DE102018221405A1 - Diffractive optical element and method for its production - Google Patents

Diffractive optical element and method for its production Download PDF

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Richard QUINTANILHA
Erik Loopstra
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Carl Zeiss SMT GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein diffraktives optisches Element, insbesondere ein Computer-generiertes Hologramm (CGH), sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein erfindungsgemäßes Verfahren folgende Schritte auf: Bereitstellen eines Substrats (110, 210) aus einem Substratmaterial, Erzeugen von diffraktiven Strukturen (120, 220) über dem Substrat (110, 210), und Auffüllen von zwischen den diffraktiven Strukturen (120, 220) vorhandenen Zwischenräumen mit einem Füllmaterial (130, 230), wobei die Brechzahldifferenz zwischen der Brechzahl des Materials der diffraktiven Strukturen (220) und der Brechzahl des Füllmaterials (230) bei einer Arbeitswellenlänge des diffraktiven optischen Elements wenigstens 0.2 beträgt.The invention relates to a diffractive optical element, in particular a computer-generated hologram (CGH), and a method for its production. According to one aspect of the invention, a method according to the invention has the following steps: providing a substrate (110, 210) from a substrate material, producing diffractive structures (120, 220) over the substrate (110, 210), and filling between the diffractive structures (120, 220) existing spaces with a filling material (130, 230), the refractive index difference between the refractive index of the material of the diffractive structures (220) and the refractive index of the filling material (230) at a working wavelength of the diffractive optical element being at least 0.2.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft ein diffraktives optisches Element, insbesondere ein Computer-generiertes Hologramm (CGH), sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das diffraktive optische Element kann insbesondere zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements für die Mikrolithographie, z.B. eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, ausgelegt sein.The invention relates to a diffractive optical element, in particular a computer-generated hologram (CGH), and a method for its production. The diffractive optical element can in particular be used in an interferometric test arrangement for testing an optical element for microlithography, e.g. an optical element of a microlithographic projection exposure system.

Stand der TechnikState of the art

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to manufacture microstructured components, such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure system, which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask illuminated by the illumination device (= reticle) is projected by means of the projection lens onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection lens (for example a silicon wafer), in order to apply the mask structure onto the light-sensitive coating of the Transfer substrate.

In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus US 2016/0085061 A1 bekannt, können beispielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.55 aufweisen und bilden ein (z.B. ringsegmentförmiges) Objektfeld in die Bildebene bzw. Waferebene ab. Mit der Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) geht typischerweise eine Vergrößerung der erforderlichen Spiegelflächen der in der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Spiegel einher. Dies hat wiederum zur Folge, dass neben der Fertigung auch die Prüfung der Oberflächenform der Spiegel eine anspruchsvolle Herausforderung darstellt. Hierbei kommen zur hochgenauen Prüfung der Spiegel insbesondere interferometrische Messverfahren unter Verwendung Computer-generierter Hologramme (CGH) zum Einsatz.In projection lenses designed for the EUV range, ie at wavelengths of, for example, about 13 nm or about 7 nm, mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of suitable transparent refractive materials. Typical projection lenses designed for EUV, such as from US 2016/0085061 A1 Known, for example, can have an image-side numerical aperture (NA) in the range of NA = 0.55 and represent an (eg ring segment-shaped) object field in the image plane or wafer plane. Increasing the numerical aperture (NA) on the image side is typically accompanied by an enlargement of the required mirror surfaces of the mirrors used in the projection exposure system. This in turn means that in addition to manufacturing, checking the surface shape of the mirrors is a demanding challenge. Interferometric measurement methods using computer-generated holograms (CGH) are used for the high-precision inspection of the mirrors.

3 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer interferometrischen Prüfanordnung zur Prüfung eines Spiegels. 3 shows a schematic representation to explain the possible structure of an interferometric test arrangement for testing a mirror.

Gemäß 3 tritt die von einer (nicht dargestellten) Lichtquelle erzeugte und aus der Austrittsfläche eines Lichtwellenleiters 301 austretende Beleuchtungsstrahlung als Eingangswelle 305 mit einer sphärischen Wellenfront aus, durchläuft einen Strahlteiler 310 und trifft anschließend auf ein komplex kodiertes CGH 320. Das CGH 320 erzeugt in Transmission im Beispiel gemäß seiner komplexen Kodierung aus der Eingangswelle 305 insgesamt vier Ausgangswellen, von denen eine Ausgangswelle als Prüfwelle auf die Oberfläche des Testobjekts in Form eines Spiegels 340 mit einer an die Sollform der Oberfläche dieses Spiegels 340 angepassten Wellenfront auftrifft. Des Weiteren erzeugt das CGH 320 aus der Eingangswelle 305 in Transmission drei weitere Ausgangswellen, von denen jede auf jeweils ein weiteres reflektives optisches Element 331, 332 bzw. 333 trifft. Mit „335“ ist ein Shutter bezeichnet. Das CGH 320 dient auch zur Überlagerung der vom Testobjekt bzw. Spiegel 340 reflektierten Prüfwelle sowie der von den Elementen 331-333 reflektierten Referenzwellen, welche als konvergente Strahlen wieder auf den Strahlteiler 310 treffen und von diesem in Richtung einer als CCD-Kamera ausgelegten Interferometerkamera 360 reflektiert werden, wobei sie ein Okular 350 durchlaufen. Die Interferometerkamera 360 erfasst ein durch die interferierenden Wellen erzeugtes Interferogramm, aus welchem über eine (nicht dargestellte) Auswerteeinrichtung die tatsächliche Form der optischen Oberfläche des Testobjekts 340 bestimmt wird.According to 3 occurs the light source (not shown) generated and from the exit surface of an optical waveguide 301 emerging illuminating radiation as an input wave 305 with a spherical wavefront, passes through a beam splitter 310 and then encounters a complex coded CGH 320 , The CGH 320 generated in transmission in the example according to its complex coding from the input shaft 305 A total of four output waves, one of which is an output wave as a test wave on the surface of the test object in the form of a mirror 340 with a to the target shape of the surface of this mirror 340 adapted wavefront. Furthermore, the CGH generates 320 from the input shaft 305 in transmission three further output waves, each of which has a further reflective optical element 331 . 332 respectively. 333 meets. With " 335 “Is called a shutter. The CGH 320 also serves to overlay those of the test object or mirror 340 reflected test wave as well as that of the elements 331 - 333 reflected reference waves, which converge as rays back onto the beam splitter 310 meet and from this towards an interferometer camera designed as a CCD camera 360 be reflected, being an eyepiece 350 run through. The interferometer camera 360 detects an interferogram generated by the interfering waves, from which the actual shape of the optical surface of the test object is evaluated via an evaluation device (not shown) 340 is determined.

Ein in der Praxis auftretendes Problem ist, dass bei dem bei der interferometrischen Messung eingesetzten CGH Änderungen des geometrischen Profils der Strukturen durch unkontrollierte Zufuhr von Kontaminationen mit z.B. Kohlenwasserstoffen hervorgerufen werden können. Die Kenntnis des geometrischen Profils des CGH sowie die Vorhersage etwaiger Änderungen dieses Profils sind jedoch erforderlich, um bei Feststellung einer Phasenabweichung in dem interferometrischen Messaufbau eindeutig unterscheiden zu können, ob diese Phasenabweichung auf vorhandene Fehler auf dem CGH oder auf der zu messenden Fläche zurückzuführen ist.A problem that arises in practice is that with the CGH used in the interferometric measurement, changes in the geometric profile of the structures due to uncontrolled supply of contaminants with e.g. Hydrocarbons can be caused. However, knowledge of the geometric profile of the CGH and the prediction of any changes to this profile are necessary in order to be able to clearly differentiate between phase errors in the interferometric measurement setup and determine whether this phase deviation is due to existing errors on the CGH or on the surface to be measured.

4 zeigt zur Veranschaulichung in lediglich schematischer und stark vereinfachter Darstellung ein CGH 420 mit einer auf einer Gitterstruktur 421 befindlichen Kontaminationsschicht 422. Die in 4 angedeutete homogene Flächenkontamination führt auch im Falle einer weitgehenden Übereinstimmung der Brechzahlen von Kontaminationsschicht 422 einerseits und Gitterstruktur 421 bzw. CGH-Substrat andererseits zu einer Änderung des optisch wirksamen Profils infolge effektiver Verschmälerung der in der Gitterstruktur 421 befindlichen Täler. Infolgedessen treten Änderungen des geometrischen Profils des CGH 420 bzw. der jeweils erzeugten (Referenz-)Phase und damit Fehlerbeiträge bei der Spiegelcharakterisierung auf. 4 shows a CGH for illustration only in a schematic and highly simplified representation 420 with one on a lattice structure 421 located contamination layer 422 , In the 4 The indicated homogeneous surface contamination also leads to a largely identical refractive index of the contamination layer 422 on the one hand and lattice structure 421 or CGH substrate, on the other hand, to a change in the optically effective profile as a result of effective narrowing of the lattice structure 421 located valleys. As a result, changes in the geometric profile of the CGH occur 420 or the respectively generated (reference) phase and thus errors in mirror characterization.

Das vorstehend beschriebene Problem ist umso gravierender, als in gegenwärtigen und künftigen Messanordnungen eine Reproduzierbarkeit in der Größenordnung von 0.1nm über einen Zeitraum von 1 Jahr (entsprechend der maximal zulässigen Änderung des Messergebnisses bei identischem Prüfling) gefordert sein kann.The problem described above is all the more serious since current and future measurement arrangements may require a reproducibility of the order of 0.1 nm over a period of 1 year (corresponding to the maximum permissible change in the measurement result for an identical test object).

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2015 209 490 A1 verwiesen.The state of the art is only given as an example DE 10 2015 209 490 A1 directed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein diffraktives optisches Element, insbesondere ein Computer-generiertes Hologramm (CGH), sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, welche in einer interferometrischen Prüfanordnung eine erhöhte Messgenauigkeit unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen.Against the above background, it is an object of the present invention to provide a diffractive optical element, in particular a computer-generated hologram (CGH), and a method for its production, which, in an interferometric test arrangement, provide increased measurement accuracy while at least partially avoiding the ones described above Enable problems.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren bzw. das diffraktive optische Element gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.This object is achieved by the method and the diffractive optical element according to the features of the independent claims.

Gemäß einem Aspekt weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements folgende Schritte auf:

  • - Bereitstellen eines Substrats aus einem Substratmaterial;
  • - Erzeugen von diffraktiven Strukturen über dem Substrat; und
  • - Auffüllen von zwischen den diffraktiven Strukturen vorhandenen Zwischenräumen mit einem Füllmaterial, wobei die Brechzahldifferenz zwischen der Brechzahl des Materials der diffraktiven Strukturen und der Brechzahl des Füllmaterials bei einer Arbeitswellenlänge des diffraktiven optischen Elements wenigstens 0.2 beträgt.
According to one aspect, a method according to the invention for producing a diffractive optical element has the following steps:
  • - Providing a substrate from a substrate material;
  • - creating diffractive structures over the substrate; and
  • - Filling of gaps between the diffractive structures with a filler material, the refractive index difference between the refractive index of the material of the diffractive structures and the refractive index of the filler material being at least 0.2 at a working wavelength of the diffractive optical element.

Dabei ist die Formulierung, wonach die diffraktiven Strukturen über dem Substrat erzeugt werden, so zu verstehen, dass in Ausführungsformen der Erfindung auch wenigstens eine weitere (Zwischen-)Schicht (z.B. eine Ätzstoppschicht, eine Antireflexschicht oder eine andere Funktionsschicht) zwischen dem Substrat und den diffraktiven Strukturen vorhanden sein kann.The wording according to which the diffractive structures are produced above the substrate is to be understood such that in embodiments of the invention at least one further (intermediate) layer (for example an etching stop layer, an antireflection layer or another functional layer) between the substrate and the diffractive structures can be present.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Herstellung eines diffraktiven optischen Elements in einem zusätzlichen Schritt zwischen den erzeugten diffraktiven Strukturen vorhandene Zwischenräume mit einem Füllmaterial aufzufüllen und auf diese Weise - wie im Weiteren näher erläutert - nachteilige Effekte von im praktischen Einsatz auftretenden, gegebenenfalls unvermeidlichen Kontaminationen zumindest zu verringern oder vollständig zu eliminieren.The invention is based, in particular, on the concept of filling an existing step between the generated diffractive structures with a filling material in an additional step in the production of a diffractive optical element and in this way - as explained in more detail below - disadvantageous effects of those which may occur in practical use to at least reduce or completely eliminate inevitable contamination.

Dabei wird in Ausführungsformen der Erfindung durch das Füllmaterial eine Schutz-Abdeckschicht zum Schutz der diffraktiven Strukturen vor Kontaminations-Anlagerungen gebildet. Diese Schutz-Abdeckschicht kann wiederum durch anschließendes teilweises Abtragen des Füllmaterials (z.B. durch chemisch-mechanisches Polieren, CMP) bearbeitet werden, wodurch im Ergebnis eine plane Oberfläche realisiert werden kann.In embodiments of the invention, the filler material forms a protective cover layer to protect the diffractive structures from contamination accumulation. This protective cover layer can in turn be processed by subsequent partial removal of the filler material (e.g. by chemical mechanical polishing, CMP), as a result of which a flat surface can be achieved.

Das Vorhandensein des Füllmaterials bzw. der hierdurch gebildeten Schutz-Abdeckschicht hat nun in dem erfindungsgemäßen diffraktiven optischen Element zunächst zur Folge, dass die diffraktiven Strukturen selbst durch auftretende Kontaminationen nicht mehr modifiziert bzw. keinen zeitlichen Änderungen mehr unterworfen werden, so dass z.B. eine einmalig durchgeführte Kalibrierung des fertig hergestellten diffraktiven optischen Elements dauerhaft Gültigkeit behält.The presence of the filler material or the protective cover layer formed thereby initially has the consequence in the diffractive optical element according to the invention that the diffractive structures themselves are no longer modified or are no longer subjected to changes over time, so that e.g. a one-time calibration of the finished diffractive optical element remains permanently valid.

Da gegebenenfalls im Betrieb des diffraktiven optischen Elements bzw. des jeweiligen optischen Systems auftretende Kontaminationen sich nicht mehr direkt an den diffraktiven Strukturen anlagern bzw. in Zwischenräume einbringen können, führen solche Kontaminationen typischerweise lediglich zu einer Kontaminationsschicht von im Wesentlichen gleichmäßiger Dicke, welche wiederum i.d.R. von vernachlässigbarem Einfluss auf die optischen Eigenschaften des diffraktiven optischen Elements bzw. die z.B. in einer entsprechenden, das diffraktive optische Element verwendenden Prüfungsanordnung ist.Since any contamination that may occur during operation of the diffractive optical element or of the respective optical system can no longer accumulate directly on the diffractive structures or can be introduced into interspaces, such contaminations typically only result in a contamination layer of essentially uniform thickness, which in turn usually results. of negligible influence on the optical properties of the diffractive optical element or the e.g. in a corresponding test arrangement using the diffractive optical element.

Durch die erfindungsgemäß bereitgestellte Schutz-Abdeckschicht wird somit effektiv zum einen ein Schutz der diffraktiven Strukturen vor direkter Anlagerung von Kontaminationen und zum anderen infolgedessen auch ein Schutz vor signifikanten zeitlichen Änderungen der optischen Eigenschaften des diffraktiven optischen Elements bzw. der gegebenenfalls in einer dieses Element einsetzenden Prüfanordnung erhaltenen (Mess-)Ergebnisse erzielt.The protective covering layer provided according to the invention thus effectively protects the diffractive structures against direct accumulation of contamination and consequently also protects against significant changes over time in the optical properties of the diffractive optical element or, if applicable, in a test arrangement using this element obtained (measurement) results.

Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das hiermit hergestellte diffraktive optische Element den weiteren Vorteil, dass auch eine gegebenenfalls gebotene Reinigung bzw. Beseitigung auftretender Kontaminationen in besonders einfacher Weise durchführbar ist. Da nämlich die diffraktiven Strukturen selbst innerhalb des Füllmaterials bzw. der Schutz-Abdeckschicht „vergraben“ sind, ist gewährleistet, dass z.B. keine Rückstände eingesetzter Reinigungsflüssigkeiten zwischen den diffraktiven Strukturen verbleiben können und auch keine reinigungsbedingte Modifikation oder Beschädigung der diffraktiven Strukturen auftritt. Insbesondere kann nach der vorstehend beschriebenen Erzeugung einer planen Oberfläche der Schutz-Abdeckschicht z.B. durch chemisch-mechanisches Polieren die Reinigung von einer gegebenenfalls vorhandenen Kontaminationsschicht besonders einfach, wirksam und ohne Rückstände durchgeführt werden.In addition, the method according to the invention and the diffractive optical element produced therewith have the further advantage that any necessary cleaning or removal of contaminations that occur can also be carried out in a particularly simple manner. Because the diffractive structures themselves within the Filling material or the protective cover layer are “buried”, it is ensured that, for example, no residues of cleaning liquids used can remain between the diffractive structures and that no cleaning-related modification or damage to the diffractive structures occurs. In particular, after the above-described generation of a flat surface of the protective cover layer, for example by chemical-mechanical polishing, the cleaning of any contamination layer which may be present can be carried out particularly easily, effectively and without residues.

Dadurch, dass die Brechzahldifferenz zwischen der Brechzahl des Materials der diffraktiven Strukturen und der Brechzahl des Füllmaterials bei einer Arbeitswellenlänge des diffraktiven optischen Elements wenigstens 0.2 beträgt, wird ein hinreichend hoher optischer Kontrast zwischen dem Füllmaterial der Schutz-Abdeckschicht und dem Material der diffraktiven Strukturen erzielt.Due to the fact that the refractive index difference between the refractive index of the material of the diffractive structures and the refractive index of the filler material at a working wavelength of the diffractive optical element is at least 0.2, a sufficiently high optical contrast between the filler material of the protective cover layer and the material of the diffractive structures is achieved.

Gemäß einer Ausführungsform wird durch das Füllmaterial eine Schutz-Abdeckschicht zum Schutz der diffraktiven Strukturen vor Kontaminations-Anlagerung gebildet.According to one embodiment, the filler material forms a protective cover layer to protect the diffractive structures from contamination accumulation.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren weiter den Schritt auf: Bearbeiten der Oberfläche dieser Schutz-Abdeckschicht durch teilweises Abtragen des Füllmaterials. Dieses Bearbeiten kann insbesondere durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) erfolgen.According to one embodiment, the method further comprises the step of: processing the surface of this protective cover layer by partially removing the filler material. This processing can be done in particular by chemical mechanical polishing (CMP).

Gemäß einer Ausführungsform werden die diffraktiven Strukturen in dem Substratmaterial ausgebildet.According to one embodiment, the diffractive structures are formed in the substrate material.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Füllmaterial von dem Substratmaterial verschieden.According to one embodiment, the filling material is different from the substrate material.

Gemäß einer Ausführungsform werden die diffraktiven Strukturen in einer auf dem Substrat zuvor aufgebrachten weiteren Schicht ausgebildet.According to one embodiment, the diffractive structures are formed in a further layer previously applied to the substrate.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Füllmaterial von dem Material dieser weiteren Schicht verschieden.According to one embodiment, the filling material is different from the material of this further layer.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Füllmaterial aus der Gruppe ausgewählt, welche Hafniumoxid (HfO2), Aluminiumoxid (Al2O3) und Titanoxid (TiO2) enthält. Dabei kann das Aufbringen des Füllmaterials bzw. der hierdurch gebildeten Schutz-Abdeckschicht insbesondere über Atomlagenabscheidung (ALD= „atomic layer deposition“) oder plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (PE-ALD= „plasma enhanced atomic layer deposition“) erfolgen.According to one embodiment, the filler material is selected from the group consisting of hafnium oxide (HfO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ). The filling material or the protective covering layer formed thereby can be applied in particular via atomic layer deposition (ALD = “atomic layer deposition”) or plasma-assisted atomic layer deposition (PE-ALD = “plasma enhanced atomic layer deposition”).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Füllmaterial aus der Gruppe ausgewählt, welche Siliziumnitrid und amorphes Silizium enthält. Dabei kann das Aufbringen des Füllmaterials bzw. der hierdurch gebildeten Schutz-Abdeckschicht insbesondere über chemische Gasphasenabscheidung (CVD = „chemical vapour deposition“) oder plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PE-CVD = „plasma enhanced chemical vapour deposition“) erfolgen.According to a further embodiment, the filling material is selected from the group which contains silicon nitride and amorphous silicon. The filling material or the protective cover layer formed thereby can be applied in particular via chemical vapor deposition (CVD = "chemical vapor deposition") or plasma-assisted chemical vapor deposition (PE-CVD = "plasma enhanced chemical vapor deposition").

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren weiter den Schritt auf: Aufbringen einer Antireflexschicht auf dem Füllmaterial. Über das Aufbringen einer solchen Antireflexschicht, bei dem die „vergrabene“ Anordnung der diffraktiven Strukturen in dem erfindungsgemäßen Aufbau ausgenutzt wird, kann die Transmission des diffraktiven optischen Elements gesteigert werden. Die Antireflexschicht kann zusätzlich auch auf der Rückseite des diffraktiven optischen Elements aufgebracht werden, so dass dann im Ergebnis der Einsatz des diffraktiven optischen Elements im jeweiligen optischen System ohne Einführung unerwünschter, einen Lichtverlust bewirkender Grenzflächen bzw. „interfaces“ erfolgen kann.According to one embodiment, the method further comprises the step: applying an anti-reflective layer on the filling material. The transmission of the diffractive optical element can be increased by applying such an antireflection layer, in which the “buried” arrangement of the diffractive structures in the structure according to the invention is used. The antireflection layer can also be applied to the back of the diffractive optical element, so that as a result the diffractive optical element can then be used in the respective optical system without the introduction of undesirable interfaces or “interfaces” that cause light loss.

Die Erfindung betrifft weiter auch ein diffraktives optisches Element, insbesondere zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements für die Mikrolithographie, mit

  • - einem Substrat aus einem Substratmaterial;
  • - diffraktiven Strukturen, welche sich über dem Substrat befinden; und
  • - einer Schutz-Abdeckschicht zum Schutz der diffraktiven Strukturen vor Kontaminations-Anlagerung, wobei diese Schutz-Abdeckschicht durch ein zwischen den diffraktiven Strukturen vorhandene Zwischenräume auffüllendes Füllmaterial gebildet ist, wobei die Brechzahldifferenz zwischen der Brechzahl des Materials der diffraktiven Strukturen und der Brechzahl des Füllmaterials bei einer Arbeitswellenlänge des diffraktiven optischen Elements wenigstens 0.2 beträgt.
The invention also relates to a diffractive optical element, in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element for microlithography
  • - a substrate made of a substrate material;
  • - diffractive structures, which are located above the substrate; and
  • - A protective cover layer for protecting the diffractive structures from contamination accumulation, this protective cover layer being formed by a filler material filling up between the diffractive structures, the refractive index difference between the refractive index of the material of the diffractive structures and the refractive index of the filler material a working wavelength of the diffractive optical element is at least 0.2.

Gemäß einer Ausführungsform ist das diffraktive optische Element durch ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen hergestellt.According to one embodiment, the diffractive optical element is produced by a method with the features described above.

Gemäß einer Ausführungsform ist das diffraktive optische Element ein Computer-generiertes Hologramm (CGH).According to one embodiment, the diffractive optical element is a computer generated hologram (CGH).

Gemäß einer Ausführungsform ist das diffraktive optische Element dazu ausgelegt, zusätzlich zu einer Prüfwelle eine Referenzwelle zur interferometrischen Überlagerung mit der Prüfwelle nach Reflexion der Referenzwelle an einem Referenzspiegel zu erzeugen.According to one embodiment, the diffractive optical element is designed to post a reference wave for interferometric superimposition with the test wave in addition to a test wave To generate reflection of the reference wave on a reference mirror.

Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung eines diffraktiven optischen Elements mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen zum Prüfen eines optischen Elements für die Mikrolithographie.The invention further relates to the use of a diffractive optical element with the features described above for testing an optical element for microlithography.

Die Erfindung betrifft weiter auch eine interferometrische Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements für die Mikrolithographie, wobei die Prüfanordnung ein Computer-generiertes Hologramm (CGH) aufweist und wobei eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer von diesem Computer-generierten Hologramm auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist, wobei das Computer-generierte Hologramm (CGH) ein diffraktives optisches Element mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen ist.The invention also relates to an interferometric test arrangement for testing an optical element, in particular an optical element for microlithography, the test arrangement having a computer-generated hologram (CGH) and a test of at least one partial area of the optical element by interferometric superimposition of one of these Computer-generated hologram on the optical element-directed test wave and a reference wave can be carried out, the computer-generated hologram (CGH) being a diffractive optical element with the features described above.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention can be found in the description and the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the attached figures.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

  • 1a-1j schematische Darstellungen zur Erläuterung der Herstellung eines diffraktiven optischen Elements in einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2a-2d schematische Darstellungen zur Erläuterung der Herstellung eines diffraktiven optischen Elements in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines möglichen Aufbaus einer interferometrischen Prüfanordnung;
  • 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines bei Einsatz eines CGHs in einer interferometrischen Prüfanordnung auftretenden möglichen Problems; und
  • 5 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.
Show it:
  • 1a-1j schematic representations for explaining the manufacture of a diffractive optical element in one embodiment of the invention;
  • 2a-2d schematic representations for explaining the manufacture of a diffractive optical element in a further embodiment of the invention;
  • 3 a schematic representation of a possible structure of an interferometric test arrangement;
  • 4 a schematic representation for explaining a possible problem occurring when using a CGH in an interferometric test arrangement; and
  • 5 a schematic representation of a projection exposure system designed for operation in the EUV.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

5 zeigt zunächst eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren prüfbare Spiegel aufweist. 5 FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary projection exposure system designed for operation in the EUV, which has mirrors that can be checked using a method according to the invention.

Gemäß 5 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 510 einen Feldfacettenspiegel 503 und einen Pupillenfacettenspiegel 504 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 503 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 501 und einen Kollektorspiegel 502 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 504 sind ein erster Teleskopspiegel 505 und ein zweiter Teleskopspiegel 506 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 507 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 521-526 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 531 auf einem Maskentisch 530 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 541 auf einem Wafertisch 540 befindet.According to 5 has a lighting device in a projection exposure system designed for EUV 510 a field facet mirror 503 and a pupil facet mirror 504 on. On the field facet mirror 503 becomes the light of a light source unit, which is a plasma light source 501 and a collector mirror 502 includes, directed. In the light path after the pupil facet mirror 504 are a first telescope mirror 505 and a second telescopic mirror 506 arranged. In the light path below is a deflecting mirror 507 arranged that the radiation striking it on an object field in the object plane of a six mirror 521 - 526 comprehensive projection lens. A reflective structure-bearing mask is located at the location of the object field 531 on a mask table 530 arranged, which is imaged with the aid of the projection lens in an image plane in which there is a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) 541 on a wafer table 540 located.

Bei dem in einer interferometrischen Prüfanordnung (z.B. mit dem anhand von 3 bereits beschriebenen Aufbau) und unter Verwendung eines erfindungsgemäßen CGHs geprüften optischen Element kann es sich z.B. um einen beliebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage 510 handeln.In the case of an interferometric test set-up (e.g. with the help of 3 structure already described) and using an optical element tested according to the invention, it can be, for example, any mirror of the projection exposure system 510 act.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Realisierung bei der Prüfung optischer Elemente im EUV-Bereich beschränkt, sondern auch bei für andere optische Elemente (z.B. ausgelegt für den DUV-Bereich bei Wellenlängen von ca. 193nm oder auch für den sichtbaren Wellenlängenbereich) vorteilhaft anwendbar.However, the invention is not limited to the implementation when testing optical elements in the EUV range, but can also be advantageously used for other optical elements (e.g. designed for the DUV range at wavelengths of approx. 193 nm or also for the visible wavelength range).

Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Abbildungen in 1a-1j sowie 2a-2d beschrieben.In the following, embodiments of the invention are described with reference to the schematic illustrations in FIG 1a-1j such as 2a-2d described.

Diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass im Laufe der Herstellung eines diffraktiven optischen Elements bzw. CGHs die zwischen den hierbei erzeugten diffraktiven Strukturen verbleibenden Zwischenräume mit einem zusätzlichen Füllmaterial (welches sich von dem die eigentlichen diffraktiven Strukturen bildenden Material unterscheidet) aufgefüllt werden, wodurch im Ergebnis eine Schutz-Abdeckschicht zum Schutz besagter diffraktiver Strukturen (und zur Vermeidung einer späteren kontaminationsbedingten Modifikation von deren optischen Eigenschaften) ausgebildet wird.These embodiments have in common that in the course of the manufacture of a diffractive optical element or CGH, the gaps remaining between the diffractive structures produced in this way are filled with an additional filler material (which differs from the material forming the actual diffractive structures), as a result of which a Protective cover layer is formed to protect said diffractive structures (and to avoid a later contamination-related modification of their optical properties).

Dabei unterscheiden sich die Ausführungsformen von 1a-1j einerseits und 2a-2d andererseits dadurch, dass im Beispiel von 1a-1j die diffraktiven Strukturen in einer zunächst über dem Substrat aufgebrachten, zusätzlichen Schicht ausgebildet werden, wohingegen gemäß 2a-2d die Ausbildung der diffraktiven Strukturen in dem Substratmaterial selbst erfolgt.The embodiments differ from 1a-1j on the one hand and 2a-2d on the other hand in that in the example of 1a-1j the diffractive structures are formed in an additional layer initially applied over the substrate, whereas according to 2a-2d the diffractive structures are formed in the substrate material itself.

Unter Bezugnahme zunächst auf 1a-1j umfasst der Herstellungsprozess zunächst für sich bekannte und in 1a-1f schematisch angedeutete Lithographieschritte, als deren Ergebnis die in 1g gezeigte Anordnung diffraktiver Strukturen 120 über einem Substrat 110 (und von diesem getrennt durch eine Ätzstoppschicht 115) erhalten wird. Dabei ist in 1a-1f mit „116“ eine zunächst auf die Ätzstoppschicht 115 aufgebrachte, letztlich das Material für die diffraktiven Strukturen bereitstellende zusätzliche Schicht, mit „117“ eine im Laufe des Lithographieprozesses gemäß 1e geätzte Schicht und mit „118“ eine gemäß 1d lithographisch strukturierte Resistschicht bezeichnet. Die eigentlichen erfindungswesentlichen Schritte des Ausführungsbeispiels von 1a-1j sind in 1h-1j gezeigt und umfassen die vorstehend genannte Auffüllung der Zwischenräume zwischen den diffraktiven Strukturen 120 durch ein zusätzliches (vom Material der diffraktiven Strukturen 120 bzw. der Schicht 116 verschiedenes) Füllmaterial 130 gemäß 1h, sowie gegebenenfalls ein teilweises Abtragen dieses Füllmaterials 130 z.B. durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) gemäß 1i.Referring first to 1a-1j The manufacturing process initially includes known and in 1a-1f schematically indicated lithography steps, as a result of which in 1g arrangement of diffractive structures shown 120 over a substrate 110 (and separated from it by an etch stop layer 115 ) is obtained. Here is in 1a-1f With " 116 “One first on the etch stop layer 115 applied additional layer, ultimately providing the material for the diffractive structures, with “ 117 “One in the course of the lithography process 1e etched layer and with " 118 “A according 1d called lithographically structured resist layer. The actual steps of the embodiment of FIG 1a-1j are in 1h-1, j shown and include the aforementioned filling of the spaces between the diffractive structures 120 through an additional (from the material of the diffractive structures 120 or the layer 116 various) filling material 130 according to 1h , and if necessary a partial removal of this filler 130 eg by chemical mechanical polishing (CMP) according to 1i ,

Wie in 1i angedeutet erfolgt hierbei das Abtragen des Füllmaterials 130 nicht notwendigerweise bis hinab zu den diffraktiven Strukturen 120, sondern vorzugsweise derart, dass die diffraktiven Strukturen 120 insgesamt in dem Füllmaterial 130 „vergraben“ bleiben (wobei die über die diffraktiven Strukturen 120 hinausragende Dicke des Füllmaterials 130 größenordnungsmäßig z.B. wenige Nanometer betragen kann).As in 1i as indicated, the filling material is removed 130 not necessarily down to the diffractive structures 120 , but preferably such that the diffractive structures 120 overall in the fill material 130 Remain “buried” (whereby the diffractive structures 120 outstanding thickness of the filling material 130 in the order of magnitude, for example, a few nanometers).

Im konkreten Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Füllmaterial 130 z.B. um Hafniumoxid (HfO2) handeln, welches z.B. mit Atomlagenabscheidung (ALD = „atomic layer deposition“) aufgebracht werden kann. Das Substrat 110 kann hierbei beispielhaft aus Quarzglas (SiO2) hergestellt sein. Das die diffraktiven Strukturen 120 bzw. die Schicht 116 bildende Material kann hierbei lediglich beispielhaft ebenfalls Quarzglas (SiO2) sein.In the specific exemplary embodiment, the filling material can be 130 For example, it is hafnium oxide (HfO 2 ), which can be applied with atomic layer deposition (ALD). The substrate 110 can be made of quartz glass (SiO 2 ), for example. That is the diffractive structures 120 or the layer 116 forming material can also be quartz glass (SiO 2 ) by way of example only.

In weiteren Ausführungsformen kann als Füllmaterial 130 auch ein anderes Material wie z.B. Siliziumnitrid (SiN) verwendet werden, wobei in diesem Falle die Auftragung z.B. durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD = „chemical vapour deposition“) erfolgen kann. Weitere Materialien wie amorphes Silizium können ebenfalls als Füllmaterial verwendet werden.In other embodiments can be used as filler 130 another material such as silicon nitride (SiN) can also be used, in which case the application can take place, for example, by chemical vapor deposition (CVD = “chemical vapor deposition”). Other materials such as amorphous silicon can also be used as filler.

Tabelle 1 zeigt lediglich beispielhaft (und ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) für eine Arbeitswellenlänge von λ=532nm Brechzahlwerte von im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Materialien. Tabelle 1: Material Brechzahl bei λ=532nm SiO2 1.46 HfO2 2.12 ZrO2 2.17 Al2O3 1.77 Si3N4 2.00 TiO2 2.45 Ta2O5 1.90 Table 1 shows by way of example only (and without the invention being restricted to this) for a working wavelength of λ = 532 nm refractive index values of materials which can be used in the context of the invention. Table 1: material Refractive index at λ = 532nm SiO 2 1:46 HfO 2 2.12 ZrO 2 2.17 Al 2 O 3 1.77 Si 3 N 4 2:00 TiO 2 2:45 Ta 2 O 5 1.90

Dabei kann lediglich beispielhaft das in Tabelle 1 angegebene SiO2 als Material der diffraktiven Strukturen bzw. als Substratmaterial und eines der übrigen Materialien von Tabelle 1 als Füllmaterial eingesetzt werden oder umgekehrt, wobei sich für die Brechzahldifferenz zwischen der Brechzahl des Materials der diffraktiven Strukturen und der Brechzahl des Füllmaterials Werte im Bereich von etwa 0.3 bis etwa 1 ergeben.For example, the SiO 2 given in Table 1 can be used as the material of the diffractive structures or as the substrate material and one of the other materials in Table 1 as the filler material, or vice versa, with the refractive index difference between the refractive index of the material of the diffractive structures and the Refractive index of the filler gives values in the range from about 0.3 to about 1.

Gemäß 1i erfolgt im ersten Ausführungsbeispiel in einem zusätzlichen, grundsätzlich optionalen Schritt die Aufbringung einer Antireflexschicht 140 zuoberst des Füllmaterials 130, wodurch die Gesamttransmission des fertigen diffraktiven optischen Elements 100 gesteigert werden kann. Darüber hinaus kann eine (nicht dargestellte) Antireflexschicht auch auf der „Rückseite“ (d.h. der den diffraktiven Strukturen 120 abgewandten Seite des Substrats 110) angeordnet sein.According to 1i in the first exemplary embodiment, an anti-reflective layer is applied in an additional, basically optional step 140 at the top of the filler 130 , whereby the total transmission of the finished diffractive optical element 100 can be increased. In addition, an anti-reflective layer (not shown) can also be on the “back” (ie that of the diffractive structures 120 opposite side of the substrate 110 ) be arranged.

Im Ausführungsbeispiel von 2a-2d erfolgt in zu 1g-1j analoger Weise das Auffüllen von zwischen diffraktiven Strukturen 220 verbleibenden Zwischenräumen mit einem zusätzlichen Füllmaterial, wobei hier im Unterschied zu 1g-1j die diffraktiven Strukturen 220 direkt in dem Substratmaterial des Substrats 210 ausgebildet sind. Auch hier erfolgt abschließend gemäß 2d in einem optionalen Schritt die Auftragung einer zusätzlichen Antireflexschicht 240.In the embodiment of 2a-2d takes place in too 1g-1j analogously, the filling of between diffractive structures 220 remaining gaps with an additional filling material, here in contrast to 1g-1j the diffractive structures 220 directly in the substrate material of the substrate 210 are trained. Here, too, is carried out in accordance with 2d in an optional step, the application of an additional anti-reflective layer 240 ,

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.If the invention has also been described on the basis of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will become apparent to the person skilled in the art, for example by combining and / or exchanging features of individual embodiments. Accordingly, it is understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments of the present invention are included and the scope of the invention is limited only within the meaning of the appended claims and their equivalents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2016/0085061 A1 [0003]US 2016/0085061 A1 [0003]
  • DE 102015209490 A1 [0009]DE 102015209490 A1 [0009]

Claims (23)

Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines Substrats (110, 210) aus einem Substratmaterial; b) Erzeugen von diffraktiven Strukturen (120, 220) über dem Substrat (110, 210); und c) Auffüllen von zwischen den diffraktiven Strukturen (120, 220) vorhandenen Zwischenräumen mit einem Füllmaterial (130, 230), wobei die Brechzahldifferenz zwischen der Brechzahl des Materials der diffraktiven Strukturen (220) und der Brechzahl des Füllmaterials (230) bei einer Arbeitswellenlänge des diffraktiven optischen Elements wenigstens 0.2 beträgt.A method for producing a diffractive optical element, the method comprising the following steps: a) providing a substrate (110, 210) made of a substrate material; b) creating diffractive structures (120, 220) over the substrate (110, 210); and c) filling gaps between the diffractive structures (120, 220) with a filler material (130, 230), the refractive index difference between the refractive index of the material of the diffractive structures (220) and the refractive index of the filler material (230) at a working wavelength of diffractive optical element is at least 0.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Füllmaterial (130, 230) eine Schutz-Abdeckschicht zum Schutz der diffraktiven Strukturen (120, 220) vor Kontaminations-Anlagerung gebildet wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a protective cover layer for protecting the diffractive structures (120, 220) from contamination accumulation is formed by the filling material (130, 230). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiter den Schritt aufweist: Bearbeiten der Oberfläche dieser Schutz-Abdeckschicht durch teilweises Abtragen des Füllmaterials (130, 230).Procedure according to Claim 2 , characterized in that it further comprises the step of: processing the surface of this protective cover layer by partially removing the filler material (130, 230). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Bearbeiten durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) erfolgt.Procedure according to Claim 3 , characterized in that this machining is carried out by chemical mechanical polishing (CMP). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) die diffraktiven Strukturen (220) in dem Substratmaterial ausgebildet werden.Procedure according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that in step b) the diffractive structures (220) are formed in the substrate material. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (230) von dem Substratmaterial verschieden ist.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the filling material (230) is different from the substrate material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) die diffraktiven Strukturen (120) in einer über dem Substrat (100) zuvor aufgebrachten weiteren Schicht (116) ausgebildet werden.Procedure according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that in step b) the diffractive structures (120) are formed in a further layer (116) previously applied over the substrate (100). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (230) von dem Material dieser weiteren Schicht (116) verschieden ist.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the filling material (230) is different from the material of this further layer (116). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (130, 230) aus der Gruppe ausgewählt wird, welche Hafniumoxid (HfO2), Aluminiumoxid (Al2O3) und Titanoxid (TiO2) enthält.Procedure according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the filling material (130, 230) is selected from the group which contains hafnium oxide (HfO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (130, 230) aus der Gruppe ausgewählt wird, welche Siliziumnitrid und amorphes Silizium enthält.Procedure according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the filling material (130, 230) is selected from the group containing silicon nitride and amorphous silicon. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiter den Schritt aufweist: Aufbringen einer Antireflexschicht (140, 240) auf dem Füllmaterial (130, 230).Method according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises the step: applying an anti-reflective layer (140, 240) on the filling material (130, 230). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen von diffraktiven Strukturen (120, 220) mit Elektronenstrahllithographie erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the generation of diffractive structures (120, 220) is carried out using electron beam lithography. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements für die Mikrolithographie ausgelegt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the diffractive optical element is designed for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element for microlithography. Diffraktives optisches Element, insbesondere zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements für die Mikrolithographie, mit • einem Substrat (110, 210) aus einem Substratmaterial; • diffraktiven Strukturen (120, 220), welche sich über dem Substrat (110, 210) befinden; und • einer Schutz-Abdeckschicht zum Schutz der diffraktiven Strukturen (110, 210) vor Kontaminations-Anlagerung, wobei diese Schutz-Abdeckschicht durch ein zwischen den diffraktiven Strukturen (110, 210) vorhandene Zwischenräume auffüllendes Füllmaterial (130, 230) gebildet ist, wobei die Brechzahldifferenz zwischen der Brechzahl des Materials der diffraktiven Strukturen (220) und der Brechzahl des Füllmaterials (230) bei einer Arbeitswellenlänge des diffraktiven optischen Elements wenigstens 0.2 beträgt.Diffractive optical element, in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element for microlithography • a substrate (110, 210) made of a substrate material; • diffractive structures (120, 220) which are located above the substrate (110, 210); and • a protective cover layer for protecting the diffractive structures (110, 210) from contamination accumulation, this protective cover layer being formed by a filling material (130, 230) filling up between the diffractive structures (110, 210), the The refractive index difference between the refractive index of the material of the diffractive structures (220) and the refractive index of the filling material (230) at a working wavelength of the diffractive optical element is at least 0.2. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktiven Strukturen (220) in dem Substratmaterial ausgebildet sind.Diffractive optical element after Claim 14 , characterized in that the diffractive structures (220) are formed in the substrate material. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Füllmaterial (230) von dem Substratmaterial verschieden ist.Diffractive optical element after Claim 15 , characterized in that filler material (230) is different from the substrate material. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktiven Strukturen (120) in einer auf dem Substrat (110) zuvor aufgebrachten weiteren Schicht (116) ausgebildet sind.Diffractive optical element after Claim 14 , characterized in that the diffractive structures (120) are formed in a further layer (116) previously applied to the substrate (110). Diffraktives optisches Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (130) von dem Material dieser weiteren Schicht (116) verschieden ist.Diffractive optical element after Claim 17 , characterized in that the filling material (130) is different from the material of this further layer (116). Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist. Diffractive optical element according to one of the Claims 14 to 18 , characterized in that this by a method according to one of the Claims 1 to 13 is made. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Computer-generiertes Hologramm (CGH) ist.Diffractive optical element according to one of the Claims 14 to 19 , characterized in that this is a computer generated hologram (CGH). Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dieses dazu ausgelegt ist, zusätzlich zu einer Prüfwelle eine Referenzwelle zur interferometrischen Überlagerung mit der Prüfwelle nach Reflexion der Referenzwelle an einem Referenzspiegel zu erzeugen.Diffractive optical element according to one of the Claims 14 to 20 , characterized in that it is designed in addition to a test wave to generate a reference wave for interferometric superimposition with the test wave after reflection of the reference wave at a reference mirror. Verwendung eines diffraktiven optischen Elements nach einem der Ansprüche 14 bis 21 zum Prüfen eines optischen Elements für die Mikrolithographie.Use of a diffractive optical element according to one of the Claims 14 to 21 for testing an optical element for microlithography. Interferometrische Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements für die Mikrolithographie, wobei die Prüfanordnung ein Computer-generiertes Hologramm (CGH) aufweist und wobei eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer von diesem Computer-generierten Hologramm auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist, wobei das Computer-generierte Hologramm (CGH) ein diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 14 bis 21 ist.Interferometric test arrangement for testing an optical element, in particular an optical element for microlithography, the test arrangement having a computer-generated hologram (CGH) and wherein a test of at least a partial area of the optical element by interferometric superimposition of a hologram generated by this on the optical element-guided test wave and a reference wave can be carried out, the computer-generated hologram (CGH) being a diffractive optical element according to one of the Claims 14 to 21 is.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220082739A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-17 Facebook Technologies, Llc Techniques for manufacturing variable etch depth gratings using gray-tone lithography
DE102023204960A1 (en) 2022-06-30 2024-01-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for operating a lithography system and lithography system
EP4354188A1 (en) 2023-04-19 2024-04-17 Carl Zeiss SMT GmbH Method of manufacturing a diffractive optical element and diffractive optical element

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19721862A1 (en) * 1997-05-20 1998-11-26 Bifo Berliner Inst Fuer Optik Method of producing copier shield for surface-structured, transmittive diffractive elements
US6200711B1 (en) * 1998-01-22 2001-03-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture
DE102012020452A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-17 Rodenstock Gmbh Production of spectacle lenses with protected microstructures
US20160085061A1 (en) 2013-07-29 2016-03-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection optical unit for imaging an object field into an image field, and projection exposure apparatus comprising such a projection optical unit
DE102015209490A1 (en) 2015-05-22 2016-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Interferometric measuring arrangement
DE102016116749A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh DIFFACTIVE OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING A DIFFERENT OPTICAL ELEMENT
DE102016116748A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh DIFFACTIVE OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US20180143359A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Wafer level microstructures for an optical lens

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19721862A1 (en) * 1997-05-20 1998-11-26 Bifo Berliner Inst Fuer Optik Method of producing copier shield for surface-structured, transmittive diffractive elements
US6200711B1 (en) * 1998-01-22 2001-03-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture
DE102012020452A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-17 Rodenstock Gmbh Production of spectacle lenses with protected microstructures
US20160085061A1 (en) 2013-07-29 2016-03-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection optical unit for imaging an object field into an image field, and projection exposure apparatus comprising such a projection optical unit
DE102015209490A1 (en) 2015-05-22 2016-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Interferometric measuring arrangement
DE102016116749A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh DIFFACTIVE OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING A DIFFERENT OPTICAL ELEMENT
DE102016116748A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh DIFFACTIVE OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US20180143359A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Wafer level microstructures for an optical lens

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220082739A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-17 Facebook Technologies, Llc Techniques for manufacturing variable etch depth gratings using gray-tone lithography
DE102023204960A1 (en) 2022-06-30 2024-01-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for operating a lithography system and lithography system
EP4354188A1 (en) 2023-04-19 2024-04-17 Carl Zeiss SMT GmbH Method of manufacturing a diffractive optical element and diffractive optical element

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