WO2014207014A1 - Spiegel für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage sowie verfahren zur bearbeitung eines spiegels - Google Patents

Spiegel für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage sowie verfahren zur bearbeitung eines spiegels Download PDF

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Karl-Heinz Schuster
Boris Bittner
Norbert Wabra
Sonja Schneider
Ricarda SCHNEIDER
Hendrik Wagner
Christian Wald
Walter Pauls
Holger Schmidt
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    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/009—Auxiliary arrangements not involved in the plasma generation

Definitions

  • the invention relates to a mirror for a microlithographic projection exposure apparatus and to a method for processing a mirror.
  • Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs.
  • the microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective.
  • a substrate eg a silicon wafer
  • photosensitive layer photoresist
  • mirrors are used as optical components for the imaging process because of the lack of availability of suitable light-transmissive refractive materials.
  • FIG. 6 shows an exemplary conventional construction.
  • This EUV light source initially has a C0 2 laser (not shown in FIG. 6) for generating infrared radiation 306 having a wavelength of ⁇ 10.6 ⁇ m, which is focused by way of focusing optics (not shown in FIG. 6) an opening 31 1 provided in a collector mirror 310 formed as an ellipsoid passes through and is directed to a target material 332 (in the example tin droplets) produced by means of a target source 335 and supplied to a plasma ignition position 330.
  • a target material 332 in the example tin droplets
  • the infrared radiation 306 heats the target material 332 located in the plasma ignition position 330 in such a way that it changes into a plasma state and emits EUV radiation.
  • the spectral range used by the microlithographic projection exposure apparatus may be, for example, ⁇ "13.5 ⁇ 0.5 nm.
  • a light trap 320 serves to prevent the direct (ie, without prior reflection at the collector mirror 310) of the infrared radiation 306 from entering the illumination device.
  • the collector mirror turns out to be difficult, among other things, as the use of eg aqueous solutions in view of the existing vacuum conditions is not possible, which generally also damage to the mirror in question (eg collector mirror) existing reflective layer systems is to be avoided.
  • the multilayer systems present in the mirrors may degrade due to the radiation load during operation of the projection exposure apparatus and in particular may change in their optical properties, so that a renewal of the coating may be necessary.
  • coatings can be damaged by scratches, local defects and the like, so that a renewal of the coating may be required here as well.
  • Patent claim 1 or the method according to the features of the independent claim 19 solved.
  • a mirror according to the invention for a microlithographic projection exposure apparatus wherein the mirror has an optical active surface, has:
  • the multilayer system comprises a plurality of reflective layer stacks, between each of which a separating layer is arranged, and
  • This separating layer is made of a material having a melting temperature which is at least 80 ° C and less than 300 ° C.
  • the invention is based in particular on the concept of realizing a mirror of a microlithographic projection exposure apparatus for "renewing" its reflection properties in the event of the presence of a contamination (in particular possibly no longer being satisfactorily eliminated by cleaning processes) in that the mirror (to some extent "onion-like") is formed of a plurality (ie at least two) reflection layer stacks, between each of which a separating layer having a melting temperature in the range of at least 80 ° C and less than 300 ° C is arranged.
  • the structure of the mirror according to the invention by means of a relatively moderate increase in temperature allows a kind of "moulting" of the mirror, wherein the separation layer melted due to the temperature increase together with the located thereon (ie arranged in the direction of the optical effective surface) part of the multilayer can be removed without residue
  • the mirror present in the mirror according to the present invention is present without undesirable residues remaining on the underlying reflective layer stack Separation layer alone to the function, if necessary - for example, in the presence of a reflection properties in no longer acceptable affecting Contamination - bringing about a discharge of the contaminated part of the multi-layer system carried by the separating layer by raising the temperature above the melting point of the separating layer, exposing the underlying, not yet contaminated and thus "unused" part.
  • the material of the separating layer has a melting temperature of less than 200 ° C, more particularly less than 150 ° C.
  • the separating layer has a layer thickness of at least ⁇ , in particular a layer thickness in the range of ⁇ ⁇ to ⁇ ⁇ , which is advantageous in terms of the secure production of depressions or diffraction structures while avoiding unwanted damage to the underlying multilayer system.
  • the ratio between the lateral layer extent and the layer thickness is at least 1000 for the separation layer.
  • the material of the separating layer is a metal or a metal alloy.
  • the material of the release layer is a eutectic.
  • This refinement has the particular advantage that the particular separating layer has a particularly well-defined melting point and, on reaching this melting temperature, immediately changes to the liquid state, so that the "skinning process" utilized according to the invention is completed on a relatively short time scale (eg typically within a few minutes) the thermal load of the relevant mirror and the projection exposure system can be kept low overall.
  • the invention is not limited to the production of the separating layer of a eutectic, so that in other embodiments, non-eutectic alloys or pure metals with a low melting point in the range defined above can apply.
  • the multilayer system has a plurality of separation layers, between each of which a reflection layer stack is arranged.
  • the invention also relates to a mirror for a microlithographic projection exposure apparatus, wherein the mirror has an optical active surface, with
  • the multilayer system comprises a plurality of reflective layer stacks, between each of which a separation layer is arranged, which undergoes a phase change from solid to liquid or from solid to gaseous in a predetermined temperature range and thus a removal of the carried by this separation layer part of the multilayer system of allows the mirror.
  • the predetermined temperature range in which the separation layer enables separation of the part of the multilayer system carried by the separation layer from the mirror of the multilayer system from the mirror substrate can be selected to be below a maximum temperature allowed for the multilayer system and / or the mirror substrate and above a usual and / or permissible operating temperature for the optical element is.
  • separation layer and reflection layer stack or between separation layer and mirror substrate further layers, such as diffusion barriers and / or adhesion promoter layers and / or stress-imparting layers, may be provided.
  • the release layer can be applied by any suitable method by which the release layer can be deposited in a uniform and defined manner.
  • the separating layer can be applied in a complete and uniform layer and, in particular, formed from a material which under the operating conditions of the mirror has little influence on the properties of the mirror, for example by thermal expansion.
  • the entire mirror or only the release layer is brought to the predetermined temperature at which the release layer changes its properties so as to reduce the adhesive strength of the multilayer system.
  • the temperature can be set by heating with suitable heating sources, such as radiant or contact heating.
  • suitable heating sources such as radiant or contact heating.
  • infrared radiators, heating plates or electrical resistance heaters can be used come.
  • a direct electrical heating by power line through the separation layer is conceivable.
  • the release layer After separating the part of the multilayer system carried by the release layer, the release layer can be completely removed by various suitable means such as rinsing with liquid or gaseous media, mechanical stripping, evaporation or other thermal removal of the residues of the release layer.
  • the separating layer is made of a material having a melting point in the range of 80 ° C to 400 ° C, in particular less than 300 ° C, more particularly less than 200 ° C, and more particularly less than 150 ° C.
  • the multilayer system has a plurality of such separation layers, between each of which a reflection layer stack is arranged.
  • these separating layers may have different melting temperatures, with the melting temperatures in question preferably decreasing in the direction from the optical active surface to the mirror substrate. shares are. This ensures that by targeted heating above the melting temperature of a separating layer only this (and not the underlying separation layers, each with a higher melting temperature) is melted with the result that below the exposed by the reflow reflection layer stack even more separation layers or underlying reflection layer stack for a later, further "molting" of the mirror are available.
  • the mirror substrate has a temperature sensor arrangement.
  • a planar, spatially resolved detection of the temperature distribution to support the most accurate temperature control in terms of heating just above the respective melting temperature of the melted separating layer can be supported.
  • the front side (or optical active area) of the mirror can also be monitored using a thermal imaging camera in the form of a bolometer or a CCD camera.
  • the multilayer system furthermore has, between a reflection layer stack and a separation layer, in each case a carrier layer which, together with the part of the multilayer system carried by this carrier layer, is mechanically detachable from the mirror.
  • This support layer may in particular have a thickness in the range of 20 ⁇ to 200 ⁇ and z. B. be made of nickel (Ni).
  • Ni nickel
  • this support layer may also serve to provide a diffraction structure typically used in a collector mirror within an EUV light source to eliminate unwanted infrared radiation generated by a C02 laser for plasma stimulation.
  • such a diffraction structure can be provided for each "packet" of reflection layer stack and separation layer and thus be available again once an unused reflection layer stack has been exposed
  • such a diffraction structure can also be incorporated directly into the respective separating layer.
  • the carrier layer For the mechanical detachment of the carrier layer, it can have, in particular, sections which protrude beyond the circumference of the optical active surface or the usual components of the multilayer system and which enable mechanical (for example manual) detection of the carrier layer and detachment.
  • This detachment itself is preferably carried out under a protective gas (for example nitrogen) atmosphere, in order to avoid oxidation, in particular of the material of the separating layers which may be prone to this.
  • a protective gas for example nitrogen
  • the mirror may in particular be a collector mirror of an EUV light source.
  • the invention is not limited to the application, so that in other embodiments also e.g. may be configured to the deflection mirror in the EUV light source or in the transition between EUV light source and lighting device in the inventive manner.
  • the invention further relates to a microlithographic projection exposure apparatus having an EUV light source, a lighting device and a projection lens, wherein the projection exposure apparatus has a mirror with the features described above.
  • the invention further relates to a method for processing a mirror of a microlithographic projection exposure apparatus. Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the structure of a mirror according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 are schematic representations to illustrate other possible
  • Figure 6 is a schematic representation for explaining the structure of a conventional EUV light source.
  • a mirror according to the invention has, in particular, a mirror substrate 11 and a multilayer system for reflecting EUV radiation having a wavelength of ⁇ 3 incident on the optical effective area of the mirror
  • each reflection layer stack 16a, 16b, 16c has a suitable protective layer (not shown), for example, of ruthenium (Ru).
  • a separating layer 15a, 15b or 15c is arranged between in each case two successive reflection layer stacks, wherein the layer thickness of the respective separating layers can only be in the range of ⁇ ⁇ to ⁇ by way of example.
  • the separating layers 15a, 15b, 15c each have a layer thickness of more than ⁇ ⁇ , which is advantageous in terms of the secure production of depressions or diffraction structures, while avoiding unwanted damage to the underlying multilayer system.
  • the separating layers "1" to "4" are such that the respective melting temperature increases in the direction from the optical active surface to the mirror substrate ("separating layer 1").
  • the melting temperature of the respective uppermost separating layer eg "separating layer 4"
  • this separating layer can be melted and removed (in particular "washed away") together with the part of the multilayer system located above it Contamination of each exposed optical effective surface of the mirror alone by temperature control or targeted heat input an underlying (namely located below the molten separation layer befindaji) reflection layer stack to provide a new or unused active surface are exposed.
  • the heating or heat supply necessary for melting the respective separating layer 15a, 15b or 15c can in principle take place in any desired manner (eg by heat radiation, convection, etc.).
  • compositions of the particular separating layer are listed in Table 2:
  • Fig. 2 serves as a schematic representation for explaining the possible structure of a mirror according to the invention in a further embodiment.
  • This embodiment differs from that of FIG. 1 in particular in that in each case an additional carrier layer 22b (in the exemplary embodiment of nickel and with a typical layer thickness in the range of 20 ⁇ to 200 ⁇ ) is provided between a reflective layer stack 26b and a separating layer 25a.
  • an additional carrier layer 22b in the exemplary embodiment of nickel and with a typical layer thickness in the range of 20 ⁇ to 200 ⁇
  • this carrier layer 22b makes it possible to introduce a diffraction structure serving to eliminate unwanted light components (eg, infrared light generated in an EUV light source) (and indicated by a step in FIG. 2), which thus comprises reflection layer stacks for each "new package"
  • this carrier layer 22b also enables a mechanical detachment of the entire part of the multilayer system carried by said carrier layer 22b for the purpose of exposing the reflection layer stack underneath.
  • the carrier layer in order to facilitate a mechanical detachment (in particular manually under a protective gas atmosphere, for example in nitrogen or argon), can have regions 46 protruding beyond the mechanically or optically used diameter of the mirror.
  • the vapor deposition or deposition of the individual carrier layers 22b can be carried out using masks, so that for each individual layer packet the respective carrier layer is locally enlarged in the relevant peripheral region.
  • the mirror substrate 31 may have a temperature sensor arrangement 38. In this way, a planar, spatially resolved detection of the temperature distribution to support the most accurate temperature control in terms of heating just above the respective melting temperature of the melted separating layer can be supported.
  • the front side (or effective optical area) of the mirror can also be monitored using a thermal imaging camera in the form of a bolometer or a CCD camera.
  • the "skinning process" according to the invention or removal of the (eg contaminated) part of the multilayer system located above the molten separating layer can additionally be assisted by passing the liquefied separating layer material over the surface in question and by discharging the "spent" part of the multilayer system by flow is washed away and exposes the underlying reflective layer stack.
  • Fig. 5 shows a schematic illustration for explaining the possible structure of a mirror according to another embodiment of the invention.
  • a corresponding mirror has a base body or a mirror substrate 9, which is formed, for example, from a material with low thermal expansion, such as, for example, the material ULE (registered trademark of Corning) or Zerodur (trademark of Schott AG).
  • the mirror further comprises a coating in the form of a reflection layer stack 2 (for example, alternatingly of molybdenum and silicon layers) for reflecting electromagnetic radiation incident on the optical active surface of a working wavelength of the projection exposure system.
  • a reflection layer stack 2 for example, alternatingly of molybdenum and silicon layers
  • a release layer 6 is formed, which allows the reflection layer stack 2 to be separated from the mirror substrate 9 if the reflection layer stack 2 or the part of the multilayer system carried by the separation layer 6 is exchanged must become.
  • additional layers are provided, which may however be omitted.
  • 2 further layers may be provided above or below the reflective layer stack 2 or as part of the reflection layer stack, which are not shown here.
  • a cover layer for example made of Ru, Rh, Si ß NU, or a radiation protective layer (eg made of NiSi) may be present.
  • a diffusion barrier 8 and an adhesion promoter layer 7 between the separation layer 6 and the mirror substrate 9 as well as an adhesion promoter layer 5 and a diffusion barrier 4 can be provided between the separation layer 6 and the reflection layer stack 2.
  • a voltage distribution layer 3 may be provided, which in the present exemplary embodiment is arranged between the diffusion barrier 4 and the reflection layer stack 2.
  • the various sublayers such as adhesion promoter layers 7.5 and diffusion barriers 4, 8 and also stress-imparting layer 3, can also be provided in a different order or (possibly partially) omitted.
  • the mirror as a whole or especially the separation layer 6 is brought to a predetermined temperature, which makes it possible to carry the part carried by the separation layer of the multilayer system can be separated from the mirror substrate 9 by separation within the separating layer 6 or at an interface of the separating layer 6, that is to say the interface with the bonding agent layer 5 or with the adhesion promoter layer 7.
  • the release layer 6 can be brought to a temperature at which the release layer 6 changes from a solid to a liquid state, so that the overlying layers and in particular the Reflection layer stack 2 can be wiped through a cleaning cloth or withdrawn with a corresponding gripping tool.
  • the stripping direction can in particular be tangential to the surface, since usually shear forces are more likely to lead to detachment than tensile forces that have to act against adhesion forces.
  • the optical active surface 1 can be provided with adhesive strips, other adhesives or a coating.
  • the separating layer 6 can also be vaporized so that a separation of the overlying layers takes place.
  • the remainder of the separating layer 6 is completely removed, for example by a suitable rinsing in the liquid or gaseous medium or by thermal treatment in which appropriate residues can be evaporated.
  • mechanical or wet-chemical methods for removing the separating layer 6 can also be used.
  • a surface treatment of the remaining layers or the mirror substrate 9, for example, by ion beam processing and a re-coating may follow.
  • the so-called Fields metal which comprises, for example, about 51% by weight of indium, 32.5% by weight of bismuth and 16.5% by weight of tin
  • the separating layer 6 the melting point of which being at 62 ° C.
  • Roses Metall may be used, for example, which comprises 50% by weight of bismuth, 25% by weight of lead and 25% by weight of tin and has a melting temperature of 98 ° C.
  • boron carbide can be used as a diffusion barrier in relation to a mirror substrate made of ULE or Zerodur.
  • the above-mentioned materials for the separating layer 6 can be used in particular in mirrors in projection lenses, since the melting temperatures of said alloys are above the operating temperature of a mirror in the projection lens, but well below the corresponding melting temperatures of the reflection layer stack 2.
  • the operating temperatures can be significantly higher, so that there can be used as a separation or release layer, for example, brass solders or other solders, in particular brazing alloys whose melting temperature in the range of 800 ° C to 1 000 ° C is.
  • the corresponding materials for the release layer can thus be determined.
  • the separating layer 6, which is preferably arranged over the entire or a part of the optical active surface, can be applied with a thickness in the range of a few nanometers to a few micrometers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur Bearbeitung eines Spiegels. Ein erfindungsgemäßer Spiegel weist eine optische Wirkfläche, ein Spiegelsubstrat und ein Vielfachschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage auf, wobei das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Reflexionsschichtstapeln (16a, 16b, 16c, 26a, 26b) aufweist, zwischen denen jeweils eine Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) angeordnet ist, und wobei diese Trennschicht aus einem Material hergestellt ist, welches eine Schmelztemperatur besitzt, die wenigstens 80°C beträgt und kleiner als 300°C ist.

Description

Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie
Verfahren zur Bearbeitung eines Spiegels
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldungen DE 10 2013 212 467.8, angemeldet am 27. Juni 2013, und DE 10 2013 212 780.4, angemeldet am 01 . Juli 2013. Der Inhalt dieser DE-Anmeldungen wird durch Bezugnahme („incorporation by reference") mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur Bearbeitung eines Spiegels.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie bei- spielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithogra- phieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.
Die Erzeugung des EUV-Lichtes erfolgt mittels einer auf einer Plasma-Anregung basierenden EUV-Lichtquelle, zu der Fig. 6 einen beispielhaften herkömmlichen Aufbau zeigt. Diese EUV-Lichtquelle weist zunächst einen C02-Laser (in Fig. 6 nicht dargestellt) zur Erzeugung von Infrarotstrahlung 306 mit einer Wellenlänge von λ« 10.6 μίτι auf, welche über eine Fokussieroptik (in Fig. 6 nicht dargestellt) fokussiert wird, durch eine in einem als Ellipsoid ausgebildeten Kollektorspiegel 310 vorhandene Öffnung 31 1 hindurch tritt und auf ein mittels einer Targetquelle 335 erzeugtes und einer Plasmazündungsposition 330 zugeführtes Targetmaterial 332 (im Beispiel Zinntröpfchen) gelenkt wird. Die Infrarotstrahlung 306 heizt das in der Plasmazündungsposition 330 befindliche Targetmaterial 332 derart auf, dass dieses in einen Plasmazustand übergeht und EUV-Strahlung abgibt. Der von der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage genutzte Spektralbereich kann beispielsweise λ« 13.5 ± 0.5 nm betragen. Diese EUV-Strahlung wird über den Kollektorspiegel 310 auf einen Zwischenfokus IF (= "Intermediate Focus") fo- kussiert und tritt durch diesen Zwischenfokus IF in eine nachfolgende Beleuchtungseinrichtung ein, deren Umrandung 340 lediglich angedeutet ist und die für den Lichteintritt eine freie Öffnung 341 aufweist. Eine Lichtfalle 320 dient zur Verhinderung des direkten (d.h. ohne vorherige Reflexion am Kollektorspiegel 310 erfolgenden) Durchtritts der Infrarotstrahlung 306 in die Beleuchtungseinrichtung.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf WO 201 1/069881 A1 , DE 10 2012 200 454 A1 , DE 10 201 1 080 409 A1 , US 2003/0214735 A1 und US 2005/0213199 A1 verwiesen. Im Betrieb einer mit einer solchen EUV-Lichtquelle ausgestatteten Projektionsbelichtungsanlage tritt das Problem auf, dass das zur Überführung in den Plasmazustand verwendete Targetmaterial (z.B. Zinn) zu einer Kontamination insbesondere des Kollektorspiegels führt, welche bereits nach verhältnismäßig kurzer Betriebs- zeit (z.B. innerhalb weniger Stunden) eine signifikante Beeinträchtigung von dessen Reflexionseigenschaften zur Folge hat. Eine Beseitigung dieser Beeinträchtigung ohne kompletten Austausch z.B. des Kollektorspiegels erweist sich u.a. insofern als schwierig, als der Einsatz von z.B. wässrigen Lösungen angesichts der vorhandenen Vakuumbedingungen nicht in Betracht kommt, wobei generell auch eine Beschädigung der auf dem betreffenden Spiegel (z.B. Kollektorspiegel) vorhandenen reflektierenden Schichtsysteme zu vermeiden ist.
Des Weiteren können im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage die in den Spiegeln vorhandenen Vielfachschichtsysteme aufgrund der Strahlungsbelastung während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage degradieren und sich insbesondere in ihren optischen Eigenschaften verändern, so dass eine Erneuerung der Beschichtung erforderlich werden kann. Ferner können auch Beschichtungen durch Kratzer, lokale Fehlstellen und dergleichen beschädigt werden, so dass auch hier eine Erneuerung der Beschichtung erforderlich werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur Bearbeitung eines Spiegels bereitzustellen, welche nach einer Kontaminierung eine rasche und wirksame Wiederherstellung der erforderlichen Reflexionseigenschaften ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch den Spiegel gemäß den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 bzw. das Verfahren gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 19 gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelich- tungsanlage, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche besitzt, weist auf:
- ein Spiegelsubstrat, und
- ein Vielfachschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage;
- wobei das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Reflexionsschichtstapeln aufweist, zwischen denen jeweils eine Trennschicht angeordnet ist, und
- wobei diese Trennschicht aus einem Material hergestellt ist, welches eine Schmelztemperatur besitzt, die wenigstens 80°C beträgt und kleiner als 300°C ist.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, einen Spiegel einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage zur„Erneuerung" seiner Reflexionseigenschaften im Falle des Vorhandenseins einer (insbesondere gegebenenfalls auch durch Reinigungsprozesse nicht mehr zufriedenstellend zu beseitigenden) Kontamination dadurch zu realisieren, dass der Spiegel (gewissermaßen „zwiebelschalenartig") aus einer Mehrzahl (d.h. wenigstens zwei) Reflexionsschichtstapeln aufgebaut ist, zwischen denen jeweils eine Trennschicht mit einer Schmelztemperatur im Bereich von wenigstens 80°C und weniger als 300°C angeordnet ist. Infolge dieser vergleichsweise niedrigen (und insbesondere weit unterhalb der Schmelztemperaturen der übrigen Bestandteile des Vielfachschicht- Systems liegenden) Schmelztemperatur ist es möglich, bereits durch vergleichsweise moderate Erwärmung über die übliche Betriebstemperatur der innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage vorhandenen Spiegel (welche typischerweise bei 40-50°C liegt) eine Aufschmelzung der betreffenden Trennschicht zur Abführung des von dieser Trennschicht getragenen (und gegebenenfalls kontaminierten) Teils des Vielfachschichtsystems herbeizuführen. Während herkömmliche Mo/Si-
Reflexionsschichten bei andauernder Erwärmung mit Verschiebung der Peakwel- lenlänge und vorzeitigem Reflexionsverlust durch Kristallisierungsprozesse reagieren, werden neuerdings auch Schichtsysteme (MoSi2/Si und Mo/C/Si/C) mit verbesserter thermischer Stabilität beschrieben, die sogar bis 400°C dauerhaft ein- setzbar sein sollen. Mit anderen Worten ermöglicht der Aufbau des erfindungsgemäßen Spiegels im Wege einer vergleichsweise moderaten Temperaturerhöhung gewissermaßen eine„Häutung" des Spiegels, wobei die infolge der Temperaturerhöhung aufgeschmolzene Trennschicht mitsamt des darauf befindlichen (d.h. in Richtung der optischen Wirkfläche angeordneten) Teils der Vielfachschicht rückstandslos abtransportiert werden kann, ohne dass auf dem darunterliegenden Reflexionsschichtstapel unerwünschte Rückstände verbleiben oder dieser Reflexionsschichtstapel beschädigt wird. Anders als die übrigen innerhalb des Vielfachschichtsystems typischerweise vorhandenen Schichten (welche dazu dienen, eine Beeinträchtigung der Reflexion zu verhindern oder die Reflexion überhaupt zu ermöglichen) kommt der im erfindungsgemäßen Spiegel vorhandenen Trennschicht allein die Funktion zu, erforderlichenfalls - etwa bei Vorhandensein einer die Reflexionseigenschaften in nicht mehr akzeptabler Weise beeinträchtigenden Kontamination - eine durch Temperaturerhöhung über den Schmelzpunkt der Trennschicht hinaus eingeleitete Abführung des von der Trennschicht getragenen, kontaminierten Teils des Vielfachschichtsystems unter Freilegung des darunterliegenden, noch nicht kontaminierten und somit„unverbrauchten" Teils herbeizuführen.
Gemäß einer Ausführungsform besitzt das Material der Trennschicht eine Schmelztemperatur kleiner als 200°C, weiter insbesondere kleiner als 150°C.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Trennschicht eine Schichtdicke von we- nigstens δμηι, insbesondere eine Schichtdicke im Bereich von Ι Ομηι bis Ι ΟΟμηι, auf, was im Hinblick auf die sichere Fertigung von Vertiefungen bzw. Beugungsstrukturen unter Vermeidung unerwünschter Beschädigungen des darunterliegenden Vielfachschichtsystems vorteilhaft ist. Gemäß einer Ausführungsform beträgt für die Trennschicht das Verhältnis zwischen lateraler Schichterstreckung und Schichtdicke wenigstens 1000. Gemäß einer Ausführungsform ist das Material der Trennschicht ein Metall oder eine Metalllegierung.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Material der Trennschicht ein Eutektikum. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass die jeweilige Trennschicht einen besonders gut definierten Schmelzpunkt aufweist und beim Erreichen dieser Schmelztemperatur sofort in den flüssigen Zustand übergeht, so dass der erfindungsgemäß ausgenutzte „Häutungsprozess" auf relativ kurzer Zeitskala (z.B. typischerweise innerhalb weniger Minuten) abgeschlossen und die thermische Be- lastung des betreffenden Spiegels und der Projektionsbelichtungsanlage insgesamt gering gehalten werden kann.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Herstellung der Trennschicht aus einem Eutektikum begrenzt, so dass in weiteren Ausführungsformen auch nicht- eutektische Legierungen oder auch reine Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt im oben definierten Bereich Anwendung finden können. Gemäß einer Ausführungsform weist das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Trennschichten auf, zwischen denen jeweils ein Reflexionsschichtstapel angeordnet ist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch einen Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, mit
- einem Spiegelsubstrat; und
- einem Vielfachschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge der
Projektionsbelichtungsanlage;
- wobei das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Reflexionsschichtstapeln aufweist, zwischen denen jeweils eine Trennschicht angeordnet ist, welche in einem vorgegebenen Temperaturbereich eine Phasenum- Wandlung von fest nach flüssig oder von fest nach gasförmig durchläuft und so eine Abführung des von dieser Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems von dem Spiegel ermöglicht. Der vorbestimmte Temperaturbereich, in dem die Trennschicht die Abtrennung des von der Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems von dem Spiegel des Vielfachschichtsystems vom Spiegelsubstrat ermöglicht, kann so ge- wählt werden, dass sie unterhalb einer für das Vielfachschichtsystem und/oder das Spiegelsubstrat zulässigen Maximaltemperatur und oberhalb einer für das optische Element üblichen und/oder zulässigen Betriebstemperatur liegt. Damit wird einerseits gewährleistet, dass das optische Element während des Betriebs in einem stabilen Zustand vorliegt und dass beim Abtrennen des von der Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems weder das Spiegelsubstrat des Spiegels, welches weiter verwendet werden soll, zerstört noch die Ablösung oder Abtrennung durch Auflösung des Vielfachschichtsystems erschwert wird.
Zwischen Trennschicht und Reflexionsschichtstapel bzw. zwischen Trennschicht und Spiegelsubstrat können weitere Schichten, wie etwa Diffusionsbarrieren und/oder Haftvermittlerschichten und/oder Spannungsvermittlungsschichten, vorgesehen sein.
Die Trennschicht kann durch jedes geeignete Verfahren, mit dem die Trennschicht in einer gleichmäßigen und definierten Weise abgeschieden werden kann, aufgebracht werden. Die Trennschicht kann zur Vermeidung von Temperatureinflüssen bzw. -sensitivitäten in einer vollständigen und gleichmäßigen Schicht aufgebracht und insbesondere aus einem Material gebildet werden, welches unter den Betriebsbedingungen des Spiegels wenig Einfluss auf die Eigenschaften des Spie- gels nimmt, wie beispielsweise durch thermische Ausdehnung.
Beim Abtrennen des von der Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems wird der gesamte Spiegel oder lediglich die Trennschicht auf die vorbestimmte Temperatur gebracht, in der die Trennschicht ihre Eigenschaften so ver- ändert, dass die Haftfestigkeit des Vielfachschichtsystems verringert wird. Die Einstellung der Temperatur kann durch Aufheizen mit entsprechend geeigneten Heizquellen, wie Strahlungs - oder Kontaktheizquelle erfolgen. Insbesondere können Infrarotstrahler, Heizplatten oder elektrische Widerstandsheizungen zum Einsatz kommen. Auch eine direkte elektrische Heizung durch Stromleitung durch die Trennschicht ist denkbar.
Nach der Einstellung der vorbestimmten Temperatur wird der Teil des Vielfach- schichtsystems oberhalb der Trennschicht entfernt, indem dieser Teil beispielsweise durch ein entsprechend geeignetes Greifwerkzeug ergriffen und vom Spiegelsubstrat abgelöst wird, beispielsweise durch Abstreifen, tangentiales Abziehen oder dergleichen. Um eine definierte Krafteinwirkung zum Abziehen oder Abtrennen von der Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems ausüben zu können, können Klebstoffe und/oder Beschichtungsstoffe zur Verbindung mit einem entsprechenden Werkzeug eingesetzt werden, die zur Erleichterung des Abtrennens bzw. Abziehens auf der optischen Wirkfläche des Spiegels angeordnet werden können.
Nach dem Abtrennen des von der Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems kann die Trennschicht vollständig entfernt werden, und zwar durch verschiedene geeignete Maßnahmen, wie Spülen mit flüssigen oder gasförmigen Medien, mechanisches Abstreifen, Verdampfen oder sonstige thermische Entfer- nung der Rückstände der Ablöseschicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Trennschicht aus einem Material mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 80°C bis 400°C, insbesondere kleiner als 300°C, weiter insbesondere kleiner als 200°C, und weiter insbesondere kleiner als 150°C, hergestellt.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl solcher Trennschichten auf, zwischen denen jeweils ein Reflexionsschichtstapel angeordnet.
Dabei können diese Trennschichten insbesondere unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen, wobei vorzugsweise die betreffenden Schmelztemperaturen in Richtung von der optischen Wirkfläche bis zum Spiegelsubstrat abnehmend ver- teilt sind. Hierdurch wird erreicht, dass durch gezielte Erwärmung über die Schmelztemperatur einer Trennschicht nur diese (und nicht die darunter befindlichen Trennschichten mit jeweils höherer Schmelztemperatur) aufgeschmolzen wird mit der Folge, dass unterhalb des durch die Aufschmelzung freigelegten Reflexionsschichtstapels noch weitere Trennschichten bzw. darunter befindliche Reflexionsschichtstapel für eine spätere, weitergehende„Häutung" des Spiegels zur Verfügung stehen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Spiegelsubstrat eine Temperatursensor- anordnung auf. Hierdurch kann eine flächige, ortsaufgelöste Erfassung der Temperaturverteilung zur Unterstützung einer möglichst exakten Temperaturführung im Sinne einer Erwärmung knapp über die jeweilige Schmelztemperatur der aufzuschmelzenden Trennschicht unterstützt werden. Des Weiteren kann die Vorderseite (bzw. optische Wirkfläche) des Spiegels auch unter Verwendung einer Wär- mebildkamera in Form eines Bolometers oder einer CCD-Kamera überwacht werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Vielfachschichtsystem ferner zwischen einem Reflexionsschichtstapel und einer Trennschicht jeweils eine Trägerschicht auf, welche zusammen mit dem von dieser Trägerschicht getragenen Teil des Vielfachschichtsystems von dem Spiegel mechanisch ablösbar ist. Diese Trägerschicht kann insbesondere eine Dicke im Bereich von 20μηΊ bis 200μηΊ aufweisen und z. B. aus Nickel (Ni) hergestellt sein. Eine solche Trägerschicht ermöglicht zum einen ihrerseits ein rückstandsloses Freilegen des darunterliegenden Reflexions- schichtstapels durch komplette Beseitigung des über der Trägerschicht befindlichen Teils des Vielfachschichtsystems. Zum anderen kann diese Trägerschicht auch dazu dienen, eine Beugungsstruktur bereitzustellen, welche etwa in einem Kollektorspiegel innerhalb einer EUV-Lichtquelle typischerweise zur Eliminierung unerwünschter, von einem C02-Laser zur Plasmaanregung erzeugter Infrarot- Strahlung verwendet wird. Durch die zusätzliche Bereitstellung der genannten Trägerschicht kann eine solche Beugungsstruktur für jedes„Paket" von Reflexionsschichtstapel und Trennschicht bereitgestellt werden und nach Freilegung eines unverbrauchten Reflexionsschichtstapels somit wieder zur Verfügung stehen. In weiteren Ausführungsformen kann eine solche Beugungsstruktur auch unmittelbar in die jeweilige Trennschicht eingearbeitet werden.
Zur mechanischen Ablösung der Trägerschicht kann diese insbesondere über den Umfang der optischen Wirkfläche bzw. der üblichen Bestandteile des Vielfachschichtsystems hinausragende Abschnitte aufweisen, welche ein mechanisches (z.B. manuelles) Erfassen der Trägerschicht und Ablösen ermöglichen. Dieses Ablösen selbst erfolgt vorzugsweise unter Schutzgas (z.B. Stickstoff-)Atmosphäre, um eine Oxidation insbesondere des hierfür unter Umständen anfälligen Materials der Trennschichten zu vermeiden.
Der Spiegel kann insbesondere ein Kollektorspiegel einer EUV-Lichtquelle sein. Die Erfindung ist jedoch auf die Anwendung nicht beschränkt, so dass in weiteren Ausführungsformen auch z.B. ein zur Umlenkspiegel in der EUV-Lichtquelle oder im Übergang zwischen EUV-Lichtquelle und Beleuchtungseinrichtung in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet sein kann.
Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanla- ge mit einer EUV-Lichtquelle, einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projekti- onsobjektiv, wobei die Projektionsbelichtungsanlage einen Spiegel mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist. Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zur Bearbeitung eines Spiegels einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines Spiegels gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2-5 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer möglicher
Ausführungsformen der Erfindung; und
Figur 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer herkömmlichen EUV-Lichtquelle.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren wird zunächst ein beispielhafter Aufbau eines erfindungsgemäßen Spiegels in Form eines Kollektorspiegels einer EUV-Lichtquelle in einer mikroli- thographischen Projektionsbelichtungsanlage unter Bezugnahme auf die schematischen Abbildungen von Fig. 1 beschrieben.
Gemäß Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer Spiegel insbesondere ein Spiegelsubstrat 1 1 sowie ein Vielfachschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirk- fläche des Spiegels auftreffender EUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von
13.5nm auf, wobei zwischen dem Vielfachschichtsystem und dem Spiegelsubstrat im Ausführungsbeispiel eine Trägerschicht 12 (z.B. Nickel, Schichtdicke z.B. 200μηΊ) sowie eine Haftschicht 13 angeordnet sind. Das Vielfachschichtsystem selbst weist gemäß Fig. 1 eine Mehrzahl von Reflexionsschichtstapeln 16a, 16b, 16c (von denen lediglich beispielhaft drei dargestellt sind, deren Anzahl grundsätzlich jedoch beliebig sein kann) auf, von denen jeder einzelne in für sich bekannter Weise eine Aufeinanderfolge von Molybdän (Mo)- und Silizium (Si)-Schichten sowie zugehörigen Diffusionssperrschichten aufweist, wobei lediglich beispielhaft die Schichtanzahl innerhalb jedes Reflexionsschichtstapels (ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) zweihundert betragen kann. Zuoberst weist darüber hinaus jeder Reflexionsschichtstapel 16a, 16b, 16c eine geeignete Schutzschicht (nicht dargestellt) z.B. aus Ruthenium (Ru) auf.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Reflexionsschichtstapeln jeweils eine Trennschicht 15a, 15b bzw. 15c angeordnet, wobei die Schichtdicke der jeweiligen Trennschichten lediglich beispielhaft im Bereich von Ι ΟμπΊ bis δθμηι liegen kann. Vorzugsweise weisen die Trennschichten 15a, 15b, 15c jeweils eine Schichtdicke von mehr als Ι Ομηι auf, was im Hinblick auf die sichere Fertigung von Vertiefungen bzw. Beugungsstrukturen unter Vermeidung unerwünschter Beschädigungen des darunterliegenden Vielfachschicht- Systems vorteilhaft ist.
Beispielhafte Ausführungsformen für die Zusammensetzung der jeweiligen Trennschichten 15a, 15b bzw. 15c sind in Tabelle 1 zusammen mit dem jeweils erhaltenen Wert für die Schmelztemperatur (in Luft oder Vakuum) aufgeführt (wobei die jeweiligen Anteile in Gewichtsprozent=wt% angegeben sind).
Tabelle 1 :
Trennschicht Material Schmelztemperatur
4 Wismut (Bi) 57wt% 78.9°C
Zinn (Sn) 17wt%
Indium (In) 26wt%
3 Wismut (Bi) 52.5wt% 95°C
Blei (Pb) 32wt%
Zinn (Sn) 15.5wt%
2 Wismut (Bi) 55.5wt% 124°C
Blei (Pb) 44.5wt%
1 Wismut (Bi) 58wt% 138°C
Zinn 42wt% Wie aus Tab. 1 ersichtlich ist, sind im Ausführungsbeispiel die Trennschichten„1 " bis„4" derart beschaffen, dass die jeweilige Schmelztemperatur in Richtung von der optischen Wirkfläche bis zum Spiegelsubstrat („Trennschicht 1 ") hin zunimmt. Infolgedessen kann durch gezielte Aufheizung über die Schmelztemperatur der jeweils obersten Trennschicht (z.B.„Trennschicht 4") erreicht werden, dass diese Trennschicht aufgeschmolzen und mitsamt dem darüber befindlichen Teil des Vielfachschichtsystems abgetragen (insbesondere „weggeschwemmt") werden kann. Somit kann gewissermaßen in einem„Häutungsprozess" bei zu starker Kon- taminierung der jeweils freiliegenden optischen Wirkfläche des Spiegels allein durch Temperatursteuerung bzw. gezielten Wärmeeintrag ein darunterliegender (nämlich unterhalb der aufgeschmolzenen Trennschicht befindlicher) Reflexionsschichtstapel zur Bereitstellung einer neuen bzw. noch unverbrauchten Wirkfläche freigelegt werden. Die zur Aufschmelzung der jeweiligen Trennschicht 15a, 15b bzw. 15c erforderliche Aufheizung bzw. Wärmezuführung kann hierbei grundsätzlich in beliebiger weise (z.B. durch Wärmeeinstrahlung, Konvektion, etc.) erfolgen.
Weitere mögliche Zusammensetzungen der jeweiligen Trennschicht sind in Tabelle 2 aufgeführt:
Tabelle 2:
Material Schmelztemperatur
Zinn (Sn) 62wt% 179°C
Blei (Pb) 36wt%
Silber (Ag) 2wt%
Zinn (Sn) 63wt% 183°C
Blei (Pb) 37wt%
Zinn (Sn) 96.3wt% 221 °C
Silber (Ag) 3.7wt%
Zinn (Sn) 99.3wt% 227°C
Kupfer (Cu) 0.7wt%
Gold (Au) 80wt% 280°C
Zinn (Sn) 20wt% Indium (In) 156.17°C
Zinn (Sn) 231 .91 °C
Wismut (Bi) 271 .3°C
Blei (Pb) 327.43°C
Zink (Zn) 419.4°C
Fig. 2 dient als schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Spiegels in einer weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 1 insbesondere dadurch, dass jeweils eine zusätzliche Trägerschicht 22b (im Ausführungsbeispiel aus Nickel und mit einer typischen Schichtdicke im Bereich von 20μηΊ bis 200μηΊ) jeweils zwischen einem Reflexionsschichtstapel 26b und einer Trennschicht 25a vorgesehen ist.
Diese Trägerschicht 22b ermöglicht zum einen die Einbringung einer zur Eliminierung unerwünschter Lichtanteile (z.B. von in einer EUV-Lichtquelle erzeugtem Inf- rarotlicht) dienenden (und in Fig. 2 durch eine Stufe angedeuteten) Beugungsstruktur, welche somit für jedes „neue Paket" aus Reflexionsschichtstapel und Trennschicht nach Aufschmelzen der darüber befindlichen Trennschicht erneut bereitgestellt werden kann. Zum anderen ermöglicht diese Trägerschicht 22b auch eine mechanische Ablösung des gesamten von der besagten Trägerschicht 22b getragenen Teils des Vielfachschichtsystems zwecks Freilegung des darunter befindlichen Reflexionsschichtstapels.
Zur Erleichterung einer (insbesondere manuell unter Schutzgas-Atmosphäre, z.B. in Stickstoff oder Argon) durchführenden mechanischen Ablösung kann die Trägerschicht, wie in Fig. 4 schematisch angedeutet, über den mechanisch bzw. optisch genutzten Durchmesser des Spiegels hinausragende Bereiche 46 aufweisen. In der Praxis kann die Bedampfung bzw. Abscheidung der einzelnen Trägerschichten 22b unter Verwendung von Masken erfolgen, so dass für jedes einzelne Schichtpaket die jeweilige Trägerschicht lokal im betreffenden Umfangsbereich vergrößert generiert wird. Gemäß Fig. 3 kann das Spiegelsubstrat 31 eine Temperatursensoranordnung 38 aufweisen. Hierdurch kann eine flächige, ortsaufgelöste Erfassung der Temperaturverteilung zur Unterstützung einer möglichst exakten Temperaturführung im Sinne einer Erwärmung knapp über die jeweilige Schmelztemperatur der aufzuschmelzenden Trennschicht unterstützt werden. Des Weiteren kann die Vorderseite (bzw. optische Wirkfläche) des Spiegels auch unter Verwendung einer Wärmebildkamera in Form eines Bolometers oder einer CCD-Kamera überwacht werden. Der erfindungsgemäße „Häutungsprozess" bzw. Abtransport des oberhalb der aufgeschmolzenen Trennschicht befindlichen (z.B. kontaminierten) Teils des Vielfachschichtsystems kann dadurch zusätzlich unterstützt werden, dass das verflüssigte Trennschichtmaterial über die betreffende Oberfläche geleitet wird und dabei der abzuführende,„verbrauchte" Teil des Vielfachschichtsystems durch Strömung weggeschwemmt wird und hierbei den darunterliegenden Reflexionsschichtstapel freilegt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus eines Spiegels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Ein ent- sprechender Spiegel weist einen Grundkörper bzw. ein Spiegelsubstrat 9 auf, welches beispielsweise aus einem Material mit geringer Wärmeausdehnung gebildet ist, wie beispielsweise aus dem Material ULE (eingetragene Marke der Firma Corning) oder Zerodur (Marke der Schott AG). Der Spiegel weist ferner eine Be- schichtung in Form eines Reflexionsschichtstapels 2 (z.B. alternierend aus Molyb- dän - und Siliziumschichten) zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge der Projektionsbe- lichtungsanlage auf.
Zwischen dem Reflexionsschichtstapel 2 und dem Spiegelsubstrat 9 ist eine Ablö- seschicht bzw. Trennschicht 6 gemäß der Erfindung ausgebildet, die eine Abtrennung des Reflexionsschichtstapels 2 von dem Spiegelsubstrat 9 ermöglicht, falls der Reflexionsschichtstapel 2 bzw. der von der Trennschicht 6 getragene Teil des Vielfachschichtsystems ausgetauscht werden muss. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zusätzliche Schichten vorgesehen, die jedoch u.U. weggelassen werden können. Ferner können oberhalb oder unterhalb des Reflexionsschichtstapels 2 oder als Bestandteil des Reflexionsschicht- Stapels 2 weitere Schichten vorgesehen sein, die hier nicht dargestellt sind.
Beispielsweise kann auch eine Deckschicht („Cap-Layer), z.B. aus Ru, Rh, SißNU, oder eine Strahlungsschutzschicht (z.B. aus NiSi) vorhanden sein. Als zusätzliche Schichten können wie in Fig. 5 schematisch angedeutet eine Diffusionsbarriere 8 sowie eine Haftvermittlerschicht 7 zwischen der Trennschicht 6 und dem Spiegelsubstrat 9 sowie eine Haftvermittlerschicht 5 und eine Diffusionsbarriere 4 zwischen der Trennschicht 6 und dem Reflexionsschichtstapel 2 vorgesehen sein. Zusätzlich kann zwischen der Trennschicht 6 und dem Reflexionsschichtstapel 2 eine Spannungsvermittlungsschicht 3 vorgesehen sein, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen der Diffusionsbarriere 4 und dem Reflexionsschichtstapel 2 angeordnet ist. In weiteren Ausführungsformen können die verschiedenen Teilschichten, wie Haftvermittlerschichten 7,5 und Diffusionsbarrieren 4,8 sowie Spannungsvermittlungsschicht 3 auch in anderer Reihenfolge vorgesehen werden oder (ggf. teilweise) weggelassen werden.
Sobald der Reflexionsschichtstapel 2 bzw. der von der Trennschicht 6 getragene Teil des Vielfachschichtsystems von dem Spiegelsubstrat 9 abgetrennt werden soll, wird der Spiegel insgesamt oder speziell die Trennschicht 6 auf eine vorbe- stimmte Temperatur gebracht, die es ermöglicht, den von der Trennschicht getragenen Teil des Vielfachschichtsystems von dem Spiegelsubstrat 9 abzutrennen, indem eine Trennung innerhalb der Trennschicht 6 oder an einer Grenzfläche der Trennschicht 6, also der Grenzfläche zur Haftvermittlerschicht 5 oder zur Haftvermittlerschicht 7, erfolgt.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Trennschicht 6 auf eine Temperatur gebracht werden, in der die Trennschicht 6 von einem festen in einen flüssigen Zustand übergeht, so dass die darüber liegenden Schichten und insbesondere der Reflexionsschichtstapel 2 durch ein Reinigungstuch abgewischt oder mit einem entsprechenden Greifwerkzeug abgezogen werden können. Die Abziehrichtung kann insbesondere tangential zur Oberfläche erfolgen, da üblicherweise Scherkräfte leichter zu einem Ablösen führen als Zugkräfte, die gegen Adhäsionskräfte wirken müssen. Zum leichteren Greifen der abzulösenden Beschichtung kann die optische Wirkfläche 1 mit Klebestreifen, sonstigen Klebemitteln oder einer Beschichtung versehen werden.
Die Trennschicht 6 kann auch verdampft werden, so dass dadurch eine Abtren- nung der darüber liegenden Schichten erfolgt.
Nach dem Ablösen des von der Trennschicht 6 getragenen Teil des Vielfachschichtsystems und ggf. zwischen der Trennschicht 6 und dem Reflexionsschichtstapel 2 liegender Schichten, wie Spannungsvermittlungsschicht 3, Diffusionsbar- riere 4 und Haftvermittlerschicht 5, wird der Rest der Trennschicht 6 vollständig entfernt, beispielsweise durch eine geeignete Spülung im flüssigen oder gasförmigen Medium oder durch thermische Behandlung, bei der entsprechende Rückstände verdampft werden können. Darüber hinaus können auch mechanische o- der nasschemische Verfahren zur Entfernung der Trennschicht 6 eingesetzt wer- den.
Danach kann sich eine Oberflächenbehandlung der verbliebenen Schichten oder des Spiegelsubstrats 9, beispielsweise durch lonenstrahlbearbeitung und eine erneute Beschichtung, anschließen.
Als Trennschicht 6 kann beispielsweise das sogenannte Fieldssche Metall, welches z.B. ca. 51 Gew.-% Indium, 32.5 Gew.-% Bismut und 16.5 Gew.-% Zinn um- fasst, eingesetzt werden, wobei dessen Schmelztemperatur bei 62°C liegt. Als weitere Alternative kann beispielsweise Roses Metall Verwendung finden, das 50 Gew.-% Bismut, 25 Gew.-% Blei und 25 Gew.-% Zinn umfasst und eine Schmelztemperatur bei 98°C aufweist. Bei derartigen Ablöseschichten kann beispielsweise Borkarbid als Diffusionsbarriere gegenüber einem Spiegelsubstrat aus ULE oder Zerodur eingesetzt werden. Die o.g. Materialien für die Trennschicht 6 können insbesondere bei Spiegeln in Projektionsobjektiven eingesetzt werden, da die Schmelztemperaturen der genannten Legierungen oberhalb der Betriebstemperatur eines Spiegels im Projektionsobjektiv liegen, aber deutlich unterhalb der entsprechenden Schmelztemperaturen des Reflexionsschichtstapels 2. Für Spiegel, die in der Beleuchtungseinrichtung einer Projektionsbelichtungsanlage oder als Kollektor eingesetzt werden, können die Betriebstemperaturen deutlich höher liegen, so dass dort als Trenn- bzw. Ablöseschicht beispielsweise Messinglote oder andere Lote, insbe- sondere Hartlote, eingesetzt werden können, deren Schmelztemperatur im Bereich von 800°C bis 1 .000°C liegt. Je nach Anwendungsfall können somit die entsprechenden Materialien für die Ablöseschicht bestimmt werden.
Die Trennschicht 6, die vorzugsweise über die gesamte oder einen Teil der opti- sehen Wirkfläche angeordnet wird, kann mit einer Dicke im Bereich von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern aufgebracht werden.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, mit
• einem Spiegelsubstrat (1 1 , 21 , 31 , 41 ); und
• einem Vielfachschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage;
• wobei das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Reflexionsschichtstapeln (16a, 16b, 16c, 26a, 26b) aufweist, zwischen denen jeweils eine Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) angeordnet ist;
• wobei diese Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) aus einem Material hergestellt ist, welches eine Schmelztemperatur besitzt, die wenigstens 80°C beträgt und kleiner als 300°C ist.
2. Spiegel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) eine Schmelztemperatur kleiner als 200°C, insbesondere kleiner als 150°C besitzt.
3. Spiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) eine Schichtdicke von wenigstens δμηι, insbesondere eine Schichtdicke im Bereich von Ι Ομηι bis Ι ΟΟμηι, aufweist.
4. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) das Verhältnis zwischen lateraler Schichterstreckung und Schichtdicke wenigstens 1000 beträgt.
5. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) ein Metall oder eine Metalllegierung ist.
6. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) ein Eutektikum ist.
7. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) wenigstens einen, und insbesondere in Form einer Legierung wenigstens zwei Bestandteile der Gruppe aufweist, welche Wismut (Bi), Indium (In), Zinn (Zn), Blei (Pb), Kupfer (Cu), Antimon (Sb), Cadmium (Cd), Silber (Ag), Gold (Au), Zink (Sn) und Gallium (Ga) enthält.
8. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Trennschichten (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) aufweist, zwischen denen jeweils ein Reflexionsschichtstapel (16a, 16b, 16c, 26a, 26b) angeordnet ist.
9. Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, mit
• einem Spiegelsubstrat (1 1 , 21 , 31 , 41 ); und
• einem Vielfachschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage;
• wobei das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Reflexionsschichtstapeln (16a, 16b, 16c, 26a, 26b) aufweist, zwischen denen jeweils eine Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) angeordnet ist, welche in einem vorgegebenen Temperaturbereich eine Phasenumwandlung von fest nach flüssig oder von fest nach gasförmig durchläuft und so eine Abführung des von dieser Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems von dem Spiegel ermöglicht.
10. Spiegel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl solcher Trennschichten (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) aufweist, zwischen denen jeweils ein Reflexionsschichtstapel (16a, 16b, 16c, 26a, 26b) angeordnet ist.
1 1 . Spiegel nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese Trennschichten (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen.
12. Spiegel nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur für diese Trennschichten (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) in Richtung von der optischen Wirkfläche bis zum Spiegelsubstrat (1 1 , 21 , 31 , 41 ) hin zunimmt.
13. Spiegel nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) aus einem Material mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 80°C bis 400°C, insbesondere kleiner als 300°C, weiter insbesondere kleiner als 200°C, und weiter insbesondere kleiner als 150°C, hergestellt ist.
14. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vielfachschichtsystem ferner zwischen einem Reflexionsschichtstapel und einer Trennschicht jeweils eine Trägerschicht (22b) aufweist, welche zusammen mit dem von dieser Trägerschicht getragenen Teil des Vielfachschichtsystems von dem Spiegel mechanisch ablösbar ist.
15. Spiegel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese Trägerschicht (22b) eine Dicke im Bereich von 20μηΊ bis 200μηΊ aufweist.
16. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelsubstrat (31 ) eine Temperatursensoranordnung (38) aufweist.
17. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel ein Kollektorspiegel (310) einer EUV-Lichtquelle ist.
18. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer EUV- Lichtquelle, einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage einen Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
19. Verfahren zur Bearbeitung eines Spiegels einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eines Spiegels nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Spiegel ein Spiegelsubstrat (1 1 , 21 , 31 , 41 ) und ein Vielfachschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage aufweist, und wobei das Vielfachschichtsystem eine Mehrzahl von Reflexionsschichtstapeln (16a, 16b, 16c, 26a, 26b) aufweist, zwischen denen jeweils eine Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) angeordnet ist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist:
• Aufschmelzen wenigstens einer Trennschicht (15a, 15b, 15c, 25a, 25b) zur Abführung des von dieser Trennschicht getragenen Teils des Vielfachschichtsystems von dem Spiegel.
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