WO2017102256A1 - Reflektives optisches element - Google Patents

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    • G21K2201/065—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements provided with cooling means

Definitions

  • the invention relates to a reflective optical element, in particular for a microlithographic projection exposure apparatus or for a mask inspection system.
  • 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.
  • Mask inspection equipment is used to inspect reticles for microlithographic projection exposure equipment.
  • refractive optical elements are used as optical components for the imaging process, due to the lack of availability of suitable translucent refractive materials.
  • a problem that arises in practice is that these reflective optical elements designed for operation in the EUV experience, in particular as a result of the absorption of the radiation emitted by the EUV light source, a heating and a concomitant thermal expansion or deformation, which in turn impairs the imaging properties of the optical system can result. This is particularly the case when illumination settings with comparatively small illumination poles (for example in dipole or quadrupole illumination settings) are used, in which the element heating or deformation varies greatly across the optical effective area of the reflective optical element.
  • a transfer of solutions known for VUV lithography systems (with a working wavelength of, for example, about 200 nm or about 160 nm) for overcoming the above-described problem of element heating on EUV systems is partly difficult, in part, as the number of for an active deformation compensation available optical effective surfaces due to the (to avoid excessive light losses due to the necessary reflections) relatively smaller number of optical elements or mirrors is relatively limited.
  • the invention relates to a reflective optical element, in particular for a microlithographic projection exposure apparatus or a mask inspection system, wherein the reflective optical element has an optical active surface, with
  • At least one porous Ausgas slaughter which releases at least temporarily in the Ausgas slaughter adsorbed particles upon irradiation of the optical active surface with electromagnetic radiation.
  • the invention includes the concept of, in operation, limiting the heating of the reflective optical element in the vicinity of the optical active surface or in the region of the reflective layer system in that the Heat induced by the electromagnetic radiation (ie, during a light pulse) in the reflective optical element is used, in part, to cause particles absorbed in a porous outgassing layer specially provided for this purpose.
  • the Heat induced by the electromagnetic radiation (ie, during a light pulse) in the reflective optical element is used, in part, to cause particles absorbed in a porous outgassing layer specially provided for this purpose.
  • the adsorbed particles may be, for example, merely incorporated water molecules, the radiation-induced heat then being utilized in accordance with the evaporation of the water.
  • Other embodiments may also be embedded noble gases (e.g., argon (Ar)).
  • this outgassing layer is arranged on the side of the reflective layer system facing the substrate.
  • the reflective optical element has a first porous outgassing layer and a second porous outgassing layer, wherein the second outgassing layer is designed such that upon irradiation of the optical active layer surface with electromagnetic radiation from the first Ausgas Mrs released particles in the second Ausgas scaffold be adsorbed at least temporarily.
  • the reflective optical element has at least one heat-radiating layer, which upon irradiation of the optical active surface with electromagnetic radiation increases radiation of heat induced by the electromagnetic radiation in the reflective optical element in comparison with an analog structure without the heat-radiating layer.
  • a reflective optical element according to the invention in particular for a microlithographic projection exposure apparatus or for a mask inspection system, wherein the reflective optical element has an optical active surface, comprises: a substrate; a reflective layer system; and
  • At least one heat-radiating layer which upon irradiation of the optical active surface with electromagnetic radiation, increases radiation of heat induced by the electromagnetic radiation in the reflective optical element in comparison with an analogous structure without the heat-radiating layer.
  • the invention is based in particular on the concept of at least reducing an undesired thermally induced deformation of a reflective optical element as a result of the electromagnetic radiation impinging during operation in that the most effective possible removal of
  • Infrared (IR) radiation is provided via a heat radiation layer.
  • the invention makes use in particular of the fact that, for example, in an EUV mirror, the substrate or the substrate materials typically used for IR radiation are at least partially transparent, with the result that the heat removal according to the invention via the heat radiation layer through the substrate can be done through.
  • the invention particularly takes into account the fact that thermally induced deformations on the side of the substrate on the one hand (because of the order of magnitude greater thickness compared to the reflective layer system) are particularly problematic with respect to the wave front effects occurring in the reflective optical element and, on the other hand also by the selection of special substrate materials (such as Zerodur ® or ULE ® ) are usually not completely avoidable in operation.
  • zero crossing temperature in which the thermal expansion coefficient of such substrate materials in its temperature dependence has a zero crossing
  • the heat radiation layer is arranged on the side of the reflective layer system facing the substrate.
  • This embodiment has the advantage that when designing the heat-radiating layer, its optimization with regard to the IR radiation - in particular with respect to material and thickness of the heat-radiating layer - regardless of the emission or emission properties of the radiating layer for the on the reflective optical Element incident electromagnetic useful radiation (eg EUV radiation in the case of an EUV mirror) can take place.
  • the emission in the case of an arrangement of the heat-radiating layer on the side of the reflective-layer system facing the substrate, the emission (and thus also the
  • the heat radiation layer is arranged on the side of the reflective layer system facing the optical active surface.
  • the heat-radiating layer is preferably designed in such a way that the absorption of the operational effect on the reflective optical element occurs.
  • useful electromagnetic radiation eg EUV radiation in the case of an EUV mirror
  • the reflective optical element according to the invention further comprises a heat insulating layer, which is arranged between the substrate and the reflective layer system.
  • a heat insulating layer which is arranged between the substrate and the reflective layer system.
  • This refinement is based on the further consideration that heat input into the reflection layer system is less problematic with regard to the wavefront effect occurring at the reflective optical element than heat input into the substrate (where a thermally induced relative expansion due to the relative to the reflection layer system several orders of magnitude higher absolute thickness of the substrate substantially grave- which affects the wavefront effect).
  • the reflective optical element further comprises at least one Peltier element, which is arranged between the substrate and the reflective layer system.
  • This embodiment is based on the further concept, by using a Peltier element, which can be acted upon by electric current, between the substrate and the reflective layer system in operation as required - e.g. in the case of a threatening temperature increase of the substrate - to achieve an (in particular also controllable) active cooling of the substrate, in which case corresponding to
  • the invention further relates to a reflective optical element, in particular for a microlithographic projection exposure apparatus or a mask inspection system, wherein the reflective optical element has an optical active surface, with
  • Peltier element which is arranged between the substrate and the reflective layer system.
  • the reflective optical element according to the invention further comprises a heat buffer layer, which is arranged between the substrate and the reflective layer system.
  • the heat introduced during the impingement of light pulses into the reflective optical element is passed on comparatively quickly to the heat buffer layer 890 by the reflection layer system, so that a too high temperature increase on the side of the reflection layer system is avoided and if necessary, temperature-sensitive layers or layers. Layer systems can be protected.
  • the heat from the heat buffer layer can be passed to the substrate.
  • the reflective optical element is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.
  • the invention is not limited thereto, so that in other applications the invention can also be advantageously implemented in an optical system with a working wavelength in the VUV range (eg of less than 200 nm or less than 160 nm).
  • the reflective optical element according to the invention may be a mirror, in particular a mirror for a microlithographic projection exposure apparatus or a mirror for a mask inspection system.
  • the reflective optical element according to the invention can also be a reticle for a microlithographic projection exposure apparatus.
  • the invention further relates to an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, in particular an illumination device or a projection objective, an optical system of a mask inspection system, as well as a microlithographic projection exposure apparatus and a mask inspection system with at least one reflective optical element having the features described above.
  • Figure 1 is a schematic illustration for explaining the construction of a reflective optical element according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2-5 are schematic representations for explaining the structure of a reflective optical element according to further embodiments of the invention.
  • Figure 6 is a diagram for explaining the operation of a reflective optical element according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 7-8 are schematic representations for explaining the structure of a reflective optical element according to further embodiments of the invention.
  • FIG. 9 shows a schematic illustration for explaining the possible structure of a microlithographic projection exposure apparatus designed for operation in the EUV.
  • Fig. 1 shows a schematic representation for explaining the structure of a reflective optical element according to the invention in a first embodiment of the invention.
  • the reflective optical element 100 comprises a substrate 105 made of any suitable (mirror) substrate material.
  • suitable substrate materials include titanium dioxide (TiO2) doped quartz glass, and only by way of example (and without the invention being limited thereto) under the trade designations ULE ® (manufactured by Corning Inc.) or Zerodur ® (manufactured by Schott AG) distributed materials used are.
  • the reflective optical element 100 has, in a manner known per se, a reflection layer system 110, which in the illustrated embodiment comprises, by way of example only, a molybdenum-silicon (Mo-Si) layer stack.
  • a merely exemplary suitable The structure comprises about 50 layers or layer packages of a layer system of molybdenum (Mo) layers with a layer thickness of 2.7 nm each and silicon (Si) layers with a layer thickness of 3.3 nm each.
  • the reflective optical element 100 may in particular be a reflective optical element or a mirror of an optical system, in particular the projection objective or the illumination device of a microlithographic projection exposure apparatus or of the inspection objective of a mask inspection system. Furthermore, the optical element or the optical system can be designed in particular for operation in the EUV.
  • the action of an optical effective surface 100a of the reflective optical element 100 with electromagnetic EUV radiation (indicated by an arrow in FIG. 1) during operation of the optical system results in a volumetric expansion taking place both in the reflective layer system 110 and in the substrate 105 Depending on the intensity distribution of the incident electromagnetic radiation (in particular, in the case of a reflective optical element near the pupil, depending on the set illumination setting), this volume expansion can extend inhomogeneously over the optical effective surface 100a.
  • the reflective opti see element 100 a heat-radiating layer 120 which, according to FIG. 1, is located on the side of the reflection-layer system 110 facing away from the optical active surface 100a.
  • This heat radiation layer 120 is characterized by a comparatively high emissivity for infrared (IR) radiation, so that heat removal takes place via the heat radiation layer 120 through the substrate 105.
  • FIG. 2 shows a further embodiment, wherein components which are analogous or substantially functionally identical to those of FIG. 1 are designated by reference numerals increased by "100.” The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG.
  • the heat radiating layer 220 in this embodiment is preferably designed such that it has the highest possible emissivity for the IR radiation to be dissipated, but on the other hand for the Reflective optical element 200 incident electromagnetic useful radiation or EUV radiation only a low emissivity (since this is synonymous with a low absorptive capacity) is present.
  • Suitable materials for the heat-radiating layers 220 and 120 are e.g. Niobium oxide (NbO), silicon nitride (SiN), zirconium oxide (ZrO) or amorphous carbon (C).
  • the heat-radiating layer 220 or 120 may also include a
  • Doping eg, a silicon (Si) or molybdenum (Mo) layer
  • one or more of the aforementioned materials eg, a doping with 10% carbon atoms
  • a comparably negligible influencing of the emission properties of the reflection layer system for the EUV radiation forming the useful light can be achieved in a desired manner with a significant increase in the emissivity for IR radiation.
  • typical thicknesses of the heat radiation layer 220 or 120 may be in the range from 5 nm to 100 nm, for example, the placement of the heat radiation layer 120 on the side of the reflection layer system 110 facing the substrate 105 being comparatively greater in thickness and also in FIG greater flexibility in terms of material selection (since no consideration must be given to the in this case irrelevant radiation or emission properties for EUV radiation).
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a reflective optical element 300 according to the invention, in which analogous or essentially functionally identical components with reference numbers increased by "100" are designated.
  • FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in that, according to FIG. 3, an additional heat insulation layer 330 is arranged between the reflection layer system 310 and the substrate 305. In this way, a longer retention of the radiation-induced heat in the reflective layer system 310 is achieved, with the result that a greater period of time is available for the heat removal by the IR radiation of the heat-radiating layer 320.
  • a suitable material for the thermal insulation layer 330 is e.g. amorphous quartz glass (S1O2), the thickness of which with respect to the placement on the side facing away from the optical active surface 300a side of the reflective layer system 310 is relatively uncritical and may be only for example in the range of a few 10 nm or a few 100 nm.
  • S1O2 amorphous quartz glass
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a reflective optical element 400 according to the invention, again referring to FIG. 3 analogously or substantially functionally identical components with reference numerals increased by "100".
  • the reflective optical element 400 has a porous outgassing layer 440 which, in the exemplary embodiment, is arranged between the reflective layer system 410 and the substrate 405.
  • the thickness of the porous Ausgas slaughter 440 can only be an example in the range of ⁇ ⁇ to ⁇ ⁇ .
  • the outgassing layer 440 serves to temporarily store particles or molecules (eg water or a noble gas such as argon (Ar)).
  • the reflective optical element 400 in the exemplary embodiment furthermore has defects 460, which allow the released or desorbed particles to escape.
  • defects 460 may be provided in any suitable manner, eg in the form of carbon nanotubes, by a suitable etching process, etc.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a reflective optical element 500 according to the invention, components which are analogous or substantially functionally identical to those in FIG. 4 and have reference numerals increased by "100".
  • the embodiment of FIG. 5 differs from that of FIG. 4 in that, in addition to the outgassing layer 550, a further outgassing layer 570 is provided on its side facing the substrate 505.
  • the particles expelled from the outgassing layer 550 as described above can be temporarily stored, so that in this embodiment, if necessary, the defects 460 present in the reflective optical element 400 of FIG. 4 can be dispensed with.
  • an active cooling can take place in each case between successive light pulses in order to correspondingly remove the heat arising with the release of absorption energy.
  • FIG. 7 shows a corresponding further embodiment of a reflective optical element 700 according to the invention, in which components which are analogous or substantially functionally identical to those in Fig. 4 are designated by reference numerals increased by "100.”
  • a Peltier element 780 is arranged, which is constructed from Peltier layers 781, 782 and can be acted upon by electrodes (not shown) with electric current.
  • a cooling of the substrate 705 can be achieved at the expense of heating the reflective layer system 710, again utilizing the already explained fact that, depending on the specific structure of the reflective optical element, a heat input into the reflective layer system in comparison to a heat input in the substrate is relatively unproblematic.
  • a Peltier element 780 can in particular also advantageously be combined with the presence of a heat radiation layer 220 or 320 eg according to FIG. 2 or FIG. 3, since in this way the Peltier element 780 additionally introduced into the reflection layer system 210 or 310 Heat can be removed effectively.
  • 8 shows a further embodiment of a reflective optical element 800 according to the invention, wherein components which are analogous or substantially functionally identical to those in Fig. 7 are designated by reference numerals increased by "100.” Referring to Fig.
  • the reflective optical element 800 has a heat buffer layer 890
  • the heat introduced into the reflective optical element 800 during the impact of light pulses can be transmitted from the reflection layer system 810 to the heat buffer layer 890 comparatively rapidly, which can be arranged between reflection layer system 810 and substrate 805 and has a comparatively high heat capacity is so that a pronounced increase in temperature on the part of the reflective layer system 810 can be avoided (and again, for example, analogous to about 4 to 6, temperature-sensitive layers or layer systems can be protected.)
  • this Ausgestal tion can be taken into account that typical substrate materials usually have a comparatively low thermal conductivity, so that a resulting heat accumulation within the reflective layer system in the case of temperature-sensitive layers can lead to damage to the layer structure.
  • the heat may be transferred from the heat buffer layer 890 to the substrate 805.
  • the heat buffer layer 890 may be e.g. one
  • Mirror with a reflective layer system in the form of a multi-layer system or layer stack eg of molybdenum (Mo) - and silicon (Si) layers
  • the invention is not limited thereto.
  • a lighting device in a projection exposure apparatus 900 designed for EUV has a field facet mirror 903 and a pupil facet mirror 904.
  • the light of a light source unit comprising a plasma light source 901 and a collector mirror 902 is directed.
  • a first telescope mirror 905 and a second telescope mirror 906 are arranged.
  • a deflection mirror 907 is arranged in the light path, which deflects the radiation impinging on it onto an object field in the object plane of a projection objective comprising six mirrors 951-956.
  • a reflective structure-carrying mask 921 is arranged on a mask table 920, which is imaged with the aid of the projection lens into an image plane in which a photosensitive layer (photoresist) coated substrate 961 is located on a wafer table 960.
  • mirrors 951-956 of the projection lens in particular the mirrors 951 and 952 arranged in relation to the optical beam path in the initial region of the projection lens can be configured in the manner according to the invention, since the effect achieved according to the invention results from the effects on them
  • Mirrors 951, 952 due to the still comparatively small accumulated reflection losses and thus the relatively high light intensities is then particularly pronounced.
  • the invention is not limited to the application to these mirrors 951, 952, so that in principle also other mirrors can be designed in the manner according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder eine Maskeninspektionsanlage. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das refiektive optische Element eine optische Wirkfläche, ein Substrat (405, 505), ein Reflexionsschichtsystem (410, 510) und wenigstens eine poröse Ausgasschicht (450, 550) auf, welche bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche (400a, 500a) mit elektromagnetischer Strahlung zumindest zeitweise in der Ausgasschicht (450, 550) adsorbierte Teilchen freisetzt.

Description

Reflektives optisches Element
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 225 509.3, angemeldet am 16. Dezember 2015. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by refe- rence") mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder für eine Maskeninspektionsanlage.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie bei- spielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolitho- graphieprozess 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. Maskeninspektionsanlagen werden zur Inspektion von Retikeln für mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen verwendet.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven oder Inspektionsobjek- tiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien reflektive optische Elemente als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Ein in der Praxis auftretendes Problem ist, dass diese für den Betrieb im EUV ausgelegten reflektiven optischen Elemente insbesondere infolge der Absorption der von der EUV-Lichtquelle emittierten Strahlung eine Erwärmung und eine damit einhergehende thermische Ausdehnung bzw. Deformation erfahren, welche wiederum eine Beeinträchtigung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems zur Folge haben kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Beleuchtungs- settings mit vergleichsweise kleinen Beleuchtungspolen (z.B. in Dipol- oder Quadrupol-Beleuchtungssettings) eingesetzt werden, in welchen die Elementerwärmung bzw. -deformation über die optische Wirkfläche des reflektiven optischen Elements hinweg stark variiert.
Eine Übertragung von für VUV-Lithographiesysteme (mit einer Arbeitswellenlänge z.B. von ca. 200 nm oder ca. 160 nm) bekannten Lösungsansätzen zur Überwindung des vorstehend beschriebenen Problems der Elementerwärmung auf EUV- Systeme gestaltet sich u.a. insofern teilweise als schwierig, als die Anzahl an für eine aktive Deformationskompensation zur Verfügung stehenden optischen Wirkflächen infolge der (zur Vermeidung zu großer Lichtverluste aufgrund der notwendigen Reflexionen) vergleichsweise geringeren Anzahl von optischen Elementen bzw. Spiegeln relativ stark begrenzt ist. Zur Überwindung des vorstehend beschriebenen Problems der Elementerwärmung in EUV-Systemen ist es insbesondere bekannt, zusätzliche Vorrichtungen zur Realisierung von Starrkörperbewegungen und/oder Temperaturänderungen im Bereich der optischen Wirkfläche der für den Betrieb im EUV ausgelegten reflek- tiven optischen Elemente einzusetzen, wodurch jedoch die Komplexität der Systeme erhöht wird.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2010 039 930 A1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder für eine Maskeninspektionsanlage, bereitzustellen, welches bei vergleichsweise geringem konstruktivem Aufwand eine wirksame Vermeidung oder zumindest Reduzierung thermischer Deformationen bzw. damit einhergehender Beeinträchtigun- gen des Abbildungsverhaltens ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein reflektives optisches Element gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder eine Maskeninspektionsanlage, wobei das reflektive optische Element eine optische Wirkfläche aufweist, mit
- einem Substrat; - einem Reflexionsschichtsystem; und
- wenigstens einer porösen Ausgasschicht, welche bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche mit elektromagnetischer Strahlung zumindest zeitweise in der Ausgasschicht adsorbierte Teilchen freisetzt.
Gemäß diesem Aspekt beinhaltet die Erfindung das Konzept, im Betrieb die Erwärmung des reflektiven optischen Elements in der Nähe der optischen Wirkfläche bzw. im Bereich des Reflexionsschichtsystems dadurch zu limitieren, dass die durch die elektromagnetische Strahlung (d.h. während eines Lichtpulses) im reflektiven optischen Element induzierte Wärme zum Teil dazu verwendet wird, in einer eigens hierzu vorgesehenen porösen Ausgasschicht absorbierte Teilchen auszulösen. Dies hat zur Folge, dass entsprechend weniger Energie im oberflä- chennahen Bereich zur Erwärmung des reflektiven optischen Elements zur Verfügung steht, also auch eine entsprechende Temperaturerhöhung demgemäß geringer ausfällt.
Bei den adsorbierten Teilchen kann es sich lediglich beispielhaft um eingelagerte Wassermoleküle handeln, wobei die strahlungsinduzierte Wärme dann entsprechend zur Verdunstung des Wassers genutzt wird. In weiteren Ausführungen kann es sich auch um eingelagerte Edelgase (z.B. Argon (Ar)) handeln.
Bei dem vorstehend beschriebenen Konzept des Einsatzes der porösen Ausgas- schicht ist zu beachten, dass im Zeitraum zwischen den auf das reflektive optische Element auftreffenden Lichtpulsen aufgrund der dann stattfindenden erneuten Einlagerung der zuvor absorbierten Teilchen typischerweise wieder Absorptionsenergie bzw. Wärme frei wird. Allerdings findet der zuletzt genannte Effekt auf einer vergleichsweise wesentlich größeren Zeitskala statt, so dass z.B. zwischen den auf das reflektive optische Element auftreffenden Lichtpulsen eine aktive Kühlung des Systems erfolgen kann.
Im Ergebnis kann mit dem vorstehend beschriebenen Konzept eine Absenkung der maximal auftretenden Peaktemperaturen und damit insbesondere etwa ein Schutz von vergleichsweise temperatursensitiven Schichten bzw. Reflexionsschichtsystemen des reflektiven optischen Elements erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist diese Ausgasschicht auf der dem Substrat zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform weist das reflektive optische Element eine erste poröse Ausgasschicht und eine zweite poröse Ausgasschicht auf, wobei die zweite Ausgasschicht derart ausgelegt ist, dass bei Bestrahlung der optischen Wirk- fläche mit elektromagnetischer Strahlung von der ersten Ausgasschicht freigesetzte Teilchen in der zweiten Ausgasschicht zumindest zeitweise adsorbiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das reflektive optische Element wenigstens eine Wärmeabstrahlschicht auf, welche bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche mit elektromagnetischer Strahlung eine Abstrahlung von durch die elektromagnetische Strahlung in dem reflektiven optischen Element induzierter Wärme im Vergleich zu einem analogen Aufbau ohne die Wärmeabstrahlschicht erhöht. Gemäß einem weiteren Aspekt weist ein erfindungsgemäßes reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder für eine Maskeninspektionsanlage, wobei das reflektive optische Element eine optische Wirkfläche aufweist, auf: ein Substrat; - ein Reflexionsschichtsystem; und
- wenigstens eine Wärmeabstrahlschicht, welche bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche mit elektromagnetischer Strahlung eine Abstrahlung von durch die elektromagnetische Strahlung in dem reflektiven optischen Element induzierter Wärme im Vergleich zu einem analogen Aufbau ohne die Wärme- abstrahlschicht erhöht.
Gemäß dieses Aspekts liegt der Erfindung insbesondere das Konzept zugrunde, eine unerwünschte thermisch bedingte Deformation eines reflektiven optischen Elements infolge der im Betrieb auftreffenden elektromagnetischen Strahlung dadurch zumindest zu reduzieren, dass ein möglichst effektiver Abtransport von
Infrarot (IR)-Strahlung über eine Wärmeabstrahlschicht bereitgestellt wird.
Dabei macht sich die Erfindung insbesondere den Umstand zunutze, dass etwa in einem EUV-Spiegel das Substrat bzw. die zu dessen Herstellung typischerweise verwendeten Substratmaterialien für IR-Strahlung zumindest teilweise transparent sind mit der Folge, dass der erfindungsgemäße Wärmeabtransport über die Wärmeabstrahlschicht durch das Substrat hindurch erfolgen kann. Durch die Erfindung wird insbesondere dem Umstand Rechnung getragen, dass thermisch bedingte Deformationen auf Seiten des Substrats zum einen (aufgrund der um Größenordnungen höheren Dicke im Vergleich zum Reflexionsschicht- System) hinsichtlich der beim reflektiven optischen Element auftretenden Wellen- fronteffekte besonders problematisch sind und zum anderen auch durch die Auswahl spezieller Substratmaterialien (wie etwa Zerodur® oder ULE®) in der Regel im Betrieb nicht vollständig zu vermeiden sind. Der zuletzt genannte Umstand ist auch darauf zurückzuführen, dass die sogenannte„Zero-Crossing-Temperatur" (= Null-Durchgangstemperatur), bei welcher der thermische Ausdehnungskoeffizient solcher Substratmaterialien in seiner Temperaturabhängigkeit einen Null- Durchgang aufweist, nicht exakt einstellbar ist, zumal die sich im Betrieb letztlich einstellende Temperatur über die optische Wirkfläche hinweg und damit auch über den Substratquerschnitt variiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Wärmeabstrahlschicht auf der dem Substrat zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei Auslegung der Wärmeabstrahlschicht deren Optimierung im Hinblick auf die IR-Abstrahlung - insbesondere in Bezug auf Material und Dicke der Wärmeabstrahlschicht - ohne Rücksicht auf die Abstrahl- bzw. Emissionseigenschaften der Abstrahlschicht für die im Betrieb auf das reflektive optische Element auftreffende elektromagnetische Nutzstrahlung (z.B. EUV- Strahlung im Falle eines EUV-Spiegels) erfolgen kann. Mit anderen Worten können im Falle einer Anordnung der Wärmeabstrahlschicht auf der dem Substrat zu- gewandten Seite des Reflexionsschichtsystems die Emissions- (und damit auch
Absorptions-) Eigenschaften der Wärmeabstrahlschicht für die elektromagnetische Nutzstrahlung bzw. Arbeitswellenlänge außer Acht gelassen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Wärmeabstrahlschicht auf der der optischen Wirkfläche zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems angeordnet. In diesem Falle ist die Wärmeabstrahlschicht vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Absorption der im Betrieb auf das reflektive optische Element auftref- fenden elektromagnetischen Nutzstrahlung (z.B. EUV-Strahlung im Falle eines EUV-Spiegels) möglichst gering ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße reflektive optische Element ferner eine Wärmeisolationsschicht auf, welche zwischen Substrat und Reflexionsschichtsystem angeordnet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die im Betrieb des reflektiven optischen Elements induzierte Wärme im Wesentlichen im Reflexionsschichtsystem verbleibt und somit nicht bis zum Substrat gelangt. Infolgedessen steht zum einen eine größere Zeitspanne für den Wärmeabtrans- port über die IR-Abstrahlung von der optischen Wirkfläche aus zur Verfügung, und zum anderen wird diese IR-Abstrahlung aufgrund des Temperaturanstiegs in dem Reflexionsschichtsystem unterstützt.
Dieser Ausgestaltung liegt die weitere Überlegung zugrunde, dass ein Wärme- eintrag in das Reflexionsschichtsystem im Hinblick auf den am reflektiven optischen Element auftretenden Wellenfronteffekt weniger problematisch ist als ein Wärmeeintrag in das Substrat (wo sich eine thermisch induzierte relative Ausdehnung aufgrund der im Vergleich zum Reflexionsschichtsystem um mehrere Größenordnungen höheren absoluten Dicke des Substrats wesentlich gravieren- der auf den Wellenfronteffekt auswirkt).
Gemäß einer Ausführungsform weist das reflektive optische Element ferner wenigstens ein Peltierelement auf, welches zwischen dem Substrat und dem Reflexionsschichtsystem angeordnet ist.
Dieser Ausführungsform liegt das weitere Konzept zugrunde, durch Einsatz eines mit elektrischem Strom beaufschlagbaren Peltierelements zwischen Substrat und Reflexionsschichtsystem im Betrieb je nach Bedarf - z.B. bei einem drohenden Temperaturanstieg des Substrats - eine (insbesondere auch regelbare) aktive Kühlung des Substrats zu erreichen, wobei in diesem Falle entsprechend dem
Funktionsprinzip des Peltierelements auf der dem Reflexionsschichtsystem zugewandten Seite ein Temperaturanstieg erfolgt. Dem liegt wiederum die Überlegung zugrunde, dass typischerweise ein Wärmeeintrag in das Reflexionsschichtsystem wie bereits erläutert (aufgrund der um Größenordnungen geringeren Dicke im Vergleich zum Substrat) weniger problematisch ist als ein Wärmeeintrag in das Substrat. Die Erfindung betrifft weiter ein reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder eine Maskeninspektionsanlage, wobei das reflektive optische Element eine optische Wirkfläche aufweist, mit
- einem Substrat; - einem Reflexionsschichtsystem; und
- einem Peltierelement, welches zwischen dem Substrat und dem Reflexionsschichtsystem angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße reflektive optische Element ferner eine Wärmepufferschicht auf, welche zwischen dem Substrat und dem Reflexionsschichtsystem angeordnet ist.
Hierdurch kann erreicht werden, dass die während des Auftreffens von Lichtpulsen in das reflektive optische Element eingebrachte Wärme von dem Reflexions- schichtsystem vergleichsweise schnell an die Wärmepufferschicht 890 weitergegeben wird, so dass ein zu hoher Temperaturanstieg auf Seiten des Reflexionsschichtsystems vermieden und gegebenenfalls temperatursensitive Schichten bzw. Schichtsysteme geschützt werden können. In den Zeitintervallen zwischen den Lichtpulsen kann die Wärme von der Wärmepufferschicht an das Substrat weitergeben werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das reflektive optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, so dass in weiteren Anwendun- gen die Erfindung auch in einem optischen System mit einer Arbeitswellenlänge im VUV-Bereich (z.B. von weniger als 200nm oder weniger als 160nm) vorteilhaft realisiert werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen reflektiven optischen Element kann es sich um einen Spiegel, insbesondere einen Spiegel für eine mikrolithographische Projektions- belichtungsanlage oder einen Spiegel für eine Maskeninspektionsanlage, handeln. Des Weiteren kann es sich bei dem erfindungsgemäßen reflektiven optischen Element auch um ein Retikel für eine mikrolithographische Projektionsbelich- tungsanlage handeln.
Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Projektionsobjektiv, ein optisches System einer Maskeninspektionsanlage, sowie auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage und eine Maskeninspektionsanlage mit wenigstens einem reflektiven optischen Element mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dar- gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines reflektiven optischen Elements gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2-5 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Aufbaus eines reflektiven optischen Elements gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung; Figur 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise eines reflektiven optischen Elements gemäß einer weiteren Ausführungsforme der Erfindung;
Figur 7-8 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Aufbaus eines reflektiven optischen Elements gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung; und Figur 9 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen reflektiven optischen Elements in einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Das reflektive optische Element 100 umfasst insbesondere ein Substrat 105, welches aus einem beliebigen geeigneten (Spiegel-)Substratmaterial hergestellt ist. Geeignete Substratmaterialien sind z.B. Titandioxid (TiO2)-dotiertes Quarzglas, wobei lediglich beispielhaft (und ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) die unter den Markenbezeichnungen ULE® (der Firma Corning Inc.) oder Zerodur® (der Firma Schott AG) vertriebenen Materialien verwendbar sind.
Des Weiteren weist das reflektive optische Element 100 in grundsätzlich für sich bekannter Weise ein Reflexionsschichtsystem 1 10 auf, welches in der dargestellten Ausführungsform lediglich beispielhaft einen Molybdän-Silizium (Mo-Si)- Schichtstapel umfasst. Ohne dass die Erfindung auf konkrete Ausgestaltungen dieses Schichtstapels beschränkt wäre, kann ein lediglich beispielhafter geeigne- ter Aufbau etwa 50 Lagen bzw. Schichtpaketen eines Schichtsystems aus Molybdän (Mo)-Schichten mit einer Schichtdicke von jeweils 2.7nm und Silizium (Si)- Schichten mit einer Schichtdicke von jeweils 3.3nm umfassen. Optional können noch weitere Funktionsschichten, wie beispielsweise eine Deckschicht („Cap- Layer"), eine Substratschutzschicht (SPL = "Substrate Protection Layer") und/oder Diffusionsbarrieren vorgesehen sein.
Bei dem reflektiven optischen Element 100 kann es sich insbesondere um ein reflektives optisches Element bzw. einen Spiegel eines optischen Systems, insbe- sondere des Projektionsobjektivs oder der Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder des Inspektionsobjektivs einer Maskeninspektionsanlage, handeln. Des Weiteren kann das optische Element bzw. das optische System insbesondere für den Betrieb im EUV ausgelegt sein. Die im Betrieb des optischen Systems erfolgende Beaufschlagung einer optischen Wirkfläche 100a des reflektiven optischen Elements 100 mit elektromagnetischer EUV-Strahlung (in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet) hat zur Folge, dass eine Volumenausdehnung sowohl im Reflexionsschichtsystem 1 10 als auch im Substrat 105 stattfindet, wobei diese Volumenausdehnung je nach Intensitätsvertei- lung der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung (insbesondere also im Falle eines pupillennahen reflektiven optischen Elements abhängig von dem eingestellten Beleuchtungssetting) inhomogen über die optische Wirkfläche 100a verlaufen kann. Um nun die durch besagte Bestrahlung der optischen Wirkfläche 100a mit elektromagnetischer Strahlung bedingte Deformation des reflektiven optischen Elements 100 insgesamt und insbesondere die Deformation der optischen Wirkfläche 100a und einen damit im Betrieb des reflektiven optischen Elements 100 einhergehenden Wellenfronteffekt zumindest teilweise zu reduzieren, weist das reflektive opti- sehe Element 100 eine Wärmeabstrahlschicht 120 auf, welche sich gemäß Fig. 1 auf der der optischen Wirkfläche 100a abgewandten Seite des Reflexionsschichtsystems 1 10 befindet. Diese Wärmeabstrahlschicht 120 zeichnet sich durch eine vergleichsweise hohe Emissivität für Infrarot (IR)-Strahlung aus, so dass ein Wärmeabtransport über die Wärmeabstrahlschicht 120 durch das Substrat 105 hindurch stattfindet. Auf Grund dieses Wärmeabtransports steht die entsprechend abgeführte strahlungsinduzier- te Wärme nicht mehr für die Erzeugung einer thermisch bedingten Deformation insbesondere des Substrats 105 bzw. der optischen Wirkfläche 100a zur Verfügung, so dass im Ergebnis eine solche Deformation vermieden oder zumindest reduziert wird. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei zu Fig. 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Ausführungsform von Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 1 dadurch, dass die Wärmeabstrahlschicht 220 auf der der optischen Wirkfläche 200a zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems 210 angeord- net ist. Vorzugsweise ist die Wärmeabstrahlschicht 220 in dieser Ausführungsform derart ausgestaltet, dass sie zwar eine möglichst hohe Emissivität für die abzuführende IR-Strahlung besitzt, andererseits jedoch für die im Betrieb auf das reflektive optische Element 200 auftreffende elektromagnetische Nutzstrahlung bzw. EUV- Strahlung nur eine geringe Emissivität (da diese gleichbedeutend mit einem gerin- gern Absorptionsvermögen ist) vorliegt.
Geeignete Materialien für die Wärmeabstrahlschicht 220 bzw. 120 sind z.B. Niob- oxid (NbO), Siliziumnitrid (SiN), Zirkonoxid (ZrO) oder amorpher Kohlenstoff (C). In Ausführungsformen kann die Wärmeabstrahlschicht 220 bzw. 120 auch eine
Dotierung (z.B. einer Silizium (Si)- oder Molybdän (Mo)-Schicht) mit einem oder mehreren der vorstehend genannten Materialien (z.B. eine Dotierung mit 10% Kohlenstoffatomen) aufweisen. Hierdurch kann in erwünschter Weise eine vergleichsweise vernachlässigbare Beeinflussung der Emissionseigenschaften des Reflexionsschichtsystems für die das Nutzlicht bildende EUV-Strahlung bei signifikanter Erhöhung der Emissivität für IR-Strahlung erreicht werden. Typische Dicken der Wärmeabstrahlschicht 220 bzw. 120 können je nach Material z.B. im Bereich von 5nm bis 100nm liegen, wobei grundsätzlich die in Fig. 1 realisierte Platzierung der Wärmeabstrahlschicht 120 auf der dem Substrat 105 zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems 1 10 vergleichsweise größere Dicken sowie auch eine größere Flexibilität hinsichtlich der Materialauswahl ermöglicht (da keine Rücksicht auf die in diesem Falle irrelevanten Abstrahl- bzw. Emissionseigenschaften für EUV-Strahlung genommen werden muss).
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen reflektiven optischen Elements 300, wobei zu Fig. 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
Die Ausführungsform von Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 2 dadurch, dass gemäß Fig. 3 eine zusätzliche Wärmeisolationsschicht 330 zwi- sehen dem Reflexionsschichtsystem 310 und dem Substrat 305 angeordnet ist. Hierdurch wird ein längerer Verbleib der strahlungsinduzierten Wärme im Reflexionsschichtsystem 310 erreicht mit der Folge, dass auch eine größere Zeitspanne für den Wärmeabtransport durch die IR-Abstrahlung der Wärmeabstrahlschicht 320 zur Verfügung steht.
Ein geeignetes Material für die Wärmeisolationsschicht 330 ist z.B. amorphes Quarzglas (S1O2), wobei deren Dicke im Hinblick auf die Platzierung auf der der optischen Wirkfläche 300a abgewandten Seite des Reflexionsschichtsystems 310 vergleichsweise unkritisch ist und lediglich beispielhaft im Bereich von einigen 10nm oder einigen 100nm liegen kann.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen reflektiven optischen Elements 400, wobei wiederum zu Fig. 3 analog bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
Gemäß Fig. 4 weist das reflektive optische Element 400 im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eine poröse Ausgasschicht 440 auf, welche im Ausführungsbeispiel zwischen dem Reflexionsschichtsystem 410 und dem Substrat 405 angeordnet ist. Die Dicke der porösen Ausgasschicht 440 kann lediglich beispielhaft im Bereich von Ι μηι bis Ι Ομηι liegen. Die Ausgasschicht 440 dient dazu, Teilchen bzw. Moleküle (z.B. Wasser oder ein Edelgas wie z.B. Argon (Ar)) temporär einzulagern. Eine Freisetzung dieser eingelagerten bzw. absorbierten Teilchen unter Verwendung der bei auf die optische Wirkfläche 400a auftreffenden Lichtpulsen in das reflektive optische Element 400 eingebrachten Wärme hat zur Folge, dass entsprechend weniger Energie im ober- flächennahen Bereich des reflektiven optischen Elements 400 (d.h. in Nähe der optischen Wirkfläche 400a) zur Verfügung steht und somit auch eine Temperaturerhöhung insbesondere des Reflexionsschichtsystems 410 im Vergleich zu einem analogen Aufbau ohne die Ausgasschicht 440 geringer ausfällt. Zwar findet zwischen aufeinanderfolgenden Lichtpulsen eine erneute Einlagerung von zuvor desorbierten Teilchen in der Ausgasschicht 440 unter Freisetzung von Absorptionsenergie statt. Im Ergebnis kann jedoch eine Absenkung der maximal auftretenden Peaktemperaturen und somit ein Schutz insbesondere von temperaturempfindlichen Reflexionsschichtsystemen 410 erreicht werden. Dies ist in Fig. 6 anhand eines Vergleichs zweier typischer Verläufe für die Zeitabhängigkeit der Temperaturerhöhung ΔΤ im oberflächennahen Bereich ohne (Kurve„A") bzw. mit (Kurve„B") Vorhandensein der Ausgasschicht 440 angedeutet.
Wie aus Fig. 4 ferner ersichtlich, weist das reflektive optische Element 400 im Aus- führungsbeispiel ferner Defekte 460 auf, welche ein Austreten der ausgelösten bzw. desorbierten Teilchen ermöglichen. Derartige Defekte 460 können in beliebiger geeigneter weise, z.B. in Form von Kohlenstoff-Nanoröhren, durch ein geeignetes Ätzverfahren etc. bereitgestellt werden. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen reflektiven optischen Elements 500, wobei zu Fig. 4 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Ausführungsform von Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 4 dadurch, dass zusätzlich zur Ausgasschicht 550 auf deren dem Substrat 505 zugewandter Seite eine weitere Ausgasschicht 570 vorgesehen ist. In dieser weiteren Ausgasschicht 570 können die aus der Ausgasschicht 550 wie vorstehend be- schrieben ausgetriebenen Teilchen zwischengespeichert werden, so dass in dieser Ausführungsform gegebenenfalls auf die im reflektiven optischen Element 400 von Fig. 4 vorhandenen Defekte 460 verzichtet werden kann.
Bei den Ausführungsformen von Fig. 4 und 5 kann jeweils zwischen aufeinander- folgenden Lichtpulsen eine aktive Kühlung erfolgen, um die mit der Freisetzung von Absorptionsenergie anfallende Wärme entsprechend abzutransportieren.
Fig. 7 zeigt eine entsprechende weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen reflektiven optischen Elements 700, wobei zu Fig. 4 analoge bzw. im Wesent- liehen funktionsgleiche Komponenten mit um „100" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. In dieser Ausführungsform ist zwischen dem Substrat 705 und dem Reflexionsschichtsystem 710 ein Peltierelement 780 angeordnet, welches aus Peltierschichten 781 , 782 aufgebaut und über Elektroden (nicht eingezeichnet) mit elektrischem Strom beaufschlagbar ist.
Auf diese Weise kann eine Kühlung des Substrats 705 auf Kosten einer Erwärmung des Reflexionsschichtsystems 710 erzielt werden, wobei wiederum der bereits eingangs erläuterte Umstand ausgenutzt wird, dass je nach konkreten Aufbau des reflektiven optischen Elements ein Wärmeeintrag in das Reflexionsschicht- System im Vergleich zu einem Wärmeeintrag in das Substrat vergleichsweise unproblematisch ist.
Der vorstehend beschriebene Einsatz eines Peltierelements 780 kann insbesondere auch vorteilhaft mit dem Vorhandensein einer Wärmeabstrahlschicht 220 bzw. 320 z.B. gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 kombiniert werden, da auf diese Weise die durch das Peltierelement 780 zusätzlich in das Reflexionsschichtsystem 210 bzw. 310 eingebrachte Wärme effektiv abtransportiert werden kann. Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen reflektiven optischen Elements 800, wobei zu Fig. 7 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß Fig. 8 weist das erfindungsgemäße reflektive optische Element 800 eine Wärmepufferschicht 890 auf, welche zwischen Reflexionsschichtsystem 810 und Substrat 805 angeordnet sein kann und eine vergleichsweise hohe Wärmekapazität besitzt. Hierdurch kann erreicht werden, dass die während des Auftreffens von Lichtpulsen in das reflektive optische Element 800 eingebrachte Wärme von dem Reflexionsschichtsystem 810 vergleichsweise schnell an die Wärmepufferschicht 890 weitergegeben wird, so dass ein ausgeprägter Temperaturanstieg auf Seiten des Reflexionsschichtsystems 810 vermieden werden kann (und wiederum analog etwa zu Fig. 4 bis 6 gegebenenfalls temperatursensitive Schichten bzw. Schichtsysteme geschützt werden können). Durch diese Ausgestaltung kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass typische Substratmaterialien i.d.R. eine vergleichsweise geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, so dass ein hierdurch bedingter Wärmestau innerhalb des Reflexionsschichtsystems im Falle temperatursensitiver Schichten zu einer Schädigung des Schichtaufbaus führen kann.
In Zeitintervallen zwischen den Lichtpulsen kann die Wärme von der Wärmepufferschicht 890 an das Substrat 805 weitergeben werden. Infolge des Wärmeabtransports über die vorstehend beschriebene Wärmepufferschicht 890 kann eine Absenkung der im Bereich des Reflexionsschichtsystems 810 auftretenden Peaktemperaturen erreicht werden. Die Wärmepufferschicht 890 kann z.B. ein
Material aufweisen, welches bei der Betriebstemperatur einen Phasenübergang zeigt, wobei in diesem Falle eine besonders effiziente Zwischenspeicherung der Wärme aufgrund der stattfindenden Phasenumwandlung erzielt werden kann. Wenngleich die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen jeweils einen
Spiegel mit einem Reflexionsschichtsystem in Form eines Vielfachschichtsystems bzw. Schichtstapels (z.B. aus Molybdän (Mo)- und Silizium (Si)-Schichten) zeigen, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei dem Reflexionsschichtsystem auch um eine Einzelschicht, z.B. eine Ruthenium (Ru)-Schicht eines für den Betrieb unter streifendem Einfall ausgelegten Spiegels handeln (auch als Gl-Spiegel bezeichnet, Gl =„grazing incidence" = streifender Einfall).
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist. Gemäß Fig. 9 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 900 einen Feldfacettenspiegel 903 und einen Pupillenfacettenspiegel 904 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 903 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 901 und einen Kollektorspiegel 902 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 904 sind ein erster Teleskopspiegel 905 und ein zweiter Teleskopspiegel 906 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 907 angeord- net, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 951 -956 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 921 auf einem Maskentisch 920 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be- schichtetes Substrat 961 auf einem Wafertisch 960 befindet.
Von den Spiegeln 951 -956 des Projektionsobjektivs können insbesondere die - bezogen auf den optischen Strahlengang im Anfangsbereich des Projektionsobjektivs angeordneten - Spiegel 951 und 952 in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet sein, da der erfindungsgemäß erzielte Effekt infolge der an diesen
Spiegeln 951 , 952 aufgrund der noch vergleichsweise geringen aufsummierten Reflexionsverluste und damit der relativ hohen Lichtintensitäten dann besonders ausgeprägt ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung auf diese Spiegel 951 , 952 beschränkt, so dass grundsätzlich auch andere Spiegel in der erfin- dungsgemäßen Weise ausgestaltet werden können.
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
Reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder eine Maskeninspektionsanlage, wobei das reflektive optische Element eine optische Wirkfläche (400a, 500a) aufweist, mit
• einem Substrat (405, 505);
• einem Reflexionsschichtsystem (410, 510); und
• wenigstens einer porösen Ausgasschicht (450, 550), welche bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche (400a, 500a) mit elektromagnetischer Strahlung zumindest zeitweise in der Ausgasschicht (450, 550) adsorbierte Teilchen freisetzt.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese Ausgasschicht (450, 550) auf der dem Substrat (405, 505) zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems (410, 510) angeordnet ist.
Reflektives optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine erste poröse Ausgasschicht (550) und eine zweite poröse Ausgasschicht (570) aufweist, wobei die zweite Ausgasschicht (570) derart ausgelegt ist, dass bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche (500a) mit elektromagnetischer Strahlung von der ersten Ausgasschicht (550) freigesetzte Teilchen in der zweiten Ausgasschicht (5570) zumindest zeitweise adsorbiert werden.
Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine Wärmeabstrahlschicht aufweist, welche bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche mit elektromagnetischer Strahlung eine Abstrahlung von durch die elektromagnetische Strahlung in dem reflektiven optischen Element induzierter Wärme im Vergleich zu einem analogen Aufbau ohne die Wärmeabstrahlschicht erhöht.
Reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder eine Maskeninspektionsanlage, wobei das reflektive optische Element eine optische Wirkfläche (100a, 200a, 300a, 400a, 500a, 700a, 800a) aufweist, mit
• einem Substrat (105, 205, 305, 305, 405, 505, 705, 805);
• einem Reflexionsschichtsystem (1 10, 210, 310, 410, 510, 710, 810); und
• wenigstens einer Wärmeabstrahlschicht (120, 220, 320), welche bei Bestrahlung der optischen Wirkfläche (100a, 200a, 300a, 400a, 500a, 700a, 800a) mit elektromagnetischer Strahlung eine Abstrahlung von durch die elektromagnetische Strahlung in dem reflektiven optischen Element induzierter Wärme im Vergleich zu einem analogen Aufbau ohne die Wärmeabstrahlschicht erhöht.
6. Reflektives optisches Element nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabstrahlschicht (120) auf der dem Substrat (105) zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems (1 10) angeordnet ist.
7. Reflektives optisches Element nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabstrahlschicht (220, 320) auf der der optischen Wirkfläche (200a, 300a) zugewandten Seite des Reflexionsschichtsystems (210, 310) angeordnet ist.
8. Reflektives optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ferner eine Wärmeisolationsschicht (330) aufweist, welche zwischen dem Substrat (305) und dem Reflexionsschichtsystem (310) angeordnet ist.
9. Reflektives optisches Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Wärmeisolationsschicht (330) Quarz aufweist.
10. Reflektives optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ferner ein Peltierelement (780) aufweist, welches zwischen dem Substrat (705) und dem Reflexionsschicht- System (710) angeordnet ist.
1 1 . Reflektives optisches Element, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder eine Maskeninspektionsanlage, wobei das reflektive optische Element eine optische Wirkfläche (700a) aufweist, mit
• einem Substrat (705);
• einem Reflexionsschichtsystem (710); und
• einem Peltierelement (780), welches zwischen dem Substrat (705) und dem Reflexionsschichtsystem (710) angeordnet ist.
12. Reflektives optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ferner eine Wärmepufferschicht (890) aufweist, welche zwischen dem Substrat (805) und dem Reflexionsschichtsystem (810) angeordnet ist.
13. Reflektives optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektive optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt ist.
14. Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektive optische Element ein Spiegel, insbesondere ein Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage oder ein Spiegel für eine Maskeninspektionsanlage, ist.
15. Optisches System, mit wenigstens einem reflektiven optischen Element nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Optisches System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Reflexionsschichtstapel abgewandten Seite des Substrats ferner eine Wärmesenke angeordnet ist.
17. Optisches System nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (900), insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Projektionsobjektiv, ist.
18. Optisches System nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein optisches System einer Maskeninspektionsanlage, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Inspektionsobjektiv, ist.
19. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (900) mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage ein reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 14 aufweist.
20. Maskeninspektionsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Inspektionsobjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskeninspektionsanlage ein reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 14 aufweist.
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