgemäßen Verfahren eine einfache, aber dennoch exakte
Positionsbestimmung von Defekten im Rohling ermöglicht. - -
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines Spiegelsubstrat-Rohlings aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie mit einer Dicke von
mindestens 40 Millimetern wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten gelöst:
a) Planschleifen der Oberfläche des Rohlings
b) Ermittlung von Daten zu Defekten in einer Oberflächenschicht des Rohlings, wobei
b1 ) Licht an einer Stelle der planen Oberfläche des Rohlings in einem
vorbestimmten Einstrahlwinkel α kleiner 90° in den Rohling eindringt, b2) das Licht an einem Defekt im Rohling gestreut und
b3) das Streulicht in einem Abstand x zur Eindringstelle an der Oberfläche des Rohlings von einem senkrecht darüber angeordneten
Lichterfassungselement detektiert wird;
c) Bestimmung der Position des Defektes in der Oberflächenschicht anhand der beim Verfahrensschritt b) erhaltenen Daten
d) Teilweise oder vollständiges Entfernen der Oberflächenschicht unter
Berücksichtigung der Positionsbestimmung gemäß Verfahrensschritt c) und unter Ausbildung des Spiegelsubstrat-Rohlings.
Ausgangsmaterial für den Spiegelsubstrat-Rohling ist eine Ti-dotierte
Kieselglasmasse, die zu einem plattenförmigen Rohling mit den Abmessungen typischerweise von 50 x 40 x 15 cm3 geformt wird, und die in allen drei
Betrachtungsrichtungen schichten- und schlierenfrei ist.
Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass beim Erschmelzen und Umformen des Ti-dotierten Kieselglasrohlings ein homogenes, blasenarmes Material erzeugt wird, das die Anforderungen der Blasenklasse 0 gemäß DIN 58927 2/70 erfüllt. Diese Norm legt folgendes fest: Die Summe der Querschnitte aller Blasen eines Stückes bezogen auf 100 cm3 seines Volumens ist 0,03 mm2; Blasen und
Einschlüsse mit einem Durchmesser < 0,08 mm bleiben unberücksichtigt. Blasen, die außerhalb des für einen konkaven Spiegelschliff vorgesehen Bereichs liegen, _ _ werden generell akzeptiert. Dieser Bereich ist typischerweise wenige Millimeter dick, kann aber bis zu 50 mm tief in den Spiegelsubstrat-Rohling hineinreichen.
Zur Herstellung eines Spiegelsubstrat-Rohlings sind präzise Daten über die Position von Defekten in einer Oberflächenschicht eines solchen Rohlings erforderlich. Dies erlaubt eine Feinpositionierung der Spiegeloberfläche, so dass keine Blasen auf der finalen Oberfläche zu liegen kommen.
Hierzu wird zunächst die Oberfläche des plattenförmigen Rohlings plangeschliffen. Anschließend werden die Daten zu Defekten in einer Oberflächenschicht des nicht-transparenten, braun gefärbten Rohlings mit folgenden Verfahrensschritten ermittelt: Ein Licht in Form eines fokussierten Lichtstrahls dringt an einer Stelle der im Wesentlichen planen Oberfläche des Rohlings in einem vorbestimmten
Einstrahlwinkel α kleiner 90° in den Rohling ein. Der Einstrahlwinkel α bezeichnet den Winkel zwischen dem Lichtstrahl und der Oberfläche des Rohlings als
Horizontalen. An der Eindringstelle (definiert als Nullpunkt) erfährt das Licht entsprechend der Brechzahl des Ti-dotierten Kieselglases eine Ablenkung in das Volumen des Rohlings hinein, und bei Auftreffen auf eine Defektstelle in Form einer Blase oder auf eines Einschlusses wird Streulicht erzeugt, das im Abstand x von der Eintrittsstelle des Lichtstrahls an die Oberfläche tritt. Das Streulicht wird hier von einem Lichterfassungselement erfasst, das rechtwinkelig über der
Oberfläche des Rohlings angeordnet ist. Zur Bestimmung der Position des
Defektes in der Oberflächenschicht anhand der erhaltenen Daten wird in Bezug auf die Tiefe T, in der sich die Blase unterhalb der Oberfläche befindet, folgende Formel angewendet:
T=x/(tan(arcsin(sin(90-a)/n)) Der Brechungsindex n für mit 8 Gew.% ΤΊΟ2 dotiertes Kieselglas beträgt 1 ,48 .
Nachdem die Position einer Blase auf diese Art festgestellt wurde, wird die
Oberflächenschicht durch weiteres Schleifen abgetragen, so dass bei der späteren finalen Politur unter Ausbildung einer, in der Regel konkaven Spiegelfläche keine Blasen an der Oberfläche liegen. Etwaige Blasen im oberflächennahen Bereich werden somit durch das teilweise oder vollständige Entfernen der
Oberflächenschicht eliminiert. Sollten im Einzelfall keine Defekte in Form von Blasen oder Einschlüssen im relevanten Bereich der Oberflächenschicht erfasst . . werden, ist es nicht erforderlich eine Oberflächenschicht abzutragen. Ebenso kann es im Einzelfall vorkommen, dass die erfassten Defekte so nah an der Oberfläche liegen, dass sie beim Anbringen des finalen Spiegelschliffs ohne Weiteres eliminiert werden, wodurch ein Entfernen der betroffenen Oberflächenschicht des Rohlings gemäß Verfahrensschritt d) entfallen kann. Mit Hilfe der
Positionsbestimmung der Defekte im Ti-dotiertem Kieselglasrohling wird der Spiegelsubstrat-Rohling als Zwischenprodukt sicher qualifiziert bevor der aufwändige Bearbeitungsschritt zur Erzeugung der Spiegeloberfläche
durchgeführt wird. Damit wird das Herstellverfahren für Spiegelsubstrat-Rohlinge aus Ti-dotiertem Kieselglas zum Einsatz in der EUV-Lithographie optimiert.
Im einfachsten Fall kann die Ermittlung von Daten zu Defekten und die
Bestimmung der Position des Defektes in der Oberflächenschicht angewendet werden, indem unter Zuhilfenahme eines auf der Oberfläche des Rohlings angeordneten Maßstabs die Position der Blase in horizontaler Ebene direkt von einem Beobachter abgelesen wird.
Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfache Weise ausgeführt werden kann, wenn der Einstrahlwinkel a, unter dem das Licht auf die plane Oberfläche des Rohlings einfällt, im Bereich von 5° bis 75° eingestellt wird. Die Positionierung des einfallenden Lichts in diesem
Winkelbereich bietet ausreichend Handhabungsplatz für den Messaufbau. Bei kleinen Winkeln liegt der Austrittspunkt des Streulichts relativ weit von der
Eindringstelle entfernt, was zu verringerter Intensität des Streulichts führt. Die Positionsbestimmung insbesondere von tiefer in der Oberflächenschicht gelegenen Blasen ist dann schwierig und ungenau. Bei steil über der Oberfläche des Rohlings angeordneter Lichtquelle, also bei Winkeln größer 75°, liegt die
Eindringstelle des Lichtstrahls und die Austrittsstelle des Streulichts relativ dicht bei einander. Dies stört die Messung und führt zu Fehlern.
Bevorzugt wird Laserlicht als einfallendes Licht für das erfindungsgemäße
Verfahren eingesetzt. Da Laserlicht in bestimmten, auswählbaren Wellenlängen (Farben) verfügbar ist, kann das entsprechende Laserlicht optimal hinsichtlich
Brillanz auf die Messsituation und den Rohling ausgewählt werden. _ _
Vorzugsweise wird Laserlicht mit einem Strichfokus erzeugt und zur Erzeugung des Laserlichts ein Laser mit einer Nennleistung von mindestens 1 mW eingesetzt. Der Strichfokus überführt den zunächst punktförmigen Laserlichtstrahl in eine Linie parallelen Laserlichts. Mit dieser Laserline wird dementsprechend ein im Vergleich zur punktförmigen Beleuchtung größerer Bereich in der Oberflächenschicht des Ti- dotierten Kieselglasrohlings erfasst, was den Verfahrensschritt zur Ermittlung von Daten zu Defekten im Ti-dotierten Kieselglasrohling beschleunigt. Die Nennleistung des Laserlichts liegt typischerweise im Bereich von 5 bis 50 mW. Ein Laserlicht mit einer Nennleistung deutlich kleiner 1 mW ist zu schwach und daher für die Detektion von Defekten im Rohling nicht geeignet. Allerdings reicht eine Nennleistung von wenig über einem Milliwatt für den erfindungsgemäßen Einsatz aus. Derartiges Laserlicht ist kostengünstig in der Beschaffung und hat eine hohe Lebensdauer von größer als 10 000 Stunden. Andererseits sollte die Nennleistung des Laserlichts auch nicht wesentlich höher als 50 mW liegen, da dann schon mit einem erweiterten Laserschutz gearbeitet werden muss.
Im Hinblick auf eine effektive Durchführung des Verfahrens wird ein Laser ausgewählt, der im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 1500 nm emittiert. Dieser Wellenlängenbereich ist vorteilhaft, da sowohl eine visuelle Detektion möglich ist, wie auch der Einsatz eines Infrarot-Sensors als Lichterfassungselement für die automatische Detektion des Streulichts. Gerade das Ti-dotierte Kieselglas zeigt eine gute Transparenz im Infrarotbereich, so dass Laserlicht mit einer
dementsprechenden Wellenlänge vorteilhaft ist.
Grundsätzlich kann es auch von Vorteil sein mehrere, voneinander beabstandete Laserlichtquellen mit verschiedenen Wellenlängenbereichen einzusetzen, die jeweils unterschiedlich tiefe Oberflächenschichtbereiche erfassen. Das
erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch noch effektiver gestaltet.
Eine weitere Optimierung in Bezug auf den Verfahrensschritt zur Ermittlung von Daten zu Defekten in einer Oberflächenschicht des Rohlings besteht darin, dass das Lichterfassungselement zur Erfassung des vom Defekt im Rohling
ausgehenden Streulichts ein Teil eines Kamerasystems mit einer Auswerteeinheit ist. Mit dem Lichterfassungselement des Kamerasystems wird das vom Defekt im Glasrohling ausgehende Streulicht erfasst und in ein Signal umgewandelt. Durch _ _
rechnerische Verarbeitung des Signals in der Auswerteeinheit wird die räumliche Position des Defektes im Rohling ermittelt. Es besteht weiterhin die Möglichkeit das Kamerasystem zusätzlich noch mit einer bildgebenden Einrichtung zu verbinden, so dass neben den Positionsdaten des Defektes als rechnerische Koordinaten, ermittelt über die Auswerteeinheit, auch ein Verteilungsbild der Defekte in den Oberflächenschichten des Rohlings erhalten werden kann.
Es hat sich bewährt, das Kamerasystem so auszuwählen, dass auch die Intensität des Streulichts erfasst und in der Auswerteeinheit daraus rechnerisch die Größe des Defekts ermittelt wird. Diese Variante ist vorteilhaft, wenn bestimmte Minimal- oder Maximalgrößen von Defekten spezifiziert sind, die die Weiterverarbeitung zu einem Spiegelsubstrat-Rohling für die EUV-Lithographie limitieren.
Im Hinblick auf eine besonders schnelle und wirtschaftliche Verfahrensweise hat es sich bewährt, wenn die Eindringstelle des Lichts und das Lichterfassungselement über die plangeschliffene Oberfläche des Rohlings rasterartig geführt werden. Hierbei scannt man mit dem einfallenden Licht und dem Lichterfassungselement die Oberfläche des Rohlings großflächig ab, wobei die horizontalen Koordinaten der Lichteindringstelle, - und abgeleitet davon auch die des erfassten Defektes -, ebenso protokolliert werden wie die über das Lichterfassungselement ermittelte Tiefenposition des Defektes. Diese Art des rasterartigen Führens der Lichteindringstelle zusammen mit dem Lichterfassungselement über die
Oberfläche des Rohlings kann leicht automatisiert werden. Grundsätzlich kann auch der Rohling verfahren werden. Da das Gewicht der Rohlinge aber mit 50 bis 80 kg recht hoch ist, ist es leichter, wenn umgekehrt die Lichteindringstelle und das Lichterfassungselement bewegt werden. Bevorzugt wird mit einer festen Einstrahlwinkeleinstellung und einem voreingestellten Position für das
Lichterfassungselement gefahren, die dem Abstand x zwischen der Eindringstelle des Lichts und der Austrittsstelle des Streulichts entspricht. Bei Wiederholung der gemeinsamen rasterartigen Führung von Eindringstelle und Lichterfassungselement über den gleichen Flächenabschnitt des Rohlings wird die Position des Lichterfassungselement verändert, so dass nach und nach verschiedene
Tiefenabschnitte der Oberflächenschicht des Rohlings erfasst werden. - -
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen den plangeschliffenen Rohling vor der Ermittlung von Daten zu Defekten gemäß Verfahrensschritt b) mit einem Immersionsöl vollflächig zu benetzen. Zur Durchführung der Positionsbestimmung der Defekte in der Oberflächenschicht des Ti-dotierten Kieselglasrohlings wird zunächst an der Oberfläche ein Planschliff angebracht. Der Schleifaufwand kann minimiert werden, wenn nach einem ersten Schleifvorgang der plattenförmige Rohling vollflächig mit einem Immersionsöl benetzt wird. Durch diese Maßnahme wird die Oberfläche des Rohlings ausreichend für die Ermittlung der Daten zu den Defekten im Rohling vorbereitet.
Hinsichtlich des Systems zur Positionsbestimmung von Defekten in einem
Spiegelsubstrat-Rohling aus Ti-dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie mit einer Dicke von mindestens 40 Millimetern in dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die oben genannte Aufgabe ausgehend von einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht und einem Lichterfassungselement zur Detektion von Streulicht erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lichtquelle in Bezug auf den Rohling so angeordnet ist, dass Licht in einem vorbestimmten Einstrahlwinkel α kleiner 90° in eine plangeschliffene Oberfläche des Rohlings eindringt, das Licht an einem Defekt im Rohling gestreut wird, das Lichterfassungselement so angeordnet ist, dass es das im Abstand x zur Eindringstelle austretende Streulicht senkrecht über der Oberfläche des Rohlings detektiert und eine Auswerteeinheit die Position des Defekts anhand der vom Lichterfassungselement erfassten Daten bestimmt.
Das erfindungsgemäße System zur Positionsbestimmung von Defekten in einer Oberflächenschicht des braun gefärbten Rohlings mit niedriger Transmission aus Ti-dotiertem Kieselglas zeichnet sich dadurch aus, dass eine Beleuchtungsquelle so angeordnet ist, dass das Licht an einer Stelle der im Wesentlichen planen Oberfläche des Rohlings in einem vorbestimmten Einstrahlwinkel α kleiner 90° in den Rohling eindringt. Der Einstrahlwinkel α bezeichnet den Winkel zwischen dem Lichtstrahl und der Oberfläche des Rohlings als Horizontalen. An der
Eindringstelle erfährt das Licht entsprechend der Brechzahl des Ti-dotierten
Kieselglases eine Ablenkung in das Volumen des Rohlings hinein, und bei Auftreffen auf eine Defektstelle in Form einer Blase oder auf eines Einschlusses - - wird Streulicht erzeugt. Das Streulicht tritt im Abstand x von der Eindringstelle (definiert als Nullpunkt) aus der Oberfläche aus und wird von dem rechtwinkelig über der Oberfläche des Rohlings angeordneten Lichterfassungselement erfasst. Zur Bestimmung der Position des Defektes in der Oberflächenschicht anhand der erhaltenen Daten wird in Bezug auf die Tiefe T, in der sich der Defekt, - beispielsweise in Form einer Blase, - unterhalb der Oberfläche befindet, folgende Formel angewendet: T=x/(tan(arcsin(sin(90-a)/n))).
Der Brechungsindex n für mit 8 Gew.% ΤΊΟ2 dotierten Kieselglas beträgt 1 ,48 und wird dementsprechend in die Berechnungsformel eingesetzt. Das erfindungsgemäße System ermöglicht somit eine einfache aber dennoch exakte Positionsbestimmung von Defekten (Blasen oder Einschlüssen) in der Matrix von Glas mit niedriger Transmission, wie etwa in dem Ti-dotierten
Kieselglasrohling. Das System ist unabhängig von der Größe der Probe in der Fläche, da die Detektion nur von oben aus auf die plangeschliffene Oberfläche gerichtet erfolgt. Insofern ist das System sowohl geeignet für Gläser mit niedriger Transmission und gefärbte Glasblanks aus Ti-dotiertem Kieselglas , als auch für großvolumige transparente Glasproben, bei denen die Erfassung des Streulichts senkrecht zum einfallenden Licht, also durch seitliche Betrachtung der Probe, nicht möglich ist. Das System ist somit besonders für Spiegelsubstrat-Rohlinge wie auch für Maskenplatten für die EUV-Lithographie geeignet.
Ausführungsbeispiel
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Patentzeichnung und von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im Einzelnen zeigt: Figur 1a eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems,
Figur 1 b eine schematische Darstellung des Systems zur Detektion von
Defekten in Gläsern nach dem Stand der Technik,
Figur 2a, 2b je ein Blasenverteilungsbild in Draufsicht und in Seitenansicht des
Spiegelsubstrat-Rohlings nach Beispiel 1 vor bzw. nach dem
Abtragen einer Oberflächenschicht. - -
Beispiel 1
Ein mit 8 Gew.% ΤΊΟ2 dotierter Kieselglasrohling 1 in Zylindergeometrie mit einem Durchmesser von 381 mm (~ 15 Zoll) und einer Dicke von 100 mm wird an der Oberfläche 2 plan geschliffen und anschließend sichtpoliert. Die Oberfläche 2 zeigt danach eine mittlere Rauigkeit Ra von etwa 1 nm. Die Positionsdatenbestimmung von in diesem Rohling 1 befindlichen Defekten 6, wie beispielsweise Blasen, erfolgt indem auf die plangeschliffene und polierte Oberfläche 2 des Rohlings 1 ein Licht 3 in Form eines Laserlichts in einem Einstrahlwinkel α von 25° angeordnet wird. Hierzu reicht als Lichtquelle 7 ein üblicher Laser-Pointer aus. Der Laser-Pointer hat eine Nennleistung von 5 mW und emittiert grünes Licht 3 mit einer Wellenlänge von 532 nm. Dort, wo das Laserlicht 3 in den Ti-dotierten Kieselglasrohling 1 eindringt, wird ein Maßstab auf die Oberfläche des Rohlings gelegt, und zwar so, dass es mit seiner Linealkante an der Eindringstelle 4 des Laserlichtes als Nullpunkt übereinstimmt. Das Streulicht 5 wird visuell detektiert, wobei das Streulicht 5 im Abstand x von der Eindringstelle 4 des Laserlichts 3 senkrecht über der Linealkante beobachtet wird. Die Tiefenposition T der Blase berechnet sich aus der Formel: T=x/(tan(arcsin(sin(90-a)/n))) . Die damit erhaltenen Daten über die Position der Blasen 6 in horizontaler Richtung wie auch in Tiefenrichtung T werden protokolliert. In dem Rohling 1 werden drei Defekte 6 in Form von Blasen gefunden, deren Positionsdaten in der Tabelle 1 eingetragen sind. Ein Blasendefekt 6 wird in 3 Millimetern Tiefe gefunden, die beiden anderen liegen 18 mm bzw. 21 mm tief unter der Oberfläche 2 des Rohlings 1 . Dem
Anschein nach haben die Blasen 6 einen Durchmesser größer als 100 μιτι. In
Figur 2a sind die Positionen der ermittelten Blasendefekte 6.1 , 6.2, 6.3 in der
Draufsicht auf den Rohling 1 anhand der Koordinatenachsen A und B , sowie in der Seitenansicht in Richtung der Tiefe T dargestellt. Für diesen Spiegelsubstrat- Rohling 1 ist eine konkave Spiegelfläche 10 vorgesehen, die im Abstand von etwa 19 bis 22 mm von der aktuellen Oberfläche 2 des Rohlings 1 zu liegen kommen soll. Der bogenförmige Bereich für den geplanten finalen Spiegelschliff 10 ist in den Figuren 2a und 2b durch Schraffur in der Seitenansicht des Spiegelsubstrat- Rohlings 1 angedeutet. Im konkreten Fall reicht ein Abtrag einer - -
Oberflächenschicht durch Abschleifen von 4 mm aus, womit der in ursprünglich 3 Millimetern Tiefe gelegene Blasendefekt 6.1 eliminiert wird. Die beiden anderen Blasen 6.2 und 6.3 bei ursprünglich 18 bzw. 21 mm Tiefe werden durch den Abtrag von 4 mm in ihrer Tiefenposition in Richtung der neuen Oberfläche 21 verlegt, wo sie für die geplante finale konkave Spiegelpolitur unschädlich sind bzw. beim Anbringen des konkaven Spiegelschliffs 10 ebenfalls entfallen. Der um 4 mm in der Dicke reduzierte Rohling 1 1 , wie er in Figur 2b dargestellt ist, ist zur
Auslieferung an den Optikhersteller für EUV-Lithographiegeräte geeignet.
Beispiel 2
Ein weiterer mit 8 Gew.% T1O2 dotierter Kieselglasrohling 1 , wie in Beispiel 1 beschrieben, wird plangeschliffen, die Sichtpolitur entfällt jedoch. Die mittlere Rauigkeit Ra der plangeschliffenen Oberfläche beträgt dadurch 1 ,2 μιτι.
Anschließend wird die Oberfläche 2 vollflächig mit Immersionsöl benetzt, das etwa den gleichen Brechungsindex wie das Ti-dotierte Kieselglas aufweist. Das
Immersionsöl gleicht die Rauigkeit aus, so dass das Streulicht 5 von Defekten 6 gut aufgelöst werden kann. Der in dieser Weise vorbereitete Kieselglasrohling 1 wird auf einem Messtisch montiert, der mit einer verfahrbaren Anordnung verbunden ist, bestehend aus einer Laser-Lichtquelle 7 und einem
Lichterfassungselement 8, das Teil eines Kamerasystems mit Auswerteeinheit ist. Das Laserlicht 3 ist mit einem Strichfokus ausgerüstet, so dass eine Linie mit der Länge 100 mm in einem Einstrahlwinkel α von 25 0 auf die Oberfläche 2 des Rohlings 1 gerichtet ist. Es wird ein Laser mit der Nennleistung von 50 mW und einer Wellenlänge von 532 nm eingesetzt. Das Lichterfassungselement 8 im Kamerasystem ist senkrecht auf die Oberfläche 2 des Rohlings 1 ausgerichtet und dient als Detektor zur Erfassung des vom Defekt 6 im Rohling ausgehenden Streulichts 5. Das Lichterfassungselement 8 wird von einem Infrarot-Sensor gebildet. Ein vom Lichterfassungselement 8 im Abstand x von der Laserlinie erfasstes Streulicht 5 ergibt ein Signal, das an die Auswerteeinheit weitergeleitet wird. Dort wird die Tiefenposition T für den jeweiligen Defekt 6 entsprechend den
Positionsdaten des Streulichts 5 und der Laserlichteindringstelle 4 unter
Anwendung der Formel T=x/(tan(arcsin(sin(90-a)/1 ,48)) errechnet. Der Wert 1 ,48 - - steht für den Brechungsindex des Ti-dotierten Kieselglasrohling. Das Streulicht 5 wird außerdem in seiner Intensität erfasst und von der Auswerteeinheit in einen Wert für den Durchmesser des Defektes 6 umgerechnet.
Zur schnellen und effektiven Erfassung der Defekte 6 wird der 15" Spiegelglas- Rohling 1 durch rasterartiges Verfahren der Eindringstelle 4 des Laserlichts 3 und des Lichterfassungselements 8 über die gesamte Oberfläche 2 des Rohlings 1 abgescannt. Dabei bewegt sich die 100 mm lange Laserlinie senkrecht zu ihrer Linienausdehnung kontinuierlich (in x-Richtung) über die Oberfläche 2 des Rohlings 1 , wobei während der ersten Messfahrt das Lichterfassungselement 8 in einem minimalen Abstand x von einem Millimeter von der linienförmigen
Lichteindringsstelle 4 senkrecht über der Oberfläche 2 des Rohlings 1 angeordnet ist und seinerseits parallel zur Laserlinie (y-Richtung) mit einer Geschwindigkeit von etwa 25 mm/s verfährt. Auf diese Weise werden eventuelle Blasendefekte 6, die im minimalen Tiefe der Oberflächenschicht liegen, erfasst. In weiteren darauffolgenden Messfahrten in x-Richtung über den gleichen streifenförmigen Oberflächenbereich wird das Lichterfassungselement 8 sukzessive, in Schritten von 0,5 Millimetern von der Lichteindringstelle 4 beabstandet, so dass durch wiederholtes Verfahren der Lichteindringstelle 4 und des Lichterfassungselement 8 über die Oberfläche oder einen Teilbereich der Oberfläche nach und nach Defekte in immer tiefer gelegenen Zonen der relevanten Oberflächenschicht erfasst werden. Die 0,5 Millimeter-Schritte entsprechen einer Tiefenauflösung von etwa 0,635 mm.
Der Rohling enthält in diesem Fall fünf Blasen, deren Position in Tabelle 1 eingetragen sind. Mit der Auswerteeinheit ist es möglich auch Daten über die Blasengröße zu erhalten. Sie liegt zwischen 40 μιτι und 280 μιτι. Die
Positionsdaten der Blasen liegen so, dass eine Oberflächenschicht von 5 mm entfernt werden muss, um einen Spiegelsubstrat-Rohling für die EUV-Lithographie bereitzustellen. Da sich eine der Blasen sehr randständig in einer Tiefe von 12 mm befindet, ist sie unschädlich für den finalen Spiegelschliff. Daher ist das Entfernen von einem Übermaß von 5 mm ausreichend. - -
Tabelle 1
Beispiel/ Position in Messposition Defekt-Koordinaten Größe der Blasennr. T-Richtung X A/B von Mitte des Blasen [pm]
[mm] [mm] Rohlings aus [mm]
1 / 6.1 3 2,4 30/60 geschätzt 200
/ 6.2 18 14,4 20/100 > 100
/ 6.3 21 16,8 -120/-50 > 100
2 22 17,3 10/40 180
2 1 ,6 120/- 100 150
12 9,5 -170/30 280
10 7,8 -100/-40 160
8 6,3 -60/60 40

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrat-Rohlings (1 ; 1 1 ) aus Titan- dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie mit einer Dicke von mindestens 40 Millimetern mit den Schritten:
a) Planschleifen der Oberfläche (2; 21 ) des Rohlings (1 ; 1 1 )
b) Ermittlung von Daten zu Defekten (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) in einer
Oberflächenschicht des Rohlings (1 ; 1 1 ), wobei
b1 ) Licht (3) an einer Stelle der planen Oberfläche (2; 21 ) des
Rohlings (1 ; 1 1 ) in einem vorbestimmten Einstrahlwinkel α kleiner 90° in den Rohling (1 ; 1 1 ) eindringt,
b2) das Licht (3) an einem Defekt (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) im Rohling gestreut und
b3) das Streulicht (5) in einem Abstand x zur Eindringstelle (4) an der Oberfläche (2; 21 ) des Rohlings (1 ; 1 1 ) von einem senkrecht darüber angeordneten Lichterfassungselement (8) detektiert wird; c) Bestimmung der Position des Defektes (6; 6.1 ; 6.
2; 6.
3) in der
Oberflächenschicht anhand der beim Verfahrensschritt b) erhaltenen Daten d) Teilweise oder vollständiges Entfernen der Oberflächenschicht unter Berücksichtigung der Positionsbestimmung gemäß Verfahrensschritt c) und unter Ausbildung des Spiegelsubstrat-Rohlings (1 ; 1 1 ) .
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel a, unter dem das Licht (3) auf die plane Oberfläche (2; 21 ) des Rohlings (1 ; 1 1 ) einfällt, im Bereich von 5° bis 75° eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht (3) ein Laserlicht ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlicht (3) mit einem Strichfokus erzeugt und zur Erzeugung des Laserlichts ein Laser mit einer Nennleistung von mindestens 1 mW eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Laser ausgewählt wird, der im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 1500 nm emittiert.
6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Lichterfassungselement (8) zur Erfassung des vom Defekt (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) im Rohling (1 ; 1 1 ) ausgehenden Streulichts (5) ein Teil eines Kamerasystems mit einer Auswerteeinheit ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Kamerasystem die Intensität des Streulichts (5) erfasst und in der
Auswerteeinheit daraus rechnerisch die Größe des Defekts (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der plangeschliffene Rohling (1 ; 1 1 ) vor der
Ermittlung von Daten zu Defekten (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) gemäß Verfahrensschritt b) mit einem Immersionsöl vollflächig benetzt wird.
9. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Eindringstelle (4) und das
Lichterfassungselement (8) rasterartig über die plangeschliffene Oberfläche (2; 21 ) des Rohlings (1 ; 1 1 ) geführt werden.
10. System zur Positionsbestimmung von Defekten (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) in einem Spiegelsubstrat-Rohling (1 ; 1 1 ) aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV- Lithographie mit einer Dicke von mindestens 40 Millimetern in einem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Lichtquelle (7) und einem Lichterfassungselement (8) zur Detektion von Streulicht (5), wobei die Lichtquelle (7) in Bezug auf den Rohling (1 ; 1 1 ) so angeordnet ist, dass Licht (3) in einem vorbestimmten Einstrahlwinkel α kleiner 90° in eine plangeschliffenen Oberfläche (2; 21 ) des Rohlings (1 ; 1 1 ) eindringt, das Licht an einem Defekt (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) im Rohling (1 ; 1 1 ) gestreut wird, das Lichterfassungselement (8) so angeordnet ist, dass es das im Abstand x zur Eindringstelle (4) austretende Streulicht (5) senkrecht über der
Oberfläche (2; 21 ) des Rohlings (1 ; 1 1 ) detektiert und eine Auswerteeinheit die Position des Defekts (6; 6.1 ; 6.2; 6.3) anhand der vom
Lichterfassungselement (8) erfassten Daten bestimmt.
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