DE102011075579A1

DE102011075579A1 - Spiegel und Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Spiegel

Info

Publication number: DE102011075579A1
Application number: DE102011075579A
Authority: DE
Inventors: Stephan Müllender; Martin Endres; Hartmut Enkisch
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-11-15
Also published as: JP2014514741A; US20140022525A1; US9341958B2; TWI529499B; TW201303519A; WO2012126867A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spiegel, bestehend aus einem Substrat und mindestens einem Schichtsystem, auf den im Betrieb Licht unter einer Vielzahl von Einfallswinkeln auftrifft, wobei das Schichtsystem so ausgelegt ist, dass für Licht einer Wellenlänge kleiner als 30 nm für einen Einfallswinkel größer als 55° eine Reflektivität von 30% oder mehr erreicht wird. Die Dicke des Schichtsystems variiert dabei über das Substrat um mindestens 1%, insbesondere um mindestens 10%.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiegel. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz in der Mikrolithographie mit einem solchen Spiegel.
Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie für den EUV-Wellenlängenbereich sind darauf angewiesen, dass die genutzten Spiegel eine hohe Reflektivität aufweisen, da einerseits das Produkt der Reflektivitätswerte der einzelnen Spiegeln die Gesamttransmission der Projektionsbelichtungsanlage bestimmt und da andererseits EUV-Lichtquellen in ihrer Lichtleistung begrenzt sind.
Spiegel für den EUV-Wellenlängenbereich mit hohen Reflektivitätswerten sind zum Beispiel aus DE 101 55 711 A1 bekannt. Die dort beschriebenen Spiegel bestehen aus einem auf einem Substrat aufgebrachten Schichtsystem, das eine Abfolge von Lagen aufweist
Um die Reflektivität für Einfallswinkel über 55° auf über 30% zu erhöhen, sind Spiegel bekannt, die einen Multilayer mit einer Einzelschicht kombinieren. Dabei werden die Spiegel in diskrete Zonen eingeteilt. In jeder dieser Zonen kann eine der genannten Beschichtungen zum Einsatz kommen. Solche Spiegel sind zum Beispiel in der US2010/0284511 offenbart. Der Nachteil ist, dass jede Zone mit einem eigenen Schichtsystem homogener Dicke beschichtet ist. Dies führt in jeder Zone zu einem Ansteigen und anschließenden Abfallen der Reflektivität. An den Anschlussstellen der Zonen entstehen lokale Minima in der Reflektivitätskurve, welche zu einer Intensitätsschwankung auf der Maske führen. Darüber hinaus ist eine Beschichtung in Zonen aufwendig durchzuführen, da jeweils nur eine Zone beschichtet werden soll. Die anderen Zonen müssen dabei z. B. durch Abdeckungen geschützt sein.
Die Aufgabe ist es also einen Spiegel bereitzustellen, der für Einfallswinkel über 55° eine mit dem Einfallswinkel monoton steigende Reflektivitätskurve aufweist, die für jeden Einfallswinkel größer als 30% ist.
Als Lage wird in der vorliegenden Schrift eine einzelne flächig auf einem Substrat oder einer anderen Lage aufgetragene Schicht eines Materials bezeichnet. Eine solche Lage kann in ihrer Dicke lateral variieren. Unter einem Schichtsystem wird eine Abfolge von einer oder mehrerer übereinander liegenden Lagen verstanden, bei denen die direkt übereinander angrenzenden Lagen aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die Dicken aller einander entsprechenden Lagen an zwei verschiedenen Orten auf dem Spiegel unterscheiden sich nur um den gleichen Faktor. Ein Schichtsystem kann also im Extremfall auch aus nur einer Lage bestehen. Es sind Schichtsysteme bekannt, die aus zwei oder mehr Lagen in periodischer oder auch nichtperiodischer Abfolge bestehen. Schichtsysteme mit mehr als einer Lage werden im Folgenden als Multilayer bezeichnet. Schichtsysteme können durch die Reihenfolge der Materialien vom Substrat zum umgebenden Medium und deren relativen Dicken bezogen auf eine Referenzdicke beschrieben werden. Eine solche Referenzdicke kann beispielsweise die Gesamtdicke eines Schichtdesigns sein. Unter der lokalen Schichtdicke wird die Summe der Dicken aller Lagen am selben Ort verstanden. Zu einem Schichtsystem gehört auch seine laterale Ausdehnung auf dem Substrat. Ein Schichtsystem kann die Oberfläche des Substrats ganz oder auch nur teilweise bedecken.
Spiegel mit solchen Schichtsystemen weisen eine Reflektivität von größer als 30% bei einem Einfallswinkelintervall zwischen 0° und 20° auf. Die Reflektivität des Lichtes hängt dabei von seiner Polarisation ab. Das Licht wird in zwei orthogonale Polarisationskomponenten zerlegt. Die Einfallsebene wird durch die Flächennormale des Spiegels am Auftreffort eines einfallenden Lichtstrahls und dem einfallenden Lichtstrahl selbst aufgespannt. Die eine der zwei Polarisationskomponenten steht senkrecht auf der Einfallsebene (s-polarisiert) und die andere liegt in der Einfallsebene (p-polarisiert). Die unpolarisierte Reflektivität ergibt sich als Mittelwert der Reflektivitätswerte der beiden orthogonalen Polarisationskomponenten. Da Mikrolithographiebelichtungsanlagen im EUV-Wellenlängenbereich häufig mit unpolarisiertem Licht betrieben werden, wird in der vorliegenden Schrift von der unpolarisierten Reflektivitätskurve (u-polarisiert) ausgegangen. Eine Grenze der Nutzbarkeit solcher Multilayer wird gewöhnlich durch den Brewsterwinkel gegeben. Definitionsgemäß wird kein Licht, dessen Polarisationsvektor in der Einfallsebene (p-polarisiert) liegt, bei diesem Winkel reflektiert. Entsprechend fehlt auch diese Komponente bei unpolarisierter Einstrahlung nach der Reflektion. Der Brewsterwinkel ist bestimmt durch den Brechungsindex der Schichtmaterialien und liegt für Licht im Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 30 nm sehr nahe bei 45°, da die Brechzahlen der bekannten Materialien bei dieser Wellenlänge sehr nahe bei 1 liegen.
Der Einfallswinkel eines Lichtstrahls ist hierbei definiert als der Winkel zwischen der Einfallsrichtung eines Lichtstrahls und der Flächennormalen des Spiegels im Auftreffort des Lichtstrahls auf dem Spiegel. Der Einfallswinkel wird auch mit AOI (angle of incidence) bezeichnet. An jedem Ort eines Spiegels können Lichtstrahlen aus unterschiedlichen Richtungen auftreffen. Der mittlere lokale Einfallswinkel des Spiegels ist der Mittelwert der Einfallswinkel aller Strahlen, die am selben Ort auf dem Spiegel auftreffen. Also hängt der mittlere lokale Einfallswinkel des Spiegels von der Form des Spiegels selbst und seiner Position in einem optischen System ab. Das lokale Einfallswinkelintervall ergibt sich als Differenz zwischen dem größten Einfallswinkel und dem kleinsten Einfallswinkel. Das globale Einfallswinkelintervall ergibt sich folglich aus dem Winkelintervall zwischen dem größten Einfallswinkel, der auf dem gesamten genutzten Bereich des Spiegels auftritt, und dem kleinsten Einfallswinkel, der irgendwo auf dem gesamten genutzten Bereich des Spiegels auftritt.
In Projektionsbelichtungsanlagen ist es aber erforderlich, dass auch Spiegel mit Einfallswinkeln größer als 55° verwendet werden müssen. Insbesondere für Einfallswinkel größer als 65° sind Spiegel mit streifendem Einfall bekannt. Die Beschichtung dieser Spiegel besteht typischerweise aus einer einzelnen metallischen Schicht z. B. aus Gold, Ruthenium, Rhodium oder Palladium. Die Reflektivität dieser Spiegel in Abhängigkeit vom Einfallswinkel steigt von ca. 30% bei 65° auf 100% bei 90°. Spiegel, die unter streifendem Einfall betrieben werden, weisen globale Einfallswinkelintervalle von 10° oder mehr auf. Aus dem globalen Einfallswinkelintervall ergibt sich unter Verwendung der Reflektivitätskurve, also der Abhängigkeit der Reflektivität vom Einfallswinkel, eine Intensitätsvariation des Nutzlichtes von 10% oder mehr. Eine solche Intensitätsvariation führt zu einer Verschlechterung der Beleuchtungsqualität des Beleuchtungssystems und in Folge dann zu einer Verschlechterung der Abbildungsleistung des Projektionsobjektivs. Für Einfallswinkel kleiner als 55° sinkt die Reflektivität für unpolarisiertes Licht auf 30% und tiefer. Reflektivitäten werden als Verhältnis von reflektierter Intensität zu eingestrahlter Intensität angegeben. Somit bewegen sich Reflektivitätswerte im Bereich zwischen 0 und 1. Alternativ können Reflektivitäten in Prozentwerten angegeben werden. Dabei entspricht eine Reflektivität von 1 gerade 100%.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem auf einem Substrat mindestens ein Schichtsystem aufgebracht wird, dessen lokale Schichtdicke mit der Position auf dem Spiegelsubstrat kontinuierlich variiert. Dadurch treten die Ansatzstellen der aus dem Stand der Technik bekannten Zonen nicht auf. Des Weiteren hat die Erfindung den Vorteil, dass eine solche Beschichtung einfacher zu fertigen ist. Liegt nur ein Schichtsystem vor, kann die Beschichtung in einem einzigen Beschichtungslauf auf dem Substrat aufgebracht werden. Der lokale Dickenfaktor wird durch Anpassungen in der Beschichtungsanlage erzeugt. Die Dicke des Schichtsystems wird dabei so variiert, dass die maximale lokale Schichtdicke an irgendeinem Ort der Spiegelfläche mindestens 1% größer ist als die minimale lokale Schichtdicke. Sie kann auch 10% oder größer sein. Auf diese Weise werden für Einfallswinkel über 55° bei Wellenlängen kleiner als 30 nm hohe Reflektivitäten, d. h. 30% oder mehr, erzielt.
Der Dickenfaktor ist der gemeinsame Faktor, mit dem alle Dicken der einzelnen Lagen eines gegebenen Schichtsystems an einem Ort auf dem Substrat multipliziert werden, um eine abweichende Dicke zu erzielen. Der Dickenfaktor bezieht sich auf ein Schichtsystem mit einer Referenzdicke. Diese Referenzdicke kann z. B. die Dicke des nominellen Schichtdesigns oder die Dicke an einem bestimmten Ort des Spiegels sein. Einem Dickenfaktor von 1 entspricht somit genau diese Referenzdicke.
Durch den Dickenfaktor als weiterem Freiheitsgrad ist es möglich, unterschiedliche Orte des Spiegels an unterschiedliche dort vorkommende lokale Einfallswinkelintervalle gezielt anzupassen, ohne das Schichtdesign des Spiegels an sich ändern zu müssen.
Der erfindungsgemäße Spiegel liefert für größere Einfallswinkelintervalle an verschiedenen Orten auf dem Spiegel höhere Reflektivitätswerte als das zugehörige Schichtdesign bei einem konstanten Dickenfaktor von 1 an sich zulässt. Durch die Anpassung des Dickenfaktors lassen sich nicht nur hohe lokalen mittlere Reflektivitäten bei hohen Einfallswinkeln erreichen, sondern auch eine weitere Reduktion der Variation der Reflektivität des erfindungsgemäßen Spiegels über die Einfallswinkel.
Es wurde erkannt, dass eine Steigerung des Dickenfaktors mit zunehmendem mittlerem Einfallswinkel für Einfallswinkel größer als der Brewsterwinkel zu einer monotonen Steigerung der Reflektivität für unpolarisierte Strahlung in einem großen Einfallswinkelbereich führt. In einer Ausführungsform steigt daher der Dickenfaktor mit steigendem Einfallswinkel an.
Unter einem monotonen Ansteigen wird dabei verstanden, dass für jedes Paar von Orten auf dem Spiegel mit einem ersten Einfallswinkel und einem zweiten Einfallswinkel, wobei der zweite Einfallswinkel größer als der erste Einfallswinkel ist, die zugehörigen Reflektivitäten ansteigen oder zumindest konstant bleiben. Es ist also die zweite Reflektivität, die zum zweiten Einfallswinkel gehört, größer oder gleich der ersten Reflektivität, die zum ersten Einfallswinkel gehört.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Substrat mit einem Schichtsystem belegt. Der Dickenfaktor der Schicht wird dabei so gewählt, dass für steigende mittlere Einfallswinkel auf dem Spiegel die Reflektivität für Licht der betrachteten Wellenlänge, das unter diesem Einfallswinkel auf den Spiegel trifft, ebenfalls steigt oder auf gleichem Niveau bleibt. Durch diese Wahl des Dickenfaktors wird die Reflektivität über den gesamten Spiegel maximal. Insbesondere kann für alle mittleren Einfallswinkel größer als 70° eine Reflektivität von 50% und mehr erreicht werden. Es ist auch möglich den nutzbaren Winkelbereich auf alle Winkel größer als 65° oder sogar größer als 60° auszudehnen.
In einer Ausführungsform besteht das Schichtsystem aus Materialien, welche ausgewählt oder als Verbindung zusammengesetzt sind aus der Gruppe der Materialien: Ruthenium, Molybdän und Silizium. Aber auch andere Beschichtungsmaterialien können verwendet werden.
Es wurde ferner erkannt, dass, um eine Reflektivität von 50% für Einfallswinkel größer als 55° zu erzielen, bereits Multilayer verwendet werden können mit weniger Perioden als aus dem Einfallswinkelbereich kleiner als dem Brewsterwinkel bekannt sind. So erzielen schon Multilayer mit 10 bis 15 Perioden eine Reflektivität größer als 50% bei Einfallswinkeln größer als 55°. Es zeigt sich, dass im Einfallswinkelbereich zwischen 60° und 70° alle Schichtsysteme mit mehr als 10 Perioden bereits zu ähnlichen Reflektivitäten, insbesondere zu Reflektivitäten über 60% führen. Aus der Verwendung periodischer Schichten bei Einfallswinkeln von weniger als 45°, also von Einfallswinkeln, die kleiner als der Brewsterwinkel der Schichtmaterialien sind, sind Periodenzahlen N von 30 und mehr bekannt. In dem Bereich großer mittlerer Einfallswinkel, d. h. bei Einfallswinkeln größer als 55°, führt die erfindungsgemäße Variation des Dickenfaktor nicht nur zu einer monotonen Reflektivitätskurve, sondern die Multilayer weisen auch geringere Periodenzahlen auf und sind somit auch leichter zu fertigen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Schichtsystem mindestens eine Barriereschicht zwischen den hochbrechenden und niederbrechenden Materialien auf. Die Barriereschicht besteht aus einem Material, welches ausgewählt oder als Verbindung zusammengesetzt ist aus der Gruppe der Materialien: B₄C, C, Graphen, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid. Diese genannten Materialien verhindern die Interdiffusion der Lagen des Schichtsystems.
Bei den Begriffen hoch brechend und niedrig brechend handelt es sich hierbei im EUV-Wellenlängenbereich um relative Begriffe bezüglich der jeweiligen Partnerschicht in einer Periode eines Schichtsystems. Schichtsysteme funktionieren im EUV-Wellenlängenbereich in der Regel nur, wenn eine optisch hoch brechend wirkende Lage mit einer relativ dazu optisch niedriger brechenden Lage als Hauptbestandteil einer Periode des Schichtsystems kombiniert wird.
Barriereschichten, welche das Material B₄C und eine Dicke zwischen 0,35 nm und 0,8 nm, bevorzugt zwischen 0,4 nm und 0,6 nm aufweisen, führen in der Praxis zu hohen Reflektivitätswerten des Schichtsystems. Insbesondere bei Schichtsystemen aus Ruthenium und Silizium zeigen Barriereschichten aus B₄C bei Werten zwischen 0,4 nm und 0,6 nm für die Dicke der Barriereschicht ein Maximum an Reflektivität.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein erfindungsgemäßer Spiegel ein Deckschichtsystem mit mindestens einer Schicht aus einem chemisch inertem Material, welche die Schichtanordnung des Spiegels abschließt. Das Deckschichtsystem ist die Lage, die vom Substrat am weitesten entfernt ist. Hierdurch wird der Spiegel gegen Umwelteinflüsse geschützt. In der Praxis hat sich ein Material aus der Gruppe Ruthenium oder Si-Karbid bewährt.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Spiegel ein zweites Schichtsystem lateral neben einem ersten Schichtsystem auf. Dadurch kann die Reflektivitätskurve den Anforderungen der Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie noch besser angepasst werden.
Dieses zweite Schichtsystem kann aus einer einzelnen Lage eines geeignet reflektierenden Materials bestehen. Ruthenium, Gold, Rhodium oder Palladium sind Beispiele für solche Materialien. Aber andere Materialien können ebenso verwendet werden. Das zweite Schichtsystem kann auch ein Multilayer sein, der eine nichtperiodische Abfolge von relativen Dicken der einzelnen Lagen aufweist. In dieser Ausführungsform entsteht eine Grenzlinie zwischen den beiden Schichtsystemen. Konzeptionell ist diese Grenzlinie als klar definierte Stufe der Materialien auf dem Substrat ausgebildet. Fertigungsbedingt kann eine unscharfe Ausschmierung der Stufe geschehen. Die beiden Schichtsysteme sind demnach lateral benachbart angeordnet.
Eine andere Ausführungsform mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Schichtsystemen weist eine gemeinsame Lage oder weniger als fünf gemeinsame Lagen der Schichtsysteme auf. Da der Bereich des Multilayers als ein erstes Schichtsystem und der Bereich der Einzellage als ein zweites Schichtsystem als oberste Lage ein gemeinsames Material z. B. Ruthenium aufweisen können, ist es vorteilhaft diese Lage in einer gleichzeitigen Beschichtung auszuführen. Der Dickenfaktor der Lage, die am weitesten vom Substrat entfernt ist, variiert in dieser Ausführung erst in einem Bereich der Dickenfaktoren zwischen 0.8 und 2 und steigt dann auf einen Dickenfaktor von 10 oder größer an. In einem räumlich begrenzten Bereich liegt ein Multilayer vor. Die periodischen Lagen des Multilayers enden an oder in der Nähe der Grenzlinie, an der der Dickenfaktor der obersten Lage stark ansteigt.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das zweite Schichtsystem alle bis auf eine Lage des ersten Schichtsystems. Die Anzahl der Lagen des ersten Schichtsystems wird mit n bezeichnet. Demnach umfasst das zweite Schichtsystem mindestens n – 1 Lagen des ersten Schichtsystems. Dadurch kann für die gemeinsamen Lagen der beiden Schichtsysteme eine gleichzeitige Beschichtung erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Grenzlinie als Linie bei einem bestimmten mittleren Einfallswinkel ausgebildet. Dieser spezielle Einfallswinkel wird in dieser Schrift als Grenzwinkel bezeichnet. Demnach werden Lichtstrahlen, die bei mittleren Einfallswinkeln kleiner als dieser Grenzwinkel auf dem Spiegel auftreffen, mit einem Multilayer reflektiert, Strahlen, die bei größeren mittleren Einfallswinkeln auf dem Spiegel auftreffen, mit der Einfachlage. Die Form dieser Grenzlinie auf dem Spiegelsubstrat hängt vom Design des optischen Systems und von der Anordnung des Spiegels in dem optischen System ab. Solche Umlenkspiegel weisen eine gerade Grenzlinie auf. Es sind aber auch gekrümmte Formen möglich. Der Grenzwinkel ist dabei größer als 65°, bevorzugt größer als 70°, besonders bevorzugt größer als 75° ist.
In einer anderen Ausführungsform wird ausgenutzt, dass Beleuchtungssysteme von Mikrolithographieanlagen im EUV-Wellenlängenbereich einen Kollektor aufweisen. Dieser Kollektor hat die Aufgabe Licht von der Quelle aus einem möglichst großen Raumwinkelbereich zu sammeln und in das optische Beleuchtungssystem einzukoppeln. Da diese Kollektoren mechanische Halterungen und Streben benötigen, entstehen auf den nachfolgenden Spiegeln des Beleuchtungssystems Abschattungen. Unter Abschattungen werden in dieser Schrift Bereiche auf optischen Elementen verstanden, in denen die Intensität des Nutzlichtes lokal auf weniger als 10% der maximalen Intensität des Nutzlichtes auf dem betreffenden optischen Element abfällt.
Das Nutzlicht ist dabei der Wellenlängenbereich, der zu einer Abbildung der Struktur auf der Maske auf den Wafer beiträgt. Beispielsweise ist bei einer zentralen Wellenlänge von 13.5 nm der Bereich des Nutzlichtes von ca. 13.3 bis 13.7 nm zu betrachten. Wellenlängen, die um einen Faktor 2 oder mehr von der zentralen Wellenlänge entfernt sind, tragen nicht zur Abbildung bei.
Es ist daher günstig, die Grenzlinie so zu wählen, dass sie in einen Bereich fällt, der vom Nutzlicht abgeschattet ist. Fertigungsfehler im Bereich der Grenzlinie haben dann keine Auswirkung auf die Abbildung der Struktur der Maske auf den Wafer. Die durch Abschattung bestimmte Grenzlinie kann mit der durch einen Grenzwinkel definierten Grenzlinie zusammenfallen. Ob dies der Fall ist oder nicht hängt wieder vom optischen Design des Systems ab.
Für alle Beschichtungsmaterialien muss die Reflektivität bei einem Einfallswinkel von 90° bei 1 d. h. bei 100% liegen, wenn Absorption vernachlässigt wird. Andererseits ist es für eine gute Abbildungsqualität vorteilhaft eine geringe Variation der Reflektivitäten auf der Spiegelfläche zu haben. Multilayer haben im Einfallswinkelbereich größer als 55° eine Reflektivität von größer als 50% bevorzugt 65% besonders bevorzugt von 70%. Schließt sich ein zweites Schichtsystem mit einer Einzellage zu höheren Einfallswinkeln an, so folgt daraus ein Anstieg, der von der Reflektivität des Multilayers bei dessen höchstem Einfallswinkel ausgeht, auf 100% bei einem Einfallswinkel von 90°.
In einer weiteren Ausführungsform wird daher, die Reflektivität des zweiten Schichtsystem bei hohen Einfallswinkeln derart abgeschwächt, dass die Reflektivitätskurve in einem großen Bereich der Einfallswinkel nur eine kleine Variation der Reflektivität zeigt. Dieser Bereich ist dabei möglichst groß, bevorzugt Einfallswinkel zwischen 60° und 75°, besonders bevorzugt Einfallswinkel zwischen 55° und 80°. Die Variation der Reflektivität über den gemeinsamen Einfallswinkelbereich beider Schichtsysteme ist dann möglichst klein, bevorzugt kleiner als 10% besonders bevorzugt kleiner als 5%. Eine solche Abschwächung der Reflektivität bei Einfallswinkeln über 75° lässt sich durch verschiedene Techniken bewirken.
In einer Ausführungsform wird auf das zweite Schichtsystem eine absorbierende Lage aufgebracht. Geeignet sind dazu z. B. Materialien ausgewählt aus der Gruppe: Cr, TiN, TaN, TaBN, CrN, Mo, Au, Ir, Ni, Cu, Co, Pt. Aber auch jedes andere im Bereich der Wellenlänge des Nutzlichtes absorbierende Material ist geeignet.
In einer anderen Ausführungsform wird die Rauheit des zweiten Schichtsystems gezielt erhöht, so dass dadurch die Reflektivität gesenkt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. In diesen zeigt
1 einen Spiegel mit Beschichtung mit Dickenverlauf im Multilayer bei streifendem Einfall,
2 den Dickenverlauf als Funktion des mittleren Einfallswinkels,
3 die Reflektivitätskurve einer Einzellage Ruthenium,
4 die Reflektivitätskurve eines Multilayers, sowie die Reflektivitätskurven der beiden Polarisationskomponenten,
5 einen Spiegel mit Beschichtung mit Dickenverlauf im Multilayer bei streifendem Einfall mit Barriereschicht und Deckschicht,
6 die Reflektivitätskurve eines Spiegels beschichtet in einem Bereich mit einem Multilayer, in einem anderen Bereich mit Ruthenium,
7 einen Spiegel mit Beschichtung mit einem ersten und einem zweiten Schichtsystem,
8 einen Spiegel mit Beschichtung mit durchgängiger Rutheniumlage und Multilayer in lokal begrenztem Bereich,
9 einen Spiegel mit einem ersten und einem zweiten Schichtsystem, das bis auf eine Lage mit dem ersten identisch ist,
10 die Einfallswinkelverteilung auf einem Spiegel mit Grenzlinie der Beschichtungsbereiche nach Einfallswinkeln,
11 Beschichtungsbereiche auf einem Spiegel getrennt nach Beleuchtungsstärke,
12 einen Spiegel mit Beschichtung mit zwei Schichtsystemen und einer Absorberschicht auf dem zweiten Schichtsystem,
13 eine Reflektionskurve einer Beschichtung mit durchgängiger Rutheniumlage und Absorberlage sowie Multilayer in lokal begrenztem Bereich und
14 ein Optisches System für die Mikrolithographie mit erfindungsgemäßem Spiegel.
1 zeigt in schematischer Darstellung den Querschnitt durch einen Spiegel 1 für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Dieser umfasst ein Substrat 3 und mindestens ein Schichtsystem 5. Das Schichtsystem ist so ausgelegt, dass für Licht 7 einer Wellenlänge kleiner als 30 nm, das unter einem mittleren Einfallswinkel 9 größer als 55° auftrifft, eine Reflektivität von mindestens 30% erreicht wird. Das Schichtsystem 5 besteht aus einer Abfolge von hochbrechenden und niederbrechenden Lagen (17, 19). Es sind Schichtsysteme bekannt, bei denen vom Substrat her erst das niederbrechende und dann das hochbrechende Material folgt, als auch für die umgekehrte Abfolge. Der mittlere lokale Einfallswinkel 9 wird auf die Flächennormale 23 bezogen. Der Dickenverlauf des Schichtsystems 5 ist in der Figur stark übertrieben dargestellt. Daher hat es den Anschein als ob die Flächennormale 23 nur auf dem Substrat 3 nicht aber auf der Oberfläche des Schichtsystems senkrecht stünde. Da aber die Gesamtdicke des Schichtsystems für EUV-Licht um einige Größenordnungen kleiner ist als der Spiegel Durchmesser des Spiegels, ist das Schichtsystem in dem für den Lichtstrahl 7 relevanten Bereich praktisch parallel zum Substrat 3. Das Schichtsystem 5 weist eine lateral variierende lokale Dicke 15 auf. Die minimale lokale Dicke 11 des Schichtsystems weicht dabei von der maximalen lokalen Dicke 13 des Schichtsystems um mindestens 1% der minimalen lokalen Dicke 11 ab. Besonders vorteilhaft sind Abweichungen um mindestens 10% der minimalen lokalen Dicke 11. Ein Schichtsystem 5, mit dem dieses Ergebnis erreicht werden kann, ist das folgende.

Material Symbol chemisch n k

Silizium Si 0.999362 0.00171609

Borcarbid B4C 0.963773 0.0051462

Molybdän Mo 0.921252 0.0064143

Ruthenium Ru 0.889034 0.0171107

Vakuum 1 0

Tabelle 1: verwendete Brechzahlen n ~ = n – i·k für. 13.5 nm
Es wird folgende Kurzschreibweise vereinbart: Substrat/.../(HBLB)·N/Deckschichtsystem C
Hierbei steht der Buchstabe H symbolisch für die Dicke hoch brechender Schichten, der Buchstabe L für die Dicke niedrig brechender Schichten, der Buchstabe B für die Dicke der Barriereschicht und der Buchstabe C für die Dicke der chemisch inerten Abschlussschicht. N ist die Periodenzahl.
Dabei gilt für die in den Klammern angegebenen Dicken der Einzelschichten die Einheit [nm]. In dem hier verwendeten Multilayer wurden keine Barriereschichten benutzt. Das verwendete Schichtdesign lässt sich somit in der Kurzschreibweise folgendermaßen angeben: Substrat/.../(8,55 Si 6,45 Mo)·15/1,5 Ru
Die Bezugszeichen sind so gewählt, dass Objekte, die in 1 dargestellt sind, mit einstelligen oder zweistelligen Zahlen versehen wurden. Die in den weiteren Figuren dargestellten Objekte haben Bezugszeichen, die drei- oder mehrstellig sind, wobei die letzten beiden Ziffern das Objekt angeben und die vorangestellte Ziffer die Nummer der Figur, auf der das Objekt dargestellt ist. Damit stimmen die Bezugsziffern von übereinstimmenden Objekten, die in mehreren Figuren dargestellt sind, in den letzten beiden Ziffern überein. Gegebenenfalls findet sich die Beschreibung dieser Objekte im Text zu einer vorhergehenden Figur.
2 zeigt ein Beispiel der verwendeten Dickenfaktoren als Funktion des mittleren Einfallswinkels. Die Dickenfaktoren sind so bestimmt, dass die maximal erreichbare Reflektivität für den entsprechenden Einfallswinkel bei einer Wellenlänge von 13.5 nm erzielt wird.
Die 3 zeigt die Reflektivitätskurve für unpolarisierte Strahlung einer Einzellage Ruthenium. Bei einer Reflektivitätskurve wird die Reflektivität R_max in Abhängigkeit des Einfallswinkels AOI dargestellt. Die Reflektivität in den Figuren ist im Bereich zwischen 0 und 1 angegeben. Auf Spiegeln mit streifendem Einfall wird die hohe Reflektivität bei Einfallswinkeln größer als 70° genutzt. Solche unter streifendem Einfall betriebenen Spiegel sind relativ insensitiv gegen Schwankungen der Dicke des Schichtsystems. Sobald die Dicke der Lage ausreichend groß ist, um die Reflektivität zu gewährleisten, ändert eine weitere Erhöhung der Dicke die Reflektivität kaum. Damit lassen sich solche Schichtsysteme einfach fertigen.
Alle Brechungsindizes sind wellenlängenabhängig. Daher sind alle gezeigten Reflektivitätskurven nur für eine spezielle Wellenlänge gültig. In den hier gezeigten Ausführungsformen wurde 13.5 nm gewählt. Entsprechende Ergebnisse lassen sich aber auch für andere Wellenlängen erreichen.
4 zeigt drei Reflektivitätskurven für unterschiedliche Polarisationszustände des eingestrahlten Lichts für einen Multilayer. Aufgetragen ist die maximal erreichbare Reflektivität als Funktion des Einfallswinkels. Die maximal erreichbare Reflektivität ergibt sich als der Maximalwert der Reflektivität des Multilayers bei festem Dickenfaktor. Wenn der Dickenfaktor erhöht wird verschiebt sich die Position der maximal erreichbaren Reflektivität zu höheren Einfallswinkeln. So kann durch eine Anpassung des Dickenfaktors auf dem Spiegel für den an diesem Ort vorliegenden Einfallswinkel die jeweils maximal erreichbare Reflektivität erzielt werden. In 4 ist jeweils der beste Dickenfaktor zu dem aufgetragenen Einfallswinkel gewählt worden. Jeder Punkt der Reflektivitätskurven gehört demnach zu einem anderen speziell angepassten Dickenfaktor. In der hier gezeigten Ausführungsform variiert die Dicke des Schichtsystems von 13 nm bei einem mittleren Einfallswinkel von 55° bis zu einer Dicke von 26 nm bei einem mittleren Einfallswinkel von 70°. Die Variation des Dickenfaktors beträgt in diesem Beispiel einen Faktor 2. Bei steigendem Einfallswinkel steigt auch die Reflektivität für unpolarisiertes Licht oder bleibt auf dem einmal erreichten Niveau. Die Reflektivitätskurve steigt also monoton. Wird auf dem Spiegel nur ein kleinerer Einfallswinkelbereich benötigt, so reicht auch eine geringere Variation der Dickenfaktoren aus, um das gewünschte monotone Verhalten der Reflektivität zu erreichen. Dasselbe Verhalten ergibt sich für p-polarisiertes Licht. In diesem Beispiel sind die Dickenfaktoren für unpolarisiertes Licht angepasst.
In 5 zeigt schematisch den Querschnitt durch einen Spiegel 501 für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Dieser umfasst ein Substrat 503 und mindestens ein Schichtsystem 505. Das Schichtsystem ist so ausgelegt, dass für Licht 507 einer Wellenlänge kleiner als 30 nm, das unter einem mittleren Einfallswinkel 509 größer als 55° auftrifft, eine Reflektivität von mindestens 30% erreicht wird. Zwischen den hochbrechenden und niederbrechenden Lagen (517, 519) ist jeweils eine Barriereschicht 525 eingefügt. Solche Barriereschichten behindern die Bildung von chemischen Verbindungen der einzelnen Materialien wie auch die Interdiffusion der Materialien ineinander. Die Barriereschicht 525 besteht aus Materialien, welche ausgewählt oder als Verbindung zusammengesetzt sind aus der Gruppe der Materialien: Molybdän, Silizium, B4C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid. Das Schichtsystem weist eine lateral variierende lokale Dicke 515 auf. Die minimale lokale Dicke 511 des Schichtsystems weicht dabei von der maximalen lokalen Dicke 513 des Schichtsystems um mindestens 1% der minimalen lokalen Dicke ab. Die Deckschicht besteht hier aus Ruthenium. Si-Karbid könnte ebenso verwendet werden.
6 zeigt schematisch den Querschnitt durch ein erstes Schichtsysteme 605 und ein zweites Schichtsystem 631. In dieser Ausführungsform sind zwei Schichtsysteme auf einem Substrat 601 aufgebracht. Das erste Schichtsystem 605 ist ein periodisch aufgebauter Multilayer. Gezeigt ist nur eine Periode der hochbrechenden und niederbrechenden Lagen 617 und 619. In dieser Ausführungsform wird der Dickenfaktor des Multilayers vom linken Rand der 6 bis zur Mitte linear erhöht. Dies ist durch die Keilform der Schichtmaterialien dargestellt. Im rechten Bereich ist ein zweites Schichtsystem 631 bestehend aus einer einzelnen Lage aufgebracht. Gezeigt ist ein zweites Schichtsystem mit einem konstanten Dickenverlauf, auch andere Varianten wie z. B. ein linearer Dickenverlauf sind je nach optischem System sinnvoll.
Die 7 zeigt die Reflektivitätskurve einer Ausführungsform der Erfindung mit einem ersten Schichtsystem realisiert als Multilayer und einem zweiten Schichtsystem realisiert als Einzellage. Mit unterbrochenen Linien sind die jeweiligen Reflektivitätskurven der einzelnen Schichtsysteme gezeigt. Die durchgezogene Linie stellt den Reflektivitätsverlauf des gesamten Spiegels dar. In einem räumlichen Bereich des Spiegels mit Einfallswinkeln von kleiner als 70° wird der Multilayer 605 mit angepasstem Dickenverlauf aufgebracht, in dem Bereich mit Einfallswinkeln über 70° die Einzellagenschicht 631. Die gezeigte Reflektivitätskurve bezieht sich auf einen Multilayer aus 15 Perioden mit Molybdän und Silizium als Material der Lagen. Barriereschichten aus B4C trennen dabei die Einzellagen. Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse wird der Multilayer mit einer obersten Lage aus Ruthenium geschützt. Die oberste Lage ist dabei diejenige, die den größten Abstand zum Substrat hat. Der Spiegel weist einen monoton steigenden Verlauf der Reflektivitätskurve über den gesamten Einfallswinkelbereich von 45° bis 85° auf. Da die Reflektivität bei 90° auf 100% ansteigt, ist der Verlauf in dem nicht gezeigten Bereich zwischen 85° und 90° ebenfalls monoton steigend. Dadurch ergibt sich eine günstigere Nutzlichtverteilung des Beleuchtungssystems und es wird eine bessere Abbildungsqualität erreicht. Insbesondere das Plateau in der Reflektivität für einen mittleren Einfallswinkel zwischen 55° und 70° zeichnet sich durch eine Variation von weniger als 10% in der Reflektivität unabhängig vom Einfallswinkel aus. Die Reflektivität bei einem mittleren Einfallswinkel von 55° beträgt in diesem Beispiel 58% und bei einem mittleren Einfallswinkel von 70° beträgt die Reflektivität 68%. Dieser Bereich ist für die Abbildungswirkung besonders vorteilhaft
In einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt 8 den schematischen Querschnitt durch ein erstes Schichtsysteme 805 und ein zweites Schichtsystem 831. In dieser Ausführungsform sind beide Schichtsysteme auf einem Spiegelsubstrat 803 aufgebracht. Es wurde erkannt, dass Ruthenium zur Erreichung verschiedener Ziele verwendet wird. Einerseits dient es als Beschichtungsmaterial von Schichtsystemen, die nur aus einer einzelnen Lage bestehen, für den streifenden Einfall, andererseits dient es als Deckschicht von Multilayern. In dieser Ausführungsform ist beiden Schichtsystemen 805 und 831 mindestens eine Lage gemeinsam. In 8 ist die Lage 821, die vom Substrat am weitesten entfernt ist, auf dem gesamten Bereich des Spiegels vorhanden. Es können sich dabei stark nichtlineare Dickenfaktoren dieser Lage ergeben. Es gibt Lagen wie die periodischen Lagen eines Multilayers 817 und 819, die nur auf einem räumlich begrenzten Bereich des Spiegels vorhanden sind. Je nach Schichtdesign ist es möglich, dass bis zu 5 Lagen auf dem kompletten Spiegel vorhanden sind.
9 zeigt schematisch den Querschnitt durch einen Spiegel 901 mit mindestens einem ersten Schichtsystem 905 und einem zweiten Schichtsystem 931. In dieser Ausführungsform ist das erste Schichtsystem 905 als Multilayer mit einer Deckschicht 921 ausgeführt. Die Zahl der Lagen des ersten Schichtsystems insgesamt beträgt n. Das zweite Schichtsystem 931 enthält alle bis auf eine Lage des ersten Schichtsystems. Das zweite Schichtsystem enthält somit die gesamte Gruppe 933 der n – 1 Lagen, die auch im ersten Schichtsystem vorhanden sind. In der dargestellten Ausführungsform kommt eine weitere Einzellage 932 zu den n – 1 Lagen 933 hinzu. Das zweite Schichtsystem könnte auch als weitere Lage einen nichtperiodischen, zweiten Multilayer enthalten. Ebenso wäre es möglich, das erste Schichtsystem als Einzellage auszuführen.
10 zeigt schematisch eine Ausgestaltung einer Projektionsbelichtungsanlage 1067 mit einer Beleuchtungsoptik 1069. Die Beleuchtungsoptik 1069 umfasst dabei ein erstes optisches Element 1071 mit einer Mehrzahl von ersten reflektiven Facettenelementen 1073 und ein zweites optisches Element 1075 mit einer Mehrzahl von zweiten reflektiven Facettenelementen 1077. Im Lichtweg nach dem zweiten optischen Element 1077 sind ein erster Spiegel 1081 und ein zweiter Spiegel 1083 angeordnet, die beide unter senkrechtem Einfall betrieben werden, d. h. die Strahlung trifft unter einem Einfallswinkel zwischen 0° und 45° auf beide Spiegel. Nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 1085 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf das Objektfeld 1087 in der Objektebene 1049 lenkt. Der Umlenkspiegel 1085 wird unter streifendem Einfall betrieben, d. h. die Strahlung trifft unter einem Einfallswinkel zwischen 45° und 90° auf den Spiegel. Auf diesem Spiegel kommt die Erfindung zum Einsatz. Am Ort des Objektfeldes 1087 ist eine reflektive strukturtragende Maske angeordnet, die mit Hilfe der Projektionsoptik 1051 in die Bildebene 1053 abgebildet wird. Die Projektionsoptik 1051 umfasst sechs Spiegel 1055, 1056, 1057, 1058, 1059 und 1060. Alle sechs Spiegel der Projektionsoptik 1051 weisen jeweils eine reflektive optische Fläche auf, die entlang einer um die optische Achse 1061 rotationssymmetrischen Fläche verläuft.
11 zeigt schematisch einen Spiegel 1101. Schraffiert gezeigt ist derjenige Bereich 1136 des Spiegels, der von Nutzlicht des Beleuchtungssystems einer Mikrolithographieanlage getroffen wird. Nicht gezeigt sind eventuelle Fassungen, Korrekturelemente oder andere Gegenstände, die für den Betrieb der Mikrolithographieanlage notwendig, aber für die vorliegende Erfindung nicht von Belang sind. In unterschiedlichen Schraffuren ist angegeben, welcher mittlere Einfallswinkel an welchem Ort des Spiegels auftritt. Eingezeichnet ist ein lokales x-y-Koordinatensystem. In diesem Beispiel zeigt sich, dass in der y-Richtung der Abbildung eine Variation des mittleren Einfallswinkels über die Spiegelfläche auftritt. In der x-Richtung bleibt der mittlere Einfallswinkel jeweils konstant. Auch andere Verteilungen der mittleren Einfallswinkel auf der Spiegelfläche sind möglich. In 11 ist die Grenzlinie 1135 eingezeichnet, die den Spiegel in zwei Bereiche 1137 und 1139 trennt. Die Grenzlinie 1135 kennzeichnet dabei die Position des Grenzwinkels auf dem Spiegel. Abhängig vom optischen Design können auch gekrümmte Grenzlinien auftreten. Als Grenzwinkel wurde hier 70° gewählt. Der Bereich des Spiegels mit kleineren Einfallswinkeln, also in der 11 der untere Bereich 1137, wird mit einem Multilayer belegt. Dieser Multilayer weist dabei eine Variation der Dickenfaktoren auf. Die Dickenfaktoren können dabei der 2 entnommen werden. Der Bereich 1139 auf dem Spiegel, der größere Einfallswinkel als der Grenzwinkel aufweist, wird in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Einzellage Ruthenium beschichtet.
12 zeigt schematisch einen weiteren Spiegel. Wie in 11 ist hier der Bereich 1201 des Spiegels gezeigt, auf dem prinzipiell Nutzlicht auftreffen könnte. Mikrolithographieanlagen für den EUV-Wellenlängenbereich enthalten einen Kollektorspiegel 1067. Mechanische Randbedingungen der Quelle 1065 und des Kollektorspiegels 1067 führen zu Abschattungen. Daher werden auf einem Umlenkspiegel 1085 nur die Bereiche 1205 und 1231 von Nutzlicht getroffen. Der Bereich 1241 dazwischen ist abgeschattet. In diesem Fall ist es günstig, die Bereiche der Beschichtung nicht durch den Einfallswinkel festzulegen, sondern die Grenzlinie 1235 zwischen den Bereichen der Beschichtung in den abgeschatteten Bereich 1241 zu legen. Im Bereich 1205 ist ein Multilayer aufgebracht und im Bereich 1231 eine Einzellage Ruthenium. Ebenso könnten natürlich auch in den Bereichen auch zwei unterschiedliche Multilayer oder derselbe Multilayer mit unterschiedlichen Verläufen der Dickenfaktoren aufgebracht werden. Da die Grenzlinie 1235 zwischen den Bereichen nun in einem nicht genutzten Teil des Spiegels liegt, sind die Anforderungen an die Genauigkeit den Übergangsbereich der Beschichtungen relaxiert. Die Beschichtungen müssen nur den Anforderungen der Mikrolithographiebelichtungsanlage in den genutzten Bereichen 1205 und 1231 genügen. Reale Mikrolithographiebelichtungsanlagen weisen zu dem direkten Nutzlicht auch Falschlicht beispielsweise durch Streuung an rauen Oberflächen oder durch Reflexe an Fassungen auf. Daher ist es möglich, dass Licht des Nutzwellenlängenbereiches z. B. 13.3 nm–13.7 nm in den geometrisch abgeschatteten Bereich 1241 fällt. Dieses Licht trägt dann aber nicht zur Abbildung der Maske auf den Wafer bei. Daher kann bis zu 10% der maximalen Intensität der Nutzwellenlänge, die überhaupt auf der Spiegelfläche 1101 auftrifft, in den nicht genutzten Bereich 1241 gelangen. Des Weiteren ist es möglich, dass dort Licht einer deutlich anderen Wellenlänge z. B. bei 300 nm oder bei 1000 nm dort auftrifft. Dies ist für die vorliegende Erfindung ohne Belang.
In 13 ist schematisch der Querschnitt durch einen Spiegel 1301 mit mindestens einem ersten Schichtsystem 1305 und einem zweiten Schichtsystem 1331 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist das erste Schichtsystem 1305 als Multilayer mit einer Deckschicht 1321 ausgeführt. Das zweite Schichtsystem 1331 enthält eine Lage 1343 des ersten Schichtsystems, die am weitesten vom Substrat 1303 entfernt ist und absorbierend wirkt. Durch Aufbringen einer stark absorbierenden Lage 1343 im zweiten Schichtsystem kann das Ansteigen der Reflektionskurve für mittlere Einfallswinkel über 70° reduziert werden. Die Reflektionskurve verläuft daher flacher und eine gleichmäßigere Ausleuchtung der Maske ist die Folge. Die absorbierende Lage kann dabei ausgewählt oder als Verbindung zusammengesetzt sein aus der Gruppe der Materialien: Cr, TiN, TaN, TaBN, CrN, Mo, Au, Ir, Ni, Cu, Co, Pt.
Für das Ausführungsbeispiel der 13 ergibt sich eine Reflektionskurve wie in 14 gezeigt. Ein erster Bereich 1445 entspricht der Reflektivität bei mittleren Einfallswinkeln kleiner als 70°. Dieser erste Bereich wird durch das erste Schichtsystem erzeugt. In einem zweiten Bereich 1447 ist gestrichelt die Reflektionskurve gezeigt, wie sie sich für eine Einzellage ohne absorbierende Schicht ergibt. Mit einer durchgezogenen Linie ist die Reflektivität mit einer absorbierenden Schicht 1343 auf dem zweiten Schichtsystem 1331 dargestellt. Die durchgezogene Linie zeigt im gesamten Einfallswinkelbereich 1445 und 1447 einen flachen Verlauf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10155711 A1 [0003]
US 2010/0284511 [0004]

Claims

Spiegel (1, 501, 601, 801, 901, 1101, 1201, 1301) für eine Mikrolithographieprojektionsbelichtungsanlage, umfassend ein Substrat (3, 503, 603, 803, 903, 1303) und mindestens ein Schichtsystem (5, 505, 605, 805, 905, 1205, 1305), auf den im Betrieb Licht unter einer Vielzahl von Einfallswinkeln auftrifft, wobei das Schichtsystem so ausgelegt ist, dass für Licht (7, 507) einer Wellenlänge kleiner als 30 nm für Einfallswinkel (9, 509) größer als 55° eine Reflektivität von mindestens 30% erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem lokale Dicken aufweist und die minimale lokale Dicke (11, 511) des Schichtsystems von der maximalen lokalen Dicke (13, 513) des Schichtsystems um mindestens 1% der minimalen lokalen Dicke, insbesondere um mindestens 10% der minimalen lokalen Dicke abweicht.
Spiegel nach Anspruch 1, wobei die lokalen Dicken in dem Schichtsystem mit größer werdendem Einfallswinkel ansteigen.
Spiegel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Reflektivität des Spiegels in Abhängigkeit des Einfallswinkels für Einfallswinkel größer als 70°, bevorzugt größer als 65°, besonders bevorzugt größer als 60° mit größer werdendem Einfallswinkel monoton ansteigt.
Spiegel nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Schichtsystem besteht aus einer Abfolge von hochbrechenden und niederbrechenden Materialien (17, 19, 517, 519), welche ausgewählt oder als Verbindung zusammengesetzt sind aus der Gruppe der Materialien: Ruthenium, Silizium oder Molybdän.
Spiegel (501, 601, 801, 901, 1101, 1201, 1301) nach einem der Ansprüche 1–4, wobei das Schichtsystem besteht aus einer Abfolge von hochbrechenden und niederbrechenden Materialien (517, 519) und die hochbrechenden und niederbrechenden Materialien (517, 519) durch mindestens eine Barriereschicht (525) getrennt sind, die aus Materialien besteht, welche ausgewählt oder als Verbindung zusammengesetzt sind aus der Gruppe der Materialien: Molybdän, Silizium, B4C, C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid und Ru-Borid.
Spiegel (501, 601, 801, 901, 1101, 1201, 1301) nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Schichtsystem (5, 505, 605, 805, 905, 1205, 1305) Lagen aufweist und die Lage des Schichtsystems mit dem größten Abstand zum Substrat eine Deckschicht (21, 521, 821, 921) aus einem chemisch inaktiven Material, insbesondere Ruthenium oder Si-Karbid ist.
Spiegel (601, 801, 901, 1101, 1201, 1301) nach einem der Ansprüche 1–6 mit einem ersten Schichtsystem (605, 805, 905, 1205, 1305) und einem zweiten Schichtsystem (631, 831, 931, 1231, 1331), wobei das zweite Schichtsystem (631, 831, 931, 1231, 1331) auf dem Substrat lateral neben dem ersten Schichtsystem (605, 805, 905, 1205, 1305) aufgebracht ist.
Spiegel nach Anspruch 7, wobei das zweite Schichtsystem (631) besteht aus einer einzelnen Lage eines Materials ausgewählt aus der Gruppe Ruthenium, Gold, Rhodium oder Palladium.
Spiegel (901) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das erste Schichtsystem (905) eine Anzahl n von Lagen aufweist und, wobei das zweite Schichtsystem (931) mindestens n – 1 Lagen (933) des ersten Schichtsystems umfasst.
Spiegel (1101) nach einem der Ansprüche 7–9, wobei beim Einsatz in einer Mikrolithographieprojektionsbelichtungsanlage das erste Schichtsystem in einem ersten Bereich (1137) des Spiegels aufgebracht ist, in dem alle Einfallswinkel kleiner als ein Grenzwinkel (1135) sind und das zweite Schichtsystem in einem zweiten Bereich (1139) aufgebracht ist, in dem alle Einfallswinkel größer als der Grenzwinkel sind.
Spiegel (1101) nach Anspruch 10, wobei der Grenzwinkel (1135) größer als 65°, bevorzugt größer als 70°, besonders bevorzugt größer als 75° ist.
Spiegel (1201) nach einem der Ansprüche 7–11, wobei eine Grenzlinie (1235) zwischen dem ersten Schichtsystem (1205) und dem zweiten Schichtsystem (1231) in einen Bereich (1241) des Spiegels fällt, in dem die Intensität der im Betrieb einfallenden Nutzstrahlung maximal 10% der maximal auf den Spiegel einfallenden Intensität der Nutzstrahlung beträgt.
Spiegel nach einem der Ansprüche 7–12, wobei die Reflektivität (1445) des ersten Schichtsystems von der Reflektivität (1447) des zweiten Schichtsystems für alle Strahlen mit Einfallswinkeln größer als 60° und kleiner als 75° um weniger als 10% voneinander abweichen.
Spiegel nach einem der Ansprüche 7–13, wobei die Lage (1343) des zweiten Schichtsystems (1331), die am weitesten vom Substrat entfernt ist, ausgewählt oder als Verbindung zusammengesetzt ist aus der Gruppe der Materialien: Cr, TiN, TaN, TaBN, CrN, Mo, Au, Ir, Ni, Cu, Co, Pt.
Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz in der Mikrolithographie mit mindestens einem Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 14.