DE102010002727A1 - Reflective optical element for use in extreme UV lithography device for extreme UV wavelength region, has reflective surface comprising upper ruthenium oxide layer, ruthenium layer, silicon nitride layer and silicon layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einer reflektiven Fläche. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines reflektiven optischen Elements für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einer reflektiven Fläche sowie auf Verfahren zum Betrieb einer Lithographievorrichtung für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem reflektiven optischen Element mit einer reflektiven Fläche.The present invention relates to a reflective ultraviolet wavelength optical element having a reflective surface. In addition, the invention relates to a method of manufacturing an ultraviolet-wavelength reflective optical element having a reflective surface, and to methods of operating an ultraviolet-wavelength lithographic device having a reflective optical element having a reflective surface.
In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den weichen Röntgen- bis extremen ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich (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.In EUV lithography devices, for the lithography of semiconductor devices, reflective optical elements are used for the soft X-ray to extreme ultraviolet (EUV) wavelength range (eg, wavelengths between about 5 nm and 20 nm), such as photomasks or multilayer mirrors. Since EUV lithography devices generally have a plurality of reflective optical elements, they must have the highest possible reflectivity in order to ensure a sufficiently high overall reflectivity. Since a plurality of reflective optical elements are usually arranged one after the other in an EUV lithography device, even smaller reflectivity deteriorations in each individual reflective optical element have a greater effect on the overall reflectivity within the EUV lithography device.
Beim Betrieb von EUV-Lithographievorrichtungen werden reflektive optische Elemente einer möglichst intensiven EUV-Strahlung ausgesetzt, um die Belichtungszeit möglichst gering zu halten. Im Inneren von EUV-Lithographievorrichtungen, insbesondere im Inneren von Beleuchtungs- und Projektionssystemen, herrschen Vakuumbedingungen. Allerdings lassen sich geringfügige Anteile von Wasser, Sauerstoff und Kohlenwasserstoffen in der Restgasatmosphäre nicht ganz vermeiden. Diese Restgase können von der Strahlung in reaktive Fragmente aufgespalten werden, die zu Kontamination und Beeinträchtigung der jeweiligen obersten Lage der reflektiven Flächen der reflektiven optischen Elemente führen können. Diese reaktiven Fragmente können durch die EUV-Strahlung unmittelbar oder auch durch die durch EUV-Strahlung generierten Sekundärelektronen entstehen. Durch die Kontamination bzw. Beeinträchtigung der obersten Lage kann die tatsächliche maximale Reflektivität des jeweiligen reflektiven optischen Elementes sinken.When operating EUV lithography devices, reflective optical elements are exposed to as intense an EUV radiation as possible in order to minimize the exposure time. In the interior of EUV lithography devices, especially in the interior of lighting and projection systems, vacuum conditions prevail. However, minor amounts of water, oxygen and hydrocarbons in the residual gas atmosphere can not be completely avoided. These residual gases can be split by the radiation into reactive fragments, which can lead to contamination and impairment of the respective uppermost layer of the reflective surfaces of the reflective optical elements. These reactive fragments can be generated by the EUV radiation directly or by the generated by EUV radiation secondary electrons. Due to the contamination or impairment of the uppermost layer, the actual maximum reflectivity of the respective reflective optical element may decrease.
Um die reflektiven Flächen der reflektiven optischen Elemente zu schützen, ist bisher üblich, sie mit einer obersten Lage aus einem möglichst inerten Material zu versehen. Insbesondere in der EUV-Lithographie wird dafür oft Ruthenium verwendet.In order to protect the reflective surfaces of the reflective optical elements, it has hitherto been customary to provide them with an uppermost layer of the most inert material possible. Ruthenium is often used in EUV lithography in particular.
Im Zuge der technologischen Entwicklung, bei der durch immer höhere Strahlungsintensitäten die Belichtungszeiten und damit die Durchlaufzeiten für die zu belichtenden Wafer verkürzt werden sollen, ist absehbar, dass Strahlungsintensitäten auf den einzelnen reflektiven optischen Elementen erreicht werden, bei denen selbst das bewährte Material Ruthenium nicht mehr inert genug ist und insbesondere durch Sauerstoffradikale oxidiert werden kann.In the course of technological development, in which the exposure times and thus the throughput times for the wafers to be exposed are to be shortened by ever higher radiation intensities, it is foreseeable that radiation intensities will be achieved on the individual reflective optical elements, in which even the proven material ruthenium no longer is inert enough and in particular can be oxidized by oxygen radicals.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten Wellenlängenbereich zur Verfügung zu stellen, die im tatsächlichen Einsatz über eine längere Zeit hinreichend hohe maximale Reflektivitäten gewährleisten.It is an object of the present invention to provide reflective optical elements for the extreme ultraviolet wavelength range, which ensure sufficiently high maximum reflectivities in actual use over a longer time.
Diese Aufgabe wird durch ein reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einer reflektiven Fläche gelöst, das auf der reflektiven Fläche eine oberste Lage aus Rutheniumoxid aufweist.This object is achieved by a reflective optical element for the extreme ultraviolet wavelength range with a reflective surface having a top layer of ruthenium oxide on the reflective surface.
Es hat sich herausgestellt, dass indem bei der Auslegung des reflektiven optischen Elementes eine oberste Lage aus Rutheniumoxid vorgesehen wird, einerseits eine übermäßige zusätzliche Oxidation der obersten Lage vermieden werden kann und andererseits eine hinreichende maximale Reflektivität gewährleistet werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die oberste Lage aus Ruthenium nicht vollständig aus Rutheniumoxid bestehen muss, sondern Anteile von Ruthenium oder auch Verunreinigungen aufweisen kann. Da es sich bei Lagen von reflektiven optischen Elementen für die EUV-Lithographie in der Regel um Lagen im Submikrometer- bis in den Subnanometerbereich handeln kann, lassen sich außerdem keine exakten stöchiometrischen Angaben zum Rutheniumoxid machen.It has been found that in the design of the reflective optical element, a top layer of ruthenium oxide is provided, on the one hand, an excessive additional oxidation of the top layer can be avoided and on the other hand, a sufficient maximum reflectivity can be ensured. It should be noted that the uppermost layer of ruthenium does not have to consist entirely of ruthenium oxide, but may contain portions of ruthenium or impurities. In addition, since layers of reflective optical elements for EUV lithography can typically be submicron to subnanometer layers, no exact stoichiometric information on ruthenium oxide can be made.
Vorzugsweise weist das reflektive optische Element unmittelbar unter der Lage aus Rutheniumoxid eine Lage aus Ruthenium oder aus Siliziumnitrid oder aus Silizium oder eine Kombination daraus auf. Alternativ kann sie auch aus Siliziumoxid, einem Nitrid, einem Karbid, aus Kohlenstoff, Molybdän oder einem Edelmetall oder einer Kombination daraus sein. Diese Lage kann dazu genutzt werden, die Reflektivität des reflektiven optischen Elementes zu erhöhen. Insbesondere kann durch Wahl der Dicke dieser zusätzlichen Lage die Phase des sich bildenden stehenden Wellenfeldes der EUV-Strahlung sowohl am Übergang vom Vakuum in die Rutheniumoxidlage als auch an der Lagengrenze zwischen Rutheniumoxidlage und darunter liegender Lage derart angepasst werden, dass die Reflektivität maximiert wird. Es ist auch möglich, mehrere dieser Lagen miteinander zu kombinieren und zwei oder mehr solcher Lagen unmittelbar unter der Lage aus Ruthenoumoxid vorzusehen.Preferably, the reflective optical element immediately below the layer of ruthenium oxide has a layer of ruthenium or of silicon nitride or of silicon or a combination thereof. Alternatively, it may also be of silicon oxide, a nitride, a carbide, carbon, molybdenum or a noble metal or a combination thereof. This position can be used to increase the reflectivity of the reflective optical element. In particular, by selecting the thickness of this additional layer, the phase of the forming standing wave field of the EUV radiation can be adjusted both at the transition from the vacuum to the ruthenium oxide layer and at the position boundary between the ruthenium oxide layer and the underlying layer such that the reflectivity is maximized. It is also possible to combine several of these layers together and to provide two or more such layers immediately below the layer of ruthenium oxide.
Vorteilhafterweise weist die Rutheniumoxidlage eine Dicke von maximal 3,5 nm auf. Bei Dicken über 3,5 nm wird es sehr aufwendig, über ein gezieltes Design des reflektierten optischen Elementes eine hinreichende Reflektivität zu gewährleisten. Advantageously, the ruthenium oxide layer has a maximum thickness of 3.5 nm. At thicknesses above 3.5 nm, it is very expensive to ensure a sufficient reflectivity via a targeted design of the reflected optical element.
In bevorzugten Ausführungsformen ist unter der Rutheniumoxidlage ein Viellagensystem aus alternierenden Silizium- und Molybdänlagen angeordnet. Insbesondere für den EUV-Wellenlängenbereich weisen reflektive optische Elemente überwiegend Viellagensysteme auf, um eine Reflexion der einfallenden Strahlung zu gewährleisten. Bei dem Viellagensystem handelt es sich um alternierend aufgebrachte Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex im Wellenlängenbereich der eintreffenden Strahlung (auch Spacer genannt) und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex im einfallenden Wellenlängenbereich (auch Absorber genannt), wobei ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel bildet. Durch die Wiederholung der Stapel 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 für das gesamte Viellagensystem konstant sein oder auch variieren, je nach dem, welches Reflexionsprofil erreicht werden soll. Im Wellenlängenbereich zwischen 12 nm und 15 nm lassen sich besonders hohe Reflektivität mit Viellagensystemen auf der Basis von Molybdän als Absorbermaterial und Silizium als Spacermaterial erhalten.In preferred embodiments, a multilayer system of alternating silicon and molybdenum layers is arranged below the ruthenium oxide layer. In particular, for the EUV wavelength range, reflective optical elements predominantly have multilayer systems in order to ensure reflection of the incident radiation. The multilayer system is an alternatingly applied layer of a material with a higher real part of the refractive index in the wavelength range of the incoming radiation (also called spacer) and a material with a lower real part of the refractive index in the incident wavelength range (also called absorber), wherein an absorber spacer Couple forms a pile. The repetition of the stacks simulates in some way a crystal whose lattice planes correspond to the absorber layers at which Bragg reflection takes place. The thicknesses of the individual layers as well as the repeating stack can be constant for the entire multi-layer system or even vary, depending on which reflection profile is to be achieved. In the wavelength range between 12 nm and 15 nm, particularly high reflectivity can be obtained with multilayer systems based on molybdenum as absorber material and silicon as spacer material.
Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn unter der Rutheniumoxidlage eine Ruthenium-, eine Siliziumnitrid- und eine Siliziumlage oder eine Siliziumnitrid- und eine Siliziumlage angeordnet sind und darunter ein Viellagensystem aus alternierenden Silizium- und Molybdän-Lagen. Durch Anpassung der Dicken der Siliziumnitrid- und Siliziumlage bzw. gegebenenfalls auch der Rutheniumlage unter Berücksichtigung des jeweiligen Viellagensystems aus alternierendem Silizium- und Molybdän-Lagen lassen sich reflektive optische Elemente zur Verfügung stellen, die im Bereich der jeweiligen einfallenden Wellenlänge, insbesondere im Bereich zwischen 12 und 15 nm Reflektivitäten von deutlich über 65% erreichen lassen. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die zwischen Rutheniumoxidlage und Viellagensystem angeordnete Siliziumlage eine Dicke im Bereich von 2,2 nm bis 3,6 nm und die Siliziumnitridlage eine Dicke im Bereich von 1,2 nm bis 2,2 nm aufweist, wobei die Gesamtdicke aus Siliziumlage und Siliziumnitridlage maximal 5,5 nm beträgt, um eine hohe Reflektivität bei langer Lebensdauer des reflektiven optischen Elements zu erreichen.It has proven advantageous if a ruthenium, a silicon nitride and a silicon layer or a silicon nitride layer and a silicon layer are arranged below the ruthenium oxide layer, and below this a multilayer system consisting of alternating silicon and molybdenum layers. By adapting the thicknesses of the silicon nitride and silicon layer or optionally also the ruthenium layer, taking into account the respective multilayer system of alternating silicon and molybdenum layers, it is possible to provide reflective optical elements which are in the range of the respective incident wavelength, in particular in the range between 12 and 15 nm reflectivities of well over 65% can be achieved. It has proven to be particularly advantageous if the silicon layer arranged between the ruthenium oxide layer and the multilayer system has a thickness in the range from 2.2 nm to 3.6 nm and the silicon nitride layer has a thickness in the range from 1.2 nm to 2.2 nm, wherein the total thickness of silicon layer and silicon nitride layer is a maximum of 5.5 nm in order to achieve a high reflectivity with long life of the reflective optical element.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines reflektiven optischen Elementes für den EUV-Wellenlängenbereich mit einer reflektiven Fläche durch Aufbringen einer obersten Lage aus Ruthenium auf der reflektiven Fläche und Beaufschlagen der reflektiven Fläche mit einem Sauerrstoffplasma oder auch Aussetzen der reflektiven Fläche ultravioletter Strahlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre. Das Aufbringen der obersten Lage aus Ruthenium kann durch bisher übliche Beschichtungsverfahren geschehen. Das Beaufschlagen der reflektiven Fläche mit einem Sauerstoffplasma kann entweder nach der Beschichtung mit Ruthenium oder auch schon währenddessen geschehen. Führt man die Oxidation der Rutheniumlage durch Aussetzen der reflektiven Fläche ultravioletter Strahlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre durch, wird besonders bevorzugt eine ozonhaltige Atmosphäre eingesetzt, um den Oxidationsvorgang zu beschleunigen.Furthermore, the object is achieved by a method for producing a reflective optical element for the EUV wavelength range with a reflective surface by applying an uppermost layer of ruthenium on the reflective surface and applying the Sauerstoffrasma plasma or even exposing the reflective surface of ultraviolet radiation in an oxygen-containing atmosphere. The application of the top layer of ruthenium can be done by hitherto conventional coating methods. The exposure of the reflective surface to an oxygen plasma can be done either after the coating with ruthenium or even during it. If the oxidation of the ruthenium layer is carried out by exposing the reflective surface to ultraviolet radiation in an oxygen-containing atmosphere, an ozone-containing atmosphere is particularly preferably used in order to accelerate the oxidation process.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer EUV-Lithographievorrichtung mit einem reflektiven optischen Element mit einer reflektiven Fläche mit einer obersten Lage aus Ruthenium, in dem eine Restgasatmosphäre mit sauerstoffhaltigem Gas eingestellt wird und die reflektive Fläche mit einer Intensität von größer 0,1 mW/mm2, bevorzugt größer 1,0 mW/mm2, besonders bevorzugt 10 mW/mm2 oder mehr bestrahlt wird. Auf diese Weise wird der letzte Schritt zur Herstellung der hier beschriebenen reflektiven optischen Elemente in situ in der EUV-Lithographievorrichtung durchgeführt, in der das reflektive optische Element dann auch eingesetzt werden wird.Furthermore, the object is achieved by a method for operating an EUV lithography device with a reflective optical element having a reflective surface with a topmost layer of ruthenium, in which a residual gas atmosphere is adjusted with oxygen-containing gas and the reflective surface with an intensity greater than 0, 1 mW / mm 2 , preferably greater than 1.0 mW / mm 2 , particularly preferably 10 mW / mm 2 or more is irradiated. In this way, the final step in the fabrication of the reflective optical elements described herein is performed in situ in the EUV lithography apparatus in which the reflective optical element will then also be used.
Vorzugsweise wird für die Oxidation der Rutheniumlage eine Restgasatmosphäre mit einem Partialdruck von 10–7 mbar oder höher für Wasser eingestellt. Das Wasser wird von der EUV-Strahlung aufgespalten, so dass sich u. a. Sauerstoffradikale bilden, die bei hinreichender Strahlungsintensität eine so hohe Energie aufweisen, dass sie das Ruthenium zu Rutheniumoxid oxidieren können. Alternativ kann ein Partialdruck von 10–9 mbar oder höher für Sauerstoff eingestellt werden.Preferably, a residual gas atmosphere with a partial pressure of 10 -7 mbar or higher for water is set for the oxidation of the ruthenium layer. The water is split by the EUV radiation, so that, among other things oxygen radicals form, which have sufficient radiation intensity so high energy that they can oxidize the ruthenium to ruthenium oxide. Alternatively, a partial pressure of 10 -9 mbar or higher for oxygen can be set.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, der Restgasatmosphäre gegebenenfalls Wasserstoff zuzugeben. Falls während des Betriebes der EUV-Lithographievorrichtung Überprüfungen ergeben, dass sich ein höherer als erwarteter Reflektivitätsverlust aufgrund von Oxidation der obersten Lage einstellt, kann dies durch die Zugabe von Wasserstoff verlangsamt oder auch gestoppt werden. Unter Umständen ist der Vorgang sogar zumindest zum Teil reversibel. Je nach Wahl der Wasserstoffpartialdrucks verglichen mit der Zusammensetzung der Restgasatmosphäre lässt sich auch ein Gleichgewicht zwischen Oxidation und Reduktion einstellen, so dass der Zustand der obersten Lage und damit der Reflektivität des reflektiven optischen Elementes im Wesentlichen konstant bleibt.It has proven to be advantageous to optionally add hydrogen to the residual gas atmosphere. If during operation of the EUV lithography device checks reveal that a higher than expected reflectivity loss due to oxidation of the uppermost layer is established, this can be slowed or stopped by the addition of hydrogen. Under certain circumstances, the process is even at least partially reversible. Depending on the choice of hydrogen partial pressure compared with the composition of the residual gas atmosphere, it is also possible to set a balance between oxidation and reduction, so that the state of the uppermost layer and thus the reflectivity of the reflective optical element remains substantially constant.
Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb einer Lithographievorrichtung für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem reflektiven optischen Element mit einer reflektiven Fläche mit einer obersten Lagen aus Rutheniumoxid gelöst, indem eine Restgasatmosphäre eingestellt wird, die Sauerstoff, Wasser und Wasserstoff aufweist.In addition, the object is achieved by a method of operating an ultraviolet wavelength lithography apparatus having a reflective optical element having a reflective surface with a topmost layer of ruthenium oxide by adjusting a residual gas atmosphere comprising oxygen, water and hydrogen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigenThe present invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. Show this
In
Als Strahlungsquelle
Der im Strahlformungssystem
Im in
In einer einfachsten Variante kann die Schutzschicht
Insbesondere die Varianten gemäß
Komplexere Varianten der Schutzschicht
Das Viellagensystem
Die Dicken der Lagen
Es sei darauf hingewiesen, dass die Dicken der einzelnen Lagen
Beispielsweise arbeitet man in der EUV-Lithographie gerne bei Wellenlängen zwischen 12 nm und 15 nm. In diesem Wellenlängenbereich lassen sich besonders hohe Reflektivitäten mit Viellagensystemen auf der Basis von Molybdän als Absorbermaterial und Silizium als Spacermaterial erhalten. Zum Beispiel sind bei einer Wellenlänge von 13,5 nm theoretische Reflektivitäten im Bereich von über 75% möglich. Dabei verwendet man oft 50 bis 60 Stapel einer Dicke von ca. 7 nm und einem Verhältnis von Absorberlagendicke zu Stapeldicke von um die 0,4.For example, one works in EUV lithography at wavelengths between 12 nm and 15 nm. In this wavelength range, particularly high reflectivities can be obtained with multilayer systems based on molybdenum as the absorber material and silicon as the spacer material. For example, at a wavelength of 13.5 nm theoretical reflectivities in the range of over 75% are possible. You often use 50 to 60 stacks a thickness of about 7 nm and a ratio of absorber layer thickness to stack thickness of about 0.4.
Insbesondere für die Verwendung bei Wellenlängen im Bereich von 12 bis 15 nm hat es sich herausgestellt, dass die Rutheniumoxidlagen
Bei der Wahl der Dicken der Siliziumnitridlage
In
Bei dem herkömmlichen reflektiven optischen Element ist auf diesem Viellagensystem eine 1,6 nm dicke Rutheniumlage zum Schutz eines darunter liegenden Viellagensystems angeordnet. Zur Anpassung der Phase der einfallenden Strahlung und damit zur Optimierung der Reflektivität um 13,5 nm sind zwischen der Rutheniumlage und dem Viellagensystem eine Siliziumnitridlage von 1,5 nm und eine Siliziumlage von 2,9 nm angeordnet. Die Reflektivität in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist in
Demgegenüber wurde bei dem reflektiven optischen Element der hier vorgeschlagenen Art bereits beim Auslegen des Schutzschichtsystems berücksichtigt, dass eine Rutheniumoxidlage zu Oberst vorhanden ist. So wurde über einer Siliziumlage von 1,7 nm und darüber einer Siliziumnitridlage von 1,5 nm eine Rutheniumlage von 1,2 nm vorgesehen, die zwar eine maximale Reflektivität von knapp 69% aufweist, die aber den großen Vorteil aufweist, dass auch bei vollständiger Umsetzung der Rutheniumlage zu einer Rutheniumoxidlage von dann 2,8 nm die maximale Reflektivität nicht merklich sinkt, sondern sich lediglich eine nur unwesentliche Verschiebung der optimalen Wellenlänge von 13,5 nm zu 13,53 nm ergibt. Es wird daher vorgeschlagen, direkt bei der Herstellung des reflektiven optischen Elementes eine Rutheniumoxidschicht als oberste Lage herzustellen oder sie in situ vor oder ganz zu Beginn der Inbetriebnahme der EUV-Lithographievorrichtung auszubilden, damit die Reflektivität über die gesamte Lebensdauer des reflektiven optischen Elements möglichst konstant bleibt.In contrast, in the reflective optical element of the type proposed here, it has already been taken into account when designing the protective layer system that a ruthenium oxide layer is present to Colonel. Thus, over a silicon layer of 1.7 nm and above a silicon nitride layer of 1.5 nm, a ruthenium layer of 1.2 nm was provided which, although having a maximum reflectivity of almost 69%, but has the great advantage that even at full Reacting the ruthenium layer to a Rutheniumoxidlage then 2.8 nm, the maximum reflectivity does not decrease significantly, but only an insignificant shift of the optimum wavelength of 13.5 nm to 13.53 nm results. It is therefore proposed to produce a ruthenium oxide layer as the uppermost layer directly in the production of the reflective optical element or to form it in situ before or at the very beginning of the commissioning of the EUV lithography device so that the reflectivity remains as constant as possible over the entire life of the reflective optical element ,
Eine Variante der Herstellung eines reflektiven optischen Elementes der hier vorgeschlagenen Art ist aus dem Flussdiagramm aus
In dem Flussdiagramm gemäß
In dem in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- reflektives optisches Elementreflective optical element
- 22
- ViellagensystemMultilayer system
- 33
- Substratsubstratum
- 44
- Schutzschichtprotective layer
- 2020
- periodisch wiederkehrender Lagenstapelperiodically recurring stack of layers
- 2121
- Absorberabsorber
- 22, 22'22, 22 '
- Spacerspacer
- 2323
- Zwischenlageliner
- 2424
- Zwischenlageliner
- 4040
- RutheniumoxidlageRutheniumoxidlage
- 4242
- RutheniumlageRutheniumlage
- 4343
- Siliziumnitridlagesilicon nitride layer
- 4444
- Siliziumlagesilicon layer
- 100100
- EU V-LithographievorrichtungEU V lithography device
- 110110
- StrahlformungssystemBeam shaping system
- 111111
- Strahlungsquelleradiation source
- 112112
- Kollektorspiegelcollector mirror
- 113113
- Monochromatormonochromator
- 120120
- Beleuchtungssystemlighting system
- 121, 122121, 122
- Spiegelmirror
- 130130
- Photomaskephotomask
- 140140
- Projektionssystemprojection system
- 141, 142141, 142
- Spiegelmirror
- 150150
- Waferwafer
- 501–505501-505
- Verfahrensschrittesteps
- 601–609601-609
- Verfahrensschrittesteps
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013203746A1 (en) * | 2013-03-05 | 2013-12-19 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Reflective optical element for optical system for extreme ultraviolet lithography apparatus, has multilayer system whose substrate side is provided with two layers made from amorphous silicon, silicon nitride, ruthenium and molybdenum |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10258709A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-07-01 | Carl Zeiss Smt Ag | Protection system for reflective optical elements, reflective optical element and method for their production |
US20060127780A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-15 | Manish Chandhok | Forming a capping layer for a EUV mask and structures formed thereby |
-
2010
- 2010-03-10 DE DE201010002727 patent/DE102010002727A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10258709A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-07-01 | Carl Zeiss Smt Ag | Protection system for reflective optical elements, reflective optical element and method for their production |
US20060127780A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-15 | Manish Chandhok | Forming a capping layer for a EUV mask and structures formed thereby |
Non-Patent Citations (2)
Title |
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HOLLENSHEAD, J. und KLEBANOFF, L.: Modeling extreme ultraviolet/H2O oxidation of ruthenium optic coatings. In: J.Vac.Sci.Technol. B, Vol. 24, Nr. 1, 2006, S. 118-130 * |
OVER, H. (et al.): Long-term stability of Ru-based protection layers in extreme ultraviolet lithography: A surface science approach. In: J.Vac.Sci.Technol. B, Vol. 25, Nr. 5, 2007, S. 1123-1138 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102013203746A1 (en) * | 2013-03-05 | 2013-12-19 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Reflective optical element for optical system for extreme ultraviolet lithography apparatus, has multilayer system whose substrate side is provided with two layers made from amorphous silicon, silicon nitride, ruthenium and molybdenum |
WO2014135537A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Collector mirror for an euv-lithography device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20111220 |