DE102016224202A1 - Method for modifying the deformation behavior of a deformable mirror - Google Patents

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Toralf Gruner
Kerstin Hild
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    • G03F7/70316—Details of optical elements, e.g. of Bragg reflectors, extreme ultraviolet [EUV] multilayer or bilayer mirrors or diffractive optical elements

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren des Deformationsverhaltens eines deformierbaren Spiegels, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ermitteln eines zu erwartenden Deformationsverhaltens des Spiegels, welches die lineare Ausdehnung der piezoelektrischen Schicht (16) entlang der Flächennormalen zur optischen Wirkfläche (11) bei Beaufschlagung der erste Elektrodenanordnung (20) und/oder der zweiten Elektrodenanordnung (14) mit einer vorgegebenen Spannungsverteilung als Produkt aus dem betreffenden linearen Ausdehnungskoeffizienten d33(x, y) der piezoelektrischen Schicht (16) mit dem jeweiligen Wert der elektrischen Spannung U(x, y) angibt, und Modifizieren dieses Deformationsverhaltens derart, dass eine Abweichung des zu erwartenden Deformationsverhaltens von einem Soll-Deformationsverhalten, welches sich für einen örtlich homogenen Verlauf des linearen Ausdehnungskoeffizienten ergibt, wenigstens teilweise reduziert wird.The invention relates to a method for modifying the deformation behavior of a deformable mirror, wherein the method comprises the following steps: determining an expected deformation behavior of the mirror, which determines the linear extent of the piezoelectric layer (16) along the surface normal to the optical active surface (11) upon application of the first electrode arrangement (20) and / or the second electrode arrangement (14) with a predetermined stress distribution as product of the relevant linear expansion coefficient d33 (x, y) of the piezoelectric layer (16) with the respective value of the electrical voltage U (x, y) Specifying and modifying this deformation behavior such that a deviation of the expected deformation behavior of a desired deformation behavior, which results for a locally homogeneous course of the coefficient of linear expansion, at least partially reduced.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren des Deformationsverhaltens eines deformierbaren Spiegels. The invention relates to a method for modifying the deformation behavior of a deformable mirror.

Stand der Technik State of the art

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.Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. In this case, the image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is projected by means of the projection lens onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (= photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective, in order to project the mask structure onto the photosensitive coating of the substrate.

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.In EUV projected projection lenses, i. at wavelengths of e.g. about 13 nm or about 7 nm, mirrors are used as optical components for the imaging process, due to the lack of availability of suitable translucent refractive materials.

Dabei ist es auch bekannt, einen oder mehrere Spiegel in einem EUV-System als adaptiven Spiegel mit einer Aktuatorschicht aus einem piezoelektrischen Material auszugestalten, wobei über diese piezoelektrische Schicht hinweg ein elektrisches Feld mit lokal unterschiedlicher Stärke durch Anlegen einer elektrischen Spannung an beiderseitig zur piezoelektrischen Schicht angeordnete Elektroden erzeugt wird. Bei lokaler Verformung der piezoelektrischen Schicht verformt sich auch der Reflexionsschichtstapel des adaptiven Spiegels, so dass durch geeignete Ansteuerung der Elektroden beispielsweise Abbildungsfehler (ggf. auch zeitlich veränderliche Abbildungsfehler) wenigstens teilweise kompensiert werden können. Ursache für im Betrieb einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage auftretenden Aberrationen kann z.B. sein, dass die EUV-Spiegel insbesondere infolge der Absorption der von der EUV-Lichtquelle emittierten Strahlung eine Erwärmung und eine damit einhergehende thermische Ausdehnung bzw. Deformation erfahren, welche wiederum eine Beeinträchtigung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems zur Folge haben kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Beleuchtungssettings mit vergleichsweise kleinen Beleuchtungspolen (z.B. in Dipol- oder Quadrupol-Beleuchtungssettings) eingesetzt werden, in welchen die Spiegelerwärmung bzw. -deformation über die optische Wirkfläche des Spiegels hinweg stark variiert.It is also known to design one or more mirrors in an EUV system as an adaptive mirror with an actuator layer made of a piezoelectric material, over this piezoelectric layer away an electric field with locally different thickness by applying an electrical voltage on both sides of the piezoelectric layer arranged electrodes is generated. In the case of local deformation of the piezoelectric layer, the reflection layer stack of the adaptive mirror also deforms, so that, for example, aberrations (possibly also temporally variable aberrations) can be at least partially compensated by suitable control of the electrodes. The cause of aberrations occurring in the operation of a projection exposure apparatus designed for EUVs may be e.g. be that the EUV levels in particular due to the absorption of the emitted from the EUV light source radiation undergo heating and a concomitant thermal expansion or deformation, which in turn may have an impairment of the imaging properties of the optical system. This is particularly the case when using illumination sets with comparatively small illumination poles (for example in dipole or quadrupole illumination settings) in which the mirror heating or deformation varies widely across the optical effective area of the mirror.

Hinsichtlich der vorstehend genannten, zur Kompensation optischer Aberrationen eingesetzten piezoelektrischen Schicht wäre es grundsätzlich wünschenswert, dass diese über ihre gesamte, optisch genutzte Oberfläche hinweg ein insofern homogenes Deformationsverhalten zeigt, als eine bestimmte an die Elektroden angelegte elektrische Spannung jeweils vorhersagbar auch die proportionale Deformation der piezoelektrischen Schicht und damit auch des Reflexionsschichtstapels des adaptiven Spiegels zur Folge hat. Hierbei tritt jedoch in der Praxis das Problem auf, dass die piezoelektrische Schicht nicht perfekt homogen ist, sondern – typischerweise infolge einer Art „Säulenstruktur“ aus einer Vielzahl kristalliner Säulen – örtlich variierende Eigenschaften aufweist mit der Folge, dass je nach Ort auf der piezoelektrischen Schicht auch die spannungsabhängig erzielte lineare Ausdehnung des Materials der piezoelektrischen Schicht in Richtung des Normalenvektors zur optischen Wirkfläche variiert. Der diese lineare Ausdehnung charakterisierende Koeffizient wird im Folgenden auch als d33-Koeffizient bezeichnet und entspricht der betreffenden, für die lineare Ausdehnung in zur optischen Wirkfläche senkrechter Richtung verantwortlichen Komponente des Dielektrizitätstensors.With regard to the above-mentioned piezoelectric layer used to compensate for optical aberrations, it would be desirable for it to exhibit a homogeneous deformation behavior across its entire optically used surface than a specific electrical voltage applied to the electrodes would predictably predict the proportional deformation of the piezoelectric layer as well Layer and thus also the reflection layer stack of the adaptive mirror result. However, in practice, the problem arises here that the piezoelectric layer is not perfectly homogeneous, but has locally varying properties, typically due to a kind of "columnar structure" of a plurality of crystalline columns, with the result that, depending on the location on the piezoelectric layer The voltage-dependent linear expansion of the material of the piezoelectric layer in the direction of the normal vector to the optical active surface also varies. The coefficient characterizing this linear expansion is also referred to below as the d 33 coefficient and corresponds to the relevant component of the dielectric tensor responsible for the linear expansion in the direction perpendicular to the optical active surface.

Ein in der Praxis erschwerend hinzukommendes Problem ist, dass die vorstehend beschriebene örtliche Variation der spannungsabhängigen Deformation bzw. Ausdehnung der piezoelektrischen Schicht in der Regel nicht im Wege einer einfachen Kalibrierung (im Sinne einer simplen Modifikation der an die einzelnen Elektroden für eine gewünschte Deformation jeweils angelegten elektrischen Spannungen) berücksichtigt bzw. korrigiert werden kann. Eine derartige einfache Kalibrierung erweist sich nämlich in solchen Fällen als unzureichend, in denen die Anzahl vorhandener Elektroden zu gering bzw. deren Abstand voneinander zu groß ist, um die auf vergleichsweise kürzerer Skala vorhandenen lokalen Variationen des betreffenden Ausdehnungskoeffizienten d33 mit hinreichender Ortsauflösung zu kompensieren. Derartige Szenarien treten typischerweise insbesondere dann auf, wenn etwa durch Einsatz einer sogenannten „Vermittlerschicht“ (welche dazu dient, zwischen den Elektroden im Potential zu „vermitteln“) eine vergleichsweise einfach aufgebaute Elektrodenanordnung mit relativ geringer Anzahl von Elektroden realisiert ist.A problem which is aggravated in practice is that the above-described local variation of the voltage-dependent deformation or expansion of the piezoelectric layer is generally not achieved by simple calibration (in the sense of a simple modification of the individual electrodes applied for a desired deformation electrical voltages) can be considered or corrected. Such a simple calibration proves to be inadequate in those cases where the number of existing electrodes is too small or whose distance from each other is too large to compensate for existing on a comparatively shorter scale local variations of the relevant expansion coefficient d 33 with sufficient spatial resolution. Such scenarios typically occur in particular when, for example, by using a so-called "mediator layer" (which serves to "mediate" between the electrodes in the potential), a comparatively simply constructed electrode arrangement having a relatively small number of electrodes is realized.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2011 081 603 A1 und DE 10 2011 005 940 A1 verwiesen. The prior art is merely an example DE 10 2011 081 603 A1 and DE 10 2011 005 940 A1 directed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Modifizieren des Deformationsverhaltens eines deformierbaren Spiegels bereitzustellen, welches eine möglichst exakte Deformation bzw. Aktuierung unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a method for modifying the deformation behavior of a deformable mirror, which allows the most accurate deformation or actuation while avoiding the problems described above.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the method according to the features of independent claim 1.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Modifizieren des Deformationsverhaltens eines deformierbaren Spiegels, wobei der Spiegel ein Spiegelsubstrat, einen Reflexionsschichtstapel zur Reflexion von auf eine optische Wirkfläche des Spiegels auftreffender elektromagnetischer Strahlung und wenigstens eine piezoelektrische Schicht, welche zwischen Spiegelsubstrat und Reflexionsschichtstapel angeordnet und über eine erste, auf der dem Reflexionsschichtstapel zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht befindliche Elektrodenanordnung und eine zweite, auf der dem Spiegelsubstrat zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht befindliche Elektrodenanordnung mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist, aufweist, weist folgende Schritte auf:

  • – Ermitteln eines zu erwartenden Deformationsverhaltens des Spiegels, welches die lineare Ausdehnung der piezoelektrischen Schicht entlang der Flächennormalen zur optischen Wirkfläche bei Beaufschlagung der erste Elektrodenanordnung und/oder der zweiten Elektrodenanordnung mit einer vorgegebenen Spannungsverteilung als Produkt aus dem betreffenden linearen Ausdehnungskoeffizienten d33(x, y) der piezoelektrischen Schicht mit dem jeweiligen Wert der elektrischen Spannung U(x, y) angibt; und
  • – Modifizieren dieses Deformationsverhaltens derart, dass eine Abweichung des zu erwartenden Deformationsverhaltens von einem Soll-Deformationsverhalten, welches sich für einen örtlich homogenen Verlauf des linearen Ausdehnungskoeffizienten ergibt, wenigstens teilweise reduziert wird.
A method according to the invention for modifying the deformation behavior of a deformable mirror, the mirror comprising a mirror substrate, a reflection layer stack for reflecting electromagnetic radiation incident on an optical active surface of the mirror and at least one piezoelectric layer arranged between mirror substrate and reflection layer stack and via a first, on the The electrode arrangement located on the side of the piezoelectric layer facing the reflection layer stack and a second electrode arrangement located on the side of the piezoelectric layer facing the mirror substrate can be acted upon by an electric field to produce a locally variable deformation.
  • - Determining an expected deformation behavior of the mirror, which is the linear expansion of the piezoelectric layer along the surface normal to the optical active surface upon exposure of the first electrode assembly and / or the second electrode assembly with a predetermined stress distribution as a product of the respective linear expansion coefficient d 33 (x, y ) indicates the piezoelectric layer with the respective value of the voltage U (x, y); and
  • Modifying this deformation behavior such that a deviation of the expected deformation behavior from a desired deformation behavior, which results for a locally homogeneous course of the linear expansion coefficient, is at least partially reduced.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, dem eingangs beschriebenen Problem eines inhomogenen Verlaufs des linearen Ausdehnungskoeffizienten innerhalb der piezoelektrischen Schicht durch Maßnahmen Rechnung zu tragen, welche die zu erwartenden Auswirkungen eines solchen inhomogenen Verlaufs auf einen gewünschten Zielverlauf der Deformation der piezoelektrischen Schicht wenigstens teilweise kompensieren. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß durch bestimmte Maßnahmen – welche sich wie im Weiteren detaillierter erläutert entweder auf die piezoelektrische Schicht selbst oder auch auf eine bereits eingangs erwähnte Vermittlerschicht beziehen können – das Produkt aus dem ortsabhängigen linearen Ausdehnungskoeffizienten d33 und der elektrischen Spannung, mit welcher die piezoelektrische Schicht beaufschlagt wird, im Hinblick auf ein jeweils gewünschtes Zielprofil optimiert.The invention is based in particular on the concept of taking into account the problem described above of an inhomogeneous course of the linear expansion coefficient within the piezoelectric layer by measures which at least partially compensate for the expected effects of such an inhomogeneous course on a desired target profile of the deformation of the piezoelectric layer. In other words, the product of the location-dependent linear expansion coefficient d 33 and the electrical voltage with which the. According to the invention by certain measures - which, as explained in more detail below, either on the piezoelectric layer itself or refer to an already mentioned intermediary layer piezoelectric layer is applied, optimized with regard to a respective desired target profile.

Dabei umfasst die vorliegende Erfindung sowohl Ansätze zur Modifikation des örtlichen Verlaufs des besagten d33-Koeffizienten (im Wege einer gezielten Manipulation der piezoelektrischen Schicht während des Herstellungsprozesses des Spiegels) als auch Ansätze zum Modifizieren der besagten Spannungsverteilung, wobei letztere wiederum wie im Weiteren noch detaillierter beschrieben durch gezielte Manipulation der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht (alternativ entweder während des Herstellungsprozesses des Spiegels oder auch nach bereits erfolgter Fertigung während des Betriebs des Spiegels) realisiert werden kann. The present invention encompasses both approaches for modifying the local course of said d 33 coefficient (by means of targeted manipulation of the piezoelectric layer during the manufacturing process of the mirror) and approaches for modifying said stress distribution, the latter in turn as described in more detail below described by targeted manipulation of the electrical conductivity of the mediator layer (alternatively, either during the manufacturing process of the mirror or after already completed production during the operation of the mirror) can be realized.

Was zunächst die unmittelbare Modifikation des d33-Koeffizienten innerhalb der piezoelektrischen Schicht betrifft (welche wie im Weiteren noch detaillierter beschrieben in unterschiedlicher Weise, z.B. durch Tempern, Dotieren, Elektronen- oder Ionenbestrahlung oder Variation der Stöchiometrie erzielt werden kann), so hat dieser Ansatz den prinzipiellen Vorteil, dass er gewissermaßen direkt an der Ursache des erfindungsgemäß zu lösenden Problems angreift mit der Folge, dass auch die erzielte Lösung für sämtliche in der Praxis auftretende Szenarien (in Form jeweils einzustellender Beleuchtungssettings, zu kompensierender Aberrationen bzw. gewünschter Deformationsprofile) in gleicher Weise wirksam und erfolgreich ist. Im Gegenzug ist jedoch bei diesem Ansatz ein vergleichsweise größerer Aufwand bei der fertigungstechnischen Umsetzung in Kauf zu nehmen, da die betreffenden, vorstehend genannten Maßnahmen jeweils unter unmittelbarem Zugriff auf die noch freiliegende piezoelektrische Schicht während des Fertigungsprozesses getroffen werden müssen.As far as the immediate modification of the d 33 coefficient within the piezoelectric layer is concerned (which can be achieved in different ways, for example by annealing, doping, electron or ion irradiation or variation of stoichiometry, as described in more detail below), this approach has the principal advantage that it acts, so to speak, directly on the cause of the problem to be solved according to the invention, with the result that the solution obtained for all occurring in practice scenarios (in the form of each set lighting settings, compensating aberrations or desired deformation profiles) in the same Way is effective and successful. In return, however, in this approach, a relatively larger effort in the production engineering implementation to accept, since the relevant measures mentioned above must be taken in each case under direct access to the still exposed piezoelectric layer during the manufacturing process.

Was den oben genannten weiteren Ansatz der Erfindung betrifft, das erfindungsgemäße Ziel über eine Modifikation der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht zu erreichen, so birgt dieser Ansatz umgekehrt den Vorteil einer vergleichsweise einfacheren Umsetzbarkeit, wobei sich die Erfindung insbesondere etwa den Umstand zu Nutze machen kann, dass die elektrische Leitfähigkeit der Vermittlerschicht vergleichsweise empfindlich vom Sauerstoffgehalt der Vermittlerschicht abhängig ist, welcher wiederum in einem relativ weiten Bereich durch Steuerung der Stöchiometrie z.B. während eines Sputter-Prozesses steuerbar ist. Zugleich liegt diesem Ansatz die weitere Überlegung zugrunde, dass die mit einer bestimmten Variation des örtlichen Verlaufs der elektrischen Leitfähigkeit letztlich erzielte Modifikation der Deformationseigenschaften des Spiegels zwar nicht in sämtlichen Szenarien (z.B. im jeweiligen optischen System eingestellten Beleuchtungssettings) die gewünschte Verbesserung erzielt, dass jedoch typischerweise die tatsächlich praxisrelevanten Szenarien bzw. Beleuchtungssettings in der Regel zahlenmäßig stark begrenzt und wohldefiniert sind und daher von vorneherein der erfindungsgemäßen Optimierung als Standardszenarien zugrundegelegt werden können.As regards the above-mentioned further approach of the invention to achieve the object according to the invention via a modification of the electrical conductivity of the mediator layer, this approach conversely has the advantage of a comparatively simpler implementation, whereby the invention can take advantage, for example, of the circumstance that the electrical conductivity of the mediator layer is comparatively sensitively dependent on the oxygen content of the mediator layer, which in turn can be controlled in a relatively wide range by controlling the stoichiometry, for example during a sputtering process. At the same time, this approach is based on the further consideration that those with a certain variation of the local While the electrical conductivity ultimately achieved modification of the deformation properties of the mirror does not achieve the desired improvement in all scenarios (eg set in the respective optical system illumination adjustment), but typically the actual practice-relevant scenarios or lighting settings are usually limited in number and well-defined, and Therefore, from the outset the optimization of the invention can be used as standard scenarios.

Was darüber hinaus den ebenfalls bereits vorstehend erwähnten Ansatz einer Modifikation der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht durch gezieltes Anlegen eines zuvor optimierten Temperaturfeldes an die Vermittlerschicht betrifft, so hat dieser Ansatz den weiteren Vorteil, dass die betreffende Modifikation der Deformationseigenschaften des Spiegels mit dieser Methode auch noch nach Fertigung des adaptiven Spiegels im Betrieb des jeweiligen optischen Systems vorgenommen werden kann, so dass auch noch im Betrieb auf das jeweils tatsächlich eingestellte Beleuchtungssetting bzw. die damit einhergehenden Aberrationen flexibel und dynamisch reagiert werden kann. Moreover, as regards the approach already mentioned above of modifying the electrical conductivity of the mediator layer by deliberately applying a previously optimized temperature field to the mediator layer, this approach has the further advantage that the relevant modification of the deformation properties of the mirror can also be determined with this method Production of the adaptive mirror in the operation of the respective optical system can be made so that even in operation can be reacted flexibly and dynamically to the actual set lighting setting or the associated aberrations.

Bei dem Spiegel kann es sich insbesondere um einen Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage handeln. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. In weiteren Anwendungen kann ein erfindungsgemäßer Spiegel auch z.B. in einer Anlage für Maskenmetrologie eingesetzt bzw. verwendet werden.The mirror may in particular be a mirror for a microlithographic projection exposure apparatus. However, the invention is not limited thereto. In other applications, a mirror according to the invention may also be used e.g. used or used in a plant for mask metrology.

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.According to one embodiment, the mirror is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm. However, the invention is not limited thereto, so that in other applications the invention can also be advantageously realized in an optical system with a working wavelength in the VUV range (for example less than 200 nm).

Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Projektionsobjektiv, mit wenigstens einem Spiegel mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen, sowie auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.The invention further relates to an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, in particular a lighting device or a projection objective, having at least one mirror with the features described above, as well as a microlithographic projection exposure apparatus.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines adaptiven Spiegels, bei welchem ein Verfahren gemäß der Erfindung realisierbar ist; 1 a schematic representation for explaining the structure of an adaptive mirror, in which a method according to the invention can be realized;

2 ein Diagramm zur Erläuterung des Einflusses einer Vermittlerschicht in einem adaptiven Spiegel gemäß 1; 2 a diagram for explaining the influence of an agent layer in an adaptive mirror according to 1 ;

3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform; 3 a flowchart for explaining the possible sequence of a method according to the invention in a first embodiment;

4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform; 4 a flowchart for explaining the possible sequence of a method according to the invention in a further embodiment;

5 eine Ersatzschaltbild für ein vereinfachtes, lineares und eindimensionales Modell einer in einem erfindungsgemäßen Spiegel vorhandenen Vermittlerschicht; 5 an equivalent circuit diagram for a simplified, linear and one-dimensional model of a mediator layer present in a mirror according to the invention;

6 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform; und 6 a flowchart for explaining the possible sequence of a method according to the invention in a further embodiment; and

7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. 7 a schematic representation for explaining the possible structure of a designed for operation in EUV microlithographic projection exposure apparatus.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines Spiegels, bei welchem die Erfindung realisiert werden kann. Bei dem Spiegel 10 kann es sich insbesondere um einen EUV-Spiegel eines optischen Systems, insbesondere des Projektionsobjektivs oder der Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, handeln. 1 shows a schematic illustration for explaining the structure of a mirror, in which the invention can be realized. At the mirror 10 it may in particular be an EUV mirror of an optical system, in particular the projection objective or the illumination device of a microlithographic projection exposure apparatus.

Der Spiegel 10 umfasst insbesondere ein Spiegelsubstrat 12, welches aus einem beliebigen geeigneten Spiegelsubstratmaterial hergestellt ist. Geeignete Spiegelsubstratmaterialien sind z.B. Titandioxid (TiO2)-dotiertes Quarzglas, wobei lediglich beispielhaft (und ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) die unter den Markenbezeichnungen ULE® (der Firma Corning Inc.) oder Zerodur® (der Firma Schott AG) vertriebenen Materialien verwendbar sind. Des Weiteren weist der Spiegel 10 in grundsätzlich für sich bekannter Weise einen Reflexionsschichtstapel 21 auf, welcher in der dargestellten Ausführungsform lediglich beispielhaft einen Molybdän-Silizium (Mo-Si)-Schichtstapel umfasst. Ohne dass die Erfindung auf konkrete Ausgestaltungen dieses Schichtstapels beschränkt wäre, kann ein lediglich beispielhafter geeigneter Aufbau etwa 50 Lagen bzw. Schichtpakete eines Schichtsystems aus Molybdän (Mo)-Schichten mit einer Schichtdicke von jeweils 2.4nm und Silizium (Si)-Schichten mit einer Schichtdicke von jeweils 3.3nm umfassen.The mirror 10 in particular comprises a mirror substrate 12 which is made of any suitable mirror substrate material. Suitable mirror substrate materials include titanium dioxide (TiO 2) -doped quartz glass, and only by way of example (and without the invention being limited thereto) under the trade designations ULE ® (manufactured by Corning Inc.) or Zerodur ® (manufactured by Schott AG) materials sold are usable. Furthermore, the mirror points 10 in principle known per se, a reflection layer stack 21 on, which in the illustrated embodiment, by way of example only Molybdenum-silicon (Mo-Si) layer stack comprises. Without the invention being limited to specific configurations of this layer stack, an exemplary construction of only about 50 layers or layer packages of a layer system of molybdenum (Mo) layers with a layer thickness of 2.4 nm each and silicon (Si) layers with a layer thickness each of 3.3nm.

Die im Betrieb des optischen Systems erfolgende Beaufschlagung der optischen Wirkfläche 11 des Spiegels 10 mit elektromagnetischer EUV-Strahlung (in 1 durch einen Pfeil angedeutet) kann eine inhomogene Volumenänderung des Spiegelsubstrats 12 aufgrund der Temperaturverteilung zur Folge haben, die aus der Absorption von inhomogen auf die optische Wirkfläche 11 auftreffender Strahlung resultiert. Zur Korrektur einer solchen unerwünschten Volumenänderung oder auch zur Korrektur anderweitiger, im Betrieb der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage auftretender Aberrationen ist der Spiegel 10 adaptiv ausgelegt, wie im Weiteren näher erläutert wird. Hierzu weist der erfindungsgemäße Spiegel 10 eine piezoelektrische Schicht 16 auf, welche im Ausführungsbeispiel aus Blei-Zirkonat-Titanat (Pb(Zr, Ti)O3, PZT) hergestellt ist und eine beispielhafte Dicke z.B. im Bereich von 1µm bis 2µm aufweisen kann. In weiteren Ausführungsformen kann die piezoelektrische Schicht 16 auch aus einem anderen geeigneten Material (z.B. Aluminium-Nitrid (AlN), Aluminium-Scandium-Nitrid (AlScN) oder Blei-Magnesium-Niobat (PbMgNb)) hergestellt sein. Die piezoelektrische Schicht 16 kann beispielsweise eine Dicke von weniger als 5µm, weiter insbesondere eine Dicke im Bereich von 1µm bis 2µm aufweisen.The taking place during operation of the optical system acting on the optical effective surface 11 of the mirror 10 with electromagnetic EUV radiation (in 1 indicated by an arrow) may be an inhomogeneous change in volume of the mirror substrate 12 due to the temperature distribution resulting from the absorption of inhomogeneous to the optical effective surface 11 incident radiation results. To correct such an undesirable change in volume or else to correct other aberrations occurring during operation of the microlithographic projection exposure apparatus is the mirror 10 designed adaptively, as will be explained in more detail below. For this purpose, the mirror according to the invention 10 a piezoelectric layer 16 on, which in the embodiment of lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 , PZT) is prepared and may have an exemplary thickness, for example in the range of 1 micron to 2 microns. In further embodiments, the piezoelectric layer 16 also be made of another suitable material (eg aluminum nitride (AlN), aluminum scandium nitride (AlScN) or lead magnesium niobate (PbMgNb)). The piezoelectric layer 16 For example, it may have a thickness of less than 5 μm, more particularly a thickness in the range of 1 μm to 2 μm.

Ober- bzw. unterhalb der piezoelektrischen Schicht 16 befinden sich gemäß 1 jeweils (im Ausführungsbeispiel aus Platin hergestellte) Elektrodenanordnungen 14, 20, über welche der Spiegel 10 mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist. Von diesen Elektrodenanordnungen 14, 20 ist die zweite, dem Substrat 12 zugewandte Elektrodenanordnung 14 als durchgehende, flächige Elektrode von konstanter Dicke ausgestaltet, wohingegen die erste Elektrodenanordnung 20 eine Mehrzahl von Elektroden 20a, 20b, 20c, ... aufweist, welche jeweils über eine Zuleitung 19a, 19b, 19c, ... mit einer elektrischen Spannung relativ zur ersten Elektrodenanordnung 14 beaufschlagbar sind. In weiteren Ausführungsformen kann umgekehrt zu 1 anstelle der ersten Elektrodenanordnung 20 auch die zweite Elektrodenanordnung 14 aus einer Mehrzahl von Elektroden aufgebaut und stattdessen die erste Elektrodenanordnung als durchgehend flächige Elektrode ausgestaltet sein. Above or below the piezoelectric layer 16 are according to 1 in each case (in the embodiment made of platinum) electrode arrangements 14 . 20 about which the mirror 10 with an electric field for generating a locally variable deformation can be acted upon. From these electrode arrangements 14 . 20 is the second, the substrate 12 facing electrode arrangement 14 designed as a continuous, planar electrode of constant thickness, whereas the first electrode arrangement 20 a plurality of electrodes 20a . 20b . 20c , ..., which in each case via a supply line 19a . 19b . 19c , ... with an electrical voltage relative to the first electrode arrangement 14 can be acted upon. In other embodiments, vice versa 1 instead of the first electrode arrangement 20 also the second electrode arrangement 14 composed of a plurality of electrodes and instead be configured as a continuous flat electrode, the first electrode assembly.

Die Elektroden 20a, 20b, 20c, ... sind in eine gemeinsame Glättschicht 18 eingebettet, welche im Ausführungsbeispiel aus Quarz (SiO2) hergestellt ist und zur Einebnung der Elektrodenanordnung 20 dient. Des Weiteren weisen die Elektroden 20a, 20b, 20c, ... – ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre – eine hexagonale Geometrie auf, wobei sie insbesondere auch weitgehend flächendeckend und nur über vergleichsweise schmale Gräben voneinander isoliert angeordnet sein können. Die Erfindung ist generell nicht auf bestimmte Geometrien oder Abstände der Elektroden beschränkt (wobei der Abstand zwischen den Elektroden auch z.B. mehrere Millimeter (mm) oder mehrere Zentimeter (cm) betragen kann). Die Zuleitungen 19a, 19b, 19c, ... weisen gemäß 1 jeweils einen ersten, senkrecht zur Stapelrichtung des Reflexionsschichtstapels 21 verlaufenden Abschnitt und einen zweiten, in Stapelrichtung des Reflexionsschichtstapels 21 verlaufenden Abschnitt (auch als „Via“ oder „Durchkontaktierung“ bezeichnet) auf. Auch andere Arten der Kontaktierung sind möglich, wobei z.B. die Zuleitungen in weiteren Ausführungsformen auch mit lediglich einem senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden Abschnitt (in zweidimensionaler Auslegung und ohne „Vias“) realisiert werden können. The electrodes 20a . 20b . 20c , ... are in a common smoothing layer 18 embedded, which is made in the embodiment of quartz (SiO 2 ) and for leveling the electrode assembly 20 serves. Furthermore, the electrodes have 20a . 20b . 20c , ... - without the invention would be limited thereto - a hexagonal geometry, and in particular they can be largely isolated and only isolated over comparatively narrow trenches from each other. The invention is generally not limited to certain geometries or distances of the electrodes (wherein the distance between the electrodes may also be, for example, several millimeters (mm) or several centimeters (cm)). The supply lines 19a . 19b . 19c , ... show according to 1 in each case a first, perpendicular to the stacking direction of the reflection layer stack 21 extending portion and a second, in the stacking direction of the reflective layer stack 21 extending portion (also referred to as "via" or "via") on. Other types of contacting are possible, for example, the leads in other embodiments can also be realized with only one perpendicular to the stacking direction section (in two-dimensional design and without "vias").

Des Weiteren weist der Spiegel 10 gemäß 1 zwischen dem Spiegelsubstrat 12 und der dem Spiegelsubstrat 12 zugewandten unteren Elektrode 14 eine Haftschicht 13 (im Beispiel aus Titan, Ti) auf. Ferner ist mit „15“ eine zwischen der dem Substrat 12 zugewandten Elektrodenanordnung 14 und der piezoelektrischen Schicht 16 vorhandene Pufferschicht bezeichnet. Diese Pufferschicht 15 dient dazu, möglichst optimale kristalline Anwachsbedingungen für die piezoelektrische Schicht bereitzustellen und kann z.B. aus LaNiO3 hergestellt sein.Furthermore, the mirror points 10 according to 1 between the mirror substrate 12 and the mirror substrate 12 facing lower electrode 14 an adhesive layer 13 (in the example of titanium, Ti) on. Further, with "15", one between the substrate 12 facing electrode assembly 14 and the piezoelectric layer 16 existing buffer layer called. This buffer layer 15 serves to provide the best possible crystalline growth conditions for the piezoelectric layer and may be made of LaNiO 3 , for example.

Im Betrieb des Spiegels 10 bzw. eines diesen Spiegel 10 aufweisenden optischen Systems führt das Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrodenanordnungen 14 und 20 über das sich im Bereich der piezoelektrischen Schicht 16 ausbildende elektrische Feld zu einer Auslenkung dieser piezoelektrischen Schicht 16. Auf diese Weise kann (etwa zur Kompensation von optischen Aberrationen z.B. infolge thermischer Deformationen bei auf die optische Wirkfläche 11 auftreffender EUV-Strahlung) eine Aktuierung des Spiegels 10 erzielt werden.In the operation of the mirror 10 or a mirror 10 having optical system leads to the application of an electrical voltage to the electrode assemblies 14 and 20 beyond that in the area of the piezoelectric layer 16 forming electric field to a deflection of this piezoelectric layer 16 , In this way can (for example, to compensate for optical aberrations, for example, due to thermal deformation at the optical effective surface 11 incident EUV radiation) an actuation of the mirror 10 be achieved.

Der Spiegel 10 weist weiter eine Vermittlerschicht 17 auf. Diese Vermittlerschicht 17 steht in direktem elektrischem Kontakt zu den Elektroden 20a, 20b, 20c, ... (welche in 1 nur zur Veranschaulichung in Draufsicht dargestellt sind). Diese Vermittlerschicht 17 bildet als solche nicht den beanspruchten Gegenstand der vorliegenden Erfindung und dient dazu, zwischen den Elektroden 20a, 20b, 20c, ... der Elektrodenanordnung 20 im Potential zu „vermitteln“, wobei sie eine nur geringe elektrische Leitfähigkeit (vorzugsweise weniger als 200 Siemens/Meter (S/m)) aufweist mit der Folge, dass ein zwischen benachbarten Elektroden 20a, 20b, 20c, ... bestehender Spannungsunterschied im Wesentlichen über der Vermittlerschicht 17 abfällt. Das Material der Vermittlerschicht kann beispielsweise Titandioxid (TiO2), LaCoO3, LaMnO3 oder LaCaMnO3 aufweisen. The mirror 10 also has an intermediary layer 17 on. This mediator layer 17 is in direct electrical contact with the electrodes 20a . 20b . 20c , ... (what a 1 only for illustration in plan view). This mediator layer 17 as such does not form the claimed subject of the present invention and serves to interpose between the electrodes 20a . 20b . 20c , ... the electrode arrangement 20 in the potential to "mediate", with a low electrical conductivity (preferably less than 200 Siemens / meter (S / m)) with the result that one between adjacent electrodes 20a . 20b . 20c , ... existing voltage difference substantially above the mediator layer 17 drops. The material of the mediator layer may comprise, for example, titanium dioxide (TiO 2 ), LaCoO 3 , LaMnO 3 or LaCaMnO 3 .

Ein aufgrund des Vorhandenseins der Vermittlerschicht 17 erzielter Vorteil ist aus dem Diagramm von 2 ersichtlich, in welchem der Streulichtanteil in Abhängigkeit von der Anzahl der in der Elektrodenanordnung 20 vorhandenen Elektroden 20a, 20b, 20c, ... aufgetragen ist. Gemäß 2 ist zur Unterschreitung einer nach einer beispielhaften Spezifikation vorgegebenen oberen Schwelle für den Streulichtanteil ohne Vorhandensein der Vermittlerschicht 17 in dem gewählten Beispiel eine Anzahl von 60 Elektroden in einer von zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen erforderlich, insgesamt also eine Anzahl von 60 60 = 3.600 Elektroden, wohingegen diese Anzahl bei Vorhandensein der Vermittlerschicht 17 auf weniger als 10 Elektroden in einer der zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen reduziert werden kann mit der Folge, dass die Realisierbarkeit der Elektrodenanordnung 20 wesentlich vereinfacht wird.One due to the presence of the mediator layer 17 The advantage obtained is from the diagram of 2 can be seen in which the scattered light component as a function of the number of electrodes in the electrode assembly 20 existing electrodes 20a . 20b . 20c , ... is applied. According to 2 is to fall below an upper limit specified by an exemplary specification for the scattered light component without the presence of the mediator layer 17 in the example chosen a number of 60 electrodes in one of two mutually perpendicular spatial directions is required, in total a number of 60 60 = 3,600 electrodes, whereas this number in the presence of the mediator layer 17 to less than 10 Electrodes can be reduced in one of the two mutually perpendicular directions with the result that the feasibility of the electrode assembly 20 is greatly simplified.

Des Weiteren ist gemäß 1 eine Abschirmschicht 22 aus elektrisch leitendem Material derart im Schichtaufbau vorgesehen, dass eine wirksame Abschirmung des von den Zuleitungen 19a, 19b, 19c, ... der dem Reflexionsschichtstapel 21 zugewandten Elektrodenanordnung 20 ausgehenden elektrischen Feldes erzielt wird, wobei zugleich der erwünschte piezoelektrische Effekt der einzelnen Elektroden 20a, 20b, 20c, ... der besagten, dem Reflexionsschichtstapel 21 zugewandten Elektrodenanordnung 20 in der piezoelektrischen Schicht 16 unbeeinflusst bleibt. Hierzu ist die Abschirmschicht 22 gemäß 1 zwischen den ersten, senkrecht zur Stapelrichtung des Reflexionsschichtstapels 21 verlaufenden Abschnitten der Zuleitungen 19a, 19b, 19c, ... und der ersten Elektrodenstruktur 20 angeordnet. Des Weiteren weist die Abschirmschicht 22 Durchgangslöcher zur Hindurchführung der Zuleitungen 19a, 19b, 19c, ... auf, wobei diese Durchgangslöcher vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 10mm, insbesondere weniger als 2mm, weiter insbesondere weniger als 1mm, besitzen können.Furthermore, according to 1 a shielding layer 22 of electrically conductive material provided in the layer structure such that an effective shield of the of the leads 19a . 19b . 19c , ... the reflection layer stack 21 facing electrode assembly 20 outgoing electric field is achieved, at the same time the desired piezoelectric effect of the individual electrodes 20a . 20b . 20c , ... the said, the reflection layer stack 21 facing electrode assembly 20 in the piezoelectric layer 16 unaffected. For this purpose, the shielding layer 22 according to 1 between the first, perpendicular to the stacking direction of the reflective layer stack 21 extending sections of the supply lines 19a . 19b . 19c , ... and the first electrode structure 20 arranged. Furthermore, the shielding layer 22 Through holes for the passage of the supply lines 19a . 19b . 19c , ..., wherein these through holes may preferably have a diameter of less than 10mm, in particular less than 2mm, more particularly less than 1mm.

Wie eingangs schon erläutert, ergeben sich nun in der Praxis, typischerweise infolge örtlich variierender Eigenschaften der piezoelektrischen Schicht (z.B. aufgrund der besagten „Säulenstruktur“), unerwünschte Ortsabhängigkeiten der spannungsabhängigen Deformation der piezoelektrischen Schicht sowie infolgedessen auch des Reflexionsschichtsystems und der optischen Wirkfläche des Spiegels. Den im Weiteren beschriebenen, unterschiedlichen Ausführungsformen zur Kompensation dieser unerwünschten örtlichen Variation ist gemeinsam, dass jeweils die zu erwartenden Auswirkungen des inhomogenen Verlaufs des d33-Koeffizienten, welcher die lineare Ausdehnung des Materials der piezoelektrischen Schicht abhängig von der angelegten elektrischen Spannung in Richtung der Flächennormale zur optischen Wirkfläche beschreibt, insofern wenigstens teilweise kompensiert werden, als das Produkt aus dem ortsabhängigen d33-Koeffizienten und der ebenfalls örtlich variierenden elektrischen Spannung im Hinblick auf einen gewünschten Zielverlauf hin optimiert wird.As already explained, in practice, typically due to spatially varying properties of the piezoelectric layer (eg due to said "pillar structure"), unwanted local dependencies of the voltage-dependent deformation of the piezoelectric layer and, consequently, of the reflective layer system and the optical effective surface of the mirror arise. The different embodiments described below for compensating for this undesirable local variation have in common that the expected effects of the inhomogeneous course of the d 33 coefficient which the linear expansion of the material of the piezoelectric layer depends on the applied electrical voltage in the direction of the surface normal describes the optical effective surface, insofar as at least partially compensated, as the product of the location-dependent d 33 coefficient and the locally varying electrical voltage is optimized in terms of a desired target path out.

Konkret greift der erfindungsgemäße Ansatz gemäß 3 an der piezoelektrischen Schicht selbst an, wohingegen die Ausführungsformen von 4 und 6 an der Vermittlerschicht angreifen.Specifically, the inventive approach according to 3 on the piezoelectric layer itself, whereas the embodiments of 4 and 6 attack at the intermediary layer.

Das Flussdiagramm von 3 zeigt lediglich schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses eines adaptiven Spiegels, wobei auf ein im Schritt S31 bereitgestelltes Substrat neben weiteren, in 1 bereits beschriebenen Funktionsschichten insbesondere eine piezoelektrische Schicht aufgebracht wird. Daraufhin wird im Schritt S33 zunächst die Ortsabhängigkeit des d33-Koeffizienten bestimmt. Angepasst an diese Ortsabhängigkeit erfolgt nun eine ebenfalls örtlich variierende Nachbehandlung der piezoelektrischen Schicht, welche geeignet ist, die unerwünschte örtliche Variation des d33-Koeffizienten zu reduzieren, wobei die betreffenden Schritte S33 und S34 insbesondere auch iterativ zur Erzielung einer sukzessiven Optimierung durchgeführt werden können. Die hierzu durchgeführten Maßnahmen können insbesondere ein Tempern oder Dotieren der piezoelektrischen Schicht, eine Elektronen- oder Ionenbestrahlung der piezoelektrischen Schicht und/oder ein nachträgliches Variieren der Stöchiometrie umfassen. Des Weiteren kann auch in gezielter Weise ein zur Kompensation des örtlichen d33-Verlaufs geeignetes Dickenprofil durch materialabtragende oder materialhinzufügende Prozesse durchgeführt werden.The flowchart of 3 shows only schematically the sequence of an inventive manufacturing process of an adaptive mirror, wherein a substrate provided in step S31, in addition to others, in 1 already described functional layers, in particular a piezoelectric layer is applied. Subsequently, in step S33, the location dependence of the d 33 coefficient is first determined. Adapted to this location dependency, a likewise spatially varying after-treatment of the piezoelectric layer is now carried out, which is suitable for reducing the undesired local variation of the d 33 coefficient, wherein the respective steps S33 and S34 can also be carried out iteratively to achieve a successive optimization. The measures carried out for this purpose may include in particular a tempering or doping of the piezoelectric layer, an electron or ion irradiation of the piezoelectric layer and / or a subsequent variation of the stoichiometry. Furthermore, a thickness profile suitable for compensating the local d 33 run can also be carried out in a targeted manner by material-removing or material-adding processes.

Anschließend erfolgt im Schritt S35 das Aufbringen der Vermittlerschicht 17 und im Schritt S36 das Aufbringen der Elektroden sowie weiterer Schichten mit abschließender Bearbeitung und Fertigstellung des adaptiven Spiegels.Subsequently, the application of the mediator layer takes place in step S35 17 and in step S36, applying the electrodes and other layers with final processing and completion of the adaptive mirror.

Im Weiteren werden unter Bezugnahme auf 4–6 Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, in welchen die Kompensation des unerwünschten Einflusses einer örtlichen Variation des d33-Koeffizienten durch Modifikation der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht erreicht wird. Bei diesem Einsatz ist erfindungsgemäß zwischen einer unmittelbaren Behandlung der Vermittlerschicht im Sinne einer Änderung von deren Materialeigenschaften und/oder Dicke jeweils während des Herstellungsprozesses des adaptiven Spiegels (gemäß der Ausführungsform von 4) und einer erst im Betrieb des adaptiven Spiegels bzw. des diesen aufweisenden optischen Systems erfolgenden Beeinflussung der Leitfähigkeit durch gezieltes Anlegen eines Temperaturfeldes an die Vermittlerschicht zu unterscheiden.Further, with reference to 4 - 6 Embodiments of the invention described in which the compensation of the undesirable influence of a local variation of the d 33 coefficient is achieved by modifying the electrical conductivity of the mediator layer. In this application, according to the invention between an immediate treatment of the intermediary layer in the sense of a change of their Material properties and / or thickness each during the manufacturing process of the adaptive mirror (according to the embodiment of 4 ) and a distinction in the operation of the adaptive mirror or the optical system having this influencing the conductivity by selectively applying a temperature field to the mediator layer to distinguish.

Unter Bezugnahme zunächst auf 4 wird in den ersten Schritten S41 bis S43 des Verfahrens zunächst in zu 3 analoger Weise die Ortsabhängigkeit des d33-Koeffizienten der piezoelektrischen Schicht durch Vorhersage oder Messung ermittelt. Im Unterschied zu 3 erfolgt hier jedoch keine Nachbehandlung der piezoelektrischen Schicht, sondern zunächst die Aufbringung der Vermittlerschicht im Schritt S44, woraufhin im Schritt S45 der örtliche Verlauf der elektrischen Leitfähigkeit bzw. des elektrischen Widerstandes der Vermittlerschicht in gezielter Weise so angepasst wird, dass die Auswirkung des zuvor bestimmten inhomogenen Verlaufs des d33-Koeffizienten der piezoelektrischen Schicht auf ein gewünschtes Zielprofil hinsichtlich der Deformation des adaptiven Spiegels wenigstens teilweise kompensiert wird.Referring first to 4 is first in in the first steps S41 to S43 of the method in 3 analogously determines the location dependence of the d 33 coefficient of the piezoelectric layer by prediction or measurement. In contrast to 3 Here, however, no post-treatment of the piezoelectric layer, but first the application of the mediator layer in step S44, whereupon in step S45, the local course of the electrical conductivity or the electrical resistance of the mediator layer is adjusted in a targeted manner so that the impact of previously determined inhomogeneous Course of the d 33 coefficient of the piezoelectric layer is at least partially compensated for a desired target profile with respect to the deformation of the adaptive mirror.

Diese Anpassung des lokalen Verlaufs der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht kann insbesondere durch Tempern, Dotieren, inhomogenes Aufdampfen oder auch nachträgliches ortsabhängiges Abtragen der Vermittlerschicht erfolgen oder auch mehrere der vorstehend genannten Maßnahmen in Kombination umfassen.This adaptation of the local course of the electrical conductivity of the mediator layer can be effected in particular by tempering, doping, inhomogeneous vapor deposition or else subsequent location-dependent removal of the mediator layer or can also comprise several of the abovementioned measures in combination.

5 zeigt in diesem Zusammenhang ein beispielhaftes Ersatzschaltbild für ein vereinfachtes, lineares und eindimensionales Modell der Vermittlerschicht, wobei die Vermittlerschicht hier als zwischen einander benachbarten Elektroden, welche mit elektrischen Spannungen U1, U2, U3, ... beaufschlagt werden, verlaufender Draht dargestellt ist. Der sich zwischen den Elektroden einstellende Spannungsverlauf kann durch Modifikation des elektrischen Widerstandes der Vermittlerschicht zwischen den Elektroden (d.h. durch geeignete Einstellung der Werte R1, R2, R3, ...) angepasst werden, was wiederum durch gezielte Einstellung eines geeigneten Dickenverlaufs der Vermittlerschicht oder durch Beeinflussung von deren elektrischer Leitfähigkeit durch eine andere der vorstehend genannten Maßnahmen erreicht werden kann. 5 shows in this connection an exemplary equivalent circuit diagram for a simplified, linear and one-dimensional model of the mediator layer, wherein the mediator layer is shown here as between adjacent electrodes, which are exposed to electrical voltages U1, U2, U3, ..., running wire. The voltage curve that develops between the electrodes can be adjusted by modifying the electrical resistance of the intermediate layer between the electrodes (ie by suitably setting the values R1, R2, R3,...), Which in turn can be achieved by setting a suitable thickness profile of the intermediate layer Influencing their electrical conductivity can be achieved by another of the above measures.

Nach erfolgter Anpassung der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht erfolgt unter erneuter Bezugnahme auf 4 die abschließende Fertigung des adaptiven Spiegels durch Aufbringung der Elektroden sowie der weiteren Schichten im Schritt S46 zur Fertigstellung des in 1 dargestellten Aufbaus.After the adaptation of the electrical conductivity of the mediator layer takes place with renewed reference to 4 the final production of the adaptive mirror by applying the electrodes and the other layers in step S46 to complete the in 1 shown construction.

Es ist zu beachten, dass eine wie vorstehend beschrieben erfolgte Anpassung der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht, welche jeweils im Hinblick auf ein gewünschtes Zielprofil bzw. Einsatzszenario des adaptiven Spiegels (etwa zur Korrektur von sich aus einem konkreten Beleuchtungssetting wie etwa einem Dipolsetting ergebenden optischen Aberrationen) vorgenommen wird, in anderen Einsatzszenarien bzw. für abweichende Beleuchtungssettings zur Erzielung des angestrebten Kompensationseffektes unter Umständen in geringerem Maße oder gar nicht geeignet ist.It should be noted that an adaptation of the electroconductivity of the mediator layer, which is carried out as described above, in each case with regard to a desired target profile or application scenario of the adaptive mirror (for example for correcting optical aberrations resulting from a specific illumination setting such as a dipole setting). may be used to a lesser extent or not at all in other application scenarios or for deviating lighting settings to achieve the desired compensation effect.

Vorzugsweise wird daher die gemäß der Ausführungsform von 4 erfolgende Anpassung der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht so vorgenommen, dass eine Optimierung des Kompensationseffektes gerade für ein oder mehrere von vorneherein als relevant erachtete Szenarien bzw. Beleuchtungssettings erzielt wird, wobei andere, nicht praxisrelevante Beleuchtungssettings außer Acht gelassen werden. Dem liegt auch die Überlegung zugrunde, dass in der Praxis die Einstellung eines zu einem bestimmten praxisrelevanten Beleuchtungssetting (wie z.B. einem Dipolsetting mit in x-Richtung oder y-Richtung einander gegenüberliegenden Beleuchtungspolen) inversen Beleuchtungssetting untypisch bzw. unwahrscheinlich ist und somit eine gravierende Verschlechterung des störenden Einflusses eines gegebenen Verlaufs des d33-Koeffizienten der piezoelektrischen Schicht in den gegebenenfalls alternativ eingestellten Beleuchtungssettings in der Regel nicht zu erwarten ist.Preferably, therefore, according to the embodiment of 4 successive adaptation of the electrical conductivity of the mediator layer is made so that an optimization of the compensation effect is achieved just for one or more from the outset deemed relevant scenarios or lighting settings, with other, not relevant practice lighting settings are disregarded. This is also based on the consideration that in practice the setting of a lighting setting that is relevant for a particular practice-relevant lighting setting (such as a dipole setting with opposite poles of illumination in the x-direction or y-direction) is atypical or unlikely, and thus a serious deterioration of the lighting disturbing influence of a given curve of the d 33 coefficient of the piezoelectric layer in the optionally alternatively set lighting settings is not expected in the rule.

6 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des bereits vorstehend erwähnten, weiteren Ansatzes, in welchem eine Modifikation der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht nicht durch direkte Material- bzw. Dickenvariation während des Herstellungsprozesses, sondern erst im späteren Betrieb des betreffenden adaptiven Spiegels bzw. des diesen aufweisenden optischen Systems erfolgt. Diesem Ansatz liegt die Überlegung zugrunde, dass die elektrische Leitfähigkeit der Vermittlerschicht auch durch Änderung der Temperatur der Vermittlerschicht beeinflusst werden kann, so dass ein im Hinblick auf einen gegebenen örtlichen Verlauf des d33-Koeffizienten optimales Deformationsverhalten des adaptiven Spiegels auch durch gezieltes Anlegen eines Temperaturfeldes an die Vermittlerschicht erfolgen kann. 6 shows a flow chart for explaining the already mentioned above, further approach, in which a modification of the electrical conductivity of the mediator layer not by direct material or thickness variation during the manufacturing process, but only in the subsequent operation of the respective adaptive mirror or the optical system having it he follows. This approach is based on the consideration that the electrical conductivity of the mediator layer can also be influenced by changing the temperature of the mediator layer, so that an optimal adaptive mirror deformation behavior with regard to a given local course of the d 33 coefficient can also be achieved by targeted application of a temperature field can be done to the intermediary layer.

Gemäß 6 wird zunächst für einen bereits fertig hergestellten adaptiven Spiegel im Schritt S61 wiederum die Ortsabhängigkeit des d33-Koeffizienten der piezoelektrischen Schicht bzw. des adaptiven Spiegels ermittelt, woraufhin ein entsprechender optimaler örtlicher Verlauf der elektrischen Leitfähigkeit bzw. des elektrischen Widerstandes der Vermittlerschicht im Schritt S62 berechnet wird. Sodann erfolgt die Berechnung eines an die Vermittlerschicht anzulegenden, zur Einstellung dieses Leitfähigkeitsverlaufs geeigneten örtlich variierenden Temperaturfeldes.According to 6 For example, the position dependence of the d 33 coefficient of the piezoelectric layer or of the adaptive mirror is first determined for an already finished adaptive mirror in step S61, whereupon a corresponding optimal local course of the electrical conductivity or the electrical resistance of the mediator layer is calculated in step S62 becomes. Then the calculation is made to the intermediary layer to be applied, suitable for setting this conductivity course locally varying temperature field.

Dieses Temperaturfeld wird im Schritt S64 an die Vermittlerschicht angelegt, was z.B. über eine Anordnung von Heizstrahlern und/oder Widerstandsheizelementen mit gesonderter Spannungsansteuerung, erfolgen kann. Weitere Heiz- oder Kühlprinzipien auf Basis z.B. von Peltierelementen oder einer Wasserkühlung sind ebenfalls einsetzbar. Die Einstellung des Temperaturfeldes kann zeitabhängig gesteuert oder geregelt erfolgen. Für eine Regelung kann wiederum eine Überwachung des eingestellten Temperaturfeldes über Temperatursensoren oder eine Überwachung der jeweils erzeugten Spiegeldeformation auf Basis der Messung geeigneter optischer Parameter im Betrieb erfolgen, und/oder es können für die Regelung Wellenfrontinformationen des optischen Systems in Verbindung mit Informationen betreffend die Deformationssensitivität der optischen Wirkfläche des betreffenden Spiegels auf die Wellenfront genutzt werden.This temperature field is applied to the mediator layer in step S64, which is e.g. can be done via an array of radiant heaters and / or resistance heating with separate voltage control. Other heating or cooling principles based on e.g. Peltier elements or water cooling can also be used. The adjustment of the temperature field can be time-dependent controlled or regulated. For a closed-loop control, monitoring of the set temperature field via temperature sensors or monitoring of the respectively generated mirror deformation on the basis of the measurement of suitable optical parameters during operation can take place, and / or wavefront information of the optical system can be used for the control in conjunction with information relating to the deformation sensitivity optical effective surface of the respective mirror can be used on the wavefront.

Die in den Ausführungsformen von 4 und 6 jeweils stattfindende Ermittlung des optimalen örtlichen Verlaufs der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht kann unter Anwendung geeigneter, für sich bekannter Optimierverfahren erfolgen. Dabei kann die jeweilige Zielfunktion insbesondere auf Basis der jeweiligen mittleren parasitären Deformation (beschreibbar durch den sogenannten RMS-Wert) oder auch basierend auf der maximalen parasitären Deformation (beschreibbar durch Berg-Tal-Werte) definiert werden.Those in the embodiments of 4 and 6 In each case determining the optimum local course of the electrical conductivity of the mediator layer can be carried out using suitable, known per se optimization method. In this case, the respective objective function can be defined in particular on the basis of the respective mean parasitic deformation (describable by the so-called RMS value) or else based on the maximum parasitic deformation (describable by Berg-Tal values).

7 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist. Gemäß 7 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 700 einen Feldfacettenspiegel 703 und einen Pupillenfacettenspiegel 704 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 703 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 701 und einen Kollektorspiegel 702 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 704 sind ein erster Teleskopspiegel 705 und ein zweiter Teleskopspiegel 706 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 707 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 751–756 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 721 auf einem Maskentisch 720 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 761 auf einem Wafertisch 760 befindet. 7 shows a schematic representation of an exemplary designed for operation in the EUV projection exposure equipment in which the present invention is feasible. According to 7 has a lighting device in a designed for EUV projection exposure system 700 a field facet mirror 703 and a pupil facet mirror 704 on. On the field facet mirror 703 becomes the light of a light source unit, which is a plasma light source 701 and a collector mirror 702 includes, steered. In the light path after the pupil facet mirror 704 are a first telescope mirror 705 and a second telescope mirror 706 arranged. In the light path below is a deflection mirror 707 arranged, which reflects the radiation impinging on an object field in the object plane of a six mirror 751 - 756 comprehensive projection lens steers. At the location of the object field is a reflective structure-bearing mask 721 on a mask table 720 arranged, which is imaged by means of the projection lens in an image plane in which a substrate coated with a photosensitive layer (photoresist) 761 on a wafer table 760 located.

Von den Spiegeln 751–756 des Projektionsobjektivs können insbesondere die – bezogen auf den optischen Strahlengang im Anfangsbereich des Projektionsobjektivs angeordneten – Spiegel 751 und 752 in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet sein, da der erzielte Effekt einer Kompensation thermischer Deformationen infolge der an diesen Spiegeln 751, 752 aufgrund der noch vergleichsweise geringen aufsummierten Reflexionsverluste und damit der relativ hohen Lichtintensitäten dann besonders ausgeprägt ist.From the mirrors 751 - 756 of the projection lens, in particular, the - arranged relative to the optical beam path in the initial region of the projection lens - mirror 751 and 752 be designed in the manner according to the invention, since the effect achieved a compensation of thermal deformation due to the at these mirrors 751 . 752 due to the still comparatively small accumulated reflection losses and thus the relatively high light intensities is then particularly pronounced.

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. While the invention has been described in terms of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

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Claims (10)

Verfahren zum Modifizieren des Deformationsverhaltens eines deformierbaren Spiegels, wobei der Spiegel aufweist: • ein Spiegelsubstrat (12), • einen Reflexionsschichtstapel (21) zur Reflexion von auf eine optische Wirkfläche (11) des Spiegels auftreffender elektromagnetischer Strahlung, und • wenigstens eine piezoelektrische Schicht (16), welche zwischen Spiegelsubstrat (12) und Reflexionsschichtstapel (21) angeordnet und über eine erste, auf der dem Reflexionsschichtstapel (21) zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht (16) befindliche Elektrodenanordnung (20) und eine zweite, auf der dem Spiegelsubstrat (12) zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht (16) befindliche Elektrodenanordnung (14) mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Ermitteln eines zu erwartenden Deformationsverhaltens des Spiegels, welches die lineare Ausdehnung der piezoelektrischen Schicht (16) entlang der Flächennormalen zur optischen Wirkfläche (11) bei Beaufschlagung der erste Elektrodenanordnung (20) und/oder der zweiten Elektrodenanordnung (14) mit einer vorgegebenen Spannungsverteilung als Produkt aus dem betreffenden linearen Ausdehnungskoeffizienten d33(x, y) der piezoelektrischen Schicht (16) mit dem jeweiligen Wert der elektrischen Spannung U(x, y) angibt; und b) Modifizieren dieses Deformationsverhaltens derart, dass eine Abweichung des zu erwartenden Deformationsverhaltens von einem Soll-Deformationsverhalten, welches sich für ei- nen örtlich homogenen Verlauf des linearen Ausdehnungskoeffizienten ergibt, wenigstens teilweise reduziert wird. A method of modifying the deformation behavior of a deformable mirror, the mirror comprising: a mirror substrate ( 12 ), • a reflection layer stack ( 21 ) for reflection on an optical effective surface ( 11 ) of the mirror impinging electromagnetic radiation, and • at least one piezoelectric layer ( 16 ), which between mirror substrate ( 12 ) and reflective layer stack ( 21 ) and via a first, on which the reflection layer stack ( 21 ) facing side of the piezoelectric layer ( 16 ) located electrode assembly ( 20 ) and a second, on the mirror substrate ( 12 ) facing side of the piezoelectric layer ( 16 ) located electrode assembly ( 14 ) can be acted upon by an electric field for generating a locally variable deformation; characterized in that the method comprises the following steps: a) determining an expected deformation behavior of the mirror, which determines the linear extent of the piezoelectric layer ( 16 ) along the surface normal to the optical effective surface ( 11 ) upon application of the first electrode arrangement ( 20 ) and / or the second electrode arrangement ( 14 ) with a predetermined stress distribution as the product of the relevant linear expansion coefficient d 33 (x, y) of the piezoelectric layer ( 16 ) with the respective value of the voltage U (x, y); and b) modifying this deformation behavior in such a way that a deviation of the expected deformation behavior from a desired deformation behavior, which results for a spatially homogeneous course of the linear expansion coefficient, is at least partially reduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modifizieren des Deformationsverhaltens eine örtlich variierende Nachbehandlung der piezoelektrischen Schicht (16) während der Herstellung des Spiegels zur Homogenisierung des linearen Ausdehnungskoeffizienten d33(x, y) der piezoelektrischen Schicht (16) umfasst. Method according to claim 1, characterized in that the modification of the deformation behavior involves a locally varying after-treatment of the piezoelectric layer ( 16 ) during the preparation of the mirror for homogenizing the linear expansion coefficient d 33 (x, y) of the piezoelectric layer ( 16 ). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nachbehandlung eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen umfasst: – Tempern der piezoelektrischen Schicht (16); – Dotieren der piezoelektrischen Schicht (16); – Bestrahlen der piezoelektrischen Schicht (16) mit Elektronen oder Ionen; – Nachträgliches Variieren der Stöchiometrie der piezoelektrischen Schicht (16). A method according to claim 2, characterized in that this post-treatment comprises one or more of the following measures: - Annealing the piezoelectric layer ( 16 ); Doping the piezoelectric layer ( 16 ); Irradiation of the piezoelectric layer ( 16 ) with electrons or ions; Subsequent variation of the stoichiometry of the piezoelectric layer ( 16 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrodenanordnung (20) und/oder die zweite Elektrodenanordnung (14) eine Mehrzahl von Elektroden (20a, 20b, 20c, ...) aufweist, welche jeweils mit einer elektrischen Spannung bezogen auf die jeweils andere Elektrodenanordnung beaufschlagbar sind. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first electrode arrangement ( 20 ) and / or the second electrode arrangement ( 14 ) a plurality of electrodes ( 20a . 20b . 20c , ...), which are each acted upon by an electrical voltage relative to the respective other electrode arrangement. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Vermittlerschicht (17) aus einem Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 200 Siemens/Meter (S/m) zwischen der piezoelektrischen Schicht (16) und der die Mehrzahl von Elektroden (20a, 20b, 20c, ...) aufweisenden Elekt- rodenanordnung (20) angeordnet ist. A method according to claim 4, characterized in that further comprises an intermediary layer ( 17 ) of a material having an electrical conductivity of less than 200 Siemens / meter (S / m) between the piezoelectric layer ( 16 ) and the plurality of electrodes ( 20a . 20b . 20c , ...) having an electrode arrangement ( 20 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Modifizieren des Deformationsverhaltens ein Anpassen des örtlichen Verlaufs der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht (17) umfasst. Method according to claim 5, characterized in that the modification of the deformation behavior is an adaptation of the local course of the electrical conductivity of the mediator layer ( 17 ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Anpassen des örtlichen Verlaufs der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht (17) eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen umfasst: – Tempern der Vermittlerschicht (17); – Dotieren der Vermittlerschicht (17); – Erzeugen einer örtlichen Variation der Dicke der Vermittlerschicht (17). A method according to claim 6, characterized in that this adaptation of the local course of the electrical conductivity of the mediator layer ( 17 ) comprises one or more of the following measures: - tempering the intermediary layer ( 17 ); - doping the mediator layer ( 17 ); Generating a local variation of the thickness of the mediator layer ( 17 ). Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Anpassen des örtlichen Verlaufs der elektrischen Leitfähigkeit der Vermittlerschicht (17) das Anlegen eines örtlich variierenden Temperaturfeldes an die Vermittlerschicht (17) umfasst. Method according to claim 6 or 7, characterized in that this adaptation of the local course of the electrical conductivity of the mediator layer ( 17 ) the application of a locally varying temperature field to the intermediary layer ( 17 ). Verfahren 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. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel ein Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror is a mirror for a microlithographic projection exposure apparatus.
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