用于EUV投射曝光系统的光学元件的制作方法

文档序号:33713298发布日期:2023-04-01 01:28阅读:116来源:国知局
用于EUV投射曝光系统的光学元件的制作方法
用于euv投射曝光系统的光学元件
技术领域
1.本专利申请要求德国专利申请de 10 2020 207 807.6的优先权,其内容通过引用并入于此。
2.本发明涉及一种用于euv投射曝光设备的光学元件。本发明还涉及具有这种光学元件的集光器以及用于生产这种光学元件的中间产品。此外,本发明涉及一种用于制造这种光学元件的方法。


背景技术:

3.为了制造用于euv投射曝光设备的光学元件,可以在蚀刻层中引入光栅结构。这种具有限定台阶高度的光栅结构的生产非常复杂。此外,光栅结构的台阶高度可能会发生波动和/或其与指定值的偏差。


技术实现要素:

4.本发明的目的是改进用于euv投射曝光设备的光学元件。
5.这个目的通过权利要求1的特征来实现。
6.本发明的一个方面在于设计具有成形层的光学元件,其中成形层被结构化以形成光栅结构,使得从底部区域到侧面的过渡形成有尖锐的边缘。特别地,可以避免从底部区域到侧面的过渡处的变圆。
7.在这种情况下,成形层可以限定光栅结构的前侧和底部区域的位置,特别是光栅结构的前侧和底部区域的相对位置。特别地,它可以定义、特别是精确地指定光栅结构的一个或多个台阶高度。光栅结构的特性尤其是通过特定的层厚度分布来定义的。
8.特别地,前侧和底部区域彼此平行延伸。这至少近似适用,特别是至少局部适用,特别是在衬底具有弯曲的基本形貌的情况下。
9.已经认识到,光栅结构的精度可以通过这种方式得到提高。这引起了光学元件的改进的光学性质,特别是在期望的波长范围内产生更高的反射率和/或在不期望的波长范围内产生降低的反射率。
10.光栅结构也被称为沟槽结构或台阶结构。它可以是具有前侧和底部区域、但没有中间台阶的单台阶结构,或者它可以是具有一个或多个中间台阶的双台阶或多台阶结构。
11.从底部区域到侧面的锐边过渡尤其可以通过其曲率半径rb来表征。该曲率半径rb特别是至多5μm,特别是至多3μm,特别是至多2μm,特别是至多1μm,特别是至多0.5μm。这种锐边过渡不能用常规方法实现。
12.根据本发明的另一方面,从前侧到侧面的过渡形成有尖锐的边缘。从前侧到侧面的锐边过渡尤其可以通过其曲率半径rv来表征。该曲率半径rv特别是至多5μm,特别是至多3μm,特别是至多2μm,特别是至多1μm,特别是至多0.5μm。
13.特别地,可以避免在抛光步骤后观察到的从前侧到侧面的过渡处的边缘变圆。
14.也可以将多个成形层施加到衬底上。
15.成形层尤其可以用作蚀刻层。因此,它们也被称为蚀刻层。
16.根据本发明的一个方面,层厚度各自与指定的层厚度分布的最大偏差为至多50nm,特别是至多30nm,特别是至多20nm,特别是至多10nm。层厚度与指定的层厚度分布的最大偏差特别是至多2%,特别是至多1%,特别是至多0.5%,特别是至多0.3%,特别是至多0.2%,特别是至多0.1%。
17.因此,成形层的实际厚度非常精确地对应于指定的分布。特别地,与传统的抛光和蚀刻方法相比,它可以被更精确地指定并且实际地实现。
18.一个或多个、特别是所有成形层的层厚度特别是至少1μm,特别是至少3μm,特别是至少5μm。所述厚度特别是至多50μm,特别是至多30μm,特别是至多20μm,特别是至多10μm。层厚度特别地可以在3μm至7μm的范围内。
19.这特别有利于用于滤光的光栅结构,特别是用于抑制红外辐射的光栅结构。
20.该光学元件特别用作红外抑制euv反射镜。换句话说,它形成反射式红外滤波器。
21.由于层厚度的精度,可以提高光学元件的光栅结构的台阶高度的精度,或者可以减少任何可能的台阶深度误差。这可以改善ir抑制。
22.用于过滤vuv辐射的光栅结构同样是可能的。通常,用于抑制具有特定波长的辐射的成形层的厚度正好是待抑制的波长的四分之一的奇数倍。
23.将在下面描述的成形层和蚀刻停止层施加到限定光学元件基本形貌的衬底上。特别地,衬底可以限定弯曲的基本形貌。特别地,它可以限定椭圆形或抛物面形的基本形貌。实际上,任何衬底形状都是可能的,特别是非球形的,例如自由形状。平面形状也是可能的。
24.特别是在非球形衬底的情况下,成形层也作为形状保持层产生了优势。首先,不需要为了结构化该成形层而使蚀刻速率适应蚀刻位置,其次,可以实现局部不同的台阶深度。
25.成形和/或形状保持层具有根据特定层厚度分布的层厚度。特别是在光学元件的表面上,层厚度可以变化。特别地,它可以取决于光学元件表面上的位置。
26.成形层尤其可以具有无定形结构。特别地,它们可以由可蚀刻材料制成。例如,它们可以由非晶硅制成。它们也可以至少部分地、特别是完全地是硅、锗、碳、硼、钛、锆、铌、钽、钨、钒、其合金和化合物,特别是氧化物、碳化物、硼化物、氮化物和硅化物以及混合化合物,选自钌、铑、钯、铂、铱、锇、铼的贵金属及其合金。
27.特别地,成形层由可以使用形状保持和/或粗糙度保持或平滑方法施加的材料制成,例如溅射法,特别是通过磁控溅射法(msd,磁控溅射沉积)、物理或化学气相沉积法(pvd,cvd,特别是等离子体增强,pecvd)、原子层沉积法(ald方法)、脉冲激光沉积法(pld方法)、离子束溅射法和电子束蒸发法。
28.特别地,它可以是不能使用常规方法抛光的材料。特别地,它可以是不能被抛光到最大粗糙度至多为0.5nm rms的材料。
29.根据本发明的另一方面,光栅结构的底部区域和/或光栅结构的前侧各自具有至多0.5nm rms、特别是至多0.3nm rms、特别是至多0.2nm rms、特别是至多0.15nm rms的表面粗糙度。这些细节与高空间频率粗糙度(hsfr)有关,特别是对于大于1μm-1
的空间频率。
30.施加到衬底上的所有层,特别是下面将要描述的成形层和/或蚀刻停止层,优选具有这样的低粗糙度。
31.这导致杂散光损失的减少。
32.底部区域可以特别地具有与前侧的表面粗糙度偏离最大20%、特别是最大10%、特别是最大5%、特别是最大3%、特别是最大2%、特别是最大1%的表面粗糙度。
33.其结果是,可以提高底部区域的反射率,尤其是对于euv辐射的反射率。
34.根据另一方面,光学元件具有蚀刻停止层。蚀刻停止层尤其布置在成形层和衬底之间。在这种情况下,它可以布置在两个成形层之间。在具有多个成形层的层堆叠的情况下,蚀刻停止层可以布置在成形层和衬底之间,特别是对于每个成形层与其邻接。
35.台阶高度或者是在多台阶光栅的情况下,该台阶高度可以通过蚀刻停止层以简单的方式限定。
36.特别地,蚀刻停止层具有nm量级的厚度。蚀刻停止层的厚度特别地可以是最多50nm,特别是最多30nm,特别是最多20nm,特别是最多10nm。蚀刻停止层的厚度优选尽可能小。另一方面,它足够大以可靠地用作蚀刻停止层。
37.蚀刻停止层尤其由不同于相关成形层的材料制成。特别地,它由对于给定的蚀刻方法具有比成形层低至少l0倍的蚀刻速率的材料制成。
38.这导致高蚀刻选择性。这使得能够选择性蚀刻成形层。
39.蚀刻停止层可以例如由氧化铝、氧化铈、氧化钇、氧化铬、氧化钽、氧化铌、钽氧化物、氧化钛、氧化钨、氧化锆、氧化钒和混合氧化物、选自钌、铑、钯、铂、铱、锇、铼的贵金属及其合金制成。使用氟基蚀刻剂,也可以使用氟化物,例如氟化镁、氟化镧、氟化铈、氟化钇和氟化镱。
40.蚀刻停止层尤其由相对于用于构造成形层的工艺具有足够高的蚀刻选择性的材料制成。
41.根据本发明的另一方面,另一蚀刻停止层布置在衬底和最下面的成形层之间。该另一蚀刻停止层在光栅结构的生产过程中可能是有利的,特别是在为此目的提供的用于保护衬底的蚀刻过程中。原则上,衬底本身也可以作为最下面的蚀刻停止层或代替该蚀刻停止层。
42.根据本发明的另一方面,成形层被结构化以形成具有两个或更多台阶高度的双台阶或多台阶光栅结构,其中台阶高度由成形层的层厚度限定。
43.双台阶光栅结构在这里等同于具有三个层级的光栅结构。
44.在这种情况下,蚀刻停止层可以分别布置在两个成形层之间。
45.根据本发明的另一方面,光学元件表面上的层厚度具有至多50nm的最大波动,特别是至多30nm,特别是至多20nm,特别是至多10nm。在vuv滤波器的情况下,最大波动相应地较低。
46.在这种情况下,在垂直于衬底表面的方向上测得的最大层厚度和最小层厚度之间的差异被称为波动。
47.特别地,成形层和/或蚀刻停止层具有均匀的、即恒定的层厚度。
48.其结果是,可以改善光学元件生产期间的过程控制。此外,因此可以简化生产。特别地,可以同时穿透蚀刻停止层。
49.根据另一方面,成形层可以具有纳米层压材料或者由纳米层压材料组成。
50.已经发现,这使得成形层能够被特别好地平滑化。
51.成形层尤其可以形成为蚀刻叠层,尤其是单片式蚀刻叠层。
52.根据另一方面,在俯视图中,侧面面积的比例为光学元件总表面积、特别是前侧和底部区域的整个表面积的至多2%,特别是至多1%,特别是至多0.5%,特别是至多0.3%,特别是至多0.2%,特别是至多0.1%。
53.该侧面形成了在具体的特定方向上传输euv辐射的损耗区。根据本发明,该损耗区的面积比例可以显著减小。
54.根据本发明的一个方面,光学元件用作光谱滤波器,特别是用于抑制波长大于100nm的辐射,特别是用于抑制ir和/或vuv辐射。
55.光学元件尤其可以是euv投射曝光设备的集光器的组成部分。利用这种类型的集光器,抑制ir辐射是特别有利的。具有ir抑制的集光器减少了下游光学元件的发热。
56.集光器可以包括散热装置。特别地,它可以具有一个或多个冷却结构或者连接至冷却装置。
57.在整个euv光学单元的第一个反射镜上抑制不需要的辐射(ir/vuv...)是有利的,因为这允许下游反射镜的设计(层设计和结构)有更多的自由度,这是因为在此不再需要单独考虑被抑制的辐射。
58.与下游反射镜相比,集光器特别适合于引入蚀刻停止层和生产抑制光栅,因为对于集光器来说,与远场和波前(对于euv辐射)相关的要求相对较低,因此允许较高的制造公差。
59.本发明的另一个目的是改进用于生产光学元件的方法,特别是根据前面描述的光学元件。
60.该目的通过包括以下步骤的方法来实现:
61.提供具有基本形貌的衬底,
62.将具有根据特定层厚度分布的层厚度的成形层施加到衬底上,
63.其中,在直接施加到衬底上之后,成形层具有至多0.5nm rms、特别是至多0.3nm rms、特别是至多0.2nm rms、特别是至多0.15nm rms的表面粗糙度。
64.成形层在被施加到衬底上之后立即具有如此低的表面粗糙度的事实应该意味着不需要平滑方法、特别是不需要去除方法来实现如此低的表面粗糙度。特别地,在将成形层施加到衬底上之后,不需要后处理步骤来降低成形层的表面粗糙度。
65.换句话说,成型层特别光滑。这使得可以将euv反射层直接施加到成形层上。可以省去通常的抛光步骤。首先,这导致方法的显著简化,其次,导致成形层具有预定的厚度,该厚度不会由于任何不确定的抛光去除而减小。利用根据本发明的方法,特别是可以直接地、特别是在单个施加步骤中制造具有精确指定的层厚度、特别是具有对应于最终产品中这些层的层厚度的层厚度的层,特别是成形层。
66.特别地,粗糙度保持层、特别是平滑层可以用作成形层。该成形层尤其可以应用于粗糙度保持方法、特别是平滑方法中。
67.这被理解为意味着成形层在施加到表面上之后立即具有的表面粗糙度至多与其所施加的该表面的表面粗糙度一样大,特别是更小。
68.根据本发明的方法特别用于生产具有光栅结构的光学元件,特别是双台阶光栅结构,即:三层级光栅。该方法特别用于生产根据前面描述的光学元件。
69.对于与成形层相关的细节,特别是其厚度和/或成形层的材料,参考前面的描述。
70.根据本发明的一个方面,施加成形层,使得其层厚度偏离指定的层厚度至多1%,特别是至多0.5%,特别是至多0.3%,特别是至多0.2%。
71.这使得当用成形层涂覆衬底时,可以直接指定、特别是限定光栅结构的沟槽深度,特别是其分布。特别地,可以非常精确地指定沟槽深度(即台阶高度)及其分布。
72.该精确指定的层厚度与限定的蚀刻停止层的结合使得有可能省去重复的蚀刻步骤和后续深度测量的复杂工艺循环。这提高了所生产的光栅结构的精度,也大大简化了它们的生产方法。
73.一个或多个蚀刻停止层可用于避免通常会出现的蚀刻痕迹。否则,这种蚀刻痕迹会在底部区域和侧面之间的过渡处形成。它们导致过渡处的变圆或加深(所谓的“挖沟”)。这增加了不能用于在期望方向上反射euv辐射的损耗区的尺寸。通过该蚀刻停止层,损耗区可以减少到小于1%,特别是小于0.5%,特别是小于0.3%,特别是小于0.2%。
74.可抛光材料或者甚至不可抛光材料可以用作成形层的材料。
75.根据本发明的另一方面,使用粗糙度保持方法、特别是平滑方法,例如溅射法,特别是磁控溅射法(msd,磁控溅射沉积)、物理或化学气相沉积法(pvd,cvd,特别是等离子体增强cvd,pecvd)、原子层沉积法(ald法)、脉冲激光沉积法(pld法)、离子束溅射法或电子束蒸发法来施加成形层。
76.这种施加方法能够非常精确地施加成形层,特别是施加具有预定厚度的成形层,特别是预定的层厚度分布。
77.根据本发明的一个方面,该方法仅包括粗糙度保持增材步骤。这意味着所有的增材步骤都是保持粗糙度的,尤其是平滑。该方法还可以包括选择性的结构化步骤。
78.根据本发明的另一方面,在每种情况下,在成形层下面、特别是在每个成形层下面施加蚀刻停止层。
79.蚀刻停止层使得成形层的结构化更简单。特别地,这使得用于产生具有预定台阶高度的光栅结构的蚀刻过程更简单。在根据本发明的方法中,蚀刻过程尤其不必为了深度测量而中断,尤其不会为了确定沟槽深度和/或为了确定成形层的剩余层厚度而中断。
80.特别地,蚀刻停止层使得可以精确地实现由成形层的层厚度指定的台阶高度。因此,它提高了光栅结构的精度,从而改善了光学特性。
81.在每种情况下都可以生长该蚀刻停止层。对于它们的厚度和可能的材料,参考前面的描述。
82.特别地,蚀刻停止层可以生长在衬底上。蚀刻停止层也可以生长在成形层上。
83.蚀刻停止层特别是在粗糙度保持方法中、特别是在平滑方法中施加的。
84.根据本发明的一个方面,至少一个成形层和至少一个蚀刻停止层、特别是所有成形层和所有蚀刻停止层是在一次运行中被施加的,即在同一设备中一个接一个地施加而不中断工艺,特别是真空。
85.这大大简化了由成形层和蚀刻停止层构成的层系统的施加。特别地,可以避免杂质和/或表面改性,例如氧化反应。
86.具有低表面粗糙度的成形层以及一个或多个蚀刻停止层的组合可以极大地简化工艺链。
87.如果衬底由本身在预期的蚀刻过程中充当蚀刻停止层的材料制成,则可以省去衬
底和最下面的成形层之间的单独的蚀刻停止层。如果衬底由与蚀刻停止层相同的材料制成,情况尤其如此。
88.根据本发明的另一方面,成形层在两步结构化步骤中被结构化,该两步结构化步骤包括光刻步骤和随后的蚀刻步骤。蚀刻步骤尤其是利用化学成分的蚀刻步骤。蚀刻步骤受到蚀刻停止层的限制。因为蚀刻停止层对蚀刻过程不敏感,所以可以实现过蚀刻以补偿蚀刻速率波动。
89.根据本发明的另一方面,至少两个成形层被施加到衬底上,各个成形层通过蚀刻停止层而彼此分开。特别地,可以提供一种层系统,该层系统具有交替顺序的蚀刻停止层和成形层,以施加到衬底上。特别地,可以规定将蚀刻停止层、成形层、另一蚀刻停止层和另一成形层以此顺序施加到衬底上。每一层都具有上述精度。
90.优选地,在每个成形层下施加合适的蚀刻停止层。这大大简化了蚀刻过程。
91.根据本发明的另一方面,该方法仅包括增材步骤和结构化步骤,特别是选择性结构化步骤。在本文中,选择性结构化意味着根据先前产生的蚀刻掩模对暴露表面进行局部蚀刻。特别地,该蚀刻掩模可以由光刻抗蚀剂掩模或以这种方式预先构造的蚀刻停止层构成。在这两种情况下,蚀刻掩模的特征在于相对于成形层材料的高蚀刻选择性。可以完全省去抛光步骤。
92.这样,可以避免边缘变圆。
93.根据另一方面,该方法使得能够仅使用干法步骤。特别地,它可以没有湿化学方法步骤。
94.特别地,该方法可以仅包括增材方法步骤,例如施加和/或沉积步骤,以及蚀刻方法步骤,特别是化学和/或物理蚀刻方法步骤。可以省去非特定的去除步骤。特别地,该生产方法根本不需要任何非选择性的机械去除步骤。这使得能够产生具有精确指定的层厚度或精确指定的层厚度分布的层结构。总的来说,这导致了工艺链的显著简化,并提高了与蚀刻深度相关的精度。这尤其导致对不需要的辐射的抑制的改善。
95.根据本发明的另一方面,辐射反射层被施加到相应的最上层上,特别是相应的最上面的成形层上。辐射反射层尤其可以直接施加到最上面的成形层上。辐射反射层尤其是euv辐射反射层。特别地,它可以是由钼-硅双层制成的叠层。
附图说明
96.通过参考附图对示例性实施例的描述,本发明的更多细节和优点将变得显而易见。附图中:
97.图1示意性地示出了穿过用于euv投射光刻的投射曝光设备的子午截面,
98.图2a至2e是在生产过程中不同时间穿过具有双台阶光栅结构的光学元件的横截面的示意性细节,
99.图3示意性地示出了用于生产光学元件的工艺链中的一系列工艺步骤,以及
100.图4示意性地示出了用于生产聚光镜的中间产品的横截面细节。
具体实施方式
101.首先,将描述微光刻投射曝光设备1的总体构造。
102.图1示意性地示出了微光刻投射曝光设备1的子午截面。投射曝光设备1的照明系统2除了辐射源3之外还具有照明光学单元4,用于曝光物平面6中的物场5。在这种情况下,布置在物场5中并由掩模母版支架(同样未示出)保持的掩模母版(图中未示出)被曝光。投射光学单元7用于将物场5成像到像平面9中的像场8中。掩模母版上的结构被成像到晶片的光敏层(同样未在图中示出)上,该晶片被布置在像平面9中的像场8的区域中,并且由晶片支架(同样未示出)支撑。
103.辐射源3是euv辐射源,其发射的使用辐射在5nm和30nm之间的范围内。这可以是等离子体源,例如gdpp(气体放电产生的等离子体)源或lpp(激光产生的等离子体)源。举例来说,锡可以通过在10.6μm波长下、也就是说在红外范围内工作的二氧化碳激光器激发形成等离子体。基于同步加速器的辐射源也可以用于辐射源3。关于这种辐射源的信息可以由本领域技术人员在例如us 6,859,515 b2中找到。源自辐射源3的euv辐射10被集光器11聚焦。从ep 1 225 481 a中已知一种相应的集光器。在集光器11的下游,euv辐射10在入射到具有多个场分面13a的场分面镜13上之前、传播通过中间焦平面12。场分面镜13布置在照明光学单元4的平面中,该平面关于物平面6光学共轭。
104.euv辐射10在下文中也被称为照明光或成像光。
105.在场分面镜13的下游,euv辐射10被具有多个光瞳分面14a的光瞳分面镜14反射。光瞳分面镜14布置在照明光学单元4的光瞳平面中,该光瞳平面关于投射光学单元7的光瞳平面光学共轭。借助于光瞳分面镜14和具有指定光路顺序的反射镜16、17和18的传输光学单元15形式的成像光学组件,该场分面镜13的各个单独的场分面19(也称为子场或单独的反射镜组)被成像到物场5中。传输光学单元15的最后一个反射镜18是掠入射反射镜。
106.借助于投射曝光设备1,物场5中的掩模母版的至少一部分被成像到像场8中的晶片上的光敏层的区域上,用于微结构化或纳米结构化部件的光刻生产,特别是半导体部件,例如微芯片。根据投射曝光设备1作为扫描仪或步进机的实施例,掩模母版和晶片在扫描仪操作中以时间同步的方式在y方向上连续移动,或者在步进机操作中逐步移动。
107.下面参照图2a至2e和图3描述制造该投射曝光设备1中光学元件的方法和在该光学元件的制造中制造中间产品的方法。
108.光学元件尤其可以是反射镜,特别是照明光学单元4或投射光学单元7的反射镜。特别地,它可以是集光器11的反射镜。它也可以是光谱滤波器,特别是用于抑制红外辐射(ir辐射)的滤波器。特别地,它是具有ir抑制效果的euv反射镜。对于这种光学元件的进一步细节,以示例的方式参考pct/ep 2019/082 407,在此将其作为参考。
109.首先,在准备步骤19中提供衬底20。衬底20用于规定光学元件的基本形貌。特别地,它可以具有非平面的、即弯曲的表面。特别地,它可以具有凸面或凹面。衬底可以具有非球面、特别是椭球面或抛物面的基本形貌。
110.在施加步骤21中,一系列蚀刻层22i(i≥1)和蚀刻停止层23i(i≥1)被施加到衬底20上。
111.蚀刻层22i尤其通过沉积法、尤其通过溅射法、尤其通过磁控溅射法(msd,磁控溅射沉积)来施加。
112.蚀刻停止层23i特别是生长的。
113.蚀刻层22i以厚度di被施加。层厚度di可以在衬底20的表面上变化,di=d
i(s)
,其中
s表示衬底20表面上的位置。蚀刻层22i特别以根据指定层厚度分布d
iv(s)
的层厚度d
i(s)
被施加到衬底20上。
114.层厚度d
i(s)
与指定层厚度d
iv
(
s)
相差最多1%,特别是在衬底20的整个表面区域中。
115.蚀刻层22i具有光滑的表面。它们的表面粗糙度特别是0.15nm rms。该规格特别涉及高空间频率的范围,特别是至少1/μm。
116.蚀刻层22i尤其具有几微米的厚度di。蚀刻层22i的厚度di尤其可以在1μm至10μm的范围内,特别是在3μm至7μm的范围内。
117.衬底20的涂层的总厚度,特别是所有蚀刻层22i和蚀刻停止层23i的厚度之和,特别为至多20μm,特别为至多10μm。这些细节不应理解为是限制性的。
118.蚀刻层22i可以由例如非晶硅、sio2或si3n4制成。
119.它们的厚度di是在涂覆过程中直接设定的。厚度di可以特别地以优于1%的精度设定,特别是优于0.5%,特别是优于0.3%,特别是优于0.2%的精度。
120.蚀刻停止层23i由对预期蚀刻工艺具有选择性的材料制成。蚀刻停止层23i可以例如由钌或氧化铝(al2o3)制成。
121.蚀刻停止层23i特别可以是生长的,尤其是平滑生长的。它们的厚度d在几纳米的范围内,特别是在1nm至20nm的范围内,特别是在3nm至10nm的范围内。特别地,它们具有对应于蚀刻层22i的表面粗糙度的最大表面粗糙度。
122.成形蚀刻层22i和蚀刻停止层23i特别是通过粗糙度保持工艺、特别是平滑工艺来施加的。
123.它们被非常精确地施加。光学部件的光学使用表面区域上的最大厚度偏差特别是至多2%,特别是至多1%,特别是至多0.5%,特别是至多0.3%,特别是至多0.2%。在蚀刻层22i的层厚度在几微米的范围内的情况下,最大厚度偏差可以特别是最多50nm,特别是最多30nm,特别是最多20nm,特别是最多10nm。蚀刻层22i因此也被称为形状保持层或成形层。
124.如果层具有恒定的厚度,则特别使用术语

形状保持层

。不同厚度的层被称为成形层。
125.在将所有蚀刻层22i和蚀刻停止层23i施加到衬底20上之后,存在用于生成光学元件的中间产品24。图4示出了用于生产集光器外壳的中间产品24的例子。在这种情况下,衬底20具有曲面,特别是椭球面或抛物面。
126.在第一结构化步骤25中,最上面的蚀刻层221被结构化。为此目的提供了光刻步骤26和随后的蚀刻步骤27。由于蚀刻深度受到蚀刻停止层231的限制,与蚀刻工艺相关的要求显著降低。特别地,存在过度蚀刻的可能性,而不必在去除过多材料的过程中冒此风险。
127.在图2b中示出了第一结构化步骤25之后的阶段中的中间产品24。
128.对于选择性开口,即:对于蚀刻停止层231的选择性、逐区域去除,提供物理蚀刻步骤28,特别是干蚀刻工艺步骤。
129.特别地,反应离子蚀刻可以用作蚀刻步骤28。它可以包括反应(化学)和溅射(物理)部件。蚀刻步骤28特别是定向的、各向异性的过程。这样,可以确保在第二蚀刻步骤中,上覆的蚀刻停止层不会从下面被冲洗掉。
130.在此,从第一结构化步骤25中生成的第一沟槽结构30的底部区域29中选择性地去除蚀刻停止层231。在此,底部区域29的截面保持直立,以便随后形成台阶31。
131.对于结构化步骤的进一步细节,可以参考de 10 2018 220 629.5。
132.在图2c中,作为例子,示出了物理蚀刻步骤28完成后的中间产品24。
133.然后,在第二结构化步骤32中,结构化第二蚀刻层222。第二结构化步骤32包括对应于第一结构化步骤25的光刻步骤33和蚀刻步骤34。对于第二结构化步骤32的细节,参考第一结构化步骤25的描述。结构化步骤25、32可以基本相同。它们也可以在一个或多个细节上有所不同。当蚀刻层221、222在设计上不相同时,尤其如此。
134.图2d通过示例示出了在第二结构化步骤32之后的中间产品24的状态。中间产品24此时具有双台阶沟槽结构35,即;具有三个层级l1、l2、l3的结构。
135.最上面或最前面的层级l1形成沟槽结构35的前侧40。
136.沟槽结构35还具有底部区域41。
137.最后,沟槽结构35具有侧面42。
138.在图2d所示的例子中,沟槽结构35具有中间台阶,即台阶31。因此,它是双台阶光栅结构。
139.这将被理解为是一个示例。利用上述方法,也可以相应地生成单台阶或多台阶、特别是三台阶或四台阶光栅结构。
140.从底部区域41到侧面42的过渡是锐边的。它具有至多5μm、特别是至多3μm、特别是至多2μm、特别是至多1μm的曲率半径rb。
141.从前侧40到侧面42的过渡是锐边的。特别地,它具有至多5μm、特别是至多3μm、特别是至多2μm、特别是至多1μm的曲率半径rv。
142.侧面42形成损耗区。特别地,它们对euv辐射在由前侧40和底部区域41指定的方向上的传输没有贡献。因此,侧面42尽可能陡峭是有利的。其中一个侧面42与垂直于底部区域41和/或前侧40的表面之间的角度优选为最多15
°
,特别是最多10
°
,特别是最多5
°
,特别是最多3
°
,特别是最多2
°
,特别是最多1
°

143.在随后的施加步骤36中施加辐射反射层37。辐射反射层37特别施加于所有三个层级l1、l2、l3。
144.辐射反射层37尤其是euv辐射反射层。辐射反射层37尤其是由钼-硅双层制成的叠层。
145.在辐射反射层37和成形蚀刻层22i之间,可以有其他可能的层。特别地,保护层或其他功能层可以施加到蚀刻层22i上,特别是施加到最上面的蚀刻层22i上。
146.辐射反射层37直接施加到层221、231和232上。由于这些层的低表面粗糙度,可以省去前面的抛光步骤。
147.原则上,最上面的蚀刻层22i也可以被抛光。
148.具有辐射反射层37的中间产品24示意性地显示在图2e中。
149.上述方法尤其对于集光器11的一体式部件、特别是集光器外壳具有优势。特别地,这使得生产具有改进的ir抑制的集光器11成为可能。这是由于台阶深度误差的减小。同时,根据本发明的方法导致工艺链的显著简化,特别是减少了吞吐时间。这是由于绕过了抛光步骤和可能省略了蚀刻深度的确定。
150.在下文中,以关键词的形式再次描述本发明的不同方面。这些方面在每种情况下都单独或组合地产生优势。
151.使用形状保持或成形方法来沉积蚀刻层22i。蚀刻层22i因此也被称为成形层。
152.沉积方法、特别是粗糙度保持方法、优选为平滑化的沉积方法特别被用于施加成形层。因此,这些层在施加后立即具有特定的层厚度分布和非常低的表面粗糙度。
153.每个涂覆步骤可以包括至少一个下列基本过程:分离、去除和平滑化。这些基本过程可以按顺序发生,或者可以同时发生。
154.这些基本过程中的每一个都可以全局地、特别是在光学元件的整个光学使用表面上起作用,或者局部地、选择性地起作用。
155.平滑化可以发生在涂覆之前、涂覆期间和/或涂覆之后。
156.可以使用离子束法(特别是反应离子束法)、等离子体法(特别是反应等离子体法、等离子体喷射法,远程等离子体法)、原子层蚀刻(特别是空间原子层蚀刻)、电子束辅助蚀刻或其他方法,特别对其进行去除和/或平滑化,以用于选择性地去除蚀刻层22i和/或蚀刻停止层23i的各个区域。也可以提供空间原子层处理或借助聚焦电子束的处理。
157.纳米层压材料的使用对于特别低的表面粗糙度是有利的。这些几纳米厚的交替材料组合层可以使用上述方法进行平滑化,尽管由于硬度原因平滑化纯块状材料实际上是不可能的。例如,碳化钽(tac)是一种非常坚硬的材料,可以通过这种方式进行平滑处理。
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