DE102015200328A1 - Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements für ein optisches System, insbesondere für einemikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements für ein optisches System, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist folgende Schritte auf: Bereitstellen eines Substrats (102), Aufbringen eines Schichtsystems (103) auf das Substrat, wobei eine optische Wirkfläche (101) des optischen Elements (100) ausgebildet wird und wobei das Schichtsystem eine zur Manipulation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche thermisch deformierbare Schicht (104) aufweist, und Anlegen eines Temperaturfeldes an das optische Element unter zumindest bereichsweisem Aufwärmen der thermisch deformierbaren Schicht über eine vorgegebene Betriebstemperatur des optischen Systems, wobei vor dem Anlegen des Temperaturfeldes an das optische Element die thermisch deformierbare Schicht derart konfiguriert wird, dass eine beim Anlegen des Temperaturfeldes induzierte Deformation nach Abkühlen des optischen Elements auf die vorgegebene Betriebstemperatur zumindest teilweise erhalten bleibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements für ein optisches System, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
  • Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (= Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
  • In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.
  • Ein in der Praxis auftretendes Problem ist, dass die EUV-Spiegel nach Ihrer Herstellung bzw. Durchführung des Beschichtungsprozesses fertigungsbedingte geometrische Formabweichungen ihrer optischen Wirkfläche (auch als Passefehler bezeichnet) aufweisen können, welche ohne Korrektur derselben eine Beeinträchtigung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems zur Folge haben.
  • Um solche Effekte gegebenenfalls kompensieren zu können, aber auch zur gezielten Veränderung der optischen Eigenschaften eines Spiegels z.B. zur Kompensation von im System auftretenden Aberrationen, ist es bekannt, im Betrieb des optischen Systems Spiegeldeformationen im Wege einer z.B. thermischen Aktuierung zu steuern. Derartige Korrekturmaßnahmen sind jedoch häufig aufwändig und können sich zudem bei steigenden Anforderungen an die Genauigkeit der im optischen System einzustellenden Wellenfront auch als nicht mehr ausreichend erweisen.
  • Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf WO 2007/033964 A1 verwiesen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements für ein optisches System, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, bereitzustellen, welches eine erhöhte Genauigkeit der im optischen System eingestellten Wellenfront mit reduziertem konstruktiven Aufwand ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements für ein optisches System, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, weist folgende Schritte auf:
    • – Bereitstellen eines Substrats;
    • – Aufbringen eines Schichtsystems auf das Substrat, wobei eine optische Wirkfläche des optischen Elements ausgebildet wird und wobei das Schichtsystem eine zur Manipulation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche thermisch deformierbare Schicht aufweist; und
    • – Anlegen eines Temperaturfeldes an das optische Element unter zumindest bereichsweisem Aufwärmen der thermisch deformierbaren Schicht über eine vorgegebene Betriebstemperatur des optischen Systems;
    wobei vor dem Anlegen des Temperaturfeldes an das optische Element die thermisch deformierbare Schicht derart konfiguriert wird, dass eine beim Anlegen des Temperaturfeldes induzierte Deformation nach Abkühlen des optischen Elements auf die vorgegebene Betriebstemperatur zumindest teilweise erhalten bleibt.
  • Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, in einem optischen Element noch vor dessen Einbau in das optische System eine (z.B. einmalige) Korrektur einer fertigungsbedingten geometrischen Formabweichung der optischen Wirkfläche dadurch zu realisieren, dass eine eigens zum Zwecke dieser Korrektur in ein Schichtsystem des optischen Elements zuvor eingebaute thermisch deformierbare Schicht durch Anlegen eines Temperaturfeldes an das optische Element aktiv verformt wird, und zwar in solcher Weise, dass die induzierte Deformation nach erneutem Abkühlen des optischen Elements bzw. im späteren Betrieb im optischen System bei dessen Betriebstemperatur mindestens teilweise erhalten (also gewissermaßen „eingefroren“) bleibt.
  • Um diese Erhaltung der induzierten Deformation im Betrieb des optischen Systems zu gewährleisten, wird durch eine geeignete vorherige Konfiguration des optischen Elements dafür Sorge getragen, dass es im relevanten Betriebstemperaturbereich idealerweise keine Schichtdickenänderung gibt, also insbesondere ein wie im Weiteren beschrieben für die Schichtdickenänderung verantwortlicher Phasenübergang nicht in dem relevanten Betriebstemperaturbereich stattfindet.
  • Dabei geht die Erfindung zum einen von der Erkenntnis aus, dass bei geeigneter Konfiguration der thermisch deformierbaren Schicht ein den besagten Phasenübergang beschreibender Hystereseverlauf in der Abhängigkeit „Schichtdicke vs. Temperatur“ so beschaffen ist, dass eine durch Anlegen eines Temperaturfeldes an das optische Element erzielte aktive Verformung auch dann noch erhalten bleibt, wenn die betreffende, für die Schichtdickenänderung erforderliche Temperatur nicht mehr gegeben ist. Infolgedessen kann ein nach Fertigung des optischen Elements ermittelter Form- bzw. Passefehler noch vor Einbau des Elements in das betreffende optische System durch einmalige Beaufschlagung mit einem gezielt berechneten Temperaturfeld korrigiert werden, wobei die hierbei eingestellte, korrigierte geometrische Form der optischen Wirkfläche des Elements infolge der zuvor erfolgten, geeigneten Konfiguration der thermisch deformierbaren Schicht auch im späteren Betrieb des optischen Systems bei Betriebstemperatur bestehen bleibt.
  • Des Weiteren macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, dass das vorstehend beschriebene Konzept einer Korrektur der geometrischen Form der optischen Wirkfläche über eine in das Schichtsystem eingebaute thermisch deformierbare Schicht unter Ausnutzung eines durch eine Hysterese in der Abhängigkeit „Schichtdicke vs. Temperatur“ beschreibbaren Phasenübergangs sich auch noch bei vergleichsweise großen Substratdicken (z.B. von mehreren hundert Mikrometern (µm)) als wirkungsvoll erwiesen hat, wobei lediglich beispielhaft Schichtdickenänderungen von mehreren 10nm erzielbar sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform variiert das an das optische Element angelegte Temperaturfeld lokal.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das an das optische Element angelegte Temperaturfeld homogen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die thermisch deformierbare Schicht derart konfiguriert, dass durch die beim Anlegen des Temperaturfeldes induzierte Deformation ein in dem optischen System vorhandener Fehler (z.B. eine optische Aberration oder ein Abbildungsfehler des Gesamtsystems) wenigstens teilweise korrigiert wird. Falls etwa ein Fehler des gesamten optischen Systems schon von vornherein bzw. vor der Fertigung des optischen Elements bekannt ist, kann in die thermisch deformierbare Schicht bereits eine entsprechende lokal variierende Dotierung eingearbeitet bzw. an der Schicht eine lokal variierende Nachbehandlung (z.B. durch Tempern oder Anlegen eines Magnetfeldes) vorgenommen werden, wobei dann die gewünschte Korrektur auch durch Anlegen eines homogenen Temperaturfeldes erzielt werden kann. Unterschiedliche Möglichkeiten zum Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht z.B. durch Dotierung oder durch ein äußeres Magnetfeld werden im Weiteren noch näher erläutert.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die thermisch deformierbare Schicht aus einem Material gebildet, welches in Abhängigkeit von der Temperatur einen Phasenübergang zwischen einer Martensit-Phase und einer Austenit-Phase aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht ein aktives Abkühlen der thermisch deformierbaren Schicht unter eine Sättigungstemperatur für die Martensit-Phase.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die thermisch deformierbare Schicht aus einer Heusler-Legierung gebildet. Die Heusler-Legierung kann insbesondere aus der Gruppe ausgewählt sein, welche Nickel-Mangan-Gallium und Nickel-Titan enthält.
  • Die Schicht kann z.B. eine Schichtdicke im Bereich zwischen 100–500nm, insbesondere im Bereich 100–300nm aufweisen. Eine gewünschte Schichtdickenänderung kann z.B. im Bereich 1%–2% liegen.
  • Hierbei macht sich die Erfindung weiter die Erkenntnis zunutze, dass das erfindungsgemäße, im Weiteren noch näher beschriebene Prinzip der Ausnutzung eines etwa bei einer Heusler-Legierung in Abhängigkeit von der Temperatur stattfindenden Phasenübergangs zwischen einer Martensit-Phase und einer Austenit-Phase sich auch in Form einer aus polykristallinem Material gebildeten thermisch deformierbaren Schicht realisieren lässt, was insofern relevant ist, als typischerweise etwa bei im Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Spiegeln die dort verwendeten Substratmaterialien keine Aufbringung einer einkristallinen Schicht etwa aus einer Heusler-Legierung ermöglichen.
  • Die erfindungsgemäße Konfiguration der thermisch deformierbaren Schicht kann, wie im Weiteren noch näher beschrieben, insbesondere eine geeignete Materialauswahl, -mischung sowie – nachbehandlung umfassen. Hierdurch wird der Umstand ausgenutzt, dass sich hinsichtlich des durch eine Hysterese in der Abhängigkeit „Schichtdicke vs. Temperatur“ beschreibbaren Phasenübergangs – insbesondere zwischen einer bei vergleichsweise tiefen Temperaturen vorliegenden Martensit-Phase und einer bei vergleichsweise hohen Temperaturen vorliegenden Austenit-Phase – sowohl die Einsatztemperatur als auch die Sättigungstemperatur des Übergangs in die betreffende Phase durch die vorstehend genannten und nachfolgend beschriebenen Maßnahmen manipulieren lassen.
  • Beispielsweise kann durch geeignete Konfiguration erreicht werden, dass die Werte sowohl der Einsatztemperatur als auch der Sättigungstemperatur für den jeweiligen Übergang in die betreffende Phase für die Martensit-Phase bzw. die Austenit-Phase im Bereich von –10°C bis 10°C bzw. 80°C bis 200°C eingestellt werden können, also in Bereichen, die im späteren Betrieb des optischen Systems (dessen Betriebstemperatur im Falle einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage z.B. bei etwa 50°C liegen können) von dem jeweiligen optischen Element typischerweise nicht mehr erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren vor dem Anlegen des Temperaturfeldes den Schritt auf: Ermitteln einer geometrischen Formabweichung, welche die optische Wirkfläche von einer vorgegebenen Spezifikation bei einer vorgegebenen Betriebstemperatur aufweist, wobei das Temperaturfeld nach Ermittlung der Formabweichung derart ausgestaltet wird, dass eine hierdurch induzierte Deformation der thermisch deformierbaren Schicht eine wenigstens teilweise Kompensation der ermittelten Formabweichung bewirkt.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Anlegen des Temperaturfeldes an das optische Element vor dessen Einbau in das optische System zur einmaligen Korrektur einer fertigungsbedingten Formabweichung.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht das gezielte Verändern der Materialzusammensetzung der thermisch deformierbaren Schicht, insbesondere durch Dotierung.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht das Anlegen eines äußeren Magnetfeldes.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht die Durchführung eines Temperprozesses. Das Tempern kann insbesondere direkt nach Beschichtung bei Temperaturen zwischen 400°C–700°C, insbesondere bei Temperaturen um 500°C, erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die thermisch deformierbare Schicht unmittelbar auf dem Substrat aufgebracht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein optisches Element für ein optisches System, insbesondere eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, wobei das optische Element eine optische Wirkfläche aufweist, mit
    • – einem Substrat; und
    • – einem auf dem Substrat befindlichen Schichtsystem, wobei das Schichtsystem eine zur Manipulation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche thermisch deformierbare Schicht derart aufweist, dass durch Anlegen eines Temperaturfeldes an das optische Element unter dessen Erwärmung über eine vorgegebene Betriebstemperatur eine Deformation der thermisch deformierbaren Schicht induzierbar ist;
    • – wobei die thermisch deformierbare Schicht derart konfiguriert ist, dass diese Deformation nach erneutem Abkühlen des optischen Elements auf die vorgegebene Betriebstemperatur zumindest teilweise erhalten bleibt.
  • Zu weiteren bevorzugten Ausgestaltungen oder Vorteilen des Elements wird auf die vorstehenden Ausführungen in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus eines optischen Elements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ein Diagramm zur Erläuterung eines der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips;
  • 3 ein Diagramm einer beispielhaften, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingestellten geometrischen Form der optischen Wirkfläche eines optischen Elements; und
  • 4 eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
  • Im Weiteren wird zunächst unter Bezugnahme auf 1 ein möglicher Aufbau eines optischen Elements in Form eines Spiegels anhand einer ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
  • Gemäß der schematischen Darstellung von 1 weist ein optisches Element 100 in Form eines EUV-Spiegels, dessen optische Wirkfläche mit „101“ bezeichnet ist, auf einem Substrat 102 ein Schichtsystem 103 auf, welches u.a. ein Reflexionsschichtsystem 106 aufweist, das in bekannter Weise und lediglich beispielhaft aus einer Aufeinanderfolge von Molybdän(Mo)- und Silizium(Si)-Schichten gebildet sein kann. Mit „105“ ist eine Substratschutzschicht bezeichnet, welche zum Schutz u.a. des Substrats 102 vor eindringenden EUV-Photonen dient. Darüber hinaus können in für sich bekannter Weise weitere funktionelle Schichten (z.B. Haftschichten, Anti-Stressschichten etc.) im Schichtsystem 103 vorhanden sein.
  • Gemäß der Erfindung ist in das Schichtsystem 103 eine thermisch deformierbare Schicht 104 eingebaut, welche über dem Substrat 102 (z.B. durch Magnetron-Sputtern) aufgebracht und hierbei ebenfalls durch die Substratschutzschicht 105 vor eindringenden EUV-Photonen geschützt ist. Aus Gründen der Schichthaftung kann z.B. noch eine weitere Haftvermittlerschicht zwischen der thermisch deformierbaren Schicht 104 und dem Substrat 102 vorhanden sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die thermisch deformierbare Schicht 104 aus einem Material gebildet, welches in Abhängigkeit von der Temperatur einen Phasenübergang zwischen einer Martensit-Phase und einer Austenit-Phase aufweist, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben wird.
  • Dieser Phasenübergang wird nun erfindungsgemäß dazu genutzt, eine nach Fertigung des optischen Elements 100 ermittelte, fertigungsbedingte Formabweichung der optischen Wirkfläche 101 im Nachhinein (bezogen auf den Beschichtungsprozess), jedoch noch vor Einbau des optischen Elements 100 in das optische System (z.B. in das Projektionsobjektiv einer anhand von 4 beschriebenen mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage) zu korrigieren, indem nämlich ein lokal variierendes Temperaturfeld an das optische Element 100 angelegt wird, welches unter Ausnutzung des in der thermisch deformierbaren Schicht 104 stattfindenden Phasenübergangs eine von diesem Temperaturfeld abhängige lokal variierende Schichtdickenänderung und damit eine hiermit korrespondierende Manipulation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche 101 bewirkt.
  • Das Anlegen des Temperaturfeldes kann z.B. durch Einleitung von Infrarotstrahlung unter Verwendung einer IR-Laseranordnung erfolgen, wobei darauf zu achten ist, dass in den einzelnen, je nach gewünschter Schichtdickenänderung mit unterschiedlicher Temperatur zu beaufschlagenden Zonen des optischen Elements die Einstellung der betreffenden Temperatur möglichst schnell erfolgt, also der sich aus den unterschiedlichen Temperaturen ergebende Temperaturgradient möglichst sofort eingestellt wird und insbesondere schneller realisiert ist, als die zwischen den jeweiligen Zonen einsetzende Wärmedissipation einen signifikanten Temperaturausgleich herbeiführen kann.
  • Nach Entfernen des Temperaturfeldes bzw. erneutem Abkühlen des optischen Elements 100 bleibt nun erfindungsgemäß die Schichtdickenänderung der deformierbaren Schicht 104 bzw. die geometrische Form der optischen Wirkfläche 101 erhalten, da – wie im Weiteren erläutert – die deformierbare Schicht 104 zuvor gerade entsprechend konfiguriert wurde. Hierunter ist zu verstehen, dass der für die deformierbare Schicht 104 charakteristische Hystereseverlauf in der Abhängigkeit „Schichtdicke vs. Temperatur“ so eingestellt bzw. manipuliert wird, dass unter Berücksichtigung der konkret erwarteten Betriebstemperatur des optischen Elements 100 in dem optischen System (z.B. im Projektionsobjektiv) die durch Anlegen des Temperaturfeldes in dem optischen Element 100 aktiv erzielte Verformung im weiteren Betrieb erhalten bleibt, also bei Betriebstemperatur kein Phasenübergang des optischen Systems mehr stattfindet.
  • 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips.
  • In dem Diagramm von 2 ist für eine beispielhafte, in einem erfindungsgemäßen optischen Element 100 vorhandene deformierbare Schicht 104, welche aus einer Heusler-Legierung mit einem in Abhängigkeit von der Temperatur erfolgenden Phasenübergang zwischen einer Martensit-Phase und einer Austenit-Phase besteht, ein Hystereseverlauf in der Abhängigkeit „Schichtdicke vs. Temperatur“ dargestellt, wobei im Weiteren sowohl das Prinzip der in dieser Schicht 104 erfindungsgemäß erfolgenden, thermisch induzierten Schichtdickenvariation als auch die erfindungsgemäß zuvor vorgenommene, geeignete Konfiguration der deformierbaren Schicht 104 beschrieben wird.
  • Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Heusler-Legierung zur Ausbildung der deformierbaren Schicht 104 auf das Substrat 102 bei einer vergleichsweise hohen Temperatur abgeschieden wird, bei der die Heusler-Legierung in der Austenit-Phase vorliegt (Position „0“ entlang der Hysteresekurve). Von diesem Zustand ausgehend erfolgt ein Abkühlen des optischen Elements 100 bzw. der Schicht 104 bis zur vollständigen Umwandlung des Materials der Schicht 104 in die Martensit-Phase (Position „1“ entlang der Hysteresekurve), d.h. unter die hierfür geltende Sättigungstemperatur (die in 2 mit „Mf“ bezeichnet ist und für die ein beispielhafter Wert Mf = –20°C angenommen wird). Hierbei wird die die deformierbare Schicht 104 bildende Heusler-Legierung erforderlichenfalls aktiv gekühlt.
  • Nach anschließendem Aufwärmen auf Raumtemperatur (im Beispiel RT = 20°C) erfolgt sodann das erfindungsgemäße Anlegen eines lokal variierenden Temperaturfeldes an das optische Element 100, wobei das optische Element 100 zumindest bereichsweise über die spätere Betriebstemperatur (welche z.B. 50°C oder auch mehr betragen kann) hinaus erwärmt wird mit der Folge, dass je nach Position unterschiedliche Temperaturen und damit unterschiedliche lokale Ausdehnungen bzw. Schichtdickenänderungen entsprechend dem jeweils bei der Aufwärmung erreichten Punkt auf der Hysteresekurve (z.B. die Punkte „3“ bzw. „5“ in 2) erzielt werden.
  • Diese Punkte „3“ und „5“ liegen jeweils auf der ansteigenden Flanke der Hysteresekurve, so dass über die entsprechende Temperatureinstellung die lokale Ausdehnung bzw. Schichtdickenänderung der deformierbaren Schicht 104 und damit die Manipulation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche 101 im Wesentlichen kontinuierlich eingestellt werden kann. 3 zeigt hierzu ein Diagramm einer lediglich beispielhaften, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingestellten Variation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche 101 des optischen Elements 100.
  • Nach erneutem Abkühlen z.B. auf Raumtemperatur (wobei z.B. in 2 die Punkte „2“, „4“ bzw. „6“ erreicht werden) findet dann im Wesentlichen keine weitere lokale Schichtdickenänderung mehr statt, so dass die induzierte Deformation mindestens teilweise erhalten bzw. „eingefroren“ bleibt.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in 2 angegebenen Temperaturen sowie der konkrete Verlauf der Hysteresekurve lediglich beispielhaft sind und gegebenenfalls (etwa für eine höhere Betriebstemperatur des optischen Systems) entsprechend angepasst werden können.
  • Erfindungsgemäß wird zum einen ausgenutzt, dass bei nachfolgendem Betrieb des optischen Systems, in welchem das optische Element 100 eingesetzt wird, die jeweils geltenden Übergangstemperaturen für einen weiteren Phasenübergang nicht mehr erreicht werden, so dass die durch Anlegen des Temperaturfeldes an das optische Element 100 erzielte aktive Verformung im weiteren Betrieb des optischen Systems erhalten bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass das optische Element 100 zunächst in geeigneter Weise derart konfiguriert wird, dass die jeweiligen Übergangstemperaturen in hinreichendem Abstand zur Betriebstemperatur (z.B. wie in 2 gezeigt) liegen.
  • Das Konfigurieren des optischen Elements 100 umfasst zunächst das vorstehend beschriebene Abkühlen unter die Sättigungstemperatur zur vollständigen Umwandlung in die Martensit-Phase (Position „1“ entlang der Hysteresekurve), zum anderen jedoch auch z.B. eine geeignete Materialauswahl, -mischung sowie – nachbehandlung der Heusler-Legierung, wodurch sich die jeweiligen Übergangstemperaturen (d.h. in 2 die für den Phasenübergang in die Austenit-Phase bzw. in die Martensit-Phase geltenden Einsatz- bzw. Sättigungstemperaturen As, Af, Ms und Mf) zusätzlich manipulieren bzw. in je nach Betriebstemperatur geeigneter Weise einstellen lassen.
  • Konkret kann etwa das Material der deformierbaren Schicht 104 Nickel-Titan (NiTi) als Heusler-Legierung aufweisen, wobei durch Dotierung bzw. partiellen Ersatz von Nickel (Ni) durch Platin (Pt) oder Palladium (Pd) eine Verschiebung der o.g. Einsatz- bzw. Sättigungstemperaturen As, Af, Ms und Mf zu höheren Werten erreicht werden kann. In weiteren Ausführungsformen kann eine solche Manipulation der o.g. Einsatz- bzw. Sättigungstemperaturen As, Af, Ms und Mf zusätzlich oder alternativ (zur Konditionierung der Schicht direkt nach Deposition) auch über die Durchführung eines Temperprozesses und/oder das Anlegen eines äußeren Magnetfeldes erzielt werden.
  • Des Weiteren können auch Form und Größe der den Phasenübergang beschreibenden Hysteresekurve von 2 manipuliert werden. Lediglich beispielhaft kann das Material der deformierbaren Schicht 104 Nickel-Titan (NiTi) als Heusler-Legierung aufweisen, wobei durch Dotierung bzw. partiellen Ersatz von Nickel (Ni) durch Hafnium (Hf) eine Verbreitung der Hysteresekurve bzw. des Übergangsbereichs zwischen den jeweiligen Phasen erzielt werden kann, um den konkreten Verlauf der Schichtdickenänderung zwischen den o.g. Einsatz- bzw. Sättigungstemperaturen As, Af, Ms und Mf zu manipulieren.
  • In weiteren Ausführungsformen kann ausgenutzt werden, dass durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes, z.B. an eine Heusler-Legierung aus Nickel-Mangan-Gallium (NiMnGa), sowohl die Form der den Phasenübergang beschreibenden Hysteresekurve als auch die o.g. Einsatz- bzw. Sättigungstemperaturen As, Af, Ms und Mf manipuliert werden können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die einmalige Einstellung einer Deformation beschränkt. So kann in Ausführungsformen – etwa wenn die eingestellte Deformation im Ergebnis von der gewünschten abweicht oder wenn aus anderen Gründen eine Modifikation der Deformation erforderlich wird – auch eine erneute Überführung der Heusler-Legierung zunächst in die Austenit-Phase (Position „0“ gemäß 2) und anschließend in die Martensit-Phase (Position „1“ in 2) (gewissermaßen als „Reset“) erfolgen, um sodann unter erneutem Anlegen eines Temperaturfeldes eine modifizierte Schichtdickenänderung bzw. aktive Verformung des optischen Elements 100 zu erzielen. Des Weiteren kann auch nach dem Einstellen einer gewünschten Schichtdickenänderung erforderlichenfalls (und auch ohne den vorstehend beschriebenen „Reset“) z.B. nach vorübergehendem Ausbau des optischen Elements 100 aus dem optischen System noch ein modifiziertes Temperaturfeld mit dem Ziel einer modifizierten Schichtdickenänderung bzw. Verformung des optischen Elements 100 angelegt werden.
  • Die Erfindung ist ferner nicht auf das Anlegen eines lokal variierenden Temperaturfeldes an die thermisch deformierbare Schicht beschränkt. In weiteren Ausführungsformen kann die thermisch deformierbare Schicht auch derart konfiguriert werden, dass durch die beim Anlegen des Temperaturfeldes induzierte Deformation ein in dem optischen System vorhandener Fehler (z.B. eine optische Aberration oder ein Abbildungsfehler des Gesamtsystems) wenigstens teilweise korrigiert wird. Falls etwa ein Fehler des gesamten optischen Systems schon von vornherein bekannt ist, kann in die thermisch deformierbare Schicht bereits eine entsprechende lokal variierende Dotierung eingearbeitet bzw. an der Schicht eine lokal variierende Nachbehandlung (z.B. durch Tempern oder Anlegen eines Magnetfeldes) derart vorgenommen werden, dass dann die gewünschte Korrektur auch durch Anlegen eines homogenen Temperaturfeldes erzielt werden kann.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche ein erfindungsgemäßes optisches Element aufweisen kann. Hierbei kann es sich bei dem reflektiven optischen Element insbesondere um einen der in der Beleuchtungseinrichtung oder im Projektionsobjektiv der Projektionsbelichtungsanlage vorhandenen EUV-Spiegel handeln.
  • Gemäß 4 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 400 einen Feldfacettenspiegel 403 und einen Pupillenfacettenspiegel 404 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 403 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 401 und einen Kollektorspiegel 402 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 404 sind ein erster Teleskopspiegel 405 und ein zweiter Teleskopspiegel 406 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 407 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 451–456 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 421 auf einem Maskentisch 420 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 461 auf einem Wafertisch 460 befindet.
  • Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2007/033964 A1 [0006]

Claims (19)

  1. Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements für ein optisches System, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines Substrats (102); b) Aufbringen eines Schichtsystems (103) auf das Substrat (102), wobei eine optische Wirkfläche (101) des optischen Elements (100) ausgebildet wird und wobei das Schichtsystem (103) eine zur Manipulation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche (101) thermisch deformierbare Schicht (104) aufweist; und c) Anlegen eines Temperaturfeldes an das optische Element (100) unter zumindest bereichsweisem Aufwärmen der thermisch deformierbaren Schicht (104) über eine vorgegebene Betriebstemperatur des optischen Systems; wobei vor dem Anlegen des Temperaturfeldes an das optische Element (100) die thermisch deformierbare Schicht (104) derart konfiguriert wird, dass eine im Schritt c) induzierte Deformation nach Abkühlen des optischen Elements (100) auf die vorgegebene Betriebstemperatur zumindest teilweise erhalten bleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses vor dem Anlegen des Temperaturfeldes den Schritt aufweist: Ermitteln einer geometrischen Formabweichung, welche die optische Wirkfläche (101) von einer vorgegebenen Spezifikation bei der vorgegebenen Betriebstemperatur aufweist, wobei das Temperaturfeld nach Ermittlung der Formabweichung derart ausgestaltet wird, dass eine hierdurch induzierte Deformation der thermisch deformierbaren Schicht (104) eine wenigstens teilweise Kompensation der ermittelten Formabweichung bewirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen des Temperaturfeldes an das optische Element (100) vor dessen Einbau in das optische System zur einmaligen Korrektur einer fertigungsbedingten Formabweichung erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im Schritt c) angelegte Temperaturfeld lokal variiert.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im Schritt c) angelegte Temperaturfeld homogen ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch deformierbare Schicht (104) derart konfiguriert wird, dass durch die beim Anlegen des Temperaturfeldes induzierte Deformation ein in dem optischen System vorhandener Fehler wenigstens teilweise korrigiert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch deformierbare Schicht (104) aus einem Material gebildet wird, welches in Abhängigkeit von der Temperatur einen Phasenübergang zwischen einer Martensit-Phase und einer Austenit-Phase aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht (104) ein aktives Abkühlen der thermisch deformierbaren Schicht (104) unter eine Sättigungstemperatur für den Übergang von der Austenit-Phase in die Martensit-Phase umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch deformierbare Schicht (104) aus einer Heusler-Legierung gebildet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heusler-Legierung aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Nickel-Mangan-Gallium und Nickel-Titan enthält.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht (104) das gezielte Verändern der Materialzusammensetzung der thermisch deformierbaren Schicht (104), insbesondere durch Dotierung, umfasst.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht (104) das Anlegen eines äußeren Magnetfeldes umfasst.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konfigurieren der thermisch deformierbaren Schicht (104) die Durchführung eines Temperprozesses umfasst.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch deformierbare Schicht (104) im Schritt b) unmittelbar auf dem Substrat (102) aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (100) ein Spiegel ist.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (100) für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt ist.
  17. Optisches Element für ein optisches System, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, wobei das optische Element (100) eine optische Wirkfläche (101) aufweist, mit • einem Substrat (102); und • einem auf dem Substrat (102) befindlichen Schichtsystem (103), wobei das Schichtsystem (103) eine zur Manipulation der geometrischen Form der optischen Wirkfläche (101) thermisch deformierbare Schicht (104) aufweist, wobei durch Anlegen eines Temperaturfeldes an das optische Element (100) unter dessen Erwärmung über eine vorgegebene Betriebstemperatur eine Deformation der thermisch deformierbaren Schicht (104) induzierbar ist; • wobei die thermisch deformierbare Schicht (104) derart konfiguriert ist, dass diese Deformation nach Abkühlen des optischen Elements (100) auf die vorgegebene Betriebstemperatur zumindest teilweise erhalten bleibt.
  18. Optisches Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt ist.
  19. Optisches System, insbesondere Beleuchtungseinrichtung oder Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein optisches Element (100) nach Anspruch 17 oder 18 aufweist.
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