Plasmagestützte Beschichtung von Metallfluoriden für den tiefen ultravioletten Spektralbereich

Bischoff, Martin GND

Um den gestiegenen Anforderungen an die optischen Komponenten für den Einsatz bei 193 nm bezüglich der Minimierung der optischen Verluste und der Erhöhung der Zerstörschwelle gerecht zu werden, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neuartiges Verfahren zur Beschichtung von Metallfluoriden entwickelt. Die Zielstellung war die Optimierung der Schichteigenschaften von Einzelschichten und Schichtsystemen mittels fluorreaktiver und plasmagestützter Beschichtung. Es wurden Schichten mit hoher Packungsdichte und geringen optischen Verlusten bei niedriger Substrattemperatur hergestellt, um damit den Einsatz der entwickelten Technologie zur Beschichtung von Lithographieoptiken zu ermöglichen. Durch die Plasmastützung mit Argon als Prozess- und Fluor als Reaktivgas konnten die erwünschten Schichteigenschaften realisiert werden. Zwar konnten auch LaF3- und MgF2-Einzelschichten ohne Zugabe von Fluor verdichtet und dabei geringe k-Werte erreicht werden, jedoch war es zur weiteren Reduktion der optischen Verluste notwendig, Fluor als Reaktivgas in geringen Mengen einzulassen. Des Weiteren konnte nachgewiesen werden, dass ein zusätzlicher Prozessschritt nach der Beschichtung notwendig ist, um die Absorption der Proben im DUV-Spektralbereich zu senken. Es wurde festgestellt, dass die Plasmastützung starke optische Verluste erzeugt, die charakteristisch für das jeweilige Schichtmaterial sind. Im Einklang mit gängigen Modellvorstellungen können den sich dabei ausbildenden Absorptionsbanden Plasmonenresonanzen zugeordnet werden, die durch metallische Kolloide in der dielektrischen Schichtmatrix verursacht werden. Diese lassen sich durch Tempern oder UV-Bestrahlung nach der Beschichtung ausheilen, so dass die optischen Verluste reduziert werden. Im Hinblick darauf, dass die Experimente im Rahmen dieser Arbeit an einer industrietauglichen und damit anwendernahen Beschichtungsanlage durchgeführt wurden, bieten die Ergebnisse die Möglichkeit einer zeitnahen industriellen Umsetzung.

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Bischoff, Martin: Plasmagestützte Beschichtung von Metallfluoriden für den tiefen ultravioletten Spektralbereich. 2010.

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