Spiegelschichten

Spiegelschichten für extrem ultraviolette (EUV) Strahlung

Prinzip der EUV-Lithographie
© Fraunhofer IWS Dresden
Prinzip der EUV-Lithographie
Konvex gekrümmter EUV-Spiegel mit Mo/Si-Gradientenmultischicht
© Fraunhofer IWS Dresden
Konvex gekrümmter EUV-Spiegel mit Mo/Si-Gradientenmultischicht

Problem

Entsprechend der Technologie-Roadmap der Halbleiterindustrie verdoppelt sich die Speicherdichte etwa aller 18 Monate (Moore'sches Gesetz). Um diesem Gesetz weiterhin folgen zu können, ist die Entwicklung von Lithographieverfahren mit kürzeren Arbeitswellenlängen erforderlich. Strukturbreiten von < 32 nm werden künftig mit sogenannter extrem ultravioletter (EUV) Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm belichtet.

Die Einführung dieser Technologie bedingt die Umstellung von transmittierenden zu reflektierenden Optiken, da EUV-Strahlung selbst in Luft stark absorbiert wird. Die Anforderungen an die Reflexionsschichten sind: i. höchste EUV-Reflexionsgrade, ii. präzise Schichtdickengradienten, iii. geringste Eigenspannungen und iv. sehr gute Langzeitstabilitäten.

Lösung

Zur Abscheidung von Mo/Si-Multischichten wird die im IWS verfügbare hochpräzise Magnetron-Sputter-Deposition (MSD) eingesetzt. Mit dieser Technik konnten innerhalb sehr kurzer Zeit Ergebnisse erzielt werden, die im internationalen Maßstab Spitzenwerte darstellen. Durch den Einsatz von dünnsten Barriereschichten im Mo/Si-Multischichtstapel wurde ein grenzflächen-optimiertes Multischichtsystem entwickelt, das hinsichtlich Reflexionsgrad, Eigenspannungen und Langzeitstabilität internationale Spitzenwerte erreicht.

Anwendungen

EUV-Spiegel werden in der Lithographie, Mikroskopie, Metrologie, Plasmaphysik, Spektroskopie und in Röntgenlasern genutzt.