DE102014219775A1 - MIRROR SUBSTRATE FOR A MIRROR OF AN EUV PROJECTION EXPOSURE PLANT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

MIRROR SUBSTRATE FOR A MIRROR OF AN EUV PROJECTION EXPOSURE PLANT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrats, insbesondere eines Spiegelsubstrats für einen Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, vorzugsweise einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, sowie entsprechend ein Spiegelsubstrat und eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Spiegel mit einem Spiegelsubstrat, wobei bei dem Verfahren ein inhomogenes Grundsubstrat (1) bereitgestellt wird und mit einer Spiegelgrundformfläche (2) versehen wird, und wobei das Grundsubstrat mit einer Beschichtung (5) aus einem homogenen Material versehen wird, welche an einer vom Grundsubstrat (1) abgewandten Seite so bearbeitet wird, dass eine Spiegelsubstratformfläche (6) ausgebildet wird.The present invention relates to a method for producing a mirror substrate, in particular a mirror substrate for a mirror of a projection exposure system for microlithography, preferably an EUV projection exposure system, and correspondingly a mirror substrate and an EUV projection exposure system with a mirror with a mirror substrate, with the method being a inhomogeneous base substrate (1) is provided and is provided with a mirror base surface (2), and wherein the base substrate is provided with a coating (5) made of a homogeneous material, which is processed on a side facing away from the base substrate (1) so that a Mirror substrate mold surface (6) is formed.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spiegelsubstrat für einen Spiegel, vorzugsweise einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben und eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem entsprechenden Spiegel.The present invention relates to a mirror substrate for a mirror, preferably an EUV projection exposure apparatus, and a method for producing the same and an EUV projection exposure apparatus with a corresponding mirror.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Zur Herstellung von nanostrukturierten und mikrostrukturierten Bauteilen der Elektrotechnik und Mikrosystemtechnik werden mikrolithographische Verfahren eingesetzt, bei denen Strukturen eines Retikels durch eine Projektionsbelichtungsanlage auf einen Wafer abgebildet werden. Da die Strukturbreiten der abzubildenden Struktur mit dem Fortschritt der technischen Entwicklung immer kleinere Dimensionen aufweisen, müssen die Projektionsbelichtungsanlagen entsprechend höhere Auflösungen bereitstellen. Zu diesem Zweck wird für die Abbildung der Strukturen Licht, beziehungsweise allgemein elektromagnetische Strahlung verwendet, die möglichst kurze Wellenlängen aufweist, wie beispielsweise elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereichen der extrem ultravioletten Strahlung (EUV-Strahlung) mit einem Wellenlängenbereich von 5 nm bis 15 nm.For the production of nanostructured and microstructured components of electrical engineering and microsystem technology, microlithographic methods are used in which structures of a reticle are imaged onto a wafer by a projection exposure apparatus. Since the structure widths of the structure to be imaged have progressively smaller dimensions with the progress of technical development, the projection exposure systems must accordingly provide higher resolutions. For this purpose, light, or generally electromagnetic radiation, which has the shortest possible wavelengths, such as electromagnetic radiation in the wavelength ranges of extreme ultraviolet radiation (EUV radiation) having a wavelength range of 5 nm to 15 nm is used for the image of the structures.

Bei Verwendung derartiger Wellenlängen müssen die in den EUV-Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzten Komponenten auch sehr hohen Anforderungen an die Genauigkeit hinsichtlich ihrer Form einhalten, um die gewünschten Abbildungsgenauigkeiten der EUV-Projektionsbelichtungsanlagen zu erzielen. Diese Formgenauigkeit insbesondere der abbildenden Komponenten, wie z.B. Spiegel, muss auch während des Betriebs der EUV-Projektionsbelichtungsanlage beibehalten werden. So dürfen beispielsweise in der EUV-Projektionsbelichtungsanlage eingesetzte Spiegel auch bei Temperaturänderungen keine Formänderungen über einem bestimmten Grenzwert erfahren, um die Abbildungsgenauigkeit der EUV-Projektionsbelichtungsanlage nicht zu gefährden. Aus diesem Grund werden beispielsweise als Spiegelsubstrate Materialien mit sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet, wie beispielsweise Titanoxid-Silikat-Gläser mit dem Handelsnamen ULE (Ultra Low Expansion) der Firm Corning oder glaskeramische Substrate, mit dem Handelsnamen Zerodur der Firma Schott. Alternativ können auch Materialien mit einer guten Wärmeleitfähigkeit eingesetzt werden, die durch Temperierung auf einer konstanten Temperatur gehalten werden können. When using such wavelengths, the components used in the EUV projection exposure systems must also comply with very high accuracy requirements in terms of their shape in order to achieve the desired imaging accuracy of the EUV projection exposure systems. This dimensional accuracy, in particular of the imaging components, such as e.g. Mirror, must also be maintained during operation of the EUV projection exposure system. Thus, for example, mirrors used in the EUV projection exposure apparatus must not undergo changes in shape above a certain limit even in the case of temperature changes so as not to jeopardize the imaging accuracy of the EUV projection exposure apparatus. For this reason, for example, as mirror substrates materials with very low thermal expansion coefficients are used, such as titanium oxide-silicate glasses with the trade name ULE (Ultra Low Expansion) Firm Corning or glass-ceramic substrates, with the trade name Zerodur from Schott. Alternatively, it is also possible to use materials with good thermal conductivity, which can be kept at a constant temperature by means of temperature control.

Die Spiegelsubstrate aus entsprechenden Materialien müssen zudem mit einer Formfläche versehen werden, die der Form der Spiegelfläche entspricht, um die Abbildungsbedingungen der EUV-Projektionsbelichtungsanlage zu erfüllen. Auf der Formfläche des Spiegelsubstrats wird die Spiegelfläche aufgebracht, beispielsweise in Form einer Vielzahl alternierender Schichten aus unterschiedlichen Materialien, um einen Bragg-Reflektor zu bilden. Allerdings kann bei bestimmten Substratmaterialien, die keinen homogenen Aufbau zeigen, ein Problem darin bestehen, dass die Herstellung der Formfläche des Spiegelsubstrats aufgrund der Inhomogenitäten des Spiegelsubstratmaterials schwierig ist. Die Materialinhomogenität können bei der mechanischen Bearbeitung zu Formfehlern führen, die zu unzulässigen Abweichungen der Formfläche des Spiegelsubstrats und somit auch der dreidimensionalen Form der Spiegelfläche führt, was die Abbildungseigenschaften der Projektionsbelichtungsanlage negativ beeinflusst.The mirror substrates of corresponding materials must also be provided with a molding surface corresponding to the shape of the mirror surface to meet the imaging conditions of the EUV projection exposure apparatus. On the molding surface of the mirror substrate, the mirror surface is applied, for example in the form of a plurality of alternating layers of different materials, to form a Bragg reflector. However, with certain substrate materials which do not exhibit a homogeneous structure, there may be a problem that the production of the molding surface of the mirror substrate is difficult due to the inhomogeneities of the mirror substrate material. The material inhomogeneity can lead to form errors in the mechanical processing, which leads to impermissible deviations of the mold surface of the mirror substrate and thus also the three-dimensional shape of the mirror surface, which negatively influences the imaging properties of the projection exposure apparatus.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrats und ein entsprechendes Spiegelsubstrat, insbesondere für Spiegel von Projektionsbelichtungsanlagen und bevorzugt für Spiegel von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen bereitzustellen, bei denen das Spiegelsubstrat sowohl einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist als auch eine exakte Bearbeitung zur Einstellung einer definierten Formfläche des Spiegelsubstrats und somit nachfolgend einer Spiegelfläche ermöglicht. Gleichzeitig soll das entsprechende Verfahren einfach und zuverlässig durchführbar sein. It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing a mirror substrate and a corresponding mirror substrate, in particular for mirrors of projection exposure apparatuses and preferably for mirrors of EUV projection exposure apparatuses, in which the mirror substrate has both a low thermal expansion coefficient and / or a high thermal conductivity as well an exact processing for setting a defined shape surface of the mirror substrate and thus subsequently allows a mirror surface. At the same time, the corresponding method should be simple and reliable.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Spiegelsubstrat mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a mirror substrate having the features of claim 10 and an EUV projection exposure apparatus having the features of claim 12. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung schlägt vor, auf einem inhomogenen Material eines Spiegelgrundsubstrats, welches einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit bereitstellt, eine Schicht aus homogenem Material vorzusehen, welches eine exakte Bearbeitung zur Ausbildung einer Formfläche für die nachfolgende Aufbringung des Spiegelmaterials ermöglicht. Ähnlich wie in der DE 19 830 449 A1 , in welcher die Beschichtung von Silizium-Einkristallen mit Quarzglas beschrieben wird, wird für den Fall von inhomogenen Grundsubstraten die Beschichtung mit einem homogenen Material vorgeschlagen, welches bei der Bearbeitung die Probleme aufgrund der Inhomogenitäten vermeidet. Gleichzeitig werden jedoch durch das Material des Grundsubstrats, welches die inhomogenen Eigenschaften aufweist, die vorteilhaften Eigenschaften des inhomogenen Materials für das Spiegelsubstrat genutzt, wie beispielsweise eine niedrige thermische Ausdehnung und/oder gute Wärmeleitfähigkeit. Entsprechend wird vorgeschlagen auf dem inhomogenen Material des Grundsubstrats lediglich eine an die Form der Spiegelfläche angenäherte Spiegelgrundformfläche zu erzeugen und eine exakt der Spiegelfläche entsprechende Spiegelsubstratformfläche in der Beschichtung aus homogenem Material auszubilden. The invention proposes, on an inhomogeneous material of a mirror base substrate which provides a low coefficient of thermal expansion and / or a high thermal conductivity, to provide a layer of homogeneous material which allows exact machining to form a molding surface for subsequent application of the mirror material. Similar in the DE 19 830 449 A1 , in which the coating of silicon single crystals with quartz glass is described, in the case of inhomogeneous basic substrates, the coating is proposed with a homogeneous material, which avoids the problems due to the inhomogeneities during processing. At the same time, however, the material of the base substrate which has the inhomogeneous properties makes use of the advantageous properties of the inhomogeneous material for the mirror substrate, such as, for example, a low thermal expansion and / or good thermal conductivity. Accordingly, it is proposed to produce on the inhomogeneous material of the base substrate only a mirror base surface approximating the shape of the mirror surface and to form an exact mirror surface corresponding to the mirror surface in the coating of homogeneous material.

Das inhomogene Material des Grundsubstrats kann beispielsweise ein Glas-Keramik-Material, wie das Material Zerodur der Firma Schott oder ein Titanoxid-Silikat-Glas, wie das Material ULE der Firma Corning beziehungsweise ein polykristallines Material, wie beispielsweise ein Kupfer-Material sein.The inhomogeneous material of the base substrate may be, for example, a glass-ceramic material, such as the Zerodur material from Schott or a titanium oxide-silicate glass, such as the ULE material Corning or a polycrystalline material, such as a copper material.

Das homogene Material, welches auf dem Grundsubstrat aus dem inhomogenen Material durch Beschichtung aufgebracht wird, kann ein amorphes Siliziumdioxid bzw. Quarzglas oder ein anderes homogenes amorphes Glas sein. Dieses homogene Material kann dann entsprechend durch mechanische Bearbeitung, also durch Schleifen, insbesondere Feinschleifen und/oder Läppen und/oder Polieren so bearbeitet werden, dass in der Beschichtung eine Spiegelsubstratformfläche ausgebildet wird, die eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen kann und als Basis für die nachfolgende Aufbringung von Spiegelschichten, wie beispielsweise Schichten eines Bragg-Reflektors dienen kann. Durch die homogene Beschichtung kann eine besonders exakte Spiegelsubstratformfläche in einfacher Weise hergestellt werden.The homogeneous material applied to the base substrate of the inhomogeneous material by coating may be an amorphous silica, or other homogeneous amorphous glass. This homogeneous material can then be processed by mechanical processing, ie by grinding, in particular fine grinding and / or lapping and / or polishing so that a mirror substrate molding surface is formed in the coating, which can have any three-dimensional shape and as a basis for the subsequent Application of mirror layers, such as layers of a Bragg reflector can serve. Due to the homogeneous coating, a particularly accurate mirror substrate molding surface can be produced in a simple manner.

Demgegenüber muss das Grundsubstrat aus dem inhomogenen Material weniger genau bearbeitet werden, um eine der Spiegelsubstratformfläche angenäherte Spiegelgrundformfläche des Grundsubstrats zu erzeugen. Auch die Spiegelgrundformfläche kann wie die Spiegelsubstratformfläche durch geeignete mechanische Bearbeitungsverfahren, wie Schleifen, insbesondere Feinschleifen und/oder Läppen erzeugt werden, wobei durch den erfindungsgemäßen Ansatz mit einer homogenen Beschichtung auf den inhomogenen Material des Grundsubstrats der Aufwand für die Bearbeitung des Grundsubstrats zur Erstellung der Spiegelgrundformfläche verringert werden kann und die Feinbearbeitung in dem Material der Beschichtung zur Erzeugung der Spiegelsubstratformfläche erfolgt. In contrast, the base substrate of the inhomogeneous material needs to be machined less accurately to produce a mirror base molding surface of the base substrate that approximates the mirror substrate forming surface. The mirror base molding surface, like the mirror substrate molding surface, can also be produced by suitable mechanical processing methods, such as grinding, in particular fine grinding and / or lapping, whereby the effort for processing the base substrate to produce the mirror base molding surface is achieved by the inventive approach with a homogeneous coating on the inhomogeneous material of the base substrate can be reduced and the fine machining takes place in the material of the coating to produce the mirror substrate molding surface.

Da die Spiegelgrundformfläche bereits eine vergleichbare dreidimensionale Form wie die zu erzeugende Spiegelsubstratformfläche entsprechend der späteren Spiegelfläche aufweist, kann die Beschichtung in gleichmäßiger Dicke aufgebracht werden, beispielsweise durch Dampfphasenabscheidungsverfahren, wie CVD(chemical vapour deposition)- oder PVD(physical vapour deposition)-Verfahren, wobei die Dicke die Beschichtung in einem Bereich von 10 µm bis 150 µm, insbesondere 30 µm bis 100 µm und vorzugsweise 50 µm bis 75 µm gewählt werden kann.Since the mirror base molding surface already has a comparable three-dimensional shape as the mirror substrate molding surface to be produced corresponding to the later mirror surface, the coating can be applied in a uniform thickness, for example by vapor deposition methods, such as CVD (chemical vapor deposition) or PVD (physical vapor deposition) method, wherein the thickness of the coating in a range of 10 .mu.m to 150 .mu.m, in particular 30 .mu.m to 100 .mu.m and preferably 50 .mu.m to 75 .mu.m can be selected.

Da durch die Verwendung einer Beschichtung aus homogenem Material auf einem Grundsubstrat aus inhomogenem Material eine Grenzfläche zwischen Beschichtung und Grundsubstrat geschaffen wird, welche aufgrund unterschiedlicher Brechzahlen bei der interferometrischen Oberflächenqualifizierung eine Reflexion des einfallenden Lichts beziehungsweise der elektromagnetischen Strahlung bewirkt, kann die Grenzfläche zwischen Beschichtung und Grundsubstrat konturiert werden, um eine Streuung des reflektierten Lichts zu bewirken, sodass der Anteil des an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Grundsubstrat reflektierten Lichts an der Gesamtreflexion eines entsprechenden Spiegels mit einem erfindungsgemäßen Spiegelsubstrat minimiert wird. Die Konturierung der Spiegelgrundformfläche kann vorzugsweise durch chemischen Abtrag erfolgen, beispielsweise durch Ätzen mit Flusssäure, wenn als homogenes Beschichtungsmaterial Quarzglas Verwendung findet.Since the use of a coating of homogeneous material on a base substrate of inhomogeneous material creates an interface between the coating and the base substrate, which causes reflection of the incident light or the electromagnetic radiation due to different refractive indices in the interferometric surface qualification, the interface between the coating and the base substrate be contoured to cause scattering of the reflected light, so that the proportion of the light reflected at the interface between the coating and the base substrate is minimized in the total reflection of a corresponding mirror with a mirror substrate according to the invention. The contouring of the mirror base molding surface can preferably be carried out by chemical removal, for example by etching with hydrofluoric acid, if quartz glass is used as the homogeneous coating material.

Insbesondere kann durch die Konturierung eine Vielzahl von konkaven Flächen, insbesondere konkaven Kugelsegmentflächen ausgebildet werden, deren Form und Anzahl gemäß dem Ziel einer maximalen Streuung des an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Grundsubstrat reflektierten Lichts eingestellt werden kann.In particular, the contouring can be used to form a multiplicity of concave surfaces, in particular concave spherical segment surfaces, the shape and number of which can be set in accordance with the goal of maximum scattering of the light reflected at the interface between the coating and the base substrate.

Die Konturierung kann so eingestellt werden, dass eine Vermessung der auf der Beschichtung aus homogenem Material zu erzeugten Spiegelsubstratformfläche mit einem Interferometer während und nach der Herstellung der Spiegelsubstratformfläche ohne Störung durch die Grenzfläche zwischen der Beschichtung aus homogenem Material und dem Grundsubstrat aus inhomogenem Material möglich ist. Die Konturierung kann dabei so eingestellt werden, dass bei dem zur Vermessung der Spiegelsubstratformfläche verwendeten Interferometer das an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Grundsubstrat reflektierte Licht durch Streuung ausgeblendet werden kann. The contouring may be adjusted to allow measurement of the mirror substrate forming surface formed on the homogeneous material coating with an interferometer during and after production of the mirror substrate forming surface without interference from the interface between the homogeneous material coating and the base substrate of inhomogeneous material. The contouring can be adjusted in such a way that, in the interferometer used for measuring the mirror substrate forming surface, the light reflected at the interface between the coating and the base substrate can be masked out by scattering.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in The accompanying drawings show in a purely schematic manner in FIG

1 in den Teilbildern a) bis d) die verschiedenen Herstellschritte eines ordnungsgemäßen Spiegelsubstrats; 1 in the partial images a) to d), the various steps of producing a proper mirror substrate;

2 eine teilweise Querschnittansicht der Spiegelgrundformfläche aus 1b); 2 a partial cross-sectional view of the mirror base surface 1b) ;

3 eine teilweise Querschnittansicht der Spiegelgrundformfläche nach einer ersten Periode der chemischen Bearbeitung; 3 a partial cross-sectional view of the mirror base after a first period of chemical processing;

4 eine teilweise Querschnittansicht der Spiegelgrundformfläche eines Grundsubstrats zu einem späteren Zeitpunkt des chemischen Ätzens; 4 a partial cross-sectional view of the mirror base surface of a base substrate at a later time of the chemical etching;

5 eine teilweise Querschnittansicht der Spiegelgrundformfläche in einem Endstadium des Ätzens; 5 a partial cross-sectional view of the mirror base molding surface in an end stage of the etching;

6 eine teilweise Querschnittansicht des Grundsubstrats nach verschiedenen Stadien der Beschichtung; und in 6 a partial cross-sectional view of the base substrate according to various stages of the coating; and in

7 eine schematische Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher ein Spiegel mit einem Spiegelsubstrat gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann. 7 a schematic representation of an EUV projection exposure apparatus, in which a mirror with a mirror substrate according to the invention can be used.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEMBODIMENTS

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmal der vorliegenden Erfindung werden bei der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Further advantages, characteristics and feature of the present invention will become apparent in the following detailed description of the embodiments, and the invention is not limited to the embodiments.

Die 1 zeigt in den Teilbildern a) des d) den Verfahrensablauf und die verschiedenen Stadien zur Herstellung eines Spiegelsubstrats für einen Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. In den Teilbildern a) bis d) sind verschiedene Querschnittansichten des Spiegelsubstrats beziehungsweise des Grundsubstrats 1 für die Herstellung des Spiegelsubstrats in den verschiedenen Bearbeitungsstufen gezeigt.The 1 shows in the partial images a) of d) the procedure and the various stages for producing a mirror substrate for a mirror of a projection exposure apparatus for microlithography. In the partial images a) to d) are different cross-sectional views of the mirror substrate or of the base substrate 1 for the production of the mirror substrate in the different processing stages shown.

Die 1a) zeigt die Querschnittansicht eines Grundsubstrats 1 in einem unbearbeiteten Zustand in Form eines Materialblocks, beispielsweise aus einem Titanoxid-Silikat-Glas mit dem Handelsnamen ULE der Firma Corning. The 1a) shows the cross-sectional view of a base substrate 1 in an unprocessed state in the form of a block of material, for example, a titanium oxide-silicate glass with the trade name ULE the company Corning.

In das Grundsubstrat wird mittels mechanischer Bearbeitung, insbesondere durch Schleifen und/oder Läppen eine Spiegelgrundformfläche 2 eingebracht, die der späteren Kontur der Spiegelfläche des fertigen Spiegels entspricht. Die Spiegelgrundformfläche 2 kann jede beliebige dreidimensionale Form aufweisen, beispielsweise eben oder konkav, wie in 1 in Teilbild b) dargestellt. Die Spiegelgrundformfläche 2 kann mit einer definierten Abweichung von der gewünschten Spiegelsubstratformfläche, die das fertige Spiegelsubstrat aufweisen soll, hergestellt werden, beispielsweise mit einer Abweichung von 5 µm in Bezug auf die Höhe H der Spiegelgrundformfläche 2 von einer Basis 10 des Grundsubstrats 1.By means of mechanical processing, in particular by grinding and / or lapping, a mirror base molding surface is formed into the base substrate 2 introduced, which corresponds to the subsequent contour of the mirror surface of the finished mirror. The mirror base surface 2 can have any three-dimensional shape, for example flat or concave, as in FIG 1 shown in part b). The mirror base surface 2 can be made with a defined deviation from the desired mirror substrate forming surface which the finished mirror substrate is to have, for example with a deviation from 5 μm with respect to the height H of the mirror base molding surface 2 from a base 10 of the basic substrate 1 ,

Nachdem die Spiegelgrundformfläche 2 in dem Grundsubstrat 1 fertiggestellt worden ist, wird die Spiegelgrundformfläche 2 durch chemisches Ätzen beispielsweise durch Flusssäure, so bearbeitet, dass die Spiegelgrundformfläche konturiert wird. Die Konturierung 3, die im gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet wird, umfasst eine Vielzahl von konkaven Kugelsegmentflächen 4, die nebeneinander in der Spiegelgrundformfläche 2 ausgebildet werden.After the mirror base surface 2 in the basic substrate 1 has been completed, the mirror base surface is 2 by chemical etching, for example by hydrofluoric acid, processed so that the mirror base molding surface is contoured. The contouring 3 formed in the embodiment shown comprises a plurality of concave spherical segment surfaces 4 , side by side in the mirror base surface 2 be formed.

Nach der Konturierung der Spiegelgrundformfläche 2 im in 1c) gezeigten Bearbeitungsschritt wird eine Beschichtung 5 aus Quarzglas, also reinem Siliziumdioxid, beispielsweise mit chemischer Dampfphasenabscheidung (CVD Chemical Vapour Deposition) mit einer Dicke von beispielsweise 50 µm aufgebracht, um an der Beschichtung 5 die Spiegelsubstratformfläche 6 auszubilden, die in ihrer dreidimensionalen Form wiederum der Spiegelfläche entspricht, die an dem Spiegel, der das Spiegelsubstrat umfasst, ausgebildet werden soll. Entsprechend kann die Spiegelsubstratformfläche jede beliebige dreidimensionale Form aufweisen, wie zum Beispiel eine ebene Form oder eine konkav gewölbte Form, wie im Beispiel der 1d) gezeigt.After contouring the mirror base surface 2 in the 1c) shown processing step becomes a coating 5 made of quartz glass, so pure silica, for example, with chemical vapor deposition (CVD Chemical Vapor Deposition) having a thickness of for example 50 microns applied to the coating 5 the mirror substrate molding surface 6 form in its three-dimensional shape again corresponds to the mirror surface, which is to be formed on the mirror, which comprises the mirror substrate. Accordingly, the mirror substrate molding surface may have any three-dimensional shape, such as a planar shape or a concave shape, as in the example of FIG 1d) shown.

Die 2 bis 5 zeigen in größerem Detail die Herstellung einer konturierten Spiegelgrundformfläche 2 mit Konturierungen 3 beziehungsweise konkaven gewölbten Flächen in Form von konkaven Kugelsegmentflächen 4 gemäß dem Teilschritt der Bearbeitung aus 1c).The 2 to 5 show in more detail the production of a contoured mirror base molding surface 2 with contouring 3 or concave curved surfaces in the form of concave spherical segment surfaces 4 according to the sub-step of the processing 1c) ,

In 2 ist ein detaillierter Ausschnitt eines Querschnitts durch die Spiegelgrundformfläche 2 nach der mechanischen Herstellung der Spiegelgrundformfläche 2 im Grundsubstrat 1 gezeigt. Im mikroskopischen Maßstab weist die Spiegelgrundformfläche 2 eine zerklüftete Oberfläche mit Bergen und Tälern sowie Rissen 7 auf, die sich in das Material des Grundsubstrats 1 erstrecken.In 2 is a detailed section of a cross section through the mirror base surface 2 after the mechanical production of the Spiegelgrundformfläche 2 in the basic substrate 1 shown. On the microscopic scale, the mirror base surface 2 a rugged surface with mountains and valleys and cracks 7 on, resulting in the material of the basic substrate 1 extend.

Die 3 zeigt die Spiegelgrundformfläche 2 nach einer ersten Zeit des Ätzens mit Flusssäure 8. Die Flusssäure 8 löst das ULE-Material des Grundsubstrats 1 bevorzugt an den Spitzen der Berge sowie entlang der Risse 7 auf, sodass sich eine Spiegelgrundformfläche 2 mit eingeebneten Spitzen und Bergen und Ausbildung von Vertiefungen ergibt.The 3 shows the mirror base surface 2 after a first time of etching with hydrofluoric acid 8th , The hydrofluoric acid 8th Solves the ULE material of the base substrate 1 preferred at the tops of the mountains as well as along the cracks 7 on, so that a Mirror basic form surface 2 with leveled peaks and mountains and formation of depressions 7' results.

Die 4 und 5 zeigen die Spiegelgrundformfläche 2 in späteren Stadien der Bearbeitung, wobei zu erkennen ist, dass durch den Säureangriff der Flusssäure 8 die Vertiefungen zu weit ausgehölten Vertiefungen 7´´ ausgebildet werden, bis sich schließlich eine Vielzahl von konkaven Kugelsegmentflächen 4 ausbilden, die eine definierte Konturierung 3 der Spiegelgrundformfläche 2 darstellen.The 4 and 5 show the mirror base surface 2 in later stages of the processing, whereby it can be seen that by the acid attack of the hydrofluoric acid 8th the wells 7' too far out hollowed depressions 7'' be formed until finally a plurality of concave spherical segment surfaces 4 train, which has a defined contouring 3 the mirror base surface 2 represent.

Die Bearbeitung mit der Flusssäure 8 wird nur solange durchgeführt, bis sich eine Konturierung 3 mit konkaven Kugelsegmentflächen 4 ergibt, die eine maximale Streuung des auf die konturierte Spiegelgrundformfläche 2 auftreffenden Lichts bewirkt. Dies ist dann gegeben, wenn eine große Anzahl von konkaven Kugelsegmentflächen 4 mit unterschiedlichen Krümmungsradien R nahezu vollständig ausgebildet sind.The treatment with hydrofluoric acid 8th is only done until a contouring 3 with concave spherical segment surfaces 4 which gives a maximum spread of the on the contoured mirror base surface 2 incident light causes. This is given when a large number of concave spherical segment surfaces 4 with different radii of curvature R are almost completely formed.

Eine zu lange Bearbeitung mit Flusssäure verkleinert die Streubreite und lenkt bei der Oberflächenqualifizierung zu viel Streulicht in das Interferometer.Excessive working with hydrofluoric acid reduces the spread and directs too much stray light into the interferometer during surface qualification.

Durch die konturierte Spiegelgrundformfläche 2 wird bewirkt, dass im späteren Spiegel Licht beziehungsweise elektromagnetische Strahlung, die an der Spiegelgrundformfläche 2 reflektiert wird, bestmöglich gestreut wird, sodass wenig reflektierte Lichtintensität in den inferferometrischen Strahlengang gelangt, in dem die Spiegel geprüft werden. Dadurch wird vermieden, dass die für die Reflexion des in Fertigung befindlichen Spiegels nicht vorgesehene Grenzfläche zwischen Grundsubstrat 1 und Beschichtung 5 in unerwünscht hohem Maße zur Reflexion des Spiegels beiträgt und die Messgenauigkeit unzulässig verschlechtert.Through the contoured mirror base surface 2 is caused in the later mirror light or electromagnetic radiation that at the Spiegelgrundformfläche 2 is reflected as possible, so that little reflected light intensity reaches the inferferometric beam path, in which the mirrors are tested. This avoids that the interface between the base substrate, which is not provided for the reflection of the mirror in production 1 and coating 5 contributes to an undesirably high degree to the reflection of the mirror and the measurement accuracy deteriorates unduly.

Die 6 zeigt eine detaillierte Darstellung der Bearbeitung des Spiegelsubstrats gemäß dem Prozessschritt, der in 1d) dargestellt ist.The 6 shows a detailed representation of the processing of the mirror substrate according to the process step, which in 1d) is shown.

Wie in 6 gezeigt ist, wird bei Aufbringung der Beschichtung 5 die Konturierung durch die konkaven Kugelsegmentflächen 4 mit zunehmender Beschichtung verwischt, sodass beispielsweise bei einer Abscheidung der Beschichtung 5 mit 15 µm Dicke, 30 µm Dicke, 45 µm Dicke und 60 µm Dicke, die durch die verschiedenen Linien der Beschichtung 5 dargestellt sind, die Konturierung an der Oberfläche der Beschichtung zunehmend eingeebnet wird.As in 6 is shown when applying the coating 5 the contouring by the concave spherical segment surfaces 4 blurred with increasing coating, so that, for example, in a deposition of the coating 5 with 15μm thickness, 30μm thickness, 45μm thickness and 60μm thickness, due to the different lines of the coating 5 are shown, the contouring is increasingly leveled on the surface of the coating.

Die nach der Beschichtung vorliegende Spiegelsubstratformfläche 6 wird durch mechanische Bearbeitung beispielsweise durch Feinschleifen und/oder Läppen und/oder Polieren in eine dreidimensionale Form gebracht, die der späteren Spiegelfläche des Spiegels entspricht, wobei nunmehr die Spiegelsubstratformfläche 6 genau in die Sollform gebracht werden kann, also beispielsweise auch bezüglich der Höhe H in Bezug auf die Basis des Grundsubstrats 1. Durch die mechanische Bearbeitung der Spiegelsubstratformfläche 6 wird überschüssiges Material, das durch die Beschichtung aufgebraut worden ist, wieder entfernt. The mirror substrate mold surface after coating 6 is brought into a three-dimensional shape by mechanical processing, for example by fine grinding and / or lapping and / or polishing, which corresponds to the later mirror surface of the mirror, wherein now the mirror substrate molding surface 6 can be brought exactly into the desired form, that is, for example, also with respect to the height H with respect to the base of the base substrate 1 , By the mechanical processing of the mirror substrate molding surface 6 Excess material that has been buffed by the coating is removed again.

Die 7 zeigt eine rein schematische Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher ein Spiegel mit dem erfindungsgemäßen Spiegelsubstrat beispielsweise nach Aufbringen eines entsprechenden Bragg-Reflektors mit einer Vielzahl von alternierenden Einzelschichten eingesetzt werden kann. Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 20 umfasst eine Lichtquelle 21, in der die EUV-Strahlung erzeugt wird, ein Beleuchtungsmodul 22, in dem die EUV-Strahlung zur homogenen Beleuchtung eines Retikels 25 aufbereitet wird, sowie ein Projektionsobjektiv 23, mit dem die vom Retikel 25 reflektierte Strahlung auf einen Wafer 24 abgebildet wird, um die in dem Retikel 25 vorliegenden Strukturen verkleinert auf den Wafer 24 abzubilden. The 7 shows a purely schematic representation of an EUV projection exposure apparatus in which a mirror with the mirror substrate according to the invention can be used, for example after application of a corresponding Bragg reflector with a plurality of alternating individual layers. The EUV projection exposure system 20 includes a light source 21 in which the EUV radiation is generated, a lighting module 22 in which the EUV radiation for the homogeneous illumination of a reticle 25 is processed, as well as a projection lens 23 with which the from the reticle 25 reflected radiation on a wafer 24 is imaged in the reticle 25 present structures reduced to the wafer 24 map.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können Abweichungen in der Form vorgenommen werden, dass einzelne Merkmale weggelassen oder auch andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung umschließt sämtliche Kombinationen aller vorgestellter Einzelmerkmale mit ein.Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, the invention is not limited to these embodiments, but deviations in the form may be made that individual features omitted or other types of combinations of features are realized, as long as the scope of the appended claims will not leave. The present disclosure includes all combinations of all presented individual features.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19830449 A1 [0007] DE 19830449 A1 [0007]

Claims (14)

Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrats, insbesondere eines Spiegelsubstrats für einen Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, vorzugsweise einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage (20), bei welchem ein inhomogenes Grundsubstrat (1) bereitgestellt wird und mit einer Spiegelgrundformfläche (2) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundsubstrat (1) mit einer Beschichtung (5) aus einem homogenen Material versehen wird, welche an einer vom Grundsubstrat abgewandten Seite so bearbeitet wird, dass eine Spiegelsubstratformfläche (6) ausgebildet wird. Method for producing a mirror substrate, in particular a mirror substrate for a mirror of a projection exposure apparatus for microlithography, preferably an EUV projection exposure apparatus ( 20 ), in which an inhomogeneous basic substrate ( 1 ) and provided with a mirror base surface ( 2 ), characterized in that the base substrate ( 1 ) with a coating ( 5 ) is provided from a homogeneous material which is processed on a side facing away from the base substrate so that a mirror substrate molding surface ( 6 ) is formed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das inhomogene Material des Grundsubstrats (1) ein Glas-Keramik-Material, ein Titanoxid-Silikat-Glas oder ein polykristallines Kupfermaterial ist. Method according to claim 1, characterized in that the inhomogeneous material of the basic substrate ( 1 ) is a glass-ceramic material, a titanium oxide-silicate glass or a polycrystalline copper material. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelgrundformfläche (2) des Grundsubstrats (1) durch Schleifen und/oder Läppen hergestellt wird. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the mirror base molding surface ( 2 ) of the basic substrate ( 1 ) is produced by grinding and / or lapping. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelsubstratformfläche (6) der Beschichtung (5) durch Schleifen, insbesondere Feinschleifen und/oder Läppen und/oder Polieren hergestellt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror substrate molding surface ( 6 ) of the coating ( 5 ) is produced by grinding, in particular fine grinding and / or lapping and / or polishing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) aus amorphem SiO2 gebildet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coating ( 5 ) is formed of amorphous SiO 2 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) in gleichmäßiger Dicke aufgebracht wird, insbesondere in einer Dicke im Bereich von 10 µm bis 150 µm, insbesondere 30 µm bis 100 µm, vorzugsweise 50 µm bis 75 µm. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coating ( 5 ) is applied in a uniform thickness, in particular in a thickness in the range of 10 .mu.m to 150 .mu.m, in particular 30 .mu.m to 100 .mu.m, preferably 50 .mu.m to 75 .mu.m. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen Beschichtung (5) und Grundsubstrat (1) so konturiert wird, dass Licht, welches an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Grundsubstrat reflektiert wird, so gestreut wird, dass eine maximale Verteilung der Streuwinkel gegeben ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the interface between coating ( 5 ) and basic substrate ( 1 ) is contoured so that light which is reflected at the interface between the coating and the base substrate is scattered so that a maximum distribution of the scattering angles is given. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelgrundformfläche (2) vor der Beschichtung durch chemischen Abtrag bearbeitet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror base molding surface ( 2 ) is processed before coating by chemical removal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Beschichtung in der Spiegelgrundformfläche (2) eine Vielzahl von konkaven Flächen, insbesondere Kugelsegmentflächen (4) ausgebildet werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the coating in the mirror base molding surface ( 2 ) a plurality of concave surfaces, in particular spherical segment surfaces ( 4 ) be formed. Spiegelsubstrat, insbesondere ein Spiegelsubstrat für einen Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, vorzugsweise einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, bevorzugt hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem inhomogenen Grundsubstrat, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundsubstrat (1) mit einem homogenen Material beschichtet ist, welches an einer vom Grundsubstrat abgewandten Seite eine Spiegelsubstratformfläche (6) aufweist.Mirror substrate, in particular a mirror substrate for a mirror of a projection exposure apparatus for microlithography, preferably an EUV projection exposure apparatus, preferably produced by a method according to one of the preceding claims, having an inhomogeneous base substrate, characterized in that the base substrate ( 1 ) is coated with a homogeneous material which, on a side facing away from the base substrate, forms a mirror substrate ( 6 ) having. Spiegelsubstrat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen Grundsubstrat (1) und Beschichtung (5) aus homogenem Material konturiert ist. Mirror substrate according to claim 10, characterized in that the interface between the base substrate ( 1 ) and coating ( 5 ) is contoured from homogeneous material. EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Spiegel, welcher ein Spiegelsubstrat nach einem der Ansprüche 10 bis 11 aufweist. An EUV projection exposure apparatus comprising a mirror comprising a mirror substrate according to any one of claims 10 to 11. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel eine Spiegelfläche zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung und ein Spiegelsubstrat, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 oder 11, aufweist, welches ein inhomogenes Grundsubstrat (1) und eine homogenen Beschichtung (5) auf dem Grundsubstrat an der der Spiegelfläche zugewandten Seite des Grundsubstrats umfasst, wobei die Grenzfläche zwischen Beschichtung und Grundsubstrat konturiert ist. EUV projection exposure apparatus according to claim 12, characterized in that the mirror has a mirror surface for reflection of electromagnetic radiation and a mirror substrate, in particular according to one of claims 10 or 11, which has an inhomogeneous base substrate ( 1 ) and a homogeneous coating ( 5 ) on the base substrate on the side of the base substrate facing the mirror surface, wherein the interface between the coating and the base substrate is contoured. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel eine maximale thermische Ausdehnung ∆L/L von 1·10–6 aufweist. EUV projection exposure apparatus according to one of claims 12 to 13, characterized in that the mirror has a maximum thermal expansion ΔL / L of 1 · 10 -6 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19830449A1 (en) 1998-07-08 2000-01-27 Zeiss Carl Fa SiO¶2¶ coated mirror substrate for EUV

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