WO2023227374A1 - Spiegel, insbesondere für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

Spiegel, insbesondere für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage Download PDF

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WO2023227374A1
WO2023227374A1 PCT/EP2023/062441 EP2023062441W WO2023227374A1 WO 2023227374 A1 WO2023227374 A1 WO 2023227374A1 EP 2023062441 W EP2023062441 W EP 2023062441W WO 2023227374 A1 WO2023227374 A1 WO 2023227374A1
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layer
mirror
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mirror substrate
mirror according
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Joern Weber
Sandra HASCHKE
Martin Lilienblum
Ramona STIRNER
Johanna HACKL
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G03F7/70958—Optical materials or coatings, e.g. with particular transmittance, reflectance or anti-reflection properties

Definitions

  • the invention relates to a mirror, in particular for a microlithographic projection exposure system, and a method for producing it.
  • Microlithography is used to produce microstructured components, such as integrated circuits or LCDs.
  • the microlithography process is carried out in a so-called projection exposure system, which has an illumination device and a projection lens.
  • a substrate e.g. a silicon wafer
  • mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable translucent refractive materials.
  • one or more mirrors in an EUV system as an adaptive mirror with an actuator layer made of a piezoelectric material, with an electric field of locally different strength being created across this piezoelectric layer by applying an electrical voltage on both sides of the piezoelectric layer arranged electrodes is generated. If the piezoelectric layer is locally deformed, the reflection layer system of the adaptive mirror is also deformed, so that, for example, (possibly also time-varying) imaging errors can be at least partially compensated for by suitable control of the electrodes.
  • the mirror 10 has a piezoelectric layer 16 (for example made of lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O3, PZT) on). Above and below the piezoelectric layer 16 there are electrode arrangements 14, 20, via which the mirror 10 can be acted upon with an electric field to generate a locally variable deformation.
  • the second electrode arrangement 14 facing the substrate 12 is designed as a continuous, flat electrode of constant thickness, whereas the first electrode arrangement 20 has a plurality of electrodes 20a, 20b, 20c,..., each of which has a supply line 19a, 19b, 19c ,...
  • the electrodes 20a, 20b, 20c,... are embedded in a smoothing layer 18 made of quartz (SiO2), which also serves to level the electrode arrangement 20.
  • the mirror 10 has an adhesive layer 13 (eg made of titanium, Ti) and a buffer layer 15 between the mirror substrate 12 and the lower electrode 1 14 facing the mirror substrate 12.
  • An intermediary layer 17 is in direct electrical contact with the electrodes 20a, 20b, 20c,... (which are shown in plan view in Fig. 8 for illustrative purposes only) and serves to be between the electrodes 20a, 20b, 20c,... of the electrode arrangement 20 within the piezoelectric layer 16 in the potential, whereby it has only a low electrical conductivity (e.g. less than 200 Siemens/meter (S/m) with the result that a between adjacent electrodes 20a, 20b, 20c ,... existing voltage difference essentially drops across the mediator layer 17 and thus also in the piezoelectric material between the electrodes.
  • a low electrical conductivity e.g. less than 200 Siemens/meter (S/m)
  • a problem that arises in practice is, in particular, to carry out interferometric measurements of the respective surface-processed layer during the manufacturing process before application of the reflection layer system 21 without the measurement being influenced by the metallic structures of the electrode arrangement 20 and by the piezoelectric layer 16, since such an influence is a falsification of the interferometric measurement results and thus insufficient usability for the material removal to be carried out in the manufacturing process.
  • FIG. 7 shows a purely schematic and highly simplified representation to illustrate the problem described above.
  • a mirror 700 has hidden structures 706 in a mirror substrate designated “705” (with different materials from the surrounding mirror substrate material refractive index).
  • An interface of the mirror substrate 705 to the reflection layer system providing the optical effective surface of the mirror (not shown in FIG. 7) is designated “701”.
  • Interferometric measurements carried out to characterize the surface shape or the pass (ie the deviation of the actual surface shape from the target shape) during the production of the mirror 700 include the exposure to electromagnetic measurement radiation of a suitable measurement wavelength, which is typically in the visible range from 400 nm to 750 nm , whereby the relevant surface information is generated from the phase difference compared to a corresponding reference radiation or wave.
  • the smoothing layer can be made of, for example, doped quartz glass (ie, doped SiO2) to achieve an absorption effect.
  • doped quartz glass ie, doped SiO2
  • this configuration then has the consequence that, on the one hand, the workability of the smoothing layer is impaired due to the deviation from the ideal material for optimal workability and, on the other hand, large layer thicknesses are required to achieve the required functionality.
  • a mirror according to the invention, wherein the mirror has an optical effective surface has:
  • a mirror substrate which is made from a mirror substrate material and in which structures are arranged which differ in refractive index from the surrounding mirror substrate material;
  • this layer stack successively has an absorber layer, an AR layer and a smoothing layer in a stacking direction running from the mirror substrate to the reflection layer system.
  • the present invention is based in particular on the concept of a mirror in whose mirror substrate structures (such as electrodes) with a different refractive index than the rest of the mirror substrate material are hidden, by providing a suitable layer stack between said mirror Mirror substrate and reflection layer system ensure that, on the one hand, an interferometric pass measurement, which may be required repeatedly during mirror production, can be carried out without the disturbing influence of the structures hidden in the mirror substrate described above and, on the other hand, the smoothing process steps (e.g. polishing) necessary during mirror production are possible can be carried out optimally, so that the corresponding optical workability is guaranteed.
  • an interferometric pass measurement which may be required repeatedly during mirror production
  • the absorber layer ensures that measurement radiation penetrating into the mirror during the mentioned interferometric pass measurement is at least largely absorbed (i.e. practically no reflected measurement radiation that disrupts the pass measurement emerges from the mirror), whereas the AR layer located between the smoothing layer and the absorber layer ensures that no significant reflections occur at the transition to the absorber layer.
  • the above-mentioned functionalities of the absorber layer and the AR layer make it possible to design the smoothing layer itself without taking into account the structures hidden in the substrate and their potentially disruptive influence on the interferometric pass measurement and thus rather with regard to the smoothing to be carried out for mirror production Optimize (polishing) processes.
  • the layer stack according to the invention not only meets the requirements for smoothness in terms of production technology, but at the same time prevents the influences or falsifications of the measurement results obtained during the interferometric measurement of the respective surface-processed layer from occurring during the production process Structures hidden in the mirror substrate (such as in the adaptive mirror described above through the electrodes of the electrode arrangement and through the piezoelectric layer) occur.
  • the smoothing layer does not have to be manipulated by appropriate doping in order to ensure that the above-mentioned metallic structures of the electrode arrangement and the piezoelectric layer are “not visible” during the interferometric measurement, since the latter functionality is provided by the additional layers present in the layer stack according to the invention, namely the AR layer and the absorber layer.
  • the absorber layer has a transmission of less than 10 -5 for at least one measurement wavelength in the range from 400 nm to 750 nm.
  • transmission is to be understood here and below as transmission in double passage through the layer stack (ie after reflection of the relevant electromagnetic radiation on the absorber layer).
  • the absorber layer has a thickness in the range from 50 nm to 2 pm.
  • the absorber layer has at least one material from the group which includes amorphous silicon (a-Si), non-oxidic and non-nitridic a-Si compounds and the metals tantalum (Ta), titanium (Ti), chromium ( Cr), nickel (Ni), aluminum (AI) and alloys made from these metals.
  • a-Si amorphous silicon
  • a-Si non-oxidic and non-nitridic a-Si compounds
  • the smoothing layer is made of a material from the group containing silicon dioxide (SiO2), SiOx compounds, hafnium dioxide (HfO2), titanium dioxide (TiO2), amorphous silicon (a-Si) and crystalline silicon (c-Si). .
  • the AR layer has an average refractive index which lies between the average refractive index of the smoothing layer and the average refractive index of the absorber layer. According to one embodiment, the AR layer has a refractive index that successively increases or decreases in the stacking direction between the average refractive index of the absorber layer and the average refractive index of the smoothing layer.
  • the AR layer has an alternating sequence of comparatively low-refractive layers, in particular made of silicon dioxide (SiO2), and comparatively high-refractive layers, in particular made of amorphous silicon (a-Si).
  • the mirror has a piezoelectric layer, which is arranged between the mirror substrate and the reflection layer system and can be acted upon by an electric field via electrode arrangements to generate a locally variable deformation.
  • the mirror is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.
  • the invention is not limited to this, so that in further applications the invention can also be advantageously implemented in an optical system with a working wavelength in the VUV range (e.g. less than 200 nm).
  • the mirror is a mirror for a microlithographic projection exposure system.
  • the invention also relates to a method for producing a mirror, the method comprising the following steps:
  • the mirror can in particular be a mirror for a microlithographic projection exposure system.
  • the invention is not limited to this.
  • a mirror according to the invention can also be used, for example, in a system for mask metrology.
  • the invention further relates to an optical system, in particular an illumination device or a projection lens of a microlithographic projection exposure system, with at least one mirror with the features described above, as well as a microlithographic projection exposure system.
  • an optical system in particular an illumination device or a projection lens of a microlithographic projection exposure system, with at least one mirror with the features described above, as well as a microlithographic projection exposure system.
  • Figure 1 a is a schematic representation to illustrate the operation of a mirror according to the invention or a layer stack provided therein;
  • Figure 1 b is a schematic representation of the possible structure of a mirror according to the invention in a first embodiment;
  • Figures 2-3b show schematic representations or diagrams to explain the structure and operation of a mirror according to the invention in a second embodiment
  • Figures 4-5b show schematic representations or diagrams to explain the structure and operation of a mirror according to the invention in a third embodiment
  • Figure 6 shows a schematic representation of the structure of a microlithographic projection exposure system designed for operation in EUV
  • Figure 7 is a schematic representation to illustrate a problem occurring in the interferometric characterization of the surface of a conventional mirror in the prior art.
  • Figure 8 is a schematic representation to explain the possible structure of an adaptive mirror according to the prior art.
  • a layer stack is provided on said mirror substrate, which in addition to one which ensures the optical processability Smoothing layer has an absorber layer (for the purpose of absorbing the electromagnetic measurement radiation penetrating through the smoothing layer) and an AR layer (for the purpose of avoiding reflections of said measurement radiation at the border to the absorber layer).
  • the smoothing layer itself can be designed without taking into account the structures hidden in the substrate and their potentially disruptive influence on the interferometric pass measurement, and rather with regard to those to be carried out for mirror production smoothing (e.g. polishing) processes can be optimized.
  • Suitable mirror substrate materials are, for example, titanium dioxide (TiO 2 )-doped quartz glass, whereby only by way of example (and without the Invention would be limited to this) the materials sold under the trademarks ULE® (from Corning Inc.) or Zerodur® (from Schott AG) can be used.
  • the mirror 100 can in particular be an EUV mirror of an optical system, in particular the projection lens or the lighting device of a microlithographic projection exposure system, act. Further in particular, the mirror 100 can be an adaptive mirror with an actuator layer made of a piezoelectric material, with an electric field of locally different strength being created across the piezoelectric layer - as explained at the beginning with reference to FIG. 8 - by applying an electric Voltage is generated on electrodes arranged on both sides of the piezoelectric layer.
  • the structures 106 hidden in the mirror substrate 105 can in particular be said electrodes or also the piezoelectric layer.
  • a area labeled "A” is suppressed, with the result that only the measurement beams reflected at the interface 101 between mirror substrate 105 and the environment (e.g. reflected measurement beams "1 12" and "122", which are incident according to FIG. 1 a). Measuring beams 1 11 or 121 emerge) contribute to the interferometric pass measurement.
  • Fig. 1 b shows, also in a purely schematic representation, the possible structure of the mirror in the area designated “A” in Fig. 1 a in a first embodiment. 1 b, the mirror has an absorber layer 110 and an AR layer 120 in a stacking direction running from the mirror substrate 105 to the interface 101 (or a reflection layer system applied there, e.g. a molybdenum-silicon (Mo-Si) layer stack). and a smoothing layer 130.
  • Mo-Si molybdenum-silicon
  • the absorber layer 110 has a transmission of less than 10 -5 for the measurement wavelength used (which is typically in the visible range between 400 nm and 750 nm and can only be 532 nm or 633 nm, for example) and depends on the material of the absorber layer 110 suitable thickness, for example in the range from 50 nm to 2 pm.
  • suitable materials for the absorber layer are amorphous silicon (a-Si), non-oxide and non-nitride a-Si compounds as well as the metals tantalum (Ta), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al ) and alloys made from these metals.
  • the smoothing layer 130 which is optimized with regard to the smoothing (polishing) processes to be carried out for mirror production, can in particular be made of pure silicon dioxide (SiÜ2).
  • SiÜ2 pure silicon dioxide
  • the invention is not limited to this, so that in further embodiments, depending on the smoothing optical processing to be carried out, other materials can also be used, in particular SiOx compounds, hafnium dioxide (HfO2), titanium dioxide (TiO2), amorphous silicon (a-Si) and crystalline silicon (c-Si) can be used for the smoothing layer.
  • the AR layer 120 has an average refractive index which lies between the average refractive index of the absorber layer 110 and the average refractive index of the smoothing layer 130.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a further embodiment, with analogous or essentially functionally identical components being designated with reference numbers increased by “100” compared to Fig. 1b.
  • the AR layer 220 has a refractive index that successively increases or decreases in the stacking direction between the average refractive index of the absorber layer 210 and the average refractive index of the smoothing layer 230.
  • FIG. 3a shows an exemplary refractive index curve within the layer stack, whereby the refractive index n is given as a function of the thickness d based on the stack direction from the comparatively high-refractive absorber layer (here made of amorphous silicon) to the smoothing layer (here made of SiO2).
  • the refractive index n is given as a function of the thickness d based on the stack direction from the comparatively high-refractive absorber layer (here made of amorphous silicon) to the smoothing layer (here made of SiO2).
  • a particularly broadband AR effect is achieved in this embodiment achieved, which enables greater tolerances in the layer thicknesses to be deposited with regard to mirror production.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a further embodiment, again in comparison to Fig. 2, analogous or essentially functionally identical components are designated with reference numbers increased by “100”.
  • FIG. 5a shows a diagram of the corresponding refractive index curve, where “d” again denotes the thickness based on the stacking direction from the absorber layer 310 to the smoothing layer 330.
  • the effect of the AR layer 320 achieves reduced reflectivity in a wavelength band, which in turn depends on the layer thicknesses used.
  • FIG. 6 shows, as an example of an optical system in which one or more mirrors according to the invention can be provided, the possible structure of a microlithographic projection exposure system designed for operation in EUV, schematically in a meridional section.
  • the invention can also be advantageously implemented in a projection exposure system designed for operation in DUV (i.e. at wavelengths smaller than 250 nm, in particular smaller than 200 nm) or in another optical system.
  • the projection exposure system 601 has an illumination device 602 and a projection lens 610.
  • An embodiment of the lighting device 602 of the projection exposure system 601 has, in addition to a light or radiation source 603, lighting optics 604 for illuminating an object field 605 in an object plane 606.
  • the light source 603 can also be provided as a module separate from the other lighting device.
  • the lighting device does not include the light source 603.
  • a reticle 607 arranged in the object field 605 is exposed.
  • the reticle 607 is held by a reticle holder 608.
  • the reticle holder 608 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 609.
  • FIG. 6 A Cartesian xyz coordinate system is shown in FIG. 6 for explanation purposes.
  • the x direction runs perpendicular to the drawing plane.
  • the y-direction is horizontal and the z-direction is vertical.
  • the scanning direction runs along the y-direction in FIG. 6.
  • the z direction is perpendicular to the object plane 606.
  • the projection lens 610 is used to image the object field 605 into an image field 611 in an image plane 612.
  • a structure on the reticle 607 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 613 arranged in the area of the image field 61 1 in the image plane 612.
  • the wafer 613 is from held in a wafer holder 614.
  • the wafer holder 614 can be displaced in particular along the y direction via a wafer displacement drive 615.
  • the displacement, on the one hand, of the reticle 607 via the reticle displacement drive 609 and, on the other hand, of the wafer 613 via the wafer displacement drive 615 can take place in synchronization with one another.
  • the radiation source 603 is an EUV radiation source.
  • the radiation source 603 emits in particular EUV radiation, which is also referred to below as useful radiation or illumination radiation.
  • the useful radiation in particular has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm.
  • the radiation source 603 can be, for example, a plasma source, a synchrotron-based radiation source or a free electron laser (“free electron laser”, FEL). act.
  • the illumination radiation 616 which emanates from the radiation source 603, is bundled by a collector 617 and propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 618 into the illumination optics 604.
  • the illumination optics 604 has a deflection mirror 619 and, downstream of it in the beam path, a first facet mirror 620 (with schematic indicated facets 621) and a second facet mirror 622 (with schematically indicated facets 623).
  • the projection lens 610 has six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible.
  • the penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16.
  • the 610 projection lens is a double obscured optic.
  • the projection lens 610 has an image-side numerical aperture that is larger than 0.5 and which can also be larger than 0.6 and which can be, for example, 0.7 or 0.75.

Abstract

Ein erfindungsgemäßer Spiegel, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, weist eine optische Wirkfläche, ein Reflexionsschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge, ein Spiegelsubstrat (105, 205, 305), welches aus einem Spiegelsubstratmaterial hergestellt ist und in welchem Strukturen (106, 206, 306) angeordnet sind, die sich im Brechungsindex vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial unterscheiden, und einen zwischen Spiegelsubstrat (105, 205, 305) und Reflexionsschichtsystem befindlichen Schichtstapel auf, wobei dieser Schichtstapel in einer vom Spiegelsubstrat (105, 205, 305) zum Reflexionsschichtsystem verlaufenden Stapelrichtung nacheinander eine Absorberschicht (110, 210, 15 310), eine AR-Schicht (120, 220, 320) und eine Glättschicht (130, 230, 330) aufweist.

Description

Spiegel insbesondere für eine mikrolithographische
Projektionsbelichtungsanlage
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 205 302.8, angemeldet am 25. Mai 2022. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise 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. einen Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.
Dabei ist es auch bekannt, einen oder mehrere Spiegel in einem EUV-System als adaptiven Spiegel mit einer Aktuatorschicht aus einem piezoelektrischen Material auszugestalten, wobei über diese piezoelektrische Schicht hinweg ein elektrisches Feld mit lokal unterschiedlicher Stärke durch Anlegen einer elektrischen Spannung an beiderseitig zur piezoelektrischen Schicht angeordnete Elektroden erzeugt wird. Bei lokaler Verformung der piezoelektrischen Schicht verformt sich auch der Reflexionsschichtsystem des adaptiven Spiegels, so dass durch geeignete Ansteuerung der Elektroden z.B. (ggf. auch zeitlich veränderliche) Abbildungsfehler wenigstens teilweise kompensiert werden.
Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung einen herkömmlichen Aufbau eines adaptiven Spiegels 10 mit einem Spiegelsubstrat 12 und einem Reflexionsschichtsystem 21. Der Spiegel 10 weist eine piezoelektrische Schicht 16 (z.B. aus Blei-Zirkonat-Titanat (Pb(Zr,Ti)O3, PZT) auf). Ober- bzw. unterhalb der piezoelektrischen Schicht 16 befinden sich jeweils Elektrodenanordnungen 14, 20, über welche der Spiegel 10 mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist. Die zweite, dem Substrat 12 zugewandte Elektrodenanordnung 14 ist als durchgehende, flächige Elektrode von konstanter Dicke ausgestaltet, wohingegen die erste Elektrodenanordnung 20 eine Mehrzahl von Elektroden 20a, 20b, 20c,... aufweist, welche jeweils über eine Zuleitung 19a, 19b, 19c,... mit einer elektrischen Spannung relativ zur ersten Elektrodenanordnung 14 beaufschlagbar sind. Die Elektroden 20a, 20b, 20c,... sind in eine aus Quarz (SiO2) hergestellte Glättschicht 18 eingebettet, welche auch zur Einebnung der Elektrodenanordnung 20 dient. Des Weiteren weist der Spiegel 10 zwischen dem Spiegelsubstrat 12 und der dem Spiegelsubstrat 12 zugewandten unteren Elektrode 1 14 eine Haftschicht 13 (z.B. aus Titan, Ti) sowie eine Pufferschicht 15 auf. Im Betrieb eines den Spiegel 10 aufweisenden optischen Systems führt das Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrodenanordnungen 14 und 20 über das sich im Bereich der piezoelektrischen Schicht 16 ausbildende elektrische Feld zu einer Auslenkung dieser piezoelektrischen Schicht 16. Auf diese Weise kann (etwa zur Kompensation von optischen Aberrationen z.B. infolge thermischer Deformationen bei auf die optische Wirkfläche 1 1 auftreffender EUV-Strahlung) eine Aktuierung des Spiegels 10 erzielt werden. Eine Vermittlerschicht 17 steht in direktem elektrischem Kontakt zu den Elektroden 20a, 20b, 20c,... (welche in Fig. 8 nur zur Veranschaulichung in Draufsicht dargestellt sind) und dient dazu, zwischen den Elektroden 20a, 20b, 20c,... der Elektrodenanordnung 20 innerhalb der piezoelektrischen Schicht 16 im Potential zu „vermitteln“, wobei sie eine nur geringe elektrische Leitfähigkeit (z.B. weniger als 200 Siemens/Meter (S/m) aufweist mit der Folge, dass ein zwischen benachbarten Elektroden 20a, 20b, 20c,... bestehender Spannungsunterschied im Wesentlichen über der Vermittlerschicht 17 und damit auch im piezoelektrischen Material zwischen den Elektroden abfällt.
Bei der Herstellung des adaptiven Spiegels 10 stellt es eine anspruchsvolle Herausforderung dar, die Aufbringung des Reflexionsschichtsystems 21 unter Einhaltung der geforderten Spezifikationen zu gewährleisten. Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist insbesondere, während des Fertigungsprozesses vor Aufbringung des Reflexionsschichtsystems 21 interferometrische Vermessungen der jeweils oberflächenbearbeiteten Schicht ohne Beeinflussung der Messung durch die metallischen Strukturen der Elektrodenanordnung 20 sowie durch die piezoelektrische Schicht 16 zu realisieren, da eine solche Beeinflussung eine Verfälschung der interferometrischen Messresultate und somit eine unzureichende Nutzbarkeit für die im Fertigungsprozess jeweils durchzuführenden Materialabträge zur Folge hätte.
Fig. 7 zeigt eine lediglich schematische und stark vereinfachte Darstellung zur Veranschaulichung des vorstehend beschriebenen Problems. Dabei weist ein Spiegel 700 in einem mit „705“ bezeichneten Spiegelsubstrat verborgene Strukturen 706 (mit vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial verschiedenem Brechungsindex) auf. Eine Grenzfläche des Spiegelsubstrats 705 zu dem die optische Wirkfläche des Spiegels bereitstellenden (in Fig. 7 nicht dargestellten) Reflexionsschichtsystem ist mit „701“ bezeichnet. Zur Charakterisierung der Oberflächenform bzw. der Passe (d.h. der Abweichung der tatsächlichen Oberflächenform von der Sollform) während der Herstellung des Spiegels 700 durchgeführte interferometrische Messungen beinhalten die Beaufschlagung mit elektromagnetischer Messstrahlung einer geeigneten Messwellenlänge, welche typischerweise im sichtbaren Bereich von 400 nm bis 750 nm liegt, wobei die relevante Oberflächeninformation aus der Phasendifferenz im Vergleich zu einer entsprechenden Referenzstrahlung bzw. -welle generiert wird. Das Vorhandensein der besagten Strukturen 706 mit vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial abweichendem Brechungsindex hat jedoch, wie in dem mit „710“ bezeichneten Bereich angedeutet, eine weitere Reflexion der Messstrahlung (d.h. im Bereich 710 des Strahls 71 1 ) an den Strukturen 706 selbst zur Folge, wodurch wiederum eine weitere Interferenz (nämlich gemäß Fig. 7 zwischen den Strahlen 712 und 713) entsteht (da der Abstand der Strukturen 706 von der optischen Wirkfläche 701 bzw. der optische Wegunterschied zwischen den Strahlen 712 und 713 kleiner als die Kohärenzlänge der elektromagnetischen Messstrahlung). Infolge des störenden Einflusses dieser zusätzlichen Interferenz auf das bei der interfero- metrischen Messung erhaltene Ergebnis wird die Passe des Spiegels 700 fehlerhaft bestimmt mit der Folge, dass auch eine auf Basis dieser Passebestimmung erfolgende Spiegelfertigung nicht mit der erforderlichen Präzision durchgeführt wird.
Zur Überwindung des vorstehend beschriebenen Problems kann unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 8 die Glättschicht zwecks Erzielung einer Absorptionswirkung z.B. aus dotiertem Quarzglas (d.h. dotiertem SiO2) hergestellt werden. Allerdings hat diese Ausgestaltung dann zur Folge, dass zum einen durch die Abweichung von dem für optimale Bearbeitbarkeit idealen Material die Bearbeitbarkeit der Glättschicht beeinträchtigt wird und zum anderen große Schichtdicken zur Erzielung der benötigten Funktionalität erforderlich werden. Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2017 213 900 A1 , DE 10 2015 208 214 A1 und DE 10 2014 204 171 A1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spiegel, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, welche die Realisierung einer möglichst hohen Oberflächengüte unter Einhaltung der z.B. im EUV-Bereich geforderten Spezifikationen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Spiegel, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, weist auf:
- ein Reflexionsschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge;
- ein Spiegelsubstrat, welches aus einem Spiegelsubstratmaterial hergestellt ist und in welchem Strukturen angeordnet sind, die sich im Brechungsindex vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial unterscheiden; und
- einen zwischen Spiegelsubstrat und Reflexionsschichtsystem befindlichen Schichtstapel;
- wobei dieser Schichtstapel in einer vom Spiegelsubstrat zum Reflexionsschichtsystem verlaufenden Stapelrichtung nacheinander eine Absorberschicht, eine AR-Schicht und eine Glättschicht aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei einem Spiegel, in dessen Spiegelsubstrat Strukturen (wie z.B. Elektroden) mit vom übrigen Spiegelsubstratmaterial verschiedenem Brechungsindex verborgen sind, durch Bereitstellung eines geeigneten Schichtstapels zwischen besagtem Spiegelsubstrat und Reflexionsschichtsystem sicherzustellen, dass einerseits eine typischerweise während der Spiegelfertigung gegebenenfalls wiederholt erforderliche interferometrische Passe- Messung ohne den eingangs beschriebenen störenden Einfluss der besagten, im Spiegelsubstrat verborgenen Strukturen durchgeführt werden kann und andererseits die während der Spiegelfertigung notwendigen, glättenden Prozessschritte (z.B. Polieren) möglichst optimal durchgeführt werden können, die entsprechende optische Bearbeitbarkeit also gewährleistet bleibt.
In dem erfindungsgemäß zwischen Spiegelsubstrat und Reflexionsschichtsystem vorgesehenen Schichtstapel wird dabei durch die Absorberschicht erreicht, dass während der genannten interferometrischen Passe-Messung in den Spiegel eindringende Messstrahlung zumindest weitgehend absorbiert wird (also praktisch keine die Passe-Messung störende reflektierte Messstrahlung aus dem Spiegel austritt), wohingegen über die zwischen Glättschicht und Absorberschicht befindliche AR-Schicht erreicht wird, dass auch am Übergang zur Absorberschicht keine signifikanten Reflexionen auftreten. Zugleich wird es durch die genannten Funktionalitäten der Absorberschicht sowie der AR-Schicht ermöglicht, die Glättschicht selbst ohne Rücksicht auf die im Substrat verborgenen Strukturen und deren potentiell störenden Einfluss auf die interferometrische Passe-Messung auszugestalten und somit vielmehr im Hinblick auf die zur Spiegelfertigung durchzuführenden glättenden (Polier-) Prozesse zu optimieren.
Insgesamt wird somit durch den erfindungsgemäßen Schichtstapel nicht nur den in fertigungstechnischer Hinsicht bestehenden Anforderungen nach Glättbarkeit Genüge getan, sondern es wird zugleich verhindert, dass während des Fertigungsprozesses die eingangs beschriebenen Beeinflussungen bzw. Verfälschungen der bei der interferometrischen Vermessung der jeweils oberflächenbearbeiteten Schicht erhaltenen Messergebnisse durch die im Spiegelsubstrat verborgenen Strukturen (wie etwa im eingangs beschriebenen adaptiven Spiegel durch die Elektroden der Elektrodenanordnung sowie durch die piezoelektrische Schicht) auftreten. Insbesondere muss erfindungsgemäß keine Manipulation der Glättschicht durch entsprechende Dotierung vorgenommen werden, um sicherzustellen, dass bei der interferometrischen Vermessung die vorstehend genannten metallischen Strukturen der Elektrodenanordnung sowie der piezoelektrischen Schicht „nicht sichtbar“ sind, da letztere Funktionalität durch die im erfindungsgemäßen Schichtstapel vorhandenen weiteren Schichten, nämlich die AR-Schicht sowie die Absorberschicht, erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform besitzt die Absorberschicht für wenigstens eine Messwellenlänge im Bereich von 400 nm bis 750 nm eine Transmission von weniger als 10-5. Der Begriff „Transmission“ ist hier und im Folgenden als Transmission im doppelten Durchtritt durch den Schichtstapel (d.h. nach Reflexion der betreffenden elektromagnetischen Strahlung an der Absorberschicht) zu verstehen.
Gemäß einer Ausführungsform besitzt die Absorberschicht eine Dicke im Bereich von 50 nm bis 2 pm.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Absorberschicht wenigstens ein Material aus der Gruppe auf, welche amorphes Silizium (a-Si), nicht-oxidische und nicht-nitridische a-Si-Verbindungen sowie die Metalle Tantal (Ta), Titan (Ti), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Aluminium (AI) und Legierungen aus diesen Metallen enthält.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Glättschicht aus einem Material aus der Gruppe hergestellt, welche Siliziumdioxid (SiO2), SiOx-Verbindungen, Hafniumdioxid (HfO2), Titandioxid (TiO2), amorphes Silizium (a-Si) und kristallines Silizium (c-Si) enthält.
Gemäß einer Ausführungsform weist die AR-Schicht einen mittleren Brechungsindex auf, welcher zwischen dem mittleren Brechungsindex der Glättschicht und dem mittleren Brechungsindex der Absorberschicht liegt. Gemäß einer Ausführungsform weist die AR-Schicht einen zwischen dem mittleren Brechungsindex der Absorberschicht und dem mittleren Brechungsindex der Glättschicht in Stapelrichtung sukzessive ansteigenden oder absteigenden Brechungsindex auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist die AR-Schicht eine alternierende Abfolge von vergleichsweise niedrigbrechenden Schichten, insbesondere aus Siliziumdioxid (SiO2), und vergleichsweise hochbrechenden Schichten, insbesondere aus amorphem Silizium (a-Si), auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Spiegel eine piezoelektrische Schicht auf, welche zwischen Spiegelsubstrat und Reflexionsschichtsystem angeordnet und über Elektrodenanordnungen mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Spiegel für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, so dass in weiteren Anwendungen die Erfindung auch in einem optischen System mit einer Arbeitswellenlänge im VUV-Be- reich (z.B. von weniger als 200 nm) vorteilhaft realisiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Spiegel ein Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Spiegels, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Bereitstellen eines Spiegelsubstrats aus einem Spiegelsubstratmaterial, wobei in dem Spiegelsubstrat Strukturen ausgebildet werden, die sich im Brechungsindex vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial unterscheiden;
- Aufbringen eines Schichtstapels auf dem Spiegelsubstrat, wobei dieser Schichtstapel in einer Stapelrichtung nacheinander eine Absorberschicht, eine AR-Schicht und eine Glättschicht aufweist; und - Aufbringen eines Reflexionsschichtsystems zur Reflexion auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge;
- wobei während der Herstellung des Spiegels wenigstens eine interferomet- rische Passe-Messung unter Verwendung von elektromagnetischer Messstrahlung durchgeführt wird.
Bei dem Spiegel kann es sich insbesondere um einen Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage handeln. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. In weiteren Anwendungen kann ein erfindungsgemäßer Spiegel auch z.B. in einer Anlage für Maskenmetrologie eingesetzt bzw. verwendet werden.
Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit wenigstens einem Spiegel mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen, sowie auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
Figur 1 a eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Spiegels bzw. eines darin vorgesehenen Schichtstapels; Figur 1 b eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Spiegels in einer ersten Ausführungsform;
Figur 2-3b schematische Darstellungen bzw. Diagramme zur Erläuterung von Aufbau und Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Spiegels in einer zweiten Ausführungsform;
Figur 4-5b schematische Darstellungen bzw. Diagramme zur Erläuterung von Aufbau und Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Spiegels in einer dritten Ausführungsform;
Figur 6 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage;
Figur 7 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines bei der interferometrischen Charakterisierung der Oberfläche eines herkömmlichen Spiegels im Stand der Technik auftretenden Problems; und
Figur 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus eines adaptiven Spiegels gemäß dem Stand der Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren werden zunächst Aufbau und Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Spiegels anhand unterschiedlicher Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen bzw. Diagramme von Fig. 1 a-5b beschrieben.
Diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass das zur Vermeidung einer störenden Beeinflussung von zur Passe-Messung durchgeführten interferometri- schen Messungen durch im Spiegelsubstrat vorhandene Strukturen mit vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial verschiedenem Brechungsindex jeweils ein Schichtstapel auf besagtem Spiegelsubstrat vorgesehen wird, welcher zusätzlich zu einer die optische Bearbeitbarkeit sicherstellenden Glättschicht eine Absorberschicht (zwecks Absorption der durch die Glättschicht eindringenden elektromagnetischen Messstrahlung) und eine AR-Schicht (zwecks Vermeidung von Reflexionen besagter Messstrahlung an der Grenze zur Absorberschicht) aufweist.
Im Ergebnis kann dabei durch die vorstehend genannten Funktionalitäten der Absorberschicht sowie der AR-Schicht die Glättschicht selbst ohne Rücksicht auf besagte, im Substrat verborgene Strukturen und deren potentiell störenden Einfluss auf die interferometrische Passe-Messung ausgestaltet und so vielmehr im Hinblick auf die zur Spiegelfertigung durchzuführenden glättenden (z.B. Polier-) Prozesse optimiert werden.
Fig. 1 a zeigt zunächst in schematischer und stark vereinfachter Darstellung die vorstehend beschriebene Wirkungsweise anhand eines erfindungsgemäßen Spiegels 100 mit in seinem Spiegelsubstrat 105 verborgenen Strukturen 106. Geeignete Spiegelsubstratmaterialien sind z.B. Titandioxid (Ti02)-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.
Bei dem Spiegel 100 kann es sich insbesondere um einen EUV-Spiegel eines optischen Systems, insbesondere des Projektionsobjektivs oder der Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, handeln. Weiter insbesondere kann es sich bei dem Spiegel 100 um einen adaptiven Spiegel mit einer Aktuatorschicht aus einem piezoelektrischen Material handeln, wobei über die piezoelektrische Schicht hinweg - wie eingangs unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert - ein elektrisches Feld mit lokal unterschiedlicher Stärke durch Anlegen einer elektrischen Spannung an beiderseitig zur piezoelektrischen Schicht angeordnete Elektroden erzeugt wird.
In diesem Falle kann es sich bei den im Spiegelsubstrat 105 verborgenen Strukturen 106 insbesondere um besagte Elektroden oder auch um die piezoelektrische Schicht handeln.
Infolge des o.g., im Weiteren anhand unterschiedlicher Ausführungsformen näher beschriebenen erfindungsgemäßen Schichtstapels werden - im Unterschied zum einleitend beschriebenen herkömmlichen Szenario von Fig. 7 - die interfe- rometrische Passe-Messung störende Reflexe seitens der im Spiegelsubstrat 105 verborgenen Strukturen 106 (z.B. in dem in Fig. 1 a mit „A“ bezeichneten Bereich) unterdrückt mit der Folge, dass allein die an der Grenzfläche 101 zwischen Spiegelsubstrat 105 und Umgebung reflektierten Messstrahlen (z.B. reflektierte Messstrahlen „1 12“ und „122“, welche gemäß Fig. 1 a aus einfallenden Messstrahlen 1 11 bzw. 121 hervorgehen) zur interferometrischen Passe- Messung beitragen.
Fig. 1 b zeigt in ebenfalls lediglich schematischer Darstellung den möglichen Aufbau des Spiegels in dem in Fig. 1 a mit „A“ bezeichneten Bereich in einer ersten Ausführungsform. Gemäß Fig. 1 b weist der Spiegel in einer vom Spiegelsubstrat 105 zur Grenzfläche 101 (bzw. einem dort aufgebrachten Reflexionsschichtsystem, z.B. einem Molybdän-Silizium (Mo-Si)-Schichtstapel) verlaufenden Stapelrichtung nacheinander eine Absorberschicht 1 10, eine AR-Schicht 120 und eine Glättschicht 130 auf.
Die Absorberschicht 110 besitzt für die verwendete Messwellenlänge (welche typischerweise im sichtbaren Bereich zwischen 400 nm und 750 nm liegt und lediglich beispielhaft 532 nm oder 633 nm betragen kann) eine Transmission von weniger als 10-5 und eine abhängig vom Material der Absorberschicht 1 10 geeignete Dicke z.B. im Bereich von 50 nm bis 2 pm. Beispielhafte geeignete Materialien der Absorberschicht sind amorphes Silizium (a-Si), nichtoxidische und nicht-nitridische a-Si-Verbindungen sowie die Metalle Tantal (Ta), Titan (Ti), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Aluminium (AI) und Legierungen aus diesen Metallen.
Die im Hinblick auf die zur Spiegelfertigung durchzuführenden glättenden (Po- lier-)Prozesse optimierte Glättschicht 130 kann insbesondere aus reinem Siliziumdioxid (SiÜ2) hergestellt sein. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, so dass in weiteren Ausführungsformen je nach durchzuführender glättender optischer Bearbeitung auch andere Materialien, insbesondere SiOx-Ver- bindungen, Hafniumdioxid (HfO2), Titandioxid (TiO2), amorphes Silizium (a-Si) und kristallines Silizium (c-Si) für die Glättschicht verwendbar sind.
Die AR-Schicht 120 weist zur Erzielung der vorstehend beschriebenen Funktionalität, nämlich der Vermeidung von Reflexionen an der Grenze zur Absorberschicht 1 10, einen mittleren Brechungsindex auf, welcher zwischen dem mittleren Brechungsindex der Absorberschicht 1 10 und dem mittleren Brechungsindex der Glättschicht 130 liegt.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform, wobei im Vergleich zu Fig. 1 b analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß Fig. 2 weist die AR-Schicht 220 im Unterschied zu Fig. 1 b einen zwischen dem mittleren Brechungsindex der Absorberschicht 210 und dem mittleren Brechungsindex der Glättschicht 230 in Stapelrichtung sukzessive ansteigenden oder absteigenden Brechungsindex auf.
Fig. 3a zeigt hierzu einen beispielhaften Brechungsindexverlauf innerhalb des Schichtstapels, wobei der Brechungsindex n in Abhängigkeit von der Dicke d bezogen auf die Stapelrichtung von der vergleichsweise hochbrechenden Absorberschicht (hier aus amorphem Silizium) bis zur Glättschicht (hier aus SiO2) angegeben ist. Wie aus dem in Fig. 3b gezeigten Reflexionsspektrum ersichtlich ist, wird in dieser Ausführungsform eine besonders breitbandige AR-Wirkung erzielt, was hinsichtlich der Spiegelfertigung größere Toleranzen bei den zu deponierenden Schichtdicken ermöglicht.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform, wobei wiederum im Vergleich zu Fig. 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
Im Unterschied zu Fig. 2 ist in Fig. 4 die AR-Schicht 320 mit einer alternierenden Abfolge von vergleichsweise niedrigbrechenden Schichtlagen (im Beispiel aus SiÜ2) und vergleichsweise hochbrechenden Schichtlagen (im Beispiel aus amorphem Silizium) hergestellt, wobei in der vereinfachten Darstellung jeweils lediglich zwei dieser Schichtlagen eingezeichnet sind. Fig. 5a zeigt ein Diagramm des entsprechenden Brechungsindexverlaufs, wobei „d“ wiederum die Dicke bezogen auf die Stapelrichtung von der Absorberschicht 310 bis zur Glättschicht 330 bezeichnet. Gemäß dem in Fig. 5b dargestellten Reflexionsspektrum wird durch die Wirkung der AR-Schicht 320 eine reduzierte Reflektivität in einem Wellenlängenband erzielt, welches wiederum von den verwendeten Schichtdicken abhängig ist.
Fig. 6 zeigt als Beispiel für ein optisches System, in welchem ein oder mehrere erfindungsgemäße Spiegel vorgesehen sein können, den möglichen Aufbau einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage schematisch im Meridionalschnitt. Die Erfindung kann jedoch in weiteren Anwendungen auch in einer für den Betrieb im DUV (d.h. bei Wellenlängen kleiner als 250 nm, insbesondere kleiner als 200 nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage oder auch in einem anderen optischen System vorteilhaft realisiert werden.
Gemäß Fig. 6 weist die Projektionsbelichtungsanlage 601 eine Beleuchtungseinrichtung 602 und ein Projektionsobjektiv 610 auf. Eine Ausführung der Beleuchtungseinrichtung 602 der Projektionsbelichtungsanlage 601 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 603 eine Beleuchtungsoptik 604 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 605 in einer Objektebene 606. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 603 auch als ein zur sonstigen Beleuchtungseinrichtung separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst die Beleuchtungseinrichtung die Lichtquelle 603 nicht. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 605 angeordnetes Retikel 607. Das Retikel 607 ist von einem Reti- kelhalter 608 gehalten. Der Retikelhalter 608 ist über einen Retikelverlagerungs- antrieb 609 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar. In Fig. 6 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Rich- tung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in Fig. 6 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 606.
Das Projektionsobjektiv 610 dient zur Abbildung des Objektfeldes 605 in ein Bildfeld 611 in einer Bildebene 612. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 607 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 61 1 in der Bildebene 612 angeordneten Wafers 613. Der Wafer 613 wird von einem Waferhalter 614 gehalten. Der Waferhalter 614 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 615 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 607 über den Retikelverlagerungsantrieb 609 und andererseits des Wafers 613 über den Waferverlagerungsantrieb 615 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 603 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 603 emittiert insbesondere EUV-Strahlung, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 603 kann es sich zum Beispiel um eine Plasmaquelle, eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle oder um einen Freie- Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln. Die Beleuchtungsstrahlung 616, die von der Strahlungsquelle 603 ausgeht, wird von einem Kollektor 617 gebündelt und propagiert durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 618 in die Beleuchtungsoptik 604. Die Beleuchtungsoptik 604 weist einen Umlenkspiegel 619 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 620 (mit schematisch angedeuteten Facetten 621 ) und einen zweiten Facettenspiegel 622 (mit schematisch angedeuteten Facetten 623) auf.
Das Projektionsobjektiv 610 weist eine Mehrzahl von Spiegeln Mi (i= 1 , 2, ...) auf, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 601 durchnummeriert sind. Bei dem in der Fig. 6 dargestellten Beispiel weist das Projektionsobjektiv 610 sechs Spiegel M1 bis M6 auf. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 weisen jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16 auf. Bei dem Projektionsobjektiv 610 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Das Projektionsobjektiv 610 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0.5 und die auch größer sein kann als 0.6 und die beispielsweise 0.7 oder 0.75 betragen kann.
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, wobei der Spiegel eine optische Wirkfläche aufweist, mit
• einem Reflexionsschichtsystem zur Reflexion von auf die optische Wirkfläche auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge;
• einem Spiegelsubstrat (105, 205, 305), welches aus einem Spiegelsubstratmaterial hergestellt ist und in welchem Strukturen (106, 206, 306) angeordnet sind, die sich im Brechungsindex vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial unterscheiden; und
• einem zwischen Spiegelsubstrat (105, 205, 305) und Reflexionsschichtsystem befindlichen Schichtstapel;
• wobei dieser Schichtstapel in einer vom Spiegelsubstrat (105, 205, 305) zum Reflexionsschichtsystem verlaufenden Stapelrichtung nacheinander eine Absorberschicht (1 10, 210, 310), eine AR-Schicht (120, 220, 320) und eine Glättschicht (130, 230, 330) aufweist.
2. Spiegel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberschicht (1 10, 210, 310) für wenigstens eine Messwellenlänge im Bereich von 400 nm bis 750 nm eine Transmission von weniger als 10-5 besitzt.
3. Spiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberschicht (1 10, 210, 310) eine Dicke im Bereich von 50 nm bis 2 pm besitzt.
4. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberschicht (1 10, 210, 310) wenigstens ein Material aus der Gruppe aufweist, welche amorphes Silizium (a-Si), nicht-oxidische und nicht-nitridi- sche a-Si-Verbindungen sowie die Metalle Tantal (Ta), Titan (Ti), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Aluminium (AI) und Legierungen aus diesen Metallen enthält.
5. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättschicht (130, 230, 330) aus einem Material aus der Gruppe hergestellt ist, welche Siliziumdioxid (SiO2), SiOx-Verbindungen, Hafniumdioxid (HfO2), Titandioxid (TiO2), amorphes Silizium (a-Si) und kristallines Silizium (c-Si) enthält.
6. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die AR-Schicht (120, 220, 320) einen mittleren Brechungsindex aufweist, welcher zwischen dem mittleren Brechungsindex der Glättschicht (130, 230, 330) und dem mittleren Brechungsindex der Absorberschicht (1 10, 210, 310) liegt.
7. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die AR-Schicht (220) einen zwischen dem mittleren Brechungsindex der Absorberschicht (210) und dem mittleren Brechungsindex der Glättschicht (230) in Stapelrichtung sukzessive ansteigenden oder absteigenden Brechungsindex aufweist.
8. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die AR-Schicht (320) eine alternierende Abfolge von vergleichsweise niedrigbrechenden Schichten, insbesondere aus Siliziumdioxid (SiO2), und vergleichsweise hochbrechenden Schichten, insbesondere aus amorphem Silizium (a-Si), aufweist.
9. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine piezoelektrische Schicht aufweist, welche zwischen Spiegelsubstrat (105, 205, 305) und Reflexionsschichtsystem angeordnet und über Elektrodenanordnungen mit einem elektrischen Feld zur Erzeugung einer lokal variablen Deformation beaufschlagbar ist.
10. Spiegel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturen (106, 206, 306) zumindest teilweise durch Elektroden einer dieser Elektrodenanordnungen gebildet sind.
1 1 . Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt ist.
12. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Spiegel für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage ist.
13. Verfahren zum Herstellen eines Spiegels nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Bereitstellen eines Spiegelsubstrats (105, 205, 305) aus einem Spiegelsubstratmaterial, wobei in dem Spiegelsubstrat (105, 205, 305) Strukturen (106, 206, 306) ausgebildet werden, welche sich im Brechungsindex vom umgebenden Spiegelsubstratmaterial unterscheiden;
- Aufbringen eines Schichtstapels auf dem Spiegelsubstrat (105, 205, 305), wobei dieser Schichtstapel in einer Stapelrichtung nacheinander eine Absorberschicht (1 10, 210, 310), eine AR-Schicht (120, 220, 320) und eine Glättschicht (130, 230, 330) aufweist; und
- Aufbringen eines Reflexionsschichtsystems zur Reflexion auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Arbeitswellenlänge;
- wobei während der Herstellung des Spiegels wenigstens eine interfero- metrische Passe-Messung unter Verwendung von elektromagnetischer Messstrahlung durchgeführt wird.
14. Optisches System, insbesondere Beleuchtungseinrichtung oder Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System einen Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (200) mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage ein optisches System nach Anspruch 14 aufweist.
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