DE102008042212A1

DE102008042212A1 - Reflektives optisches Element und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number: DE102008042212A1
Application number: DE102008042212A
Authority: DE
Inventors: Gisela von Dr. Blanckenhagen
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-04-01
Also published as: CN102159997A; US8430514B2; EP2342601A1; WO2010031483A1; KR20110059771A; JP2012503318A; CN102159997B; US20120314281A1; JP2014123747A; US20110228234A1; US8246182B2

Abstract

Zur Herstellung spannungsreduzierter reflektiver optischer Elemente (1) für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere für den Einsatz bei der EUV-Lithographie, wird vorgeschlagen, zwischen Substrat (2) und einem für hohe Reflektivität bei der Arbeitswellenlänge optimierten Viellagensystem (4) ein spannungsreduzierendes Viellagensystem (6) unter Zuhilfenahe von teilchenbildenden Teilchen einer Energie von 40 eV oder mehr, bevorzugt 90 eV oder mehr, aufzubringen. Resultierende reflektive optische Elemente zeichnen sich durch geringe Oberflächenrauigkeiten, eine geringe Periodenanzahl im spannungsreduzierenden Viellagensystem wie auch hohe Gamma-Werte des spannungsreduzierenden Viellagensystems aus.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Spannung ausübt, und bei dem zwischen dem Viellagensystem und dem Substrat eine Schicht Material angeordnet ist, wobei deren Dicke derart bemessen ist, dass die Spannung des Viellagensystems kompensiert wird, sowie auf Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist.
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf mit diesen Verfahren hergestellte reflektive optische Elemente. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Projektionssystem und ein Beleuchtungssystem sowie auf eine EUV-Lithographievorrichtung mit mindestens einem derartigen reflektiven optischen Element.
In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten (EUV) bzw. weichen Röntgenwellenlängenbereich (z. B. Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Viellagenspiegel eingesetzt. Da EUV-Lithographievorrichtungen in der Regel mehrere reflektive optische Elemente aufweisen, müssen diese eine möglichst hohe Reflektivität aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen. Da üblicherweise in einer EUV-Lithographievorrichtung mehrere reflektive optische Elemente hintereinander angeordnet sind, wirken sich auch schon geringere Verschlechterungen der Reflektivität bei jedem einzelnen reflektiven optischen Element in größerem Maße auf die Gesamtreflektivität innerhalb der EUV-Lithographievorrichtung aus.
Reflektive optische Elemente für den EUV- und weichen Wellenlängenbereich weisen in der Regel Viellagensysteme auf. Dabei handelt es sich um alternierend aufgebrachte Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Spacer genannt) und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Absorber genannte), wobei ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel bzw. eine Periode bildet. Dadurch wird in gewisser Weise ein Kristall simuliert, dessen Netzebenen den Absorberlagen entsprechen, an denen Bragg-Reflexion stattfindet. Die Dicken der einzelnen Lagen wie auch der sich wiederholenden Stapel können über das gesamte Viellagensystem konstant sein oder auch variieren, je nach dem, welches Reflexionsprofil erreicht werden soll.
Innerhalb von Viellagensystemen kann sich schon während des Beschichtungsvorgangs eine Spannung aufbauen, die auf das darunterliegende Substrat wirkt und es so sehr verformen, dass die optische Abbildung an dem entsprechenden reflektiven optischen Element entscheidend gestört wird. Die Art der Spannung hängt u. a. von den als Spacer und Absorber verwendeten Materialien und den vorliegenden Dickenverhältnissen innerhalb eines Stapels bzw. einer Periode ab. Ein Maß für dieses Dickenverhältnis ist als Γ, dem Verhältnis aus Absorberlagendicke zu Gesamtdicke einer Periode definiert. Der prinzipielle Verlauf der Spannung in Abhängigkeit von Γ ist für ein Viellagensystem auf der Basis von Molybdän als Absorber- und Silizium als Spacermaterial in 5 schematisch dargestellt. Für Arbeitswellenlängen im Bereich von etwa 12 nm bis 14 nm erhält man die höchsten Reflektivitäten, wenn man reflektive optische Elemente einsetzt, deren Molybdän-Silizium-Viellagensysteme ein Γ im Bereich von etwa 0,4 aufweisen. Dort ist eine kompressive Spannung zu erwarten. Bei höheren Werten von Γ ist eine tensile Spannung zu erwarten. Der konkrete Zusammenhang zwischen der Spannung im Viellagensystem und dem Γ-Wert, also insbesondere die Steigung und die genaue Lage des Nulldurchgangs hängt dabei von der Wahl des Beschichtungsprozesses und der jeweiligen Beschichtungsparameter ab.
Der Zusammenhang zwischen Spannung und Γ kann genutzt werden, um spannungsreduzierte reflektive optische Elemente herzustellen. Dazu wird zwischen dem Substrat und dem für eine hohe Reflektivität bei der jeweiligen Arbeitswellenlänge optimierten Viellagensystem ein weiteres Viellagensystem angeordnet, das insbesondere über die Wahl eines passenden Γ dafür optimiert ist, die Spannung des hochreflektiven Viellagensystems möglichst zu kompensieren bzw. die Gesamtspannung innerhalb des reflektiven optischen Elements zu minimieren. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass bei den für die Herstellung von reflektiven optischen Elementen für den weichen Röntgen- und extrem ultravioletten Wellenlängenbereich geeigneten Beschichtungsprozessen Magnetronsputtern, ionenstrahlgestütztes Sputtern und Elektronenstrahlverdampfen mit üblichen Beschichtungsparametern ab einer gewissen Dicke eine Kristallisation der jeweiligen Lage insbesondere bei der Absorberlage eintritt. Bei Molybdän beispielsweise tritt diese Kristallisation bereits ab einer Lagendicke von etwa 2 nm auf. Die Kristallitgrößen wachsen mit zunehmender Schichtdicke an, was zu einer Vergrößerung der Mikrorauigkeit und damit der Oberflächenrauigkeit führt. Bei den für die Spannungsreduktion notwendigen hohen Γ-Werten ist bereits eine Aufrauung festzustellen, die in der Summe, d. h. über das gesamte spannungsreduzierende Viellagensystem eine merkliche Vergrößerung der Rauigkeit an der Oberfläche des spannungsreduzierenden Viellagensystems bewirkt. Da sich diese Rauigkeit auch im darüberliegenden hochreflektiven Viellagensystem fortsetzt, verschlechtern sich sowohl die Reflektivität als auch die optische Abbildung des reflektiven optischen Elements. Diese Verschlechterung wird üblicherweise dadurch vermieden, dass das Γ des spannungsreduzierenden Viellagensystems klein genug gewählt wird, um eine Aufrauung zu vermeiden, und dafür eine größere Periodenanzahl des spannungsreduzierenden Viellagensystems vorgesehen wird, um die Spannung ausreichend zu kompensieren. Allerdings bringt dies den Nachteil eines zeitlich verlängerten Beschichtungsprozesses und damit auch eines größeren Ausfallrisikos durch Fehlbeschichtung mit sich.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, reflektive optische Elemente für Arbeitswellenlängen im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich bzw. ein Verfahren für deren Herstellung zur Verfügung zu stellen, bei denen sowohl eine Spannungsreduktion als auch ein hohe Reflektivität erreicht werden.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung gelöst, das ein Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Spannung ausübt, und bei dem zwischen dem Viellagensystem und dem Substrat eine Schicht Material angeordnet ist, wobei deren Dicke derart bemessen ist, dass die Spannung des Viellagensystems kompensiert wird, wobei zur Abscheidung der die Spannung kompensierenden Schicht schichtbildende Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV eingesetzt werden.
Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung gelöst, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, wobei zur Abscheidung von Lagen des zweiten Viellagensystem schichtbildende Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt werden im zweiten Viellagensystem die Lagen des Material mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge unter Zuhilfenahme von schichtbildenden Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV abgeschieden. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden alle Lagen des zweiten Viellagensystems unter Zuhilfenahme von schichtbildenden Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV abgeschieden.
Ferner wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung gelöst, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Viellagensystem und dem zweiten Viellagensystem eine Zwischenschicht abgeschieden wird, wobei zum Abscheiden der Zwischenschicht oder zum Glätten der Zwischenschicht Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV eingesetzt werden.
Es hat sich herausgestellt, dass durch die Beschichtung mittels hochenergetischen Teilchen eine Kristallisation auch bei dickeren Lagen wirkungsvoll unterbinden lässt. Somit lassen sich bei gleicher Dicke Lagen bzw. Schichten aufbringen, die eine geringere Oberflächenrauigkeit aufweisen. Insbesondere bei spannungsreduzierenden Viellagensystemen können dadurch höhere Γ-Werte gewählt werden und reichen deutlich geringere Periodenanzahlen aus, um die Spannung eines darüberliegenden hochreflektiven Viellagensystems hinreichend zu kompensieren, ohne Einbußen bei der Reflektivität und den optischen Abbildungseigenschaften in Kauf nehmen zu müssen. Es kann bereits ausreichend sein, nur eine die Spannung kompensierende Schicht mittels hochenergetischer schichtbildender Teilchen aufzubringen.
Dadurch lässt sich der Beschichtungsprozess verkürzen und die Ausfallwahrscheinlichkeit aufgrund fehlerhafter Beschichtungen verringern.
Das Abscheiden von Zwischenschichten mit Hilfe von schichtbildenden Teilchen einer Energie von 40 eV oder von Zwischenschichten, die mit Hilfe eines Ionenstrahls geglättet werden, erlaubt, bestehende Beschichtungsprozesse mit geringem Aufwand umzuändern, um reflektive optische Elemente zur Verfügung zu stellen, die sowohl spannungsarm sind als auch eine hohe Reflektivität aufweisen. Dabei kann die Zwischenschicht auch sowohl mit höherenergetischen schichtbildenden Teilchen abgeschieden werden als auch mit einem Ionenstrahl nachpoliert werden. Die glatte oder geglättete Zwischenschicht hat die Funktion, Inhomogenitäten in der Oberfläche des darunterliegenden spannungsreduzierenden Viellagensystems auszugleichen und dadurch die Oberflächenrauigkeit zu verringern.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein reflektives optisches Element gelöst, das nach einem der genannten Verfahren hergestellt wurde. Insbesondere wird die diese Aufgabe durch reflektive optische Elemente gelöst, deren spannungskompensierende Schicht oder in deren zweiten Viellagensystem die Lagen des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge, d. h. die Absorberschichten amorph sind. Bevorzugt weisen die spannungskompensierende Schicht, die Zwischenschicht oder die Lagen des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge des zweiten Viellagensystems eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,2 nm, bevorzugt weniger als 0,15 nm auf. Bei der Oberflächenrauigkeit handelt es sich hier und im Folgenden um die so genannte quadratische Rauheit (auf Englisch auch rms-roughness bzw. root-mean-squared roughness), die dem Mittel der quadratischen Abweichungen der tatsächlichen Oberflächenpunkte von einer Mittellinie, die dem ideal ebenen Verlauf der Oberfläche entspricht. Die Oberflächenrauigkeit bezieht sich dabei auf einen lateralen Ortswellenlängenbereich, der hier und im Folgenden einer Fläche im Bereich von 0,01 μm × 0,01 μm bis 1000 μm × 1000 μm entspricht.
Außerdem wird diese Aufgabe gelöst durch ein reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, bei dem zwischen dem Viellagensystem und dem Substrat eine amorphe Schicht des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge angeordnet ist, wobei die Schichtdicke derart bemessen ist, dass die Schichtspannung des Viellagensystems kompensiert wird, und wobei die Schicht eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweist.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung gelöst, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Viellagensystem und dem zweiten Viellagensystem eine Zwischenschicht angeordnet ist, die eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweist.
Ferner wird diese Aufgabe gelöst durch eine reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, bei dem im zweiten Viellagensystem die Lagen des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge amorph sind; durch ein solches reflektives optisches Element, bei dem im zweiten Viellagensystem die Lagen des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweisen; durch ein solches reflektives optisches Element, bei dem im zweiten Viellagensystem das Verhältnis der Dicke einer Lage des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge zur Dicke einer Periode umfassend eine Lage des Materials mit niedrigerem Realteil und eine Lage des Materials mit höherem Realteil bei der Arbeitswellenlänge größer 0,75 ist; und durch ein solches reflektives optisches Element, bei dem die Anzahl von Perioden, die eine Lage des Materials mit niedrigerem Realteil und eine Lage des Materials mit höherem Realteil bei der Arbeitswellenlänge umfassen, in dem zweiten Viellagensystem höchstens halb so groß ist wie die Periodenanzahl im ersten Viellagensystem.
In einem letzten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Projektionssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, mit mindestens einem der zuvor genannten reflektiven optischen Elemente, durch ein Beleuchtungssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, mit mindestens einem der zuvor genannten reflektiven optischen Elemente, durch ein Strahlformungssystem, insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, mit mindestens einem der zuvor genannten reflektiven optischen Elemente, sowie durch eine EUV-Lithographievorrichtung mit mindestens einem der zuvor genannten reflektiven optischen Elemente gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigen
1 schematisch eine Ausführungsform einer EUV-Lithographievorrichtung;
2a–d schematisch den Aufbau verschiedener Ausführungsformen eines reflektiven optischen Elements;
3a–d Flussdiagramme zu verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens zum Herstellen von reflektiven optischen Elementen;
4 schematisch die Beschichtungsgeometrie bei der Verwendung von zwei Lasern bei der gepulsten-Laser-Beschichtung; und
5 schematisch den Zusammenhang zwischen dem Lagendickenverhältnis Γ in einem Viellagensystem und der Spannung in diesem Viellagensystem.
In 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 100 dargestellt. Wesentliche Komponenten sind das Strahlformungssystem 110, das Beleuchtungssystem 120, die Photomaske 130 und das Projektionssystem 140.
Als Strahlungsquelle 111 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen. Insbesondere für den Wellenlängenbereich von 5 nm bis 12 nm bieten sich auch Röntgenlaser (X-FEL) als Strahlungsquelle an. Die austretende Strahlung wird zunächst in einem Kollektorspiegel 112 gebündelt. Außerdem wird mit Hilfe eines Monochromators 113 durch Variation des Einfallswinkels die gewünschte Betriebswellenlänge herausgefiltert. Im genannten Wellenlängenbereich sind der Kollektorspiegel 112 und der Monochromator 113 üblicherweise als reflektive optische Elemente ausgebildet, die, um eine Reflexion der Strahlung der Arbeitswellenlänge zu erreichen, ein Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge aufweisen. Kollektorspiegel sind häufig schalenförmig ausgebildete reflektive optische Elemente, um einen fokussierenden bzw. kollimierenden Effekt zu erreichen. Sowohl der Kollektorspiegel 112 als auch der Monochromator 113 können dabei als spannungsreduzierte reflektive optische Elemente ausgestaltet sein, wie sie später im Detail erläutert werden. Je nach Wahl der Strahlungsquelle und Ausgestaltung des Kollektorspiegels kann auf einen Monochromator auch verzichtet werden.
Der im Strahlformungssystem 110 in Hinblick auf Wellenlänge und räumliche Verteilung aufbereitete Betriebsstrahl wird dann in das Beleuchtungssystem 120 eingeführt. Im in 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 120 zwei Spiegel 121, 122 auf, die im vorliegenden Beispiel als spannungsreduzierte reflektive optische Elemente ausgestaltet sind. Die Spiegel 121, 122 leiten den Strahl auf die Photomaske 130, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 150 abgebildet werden soll. Bei der Photomaske 130 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV- und weichen Wellenlängenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt wird. Mit Hilfe des Projektionssystems 140 wird der von der Photomaske 130 reflektierte Strahl auf den Wafer 150 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet. Das Projektionssystem 140 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 141, 142 auf, die im vorliegenden Beispiel ebenfalls als spannungsreduzierte reflektive optische Elemente ausgestaltet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 140 als auch das Beleuchtungssystem 120 ebenso jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können.
Im in 1 dargestellten Beispiel sind alle Spiegel 121, 122, 141, 142 als spannungsreduzierte reflektive optische Elemente ausgestaltet, wie sie später im Detail erläutert werden. Optional kann es sich auch bei der Photomaske 130 um ein derartiges spannungsreduziertes reflektives optisches Element handeln. Es sei darauf hingewiesen, dass auch nur ein oder einige reflektive optische Elemente als spannungsreduzierte reflektive optische Element ausgeführt sein können. Bevorzugt sind im Beleuchtungssystem 120 und besonders bevorzugt im Projektionssystem 140 spannungsreduzierte reflektive Elemente angeordnet, da dort gute optische Abbildungseigenschaften besonders wichtig sind.
2a–d zeigen beispielhaft und lediglich schematisch verschiedene spannungsreduzierte reflektive optische Element 1 für den extremen ultravioletten und weichen Röntgenwellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in EUV- Lithographievorrichtungen, z. B. als Spiegel des Projektions- oder Beleuchtungssystems oder auch als Photomaske, Kollektorspiegel oder Monochromator. Die reflektiven optischen Elemente 1 weisen in allen hier dargestellten Beispielen ein Viellagensystem 4 und ein Substrat 2 auf.
Das Viellagensystem 4 besteht im Wesentlichen aus sich vielfach wiederholenden Stapeln oder Perioden 40. Die wesentlichen Lagen 41, 42 einer Periode, die insbesondere durch die vielfache Wiederholung der Perioden 40 zu hinreichend hoher Reflexion bei einer Arbeitswellenlänge führen, sind die so genannten Absorberlagen 41 aus Material mit einem niedrigeren Realteil des Brechungsindex und die so genannten Spacerlagen 42 aus einem Material mit einem höheren Realteil des Brechungsindex. Dadurch wird gewissermaßen ein Kristall simuliert, wobei die Absorberlagen 41 den Netzebenen innerhalb des Kristalls entsprechen, die einen durch die jeweiligen Spacerlagen 42 definierten Abstand zueinander haben und an denen Reflexion von einfallender EUV- bzw. weicher Röntgenstrahlung stattfindet. Die Dicken der Lagen werden derart gewählt, dass bei einer bestimmten Arbeitswellenlänge die an jeder Absorberlage 41 reflektierte Strahlung sich konstruktiv überlagert, um somit eine hohe Reflektivität des reflektiven optischen Elements zu erreichen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Dicken der einzelnen Lagen 41, 42 wie auch der sich wiederholenden Stapel 20 über das gesamte Viellagensystem konstant sein oder auch variieren können, je nach dem, welches Reflexionsprofil erreicht werden soll. Insbesondere können Viellagensysteme für bestimmte Wellenlängen optimiert werden, bei denen die maximale Reflektivität und/oder die reflektierte Bandbreite größer als bei nicht optimierten Viellagensystemen ist. Bei Strahlung dieser Wellenlänge wird das entsprechende reflektive optische Element 1 z. B. bei der EUV-Lithographie eingesetzt, weshalb diese Wellenlänge, für die das reflektive optische Element 1 optimiert wurde, auch Arbeitswellenlänge genannt wird.
Außerdem wurde auf das Viellagensystem 4 zusätzlich eine Schutzschicht 3 zum Schutz vor äußeren Einflüssen wie Kontamination aufgebracht, die aus mehreren unterschiedlichen Materiallagen aufgebaut sein kann. Ferner können auch hier nicht dargestellte Zwischenlagen vorgesehen sein, die als Diffusionsbarrieren zwischen den Absorber- und Spacerlagen die thermodynamische und thermische Stabilität des Viellagensystems 4 erhöhen.
Handelt es sich beim Absorbermaterial des Viellagensystems 4 um Molybdän und beim Spacermaterial um Silizium, arbeitet man beispielsweise bevorzugt mit einer Periodenanzahl von 40 bis 50, bei einer Periodendicke von etwa 6,7 nm bis 7,5 nm und einem Γ-Wert im Bereich von 3,5 bis 4,5, um Viellagensysteme zu erhalten, die bei einer Arbeitswellenlänge im Bereich von 12,5 nm bis 14 nm eine maximale Reflektivität aufweisen.
In dem in 2a dargestellten Beispiel ist zur Kompensation der Spannung innerhalb des Viellagensystem 4, die auf das Substrat 5 wirkt und dieses verformen kann, eine Schicht 5 angeordnet. Diese Schicht 5 lässt sich mittels schichtbildender Teilchen einer Energie von 40 eV oder mehr, bevorzugt 90 eV oder mehr abscheiden. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch bei größeren Schichtdicken, die für die Spannungskompensation notwendig sein können, das Kristallisieren dieser Schicht unterdrückt wird und die Schicht 5 im Wesentlichen amorph ist. Es lassen sich Oberflächenrauigkeiten dieser Schicht von weniger als 0,20 nm, bevorzugt weniger als 0,15 nm erreichen. Als Material wird besonders bevorzugt das Absorbermaterial des Viellagensystems 4 verwendet. Dadurch wird ein Γ-Wert von 1 erreicht, und somit eine besonderes gute Spannungskompensation pro Schichtdicke.
Bei Viellagensystemen 4 auf der Basis von beispielsweise Molybdän und Silizium ist die spannungsreduzierenden Schicht 5 besonders bevorzugt aus Molybdän.
Die einzelne spannungsreduzierende Schicht 5 kann bei besonders spannungsarm aufgebrachten Viellagensystemen 4 zur Spannungskompensation ausreichen. Diese ist insbesondere bei Molybdän-Silizium-Viellagensystemen der Fall, wenn sie mittels beispielsweise mittels Elektronenstrahlverdampfen aufgebracht wurden. Um typische kompressive Spannungen von etwa –130 MPa bis –180 MPa ohne Zwischenlagen oder –220 MPa bis –300 MPa mit Zwischenlagen zu kompensieren, würde man mit Dicken der Schicht 5 im Bereich von etwa 100 nm bis 250 nm auskommen. Beispielsweise könnte man eine kompressive Spannung von etwa –180 MPa mit einer Schicht 5 einer Dicke von etwa 150 nm kompensieren. Bevorzugt wird die Schicht 5 mit der gepulsten-Laser-Beschichtung (auch PLD(pulsed laser deposition)-Verfahren) aufgebracht, die üblicherweise einen wesentlichen Anteil an schichtbildenden Teilchen um etwa 100 eV zur Verfügung stellt, wie im folgenden ausführlicher erläutert werden wird.
Im in 2b dargestellten Beispiel in zur Spannungsreduktion innerhalb der reflektiven optischen Elements 1 zwischen den hochreflektiven Viellagensystem 4 und dem Substrat 2 ein Viellagensystem 6 angeordnet. Wie auch das Viellagensystem 4 ist es aus sich wiederholenden Perioden 60 aufgebaut, die eine Lage 61 aus Absorbermaterial und eine Lage 62 aus Spacermaterial aufweist. Um den Gesamtbeschichtungsprozess zu vereinfachen, werden für das spannungsreduzierende Viellagensystem 6 bevorzugt die gleichen Materialien wie für das hochreflektive Viellagensystem 4 verwendet.
Die Absorberlagen 61 des Viellagenssystems 6 sind amorph. Das Viellagensystem 6 weist hohe Γ-Werte auf, bevorzugt von größer als 0,75, besonders bevorzugt von größer 0,8. Dadurch wird eine gute Spannungskompensation auch bei hohen Spannungen des Viellagensystems 4 ermöglicht. Insbesondere können die Absorberschichtdicken bei über 3 nm und mehr liegen. Die Oberflächenrauigkeit liegt bei weniger als 0,20 nm, bevorzugt weniger als 0,15 nm. Somit werden die Reflektivität und/oder die optischen Abbildungseigenschaften des Viellagensystems 4 des reflektiven optischen Elements 1 nicht so negativ beeinfluss, dass das reflektive optische Element 1 Rahmen der EUV-Lithographie nicht einsetzbar wäre. Die Anzahl der Perioden 60 innerhalb des Viellagensystems 6 ist wesentlich geringer als bei herkömmlichen spannungsreduzierten reflektiven optischen Elementen. Während herkömmlicherweise für das spannungsreduzierende Viellagensystem annähernd genauso viele Perioden verglichen mit dem hochreflektiven Viellagensystem notwendig sind, um dessen Spannung zu kompensieren, weisen die hier beschriebenen spannungsreduzierten optischen Elemente im spannungsreduzierenden Viellagensystem deutlich weniger Perioden als im hochreflektiven Viellagensystem auf. Vorteilhafterweise weisen sie im spannungsreduzierenden Viellagensystem höchstens halb so viele Perioden wie im hochreflektiven Viellagensystem auf.
Beispielsweise lässt sich ein spannungsreduziertes reflektives optisches Element 1 für die EUV-Lithographie wie in 2b dargestellt und auf der Basis von Molybdän und Silizium herstellen, indem man zunächst mittels PLD-Verfahren auf ein Substrat 2 17 Perioden 60 einer Periodendicke von 9,0 nm und mit einem Γ-Wert von 0,8 aufbringt. Dabei sind die Laserparameter derart eingestellt, dass mittlere kinetische Energien der im Plasma erzeugten Ionen um 100 eV erzielt werden. Dadurch bilden sich 7,2 nm dicke, amorphe Absorberlagen 61 aus Molybdän einer geringen Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,15 nm. Wahlweise können die einzelnen Lagen 61, 62 jeweils nach ihrem Aufbringen mittels eines Ionenstrahls zusätzlich geglättet werden. Das Nachbearbeiten mit einem Ionenstrahl hat außerdem den Vorteil, dass die jeweilige Lage verdichtet wird, so dass bei Inbetriebnahme des reflektierenden optischen Elements, bei der es einer beachtlichen Wärmelast durch die weiche Röntgen- oder EUV-Strahlung ausgesetzt werden kann, keine nachträgliche Kompaktierung des Viellagensystems 6 stattfindet, die die optischen Eigenschaften des reflektierenden optischen Elements verändern könnte. Sind die 17 Perioden 60 des spannungsreduzierenden Viellagensystems 6 aufgebracht, wird die Beschichtung mittels Elektronenstrahlverdampfens auf herkömmliche Art und Weise fortgesetzt, um 50 Perioden 40 ebenfalls aus Molybdän als Absorberlage 41 und Silizium als Spacerlage 42 abzuscheiden. Dabei beträgt die Dicke einer Periode 40 7,0 nm bei einem Γ-Wert von 0,4. Falls die Beschichtungsprozesse mittels PLD-Verfahren und mittels Elektronenstrahlverdampfen in verschiedenen Kammern durchgeführt werden, wird das reflektive optische Element 1 bevorzugt über eine Schleuse von der einen in die andere Kammer verbracht. Dadurch lässt sich eine Verschmutzung oder Beschädigung des reflektiven optischen Elements 1 während des Kammerwechsels vermieden und der Zeitaufwand für den Kammerwechsel besonders gering gehalten. Das in diesem Beispiel beschriebene reflektive optische Element 1 weist eine Gesamtspannung über beide Viellagensysteme 4, 6 von etwa –3,6 MPa. Dies ist mit einer Spannung von –180 MPa zu vergleichen, die das hochreflektive Viellagensystem 4 aufweist. Die Spannung des in diesem Beispiel beschriebenen reflektiven optischen Elements 1 ist dem gegenüber vernachlässigbar klein.
Wegen der geringen Anzahl der Perioden 60 ist dieses beispielhafte spannungsreduzierte reflektive optische Element 1 in geringeren Beschichtungszeiten als herkömmliche reflektive optische Elemente hergestellt. Damit sinkt auch die Ausfallrate bei der Herstellung aufgrund von Beschichtungsabweichungen. Indem die Lagen des spannungskompensierenden Viellagensystems aufgrund der hohen Energie der schichtbildenden Teilchen amorph sind, ist deren Oberflächenrauigkeit so gering, dass die Reflektivität des hochreflektiven Viellagensystems nicht negativ beeinflusst wird.
Das in 2c dargestellte Beispiel unterscheidet sich von dem in 2b dargestellten Beispiel darin, dass zwischen mindestens einer Absorberschichten 61 und einer Spacerschichten 62 des spannungsreduzierenden Viellagensystem 6 eine zusätzliche Zwischenlage 63 angeordnet ist. Im hier dargestellten Beispiel sind zwischen allen Absorber- und Spacerschichten 61, 62 des Viellagensystems 6 Zwischenlagen 62 angeordnet. In weiteren Ausführungsformen können sie auch nur an den Grenzflächen von Absorber- auf Spacerschicht oder von Spacer- auf Absorberschicht angeordnet sein. Die Zwischenschichten begrenzen die Kompaktierung der Perioden 60 bei Inbetriebnahme des reflektiven optischen Elements 1 und dessen Bestrahlung mit weicher Röntgen- oder EUV-Strahlung. Sie können auch als Diffusionsbarriere die zu starke Durchmischung der Lagen 61, 62 verhindern. Insgesamt erlauben die Zwischenschichten 63 eine bessere Kontrolle der realen Lagendicken innerhalb des Viellagensystems 6. Die Zwischenschichten 63 können in einem jeweils eigenen Beschichtungsschritt aufgebracht werden. Bei Verwendung eines Ionenstrahls mit geeigneten Ionen können Zwischenschichten auch gleichzeitig während einer Nachbearbeitung eine Absorber- oder Spacerlage, z. B. während eines Poliervorgangs eingebracht werden.
Das in 2d dargestellte Beispiel unterscheidet sich von dem in 2b dargestellten Beispiel darin, dass zwischen dem hochreflektiven Viellagensystem 4 und dem spannungskompensierenden Viellagensystem 6, wie es beispielsweise in Bezug auf 2b oder 2c beschrieben wurde, eine Zwischenschicht 7 angeordnet ist. Diese Zwischenschicht 7 dient dazu, eventuelle Oberflächenrauigkeiten des darunterliegenden spannungskompensierenden Viellagensystems 6 zu kompensieren und weist bevorzugt eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm, besonders bevorzugt von weniger als 0,15 nm. Dazu wird sie bevorzugt mittels schichtbildender Teilchen einer Energie von 40 eV und mehr als amorphe und glatte Schicht aufgetragen. Insbesondere wird lässt sich die Schicht beispielsweise mit Hilfe eines Ionenstrahls nachbearbeiten, um sie zusätzlich zu glätten.
Dadurch lassen sich auch glatte Zwischenschichten herstellen, die mit schichtbildenden Teilchen einer Energie von weniger als 40 eV aufgetragen wurden. Ein besonderer Vorteil der Zwischenschicht 7 besteht darin, dass eine für die optischen Abbildungseigenschaften des reflektive optischen Elements 1 benötigte Passe durch Nachbearbeiten mittels z. B. eines Ionenstrahls in die Zwischenschicht 7 eingearbeitet oder eine im Substrat vorgeformte Passe, die durch das spannungsreduzierende Viellagensystem 6 beeinträchtigt wurde, nachgearbeitet werden kann. Bevorzugt wird als Material für die Zwischenschicht 7 ein Material einer der übrigen Lagen eingesetzt, um den Beschichtungsprozess zu vereinfachen. Insbesondere bei hochreflektiven Viellagensystemen 4 auf der Basis von Silizium als Spacer und Molybdän als Absorber, wird bevorzugt Silizium für die Zwischenschicht 7 verwendet. Vorteilhafterweise weist die Zwischenschicht 7 eine Dicke im Bereich von 3 nm bis 20 nm auf. Dadurch wird gewährleistet, dass die Zwischenschicht 7 keine zu starken Spannungen in das reflektive optische Element 1 einbringt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Zwischenschicht 7 insbesondere auch dafür geeignet ist, in herkömmlichen spannungsreduzierten reflektiven optischen Elementen vorgesehen zu werden, um die Oberflächenrauigkeit der herkömmlichen spannungskompensierenden Viellagensysteme zu kompensieren. So kann eine Verbesserung der Reflektivität und der optischen Abbildungseigenschaften durch nur geringfügige Abänderung bestehender Beschichtungsprozesse verbessert werden.
Einige Beispiele zum Herstellen von spannungsreduzierten reflektiven optischen Elementen werde in Verbindung mit den 3a–d erläutert, die schematische Flussdiagramme zu verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Herstellungsverfahren zeigen.
Im in 3a dargestellten Beispiel wird zunächst ein Substrat zur Verfügung gestellt (Schritt 301), auf das im PLD-Verfahren eine amorphe Schicht abgeschieden wird. Beim PLD-Verfahren wird ein Materialtarget mit einem Laser in Pulsen bestrahlt. Dabei sollte der Laser eine solche Intensität und Wellenlänge haben, dass das während eines Laserpulses an der Targetoberfläche Material zu einem Plasma aufgeheizt wird und ins Vakuum expandiert. Der resultierende Teilchenstrom besteht aus langsamen Splittern oder Tröpfchen des Targetmaterials sowie schnellen Ionen und Atomen. Der Laser lässt sich für das jeweilige Targetmaterial so einstellen, dass die Ionen eine Energieverteilung mit einer mittleren kinetischen Energie im Bereich von etwa 90 bis 120 eV aufweist. Diese Ionen treffen auf das Substrat und scheiden dort eine amorphe Schicht ab (Schritt 303). Darauf wird mit für die Präparierung von reflektiven optischen Elementen für die EUV-Lithographie üblichen Verfahren wie etwa das Magnetronsputtern, das ionengestützte Sputtern oder das Elektronenstrahlverdampfen ein Viellagensystem auf der amorphen Schicht abgeschieden (Schritt 311), das für eine hohe Reflektivität bei einer gewünschten Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- oder EUV-Wellenlängenbereich optimiert ist. Das PLD-Verfahren ist zwar eine allgemein bei Beschichtungen bekannte Technologie. Sie wird aber nur selten bei der Herstellung von Viellagensystemen von reflektiven optischen Elementen für Arbeitswellenlängen im weichen Röntgen- oder EUV-Wellenlängenbereich verwendet, da die damit erzeugten Viellagensysteme eine verglichen mit den eben genannten Beschichtungsverfahren schlechte Reflektivität aufweisen.
Im in 3b dargestellten Beispiel wird ein spannungsreduzierendes Viellagensystem auf dem Substrat mittels PLD-Beschichtung abgeschieden (Schritt 305). Im Gegensatz zum Beispiel aus 3a werden aber zwei Laser eingesetzt, die derart angeordnet sind, dass ihre Plasmakeulen sich kreuzen. Die Beschichtungsgeometrie für diese Ausführungsform ist schematisch in 4 dargestellt. Zwei Materialtargets 202, 204 werden mit gepulsten Lasern 206, 208 bestrahlt. Durch das lokale, punktuelle Erhitzen des Targetmaterials bildet sich ein Plasma und expandiert Targetmaterial ins Vakuum. Die Verteilung der Materialtröpfchen wird durch die gestrichelten Linien 210 bzw. 212 angedeutet. Die Laser 208, 210 sind derart angeordnet, dass ihre Plasmaflammen, die in Targetnähe eine den Tröpfchen vergleichbare Verteilung haben sich kreuzen und sich zu einer Plasmaflamme 216 vereinigen. Dieser Effekt wird durch die Blende 214 verstärkt. Die Tröpfchen breiten sich auch nach Durchtritt durch die Blende 214 weiterhin gradlinig aus. Das zu beschichtende Substrat 200 ist nun derart angeordnet, dass es nur von den Ionen aus der Plasmaflamme 216, aber nicht von den Tröpfchen getroffen wird, die eventuell zu kristallinen Bereichen und anderen Inhomogenitäten in der Beschichtung führen könnten. Nach Abscheiden der amorphen Lagen eines spannungsreduzierenden Viellagensystems werden auf herkömmliche Weise die Lagen eines hochreflektiven Viellagensystems abgeschieden (Schritt 313).
Gemäß dem in 3c dargestellten Beispiel werden auf dem bereitgestellten Substrat (Schritt 301) amorphe Lagen eines spannungsreduzierten Viellagensystems mittels Magnetronsputtern oder ionenstrahlgestützem Sputtern aufgebracht, wobei die Beschichtungsparameter derart eingestellt werden, dass die schichtbildenden Teilchen eine mittlere kinetische Energie von mindestens 40 eV aufweisen, um amorphe Schichten mit geringer Oberflächenrauigkeit zu bilden (Schritt 307). Die Energie der schichtbildenden Teilchen kann auch bei 90 eV und höher liegen. Mindestens eine Lage wird im hier dargestellten Beispiel nach ihrem Abscheiden mit einem Ionenstrahl zusätzlich nachpoliert (Schritt 309). Bevorzugt wird zumindest die oberste Lage nachpoliert, auf der das hochreflektive Viellagensystem anschließend abgeschieden wird (Schritt 311). Es können auch alle Lagen oder auch die amorphe Schicht aus dem in 3a dargestellten Beispiel mit einem Ionenstrahl nachbearbeitet werden.
Das in 3d dargestellte Beispiel unterscheidet sich von dem in 3b dargestellten Beispiel dahingehend, dass zwischen dem spannungsreduzierenden Viellagensystem und dem hochreflektiven Viellagensystem eine amorphe Schicht mittels PLD, Magnetronsputtern oder ionenstrahlgestütztem Sputtern unter Verwendung von schichtbildenden Teilchen einer mittleren kinetischen Energie im Bereich von mindestens 40 eV oder höher abgeschieden wird (Schritt 309). In weiteren Varianten kann zusätzlich die Zwischenschicht zum Nachglätten oder Bearbeiten der Passe mit beispielsweise einem Ionenstrahl nachbearbeitet werden. Wird die Zwischenschicht nachgeglättet, kann sie auch mit schichtbildenden Teilchen einer Energie von weniger als 40 eV abgeschieden werden. In einer bevorzugten Variante werden die Lagen des spannungsreduzierenden Viellagensystems unterhalb der Zwischenschicht auf herkömmliche Art abgeschieden, wobei sie auch kristallin sein können.
Es sei darauf hingewiesen, dass die einzelnen Verfahrensschritte vom Fachmann auch abgewandelt und auf verschiedenste Weise miteinander kombiniert werden können, um ein optimal an die jeweiligen Anforderungen angepasstes spannungsreduziertes reflektives optisches Element herzustellen.

1: reflektives optisches Element
2: Substrat
3: Schutzschicht
4: Viellagensystem
40: Periode
41: Absorber
42: Spacer
5: amorphe Schicht
6: Viellagensystem
7: Zwischenschicht
60: Periode
61: Absorber
62: Spacer
63: Barriereschicht
100: EUV-Lithographievorrichtung
110: Strahlformungssystem
111: Strahlungsquelle
112: Kollektorspiegel
113: Monochromator
120: Beleuchtungssystem
121, 122: Spiegel
130: Photomaske
140: Projektionssystem
141, 142: Spiegel
150: Wafer
200: Substrat
202, 204: Target
206, 208: Laserstrahl
210, 212: Tröpfchenverteilung
214: Blende
216: Plasmaflamme
301–311: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Spannung ausübt, und bei dem zwischen dem Viellagensystem und dem Substrat eine Schicht Material angeordnet ist, wobei deren Dicke derart bemessen ist, dass die Spannung des Viellagensystems kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung der die Spannung kompensierenden Schicht schichtbildende Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV eingesetzt werden.
Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung gelöst, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung von Lagen des zweiten Viellagensystem schichtbildende Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV eingesetzt werden.
Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Viellagensystem und dem zweiten Viellagensystem eine Zwischenschicht abgeschieden wird, wobei zum Abscheiden der Zwischenschicht oder zum Glätten der Zwischenschicht Teilchen einer Energie von mindestens 40 eV eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass schichtbildende Teilchen einer Energie von mindesten 90 eV eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen des zweiten Viellagensystems oder die die Spannung kompensierende Schicht oder die Zwischenschicht mittels Magnetronsputtern oder ionenstrahlgestütztem Sputtern abgeschieden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen des zweiten Viellagensystems oder die die Spannung kompensierende Schicht oder die Zwischenschicht mittels gepulster-Laser-Beschichtung abgeschieden werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Laser verwendet werden, die derart angeordnet sind, dass ihre Plasmakeulen sich kreuzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Spannung kompensierende Schicht oder die Zwischenschicht oder eine Lage eines Viellagensystems nach ihrem Aufbringen mit einem Ionenstrahl nachbearbeitet wird.
Reflektives optisches Element, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1, 4 bis 8.
Reflektives optisches Element gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) zwischen Viellagensystem (4) und Substrat (2) amorph ist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) zwischen Viellagensystem (4) und Substrat (2) eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) aus amorphem Molybdän ist.
Reflektives optisches Element, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) aus Silizium ist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) eine Dicke im Bereich von 3 nm bis 20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2, 4 bis 8.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) die Lagen (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge amorph sind.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) die Lagen (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge aus amorphen Molybdän sind.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) die Lagen (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweisen.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) das Verhältnis (Γ) der Dicke einer Lage (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge zur Dicke einer Periode (60) umfassend eine Lage (61) des Materials mit niedrigerem Realteil und eine Lage (62) des Materials mit höherem Realteil bei der Arbeitswellenlänge größer 0,75 ist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Viellagensystem (6) die Dicke einer Lage (61) des Material mit niedrigerem Realteil größer als 3 nm ist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Perioden (60), die eine Lage (61) des Materials mit niedrigerem Realteil und eine Lage (62) des Materials mit höherem Realteil bei der Arbeitswellenlänge umfassen, in dem zweiten Viellagensystem (6) höchstens halb so groß ist wie die Anzahl der Perioden (40) im ersten Viellagensystem (4).
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Viellagensystem (6) an mindestens einer Grenzflächen zwischen den Lagen (62) aus Material mit höherem Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge und den Lagen (61) aus Material mit niedrigerem Brechungsindex eine Zwischenlage (63) angeordnet ist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 9 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es als Material mit dem niedrigerem Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge Molybdän und als Material mit dem höheren Brechungsindex Silizium aufweist.
Reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Spannung ausübt, wobei zwischen dem Viellagensystem und dem Substrat eine amorphe Schicht des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge angeordnet ist, wobei die Schichtdicke derart bemessen ist, dass die Spannung des Viellagensystems kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Viellagensystem (4) und dem zweiten Viellagensystem (6) eine Zwischenschicht (7) angeordnet ist, die eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) aus Silizium ist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) eine Dicke im Bereich von 3 nm bis 20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) die Lagen (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge amorph sind.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) die Lagen (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge aus amorphen Molybdän sind.
Reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) die Lagen (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweisen.
Reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Viellagensystem (6) das Verhältnis (Γ) der Dicke einer Lage (61) des Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge zur Dicke einer Periode (60) umfassend eine Lage (61) des Materials mit niedrigerem Realteil und eine Lage (62) des Materials mit höherem Realteil bei der Arbeitswellenlänge größer 0,75 ist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Viellagensystem (6) die Dicke einer Lage (61) des Material mit niedrigerem Realteil größer als 3 nm ist.
Reflektives optisches Element für eine Arbeitswellenlänge im weichen Röntgen- und extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere zur Verwendung in einer EUV-Lithographievorrichtung, das ein erstes Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine Schichtspannung ausübt, und ein zweites Viellagensystem aus mindestens zwei alternierenden Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf einem Substrat aufweist, das auf das Substrat eine entgegengesetzte Schichtspannung ausübt und zwischen dem ersten Viellagensystem und dem Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Perioden (60), die eine Lage (61) des Materials mit niedrigerem Realteil und eine Lage (62) des Materials mit höherem Realteil bei der Arbeitswellenlänge umfassen, in dem zweiten Viellagensystem (6) höchstens halb so groß ist wie die Anzahl der Perioden (40) im ersten Viellagensystem (4).
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Viellagensystem (4) und dem zweiten Viellagensystem (6) ein Zwischenschicht (7) angeordnet ist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) amorph ist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) aus Silizium ist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) eine Dicke im Bereich von 3 nm bis 20 nm aufweist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 27 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Viellagensystem (6) an mindestens einer Grenzfläche zwischen den Lagen (62) aus Material mit höherem Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge und den Lagen (61) aus Material mit niedrigerem Brechungsindex eine Zwischenlage (63) angeordnet ist.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 27 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass es als Material mit dem niedrigerem Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge Molybdän und als Material mit dem höheren Brechungsindex Silizium aufweist.
Projektionssystem (120), insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, mit mindestens einem reflektiven optischen Element (121, 122) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 42.
Beleuchtungssystem (140), insbesondere für eine EUV-Lithographievorrichtung, mit mindestens einem reflektiven optischen Element (141, 142) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 42.
EUV-Lithographievorrichtung (100) mit mindestens einem reflektiven optischen Element (112, 113, 121, 122, 141, 142) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 42.