WO2010034367A1 - Dielectric mirror and method for the production thereof, and a projection illumination system for microlithography having such a mirror - Google Patents

Dielectric mirror and method for the production thereof, and a projection illumination system for microlithography having such a mirror Download PDF

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layer stack
mirror
layer
fluoridic
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PCT/EP2009/004814
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Alexandra Pazidis
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Carl Zeiss Smt Ag
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/0825Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
    • G02B5/0833Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only comprising inorganic materials only
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7095Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient
    • G03F7/70958Optical materials or coatings, e.g. with particular transmittance, reflectance or anti-reflection properties

Definitions

  • Dielectric mirror and method for its production, as well as a projection exposure apparatus for microlithography with such a mirror Dielectric mirror and method for its production, as well as a projection exposure apparatus for microlithography with such a mirror.
  • the invention relates to a reflective dielectric mirror. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a reflective dielectric mirror. Moreover, the invention relates to a projection exposure apparatus for microlithography with at least one such reflective dielectric mirror.
  • Reflective dielectric mirrors are used inter alia in projection exposure systems for the microlithographic production of semiconductor components at wavelengths between 157 nm and 365 nm and in particular at angles of incidence between 0 ° and 85 °.
  • Such mirrors are known for example from the European patent EP 1 749 222 B1 and consist of a substrate, a first layer stack on the substrate with oxidic layers and a second layer stack with fluoridic layers located on the first layer stack.
  • Both layer stacks consist here of alternating high- and low-refractive dielectric layers and thus ensure, given appropriately selected layer thicknesses, a high reflectivity of the respective layer stack at a predetermined wavelength.
  • the fluoridic layers close the oxidic layers outwards in the light direction and thus ensure the laser resistance of the mirror.
  • the oxide layers provide an increased reflectivity compared to a quartz substrate made entirely of fluoridic layers.
  • a disadvantage of these layers is that the transition of the compressive to tensile stresses between the two layer stacks occurs abruptly and this can lead to cracking in the layers at the transition of the two layer stacks.
  • a process stability in the production of such mirrors with a high yield of mirrors with good quality can not be guaranteed.
  • the achievable with such a mirror reflectivity is limited.
  • the reflectivity of a mirror is of crucial importance for the use of such mirrors within microlithography projection exposure apparatuses, since such projection exposure apparatuses consist of a multiplicity of mirrors and lenses whose reflectivities and transmissions as product determine the total transmission of the projection exposure apparatus and this total transmission for a given light source power decides on the throughput of wafers and thus on the economic success.
  • the object of the invention is therefore to increase the reflectivity of laser-stable dielectric mirrors of the aforementioned type, in particular for use within projection exposure apparatuses for microlithography, and thereby to reduce the risk of cracking in the layers of the dielectric mirror.
  • this object is achieved by a reflective dielectric mirror having at least one oxidic layer stack and at least one fluoridic layer stack, wherein at least one mixed layer stack consisting of an alternating sequence of fluoridic and oxidic layers is located between the oxidic layer stack and the fluoridic layer stack, since the achievable ones Refractive index differences within the mixed layer stack of fluoridic and oxidic layers are greater than in a pure oxidic or fluoridic layer stack.
  • a dielectric mirror according to the invention with a mixed layer stack of alternating fluoridic and oxidic layers between an oxidic layer stack and a fluoridic layer stack ensures a spatial separation of the layers Tensile stresses of the fluoridic layer stack of the compressive stresses of the oxide layer stack and thus prevents cracking in such a layer system with such different stress ratios within the layer system.
  • the mixed layer stack should have at least more than 4 layers, in particular more than 6 layers, for adapting the layer stresses of the fluoridic layer stack to the oxidic layer stack. Fewer layers lead to a spatial proximity of the compressive stresses to the tensile stresses and significantly more layers lead to high costs, if no more layers are desired due to the layer design.
  • a dielectric mirror according to the invention in which at least one layer thickness of a layer changes in the direction along the mirror surface by more than 10% relative to the maximum layer thickness of the layer, the optimum angle of incidence ranges can be changed with high reflectivity over the mirror surface, so that the mirror in its reflectivity behavior can be optimally adapted to the requirements of its destination within an optical system.
  • the phase splitting of the light between the s and p polarization at the reflection can be optimally adapted to the requirements of its destination within an optical system.
  • the s-polarization direction is in this case that direction of oscillation of the incident light perpendicular to the plane of incidence and the p-polarization direction corresponding to that direction of oscillation of the incident light parallel to the plane of incidence, which spans between the direction of incidence and the surface normal of the mirror at the point of impact of the light on the mirror.
  • a dielectric mirror according to the invention at a wavelength of 193 nm and incidence angles between 33 ° and 52 °, a maximum difference of the reflectivity of s-polarized light to the reflectivity of p-polarized light of less than 4%, in particular less than 2 %, the reflectivity splitting between s- and p-polarized light can be limited to avoid insufficient imaging performance of an optical system. This is particularly advantageous if, on the one hand, the installation space of an optical system is limited and, on the other hand, because of the design of the system, a very long optical distance between the elements of the system is required that the use of several such mirrors in succession becomes necessary in the optical system.
  • the dielectric mirror at the wavelength of 193 nm and incidence angles between 33 ° and 52 °, a reflectivity for p-polarized light and unpolarized light of greater than 96%, in particular each greater than 97.5%, since then a total high transmission when using multiple such mirrors can be ensured within the optical path.
  • a dielectric mirror according to the invention which, at a wavelength of 193 nm and an angle of incidence of 75 °, has a difference in the reflectivity of s-polarized light to the reflectivity of p-polarized light of less than 14%, in particular less than 11% serve as part of a kaleidoscope for light mixing with low Rflekt foundedsaufspaltung between s- and p-polarized light.
  • a balance must be made here.
  • Such a balance can be made in a dielectric mirror according to the invention having a mixed layer stack with more than 10 layers. Although fewer layers lead to lower costs, they do not leave enough room for optimizing the layer design with regard to the optical requirements of the mirror.
  • this oxidic layer stack can be used to adapt the layer stack to an adjacent surface, such as the surface of an oxidic substrate of the mirror.
  • another additional fluoridic Schich stack can be used to adapt to a CaF 2 substrate.
  • the object of the invention is further achieved by an inventive method for producing reflective dielectric mirror by depositing a sequence of dielectric layers, wherein at least between an oxide layer stack consisting of oxidic layers and a fluoridic layer stack consisting of fluoridic layers, a mixed layer stack consisting of alternating oxide and fluoridic layers with more than 4 layers, in particular more than 6 layers to adapt the voltages of the fluoridic layer stack to the voltage of the oxide layer stack is deposited.
  • a mixed layer stack consisting of alternating oxide and fluoridic layers with more than 4 layers, in particular more than 6 layers to adapt the voltages of the fluoridic layer stack to the voltage of the oxide layer stack is deposited.
  • the methods according to the invention are carried out such that the magnitude of the compressive stresses is selectively adjusted or controlled by controlled ion bombardment of the material intended for the oxidic layers, in particular the mixed layer stack during vacuum vapor deposition. This makes it possible to adapt the course of the stress within the mixed layer stack to a desired course.
  • the object of the invention is achieved by a dielectric mirror according to the invention, which is produced by a method according to the invention.
  • the object of the invention is achieved by an inventive projection exposure apparatus for microlithography with at least one dielectric mirror according to the invention.
  • MMA multi-mirror arrays
  • Multi-mirror arrays are the subject of the applications DE 10 2008 008 019.5 and US 61/015 918. These applications are to be fully inclusive including the description, the drawings, the claims and the abstract part of the present application ,
  • a projection exposure apparatus with at least one dielectric mirror according to the invention, in which the layer thickness of at least one Layer in the direction along the mirror surface by more than 10% based on the maximum layer thickness of the layer changes, z. B. in the deflection mirror of the so-called REMA objective of the illumination system of the projection exposure system, the course of the layer system along the mirror surface are designed so that the differences in intensity and the illumination angle distribution within the field to be exposed of the illumination system are minimized.
  • the projection exposure apparatus according to the invention with at least one dielectric mirror according to the invention offers several advantages.
  • the range of angles of incidence at which the mirror has an acceptable reflectivity can be increased.
  • the reflectivity splitting between the reflectivity for s-polarized light and the reflectivity for p-polarized light can be reduced.
  • the phase splitting between the s-polarized light phase and the p-polarized light phase can be reduced. Too high reflectivity splitting or too high phase splitting can lead to unwanted image error contributions of the mirror within the optical design. Therefore, these characteristics of a mirror typically need to be considered in the design of an optical design, such as the design of a mirror. of a REMA lens as part of a total optimization considered or changed.
  • the projection exposure apparatus with at least one dielectric mirror and at least one multi-mirror array (MMA) consisting of more than 1000 and less than 40,000 mirrors with a surface area of 2 cm 2 to 80 cm 2 can control the intensity distribution in the system pupil of the illumination system the projection exposure system by appropriate control of the individual mirrors of the multi-mirror array (multi-mirror array, MMA) change flexibly. This allows the operator of the projection exposure system to realize rapid changes of so-called lighting settings.
  • MMA multi-mirror array
  • the projection exposure apparatus requires at least one homogenization optics or conditioning optics in the light direction before Multiple mirror arrangement (multi-mirror array, MMA), the homogenization optics or conditioning optics by design, the divergence of passing through them illuminating beam only by less than four times may increase because otherwise the same resolution for decoupling the required resolution in the system pupil of the illumination system of the projection exposure can not be guaranteed.
  • MMA multiple mirror arrangement
  • the homogenization optics or conditioning optics by design, the divergence of passing through them illuminating beam only by less than four times may increase because otherwise the same resolution for decoupling the required resolution in the system pupil of the illumination system of the projection exposure can not be guaranteed.
  • a high resolution of the system pupil is necessary for imaging a wide variety of mask structures.
  • the low divergence angle after the homogenization optics or conditioning optics must be adapted to the entire extent or the entire diameter of the multi-mirror array (MMA) by a large focal length of the telescope optics.
  • Dielectric mirrors according to the invention within the homogenizing optics or conditioning optics and / or the telescope optics are advantageous in limiting the installation space of the respective lens groups by folding the optical stretches.
  • Figure 1 is a schematic representation of a reflective dielectric mirror having at least one mixed layer stack of a sequence of alternating fluoridic and oxidic layers;
  • Figure 2 is a schematic representation of a reflective dielectric mirror having at least one mixed layer stack between a fluoridic and an oxide stack of layers;
  • FIG. 3 shows a reflection curve for a mirror according to the invention at 193.4 nm and an average angle of incidence of 75 °;
  • FIG. 4 shows a reflection curve for a mirror from the prior art
  • FIG. 5 a reflection course for a further mirror according to the invention
  • FIG. 6 shows a reflection course for a mirror according to the invention at 193.4 nm and an average angle of incidence of 45 °;
  • FIG. 7 shows a reflection curve for a mirror from the prior art
  • FIG. 8 a reflection course for a further mirror according to the invention
  • Figure 10 is a schematic representation of a projection exposure system for microlithography with a honeycomb condenser light mixture in the lighting system;
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of a pupil-forming unit of a
  • Figure 12 is a schematic representation of an embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of a further embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system
  • FIG. 14 shows a schematic representation of a further embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system
  • FIG. 15 shows a schematic illustration of a further embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system.
  • FIG. 1 shows a reflective layer system according to the invention which comprises a first fluoridic layer stack A of 3-40 alternating high and low refractive fluoridic layers and a second mixed layer stack B of 2-50 alternating high and low refractive and alternating oxidic and fluoridic layers.
  • the layer stack B of the layer system can be applied directly to a substrate S or to further unspecified layers, since the optically relevant reflection properties of the layer system with a larger number of layers are defined by the outer layer stacks A and B alone due to the Bragg reflection ,
  • a substrate S made of CaF 2 it makes sense for reasons of tension to start with the mixed layer stack B of oxide and fluoridic layers on the substrate S.
  • a layer stack C of the layer system consisting of alternating high and low refractive index oxidic layers directly on the substrate.
  • the invention is not limited to substrates made of quartz glass or CaF 2 , for example, ceramic materials could be used for the substrate.
  • the layer system immediately following the substrate should be adapted to the physical or chemical properties of the substrate.
  • the number of layers is generally dependent on the wavelength of the radiation to be reflected and the conditions of production of the vapor deposition.
  • FIG. 2 shows a reflective layer system according to the invention which comprises a first fluoridic layer stack A of 3-40 alternating high- and low-index fluoridic layers, a second mixed layer stack B of 2-50 alternating high- and low-index layers, and alternating oxide and fluoridic layers third oxide layer stack C of 10-80 alternating high and low refractive index oxidic layers.
  • the layer stack C of the layer system can be applied directly to a substrate S or to further unspecified layers, since the optically relevant reflection properties of the layer system with a larger number of layers due to the Bragg reflection alone by the outer layer stack A, B and C. To be defined.
  • oxidic materials are preferably high-refractive alumina (Al 2 O 3 ) and low-refractive silica (SiO 2 ).
  • Suitable fluoridic materials are, for example, high-index lanthanum fluoride (LaF 3 ) or gadolinium fluoride (GdF 3 ) and low-index magnesium fluoride (MgF 2 ) or aluminum fluoride (AlF 3 ).
  • the transition between the layer stacks A, B and C is preferably formed in narrow-band mirrors with high reflectivity by a respective high-refractive oxide or high-refraction fluoridic layer.
  • a low refractive transition layer is useful for a desired phase matching of the mirror.
  • a preferred low-index end layer of the layer system according to the invention has a double optical layer thickness compared to the other fluoridic layers and increases the laser stability. Other fluoridic materials are also suitable for the fluoridic layers.
  • the optical thickness of a layer of the layer system is in each case a quarter of the wavelength of the useful light.
  • a strict periodic sequence of layer thicknesses may deviate from the overall optimization of a layer system.
  • the term "depth grading multilayer” has come to be used in English-speaking countries, as well as a strict alternating sequence of only two specific materials for the high- and low-refractive layers in stacks A, B and C with respect to the achievement deviated from high reflectivities.
  • a dielectric mirror within a projection exposure apparatus, it may be important for the light to experience different reflections with different reflectivity values at different angles of incidence and with different bandwidths of angles of incidence around a mean angle of incidence at different locations on the surface of the mirror. As a rule, this is necessary so that a field to be homogeneously illuminated is achieved with deliberately structured illumination angle distributions in the mask plane of a projection exposure apparatus, as will be explained in more detail below with reference to FIGS. 9 to 11. Because of these requirements for a dielectric mirror, it is possible to deviate from a uniform thickness of one, several or all layers of the layer system according to the invention over the entire surface, so that these layers have different thicknesses at different locations on the surface.
  • the mirrors according to the invention are produced in a vacuum chamber by vapor deposition in the PVD process, wherein for the oxidic materials Electron beam gun is used and the fluorides are preferably evaporated from a boat.
  • the layer properties can be influenced by adjusting the coating temperature and coating rate, but also by preheating the substrate.
  • a controlled, large-area ion bombardment preferably with argon ions, is exploited to generate compressive stress conditions in the oxidic layers, especially within the mixed layer stack B.
  • the voltage profile within the layer stacks B and C can be influenced by the ion bombardment. For this, only a suitable adjustment of the ion source parameters in relation to the adjustment of the coating temperature and coating rate is required.
  • FIG. 3 shows the reflectivity profile in percent of a layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers and a fluoridic layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm. Due to the large refractive index differences within the layer stack B it is possible to increase the reflectivity of the layer system according to the invention over the prior art and to achieve a high reflectivity of 96% at an angle of incidence of 75 ° for unpolarized light Ra. Further, the difference of the reflectivity Rs-Rp of s and p polarized light at this incident angle is hardly more than 7%, so that even for p-polarized light at this incident angle, a reflectance Rp of almost 92% is obtained.
  • the layer system of the mirror according to the invention to Figure 3 consists of a total of 59 layers each having an optical thickness of a layer of the layer system which is optimized to a quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an incidence angle of 75 °.
  • the first 40 layers on the substrate form the mixed layer stack B of alternating oxide and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the substrate.
  • the fluoridic layer stack A consisting of 18 Layers starting with a high refractive index fluoride on the mixed layer stack.
  • a single high-index fluoride layer completes the layer system.
  • this final high-index fluoride layer of the inventive mirror of FIG. 3 unlike the above, has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
  • FIG. 4 shows the reflectivity profile in percent of a layer system of the prior art with an oxide layer stack C and an outer fluoride layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm.
  • the optical thickness of a layer of the layer system corresponds to that 3 and 5.
  • the first 40 layers on the substrate form the oxide layer stack C starting with a high refractive index oxide directly on the substrate.
  • the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the oxide layer stack.
  • a single high-index fluoride layer completes the layer system.
  • This final high-index fluoride layer in turn has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
  • FIG. 5 shows the reflectivity profile as a percentage of a further layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers between a fluoridic layer stack A and an oxide layer stack C with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm. Due to the large refractive index differences Within the layer stack B, it is possible to increase the reflectivity of the layer system of the invention over the prior art and to achieve a high reflectivity of 95% at an incident angle of 75 ° for unpolarized light Ra. It is also possible to increase the reflectivity for p-polarized light Rp to over 89% for the angle of incidence of 75 °.
  • the layer system of the mirror according to the invention to Figure 5 consists of a total of 59 layers each having an optical thickness of a layer of the layer system which is optimized to a quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an incidence angle of 75 °.
  • the first 20 layers on the substrate form the oxidic layer stack C starting with a high refractive index oxide directly on the substrate.
  • the mixed layer stack B is followed by another 20 layers of alternating oxide and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the oxide stack.
  • the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the mixed layer stack.
  • a single high-index fluoride layer completes the layer system.
  • This final high-index fluoride layer of the mirror according to the invention of FIG. 5 again has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
  • FIG. 6 shows the reflectivity profile as a percentage of another layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers and a fluoridic layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm.
  • the reflectivity of the layer system according to the invention is as shown in FIG for unpolarized light Ra and for an angle of incidence of 45 ° more than 99.7% and for p-polarized light Rp more than 99.5%.
  • the difference in reflectivity Rs-Rp from s- to p-polarized light at an angle of incidence of 45 ° is less than 0.5%.
  • the layer system of the mirror according to the invention to FIG. 6 comprises a total of 59 layers each having an optical thickness of one layer of the layer system which corresponds to one quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an angle of incidence of 45 °.
  • the first 40 layers on the substrate form the mixed layer stack B of alternating oxide and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the substrate.
  • the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the mixed layer stack.
  • a single high-index fluoride layer completes the layer system.
  • This final high-index fluoride layer of the mirror according to the invention of FIG. 6 again has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
  • FIG. 7 shows the reflectivity profile in percent of a layer system of the prior art with an oxide layer stack C and an outer fluoridic layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm.
  • the optical thickness of a layer of the layer system corresponds to that of the exemplary embodiments according to the invention to FIGS. 6 and 8.
  • the first 40 layers on the substrate form the oxide layer stack C starting with a high-index oxide directly on the substrate.
  • the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the oxide layer stack.
  • a single high-index fluoride layer completes the layer system.
  • This final high-index fluoride layer in turn has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
  • FIG. 8 shows the reflectivity profile as a percentage of a further layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers between a fluoridic layer stack A and an oxide layer stack C with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm according to Figure 8, a reflectivity for p-polarized light Rp of over 96% for the incident angle range of 33 ° to 52 °, resulting in a difference in reflectivity Rs - Rp of s- and p-polarized light of less than 4%, in particular is this difference Rs - Rp for the incident angle range between 35 ° and 50 ° less than 1%.
  • the layer system of the mirror according to the invention to Figure 8 consists of a total of 59 layers, each having an optical thickness of a layer of the layer system which corresponds to a quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an angle of incidence of 45 °.
  • the first 20 layers on the substrate form the oxide layer stack C starting with a high refractive index oxide directly on the substrate.
  • the mixed layer stack B with a further 20 layers of alternating oxidic and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the oxide Schichstapel C.
  • the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high refractive index fluoride on the mixed layer stack follows.
  • a single high-index fluoride layer completes the layer system.
  • This final high-index fluoride layer of the mirror according to the invention of FIG. 8 again has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
  • All of the dielectric mirrors according to the invention of FIGS. 3, 5, 6 and 8 have a comparison with a comparable prior art mirror, cf. FIGS. 4 and 7 and FIGS Discussion of Figure 4 and 7, a higher reflectivity for p-polarized light Rp and thus also for unpolarized light Ra in the entire range of incidence angle shown. Therefore, it is possible by means of a mirror according to the invention over the prior art, on the one hand, to increase the reflectivity overall for an incident angle range and, on the other hand, to reduce the difference in reflectivity Rs-Rp from s-polarized light to the reflectivity of p-polarized light. Furthermore, it is possible by means of a mirror according to the invention to reduce the phase difference after the reflection between s-polarized light and p-polarized light.
  • FIGS. 9 to 15 Various forms of embodiment of projection exposure apparatuses according to the invention for microlithography with dielectric mirrors according to the invention are discussed with reference to the following FIGS. 9 to 15.
  • the dielectric mirrors according to the invention at different places of use within the projection exposure systems satisfy different requirements.
  • the use of at least one dielectric mirror according to the invention is necessary, in order to limit the installation space of the installation, as will be explained in more detail below.
  • FIG. 9 schematically shows an example of a projection exposure apparatus according to the invention for microlithography.
  • the light source 1 generates an illumination beam 12 that is adapted in a beam expansion optics 14.
  • the adjusted illumination beam 12 impinges on a diffractive optical element 3a (DOE).
  • DOE diffractive optical element
  • the diffractive optical element 3a is in a field plane of the illumination optics and generates, depending on the embossed or comprehensive diffractive structures, an illumination angle distribution.
  • the illumination beam 12 is then, with the impressed by the diffractive optical element illumination angle distribution, transferred by the optical module 2 in a subsequent pupil plane.
  • This pupil plane (not shown in more detail) is located near the refractive optical element 3b.
  • the optical module 2 comprises for further structuring of the illumination beam 12, a zoom system, schematically represented by the movable lens 22, and an axicon, shown schematically by the two elements 21.
  • a zoom system schematically represented by the movable lens 22, and an axicon, shown schematically by the two elements 21.
  • the diffractive optical element 3 a By a suitable design of the diffractive optical element 3 a and by a suitable choice of Position of Axikon institute 21 and the zoom 22, it is possible, at the output of the optical module 2, in a pupil plane in the vicinity of the refractive optical element 3 b, any represent desired intensity distribution, ie to generate.
  • This intensity distribution of the illumination beam 12 in the pupil plane is impressed by the refractive optical element 3 b, a field angle distribution to obtain a desired field shape in a field plane, such as a rectangular field shape with an aspect ratio of 10: 1.
  • This field angle distribution of the illumination beam 12 in the pupil plane is converted by the subsequent field lens optics 4 into an illumination field 5e at the entrance of a rod 5.
  • the illuminated field 5e at the input of the rod 5 is located in a field plane of the illumination optics and has an illumination angle distribution with a maximum illumination angle whose sine usually, but not necessarily, the numerical aperture of the previous field lens optics 4 corresponds.
  • the field 5e has the full optical conductivity of the illumination optics.
  • the field 5a is homogenized with respect to the intensity distribution over the field, since the light of many secondary light sources is superimposed, as it were, in this field 5a.
  • the reflection on mirror walls of dielectric mirrors according to the invention can also take place in order to produce the kaleidoscope effect for light mixing.
  • the mirrors should be arranged opposite each other and, in particular at angles of incidence of around 75 °, have good reflectivity properties, in particular with regard to the difference between s- and p-polarized light, as shown in the exemplary embodiments of FIGS. 3 and 5.
  • a field stop 51 delimits the field 5a in its lateral extent and ensures a sharp light-dark transition of the field.
  • a subsequent, so-called REMA objective 6 images the field 5a into the reticle plane 7.
  • the light-dark edges of the field stop 51 are sharply transferred to the object or field plane 7. From this function of the sharp edge formation of the field stop 51 into the reticle or field plane 7, also referred to as "masking" of the reticle (in English "reticle masking"), the name REMA (REticleMAsking) of this lens group results.
  • the REMA objective 6 consists, for example, of a condenser group 61, a pupil area in the vicinity of a pupil plane 62, a pupil lens group 63, a deflection mirror 64 according to the invention and a terminating field lens group 65.
  • the deflection mirror 64 according to the invention is located in a transition area between a field plane and a pupil plane and has a slope of 45 ° with respect to the optical axis, so that one half of the mirror points in the direction of a pupil plane and the other half in the direction of a field plane. Therefore, this mirror must have not only for incident angle ranges of +/- 25 ° around a mean angle of incidence of 45 ° around high reflectivities, but locally change its reflectivity properties over the mirror surface.
  • the dielectric deflection mirror 64 according to the invention has at least one layer whose layer thickness changes in the direction along the mirror surface by more than 10% relative to the maximum layer thickness of the layer. Furthermore, the dielectric deflection mirror 64 according to the invention has at least one layer stack A, B or C which has at least two different periods of two successive layers of a high and a low refractive index material in the direction of the surface normal.
  • the object field plane 7 represents the separation plane between illumination optics and projection optics, e.g. A projection lens 8, a projection exposure system.
  • the lighting optical system has the task of illuminating a sharp-edged field homogeneously and thereby to structure the illumination angle distribution or exit pupil of an object field point according to the specifications.
  • Reticles or masks are introduced into the object field plane 7 for chip production. These masks are illuminated by means of the illumination beam 12 prepared by the illumination optics.
  • the projection objective 8 images the illuminated mask into a further field plane, the image field plane 10.
  • the mask structures are transmitted through the projection lens 8 into corresponding exposed areas of the photosensitive layer.
  • the exposed substrate 9 is subjected to subsequent process steps, e.g. the etching.
  • the substrate 9 subsequently receives a new photosensitive layer and is subjected to a new exposure process step. These process steps are repeated until the finished microchip or the finished microstructured component is obtained.
  • FIG. 10 schematically shows a further example of a projection exposure apparatus according to the invention for microlithography.
  • the elements in Figure 10, which correspond to those in Figure 9, are denoted by the same reference numerals.
  • the projection exposure apparatus in FIG. 10 differs from the projection exposure apparatus in FIG. 9 only in the illumination optics.
  • the illumination optics in FIG. 10 differs from the illumination optics in FIG. 9 in that the rod 5 or the mirror kaleidoscope 5 is lacking for generating secondary light sources.
  • the illumination optical system in FIG. 10 differs in that a field-defining element 3c (FDE) not only provides for the generation of the necessary field angles in the pupil plane, but also, due to its construction as a two-stage honeycomb condenser, for the Generation of secondary light sources ensures.
  • FDE field-defining element 3c
  • the field-generating element 3 c in Figure 3 includes both the functionality of the refractive optical element (ROE) 3b of Figure 9, and the functionality of the rod 5 and Kaleidoskops 5 of Figure 9.
  • the field-generating element 3 c designed as a two-stage honeycomb condenser, On the one hand introduces the necessary field angles in the pupil plane and on the other hand generates the secondary light sources in the pupil plane. As a result, a corresponding field shape with a desired homogenized intensity distribution over the field is generated in the subsequent field levels of the illumination optics by the superimposition of light of the secondary light sources.
  • FIG. 11 schematically shows a pupil-shaping unit according to the invention for an illumination optical system for a lithographic projection exposure apparatus, as shown for example in FIG. 9 or 10.
  • the pupil-shaping unit according to the invention from FIG. 11 serves as a substitute for the pupil-shaping unit 2 of the projection exposure apparatus according to FIGS. 9 or 10.
  • the use of the pupil-shaping unit of FIG. 11 is not limited to these projection exposure apparatuses.
  • the pupil-forming unit of FIG. 11 terminates in the pupil plane 44, which is located in FIG. 9 in the vicinity of the refractive optical element 3b and in FIG. 10 in the vicinity of the field-generating element 3c and is to be regarded as the first system pupil of the illumination system in the context of this application.
  • a multi-mirror array (MMA) 38 provides an illumination angle distribution which superimposes on the pupil plane 44 an intensity distribution in this pupil plane.
  • This intensity distribution of the pupil planes 44 corresponds to the intensity distribution in the exit pupil or the illumination angle distribution of an object field point, if an ideal Fourier optics is used as the basis for the transmission.
  • An illumination beam 12 of a light source is deflected by a deflection mirror 30 according to the invention and separated by a honeycomb condenser 32 into individual partial illumination beams and subsequently passed through a telescope optics 34, or a relay optic 34, or a condenser 34 onto a lens array 36.
  • the lens array 36 concentrates the partial illumination beam bundles on the individual mirrors of the multiple mirror arrangement 38.
  • the individual mirrors of the multiple mirror arrangement 38 can be tilted differently, ie at least part of the mirrors
  • the multi-mirror arrangement can be rotated about at least one axis for changing an angle of incidence of the associated partial illumination beam, so that different intensity distributions can be set in the pupil plane 44.
  • the partial illumination beam bundles emanating from the mirrors of the multiple-mirror arrangement 38 are imaged by a subsequent diffusing screen 40 and a subsequent condenser optical system 42 into the pupil plane 44 or system pupil of the illumination system. 11, various embodiments of dielectric mirrors according to the invention can be used, as will be explained in more detail below with reference to FIGS. 12 to 15.
  • FIG. 12 schematically shows a pupil shaping unit according to the invention with at least one dielectric mirror according to the invention comprising a honeycomb condenser 32, a condenser or relay or telescope optics 34, a lens array 36 and a multi-mirror array 38 (MMA).
  • a honeycomb sensor 32 must not substantially increase the divergence of the illumination beam in order to ensure a high resolution in the structuring of the intensity distribution in the system pupil of the illumination system, it is necessary for a condenser, or a telescope optics, to have a large size Focal length, these low divergence values translated into corresponding heights relative to the optical axis on the multi-mirror array 38.
  • dielectric mirrors according to the invention are to be preferred for this folding task because of their high reflectivity and their laser stability, since the total transmission of the projection exposure apparatus depends on the reflectivity of these mirrors and the overall transmission has an effect on the throughput of wafers to be exposed. Due to the low divergences and bundle cross sections at the named locations, mirrors must be used which can withstand high laser pulse energy densities of up to 250 mJ / cm 2 .
  • the dielectric mirrors according to the invention within the telescope optics 34 have a good reflectivity and a low reflectivity or phase splitting between s and 2, in particular at angles of incidence between 33 ° and 52 ° p-polarized light, as shown in the exemplary embodiment of Figures 6 and 8.
  • FIG. 13 schematically shows an alternative pupil shaping unit according to the invention with at least one dielectric mirror according to the invention in which the honeycomb condenser 32 of FIG. 12 has been exchanged for a corresponding rod 32a, an optical fiber 32a, an optical fiber bundle 32a or a kaleidoscope 32a of dielectric mirrors according to the invention
  • these inventive mirrors of the kaleidoscope 32a have a good reflectivity and a low reflectivity or phase splitting between s- and p-polarized light, as in the exemplary embodiments of FIGS. 3 and 5 are shown.
  • the illustrated deflecting prisms of the telescope optics 34 in FIG. 13 can be replaced by dielectric mirrors according to the invention, as already discussed above with reference to FIG.
  • FIG. 14 schematically shows a further embodiment according to the invention of a pupil shaping unit with at least one dielectric mirror according to the invention.
  • the relay optics, or the condenser optics, or the telescope optics 34 is divided into two separate relay optics 34a and 34b.
  • an optical system which is formed from "auxiliary lenses" of two mutually perpendicular thin optical plates serves as the light-mixing device 32b in Figure 14. The two thin plates perpendicular to one another provide the corresponding light mixture on the multiple-mirror arrangement 38.
  • an optional beam shaping unit 31a adjusts the size and the divergence of the illumination beam. It is indicated by the two cutting planes 31b perpendicular to the beam propagation direction that inventive dielectric mirrors of the pupil shaping unit or of the conditioning unit of the illumination optics can also be located in front of the housing wall of the illumination optics, indicated by 3 lb.
  • dielectric mirrors according to the invention are preferable, since due to the low divergences and bundle cross sections at the above locations, mirrors must be used which can withstand high laser pulse energy densities of up to 250 mJ / cm 2 and at the same time have high reflectivity.
  • the dielectric mirrors according to the invention have a good reflectivity and a low reflectivity or phase splitting between s- and p-polarized light, in particular at angles of incidence between 33 ° and 52 °, as shown in the exemplary embodiments of FIGS. 6 and 8.
  • FIG. 15 schematically shows a further embodiment according to the invention of a pupil shaping unit according to the invention with a dielectric mirror according to the invention.
  • an optical conditioning unit 32c serves to symmetrize the illumination beam at the output of the conditioning unit 32c without resorting to the polarization properties of the light for symmetrization.
  • the functioning of the optical conditioning unit 32c is based on the fact that a part of the illumination beam is deflected by the dielectric mirrors 37a and 37b according to the invention, this part of the illumination beam passing through a so-called dove prism 35.
  • the actual reflection or symmetrization of the partial exposure beam takes place, so that an exposure beam exists at the output of the optical conditioning unit 32c, which is formed from two partial exposure beam bundles which are symmetrized with respect to an axis along the propagation direction of the light.
  • dielectric mirrors according to the invention because of their high reflectivity and their laser stability for beam deflection.
  • the mirrors 37a and 37b of the conditioning unit 32c are explicitly drawn in FIG. 15, whereas the illustration of the deflection mirror within the telescope optics 34 has been omitted for the sake of clarity.

Abstract

The invention relates to a reflecting dielectric mirror comprising at least one mixed layer stack (B) of an alternating sequence of fluoridic and oxidic layers between an oxidic layer stack (C) and a fluoridic layer stack (A). The invention further relates to a method for producing such a reflecting dielectric mirror, and to a projection illumination system having at least one such reflecting dielectric mirror.

Description

Beschreibung description
Dielektrischer Spiegel und Verfahren zu dessen Herstellung, sowie eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Spiegel.Dielectric mirror and method for its production, as well as a projection exposure apparatus for microlithography with such a mirror.
Die Erfindung betrifft einen reflektierenden dielektrischen Spiegel. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen reflektierenden dielektrischen Spiegels. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit mindestens einem solchen reflektierenden dielektrischen Spiegel.The invention relates to a reflective dielectric mirror. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a reflective dielectric mirror. Moreover, the invention relates to a projection exposure apparatus for microlithography with at least one such reflective dielectric mirror.
Reflektierende dielektrische Spiegel werden unter anderem in Projektionsbelichtungsanlagen für die mikrolithographische Herstellung von Halbleiterbauelementen bei Wellenlängen zwischen 157 nm und 365 nm und insbesondere bei Einfallswinkeln zwischen 0° und 85° eingesetzt. Solche Spiegel sind zum Beispiel aus dem europäischen Patent EP 1 749 222 Bl bekannt und bestehen aus einem Substrat, einem auf dem Substrat befindlichen ersten Schichtstapel mit oxidischen Schichten und einem auf dem ersten Schichtstapel befindlichen zweiten Schichtstapel mit fluoridischen Schichten.Reflective dielectric mirrors are used inter alia in projection exposure systems for the microlithographic production of semiconductor components at wavelengths between 157 nm and 365 nm and in particular at angles of incidence between 0 ° and 85 °. Such mirrors are known for example from the European patent EP 1 749 222 B1 and consist of a substrate, a first layer stack on the substrate with oxidic layers and a second layer stack with fluoridic layers located on the first layer stack.
Beide Schichtstapel bestehen hierbei aus alternierenden hoch- und niedrigbrechenden dielektrischen Schichten und sorgen somit bei entsprechend gewählten Schichtdicken für eine hohe Reflektivität des jeweiligen Schichtstapels bei einer vorgegebenen Wellenlänge. Die fluoridischen Schichten schließen die oxidischen Schichten nach außen hin in Lichtrichtung ab und sorgen somit für die Laserfestigkeit des Spiegels. Andererseits sorgen die oxidischen Schichten für eine erhöhte Reflektivität gegenüber einem rein aus fluoridischen Schichten bestehenden Spiegel mit Quarzsubstrat.Both layer stacks consist here of alternating high- and low-refractive dielectric layers and thus ensure, given appropriately selected layer thicknesses, a high reflectivity of the respective layer stack at a predetermined wavelength. The fluoridic layers close the oxidic layers outwards in the light direction and thus ensure the laser resistance of the mirror. On the other hand, the oxide layers provide an increased reflectivity compared to a quartz substrate made entirely of fluoridic layers.
Nachteilig an diesen Schichten ist jedoch, dass der Übergang der Druck- zu den Zugspannungen zwischen den beiden Schichtstapeln abrupt erfolgt und es hierdurch zu Rissbildungen in den Schichten beim Übergang der beiden Schichtstapel kommen kann. Insbesondere eine Prozessstabilität bei der Herstellung solcher Spiegel mit einer hohen Ausbeute an Spiegeln mit guter Qualität kann hierdurch nicht gewährleistet werden.A disadvantage of these layers, however, is that the transition of the compressive to tensile stresses between the two layer stacks occurs abruptly and this can lead to cracking in the layers at the transition of the two layer stacks. In particular, a process stability in the production of such mirrors with a high yield of mirrors with good quality can not be guaranteed.
Ein weiterer Nachteil an diesen Schichten ist, dass innerhalb der beiden Schichtstapel keine beliebigen Brechzahldifferenzen zwischen den hoch- und niedrigbrechenden dielektrischen Schichten aufgrund des zur Verfügung stehenden Materials eingeführt werden können. In der Regel beträgt diese Brechzahldifferenz nur 0,3 sowohl für den fluoridischen, als auch für den oxidischen Schichtstapel nahezu über den gesamten Wellenlängenbereich, siehe hierzu zum Beispiel die Brechzahldifferenz zwischen Al2O3 und SiO2 bzw. zwischen MgF2 und GdF3 in Figur 5 von EP 1 749 222 Bl.Another disadvantage of these layers is that within the two layer stacks no arbitrary refractive index differences between the high and low refractive dielectric layers can be introduced due to the available material. In the As a rule, this refractive index difference is only 0.3 for both the fluoride layer and the oxide layer stack over almost the entire wavelength range, see, for example, the refractive index difference between Al 2 O 3 and SiO 2 or between MgF 2 and GdF 3 in FIG. 5 from EP 1 749 222 Bl.
Hierdurch wird die mit einem solchen Spiegel erzielbare Reflektivität begrenzt. Die Reflektivität eines Spiegels ist jedoch für den Einsatz solcher Spiegel innerhalb von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie von entscheidender Bedeutung, da solche Projektionsbelichtungsanlagen aus einer Vielzahl von Spiegeln und Linsen bestehen, deren Reflektivitäten und Transmissionen als Produkt die Gesamttransmission der Projektionsbelichtungsanlage bestimmen und diese Gesamttransmission bei gegebener Lichtquellenleistung über den Durchsatz an Wafern und somit über den wirtschaftlichen Erfolg entscheidet.As a result, the achievable with such a mirror reflectivity is limited. However, the reflectivity of a mirror is of crucial importance for the use of such mirrors within microlithography projection exposure apparatuses, since such projection exposure apparatuses consist of a multiplicity of mirrors and lenses whose reflectivities and transmissions as product determine the total transmission of the projection exposure apparatus and this total transmission for a given light source power decides on the throughput of wafers and thus on the economic success.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Reflektivität von laserstabilen dielektrischen Spiegeln der eingangs genannten Art, insbesondere für den Einsatz innerhalb von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie zu erhöhen und dabei das Risiko von Rissbildungen in den Schichten des dielektrischen Spiegels zu vermindern.The object of the invention is therefore to increase the reflectivity of laser-stable dielectric mirrors of the aforementioned type, in particular for use within projection exposure apparatuses for microlithography, and thereby to reduce the risk of cracking in the layers of the dielectric mirror.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen reflektierenden dielektrischer Spiegel mit mindestens einem oxidischen Schichtstapel und mindestens einem fluoridischen Schichtstapel gelöst, wobei mindestens ein gemischter Schichtstapel aus einer alternierenden Folge von fluoridischen und oxidischen Schichten sich zwischen dem oxidischen Schichtstapel und dem fluoridischen Schichtstapel befindet, da die hierbei erzielbaren Brechzahlunterschiede innerhalb des gemischten Schichtstapels aus fluoridischen und oxidischen Schichten größer sind als bei einem reinen oxidischen bzw. fluoridischen Schichtstapel.According to the invention, this object is achieved by a reflective dielectric mirror having at least one oxidic layer stack and at least one fluoridic layer stack, wherein at least one mixed layer stack consisting of an alternating sequence of fluoridic and oxidic layers is located between the oxidic layer stack and the fluoridic layer stack, since the achievable ones Refractive index differences within the mixed layer stack of fluoridic and oxidic layers are greater than in a pure oxidic or fluoridic layer stack.
Innerhalb des gemischten Schichtstapels ist es zum Beispiel möglich, zwischen Al2O3 und MgF2 eine Brechzahldifferenz von nahezu 0,5 in dem oben angegebenen Wellenlängenbereich einzustellen. Dabei führen schon Brechzahldifferenzen von größer 0,35, insbesondere von größer 0,4 zu einer signifikanten Erhöhung der Reflektivität gegenüber dem Stand der Technik.Within the mixed layer stack, for example, it is possible to set a refractive index difference of almost 0.5 in the above-mentioned wavelength range between Al 2 O 3 and MgF 2 . Even refractive index differences of greater than 0.35, in particular greater than 0.4 lead to a significant increase in reflectivity over the prior art.
Ferner sorgt ein erfϊndungsgemäßer dielektrischer Spiegel mit einem gemischten Schichtstapel aus alternierenden fluoridischen und oxidischen Schichten zwischen einem oxidischen Schichtstapel und einem fluoridischen Schichtstapel für eine räumliche Trennung der Zugspannungen des fluoridischen Schichtstapels von den Druckspannungen des oxidischen Schichtstapels und beugt somit Rissbildungen in einem solchen Schichtsystem mit solch unterschiedlichen Spannungsverhältnissen innerhalb des Schichtsystems vor. Hierbei sollte der gemischte Schichtstapel zur Anpassung der Schichtspannungen des fluoridischen Schichtstapels an den oxidischen Schichtstapel wenigstens mehr als 4 Schichten, insbesondere mehr als 6 Schichten aufweisen. Weniger Schichten führen zu einer räumlichen Nähe der Druckspannungen zu den Zugspannungen und wesentlich mehr Schichten fuhren zu hohen Kosten, sofern nicht mehr Schichten aufgrund des Schichtdesign gewünscht sind.Furthermore, a dielectric mirror according to the invention with a mixed layer stack of alternating fluoridic and oxidic layers between an oxidic layer stack and a fluoridic layer stack ensures a spatial separation of the layers Tensile stresses of the fluoridic layer stack of the compressive stresses of the oxide layer stack and thus prevents cracking in such a layer system with such different stress ratios within the layer system. In this case, the mixed layer stack should have at least more than 4 layers, in particular more than 6 layers, for adapting the layer stresses of the fluoridic layer stack to the oxidic layer stack. Fewer layers lead to a spatial proximity of the compressive stresses to the tensile stresses and significantly more layers lead to high costs, if no more layers are desired due to the layer design.
Bei einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel, bei dem mindestens eine Schichtdicke einer Schicht sich in Richtung entlang der Spiegeloberfläche um mehr als 10 % bezogen auf die maximale Schichtdicke der Schicht ändert, können die optimalen Einfallswinkelbereiche mit hoher Reflektivität über die Spiegeloberfläche geändert werden, so dass der Spiegel in seinem Reflektivitätsverhalten an die Anforderungen seines Bestimmungsortes innerhalb eines optischen Systems optimal angepasst werden kann.In a dielectric mirror according to the invention, in which at least one layer thickness of a layer changes in the direction along the mirror surface by more than 10% relative to the maximum layer thickness of the layer, the optimum angle of incidence ranges can be changed with high reflectivity over the mirror surface, so that the mirror in its reflectivity behavior can be optimally adapted to the requirements of its destination within an optical system.
Ebenso kann bei einem erfindungsgemäßen dielektrischer Spiegel, bei dem mindestens ein Schichtstapel in Richtung der Flächennormalen des Spiegels mindestens zwei unterschiedliche Perioden von zwei aufeinanderfolgenden Schichten aus einem hoch- und einem niedrigbrechenden Material aufweist, die Phasenaufspaltung des Lichtes zwischen der s- und p- Polarisationsrichtung bei der Reflektion optimal an die Anforderungen seines Bestimmungsortes innerhalb eines optischen Systems angepasst werden. Die s-Polarisationsrichtung ist hierbei diejenige Schwingungsrichtung des einfallenden Lichtes senkrecht zur Einfallsebene und die p- Polarisationsrichtung entsprechend diejenige Schwingungsrichtung des einfallenden Lichtes parallel zur Einfallsebene, welche sich zwischen der Einfallsrichtung und der Flächennormalen des Spiegels im Auftreffpunkt des Lichtes auf den Spiegel aufspannt.Likewise, in a dielectric mirror according to the invention, in which at least one layer stack in the direction of the surface normal of the mirror at least two different periods of two successive layers of a high and a low refractive index material, the phase splitting of the light between the s and p polarization at the reflection can be optimally adapted to the requirements of its destination within an optical system. The s-polarization direction is in this case that direction of oscillation of the incident light perpendicular to the plane of incidence and the p-polarization direction corresponding to that direction of oscillation of the incident light parallel to the plane of incidence, which spans between the direction of incidence and the surface normal of the mirror at the point of impact of the light on the mirror.
Bei einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel, der bei einer Wellenlänge von 193 nm und Einfallswinkeln zwischen 33° und 52° eine maximale Differenz der Reflektivität von s- polarisiertem Licht zu der Reflektivität von p-polarisiertem Licht von weniger als 4 %, insbesondere von weniger als 2 % aufweist, kann die Reflektivitätsaufspaltung zwischen s- und p-polarisiertem Licht zur Vermeidung ungenügender Abbildungsleistungen eines optischen Systems in Grenzen gehalten werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn einerseits der Bauraum eines optischen Systems begrenzt ist und andererseits aufgrund der Auslegung des Systems eine sehr lange optische Strecke zwischen den Elementen des Systems benötigt wird, so dass die Verwendung mehrere solcher Spiegel hintereinander in dem optischen System notwendig wird.In a dielectric mirror according to the invention, at a wavelength of 193 nm and incidence angles between 33 ° and 52 °, a maximum difference of the reflectivity of s-polarized light to the reflectivity of p-polarized light of less than 4%, in particular less than 2 %, the reflectivity splitting between s- and p-polarized light can be limited to avoid insufficient imaging performance of an optical system. This is particularly advantageous if, on the one hand, the installation space of an optical system is limited and, on the other hand, because of the design of the system, a very long optical distance between the elements of the system is required that the use of several such mirrors in succession becomes necessary in the optical system.
Des Weiteren ist es bei gleichen Randbedingungen innerhalb eines optischen Systems von Vorteil, wenn der dielektrischer Spiegel bei der Wellenlänge von 193 nm und Einfallswinkeln zwischen 33° und 52° eine Reflektivität für p-polarisiertes Licht und unpolarisiertes Licht von jeweils größer 96 %, insbesondere von jeweils größer 97,5 % aufweist, da dann eine insgesamt hohe Transmission bei Verwendung mehrere solcher Spiegel innerhalb der optischen Strecke gewährleistet werden kann.Furthermore, it is at the same boundary conditions within an optical system advantageous if the dielectric mirror at the wavelength of 193 nm and incidence angles between 33 ° and 52 °, a reflectivity for p-polarized light and unpolarized light of greater than 96%, in particular each greater than 97.5%, since then a total high transmission when using multiple such mirrors can be ensured within the optical path.
Ein erfindungsgemäßer dielektrischer Spiegel, der bei einer Wellenlänge von 193 nm und einem Einfallswinkel von 75° eine Differenz der Reflektivität von s-polarisiertem Licht zu der Reflektivität von p-polarisiertem Licht von weniger als 14 %, insbesondere von weniger als 11 % aufweist, kann als Teil eines Kaleidoskops zur Lichtmischung mit geringer Rflektivitätsaufspaltung zwischen s- und p-polarisiertem Licht dienen.A dielectric mirror according to the invention which, at a wavelength of 193 nm and an angle of incidence of 75 °, has a difference in the reflectivity of s-polarized light to the reflectivity of p-polarized light of less than 14%, in particular less than 11% serve as part of a kaleidoscope for light mixing with low Rflektivitätsaufspaltung between s- and p-polarized light.
Da sich die Kosten eines Spiegels je nach Schichtdesign mit der Anzahl der Schichten erhöhen und sich ab einer gewissen Mindestanzahl von Schichten ein Optimum zwischen Reflektivität und Phasenaufspaltung für gegebene Einfallswinkelbereiche erzielen lässt, gilt es hierbei eine Abwägung zu treffen. Eine solche Abwägung kann bei einem erfindungsgemäßen dielektrischer Spiegel mit einem gemischten Schichtstapel mit mehr als 10 Schichten getroffen werden. Weniger Schichten führen zwar zu geringeren Kosten, lassen jedoch nicht genug Spielraum für eine Optimierung des Schichtdesigns im Hinblick auf die optischen Anforderungen des Spiegels.Since the costs of a mirror increase with the number of layers, depending on the layer design, and an optimum between reflectivity and phase splitting can be achieved for given angles of incidence range above a certain minimum number of layers, a balance must be made here. Such a balance can be made in a dielectric mirror according to the invention having a mixed layer stack with more than 10 layers. Although fewer layers lead to lower costs, they do not leave enough room for optimizing the layer design with regard to the optical requirements of the mirror.
Weist der erfindungsgemäße dielektrischer Spiegel mindestens einen weiteren oxidischen Schichtstapel auf, so kann dieser oxidische Schichtstapel zur Anpassung des Schichtstapels an eine angrenzende Fläche, wie z.B. die Oberfläche eines oxidisches Substrats des Spiegels genutzt werden. Ebenso kann z.B. ein weiterer zusätzlicher fluoridischer Schichstapel zur Anpassung an ein CaF2 Substrat genutzt werden.If the dielectric mirror according to the invention has at least one further oxidic layer stack, then this oxidic layer stack can be used to adapt the layer stack to an adjacent surface, such as the surface of an oxidic substrate of the mirror. Likewise, for example, another additional fluoridic Schich stack can be used to adapt to a CaF 2 substrate.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung reflektierender dielektrischer Spiegel durch Abscheiden einer Folge von dielektrischen Schichten, wobei mindestens zwischen einem oxidischen Schichtstapel bestehend aus oxidischen Schichten und einem fluoridischen Schichtstapel bestehend aus fluoridischen Schichten ein gemischter Schichtstapel bestehend aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten mit mehr als 4 Schichten, insbesondere mehr als 6 Schichten zur Anpassung der Spannungen des fluoridischen Schichtstapels an die Spannung des oxidischen Schichtstapels abgeschieden wird. Der vorteilhafte Effekt der mehr als 4, insbesondere mehr als 6 Schichten wurde schon vorstehend erläutert.The object of the invention is further achieved by an inventive method for producing reflective dielectric mirror by depositing a sequence of dielectric layers, wherein at least between an oxide layer stack consisting of oxidic layers and a fluoridic layer stack consisting of fluoridic layers, a mixed layer stack consisting of alternating oxide and fluoridic layers with more than 4 layers, in particular more than 6 layers to adapt the voltages of the fluoridic layer stack to the voltage of the oxide layer stack is deposited. The advantageous effect of the more than 4, in particular more than 6 layers has already been explained above.
Vorteilhaft werden die erfindungsgemäßen Verfahren derart ausgeführt, dass die Größe der Druckspannungen durch einen gesteuerten Ionenbeschuss des für die oxidischen Schichten vorgesehenen Materials, insbesondere des gemischten Schichtstapels beim Vakuumbedampfen gezielt eingestellt bzw. gesteuert wird. Hierdurch ist es möglich den Verlauf der Spannung innerhalb des gemischten Schichtstapels an einen gewünschten Verlauf anzupassen.Advantageously, the methods according to the invention are carried out such that the magnitude of the compressive stresses is selectively adjusted or controlled by controlled ion bombardment of the material intended for the oxidic layers, in particular the mixed layer stack during vacuum vapor deposition. This makes it possible to adapt the course of the stress within the mixed layer stack to a desired course.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch einen erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel gelöst, der nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.Furthermore, the object of the invention is achieved by a dielectric mirror according to the invention, which is produced by a method according to the invention.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch eine erfϊndungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit mindestens einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel gelöst.In addition, the object of the invention is achieved by an inventive projection exposure apparatus for microlithography with at least one dielectric mirror according to the invention.
Durch die erhöhte Reflektivität des dielektrischen Spiegels ist es möglich, den Durchsatz an Wafern bei gleichbleibender Lichtquellenleistung der Projektionsbelichtungsanlage zu erhöhen. Insbesondere Projektionsbelichtungsanlagen mit Mehrfachspiegelanordnungen (Multi-Mirror- Arrays, MMA) zur Strukturierung von Intensitätsverteilungen in den Systempupillen innerhalb des Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage sind aufgrund des begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraums auf mehrere solcher erfindungsgemäßer dielektrischer Spiegel angewiesen. Daher gilt es gerade bei diesen Projektionsbelichtungsanlagen jeden einzelnen der dielektrischen Spiegel optimal im Hinblick auf die Gesamttransmission, die Homogenität und die Beleuchtungswinkelverteilung im Beleuchtungsfeld des Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage auszulegen. Projektionsbelichtungsanlagen mit Mehrfachspiegelanordnungen (Multi-Mirror-Arrays, MMA) sind Gegenstand der Anmeldungen DE 10 2008 008 019.5 und US 61 / 015 918. Diese genannten Anmeldungen sollen vollumfänglich inklusive der Beschreibung, der Zeichnungen, der Ansprüche und der Zusammenfassung Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sein.Due to the increased reflectivity of the dielectric mirror, it is possible to increase the throughput of wafers with a constant light source power of the projection exposure apparatus. In particular, projection exposure systems with multi-mirror arrays (MMA) for structuring intensity distributions in the system pupils within the illumination system of the projection exposure apparatus depend on a plurality of such inventive dielectric mirrors due to the limited space available. Therefore, it is precisely in these projection exposure apparatuses that each individual one of the dielectric mirrors is optimally designed with regard to the total transmission, the homogeneity and the illumination angle distribution in the illumination field of the illumination system of the projection exposure apparatus. Projection exposure systems with multi-mirror arrays (multi-mirror arrays, MMA) are the subject of the applications DE 10 2008 008 019.5 and US 61/015 918. These applications are to be fully inclusive including the description, the drawings, the claims and the abstract part of the present application ,
Bei einer erfϊndungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel, bei dem sich die Schichtdicke mindestens einer Schicht in Richtung entlang der Spiegeloberfläche um mehr als 10 % bezogen auf die maximale Schichtdicke der Schicht ändert, kann z. B. bei dem Umlenkspiegel des sogenannten REMA- Objektivs des Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage der Verlauf des Schichtsystems entlang der Spiegeloberfläche so gestaltet werden, dass die Unterschiede in der Intensität und der Beleuchtungswinkelverteilung innerhalb des zu belichtenden Feldes des Beleuchtungssystems minimiert werden. Zur Beschreibung der Funktionalität eines REMA- Objektivs wird auf die Beschreibung zu den Figuren 9 bis 11 dieser Anmeldung bzw. auf die in Bezug genommenen Anmeldungen verweisen.In a projection exposure apparatus according to the invention with at least one dielectric mirror according to the invention, in which the layer thickness of at least one Layer in the direction along the mirror surface by more than 10% based on the maximum layer thickness of the layer changes, z. B. in the deflection mirror of the so-called REMA objective of the illumination system of the projection exposure system, the course of the layer system along the mirror surface are designed so that the differences in intensity and the illumination angle distribution within the field to be exposed of the illumination system are minimized. For a description of the functionality of a REMA objective, reference is made to the description of FIGS. 9 to 11 of this application and to the applications referred to.
Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegels, bei dem mindestens ein Schichtstapel in Richtung der Flächennormalen mindestens zwei unterschiedliche Perioden von zwei aufeinanderfolgenden Schichten aus einem hoch- und einem niedrigbrechenden Material aufweist, bietet mehrere Vorteile. Zum einen kann die Bandbreite an Einfallswinkeln erhöht werden, bei denen der Spiegel eine akzeptable Reflektivität aufweist. Zum anderen kann die Reflektivitätsaufspaltung zwischen der Reflektivität für s-polarisiertes Licht und der Reflektivität für p-polarisiertes Licht reduziert werden. Ferner kann die Phasenaufspaltung zwischen der Phase für s-polarisiertem Licht und der Phase für p-polarisiertem Licht reduziert werden. Eine zu hohe Reflektivitätsaufspaltung bzw. eine zu hohe Phasenaufspaltung kann zu unerwünschten Bildfehlerbeiträgen des Spiegels innerhalb des optischen Designs führen. Daher müssen in der Regel diese Eigenschaften eines Spiegels bei der Auslegung eines optischen Designs, wie z.B. eines REMA-Objektivs im Rahmen einer Gesamtoptimierung berücksichtigt bzw. geändert werden.The projection exposure apparatus according to the invention with at least one dielectric mirror according to the invention, in which at least one layer stack has at least two different periods of two successive layers of a high and a low refractive index material in the direction of the surface normal, offers several advantages. On the one hand, the range of angles of incidence at which the mirror has an acceptable reflectivity can be increased. On the other hand, the reflectivity splitting between the reflectivity for s-polarized light and the reflectivity for p-polarized light can be reduced. Further, the phase splitting between the s-polarized light phase and the p-polarized light phase can be reduced. Too high reflectivity splitting or too high phase splitting can lead to unwanted image error contributions of the mirror within the optical design. Therefore, these characteristics of a mirror typically need to be considered in the design of an optical design, such as the design of a mirror. of a REMA lens as part of a total optimization considered or changed.
Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem dielektrische Spiegel und mindestens einer Mehrfachspiegelanordnung (Multi-Mirror-Array, MMA) bestehend aus mehr als 1000 und weniger als 40000 Spiegeln mit einer Flächenausdehnung von 2 cm2 bis 80 cm2 kann die Intensitätsverteilung in der Systempupille des Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Spiegel der Mehrfachspiegelanordnung (Multi-Mirror-Array, MMA) flexibel ändern. Dadurch kann der Betreiber der Projektionsbelichtungsanlage schnelle Wechsel von sogenannten Beleuchtungssettings realisieren.The projection exposure apparatus according to the invention with at least one dielectric mirror and at least one multi-mirror array (MMA) consisting of more than 1000 and less than 40,000 mirrors with a surface area of 2 cm 2 to 80 cm 2 can control the intensity distribution in the system pupil of the illumination system the projection exposure system by appropriate control of the individual mirrors of the multi-mirror array (multi-mirror array, MMA) change flexibly. This allows the operator of the projection exposure system to realize rapid changes of so-called lighting settings.
Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage benötigt jedoch zur Entkopplung von den zeitlichen und räumlichen Fluktuationen der genutzten Lichtquelle mindestens eine Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik in Lichtrichtung vor der Mehrfachspiegelanordnung (Multi-Mirror-Array, MMA), wobei die Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik auslegungsbedingt die Divergenz eines durch Sie hindurch tretenden Beleuchtungsstrahlbündels nur um weiniger als das vierfache erhöhen darf, da ansonsten gleichzeitig zur Entkopplung die geforderte Auflösung in der Systempupille des Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage nicht gewährleistet werden kann. Eine hohe Auflösung der Systempupille ist jedoch für die Abbildung unterschiedlichster Maskenstrukturen notwendig. Eine Teleskopoptik in Lichtrichtung vor der Mehrfachspiegelanordnung (Multi-Mirror-Array, MMA) mit einer Brennweite von größer als 2 m, insbesondere größer als 5 m, sorgt für eine Überlagerung von Licht der Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik auf der gesamten Fläche der Mehrfachspiegelanordnung (Multi-Mirror-Array, MMA) und somit letztendlich für eine optimale Lichtmischung in der Systempupille des Beleuchtungssystems. Hierbei müssen die niedrigen Divergenzwinkel nach der Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik durch eine große Brennweite der Teleskopoptik auf die gesamte Ausdehnung bzw. den gesamten Durchmesser der Mehrfachspiegelanordnung (Multi-Mirror-Array, MMA) angepasst werden. Dabei sind erfindungsgemäße dielektrische Spiegel innerhalb der Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik und/oder der Teleskopoptik von Vorteil den Bauraum der jeweiligen Objektivgruppen durch Faltung der optischen Strecken zu begrenzen.However, in order to decouple the temporal and spatial fluctuations of the light source used, the projection exposure apparatus according to the invention requires at least one homogenization optics or conditioning optics in the light direction before Multiple mirror arrangement (multi-mirror array, MMA), the homogenization optics or conditioning optics by design, the divergence of passing through them illuminating beam only by less than four times may increase because otherwise the same resolution for decoupling the required resolution in the system pupil of the illumination system of the projection exposure can not be guaranteed. However, a high resolution of the system pupil is necessary for imaging a wide variety of mask structures. A telescope optics in the light direction in front of the multi-mirror array (MMA) with a focal length of greater than 2 m, in particular greater than 5 m, ensures a superposition of light of the homogenizing optics or conditioning optics on the entire surface of the multi-mirror arrangement (Multi -Mirror array, MMA) and thus ultimately for optimal light mixing in the system pupil of the lighting system. Here, the low divergence angle after the homogenization optics or conditioning optics must be adapted to the entire extent or the entire diameter of the multi-mirror array (MMA) by a large focal length of the telescope optics. Dielectric mirrors according to the invention within the homogenizing optics or conditioning optics and / or the telescope optics are advantageous in limiting the installation space of the respective lens groups by folding the optical stretches.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigenEmbodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show
Figur 1 eine schematische Darstellung eines reflektierenden dielektrischen Spiegels mit mindestens einem gemischten Schichtstapel aus einer Folge von alternierenden fluoridischen und oxidischen Schichten;Figure 1 is a schematic representation of a reflective dielectric mirror having at least one mixed layer stack of a sequence of alternating fluoridic and oxidic layers;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines reflektierenden dielektrischen Spiegels mit mindestens einem gemischten Schichtstapel zwischen einem fluoridischen und einem oxidischen Schichstapel;Figure 2 is a schematic representation of a reflective dielectric mirror having at least one mixed layer stack between a fluoridic and an oxide stack of layers;
Figur 3 ein Reflektionsverlauf für einen erfindungsgemäßen Spiegel bei 193,4 nm und einem mittleren Einfallswinkel von 75°;FIG. 3 shows a reflection curve for a mirror according to the invention at 193.4 nm and an average angle of incidence of 75 °;
Figur 4 ein Reflektionsverlauf für einen Spiegel aus dem Stand der Technik beiFIG. 4 shows a reflection curve for a mirror from the prior art
193,4 nm und einem mittleren Einfallswinkel von 75°; Figur 5 ein Reflektionsverlauf für einen weiteren erfindungsgemäßen Spiegel bei193.4 nm and a mean incidence angle of 75 °; FIG. 5 a reflection course for a further mirror according to the invention
193,4 nm und einem mittleren Einfallswinkel von 75°;193.4 nm and a mean incidence angle of 75 °;
Figur 6 ein Reflektionsverlauf für einen erfindungsgemäßen Spiegel bei 193,4 nm und einem mittleren Einfallswinkel von 45°;FIG. 6 shows a reflection course for a mirror according to the invention at 193.4 nm and an average angle of incidence of 45 °;
Figur 7 ein Reflektionsverlauf für einen Spiegel aus dem Stand der Technik beiFIG. 7 shows a reflection curve for a mirror from the prior art
193,4 nm und einem mittleren Einfallswinkel von 45°;193.4 nm and a mean angle of incidence of 45 °;
Figur 8 ein Reflektionsverlauf für einen weiteren erfindungsgemäßen Spiegel beiFIG. 8 a reflection course for a further mirror according to the invention
193,4 nm und einem mittleren Einfallswinkel von 45°;193.4 nm and a mean angle of incidence of 45 °;
Figur 9 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage für die9 shows a schematic representation of a projection exposure apparatus for the
Mikrolithographie mit einer Stab-Lichtmischung im Beleuchtungssystem;Microlithography with a rod-light mixture in the illumination system;
Figur 10 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Wabenkondensor-Lichtmischung im Beleuchtungssystem;Figure 10 is a schematic representation of a projection exposure system for microlithography with a honeycomb condenser light mixture in the lighting system;
Figur 11 eine schematische Darstellung einer Pupillenformungseinheit einesFIG. 11 shows a schematic illustration of a pupil-forming unit of a
Beleuchtungssystems;Lighting system;
Figur 12 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Pupillenformungseinheit eines Beleuchtungssystems;Figure 12 is a schematic representation of an embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system;
Figur 13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Pupillenformungseinheit eines Beleuchtungssystems;FIG. 13 shows a schematic illustration of a further embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system;
Figur 14 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Pupillenformungseinheit eines Beleuchtungssystems;FIG. 14 shows a schematic representation of a further embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system;
Figur 15 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Pupillenformungseinheit eines Beleuchtungssystems. Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes reflektierendes Schichtsystem, welches einen ersten fluoridischen Schichtstapel A von 3-40 alternierenden hoch- und niedrigbrechenden fluoridischen Schichten und einen zweiten gemischten Schichtstapel B von 2-50 alternierenden hoch- und niedrigbrechenden, sowie alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten umfasst. Hierbei kann der Schichtstapel B des Schichtsystems direkt auf einem Substrat S oder auf weiteren nicht näher spezifizierten Schichten aufgebracht werden, da die optisch relevanten Reflektionseigenschaften des Schichtsystems bei einer größeren Anzahl von Schichten aufgrund der Bragg-Reflektion allein durch die äußeren Schichtstapel A und B definiert werden. Insbesondere bei Nutzung eines Substrats S aus CaF2 ist es aus Spannungsgründen sinnvoll, mit dem gemischten Schichtstapel B aus oxidischen und fluoridischen Schichten auf dem Substrat S zu beginnen. Bei einem Substrat S aus Quarzglas hingegen ist es zur Reduktion der Schichtspannung der benötigten Schichten sinnvoll, mit einem Schichtstapel C des Schichtsystems aus alternierenden hoch- und niedrigbrechenden oxidischen Schichten direkt auf dem Substrat zu beginnen. Beide genannten Möglichkeiten, sowie die Möglichkeit von weiteren nicht näher spezifizierten Schichten zwischen den Schichtstapeln A, B und C und dem Substrat S sind in Figur 1 angedeutet. Dabei ist die Erfindung nicht auf Substrate aus Quarzglas oder CaF2 begrenzt, zum Beispiel könnten für das Substrat auch keramische Werkstoffe verwendet werden. Hierbei sollte allerdings das unmittelbar auf dem Substrat folgende Schichtsystem an die physikalischen bzw. chemischen Eigenschaften des Substrates angepasst sein. Die Anzahl der Schichten ist im Allgemeinen von der Wellenlänge der zu reflektierenden Strahlung und den Herstellungsbedingungen bei der Bedampfung abhängig.FIG. 15 shows a schematic illustration of a further embodiment of a pupil shaping unit of a lighting system. FIG. 1 shows a reflective layer system according to the invention which comprises a first fluoridic layer stack A of 3-40 alternating high and low refractive fluoridic layers and a second mixed layer stack B of 2-50 alternating high and low refractive and alternating oxidic and fluoridic layers. In this case, the layer stack B of the layer system can be applied directly to a substrate S or to further unspecified layers, since the optically relevant reflection properties of the layer system with a larger number of layers are defined by the outer layer stacks A and B alone due to the Bragg reflection , In particular when using a substrate S made of CaF 2 , it makes sense for reasons of tension to start with the mixed layer stack B of oxide and fluoridic layers on the substrate S. In the case of a substrate S made of quartz glass, on the other hand, in order to reduce the layer tension of the required layers, it makes sense to start with a layer stack C of the layer system consisting of alternating high and low refractive index oxidic layers directly on the substrate. Both possibilities mentioned, as well as the possibility of further unspecified layers between the layer stacks A, B and C and the substrate S are indicated in FIG. The invention is not limited to substrates made of quartz glass or CaF 2 , for example, ceramic materials could be used for the substrate. In this case, however, the layer system immediately following the substrate should be adapted to the physical or chemical properties of the substrate. The number of layers is generally dependent on the wavelength of the radiation to be reflected and the conditions of production of the vapor deposition.
Die Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes reflektierendes Schichtsystem, welches einen ersten fluoridischen Schichtstapel A von 3-40 alternierenden hoch- und niedrigbrechenden fluoridischen Schichten, einen zweiten gemischten Schichtstapel B von 2-50 alternierenden hoch- und niedrigbrechenden, sowie alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten und einen dritten oxidischen Schichtstapel C von 10-80 alternierenden hoch- und niedrigbrechenden oxidischen Schichten umfasst. Hierbei kann der Schichtstapel C des Schichtsystems direkt auf einem Substrat S oder auf weiteren nicht näher spezifizierten Schichten aufgebracht werden, da die optisch relevanten Reflektionseigenschaften des Schichtsystems bei einer größeren Anzahl von Schichten aufgrund der Bragg-Reflektion allein durch die äußeren Schichtstapel A, B und C definiert werden. Insbesondere kann bei einem Substrat aus CaF2 aufgrund von Spannungsgründen mit einem weiteren zusätzlichen Schichtstapel B direkt auf dem Substrat begonnen werden, woran sich das erfindungsgemäße Schichtsystem A, B und C anschließt. Als oxidische Materialien dienen bevorzugt hochbrechendes Aluminiumoxid (Al2O3) und niedrigbrechendes Siliziumoxid (SiO2). Geeignete fluoridische Materialien sind z.B. hochbrechendes Lanthanfluorid (LaF3) oder Gadoliniumfluorid (GdF3) sowie niedrigbrechendes Magnesiumfluorid (MgF2) oder Aluminiumfluorid (AlF3). Der Übergang zwischen den Schichtstapeln A, B und C wird bevorzugt bei schmalbandigen Spiegeln mit hoher Reflektivität durch jeweils eine hochbrechende oxidische oder eine hochbrechende fluoridische Schicht gebildet. Eine niedrigbrechende Übergangsschicht ist hingegen nützlich bei einer gewünschten Phasenanpassung des Spiegels. Eine bevorzugte niedrigbrechende Abschlussschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems weist gegenüber den anderen fluoridischen Schichten eine doppelte optische Schichtdicke auf und erhöht die Laserstabilität. Auch andere fluoridische Materialien sind für die fluoridischen Schichten geeignet.FIG. 2 shows a reflective layer system according to the invention which comprises a first fluoridic layer stack A of 3-40 alternating high- and low-index fluoridic layers, a second mixed layer stack B of 2-50 alternating high- and low-index layers, and alternating oxide and fluoridic layers third oxide layer stack C of 10-80 alternating high and low refractive index oxidic layers. In this case, the layer stack C of the layer system can be applied directly to a substrate S or to further unspecified layers, since the optically relevant reflection properties of the layer system with a larger number of layers due to the Bragg reflection alone by the outer layer stack A, B and C. To be defined. In particular, in the case of a substrate made of CaF 2, a further additional layer stack B can be started directly on the substrate due to stress reasons, followed by the layer system A, B and C according to the invention. As oxidic materials are preferably high-refractive alumina (Al 2 O 3 ) and low-refractive silica (SiO 2 ). Suitable fluoridic materials are, for example, high-index lanthanum fluoride (LaF 3 ) or gadolinium fluoride (GdF 3 ) and low-index magnesium fluoride (MgF 2 ) or aluminum fluoride (AlF 3 ). The transition between the layer stacks A, B and C is preferably formed in narrow-band mirrors with high reflectivity by a respective high-refractive oxide or high-refraction fluoridic layer. A low refractive transition layer, on the other hand, is useful for a desired phase matching of the mirror. A preferred low-index end layer of the layer system according to the invention has a double optical layer thickness compared to the other fluoridic layers and increases the laser stability. Other fluoridic materials are also suitable for the fluoridic layers.
In vielen Ausführungsformen beträgt die optische Dicke einer Schicht des Schichtsystems jeweils ein Viertel der Wellenlänge des Nutzlichtes. Von einer strengen periodischen Abfolge von Schichtdicken kann jedoch im Rahmen von einer Gesamtoptimierung eines Schichtsystems abgewichen werden. Hierzu hat sich im englischsprachigen Raum der Begriff „depth grading multilayer", also Tiefengraduiertes Schichtsystem eingebürgert. Ebenso kann von einer strengen alternierenden Abfolge nur zweier bestimmter Materialien für die hoch- und niedrigbrechenden Schichten in den Stapeln A, B und C im Hinblick auf die Erzielung von hohen Reflektivitäten abgewichen werden.In many embodiments, the optical thickness of a layer of the layer system is in each case a quarter of the wavelength of the useful light. However, a strict periodic sequence of layer thicknesses may deviate from the overall optimization of a layer system. For this purpose, the term "depth grading multilayer" has come to be used in English-speaking countries, as well as a strict alternating sequence of only two specific materials for the high- and low-refractive layers in stacks A, B and C with respect to the achievement deviated from high reflectivities.
Des Weiteren kann es für den Einsatz eines dielektrischen Spiegels innerhalb einer Projektionsbelichtungsanlage wichtig sein, dass das Licht mit unterschiedlichen Einfallswinkeln und mit unterschiedlichen Bandbreiten von Einfallswinkeln um einen mittleren Einfallswinkel herum an verschiedenen Orten der Oberfläche des Spiegels unterschiedliche Reflektionen mit unterschiedlichen Reflektivitätswerten erfährt. In der Regel ist dies notwendig, damit ein homogen zu beleuchtendes Feld mit gezielt strukturierten Beleuchtungswinkelverteilungen in der Maskenebene einer Projektionsbelichtungsanlage erzielt wird, wie unten anhand von den Figuren 9 bis 11 noch näher erläutert wird. Aufgrund dieser Anforderungen an einen dielektrischen Spiegel kann von einer gleichmäßigen Dicke einer, mehrerer oder aller Schichten des erfindungsgemäßen Schichtsystem über die gesamte Oberfläche abgewichen werden, so dass diese Schichten an verschiedenen Orten der Oberfläche unterschiedliche Dicken aufweisen.Furthermore, for the use of a dielectric mirror within a projection exposure apparatus, it may be important for the light to experience different reflections with different reflectivity values at different angles of incidence and with different bandwidths of angles of incidence around a mean angle of incidence at different locations on the surface of the mirror. As a rule, this is necessary so that a field to be homogeneously illuminated is achieved with deliberately structured illumination angle distributions in the mask plane of a projection exposure apparatus, as will be explained in more detail below with reference to FIGS. 9 to 11. Because of these requirements for a dielectric mirror, it is possible to deviate from a uniform thickness of one, several or all layers of the layer system according to the invention over the entire surface, so that these layers have different thicknesses at different locations on the surface.
Üblicherweise werden die erfindungsgemäßen Spiegel in einer Vakuumkammer durch Bedampfen im PVD-Verfahren hergestellt, wobei für die oxidischen Materialien eine Elektronenstrahlkanone verwendet wird und die Fluoride vorzugsweise aus einem Schiffchen verdampft werden.Usually, the mirrors according to the invention are produced in a vacuum chamber by vapor deposition in the PVD process, wherein for the oxidic materials Electron beam gun is used and the fluorides are preferably evaporated from a boat.
Die Schichteigenschaften können durch Einstellung der Beschichtungstemperatur und Beschichtungsrate, aber auch durch ein Vorheizen des Substrates beeinflusst werden. Vorrangig wird jedoch in Verbindung mit diesen Maßnahmen ein gesteuerter, großflächiger Ionenbeschuss, vorzugsweise mit Argonionen, dazu ausgenutzt, Druckspannungsverhältnisse in den oxidischen Schichten, vor allem innerhalb des gemischten Schichtstapels B zu erzeugen. Somit kann zusätzlich zur räumlichen Trennung der Zugspannungen des fluoridischen Schichtstapels A von den Druckspannungen des oxidischen Schichtstapels C durch den dazwischen liegenden Schichtstapel B der Spannungsverlauf innerhalb der Schichtstapel B und C durch den Ionenbeschuss beeinflusst werden. Hierfür ist lediglich eine geeignete Einstellung der Ionenquellen-Parameter im Verhältnis zur Einstellung der Beschichtungstemperatur und Beschichtungsrate erforderlich.The layer properties can be influenced by adjusting the coating temperature and coating rate, but also by preheating the substrate. Primarily, however, in conjunction with these measures, a controlled, large-area ion bombardment, preferably with argon ions, is exploited to generate compressive stress conditions in the oxidic layers, especially within the mixed layer stack B. Thus, in addition to the spatial separation of the tensile stresses of the fluoridic layer stack A of the compressive stresses of the oxide layer stack C through the intervening layer stack B, the voltage profile within the layer stacks B and C can be influenced by the ion bombardment. For this, only a suitable adjustment of the ion source parameters in relation to the adjustment of the coating temperature and coating rate is required.
In den nachfolgenden Figuren 3 bis 8 werden für verschiedenste Einfallswinkel die Reflektivitätsverläufe von unterschiedlichen Schichtsystemen diskutiert. Bei allen diesen Schichtsystemen wurde für das hochbrechnde Oxid AL2O3, für das niedrigbrechende Oxid SiO2, für das hochbrechende Fluorid LaF3 und für das niedrigbrechende Fluorid MgF2 verwendet.In the following FIGS. 3 to 8, the reflectivity profiles of different layer systems are discussed for different angles of incidence. In all these coating systems, AL 2 O 3 was used for the highly oxidizing oxide, SiO 2 for the low refractive index oxide, LaF 3 for the high refractive index fluoride and MgF 2 for the low refractive index fluoride.
Figur 3 zeigt den Reflektivitätsverlauf in Prozent eines erfindungsgemäßen Schichtsystems mit einem gemischten Schichtstapel B aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten und einem fluoridischen Schichtstapel A gegenüber dem Einfallswinkel in Grad bei der Wellenlänge von 193,4 nm. Durch die großen Brechzahldifferenzen innerhalb des Schichtstapels B ist es möglich, die Reflektivität des erfindungsgemäßen Schichtsystems gegenüber dem Stand der Technik zu erhöhen und eine hohe Reflektivität von 96 % bei einem Einfallswinkel von 75° für unpolarisiertes Licht Ra zu erzielen. Ferner beträgt die Differenz der Reflektivität Rs - Rp von s- und p-polarisiertem Licht bei diesem Einfallswinkel kaum mehr als 7 %, so dass selbst für p-polarisiertes Licht bei diesem Einfallswinkel eine Reflektivität Rp von nahezu 92 % erzielt wird. Das Schichtsystem des erfindungsgemäßen Spiegels zu Figur 3 besteht aus insgesamt 59 Schichten mit jeweils einer optischen Dicke einer Schicht des Schichtsystems die auf ein Viertel der Wellenlänge des Nutzlichtes von 193,4 nm bei einem Einfallswinkel von 75° optimiert ist. Die ersten 40 Schichten auf dem Substrat bilden den gemischten Schichtstapel B aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Oxid auf dem Substrat. Anschließend folgt der fluoridische Schichtstapel A bestehend aus 18 Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Fluorid auf dem gemischten Schichtstapel. Eine einzelne hochbrechende Fluoridschicht schließt das Schichtsystem ab. Diese abschließende hochbrechende Fluoridschicht des erfϊndungsgemäßen Spiegels zur Figur 3 hat jedoch im Gegensatz zu dem oben Gesagten die gleiche optische Dicke, wie jede andere Schicht des Schichtsystems.FIG. 3 shows the reflectivity profile in percent of a layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers and a fluoridic layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm. Due to the large refractive index differences within the layer stack B it is possible to increase the reflectivity of the layer system according to the invention over the prior art and to achieve a high reflectivity of 96% at an angle of incidence of 75 ° for unpolarized light Ra. Further, the difference of the reflectivity Rs-Rp of s and p polarized light at this incident angle is hardly more than 7%, so that even for p-polarized light at this incident angle, a reflectance Rp of almost 92% is obtained. The layer system of the mirror according to the invention to Figure 3 consists of a total of 59 layers each having an optical thickness of a layer of the layer system which is optimized to a quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an incidence angle of 75 °. The first 40 layers on the substrate form the mixed layer stack B of alternating oxide and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the substrate. This is followed by the fluoridic layer stack A consisting of 18 Layers starting with a high refractive index fluoride on the mixed layer stack. A single high-index fluoride layer completes the layer system. However, this final high-index fluoride layer of the inventive mirror of FIG. 3, unlike the above, has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
Figur 4 zeigt zum Vergleich den Reflektivitätsverlauf in Prozent eines Schichtsystems des Standes der Technik mit einem oxidischen Schichtstapel C und einem äußeren fluoridischen Schichtstapel A gegenüber dem Einfallswinkel in Grad bei der Wellenlänge von 193,4 nm. Die optische Dicke einer Schicht des Schichtsystems entspricht derjenigen zu den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu Figur 3 bzw. 5. Die ersten 40 Schichten auf dem Substrat bilden den oxidischen Schichtstapel C anfangend mit einem hochbrechenden Oxid direkt auf dem Substrat. Anschließend folgt der fluoridische Schichtstapel A bestehend aus 18 Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Fluorid auf dem oxidischen Schichtstapel. Eine einzelne hochbrechende Fluoridschicht schließt das Schichtsystem ab. Diese abschließende hochbrechende Fluoridschicht hat wiederum die gleiche optische Dicke, wie jede andere Schicht des Schichtsystems. Das Schichtsystem gemäß Figur 4 weist für einen Einfallswinkel von 75° eine Reflektivität von etwas mehr als 92 % für unpolarisiertes Licht Ra und von etwas mehr als 85 % für p-polarisiertes Licht Rp auf. Ferner resultiert für den Einfallswinkel von 75° eine Differenz der Reflektivität Rs - Rp von s- zu p-polarisiertem Licht von über 14 %.For comparison, FIG. 4 shows the reflectivity profile in percent of a layer system of the prior art with an oxide layer stack C and an outer fluoride layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm. The optical thickness of a layer of the layer system corresponds to that 3 and 5. The first 40 layers on the substrate form the oxide layer stack C starting with a high refractive index oxide directly on the substrate. This is followed by the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the oxide layer stack. A single high-index fluoride layer completes the layer system. This final high-index fluoride layer in turn has the same optical thickness as any other layer of the layer system. The layer system according to FIG. 4 has a reflectivity of slightly more than 92% for unpolarized light Ra and of slightly more than 85% for p-polarized light Rp for an incident angle of 75 °. Furthermore, for the angle of incidence of 75 °, a difference of the reflectivity Rs-Rp from s- to p-polarized light of more than 14% results.
Figur 5 zeigt den Reflektivitätsverlauf in Prozent eines weiteren erfindungsgemäßen Schichtsystems mit einem gemischten Schichtstapel B aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten zwischen einem fluoridischen Schichtstapel A und einem oxidischen Schichtstapel C gegenüber dem Einfallswinkel in Grad bei der Wellenlänge von 193,4 nm. Durch die großen Brechzahldifferenzen innerhalb des Schichtstapels B ist es möglich die Reflektivität des erfindungsgemäßen Schichtsystems gegenüber dem Stand der Technik zu erhöhen und eine hohe Reflektivität von 95 % bei einem Einfallswinkel von 75° für unpolarisiertes Licht Ra zu erzielen. Ebenso ist es möglich die Reflektivität für p-polarisiertes Licht Rp auf über 89 % für den Einfallswinkel von 75° zu steigern. Hierdurch ist es möglich die Differenz der Reflektivität Rs - Rp für s-polarisiertes und p-polarisiertes Licht auf unter 11 % für den Einfallswinkel von 75° zu begrenzen. Das Schichtsystem des erfindungsgemäßen Spiegels zu Figur 5 besteht aus insgesamt 59 Schichten mit jeweils einer optischen Dicke einer Schicht des Schichtsystems die auf ein Viertel der Wellenlänge des Nutzlichtes von 193,4 nm bei einem Einfallswinkel von 75° optimiert ist. Die ersten 20 Schichten auf dem Substrat bilden den oxidischen Schichtstapel C anfangend mit einem hochbrechenden Oxid direkt auf dem Substrat. Danach folgt der gemischte Schichtstapel B mit weiteren 20 Schichten aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Oxid auf dem oxidischen Schichstapel. Anschließend folgt der fluoridische Schichtstapel A bestehend aus 18 Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Fluorid auf dem gemischten Schichtstapel. Eine einzelne hochbrechende Fluoridschicht schließt das Schichtsystem ab. Diese abschließende hochbrechende Fluoridschicht des erfindungsgemäßen Spiegels zur Figur 5 hat wiederum die gleiche optische Dicke, wie jede andere Schicht des Schichtsystems.FIG. 5 shows the reflectivity profile as a percentage of a further layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers between a fluoridic layer stack A and an oxide layer stack C with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm. Due to the large refractive index differences Within the layer stack B, it is possible to increase the reflectivity of the layer system of the invention over the prior art and to achieve a high reflectivity of 95% at an incident angle of 75 ° for unpolarized light Ra. It is also possible to increase the reflectivity for p-polarized light Rp to over 89% for the angle of incidence of 75 °. This makes it possible to limit the difference of the reflectivity Rs - Rp for s-polarized and p-polarized light to less than 11% for the angle of incidence of 75 °. The layer system of the mirror according to the invention to Figure 5 consists of a total of 59 layers each having an optical thickness of a layer of the layer system which is optimized to a quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an incidence angle of 75 °. The first 20 layers on the substrate form the oxidic layer stack C starting with a high refractive index oxide directly on the substrate. Thereafter, the mixed layer stack B is followed by another 20 layers of alternating oxide and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the oxide stack. This is followed by the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the mixed layer stack. A single high-index fluoride layer completes the layer system. This final high-index fluoride layer of the mirror according to the invention of FIG. 5 again has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
Figur 6 zeigt den Reflektivitätsverlauf in Prozent eines weiteren erfindungsgemäßen Schichtsystems mit einem gemischten Schichtstapel B aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten und einem fluoridischen Schichtstapel A gegenüber dem Einfallswinkel in Grad bei der Wellenlänge von 193, 4 nm. Die Reflektivität des erfϊndungsgemäßen Schichtsystems beträgt gemäß Figur 6 für unpolarisiertes Licht Ra und für einen Einfallswinkel von 45° mehr als 99,7 % und für p-polarisiertes Licht Rp mehr als 99,5 %. Somit beträgt für dieses Schichtsystem die Differenz der Reflektivität Rs - Rp von s- zu p-polarisiertem Licht bei einem Einfallswinkel von 45° weniger als 0,5 %. Über den Einfallswinkelbereich von 33° bis 52° zeigt das Schichtsystem gemäß Figur 6 lediglich eine maximale Differenz der Reflektivität Rs - Rp zwischen s- und p-polarisiertem Licht von weniger als 2 %. Das Schichtsystem des erfindungsgemäßen Spiegels zu Figur 6 besteht aus insgesamt 59 Schichten mit jeweils einer optischen Dicke einer Schicht des Schichtsystems die ein Viertel der Wellenlänge des Nutzlichtes von 193,4 nm bei einem Einfallswinkel von 45° entspricht. Die ersten 40 Schichten auf dem Substrat bilden den gemischten Schichtstapel B aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Oxid auf dem Substrat. Anschließend folgt der fluoridische Schichtstapel A bestehend aus 18 Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Fluorid auf dem gemischten Schichtstapel. Eine einzelne hochbrechende Fluoridschicht schließt das Schichtsystem ab. Diese abschließende hochbrechende Fluoridschicht des erfindungsgemäßen Spiegels zur Figur 6 hat wiederum die gleiche optische Dicke, wie jede andere Schicht des Schichtsystems.FIG. 6 shows the reflectivity profile as a percentage of another layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers and a fluoridic layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm. The reflectivity of the layer system according to the invention is as shown in FIG for unpolarized light Ra and for an angle of incidence of 45 ° more than 99.7% and for p-polarized light Rp more than 99.5%. Thus, for this layer system, the difference in reflectivity Rs-Rp from s- to p-polarized light at an angle of incidence of 45 ° is less than 0.5%. Over the incident angle range of 33 ° to 52 °, the layer system according to FIG. 6 shows only a maximum difference of the reflectivity Rs-Rp between s- and p-polarized light of less than 2%. The layer system of the mirror according to the invention to FIG. 6 comprises a total of 59 layers each having an optical thickness of one layer of the layer system which corresponds to one quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an angle of incidence of 45 °. The first 40 layers on the substrate form the mixed layer stack B of alternating oxide and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the substrate. This is followed by the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the mixed layer stack. A single high-index fluoride layer completes the layer system. This final high-index fluoride layer of the mirror according to the invention of FIG. 6 again has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
Figur 7 zeigt zum Vergleich den Reflektivitätsverlauf in Prozent eines Schichtsystems des Standes der Technik mit einem oxidischen Schichtstapel C und einem äußeren fluoridischen Schichtstapel A gegenüber dem Einfallswinkel in Grad bei der Wellenlänge von 193,4 nm. Das Schichtsystem des Standes der Technik gemäß Figur 7 weist für Bereiche des Einfallswinkelbereich von 33° bis 52° Reflektivitäten von unter 96 % für p-polarisiertes Licht Rp auf, woraus sich eine Differenz der Reflektivität Rs - Rp für s- und p-polarisiertes Licht für den angegebenen Bereich von größer 4 % ergibt. Selbst für den eingeschränkten Einfallswinkelbereich von 35° bis 50° ergibt sich für diese Differenz Rs - Rp noch ein Betrag von über 2 %. Die optische Dicke einer Schicht des Schichtsystems entspricht derjenigen zu den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu Figur 6 bzw. 8. Die ersten 40 Schichten auf dem Substrat bilden den oxidischen Schichtstapel C anfangend mit einem hochbrechenden Oxid direkt auf dem Substrat. Anschließend folgt der fluoridische Schichtstapel A bestehend aus 18 Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Fluorid auf dem oxidischen Schichtstapel. Eine einzelne hochbrechende Fluoridschicht schließt das Schichtsystem ab. Diese abschließende hochbrechende Fluoridschicht hat wiederum die gleiche optische Dicke, wie jede andere Schicht des Schichtsystems.For comparison, FIG. 7 shows the reflectivity profile in percent of a layer system of the prior art with an oxide layer stack C and an outer fluoridic layer stack A with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm. The layer system of the prior art according to FIG for ranges of incidence range of 33 ° to 52 °, reflectivities of less than 96% for p-polarized light Rp, which results in a difference of the reflectivity Rs - Rp for s- and p-polarized light for the specified range of greater than 4%. Even for the limited angle of incidence range of 35 ° to 50 °, this difference Rs - Rp still results in an amount of more than 2%. The optical thickness of a layer of the layer system corresponds to that of the exemplary embodiments according to the invention to FIGS. 6 and 8. The first 40 layers on the substrate form the oxide layer stack C starting with a high-index oxide directly on the substrate. This is followed by the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high-index fluoride on the oxide layer stack. A single high-index fluoride layer completes the layer system. This final high-index fluoride layer in turn has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
Figur 8 zeigt den Reflektivitätsverlauf in Prozent eines weiteren erfindungsgemäßen Schichtsystems mit einem gemischten Schichtstapel B aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten zwischen einem fluoridischen Schichtstapel A und einem oxidischen Schichtstapel C gegenüber dem Einfallswinkel in Grad bei der Wellenlänge von 193,4 nm. Das erfindungsgemäße Schichtsystem weist gemäß Figur 8 eine Reflektivität für p-polarisiertes Licht Rp von über 96 % für den Einfallswinkelbereich von 33° bis 52° auf, woraus eine Differenz der Reflektivität Rs - Rp von s- und p-polarisiertem Licht von weniger als 4 % resultiert, insbesondere beträgt diese Differenz Rs - Rp für den Einfallswinkelbereich zwischen 35° und 50° weniger als 1 %. Das Schichtsystem des erfindungsgemäßen Spiegels zu Figur 8 besteht aus insgesamt 59 Schichten mit jeweils einer optischen Dicke einer Schicht des Schichtsystems die ein Viertel der Wellenlänge des Nutzlichtes von 193,4 nm bei einem Einfallswinkel von 45° entspricht. Die ersten 20 Schichten auf dem Substrat bilden den oxidischen Schichtstapel C anfangend mit einem hochbrechenden Oxid direkt auf dem Substrat. Danach folgt der gemischte Schichtstapel B mit weiteren 20 Schichten aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Oxid auf dem oxidischen Schichstapel C. Anschließend folgt der fluoridische Schichtstapel A bestehend aus 18 Schichten anfangend mit einem hochbrechenden Fluorid auf dem gemischten Schichtstapel. Eine einzelne hochbrechende Fluoridschicht schließt das Schichtsystem ab. Diese abschließende hochbrechende Fluoridschicht des erfindungsgemäßen Spiegels zur Figur 8 hat wiederum die gleiche optische Dicke, wie jede andere Schicht des Schichtsystems.FIG. 8 shows the reflectivity profile as a percentage of a further layer system according to the invention with a mixed layer stack B of alternating oxidic and fluoridic layers between a fluoridic layer stack A and an oxide layer stack C with respect to the angle of incidence in degrees at the wavelength of 193.4 nm according to Figure 8, a reflectivity for p-polarized light Rp of over 96% for the incident angle range of 33 ° to 52 °, resulting in a difference in reflectivity Rs - Rp of s- and p-polarized light of less than 4%, in particular is this difference Rs - Rp for the incident angle range between 35 ° and 50 ° less than 1%. The layer system of the mirror according to the invention to Figure 8 consists of a total of 59 layers, each having an optical thickness of a layer of the layer system which corresponds to a quarter of the wavelength of the useful light of 193.4 nm at an angle of incidence of 45 °. The first 20 layers on the substrate form the oxide layer stack C starting with a high refractive index oxide directly on the substrate. This is followed by the mixed layer stack B with a further 20 layers of alternating oxidic and fluoridic layers starting with a high refractive index oxide on the oxide Schichstapel C. Subsequently, the fluoridic layer stack A consisting of 18 layers starting with a high refractive index fluoride on the mixed layer stack follows. A single high-index fluoride layer completes the layer system. This final high-index fluoride layer of the mirror according to the invention of FIG. 8 again has the same optical thickness as any other layer of the layer system.
Alle erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel der Figuren 3, 5, 6 und 8 weisen gegenüber einem vergleichbaren Spiegel aus dem Stand der Technik, vergleiche Figur 4 bzw. 7 und die Diskussion zu Figur 4 bzw. 7, eine höhere Reflektivität für p-polarisiertes Licht Rp und somit auch für unpolarisiertes Licht Ra im gesamten dargestellten Einfallswinkelbereich auf. Daher ist es möglich, durch einen erfindungsgemäßen Spiegel gegenüber dem Stand der Technik einerseits die Reflektivität insgesamt für einen Einfallswinkelbereich zu erhöhen und andererseits die Differenz der Reflektivität Rs - Rp von s-polarisiertem Licht zu der Reflektivität von p- polarisiertem Licht zu erniedrigen. Ferner ist es durch einen erfindungsgemäßen Spiegel möglich, die Phasendifferenz nach der Reflektion zwischen s-polarisiertem Licht und p- polarisiertem Licht zu erniedrigen.All of the dielectric mirrors according to the invention of FIGS. 3, 5, 6 and 8 have a comparison with a comparable prior art mirror, cf. FIGS. 4 and 7 and FIGS Discussion of Figure 4 and 7, a higher reflectivity for p-polarized light Rp and thus also for unpolarized light Ra in the entire range of incidence angle shown. Therefore, it is possible by means of a mirror according to the invention over the prior art, on the one hand, to increase the reflectivity overall for an incident angle range and, on the other hand, to reduce the difference in reflectivity Rs-Rp from s-polarized light to the reflectivity of p-polarized light. Furthermore, it is possible by means of a mirror according to the invention to reduce the phase difference after the reflection between s-polarized light and p-polarized light.
Anhand der nachfolgenden Figuren 9 bis 15 werden verschiedenste Ausfuhrungsformen von erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie mit erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegeln diskutiert. Hierbei genügen die erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel an unterschiedlichen Einsatzorten innerhalb der Projektionsbelichtungsanlagen unterschiedlichen Anforderungen. Insbesondere bei erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlagen mit einer Mehrfachspiegelanordnung (Multi- Mirror-Array, MMA) ist auslegungsbedingt der Einsatz mindestens eines erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegels notwendig, um den Bauraum der Anlage zu begrenzen, wie unten noch näher erläutert wird.Various forms of embodiment of projection exposure apparatuses according to the invention for microlithography with dielectric mirrors according to the invention are discussed with reference to the following FIGS. 9 to 15. In this case, the dielectric mirrors according to the invention at different places of use within the projection exposure systems satisfy different requirements. In particular, in projection exposure apparatuses according to the invention with a multi-mirror array (MMA), the use of at least one dielectric mirror according to the invention is necessary, in order to limit the installation space of the installation, as will be explained in more detail below.
Die Figur 9 zeigt schematisch ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Die Lichtquelle 1 erzeugt ein Beleuchtungsstrahlbündel 12 dass in einer Strahlaufweitungsoptik 14 angepasst wird. Anschließend trifft das angepasste Beleuchtungsstrahlbündel 12 auf ein diffraktives optisches Element 3a (DOE) auf. Das diffraktive optische Element 3a steht in einer Feldebene der Beleuchtungsoptik und erzeugt, je nach aufgeprägten oder umfassenden diffraktive Strukturen, eine Beleuchtungswinkelverteilung. Das Beleuchtungsstrahlbündel 12 wird dann, mit der durch das diffraktive optische Element aufgeprägten Beleuchtungswinkelverteilung, durch das optische Modul 2 in eine nachfolgende Pupillenebene übergeführt. Diese nicht näher dargestellte Pupillenebene befindet sich in der Nähe des refraktiven optischen Elementes 3b. Das optische Modul 2 umfasst zur weiteren Strukturierung des Beleuchtungsstrahlbündels 12 ein Zoomsystem, schematisch dargestellt durch die bewegliche Linse 22, und ein Axikon, schematisch dargestellt durch die beiden Elemente 21. Durch eine geeignete Auslegung des diffraktiven optischen Elementes 3 a und durch eine geeignete Wahl der Position der Axikonelemente 21 und des Zooms 22 ist es möglich, am Ausgang des optischen Moduls 2, in einer Pupillenebene in der Nähe des refraktiven optischen Elements 3 b, eine beliebige gewünschte Intesititätsverteilung darzustellen, d.h. zu erzeugen. Dieser Intensitätsverteilung des Beleuchtungsstrahlbündels 12 in der Pupillenebene wird durch das refraktive optische Element 3 b eine Feldwinkelverteilung aufgeprägt, um eine gewünschte Feldform in einer Feldebene zu erhalten, wie z.B. eine rechteckige Feldform mit einem Aspektverhältnis von 10:1. Diese Feldwinkelverteilung des Beleuchtungsstrahlbündels 12 in der Pupillenebene, wird durch die nachfolgende Feldlinsenoptik 4 in ein Beleuchtungsfeld 5e am Eingang eines Stabes 5 überführt. Das beleuchtete Feld 5e am Eingang des Stabes 5 befindet sich dabei in einer Feldebene der Beleuchtungsoptik und besitzt eine Beleuchtungswinkelverteilung mit einem maximalen Beleuchtungswinkel dessen Sinus in der Regel, aber nicht notwendigerweise, der nummerischen Apertur der vorhergehenden Feldlinsenoptik 4 entspricht. Das Feld 5e besitzt im Gegensatz zu dem Feld bei dem diffraktiven Element 3a den vollen Lichtleitwert der Beleuchtungsoptik. Durch vielfache Totalreflektionen an den Stabwänden des Stabes 5 entstehen am Stabaustritt in den Austrittspupillen der Feldpunkte des Feldes 5a sekundäre Lichtquellen mit der Feldform des Feldes 5e am Stabeintritt als Form jeder einzelnen sekundären Lichtquelle. Durch diesen Kaleidoskopeffekt des Stabes 5 ist das Feld 5a hinsichtlich der Intensitätsverteilung über das Feld homogenisiert, da in diesem Feld 5a sozusagen das Licht vieler sekundärer Lichtquellen überlagert wird. Alternativ zu den Totalreflektionen innerhalb eines Stabes 5 kann auch die Reflektion an Spiegelwänden von erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegeln erfolgen, um den Kaleidoskopeffekt zur Lichtmischung zu erzeugen. Hierbei sollten die Spiegel sich gegenüberliegend angeordnet sein und insbesondere bei Einfallswinkel um die 75° gute Reflektivitätseigenschaften, insbesondere im Hinblick auf den Unterschied zwischen s- und p- polarisiertem Licht aufweisen, wie sie in den Ausführungsbeispielen zu Figur 3 und 5 gezeigt sind.FIG. 9 schematically shows an example of a projection exposure apparatus according to the invention for microlithography. The light source 1 generates an illumination beam 12 that is adapted in a beam expansion optics 14. Subsequently, the adjusted illumination beam 12 impinges on a diffractive optical element 3a (DOE). The diffractive optical element 3a is in a field plane of the illumination optics and generates, depending on the embossed or comprehensive diffractive structures, an illumination angle distribution. The illumination beam 12 is then, with the impressed by the diffractive optical element illumination angle distribution, transferred by the optical module 2 in a subsequent pupil plane. This pupil plane (not shown in more detail) is located near the refractive optical element 3b. The optical module 2 comprises for further structuring of the illumination beam 12, a zoom system, schematically represented by the movable lens 22, and an axicon, shown schematically by the two elements 21. By a suitable design of the diffractive optical element 3 a and by a suitable choice of Position of Axikonelemente 21 and the zoom 22, it is possible, at the output of the optical module 2, in a pupil plane in the vicinity of the refractive optical element 3 b, any represent desired intensity distribution, ie to generate. This intensity distribution of the illumination beam 12 in the pupil plane is impressed by the refractive optical element 3 b, a field angle distribution to obtain a desired field shape in a field plane, such as a rectangular field shape with an aspect ratio of 10: 1. This field angle distribution of the illumination beam 12 in the pupil plane is converted by the subsequent field lens optics 4 into an illumination field 5e at the entrance of a rod 5. The illuminated field 5e at the input of the rod 5 is located in a field plane of the illumination optics and has an illumination angle distribution with a maximum illumination angle whose sine usually, but not necessarily, the numerical aperture of the previous field lens optics 4 corresponds. In contrast to the field in the case of the diffractive element 3a, the field 5e has the full optical conductivity of the illumination optics. By multiple total reflections on the rod walls of the rod 5 arise at the rod exit in the exit pupils of the field points of the field 5a secondary light sources with the field shape of the field 5e at the rod entry as a shape of each individual secondary light source. As a result of this kaleidoscope effect of the rod 5, the field 5a is homogenized with respect to the intensity distribution over the field, since the light of many secondary light sources is superimposed, as it were, in this field 5a. As an alternative to the total reflections within a bar 5, the reflection on mirror walls of dielectric mirrors according to the invention can also take place in order to produce the kaleidoscope effect for light mixing. In this case, the mirrors should be arranged opposite each other and, in particular at angles of incidence of around 75 °, have good reflectivity properties, in particular with regard to the difference between s- and p-polarized light, as shown in the exemplary embodiments of FIGS. 3 and 5.
Eine Feldblende 51 begrenzt das Feld 5a in seiner lateralen Ausdehnung und sorgt für einen scharfen Hell-Dunkelübergang des Feldes. Ein nachfolgendes, sogenanntes REMA-Objektiv 6 bildet das Feld 5a in die Retikelebene 7 ab. Dabei werden die Hell-Dunkelkanten der Feldblende 51 scharf in die Objekt- bzw. Feldebene 7 transferiert. Aus dieser Funktion der scharfen Kantenabildung der Feldblende 51 in die Retikel- oder Feldebene 7, auch als „Maskieren" des Retikels bezeichnet (im Englischen „reticle masking"), resultiert der Name REMA (REticleMAsking) dieser Objektivgruppe. Das REMA-Objektiv 6 besteht z.B. aus einer Kondensor-Gruppe 61, einem Pupillenbereich in der Nähe einer Pupillenebene 62, einer Pupillenlinsengruppe 63, einem erfindungsgemäßen Umlenkspiegel 64 und einer abschließenden Feldlinsengruppe 65. Der erfindungsgemäße Umlenkspiegel 64 befindet sich in einem Übergangsbereich zwischen einer Feldebene und einer Pupillenebene und hat eine Neigung von 45° gegenüber der optischen Achse, so dass die eine Hälfte des Spiegels in Richtung einer Pupillenebene und die andere Hälfte in Richtung einer Feldebene zeigt. Daher muss dieser Spiegel nicht nur für Einfallswinkelbereiche von +/-25° um einen mittleren Einfallswinkel von 45° herum hohe Reflektivitäten aufweisen, sondern lokal über die Spiegeloberfläche seine Reflektivitätseigenschaften ändern. Hinzu kommen noch bestimmte Anforderungen seitens der polarisationsoptischen Auslegung des Beleuchtungssystems. Um all diesen Anforderungen gerecht zu werden, weist der erfindungsgemäße dielektrische Umlenkspiegel 64 mindestens eine Schicht auf, deren Schichtdicke sich in Richtung entlang der Spiegeloberfläche um mehr als 10 % bezogen auf die maximale Schichtdicke der Schicht ändert. Ferner weist der erfindungsgemäße dielektrische Umlenkspiegel 64 mindestens einen Schichtstapel A, B oder C auf, der in Richtung der Flächennormalen mindestens zwei unterschiedliche Perioden von zwei aufeinanderfolgenden Schichten aus einem hoch- und einem niedrigbrechenden Material besitzt.A field stop 51 delimits the field 5a in its lateral extent and ensures a sharp light-dark transition of the field. A subsequent, so-called REMA objective 6 images the field 5a into the reticle plane 7. The light-dark edges of the field stop 51 are sharply transferred to the object or field plane 7. From this function of the sharp edge formation of the field stop 51 into the reticle or field plane 7, also referred to as "masking" of the reticle (in English "reticle masking"), the name REMA (REticleMAsking) of this lens group results. The REMA objective 6 consists, for example, of a condenser group 61, a pupil area in the vicinity of a pupil plane 62, a pupil lens group 63, a deflection mirror 64 according to the invention and a terminating field lens group 65. The deflection mirror 64 according to the invention is located in a transition area between a field plane and a pupil plane and has a slope of 45 ° with respect to the optical axis, so that one half of the mirror points in the direction of a pupil plane and the other half in the direction of a field plane. Therefore, this mirror must have not only for incident angle ranges of +/- 25 ° around a mean angle of incidence of 45 ° around high reflectivities, but locally change its reflectivity properties over the mirror surface. In addition, there are certain requirements due to the polarization-optical design of the lighting system. In order to meet all these requirements, the dielectric deflection mirror 64 according to the invention has at least one layer whose layer thickness changes in the direction along the mirror surface by more than 10% relative to the maximum layer thickness of the layer. Furthermore, the dielectric deflection mirror 64 according to the invention has at least one layer stack A, B or C which has at least two different periods of two successive layers of a high and a low refractive index material in the direction of the surface normal.
Die Objektfeldebene 7 stellt die Trennebene zwischen einer Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik, z.B. einem Projektionsobjektiv 8, einer Projektionsbelichtungsanlage dar. Die Beleuchtungsoptik hat die Aufgabe, ein scharfkantig begrenztes Feld homogen zu beleuchten und dabei die B eleuchtungswinkel Verteilung bzw. Austrittspupille eines Objektfeldpunktes entsprechend den Vorgaben zu strukturieren.The object field plane 7 represents the separation plane between illumination optics and projection optics, e.g. A projection lens 8, a projection exposure system. The lighting optical system has the task of illuminating a sharp-edged field homogeneously and thereby to structure the illumination angle distribution or exit pupil of an object field point according to the specifications.
In die Objektfeldebene 7 werden zur Chip-Produktion Retikels bzw. Masken eingebracht. Diese Masken werden mittels des durch die Beleuchtungsoptik präparierten Beleuchtungstrahlbündels 12 beleuchtet. Das Projektionsobjektiv 8 bildet die beleuchtete Maske in eine weitere Feldebene, die Bildfeldebene 10 ab. Dort befindet sich ein Substrat 9, welches an seiner Oberseite eine photosensitive Schicht trägt. Die Maskenstrukturen werden durch das Projektionsobjektiv 8 in entsprechende belichtete Bereiche der photosensitiven Schicht übertragen.Reticles or masks are introduced into the object field plane 7 for chip production. These masks are illuminated by means of the illumination beam 12 prepared by the illumination optics. The projection objective 8 images the illuminated mask into a further field plane, the image field plane 10. There is a substrate 9, which carries on its upper side a photosensitive layer. The mask structures are transmitted through the projection lens 8 into corresponding exposed areas of the photosensitive layer.
Nach dem Belichtungsprozessschritt wird das belichtete Substrat 9 nachfolgenden Prozessschritten unterworfen, wie z.B. dem Ätzen. In der Regel erhält das Substrat 9 anschließend eine neue photosensitive Schicht und wird einem neuen Belichtungsprozessschritt unterzogen. Diese Prozessschritte werden solange wiederholt, bis der fertige Mikrochip bzw. das fertige mikrostrukturierte Bauelement erhalten wird.After the exposure process step, the exposed substrate 9 is subjected to subsequent process steps, e.g. the etching. As a rule, the substrate 9 subsequently receives a new photosensitive layer and is subjected to a new exposure process step. These process steps are repeated until the finished microchip or the finished microstructured component is obtained.
Figur 10 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Die Elemente in Figur 10, die denjenigen in Figur 9 entsprechen, sind dabei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Projektionsbelichtungsanlage in Figur 10 unterscheidet sich von der Projektionsbelichtungsanlage in Figur 9 lediglich in der Beleuchtungsoptik. Die Beleuchtungsoptik in Figur 10 unterscheidet sich von der Beleuchtungsoptik in Figur 9 dadurch, dass der Stab 5 bzw. das Spiegelkaleidoskop 5 zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen fehlt. Ferner unterscheidet sich die Beleuchtungsoptik in Figur 10 dadurch, das ein felddefinierendes Element 3c (auf Englisch: field defining element, FDE) nicht nur für die Erzeugung der notwendigen Feldwinkel in der Pupillenebene sorgt, sondern auch, durch den Aufbau als zweistufiger Wabenkondensor, für die Erzeugung der sekundären Lichtquellen sorgt. Somit beinhaltet das felderzeugende Element 3 c in Figur 3 sowohl die Funktionalität des refraktiven optischen Elements (ROE) 3b aus Figur 9, als auch die Funktionalität des Stabes 5 bzw. Kaleidoskops 5 aus Figur 9. Das felderzeugende Element 3c, ausgeführt als zweistufiger Wabenkondensor, führt einerseits die notwendigen Feldwinkel in der Pupillenebene ein und erzeugt andererseits die sekundären Lichtquellen in der Pupillenebene. Dadurch wird in den nachfolgenden Feldebenen der Beleuchtungsoptik eine entsprechende Feldform mit einer gewünschten homogenisierten Intensitätsverteilung über das Feld durch die Überlagerung von Licht der sekundären Lichtquellen erzeugt.FIG. 10 schematically shows a further example of a projection exposure apparatus according to the invention for microlithography. The elements in Figure 10, which correspond to those in Figure 9, are denoted by the same reference numerals. The projection exposure apparatus in FIG. 10 differs from the projection exposure apparatus in FIG. 9 only in the illumination optics. The illumination optics in FIG. 10 differs from the illumination optics in FIG. 9 in that the rod 5 or the mirror kaleidoscope 5 is lacking for generating secondary light sources. Furthermore, the illumination optical system in FIG. 10 differs in that a field-defining element 3c (FDE) not only provides for the generation of the necessary field angles in the pupil plane, but also, due to its construction as a two-stage honeycomb condenser, for the Generation of secondary light sources ensures. Thus, the field-generating element 3 c in Figure 3 includes both the functionality of the refractive optical element (ROE) 3b of Figure 9, and the functionality of the rod 5 and Kaleidoskops 5 of Figure 9. The field-generating element 3 c, designed as a two-stage honeycomb condenser, On the one hand introduces the necessary field angles in the pupil plane and on the other hand generates the secondary light sources in the pupil plane. As a result, a corresponding field shape with a desired homogenized intensity distribution over the field is generated in the subsequent field levels of the illumination optics by the superimposition of light of the secondary light sources.
Die Figur 11 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Pupillenformungseinheit für eine Beleuchtungsoptik für eine lithographische Projektionsbelichtungsanlage, wie sie z.B. in Figur 9 oder 10 dargestellt ist. Hierbei dient die erfindungsgemäße Pupillenformungseinheit aus Figur 1 1 als Ersatz für die Pupillenformungseinheit 2 der Projektionsbelichtungsanlage gemäß den Figuren 9 oder 10. Der Einsatz der Pupillenformungseinheit der Figur 11 ist jedoch nicht auf diese Projektionsbelichtungsanlagen begrenzt. Die Pupillenformungseinheit der Figur 11 endet in der Pupillenebene 44, die sich in Figur 9 in der Nähe des refraktiven optischen Elements 3b und in Figur 10 in der Nähe des Felderzeugenden Elementes 3 c befindet und im Rahmen dieser Anmeldung als erste Systempupille des Beleuchtungssystems gelten soll. Anstatt einem DOE 3a in Figur 9 und in Figur 10 sorgt eine Mehrfachspiegelanordnung (Multi-Mirror-Array, MMA) 38 für eine Beleuchtungswinkelverteilung, die sich in der Pupillenebene 44 zu einer Intensitätsverteilung in dieser Pupillenebene überlagert. Diese Intensitätsverteilung der Pupillenebenen 44 entspricht der Intensitätsverteilung in der Austrittspupille bzw. der Beleuchtungswinkelverteilung eines Objektfeldpunktes, sofern eine ideale Fourieroptik zur Übertragung zugrunde gelegt wird. Ein Beleuchtungsstrahlbündel 12 einer Lichtquelle wird durch einen erfindungsgemäßen Umlenkspiegel 30 umgelenkt und durch einen Wabenkondensor 32 in einzelne Teilbeleuchtungsstrahlbündel zerlegt und nachfolgend durch eine Teleskopoptik 34, bzw. eine Relais-Optik 34, bzw. einen Kondensor 34 auf ein Linsenarray 36 geleitet. Der erfindungsgemäße dielektrische Umlenkspiegel 30 entspricht in seinem Reflektivitätsverhalten den Ausfuhrungsbeispielen zu den Figuren 6 und 8. Das Linsenarray 36 konzentriert die Teil- Beleuchtungsstrahlbündel auf die einzelnen Spiegel der Mehrfachspiegelanordnung 38. Die einzelnen Spiegel der Mehrfachspiegelanordnung 38 können unterschiedlich gekippt werden, d.h. wenigstens ein Teil der Spiegel der Mehrfachspiegelanordnung sind um wenigstens eine Achse zur Veränderung eines Einfallswinkels des zugehörigen Teilbeleuchtungsstrahlbündels drehbar, so dass in der Pupillenebene 44 unterschiedliche Intensitätsverteilungen einstellbar sind. Die von den Spiegeln der Mehrfachspiegelanordnung 38 ausgehenden Teilbeleuchtungsstrahlbündel werden durch eine nachfolgende Streuscheibe 40 und eine nachfolgende Kondensoroptik 42 in die Pupillenebene 44 bzw. Systempupille des Beleuchtungssystems abgebildet. Auch in der, in Figur 11 nicht näher dargestellten Teleskopoptik 34 können verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegeln eingesetzt werden, wie nachfolgend anhand der Figuren 12 bis 15 näher erläutert wird.FIG. 11 schematically shows a pupil-shaping unit according to the invention for an illumination optical system for a lithographic projection exposure apparatus, as shown for example in FIG. 9 or 10. Here, the pupil-shaping unit according to the invention from FIG. 11 serves as a substitute for the pupil-shaping unit 2 of the projection exposure apparatus according to FIGS. 9 or 10. However, the use of the pupil-shaping unit of FIG. 11 is not limited to these projection exposure apparatuses. The pupil-forming unit of FIG. 11 terminates in the pupil plane 44, which is located in FIG. 9 in the vicinity of the refractive optical element 3b and in FIG. 10 in the vicinity of the field-generating element 3c and is to be regarded as the first system pupil of the illumination system in the context of this application. Instead of a DOE 3a in FIG. 9 and in FIG. 10, a multi-mirror array (MMA) 38 provides an illumination angle distribution which superimposes on the pupil plane 44 an intensity distribution in this pupil plane. This intensity distribution of the pupil planes 44 corresponds to the intensity distribution in the exit pupil or the illumination angle distribution of an object field point, if an ideal Fourier optics is used as the basis for the transmission. An illumination beam 12 of a light source is deflected by a deflection mirror 30 according to the invention and separated by a honeycomb condenser 32 into individual partial illumination beams and subsequently passed through a telescope optics 34, or a relay optic 34, or a condenser 34 onto a lens array 36. Of the Dielectric array 30 according to the invention corresponds in its reflectivity behavior to the exemplary embodiments of FIGS. 6 and 8. The lens array 36 concentrates the partial illumination beam bundles on the individual mirrors of the multiple mirror arrangement 38. The individual mirrors of the multiple mirror arrangement 38 can be tilted differently, ie at least part of the mirrors The multi-mirror arrangement can be rotated about at least one axis for changing an angle of incidence of the associated partial illumination beam, so that different intensity distributions can be set in the pupil plane 44. The partial illumination beam bundles emanating from the mirrors of the multiple-mirror arrangement 38 are imaged by a subsequent diffusing screen 40 and a subsequent condenser optical system 42 into the pupil plane 44 or system pupil of the illumination system. 11, various embodiments of dielectric mirrors according to the invention can be used, as will be explained in more detail below with reference to FIGS. 12 to 15.
Die Figur 12 zeigt schematisch eine erfϊndungsgemäße Pupillenformungseinheit mit mindestens einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel bestehend aus einem Wabenkondensor 32, einer Kondensor- bzw. Relais- oder Teleskopoptik 34, einen Linsenarray 36 und einer Mehrfachspiegelanordnung 38 (Multi-Mirror-Array, MMA). Da der Wabenkonsensor 32 zur Gewährleistung einer hohen Auflösung bei der Strukturierung der Intensitätsverteilung in der Systempupille des Beleuchtungssystems nicht wesentlich die Divergenz des Beleuchtungsstrahlbündels erhöhen darf, ist es notwendig, dass ein Kondensor, bzw. eine Teleskopoptik, bzw. eine Relais-Optik 34 mit großer Brennweite, diese niedrigen Divergenzwerte in korrespondierende Höhen gegenüber der optischen Achse auf der Mehrfachspiegelanordnung 38 übersetzt. Aus bauraumtechnischen Gründen ist es daher sinnvoll, diese Teleskopoptik 34 mit großer Brennweite, durch Prismen oder Spiegel entsprechend zu falten. Insbesondere erfindungsgemäße dielektrische Spiegel sind hierbei aufgrund ihrer hohen Reflektivität und ihrer Laserstabilität für diese Faltungsaufgabe vorzuziehen, da die Gesamttransmission der Projektionsbelichtungsanlage von der Reflektivität dieser Spiegel abhängt und sich die Gesamttransmission auf den Durchsatz an zu belichtenden Wafern auswirkt. Aufgrund der niedrigen Divergenzen und Bündelquerschnitte an den genannten Einsatzorten müssen hier Spiegel eingesetzt werden, welche hohe Laserpulsenergiedichten von bis zu 250 mJ/cm2 aushalten können. Die erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel innerhalb der Teleskopoptik 34 weisen hierbei insbesondere bei Einfallswinkeln zwischen 33° und 52° eine gute Reflektivität und eine geringe Reflektivitäts- bzw. Phasenaufspaltung zwischen s- und p-polarisiertem Licht auf, wie sie in den Ausfuhrungsbeispiel zu den Figuren 6 und 8 gezeigt sind.FIG. 12 schematically shows a pupil shaping unit according to the invention with at least one dielectric mirror according to the invention comprising a honeycomb condenser 32, a condenser or relay or telescope optics 34, a lens array 36 and a multi-mirror array 38 (MMA). Since the honeycomb sensor 32 must not substantially increase the divergence of the illumination beam in order to ensure a high resolution in the structuring of the intensity distribution in the system pupil of the illumination system, it is necessary for a condenser, or a telescope optics, to have a large size Focal length, these low divergence values translated into corresponding heights relative to the optical axis on the multi-mirror array 38. For space reasons, it is therefore appropriate to fold this telescope optics 34 with a large focal length, by prisms or mirrors accordingly. In particular, dielectric mirrors according to the invention are to be preferred for this folding task because of their high reflectivity and their laser stability, since the total transmission of the projection exposure apparatus depends on the reflectivity of these mirrors and the overall transmission has an effect on the throughput of wafers to be exposed. Due to the low divergences and bundle cross sections at the named locations, mirrors must be used which can withstand high laser pulse energy densities of up to 250 mJ / cm 2 . The dielectric mirrors according to the invention within the telescope optics 34 have a good reflectivity and a low reflectivity or phase splitting between s and 2, in particular at angles of incidence between 33 ° and 52 ° p-polarized light, as shown in the exemplary embodiment of Figures 6 and 8.
Figur 13 zeigt schematisch eine alternative erfindungsgemäße Pupillenformungseinheit mit mindestens einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegels, bei der zur Erzeugung der Lichtmischung der Wabenkondensor 32 aus Figur 12 gegen einen entsprechenden Stab 32a, eine Lichtleitfaser 32a, ein Lichtleitfaserbündel 32a oder ein Kaleidoskop 32a aus erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegeln getauscht wurde. Diese erfindungsgemäßen Spiegel des Kaleidoskops 32a weisen hierbei entsprechend den erfindungsgemäßen Spiegeln des Kaleidoskops 5 für hohe Einfallswinkel eine gute Reflektivität und eine geringe Reflektivitäts- bzw. Phasenaufspaltung zwischen s- und p-polarisiertem Licht auf, wie sie in den Ausführungsbeispielen zu den Figuren 3 und 5 gezeigt sind. Ferner können die dargestellten Umlenkprismen der Teleskopoptik 34 in Figur 13 durch erfindungsgemäße dielektrische Spiegel ersetzt werden, wie oben schon zur Figur 12 diskutiert.FIG. 13 schematically shows an alternative pupil shaping unit according to the invention with at least one dielectric mirror according to the invention in which the honeycomb condenser 32 of FIG. 12 has been exchanged for a corresponding rod 32a, an optical fiber 32a, an optical fiber bundle 32a or a kaleidoscope 32a of dielectric mirrors according to the invention , In accordance with the mirrors of the kaleidoscope 5 according to the invention for high angles of incidence, these inventive mirrors of the kaleidoscope 32a have a good reflectivity and a low reflectivity or phase splitting between s- and p-polarized light, as in the exemplary embodiments of FIGS. 3 and 5 are shown. Furthermore, the illustrated deflecting prisms of the telescope optics 34 in FIG. 13 can be replaced by dielectric mirrors according to the invention, as already discussed above with reference to FIG.
Figur 14 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Pupillenformungseinheit mit mindestens einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel. Bei dieser Ausführungsform ist die Relais-Optik, bzw. die Kondensor-Optik, bzw. die Teleskopoptik 34 in zwei separate Relais-Optiken 34a und 34b aufgeteilt. Als Lichtmischungseinrichtung 32b dient in Figur 14 im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsformen ein optisches System, welches aus „Hilfslinsen" von zwei zueinander senkrecht stehenden dünnen optischen Platten gebildet wird. Die beiden dünnen senkrecht zueinander stehen Platten sorgen für die entsprechende Lichtmischung auf der Mehrfachspiegelanordnung 38. Alternativ ist es möglich die beiden Platten durch jeweils zwei sich gegenüberliegende erfindungsgemäße dielektrische Spiegel zu ersetzen, um damit einen Kaleidoskop- bzw. Lichtmischungseffekt in jeweils einer Richtung zu erzeugen. Die erfindungsgemäßen Spiegel eines solchen Kaleidoskops weisen hierbei entsprechend den erfindungsgemäßen Spiegeln des Kaleidoskops 5 für hohe Einfallswinkel eine gute Reflektivität und eine geringe Reflektivitäts- bzw. Phasenaufspaltung zwischen s- und p-polarisiertem Licht auf, wie sie in den Ausführungsbeispielen zu den Figuren 3 und 5 gezeigt sind. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Figur 14 sorgt eine optionale Strahlformungseinheit 31a für eine Anpassung der Größe und der Divergenz des Beleuchtungsstrahlbündels. Durch die beiden Schnittebenen 31b senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung ist angedeutet, dass erfindungsgemäße dielektrische Spiegel der Pupillenformungseinheit, bzw. der Konditionierungseinheit der Beleuchtungsoptik, sich auch vor der Gehäusewand der Beleuchtungsoptik, angedeutet durch 3 Ib, befinden können. In der Figur 14 sind der Übersichtlichkeit halber keinerlei Umlenkelemente eingezeichnet, jedoch lässt sich der Einsatzort solcher Elemente in der Figur 14 immer dort erkennen, wo der eingezeichnete Lichtstrahl seine Richtung ändert. An diesen Stellen ist der Einsatz von erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegeln vorzuziehen, da aufgrund der niedrigen Divergenzen und Bündelquerschnitte an den genannten Einsatzorten hier Spiegel eingesetzt werden müssen, welche hohe Laserpulsenergiedichten von bis zu 250 mJ/cm2 aushalten können und dabei gleichzeitig eine hohe Reflektivität aufweisen. Die erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel weisen hierbei insbesondere bei Einfallswinkeln zwischen 33° und 52° eine gute Reflektivität und eine geringe Reflektivitäts- bzw. Phasenaufspaltung zwischen s- und p-polarisiertem Licht auf, wie sie in den Ausführungsbeispielen zu den Figuren 6 und 8 gezeigt sind.FIG. 14 schematically shows a further embodiment according to the invention of a pupil shaping unit with at least one dielectric mirror according to the invention. In this embodiment, the relay optics, or the condenser optics, or the telescope optics 34 is divided into two separate relay optics 34a and 34b. In contrast to the previous embodiments, an optical system which is formed from "auxiliary lenses" of two mutually perpendicular thin optical plates serves as the light-mixing device 32b in Figure 14. The two thin plates perpendicular to one another provide the corresponding light mixture on the multiple-mirror arrangement 38. Alternatively, it is possible to replace the two plates by two opposing dielectric mirrors according to the invention, in order to produce a kaleidoscope or light mixing effect in one direction Angle of incidence good reflectivity and a low Reflektivitäts- or phase splitting between s- and p-polarized light, as shown in the embodiments of Figures 3 and 5. In the inventive Ausf In the embodiment shown in FIG. 14, an optional beam shaping unit 31a adjusts the size and the divergence of the illumination beam. It is indicated by the two cutting planes 31b perpendicular to the beam propagation direction that inventive dielectric mirrors of the pupil shaping unit or of the conditioning unit of the illumination optics can also be located in front of the housing wall of the illumination optics, indicated by 3 lb. For the sake of clarity, no deflecting elements are shown in FIG. 14, but the location of use of such elements in FIG. 14 can always be recognized where the drawn light beam changes its direction. At these points, the use of dielectric mirrors according to the invention is preferable, since due to the low divergences and bundle cross sections at the above locations, mirrors must be used which can withstand high laser pulse energy densities of up to 250 mJ / cm 2 and at the same time have high reflectivity. The dielectric mirrors according to the invention have a good reflectivity and a low reflectivity or phase splitting between s- and p-polarized light, in particular at angles of incidence between 33 ° and 52 °, as shown in the exemplary embodiments of FIGS. 6 and 8.
Figur 15 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pupillenformungseinheit mit einem erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel. In dieser Ausführungsform dient eine optische Konditionierungseinheit 32c dazu, dass Beleuchtungsstrahlbündel am Ausgang der Konditionierungseinheit 32c zu symmetrisieren, ohne dabei auf die Polarisationseigenschaften des Lichtes zur Symmetrisierung zurückzugreifen. Die Funktionsweise der optischen Konditionierungseinheit 32c basiert darauf, dass ein Teil des Beleuchtungsstrahlbündels durch die erfindungsgemäßen dielektrischen Spiegel 37a und 37b umgelenkt wird, wobei dieser Teil des Beleuchtungsstrahlbündels ein sogenanntes Dove-Prisma 35 passiert. Innerhalb des Dove-Prismas 35 erfolgt die eigentliche Spiegelung bzw. Symmetrisierung des Teilbelichtungsstrahlbündels, so dass am Ausgang der optischen Konditionierungseinheit 32c ein Belichtungsstrahlbündel vorliegt, das aus zwei zueinander, gegenüber einer Achse entlang der Ausbreitungsrichtung des Lichts, symmetrisierten Teilbelichtungsstrahlbündeln gebildet ist.FIG. 15 schematically shows a further embodiment according to the invention of a pupil shaping unit according to the invention with a dielectric mirror according to the invention. In this embodiment, an optical conditioning unit 32c serves to symmetrize the illumination beam at the output of the conditioning unit 32c without resorting to the polarization properties of the light for symmetrization. The functioning of the optical conditioning unit 32c is based on the fact that a part of the illumination beam is deflected by the dielectric mirrors 37a and 37b according to the invention, this part of the illumination beam passing through a so-called dove prism 35. Within the dove prism 35, the actual reflection or symmetrization of the partial exposure beam takes place, so that an exposure beam exists at the output of the optical conditioning unit 32c, which is formed from two partial exposure beam bundles which are symmetrized with respect to an axis along the propagation direction of the light.
Auch beim Ausführungsbeispiel zu Figur 15 sind, ebenso wie zu den Ausführungsbeispielen zu Figur 13 oder 14, insbesondere erfindungsgemäße dielektrische Spiegel aufgrund ihrer hohen Reflektivität und ihrer Laserstabilität für die Strahlumlenkung vorzuziehen. In der Figur 15 sind die Spiegel 37a und 37 b der Konditionierungseinheit 32c explizit eingezeichnet, hingegen wurde auf die Darstellung des Umlenkspiegels innerhalb der Teleskopoptik 34 der Übersichtlichkeit halber verzichtet. In the exemplary embodiment according to FIG. 15 as well, as with the exemplary embodiments according to FIG. 13 or 14, particular preference is given to dielectric mirrors according to the invention because of their high reflectivity and their laser stability for beam deflection. The mirrors 37a and 37b of the conditioning unit 32c are explicitly drawn in FIG. 15, whereas the illustration of the deflection mirror within the telescope optics 34 has been omitted for the sake of clarity.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Dielektrischer Spiegel mit mindestens einem oxidischen Schichtstapel (C) bestehend aus oxidischen Schichten und mindestens einem fluoridischen Schichtstapel (A) bestehend aus fluoridischen Schichten dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel mindestens einen gemischten Schichtstapel (B) bestehend aus einer Folge von alternierenden fluoridischen und oxidischen Schichten zwischen dem oxidischen Schichtstapel (C) und dem fluoridischen Schichtstapel (A) aufweist.1. Dielectric mirror with at least one oxidic layer stack (C) consisting of oxidic layers and at least one fluoridic layer stack (A) consisting of fluoridic layers, characterized in that the mirror at least one mixed layer stack (B) consisting of a sequence of alternating fluoridic and oxidic Layers between the oxide layer stack (C) and the fluoridic layer stack (A).
2. Dielektrischer Spiegel nach Anspruch 1, wobei der gemischte Schichtstapel (B) zur Anpassung der Schichtspannungen des fluoridischen Schichtstapels (A) an den oxidischen Schichtstapel (C) dient und hierzu mehr als 4 Schichten, insbesondere mehr als 6 Schichten aufweist.2. Dielectric mirror according to claim 1, wherein the mixed layer stack (B) for adapting the layer stresses of the fluoridic layer stack (A) to the oxidic layer stack (C) is used and for this purpose more than 4 layers, in particular more than 6 layers.
3. Dielektrischer Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Brechzahldifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichten des gemischten Schichtstapels (B) größer als 0,35, insbesondere größer als 0,4 beträgt.3. Dielectric mirror according to one of the preceding claims, wherein at least one refractive index difference between two successive layers of the mixed layer stack (B) is greater than 0.35, in particular greater than 0.4.
4. Dielektrischer Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Schichtdicke einer Schicht sich in Richtung entlang der Spiegeloberfläche um mehr als 10 % bezogen auf die maximale Schichtdicke der Schicht ändert.4. Dielectric mirror according to one of the preceding claims, wherein at least one layer thickness of a layer changes in the direction along the mirror surface by more than 10% based on the maximum layer thickness of the layer.
5. Dielektrischer Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Schichtstapel (A, B, C) in Richtung der Flächennormalen des Spiegels mindestens zwei unterschiedliche Perioden von zwei aufeinanderfolgenden Schichten aus einem hoch- und einem niedrigbrechenden Material aufweist.5. Dielectric mirror according to one of the preceding claims, wherein at least one layer stack (A, B, C) in the direction of the surface normal of the mirror has at least two different periods of two successive layers of a high and a low refractive index material.
6. Dielektrischer Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spiegel bei einer Wellenlänge von 193 nm und Einfallswinkeln zwischen 33° und 52° eine maximale Differenz der Reflektivität von s-polarisiertem Licht (Rs) zu der Reflektivität von p- polarisiertem Licht (Rp) von weniger als 4 %, insbesondere von weniger als 2 % aufweist.6. Dielectric mirror according to one of the preceding claims, wherein the mirror at a wavelength of 193 nm and incidence angles between 33 ° and 52 °, a maximum difference in the reflectivity of s-polarized light (Rs) to the reflectivity of p-polarized light (Rp ) of less than 4%, in particular less than 2%.
7. Dielektrischer Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spiegel bei einer Wellenlänge von 193 nm und Einfallswinkeln zwischen 33° und 52° eine Reflektivität für s-polarisiertes Licht (Rs) und / oder p-polarisiertes Licht (Rp) und / oder unpolarisiertes Licht (Ra) von größer 96 %, insbesondere von größer 97,5 % aufweist.7. Dielectric mirror according to one of the preceding claims, wherein the mirror at a wavelength of 193 nm and incidence angles between 33 ° and 52 ° a Has reflectivity for s-polarized light (Rs) and / or p-polarized light (Rp) and / or unpolarized light (Ra) of greater than 96%, in particular greater than 97.5%.
8. Dielektrischer Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Spiegel bei einer Wellenlänge von 193 nm und einem Einfallswinkel von 75° eine Differenz der Reflektivität von s-polarisiertem Licht (Rs) zu der Reflektivität von p-polarisiertem Licht (Rp) von weniger als 14 %, insbesondere von weniger als 1 1 % aufweist.8. Dielectric mirror according to one of claims 1 to 5, wherein the mirror at a wavelength of 193 nm and an incident angle of 75 °, a difference in the reflectivity of s-polarized light (Rs) to the reflectivity of p-polarized light (Rp) less than 14%, in particular less than 1 1%.
9. Dielektrischer Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der gemischte Schichtstapel (B) mehr als 10 Schichten aufweist.The dielectric mirror according to any one of the preceding claims, wherein the mixed layer stack (B) has more than 10 layers.
10. Verfahren zur Herstellung reflektierender dielektrischer Spiegel durch Abscheiden einer Folge von dielektrischen Schichten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen einem oxidischen Schichtstapel (C) bestehend aus oxidischen Schichten und einem fluoridischen Schichtstapel (A) bestehend aus fluoridischen Schichten ein gemischter Schichtstapel (B) bestehend aus alternierenden oxidischen und fluoridischen Schichten mit mehr als 4 Schichten, insbesondere mehr als 6 Schichten zur Anpassung von Spannungen des fluoridischen Schichtstapels (A) an Spannungen des oxidischen Schichtstapel (C) abgeschieden wird.10. A method for producing reflective dielectric mirrors by depositing a sequence of dielectric layers, characterized in that at least between an oxide layer stack (C) consisting of oxidic layers and a fluoridic layer stack (A) consisting of fluoride layers, a mixed layer stack (B) of alternating oxidic and fluoridic layers with more than 4 layers, in particular more than 6 layers for adaptation of stresses of the fluoridic layer stack (A) to stresses of the oxide layer stack (C) is deposited.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die oxidischen Schichten des gemischten Schichtstapels (B) beim Vakuumbedampfen einem gesteuerten Ionenbeschuss unterliegen, wodurch insbesondere die Spannungen der Schichten eingestellt werden.11. The method according to claim 10, wherein the oxidic layers of the mixed layer stack (B) undergo controlled ion bombardment during vacuum evaporation, whereby in particular the stresses of the layers are adjusted.
12. Dielektrischer Spiegel hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11.12. Dielectric mirror produced by a method according to one of claims 10 to 11.
13. Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit mindestens einem dielektrischen Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 12.13. The projection exposure apparatus for microlithography with at least one dielectric mirror according to one of claims 1 to 9 or 12.
14. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13 mit mindestens einer Mehrfachspiegelanordnung (38) bestehend aus mehr als 1000 und weniger als 40000 Spiegeln mit einer Flächenausdehnung von 2 cm2 bis 80cm2. 14. A projection exposure apparatus according to claim 13 having at least one multiple mirror arrangement (38) consisting of more than 1000 and less than 40,000 mirrors with a surface area of 2 cm 2 to 80 cm 2 .
15. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 14 mit mindestens einer Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik (32; 32a; 32b; 32c) in Lichtrichtung vor der Mehrfachspiegelanordnung (38), wobei die Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik (32; 32a; 32b; 32c) die Divergenz eines durch Sie hindurchtretenden Beleuchtungsstrahlbündels (12) um weiniger als das vierfache erhöht und der mindestens eine dielektrische Spiegel Bestandteil der Homogenisierungsoptik bzw. Konditionierungsoptik (32; 32a; 32b; 32c) ist.15. A projection exposure apparatus according to claim 14 having at least one homogenizing optic or conditioning optic (32; 32a; 32b; 32c) in the light direction in front of the multiple mirror arrangement (38), wherein the homogenizing optic or conditioning optics (32; 32a; 32b; 32c) detects the divergence of a It is increased by less than four times the illuminating beam (12) passing through it and the at least one dielectric mirror is a component of the homogenizing optics or conditioning optics (32; 32a; 32b; 32c).
16. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 14 oder 15 mit einer Teleskopoptik (34) in Lichtrichtung vor dem Mehrfachspiegelanordnung (38) mit einer Brennweite von größer als 2 m, insbesondere größer als 5 m, wobei der mindestens eine dielektrische Spiegel Bestandteil der Teleskopoptik (34) ist. 16. Projection exposure system according to claim 14 or 15 with a telescope optical system (34) in the light direction in front of the multiple mirror arrangement (38) with a focal length of greater than 2 m, in particular greater than 5 m, wherein the at least one dielectric mirror is part of the telescope optics (34) ,
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DE (1) DE102008042439A1 (en)
WO (1) WO2010034367A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010017106A1 (en) 2010-05-27 2011-12-01 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Mirror with dielectric coating
WO2015082070A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Jenoptik Optical Systems Gmbh Polarization system
US20150219805A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Corning Incorporated Uv and duv expanded cold mirrors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08254612A (en) * 1995-03-15 1996-10-01 Canon Inc Multilayer film optical component and manufacture thereof
EP1152263A1 (en) * 1999-09-30 2001-11-07 Nikon Corporation Optical device with multilayer thin film and aligner with the device
WO2005114266A1 (en) * 2004-05-24 2005-12-01 Jenoptik Laser Optik Systeme Gmbh High-reflecting dielectric mirror and method for the production thereof
US20070236799A1 (en) * 2006-01-19 2007-10-11 Shimadzu Corporation Mirror for solid-state laser
EP1965229A2 (en) * 2007-02-28 2008-09-03 Corning Incorporated Engineered fluoride-coated elements for laser systems

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6249378B1 (en) * 1997-02-28 2001-06-19 Nikon Corporation Mirror and projection type display apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08254612A (en) * 1995-03-15 1996-10-01 Canon Inc Multilayer film optical component and manufacture thereof
EP1152263A1 (en) * 1999-09-30 2001-11-07 Nikon Corporation Optical device with multilayer thin film and aligner with the device
WO2005114266A1 (en) * 2004-05-24 2005-12-01 Jenoptik Laser Optik Systeme Gmbh High-reflecting dielectric mirror and method for the production thereof
US20070236799A1 (en) * 2006-01-19 2007-10-11 Shimadzu Corporation Mirror for solid-state laser
EP1965229A2 (en) * 2007-02-28 2008-09-03 Corning Incorporated Engineered fluoride-coated elements for laser systems

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010017106A1 (en) 2010-05-27 2011-12-01 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Mirror with dielectric coating
WO2011147916A1 (en) 2010-05-27 2011-12-01 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Mirror with dielectric coating
JP2013529318A (en) * 2010-05-27 2013-07-18 カール ツァイス レーザー オプティクス ゲーエムベーハー Dielectric coated mirror
US9297936B2 (en) 2010-05-27 2016-03-29 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Mirror with dielectric coating
WO2015082070A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Jenoptik Optical Systems Gmbh Polarization system
CN105814464A (en) * 2013-12-05 2016-07-27 业纳光学系统有限公司 Polarization system
US20160313482A1 (en) * 2013-12-05 2016-10-27 Jenoptik Optical Systems Gmbh Polarization system
US10139539B2 (en) 2013-12-05 2018-11-27 Jenoptik Optical Systems Gmbh Polarization system
US20150219805A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Corning Incorporated Uv and duv expanded cold mirrors
WO2015116761A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Corning Incorporated Uv and duv expanded cold mirrors
JP2017510835A (en) * 2014-01-31 2017-04-13 コーニング インコーポレイテッド UV and DUV extended cold mirror
US9696467B2 (en) 2014-01-31 2017-07-04 Corning Incorporated UV and DUV expanded cold mirrors

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