DE102014224569A1

DE102014224569A1 - Oberflächenkorrektur an beschichteten reflektiven optischen Elementen

Info

Publication number: DE102014224569A1
Application number: DE102014224569.9A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Stickel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-06-02
Also published as: CN107111015A; WO2016087092A1; KR20170088975A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren einer Oberflächenform eines reflektiven optischen Elements (1), welches ein Substrat (2) und eine reflektive Beschichtung (3) aufweist, wobei das Verfahren mindestens den folgenden Schritt umfasst: Korrigieren der Oberflächenform (5) durch Erzeugen einer dauerhaften lokalen Formvariation (10) in mindestens einer verformbaren Schicht (7), die zwischen dem Substrat (2) und der reflektiven Beschichtung (3) angeordnet ist und die eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist, wobei die dauerhafte lokale Formvariation (10) durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes (9), an die mindestens eine verformbare Schicht (7) erzeugt wird. Die Erfindung betrifft auch ein reflektives optisches Element (1), umfassend: ein Substrat (2), eine reflektive Beschichtung (3) sowie mindestens eine zwischen dem Substrat (2) und der reflektiven Beschichtung (3) angeordnete verformbare Schicht (7), die eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren einer Oberflächenform eines reflektiven optischen Elements, welches ein Substrat und eine reflektive Beschichtung aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Korrigieren der Abbildungseigenschaften eines Projektionsobjektivs für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage sowie ein reflektives optisches Element und ein Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem solchen reflektiven optischen Element.
Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen dienen zur Herstellung von mikrostrukturierten Bauelementen mittels eines fotolithographischen Verfahrens. Dabei wird eine strukturtragende Maske, das sogenannte Retikel, mit Hilfe eines Projektionsobjektivs auf eine fotosensitive Schicht abgebildet. Die minimale Strukturbreite, die mit Hilfe eines solchen Projektionsobjektivs abgebildet werden kann, wird bestimmt durch die Wellenlänge des verwendeten Abbildungslichtes. Je kleiner die Wellenlänge des verwendeten Abbildungslichtes ist, desto kleinere Strukturen können mit Hilfe des Projektionsobjektivs abgebildet werden. Heutzutage wird hauptsächlich Abbildungslicht mit der Wellenlänge 193nm oder Abbildungslicht mit einer Wellenlänge im Bereich des extremen Ultraviolett (EUV), d. h. 5nm–30nm, verwendet. Bei der Verwendung von Abbildungslicht mit einer Wellenlänge von 193nm kommen sowohl refraktive optische Elemente als auch reflektive optische Elemente innerhalb der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz. Bei Verwendung von Abbildungslicht mit einer Wellenlänge im Bereich von 5nm–30nm werden dagegen ausschließlich reflektive optische Elemente (EUV-Spiegel) verwendet.
Um eine gute Abbildung der strukturtragenden Maske auf die fotosensitive Schicht zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass die Abbildungsfehler bzw. die Wellenfrontfehler des Projektionsobjektivs soweit wie möglich reduziert werden. Daher ist es erforderlich, die Oberflächenform insbesondere der verwendeten reflektiven optischen Elemente innerhalb des Projektionsobjektivs mit einer hohen Präzision zu gewährleisten. Beim Aufbringen der reflektiven Beschichtung sowie ggf. beim Aufbringen einer zusätzlichen Schutzbeschichtung auf das Substrat kann es zu Abweichungen von einer Soll-Oberflächenform kommen, welche das optische Element bzw. die reflektive Beschichtung aufweisen muss, um die gewünschten Abbildungseigenschaften zu erzeugen.
Eine Möglichkeit zur Korrektur von Wellenfrontfehlern von mehreren optischen Elementen, die gemeinsam in einem Projektionsobjektiv angeordnet sind, besteht darin, die Wellenfrontfehler zu vermessen, die von einem reflektiven optischen Element erzeugt werden und die Korrektur an dem unbeschichteten Substrat mindestens eines weiteren reflektiven optischen Elements vorzunehmen, bevor dieses mit einer reflektiven Beschichtung versehen wird. Bei diesem Vorgehen besteht das Problem, dass die Wellenfrontfehler bzw. die Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs ggf. nicht mit der gewünschten Genauigkeit korrigiert werden können.
Es sind Verfahren bekannt, die eine Korrektur der Oberflächenform an beschichteten reflektiven optischen Elementen ermöglichen.
In der DE 10 2011 084 117 A1 ist ein Verfahren zur Korrektur der Oberflächenform eines reflektiven optischen Elements für den EUV-Wellenlängenbereich bekannt geworden, welches folgende Schritte umfasst: Vermessen des reflektiven optischen Elements und/oder Vermessen eines Projektionsobjektivs, welches das reflektive optische Element aufweist, mit einem Interferometer, sowie Bestrahlen des reflektiven optischen Elements durch die reflektive Beschichtung hindurch mit Hilfe von Elektronen, um eine lokale Kompaktierung des Substrats des reflektiven optischen Elements in einem an die reflektierende Beschichtung angrenzenden Oberflächenbereich zu erzeugen und dadurch die Oberflächenform des reflektiven optischen Elements zu korrigieren.
Aus der DE 10 2011 076 014 A1 ist ein Verfahren zum Korrigieren einer Oberflächenform eines Spiegels bekannt geworden, bei dem eine lokale Formvariation einer funktionellen Beschichtung, die zwischen einem Substrat und einer reflektiven Beschichtung des Spiegels angeordnet ist, durch lokale Variation der chemischen Zusammensetzung der funktionellen Beschichtung erzeugt wird. Die lokale Variation der chemischen Zusammensetzung kann durch den Beschuss mit Partikeln, beispielsweise durch den Beschuss mit geladenen Partikeln in Form von Wasserstoff-Ionen, erfolgen.
In der DE 10 2005 044 716 A1 ist ein optisches Element beschrieben, welches einen Grundkörper (Substrat) und wenigstens eine mit dem Grundkörper verbundene, durch Anlegen wenigstens eines ersten Feldes verformbare aktive Schicht aufweist, wobei die Schicht als Korrekturschicht zur durch Anlegen des ersten Feldes induzierten, verformungsbedingten, zumindest lokalen und zumindest teilweisen Korrektur wenigstens eines Fehlers des optischen Elements ausgebildet ist. Die Schicht kann ein magnetostriktives Material umfassen und bei dem angelegten Feld kann es sich beispielsweise um ein Magnetfeld handeln.
Aus der DE 10 2004 051 838 A1 ist eine Spiegelanordnung bekannt geworden, bei welcher an einer der Spiegelfläche abgewandten Rückseite eines Substrats eine Aktuatoranordnung angebracht ist, welche wenigstens eine mit einem Bereich der Rückseite des Substrats flächig verbundene aktive Schicht umfasst, die wenigstens ein ferroelektrisches Material und/oder ein piezoelektrisches Material und/oder ein magnetostriktives Material und/oder ein elektrostriktives Material und/oder eine Formgedächtnislegierung umfasst.
Aus der DE 10 2012 207 003 A1 ist ein optisches Element bekannt geworden, umfassend: ein Substrat, eine reflektive Beschichtung, mindestens eine aktive Schicht, die ein magentostriktives Material aufweist, sowie mindestens eine magnetisierbare Schicht, die zur Erzeugung eines magnetischen Feldes in der mindestens einen aktiven Schicht ein permanentmagnetisches Material aufweist. Die Schicht aus dem permanentmagnetischen Material erzeugt ein statisches Magnetfeld, welches auf die aktive Schicht einwirkt und diese lokal oder ggf. global in einer gewünschten Weise deformiert, d.h. insbesondere in der Dicke verändert, um die Oberflächenform und damit Wellenfrontfehler des optischen Elements zu korrigieren. Die statische Verformung der aktiven Schicht bleibt so lange bestehen, bis die permanentmagnetische Schicht durch das Anlegen eines starken magnetischen Feldes entmagnetisiert wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte Verfahren, ein reflektives optisches Element und ein Projektionsobjektiv mit einem solchen reflektiven optischen Element derart weiterzubilden, dass die Oberflächenform des reflektiven optischen Elements bzw. die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs mit hoher Genauigkeit korrigiert werden können.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches mindestens den folgenden Schritt umfasst: Korrigieren der Oberflächenform durch Erzeugen einer dauerhaften lokalen Formvariation in mindestens einer verformbaren Schicht, die zwischen dem Substrat und der reflektiven Beschichtung angeordnet ist und die eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist, wobei die dauerhafte lokale Formvariation durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes, an die mindestens eine verformbare Schicht erzeugt wird.
Zum Korrigieren der Oberflächenform eines reflektiven optischen Elements wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem an einem beschichteten reflektiven optischen Element eine optisch wirksame, lokale bzw. ortsabhängig veränderliche Passeänderung vorgenommen wird, indem in mindestens eine zwischen der optisch wirksamen Beschichtung und dem Substrat eingebrachte verformbare Schicht, die eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist, eine lokale Formvariation eingebracht wird, welche die gewünschte Korrektur der Oberflächenform bewirkt. Die mindestens eine verformbare Schicht – oder ggf. Schichtanteile der verformbaren Schicht – verändert bzw. verändern beim Anlegen eines (äußeren) elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes, dauerhaft ihre Form, d.h. diese werden dauerhaft deformiert. Unter einer dauerhaften Deformation bzw. Formvariation der verformbaren Schicht wird eine Formänderung der verformbaren Schicht verstanden, die erhalten bleibt, wenn das angelegte (äußere) elektromagnetische Feld bzw. Magnetfeld abgeschaltet wird. Die Veränderung der Form der verformbaren Schicht bzw. der magnetischen Formgedächtnislegierung kommt dadurch zu Stande, dass sich die weiß‘schen Bezirke in dem elektromagnetischen Feld ausrichten bzw. umorientieren. Diese Umorientierung bzw. Ausrichtung der weiß’schen Bezirke bleibt nach dem Abschalten des elektromagnetischen Feldes erhalten, bis erneut ein elektromagnetisches Feld, Druck und/oder Temperatur auf die verformbare Schicht einwirken. Nach dem Abschalten des äußeren elektromagnetischen Feldes bzw. des Magnetfeldes ist außerhalb der verformbaren Schicht typischer Weise kein elektromagnetisches Feld bzw. Magnetfeld mehr messbar.
Bei der Formvariation handelt es sich um eine optisch wirksame Formvariation, d.h. um eine ortsabhängige Variation der Form der Schicht senkrecht zur Oberfläche des reflektiven optischen Elements bzw. senkrecht zur Grenzfläche der reflektiven Beschichtung des optischen Elements zur Umgebung. Insbesondere kann es sich bei der lokalen Formvariation um eine lokale Variation der Dicke der verformbaren Schicht handeln.
Die lokale Formvariation der verformbaren Schicht kann beispielsweise erzeugt werden, indem eine Felderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes, z.B. in Form eines (Elektro-)Magneten, an der verformbaren Schicht entlang bewegt wird, wobei durch die Verweildauer bzw. die Einwirkungsdauer des Magneten an einem jeweiligen Ort der verformbaren Schicht und/oder durch die Stärke der magnetischen Flussdichte in der verformbaren Schicht die Stärke der dauerhaften lokalen Formvariation eingestellt werden kann. Die lokale magnetische Flussdichte, die an einem Ort auf die verformbare Schicht einwirkt, kann beispielsweise verändert werden, indem ein Stromfluss durch einen Elektromagneten, welcher zum Anlegen des Magnetfeldes an die verformbare Schicht dient, beim Bewegen des Elektromagneten entlang der verformbaren Schicht ortsabhängig verändert wird.
Es ist nicht erforderlich, dass die Felderzeugungseinrichtung beim Anlegen des elektromagnetischen Feldes mit dem reflektiven optischen Element in Berührung kommt. Die Einstellung der lokalen Formvariation mit Hilfe des elektromagnetischen Feldes bzw. des Magnetfeldes ermöglicht somit ein berührungsloses Korrigieren der Oberflächenform eines reflektiven optischen Elements. Somit kann eine Korrektur der Oberflächenform bzw. der Passe an dem optischen Element vorgenommen werden, die keinen Einfluss auf die Rauigkeiten oder Reflektivitäten der Schichten der reflektiven Beschichtung oder ggf. weiterer funktioneller Schichten hat, die auf das Substrat aufgebracht sind. Auch das Material des Substrats selbst wird bei der Korrektur der Passe nicht verändert. Das Material des Substrats spielt für die Passekorrektur keine Rolle, sofern es nicht selbst magnetisch ist, was bei den typischer Weise als Substrate von reflektiven optischen Elementen – zumindest für den EUV-Wellenlängenbereich – verwendeten Materialien in der Regel der Fall ist. Da das Substrat bei der Korrektur der Oberflächenform nicht verändert wird, ist eine Wiederverwertung des Substrats beispielsweise bei Auffrischungs-Prozessen (Refurbishment), bei denen die Beschichtung abgetragen und das Substrat neu beschichtet wird, ohne zusätzlichen Aufwand möglich.
Bei einer Variante umfasst die verformbare Schicht, an die das elektromagnetische Feld angelegt wird, eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer ternären Legierung. Eine ternäre Legierung weist drei Konstituenten (typischer Weise drei chemische Elemente) auf, die beispielsweise eine intermetallische Verbindung bzw. Legierung, aber auch eine nichtmetallische Verbindung bzw. Legierung bilden können. Ternäre Legierungen haben sich als besonders geeignet für die Realisierung von magnetischen Formgedächtnislegierungen herausgestellt, da diese eine im Vergleich zu binären magnetischen Formgedächtnislegierungen, z.B. in Form von NiTi-Legierungen, eine ggf. höhere Deformierbarkeit aufweisen.
Bei einer weiteren Variante weist die verformbare Schicht, an die das elektromagnetische Feld angelegt wird, eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer insbesondere vollständigen Heusler-Legierung auf. Bei Heusler-Legierungen handelt es sich um ternäre Legierungen, die eine Zusammensetzung XYZ (halbe Heusler-Legierungen) oder X₂YZ (vollständige Heusler-Legierungen) mit den Konstituenten (chemischen Elementen) X, Y, und Z sowie typischer Weise eine L2₁-Überstruktur aufweisen. Die möglichst exakte Einhaltung der Stöchiometrie X₂YZ ist günstig, da diese eine maximale Deformierbarkeit der Heusler-Legierung und somit eine maximale Volumenänderung der verformbaren Schicht ermöglicht.
Abweichungen von der oben genannten Stöchiometrie X₂YZ sind ebenfalls möglich, sofern die Heusler-Phase und somit die Eigenschaft des Formgedächntisses der Legierung erhalten bleiben, vgl. beispielsweise die Dissertation von Dipl.-Ing. Uwe Gaitzsch „Struktureinstellung und magnetische Dehnung in polykristallinen magnetischen Ni-Mn-Ga-Formgedächtnislegierungen", TU Dresden, 2008, in der eine magnetische Formgedächtnislegierung mit der Zusammensetzung Ni₅₀Mn_25+xGa_25-x, insbesondere mit der Summenformel Ni₅₀Mn₂₉Ga₂₁, untersucht wird, oder das Skript zur Vorlesung „Einführung in die Funktionswerkstoffe, Kapitel 6: magnetische Formgedächtniswerkstoffe" von Prof. Dr. F. Mücklich, Dipl.-Ing. K. Trinh, Univ. des Saarlandes, Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe, in dem unter anderem das System NiMnGa mit der Summenformel Ni_2+xMn_1-xGa für unterschiedliche Werte von x zwischen 0 und 0,2 bzw. 0 und 0,42 untersucht wird.
Bei den Konstituenten X und Y handelt es sich typischer Weise um Übergangsmetalle, während Z typischer Weise ein Element der III.-V. Hauptgruppe bezeichnet. Bei dem Konstituenten X kann es sich beispielsweise um ein Übergangsmetall handeln, welches ausgewählt ist aus der Gruppe: Co, Cu, Ni, Fe und Pt. Bei dem Konstituenten Y kann es sich beispielsweise um Mn oder um ein anderes Übergangsmetall handeln. Bei dem Konstituenten Z kann es sich beispielsweise um Ge, Si, Ga, Sn, Sb, Al, In, etc. handeln. Falls es sich bei X und Z um nichtmagnetische Elemente handelt, ist die Magnetisierung nur auf das Untergitter des Elements Y, z.B. Mn, beschränkt. Sofern es sich bei dem Element X um Ni oder Co handelt, existieren weitere Magnetisierungsanteile auf den Ni- bzw. Co-Gitterplätzen.
Bei einer weiteren Variante ist die verformbare Schicht, an die das elektromagnetische Feld, insbesondere das Magnetfeld, angelegt wird, eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer NiMnGa-Legierung. Derartige Legierungen, insbesondere wenn diese in Form einer Heusler-Legierung mit der Summenformel Ni₂MnGa (oder einer Stöchiometrie bzw. Gitterstruktur nahe bei dieser Summenformel) vorliegen, können beim Anlegen eines Magnetfeldes eine vergleichsweise große Volumenänderung von bis zu 10% aufweisen. Im Gegensatz dazu weisen magnetostriktive Materialien beim Anlegen eines Magnetfeldes eine vergleichsweise geringe Volumenänderung von typischer Weise weniger als ca. 0,3 % auf. Bei magnetostriktiven Materialien bleibt zudem die Volumen- bzw. Längenänderung nicht erhalten, wenn das angelegte Magnetfeld abgeschaltet wird.
Das elektromagnetische Feld, insbesondere das Magnetfeld, wirkt zum Erzeugen der dauerhaften lokalen Formvariation auf jeden (beliebigen) Ort der verformbaren Schicht nur eine begrenzte Einwirkungsdauer ein. Diese Einwirkungsdauer kann beispielsweise bei einer oder ggf. bei mehreren Minuten liegen, da eine solche Einwirkungsdauer – eine geeignete Magnetfeldstärke vorausgesetzt – typischer Weise ausreichend ist, um eine dauerhafte lokale Formvariation in der verformbaren Schicht zu erzeugen, die für die Korrektur der Oberflächenform ausreichend ist. Zudem wird typischer Weise bei einer Einwirkung des Magnetfeldes über eine Zeitdauer von einer oder ggf. von mehreren Minuten eine Sättigung erreicht. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die Einwirkungsdauer des Magnetfeldes auf die verformbare Schicht ortsabhängig variieren, um die gewünschte lokale Formvariation zu erzeugen.
Bei einer weiteren Variante weist das an die verformbare Schicht angelegte Magnetfeld eine magnetische Flussdichte von weniger als 1,0 Tesla auf. Typische Werte für die Magnetfeldstärke bzw. für die magnetische Flussdichte des angelegten Magnetfeldes liegen im Bereich zwischen ca. 0,1 Tesla und ca. 1,0 Tesla. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die magnetische Flussdichte des entlang der verformbaren Schicht angelegten Magnetfeldes ortsabhängig variieren, um die gewünschte lokale Formvariation zu erzeugen. Es versteht sich, dass an bestimmten Orten der verformbaren Schicht ggf. eine Feldstärke von weniger als 0,1 Telsa bzw. kein Magnetfeld angelegt werden kann, wenn die gewünschte lokale Formvariation an diesem Ort gering ist oder ggf. unerwünscht ist.
Bei einer weiteren Variante wird insbesondere vor dem Korrigieren der Oberflächenform durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes, an die mindestens eine verformbare Schicht eine dauerhafte zusätzliche globale Formvariation der mindestens einen verformbaren Schicht in Form einer homogenen Dickenänderung erzeugt. Eine solche globale Dickenänderung der mindestens einen verformbaren Schicht kann beispielsweise durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes, erfolgen, welches vor dem Erzeugen der dauerhaften lokalen Formvariation auf die mindestens eine verformbare Schicht einwirkt. Zu diesem Zweck wirkt das elektromagnetische Feld, insbesondere das Magnetfeld, auf jeden Ort der verformbaren Schicht auf die gleiche Weise ein, so dass eine über die gesamte Fläche der verformbaren Schicht homogene bzw. konstante Dickenänderung erzeugt wird und eine vorgeformte verformbare Schicht entsteht, die eine größere Dicke aufweist, als dies bei einer verformbaren Schicht der Fall ist, an die kein Magnetfeld angelegt wurde.
Eine solche vorgeformte verformbare Schicht hat den Vorteil, dass durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, speziell eines Magnetfeldes, mit geeigneter Ausrichtung (Polung) sowohl eine dauerhafte lokale Formvariation in Form einer Vergrößerung der Dicke der verformbaren Schicht als auch eine dauerhafte lokale Formvariation in Form einer Verkleinerung der Dicke der verformbaren Schicht erfolgen kann, um die Oberflächenform des reflektiven optischen Elements zu korrigieren. Bei einer nicht vorgeformten verformbaren Schicht, welche eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist, an die noch kein Magnetfeld angelegt wurde, kann demgegenüber typischer Weise nur eine lokale (oder globale) Formvariation in Form einer Vergrößerung der Dicke der verformbaren Schicht erzeugt werden.
Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren folgende dem Korrigieren der Oberflächenform vorausgehende Schritte: Bestimmen von Wellenfrontaberrationen des reflektiven optischen Elements, sowie Berechnen einer Korrektur-Oberflächenform des reflektiven optischen Elements aus den Wellenfrontaberrationen des reflektiven optischen Elements. Das Vermessen der Wellenfrontaberrationen bzw. der Passe des beschichteten reflektiven optischen Elements kann beispielsweise mit Hilfe eines Interferometers erfolgen. Anhand der gemessenen Wellenfrontaberrationen bzw. der gemessenen Oberflächenform des reflektiven optischen Elements wird eine Korrektur-Oberflächenform berechnet, die benötigt wird, um eine Soll-Oberflächenform des reflektiven optischen Elements zu erzeugen. Die dauerhafte lokale Formänderung der verformbaren Schicht wird dabei so gewählt, dass durch die lokale Formänderung die gewünschte Korrektur-Oberflächenform des reflektiven optischen Elements erzeugt wird. Um die gewünschte lokale Formänderung an der verformbaren Schicht vorzunehmen, wird die magnetische Flussdichte und/oder die Einwirkungsdauer des angelegten Magnetfeldes geeignet lokal, d.h. ortsabhängig variiert.
Es kann erforderlich sein, die weiter oben angegebenen Schritte, d.h. das Vermessen der Wellenfrontaberrationen, das Berechnen einer Korrektur-Oberflächenform sowie das Korrigieren der Oberflächenform des reflektiven optischen Elements ggf. mehrmals zu wiederholen, um die Soll-Oberflächenform zu erreichen. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die dauerhafte lokale Formvariation der mindestens einen verformbaren Schicht grundsätzlich reversibel ist, so dass die Form der verformbaren Schicht durch das erneute Anlegen eines elektromagnetischen Feldes bzw. eines Magnetfeldes erneut verändert werden kann. Die weiter oben beschriebene Vermessung und Korrektur der Oberflächenform des reflektiven optischen Elements erfolgt bevorzugt vor dem Einbau des reflektiven optischen Elements in eine optische Anordnung, beispielsweise in ein Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren der Abbildungseigenschaften eines Projektionsobjektivs für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage, umfassend die folgenden Schritte: Bestimmen von Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs, Berechnen einer Korrektur-Oberflächenform mindestens eines reflektiven optischen Elements aus den Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs, sowie Korrigieren einer Oberflächenform des mindestens einen reflektiven optischen Elements gemäß einem Verfahren wie weiter oben beschrieben.
Ein solches Verfahren zur Korrektur der Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs hat die Vorteile, die bereits vorstehend mit Bezug auf das Korrekturverfahren einer Oberflächenform beschrieben sind. Im Gegensatz zu dem weiter oben beschriebenen Verfahren, bei dem die Wellenfrontaberrationen eines einzelnen reflektiven optischen Elements direkt an dem reflektiven optischen Element selbst korrigiert werden, werden bei dem hier beschriebenen Verfahren die Wellenfrontaberrationen des gesamten Projektionsobjektivs bzw. die Wellenfrontaberrationen mindestens eines weiteren reflektiven optischen Elements des Projektionsobjektivs an dem weiter oben beschriebenen reflektiven optischen Element korrigiert. Auf diese Weise kann ggf. an einem oder an mehreren der reflektiven optischen Elemente des Projektionsobjektivs auf das Vorsehen einer verformbaren Schicht aus einem magnetischen Formgedächtnismaterial verzichtet werden. Es versteht sich aber, dass ggf. alle reflektiven optischen Elemente des Projektionsobjektivs eine verformbare Schicht aufweisen können, um die Oberflächenform jedes einzelnen reflektiven optischen Elements individuell zu korrigieren.
Die Erfindung betrifft auch ein optisches Element, insbesondere für den EUV-Wellenlängenbereich, umfassend: ein Substrat, eine reflektive Beschichtung sowie mindestens eine zwischen dem Substrat und der reflektiven Beschichtung angeordnete verformbare Schicht, die eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann mit Hilfe der verformbaren Schicht durch das kurzzeitige Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, beispielsweise eines Magnetfeldes, eine dauerhafte lokale Formvariation der verformbaren Schicht erzeugt werden, welche zur Korrektur der Oberflächenform des reflektiven optischen Elements dienen kann.
Gegebenenfalls kann zwischen dem Substrat und der verformbaren Schicht und/oder zwischen der verformbaren Schicht und der reflektierenden Beschichtung oder zwischen der verformbaren Schicht und einer zwischen der reflektierenden Beschichtung und der verformbaren Schicht angeordneten funktionellen Beschichtung eine Haftvermittlerschicht (cap layer) mit typischen Dicken im nm-Bereich angeordnet sein. Bei der funktionellen Beschichtung bzw. der funktionellen Schicht kann es sich um eine Schutzbeschichtung bzw. eine Schutzschicht („substrate protection layer“, SPL) für den Schutz des Substrats vor EUV-Strahlung handeln, welche die EUV-Strahlung absorbiert, so dass diese nicht zum Substrat gelangen und dieses unerwünschter Weise kompaktieren kann bzw. das reflektive optische Element insgesamt vor Zerstörung schützen kann.
Bei einer Ausführungsform weist die mindestens eine Schicht eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer ternären Legierung auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, sind derartige Legierungen als Formgedächtnislegierungen besonders gut geeignet.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die mindestens eine Schicht eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer Heusler-Legierung auf. Wie ebenfalls weiter oben beschrieben wurde, kann bei Heulser-Legierungen durch das Anlegen eines Magnetfeldes eine vergleichsweise große Volumenänderung von typischer Weise mehr als ca. 1 % und ggf. bis zu ca. 10 % erzeugt werden. Dies ist günstig, da eine verformbare Schicht mit einer vergleichsweise geringen Schichtdicke in diesem Fall in der Regel ausreichend ist, um die Korrektur der Oberflächenform zu bewirken.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die mindestens eine verformbare Schicht eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer NiMnGa-Legierung auf. Bei einer solchen magnetischen Formgedächtnislegierung, insbesondere wenn diese die Summenformel Ni₂MnGa oder eine ggf. geringfügig von dieser abweichende Summenformel aufweist, kann durch das Anlegen eines Magnetfeldes eine große Volumenänderung von bis zu ca. 10 % der verformbaren Schicht erzeugt werden. Da die Aufbringung der verformbaren Schicht nur mit einer Genauigkeit von beispielsweise ca. 0,1 % möglich ist, bewirkt auch das Aufbringen der verformbaren Schicht eine unerwünschte Veränderung der Oberflächenform des reflektiven optsichen Elements, die korrigiert werden muss. Eine verformbare Schicht, die eine Volumenänderung lediglich in der Größenordnung von ca. 0,1% bis 0,2% bewirkt, ist hingegen in der Regel nicht ausreichend, um sowohl die durch das Aufbringen der verformbaren Schicht als auch durch das Aufbringen der weiteren Schichten erzeugte Deformation der Oberflächenform zu korrigieren.
Bei einer Ausführungsform weist die mindestens eine Schicht eine dauerhafte lokale Formvariation zum Korrigieren der Oberflächenform des optischen Elements auf. Die Schicht, welche die magnetische Formgedächtnislegierung aufweist bzw. welche aus der magnetischen Formgedächtnislegierung besteht, wird bei der Herstellung typischer Weise möglichst homogen, in der Regel durch Sputtern, auf das Substrat aufgebracht, d.h. diese weist eine konstante Dicke auf. Zur Korrektur der Oberflächenform wird auf die weiter oben beschriebene Weise eine lokale Formvariation in der verformbaren Schicht erzeugt, d.h. die Form, insbesondere die Dicke, der Schicht variiert ortsabhängig. Zur Korrektur der Oberflächenform des reflektiven optischen Elements kann es ausreichend sein, wenn die Form der verformbaren Schicht, insbesondere die Schichtdicke der verformbaren Schicht, über die gesamte Oberfläche des reflektiven optischen Elements um nicht mehr als ca. 1 nm (Peak-to-Valley, PV) variiert.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die mindestens eine Schicht eine Dicke von nicht mehr als 150 nm, bevorzugt von nicht mehr als 100 nm auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann bei einer magnetischen Formgedächtnislegierung beispielsweise in Form einer Heusler-Legierung bzw. der Verwendung einer NiMnGa-Legierung durch das Anlegen eines magnetischen Feldes eine (relative) Volumenänderung von ca. 1% bis ca. 10% erzeugt werden. Bei einer Schicht mit einer Dicke von ca. 100 nm bedeutet dies, dass bei einer Volumenänderung von ca. 1% eine maximale lokale Formvariation der Schicht in Form einer maximalen Schichtdickenvariation von ca. 1 nm erzeugt werden kann. Eine solche lokale Formvariation ist in der Regel ausreichend, um durch das Aufbringen der Beschichtung hervorgerufene Oberflächendeformationen von reflektiven optischen Elementen für die Mikrolithographie, insbesondere für die EUV-Lithographie, zu korrigieren. Derartige reflektierende Beschichtungen (inklusive ggf. vorhandener funktioneller Schichten) weisen typische Dicken von z.B. ca. 500 nm auf und können mit einer Genauigkeit von beispielsweise ca. 0,1 % aufgebracht werden, so dass der maximal durch die Beschichtung hervorgerufene Fehler bzw. die maximal durch die Beschichtung hervorgerufene Deformation der Oberflächenform ebenfalls in der Größenordnung von ca. 1 nm liegt.
Die Erfindung betrifft auch ein Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage, welche mindestens ein optisches Element wie weiter oben beschrieben aufweist. Gegebenenfalls können alle reflektiven optischen Elemente des Projektionsobjektivs wie weiter oben beschrieben ausgebildet sein und mindestens eine Schicht aus einem magnetischen Formgedächtnismaterial aufweisen, um an jedem einzelnen reflektiven optischen Element individuell eine Korrektur der Oberflächenform vorzunehmen.
Bei einer Ausführungsform weist das Projektionsobjektiv mindestens eine Felderzeugungseinrichtung zum Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes, an die mindestens eine verformbare Schicht des mindestens einen reflektiven optischen Elements zum Erzeugen einer dauerhaften lokalen Formvariation der mindestens einen verformbaren Schicht auf. Durch das Vorsehen einer solchen Felderzeugungseinrichtung in dem Projektionsobjektiv kann an die verformbare Schicht bei Bedarf ein Magnetfeld angelegt werden, um eine lokale Formvariation der verformbaren Schicht zu erzeugen. Dies kann vorteilhaft sein, falls während des Betriebs des Projektionsobjektivs bzw. während des Betriebs des reflektierenden optischen Elements die Oberflächenform des reflektierenden optischen Elements sich unerwünschter Weise verändert. In diesem Fall kann durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, beispielsweise eines Magnetfeldes, eine dynamische Korrektur der Oberflächenform des in das Projektionsobjektiv verbauten reflektiven optischen Elements erfolgen.
Die Felderzeugungseinrichtung kann als (herkömmlicher) Elektromagnet ausgebildet sein, der ggf. mit einer Bewegungseinrichtung gekoppelt ist, welche es ermöglicht, die Felderzeugungseinrichtung bzw. den Elektromagneten an der verformbaren Schicht entlang zu bewegen, um die lokale Formvariation zu erzeugen. Alternativ kann die Felderzeugungseinrichtung eine Mehrzahl von (Elektro-)Magneten beispielsweise in einer rasterförmigen Anordnung aufweisen, welche einzeln aktiviert bzw. angesteuert werden können, um die lokale Formvariation der verformbaren Schicht zu erzeugen. Für die Ansteuerung der Felderzeugungseinrichtung kann in dem Projektionsobjektiv oder in der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher das Projektionsobjektiv angeordnet ist, eine Steuereinrichtung (oder ggf. eine Regeleinrichtung) vorgesehen sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, 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.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen
1a–c schematische Darstellungen eines reflektiven optischen Elements in Form eines EUV-Spiegels, welches eine verformbare Schicht mit einer magnetischen Formgedächtnislegierung aufweist,
2a, b schematische Darstellungen einer Aufsicht und eines Schnittes durch eine zu korrigierende Oberflächenform eines reflektiven optischen Elements, sowie
3 eine schematische Darstellung eines Projektionsobjektivs für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Felderzeugungseinrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes an die verformbare Schicht eines reflektiven optischen Elements gemäß 1a–c.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
In 1a–c ist schematisch ein reflektives optisches Element 1 für den EUV-Wellenlängenbereich (EUV-Spiegel) dargestellt, welches ein Substrat 2 und eine reflektive Beschichtung 3 umfasst und welches in einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage für den EUV-Wellenlängenbereich (bei Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm) verwendet werden kann. Um das reflektive optische Element 1 in einer solchen Projektionsbelichtungsanlage verwenden zu können, besteht das Substrat 2 aus einem Material mit einem sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten („coefficient of thermal expansion“, CTE) von typischer Weise weniger als 100 ppb/K bei 22°C bzw. über einen Temperaturbereich von ca. 5°C bis ca. 35°C. Ein Material, welches diese Eigenschaften aufweist, ist mit Titandioxid dotiertes Silikat- bzw. Quarzglas, das typischer Weise einen Silikatglasanteil von mehr als 90 % aufweist. Ein solches auf dem Markt erhältliches Silikatglas wird von der Fa. Corning Inc. unter dem Handelsnamen ULE^® (Ultra Low Expansion glass) vertrieben. Eine weitere Materialgruppe, welche einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, sind Glaskeramiken, bei denen das Verhältnis der Kristallphase zur Glasphase so eingestellt wird, dass sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Phasen nahezu aufheben. Solche Glaskeramiken werden z.B. unter den Handelsnamen Zerodur^® von der Fa. Schott AG bzw. unter dem Handelsnamen Clearceram^® von der Fa. Ohara Inc. angeboten.
Soll das reflektive optische Element 1 in einer Projektionsbelichtungsanlage verwendet werden, welche mit Abbildungslicht bei Wellenlängen von mehr als 150nm, z.B. bei ca. 193nm, betrieben wird, können Materialien für das Substrat 2 verwendet werden, welche einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, beispielsweise Quarzglas (SiO₂).
Im gezeigten Beispiel besteht die reflektive Beschichtung 3 aus einer Mehrzahl von Einzelschichten, die aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. Ist das reflektive optische Element 1 zur Reflexion von Abbildungslicht 4 im EUV-Wellenlängenbereich ausgebildet, kann die reflektive Beschichtung 3 aus Einzelschichten gebildet sein, die abwechselnd aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes bestehen. Hat das Abbildungslicht 4 eine Wellenlänge im Bereich von 13,5nm, so bestehen die Einzelschichten üblicherweise aus Molybdän und Silizium. Abhängig von der Wellenlänge des Abbildungslichts 4 sind andere Materialkombinationen wie z.B. Molybdän und Beryllium, Ruthenium und Beryllium oder Lanthan und B₄C ebenfalls möglich. Zusätzlich zu den beschriebenen Einzelschichten können solche reflektiven Beschichtungen 3 auch Zwischenschichten zur Verhinderung von Diffusion oder Deckschichten zur Verhinderung von Oxidation und Korrosion beinhalten. Auf die Darstellung solcher Hilfsschichten in den Figuren wurde verzichtet. Wird das reflektive optische Element 1 mit Abbildungslicht bei Wellenlängen von mehr als 150nm betrieben, weist die reflektive Beschichtung 3 in der Regel ebenfalls eine Mehrzahl von Einzelschichten auf, die abwechselnd aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes bestehen.
Das reflektive optische Element 1 weist bei dem in 1a–c gezeigten Beispiel eine plane Oberfläche auf. Dies wurde nur zur besseren Darstellung des erfindungsgemäßen Korrekturverfahrens so gewählt. Bereits im Ausgangszustand kann das reflektive optische Element 1 eine gekrümmte Oberflächenform aufweisen. Es sind z.B. konkave Oberflächenformen und konvexe Oberflächenformen möglich. Die Oberflächenformen können sowohl sphärisch sein als auch asphärisch. Nach der Herstellung kann ein solches reflektives optisches Element 1 mit Hilfe von interferometrischen Methoden vermessen werden.
Für diese Messverfahren ist es üblicherweise erforderlich, dass das reflektive optische Element 1 bereits eine reflektive Beschichtung 3 aufweist. Als Ergebnis dieser Messung erhält man die sogenannte Ist-Oberflächenform, das heißt genaue Angaben über die tatsächliche (Ist-)Oberflächenform 5 des vermessenen reflektiven optischen Elements 1, welche beispielhaft in 2a anhand von Höhenlinien und in 2b anhand eines Schnittes entlang der gestrichelten Linie 6 von 2a dargestellt ist.
Ergibt die Vermessung der Oberflächenform 5, dass die Ist-Oberflächenform von der gewünschten Oberflächenform (Soll-Oberflächenform) abweicht, bei der es sich im gezeigten Beispiel um eine plane Oberflächenform handelt, so ist eine Korrektur der Oberflächenform 5 erforderlich. Die in 2a anhand der Höhenlinien dargestellte Ist-Oberflächenform 5 entspricht in diesem Fall der Abweichung zwischen der Ist-Oberflächenform und der planen Soll-Oberflächenform des reflektiven optischen Elements 1 und somit der Wellenfrontaberrationen des reflektiven optischen Elements.
Zur Korrektur der Oberflächenform 5 ist zwischen dem Substrat 2 und der reflektiven Beschichtung 3 des reflektiven optischen Elements 1 eine verformbare Schicht 7 angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist die verformbare Schicht 7 direkt auf das Substrat 2 aufgebracht und auf die verformbare Schicht 7 ist eine Schutzschicht 8 („surface protection layer“) aufgebracht, welche das Substrat 2 vor dem Abbildungslicht 4 schützt. Es versteht sich, dass die verformbare Schicht 7 alternativ auch auf die Schutzschicht 8 aufgebracht werden kann, so dass diese unmittelbar benachbart zur reflektiven Beschichtung 3 angeordnet ist. Zwischen der verformbaren Schicht 7 und dem Substrat 2, der Schutzschicht 8 oder der reflektierenden Beschichtung 2 können (nicht gezeigte) Haftvermittlerschichten angeordnet werden, um die Haftung der verformbaren Schicht 7 am Substrat 2 bzw. an der Schutzschicht 8 oder an der reflektierenden Beschichtung 2 zu verbessern.
Bei dem in 1a gezeigten Beispiel weist die verformbare Schicht 7 eine über die Oberfläche des reflektiven optischen Elements 1 konstante bzw. homogene Dicke D von 100 nm auf. Sowohl die verformbare Schicht 7, die Schutzschicht 8 als auch die reflektive Beschichtung 2 werden durch Sputtern auf das Substrat 2 aufgebracht, um eine möglichst große Homogenität der jeweiligen Schichtdicken zu gewährleisten.
Die verformbare Schicht 7 kann genutzt werden, um die (Ist-)Oberflächenform 5 des reflektiven optischen Elements 1 zu korrigieren. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei der verformbaren Schicht 7 um eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer ternären Legierung, genauer gesagt einer Heusler-Legierung, und zwar um eine NiMnGa-Formgedächtnislegierung mit der Summenformel Ni₂MnGa. An einer solchen magnetischen Formgedächtnislegierung kann durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, beispielsweise eines Magnetfeldes 9, eine dauerhafte lokale Formvariation 10 (vgl. 1b) erzeugt werden, d.h. eine Formvariation, welche erhalten bleibt, wenn das Magnetfeld 9 nicht mehr auf die verformbare Schicht 7 einwirkt. Im gezeigten Beispiel bewirkt das angelegte Magnetfeld 9, welches die verformbare Schicht 7 durchdringt, eine lokale Erhöhung der Dicke D der verformbaren Schicht 7.
Bei dem in 1c gezeigten Beispiel wurde durch das Anlegen eines Magnetfeldes 9, welches die Schicht 7 homogen verformt hat, eine zusätzliche, globale Formvariation in Form einer (konstanten) Dickenänderung ΔD‘ der verformbaren Schicht 7 von z.B. ca. 0,5 nm erzeugt, so dass die verformbare Schicht 7 eine Dicke D + ΔD‘ von z.B. ca. 100,5 nm aufweist. Durch das Anlegen des Magnetfeldes 9 kann in diesem Beispiel die Form der verformbaren Schicht 7, insbesondere die Dicke D der verformbaren Schicht 7, lokal verändert werden, wobei in Abhängigkeit von der Ausrichtung des Magnetfeldes 9 sowohl eine Zunahme der Dicke D als auch eine Abnahme der Dicke D der vorgeformten verformbaren Schicht 7 durch eine lokale positive oder negative (vgl. 1c) Dickenänderung ΔD erzeugt werden kann. Es versteht sich, dass die globale Dickenänderung ΔD‘ der verformbaren Schicht 7 nicht zu groß gewählt werden sollte, damit zur Korrektur der Oberflächenform 5 des reflektiven optischen Elements 1 sowohl eine lokale Formvariation 10 in Form einer lokalen Dickenänderung ΔD mit positivem (vgl. 1b) als auch mit negativem (vgl. 1c) Vorzeichen erzeugt werden kann.
Die Stärke der Veränderung der Form bzw. der Dicke D der verformbaren Schicht 7 hängt von der Einwirkungsdauer des Magnetfeldes 9 auf die verformbare Schicht 7 sowie von dem am Ort der verformbaren Schicht 7 vorhandenen Betrag der magnetischen Flussdichte B senkrecht zur verformbaren Schicht 7 (d.h. in Z-Richtung eines XYZ-Koordinatensystems) ab. Je größer die Einwirkungsdauer des Magnetfeldes 9 und je größer der Betrag der magnetischen Flussdichte B, desto größer ist typischer Weise die Dickenänderung ΔD der verformbaren Schicht 7, sofern nicht die Sättigung der Längenänderung bzw. der Volumenänderung der magnetischen Formgedächtnislegierung der verformbaren Schicht 7 erreicht wird.
Typischer Weise kann bei einer verformbaren Schicht 7 in Form einer Heusler-Legierung, insbesondere einer NiMnGa-Legierung in Form einer Heusler-Legierung, eine Formvariation bzw. eine relative Dickenänderung ΔD/D der verformbaren Schicht 7 von ca. 1 % bis 10 % erreicht werden. Bei der hier gewählten Dicke D der verformbaren Schicht 7 von ca. 100 nm kann bei einer maximal möglichen relativen Dickenänderung ΔD/D von ca. 1 % eine absolute Dickenänderung von ca. 1 nm erzeugt werden, was für die Korrektur der Oberflächenform 5 des reflektiven optischen Elements 1 in der Regel ausreichend ist.
Um eine ausreichende Formvariation der verformbaren Schicht 7 zu erreichen, ist typischer Weise eine magnetische Flussdichte B des an die verformbare Schicht 7 angelegten Magnetfeldes 9 ausreichend, die bei weniger als ca. 1,0 Tesla liegt. Unter der magnetischen Flussdichte B des angelegten Magnetfeldes 9 wird diejenige magnetische Flussdichte B verstanden, die durch das angelegte Magnetfeld 9 am Ort der verformbaren Schicht 7 erzeugt wird.
Um eine solche magnetische Flussdichte B zu erzeugen, ist eine Felderzeugungseinrichtung in Form eines herkömmlichen Elektromagneten 11 ausreichend, wie er in 1b dargestellt ist. Die Einwirkung des Magnetfeldes 9 auf die verformbare Schicht 7 ist bei dem in 1b gezeigten Beispiel lokal begrenzt, d.h. das Magnetfeld 9 wirkt nur auf einen vergleichsweise kleinen, dem Elektromagneten 11 benachbarten Flächenbereich (in der XY-Ebene) auf die verformbare Schicht 7 ein. Um eine lokale Formvariation an jedem Ort (in X-Richtung und Y-Richtung) der verformbaren Schicht 7 vorzunehmen, wird der Elektromagnet 11 beispielsweise in einer scannenden Bewegung über die Oberfläche des reflektiven optischen Elements 1 und somit über die verformbare Schicht 7 geführt.
Zum Erzeugen einer gewünschten lokalen, ortsabhängigen Formvariation 10 der verformbaren Schicht 7 kann die magnetische Flussdichte B des Magnetfeldes 9 variiert werden, beispielsweise indem der von einer Stromquelle 12 gelieferte Stromfluss I durch den Elektromagneten 11 bei der Bewegung des Elektromagneten 11 über die verformbare Schicht 7 ortsabhängig verändert wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Einwirkungsdauer des Magnetfeldes 9 an jedem Ort (in X-Richtung und in Y-Richtung) der verformbaren Schicht 7 variiert werden, indem die Bewegung des Elektromagneten 11 entlang der verformbaren Schicht 7 geeignet gesteuert wird, so dass die Verweildauer des Elektromagneten 11 an einem jeweiligen Ort der verformbaren Schicht 7 ortsabhängig variiert. Typischer Weise liegt die für die Erzeugung einer gewünschten lokalen Formvariation 10 der verformbaren Schicht 7 an einem jeweiligen Ort erforderliche Einwirkungsdauer des Magnetfeldes 9 in der Größenordnung von einer oder von wenigen Minuten, so dass die Erzeugung der lokalen Formvariation 10 der verformbaren Schicht 7 vergleichsweise schnell erfolgen kann.
Die reflektive Beschichtung 3 und auch die Schutzschicht 8 folgen in ihrer Form im Wesentlichen der veränderten Form der verformbaren Schicht 7. Mit anderen Worten weist sowohl die reflektive Beschichtung 3 als auch die Schutzschicht 8 in Folge der lokalen Verringerung oder Erhöhung der Dicke D der verformbaren Schicht 7 keine Dickenvariation auf. Es ergibt sich eine Veränderung der Oberflächenform 5 des reflektiven optischen Elements 1 in dem Bereich, in dem das Magnetfeld 9 auf die verformbare Schicht 7 einwirkt, d.h. es wird eine Vertiefung oder eine Erhöhung der Oberflächenform 5 erzeugt, obwohl das Substrat 2 in seiner Form unverändert bleibt.
Es kann der Fall eintreten, dass die Soll-Oberflächenform nicht durch einen einzigen Korrekturschritt erreicht wird, so dass eine erneute Messung der Wellenfrontaberrationen und eine erneute Korrektur der Oberflächenform 5 erforderlich werden. Hierbei erweist es sich als günstig, dass die dauerhafte lokale Formvariation 10 der verformbaren Schicht 7 reversibel ist, so dass durch ein erneutes Einwirken des Magnetfeldes 9 die Form der verformbaren Schicht 7 verändert werden kann. Somit können eine mehrfache Vermessung und eine mehrfache Korrektur der Oberflächenform 5 vorgenommen werden, bis die gewünschte Soll-Oberflächenform des reflektiven optischen Elements 1 erreicht ist.
An Stelle der Vermessung und Korrektur von Wellenfrontaberrationen an einem einzelnen reflektiven optischen Element 1 kann an dem reflektiven optischen Element 1 auch eine Korrektur von Wellenfrontaberrationen vorgenommen werden, die in einem Projektionsobjektiv 23 als Ganzes auftreten. In 3 ist beispielhaft ein solches Projektionsobjektiv 23 dargestellt, in welches neben weiteren fünf reflektiven optischen Elementen 21 auch ein als Korrekturelement dienendes reflektives optisches Element 1 integriert ist. Mit Hilfe des Projektionsobjektivs 23 wird eine strukturtragende Maske 29, die in einer Objektebene 31 angeordnet ist, auf ein Bild 33 in einer Bildebene 35 abgebildet. In der Bildebene 35 ist eine photosensitive Schicht angeordnet, die sich durch die Belichtung chemisch verändert. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Projektionsoptik 23 sechs reflektive optische Elemente 1, 21 mit denen die strukturtragende Maske 29 in die Bildebene 35 abgebildet wird. Ein solches Projektionsobjektiv 23 ist üblicherweise beugungsbegrenzt, so dass die maximal mögliche Auflösung nur dann erreicht werden kann, wenn die Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs 23 hinreichend klein sind. Um dies zu erreichen, muss die Oberflächenform 5 der reflektiven optischen Elemente 1, 21 hochpräzise eingestellt sein.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel wird das Projektionsobjektiv 23 mit allen sechs reflektiven optischen Elementen 1, 21 interferometrisch vermessen, um die Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs 23 zu bestimmen. Zur Korrektur der Wellenfront kann das als Korrekturelement dienende reflektive optische Element 1 aus dem Projektionsobjektiv 23 ausgebaut, auf die weiter oben beschriebene Weise durch das Anlegen eines Magnetfeldes 9 an die verformbare Schicht 7 eine lokale Formvariation 10 erzeugt und auf diese Weise eine für die Korrektur der Wellenfront des Projektionsobjektivs 23 geeignete Veränderung der Oberflächenform 5 des reflektiven optischen Elements 1 erhalten werden. Nach der Korrektur wird das reflektive optische Element 1 wieder in das Projektionsobjektiv 23 eingebaut.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Korrektur der Oberflächenform 5 an dem reflektiven optischen Element 1 in-situ vorzunehmen, d.h. in einem in das Projektionsobjektiv 23 eingebauten Zustand. Zu diesem Zweck ist in das in 3 gezeigte Projektionsobjektiv 23 eine Felderzeugungseinrichtung 19 integriert, die in geringem Abstand von der dem auftreffenden Abbildungslicht 4 abgewandten Seite des Substrats 2 des reflektiven optischen Elements 1 angeordnet ist. Auf die Darstellung der reflektierenden Beschichtung an den reflektiven optischen Elementen 1, 21 wurde bei dem in 3 gezeigten Beispiel aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel weist die Felderzeugungseinrichtung 19 eine Mehrzahl von Elektromagneten 11 in einer rasterförmigen Anordnung auf, die auf einem gemeinsamen Halter 19a angeordnet sind, um jeweils ein Magnetfeld 9 zu erzeugen, welches das Substrat 2 des reflektiven optischen Elements 1 von seiner Rückseite her durchdringt und an die verformbare Schicht 7 angelegt wird. Hierbei erweist es sich als günstig, dass das Substrat 2 des reflektiven optischen Elements 1 selbst in der Regel unmagnetisch ist und daher das Magnetfeld 9 nicht bzw. nur geringfügig beeinflusst. Jeder der Elektromagnete 11 der Felderzeugungseinrichtung 19 beeinflusst nur einen Teilbereich der verformbaren Schicht 7, so dass mit Hilfe der Felderzeugungseinrichtung 19 eine lokale, ortsabhängige Formvariation in der verformbaren Schicht 7 mit einer im Wesentlichen den Abständen zwischen den Elektromagneten 11 entsprechenden Ortsauflösung erzeugt werden kann.
An Stelle der in 3 gezeigten rasterförmigen Anordnung von Elektromagneten 11 kann ggf. auch ein einzelner Elektromagnet 11 als Felderzeugungseinrichtung 19 in dem Projektionsobjektiv 23 angeordnet sein. In diesem Fall wird der Elektromagnet 11 typischer Weise mit Hilfe einer Bewegungseinrichtung an der Rückseite des Substrats 2 des reflektiven optischen Elements 1 beispielsweise in einer scannenden Bewegung entlang geführt, um entlang der gesamten Rückseite des reflektiven optischen Elements 1 ein Magnetfeld 9 mit einer geeigneten magnetischen Flussdichte an die verformbare Beschichtung 7 anzulegen.
Das Projektionsobjektiv 23 selbst ist in eine EUV-Lithographieanlage 20 integriert, welche zusätzlich zu dem Projektionsobjektiv 23 eine (nicht gezeigte) EUV-Strahlungsquelle und ein (nicht gezeigtes) Beleuchtungssystem aufweist, um die Objektebene 31, in welcher die Maske 29 angeordnet ist, mit EUV-Strahlung zu bestrahlen. An Stelle eines reflektiven optischen Elements 1 für den EUV-Wellenlängenbereich kann die oben beschriebene Korrektur der Oberflächenform 5 auch an einem reflektiven optischen Element 1 bzw. an einem Projektionsobjektiv für den UV-Wellenlängenbereich, d.h. bei Wellenlängen von mehr als 150 nm, durchgeführt werden.
Wie weiter oben beschrieben wurde, kann auch ein solches reflektives optisches Element 1 eine reflektive Beschichtung 3 mit mehreren Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweisen. Sowohl das reflektive optische Element 1, welches für den EUV-Wellenlängenbereich ausgelegt ist, als auch ein reflektives optisches Element, welches für den UV-Wellenlängenbereich ausgelegt ist, kann ggf. eine reflektive Beschichtung aufweisen, die nur aus einer einzelnen Schicht gebildet ist, welche die Reflektivität des optischen Elements erhöht. Es versteht sich, dass an Stelle einer einzelnen verformbaren Schicht 7 das reflektive optische Element 1 auch zwei oder mehr verformbare Schichten 7 aufweisen kann, die zwischen dem Substrat 2 und der reflektiven Beschichtung 3 angeordnet sind.
Zusammenfassend kann auf die weiter oben beschriebene Weise eine präzise Korrektur der Oberflächenform 5 an einem reflektiven optischen Element 1 vorgenommen werden, ohne das Substrat 2, die Schutzschicht 8 oder die reflektierende Beschichtung 3 negativ zu beeinflussen. Zudem ist die dauerhafte lokale Formvariation 10 der verformbaren Schicht 7 in der Regel reversibel, so dass die Korrektur der Oberflächenform 5 bzw. die lokale Formvariation 10 der verformbaren Schicht 7 mehrmals erfolgen kann, bis die gewünschte Soll-Oberflächenform erhalten wird.
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 102011084117 A1 [0006]
DE 102011076014 A1 [0007]
DE 102005044716 A1 [0008]
DE 102004051838 A1 [0009]
DE 102012207003 A1 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Dipl.-Ing. Uwe Gaitzsch „Struktureinstellung und magnetische Dehnung in polykristallinen magnetischen Ni-Mn-Ga-Formgedächtnislegierungen“, TU Dresden, 2008 [0019]
„Einführung in die Funktionswerkstoffe, Kapitel 6: magnetische Formgedächtniswerkstoffe“ von Prof. Dr. F. Mücklich, Dipl.-Ing. K. Trinh, Univ. des Saarlandes [0019]

Claims

Verfahren zum Korrigieren einer Oberflächenform (5) eines reflektiven optischen Elements (1), welches ein Substrat (2) und eine reflektive Beschichtung (3) aufweist, wobei das Verfahren mindestens den folgenden Schritt umfasst: Korrigieren der Oberflächenform (5) durch Erzeugen einer dauerhaften lokalen Formvariation (10) in mindestens einer verformbaren Schicht (7), die zwischen dem Substrat (2) und der reflektiven Beschichtung (3) angeordnet ist und die eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist, wobei die dauerhafte lokale Formvariation (10) durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes (9), an die mindestens eine verformbare Schicht (7) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die verformbare Schicht (7), an die das elektromagnetische Feld, insbesondere das Magnetfeld (9), angelegt wird, eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer ternären Legierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die verformbare Schicht (7), an die das elektromagnetische Feld, insbesondere das Magnetfeld (9), angelegt wird, eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer Heusler-Legierung aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die verformbare Schicht (7), an die das elektromagnetische Feld, insbesondere das Magnetfeld (9), angelegt wird, eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer NiMnGa-Legierung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das an die verformbare Schicht (7) angelegte Magnetfeld (9) eine magnetische Flussdichte von weniger als 1,0 Tesla aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem durch das das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes (9), an die mindestens eine verformbare Schicht (7) eine dauerhafte zusätzliche globale Formvariation der mindestens einen verformbaren Schicht (7) in Form einer homogenen Dickenänderung (ΔD‘) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende dem Korrigieren der Oberflächenform (5) vorausgehende Schritte umfasst: Bestimmen von Wellenfrontaberrationen des reflektiven optischen Elements (1), sowie Berechnen einer Korrektur-Oberflächenform des reflektiven optischen Elements (1) aus den Wellenfrontaberrationen des reflektiven optischen Elements (1).
Verfahren zum Korrigieren der Abbildungseigenschaften eines Projektionsobjektivs (23) für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage (20), umfassend die folgenden Schritte: a. Bestimmen von Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs (23), b. Berechnen einer Korrektur-Oberflächenform mindestens eines reflektiven optischen Elements (1) aus den Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs (23), c. Korrigieren einer Oberflächenform (5) des mindestens einen reflektiven optischen Elements (1) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Optisches Element (1), umfassend: ein Substrat (2), eine reflektive Beschichtung (3), mindestens eine zwischen dem Substrat (2) und der reflektiven Beschichtung (3) angeordnete verformbare Schicht (7), die eine magnetische Formgedächtnislegierung aufweist.
Optisches Element nach Anspruch 9, bei dem die mindestens eine verformbare Schicht (7) eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer ternären Legierung aufweist.
Optisches Element nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die mindestens eine verformbare Schicht (7) eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer Heusler-Legierung aufweist.
Optisches Element nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die mindestens eine verformbare Schicht (7) eine magnetische Formgedächtnislegierung in Form einer NiMnGa-Legierung aufweist.
Optisches Element nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die mindestens eine verformbare Schicht (7) eine dauerhafte lokale Formvariation (10) zum Korrigieren der Oberflächenform (5) des optischen Elements (1) aufweist.
Optisches Element nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die mindestens eine verformbare Schicht (7) eine Dicke (D) von nicht mehr als 150 nm, bevorzugt von nicht mehr als 100 nm aufweist.
Projektionsobjektiv (23) für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage (20), umfassend: mindestens ein optisches Element (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 15, weiter umfassend: mindestens eine Felderzeugungseinrichtung (19) zum Anlegen eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eines Magnetfeldes (9), an die mindestens eine verformbare Schicht (7) des mindestens einen reflektiven optischen Elements (1) zum Erzeugen einer dauerhaften lokalen Formvariation (10) der mindestens einen verformbaren Schicht (7).