WO2014135537A1 - Kollektorspiegel für eine euv-lithographievorrichtung - Google Patents

Kollektorspiegel für eine euv-lithographievorrichtung Download PDF

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WO2014135537A1
WO2014135537A1 PCT/EP2014/054174 EP2014054174W WO2014135537A1 WO 2014135537 A1 WO2014135537 A1 WO 2014135537A1 EP 2014054174 W EP2014054174 W EP 2014054174W WO 2014135537 A1 WO2014135537 A1 WO 2014135537A1
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reflective optical
collector mirror
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Dirk Heinrich Ehm
Maarten Van Kampen
Arnoldus Jan Storm
Moritz Becker
Stefan-Wolfgang Schmidt
Jeroen Huijbregtse
Edwin Te Sligte
Rogier Verberk
Gisela Von Blanckenhagen
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G21K1/062—Devices having a multilayer structure

Definitions

  • the present invention relates to a collector mirror for an EUV lithography apparatus having a reflective coating on a substrate.
  • the invention further relates to extreme ultraviolet wavelength range reflective optical elements for the extreme ultraviolet wavelength range
  • the present invention relates to an optical system for EUV lithography or to an EUV lithography apparatus with such reflective optical elements.
  • EUV lithography devices for the lithography of semiconductor devices, reflective optical elements for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range (e.g., wavelengths between about 5 nm and 20 nm) such as photomasks or mirrors are employed. Since EUV lithography devices generally have a plurality of reflective optical elements, they must have the highest possible reflectivity in order to ensure a sufficiently high overall reflectivity. Since a plurality of reflective optical elements are usually arranged one after the other in an EUV lithography apparatus, even smaller reflectivity deteriorations in each individual reflective optical element have a greater effect on the overall reflectivity within the EUV lithography apparatus. In the operation of EUV lithography devices, reflective optical elements are exposed to intense EUV radiation in order to minimize the exposure time. Inside EUV lithography devices, particularly inside illumination and projection systems, vacuum conditions prevail to reduce potential contamination by the residual gas atmosphere.
  • EUV lithography devices particularly inside illumination and projection systems, vacuum conditions prevail to reduce potential contamination by the residual gas atmosphere.
  • Another source of contamination may be the source of radiation for the EUV radiation, particularly if it is a plasma source based on laser excitation (LPP source).
  • LPP source laser excitation
  • material droplets are exposed to intense laser radiation in order to excite them to a plasma, which i.a. Radiation around EUV or soft
  • X-ray wavelength range emitted Preference is given to using metals such as tin.
  • metals such as tin.
  • debris As a byproduct of plasma radiation are called so-called debris It also emits material atoms or molecules or material particles which, inter alia, can also strike the optically used surfaces of reflective optical elements and deposit there, which can lead to significant reflectivity losses.
  • particular collector levels are concerned, which are arranged in the beam path of an EUV lithography device as one of the first optical elements behind the radiation source.
  • Tin deposition is provided a 2 nm thick Siliziumnitridlage.
  • a collector mirror for an EUV lithography apparatus with a reflective coating on a substrate and with a layer of silicon nitride on the substrate-facing side of the reflective coating.
  • Collector mirrors are usually arranged in the beam path of an EUV lithography device as the first reflective optical element after the radiation source and serve to focus the radiation emitted by the source for further use for EUV lithography.
  • the collector mirror may be part of an illumination system for an EUV lithography device or be integrated with the radiation source to form an optical unit, wherein this integrated optical unit is part of the
  • Lighting system can be.
  • the collector mirror can be designed for operation in grazing or normal incidence.
  • the reflective coating may have only a few, possibly only a preferably metallic layer.
  • silicon nitride layer can be formed when reflecting standing wave field or the position of the surface of the
  • Collector mirror with respect to the standing wave field before a contamination layer grows so influence that a layer thickness variation of the contaminant causes the smallest possible changes in reflectivity.
  • the imaging properties of an optical system or of an EUV lithography device in which the collector mirror is used can be maintained. Especially at low thicknesses of the situation
  • Contamination material in the range of a few nanometers may still be sufficient reflectivities exist, in which the EUV lithography device can continue to operate.
  • the collector mirror proposed here the
  • Cleaning cycles for removing the top layer of contaminant material are spaced further apart in terms of time than in previous collector mirrors.
  • the layer of silicon nitride preferably has a thickness between 1 nm and 2 nm. In this thickness range, particularly low reflectivity losses can be achieved.
  • the reflective coating is formed as a multi-layer system of alternating layers of a material having a lower real part of the refractive index in the extreme ultraviolet wavelength range and a material having a higher real part of the refractive index in the extreme ultraviolet wavelength range.
  • Such collector mirrors are particularly suitable for use in quasi-normal incidence.
  • a layer of amorphous silicon is disposed between the multilayer system and the silicon nitride layer. This makes it particularly well the position of the surface of the collector mirror with respect to the standing in reflection forming standing Adjust wave field. This allows for greater thickness ranges of contamination to maximize the reflectivity.
  • the layer of amorphous silicon preferably has a thickness between 1 nm and 3 nm.
  • the multi-layer system as a material with a higher real part of
  • collector mirrors are particularly suitable for use at wavelengths around 12.5 nm to about 15 nm.
  • the collector mirror on the side of the layer of silicon nitride facing away from the substrate has an additional layer which comprises carbon, silicon dioxide or a metal.
  • the additional layer has, as metal, tin, zinc, tungsten or rhenium.
  • Zinc, rhenium and especially tin can be made
  • Tungsten can come from heating wires used to produce
  • the collector mirror with the additional layer can already be prepared by conventional coating methods before installation in an optical system of an EUV lithography device.
  • the thickness of the additional layer is chosen so that by additional growth or slight cleaning of
  • a prepared collector mirror has the advantage that the additional layer serves as a protective layer.
  • the additional layer can also be applied only after installation in the EUV lithography device by conventional contamination processes, which are specifically triggered for this purpose.
  • the additional layer has a thickness between 0, 1 nm and 2 nm.
  • the additional layer already has a certain protective function against contamination by other contaminants and against mechanical effects, but still shows neither reflectivity losses nor deterioration of
  • This object is also achieved by a reflective optical element for the extreme ultraviolet wavelength range with a multilayer system of alternating
  • reflective optical elements having on their multilayer system a layer of amorphous silicon having a thickness between 1 nm and 3 nm, preferably 1.5 nm to 3 nm, more preferably 1.55 nm to 2.5 nm and above another layer of silicon nitride having a thickness between 1 nm and 2 nm, in the presence of an overlying additional layer of material, as may occur in contaminations show lower reflectivity losses than conventional reflective optical
  • Contamination layer grows, so influence that a layer thickness variation of the contaminant causes the smallest possible changes in reflectivity. In this way, even with laterally inhomogeneous contamination, the imaging properties of an optical system in which the reflective optical element is used can be maintained. Especially with small thicknesses of the layer of contamination material in the range of a few nanometers, sufficient reflectivities may still be present, in which, for example, an EUV lithography device can continue to be operated. As a result, in the case of the reflective optical elements proposed here, the cleaning cycles for removing the topmost layer of contamination material can be selected to be further apart in terms of time than in the case of conventional reflective optical elements.
  • the reflective optical element proposed here has a comparably good cleanability, such as that described in van Herpen et. al. (supra) described reflective optical elements having a 2 nm thick Siliziumnitridlage on a ruthenium layer.
  • an extreme ultraviolet wavelength reflective optical element having a multilayer system of alternating layers of a lower refractive index material in the extreme ultraviolet wavelength range and a higher refractive index real material in the extreme ultraviolet wavelength range on a substrate in which the top layer of the multi-layer system is of the higher refractive index material having a different thickness than the other layers of the multi-layer system of the higher refractive index material, and the other side of the multilayer system is another layer of ruthenium and titanium further away from the substrate an additional layer of metal is arranged.
  • Multi-layer system of the material with a higher refractive index leads to the fact that the additional layer of metal, especially at lower metal layer thicknesses only leads to low reflectivity variations. Complete removal of an additional layer of metal that could be due to contamination, as described in van Herpen et al. (supra) would not be necessary for applications in, for example, EUV lithography.
  • the uppermost layer of the multilayer system of higher refractive index material has a thickness of between 1 nm and 5 nm, and low
  • Barrier location arranged. This serves to suppress interdiffusion of the ruthenium layer and the uppermost layer of the multi-layer system from the material with a higher real part of the refractive index and to avoid a consequent drop in the reflectivity.
  • the former reflective optical element on the side of the further layer of silicon nitride facing away from the substrate has an additional layer which contains carbon, silicon dioxide or a metal.
  • the additional layer of metal is particularly preferably tin, zinc, tungsten or rhenium.
  • Contamination materials can typically occur on reflective optical elements used in EUV lithography devices.
  • Carbon contaminants can result from various organic substances, for example, for sealing vacuum pumps or photoresist on objects to be exposed. Silicon dioxide contamination can arise when in the
  • Zinc, rhenium and especially tin can be made
  • Tungsten can come from heating wires used to produce
  • the reflective optical elements with the additional layer can already be prepared by conventional coating methods prior to installation in an optical system of an EUV lithography device.
  • the thickness of the additional layer is chosen so that by additional growth or
  • the additional layer serves as a kind of protective layer.
  • the additional layer can also be applied only after installation in the EUV lithography device by conventional contamination processes, which are specifically triggered for this purpose.
  • the additional layer has a thickness between 0.1 nm and 2 nm. In this thickness range, the additional layer already has a certain protective function against contamination by other contaminants and against mechanical effects, but still shows neither reflectivity losses nor deterioration of
  • the multi-layer system as a material with a higher real part of
  • the reflective optical element is designed as a collector mirror.
  • collector mirrors are often used as the first mirror in the beam direction behind the radiation source, in particular plasma radiation sources, in order to collect the radiation emitted by the radiation source in different directions and to reflect it in bundles to the next mirror. Because of the proximity to the radiation source can there with particularly high
  • the collector mirror is an extreme ultraviolet wavelength reflective optical element having a multilayer system of alternately arranged layers of a material having a lower refractive index extreme ultraviolet wavelength region and a material having a higher real refractive index extreme ultraviolet wavelength region
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of an EUV lithography apparatus with a lighting system with a reflective optical element proposed here as a collector mirror;
  • Figure 2a is a schematic representation of an exemplary embodiment of the collector mirror;
  • Figure 2b is a schematic representation of a first exemplary
  • Figure 2c is a schematic representation of a second exemplary
  • Figure 3 shows the reflectivity of an embodiment of the reflective optical
  • FIG. 4 shows the reflectivity of a conventional reflective optical element as a function of the thickness of the uppermost layer for various materials
  • FIGS. 5-10 show the course of the reflectivity for different variants of the reflective optical element in embodiments according to FIG.
  • Figure 1 1 shows the course of the reflectivity for a variant of the reflective optical
  • FIG. 1 schematically shows an EUV lithography device 10.
  • Essential components are the illumination system 14, the photomask 17 and the
  • the EUV lithography apparatus 10 is operated under vacuum conditions so that the EUV radiation is absorbed as little as possible in its interior.
  • a plasma source or a synchrotron can serve as the radiation source 12.
  • the example shown here is a plasma source.
  • the emitted radiation in the wavelength range of about 5 nm to 20 nm is first from
  • the illumination system 14 has two mirrors 15, 16.
  • the mirrors 15, 16 direct the beam onto the photomask 17, which has the structure to be imaged on the wafer 21.
  • the photomask 17 is also a reflective optical element for the EUV wavelength range, which is replaced depending on the manufacturing process.
  • the beam reflected by the photomask 17 is projected onto the wafer 21, thereby imaging the structure of the photomask onto it.
  • the projection system 20 has two mirrors 18, 19. It should be noted that both the projection system 20 and the illumination system 14 may each have only one or even three, four, five or more mirrors.
  • the radiation source 12 can also outside the
  • Illumination system 14 may be arranged. In combination with the radiation source 12, the collector mirror 13 can also be arranged outside the illumination system 14.
  • the collector mirror 13 has a reflective coating on a substrate with a layer of silicon nitride on the side of the reflective coating facing away from the substrate.
  • FIG. 2 a shows schematically the structure of an embodiment of a collector mirror 13.
  • a reflective coating 30 is applied on a substrate 52.
  • the collector mirror 13 can be designed for operation in grazing or normal incidence.
  • the reflective coating 30 may have only a few, if appropriate only a preferably metallic layer. If a metallic substrate 52 is used, its surface, if appropriate after a particularly careful polishing, can also have sufficient flatness and serve as a reflective coating 30.
  • the reflective coating 30 can also be designed as a multi-layer system, in particular for the normal or quasi-normal incidence, as described by way of example in conjunction with the following FIGS. 2b to 2d.
  • a silicon nitride layer 56 is arranged, which particularly preferably has a thickness of greater than or equal to 1 nm to less than 2 nm.
  • the mirrors or the photomask are formed such that they are a multilayer system of alternately arranged layers of a material with a lower real part of the refractive index in the extreme ultraviolet wavelength range and a Material having a higher real part of the refractive index in the extreme ultraviolet wavelength range on a substrate and that on the substrate side facing away from the Learnlagensystem two further layers are arranged, wherein the substrate nearer further layer of amorphous silicon has a thickness between 1 nm and 3 nm and that of the substrate more distant further layer of silicon nitride of a thickness between 1 nm and 2 nm.
  • one or more of the mirrors or the photomask may be formed such that the uppermost layer of the multilayer material of the higher refractive index material has a different thickness than the other layers of the multi-layer system of the higher refractive index material real that on the substrate facing away Side of the multi-layer system another layer of ruthenium and further away from the substrate an additional layer of metal is arranged. It is particularly advantageous to equip the collector mirror 13 as described, since the danger of contamination with carbon, silica, tin, zinc, tungsten or rhenium-containing debris is particularly high because of its proximity to the radiation source 12.
  • FIG. 2 b the structure of a reflective optical element 50, which may in particular be configured as a collector mirror, is shown schematically.
  • the illustrated example is a reflective optical element based on a multilayer system 51 deposited on a substrate 52.
  • substrate materials materials with a low thermal expansion coefficient are preferably selected.
  • the multilayer system 51 is essentially an alternately deposited layer of a higher refractive index real index material at the operating wavelength at which, for example, the lithographic exposure is performed (also called spacer 55) and a lower refractive index material in the refractive index
  • Working wavelength also called absorber 54
  • an absorber-spacer pair forms a stack 53, which corresponds in periodic multi-layer systems of a period. This somehow simulates a crystal whose
  • Lattice planes correspond to the absorber layers, where Bragg reflection takes place.
  • the thicknesses of the individual layers 54, 55 as well as the repeating stack 53 may be constant over the entire multi-layer system 51 or even vary, depending on which spectral or angle-dependent reflection profile is to be achieved.
  • Reflection profile can also be selectively influenced by the basic structure
  • Absorber 54 and spacer 55 is supplemented by more more and less absorbing materials to increase the maximum possible reflectivity at the respective operating wavelength.
  • absorber and / or spacer materials can be exchanged for each other or additional layers of other materials can be provided.
  • the absorber and spacer materials can have constant or varying thicknesses over all stacks in order to optimize the reflectivity.
  • individual or all stacks and additional layers for example as
  • the first layer adjacent to the substrate 52 may be an absorber layer, a spacer layer or an additional layer.
  • a layer 57 of amorphous silicon having a thickness between 1 nm and 3 nm, preferably 1.5 nm to 3 nm, particularly preferably 1, is provided on the multilayer system 51 on its substrate side , 55 nm to 2.5 nm and provided on the side facing away from the substrate of the silicon layer 57, a further layer 56 of silicon nitride of a thickness between 1 nm and 2 nm.
  • an additional layer 58 comprising carbon, silicon, silicon dioxide or another silicon compound or a silicon nitride layer 56 is provided on the side of the silicon nitride layer 56 facing away from the substrate Metal, such as tin, zinc, tungsten or rhenium, or any other material having high absorption in the EUV wavelength range.
  • the additional layer 58 can be a native contamination layer or a layer applied selectively before or after the incorporation of the reflective optical element 50 into the optical system of an EUV lithography device.
  • one or more layers may additionally be provided between the multilayer system 51 and the amorphous silicon layer.
  • FIG. 2d a third embodiment of the reflective optical element, which may be designed in particular as a collector mirror, is shown schematically.
  • a multi-layer system 51 is arranged on a substrate 52, in which spacer layers 55 and absorber layers 54 are arranged alternately and each form a stack 53.
  • the uppermost spacer layer 55 'of the multi-layer system 51 has a different thickness than the remaining spacer layers 55 of the multi-layer system 51.
  • On the Dahllagensystem 51 is disposed on the substrate side facing away from another layer 59 of ruthenium. Between the uppermost Spacerlage 55 'and the further layer 59 of ruthenium is a barrier layer 60, which is usual for barrier layers
  • an additional layer 58 of metal is arranged, in which, as in the examples shown in Figures 2a, 2b, for example, tin, zinc, tungsten or rhenium or any other material with high absorption in the EUV wavelength range can act.
  • FIG. 3 shows the dependence of the reflectivity on the thickness of the additional layer for the reflective optical elements proposed here, as discussed with reference to FIG. 2b.
  • These are reflective optical elements which have a multilayer system based on molybdenum as absorber and silicon as spacer material and can therefore be used particularly well in the wave range between 12.5 nm and 15.0 nm.
  • the multilayer system was optimized for maximum reflectivity at normal incidence of 13.5 nm. This points to that
  • the multilayer system typically comprises 50 stacks of molybdenum and silicon layers, one stack having a thickness of 6.93 nm and the ratio of the absorber layer thickness of molybdenum to the total thickness of the stack, also called gamma, being 0.4.
  • a layer of amorphous silicon having a thickness of 2.2 nm and above a silicon nitride layer having a thickness of 1.5 nm is provided.
  • both the thickness of the layer of amorphous silicon and the thickness of the silicon nitride layer may vary slightly.
  • the reflectivity loss is less than 2%.
  • the reflectivity loss at a position of up to 2 nm is even significantly below 1%, while with an additional layer of carbon even an increase in reflectivity of up to 2 nm can be observed.
  • the reflectivity is shown not only as a function of the thickness of the topmost layer but also as a function of the thickness of the amorphous silicon layer as a contour line graph.
  • the additional layer is made of tin, in FIG. 6 of zinc, in FIG. 7 of carbon, in FIG. 8 of tungsten, in FIG. 9 of rhenium, and in FIG. 10 of silicon dioxide.
  • the respective maximum reflectivity is at 13.5 nm and normal incidence.
  • thinner at higher thicknesses of the amorphous silicon layer can be found in all investigated materials for the top layer areas in which the
  • Reflectivity remains constant with increasing thickness of the top layer.
  • a thickness of the amorphous silicon layer of 2.4 nm will be thicker here than under a 1.5 nm thickness
  • Silicon nitride thickness in more detail In this thickness of the amorphous silicon layer, the range of about 0, 1 nm to about 0.9 nm tin (Figure 5), from about 0.1 nm to about 0.5 nm zinc (Figure 6), from about 0.1 nm to about 0.6 nm or about 1, 1 nm to about 2 nm amorphous carbon (Figure 7), from about 0.1 nm to about 1, 1 Tungsten (Figure 8), from about 0.1 nm to about 1.3 nm rhenium ( Figure 9) and from about 0.1 nm to about 1.3 nm silicon dioxide ( Figure 10) is a relative constant reflectivity.
  • Areas of both relatively constant and sufficiently high reflectivity for example, of about 0.685, can also be obtained from such small amorphous silicon thicknesses of about 1.7 nm for tin, about 1.65 nm for zinc, about 1.55 nm for amorphous silicon
  • the silicon nitride layer between the amorphous silicon layer and the additional layer had a thickness of 1.5 nm in all examples shown. Similar results were also found for silicon nitride layers with thicknesses of 1 nm, 1, 25 nm, 1, 75 nm, 1, 9 nm and 2 nm. Overall, the silicon nitride layer can have any thickness between 1 nm and 2 nm.
  • the reflectivity is shown not only as a function of the thickness of the uppermost layer but also as a function of the thickness of the uppermost spacer layer of the multilayer system.
  • Reflective optical elements were investigated in which a multilayer system comprising fifty stacks with molybdenum as absorber and amorphous silicon as spacer was applied to a silicon dioxide substrate, the absorber layers having a thickness of 2.76 nm and the spacer layers a thickness of 4.14 nm exhibited.
  • the thickness of the topmost spacer layer, i. The spacer layer farthest from the substrate was varied. More specifically, the cases were measured to a thickness of 1 nm (solid diamond), 1.5 nm (open diamond), 2.0 nm (x-shaped), 3.0 nm (+ -shaped), 4.0 nm (double-crossed) ) and 5.0 nm (open triangle).
  • a barrier layer of molybdenum with a thickness of 2 nm and a ruthenium layer with a thickness of 1.5 nm was arranged.
  • Tin layer thickness of less than 1, 0 nm are cleaned, can be a significantly higher
  • the choice of the thickness of the uppermost spacer layer of the multilayer system under a ruthenium layer can thus be used to determine whether the reflectivity is to be optimized or the period of time it can be used without cleaning.

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Abstract

Um den negativen Einfluss von Kontamination eines Kollektorspiegels auf dessen Reflektivität zu verringern, wird ein Kollektorspiegel (13) für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einer reflektiven Beschichtung (30) auf einem Substrat (52) vorgeschlagen mit einer Lage (56) aus Siliziumnitrid auf der substratabgewandten Seite der reflektiven Beschichtung (30).

Description

Kollektorspiegel für eine EUV-Lithographievorrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kollektorspiegel für eine EUV- Lithographievorrichtung mit einer reflektiven Beschichtung auf einem Substrat. Ferner bezieht sich die Erfindung auf reflektive optische Elemente für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem
Viellagensystem aus alternierend angeordneten Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten
Wellenlängenbereich auf einem Substrat. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein optisches System für die EUV-Lithographie bzw. auf eine EUV- Lithographievorrichtung mit derartigen reflektiven optischen Elementen.
In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten (EUV-)Wellenlängenbereich (z.B. Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Spiegel eingesetzt. Da EUV-Lithographievorrichtungen in der Regel mehrere reflektive optische Elemente aufweisen, müssen diese eine möglichst hohe Reflektivität aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen. Da üblicherweise in einer EUV- Lithographievorrichtung mehrere reflektive optische Elemente hintereinander angeordnet sind, wirken sich auch schon geringere Verschlechterungen der Reflektivität bei jedem einzelnen reflektiven optischen Element in größerem Maße auf die Gesamtreflektivität innerhalb der EUV-Lithographievorrichtung aus. Beim Betrieb von EUV-Lithographievorrichtungen werden reflektive optische Elemente einer intensiven EUV-Strahlung ausgesetzt, um die Belichtungszeit möglichst gering zu halten. Im Inneren von EUV-Lithographievorrichtungen, insbesondere im Inneren von Beleuchtungsund Projektionssystemen, herrschen Vakuumbedingungen, um mögliche Kontaminationen durch die Restgasatmosphäre zu verringern.
Eine weitere Kontaminationsquelle kann die Strahlungsquelle für die EUV-Strahlung sein, insbesondere wenn es sich um eine Plasmaquelle handelt, die auf Laseranregung basiert (LPP-Quelle). Dazu werden Materialtröpfchen einer intensiven Laserstrahlung ausgesetzt, um sie zu einem Plasma anzuregen, das u.a. Strahlung um EUV- bzw. weichen
Röntgenwellenlängenbereich emittiert. Bevorzugt werden dafür Metalle wie beispielsweise Zinn verwendet. Als Nebenprodukt der Plasmastrahlung werden als sogenannter Debris auch Materialatome oder- moleküle bzw. Materialpartikel emittiert, die u.a. auch auf die optisch genutzten Oberflächen reflektiver optischer Elemente treffen können und sich dort ablagern, was zu deutlichen Reflektivitätseinbußen führen kann. Davon sind insbesondere Kollektorspiegel betroffen, die im Strahlengang einer EUV-Lithographievorrichtung als eines der ersten optischen Elemente hinter der Strahlungsquelle angeordnet sind.
Bisher werden insbesondere metallische Ablagerungen dadurch von den optisch genutzten Oberflächen von reflektiven optischen Elementen entfernt, indem man sie z.B. mit
Wasserstoffradikalen beaufschlagt. Es wird davon ausgegangen, dass die
Metallablagerungen dadurch zu flüchtigen Metallhydriden umgesetzt werden. Allerdings zeigen jüngere Untersuchungen, wie etwa durch M. M.J.W, van Herpen et al., Chem. Phys. Lett.484 (2010) 197-199, dass auf diese Weise insbesondere bei reflektiven optischen Elementen mit einer obersten Lage aus Ruthenium und Zinnablagerungen eine vollständige Entfernung der Zinnablagerungen nicht ohne weiteres erreicht werden kann. Laut van Herpen et al. (a.a.O.) wird eine vollständige Entfernung der Zinnablagerungen bei reflektiven optischen Elementen erreicht, bei denen zwischen der Rutheniumlage und der
Zinnablagerung eine 2 nm dicke Siliziumnitridlage vorgesehen ist.
Es ist nun eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein reflektives optisches Element, insbesondere einen Kollektorspiegel bereitzustellen, dessen Reflektivität nicht sehr unter dem Aufwachsen von Kontamination leidet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kollektorspiegel für eine EUV- Lithographievorrichtung mit einer reflektiven Beschichtung auf einem Substrat und mit einer Lage aus Siliziumnitrid auf der substratabgewandten Seite der reflektiven Beschichtung.
Kollektorspiegel sind im Strahlengang einer EUV-Lithographievorrichtung üblicherweise als erstes reflektives optisches Element nach der Strahlungsquelle angeordnet und dienen dazu, die von der Quelle emittierte Strahlung für die weitere Verwendung zur EUV- Lithographie zu bündeln. Dazu kann der Kollektorspiegel Teil eines Beleuchtungssystems für eine EUV-Lithographievorrichtung sein oder mit der Strahlungsquelle zu einer optischen Einheit integriert sein, wobei auch diese integrierte optische Einheit Teil des
Beleuchtungssystems sein kann. Der Kollektorspiegel kann für den Betrieb in streifendem oder in normalem Einfall ausgestaltet werden. Beispielsweise für streifenden Einfall kann die reflektive Beschichtung nur wenige, ggf. nur eine bevorzugt metallische Schicht aufweisen. Bei Verwendung eines metallischen Substrats kann auch die Oberfläche, ggf. nach einer besonders sorgfältigen Polierung als reflektive Beschichtung dienen.
Es hat sich nun herausgestellt, dass das Vorsehen einer Lage aus Siliziumnitrid auf der substratabgewandten Seite der reflektiven Beschichtung eines Kollektorspiegels für eine EUV-Lithographievorrichtung sowohl einen guten Schutz gegen Kontamination bzw. einen guten Schutz der reflektiven Beschichtung bei Entfernen der Kontamination gewährleistet als auch die Reflektivitätseinbußen durch Kontamination der reflektiven Beschichtung in einem hinnehmbaren Rahmen halten kann. Durch Siliziumnitridlage lässt sich das sich bei Reflexion ausbildende stehende Wellenfeld bzw. die Position der Oberfläche des
Kollektorspiegels bezüglich des stehenden Wellenfeldes, bevor eine Kontaminationsschicht aufwächst, derart beeinflussen, dass eine Schichtdickenvariation des Kontaminanten möglichst geringe Veränderungen der Reflektivität verursacht. Damit lassen sich auch bei lateral inhomogen auftretender Kontamination die Abbildungseigenschaften eines optischen Systems bzw. einer EUV-Lithographievorrichtung, in dem der Kollektorspiegel zum Einsatz kommt, aufrechterhalten. Insbesondere bei geringen Dicken der Lage aus
Kontaminationsmaterial im Bereich von wenigen Nanometern können noch hinreichende Reflektivitäten vorhanden sein, bei denen die EUV-Lithographievorrichtung weiter betrieben werden kann. Dadurch können bei dem hier vorgeschlagenen Kollektorspiegel die
Reinigungszyklen zum Entfernen der obersten Lage aus Kontaminationsmaterial zeitlich weiter beabstandet gewählt werden als bei bisherigen Kollektorspiegeln.
Bevorzugt weist die Lage aus Siliziumnitrid eine Dicke zwischen 1 nm und 2 nm auf. In diesem Dickenbereich können besonders geringe Reflektivitätseinbußen erreicht werden.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die reflektive Beschichtung als Viellagensystem aus alternierend angeordneten Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich ausgebildet. Solche Kollektorspiegel sind besonders geeignet für den Einsatz bei quasinormalem Einfall.
Vorteilhafterweise ist zwischen dem Viellagensystem und der Siliziumnitridlage eine Lage aus amorphem Silizium angeordnet. Dadurch lässt sich besonders gut die Position der Oberfläche des Kollektorspiegels bezüglich des sich bei Reflexion ausbildenden stehenden Wellenfeldes einstellen. Dies erlaubt, für größere Dickenbereiche der Kontamination die Reflektivität zu maximieren.
Bevorzugt weist dazu die Lage aus amorphem Silizium eine Dicke zwischen 1 nm und 3 nm auf.
Vorteilhafterweise weist das Viellagensystem als Material mit höherem Realteil des
Brechungsindex Silizium und als Material mit dem niedrigerem Realteil Molybdän oder Ruthenium auf. Solche Kollektorspiegel eigenen sich besonders für den Einsatz bei Wellenlängen um 12,5 nm bis etwa 15 nm.
In bevorzugten Ausführungsformen weist der Kollektorspiegel auf der substratabgewandten Seite der Lage aus Siliziumnitrid eine zusätzliche Lage auf, die Kohlenstoff, Siliziumdioxid oder ein Metall beinhaltet. Besonders bevorzugt weist die zusätzliche Lage als Metall Zinn, Zink, Wolfram oder Rhenium auf. Diese Kontaminationsmaterialien können typischerweise auf Kollektorspiegeln auftreten, die in EUV-Lithographievorrichtungen eingesetzt werden. Kohlenstoffkontaminationen können von diversen organischen Substanzen herrühren, die beispielsweise zum Abdichten von Vakuumpumpen oder aus Photolack auf zu belichtenden Objekten stammen. Siliziumdioxidkontaminationen können entstehen, wenn in der
Restgasatmosphäre Wasser oder Sauerstoff enthalten ist und mit Silizium, zum Beispiel aus dem Viellagensystem, in Berührung kommt oder wenn in der Restgasatmosphäre Silane vorhanden sind, die von sonstigen Komponenten der EUV-Lithographievorrichtung ausdampfen können. Zink, Rhenium und insbesondere Zinn können aus
Laserplasmaquellen stammen. Wolfram kann aus Heizdrähten stammen, die zur
Aufbereitung von Wasserstoffradikalen zur Entfernung der metallischen Kontamination dienen. Der Kollektorspiegel mit der zusätzlichen Lage kann bereits vor dem Einbau in ein optisches System einer EUV-Lithographievorrichtung durch übliche Beschichtungsverfahren präpariert werden. Besonders bevorzugt wird die Dicke der zusätzlichen Lage dabei so gewählt, dass durch zusätzliches Aufwachsen oder geringfügiges Abreinigen von
Kontamination noch keine größeren Reflektivitätseinbußen zu erwarten sind. Ein so präparierter Kollektorspiegel hat den Vorteil, dass die zusätzliche Lage gleichsam als Schutzlage dient. In anderen Varianten kann die zusätzliche Lage auch erst nach Einbau in die EUV-Lithographievorrichtung durch herkömmliche Kontaminationsprozesse aufgebracht werden, die zu diesem Zweck gezielt ausgelöst werden.
Vorteilhafterweise weist die zusätzliche Lage eine Dicke zwischen 0, 1 nm und 2 nm auf. In diesem Dickenbereich hat die zusätzliche Lage bereits eine gewisse Schutzfunktion gegen Kontamination durch jeweils andere Kontaminanten und gegen mechanische Einwirkungen, zeigt aber noch weder Reflektivitätseinbußen noch Verschlechterungen der
Abbildungseigenschaften, die einen Betrieb der EUV-Lithographievorrichtung mit dem hier vorgeschlagenen Kollektorspiegel deutlich beeinträchtigen würden.
Diese Aufgabe wird auch gelöst durch ein reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem aus alternierend
angeordneten Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich auf einem Substrat, bei dem auf der substratabgewandten Seite des Viellagensystems zwei weitere Lagen angeordnet sind, wobei die substratnähere weitere Lage aus amorphem Silizium einer Dicke zwischen 1 nm und 3 nm ist und die vom Substrat weiter entfernte weitere Lage aus Siliziumnitrid einer Dicke zwischen 1 nm und 2 nm ist.
Es hat sich herausgestellt, dass reflektive optische Elemente, die auf ihrem Viellagensystem eine Lage aus amorphem Silizium einer Dicke zwischen 1 nm und 3 nm, bevorzugt 1 ,5 nm bis 3 nm, besonders bevorzugt 1 ,55 nm bis 2,5 nm sowie darüber eine weitere Lage aus Siliziumnitrid einer Dicke zwischen 1 nm und 2 nm aufweisen, beim Vorhandensein einer darüberliegenden zusätzlichen Lage aus Material, wie es bei Kontaminationen vorkommen kann, geringere Reflektivitätseinbußen zeigen als herkömmliche reflektive optische
Elemente, bei denen die Lage aus Kontaminationsmaterial unmittelbar auf dem
Viellagensystem aufwächst. Durch die beiden zusätzlichen Lagen lässt sich das sich bei Reflexion ausbildende stehende Wellenfeld bzw. die Position der Oberfläche des reflektiven optischen Elements bezüglich des stehenden Wellenfeldes, bevor eine
Kontaminationsschicht aufwächst, derart beeinflussen, dass eine Schichtdickenvariation des Kontaminanten möglichst geringe Veränderungen der Reflektivität verursacht. Damit lassen sich auch bei lateral inhomogen auftretender Kontamination die Abbildungseigenschaften eines optischen Systems, in dem das reflektive optische Element zum Einsatz kommt, aufrechterhalten. Insbesondere bei geringen Dicken der Lage aus Kontaminationsmaterial im Bereich von wenigen Nanometern können noch hinreichende Reflektivitäten vorhanden sein, bei denen beispielsweise eine EUV-Lithographievorrichtung weiter betrieben werden kann. Dadurch können bei den hier vorgeschlagenen reflektiven optischen Elementen die Reinigungszyklen zum Entfernen der obersten Lage aus Kontaminationsmaterial zeitlich weiter beabstandet gewählt werden als bei herkömmlichen reflektiven optischen Elementen. Zusätzlich weist das hier vorgeschlagene reflektive optische Element eine vergleichbar gute Reinigbarkeit auf, wie die in van Herpen et. al. (a.a.O.) beschriebenen reflektiven optischen Elemente, die auf einer Rutheniumlage eine 2 nm dicke Siliziumnitridlage aufweisen. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem aus alternierend angeordnete Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich auf einem Substrat, bei dem die oberste Lage des Viellagensystems aus dem Material mit höherem Brechungsindex ist mit einer anderen Dicke als die übrigen Lagen des Viellagensystems aus dem Material mit höherem Realteil des Brechungsindex ist, und bei dem auf der substratabgewandten Seite des Viellagensystems eine weitere Lage aus Ruthenium und weiter vom Substrat entfernt eine zusätzliche Lage aus Metall angeordnet ist.
Es hat sich herausgestellt, dass das Anpassen der Dicke der obersten Lage des
Viellagensystems aus dem Material mit höherem Brechungsindex dazu führt, dass die zusätzliche Lage aus Metall insbesondere bei geringeren Metalllagendicken nur zu geringen Reflektivitätsvariationen führt. Ein vollständiges Entfernen einer zusätzlichen Lage aus Metall, die auf Kontamination beruhen könnte, wie in van Herpen et al. (a.a.O.) wäre für Anwendungen in beispielsweise der EUV-Lithographie nicht zwingend notwendig.
Vorteilhafterweise weist die oberste Lage des Viellagensystems aus Material mit höherem Realteil des Brechungsindex eine Dicke zwischen 1 nm und 5 nm auf, um geringe
Reflektivitätsvariationen zu erhalten.
Bevorzugt ist zwischen der obersten Lage des Viellagensystems aus dem Material mit höherem Realteil des Brechungsindex und der weiteren Lage aus Ruthenium eine
Barrierelage angeordnet. Diese dient dazu, ein Ineinanderdiffundieren der Rutheniumlage und der obersten Lage des Viellagensystems aus dem Material mit höherem Realteil des Brechungsindex zu unterdrücken und ein dadurch bedingtes Abfallen der Reflektivität zu vermeiden.
In bevorzugten Ausführungsformen weist das erstgenannte reflektive optische Elemente auf der substratabgewandten Seite der weiteren Lage aus Siliziumnitrid eine zusätzliche Lage auf, die Kohlenstoff, Siliziumdioxid oder ein Metall beinhaltet. Bei dem zweitgenanten reflektiven optischen Element ist die zusätzliche Lage aus Metall. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Metall um Zinn, Zink, Wolfram oder Rhenium. Diese
Kontaminationsmaterialien können typischerweise auf reflektiven optischen Elementen auftreten, die in EUV-Lithographievorrichtungen eingesetzt werden.
Kohlenstoffkontaminationen können von diversen organischen Substanzen herrühren, die beispielsweise zum Abdichten von Vakuumpumpen oder aus Photolack auf zu belichtenden Objekten stammen. Siliziumdioxidkontaminationen können entstehen, wenn in der
Restgasatmosphäre Wasser oder Sauerstoff enthalten ist und mit Silizium, zum Beispiel aus dem Viellagensystem, in Berührung kommt oder wenn in der Restgasatmosphäre Silane vorhanden sind, die von sonstigen Komponenten der EUV-Lithographievorrichtung ausdampfen können. Zink, Rhenium und insbesondere Zinn können aus
Laserplasmaquellen stammen. Wolfram kann aus Heizdrähten stammen, die zur
Aufbereitung von Wasserstoffradikalen zur Entfernung der metallischen Kontamination dienen. Die reflektiven optischen Elemente mit der zusätzlichen Lage können bereits vor dem Einbau in ein optisches System einer EUV-Lithographievorrichtung durch übliche Beschichtungsverfahren präpariert werden. Besonders bevorzugt wird die Dicke der zusätzlichen Lage dabei so gewählt, dass durch zusätzliches Aufwachsen oder
geringfügiges Abreinigen von Kontamination noch keine größeren Reflektivitätseinbußen zu erwarten sind. Ein so präpariertes reflektives optisches Element hat den Vorteil, dass die zusätzliche Lage gleichsam als Schutzlage dient. In anderen Varianten kann die zusätzliche Lage auch erst nach Einbau in die EUV-Lithographievorrichtung durch herkömmliche Kontaminationsprozesse aufgebracht werden, die zu diesem Zweck gezielt ausgelöst werden. Vorteilhafterweise weist die zusätzliche Lage eine Dicke zwischen 0,1 nm und 2 nm auf. In diesem Dickenbereich hat die zusätzliche Lage bereits eine gewisse Schutzfunktion gegen Kontamination durch jeweils andere Kontaminanten und gegen mechanische Einwirkungen, zeigt aber noch weder Reflektivitätseinbußen noch Verschlechterungen der
Abbildungseigenschaften, die einen Betrieb der EUV-Lithographievorrichtung deutlich beeinträchtigen würden.
Vorteilhafterweise weist das Viellagensystem als Material mit höherem Realteil des
Brechungsindex Silizium und als Material mit dem niedrigerem Realteil Molybdän oder Ruthenium auf, um insbesondere im Wellenlängenbereich um 12,5 nm bis 15 nm hohe Reflektivitäten zu erreichen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das reflektive optische Element als Kollektorspiegel ausgebildet. Kollektorspiegel werden in der EUV-Lithographie oft als erster Spiegel in Strahlrichtung hinter der Strahlungsquelle, insbesondere Plasma- Strahlungsquellen eingesetzt, um die von der Strahlungsquelle in verschiedene Richtungen emittierte Strahlung zu sammeln und gebündelt zum nächstfolgenden Spiegel zu reflektieren. Wegen der Nähe zur Strahlungsquelle kann dort mit besonders hoher
Wahrscheinlichkeit Kontamination insbesondere aufgrund von Debris aus der
Strahlungsquelle sich auf der optisch genutzten Oberfläche des reflektiven optischen Elements ablagern, was bei herkömmlichen reflektiven optischen Elementen zu teilweise sehr hohen Reflektivitätseinbußen führen kann. Handelt es sich bei dem Kollektorspiegel um ein reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem aus alternierend angeordnete Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich auf einem Substrat, bei dem auf der substratabgewandten Seite des Viellagensystem zwei weitere Lagen angeordnet sind, wobei die substratnähere weitere Lage aus amorphem Silizium einer Dicke zwischen 1 nm und 3 nm ist und die vom Substrat weiter entfernte weitere Lage aus Siliziumnitrid einer Dicke zwischen 1 nm und 2 nm ist, sind insbesondere bei Kontaminationsdicken bis ca. 1 ,5 nm bis 2 nm deutlich geringere Reflektivitätseinbußen zu beobachten. Ein solcher Kollektorspiegel hat den Vorteil, dass sich dessen Kontaminationsschichtdicke im Gleichgewicht zwischen Debrisabscheidung und EUV-induzierter Wasserstoffreinigung befinden kann, ohne bei lokalen Variationen um diese Gleichgewichtslage beeinträchtigende Variationen der lokalen Reflektivitäten aufzuweisen. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein optisches System für die EUV-Lithographie bzw. durch eine EUV-Lithographievorrichtung mit einem Kollektorspiegel und/oder mit mindestens einem reflektiven optischen Element wie zuvor beschrieben.
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 schematisch eine Ausführungsform einer EUV-Lithographievorrichtung mit einem Beleuchtungssystem mit einem hier vorgeschlagenen reflektiven optischen Element als Kollektorspiegel; Figur 2a eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des Kollektorspiegels;
Figur 2b eine schematisch Darstellung einer ersten beispielhaften
Ausführungsform des reflektiven optischen Elements;
Figur 2c eine schematisch Darstellung einer zweiten beispielhaften
Ausführungsform des reflektiven optischen Elements;
Figur 2d eine schematisch Darstellung einer dritten beispielhaften
Ausführungsform des reflektiven optischen Elements;
Figur 3 die Reflektivität einer Ausführungsform des reflektiven optischen
Elements gemäß Figur 2b in Abhängigkeit von der Dicke der zusätzlichen Lage für verschiedene Materialien;
Figur 4 die Reflektivität eines herkömmlichen reflektiven optischen Elements in Abhängigkeit von der Dicke der obersten Lage für verschiedene Materialien;
Figuren 5-10 den Verlauf der Reflektivität für verschiedene Varianten des reflektiven optischen Elements in Ausführungsformen gemäß Figur 2b in
Abhängigkeit der Dicke der zusätzlichen Lage sowie der Dicke der Lage aus amorphem Silizium; und
Figur 1 1 den Verlauf der Reflektivität für eine Variante des reflektiven optischen
Elements in Ausführungsformen gemäß Figur 2c in Abhängigkeit der Dicke der zusätzlichen Lage sowie der Dicke der obersten Lage des Viellagensystems aus dem Material mit einem höheren Realteil des Brechungsindex.
In Figur 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 dargestellt. Wesentliche Komponenten sind das Beleuchtungssystem 14, die Photomaske 17 und das
Projektionssystem 20. Die EUV-Lithographievorrichtung 10 wird unter Vakuumbedingungen betrieben, damit die EUV-Strahlung in ihrem Inneren möglichst wenig absorbiert wird. Als Strahlungsquelle 12 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen. Im hier dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Plasmaquelle. Die emittierte Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst vom
Kollektorspiegel 13 gebündelt. Der Betriebsstrahl wird dann den weiteren optischen reflektiven Elementen des Beleuchtungssystems 14 zugeführt. Im in Figur 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei Spiegel 15, 16 auf. Die Spiegel 15, 16 leiten den Strahl auf die Photomaske 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 21 abgebildet werden soll. Bei der Photomaske 17 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV-Wellenlängenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt wird. Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Photomaske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet. Das Projektionssystem 20 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 18, 19 auf. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 20 als auch das Beleuchtungssystem 14 jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können. In Abwandlungen kann die Strahlungsquelle 12 auch außerhalb des
Beleuchtungssystems 14 angeordnet sein. In Kombination mit der Strahlungsquelle 12 kann auch der Kollektorspiegel 13 außerhalb des Beleuchtungssystems 14 angeordnet sein.
Um auch bei aufwachsender Kontamination eine möglichst hohe und konstante Reflektivität zu gewährleisten, weist der Kollektorspiegel 13 eine reflektive Beschichtung auf einem Substrat mit einer Lage Siliziumnitrid auf der substratabgewandten Seite der reflektiven Beschichtung auf.
In Figur 2a ist schematisch die Struktur einer Ausführungsform eines Kollektorspiegels 13 dargestellt. Auf einem Substrat 52 ist eine reflektive Beschichtung 30 aufgebracht. Der Kollektorspiegel 13 kann für den Betrieb in streifendem oder in normalem Einfall ausgestaltet werden. Beispielsweise für streifenden Einfall kann die reflektive Beschichtung 30 nur wenige, ggf. nur eine bevorzugt metallische Schicht aufweisen. Bei Verwendung eines metallischen Substrats 52 kann auch dessen Oberfläche, ggf. nach einer besonders sorgfältigen Polierung eine hinreichende Ebenheit aufweisen und als reflektive Beschichtung 30 dienen. Alternativ kann die reflektive Beschichtung 30 auch als Viellagensystem insbesondere für den normalen bzw. quasi-normalen Einfall ausgebildet sein, wie beispielhaft in Verbindung mit den folgenden Figuren 2b bis 2d beschrieben ist. Auf der reflektiven Beschichtung 30 ist eine Siliziumnitridlage 56 angeordnet, die besonders bevorzugt eine Dicke von größer gleich 1 nm bis zu kleiner 2 nm aufweist. Um auch bei aufwachsender Kontamination eine möglichst hohe und konstante Reflektivität zu gewährleisten, sind allgemein einer oder mehrere der Spiegel oder auch die Photomaske derart ausgebildet, dass sie ein Viellagensystem aus alternierend angeordneten Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich auf einem Substrat aufweisen und dass auf der substratabgewandten Seite des Viellagensystem zwei weitere Lagen angeordnet sind, wobei die substratnähere weitere Lage aus amorphem Silizium einer Dicke zwischen 1 nm und 3 nm ist und die vom Substrat weiter entfernte weitere Lage aus Siliziumnitrid einer Dicke zwischen 1 nm und 2 nm ist. Alternativ können einer oder mehrere der Spiegel oder auch die Photomaske derart ausgebildet sein, dass die oberste Lage des Viellagensystems aus dem Material mit höherem Brechungsindex eine andere Dicke als die übrigen Lagen des Viellagensystems aus dem Material mit höherem Realteil des Brechungsindex aufweist, dass auf der substratabgewandten Seite des Viellagensystems eine weitere Lage aus Ruthenium und weiter vom Substrat entfernt eine zusätzliche Lage aus Metall angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, den Kollektorspiegel 13 wie beschrieben auszustatten, da wegen seiner Nähe zur Strahlungsquelle 12 die Gefahr der Kontamination mit Kohlenstoff, Siliziumdioxid, Zinn, Zink, Wolfram oder Rhenium aufweisendem Debris besonders hoch ist. In Figur 2b ist schematisch die Struktur eines reflektiven optischen Elements 50, das insbesondere als Kollektorspiegel ausgestaltet sein kann, dargestellt. Bei dem dargestellten Beispiel handelt es sich um ein reflektives optisches Element, das auf einem auf einem Substrat 52 aufgebrachten Viellagensystem 51 basiert. Als Substratmaterialien werden bevorzugt Materialien mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten gewählt. Bei dem Viellagensystem 51 handelt es sich im wesentlichen um alternierend aufgebrachte Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge, bei der beispielsweise die lithographische Belichtung durchgeführt wird, (auch Spacer 55 genannt) und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der
Arbeitswellenlänge (auch Absorber 54 genannt), wobei im hier dargestellten Beispiel ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel 53 bildet, der bei periodischen Viellagensystemen einer Periode entspricht. Dadurch wird in gewisser Weise ein Kristall simuliert, dessen
Netzebenen den Absorberlagen entsprechen, an denen Bragg-Reflexion stattfindet. Die Dicken der einzelnen Lagen 54, 55 wie auch der sich wiederholenden Stapel 53 können über das gesamte Viellagensystem 51 konstant sein oder auch variieren, je nach dem, welches spektrale oder winkelabhängige Reflexionsprofil erreicht werden soll. Das
Reflexionsprofil kann auch gezielt beeinflusst werden, indem die Grundstruktur aus Absorber 54 und Spacer 55 um weitere mehr und weniger absorbierende Materialien ergänzt wird, um die mögliche maximale Reflektivität bei der jeweiligen Arbeitswellenlänge zu erhöhen. Dazu können in manchen Stapeln Absorber und/oder Spacer-Materialien gegeneinander ausgetauscht werden oder zusätzliche Lagen aus weiteren Materialien vorgesehen sein. Die Absorber- und Spacermaterialien können über alle Stapel konstante oder auch variierende Dicken aufweisen, um die Reflektivität zu optimieren. Ferner können in einzelnen oder allen Stapeln auch zusätzliche Lagen beispielsweise als
Diffusionsbarrieren zwischen Spacer- und Absorberlagen 55, 54 vorgesehen werden. Bei der ersten an das Substrat 52 grenzenden Lage kann es sich um eine Absorber-, eine Spacer- oder auch eine zusätzliche Lage handeln.
Bei der in Figur 2b beispielhaft dargestellten ersten Ausführungsform des reflektiven optischen Elementes 50 ist auf dem Viellagensystem 51 auf dessen substratabgewandter Seite eine Lage 57 aus amorphem Silizium einer Dicke zwischen 1 nm und 3 nm, bevorzugt 1 ,5 nm bis 3 nm, besonders bevorzugt 1 ,55 nm bis 2,5 nm vorgesehen und darauf, auf der substratabgewandten Seite der Siliziumlage 57 eine weitere Lage 56 aus Siliziumnitrid einer Dicke zwischen 1 nm und 2 nm.
In einer weiteren, in Figur 2c beispielhaft dargestellten Ausführungsform des reflektiven optischen Elementes 50, das insbesondere als Kollektorspiegel ausgestaltet sein kann, befindet sich auf der substratabgewandten Seite der Siliziumnitridlage 56 eine zusätzliche Lage 58, die Kohlenstoff, Silizium, Siliziumdioxid oder eine andere Siliziumverbindung oder ein Metall, wie beispielsweise Zinn, Zink, Wolfram oder Rhenium aufweist oder ein anderes beliebiges Material mit hoher Absorption im EUV-Wellenlängenbereich. Bei der zusätzlichen Lage 58 kann es sich um eine native Kontaminationslage handeln oder auch eine gezielt vor oder nach dem Einbau des reflektiven optischen Elementes 50 in das optische System einer EUV-Lithographievorrichtung aufgebrachte Lage. In weiteren Varianten können zwischen dem Viellagensystem 51 und der amorphen Siliziumlage ein oder mehrere Lagen zusätzlich vorgesehen sein.
In Figur 2d ist eine dritte Ausführungsform des reflektiven optischen Elementes, das insbesondere als Kollektorspiegel ausgebildet sein kann, schematisch dargestellt. Wie in den anderen dargestellten Beispielen ist ein Viellagensystem 51 auf einem Substrat 52 angeordnet, bei dem Spaceriagen 55 und Absorberlagen 54 alternierend angeordnet und jeweils einen Stapel 53 bilden. Die oberste Spacerlage 55' des Viellagesystems 51 weist eine andere Dicke auf als die übrigen Spaceriagen 55 des Viellagensystems 51 . Auf dem Viellagensystem 51 ist auf dessen substratabgewandten Seite eine weitere Lage 59 aus Ruthenium angeordnet. Zwischen der obersten Spacerlage 55' und der weiteren Lage 59 aus Ruthenium befindet sich eine Barrierelage 60, die aus für Barrierlagen üblichen
Materialien wie etwa Borkarbid, Kohlenstoff u.ä. oder auch aus dem Absorbermaterial gebildet sein kann. Auf der substratabgewandten Seite der Rutheniumlage 59 ist eine zusätzliche Lage 58 aus Metall angeordnet, bei der es sich wie in den in den Figuren 2a, 2b dargestellten Beispielen um beispielsweise Zinn, Zink, Wolfram oder Rhenium aufweist oder ein anderes beliebiges Material mit hoher Absorption im EUV-Wellenlängenbereich handeln kann.
In Figur 3 ist die Abhängigkeit der Reflektivität von der Dicke der zusätzlichen Lage für die hier vorgeschlagenen reflektiven optischen Elementen, wie sie anhand von Figur 2b diskutiert wurden, dargestellt. Dabei handelt es sich um reflektive optische Elemente, die ein Viellagensystem auf der Basis von Molybdän als Absorber und Silizium als Spacermaterial aufweisen und daher besonders gut in dem Wellenbereich zwischen 12,5 nm und 15,0 nm einsetzbar sind. In dem hier vorliegenden Beispiel wurde das Viellagensystem für eine maximale Reflektivität bei normalem Einfall von 13,5 nm optimiert. Dazu weist das
Viellagensystem üblicherweise 50 Stapel aus Molybdän und Siliziumlagen auf, wobei ein Stapel eine Dicke von 6,93 nm aufweist und das Verhältnis der Absorberlagendicke aus Molybdän zur Gesamtdicke des Stapels, auch Gamma genannt, 0,4 beträgt. Auf diesem Viellagensystem sind im vorliegenden Beispiel eine Lage aus amorphem Silizium einer Dicke von 2,2 nm und darüber eine Siliziumnitridlage einer Dicke von 1 ,5 nm vorgesehen. Je nach Material der zusätzlichen Lage können sowohl die Dicke der Lage aus amorphem Silizium als auch die Dicke der Siliziumnitridlage geringfügig variieren.
In Figur 3 sind die Reflektivitätsverläufe in Abhängigkeit ihrer Dicke für zusätzliche Lagen aus Zinn (Strich-Punkt-Punkt), Zink (lang gestrichelt), Kohlenstoff (kurz gestrichelt), Wolfram (strichpunktiert), Rhenium (gestrichelt) und Siliziumdioxid (durchgezogene Linie) für Dicken zwischen 0,1 nm und 2 nm aufgetragen. Für zusätzliche Lagen aus Zinn und Zink bleibt bis zu einer Dicke von 1 ,6 nm die Reflektivität innerhalb von 2 % konstant. Zum Vergleich ist in Figur 4 der Reflektivitätsverlust für vergleichbare reflektive optische Elemente ohne die Lage aus amorphem Silizium und die Lage aus Siliziumnitrid auf dem Viellagensystem ebenfalls für zunehmende Dicken von Lagen aus Zinn (gestrichelt) und Zink (durchgezogen) einer zusätzlichen Lage aufgetragen. Dort lässt sich schon bei einer Dicke von 1 nm ein
Reflektivitätsverlust von deutlich über 15 % beobachten. Vergleichbare Ergebnisse wurden auch bei reflektiven optischen Elementen beobachtet, die auf Viellagensystemen mit Ruthenium als Absorbermaterial basieren.
Auch bei zusätzlichen Lagen aus Wolfram oder Rhenium sind nur geringe
Reflektivitätseinbußen bei Dicken bis zu 2 nm der jeweiligen zusätzlichen Lage
beobachtbar. Bei einer Dicke von 2 nm liegt die Reflektivitätseinbuße bei unter 2%. Bei einer zusätzlichen Lage aus Siliziumdioxid liegt die Reflektivitätseinbuße bei einer Lage von bis zu 2 nm sogar deutlich unter 1 %, während bei einer zusätzlichen Lage aus Kohlenstoff sogar ein Anstieg der Reflektivität bis 2 nm beobachtbar ist. Die reflektiven optischen Elemente mit zusätzlichen Lagen aus den genannten Materialien auf einem Bilagensystem aus
Siliziumnitrid und amorphem Silizium angeordnet auf einem Viellagensystem sind demnach relativ unempfindlich in Bezug auf ihre Reflektivität gegenüber dem Aufwachsen von üblichen Kontaminationsarten innerhalb einer EUV-Lithographievorrichtung. Sie weisen daher eine längere Lebensdauer auf als herkömmliche reflektive optische Elemente und müssen weniger oft gereinigt werden, so dass in EUV-Lithographievorrichtungen geringere Standzeiten verursacht werden. Zudem lässt sich insbesondere bei einer zusätzlichen Lage aus Zinn diese rückstandslos entfernen. Aber wegen der Unempfindlichkeit gegenüber der Dicke der zusätzlichen Lage kann ohne weiteres hingenommen werden, wenn die zusätzliche Lage beim Reinigen nicht vollständig entfernt wird. Dies hat den Vorteil, dass beim Reinigen nicht auch die darunterliegende weitere Lage aus Siliziumnitrid angegriffen wird, da sie durch die zusätzliche Lage geschützt wird.
In den Figuren 5 bis 10 ist für die oben beschriebenen Ausführungsformen entsprechend Figur 2b die Reflektivität nicht nur in Abhängigkeit der Dicke der obersten Lage, sondern auch in Abhängigkeit der Dicke der amorphen Siliziumlage als Höhenliniengraph dargestellt. Dabei ist bei Figur 5 die zusätzliche Lage aus Zinn, bei Figur 6 aus Zink, bei Figur 7 aus Kohlenstoff, bei Figur 8 aus Wolfram, bei Figur 9 aus Rhenium, und bei Figur 10 aus Siliziumdioxid. An den Höhenlinien steht die jeweilige maximale Reflektivität bei 13,5 nm und normalem Einfall. Insbesondere bei höheren Dicken der amorphen Siliziumlage finden sich bei allen untersuchten Materialien für die oberste Lage Bereiche, in denen die
Reflektivität mit zunehmender Dicke der obersten Lage konstant bleibt. Exemplarisch werde hier eine Dicke der amorphen Siliziumlage von 2,4 nm unter einer 1 ,5 nm dicken
Siliziumnitriddicke genauer betrachtet: Bei dieser Dicke der amorphen Siliziumlage weisen der Bereich von ca. 0, 1 nm bis ca. 0,9 nm Zinn (Figur 5), von ca. 0,1 nm bis ca. 0,5 nm Zink (Figur 6), von ca. 0,1 nm bis ca. 0,6 nm bzw. ca. 1 , 1 nm bis ca.2 nm amorphem Kohlenstoff (Figur 7), von ca. 0,1 nm bis ca. 1 ,1 nm Wolfram (Figur 8), von ca. 0, 1 nm bis ca. 1 ,3 nm Rhenium (Figur 9) und von ca. 0, 1 nm bis ca. 1 ,3 nm Siliziumdioxid (Figur 10) eine relativ konstante Reflektivität auf. Bereiche sowohl relativ konstanter als auch hinreichend hoher Reflektivität z.B. von etwa 0,685 lassen sich auch ab so geringen Dicken des amorphen Siliziums von ca. 1 ,7 nm bei Zinn, ca. 1 ,65 nm bei Zink, ca. 1 ,55 nm bei amorphem
Kohlenstoff, ca. 1 ,7 nm bei Wolfram, ca. 1 ,7 nm bei Rhenium und ca. 1 ,55 nm bei
Siliziumdioxid erreichen. Bevorzugt arbeitet man bei Lagendicken des amorphen Silizium von 2 nm und bis 3 nm, besonders bevorzugt 2 nm bis 2,5 nm, bei denen je nach Dicke der zusätzlichen Lage Reflektivitäten von knapp unter 0,7 und höher erreicht werden können.
Die Siliziumnitiridlage zwischen der amorphen Siliziumlage und der zusätzlichen Lage wies in allen dargestellten Beispielen eine Dicke von 1 ,5 nm auf. Vergleichbare Ergebnisse wurden auch für Siliziumnitridlagen mit Dicken von 1 nm, 1 ,25 nm, 1 ,75 nm, 1 ,9 nm und 2 nm gefunden. Insgesamt kann die Siliziumnitridlage jede Dicke zwischen 1 nm und 2 nm aufweisen. In Figur 1 1 ist für ein Beispiel eines reflektiven optischen Elements entsprechend der in Figur 2d dargestellten Struktur die Reflektivität nicht nur in Abhängigkeit der Dicke der obersten Lage, sondern auch in Abhängigkeit der Dicke der obersten Spacerlage des Viellagensystems dargestellt. Untersucht wurden reflektive optische Elemente, bei denen auf einem Siliziumdioxid-Substrat ein Viellagensystem aus fünfzig Stapel mit Molybdän als Absorber und amorphem Silizium als Spacer aufgetragen wurde, wobei die Absorberlagen eine Dicke von 2,76 nm und die Spaceriagen eine Dicke von 4, 14 nm aufwiesen. Die Dicke der obersten Spacerlage, d.h. der Spacerlage, die am weitesten vom Substrat entfernt ist, wurde variiert. Genauer untersucht wurden die Fälle einer Dicke von 1 nm (ausgefüllte Raute), 1 ,5 nm (offene Raute), 2,0 nm (x-förmig), 3,0 nm (+-förmig), 4,0 nm (Doppelkreuz) und 5,0 nm (offenes Dreieck). Darüber war in allen Fällen eine Barrierelage aus Molybdän einer Dicke von 2 nm und eine Rutheniumlage einer Dicke von 1 ,5 nm angeordnet. Als zusätzliche Lage wurde eine Zinnlage einer Dicke zwischen 0, 1 nm und 2,0 nm
aufgewachsen. Untersucht wurde das Verhalten der Reflektivität bei quasi-normalem Einfall und einer Wellenlänge von 13,5 nm. Während bei Zinnlagendicken von bis zu 1 nm sowohl bei Dicken der obersten Siliziumlage von 1 ,0 nm bis 2,0 nm lediglich
Reflektivitätsschwankungen von bis zu 1 ,4% bei 1 ,0 nm, 4, 1 % bei 1 ,5 nm bzw. 8,2% bei 2,0 nm oberster Siliziumlage hingenommen werden müssen, sind bei Dicken der obersten Siliziumlage von über 2,0 nm zwar die Schwankungen der Reflektivität mit zunehmender Zinnlagendicke höher. Aber wenn die reflektiven optischen Elemente auf eine
Zinnlagendicke von unter 1 ,0 nm gereinigt werden, lässt sich eine deutlich höhere
Reflektivität von bis zu ca. 0,7 als bei den reflektiven optischen Elementen mit einer dünneren obersten Siliziumlage, bei denen die maximal erreichbare Reflektivität bei ca. 0,65 liegt. Je nach Anforderung der gewünschten Anwendung des reflektiven optischen Elements lässt sich somit über die Wahl der Dicke der obersten Spacerlage des Viellagensystems unter einer Rutheniumlage einstellen, ob eher die Reflektivität optimiert werden soll oder der Zeitraum, den es ohne Reinigung eingesetzt werden kann.
Bezugszeichen
10 EUV-Lithographievorrichtung
12 EUV-Strahlungsquelle
13 Kollektorspiegel
14 Beleuchtungssystem
15 erster Spiegel
16 zweiter Spiegel
17 Maske
18 dritter Spiegel
19 vierter Spiegel
20 Projektionssystem
21 Wafer
30 reflektive Beschichtung
50 reflektives optisches Element
51 Viellagensystem
52 Substrat
53 Stapel
54 Absorber
55 Spacer
56 Siliziumnitridlage
57 amorphe Siliziumlage
58 zusätzliche Lage
59 Rutheniumlage
60 Barrierelage

Claims

Patentansprüche
1. Kollektorspiegel für eine EUV-Lithographievorrichtung mit einer reflektiven Beschichtung auf einem Substrat, gekennzeichnet durch eine Lage (56) aus Siliziumnitrid auf der substratabgewandten Seite der reflektiven Beschichtung (30, 51 ).
2. Kollektorspiegel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (56) aus Siliziumnitrid eine Dicke zwischen 1 nm und 2 nm aufweist.
3. Kollektorspiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektive Beschichtung (30, 51 ) als Viellagensystem (51 ) aus alternierend angeordnete Lagen (54, 55) eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem
ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich ausgebildet ist.
4. Kollektorspiegel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem
Viellagensystem (51 ) und der Siliziumnitridlage (56) eine Lage (57) aus amorphem Silizium angeordnet ist.
5. Kollektorspiegel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (57) aus amorphem Silizium eine Dicke zwischen 1 nm und 3 nm aufweist.
6. Kollektorspiegel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Viellagensystem (51 ) als Material mit höherem Realteil des Brechungsindex Silizium und als Material mit dem niedrigerem Realteil Molybdän oder Ruthenium aufweist.
7. Kollektorspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er auf der substratabgewandten Seite der Lage (56) aus Siliziumnitrid eine zusätzliche Lage (58) aufweist, die Kohlenstoff, Siliziumdioxid oder ein Metall beinhaltet.
8. Kollektorspiegel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Lage (58) als Metall Zinn, Zink, Wolfram oder Rhenium aufweist.
9. Kollektorspiegel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Lage (58) eine Dicke zwischen 0, 1 nm und 2 nm aufweist.
10. Reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem aus alternierend angeordnete Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass auf der substratabgewandten Seite des Viellagensystems (51 ) zwei weitere Lagen (56, 57) angeordnet sind, wobei die substratnähere weitere Lage (57) aus amorphem Silizium einer Dicke zwischen 1 nm und 3 nm ist und die vom Substrat weiter entfernte weitere Lage (56) aus Siliziumnitrid einer Dicke zwischen 1 nm und 2 nm ist.
1 1 . Reflektives optisches Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es auf der substratabgewandten Seite der weiteren Lage (56) aus Siliziumnitrid eine zusätzliche Lage (58) aufweist, die Kohlenstoff, Siliziumdioxid oder ein Metall beinhaltet.
12. Reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem aus alternierend angeordnete Lagen eines Materials mit einem geringeren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und eines Materials mit einem höheren Realteil des Brechungsindex im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Lage (55') des Viellagensystems (51 ) aus dem Material mit höherem Brechungsindex eine andere Dicke als die übrigen Lagen (55) des Viellagensystems (51 ) aus dem Material mit höherem Realteil des Brechungsindex aufweist, dass auf der substratabgewandten Seite des Viellagensystems (51 ) eine weitere Lage (59) aus Ruthenium und weiter vom Substrat entfernt eine zusätzliche Lage (58) aus Metall angeordnet ist.
13. Reflektives optisches Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Lage (55') des Viellagensystems (51 ) aus Material mit höherem Realteil des Brechungsindex eine Dicke zwischen 1 nm und 5 nm aufweist.
14. Reflektives optisches Element nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der obersten Lage (55') des Viellagensystems (51 ) aus dem Material mit höherem Realteil des Brechungsindex und der weiteren Lage (59) aus Ruthenium eine Barrierelage (60) angeordnet ist.
15. Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Lage (58) als Metall Zinn, Zink, Wolfram oder Rhenium aufweist.
16. Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Lage (58) eine Dicke zwischen 0,1 nm und 2 nm aufweist.
17. Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Viellagensystem (51 ) als Material mit höherem Realteil des Brechungsindex Silizium und als Material mit dem niedrigerem Realteil Molybdän oder Ruthenium aufweist.
18. Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es als Kollektorspiegel (13) ausgebildet ist.
19. Optisches System für die EUV-Lithographie mit einem reflektiven optischen Element (50) nach einem der Ansprüche 10 bis 18 und/oder einem Kollektorspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
20. EUV-Lithograhievorrichtung mit einem reflektiven optischen Element (50) nach einem der Ansprüche 10 bis 18 und/oder einem Kollektorspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104635285A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 宁波长阳科技有限公司 一种高挺性涂布反射膜及其制备方法
CN113267963A (zh) * 2020-05-07 2021-08-17 台湾积体电路制造股份有限公司 用于执行极紫外光刻工艺的系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070069160A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Asml Netherlands B.V. Ex-situ removal of deposition on an optical element
US20100239822A1 (en) * 2007-10-02 2010-09-23 Universita Degli Studi Di Padova Aperiodic multilayer structures
DE102010002727A1 (de) * 2010-03-10 2011-09-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflektives optisches Element

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958605A (en) * 1997-11-10 1999-09-28 Regents Of The University Of California Passivating overcoat bilayer for multilayer reflective coatings for extreme ultraviolet lithography
US7336416B2 (en) * 2005-04-27 2008-02-26 Asml Netherlands B.V. Spectral purity filter for multi-layer mirror, lithographic apparatus including such multi-layer mirror, method for enlarging the ratio of desired radiation and undesired radiation, and device manufacturing method
DE102009043824A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Asml Netherlands B.V. Reflektives optisches Element und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070069160A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Asml Netherlands B.V. Ex-situ removal of deposition on an optical element
US20100239822A1 (en) * 2007-10-02 2010-09-23 Universita Degli Studi Di Padova Aperiodic multilayer structures
DE102010002727A1 (de) * 2010-03-10 2011-09-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflektives optisches Element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104635285A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 宁波长阳科技有限公司 一种高挺性涂布反射膜及其制备方法
CN113267963A (zh) * 2020-05-07 2021-08-17 台湾积体电路制造股份有限公司 用于执行极紫外光刻工艺的系统和方法

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