WO2024012820A1

WO2024012820A1 - Linse für eine zum betrieb im duv ausgelegte mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage, sowie verfahren und anordnung zum ausbilden einer antireflexschicht

Info

Publication number: WO2024012820A1
Application number: PCT/EP2023/066710
Authority: WO
Inventors: Stephan Six
Original assignee: Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2023-06-20
Publication date: 2024-01-18
Also published as: DE102022207068A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolitho- graphische Projektionsbelichtungsanlage, sowie ein Verfahren und eine Anordnung zum Ausbilden einer Antireflexschicht. Gemäß einem Aspekt ist bei einer erfindungs- gemäßen Linse (100) auf einem Linsensubstrat eine Antireflexschicht (102, 302) ausgebildet, wobei die Antireflexschicht (102, 302) ein erstes Material von relativ nied- rigerem Brechungsindex und ein zweites Material von relativ höherem Brechungs- index aufweist, und wobei ein Mischungsverhältnis zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material in lateraler Richtung und/oder in vertikaler Richtung variiert.

Description

Linse für eine zum Betrieb im DUV ausqeleqte mikrolithographische Projektionsbelichtunqsanlaqe, sowie Verfahren und Anordnung zum Ausbilden einer Antireflexschicht

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 207 068.2, angemeldet am 1 1. Juli 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 eine Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, sowie ein Verfahren und eine Anordnung zum Ausbilden einer Antireflexschicht.

Stand der Technik

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter, elektronischer Bauelemente angewendet. Der Mikrolithographieprozess 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. Bei Antireflexschichten, wie sie beispielsweise auf Linsen in für den DUV-Bereich (d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 365 nm, etwa 248 nm oder etwa 193 nm) zum Einsatz kommen, stellt die Realisierung im Hinblick auf die in Lithographiesystemen zunehmend strengen Anforderungen (z.B. betreffend die Minimierung von Wellenfrontaberrationen unter Bereitstellung einer möglichst guten Antireflex-Wirkung über einen breiten Wellenlängenbereich) eine anspruchsvolle Herausforderung dar. Fig. 5a-5b zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines herkömmlichen Verfahrens zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat 501 , wobei abwechselnd Teilschichten 502a, 502b aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes aus separaten Verdampfungsquellen 51 1 , 512 aufgebracht werden. Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist, dass einer Vergrößerung der Anzahl von T eilschichten im Schichtaufbau der jeweiligen Antireflexschicht wegen unerwünschter Effekte einer damit einhergehenden Dickenzunahme (insbesondere einer erhöhten Strahlungsabsorption sowie einer hierdurch verursachten Brechungsindexvariation bzw. Wellenfrontaberration sowie auch erhöhte Deformationswirkung der Antireflexschicht infolge zunehmender Linienspannung) Grenzen gesetzt sind.

Ein weiteres, in der Praxis in fertigungstechnischer Hinsicht bei der Ausbildung einer Antireflexschicht einer gekrümmten (z.B. sphärischen) Linse auftretendes Problem ist lediglich schematisch in Fig. 6 veranschaulicht. Da während der Ausbildung der Antireflexschicht 602 auf einem Linsensubstrat 601 (welches wie in Fig. 6 angedeutet während des Beschichtungsprozesses um eine Spin-Rotationsachse rotiert wird) das mit einer Verdampfungsquelle 610 aufgebrachte Material zum Linsenrand hin im Vergleich zur Linsenmitte unter erheblich größerem Aufdampfwinkel bezogen auf die jeweilige Oberflächennormale auftrifft, erfolgt die besagte Ausbildung der Antireflexschicht am Linsenrand mit vergleichsweise größerer Porosität. Dieser Umstand hat wiederum Auswirkungen auf den Verlauf der (im Beschichtungsprozess typischerweise auf Basis des Erreichens einer aufgebrachten Soll-Masse eingestellten) Schichtdicke: Ohne Blendenwirkung ist die Schichtdicke am Linsenrand kleiner als in der Linsenmitte, die Porosität aber höher und damit die Schichtdicke nicht so viel kleiner wie es geometrisch infolge der Abhängigkeit der Schichtdicke vom Kosinus des Aufdampfwinkels für den Fall zu erwarten wäre, dass die Materialdichte in der Mitte und die Materialdichte am Rand übereinstimmen). Zwar kann diesem unerwünschten Effekt - wie in den Diagrammen von Fig. 7a-7d angedeutet - im Wege einer Umverteilung des Materials über die Linsenfläche unter Verwendung von Abschattungsblenden entgegengewirkt werden, wobei jedoch die optische Performance u.a. infolge einer durch die o.g. Porosität bedingten Abnahme des Brechungsindex zum Linsenrand hin beeinträchtigt bleibt: Über die Erzeugung einer höheren Schichtdicke am Linsenrand im Vergleich zur Linsenmitte können die am Linsenrand auftretenden Werte für die Reflexionsverluste und die Polarisationsaufspaltung an die jeweiligen Werte in der Linsenmitte angenähert werden. Infolge der niedrigeren Brechungsindizes am Linsenrand kann jedoch die optische Performance der Antireflexschicht in der Linsenmitte nicht vollständig erreicht werden. So zeigt beispielsweise gemäß Fig. 7a-7d auch eine um 7% dickere Antireflexschicht mit poröseren und somit niedriger brechenden Teilschichten höhere Transmissionsverluste durch Reflexion und eine höhere Polarisationsaufspaltung bei hohen Einfallswinkeln im Vergleich zur Antireflexschicht in der Linsenmitte.

Zum Stand der Technik wird lediglich auf beispielhaft auf DE 10 2016 200 814 A1 , DE 10 2012 215 359 A1 , M.F. Schubert et al.: „Performance of antireflection coatings consisting of multiple discrete layers and comparison with continuously graded antireflection coatings”, Applied Physics Express 3 (2010) 082502-1 bis 082502-3 und M. Jupe et al.: “Laser-induced damage in gradual index layers and rugate filters”, Proc, of SPIE Vol. 6403,: 2006, 64031 1 -1 bis 64031 1 -13 (15. Jan. 2007); doi: 10.11 17/12.696130, verwiesen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren und eine Anordnung zum Ausbilden einer Antireflexschicht bereitzustellen, welche eine verbesserte optische Performance unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage,

- wobei auf einem Linsensubstrat dieser Linse eine Antireflexschicht ausgebildet ist,

- wobei die Antireflexschicht ein erstes Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und ein zweites Material von relativ höherem Brechungsindex aufweist, und

- wobei ein Mischungsverhältnis zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material in lateraler Richtung und/oder in vertikaler Richtung variiert.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, auf einer für den Einsatz in einer zum Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bestimmten Linse eine Antireflexschicht aus einem einen vergleichsweise niedrigeren Brechungsindex aufweisenden Material und einem vergleichsweise höher brechenden Material in solcher weise auszugestalten, dass das Mischungsverhältnis zwischen diesen Materialien in lateraler Richtung und/oder in vertikaler Richtung variiert.

Dabei wird hier und im Folgenden unter „lateraler Richtung“ eine parallel zu einer Schichtlage (d.h. entlang der Oberfläche der Antireflexschicht) verlaufende Richtung und unter „vertikaler Richtung“ eine zur Ebene einer Schichtlage bzw. zur lateralen Ebene senkrechte Richtung (d.h. eine in Stapelrichtung verlaufende Richtung) verstanden.

Die vorliegende Erfindung umfasst zum einen Ausführungsformen, bei denen besagte Variation des Mischungsverhältnisses im Wege einer Simultanverdampfung (Co-Ver- dampfung) aus separaten Verdampfungsquellen mit jeweils variierender Verdampfungsrate erzielt wird, wobei diese Variation der jeweiligen Verdampfungsrate der beiden Materialien mit einer Variation des jeweils beschichteten Linsensubstratbereichs von der Linsenmitte zum Linsenrand hin einhergeht. Gemäß diesem Ansatz kann, wie im Weiteren noch näher erläutert wird, der unerwünschte Effekt einer fertigungsbedingt zunehmenden Porosität der Antireflexschicht zum Linsenrand hin insofern kompensiert werden, als einer mit dieser Zunahme der Porosität einhergehenden unerwünschten Brechungsindex-Abnahme zum Linsenrand hin durch Erhöhung der entsprechenden Verdampfungsrate des höher brechenden Materials entgegengewirkt wird.

Des Weiteren umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, bei welchen die besagte Variation des Mischungsverhältnisses in vertikaler (d.h. zur lateralen Richtung senkrechter) Richtung erfolgt, wobei das Ziel einer möglichst guten Antireflexwirkung über einen vergleichsweise großen Einfallwinkelbereich mit relativ geringer Gesamtdicke der Antireflexschicht (und damit unter Vermeidung der eingangs beschriebenen, mit größeren Gesamtschichtdicken verbundenen Probleme) erreicht wird. Für diese Einstellung des in vertikaler Richtung variierenden Mischungsverhältnisses wiederum umfasst die vorliegende Erfindung Ausführungsformen, bei denen die mit einer variablen Regelung der Verdampfungsrate auftretenden Schwierigkeiten dadurch vermieden werden, dass unter Realisierung einer Verdampfung der jeweiligen Materialien mit konstanter Verdampfungsrate die erfindungsgemäße Variation des Mischungsverhältnisses der Materialien unter gezielter Einstellung der Öffnungsdauer von den Verdampfungsquellen jeweils zugeordneten Shuttern erzielt wird.

Mit anderen Worten wird hier erfindungsgemäß durch einen in geeigneter Weise synchronisierten Wechsel zwischen dem Öffnungs- und dem Schließzustand eines Shutters für die jeweiligen Materialien (d.h. das höher brechende Material einerseits und das niedriger brechende andererseits) eine mit der Zeit bzw. mit zunehmender Ausbildung der Antireflexschicht variierende effektive Verdampfungsrate eingestellt, obwohl die jeweiligen Verdampfungsraten der separaten Verdampfungsquellen selbst zeitlich konstant bleiben.

Dabei können die beiden vorstehend genannten Konzepte, nämlich die Kompensation der Auswirkung einer bei Ausbildung der Antireflexschicht zum Linsenrand hin zunehmenden Porosität einerseits und der Erzeugung einer möglichst guten Antireflexwirkung über einen breiten Einfallswinkelbereich mit vergleichsweise geringer Gesamtdicke der Antireflexschicht andererseits auch in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise in einer für eine Wellenlänge von 365 nm ausgelegten Antireflexschicht eine Abnahme des Brechungsindex einer höherbrechenden AhOa-Teilschicht von einem Wert no= 1.72 in der Linsenmitte auf einen Wert ni= 1 .52 am Linsenrand (siehe auch Fig. 7a) durch eine Co-Verdampfung von HfO2 mit einem Brechungsindex von 2.1 ausgeglichen werden und damit auch dieselbe optische Performance wie in der Linsenmitte erreicht werden (Fig. 7b und 7c). Berücksichtigt man dabei, dass auch der Brechungsindex für HfO2 infolge der zunehmendem Porosität zum Linsenrand hin im gleichen Verhältnis wie beim AI2O3 von einem Wert von 2.1 um 12% bis zum Linsenrand auf einen Wert n2= 1 .85 abfällt, muss dazu ein Mischungsverhältnis von 60% HfC auf 40% AI2O3 am Linsenrand gewählt werden (da der gemäß dem Mischungsverhältnis x=0.6 resultierende Brechungsindex (1 -x)*m + x*n2 etwa dem Wert no= 1 .72 des AI2O3 in der Linsenmitte entspricht).

Somit umfasst die Erfindung insbesondere auch Ausführungsformen, bei welchen zum einen durch Variation des Mischungsverhältnisses von höher brechendem und niedriger brechendem Material in lateraler Richtung im Wege der Kompensation der besagten Porositätszunahme zum Linsenrand hin eine im Wesentlichen gleichbleibende optische Performance (und insbesondere ein gleichbleibender mittlerer Brechungsindex) über die gesamte Linsenfläche von Linsenmitte bis zum Linsenrand hin erreicht wird, und bei denen zum anderen durch Variation des Mischungsverhältnisses zwischen höher brechendem und niedriger brechendem Material in vertikaler Richtung (unter Einsatz des o.g. synchronisierten Öffnens bzw. Schließens eines Shutters bei gleichbleibender Verdampfungsrate separater Verdampfungsquellen) eine gute Antireflexwirkung über einen breiten Einfallswinkelbereich mit vergleichsweise geringer Gesamtdicke der Antireflexschicht erzielt wird.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Linse wenigstens eine gekrümmte Linsenoberfläche auf. Insbesondere kann es sich bei der Linse auch um eine Zylinderlinse handeln. Die Erfindung betrifft weiter auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit wenigstens einer Linse mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.

Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat einer Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage,

- wobei die Antireflexschicht aus einem ersten Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und wenigstens einem zweiten Material von relativ höherem Brechungsindex gebildet wird,

- wobei ein Mischungsverhältnis zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material in lateraler Richtung und/oder in vertikaler Richtung variiert wird.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Ausbilden der Antireflexschicht unter Verwendung separater Verdampfungsquellen für das erste und zweite Material, von welchen das jeweilige Material über ein jeweils intermittierend geöffnetes Shutter zugeführt wird.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Verdampfungsquellen mit konstanter Verdampfungsrate betrieben, wobei ein Variieren des Mischungsverhältnisses durch gezielte Einstellung der Öffnungsdauer des Shutters erzielt wird.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Simultanverdampfung aus den Verdampfungsquellen durchgeführt, wobei eine Erhöhung der Verdampfungsrate des zweiten Materials im Vergleich zur Verdampfungsrate des ersten Materials mit einer Variation des jeweils aktuell beschichteten Bereichs des Linsensubstrats synchronisiert wird. Bei dieser Synchronisierung kann insbesondere die Verdampfungsrate des zweiten Materials im Vergleich zur Verdampfungsrate des ersten Materials in Richtung von einem zentralen Bereich der Linse zu einem Randbereich der Linse erhöht werden. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Variation des jeweils beschichteten Bereichs des Linsensubstrats durch Variation der Relativposition einer in einer Abschattungsblende befindlichen Öffnungsapertur in Bezug auf die Linse.

Die Erfindung betrifft weiter auch eine Anordnung zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat einer Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage,

- mit einer ersten Verdampfungsquelle für ein erstes Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und einer zweiten Verdampfungsquelle für ein zweites Material von relativ höherem Brechungsindex,

- wobei der ersten Verdampfungsquelle und der zweiten Verdampfungsquelle jeweils ein separates Shutter zugeordnet ist; und

- wobei eine Einrichtung zum intermittierenden Öffnen dieser Shutter vorgesehen ist.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Anordnung weiter eine Abschattungsblende sowie eine Einrichtung zur Variation der Relativposition einer in dieser Abschattungsblende befindlichen Öffnungsapertur in Bezug auf die Linse auf.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Anordnung dazu konfiguriert, die Variation der Position der Öffnungsapertur relativ zur Linse in Synchronisation mit einer Erhöhung der Verdampfungsrate des zweiten Materials im Vergleich zur Verdampfungsrate des ersten Materials durchzuführen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

Figur 1 -2 schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Figur 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage;

Figur 5a-5b schematische Darstellungen zur Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat;

Figur 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines bei einem herkömmlichen Verfahren zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat auftretenden Problems; und

Figur 7a-8b schematische Darstellungen zur Erläuterung von bei herkömmlichen Verfahren zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat auftretenden Problemen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden werden unterschiedliche Ausführungsformen der Realisierung einer Antireflexschicht auf einem Linsensubstrat einer Linse beschrieben, welche für den Einsatz in einer zum Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bestimmt ist. Diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass jeweils ein Mischungsverhältnis zwischen einem ersten Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und einem zweiten Material von relativ höherem Brechungsindex variiert wird, wobei diese Variation während der Erzeugung der Antireflexschicht je nach Ausführungsbeispiel in lateraler und/oder in vertikaler Richtung erfolgt.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen zunächst schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zum Ausbilden einer Antireflexschicht auf einem mit „101“ bezeichneten Linsensubstrat, wobei eine erste Verdampfungsquelle 1 11 mit einem ersten Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und eine zweite Verdampfungsquelle 1 12 mit einem zweiten Material von relativ höherem Brechungsindex verwendet werden. Die Ausbildung der mit „102“ bezeichneten Antireflexschicht erfolgt unter Erzeugung eines in lateraler Richtung variierenden Mischungsverhältnis. Als Materialien von relativ niedrigerem Brechungsindex eignen sich MgF2, AIF3, SiC , Chiolith (NasAhFu) oder Kryolith (NasAIFe). Als Materialien von relativ höherem Brechungsindex können LaFs oder oxidische Materialien wie AI2O3, HfC , TiOa oder ZrO2 - je nach Arbeitswellenlänge des optischen Systems bzw. der Projektionsbelichtungsanlage - Verwendung finden, wobei bevorzugt höher brechende fluoridische Materialien mit niederbrechenden fluoridischen Materialien und höher brechende oxidische Materialien mit niedriger brechenden oxidischen Materialien gemischt werden sollten.

Die Erzeugung eines in lateraler Richtung variierenden Mischungsverhältnis erfolgt nun so, dass zum einen während des Beschichtungsprozesses (in welchem das Linsensubstrat 101 wie in Fig. 2 angedeutet um eine Spin-Rotationsachse rotiert) die Relativposition einer in einer Abschattungsblende 120 befindlichen Öffnungsapertur 120a in Bezug auf das Linsensubstrat 101 durch Verschieben der Abschattungsblende 120 hin variiert, wobei zugleich (d.h. synchronisiert mit besagter Variation der Relativposition und der damit einhergehenden Variation des jeweils aktuell beschichteten Bereichs von der Linsenmitte bis zum Linsenrand) die jeweiligen Verdampfungsraten von erstem bzw. zweitem Material verändert werden. In Ausführungsformen kann es sich bei der das Linsensubstrat 101 und die Antireflexschicht 102 aufweisenden Linse 100 auch um eine Zylinderlinse handeln (die sich ausgehend von Fig. 2 in die Zeichenebene erstreckt), in welchem Falle die die zuvor beschriebene Rotation des Linsensubstrat 101 entfällt.

Typische Aufdampfraten für hier geeignete thermische Verdampfungsprozesse wie Elektronenstrahlverdampfung und Heizschiffchenverdampfung liegen im Bereich von 0.05 nm/s und 2 nm/s, bevorzugt im Bereich von 0.2 nm/s bis 0.5 nm/s. Für Wellenlängen im Bereich von 193 nm bis 365 nm liegen die Einzelschichtdicken für Anti- Reflexbeschichtungen im Bereich von 2 nm bis 200 nm, bevorzugt im Bereich von 30 nm bis 60 nm. Damit liegen typische Beschichtungsdauern bei 60 s bis 300 s, und für einen Durchmesser der Öffnungsapertur 120a von 10 mm muss die Verschiebung in der Linsenmitte mit einer Geschwindigkeit von 10 mm pro Minute bis 2 mm pro Minute erfolgen und zum Linsenrand hin entsprechend langsamer werden.

Bezeichnet man die Verdampfungsrate des ersten Materials mit a, den Brechungsindex des ersten Materials mit n₁, die Verdampfungsrate des zweiten Materials mit ß und den Brechungsindex des zweiten Materials mit n₂, so gilt für den Brechungsindex der resultierenden Antireflexschicht: a ■ + ß ■ n₂ a + ß

Die Veränderung der Verdampfungsraten a, ß erfolgt hierbei in solcher Weise, dass zum Linsenrand hin die Verdampfungsrate des vergleichsweise höher brechenden zweiten Materials relativ zur Verdampfungsrate des niedriger brechenden Materials erhöht wird. Infolgedessen kann der eingangs beschriebene unerwünschte Effekt einer aufgrund des zum Linsenrand hin größer werdenden Aufdampfwinkels zunehmenden Porosität hinsichtlich der Auswirkung auf den resultierenden mittleren Brechungsindex und damit die optische Performance der Linse kompensiert werden.

Zugleich kann auch eine unerwünschte Dickenvariation während der Ausbildung der Antireflexschicht reduziert werden, welche ansonsten daraus resultieren würde, dass das infolge der zum Linsenrand hin größeren Porosität die für eine Beendigung des Beschichtungsprozesses typischerweise maßgebliche Erreichung einer Soll-Masse erst später und somit erst bei höherer Dicke eintritt. Wird nämlich das erfindungsgemäß verwendete höher brechende Material so gewählt, dass auch dessen Dichte im Vergleich um niedriger brechenden Material größer ist, wird zum Linsenrand hin auch die für die Beendigung des Dichtungsprozesses maßgebliche Soll-Masse entsprechend früher erreicht, so dass der vorstehend genannte Dickenverlauf kompensiert wird.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels, wobei die erfindungsgemäße Variation des Mischungsverhältnisses hier in vertikaler Richtung mit dem Ziel erfolgt, wie in Fig. 8a-8c angedeutet eine möglichst hohe Antireflexwirkung über einen breiten Einfallswinkelbereich auch mit vergleichsweises geringer Gesamtschichtdicke der Antireflexschicht zu erzielen. Für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage können sich typische Einfallswinkelbereiche von 0° bis 60° erstrecken, wobei bis zu einem Einfallswinkel von 30° die Reflexion 0.1 % nicht übersteigen sollte. Die Gesamtschichtdicke sollte dabei unter 200 nm, bevorzugt unter 100 nm liegen, um eine Linsenerwärmung infolge von Schichtabsorption und Linsendeformationen und Rissbildung in Schichten aufgrund von Schichtspannungen zu vermeiden.

Gemäß Fig. 3 erfolgt zur Variation des Mischungsverhältnisses ein intermittierendes Abschatten der jeweiligen Verdampfungsquelle (in Fig. 3 mit „31 1 “ bezeichnet), wobei die jeweilige Öffnungsdauer eines hierzu verwendeten Shutters gezielt einstellbar ist. Im Ergebnis kann so auch bei einem Betreiben der Verdampfungsquelle 31 1 mit konstanter Verdampfungsrate erreicht werden, dass die „effektive Rate“, mit welcher das betreffende Material dem Linsensubstrat 301 zur Ausbildung der Antireflexschicht 302 zugeführt wird, variiert wird.

Ist das Shutter für eine Zeitdauer t geöffnet und für eine Zeitdauer t₂ geschlossen, so ergibt sich bei einer konstanten Verdampfungsrate ß der Verdampfungsquelle 311 eine effektive Rate von ß ■ ti ti + t₂ Über die geeignete Einstellung des Verhältnisses von Öffnungsdauer (während der eine Bedampfung des Linsensubstrats 301 stattfindet) zur Abschattungsdauer t₂ lässt sich jede beliebige effektive Rate zwischen dem Wert Null und einem konstanten Wert ß entsprechend der Rate der Verdampfungsquelle 311 einstellen. Dabei erfolgt vorzugsweise der Wechsel zwischen dem Öffnen und dem Schließen des Shutters so schnell, dass in einem Zyklus etwa eine atomare Monolage des betreffenden Materials aufgebracht wird. In diesem Falle kann eine im Wesentlichen kontinuierliche Gra- dienten-Mischschicht aus unterschiedlichen Materialien erzeugt werden. Bei typischen Verdampfungsraten im Bereich von 0.05 nm pro Sekunde bis 0.2 nm pro Sekunde hat dann der Wechsel zwischen Öffnen und Schließen des Shutters alle ein bis vier Sekunden zu erfolgen.

Der Einsatz separater Verdampfungsquellen mit jeweils konstanter Verdampfungsrate ist dabei insofern vorteilhaft, als die mit einer kontinuierlichen Verdampfungs- raten-Regelung typischerweise verbundenen Schwierigkeiten vermieden werden können.

Wie schon erwähnt kann auch die erfindungsgemäße Variation des Mischungsverhältnisses von höher brechendem und niedriger brechendem Material in lateraler Richtung (von Linsenmitte bis zum Linsenrand hin) mit einer Variation des Mischungsverhältnisses zwischen höher brechendem und niedriger brechendem Material in vertikaler Richtung kombiniert werden, um auch bei einer ggf. stark gekrümmten Linse zum einen (infolge der „lateralen Variation“) eine im Wesentlichen gleichbleibende optische Performance über die Linsenfläche von Linsenmitte bis zum Linsenrand hinweg und zum anderen (infolge der „vertikalen Variation“) auch eine gute Antireflexwirkung über einen breiten Einfallswinkelbereich mit vergleichsweise geringer Gesamtdicke der Antireflexschicht zu erreichen.

Hierbei kann ausgehend von der anhand von Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform bei jeweils zeitweise stehender Abschattungsblende 120 bzw. zeitweise gleichbleibender Position der in dieser Abschattungsblende 120 befindlichen Öffnungsapertur 120a wie vorstehend anhand von Fig. 3 beschrieben eine Gradienten-Mischschicht aus unterschiedlichen Materialien mit Variation des Mischungsverhältnisses in vertikaler Richtung (vgl. Fig. 8a) zu erzeugen.

Fig. 4 zeigt einen prinzipiell möglichen Aufbau einer für den Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage 400.

Die Projektionsbelichtungsanlage 400 gemäß Fig. 4 weist eine Beleuchtungseinrichtung 410 sowie ein Projektionsobjektiv 420 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 410 dient zur Beleuchtung einer strukturtragenden Maske (Retikel) 415 mit Licht von einer Lichtquelleneinheit 405, welche eine Laserlichtquelle beispielsweise in Form eines ArF-Excimerlasers für eine Arbeitswellenlänge von 193 nm (oder auch in Form eines KrF-Excimerlasers für eine Arbeitswellenlänge von 248 nm oder einer Quecksilberdampflampe für eine Arbeitswellenlänge von 365 nm) sowie eine ein paralleles Lichtbündel erzeugende Strahlformungsoptik umfasst. Die Laserlichtquelle kann dabei in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet sein.

Die Beleuchtungseinrichtung 410 weist eine optische Einheit 41 1 auf, die u.a. im dargestellten Beispiel einen Umlenkspiegel 412 umfasst. Die optische Einheit 411 kann zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungssettings (d.h. Intensitätsverteilungen in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung 410) beispielsweise ein diffraktives optisches Element (DOE) sowie ein Zoom-Axikon-System aufweisen. In Lichtausbreitungsrichtung nach der optischen Einheit 41 1 befindet sich im Strahlengang eine Lichtmischeinrichtung (nicht dargestellt), welche z.B. in für sich bekannter Weise eine zur Erzielung einer Lichtmischung geeignete Anordnung aus mikrooptischen Elementen aufweisen kann, sowie eine Linsengruppe 413, hinter der sich eine Feldebene mit einem Retikel-Maskierungssystem (REMA) befindet, welches durch ein in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgendes REMA-Objektiv 414 auf die strukturtragende, in einer weiteren Feldebene angeordnete Maske (Retikel) 415 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf dem Retikel begrenzt. Die strukturtragende Maske 415 wird mit dem Projektionsobjektiv 420 auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) versehenes Linsensubstrat bzw. einen Wafer 430 abgebildet. Das Projektionsobjektiv 420 kann insbesondere für den Immersionsbetrieb ausgelegt sein, in welchem Falle sich bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor dem Wafer bzw. dessen lichtempfindlicher Schicht ein Immersionsmedium befindet. Ferner kann es beispielsweise eine numerische Apertur NA größer als 0.85, insbesondere größer als 1.1 , aufweisen. 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 Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage,

• wobei auf einem Linsensubstrat (101 , 301 ) dieser Linse (100) eine Antireflexschicht (102, 302) ausgebildet ist;

• wobei die Antireflexschicht (102, 302) ein erstes Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und ein zweites Material von relativ höherem Brechungsindex aufweist; und

• wobei ein Mischungsverhältnis zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material in lateraler Richtung und/oder in vertikaler Richtung variiert. Linse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine gekrümmte Linsenoberfläche aufweist. Linse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischungsverhältnis zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material sowohl in lateraler Richtung als auch in vertikaler Richtung variiert. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit wenigstens einer Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Verfahren zum Ausbilden einer Antireflexschicht (102, 302) auf einem Linsensubstrat (101 , 301 ) einer Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (400),

• wobei die Antireflexschicht (102, 302) aus einem ersten Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und wenigstens einem zweiten Material von relativ höherem Brechungsindex gebildet wird, • wobei ein Mischungsverhältnis zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material in lateraler Richtung und/oder in vertikaler Richtung variiert wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (100) wenigstens eine gekrümmte Linsenoberfläche aufweist. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Ausbilden der Antireflexschicht (102, 302) unter Verwendung separater Verdampfungsquellen für das erste und zweite Material erfolgt, wobei das Material von diesen Verdampfungsquellen jeweils über ein intermittierend geöffnetes Shutter zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungsquellen mit konstanter Verdampfungsrate betrieben werden, wobei das Variieren des Mischungsverhältnisses durch gezielte Einstellung der jeweiligen Öffnungsdauer der den Verdampfungsquellen jeweils zugeordneten Shutter erzielt wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Simultanverdampfung aus den Verdampfungsquellen (1 1 1 , 112) durchgeführt wird, wobei eine Erhöhung der Verdampfungsrate des zweiten Materials im Vergleich zur Verdampfungsrate des ersten Materials mit einer Variation des jeweils aktuell beschichteten Bereichs des Linsensubstrats (101 , 301 ) synchronisiert wird. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wobei bei dieser Synchronisierung die Verdampfungsrate des zweiten Materials im Vergleich zur Verdampfungsrate des ersten Materials in Richtung von einem zentralen Bereich der Linse (100) zu einem Randbereich der Linse (100) erhöht wird. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation des aktuell beschichteten Bereichs des Linsensubstrats (101 , 301 ) durch Variation der Relativposition einer in einer Abschattungsblende (120) befindlichen Öffnungsapertur (120a) in Bezug auf die Linse (100) erfolgt. Anordnung zum Ausbilden einer Antireflexschicht (102, 302) auf einem Linsensubstrat (101 , 301 ) einer Linse für eine zum Betrieb im DUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (400),

• mit einer ersten Verdampfungsquelle für ein erstes Material von relativ niedrigerem Brechungsindex und einer zweiten Verdampfungsquelle für ein zweites Material von relativ höherem Brechungsindex;

• wobei der ersten Verdampfungsquelle und der zweiten Verdampfungsquelle jeweils ein separates Shutter zugeordnet ist; und

• wobei eine Einrichtung zum intermittierenden Öffnen dieser Shutter vorgesehen ist. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiter eine Abschattungsblende (120) sowie eine Einrichtung zur Variation der Relativposition einer in dieser Abschattungsblende (120) befindlichen Öffnungsapertur (120a) in Bezug auf die Linse (100) aufweist. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese dazu konfiguriert ist, die Variation der Position der Öffnungsapertur (120a) relativ zur Linse (100) in Synchronisation mit einer Erhöhung der Verdampfungsrate des zweiten Materials im Vergleich zur Verdampfungsrate des ersten Materials durchzuführen.