DE102016217694A1

DE102016217694A1 - Spiegel, insbesondere für eine Projektionsoptik

Info

Publication number: DE102016217694A1
Application number: DE102016217694.3A
Authority: DE
Inventors: Kerstin Hild; Stephan Six; Ralf Winter; Moritz Schüle; Oliver Dier; Jörn Weber; Christian GRASSE; Siegfried Rennon; Matthias Reischle; Holger Kierey; Uwe Meier; Robert Meier; Jeffrey Erxmeyer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere für eine Projektionsoptik, mit einem Spiegelsubstrat (100, 200), einem Reflexionsschichtsystem (120, 220), und einer Absorptionsschicht (130, 210), wobei diese Absorptionsschicht für elektromagnetische Strahlung, welche in einem Teilbereich der optischen Wirkfläche auftrifft, der kleiner als die gesamte optische Wirkfläche ist, eine Absorption bis auf einen Restanteil von maximal 5% bewirkt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere für eine Projektionsoptik. Wenngleich der Spiegel z.B. vorteilhaft in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage einsetzbar ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern auch in anderen Anwendungen bzw. Projektionsoptiken vorteilhaft verwendbar.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD’s, 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. einen 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.
Je nach dem konkret zu realisierenden optischen Strahlengang besteht in der Projektionsoptik bzw. der Projektionsbelichtungsanlage gegebenenfalls der Bedarf, bestimmte Bereiche des optischen Strahlengangs wie etwa unerwünschte höhere Beugungsordnungen herauszufiltern und so daran zu hindern, zur Waferbelichtung beizutragen. Bekannte Ansätze hierzu umfassen den Einsatz von Obskurationsblenden, Aperturblenden oder Streulichtblenden, welche als mechanische Bauteile in Form lichtundurchlässiger Platten zur Absorption des auf sie auftreffenden Lichtes in den Strahlengang eingeführt werden. Weitere bekannte Ansätze basieren auf der Ausbildung einer oder mehrerer Obskurationsöffnungen bzw. Löcher im jeweiligen Spiegel und dem Auffangen des durch die betreffenden Löcher hindurchtretenden Lichtes in einer (typischerweise aktiv gekühlten) Lichtfalle.
Den vorstehend beschriebenen Ansätzen ist gemeinsam, dass zum einen aufgrund der Hinzufügung der betreffenden Komponenten ein erhöhter Bauraum im jeweiligen optischen System bzw. dem Projektionsobjektiv beansprucht wird und zum anderen auch unerwünschte thermische und/oder mechanische bzw. dynamische Beeinflussungen des jeweiligen Spiegels stattfinden, welche wiederum optische Aberrationen und damit eine Beeinträchtigung des Abbildungsergebnisses zur Folge haben und/oder zusätzliche Maßnahmen wie z.B. eine aktive Positions- oder Temperaturregelung des jeweiligen Spiegels erfordern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spiegel, insbesondere für eine Projektionsoptik, bereitzustellen, welcher die Unterdrückung bestimmter Strahlungsanteile bzw. Beugungsordnungen im optischen Strahlengang unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den Spiegel gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Spiegel, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, weist auf:

– ein Spiegelsubstrat;
– ein Reflexionsschichtsystem; und
– eine Absorptionsschicht, wobei diese Absorptionsschicht für elektromagnetische Strahlung, welche in einem Teilbereich der optischen Wirkfläche auftrifft, der kleiner als die gesamte optische Wirkfläche ist, eine Absorption bis auf einen Restanteil von maximal 5% bewirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, die Unterdrückung bzw. das Herausfiltern bestimmter Bereiche des optischen Strahlengangs (insbesondere höherer Beugungsordnungen) nicht etwa durch den Einsatz zusätzlicher mechanischer Bauteile zu realisieren, sondern in den erfindungsgemäßen Spiegel selbst eine hochabsorbierende Schicht in geeigneter Weise (d.h. insbesondere mit gezielter lokaler Begrenzung) derart einzubauen bzw. in den Schichtaufbau zu integrieren, dass diese Schicht selbst als Blende wirkt, indem nämlich der betreffende Spiegel im betreffenden Teilbereich der hochabsorbierenden Schicht auftreffendes Licht bis auf einen geringen Restanteil absorbiert.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf den Einsatz zusätzlicher separater mechanischer Bauteile etwa in Form lichtundurchlässiger Platten verzichtet werden, so dass auch die hiermit einhergehenden und vorstehend beschriebenen Probleme (wie z.B. ein erhöhter Bauraumbedarf) vermieden werden können.
Gemäß einer Ausführungsform bewirkt die Absorptionsschicht für elektromagnetische Strahlung, welche in dem o.g. Teilbereich der optischen Wirkfläche auftrifft, eine Absorption bis auf einen Restanteil von maximal 1%, insbesondere von maximal 0.1%, weiter insbesondere von maximal 0.05%. Vorzugsweise wird die auf den betreffenden Teilbereich im Betrieb des jeweiligen optischen Systems auftreffende elektromagnetische Strahlung nahezu vollständig absorbiert.
Als Material der Absorptionsschicht geeignet sind Materialien mit einem Wert des Imaginärteils des Brechungsindex größer als 0.03, vorzugsweise größer als 0.05, weiter vorzugsweise größer als 0.07, z.B. aus der Gruppe, welche Silber (Ag), Platin (Pt), Nickel (Ni), Wolfram (W), Tantal (Ta), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Zink (Zn) und Zinn (Sn) enthält. Auch Kombinationen dieser Materialien (z.B. CrNi) bzw. Oxide, Nitride und Karbide dieser Materialien, z.B. SnO₂, NiO, Cr₃C₂, TaC, TaN und Kombinationen mit anderen Materialien, z.B. WB₄C, NiSi, Cu₄Si, sind verwendbar. Weiter ist jeweils die Mindestdicke der erfindungsgemäß eingesetzten Absorptionsschicht zur Gewährleistung einer hinreichenden Absorption abhängig vom jeweiligen Material geeignet zu wählen. In Ausführungsformen der Erfindung kann die Schicht auch hauptsächlich aus Materialien mit k-Werten kleiner als 0.03 bestehen, z.B. bei Verwendung einer Schicht mit definierter, hoher Rauheit oder bei Verwendung einer Antireflexschicht. Beide Schichttypen können die Reflektion von EUV-Licht unterdrücken und somit als Blende fungieren.
Die genannten Materialien können als Targetmaterialien in einer zur Herstellung des jeweiligen Spiegels eingesetzten Beschichtungsanlage in für sich bekannter Weise eingesetzt werden. Typische Schichtdicken der erfindungsgemäßen Absorptionsschicht können (ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) z.B. im Bereich von 100 bis 300nm, insbesondere bei etwa 150nm, liegen. Hiermit kann je nach Schichtmaterial eine nahezu vollständige Absorption bis auf einen Restanteil im Promille-Bereich (z.B. bis auf 7.5·10^–4) erzielt werden.
Gemäß einer Ausführung als Obskurationsblende weist der o.g. Teilbereich der optischen Wirkfläche, in welchem die vorstehend beschriebene hohe Absorption bewirkt wird, ein Flächenanteil von weniger als 10%, insbesondere weniger als 7%, weiter insbesondere weniger als 4% an der gesamten optischen Wirkfläche auf. Hierdurch kommt zum Ausdruck, dass die erfindungsgemäße Absorptionsschicht insbesondere zum Herausfiltern unerwünschter bzw. höherer Beugungsordnungen dient und im Übrigen die optische Wirkung des betreffenden Spiegels nicht beeinträchtigt.
Gemäß einer Ausführungsform, z.B. in einer Ausführung als Obskurationsblende, besitzt ein Übergangsbereich zwischen dem o.g. Teilbereich der optischen Wirkfläche, in welchem die erfindungsgemäße hohe Absorptionswirkung gegeben ist, und einem weiteren Bereich der optischen Wirkfläche, in welchem auftreffende elektromagnetische Strahlung zu wenigstens 50% reflektiert wird – also dem standardmäßig reflektierenden Bereich des Spiegels – eine Breite von weniger als 500µm, insbesondere weniger als 300µm, und weiter insbesondere weniger als 100µm. Mit anderen Worten erfolgt vorzugsweise eine möglichst scharfe Begrenzung des erfindungsgemäßen Teilbereichs hoher Absorption, so dass ein Vorhandensein absorbierender Anteile in dem übrigen, für die standardmäßige hohe Reflexion des Spiegels zuständigen Bereich minimiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Spiegel für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm ausgelegt.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen eines Spiegels mit folgenden Schritten:

– Bereitstellen eines Spiegelsubstrats;
– Ausbilden eines Reflexionsschichtsystems; und
– Ausbilden einer Absorptionsschicht, wobei diese Absorptionsschicht für elektromagnetische Strahlung, welche in einem Teilbereich der optischen Wirkfläche auftrifft, der kleiner als die gesamte optische Wirkfläche ist, eine Absorption bis auf einen Restanteil von maximal 5% bewirkt.

Hinsichtlich der Art und Weise der Ausbildung bzw. gezielten Ausgestaltung und Strukturierung der erfindungsgemäßen Absorptionsschicht ist die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt. In Ausführungsformen kann die jeweilige gezielte lokale Begrenzung der Absorptionsschicht beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Absorptionsschicht zunächst vollflächig aufgebracht und anschließend in einem materialabtragenden Prozess (wie z.B. Ionenstrahlbearbeitung) partiell entfernt wird. In weiteren Ausführungsformen kann auch während des zur Herstellung des Spiegels eingesetzten Beschichtungsprozesses eine Unterbrechung oder teilweise Bedeckung des Reflexionsschichtsystems unter Freilegung eines die Absorptionsschicht aufweisenden Schichtaufbaus dadurch erzielt werden, dass in einer geeigneten Prozessphase z.B. eine Folie oder ein Lack (entsprechend einem „Lift-off-Verfahren) aufgebracht wird.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Ausbilden der Absorptionsschicht unter Durchführung einer lokalen Kompaktierung, Durchmischung oder Aufrauung oder unter Verwendung einer Antireflexschicht.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Ausbilden der Absorptionsschicht unter Verwendung einer im Weiteren noch näher beschriebenen Abschattungsmaske. Diese Abschattungsmaske weist vorzugsweise eine zum Spiegelsubstrat korrespondierende bzw. gekrümmte Geometrie sowie eine maximale Dicke von 2mm auf. Hierdurch kann bei der Aufbringung der erfindungsgemäßen Absorptionsschicht erreicht werden, dass infolge des realisierbaren geringen Abstandes von der aktuell beschichteten Oberfläche unerwünschte „Hinterdampfungseffekte“ bzw. zu breite Übergänge zwischen der erfindungsgemäßen Absorptionsschicht und dem standardmäßig reflektierenden Bereich der optischen Wirkfläche des Spiegels vermieden werden, so dass die Ausgestaltung und lokale Begrenzung des erfindungsgemäßen absorbierenden Teilbereichs mit hoher Präzision und vergleichsweise scharfer Abgrenzung erfolgen kann. In Ausführungsformen kann insbesondere ein spaltfreies Aufliegen der o.g. Abschattungsmaske auf der jeweils aktuell beschichteten Oberfläche realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Abschattungsmaske unter Anwendung von Fräsen, 3D-Druck oder Galvanoformung hergestellt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Spiegel für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, so dass in weiteren Anwendungen die Erfindung auch in einem optischen System mit einer Arbeitswellenlänge im VUV-Bereich (z.B. von weniger als 200nm) vorteilhaft realisiert werden kann.
Die Erfindung betrifft weiter eine Projektionsoptik sowie ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Projektionsobjektiv, mit wenigstens einem Spiegel mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.
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.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines Spiegels sowie eines Verfahrens zu dessen Herstellung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines Spiegels gemäß einer weiteren Ausführungsform;
3a–b schematische Darstellungen zur Erläuterung einer möglichen Ausführungsform einer bei einem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Abschattungsmaske;
4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Anwendung der Erfindung;
5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Eliminierung unerwünschter Beugungsordnungen; und
6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine lediglich schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Spiegels sowie eines hierzu anwendbaren Herstellungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform. Gemäß 1 weist dieser Spiegel insbesondere in für sich bekannter Weise ein Spiegelsubstrat 100 und ein Reflexionsschichtsystem 120 auf.
Das Spiegelsubstrat 100 kann lediglich beispielhaft aus Siliziumdioxid (SiO₂), ULE^® (einem von der Firma Corning Inc. vertriebenen Titanium-Silikatglas) oder Zerodur^® (der Firma Schott AG) hergestellt sein. Das Reflexionsschichtsystem 120 kann lediglich beispielhaft eine alternierende Abfolge aus Molybdän(Mo)- und Silizium(Si)-Schichten aufweisen. In weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsformen kann das Reflexionsschichtsystem 120 auch als Einzelschicht (z.B. aus Ruthenium) hergestellt sein.
Zwischen Spiegelsubstrat 100 und Reflexionsschichtsystem 120 befindet sich im Ausführungsbeispiel zum Schutz des Spiegelsubstrats 100 eine absorbierende Schicht 110, welche lediglich beispielhaft aus Nickel (Ni), Silber (Ag), Platin (Pt), Chrom (Cr), Tantal (Ta), Wolfram (W) Kupfer (Cu), Zinn (Sn) oder Zink (Zn) hergestellt sein kann. Des Weiteren können in für sich bekannter Weise weitere Funktionsschichten (z.B. Diffusionssperrschichten oder Haftverbesserungsschichten) im Schichtaufbau an beliebiger geeigneter Position vorgesehen sein. Mit „125“ ist eine Deckschicht zum Schutz des Reflexionsschichtsystems 120 gegen im Betrieb des Spiegels bzw. des diesen aufweisenden optischen Systems vorhandene Einflüsse bzw. Betriebsbedingungen bezeichnet. Auf dieser Deckschicht 125 befindet sich gemäß 1 eine Absorptionsschicht 130, welche ihrerseits durch eine weitere Deckschicht 135 abgedeckt ist und nur einen vergleichsweise kleinen Teilbereich der gesamten optischen Wirkfläche einnimmt.
Wie lediglich schematisch in 1 angedeutet ist, wird in dem Teilbereich dieser Absorptionsschicht 130 auftreffende elektromagnetische Strahlung nicht wie im übrigen Bereich des Spiegels überwiegend reflektiert, sondern bis auf einen geringen Restanteil absorbiert. Die Absorptionsschicht 130 kann lediglich beispielhaft eine Dicke im Bereich von 100nm bis 300nm aufweisen und aus Materialien hergestellt sein, deren Imaginärteil des Brechungsindex größer als 0.03, vorzugsweise größer als 0.05, weiter vorzugsweise größer als 0.07 ist, z.B. Silber (Ag), Platin (Pt), Wolfram (W), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Tantal (Ta), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Zinn (Sn), Oxide, Nitride und Karbide hiervon, oder Kombinationen aus diesen Materialien.
Im Ausführungsbeispiel kann bei einer typischen Schichtdicke der Absorptionsschicht 130 z.B. eine Absorption bis auf einen Restanteil im Bereich von etwa 7.5·10^–4 erzielt werden.
Durch die vorstehend beschriebene Absorption kann bei gezielter Anordnung bzw. Strukturierung der Absorptionsschicht 130 ein gezieltes Unterdrücken bzw. Herausfiltern unerwünschter Beugungsordnungen im Betrieb des Spiegels bzw. des jeweiligen optischen Systems erreicht werden.
Die Herstellung des in 1 schematisch dargestellten Spiegels kann dadurch erfolgen, dass nach fertiger Ausbildung des Schichtaufbaus einschließlich Reflexionsschichtsystem 120 und Deckschicht 125 eine Abschattungsmaske (welche im Ausführungsbeispiel z.B. ein Loch an geeigneter Stelle aufweist und zu der eine mögliche Ausgestaltung unter Bezugnahme auf 3a–b noch näher erläutert wird) montiert wird, woraufhin dann in der Beschichtungsanlage die gezielte Aufbringung der Absorptionsschicht 130 durch die jeweilige Öffnung in der Abschattungsmaske hindurch erfolgt.
2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform, wobei im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
Die Ausführungsform von 2 unterscheidet sich von derjenigen aus 1 dadurch, dass nach Aufbringen einer absorbierenden Schicht 210 auf dem Spiegelsubstrat 200 zunächst eine Deckschicht 215 vollflächig aufgebracht und anschließend eine von vorneherein unterbrochene Aufbringung des Reflexionsschichtsystems 220 realisiert wird, wozu in dem für die anschließende erfindungsgemäße Absorptionswirkung bestimmten Teilbereich eine temporäre Abdeckung bzw. Abmaskierung, z.B. durch eine Blende oder dergleichen, erfolgt, so dass nach Aufbringen des Reflexionsschichtsystems 220 sowie einer weiteren Deckschicht 225 und abschließendem Entfernen der temporären Abdeckung ein nicht von dem Reflexionsschichtsystem 220 bedeckter und insofern freiliegender Bereich des Schichtaufbaus aus absorbierender Schicht 210 und Deckschicht 215 verbleibt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Spiegels bzw. die dort dargestellten konkreten Schichtaufbauten beschränkt. In weiteren Ausführungsformen kann z.B. auch die Aufbringung der erfindungsgemäßen Absorptionsschicht zunächst vollflächig erfolgen, woraufhin zur gezielten Strukturierung derselben ein geeigneter materialabtragender Prozess wie z.B. Ionenstrahlbearbeitung angewendet werden kann. In weiteren Ausführungsformen kann auch eine lokale Reduzierung bzw. Eliminierung der Reflexionswirkung des Reflexionsschichtsystems, beispielsweise über lokale, extreme Kompaktierung oder Durchmischung bzw. durch definierte, lokale Aufrauung eingesetzt werden, um eine gezielte, lokale Blendenwirkung zu erreichen. Kompaktierung und Durchmischung lassen sich z.B. durch lokale Temperaturfelder, Aufrauung beispielsweise über nachträgliche Ionenstrahlbearbeitung erreichen. In einer zusätzlichen, denkbaren Ausführungsform kann auch eine Antireflexschicht verwendet werden, die – im Gegensatz zu einer Absorptionsschicht – die EUV-Strahlung vorwiegend transmittiert und damit ebenfalls als Blende fungieren kann.
Insofern wie vorstehend beschrieben eine Abschattungsmaske bei der lokal begrenzten Aufbringung der erfindungsgemäßen Absorptionsschicht zum Einsatz kommt, wird vorzugsweise wie bereits erwähnt eine Abschattungsmaske mit geringer Dicke (von z.B. maximal 2mm) mit zur Substratoberfläche korrespondierender (d.h. typischerweise insbesondere gekrümmter) Geometrie verwendet. Zur Erläuterung der hierbei erzielten Vorteile ist in 3a–b ein Vergleich zweier möglicher Szenarien bei Verwendung einer planen Abschattungsmaske 340 (3a) bzw. einer gekrümmten (der Substratoberfläche „folgenden“) Abschattungsmaske 380 (3b) dargestellt. Während gemäß 3a die Deposition des jeweiligen Beschichtungsmaterials von Verdampferquellpunkten 301, 302 durch die plane Abschattungsmaske 340 zu unerwünschten Hinterdampfungen und damit zum Überlapp von erzeugten Beschichtungsstrukturen („Kurzschluss“) führt, kann gemäß 3b im Falle der gekrümmten Abschattungsmaske 380 eine Realisierung vergleichsweise scharf abgegrenzter Strukturen bzw. Beschichtungsbereiche erzielt werden.
Zur Herstellung der in 3b dargestellten gekrümmten Abschattungsmaske 380 können beliebige geeignete, für sich bekannte Fertigungstechnologien wie z.B. Fräsen, 3D-Druck oder Galvanoformung angewandt werden. Beim Fräsen kann die gewünschte Oberflächenform der Abschattungsmaske aus Vollmaterial hergestellt werden, wobei von Vorder- und Rückseite aus eine sukzessive Annäherung an die gewünschte Maskendicke erfolgt und anschließend die gewünschten Öffnungen bzw. Durchbrüche ebenfalls durch Einfräsen oder auch durch Laserstrahlschneiden realisiert werden können. Bei Herstellung der Abschattungsmaske mit 3D-Druck erfolgt eine additive Fertigung der Maskenform durch Erzeugung eines schichtweisen Aufbaus, wobei insbesondere vergleichsweise hohe Komplexitäten der jeweils gefertigten Bauteile und der Substratkontur und besonders präzise angepasste Geometrien mit vergleichsweise geringem Aufwand hergestellt werden können. Typischerweise wird hierbei ein geeignetes Metallpulver als Ausgangsstoff verwendet und in einer (z.B. 30µm dicken) Schicht aufgetragen und anschließend mit einem fokussierten Laserstrahl partiell aufgeschmolzen und verfestigt, wobei dieser Vorgang solange wiederholt wird, bis das vollständige Bauteil bzw. die Abschattungsmaske aufgebaut ist. Erforderlichenfalls kann eine anschließende Nachbearbeitung durch z.B. Fräsen, Drehen, Schleifen oder Erodieren erfolgen.
Zur Galvanoformung der Abschattungsmaske kann z.B. auf ein nicht-elektrisch leitfähiges Substratmaterial zunächst eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden, welche anschließend chemisch oder elektrochemisch bis zur gewünschten Maskendicke galvanisch verstärkt wird. Eine chemische bzw. außenstromlose galvanische Formung bietet hierbei den Vorteil besonders geringer Schichtdickenschwankungen. In einer weiteren Ausführungsform kann auch auf ein elektrisch leitfähiges Material zunächst eine Zwischenschicht bzw. ein Zwischenschichtsystem aufgebracht und anschließend die vorstehend beschriebene galvanische Verstärkung durchgeführt werden. Die vorstehend beschriebene galvanische Abformung bietet insbesondere den Vorteil einer vergleichsweise hohen Genauigkeit der abgebildeten Substratoberfläche, wobei insbesondere Strukturen im Nanometerbereich oder auch Freiformbereiche (welche mit anderen Verfahren nur schwierig herstellbar sind) abgebildet werden können. Die in der Abschattungsmaske benötigten Öffnungen bzw. Durchbrüche können auch hier durch Fräsen oder Laserstrahlschneiden erzeugt werden.
Des Weiteren kann in den vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Abschattungsmaske 380 nach Bedarf auch eine abschließende mechanische Nachbearbeitung (z.B. zum Ausgleich von Schichtdickenschwankungen) erfolgen.
Die vorstehend unter Bezugnahme auf 3b beschriebene Abschattungsmaske 380 kann in weiteren Anwendungen auch dazu verwendet werden, eine Strukturierung von Elektroden, wie sie etwa in einem aktiv deformierbaren Spiegel auf einem Spiegelsubstrat bzw. einer piezoelektrischen Schicht verwendet werden, zu erzielen, wobei die Aufbringung der jeweiligen Elektroden und elektrischen Zuleitungen selbst beispielsweise durch ein Vakuumbeschichtungsverfahren wie Magnetronsputtern, gepulste Laserablation von einem metallischen Target oder durch thermisches Verdampfen mit einem Elektronenstrahl erfolgen kann.
Die vorstehend unter Bezugnahme auf 3b beschriebene Abschattungsmaske 380 kann in weiteren Anwendungen auch dazu verwendet werden, eine Schicht mit definierter Rauheit innerhalb oder unterhalb des Schichtaufbaus eines erfindungsgemäßen Spiegels zu erzeugen, wobei die Ausbildung einer solchen Schicht mit definierter Rauheit vor Aufbringung des eigentlichen Reflexionsschichtsystems dann zur Folge hat, dass eine Reflexion auftreffender elektromagnetischer Strahlung im Bereich des Vorhandenseins der betreffenden Schicht mit definierter Rauheit in Richtung der Bildebene bzw. des Wafers unterdrückt wird. Ein geeignetes Material für eine solche Schicht mit definierter Rauheit ist beispielsweise Hafniumoxid (HfO₂). In weiteren Ausführungsformen können auch andere geeignete Schichtmaterialien zur Ausbildung der Schicht mit definierter Rauheit verwendet werden. Die Beschichtung selbst kann typischerweise in einem PVD-Prozess vor Aufbringen des Reflexionsschichtsystems erfolgen.
In weiteren Ausführungsformen kann die Rauheit der o.g. Schicht mit definierter Rauheit auch unter Anwendung mechanischer Methoden (z.B. durch lokales Polieren) oder mit chemischen Methoden (z.B. lokale Ionenstrahlbearbeitung) erzeugt werden.
Die vorstehend beschriebene Schicht mit definierter Rauheit kann ebenso wie die zuvor unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen auch zu anderen Anwendungszwecken (als zum Herausfiltern unerwünschter Beugungsordnungen) genutzt werden, bei denen ebenfalls die Unterdrückung der Reflexion elektromagnetischer (z.B. EUV-)Strahlung gewünscht ist. Ein Beispiel hierfür sind sogenannte Positionier- bzw. Justageelemente, wie sie insbesondere im Kollektorspiegel einer Plasmalichtquelle einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden können und deren Funktion darin besteht, von bestimmten Positionen aus (an welchen sich die jeweiligen Positionierelemente befinden) kein EUV-Licht in den sogenannten Zwischenfokus am Übergang zur Beleuchtungseinrichtung gelangen zu lassen. Zum Stand der Technik wird hierzu auf US 7,113,261 B2 verwiesen.
In 4 ist lediglich schematisch ein solcher Kollektorspiegel 400 dargestellt, wobei von den mit „A“ bezeichneten Bereichen aus EUV-Licht zum Zwischenfokus hin reflektiert wird, wohingegen in dem mit „B“ bezeichneten Bereich eines Positionierelements eine solche Reflexion (etwa infolge des Vorhandenseins der vorstehend beschriebenen Schicht mit definierter Rauheit oder aufgrund der unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Absorptionsschicht in diesem Bereich) unterdrückt wird. Durch die Realisierung von Positionier- bzw. Justageelementen in Form der Schicht mit definierter Rauheit kann auf den Einsatz etwa von Aperturblenden (welche sich erhitzen und entsprechend thermisch verformen können) zu diesem Zweck verzichtet werden. Dabei ist jeweils darauf zu achten, dass die Positionier- bzw. Justageelemente möglichst scharf definiert sind und etwa eine im optischen Nutzbereich des Kollektorspiegels 400 zur IR-Unterdrückung vorhandene optisch wirksame Mikrostrukturierung in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt wird. Zum Stand der Technik wird hierzu auf DE 10 2011 015 141 A1 verwiesen.
5 zeigt zur Veranschaulichung der eingangs beschriebenen Eliminierung unerwünschter Beugungsordnungen in lediglich schematischer, stark vereinfachter Darstellung obskurierte Bereiche 510 auf zwei Spiegeln 501, 502 eines Projektionsobjektivs einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei die besagten obskurierten Bereiche 510 eine gezielte Beschränkung der zur Belichtung des Wafers beitragenden elektromagnetischen Strahlung bewirken.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist. Gemäß 6 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600 einen Feldfacettenspiegel 603 und einen Pupillenfacettenspiegel 604 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 603 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 601 und einen Kollektorspiegel 602 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 604 sind ein erster Teleskopspiegel 605 und ein zweiter Teleskopspiegel 606 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 607 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 651–656 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 621 auf einem Maskentisch 620 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 661 auf einem Wafertisch 660 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 bzw. durch Anwendung auch in anderen, nicht notwendigerweise mikrolithographischen Projektionsoptiken. 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
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

US 7113261 B2 [0050]
DE 102011015141 A1 [0051]

Claims

Spiegel, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, mit • einem Spiegelsubstrat (100, 200); • einem Reflexionsschichtsystem (120, 220); und • einer Absorptionsschicht (130, 210), wobei diese Absorptionsschicht für elektromagnetische Strahlung, welche in einem Teilbereich der optischen Wirkfläche auftrifft, der kleiner als die gesamte optische Wirkfläche ist, eine Absorption bis auf einen Restanteil von maximal 5% bewirkt.
Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsschicht (110, 210) für elektromagnetische Strahlung, welche in diesem Teilbereich der optischen Wirkfläche auftrifft, eine Absorption bis auf einen Restanteil von maximal 1%, insbesondere von maximal 0.1%, weiter insbesondere von maximal 0.05%, bewirkt.
Spiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsschichtsystem (120, 220) zur Ausbildung des Teilbereichs durch einen die Absorptionsschicht (130) aufweisenden Schichtaufbau in diesem Teilbereich bedeckt oder unter Freilegung eines die Absorptionsschicht (210) aufweisenden Schichtaufbaus in diesem Teilbereich unterbrochen ist.
Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich einen Flächenanteil von weniger als 10%, insbesondere weniger als 7%, weiter insbesondere von weniger als 4%, an der gesamten optischen Wirkfläche aufweist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergangsbereich zwischen diesem Teilbereich und einem weiteren Bereich der optischen Wirkfläche, in welchem auftreffende elektromagnetische Strahlung zu wenigstens 50% reflektiert wird, eine Breite von weniger als 500µm, insbesondere weniger als 300µm, und weiter insbesondere weniger als 100µm, besitzt.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt ist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Spiegel für eine Projektionsoptik, weiter insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage ist.
Verfahren zum Herstellen eines Spiegels, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Spiegelsubstrats (100, 200); – Ausbilden eines Reflexionsschichtsystems (120, 220); und – Ausbilden einer Absorptionsschicht (110, 210), wobei diese Absorptionsschicht für elektromagnetische Strahlung, welche in einem Teilbereich der optischen Wirkfläche auftrifft, der kleiner als die gesamte optische Wirkfläche ist, eine Absorption bis auf einen Restanteil von maximal 5% bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der Absorptionsschicht unter Anwendung eines materialabtragenden Prozesses, insbesondere Ionenstrahlbearbeitung, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der Absorptionsschicht unter Durchführung einer lokalen Kompaktierung, Durchmischung oder Aufrauung oder unter Verwendung einer Antireflexschicht erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der Absorptionsschicht unter Verwendung einer Abschattungsmaske (380) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese Abschattungsmaske (380) unter Anwendung von Fräsen, 3D-Druck oder Galvanoformung hergestellt wird.
Abschattungsmaske zur Verwendung in einem Verfahren nach Anspruch 11 oder 12.
Abschattungsmaske nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine gekrümmte Geometrie, insbesondere eine zum Spiegelsubstrat korrespondierende Geometrie, besitzt.
Abschattungsmaske nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine maximale Dicke von 2mm besitzt.
Optisches System, insbesondere Projektionsoptik, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System einen Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (200) mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage ein optisches System nach Anspruch 16 aufweist.