DE102012210256A1 - Mirror element for extreme UV projection exposure system, has mirror surfaces comprising smooth surface with quadratic roughness of specific value and micro-structure with specific period length and specific amplitude - Google Patents

Mirror element for extreme UV projection exposure system, has mirror surfaces comprising smooth surface with quadratic roughness of specific value and micro-structure with specific period length and specific amplitude Download PDF

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Abstract

The element has curved mirror surfaces (3) comprising a smooth surface with a quadratic roughness of smaller than or equal to 0.2 to nanometer root mean square in a period length range of smaller than or equal to 10 micrometer. The mirror surfaces comprise a micro-structure with a period length (4) of 10 micrometer to 100 micrometer and amplitude (5) of 0.5 nanometer to 10 nanometer. The micro-structure is even or irregular. The mirror surfaces are comprised of a reflectance coating with a set of layers e.g. molybdenum/beryllium layers or molybdenum/silicon layers. The mirror element comprises a mirror body, which is made of metal, silicon glass, quartz glasses, Zerodur(RTM: lithium aluminosilicate glass-ceramic) or ULE(RTM: ultra low expansion titanium silicate glass). An independent claim is also included for a method for manufacturing a mirror element with scattering function.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spiegelelement für Projektionsbelichtungsbelichtungsanlagen, insbesondere Projektionsbelichtungsbelichtungsanlagen, die mit Licht im extrem ultravioletten Spektrum arbeiten. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Spiegelelements.The present invention relates to a mirror element for projection exposure exposure equipment, in particular projection exposure exposure equipment operating with extreme ultraviolet spectrum light. Moreover, the present invention relates to a method for producing a corresponding mirror element.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Zur Herstellung von mikro- oder nanostrukturierten Bauteilen der Elektrotechnik oder der Mikrosystemtechnik werden mikrolithographische Verfahren eingesetzt, wobei die entsprechenden Strukturen der herzustellenden Bauteile mittels einer Projektionsbelichtungsbelichtungsanlage auf eine Wafer abgebildet werden. Um immer kleinere Strukturen abbilden zu können, werden die Projektionsbelichtungsbelichtungsanlagen ebenfalls mit Licht bzw. elektromagnetischer Strahlung mit immer kleineren Wellenlängen betrieben. Insbesondere kommt elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenspektrum des extrem ultravioletten Lichts (EUV), beispielsweise mit einer Wellenlänge von 13,5 nm zum Einsatz.For the production of micro- or nanostructured components of electrical engineering or microsystems technology, microlithographic methods are used, the corresponding structures of the components to be produced being imaged onto a wafer by means of a projection exposure exposure apparatus. In order to map smaller and smaller structures, the projection exposure exposure systems are also operated with light or electromagnetic radiation with ever smaller wavelengths. In particular, electromagnetic radiation is used in the wavelength spectrum of extreme ultraviolet light (EUV), for example with a wavelength of 13.5 nm.

Bei derartigen Projektionsbelichtungsbelichtungsanlagen kommen als optische Elemente im Wesentlichen Spiegel zum Einsatz. Zur Verbesserung der homogenen Ausleuchtung und Vermeidung von Strahlungsverlusten besteht insbesondere bei EUV-Projektionsbelichtungsanlagen ein Bedarf, Spiegelelemente mit einer Streufunktion bereitzustellen, die bei hohen Ortsfrequenzen bzw. kleinen Periodenlängen eine äußerst geringe Rauheit aufweisen, während sie in einem mittleren Ortsfrequenzbereich bzw. bei mittleren Periodenlängen eine Strukturierung aufweisen sollen, um als Streuelement bzw. als Diffusor zu wirken. Die Ortsfrequenz bzw. umgekehrt die Periodenlänge beschreiben hierbei die Größenordnung, mit der die zu untersuchende Oberfläche um eine zur Ermittlung der Rauheit an der Oberfläche erzeugte Mittellinie oszilliert, bezüglich der die positiven und negativen Abweichungen der Oberfläche ausgeglichen sind. In Bezug auf die Mittellinie kann die mittlere Rauheit oder die quadratische Rauheit (root mean square roughness (RMS roughness)) bestimmt werden. Bei hohen Ortsfrequenzen werden somit kurze Bereiche der Oberfläche (Bezugsstrecken) betrachtet, die bezüglich der Mittellinie ausgeglichen sein müssen, während bei niedrigen Ortsfrequenzen lange Periodenlängen der Bestimmung der Rauheit zugrunde liegen.In such projection exposure exposure systems, essentially mirrors are used as optical elements. In order to improve the homogeneous illumination and avoid radiation losses, there is a need, in particular for EUV projection exposure systems, to provide mirror elements with a scattering function which have extremely low roughness at high spatial frequencies or small period lengths, whereas in a medium spatial frequency range or at medium periodic lengths Should have structuring to act as a scattering element or as a diffuser. The spatial frequency or, conversely, the period length describe the order of magnitude with which the surface to be examined oscillates about a center line generated for determining the roughness on the surface, with respect to which the positive and negative deviations of the surface are compensated. With respect to the center line, mean roughness or root mean square roughness (RMS roughness) can be determined. At high spatial frequencies, therefore, short areas of the surface (reference lines) are considered, which must be balanced with respect to the center line, while at low spatial frequencies long period lengths are based on the determination of the roughness.

Die US 2002/0009178 A1 beschreibt ein Verfahren, um ein entsprechendes Streuelement in Kombination mit einem Spiegelelement zu verwirklichen, wobei in dem Spiegelelement mittels akustischer Wellen elastische Oszillationen in der Spiegeloberfläche erzeugt werden, die entsprechend die Mikrostrukturierung für die Streufunktion bereitstellen, während ansonsten die Oberfläche des Spiegelelements mit äußerst geringer Rauheit hergestellt werden kann.The US 2002/0009178 A1 describes a method to realize a corresponding diffuser in combination with a mirror element, wherein in the mirror element by means of acoustic waves elastic oscillations are generated in the mirror surface, which provide the microstructuring for the scattering function, while otherwise the surface of the mirror element with extremely low roughness can be produced.

Auch die US 7,800,734 B2 und DE 10 2009 015 264 A1 beschreiben Spiegelelemente für eine EUV-Projektionsbelichtungsbelichtungsanlage, bei der eine Streufunktion realisiert ist.Also the US 7,800,734 B2 and DE 10 2009 015 264 A1 describe mirror elements for an EUV projection exposure exposure system in which a scattering function is realized.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Obwohl im Stand der Technik bereits Vorschläge zur Realisierung von Spiegelelementen mit Streufunktion vorhanden sind, besteht weiterhin Bedarf, ein derartiges Element sowie ein Verfahren zur Herstellung bereitzustellen, welche sich dadurch auszeichnen, dass das Verfahren einfach durchführbar ist und das Spiegelelement mit der Streufunktion in definierter Weise die gewünschten Eigenschaften aufweist. Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spiegelelement mit Streufunktion bereitzustellen, welches definierte Eigenschaften bezüglich der Rauheit der Oberfläche und der Strukturierung für die Bereitstellung der Streufunktion besitzt.Although there are already proposals in the prior art for the realization of scattering mirror elements, there is still a need to provide such an element and a method of manufacture, which are characterized in that the method is easy to carry out and the mirror element with the scattering function in a defined manner has the desired properties. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a scattering mirror element having defined surface roughness and patterning properties for providing the scattering function.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Spiegelelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Spiegelelements mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a mirror element having the features of claim 1 and a method for producing a corresponding mirror element having the features of claim 7. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass eine Kombination aus einer sehr glatten Oberfläche in einem bestimmten Ortsfrequenzbereich und einer Strukturierung für die Bereitstellung einer Streufunktion dadurch erreicht werden kann, dass die Oberfläche des Spiegelelements bei der Herstellung zunächst mit einer sogenannten Stufen- bzw. Binärstruktur versehen wird und diese dann mit einem Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche mit hochenergetischen Strahlen eingeebnet wird. Dadurch lassen sich sehr definiert Mikrostrukturen erzeugen, wobei gleichzeitig die Glattheit der Oberfläche insbesondere im Bereich hoher Ortsfrequenzen erhalten bleibt. Entsprechend wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem zunächst eine erste Oberfläche erzeugt wird, die der Grundform bzw. der makroskopischen Oberfläche der Spiegelfläche entspricht. Diese erste Oberfläche kann auch als globale Fläche bezeichnet werden.The present invention is based on the recognition that a combination of a very smooth surface in a certain spatial frequency range and structuring for the provision of a scattering function can be achieved in that the surface of the mirror element in the production first with a so-called step or Binary structure is provided and this is then leveled with a method for processing the surface with high-energy rays. As a result, it is possible to generate very defined microstructures, at the same time maintaining the smoothness of the surface, in particular in the region of high spatial frequencies. Accordingly, a method is proposed in which initially a first surface is generated, the basic shape or the corresponds to the macroscopic surface of the mirror surface. This first surface can also be called a global surface.

In diese erste Oberfläche wird die sogenannte Binärstruktur oder eine Stufenstruktur eingebracht, die mit ihrer Stufenweite und der Stufenhöhe der Periodenlänge und der Amplitude der zu erzeugenden Mikrostruktur entspricht. Je nach gewünschter Größe der Amplituden der Mikrostrukturen sind die Stufengrößen kleiner oder größer zu wählen, während für Mikrostrukturen mit kleineren oder größeren Periodenlängen die entsprechenden Stufenweiten anzupassen sind.In this first surface, the so-called binary structure or a step structure is introduced, which corresponds with their step size and the step height of the period length and the amplitude of the microstructure to be generated. Depending on the desired size of the amplitudes of the microstructures, the step sizes are to be selected smaller or larger, while for microstructures having smaller or longer period lengths, the corresponding step widths have to be adapted.

Nach der Herstellung der Stufenstruktur wird die Oberfläche mit energiereichen Strahlen bearbeitet, um die Stufenstruktur einzuebnen. Dadurch werden die Kanten der Stufenstruktur abgebaut und es ergibt sich eine kontinuierlich gewellte Struktur, die jedoch in ihrer Periodenlänge bzw. Ortsfrequenz und der Amplitude von der Stufenstruktur abhängt.After fabrication of the step structure, the surface is processed with high-energy rays to flatten the step structure. As a result, the edges of the step structure are degraded and there is a continuous corrugated structure, however, depends in their period length or spatial frequency and the amplitude of the step structure.

Die Herstellung der ersten Oberfläche bzw. der globalen Form kann durch bekannte Verfahren zur Formgebung von Spiegelelementen erfolgen, wie beispielsweise Fräsen, Schleifen, Polieren, Läppen, Honen usw.. Die genannten Verfahren schließen hierbei Spezialverfahren ein, die diesen Verfahren zuzuordnen sind. Beispielsweise können unterschiedlichste Polierverfahren eingesetzt werden, wie z. B. chemisches Polieren.The production of the first surface or the global shape can be carried out by known methods for shaping mirror elements, such as, for example, milling, grinding, polishing, lapping, honing, etc. The aforementioned methods include special methods which can be assigned to these methods. For example, a variety of polishing methods can be used, such. B. chemical polishing.

Insbesondere können die erste Oberfläche und/oder die Stufenstruktur bereits mit einer sehr hohen Oberflächengüte, das heißt mit einer niedrigen Rauheit hergestellt werden, die insbesondere bis in den Bereich der Rauheit reichen kann, die für die Endoberfläche gewünscht ist. Entsprechend können über einen weiten Ortsfrequenzbereich Rauheitswerte der quadratischen Rauheit im Bereich kleiner oder gleich 0,5 nm rms (root mean square), insbesondere kleiner oder gleich 0,2 nm rms eingestellt werden.In particular, the first surface and / or the step structure can already be produced with a very high surface quality, that is to say with a low roughness, which can in particular extend into the region of the roughness which is desired for the end surface. Accordingly, roughness values of the quadratic roughness in the range of less than or equal to 0.5 nm rms (root mean square), in particular less than or equal to 0.2 nm rms, can be set over a wide spatial frequency range.

Die Stufen der Stufenstruktur können je nach der gewünschten Mikrostruktur gleichmäßig oder unregelmäßig, also entweder mit jeweils gleichen oder ungleichen Stufenweiten und/oder Stufenhöhen ausgebildet werden.Depending on the desired microstructure, the steps of the step structure can be formed uniformly or irregularly, ie either with the same or different step widths and / or step heights.

Die Bearbeitung der Stufenstruktur zur Einebnung kann mittels Laserstrahlen, Elektronenstrahlen, Innenstrahlen oder sonstiger Energie reicher Strahlung erfolgen.The processing of the step structure for leveling can be done by means of laser beams, electron beams, inner beams or other energy rich radiation.

Durch die Bearbeitung mit den energiereichen Strahlen kann eine weitere Beeinflussung der Mikrostruktur vorgenommen werden, indem beispielsweise durch eine längere Bearbeitungszeit oder eine Bearbeitungszeit mit höherer Energie ein stärkerer Materialabtrag vorgenommen und somit eine stärkere Einebnung der Stufen erfolgt. Dies hätte beispielsweise eine niedrigere Amplitude der Mikrostruktur zur Folge. Entsprechend kann die Bearbeitung mit den energiereichen Strahlen mit unterschiedlichen Energien, Strahldurchmessern, für einstellbare Bearbeitungszeiten bzw. mit sonstigen, einstellbaren Strahlungsparametern erfolgen. Sofern die zu bearbeitende Oberfläche kleiner als der Strahldurchmesser ist, kann die Bearbeitung durch eine Rasterbewegung bzw. Scanbewegung des Strahls über die Oberfläche erfolgen.By working with the high-energy rays, a further influencing of the microstructure can be carried out, for example, by a longer processing time or a processing time with higher energy made a stronger material removal and thus a greater leveling of the steps. For example, this would result in a lower amplitude of the microstructure. Accordingly, the processing can be done with the high-energy beams with different energies, beam diameters, for adjustable processing times or with other adjustable radiation parameters. If the surface to be machined is smaller than the beam diameter, the processing can be carried out by a raster movement or scanning movement of the beam over the surface.

Darüber hinaus kann die Spiegelfläche nach Erzeugung der Mikrostruktur mit einem Reflexionsschichtsystem beschichtet werden, welches aus einem Multischichtsystem mit einer Vielzahl von abwechselnden Schichten aufgebaut werden kann, welche sich in der Abfolge wiederholen können. Insbesondere können abwechselnd Molybdän und Silizium oder Molybdän und Beryllium-Schichten vorgesehen werden.Moreover, after the microstructure has been formed, the mirror surface may be coated with a reflective layer system which may be constructed from a multilayer system having a plurality of alternating layers which may repeat in sequence. In particular, alternating molybdenum and silicon or molybdenum and beryllium layers can be provided.

Mit dem oben dargestellten Verfahren kann ein Spiegelelement erzeugt werden, das eine beliebig gekrümmte Spiegelfläche aufweist und die Spiegelfläche eine glatte Oberfläche mit einer quadratischen Rauheit kleiner oder gleich 0,2 nm rms, insbesondere kleiner oder gleich 0,1 nm rms in einem Periodenlängenbereich kleiner oder gleich 10 μm, insbesondere kleiner oder gleich 5 μm, vorzugsweise kleiner oder gleich 1 μm aufweist. Die Spiegelfläche besitzt zudem eine Mikrostrukturierung mit einer Periodenlänge von 10 μm bis 100 μm und einer Amplitude von 0,5 nm bis 10 nm. Damit kann ein reflektierendes Streuelement der eingangs beschriebenen Art bereit gestellt werden, welches definierte Eigenschaften aufweist.With the method described above, a mirror element can be produced which has an arbitrarily curved mirror surface and the mirror surface has a smooth surface with a squared roughness of less than or equal to 0.2 nm rms, in particular less than or equal to 0.1 nm rms in a period length range smaller than or equal to equal to 10 microns, in particular less than or equal to 5 microns, preferably less than or equal to 1 micron. The mirror surface also has a microstructure with a period length of 10 .mu.m to 100 .mu.m and an amplitude of 0.5 nm to 10 nm. Thus, a reflective scattering element of the type described above can be provided, which has defined properties.

Die Mikrostrukturierung kann gleichmäßig oder ungleichmäßig ausgebildet sein und in einem großen Bereich gemäß den Vorgaben definiert eingestellt werden. Die Spiegelfläche kann bei makroskopischer Betrachtung, also bei Vernachlässigung der Mikrostruktur flach, elliptisch, sphärisch oder asphärisch ausgebildet sein.The microstructuring may be uniform or irregular and set in a wide range according to the specifications defined. The mirror surface may be flat, elliptical, spherical or aspherical when viewed macroscopically, that is neglecting the microstructure.

An der Spiegelfläche kann eine Reflexionsbeschichtung vorliegen, die aus einer Vielzahl von dünnen Schichten aufgebaut ist, z. B. einer Abfolge von abwechselnden Molybdän- und Silizium-Schichten oder Molybdän- und Beryllium-Schichten.On the mirror surface may be present a reflection coating, which is composed of a plurality of thin layers, for. As a sequence of alternating molybdenum and silicon layers or molybdenum and beryllium layers.

Der Spiegelkörper an sich kann aus jedem geeigneten Material bestehen und insbeondere Metall, Silizium, Glas, Quarzglas, ZERODUR oder ULE umfassen, wobei die letztgenannten Materialien Handelsbezeichnungen der Firmen Schott und Corning für Glasmaterial sind, welches geringe oder nahezu keine thermische Ausdehnung zeigt.As such, the mirror body may be of any suitable material, including, but not limited to, metal, silicon, glass, quartz glass, ZERODUR, or ULE, the latter materials being trade names of Schott and Corning for glass material exhibiting little or almost no thermal expansion.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

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

1 einen Teilausschnitt einer Spiegelfläche gemäß der Erfindung, wobei zusätzlich Hilfslinien zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben sind; 1 a partial section of a mirror surface according to the invention, wherein additional auxiliary lines for illustrating the method according to the invention are given;

2 eine teilweise Darstellung eines Oberflächenbereichs eines herzustellenden Spiegelelements, welches die ersten Schritte des Herstellungsverfahrens verdeutlicht; 2 a partial representation of a surface region of a manufactured mirror element, which illustrates the first steps of the manufacturing process;

3 eine Darstellung eines Oberflächenbereichs eines fertig hergestellten Spiegelelements mit Streufunktion gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Bearbeitungsschritt angedeutet ist; 3 a representation of a surface area of a finished manufactured mirror element with scatter function according to the present invention, wherein a processing step is indicated;

4 eine Darstellung eines Oberflächenbereichs eines erfindungsgemäßen Spiegelelements mit der Darstellung der Unterschiede unterschiedlicher Strukturierungen sowie der entsprechenden Hilfsstrukturen für die Herstellung; 4 a representation of a surface region of a mirror element according to the invention with the representation of the differences of different structuring and the corresponding auxiliary structures for the production;

5 eine Darstellung eines Oberflächenbereichs eines erfindungsgemäßen Spiegelelements mit einer Reflexionsbeschichtung; und in 5 a representation of a surface region of a mirror element according to the invention with a reflection coating; and in

6 eine schematische Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. 6 a schematic representation of an EUV projection exposure system.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEMBODIMENTS

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiels beschränkt.Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of exemplary embodiments. However, the invention is not limited to this embodiment.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilbereich einer Oberfläche eines erfindungsgemäßen Spiegelelements mit Streufunktion. Die Spiegelfläche 3 des Spiegelelements mit Streufunktion ist durch die gewellte Linie 3 angegeben, die gegenüber einer Mittelinie 1 periodisch Minima und Maxima aufweist, wobei die Periodenlänge 4 und die Amplitude 5 der Mikrostruktur dargestellt sind. Darüber hinaus ist in einer gestrichelten Linie 2 eine Stufenstruktur gezeigt, die einen Zwischenschritt bei der Herstellung darstellt bzw. diesen verdeutlicht. Allerdings entspricht die Linie 2 nicht der tatsächlichen Position bei der Herstellung, sondern ist versetzt dargestellt, da durch den Materialabtrag bei der Bearbeitung eine Absenkung der Oberfläche erfolgt.The 1 shows a schematic representation of a portion of a surface of a mirror element according to the invention with scattering function. The mirror surface 3 of the mirror element with scattering function is through the wavy line 3 indicated, which compared to a center line 1 periodically has minima and maxima, the period length 4 and the amplitude 5 the microstructure are shown. In addition, in a dashed line 2 a step structure shown, which represents an intermediate step in the production and illustrates this. However, the line is the same 2 not the actual position in the production, but is shown offset, since the removal of material during machining, a lowering of the surface takes place.

Die 2 zeigt den Beginn des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Zunächst wird ein Spiegelelement bearbeitet, um eine äußere Form mit einer ersten Oberfläche 7 aufzuweisen, die im Wesentlichen in der Form der Mittellinie 1 entspricht, wie sie später die Spiegeloberfläche als Mittellinie für die Mikrostrukturierungen aufweisen soll. Die Mittellinie entspricht in ihrer Form der makroskopischen Form der herzustellenden Spiegelfläche.The 2 shows the beginning of the manufacturing process according to the present invention. First, a mirror element is machined to form an outer shape having a first surface 7 to exhibit, essentially in the form of the midline 1 corresponds, as they should later have the mirror surface as the center line for the microstructures. The center line corresponds in shape to the macroscopic shape of the mirror surface to be produced.

In das Halbzeug mit der ersten Oberfläche 7 werden Stufen 2 eingearbeitet, die auch als Binärstruktur bezeichnet werden kann, wobei die Bezeichnung Binärstruktur darauf hindeutet, dass lediglich zwei verschiedene Arten von Flächen erzeugt werden, nämlich zum einen horizontale und zum anderen vertikale Flächen. Allerdings sind auch andere Arten von Flächen denkbar und diese Flächen können zu einem beliebigen Bezugssystem orientiert sein, d. h. nicht vertikal oder horizontal ausgerichtet sein. Entsprechend könnten die Stufen 2 andere Winkel zueinander einschließen, als die in der 2 gezeigten 90° Winkel. Letztendlich kann jede Stufenstruktur bzw. Binärstruktur eingebracht werden, die zusammen mit der nachfolgenden Bearbeitung eine gewünschte Mikrostrukturierung hervorbringt.In the semi-finished product with the first surface 7 become stages 2 which may also be referred to as a binary structure, where the term binary structure indicates that only two different types of surfaces are generated, namely one horizontal and one vertical surface. However, other types of surfaces are conceivable and these surfaces may be oriented to any reference system, ie not be aligned vertically or horizontally. Accordingly, the stages could 2 include other angles to each other than those in the 2 shown 90 ° angle. Finally, any step structure or binary structure can be introduced which, together with the subsequent processing, produces a desired microstructuring.

Nachdem die Stufenstruktur 2 bzw. Binärstruktur in das entsprechende Bauteil eingebracht worden ist, wird die Oberfläche durch energiereiche Strahlen 6 bestrahlt, wie beispielsweise Laserstrahlen, Elektronenstrahlen oder andere Partikelstrahlen, wie Innenstrahlen oder dergleichen. Dies ist in 3 dargestellt. Dadurch kommt es zu einem Materialabtrag an der Oberfläche, was zur Einebnung der Stufenstruktur 2 und zur Ausbildung der Spiegeloberfläche 3 mit der gewünschten Mikrostrukturierung führt.After the step structure 2 or binary structure has been introduced into the corresponding component, the surface is by high-energy radiation 6 irradiated, such as laser beams, electron beams or other particle beams, such as internal radiation or the like. This is in 3 shown. This leads to a removal of material on the surface, which leads to a leveling of the step structure 2 and for the formation of the mirror surface 3 with the desired microstructuring leads.

Da der energiereiche Strahl einen kleineren Durchmesser als die zu bearbeitende Oberfläche aufweisen kann, wird der Strahl in Art einer Rasterbewegung (Scan-Bewegung) über die Oberfläche geführt. Durch die Einstellung der Größe des Strahlquerschnitts sowie der Strahlenergie und anderer Bestrahlungsparameter kann die Ausbildung der Mikrostruktur sowie der Spiegeloberfläche im Allgemeinen beeinflusst werden.Since the high-energy beam can have a smaller diameter than the surface to be processed, the beam is guided in the manner of a raster movement (scanning movement) over the surface. By adjusting the size of the beam cross section and the beam energy and other irradiation parameters, the formation of the microstructure and the mirror surface can be influenced in general.

Die Herstellung der Grundform des Spiegelelements im ersten Schritt zur Erzeugung der ersten Oberfläche 7 sowie die Einbringung der Stufenstruktur 2 kann mit verschiedensten bekannten Verfahren zur Formgebung von entsprechenden Spiegelmaterialien durchgeführt werden, insbesondere Fräsen, Schleifen, Polieren und dergleichen. Insbesondere kann die erste Oberfläche 7 gemäß der Grundform des zu erzeugenden Spiegelelements und/oder die Stufenstruktur mit einer Oberflächengüte hergestellt werden, die bereits sehr gute Rauheitswerte, insbesondere im Bereich der zu erzeugenden Rauheitswerte für die Endoberfläche aufweist, da durch die nachfolgende Strahlbearbeitung die Oberflächengüte weitgehend erhalten werden kann.The production of the basic shape of the mirror element in the first step to produce the first surface 7 and the introduction of the step structure 2 can be carried out with various known methods for shaping corresponding mirror materials, in particular milling, grinding, polishing and the like. In particular, the first surface 7 in accordance with the basic shape of the mirror element to be produced and / or the step structure with a surface quality which already has very good roughness values, in particular in the region of the roughness values to be generated for the end surface, as a result the subsequent beam processing the surface quality can be largely maintained.

Die 4 zeigt in einer vergleichenden Darstellung die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung einschließlich der verschiedenen Zwischenstufen bei der Herstellung und die unterschiedlichen Möglichkeiten zur Erzielung unterschiedlicher Mikrostrukturen.The 4 shows in a comparative representation the various aspects of the present invention including the various intermediates in the production and the different possibilities for achieving different microstructures.

Die 4 zeigt zwei unterschiedliche Spiegelflächen 3, 3a, die verschiedene Mikrostrukturierungen entsprechend der Periodenlängen 4 und 4a aufweisen. Die strichlinierten bzw. punktierten Linien 2 und 2a zeigen die unterschiedlichen Stufen bzw. Binärstrukturen, die zur Erzielung der verschiedenen Spiegelflächen 3, 3a und der dazugehörigen Mikrostrukturen erforderlich sind. Wie sich unmittelbar aus der 4 ergibt, ist zur Herstellung einer Spiegelfläche 3a mit einer kurzwelligeren Mikrostruktur auch die Einbringung einer kurzwelligeren Stufenstruktur 2a erforderlich. Somit macht die 4 deutlich, dass durch die Art der Binärstruktur 2, 2a die Ausbildung der nachfolgenden Mikrostruktur in den Spiegelflächen 3, 3a bestimmt wird.The 4 shows two different mirror surfaces 3 . 3a , the different microstructures according to the period lengths 4 and 4a exhibit. The dashed or dotted lines 2 and 2a show the different stages or binary structures that are necessary to achieve the different mirror surfaces 3 . 3a and the associated microstructures are required. As can be seen directly from the 4 results, is to produce a mirror surface 3a with a short-wave microstructure, the introduction of a shorter wave step structure 2a required. Thus does the 4 clearly that by the nature of the binary structure 2 . 2a the formation of the following microstructure in the mirror surfaces 3 . 3a is determined.

In der 5 ist ein Teilbereich einer Spiegelfläche nach Beschichtung mit einem Reflexionsschichtsystem gezeigt. Das Reflexionsschichtsystem weist eine Vielzahl dünner Schichten 8, 9 auf, die abwechselnd aus Molybdän und Silizium oder Molybdän und Beryllium bestehen.In the 5 For example, a portion of a mirror surface after coating with a reflective layer system is shown. The reflective layer system has a plurality of thin layers 8th . 9 alternately consisting of molybdenum and silicon or molybdenum and beryllium.

Die 6 zeigt eine EUV(extrem ultraviolett)-Projektionsbelichtungsanlage, bei der entsprechende Spiegelelemente mit Streufunktion, wie sie in Teilausschnitten des Oberflächenbereichs in den 1 bis 4 dargestellt worden sind, eingesetzt werden können. Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage der 5 umfasst eine Lichtquelle 10, die über ein Beleuchtungssystem 11 Licht auf ein Retikel 12 lenkt, welches die abzubildenden Strukturen enthält. Das Licht, also die elektromagnetische Strahlung im Bereich des extrem ultravioletten Lichts wird an dem Retikel 12 mit den zu erzeugenden Strukturen reflektiert und gelangt in ein Projektionsobjektiv 13, welches im gezeigten Bespiel ein Design mit sechs Spiegeln aufweist, um letztendlich auf den Wafer projiziert zu werden.The 6 shows an EUV (extreme ultraviolet) projection exposure system, in which corresponding scattering elements with mirroring function, as shown in partial sections of the surface area in the 1 to 4 can be used, can be used. The EUV projection exposure system of the 5 includes a light source 10 that have a lighting system 11 Light on a reticle 12 which contains the structures to be imaged. The light, that is the electromagnetic radiation in the area of the extreme ultraviolet light, becomes at the reticle 12 reflected with the structures to be generated and enters a projection lens 13 which in the example shown has a design with six mirrors to ultimately be projected onto the wafer.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der dargestellten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sonder dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen vorgenommen werden, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird.Although the present invention has been described in detail with reference to the illustrated embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the invention is not limited to these embodiments, but rather modifications are possible in the manner that omits individual features or other combinations of features without departing from the scope of the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (14)

Spiegelelement mit Streufunktion für Projektionsbelichtungsanlagen, wobei das Spiegelelement eine beliebig gekrümmte Spiegelfläche (3, 3a) aufweist und wobei die Spiegelfläche eine glatte Oberfläche mit einer quadratischen Rauheit kleiner oder gleich 0,2 nm rms in einem Periodenlängenbereich kleiner oder gleich 10 μm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche eine Mikrostrukturierung mit einer Periodenlänge von 10 μm bis 100 μm und einer Amplitude von 0,5 nm bis 10 nm aufweist.Mirror element with scatter function for projection exposure systems, wherein the mirror element has an arbitrarily curved mirror surface ( 3 . 3a ) and wherein the mirror surface has a smooth surface with a square roughness of less than or equal to 0.2 nm rms in a period length range less than or equal to 10 microns, characterized in that the mirror surface is a microstructure with a period length of 10 .mu.m to 100 .mu.m and a Amplitude of 0.5 nm to 10 nm. Spiegelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche eine glatte Oberfläche mit einer quadratischen Rauheit kleiner oder gleich 0,2 nm rms, insbesondere kleiner oder gleich 0,1 nm rms in einem Periodenlängenbereich kleiner oder gleich 5 μm, insbesondere kleiner oder gleich 1 μm aufweist.Mirror element according to claim 1, characterized in that the mirror surface has a smooth surface with a square roughness of less than or equal to 0.2 nm rms, in particular less than or equal to 0.1 nm rms in a period length range less than or equal to 5 μm, in particular less than or equal to 1 has μm. Spiegelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturierung gleichmäßig oder unregelmäßig ist.Mirror element according to claim 1 or 2, characterized in that the microstructuring is uniform or irregular. Spiegelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeloberfläche eine Reflexionsbeschichtung umfasst.Mirror element according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror surface comprises a reflection coating. Spiegelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeloberfläche eine Reflexionsbeschichtung mit einer Vielzahl von Schichten (8, 9) umfasst, wobei die Schichten abwechselnd durch unterschiedliche Materialien gebildet sind, insbesondere aus periodisch aufgebrachten Paaren aus Mo/Be-Schichten oder Mo/Si-Schichten.Mirror element according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror surface a reflection coating with a plurality of layers ( 8th . 9 ), wherein the layers are formed alternately by different materials, in particular from periodically applied pairs of Mo / Be layers or Mo / Si layers. Spiegelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche makroskopisch eine flache, elliptische, sphärische oder asphärische Oberfläche ist.Mirror element according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror surface is macroscopically a flat, elliptical, spherical or aspherical surface. Spiegelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement einen Spiegelkörper aufweist, der Metall, Silizium, Glas, Quarzglas, Zerodur oder ULE aufweist.Mirror element according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror element has a mirror body comprising metal, silicon, glass, quartz glass, Zerodur or ULE. Verfahren zur Herstellung eines Spiegelelements mit Streufunktion, insbesondere eines Spiegelelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einem ersten Schritt eine erste Oberfläche (7) erzeugt wird, die der makroskopischen Form einer zu erzeugenden Spiegelfläche entspricht, wobei in einem zweiten Schritt Stufen (2, 2a) entlang der ersten Oberfläche erzeugt werden, die in der Stufenweite und der Stufenhöhe an die Periodenlänge und Amplitude einer zu erzeugenden Mikrostruktur angepasst sind, und wobei in einem dritten Schritt die Stufen mittels hochenergetischer Strahlung (6) eingeebnet werden.Method for producing a mirror element with scattering function, in particular a mirror element according to one of the preceding claims, in which, in a first step, a first surface ( 7 ) corresponding to the macroscopic shape of a mirror surface to be generated, wherein in a second step steps ( 2 . 2a ) are produced along the first surface, which are adapted in the step width and the step height to the period length and amplitude of a microstructure to be generated, and wherein in a third step, the steps by means of high-energy radiation ( 6 ) are leveled. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche (7) und die Stufen (2) durch formgebende Verfahren ausgewählt aus der Gruppe, die Fräsen, Schleifen, Honen, Läppen und Polieren umfasst, hergestellt wird.Method according to claim 5, characterized in that the first surface ( 7 ) and the steps ( 2 ) by forming processes selected from the group comprising milling, grinding, honing, lapping and polishing. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche (7) und/oder die Stufen (2) mit einer Oberflächengüte bis zur Oberflächengüte der Endoberfläche hergestellt werden, insbesondere mit einer Rauheit über den gesamten Ortsfrequenzbereich von kleiner oder gleich 0,5 nm rms, insbesondere kleiner oder gleich 0,2 nm rms.Method according to claim 5 or 6, characterized in that the first surface ( 7 ) and / or the stages ( 2 ) are produced with a surface quality up to the surface quality of the end surface, in particular with a roughness over the entire spatial frequency range of less than or equal to 0.5 nm rms, in particular less than or equal to 0.2 nm rms. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen (2) gleichmäßig oder unregelmäßig ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the stages ( 2 ) are formed uniformly or irregularly. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Einebnung der Stufen (2) durch hochenergetische Strahlung mit Innenstrahlen, Laserstrahlen oder Elektronenstrahlen durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the step of leveling the stages ( 2 ) is performed by high-energy radiation with internal rays, laser beams or electron beams. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt der Einebnung der Stufen (2) durch hochenergetische Strahlung die Einebnung durch Einstellung der Strahlleistung, des Strahlquerschnitts, der Bestrahlungsdauer und/oder der Scanbewegung des Strahls (6) relativ zur zu bearbeitenden Oberfläche beeinflusst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of leveling the steps ( 2 ) by high-energy radiation, the leveling by adjusting the beam power, the beam cross section, the irradiation time and / or the scanning movement of the beam ( 6 ) is influenced relative to the surface to be processed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem dritten Schritt eine Reflexionsbeschichtung (8, 9) abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the third step, a reflection coating ( 8th . 9 ) is deposited.
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