DE102011005940A1 - Extreme ultraviolet mirror arrangement for optical system for extreme ultraviolet microlithography, comprises multiple mirror elements that are arranged side by side, such that mirror elements form mirror surface - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine EUV-Spiegelanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, auf ein optisches System mit einer EUV-Spiegelanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16 sowie auf ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 21. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die EUV-Mikrolithographie. Andere Anwendungsgebiete liegen in der EUV-Mikroskopie und der EUV-Maskenmetrologie.The invention relates to an EUV mirror arrangement according to the preamble of claim 1, to an optical system with an EUV mirror arrangement according to the preamble of
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the Prior Art
Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen feinstrukturierten Bauteilen werden heutzutage überwiegend mikrolithographische Projektionsbelichtungsverfahren eingesetzt. Dabei werden Masken (Retikel) oder andere Mustererzeugungseinrichtungen verwendet, die das Muster einer abzubildenden Struktur tragen oder bilden, z. B. ein Linienmuster einer Schicht (Layer) eines Halbleiterbauelementes. Das Muster wird in einer Projektionsbelichtungsanlage zwischen einem Beleuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv im Bereich der Objektfläche des Projektionsobjektivs positioniert und mit einer vom Beleuchtungssystem bereitgestellten Beleuchtungsstrahlung beleuchtet. Die durch das Muster veränderte Strahlung läuft als Projektionsstrahlung durch das Projektionsobjektiv, welches das Muster auf das zu belichtende, mit einer strahlungsempfindlichen Schicht beschichtete Substrat abbildet.For the production of semiconductor components and other finely structured components, predominantly microlithographic projection exposure methods are used today. In this case, masks (reticles) or other pattern generating means are used, which carry or form the pattern of a structure to be imaged, for. B. a line pattern of a layer (layer) of a semiconductor device. The pattern is positioned in a projection exposure apparatus between a lighting system and a projection lens in the region of the object surface of the projection lens and illuminated with an illumination radiation provided by the illumination system. The radiation changed by the pattern passes through the projection lens as projection radiation, which images the pattern onto the substrate to be exposed coated with a radiation-sensitive layer.
Das Muster wird mit Hilfe eines Beleuchtungssystems beleuchtet, welches aus der Strahlung einer primären Strahlungsquelle eine auf das Muster gerichtete Beleuchtungsstrahlung formt, die durch bestimmte Beleuchtungsparameter gekennzeichnet ist und innerhalb eines Beleuchtungsfeldes definierter Form und Größe auf das Muster auftrifft. Innerhalb des Beleuchtungsfeldes sollte eine vorgegebene örtliche Intensitätsverteilung vorliegen, die normalerweise möglichst gleichmäßig (uniform) sein soll.The pattern is illuminated by means of an illumination system which shapes from the radiation of a primary radiation source an illumination radiation directed onto the pattern, which is characterized by specific illumination parameters and impinges on the pattern within an illumination field of defined shape and size. Within the illumination field there should be a given local intensity distribution, which should normally be as uniform as possible.
In der Regel werden je nach Art der abzubildenden Strukturen unterschiedliche Beleuchtungsmodi (sogenannte Beleuchtungssettings) verwendet, die durch unterschiedliche örtliche Intensitätsverteilungen der Beleuchtungsstrahlung in einer Pupillenfläche des Beleuchtungssystems charakterisiert werden können. Hierdurch kann im Beleuchtungsfeld eine bestimmte Beleuchtungswinkelverteilung bzw. eine bestimmte Verteilung der auftreffenden Intensität im Winkelraum vorgegeben werden.As a rule, different illumination modes (so-called illumination settings) are used, which can be characterized by different local intensity distributions of the illumination radiation in a pupil surface of the illumination system, depending on the type of structures to be imaged. In this way, a specific illumination angle distribution or a specific distribution of the incident intensity in the angular space can be specified in the illumination field.
Um immer feinere Strukturen erzeugen zu können, werden unterschiedliche Ansätze verfolgt. Beispielsweise kann das Auflösungsvermögen eines Projektionsobjektivs dadurch erhöht werden, dass die bildseitige numerische Apertur (NA) des Projektionsobjektives vergrößert wird. Ein anderer Ansatz besteht darin, mit kürzeren Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung zu arbeiten.In order to be able to produce ever finer structures, different approaches are pursued. For example, the resolution of a projection lens can be increased by increasing the image-side numerical aperture (NA) of the projection lens. Another approach is to work with shorter wavelengths of electromagnetic radiation.
Wird versucht, die Auflösung durch Steigerung der numerischen Apertur zu verbessern, so können sich Probleme dadurch ergeben, dass mit steigender numerischer Apertur die erzielbare Schärfentiefe (depth of focus, DOF) abnimmt. Dies ist nachteilig, weil beispielsweise aus Gründen der erzielbaren Ebenheit der zu strukturierenden Substrate und mechanischer Toleranzen eine Schärfentiefe in der Größenordnung von mindestens 0.1 nm wünschenswert ist.Attempting to improve the resolution by increasing the numerical aperture may present problems in that as the numerical aperture increases, the depth of focus (DOF) achievable decreases. This is disadvantageous because, for example, for reasons of achievable flatness of the substrates to be patterned and mechanical tolerances, a depth of field of the order of at least 0.1 nm is desirable.
Unter anderem aus diesem Grund wurden optische Systeme entwickelt, die bei moderaten numerischen Aperturen arbeiten und die Vergrößerung des Auflösungsvermögens im Wesentlichen durch die kurze Wellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich (EUV) erzielen, insbesondere mit Arbeiswellenlängen im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der EUV-Lithographie mit Arbeitswellenlängen um 13.5 nm kann beispielsweise bei bildseitigen numerischen Aperturen von NA = 0.3 theoretisch eine Auflösung in der Größenordnung von 0.03 μm bei typischen Schärfentiefen in der Größenordnung von ca. 0.15 μm erreicht werden.For this reason, among other things, optical systems have been developed which operate at moderate numerical apertures and which achieve the increase in resolving power essentially by the short wavelength of the extreme ultraviolet (EUV) electromagnetic radiation used, in particular with working wavelengths in the range between 5 nm and 30 nm. In the case of EUV lithography with working wavelengths around 13.5 nm, for example, at image-side numerical apertures of NA = 0.3, theoretically a resolution of the order of 0.03 μm can be achieved at typical depths of field in the order of about 0.15 μm.
Strahlung aus dem extrem Ultraviolettbereich kann nicht mit Hilfe refraktiver optischer Elemente fokussiert oder geführt werden, da die kurzen Wellenlängen von den bekannten, bei höheren Wellenlängen transparenten optischen Materialien absorbiert werden. Daher werden für die EUV-Lithographie Spiegelsysteme eingesetzt. Ein für Strahlung aus dem EUV-Bereich reflektierend wirkender Spiegel (EUV-Spiegel) hat typischerweise ein Substrat, auf dem eine für Strahlung aus dem extremen Ulraviolettbereich (EUV) reflektierend wirkende Mehrlagen-Schichtanordnung (multilayer) aufgebracht ist, die viele Schichtpaare mit abwechselnd niedrigbrechendem und hochbrechendem Schichtmaterial aufweist. Schichtpaare für EUV-Spiegel werden häufig mit den Schichtmaterial-Kombinationen Molybdän/Silizium (Mo/Si) oder Ruthenium/Silizium (Ru/Si) aufgebaut.Radiation from the extreme ultraviolet range can not be focused or guided by refractive optical elements because the short wavelengths are absorbed by the known optical materials transparent at higher wavelengths. Therefore, mirror systems are used for EUV lithography. A reflecting mirror (EUV mirror) which is reflective for EUV radiation typically has a substrate on which one is reflective of extreme ultra violet (EUV) radiation effective multi-layer arrangement (multilayer) is applied, which has many pairs of layers with alternately low-refractive and high-refractive layer material. Layer pairs for EUV mirrors are often built up with the layer material combinations molybdenum / silicon (Mo / Si) or ruthenium / silicon (Ru / Si).
Zur Gewährleistung einer möglichst guten Uniformität der lithographischen Abbildung wird in der Regel angestrebt, in dem durch das Beleuchtungssystem beleuchteten Beleuchtungsfeld eine möglichst gleichmäßige Intensitätsverteilung zu erzeugen. Weiterhin strebt man normalerweise an, die für eine bestimmte Belichtung gewünschte örtliche Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlen in der Pupillenfläche des Beleuchtungssystems möglichst exakt an die gewünschte räumliche Intensitätsverteilung anzunähern bzw. Abweichungen von einer gewünschten räumlichen Intensitätsverteilung so gering wie möglich zu halten. Diese Anforderungen müssen durch das lithographische optische System nicht nur zum Zeitpunkt seiner Auslieferung erfüllt werden, sondern über die gesamte Lebensdauer des optischen Systems hinweg ohne signifikante Änderung erhalten bleiben. Während im ersteren Fall eventuelle Abweichungen im Wesentlichen auf Design-Residuen und Fertigungsfehlern beruhen, werden Veränderungen über die Lebensdauer hinweg häufig im Wesentlichen durch Alterungserscheinungen verursacht.In order to ensure the best possible uniformity of the lithographic image, the aim is generally to produce as uniform as possible an intensity distribution in the illumination field illuminated by the illumination system. Furthermore, the aim is normally to approximate as closely as possible to the desired spatial intensity distribution the desired spatial intensity distribution of the illumination beams in the pupil surface of the illumination system or to minimize deviations from a desired spatial intensity distribution as much as possible. These requirements must not only be satisfied by the lithographic optical system at the time of its delivery, but must be maintained throughout the life of the optical system without significant change. While in the former case, any deviations are largely due to design residuals and manufacturing defects, changes over the lifetime are often caused mainly by aging.
In optischen Systemen für die Lithographie mit Ultraviolettlicht aus dem tiefen oder sehr tiefen Ultraviolettbereich (DUV oder VUV) können eventuell entstehende Nichtuniformitäten in der Regel durch ansteuerbare mechanische Kompensatoren kompensiert werden (vgl. z. B.
In optischen Systemen für die EUV-Mikrolithographie sind solche Kompensatoren unter anderem aus geometrischen Gründen deutlich schwieriger zu realisieren. Beispielsweise existiert häufig keine zur Objektebene des Projektionsobjektivs optisch konjugierte, frei zugängliche Zwischenfeldebene, in der die Feldhomogenität einfach korrigiert werden kann. Die
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine EUV-Spiegelanordnung sowie ein damit ausgestattetes optisches System bereitzustellen, die z. B. in einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden können, um über die gesamte Lebensdauer der Projektionsbelichtungsanlage hinweg eine hohe Treue und Stabilität der Beleuchtungsintensität in Feld und Pupille bezüglich einer vorgegebenen Verteilung und damit der lithographischen Abbildungsgüte zu gewährleisten.It is an object of the invention to provide an EUV mirror assembly and a thus equipped optical system, the z. B. in a microlithography projection exposure system can be used to ensure a high fidelity and stability of the illumination intensity in the field and pupil with respect to a given distribution and thus the lithographic imaging quality throughout the lifetime of the projection exposure system.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine EUV-Spiegelanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin werden ein optisches System mit einer EUV-Spiegelanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 16 und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen optischen Systems mit den Merkmalen von Anspruch 21 bereitgestellt.To achieve this object, the invention provides an EUV mirror assembly having the features of claim 1. Furthermore, an optical system with an EUV mirror arrangement having the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.Advantageous developments are specified in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated herein by reference.
Die EUV-Spiegelanordnung hat eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Spiegelelementen, die gemeinsam eine Spiegelfläche der Spiegelanordnung bilden. Die Element-Spiegelfläche eines Spiegelelementes bildet dabei einen Bruchteil der gesamten Spiegelfläche. Spiegelelemente können beispielsweise in Reihen und Spalten im Wesentlichen flächenfüllend oder vollständig flächenfüllend oder aber mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordnet sein. Die Spiegelelemente können voneinander gesondert und gegebenenfalls durch Zwischenräume getrennt an einer Trägerstruktur montierbare Spiegelelemente sein.The EUV mirror assembly has a plurality of juxtaposed mirror elements that together form a mirror surface of the mirror assembly. The element mirror surface of a mirror element forms a fraction of the entire mirror surface. Mirror elements can, for example, be arranged in rows and columns essentially in a surface-filling manner or completely in a surface-filling manner or at a mutual distance next to one another. The mirror elements can be separate from one another and, if appropriate, separated by intermediate spaces, can be mirror elements which can be mounted on a carrier structure.
Es ist auch möglich, dass die Spiegelelemente ein gemeinsames Substrat haben und die Mehrlagen-Schichtanordnung über den gesamten nutzbaren Bereich durchgehende Schichten aufweist. In diesem Fall kann die Elektrodenanordnung eine oder mehrere strukturierte Elektroden aufweisen, um die den einzelnen Spiegelelementen zugeordneten Bereiche einer aktiven Schichten unabhängig voneinander mit einem elektrischen Feld vorgebbarer Stärke beaufschlagen zu können.It is also possible for the mirror elements to have a common substrate and for the multilayer layer arrangement to have continuous layers over the entire usable area. In this case, the electrode arrangement may have one or more structured electrodes in order to be able to independently apply an electric field of predeterminable strength to the regions of an active layer assigned to the individual mirror elements.
Eine Mehrlagen-Schichtanordnung hat eine Vielzahl von Schichtpaaren, die jeweils eine Schicht aus einem relativ hoch brechenden Schichtmaterial und eine Schicht aus einem (relativ dazu) niedrig brechenden Schichtmaterial umfassen. Solche Schichtpaare werden auch als „Doppelschicht” oder „bilayer” bezeichnet. Eine Schichtanordnung mit vielen Schichtpaaren wirkt nach Art eines „Distributed Bragg Reflectors”. Dabei wird durch die Schichtanordnung ein Kristall simuliert, dessen zur Bragg-Reflexion führenden Netzebenen durch die Schichten des Materials mit dem niedrigeren Realteil des Brechungsindex gebildet werden. Die optimale Periodendicke der Schichtpaare wird für eine vorgegebene Wellenlänge sowie für einen vorgegebenen Inzidenzwinkel(bereich) durch die Bragg-Gleichung bestimmt und liegt in der Regel zwischen 1 nm und 10 nm.A multilayer laminate has a plurality of pairs of layers, each comprising a layer of relatively high refractive layer material and a layer of (relatively) low refractive layer material. Such pairs of layers are also referred to as "bilayer" or "bilayer". A layer arrangement with many pairs of layers acts in the manner of a "Distributed Bragg Reflector". The layer arrangement simulates a crystal whose lattice planes leading to Bragg reflection are formed by the layers of the material with the lower real part of the refractive index. The optimum period thickness of the layer pairs is determined for a given wavelength and for a given angle of incidence (range) by the Bragg equation and is usually between 1 nm and 10 nm.
Ein Schichtpaar kann zusätzlich zu den beiden Schichten aus relativ hoch brechendem bzw. relativ niedrig brechenden Material noch eine oder mehrere weitere Schichten aufweisen, beispielsweise eine zwischengeschaltete Barriereschicht zur Reduzierung der Interdiffusion zwischen benachbarten Schichten.In addition to the two layers of relatively high-refractive or relatively low-refractive-index material, a layer pair may also have one or more further layers, for example an intermediate barrier layer for reducing interdiffusion between adjacent layers.
Die Mehrlagen-Schichtanordnung eines Spiegelelements hat mindestens eine zwischen einer Strahlungseintrittsfläche und dem Substrat angeordnete aktive Schicht, die aus einem piezoelektrisch aktiven Schichtmaterial besteht. Aufgrund dieser Materialeigenschaft des aktiven Schichtmaterials kann die Schichtdicke der aktiven Schicht durch Anlegen einer elektrischen Spannung verändert werden. Für jede aktive Schicht ist eine Elektrodenanordnung zur Erzeugung eines auf die aktive Schicht wirkenden elektrischen Feldes vorgesehen. Dadurch können die aktiven Schichten der Spiegelelemente bei Bedarf unabhängig voneinander aktiviert und damit bezüglich ihrer Schichtdicken verändert werden. Als Folge davon können die Reflexionseigenschaften der EUV-Spiegelanordnung über die Spiegelfläche hinweg lokal unterschiedlich beeinflusst werden.The multilayer layer arrangement of a mirror element has at least one active layer which is arranged between a radiation entrance surface and the substrate and which consists of a piezoelectrically active layer material. Due to this material property of the active layer material, the layer thickness of the active layer can be changed by applying an electrical voltage. For each active layer, an electrode arrangement is provided for generating an electric field acting on the active layer. As a result, the active layers of the mirror elements can be activated independently of one another as required and thus changed with respect to their layer thicknesses. As a consequence, the reflection properties of the EUV mirror arrangement can be influenced locally differently over the mirror surface.
Dabei wird der inverse Piezoeffekt ausgenutzt, bei dem sich das aktive Schichtmaterial unter Einwirkung eines elektrischen Feldes reversibel verformt. Das kristalline aktive Schichtmaterial durchläuft dabei keine Phasenumwandlung, sondern es findet lediglich eine Verlagerung von positiven und negativen Ladungsschwerpunkten innerhalb der Kristallstruktur des elektrisch nicht leitenden aktiven Schichtmaterials statt.In this case, the inverse piezoelectric effect is exploited, in which the active layer material reversibly deforms under the action of an electric field. The crystalline active layer material undergoes no phase transformation, but there is only a shift of positive and negative charge centers within the crystal structure of the electrically non-conductive active layer material instead.
Eine Elektrode der Elektrodenanordnung kann in Berührungskontakt mit der aktiven Schicht stehen. Es ist auch möglich, eine oder mehrere Elektroden mit Abstand zu der zu beeinflussenden aktiven Schicht anzuordnen, solange das elektrische Feld den mit Material gefüllten oder materialfreien Zwischenraum bis zur aktiven Schicht durchdringen kann. Somit können zwischen einer Elektrode und der aktiven Schicht auch eine oder mehrere Schichten der Schichtanordnung liegen. Insbesondere kann zur Erzeugung des elektrischen Feldes eine Spannung zwischen einer äußeren, substratfernen Schicht einer Schichtanordnung und einer inneren, substratnahen Schicht einer Schichtanordnung angelegt werden, wobei sich zwischen den Elektrodenschichten und der aktiven Schicht jeweils viele Schichtpaare befinden.An electrode of the electrode assembly may be in physical contact with the active layer. It is also possible to arrange one or more electrodes at a distance from the active layer to be influenced, as long as the electric field can penetrate the material-filled or material-free interspace up to the active layer. Thus, one or more layers of the layer arrangement may also lie between an electrode and the active layer. In particular, to generate the electric field, a voltage can be applied between an outer, substrate-distant layer of a layer arrangement and an inner, substrate-near layer of a layer arrangement, wherein in each case many pairs of layers are located between the electrode layers and the active layer.
Die laterale Auflösung (Ortsauflösung) der Beeinflussung ist dabei von den lateralen Dimensionen der Element-Spiegelflächen der einzelnen Spiegelelemente abhängig. Laterale Dimensionen können je nach Anwendungsfall z. B. im Bereich von einem oder mehreren Millimetern oder Zentimetern liegen. Kleinere laterale Dimensionen, z. B. zwischen 1 μm und 900 μm, sind ebenfalls möglich. In der Spiegelfläche der Spiegelanordnung können mehr als 10 oder mehr als 100 oder mehr als 1000 unabhängig voneinander ansteuerbare Spiegelelemente vorgesehen sein. Es kann auch ausreichen, weniger als 10, beispielsweise nur zwei oder drei oder vier separat ansteuerbare Spiegelelemente vorzusehen. Dies kann z. B. für Justagezwecke oder Kalibrierungszwecke nützlich sein.The lateral resolution (spatial resolution) of the influence is dependent on the lateral dimensions of the element mirror surfaces of the individual mirror elements. Lateral dimensions can vary depending on the application z. B. in the range of one or more millimeters or centimeters. Smaller lateral dimensions, eg. B. between 1 micron and 900 microns, are also possible. In the mirror surface of the mirror arrangement more than 10 or more than 100 or more than 1000 independently controllable mirror elements can be provided. It may also be sufficient to provide less than 10, for example, only two or three or four separately controllable mirror elements. This can be z. B. be useful for adjustment purposes or calibration purposes.
In die Mehrlagen-Schichtanordnung ist mindestens eine aktive Schicht integriert, deren Schichtdicke durch elektrische Ansteuerung der zugeordneten Elektrodenanordnung gezielt verändert werden kann.At least one active layer is integrated into the multi-layer layer arrangement, the layer thickness of which can be selectively changed by electrical activation of the associated electrode arrangement.
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, die mindestens eine aktive Schicht in Bezug auf die Schichtpaare der Mehrlagen-Schichtanordnung anzuordnen.There are different possibilities for arranging the at least one active layer with respect to the layer pairs of the multilayer layer arrangement.
Bei manchen Ausführungsformen hat die Mehrlagen-Schichtanordnung eine zwischen der Strahlungseintrittsfläche und der aktiven Schicht angeordnete erste Schichtgruppe mit einer ersten Anzahl N1 von Schichtpaaren sowie eine zwischen der aktiven Schicht und dem Substrat angeordnete zweite Schichtgruppe mit einer zweiten Anzahl N2 von Schichtpaaren, wobei die Anzahlen N1 und N2 von Schichtpaaren der ersten Schichtgruppe und der zweiten Schichtgruppe derart ausgewählt sind, dass für mindestens einen Inzidenzwinkel der auf die Strahlungseintrittsfläche auftreffenden Strahlung die erste Schichtgruppe einen Anteil der eintretenden Strahlung durch die aktive Schicht zur zweiten Schichtgruppe transmittiert und die durch die Mehrlagen-Schichtanordnung reflektierte Strahlung einen durch die erste Schichtgruppe reflektierten ersten Anteil und einen durch die zweite Schichtgruppe reflektierten zweiten Anteil enthält.In some embodiments, the multilayer stack has a first layer group having a first number N1 of layer pairs disposed between the radiation entrance surface and the active layer and a second layer group having a second number N2 of layer pairs disposed between the active layer and the substrate, the numbers N1 and N2 of layer pairs of the first layer group and the second layer group are selected such that, for at least one angle of incidence of the radiation impinging on the radiation entrance surface, the first layer group transmits a portion of the incoming radiation through the active layer to the second layer group and reflects through the multilayer stack Radiation includes a first portion reflected by the first layer group and a second portion reflected by the second layer group.
In der Regel haben die erste und die zweite Schichtgruppe jeweils mehrere Schichtpaare, z. B. jeweils 10 oder mehr, oder 15 oder mehr Schichtpaare.In general, the first and the second layer group each have multiple pairs of layers, for. B. each 10 or more, or 15 or more pairs of layers.
In diesem Fall trägt sowohl die substratferne erste Schichtgruppe als auch die substratnahe zweite Schichtgruppe zur Gesamtreflektivität eines Spiegelelementes bei. Durch die zwischengeschaltete aktive Schicht kann der Abstand der Schichtgruppen (gemessen senkrecht zur Schichtoberfläche) durch Anlegen einer äußeren Spannung verändert werden. Der Schichtaufbau der ersten Schichtgruppe ist vorzugsweise so gewählt, dass es für den betrachteten Inzidenzwinkel bzw. Inzidenzwinkelbereich zu einer konstruktiven Interferenz der an den einzelnen Grenzflächen innerhalb der ersten Schichtgruppe reflektierten Strahlungsanteile (Teilwellen) kommt. Entsprechendes gilt vorzugsweise auch für die Schichten der zweiten Schichtgruppe. Die zwischengeschaltete aktive Schicht führt eine optische Weglängendifferenz bzw. eine Phasenverschiebung zwischen den an der ersten Schichtgruppe reflektierten Strahlungsanteilen und den an der zweiten Schichtgruppe reflektierten Strahlungsanteilen ein. Durch Anlegen einer äußeren Spannung kann das Ausmaß der Phasenverschiebung stufenlos variiert werden. In this case, both the substrate-distant first layer group and the substrate-near second layer group contribute to the overall reflectivity of a mirror element. By the intermediate active layer, the distance of the layer groups (measured perpendicular to the layer surface) can be changed by applying an external voltage. The layer structure of the first layer group is preferably chosen such that, for the considered angle of incidence or angle of incidence range, a constructive interference of the radiation components (partial waves) reflected at the individual boundary surfaces within the first layer group occurs. The same applies preferably also to the layers of the second layer group. The intermediate active layer introduces an optical path length difference or a phase shift between the radiation components reflected at the first group of layers and the radiation components reflected at the second layer group. By applying an external voltage, the amount of phase shift can be varied steplessly.
Beträgt beispielsweise die eingeführte Phasenverschiebung in Abwesenheit eines elektrischen Feldes im Wesentlichen eine Wellenlänge oder ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, so interferieren der erste Anteil und der zweite Anteil der reflektierten Strahlung konstruktiv miteinander, so dass die Gesamtreflektivität des Spiegelelementes im Bereich der für den Inzidenzwinkelbereich geltenden maximal möglichen Reflektivität liegen kann. Wird dagegen die Schichtdicke der aktiven Schicht so eingestellt, dass die Phasenverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Anteil im Bereich einer halben Wellenlänge oder im Bereich von drei halben Wellenlängen etc. liegt, so findet zwischen dem ersten Anteil und dem zweiten Anteil eine destruktive Interferenz statt, so dass sich die aus dem ersten Anteil und dem zweiten Anteil ergebende Gesamtreflektivität niedriger ist als die mit den Schichtgruppen maximal möglichen Maximalreflektivität.If, for example, the introduced phase shift in the absence of an electric field is substantially one wavelength or an integral multiple of the wavelength of the electromagnetic radiation, then the first component and the second component of the reflected radiation interfere constructively with each other, so that the total reflectivity of the mirror element is in the range for the Incidence angle range applicable maximum reflectivity can be. If, on the other hand, the layer thickness of the active layer is adjusted so that the phase shift between the first and the second component is in the region of half a wavelength or in the region of three half wavelengths, etc., a destructive interference takes place between the first component and the second component , so that the total reflectivity resulting from the first portion and the second portion is lower than the maximum reflectivity possible with the layer groups.
Beträgt beispielsweise die Änderung der optischen Weglänge im einfachen Durchtritt durch die aktive Schicht ein Viertel der Arbeitswellenlänge, und ist die aktive Schicht in geeigneter Tiefe derart platziert, dass der erste und der zweite Anteil im Wesentlichen gleiche Intensität haben, dann kann die Reflexion im Wesentlichen vollständig unterdrückt werden. Zwischen diesen Extremen (maximale Reflektivität eines Spiegelelementes und vollständige Unterdrückung der Reflexion eines Spiegelementes) ergeben sich zahlreiche Varianten, die im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.For example, if the change in the optical path length in single pass through the active layer is one quarter of the operating wavelength, and the active layer is placed at a suitable depth such that the first and second portions are substantially equal in intensity, the reflection may be substantially complete be suppressed. Between these extremes (maximum reflectivity of a mirror element and complete suppression of the reflection of a mirror element), numerous variants result, which are explained in more detail in connection with the exemplary embodiments.
Die zwischen der ersten und der zweiten Schichtgruppe integrierte aktive Schicht wirkt nach Art eines integrierten Fabry-Perot-Interferometers (Etalons) mit elektrisch verstellbarem Abstand zwischen seinen reflektierend wirkenden Grenzflächen.The integrated between the first and the second layer group active layer acts like an integrated Fabry-Perot interferometer (etalon) with electrically adjustable distance between its reflective interfaces.
In vielen Fällen ist es nicht nötig oder gefordert, die Reflektivität eines Spiegelelementes zwischen maximaler Reflexion und vollständiger Reflexionsunterdrückung zu variieren. Häufig reicht es aus, wenn der Reflexionsgrad eines Spiegelelementes nur um maximal 20% oder maximal 10% variiert wird. Bei manchen Ausführungsformen hat die aktive Schicht in Abwesenheit eines elektrischen Feldes eine Schichtdicke, die derart gewählt ist, das für einen Referenz-Inzidenzwinkel der eintreffenden Strahlung eine Reflektivät der Mehrlagen-Schichtanordnung durch Anlegen eines elektrischen Feldes um maximal 20%, insbesondere maximal 10% veränderbar ist.In many cases it is not necessary or required to vary the reflectivity of a mirror element between maximum reflection and complete reflection suppression. Often it is sufficient if the reflectance of a mirror element is only varied by a maximum of 20% or a maximum of 10%. In some embodiments, in the absence of an electric field, the active layer has a layer thickness that is selected such that a reflectivity of the multilayer layer arrangement can be changed by applying an electric field by a maximum of 20%, in particular a maximum of 10%, for a reference incidence angle of the incident radiation is.
Vorzugsweise ist genau eine aktive Schicht zwischen zwei benachbarten Schichtgruppen mit jeweils mehreren Schichtpaaren vorgesehen. Dadurch kann u. a. das Fehlbeschichtungsrisiko aufgrund Fertigungstoleranzen klein gehalten werden. Außerdem ergibt sich dadurch nur eine geringe Komplexität zwischen den transmittierten und den absorbierten Strahlungsanteilen. Eine Mehrlagen-Schichtanordnung kann jedoch auch mehr als eine zwischen zwei benachbarten Schichtgruppen mit mehreren Schichtpaaren angeordnete aktive Schicht haben, die zur steuerbaren Phasenverschiebung zwischen den reflektierten Strahlungsanteilen dieser Schichtgruppen dient. Beispielsweise können zwei oder drei solcher aktiver Schichten vorgesehen sein, zwischen denen dann ebenfalls Schichtgruppen mit mehreren Schichtpaaren liegen.Preferably, exactly one active layer is provided between two adjacent layer groups each having a plurality of layer pairs. This can u. a. the Fehlbeschichtungsrisiko due to manufacturing tolerances are kept small. In addition, this results in only a small complexity between the transmitted and the absorbed radiation components. However, a multi-layer arrangement may also have more than one active layer arranged between two adjacent layer groups with a plurality of layer pairs, which serves for the controllable phase shift between the reflected radiation components of these layer groups. For example, two or three such active layers may be provided, between which then also layer groups with several layer pairs lie.
Bei der Auswahl von aktiven Schichtmaterialen für eine solche integrierte aktive Schicht ist zu beachten, dass das Schichtmaterial einerseits nur relativ geringe Absorption für die zur zweiten Schichtgruppe zu transmittierende Strahlung hat und andererseits einen ausreichend starken „Hub” der Schichtdicke für die Steuerung der Phasenverschiebung ermöglicht. Bei manchen Ausführungsformen besteht das aktive Schichtmaterial im Wesentlichen aus Bariumtitanat (BaTiO3).When selecting active layer materials for such an integrated active layer, it should be noted that, on the one hand, the layer material only has relatively low absorption for the radiation to be transmitted to the second layer group and, on the other hand, enables a sufficiently strong "lift" of the layer thickness for controlling the phase shift. In some embodiments, the active layer material consists essentially of barium titanate (BaTiO 3 ).
Im Allgemeinen sind für die piezoelektrisch aktive Schicht Schichtmaterialien bevorzugt, die im gewählten EUV-Wellenlängenbereich eine relativ geringe Absorption (geringer Extinktionskoeffizient bzw. Imaginärteil des komplexen Brechungsindex) haben und gleichzeitig einen relativ starken piezoelektrischen Effekt zeigen, um ausreichend starke Schicht dickenänderungen erzeugen zu können. Das piezoelektrisch aktive Schichtmaterial kann ein Material mit Perowskit-Struktur sein, das einen relativ starken Piezo-Effekt zeigt. Insbesondere kann das piezoelektrisch aktive Schichtmaterial ausgewählt sein aus der Gruppe: Ba(Sr, Zr)TiO3, Bi(Al, Fe)O3, (Bi, Ga)O3, (Bi, Sc)O3, CdS, (Li, Na, K)(Nb, Ta)O3, Pb(Cd, Co, Fe, In, Mg, Ni, Sc, Yb, Zn, Zr)(Nb, W, Ta, Ti)O3, ZnO, ZnS oder mindestens ein Material dieser Gruppe in Kombination mit mindestens einem anderen Material enthalten. Hierbei bezeichnet die Notation (A, B), dass in einer bestimmten Gitterposition der Kristallstruktur ein Element bzw. Ion vom Typ A oder ein Element bzw. Ion von Typ B vorhanden sein kann.In general, layer materials which have a relatively low absorption (low extinction coefficient or imaginary part of the complex refractive index) in the selected EUV wavelength range and at the same time show a relatively strong piezoelectric effect are preferred for the piezoelectrically active layer. to be able to produce sufficiently strong layer thickness changes. The piezoelectric-active layer material may be a material having a perovskite structure, which exhibits a relatively strong piezoelectric effect. In particular, the piezoelectrically active layer material may be selected from the group: Ba (Sr, Zr) TiO 3 , Bi (Al, Fe) O 3 , (Bi, Ga) O 3 , (Bi, Sc) O 3 , CdS, (Li , Na, K) (Nb, Ta) O 3, Pb (Cd, Co, Fe, In, Mg, Ni, Sc, Yb, Zn, Zr) (Nb, W, Ta, Ti) O 3, ZnO, ZnS or contain at least one material of this group in combination with at least one other material. Here, the notation (A, B) indicates that in a certain lattice position of the crystal structure, an element or ion of type A or an element or ion of type B may be present.
Bei anderen Ausführungsformen weist die Mehrlagen-Schichtanordnung eine Vielzahl von aktiven Schichten aus einem piezoelektrisch aktiven Schichtmaterial auf, wobei die aktiven Schichten jeweils abwechselnd mit Schichten aus einem nicht-piezoelektrisch aktiven Schichtmaterial angeordnet sind. In diesem Fall bestehen die zwischen den aktiven Schichten angeordneten Schichten vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Schichtmaterial, so dass diese Schichten gleichzeitig als Elektrodenschichten für die jeweils dazwischen angeordneten aktiven Schichten dienen können. Das aktive Schichtmaterial kann im Vergleich zu dem nicht-aktiven Schichtmaterial entweder das relativ hoch brechende oder das relativ niedrig brechende Schichtmaterial sein. Ein aktives Schichtmaterial mit relativ hoher Absorption kann vorteilhaft als Absorberschicht genutzt werden.In other embodiments, the multilayer stack includes a plurality of active layers of a piezoelectric active layer material, wherein the active layers are each disposed alternately with layers of a non-piezoelectric active layer material. In this case, the layers arranged between the active layers preferably consist of an electrically conductive layer material, so that these layers can simultaneously serve as electrode layers for the active layers arranged in each case between them. The active layer material may be either the relatively high refractive or the relatively low refractive layer material as compared to the non-active layer material. An active layer material with a relatively high absorption can be used advantageously as an absorber layer.
Bei dieser Ausgestaltung kann durch Anlegen eines elektrischen Feldes an die aktiven Schichten eine ggf. stufenlose Variation der Schichtperiode innerhalb der Mehrlagen-Schichtanordnung erzeugt werden. Die Schichtperiode bezeichnet hierbei den senkrecht zur Schichtoberfläche gemessenen Abstand zwischen den begrenzenden äußeren Grenzflächen eines Schichtpaares. Da für eine gegebene Arbeitswellenlänge und einen gegebenen Inzidenzwinkel nur bestimmte Schichtperioden zu einer vollen konstruktiven Interferenz und dadurch zu maximalem Reflexionsgrad führen, kann durch die Variation der Schichtperiode die Reflektivität der Mehrlagen-Schichtanordnung des Spiegelementes bei der Arbeitswellenlänge stufenlos verändert werden. Weiterhin ergibt sich ein Einfluss auf die Phase der reflektierten Strahlung, so dass auch eine ortsauflösende Wellenfrontbeeinflussung möglich ist.In this embodiment, by applying an electric field to the active layers, an optionally stepless variation of the layer period within the multilayer layer arrangement can be produced. In this case, the layer period denotes the distance between the delimiting outer boundary surfaces of a layer pair measured perpendicular to the layer surface. Since for a given operating wavelength and a given angle of incidence only certain layer periods lead to a full constructive interference and thereby to maximum reflectance, the reflectivity of the multilayer layer arrangement of the mirror element at the operating wavelength can be varied steplessly by the variation of the layer period. Furthermore, there is an effect on the phase of the reflected radiation, so that a spatially resolving wavefront interference is possible.
Die Verstimmung bzw Änderung der Schichtperiode kann auch dazu genutzt werden um die Reflektivität an eine ggf. vom Soll abweichende Zentralwellenlänge anzupassen, so dass z. B. eine Kompensation von Variationen des Quellspektrums oder der spektralen Transmission des optischen Gesamtsystems durchgeführt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Anpassung an gewollt oder ungewollt veränderte Inzidenzwinkel auf den Spiegel möglich.The detuning or change of the layer period can also be used to adjust the reflectivity to a possibly deviating from the desired central wavelength, so that z. B. a compensation of variations of the source spectrum or the spectral transmission of the overall optical system can be performed. Alternatively or additionally, an adaptation to intentionally or unintentionally changed angles of incidence on the mirror is possible.
Bei Mehrlagen-Schichtanordnungen mit einer Vielzahl von aktiven Schichten ist besonders darauf zu achten, dass das aktive Schichtmaterial geringe Absorptionen für die genutzte Strahlung aufweist. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das aktive Schichtmaterial überwiegend oder ausschließlich aus einem keramischen Material des Typs (Li, Na, K)(Nb, Ti)O3 besteht. Solche Materialien sind z. B. in
Insbesondere kann das aktive Schichtmaterial ein Material aus der Gruppe Kaliumniobat (KNbO3), Lithiumniobat (LiNbO3), PbNb2O6 und Natrium-Kalium-Niobat (Na0.9K0.1NbO3) enthalten oder daraus bestehen, oder aus einer Kombination dieser Materialien. Diese Materialien zeichnen sich u. a. durch besonders niedrige Absorption im EUV-Bereich aus.In particular, the active layer material may contain or consist of a material from the group of potassium niobate (KNbO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), PbNb 2 O 6 and sodium potassium niobate (Na 0.9 K 0.1 NbO 3 ), or a combination thereof Materials. Among other things, these materials are characterized by particularly low absorption in the EUV range.
Es ist auch möglich, die EUV-Spiegelanordnung so auszulegen, dass im Wesentlichen ohne Einfluss auf die örtliche Verteilung der Reflektivität eine ortsauflösende Phasenkorrektur der Wellenfront der auftreffenden Strahlung möglich ist. Solche Ausführungsformen können insbesondere als Spiegel in einem EUV-Projektionsobjektiv eingesetzt werden. Bei manchen derartigen Ausführungsformen hat die Mehrlagen-Schichtanordnung eine zwischen der Strahlungseintrittsfläche und der aktiven Schicht angeordnete dritte Schichtgruppe mit einer dritten Anzahl N3 von Schichtpaaren, wobei die dritte Anzahl N3 derart ausgewählt ist, dass für mindestens einen Inzidenzwinkel der auf die Strahlungseintrittsfläche auftreffenden Strahlung die dritte Schichtgruppe die eintretenden Strahlung vor Erreichen der aktiven Schicht im Wesentlichen vollständig reflektiert oder absorbiert. Es können z. B. mindestens 20 oder mindestens 30 oder mindestens 40 Schichtpaare vorgesehen sein. Typischerweise sind es weniger als 70 oder weniger als 60 Schichtpaare.It is also possible to design the EUV mirror arrangement such that a spatially resolving phase correction of the wave front of the incident radiation is possible substantially without influencing the spatial distribution of the reflectivity. Such embodiments can be used in particular as a mirror in an EUV projection objective. In some such embodiments, the multilayer stack has a third layer group having a third number N3 of layer pairs disposed between the radiation entrance surface and the active layer, wherein the third number N3 is selected such that for at least one angle of incidence the radiation impinging on the radiation entrance surface is third Layer group substantially completely reflects or absorbs the incoming radiation before reaching the active layer. It can z. B. at least 20 or at least 30 or at least 40 pairs of layers may be provided. Typically, there are less than 70 or fewer than 60 pairs of layers.
Die Reflektivität (bzw. der Reflexionsgrad) des Spiegelelements wird in diesem Fall praktisch ausschließlich durch den Schichtaufbau der dritten Schichtgruppe bestimmt. Diese kann mit Hilfe der aktiven Schicht in Bezug auf das Substrat durch Anlegen einer elektrischen Spannung ohne Verkippung senkrecht zur Schichtoberfläche als Ganzes angehoben oder abgesenkt werden.The reflectivity (or reflectance) of the mirror element is determined in this case almost exclusively by the layer structure of the third layer group. This can be done with the help of active Layer can be raised or lowered relative to the substrate by applying an electrical voltage without tilting perpendicular to the layer surface as a whole.
Die Schichtdicken der einzelnen Schichten der Schichtpaare und gegebenenfalls auch der aktiven Schicht liegen in der Regel in der Größenordnung einiger Nanometer. Um den Einfluss von Grenzflächenrauigkeiten auf die optische Wirkung der Spiegelelemente möglichst gering zu halten, ist bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, die aktive Schicht und/oder eventuelle Elektrodenschichten mit Hilfe des Laserstrahlverdampfens (Pulsed Laser Deposition, PLD) aufzubringen, so dass die aktive Schicht und/oder eine Elektrodenschicht als PLD-Schicht vorliegt. Mit Hilfe des Laserstrahlverdampfens ist es möglich, sehr dünne Schichten mit geringer Oberflächenrauheit zu erzeugen. Bei Bedarf ist es auch möglich, einkristalline piezoelektrische Schichtmaterialien mit hohem piezoelektrischen Koeffizienten zu erzeugen, deren Oberfläche danach ohne Polieren als Kontaktfläche für weitere Schichten genutzt werden kann.The layer thicknesses of the individual layers of the layer pairs and possibly also of the active layer are generally of the order of a few nanometers. In order to keep the influence of boundary surface roughness on the optical effect of the mirror elements as low as possible, it is provided in preferred embodiments to apply the active layer and / or possible electrode layers by means of laser beam evaporation (Pulsed Laser Deposition, PLD), so that the active layer and / or or an electrode layer is present as a PLD layer. With the aid of laser beam evaporation, it is possible to produce very thin layers with low surface roughness. If necessary, it is also possible to produce single-crystalline piezoelectric layer materials with high piezoelectric coefficients, the surface of which can then be used without polishing as a contact surface for further layers.
Vorzugsweise wird zumindest diejenige Schicht, auf die die aktive Schicht aufgebracht wird, als kristalline (nicht amorphe) Schicht erzeugt, insbesondere mit Hilfe des Laserstrahlverdampfens. Dadurch wird ein Kristallwachstum der aktiven Schicht erleichtert. Diese kann in günstigen Fällen epitaktisch zu einer darunter liegenden kristallinen Schicht aufwachsen. Bei manchen Ausführungsformen sind die meisten oder alle zwischen dem Substrat und der aktiven Schicht liegenden Schichten kristallin.Preferably, at least the layer to which the active layer is applied is produced as a crystalline (non-amorphous) layer, in particular by means of laser beam evaporation. This facilitates crystal growth of the active layer. In favorable cases, this can grow epitaxially to an underlying crystalline layer. In some embodiments, most or all of the layers lying between the substrate and the active layer are crystalline.
Bei manchen Ausführungsformen hat die Elektrodenanordnung eines Spiegelelementes eine erste Elektrodenschicht und eine zweite Elektrodenschicht und die aktive Schicht ist zwischen diesen Elektrodenschichten angeordnet. Dadurch kann erreicht werden, dass das elektrische Feld die aktive Schicht im Wesentlichen senkrecht zur Schichtoberfläche durchringt, wodurch die Schichtdickenänderungen besonders wirksam erzeugt werden können. Eine Elektrodenschicht kann aus einem metallischen Schichtmaterial oder aus einem Halbmetall, wie beispielsweise Silizium, bestehen. Elektrodenschichten aus Silizium können beispielsweise im Wechsel mit aktiven Schichten aus einem piezoelektrisch aktivem Schichtmaterial angeordnet sein.In some embodiments, the electrode assembly of a mirror element has a first electrode layer and a second electrode layer, and the active layer is disposed between these electrode layers. As a result, it can be achieved that the electric field penetrates the active layer essentially perpendicular to the layer surface, as a result of which the layer thickness changes can be generated particularly effectively. An electrode layer may consist of a metallic layer material or of a semimetal, such as silicon. Electrode layers of silicon may be arranged, for example, in alternation with active layers of a piezoelectrically active layer material.
In manchen Fällen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine Elektrodenschicht aus einem elektrisch leitenden Keramikmaterial besteht, beispielsweise aus SrRuO3 oder Aluminiumnitrid (AlN). Die Verwendung elektrisch leitender Keramikmaterialien als Elektrodenmaterial erlaubt in Verbindung mit keramischen aktiven Schichtmaterialien, die Gitterfehlpassung an den Grenzflächen zwischen Elektrodenschicht und aktivem Schichtmaterial gering zu halten, wodurch Schichtspannungen im Bereich der Grenzflächen und damit die Gefahr von Schichtablösung gering gehalten und somit die Lebensdauer der Schichtanordnung verbessert werden kann.In some cases, it has proven to be advantageous if an electrode layer consists of an electrically conductive ceramic material, for example of SrRuO 3 or aluminum nitride (AlN). The use of electrically conductive ceramic materials as electrode material in combination with ceramic active layer materials allows to keep the lattice mismatch at the interfaces between the electrode layer and active layer material low, whereby layer stresses in the region of the interfaces and thus the risk of delamination kept low and thus improves the life of the layer assembly can be.
Die Erfindung betrifft auch ein optisches System mit mindestens einer EUV-Spiegelanordnung. Bei dem optischen System kann es sich insbesondere um ein Beleuchtungssystem einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Die EUV-Spiegelanordnung kann im Strahlengang des Beleuchtungssystems zwischen einer Lichtquelle und einem zu beleuchtenden Beleuchtungsfeld in oder nahe bei einer Feldebene angeordnet sein, die optisch konjugiert zur Ebene des Beleuchtungsfeldes liegt. Die EUV-Spiegelanordnung kann in diesem Fall als Feldfacettenspiegel dienen. Alternativ oder zusätzlich kann eine EUV-Spiegelanordnung im Bereich einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems angeordnet sein, also im Bereich einer Ebene, die Fourrier-transformiert zur Ebene des Beleuchtungsfeldes liegt. In diesem Fall kann die EUV-Spiegelanordnung als Pupillenfacettenspiegel dienen. Bei dem optischen System kann es sich auch um ein Projektionsobjektiv einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage handeln.The invention also relates to an optical system with at least one EUV mirror arrangement. In particular, the optical system may be an illumination system of a microlithography projection exposure apparatus. The EUV mirror arrangement can be arranged in the beam path of the illumination system between a light source and an illumination field to be illuminated in or near a field plane which is optically conjugate to the plane of the illumination field. The EUV mirror arrangement in this case can serve as a field facet mirror. Alternatively or additionally, an EUV mirror arrangement may be arranged in the region of a pupil plane of the illumination system, that is to say in the region of a plane which is Fourier-transformed to the plane of the illumination field. In this case, the EUV mirror assembly may serve as a pupil facet mirror. The optical system may also be a projection objective of a microlithography projection exposure apparatus.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems mit mindestens einer solchen EUV-Spiegelanordnung kann die örtliche Reflektivitätsverteilung über die Spiegelfläche der EUV-Spiegelanordnung durch selektives Ansteuern einzelner oder aller aktiver Schichten ortsabhängig variiert werden. Ist eine EUV-Spiegelanordnung dabei im Bereich einer Feldebene des optischen Systems angeordnet, kann dadurch die Beleuchtungsintensitätsverteilung in dieser Feldebene und in dazu optisch konjugierten Feldebenen beeinflusst werden. Bei einer Anordnung im Bereich einer Pupillenebene kann durch lokale Änderung der Reflektivitäten die Beleuchtungsintensitätsverteilung im Beleuchtungsfeld winkelabhängig verändert werden.In a method for operating an optical system with at least one such EUV mirror arrangement, the local reflectivity distribution over the mirror surface of the EUV mirror arrangement can be varied depending on the location by selective activation of individual or all active layers. If an EUV mirror arrangement is arranged in the region of a field plane of the optical system, this can influence the illumination intensity distribution in this field plane and in optically conjugate field planes. With an arrangement in the region of a pupil plane, the illumination intensity distribution in the illumination field can be changed as a function of the angle by locally changing the reflectivities.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Can represent versions. Embodiments are illustrated in the drawings and are explained in more detail below.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
In
Der Aufbau eines Spiegelelements wird anhand des Spiegelelements
Die Mehrlagen-Schichtanordnung hat eine Vielzahl von Schichtpaaren (bilayers)
Die Schichtpaare sind in zwei Schichtgruppen gruppiert. Eine substratferne, oberflächennahe erste Schichtgruppe
Eine substratnahe zweite Schichtgruppe
Zwischen der ersten Schichtgruppe
Für jedes der Spiegelelemente ist eine entsprechende Elektrodenanordnung vorgesehen. Die Elektrodenanordnungen sind unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass für jedes Spiegelelement deren aktive Schicht unabhängig von den aktiven Schichten anderer Spiegelelemente durch Anlegen elektrischer Spannung hinsichtlich ihrer Schichtdicke verändert werden kann.For each of the mirror elements, a corresponding electrode arrangement is provided. The electrode arrangements can be controlled independently of each other, so that for each mirror element, its active layer can be changed independently of the active layers of other mirror elements by applying electrical voltage with respect to its layer thickness.
Sowohl die erste Schichtgruppe
Der von der zweiten Schichtgruppe
Bei dem berechneten Ausführungsbeispiel wird Bariumtitanat (BaTiO3) als aktives Schichtmaterial für die aktive Schicht
Zumindest die substratseitige untere Elektrodenschicht
Je nach Schichtdicke der aktiven Schicht und dem zu ihrer Erzeugung genutzten Beschichtungsverfahren kann deren Oberfläche relativ rau sein. Um die Aufwachsbedingungen für nachfolgende Schichten zu verbessern, kann auf die aktive Schicht eine Glättungsschicht, z. B. aus amorphem Silizium, aufgebracht werden, deren Oberfläche dann mittels Ionenstrahl glatt poliert werden kann, bevor die nächste Schicht aufgebracht wird. Diese Glättungsschicht kann als Elektrodenschicht dienen.Depending on the layer thickness of the active layer and the coating process used to produce it, its surface may be relatively rough. To improve the growth conditions for subsequent layers, a smoothing layer, e.g. B. of amorphous silicon, are applied, the surface of which can then be smoothly polished by means of ion beam, before the next layer is applied. This smoothing layer can serve as an electrode layer.
Um den Effekt der Schichtdicke z des aktiven Materials zu demonstrieren, werden im folgenden Beispiele präsentiert, die für eine Arbeitswellenlänge λ = 13.5 nm der EUV-Strahlung und senkrechten Strahlungseinfall (Inzidenzwinkel AOI = 0°) gerechnet wurden. Der Begriff „Inzidenzwinkel” (angle of incidence) bezeichnet hierbei den Winkel zwischen der Einfallsrichtung eines Strahls und der Flächennormalen des Spiegels im Auftreffpunkt des Strahls auf den Spiegel. Die Ausgangsstruktur bestehe aus 10 Mo/Si-Schichtpaaren in der ersten Schichtgruppe
Zur Erläuterung des Einflusses der Schichtdicke auf die Reflektivität R und den Transmissionsgrad T der gesamten Schichtanordnung zeigt
Die Schichtdicke z kann nun im Hinblick auf unterschiedliche Zielvorgaben festgelegt werden. In der durch horizontale gestrichelte Linien begrenzten ersten Region R1 liegen bei Schichtdicken um 50 nm bzw. um 120 nm jeweils Regionen mit maximaler Reflektivität R. In diesen Bereichen ergibt sich aufgrund der geringen Steigung der Reflektivitätskurve bei gegebener Schichtdickenvariation Δz nur ein relativ geringer Einstellbereich (tuning range) zur Variation der Gesamtreflektivität. Die darunter liegende zweite Region R2 deckt die Bereiche relativ hoher Steigung der Reflektivitätskurven jeweils links und rechts der Reflektivitätsmaxima ab. Bei einer gegebenen Schichtdickenvariation Δz der aktiven Schicht ergeben sich hier besonders große Einstellbereiche ΔR für die Gesamtreflektivität (vgl.
Anhand von
Anhand von
Daraus ist ersichtlich, dass es viele Paarung von ersten und zweiten Schichtgruppen (entsprechend ersten Anzahlen N1 und zweiten Anzahlen N2) gibt, die eine hohe Reflektivität in der Nähe des absoluten Reflektivitätsmaximums ergeben. Anhand dieser Kurven können Paarungen von ersten und zweiten Anzahlen N1 bzw. N2 ausgewählt werden, die bei relativ hoher Gesamtreflektivität einen großen Einstellbereich mit variierender Schichtdicke z der aktiven Schicht erlauben.It can be seen that there are many pairs of first and second layer groups (corresponding to first numbers N1 and second numbers N2), which give a high reflectivity in the vicinity of the absolute maximum reflectivity. Based on these curves, pairings of first and second numbers N1 and N2 can be selected which, with relatively high overall reflectivity, allow a large adjustment range with varying layer thickness z of the active layer.
Es sei angemerkt, dass die maximalen Reflektivität nicht durch eine größere Anzahl von Schichtpaaren beliebig gesteigert werden kann. Vielmehr ergibt sich z. B. bei Mo/Si-Schichtpaaren erfahrungsgemäß eine Sättigung bei etwa 50 Schichtpaaren. Bei den Beispielrechnungen wurde die maximale Anzahl von Schichtpaaren (N1 + N2) auf 48 limitiert, da höhere Schichtzahlen kaum signifikant Änderungen des Gesamtverhaltens bringen.It should be noted that the maximum reflectivity can not be arbitrarily increased by a larger number of layer pairs. Rather, z. As with Mo / Si layer pairs experience shows a saturation at about 50 pairs of layers. In the example calculations, the maximum number of layer pairs (N1 + N2) was limited to 48, since higher layer numbers hardly bring any significant changes in the overall behavior.
Der Einstellbereich (tuning range) wird vor allem durch die Elastizität und die Streckgrenze des piezoelektrisch aktiven Schichtmaterials bestimmt. Bei Überschreiten der Streckgrenze (σy) setzt eine irreversible Deformation des Schichtmaterials ein. Die Streckgrenze ist mit der Elastizität (beschrieben durch den Elastizitätmodul E, auch Young'scher Modul genannt) des Materials und der Dimensionsänderung bzw. Deformation des Materials verknüpft, für das die Dehnung ε (strain) als normalisiertes Maß dient. Der Zusammenhang zwischen der ohne plastische Verformung des Materials möglichen Dimensionsänderung (Dehnung) der Schichtdicke (εmax = Δz/z), der Streckgrenze und dem Elastizitätsmodul ist durch εmax = σy/E gegeben. Dabei ist z die anfängliche Schichtdicke und Δz die Schichtdickenänderung. Die Streckgrenze für piezoelektrische Materialien liegt typischerweise zwischen 1% und 5% und beträgt für BaTiO3 ca. 4,8% (
Weiterhin sei die Schichtdicke der aktiven Schicht vor der Schichtausdehnung mit zmin und die Schichtdickenänderung mit Δz beschrieben. Abhängig davon, auf welcher Seite eines Reflektivitätsmaximums der Optimierungsprozess betrachtet wird, sei die Dicke des piezoelektrischen Materials bei der minimalen Reflektivität des Einstellbereiches und der maximalen Reflektivität des Einstellbereiches gegeben durch zmax = zmin + Δz. Unter Nutzung dieser Information und der Streckgrenze von BaTiO3 (σy = Δz/zmin) können zmin, zmax und Δz berechnet werden.Furthermore, the layer thickness of the active layer before the layer expansion with z min and the layer thickness change with Δz are described. Depending on which side of a reflectivity maximum the optimization process is considered, the thickness of the piezoelectric material at the minimum reflectivity of the adjustment range and the maximum reflectivity of the adjustment range is given by z max = z min + Δz. Using this information and the yield strength of BaTiO 3 (σ y = Δz / z min ), z min , z max and Δz can be calculated.
Setzt man beispielsweise den gewünschten maximalen Reflexionsgrad auf Rmax = 72% und begrenzt die Anzahl der Schichtpaare (N1 oder N2) auf 48, erhält man die in Tabelle 1 angegebenen Werte für die ersten fünf Reflexionsmaxima (peak 1 bis peak 5). Dabei gilt N1 = N1 und N2 = N2. Die Werte zmin, zmax und Δz sind jeweils in nm angegeben.If, for example, the desired maximum reflectance is set to R max = 72% and the number of layer pairs (N1 or N2) is limited to 48, the values given in Table 1 are obtained for the first five reflection maxima (peak 1 to peak 5). N1 = N 1 and N2 = N 2 . The values z min , z max and Δz are each given in nm.
Eine taugliche Lösung im Bereich des ersten Reflexionsmaximums (bei Schichtdicken z von ungefähr 50 nm) ist in
Wenn ein Schichtaufbau im Hinblick auf einen maximalen Einstellbereich der Reflektivität bei relativ hohem Reflexionsgrad optimiert werden soll, wird vorzugsweise im Bereich der zweiten Region R2 in
Unter anderem ist erkennbar, dass größere absolute Schichtdicken der aktiven Schicht (entsprechend dem zweiten, dritten, vierten etc. Reflektivitätsmaximum) einen größeren Schichtdickenhub Δz und damit einen größeren Einstellbereich ΔR der Reflektivität ermöglichen. Es kann ein geeigneter Kompromiss im Hinblick auf Absorption durch die aktive Schicht gewählt werden.Among other things, it can be seen that larger absolute layer thicknesses of the active layer (corresponding to the second, third, fourth etc. reflectivity maximum) allow a larger layer thickness deviation Δz and thus a larger adjustment range ΔR of the reflectivity. A suitable compromise with regard to absorption by the active layer can be chosen.
Bei einer Ausführungsform kann insbesondere mindestens eine der folgenden Bedingungen gelten:
- (1) 10 < N1 < 30
- (2) 15 < N2 < 50
- (3) 30 < (N1 + N2) < 70 und N1 > 10 und N2 > 10
- (4) N1 ≤ N2
- (5) z ≥ 20 nm
- (6) z ≤ 350 nm
- (7) Δz ≥ 1 nm
- (8) 1.5 nm ≤ Δz ≤ 20 nm
- (1) 10 <N1 <30
- (2) 15 <N2 <50
- (3) 30 <(N1 + N2) <70 and N1> 10 and N2> 10
- (4) N1 ≤ N2
- (5) z ≥ 20 nm
- (6) z ≤ 350 nm
- (7) Δz ≥ 1 nm
- (8) 1.5 nm ≦ Δz ≦ 20 nm
Schließlich sei anhand von
Anhand von
Soll nun eine ortsabhängige Variation der Reflektivität über die gesamte Spiegelfläche eingestellt werden, so können an die aktiven Schichten der einzelnen Spiegelelemente unterschiedlich hohe elektrische Spannungen angelegt werden, so dass sich unterschiedliche Schichtdicken der aktiven Schichten innerhalb der einzelnen Spiegelelemente einstellen. Im Beispielsfall ergibt sich durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die aktive Schicht des rechten Spiegelelementes eine Vergrößerung der Schichtdicke um Δz. Dies führt nun gegenüber dem Fall vollständiger konstruktiver Interferenz (links) zu einer Phasenverschiebung zwischen den aus der ersten Schichtgruppe stammenden Teilwellen (Anteil A1) und den aus der zweiten Schichtgruppe stammenden Teilwellen (Anteil A2) in der Weise, dass teilweise destruktive Interferenz auftritt. Dadurch sinkt die reflektierte Gesamtintensität im Beispielsfall um ΔR (siehe Diagramm oberhalb), was durch die relativ kürzeren Pfeile der austretenden Strahlen verdeutlicht wird.If now a location-dependent variation of the reflectivity over the entire mirror surface is to be set, differently high electrical voltages can be applied to the active layers of the individual mirror elements, so that different layer thicknesses of the active layers occur within the individual mirror elements. In the example case, an increase of the layer thickness by Δz results from the application of an electrical voltage to the active layer of the right-hand mirror element. In contrast to the case of complete constructive interference (left), this leads to a phase shift between the partial waves originating from the first group of layers (component A1) and the partial waves (component A2) originating from the second group of layers in such a way that partially destructive interference occurs. As a result, the reflected total intensity in the example falls by ΔR (see diagram above), which is illustrated by the relatively shorter arrows of the outgoing beams.
Es sei erwähnt, das jedes Spiegelelement einen anderen Arbeitspunkt bzw. eine andere nominelle Schichtdicke der aktiven Schicht haben kann. Schichtelemente können auch gruppenweise gleiche Schichtdicken haben, die sich zwischen zwei oder mehr Gruppen unterscheiden.It should be noted that each mirror element may have a different operating point or a different nominal layer thickness of the active layer. Layer elements can also have the same layer thicknesses in groups, which differ between two or more groups.
In
Die dickeren Schichten
Die durch die Abfolge von elektrisch nicht leitenden aktiven Schichten
Durch die Variation der Schichtperiode P als Reaktion auf das Anlegen einer elektrischen Spannung kann die Reflektivität des betroffenen Spiegelelementes bei der Arbeitswellenlänge beeinflusst werden. Gekoppelt durch die Bragg-Gleichung können auch Reflektivitätsänderungen durch leicht verstimmte Arbeitswellenlängen und/oder Einfallswinkel kompensiert werden. Da sich außerdem die absolute Dicke des gesamten Schichtstapels, also der Abstand zwischen dem Substrat und der Element-Spiegeloberfläche des einzelnes Spiegelelementes, bei einer Vergrößerung der Schichtdicken der aktiven Schichten vergrößert, ergibt sich auch ein Einfluss auf die Wellenfront der auf die Spiegeloberfläche auftreffenden Strahlung, da beispielsweise bei Anheben der Element-Spiegelfläche der optische Weg der von der Element-Spiegelfläche reflektierten Strahlung insgesamt verkürzt wird. Dadurch kann relativ zu benachbarten nicht aktivierten oder auf ein anderes Ausmaß angehobenen Element-Spiegelflächen eine Phasenverschiebung eingeführt werden. Diese Ausführungsform kann also gleichzeitig zur ortsauflösenden Beeinflussung der Wellenfront und zur ortsauflösenden Beeinflussung der Reflektivität genutzt werden.By varying the layer period P in response to the application of an electrical voltage, the reflectivity of the mirror element concerned at the operating wavelength can be influenced. Coupled by the Bragg equation, reflectivity changes can also be compensated by slightly detuned working wavelengths and / or angles of incidence. In addition, since the absolute thickness of the entire layer stack, so the distance between the substrate and the element mirror surface of the single mirror element increases with an increase in the layer thicknesses of the active layers, also results an influence on the wavefront of the radiation incident on the mirror surface, since, for example, when the element mirror surface is raised, the optical path of the radiation reflected by the element mirror surface as a whole is shortened. Thereby, a phase shift may be introduced relative to adjacent non-activated or to some extent raised element mirror surfaces. This embodiment can thus be used simultaneously for spatially resolving the influence of the wavefront and for spatially resolving the reflectivity.
Da bei dieser Ausführungsform insgesamt relativ große Dicken des aktiven Schichtmaterials durchstrahlt werden, sollte als aktives Schichtmaterial ein Material mit geringem Absorptionskoeffizienten (Imaginärteil des komplexen Brechungsindex) verwendet werden.Since, in this embodiment, relatively large thicknesses of the active layer material are irradiated overall, a material with a low absorption coefficient (imaginary part of the complex refractive index) should be used as the active layer material.
Die Anzahl der Schichtpaare
Bei der Ausführungsform einer EUV-Spiegelanordnung
Zwischen der dritten Schichtgruppe
Die aktive Schicht
Im Zusammenhang mit den
Die Elektrodenanordnung zur Ansteuerung der aktiven Schicht hat eine über den gesamten Querschnitt des Spiegelelements durchgehende substratseitige zweite Elektrodenschicht
Die strukturierte Elektrode
Jedes der Elektrodensegmente ist über eine separate elektrische Leitung an den anderen Pol der Gleichspannungsquelle
Mit Hilfe der strukturierten Elektrode ist es möglich, die Schichtdicke der aktiven Schicht
Bei dieser Spiegelanordnung
Die
Die strukturierte Elektrode
EUV-Spiegelanordnungen, die mit Hilfe piezoelektrisch aktiver Schichten eine ortsauflösende Einstellung der Reflektivitätsverlaufs über die Gesamtspiegelfläche der Spiegelanordnung und/oder über die Fläche eines einzelnem Spiegelelements ermöglichen, können für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden. Im Folgenden werden Verwendungsmöglichkeiten im Rahmen des Beleuchtungssystems für eine EUV-Mikrolithographie-Projektionbelichtungsanlage dargestellt.EUV mirror arrangements which enable a spatially resolving adjustment of the reflectivity profile over the total mirror surface of the mirror arrangement and / or over the surface of a single mirror element with the aid of piezoelectrically active layers can be used for various tasks. In the following, uses within the illumination system for an EUV microlithography projection exposure apparatus are presented.
Die Anlage wird mit der Strahlung einer primären Strahlungsquelle
Die primäre Strahlungsquelle
Die von der Strahlungsquelle
In der Objektebene
Die Mischeinheit
Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels
Über die Facetten des Feldfacettenspiegels
Die räumliche (örtliche) Beleuchtungsintensitätsverteilung am Feldfacettenspiegel bestimmt die örtliche Beleuchtungsintensitätsverteilung im Objektfeld. Die räumliche (örtliche) Beleuchtungsintensitätsverteilung am. Pupillenfacettenspiegel
EUV-Projektionsbelichtungsanlagen mit ähnlichem Grundaufbau sind z. B. aus der
Bei der gezeigten Ausführungsform lassen sich über die Reflektivitäten der einzelnen Feld- und Pupillenfacetten die kanalabhängigen Transmissionen und damit die energetische Beleuchtungswinkelverteilung beeinflussen. Durch ortsabhängige Variation der Feldfacettenreflektivitäten lässt sich die räumliche Beleuchtungintensitätsverteilung im Objektfeld beeinflussen.In the embodiment shown, the channel-dependent transmissions and thus the energetic illumination angle distribution can be influenced via the reflectivities of the individual field and pupil facets. The spatial illumination intensity distribution in the object field can be influenced by location-dependent variation of the field facet reflectivities.
Jeder der Facettenspiegel
Der Feldfacettenspiegel
Die Möglichkeit der präzisen Steuerung der lokalen Reflektivität der Facettenspiegel kann zur Steuerung der Beleuchtungsintensitätsverteilung über die Pupille des Beleuchtungssystems und im Beleuchtungsfeld genutzt werden. Wird in einem oder mehreren der Ausleuchtungskanäle die Reflektivität einer zugehörigen Feldfacette und/oder die Reflektivität einer zugehörigen Pupillenfacette durch elektrische Ansteuerung verändert, so kann die Beleuchtungsintensität in diesem Ausleuchtungskanal innerhalb eines gewissen Einstellbereichs gezielt verändert werden. Da dies für mehrere und gegebenenfalls alle Ausleuchtungskanäle unabhängig von anderen Ausleuchtungskanälen möglich ist, ist ein steuerbare Manipulator für die Beleuchtungsintensitätsverteilung über die Pupille realisierbar, um im Beleuchtungsfeld exakt eine gewünschte Intensitätsverteilung in Abhängigkeit vom Beleuchtungswinkel bereitzustellen.The ability to precisely control the local reflectivity of the facet mirrors can be used to control the illumination intensity distribution across the pupil of the illumination system and in the illumination field. If the reflectivity of an associated field facet and / or the reflectivity of an associated pupil facet is changed by electrical actuation in one or more of the illumination channels, then the illumination intensity in this illumination channel can be selectively changed within a certain adjustment range. Since this is possible for several and optionally all illumination channels independently of other illumination channels, a controllable manipulator for the illumination intensity distribution over the pupil can be realized in order to provide exactly a desired intensity distribution in the illumination field as a function of the illumination angle.
Der Feldfacettenspiegel kann auch Spiegelelemente haben, die mit strukturierten Elektroden aufgebaut sind und somit eine ortsabhängige Einstellung der Reflektivität jedes einzelnen Spiegelelements ermöglichen (vgl.
Im Bildfeld werden die Bilder der einzelnen Feldfacetten überlagert. Deren lange Seite verläuft parallel zur x-Richtung (Cross-Scan-Richtung), während die kurze Seite parallel zur y-Richtung verläuft, die in Scanner-Systemen der Scanrichtung entspricht. Durch die Schrägstellung der Isolierabschnitte
Somit ist ein voll programmierbarer „Graufilter” für Intensitätsverteilungen in Pupille und Feld des Beleuchtungssystems realisiert. Die laterale Auflösung des steuerbaren Graufilters ist dabei durch die laterale Ausdehnung der getrennt voneinander ansteuerbaren Spiegelelemente bzw. von deren Anzahl über den beleuchteten Querschnitt hinweg bestimmt.Thus, a fully programmable "gray filter" is realized for intensity distributions in the pupil and field of the illumination system. The lateral resolution of the controllable gray filter is determined by the lateral extent of the separately controllable mirror elements or of their number across the illuminated cross section.
Bei der Ausführungsform wird die Beleuchtungsintensitätsverteilung im Beleuchtungsfeld
Anhand der Ausführungsbeispiele wurden einige Nutzungsmöglichkeiten von EUV-Spiegelanordnungen im Beleuchtungssystem einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage erläutert. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, mindestens einen Spiegel der Teleskopoptik
Die Gesamt-Spiegelfläche einer EUV-Spiegelanordnung kann nach Art eines Planspiegels eben sein. Es ist auch möglich, eine EUV-Spiegelanordnung in einer konvex oder konkav gekrümmten Spiegelfläche zu gestalten. Bei den Beispielen sind die Einzel-Spiegelflächen jeweils Planflächen. Dies ist jedoch nicht zwingend. Einzelne oder alle Einzel-Spiegelflächen der Spiegelelemente können auch konvex oder konkav gekrümmt sein.The total mirror surface of an EUV mirror arrangement can be flat in the manner of a plane mirror. It is also possible to design an EUV mirror arrangement in a convexly or concavely curved mirror surface. In the examples, the individual mirror surfaces are each plane surfaces. However, this is not mandatory. Individual or all individual mirror surfaces of the mirror elements can also be curved convexly or concavely.
Bei den Ausführungsbeispielen sind die relativen Orientierungen der einzelnen Spiegelflächen der EUV-Spiegelanordnung jeweils festgelegt, wobei die elektrisch induzierte Schichtdickenänderung der aktiven Schicht lediglich zu einem Anheben oder Absenken dieser Spiegelfläche in Bezug auf das Substrat führt. Es ist zusätzlich auch möglich, dass einzelne oder alle Spiegelelemente einer EUV-Spiegelanordnung mit Hilfe unabhängiger Aktuatoren relativ zueinander verkippbar sind, um die Beleuchtungswinkelverteilung der reflektierten Strahlung gezielt zu verändern (vgl. z. B.
Die Form der einzelnen Spiegelelemente kann der gewünschten Anwendung angepasst sein. Wenn beispielsweise eine EUV-Spiegelanordnung als Feldfacettenspiegel genutzt werden soll, können die einzelnen Spiegelflächen rechteckförmig mit vorgebbarem Aspektverhältnis oder auch bogenförmig gekrümmt sein. Bei EUV-Spiegelanordnungen, die als Pupillenfacettenspiegel eingesetzt werden sollen, können neben polygonalen Querschnitten auch runde Querschnitte der einzelnen Spiegelelemente nützlich sein.The shape of the individual mirror elements can be adapted to the desired application. If, for example, an EUV mirror arrangement is to be used as a field facet mirror, the individual mirror surfaces can be rectangular with a predeterminable aspect ratio or curved in an arc shape. In the case of EUV mirror arrangements which are to be used as a pupil facet mirror, in addition to polygonal cross sections, round cross sections of the individual mirror elements may also be useful.
Der Schichtaufbau der Mehrlagen-Schichtanordnung im Bereich der aufeinander folgenden Schichtpaare kann der angestrebten Anwendung angepasst sein. Werden hohe Maximalreflektivitäten für einen relativ kleinen Inzidenzwinkelbereich benötigt, so kann eine vollperiodische Abfolge von Schichtpaaren vorteilhaft sein. Wird dagegen eine Breitbandigkeit im Winkelraum und/oder eine spektrale Breitbandigkeit gewünscht, können auch Schichtpaare mit unterschiedlichen Perioden kombiniert werden (vgl. z. B.
Die beschriebenen Schichtaufbauten der Mehrlagen-Schichtanordnungen können grundsätzlich auch bei Spiegeln mit nur einem einzigen Spiegelelement vorgesehen sein. Dadurch kann z. B. mittels elektrisch induzierter Änderung der Schichtperiode einer Schichtanordnung eine Anpassung an eine geringfügig andere Zentralwellenlänge und/oder eine Anpassung an geänderte Einfallswinkel (Inzidenzwinkel) erfolgen. Außerdem kann die globale Intensität oder Dosis angepasst werden.The described layer structures of the multi-layer layer arrangements can in principle also be provided in the case of mirrors having only a single mirror element. As a result, z. B. by means of electrically induced change in the layer period of a layer arrangement to adapt to a slightly different central wavelength and / or adaptation to changing angles of incidence (angle of incidence). In addition, the global intensity or dose can be adjusted.
Bei Nutzung von strukturierten Schichtelektroden (siehe z. B.
Ausführungsformen der Erfindung können nicht nur in optischen Systemen für die Projektionsmikrolithographie verwendet werden. Beispielsweise ist eine Nutzung im Bereich der Röntgen-Mikroskopie möglich, insbesondere im Bereich der EUV-Maskenmetrologie. Beispielsweise können eine oder mehrere Spiegelanordnungen in einem Aerial Image Monitoring System (AIMS) oder in einem Actinic Patterned Mask Inspection System (APMI) oder in einem Actinic Blank Inspection System (ABI) eingesetzt werden. Objektive für EUV-AIMS-Systeme sind z. B. in den internationalen Veröffentlichungen
Die Ausführungsbeispiele wurden für eine Zentralwellenlänge von 13.5 nm konfiguriert. Andere Ausführungsbeispiele können für andere Wellenlängen(bereiche) optimiert sein, beispielsweise für eine Zentralwellenlänge von ca. 6.8 nm. Insbesondere in diesem Fall können auch andere Schichtmaterialien für die alternierenden Schichten der Schichtpaare verwendet werden, z. B. die Kombination La/B4C. Bei kürzeren Zentralwellenlängen kann es sinnvoll sein, die Anzahlen von Schichtpaaren in Schichtgruppen im Vergleich zu den oben beschriebenen Beispielen zu erhöhen.The embodiments were configured for a central wavelength of 13.5 nm. Other embodiments may be optimized for other wavelengths (ranges), for example, for a center wavelength of about 6.8 nm. In particular, in this case, other layer materials may be used for the alternating layers of the layer pairs, e.g. As the combination La / B 4 C. With shorter central wavelengths, it may be useful to increase the numbers of layer pairs in layer groups compared to the examples described above.
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| R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |