DE102020206708A1

DE102020206708A1 - Spiegel, insbesondere für die Mikrolithographie

Info

Publication number: DE102020206708A1
Application number: DE102020206708.2A
Authority: DE
Inventors: Jan Horn; Mohammad Awad; Kerstin Hild
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2021-12-02
Also published as: US20230088791A1; CN115698860A; WO2021239355A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einem Spiegelsubstrat (110), einem Reflexionsschichtsystem (120) zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche (101) auftreffender elektromagnetischer Strahlung und wenigstens einer piezoelektrischen Schicht (130, 230, 330) auf, welche zwischen Spiegelsubstrat und Reflexionsschichtsystem angeordnet und über eine erste, auf der dem Reflexionsschichtsystem 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, wobei wenigstens einer dieser Elektrodenanordnungen eine Vermittlerschicht (170) zur Einstellung eines zumindest bereichsweise kontinuierlichen Verlaufs des elektrischen Potentials entlang der jeweiligen Elektrodenanordnung zugeordnet ist, wobei diese Elektrodenanordnung, welcher die Vermittlerschicht zugeordnet ist, eine Mehrzahl von Elektroden (160, 260, 460, 560, 660) aufweist, welche jeweils mit einer elektrischen Spannung bezogen auf die jeweils andere Elektrodenanordnung beaufschlagbar sind, und wobei die Vermittlerschicht derart strukturiert ist, dass sie im jeweils zwei einander benachbarte Elektroden koppelnden Bereich in eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche (171, 271, 471, 571, 671) unterteilt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere für die Mikrolithographie.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (= Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. 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.
Dabei ist es auch bekannt, zur Kompensation von optischen Aberrationen z.B. infolge thermischer Deformationen bei auf die optische Wirkfläche auftreffender EUV-Strahlung 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 das Reflexionsschichtsystem des adaptiven Spiegels, so dass durch geeignete Ansteuerung der Elektroden beispielsweise Abbildungsfehler (ggf. auch zeitlich veränderliche Abbildungsfehler) wenigstens teilweise kompensiert werden können.
Dabei ist es weiter bekannt, durch Einsatz einer zu den Elektroden einer der Elektrodenanordnungen in direktem elektrischem Kontakt stehenden Vermittlerschicht zwischen den Elektroden im Potential zu „vermitteln“. Die Vermittlerschicht selbst weist eine nur geringe elektrische Leitfähigkeit auf mit der Folge, dass ein zwischen benachbarten Elektroden bestehender Spannungsunterschied im Wesentlichen über der Vermittlerschicht abfällt.
Zur Erläuterung der Funktionsweise einer solchen Vermittlerschicht zeigt die schematische Darstellung von 9 ein Ersatzschaltbild, in welchem eine piezoelektrische Schicht 930 über eine erste Elektrodenanordnung (welche eine Mehrzahl unabhängig voneinander ansteuerbarer Elektroden 960 umfasst) und eine zweite Elektrodenanordnung (welche als durchgängige Elektrode 940 ausgebildet ist) mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist. Von den Elektroden 960 der ersten Elektrodenanordnung sind in 9 lediglich zwei Elektroden 960 dargestellt, wobei mit „966“ Treiberverstärker zur Beaufschlagung der Elektroden 960 mit elektrischer Spannung bezeichnet sind.
Die vorstehend genannte Vermittlerschicht kann gemäß dem Ersatzschaltbild von 9 modellhaft als kontinuierlicher Spannungsteiler aus einer Vielzahl ohmscher Widerstände R_med dargestellt werden. Diese ohmsche Spannungsteilung durch die Vermittlerschicht bewirkt etwa bei dem schematischen Ersatzschaltbild von 9 in einem einfachen Berechnungsbeispiel, dass bei Beaufschlagung der linken Elektrode 960 mit einer Spannung von 10V und der rechten Elektrode 960 mit 0V an jedem der vier dazwischen befindlichen ohmschen Widerstände R_med jeweils eine Spannung von 2.5V abfällt mit der Folge, dass die an der piezoelektrischen Schicht 930 anliegenden Spannungswerte Vi1=7.5V, Vi2=5V und Vi3=2.5V betragen, also eine (bei entsprechend hoher Anzahl ohmscher Widerstände R_med quasi-kontinuierliche) Spannungsinterpolation erreicht wird.
Ein in der Praxis auftretendes Problem ist jedoch, dass ein mit dem vorstehend beschriebenen Spannungsverlauf einhergehender elektrischer Stromfluss in der Vermittlerschicht (von z.B. größenordnungsmäßig 20mA-100mA) zu signifikanten Verlustleistungen führt, welche im kW-Bereich liegen können und ihrerseits unerwünschte thermische Effekte, insbesondere eine thermisch induzierte Deformation, zur Folge haben. Des Weiteren ergeben sich aus den in der Vermittlerschicht fließenden elektrischen Strömen anspruchsvolle Anforderungen an die Ansteuerungselektronik sowie die benötigten Zuleitungen.
Eine zur Begrenzung unerwünschter Wärmeentwicklung aufgrund der durch Beaufschlagung der Elektrodenanordnungen mit elektrischem Strom in der Vermittlerschicht generierten elektrischen Leistung grundsätzlich wünschenswerte Einstellung eines vergleichsweise hohen elektrischen Flächenwiderstandes der Vermittlerschicht (von z.B. 100kΩ) führt andererseits dazu, dass die Ausbreitung des elektrischen Potentials in der Vermittlerschicht in bestimmten Szenarien (z.B. der Berücksichtigung thermisch induzierter Maskendeformationen im Lithographieprozess) zu langsam erfolgen würde.
Im Ergebnis stellt es eine anspruchsvolle Herausforderung dar, die Vermeidung thermischer Probleme (unter Einstellung eines möglichst hohen elektrischen Widerstandes der Vermittlerschicht) mit einer schnellen Reaktionsfähigkeit (z.B. innerhalb von Millisekunden (ms)) bei Einstellung der gewünschten Oberflächenform des adaptiven Spiegels (unter Einstellung eines entsprechend geringen elektrischen Widerstandes der Vermittlerschicht) in Einklang zu bringen.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2013 219 583 A1 und DE 10 2015 213 273 A1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spiegel, insbesondere für die Mikrolithographie, bereitzustellen, welcher basierend auf dem Prinzip der lokal variierenden Deformation einer piezoelektrischen Schicht eine möglichst optimale Korrektur von Aberrationen in einem optischen System unter zumindest weitgehender Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Spiegel, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, weist auf:

- ein Spiegelsubstrat;
- ein Reflexionsschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung; und
- wenigstens eine piezoelektrische Schicht, welche zwischen Spiegelsubstrat und Reflexionsschichtsystem angeordnet und über eine erste, auf der dem Reflexionsschichtsystem 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;
- wobei wenigstens einer dieser Elektrodenanordnungen eine Vermittlerschicht zur Einstellung eines zumindest bereichsweise kontinuierlichen Verlaufs des elektrischen Potentials entlang der jeweiligen Elektrodenanordnung zugeordnet ist;
- wobei diese Elektrodenanordnung, welcher die Vermittlerschicht zugeordnet ist, eine Mehrzahl von Elektroden aufweist, welche jeweils mit einer elektrischen Spannung bezogen auf die jeweils andere Elektrodenanordnung beaufschlagbar sind; und
- wobei die Vermittlerschicht derart strukturiert ist, dass sie im jeweils zwei einander benachbarte Elektroden koppelnden Bereich in eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche unterteilt ist.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung sollen von dem Begriff „Reflexionsschichtsystem“ sowohl Vielfachschichtsysteme bzw. Reflexionsschichtstapel als auch Einfachschichten als umfasst gelten.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine in einem mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen adaptiven Spiegel zur Glättung des Spannungsverlaufs eingesetzte Vermittlerschicht nicht wie eingangs beschrieben als ohmscher Spannungsteiler, sondern als kapazitiver Spannungsteiler zu realisieren mit der Folge, dass - wie im Weiteren noch unter Bezugnahme auf das Ersatzschaltbild von 3 näher erläutert - in der Vermittlerschicht ein elektrischer Strom nur noch bei Änderung des Spannungs- bzw. Deformationsprofils fließt, der eingangs beschriebene stationäre Stromfluss und damit einhergehende elektrische Verlustleistungen in der Vermittlerschicht also vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vermittlerschicht als kapazitiver Spannungsteiler wird dadurch erreicht, dass die Vermittlerschicht insofern strukturiert ist, als sie eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche aufweist. Bezogen auf die der Vermittlerschicht zugeordnete, aus einer Mehrzahl von Elektroden aufgebaute Elektrodenanordnung erfolgt diese Strukturierung in solcher Weise, dass der jeweils zwei einander benachbarte Elektroden dieser Elektrodenanordnung koppelnde Bereich in eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche unterteilt ist. Hierdurch wird wie im Weiteren beschrieben effektiv eine kapazitive Spannungsteilung verwirklicht, durch welche die erwünschte Spannungsinterpolation ohne den eingangs beschriebenen, unerwünschten Stromfluss im stationären Zustand des adaptiven Spiegels bewirkt wird.
Erfindungsgemäß wird dabei hinsichtlich der Strukturierung der Vermittlerschicht in fertigungstechnischer Hinsicht bewusst ein erhöhter Aufwand in Kauf genommen, um im Gegenzug die eingangs beschriebenen Probleme aufgrund hoher, in der Vermittlerschicht und/oder in den Zuleitungen zu den Elektroden der zugeordneten Elektrodenanordnung fließender elektrischer Ströme im stationären Zustand des adaptiven Spiegels zu vermeiden oder zumindest abzumildern.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Anzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche im jeweils zwei einander benachbarte Elektroden koppelnden Bereich der Vermittlerschicht mehr als 5, insbesondere mehr als 10, weiter insbesondere mehr als 20, weiter insbesondere mehr als 50.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Anzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche in der Vermittlerschicht um wenigstens einen Faktor 2, insbesondere um wenigstens einen Faktor 5, weiter insbesondere um wenigstens einen Faktor 10 größer als die Anzahl an Elektroden in der Elektrodenanordnung, der die Vermittlerschicht zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform bilden die voneinander elektrisch isolierten Bereiche der Vermittlerschicht eine hexagonale Wabenstruktur.
Gemäß einer Ausführungsform bilden die voneinander elektrisch isolierten Bereiche der Vermittlerschicht eine Rechteckstruktur.
Gemäß einer Ausführungsform sind die voneinander elektrisch isolierten Bereiche der Vermittlerschicht durch ein zwischen diesen Bereichen befindliches elektrisch isolierendes Material, insbesondere Siliziumdioxid (SiO₂) oder Al₂O₃, voneinander separiert.
Gemäß einer Ausführungsform besitzt dieses elektrisch isolierende Material einen Anteil von weniger als 75%, insbesondere einen Anteil von weniger als 90%, an der Gesamtfläche der Vermittlerschicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Spiegel für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 250nm, insbesondere weniger als 200nm, ausgelegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Spiegel für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Spiegel ein Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System mit wenigstens einem Spiegel mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System ein Projektionsobjektiv oder eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische System ein Inspektionsobjektiv, insbesondere ein Inspektionsobjektiv einer Waferinspektionsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage.
Die Erfindung betrifft weiter auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
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.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines adaptiven Spiegels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen adaptiven Spiegels;
3 eine schematische Darstellung mit Ersatzschaltbild zur Erläuterung eines der Erfindung zugrundeliegenden Konzepts;
4-6 schematische Darstellung zur Erläuterung möglicher Ausgestaltungen einer Strukturierung einer Vermittlerschicht in einem erfindungsgemäßen adaptiven Spiegel;
7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage;
8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im VUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage; und
9 eine schematische Darstellung mit Ersatzschaltbild zur Erläuterung des möglichen Aufbaus eines herkömmlichen adaptiven Spiegels.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Spiegels in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Der Spiegel 100 umfasst insbesondere ein Spiegelsubstrat 110, 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) das unter der Markenbezeichnung ULE^® (der Firma Corning Inc.) vertriebene Material verwendbar ist. Weitere geeignete Materialien sind Lithiumaluminosilikat-Glaskeramiken, die z.B. unter den Bezeichnungen Zerodur^® (der Firma Schott AG) bzw. Clearceram^® (der Firma Ohara Inc.) vertrieben werden. Insbesondere in Anwendungen außerhalb der EUV-Mikrolithographie sind auch andere Materialien wie z.B. Silizium (Si) denkbar.
Des Weiteren weist der Spiegel 100 in grundsätzlich für sich bekannter Weise ein Reflexionsschichtsystem 120 auf, welches in der dargestellten Ausführungsform lediglich beispielhaft einen Molybdän-Silizium (Mo-Si)-Schichtstapel umfasst. Ohne dass die Erfindung auf konkrete Ausgestaltungen dieses Reflexionsschichtsystems 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. In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei dem Reflexionsschichtsystem auch um eine Einfachschicht handeln.
Bei dem Spiegel 100 kann es sich insbesondere um einen EUV-Spiegel eines optischen Systems, insbesondere des Projektionsobjektivs oder der Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, handeln.
Der Spiegel 100 weist eine piezoelektrische Schicht 130 auf, welche im Beispiel aus Blei-Zirkonat-Titanat (Pb(Zr,Ti)O₃, PZT) hergestellt ist. Ober- bzw. unterhalb der piezoelektrischen Schicht 130 befinden sich Elektrodenanordnungen, über welche der Spiegel 100 mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist. Von diesen Elektrodenanordnungen ist die zweite, dem Substrat 110 zugewandte Elektrodenanordnung als durchgehende, flächige Elektrode 140 von konstanter Dicke ausgestaltet, wohingegen die erste Elektrodenanordnung eine Mehrzahl von Elektroden 160 aufweist, welche jeweils über eine Zuleitung 165 mit einer elektrischen Spannung relativ zur Elektrode 140 beaufschlagbar sind. Die Elektroden 160 sind in eine gemeinsame Glättschicht 180 eingebettet, welche z.B. aus Quarz (SiO₂) hergestellt ist und zur Einebnung der aus den Elektroden 160 gebildeten Elektrodenanordnung dient. Des Weiteren weist der Spiegel 100 zwischen dem Spiegelsubstrat 110 und der dem Spiegelsubstrat 110 zugewandten unteren Elektrode 140 eine Haftschicht 150 (z.B. aus Titan, Ti) und eine zwischen der dem Substrat 110 zugewandten Elektrodenanordnung 140 und der piezoelektrischen Schicht 130 angeordnete Pufferschicht 145 (z.B. aus LaNiO₃) auf, welche das Aufwachsen von PZT in optimaler, kristalliner Struktur weiter unterstützt und gleichbleibende Polarisationseigenschaften der piezoelektrischen Schicht über die Lebensdauer sicherstellt.
Im Betrieb des Spiegels 100 bzw. eines diesen Spiegel 100 aufweisenden optischen Systems führt das Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden 140 und 160 über das sich ausbildende elektrische Feld zu einer Auslenkung der piezoelektrischen Schicht 130. Auf diese Weise kann - etwa zur Kompensation von optischen Aberrationen z.B. infolge thermischer Deformationen bei auf die optische Wirkfläche 101 auftreffender EUV-Strahlung - eine Aktuierung des Spiegels 100 erzielt werden.
Gemäß 1 weist der Spiegel 100 ferner eine Vermittlerschicht 170 auf. Diese Vermittlerschicht 170 dient dazu, zwischen den Elektroden 160 im Potential zu „vermitteln“, wobei sie eine nur geringe elektrische Leitfähigkeit (vorzugsweise weniger als 200 Siemens/Meter (S/m)) aufweist, so dass ein zwischen benachbarten Elektroden 160 bestehender Spannungsunterschied im Wesentlichen über der Vermittlerschicht 170 abfällt.
Erfindungsgemäß ist nun bei dem adaptiven Spiegel die Vermittlerschicht 170 nicht als flächig durchgehend elektrisch leitende Schicht ausgebildet, sondern insofern strukturiert, als sie eine Mehrzahl von elektrisch voneinander isolierten Bereichen 171 aufweist. Die elektrisch isolierenden Abschnitte zur Separierung der einzelnen Bereiche 171 der Vermittlerschicht 170 voneinander sind in 1 mit „172“ bezeichnet.
Diese Strukturierung kann im Ausführungsbeispiel - jedoch ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre - dadurch verwirklicht sein, dass während der Herstellung des adaptiven Spiegels 100 die Vermittlerschicht 170 lithographisch entsprechend strukturiert wird, wobei elektrisch isolierendes Material wie z.B. SiO₂ oder Al₂O₃ zwischen die bei besagter Strukturierung voneinander separierten Bereiche 171 eingebracht wird. In weiteren Ausführungsformen kann die Strukturierung der Vermittlerschicht 170 mit elektrisch voneinander isolierten Bereichen 171 auch unter Anwendung anderer geeigneter materialabtragender Bearbeitungsprozesse wie Atomlagenätzen (ALE= „Atomic Layer Etching“) und materialhinzufügender (d.h. additiver) Bearbeitungsprozesse wie Atomlagenabscheidung (ALD= „Atomic Layer Deposition“) erfolgen, wobei diese Bearbeitungstechnologien ggf. auch in ein- und desselben Bearbeitungskopf integriert sein können. Bei der Fertigung des adaptiven Spiegels 100 bzw. Strukturierung der Vermittlerschicht 170 kann grundsätzlich jeder Prozessschritt des Fertigungsprozesses einen oder mehrere der „Elementarprozesse“ Abscheidung, Abtrag, Glättung, Strukturierung aufweisen, wobei diese Elementarprozesse sequentiell oder simultan ablaufen können. Des Weiteren kann jeder dieser Elementarprozesse global (d.h. auf die gesamte bearbeitete Oberfläche) und/oder lokal selektiv wirken. Beispiele für global wirkende Verfahren sind photolithographische Verfahren sowie Freiformbeschichtung (wie z.B. aus DE 10 2012 215 359 A1 bekannt). Beispiele für lokal selektiv wirkende Verfahren sind IBF („Ion Beam Figuring“ = Ionenstrahlbearbeitung) oder Magnetronzerstäubung mit beweglichem „Mini-Magnetron-Kopf“ (wie z.B. aus US 4,533,449 A bekannt).
Zur Abscheidung kann ein beliebiges geeignetes Verfahren wie z.B. physikalische Gasphasenabscheidung (PVD= Physical Vapour Deposition‟), insbesondere Magnetronzerstäubung, Ionenstrahlzerstäubung oder gepulste Laserstrahlverdampfen (PLD = „Pulsed Laser Deposition,), chemische Gasphasenabscheidung (CVD= Chemical Vapour Deposition“) oder Atomlagenabscheidung (ALD= „Atomic Layer Deposition“), insbesondere räumliche Atomlagenabscheidung (spatial ALD), eingesetzt werden. Dabei können sämtliche geeigneten Ableitungen (thermisch gestützt, plasmagestützt, elektronenstrahlgestützt bzw. ionenstrahlgestützt) eingesetzt werden (wie z.B. aus den Publikationen M. Huth et. al : „Focused electron beam induced deposition: A perspective“, Beilstein J. Nanotechnol., 3, 597-619, 2012 und R. Cordoba: „Ultra-fast direct growth of metallic microand nano-structures by focused ion beam irradiation" Scientific Reports 9, 14076, 2019 bekannt). Ferner können auch lasergestützte Verfahren (wie aus P.R. Chalker: „Photochemical atomic layer deposition and etching" Surface & Coatings Technology 291, 258-263, 2016 bekannt), oder Lichtblitz („flash-lamp")-gestützte Verfahren (wie z.B. aus T. Henke: „Flash-Enhanced Atomic Layer Deposition", ECS J. Solid State Sci. Technol. 4, P277-P287, 2015, bekannt), eingesetzt werden.
Abtrag bzw. Glätten kann unter Verwendung eines Ionenstrahls, eines Plasmas, eines reaktiven Plasmas, eines reaktiven Ionenstrahls, eines Plasmajets, einer Remote-Plasma-Methode, eines Atomlagenätzens, insbesondere räumliches Atomlagenätzens, eines elektronenstrahlgestutztes Ätzens etc. erfolgen. Dabei kann ein beliebiges konventionelles Verfahren eingesetzt werden, wie z.B. Ionenglättung (wie z.B. aus US 6,441,963 B2 sowie den Publikationen A. Kloidt et al: „Smoothing of interfaces in ultrathin Mo/Si multilayers by ion bombardment‟, Thin Solid Films 228 154-157, 1993, und E. Chason et al: „Kinetics Of Surface Roughening And Smoothing During Ion Sputtering", Mat. Res. Soc. Symp. Proceedings Vol. 317, 91, 1994 bekannt), plasmagestütztes chemisches Ätzen (wie z.B. aus US 6,858,537 B2 bekannt), Plasmaimmersionsglättung (wie z.B. aus US 9,190,239 B2 bekannt), Bias-Plasma-gestützte Glättung (wie z.B. aus S. Gerke et al.: „Bias-plasma assisted RF magnetron sputter deposition of hydrogen-less amorphous silicon", Energy Procedia 84, 105-109, 2015 bekannt) oder Magnetronzerstäubung mit gepulstem Gleichstrom (wie z.B. aus Y.T. Pei: „Growth of nanocomposite films: From dynamic roughening to dynamic smoothening", Acta Materialia, 57, 5156-5164, 2009 bekannt).
Es können auch Verfahren, die zugleich für mehrere Elementarprozesse wie Abscheidung und/oder Abtrag und/oder Glättung verwendet werden können, eingesetzt werden, beispielsweise räumliche Atomlagenprozessierung (wie z.B. aus F. Roozeboom: „Cyclic Etch-Passivation-Deposition as an All-Spatial Concept toward High-Rate Room Temperature Atomic Layer Etching" ECS J. Solid State Sci. Technol. 4, N5067-N5076, 2015 bekannt) oder Prozessierung mittels fokussierten Elektronenstrahls bzw. Ionenstrahl - FEBIP/FIBIP (wie z.B. aus S.J. Randolph et al: „Focused, Nanoscale Electron-Beam-Induced Deposition and Etching" Critical Reviews in Solid State and Materials Science 31, 55-89, 2006, bzw. I. Utke et al: „Gas-assisted focused electron beam and ion beam processing and fabrication", J. of Vac. Sci. & Technol. B 26:4, 1197-1276, 2008, bekannt).
Wie aus 1 ersichtlich erfolgt die Strukturierung der Vermittlerschicht 17 in solcher Weise, dass die Vermittlerschicht 170 im jeweils zwei einander benachbarte Elektroden 160 koppelnden Bereich in eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche 171 unterteilt wird. Mit anderen Worten verläuft der von einer Elektrode 160 zur jeweils nächsten benachbarten Elektrode 160 über die Vermittlerschicht 170 führende Pfad über eine Mehrzahl von elektrisch isolierenden Abschnitten 172. Diese Ausgestaltung entspricht gemäß dem Ersatzschaltbild in der schematischen Darstellung von 3 der Realisierung eines kapazitiven Spannungsteilers.
Im Unterschied zu der anhand von 9 eingangs beschriebenen herkömmlichen Ausgestaltung kann hierbei die Vermittlerschicht modellmäßig durch eine Hintereinanderschaltung von Kapazitäten bzw. Kondensatoren (anstelle ohmscher Widerstände gemäß 9) beschrieben werden.
In der erfindungsgemäßen Realisierung der Vermittlerschicht 170 als kapazitiver Spannungsteiler wird im Vergleich zur herkömmlichen Ausgestaltung als ohmscher Spannungsteiler das eigentliche Ziel der Spannungsinterpolation zwischen den Elektroden 160 in gleicher Weise erreicht, wobei jedoch ein unerwünschter stationärer Stromfluss in Betriebsphasen gleichbleibender elektrischer Spannung an den Elektroden 160 (also im stationären Zustand des adaptiven Spiegels) vermieden wird.
In einem einfachen Berechnungsbeispiel analog zu der einleitenden Beschreibung von 9 hätte eine Beaufschlagung der linken Elektrode 360 mit einer Spannung von 10V und der rechten Elektrode 360 mit 0V zwecks Einstellung eines gewünschten Deformationsprofils des adaptiven Spiegels eine Spannungsinterpolation dahingehend zur Folge, dass die an der piezoelektrischen Schicht 330 anliegenden Spannungen Vi1=7.5V, Vi2=5V und Vi3=2.5V betragen.
Ein elektrischer Strom über die durch die Hintereinanderschaltung von Kapazitäten C_med modellierte Vermittlerschicht findet dabei nur bei Umladen dieser Kapazitäten bzw. einer Änderung der Spannungsbeaufschlagung der Elektroden 360 über die Treiberverstärker 366 statt, wohingegen die Vermittlerschicht im stationären Zustand des adaptiven Spiegels stromlos bleibt.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung, wobei im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Ausgestaltung gemäß 2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß 1 dadurch, dass die elektrische Anbindung der Bereiche 271 an die piezoelektrische Schicht 230 über ein hierzu eigens vorgesehenes Array von Elektroden 273 erfolgt. Ein solches Array von Elektroden 273 ist jedoch grundsätzlich optional, so dass wie in 1 dargestellt die zur Strukturierung der Vermittlerschicht 170 voneinander elektrisch isolierten Bereiche 171 auch unmittelbar an die piezoelektrische Schicht 130 ankoppeln können.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Anzahl der zur erfindungsgemäßen Strukturierung der Vermittlerschicht voneinander elektrisch isolierten Bereiche grundsätzlich beliebig und insbesondere wesentlich höher als in den schematischen Abbildungen von 1-3 dargestellt sein kann. Insbesondere kann die Strukturierung in solcher Weise ausgestaltet sein, dass der jeweils zwei einander benachbarte Elektroden der der Vermittlerschicht zugeordneten Elektrodenanordnung koppelnde Bereich in mehr als 50, weiter insbesondere mehr als 100 voneinander elektrisch isolierte Bereiche unterteilt ist.
Des Weiteren ist die Erfindung hinsichtlich der geometrischen Anordnung der besagten, voneinander elektrisch isolierten Bereiche der Vermittlerschicht in keiner Weise eingeschränkt. Grundsätzlich kann hinsichtlich dieser Geometrie eine im Hinblick auf eine möglichst gute kapazitive Kopplung und/oder eine möglichst dichte Packung der voneinander isolierten Bereiche vorteilhafte Ausgestaltung gewählt werden.
4a-4b zeigen in lediglich schematischer Darstellung und in Draufsicht eine beispielhafte Ausgestaltung mit hexagonaler Wabenstruktur der Vermittlerschicht. Dabei weisen gemäß 4a-4b die mit „471“ bezeichneten, voneinander elektrisch isolierten Bereiche eine hexagonale Geometrie auf. Der zwischen diesen Bereichen 471 verbleibende, aus elektrisch isolierendem Material gebildete Bereich ist mit „472“ bezeichnet. Die Elektroden der dieser strukturierten Vermittlerschicht zugeordneten Elektrodenanordnung sind mit „460“ bezeichnet, wobei in 4b diejenigen Bereiche der Vermittlerschicht, welche unmittelbar an eine Elektrode 460 ankoppeln, separat hervorgehoben und mit „473“ bezeichnet sind. Ebenfalls in 4b schematisch dargestellt ist in Draufsicht die zwischen den Bereichen 471 bzw. 473 realisierte kapazitive Kopplung.
5 und 6 zeigen in zu 4a analoger schematischer Draufsicht weitere mögliche geometrische Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Strukturierung der Vermittlerschicht, wobei im Vergleich zu 4a analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten in 5 mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern und in 6 mit um „200“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Lediglich beispielhaft weisen die voneinander elektrisch isolierten Bereiche der Vermittlerschicht gemäß 5 eine „+-förmige“ Geometrie und in 6 eine rechteckförmige bzw. quadratische Geometrie auf.
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.
8 zeigt einen prinzipiell möglichen Aufbau einer für den Betrieb im VUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage 800. Die Projektionsbelichtungsanlage 800 weist eine Beleuchtungseinrichtung 810 sowie ein Projektionsobjektiv 820 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 810 dient zur Beleuchtung einer strukturtragenden Maske (Retikel) 830 mit Licht von einer Lichtquelleneinheit 801, welche beispielsweise einen ArF-Excimerlaser für eine Arbeitswellenlänge von 193 nm sowie eine ein paralleles Lichtbündel erzeugende Strahlformungsoptik umfasst. Die Beleuchtungseinrichtung 810 weist eine optische Einheit 811 auf, die u.a. im dargestellten Beispiel einen Umlenkspiegel 812 umfasst. Die optische Einheit 811 kann zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungssettings (d.h. Intensitätsverteilungen in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung 810) beispielsweise ein diffraktives optisches Element (DOE) sowie ein Zoom-Axikon-System aufweisen. In Lichtausbreitungsrichtung nach der optischen Einheit 811 befindet sich im Strahlengang eine Lichtmischeinrichtung (nicht dargestellt), welche z.B. in für sich bekannter Weise eine zur Erzielung einer Lichtmischung geeignete Anordnung aus mikrooptischen Elementen aufweisen kann, sowie eine Linsengruppe 813, hinter der sich eine Feldebene mit einem Retikel-Maskierungssystem (REMA) befindet, welches durch ein in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgendes REMA-Objektiv 814 auf die strukturtragende, in einer weiteren Feldebene angeordnete Maske (Retikel) 830 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf dem Retikel begrenzt.
Die strukturtragende Maske 830 wird mit dem Projektionsobjektiv 820 auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) versehenes Substrat bzw. einen Wafer 840 abgebildet. Das Projektionsobjektiv 820 kann insbesondere für den Immersionsbetrieb ausgelegt sein, in welchem Falle sich bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor dem Wafer bzw. dessen lichtempfindlicher Schicht ein Immersionsmedium befindet. Ferner kann es beispielsweise eine numerische Apertur NA größer als 0.85, insbesondere größer als 1.1, aufweisen.
Grundsätzlich kann ein beliebiger Spiegel der anhand von 7 bzw. 8 beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage 700 bzw. 800 in der erfindungsgemäßen Weise als adaptiver Spiegel ausgestaltet sein.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013219583 A1 [0011]
DE 102015213273 A1 [0011]
DE 102012215359 A1 [0042]
US 4533449 A [0042]
US 6441963 B2 [0044]
US 6858537 B2 [0044]
US 9190239 B2 [0044]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Beilstein J. Nanotechnol., 3, 597-619, 2012 und R. Cordoba: „Ultra-fast direct growth of metallic microand nano-structures by focused ion beam irradiation“ Scientific Reports 9, 14076, 2019 [0043]
wie aus P.R. Chalker: „Photochemical atomic layer deposition and etching“ Surface & Coatings Technology 291, 258-263, 2016 [0043]
Lichtblitz („flash-lamp“)-gestützte Verfahren (wie z.B. aus T. Henke: „Flash-Enhanced Atomic Layer Deposition“, ECS J. Solid State Sci. Technol. 4, P277-P287, 2015 [0043]
„Smoothing of interfaces in ultrathin Mo/Si multilayers by ion bombardment‟, Thin Solid Films 228 154-157, 1993 [0044]
E. Chason et al: „Kinetics Of Surface Roughening And Smoothing During Ion Sputtering“, Mat. Res. Soc. Symp. Proceedings Vol. 317, 91, 1994 [0044]
S. Gerke et al.: „Bias-plasma assisted RF magnetron sputter deposition of hydrogen-less amorphous silicon“, Energy Procedia 84, 105-109, 2015 [0044]
Y.T. Pei: „Growth of nanocomposite films: From dynamic roughening to dynamic smoothening“, Acta Materialia, 57, 5156-5164, 2009 [0044]
z.B. aus F. Roozeboom: „Cyclic Etch-Passivation-Deposition as an All-Spatial Concept toward High-Rate Room Temperature Atomic Layer Etching“ ECS J. Solid State Sci. Technol. 4, N5067-N5076, 2015 [0045]
z.B. aus S.J. Randolph et al: „Focused, Nanoscale Electron-Beam-Induced Deposition and Etching“ Critical Reviews in Solid State and Materials Science 31, 55-89, 2006 [0045]
I. Utke et al: „Gas-assisted focused electron beam and ion beam processing and fabrication“, J. of Vac. Sci. & Technol. B 26:4, 1197-1276, 2008 [0045]

Claims

Spiegel, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, mit • einem Spiegelsubstrat (110); • einem Reflexionsschichtsystem (120) zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche (101) auftreffender elektromagnetischer Strahlung; und • wenigstens einer piezoelektrischen Schicht (130, 230, 330), welche zwischen Spiegelsubstrat (110) und Reflexionsschichtsystem (120) angeordnet und über eine erste, auf der dem Reflexionsschichtsystem (120) zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht (130, 230, 330) befindliche Elektrodenanordnung und eine zweite, auf der dem Spiegelsubstrat (110) zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht (130, 230, 330) befindliche Elektrodenanordnung mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist; • wobei wenigstens einer dieser Elektrodenanordnungen eine Vermittlerschicht (170) zur Einstellung eines zumindest bereichsweise kontinuierlichen Verlaufs des elektrischen Potentials entlang der jeweiligen Elektrodenanordnung zugeordnet ist; • wobei diese Elektrodenanordnung, welcher die Vermittlerschicht (170) zugeordnet ist, eine Mehrzahl von Elektroden (160, 260, 460, 560, 660) aufweist, welche jeweils mit einer elektrischen Spannung bezogen auf die jeweils andere Elektrodenanordnung beaufschlagbar sind; und • wobei die Vermittlerschicht (170) derart strukturiert ist, dass sie im jeweils zwei einander benachbarte Elektroden (160, 260, 460, 560, 660) koppelnden Bereich in eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche (171, 271, 471, 571, 671) unterteilt ist.
Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche (171, 271, 471, 571, 671) im jeweils zwei einander benachbarte Elektroden (160, 260, 460, 560, 660) koppelnden Bereich der Vermittlerschicht (170) mehr als 5, insbesondere mehr als 10, weiter insbesondere mehr als 20, weiter insbesondere mehr als 50, beträgt.
Spiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl voneinander elektrisch isolierter Bereiche (171, 271, 471, 571, 671) in der Vermittlerschicht (170) um wenigstens einen Faktor 2, insbesondere um wenigstens einen Faktor 5, weiter insbesondere um wenigstens einen Faktor 10, größer ist als die Anzahl an Elektroden (160, 260, 460, 560, 660) in der Elektrodenanordnung, der die Vermittlerschicht zugeordnet ist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander elektrisch isolierten Bereiche (471) der Vermittlerschicht (170) eine hexagonale Wabenstruktur bilden.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander elektrisch isolierten Bereiche (671) der Vermittlerschicht (170) eine Rechteckstruktur bilden.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander elektrisch isolierten Bereiche (171, 271, 471, 571, 671) der Vermittlerschicht (170) durch ein zwischen diesen Bereichen (171, 271, 471, 571, 671) befindliches elektrisch isolierendes Material, insbesondere Siliziumdioxid (SiO₂) oder Al₂O₃, voneinander separiert sind.
Spiegel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses elektrisch isolierende Material einen Anteil von weniger als 75%, insbesondere einen Anteil von weniger als 90%, an der Gesamtfläche der Vermittlerschicht (170) besitzt.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (100) für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 250nm, insbesondere weniger als 200nm, ausgelegt ist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (100) für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt ist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Spiegel (100) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (700, 800) ist.
Optisches System, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System einen Spiegel (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (700, 800) ist.
Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Inspektionsobjektiv, insbesondere ein Inspektionsobjektiv einer Waferinspektionsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage, ist.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage (700, 800) ein optisches System nach Anspruch 12 aufweist.