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DE102011080052A1 - Mirror, optical system with mirror and method for producing a mirror - Google Patents

Mirror, optical system with mirror and method for producing a mirror Download PDF

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DE102011080052A1
DE102011080052A1 DE102011080052A DE102011080052A DE102011080052A1 DE 102011080052 A1 DE102011080052 A1 DE 102011080052A1 DE 102011080052 A DE102011080052 A DE 102011080052A DE 102011080052 A DE102011080052 A DE 102011080052A DE 102011080052 A1 DE102011080052 A1 DE 102011080052A1
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DE
Germany
Prior art keywords
layer
substrate
intermediate layer
heat distribution
mirror
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102011080052A
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German (de)
Inventor
Oliver Dier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to DE102011080052A priority Critical patent/DE102011080052A1/en
Priority to PCT/EP2012/064594 priority patent/WO2013014182A1/en
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Abstract

Ein Spiegel hat ein Substrat (112), das aus einem Substratmaterial besteht, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 W/(m·K) hat, und eine auf dem Substrat aufgebrachten Reflexionsbeschichtung (116), die für Vakuum-Ultraviolett-Strahlung oder Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich reflektierend wirkt. Zwischen dem Substrat (112) und der Reflexionsbeschichtung (116) ist eine Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) angeordnet, die aus einem Schichtmaterial besteht, das eine spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist, die mindestens 10 mal so groß ist wie die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials.A mirror has a substrate (112) made of a substrate material having a specific thermal conductivity of less than 10 W / (m · K) and a reflection coating (116) applied to the substrate suitable for vacuum ultraviolet radiation or radiation from the extreme ultraviolet range is reflective. Between the substrate (112) and the reflective coating (116) is disposed a heat distribution intermediate layer (120, 220) consisting of a layer material having a specific thermal conductivity at least 10 times the specific thermal conductivity of the substrate material.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spiegel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, auf ein optisches System mit einem Spiegel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Spiegels gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 18. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Mikrolithographie bei Arbeitswellenlängen aus dem Bereich der Vakuum-Ultraviolett-Strahlung (VUV)-Strahlung oder der extremen Ultraviolett-Strahlung (EUV). The invention relates to a mirror according to the preamble of claim 1, to an optical system with a mirror according to the preamble of claim 15, and to a method of manufacturing a mirror according to the preamble of claim 18. A preferred field of application is microlithography at working wavelengths from the field of vacuum ultraviolet radiation (VUV) radiation or extreme ultraviolet radiation (EUV).

Beschreibung des Standes der Technik Description 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, e.g. 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.

Für Anwendungen im Bereich der Mikrolithographie werden inzwischen häufig optische Systeme genutzt, die mit Vakuum-Ultraviolett-Strahlung (VUV-Strahlung), insbesondere bei ca. 193 nm Arbeitswellenlänge, oder mit Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich (EUV) arbeiten. For applications in the field of microlithography optical systems are now often used that work with vacuum ultraviolet radiation (VUV radiation), in particular at about 193 nm operating wavelength, or with radiation from the extreme ultraviolet (EUV).

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 µm 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 in the order of at least 0.1 microns 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 Arbeitswellenlängen 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 at 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 Ultraviolettbereich (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. An EUV mirror-reflecting mirror typically has a substrate on which is deposited a multilayer multilayer multilayer reflective coating of ultraviolet ray (EUV) radiation, which has many layer pairs of alternating low refractive index layers 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).

EUV-Spiegel mit mehrlagigen Reflexionsbeschichtungen erreichen typischerweise maximale Reflexionsgrade um 70%. Ein Anteil der nicht reflektierten Strahlungsintensität der einfallenden Strahlung wird in den Schichtmaterialien unter Erzeugung von Wärme absorbiert. Durch die Absorption von Strahlung ergibt sich eine lokale Erwärmung in den bestrahlten Bereichen. Als Folge der Erwärmung kann es aufgrund thermischer Ausdehnung der Reflexionsbeschichtung und ggf. der daran angrenzenden Bereiche des Substrats zu Deformationen der Spiegeloberfläche kommen. Diese thermisch induzierten Deformationen können sich bei Verwendung der EUV-Spiegel in einem Abbildungssystem als Abbildungsfehler bemerkbar machen. Diese sind in der Regel nicht oder nur mit großem apparativen Aufwand vollständig kompensierbar. In Abhängigkeit von der räumlichen Verteilung der Bestrahlungsintensität auf der Spiegeloberfläche können sehr unterschiedliche Abbildungsfehler induziert werden. Die thermisch induzierten Deformationen sind in der Regel reversibel, so dass die Spiegeloberfläche nach Ausschalten der Beleuchtung in ihre Ausgangsform zurückkehrt. EUV mirrors with multilayer reflective coatings typically achieve maximum reflectivities of around 70%. A proportion of the unreflected radiation intensity of the incident radiation is absorbed in the layer materials to generate heat. The absorption of radiation results in local heating in the irradiated areas. As a result of the heating, deformation of the mirror surface may occur due to thermal expansion of the reflection coating and possibly the regions of the substrate adjacent thereto. These thermally induced deformations can manifest as aberrations when using the EUV mirrors in an imaging system. These are usually not fully compensated or only with great equipment. Depending on the spatial distribution of the irradiation intensity on the mirror surface, very different aberrations can be induced. The thermally induced deformations are usually reversible, so that the mirror surface returns to its original shape after switching off the illumination.

Eine lokale Temperaturerhöhung an einer Spiegelfläche kann ggf. auch zu nicht reversiblen Fehlern im Bereich der Spiegeloberfläche führen, z.B. zu einer erhöhten Schichtkompaktierung in der Reflexionsbeschichtung. Die optische Leistungsfähigkeit des optischen Systems kann daher über die Lebensdauer des optischen Systems bzw. in Abhängigkeit von der akkumulierten Bestrahlungsdosis leiden. If necessary, a local increase in temperature at a mirror surface can also lead to non-reversible errors in the area of the mirror surface, e.g. to increased layer compaction in the reflective coating. The optical performance of the optical system may therefore suffer over the life of the optical system or as a function of the accumulated radiation dose.

Es sind bereits zahlreiche Vorschläge zur Vermeidung oder Verminderung von thermisch induzierten Fehlern in optischen Systemen mit EUV-Spiegeln gemacht worden. Numerous proposals have already been made for preventing or reducing thermally induced errors in EUV mirror optical systems.

Ein Ansatz zur Begrenzung von thermisch induzierten Störungen in optischen Systemen besteht darin, bei der Herstellung der optischen Elemente Materialien mit äußerst geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu verwenden, so dass durch thermische Ausdehnung bedingte Störungen von Beginn auf ein tolerierbares Maß reduziert werden. Bekannt ist es beispielsweise, als Substratmaterial für Spiegel bestimmte Glaskeramiken zu verwenden. Eine zur Herstellung von Spiegelsubstraten für Mikrolithographie-Systeme geeignete Glaskeramik wird unter der Markenbezeichnung ZERODUR® (Schott AG) vertrieben. Für diese Glaskeramiken werden für den Temperaturbereich zwischen 0°C und 50°C thermische Ausdehnungskoeffizienten von 0 + 0.10·10–6K–1 angegeben. Eine andere geeignete Glaskeramik mit im Wesentlichen gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wird unter der Markenbezeichnung CLEARCERAM® (Ohara, Inc.) vertrieben. Noch niedrigere thermische Ausdehnungskoeffizienten werden bei bestimmten Titan-Silikatgläsern erreicht, die auch als „Ultra Low Expansion Glass“ bekannt sind. Für ein solches Titan-Silikatglas, das von Corning, Inc., unter der Markenbezeichnung ULE® vertrieben wird, wird für den Temperaturbereich zwischen 5°C und 35°C ein mittlerer thermischer Ausdehnungskoeffizient von 0 + 30·10–9 K–1 angegeben. One approach to limiting thermally-induced perturbations in optical systems is to use materials with extremely low thermal expansion coefficients in fabricating the optical elements so that thermal expansion-related perturbations are reduced from the beginning to a tolerable level. It is known, for example, to use glass ceramics as substrate material for mirrors. A suitable for the production of mirror substrates for microlithography systems glass ceramic is sold under the trade name ZERODUR ® (Schott AG). For these glass-ceramics, thermal expansion coefficients of 0 + 0.10 · 10 -6 K -1 are specified for the temperature range between 0 ° C and 50 ° C. Another suitable glass-ceramic having substantially the same coefficient of thermal expansion is sold under the trade designation CLEARCERAM ® (Ohara, Inc.). Even lower coefficients of thermal expansion are achieved with certain titanium silicate glasses, also known as "Ultra Low Expansion Glass". For such a titanium silicate glass, which is marketed by Corning, Inc. under the trade designation ULE ®, a medium thermal expansion coefficient of 0 + 30 × 10 -9 K -1 is specified for the temperature range between 5 ° C and 35 ° C ,

In der europäischen Patentanmeldung EP 0 955 565 A2 werden EUV-Spiegel zur Verwendung in einem Beleuchtungssystem oder einem Projektionsobjektiv einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage beschrieben, bei denen das Substrat des EUV-Spiegels aus einem metallischen Substratmaterial besteht, beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, Beryllium, Silber, Gold oder einer Legierung mit einem oder mehreren dieser Elemente. Auf die Vorderseite des Substrats ist ein dünner Film aus einem amorphen Material aufgebracht, dessen vom Substrat abgewandte Vorderseite durch Polieren geglättet wird und somit als Auflagefläche für die darauf aufgebrachte Reflexionsbeschichtung dienen kann. Durch Verwendung eines metallischen Substratmaterials mit hoher Wärmeleitfähigkeit soll erreicht werden, dass die Wärme, die sich bei Bestrahlung der Spiegeloberfläche im Bereich der Reflexionsbeschichtung entwickelt, schnell und effizient zur gekühlten Rückseite des Spiegelsubstrats abgeführt werden kann. Fehler aufgrund thermischer Deformationen im Bereich der Spiegeloberfläche sollen dadurch vermieden werden. In the European patent application EP 0 955 565 A2 For example, EUV mirrors are described for use in a lighting system or projection lens of a microlithography projection exposure apparatus in which the substrate of the EUV mirror is made of a metallic substrate material, such as aluminum, copper, beryllium, silver, gold or an alloy having one or more of these elements. On the front side of the substrate, a thin film of an amorphous material is applied, whose front side facing away from the substrate is smoothed by polishing and thus can serve as a support surface for the reflection coating applied thereto. By using a metallic substrate material with high thermal conductivity is to be achieved that the heat that develops when irradiating the mirror surface in the region of the reflective coating can be dissipated quickly and efficiently to the cooled back of the mirror substrate. Errors due to thermal deformation in the mirror surface should be avoided.

Aus der Patentanmeldung US 2002/0074115 A1 (entsprechend DE 100 50 125 ) ist eine Vorrichtung zum Temperaturausgleich für thermisch belastete Körper aus Materialien niedriger spezifischer Wärmeleitfähigkeit bekannt, wobei ein thermisch belasteter Körper beispielsweise ein Spiegelträger für ein optisches System sein kann. Bei der Vorrichtung ist eine Wärmeverteilungseinrichtung mit einem oder mehreren Wärmeverteilungskörpern so an Oberflächen des thermisch belasteten Körpers adapiert, dass zwischen dem thermisch belasteten Körper und einem Wärmeverteilungskörper ein Spalt verbleibt, der zum Zweck der thermischen Kopplung von thermisch belasteten Körper und Wärmeverteilungskörper bei gleichzeitiger mechanischer Entkopplung mit einem Fluid ausgefüllt ist. Dadurch soll eine Trennung zwischen einer mechanischen Kopplung und einer thermischen Kopplung gegenüber dem thermisch belasteten Körper erreicht werden. Als Wärmeverteilungskörper werden beispielsweise massive Festkörper auf Kupfer, Aluminium oder Silber vorgeschlagen, als Kopplungsfluid beispielsweise Wasser oder Quecksilber oder bei Raumtemperatur flüssige Metalllegierungen. From the patent application US 2002/0074115 A1 (corresponding DE 100 50 125 ) a device for temperature compensation for thermally stressed body made of materials of low specific thermal conductivity is known, wherein a thermally stressed body may be, for example, a mirror support for an optical system. In the apparatus, a heat distribution device having one or more heat distribution bodies is adapted to surfaces of the thermally stressed body such that a gap remains between the thermally stressed body and a heat distribution body for the purpose of thermal coupling of the thermally stressed body and heat distribution body with simultaneous mechanical decoupling a fluid is filled. This is intended to achieve a separation between a mechanical coupling and a thermal coupling with respect to the thermally stressed body. For example, solid solids on copper, aluminum or silver are proposed as the heat distribution body, for example water or mercury or metal alloys which are liquid at room temperature as the coupling fluid.

Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2010/020337 A1 ist ein reflektives Retikel für die EUV-Lithographie bekannt, welches thermisch induzierte Musterverzerrungen vermindern oder vermeiden soll. Das reflektive Retikel hat eine als Trägerschicht für das Muster dienende optische Schicht aus einem Material mit äußerst geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Bei einer Ausführungsform wird ein Ultra Low Expansion Glas (ULE-Glas) verwendet. Das Substrat des Retikels besteht dagegen aus einem Substratmaterial, dessen thermische Leitfähigkeit wesentlich größer als die thermische Leitfähigkeit der optischen Schicht ist. Bei einem Ausführungsbeispiel besteht das Substrat aus Cordierite, einem Keramikmaterial, welches bei den für die Verwendung von EUV-Spiegeln typischen Temperaturen einen praktisch verschwindenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten, jedoch gegenüber anderen herkömmlichen Materialien mit sehr geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine etwa zweimal höhere thermische Leitfähigkeit (ca. 3.0 W/(m·K) bei 25°C) besitzt. Zwischen dem Substrat und der optischen Schicht ist eine leitfähige Schicht angeordnet, die mit der Substratoberfläche und/oder einer zugewandten Fläche der optischen Schicht in Kontakt steht und bei einem Ausführungsbeispiel aus Aluminium besteht. From the international patent application WO 2010/020337 A1 is a reflective reticle known for EUV lithography, which thermally reduce or avoid induced pattern distortions. The reflective reticle has an optical layer serving as a pattern carrier layer made of a material having an extremely low coefficient of thermal expansion. In one embodiment, Ultra Low Expansion glass (ULE glass) is used. By contrast, the substrate of the reticle consists of a substrate material whose thermal conductivity is significantly greater than the thermal conductivity of the optical layer. In one embodiment, the substrate is made of cordierite, a ceramic material which has a virtually zero thermal expansion coefficient at typical temperatures for use with EUV mirrors, but about twice as high thermal conductivity over other conventional materials having a very low coefficient of thermal expansion W / (m · K) at 25 ° C). Disposed between the substrate and the optical layer is a conductive layer which is in contact with the substrate surface and / or a facing surface of the optical layer and, in one embodiment, is made of aluminum.

Zur Verminderung von thermisch induzierten Fehlern bei Linsen oder Spiegeln ist auch schon vorgeschlagen worden, eine inhomogene Aufheizung der optischen Komponente aufgrund inhomogener Bestrahlung zu kompensieren, indem weniger stark bestrahlte Bereiche aufgeheizt und/oder stärker aufgeheizte Bereiche gekühlt werden, so dass sich eine Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung ergibt (z.B. EP 0 678 768 B1 ). To reduce thermally induced errors in lenses or mirrors has also been proposed to compensate for inhomogeneous heating of the optical component due to inhomogeneous radiation by less heavily irradiated areas heated and / or more heated areas are cooled, so that a homogenization of the temperature distribution results (eg EP 0 678 768 B1 ).

AUFGABE UND LÖSUNG TASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Spiegel bereitzustellen, der z.B. in einem optischen System einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden kann und bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen und über die gesamte Lebensdauer der Projektionsbelichtungsanlage hinweg eine hohe Stabilität der Reflexionseigenschaften bietet. Es ist eine weitere Aufgabe, einen Spiegel bereitzustellen, der relativ unempfindlich gegenüber negativen Einflüssen einer inhomogenen Bestrahlungsbelastung ist. It is an object of the invention to provide a mirror, e.g. can be used in an optical system of a microlithography projection exposure apparatus and offers a high stability of the reflection properties under different operating conditions and over the entire lifetime of the projection exposure apparatus. It is another object to provide a mirror that is relatively insensitive to the negative effects of inhomogeneous exposure to radiation.

Zur Lösung dieser Aufgaben stellt die Erfindung einen Spiegel mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird ein optisches System mit den Merkmalen von Anspruch 15 bereitgestellt. Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen eines Spiegels mit den Merkmalen von Anspruch 18 bereitgestellt. To solve these objects, the invention provides a mirror with the features of claim 1. Furthermore, an optical system having the features of claim 15 is provided. Furthermore, a method of manufacturing a mirror having the features of claim 18 is provided.

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.

Bei einem Spiegel mit einem derartigen Aufbau wird die Wärme, die bei der Bestrahlung in der Reflexionsbeschichtung entsteht, zu einem überwiegenden Anteil nicht durch das mit relativ geringer spezifischer Wärmeleitfähigkeit ausgestattete Substratmaterial abgeleitet, sondern über die im Vergleich zum Substrat wesentlich besser wärmeleitungsfähige Wärmeverteilungs-Zwischenschicht. Ein überwiegender Anteil der Wärmeabfuhr erfolgt daher nicht senkrecht zur Reflexionsbeschichtung durch das Substrat hindurch in Richtung von dessen Rückseite, sondern parallel zur Reflexionsbeschichtung durch die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht hindurch in lateraler Richtung in einem Bereich zwischen der Reflexionsbeschichtung und dem Substrat. Der Wärmefluss folgt dabei zu einem erheblichen Anteil dem lateralen Temperaturgradienten innerhalb der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht, so dass Wärme aus lokal aufgeheizten Bereichen heraus seitlich (lateral) in relativ dazu kühlere Bereiche umverteilt wird, die sich ggf. aufgrund der zugeführten Wärmeenergie leicht erwärmen können. In a mirror with such a structure, the heat that is generated during the irradiation in the reflection coating is derived for the most part not by the substrate material equipped with relatively low specific heat conductivity, but by the heat transfer intermediate layer which is much better heat-conductive than the substrate. A predominant portion of the heat dissipation therefore does not occur perpendicular to the reflection coating through the substrate in the direction of the rear side, but parallel to the reflection coating through the heat distribution intermediate layer in the lateral direction in a region between the reflection coating and the substrate. The heat flow follows a significant proportion of the lateral temperature gradient within the heat distribution intermediate layer, so that heat from locally heated areas laterally (laterally) in relatively cooler areas redistributed, which may possibly heat slightly due to the supplied heat energy.

Die laterale Umverteilung von Wärmeenergie wirkt effektiv in Richtung einer Vergleichmäßigung bzw. Homogenisierung der thermischen Belastung der Spiegeloberfläche bei lokal konzentrierter Bestrahlung. Die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht wirkt somit als Homogenisierungsschicht. Dabei ist es nicht notwendig, dass eine vollständig homogene (gleichmäßige) Temperaturverteilung tatsächlich erreicht wird. Wichtig ist vor allem ein Abbau bzw. eine Verringerung von lateralen Temperaturgradienten bzw. eine Verringerung der Temperaturinhomogenität. The lateral redistribution of heat energy effectively acts in the direction of equalization or homogenization of the thermal load of the mirror surface with locally concentrated irradiation. The heat distribution intermediate layer thus acts as a homogenization layer. It is not necessary that a completely homogeneous (uniform) temperature distribution is actually achieved. Above all, it is important to reduce or reduce lateral temperature gradients or to reduce the temperature inhomogeneity.

Durch die laterale Umverteilung von Wärmeenergie innerhalb der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht wird erreicht, dass eine im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage häufig gewünschte inhomogene Bestrahlungsintensitätsverteilung an der Spiegeloberfläche nicht zu der gleichen oder einer entsprechenden inhomogenen Temperaturverteilung im Substratmaterial und den damit verbundenen thermisch induzierten Deformationen der Spiegeloberfläche führt. Vielmehr wird durch die laterale Umverteilung von Wärmeenergie eine teilweise Entkopplung des Wärmeeintrags in das Substratmaterial von der örtlichen Verteilung der Wärmeerzeugung in der Reflexionsbeschichtung erreicht. Die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht verteilt die durch Strahlung eingetragene Wärme im Bereich zwischen der Reflexionsbeschichtung und dem Spiegelsubstrat und vergleichmäßigt bzw. homogenisiert dadurch sowohl die Temperaturverteilung im Substrat als auch die Temperaturverteilung in der Reflexionsbeschichtung. Due to the lateral redistribution of heat energy within the heat distribution intermediate layer, it is achieved that an inhomogeneous irradiation intensity distribution at the mirror surface which is frequently desired during operation of the projection exposure apparatus does not lead to the same or a corresponding inhomogeneous temperature distribution in the substrate material and the associated thermally induced deformations of the mirror surface. Rather, due to the lateral redistribution of heat energy, a partial decoupling of the heat input into the substrate material from the local distribution of the heat generation in the reflection coating is achieved. The heat distribution intermediate layer distributes the radiation introduced by radiation in the region between the reflection coating and the mirror substrate and thereby homogenizes or homogenizes both the temperature distribution in the substrate and the temperature distribution in the reflection coating.

Die Reflexionsbeschichtung befindet sich auf der dem Substrat abgewandten Seite der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und damit auf der Lichteintrittseite des Spiegels. Die Reflexionsbeschichtung, die vorzugsweise aus mehreren Einzelschichten aufgebaut ist, ist vorzugsweise so ausgelegt, dass praktisch keine Intensität oder nur ein verschwindend geringer Anteil der einfallenden Strahlung bis zum Substrat gelangt. Die einfallende Strahlung wird daher durch die Reflexionsbeschichtung überwiegend (z.B. zu mehr als 40% oder mehr als 60%) reflektiert und ggf. zu einem Teil absorbiert. Der Transmissionsgrad der Reflexionsbeschichtung bei der Arbeitswellenlänge ist typischerweise deutlich geringer als der Reflexionsgrad. Die Reflexionsbeschichtung hat für den Arbeitswellenlängenbereich des Spiegels einen relativ hohen Reflexionsgrad, der normalerweise mehr als 40% oder mehr als 60% beträgt. Bei Reflexionsbeschichtungen, die für Vakuum-Ultraviolett-Strahlung ausgelegt sind, werden typischerweise Reflexionsgrade von mehr als 90% oder sogar mehr als 95% erreicht. Bei Reflexionsbeschichtungen, die für Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich reflektierend wirken, sind die erreichbaren maximalen Reflexionsgrade in der Regel geringer und liegen typischerweise bei höchstens 70%. The reflection coating is located on the side facing away from the substrate of the heat distribution intermediate layer and thus on the Light entry side of the mirror. The reflection coating, which is preferably constructed of a plurality of individual layers, is preferably designed so that virtually no intensity or only a negligible proportion of the incident radiation reaches the substrate. The incident radiation is therefore reflected by the reflection coating predominantly (eg to more than 40% or more than 60%) and possibly absorbed to a part. The transmittance of the reflection coating at the operating wavelength is typically significantly lower than the reflectance. The reflection coating has a relatively high reflectance for the working wavelength range of the mirror, which is usually more than 40% or more than 60%. Reflective coatings designed for vacuum ultraviolet radiation typically achieve reflectivities greater than 90% or even greater than 95%. For reflective coatings that are reflective of extreme ultraviolet radiation, the achievable maximum reflectivities are typically lower and typically at most 70%.

Der Spiegel hat ein Substrat aus einem Substratmaterial mit schlechter Wärmeleitfähigkeit. Eine „schlechte Wärmeleitfähigkeit“ im Sinne dieser Anmeldung ist insbesondere dann gegeben, wenn das Substratmaterial eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 W/(m·K) hat. Bei vielen Substratmaterialien, die aufgrund geringer thermischer Ausdehnung und/oder aus anderen Gründen attraktiv sein können, ist die Wärmeleitfähigkeit noch deutlich geringer. Insbesondere kann die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterial bei ca. 3 W/(m·K) oder darunter liegen. The mirror has a substrate of a substrate material with poor thermal conductivity. A "poor thermal conductivity" in the context of this application is given in particular if the substrate material has a specific thermal conductivity of less than 10 W / (m · K). For many substrate materials that may be attractive due to low thermal expansion and / or other reasons, the thermal conductivity is still significantly lower. In particular, the specific thermal conductivity of the substrate material may be about 3 W / (m · K) or less.

Um eine Wärmeumverteilung weitgehend auf den Bereich der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zu konzentrieren, kann es daher günstig sein, Substratmaterialien mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit zu verwenden. Bei manchen Ausführungsformen hat das Substratmaterial eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 2 W(m·K) oder weniger als 1.5 W(m·K). Insbesondere können die eingangs erwähnten Titan-Silikat-Gläser (z.B. ULE® mit ca. 1.31 W/(m·K) bei 25°C) oder Glaskeramiken (z.B. ZERODUR® (mit ca. 1.46 W/(m·K) oder CLEARCERAM® mit ca. 1.51 W/(m·K)) oder vergleichbare Substratmaterialien verwendet werden. In order to concentrate a heat redistribution largely on the area of the heat distribution intermediate layer, it may therefore be favorable to use substrate materials with very low thermal conductivity. In some embodiments, the substrate material has a specific thermal conductivity of less than 2W (mK) or less than 1.5W (mK). In particular, the aforementioned titanium-silicate glasses (eg ULE ® with approximately 1.31 W / (m · K) at 25 ° C) or glass ceramics (such as Zerodur ® (with about 1:46 W / (m · K) or CLEARCERAM ® with about 1.51 W / (m · K)) or comparable substrate materials are used.

In der Regel ist es vorteilhaft, wenn das Wärmeleitungsverhältnis WLV zwischen der spezifischen Wärmeleitungsfähigkeit des Schichtmaterials und der spezifischen Wärmeleitungsfähigkeit des Substratmaterials möglichst groß ist. Bei manchen Ausführungsformen gilt WLV > 50 oder WLV > 70 oder sogar WLV > 100. Hierdurch wird ein starker Homogenisierungseffekt begünstigt. In general, it is advantageous if the heat conduction ratio WLV between the specific heat conductivity of the layer material and the specific heat conductivity of the substrate material is as large as possible. In some embodiments, WLV> 50 or WLV> 70 or even WLV> 100. This promotes a high homogenizing effect.

Eine Voraussetzung für eine effektive laterale Umverteilung von Wärmeenergie durch die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ist eine möglichst hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit des Schichtmaterials der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht, das in dieser Anmeldung auch als Zwischenschichtmaterial bezeichnet wird. In der Regel ist es vorteilhaft, wenn das Zwischenschichtmaterial eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von mehr als 50 W/(m·K) oder mehr als 100 W/(m·K) oder mehr als 200 W/(m·K) oder mehr als 500 W/(m·K) aufweist. A prerequisite for an effective lateral redistribution of thermal energy by the heat distribution intermediate layer is the highest possible specific thermal conductivity of the layer material of the heat distribution intermediate layer, which is also referred to in this application as an intermediate layer material. In general, it is advantageous if the interlayer material has a specific thermal conductivity of more than 50 W / (m · K) or more than 100 W / (m · K) or more than 200 W / (m · K) or more than 500 W / (m · K).

Das Zwischenschichtmaterial kann beispielsweise ein Metall bzw. eine Metalllegierung sein. Aufgrund ihrer hohen spezifischen Wärmeleitfähigkeit kommen beispielsweise Aluminium oder Kupfer oder Silber oder Legierungen mit einem dieser Materialien als Hauptbestandteil in Frage, ggf. auch Nickel oder andere Metalle. The interlayer material may be, for example, a metal or a metal alloy. Because of their high specific thermal conductivity, for example, aluminum or copper or silver or alloys with one of these materials as the main constituent in question, if necessary, nickel or other metals.

Bei manchen Ausführungsformen ist das Zwischenschichtmaterial ein nicht-metallisches Material. Beispielsweise ist die Verwendung von kristallinen Halbleitermaterialien als Zwischenschichtmaterial möglich. So kann die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht beispielsweise ausschließlich oder überwiegend aus kristallinem Silizium oder kristallinem Germanium bestehen. In some embodiments, the interlayer material is a non-metallic material. For example, the use of crystalline semiconductor materials as interlayer material is possible. For example, the heat distribution intermediate layer can consist exclusively or predominantly of crystalline silicon or crystalline germanium.

Kristalline Halbleitermaterialien werden hier u. a. aus folgenden Gründen als vorteilhaft angesehen. In Metallen geschieht der Wärmetransport vor allem durch Elektronen. Im Wiedemann-Frantzschen Gesetz ist die elektrische und thermische Leitfähigkeit in Metallen über die Lorentzzahl miteinander verbunden. In kristallinen Isolatoren oder Halbleitern dagegen ist der Wärmetransport durch Gitterschwingungen (Phononen) dominiert. Je ungestörter das Gitter schwingen kann (also keine Störstellen, Verunreinigungen, Legierungen o.ä.), desto besser ist die Wärmeleitung. Vollständig oder überwiegend kristalline Strukturen können somit gegenüber ebenfalls möglichen, teilweise oder vollständig amorphen Strukturen im Vorteil sein. Crystalline semiconductor materials are here u. a. considered advantageous for the following reasons. In metals, the heat transfer occurs mainly by electrons. In the Wiedemann-Frantzian law, the electrical and thermal conductivity in metals is linked together by the Lorentz number. In crystalline insulators or semiconductors, on the other hand, heat transport is dominated by lattice vibrations (phonons). The more undisturbed the grid can vibrate (so no impurities, impurities, alloys, etc.), the better the heat conduction. Fully or predominantly crystalline structures can thus be advantageous over also possible, partially or completely amorphous structures.

Bei manchen Ausführungsformen besteht das Zwischenschichtmaterial, d. h. das Schichtmaterial der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht, im Wesentlichen aus Kohlenstoff. Abhängig von den Hybridisierungsverhältnissen gehen die Materialeigenschaften dieses Schichtmaterials fließend von denen des Graphits zu denen des Diamants über. Vorzugsweise wird diamantähnlicher Kohlenstoff (diamond like carbon, DLC) als Zwischenschichtmaterial verwendet. Eine Kohlenstoffschicht kann eine Wärmeleitfähigkeit von 500 W/(m·K) oder mehr, oder sogar 800 W/(m·K) oder mehr oder sogar 1000 W/(m·K) oder mehr haben, so dass prinzipiell eine sehr effiziente Wärmeumverteilung möglich ist. In some embodiments, the interlayer material, i. H. the layer material of the heat distribution intermediate layer, substantially of carbon. Depending on the hybridization conditions, the material properties of this layer material flow smoothly over from those of the graphite to those of the diamond. Preferably, diamond like carbon (DLC) is used as the interlayer material. A carbon layer may have a thermal conductivity of 500 W / (m · K) or more, or even 800 W / (m · K) or more, or even 1000 W / (m · K) or more, so that, in principle, a very efficient heat redistribution is possible.

Auch hier ist die Struktur des Zwischenschichtmaterials auf atomarer Ebene von Bedeutung. Bestimmte Gitterformen bevorzugen aufgrund ihrer Symmetrie den Wärmetransport: So ist bei Diamant aufgrund der rein kubischen Kristallgeometrie und den gleichlangen tetraedischen Bindungen (sp3) die Phononenausbreitung über sehr weite Bereiche ungestört, hieraus resultiert die gute Wärmeleitfähigkeit. Je amorpher die Schicht ist, desto geringer wird die Wärmeleitfähigkeit. Deswegen ist die Wärmeleitfähigkeit von DLC variabel und schwankt je nach Herstellungsmethode. Bestimmt werden die diamantähnlichen Eigenschaften von DLC am Prozentsatz von sp3-Hybridisierungen, welche die Diamant-Kristallstruktur ausmachen. Ein hoher Anteil von sp3-Hybridisierungen wird als günstig angesehen. Again, the structure of the interlayer material at the atomic level is important. Due to their symmetry, certain lattice forms prefer the heat transfer: Thus, due to the purely cubic crystal geometry and the equal length of tetrahedral bonds (sp 3 ), the phonon propagation over very wide ranges is undisturbed, resulting in the good thermal conductivity. The more amorphous the layer, the lower the thermal conductivity. Therefore, the thermal conductivity of DLC is variable and varies depending on the manufacturing method. The diamond-like properties of DLC are determined by the percentage of sp 3 hybridizations that make up the diamond crystal structure. A high proportion of sp3 hybridizations is considered favorable.

Eine Schicht, die im Wesentlichen aus diamantähnlichem Kohlenstoff (diamond like carbon, DLC) besteht, wird in dieser Anmeldung auch vereinfacht als „DLC-Schicht“ bezeichnet. A layer consisting essentially of diamond-like carbon (DLC) is also referred to simply as "DLC layer" in this application.

Um bei allen Betriebsbedingungen ein ausreichend starken Wärmefluss innerhalb der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zu ermöglichen, sollte die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht in der Regel eine Schichtdicke von wenigstens 1 µm aufweisen. Bei Schichtdicken deutlich darunter ist eine effektive Wärmeverteilung in der Regel nur unvollkommen möglich. Häufig sind Schichtdicken von 10 µm oder mehr vorteilhaft. In order to allow a sufficiently strong heat flow within the heat distribution intermediate layer under all operating conditions, the heat distribution intermediate layer should generally have a layer thickness of at least 1 μm. With layer thicknesses clearly below, an effective heat distribution is usually only imperfectly possible. Frequently, layer thicknesses of 10 μm or more are advantageous.

Die Fähigkeit der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zur effektiven Umverteilung von Wärmeenergie kann auch durch das Wärmeleitungsprodukt WLP angegeben werden, das für die Zwecke dieser Anmeldung definiert ist als das Produkt aus der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Zwischenschichtmaterials (in [W/(m·K)]) und der Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (in [m]). Vorzugsweise beträgt das Wärmeleitungsprodukt WLP der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht mindestens 1·10–3 W/K, insbesondere kann das Wärmeleitungsprodukt größer als 1·10–2 W/K oder sogar größer als 1·10–1 W/K sein. The ability of the heat distribution intermediate layer to effectively redistribute heat energy may also be indicated by the heat conduction product WLP, which for the purposes of this application is defined as the product of the specific thermal conductivity of the interlayer material (in [W / (m.K)]) and the layer thickness of the heat distribution intermediate layer (in [m]). Preferably, the heat conduction product WLP of the heat distribution intermediate layer is at least 1 × 10 -3 W / K, in particular, the heat conduction product may be greater than 1 × 10 -2 W / K or even greater than 1 × 10 -1 W / K.

Während es im Hinblick auf Maximierung der Wärmeverteilungseffizienz wünschenswert sein kann, möglichst große Schichtdicken der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zu haben, ist andererseits auch zu beachten, dass nachteilige Effekte aufgrund thermischer Ausdehnung der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht mit zunehmender Schichtdicke zunehmen können. Daher ist es in der Regel günstig, wenn die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht eine Schichtdicke von höchstens 500 µm hat, wobei vorzugsweise die Schichtdicke weniger als 200 µm beträgt. Werden diese Obergrenzen der Schichtdicke deutlich überschritten, so ergeben sich in der Regel kaum noch Vorteile hinsichtlich der Wärmeverteilung, während stattdessen eventuelle Probleme aufgrund thermischer Ausdehnung zunehmen können. On the other hand, while it may be desirable to have the largest possible layer thicknesses of the heat distribution intermediate layer in view of maximizing the heat distribution efficiency, it is also to be noted that adverse effects due to thermal expansion of the heat distribution intermediate layer may increase with increasing layer thickness. Therefore, it is usually favorable if the heat distribution intermediate layer has a layer thickness of at most 500 μm, wherein preferably the layer thickness is less than 200 μm. If these upper limits of the layer thickness are significantly exceeded, as a rule there are hardly any advantages with regard to the heat distribution, while possible problems due to thermal expansion can instead increase.

Bei bevorzugten Ausführungsformen liegt die Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zwischen ca. 20 µm und ca. 100 µm. Dadurch ist ein guter Kompromiss zwischen effizienter Wärmeverteilung und geringer absoluter thermischer Ausdehnung erzielbar. In preferred embodiments, the layer thickness of the heat distribution intermediate layer is between about 20 microns and about 100 microns. This achieves a good compromise between efficient heat distribution and low absolute thermal expansion.

Da Reflexionsbeschichtungen im EUV-Bereich oder VUV-Bereich häufig totale Schichtdicken in der Größenordnung bis maximal 1 µm haben, beträgt ein Schichtdickenverhältnis zwischen der Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und der totalen Schichtdicke der direkt oder mit Zwischenschicht darauf aufgebrachten Reflexionsbeschichtung bei EUV-Spiegeln und VUV-Spiegeln in der Regel mindestens 10 oder mindestens 50. Since reflection coatings in the EUV or VUV range often have total layer thicknesses in the order of up to 1 μm, a layer thickness ratio between the layer thickness of the heat distribution intermediate layer and the total layer thickness of the reflection coating applied directly or with intermediate layer is at EUV levels and VUV Mirrors usually at least 10 or at least 50.

Die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht kann unmittelbar in Kontakt mit der darauf aufgebrachten Reflexionsbeschichtung stehen, wodurch ein besonders guter Wärmeleitungskontakt möglich ist. Eine erste (substratnächste) Schicht der Reflexionsbeschichtung kann daher unmittelbar auf die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht aufgebracht sein oder werden. The heat distribution intermediate layer may be in direct contact with the reflection coating applied thereon, whereby a particularly good heat conduction contact is possible. A first (substrate-next) layer of the reflection coating can therefore be or are applied directly to the heat distribution intermediate layer.

Sofern die freie Oberfläche der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht nach deren Erzeugung etwa aufgrund einer die Spezifikation überschreitenden Oberflächenrauhigkeit nicht unmittelbar beschichtet werden sollte, kann die Oberfläche der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht vor dem Aufbringen einer folgenden Schicht durch Polieren oder einen anderen glättenden Materialbearbeitungsprozess bearbeitet werden, um eine ausreichend niedrige Oberflächenrauheit zu erzeugen. Es ist auch möglich, die Oberflächenrauheit der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht durch einen glättenden Beschichtungsprozess zu reduzieren, indem eine Glättungsschicht zwischen Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und Reflexionsbeschichtung erzeugt wird. If the free surface of the heat distribution intermediate layer should not be directly coated after its production, for example due to a surface roughness exceeding the specification, the surface of the heat distribution intermediate layer may be processed by polishing or another smoothing material processing process before applying a subsequent layer to produce low surface roughness. It is also possible to reduce the surface roughness of the heat distribution intermediate layer by a smoothing coating process by forming a smoothing layer between the heat distribution intermediate layer and the reflection coating.

Bei anderen Ausführungsformen wird vor dem Aufbringen der Reflexionsbeschichtung noch eine Polierschicht auf die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht aufgebracht, die aus einem Polierschichtmaterial besteht, welches mittels Polieren mit einer optisch glatten Oberfläche versehen werden kann. Bei manchen Ausführungsformen wird hierzu eine Schicht aus amorphen Silizium aufgebracht, das sich durch Polieren mit etablierten Bearbeitungsprozesse mit hoher Oberflächengüte, insbesondere mit geringer Oberflächenrauhigkeit, bearbeiten lässt. Anschließend kann die Reflexionsbeschichtung aufgetragen werden. In other embodiments, prior to the application of the reflective coating, a polishing layer is applied to the heat distribution intermediate layer which consists of a polishing layer material which can be provided with an optically smooth surface by means of polishing. In some embodiments, for this purpose, a layer of amorphous silicon is applied, which can be processed by polishing with established machining processes with high surface quality, in particular with low surface roughness. Subsequently, the reflection coating can be applied.

Die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht kann unmittelbar auf eine entsprechend bearbeitete Vorderfläche des Substrats aufgebracht werden, so dass das Zwischenschichtmaterial unmittelbar in Kontakt mit dem Substratmaterial steht. Bei anderen Ausführungsformen ist zwischen der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und dem Substrat (mindestens) eine weitere Zwischenschicht angeordnet, deren Schichteigenschaften beispielsweise so ausgelegt sein können, dass sich eine verbesserte Haftfestigkeit zwischen Substrat und Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ergibt. Abhängig vom Substratmaterial kann das Schichtmaterial der weiteren Zwischenschicht auch so gewählt sein, dass sich eine Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und Substrat ergibt. Bei manchen Ausführungsformen ist die weitere Zwischenschicht eine Haftvermittlungszwischenschicht, wobei beispielsweise Hexamethyldisiloxan (HDMSO), Titan oder Chrom als Material für die weitere Zwischenschicht vorgesehen sein kann. The heat distribution intermediate layer may be applied directly to a correspondingly processed front surface of the substrate such that the interlayer material is in direct contact with the substrate material. In other embodiments, between the heat distribution intermediate layer and the substrate (at least) another intermediate layer is arranged, the layer properties of which may be designed, for example, such that an improved bond strength between substrate and heat distribution intermediate layer results. Depending on the substrate material, the layer material of the further intermediate layer can also be selected such that an adaptation of the thermal expansion coefficients between heat distribution intermediate layer and substrate results. In some embodiments, the further intermediate layer is an intermediate adhesion layer, wherein, for example, hexamethyldisiloxane (HDMSO), titanium or chromium may be provided as a material for the further intermediate layer.

Bei manchen Ausführungsformen hat ein Spiegel nur eine einzige Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zwischen Substrat und Reflexionsbeschichtung. Das kann unter anderem aus Gründen einfacher Herstellung günstig sein. Es ist jedoch auch möglich, zwei oder mehr Wärmeverteilungs-Zwischenschichten vorzusehen, zwischen denen sich weitere Schichten aus schlechter oder besser wärmeleitfähigen Schichtmaterialien befinden können. Dadurch kann ggf. senkrecht zur Schichtausdehnung ein Profil mit variierender Wärmeleitfähigkeit geschaffen werden. Solche Schichtstrukturen können z.B. auch günstig sein, um Schichtspannungen in der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht gering zu halten. In some embodiments, a mirror has only a single heat distribution interface between substrate and reflective coating. This can be favorable, inter alia, for reasons of ease of manufacture. However, it is also possible to provide two or more intermediate heat distribution layers, between which further layers of poorer or more thermally conductive layer materials may be located. As a result, if necessary, a profile with varying thermal conductivity can be created perpendicular to the layer extension. Such layer structures may e.g. also be low in order to keep low layer stresses in the heat distribution intermediate layer.

Gemäß einer anderen Formulierung betrifft die Erfindung einen Spiegel mit einem Substrat, das aus einem Substratmaterial besteht, und einer auf dem Substrat aufgebrachten Reflexionsbeschichtung, die für Vakuum-Ultraviolett-Strahlung oder Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich reflektierend wirkt, wobei der Spiegel gekennzeichnet ist durch eine zwischen dem Substrat und der Reflexionsbeschichtung angeordnete Wärmeverteilungs-Zwischenschicht, die eine Schichtdicke aufweist und aus einem Schichtmaterial besteht, das eine spezifische Wärmeleitfähigkeit hat, wobei ein Wärmeleitungsprodukt der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht definiert ist als das Produkt aus der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Schichtmaterials und der Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und wobei das Wärmeleitungsprodukt der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht mindestens 1·10–3 W/K beträgt. According to another formulation, the invention relates to a mirror comprising a substrate made of a substrate material and a reflective coating applied to the substrate which is reflective of vacuum ultraviolet radiation or extreme ultraviolet radiation, the mirror being characterized by heat distribution intermediate layer disposed between the substrate and the reflection coating, which has a layer thickness and consists of a layer material having a specific thermal conductivity, wherein a heat conduction product of the heat distribution intermediate layer is defined as the product of the specific thermal conductivity of the layer material and the layer thickness of the heat distribution Intermediate layer and wherein the heat conduction product of the heat distribution intermediate layer is at least 1 × 10 -3 W / K.

Das Wärmeleitungsprodukt kann sogar größer als 1·10–2 W/K, insbesondere größer als 1·10–1 W/K sein. The heat conduction product may even be greater than 1 × 10 -2 W / K, in particular greater than 1 × 10 -1 W / K.

Insbesondere in Verbindung mit schlecht wärmeleitfähigen Substraten (mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 W/(m·K)) können sich erhebliche praktische Vorteile ergeben. Eine substantielle Wärmeumverteilung ist auch bei Substratmaterialien mit höherer Wärmeleitfähigkeit möglich, deren spezifische Wärmeleitfähigkeit gleich oder größer als 10 W/(m·K) ist. In particular in connection with substrates which have poor thermal conductivity (with a specific thermal conductivity of less than 10 W / (m.K)), considerable practical advantages can result. Substantial heat redistribution is also possible with higher thermal conductivity substrate materials whose specific thermal conductivity is equal to or greater than 10 W / (m · K).

Die Erfindung betrifft auch ein optisches System für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichungsanlage mit mindestens einem Spiegel der in dieser Anmeldung beschriebenen Art. Das optische System hat in der Regel ein oder mehrere weitere optische Elemente. Bei Systemen, die bei Arbeitswellenlängen aus dem VUV-Bereich arbeiten, können die weiteren optischen Elemente Linsen und/oder Spiegel sein. Bei Systemen für die EUV-Lithographie sind normalerweise ein oder mehrere weitere Spiegel und keine Linsen vorgesehen. Bei dem optischen System kann es sich beispielsweise um ein Projektionsobjektiv einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Durch Verwendung mindestens eines Spiegels gemäß dieser Offenbarung können thermisch induzierte Abbildungsfehler, die z.B. auf Deformationen der Wellenfront zurückgehen, im Vergleich zu herkömmlichen Systemen erheblich reduziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Spiegel der in dieser Anmeldung beschriebenen Art in einem Beleuchtungssystem einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage genutzt werden. The invention also relates to an optical system for a microlithography projection exposure apparatus having at least one mirror of the type described in this application. The optical system usually has one or more further optical elements. For systems operating at working wavelengths from the VUV range, the other optical elements may be lenses and / or mirrors. Systems for EUV lithography usually provide one or more additional mirrors and no lenses. The optical system may, for example, be a projection objective of a microlithography projection exposure apparatus. By using at least one mirror according to this disclosure, thermally induced aberrations, e.g. due to deformations of the wavefront, are significantly reduced compared to conventional systems. Alternatively or additionally, at least one mirror of the type described in this application can be used in an illumination system of a microlithography projection exposure apparatus.

Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung eines Spiegels. Dabei wird ein Substrat aus einem Substratmaterial verwendet, das eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 W/(m·K) aufweist. Eine Vorderfläche des Substrats wird zur Erzeugung einer Oberfläche mit vorgegebener Oberflächenform bearbeitet. Der Begriff „Oberflächenform“ bezieht sich hierbei sowohl auf die Makroform (z.B. konkav, konvex, plan, nicht-rotationssymmetrisch (Freiformfläche), Welligkeit etc. als auch auf die Mikroform (z.B. charakterisiert durch Werte zur Oberflächenrauhigkeit etc.). Weiterhin wird eine Reflexionsbeschichtung erzeugt, wobei die Reflexionsbeschichtung für Vakuum-Ultraviolett-Strahlung oder Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich reflektierend wirkt. Beim fertigen Spiegel wird die Reflexionsbeschichtung von dem Substrat getragen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bearbeiten der Vorderfläche des Substrats und vor der Erzeugung der Reflexionsbeschichtung eine Wärmeverteilungs-Zwischenschicht erzeugt wird, die aus einem Schichtmaterial besteht, das eine spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist, die mindestens 10 mal so groß ist wie die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials. The invention also relates to methods for producing a mirror. In this case, a substrate made of a substrate material is used, which has a specific thermal conductivity of less than 10 W / (m · K). A front surface of the substrate is processed to produce a surface having a predetermined surface shape. The term "surface shape" refers to both the macro-shape (eg concave, convex, plane, non-rotationally symmetric (free-form surface), waviness etc. as well as to the microform (eg characterized by values for surface roughness, etc.) Furthermore, a reflection coating The reflective coating is reflective to vacuum ultraviolet radiation or extreme ultraviolet radiation In the finished mirror, the reflective coating is carried by the substrate The method is characterized in that after processing the front surface of the substrate and prior to generation Reflective coating a heat distribution intermediate layer is produced, which consists of a layer material having a specific thermal conductivity, the at least 10th times as great as the specific thermal conductivity of the substrate material.

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

1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine Ausführungsform eines für EUV-Strahlung reflektierend wirkenden Spiegels gemäß der Erfindung; 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of an EUV radiation-reflective mirror according to the invention;

2 zeigt eine schematische Detaildarstellung des beleuchteten Bereichs A aus 1; 2 shows a schematic detail of the illuminated area A from 1 ;

3 zeigt ein schematisches laterales Temperaturprofil im Bereich des beleuchteten Bereichs A aus 2; 3 shows a schematic lateral temperature profile in the region of the illuminated area A. 2 ;

4 bis 8 zeigen vereinfachte Simulationen zur räumlichen Temperaturverteilung in einem Substratquerschnitt entlang einer Schnittachse, die im Zentrum eines beleuchteten Bereichs beginnt und am Rande des Substrats endet; 4 to 8th show simplified simulations of the spatial temperature distribution in a substrate cross-section along a cutting axis, which begins in the center of an illuminated area and ends at the edge of the substrate;

9 zeigt ein vergleichendes Diagramm, in welchem die Temperaturen an ausgewählten Punkten des Spiegels in Abhängigkeit von der Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht dargestellt sind; 9 shows a comparative diagram in which the temperatures at selected points of the mirror are shown as a function of the layer thickness of the heat distribution intermediate layer;

10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer EUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Projektionsobjektiv, das einen Spiegel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält; und 10 shows an embodiment of an EUV microlithography projection exposure apparatus with a projection lens, which includes a mirror according to an embodiment of the invention; and

11 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine Ausführungsform eines für VUV-Strahlung reflektierend wirkenden Spiegels gemäß der Erfindung. 11 shows a schematic sectional view of an embodiment of a reflective VUV radiation mirror according to the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER DETAILED DESCRIPTION PREFERRED

AUSFÜHRUNGSFORMEN EMBODIMENTS

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines EUV-Spiegels 100. Der Begriff „EUV-Spiegel“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Spiegel dafür ausgelegt ist, im Wellenlängenbereich von extremer Ultraviolettstrahlung (EUV-Strahlung) einen möglichst hohen Reflexionsgrad zu haben. 2 zeigt eine schematische Detaildarstellung des beleuchteten Bereichs A aus 1. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an EUV mirror 100 , The term "EUV level" in this context means that the mirror is designed to have the highest possible degree of reflection in the wavelength range of extreme ultraviolet radiation (EUV radiation). 2 shows a schematic detail of the illuminated area A from 1 ,

Der im Folgenden auch einfach als Spiegel 100 bezeichnete EUV-Spiegel 100 ist als Vorderflächenspiegel ausgelegt und hat ein Substrat 112, dessen konkav gekrümmte Vorderfläche 114 als eine mit optischer Qualität bearbeitete optische Fläche ausgebildet ist. Der Spiegel 100 ist zum Einbau in ein optisches System einer EUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage vorgesehen und weist an seiner Vorderfläche 114 eine Reflexionsbeschichtung 116 in Form einer Multilayer-Schichtanordnung auf, die für EUV-Strahlung mit einer Nutzwellenlänge im Bereich von 5 bis 15 nm einen hohen Reflexionsgrad besitzt. Die Reflexionsbeschichtung kann beispielsweise mit Molybdän/Silizium-Wechselschichten aufgebaut sein. Sie kann gleichmäßige oder lokal variierende Schichtdicken haben. The below also simply as a mirror 100 designated EUV levels 100 is designed as a front surface mirror and has a substrate 112 , whose concave curved front surface 114 is formed as an optical surface processed with optical quality. The mirror 100 is intended for installation in an optical system of an EUV microlithography projection exposure apparatus and has on its front surface 114 a reflective coating 116 in the form of a multi-layer arrangement, which has a high reflectance for EUV radiation with a useful wavelength in the range of 5 to 15 nm. The reflection coating can be constructed, for example, with molybdenum / silicon alternating layers. It can have uniform or locally varying layer thicknesses.

Im Allgemeinen hat eine im EUV-Bereich reflektierende Reflexionsbeschichtung eine Mehrlagen-Schichtanordnung mit einer Vielzahl von Schichtpaaren (bilayers), die jeweils alternierend aufgebrachte Schichten eines Schichtmaterials mit höherem Realteil des Brechungsindex (auch „Spacer“ genannt) und eines Schichtmaterials mit relativ dazu niedrigerem Realteil des Brechungsindex (auch „Absorber“ genannt) aufweisen. Im Beispielsfall sind relativ dünne Schichten mit Molybdän (Mo) als Absorbermaterial abwechselnd mit relativ dazu dickeren Schichten mit Silizium (Si) als Spacermaterial aufgebracht. Ein Schichtpaar kann auch mindestens eine weitere Schicht enthalten, insbesondere eine zwischengeschaltete Barriereschicht, die z.B. aus C, B4C, SixNy, SiC oder einer Zusammensetzung mit einem dieser Materialien bestehen kann und Interdiffusion an der Grenzfläche unterbinden soll. Dadurch können dauerhaft scharf definierte Grenzflächen auch unter Strahlungsbelastung gewährleistet werden. An der substratfernen Oberfläche des Schichtstapels kann noch eine Deckschicht (cap layer) zum Schutz der darunter liegenden Schichten aufgebracht. Die Deckschicht kann z.B. aus Ruthenium, Rhodium, Gold, Palladium, Silizium, Titan oder Molybdän sowie ggf. deren Oxide, Nitride oder Karbide (z.B. SiO2, SixNy, SiC) bestehen oder eines dieser Materialien enthalten. Die freie Oberfläche der Deckschicht bildet die Strahleintrittfläche. Möglich sind auch nicht-periodische Reflexionsbeschichtungen. In general, an EUV-reflective reflection coating has a multilayer laminate having a plurality of bilayers, each having alternately deposited layers of a higher refractive index (also called a spacer) layer material and a relatively lower real part laminate the refractive index (also called "absorber") have. In the example, relatively thin layers of molybdenum (Mo) are applied as an absorber material alternately with relatively thicker layers with silicon (Si) as a spacer material. A layer pair may also contain at least one further layer, in particular an intermediate barrier layer, which may for example consist of C, B 4 C, Si x N y , SiC or a composition with one of these materials and should prevent interdiffusion at the interface. As a result, permanently sharply defined interfaces can be ensured even under radiation exposure. At the surface of the layer stack remote from the substrate, it is also possible to apply a cap layer to protect the underlying layers. The cover layer may, for example, ruthenium, rhodium, gold, palladium, silicon, titanium or molybdenum as well as optionally their oxides, nitrides or carbides (for example, SiO 2, Si x N y, SiC) or contain one of these materials. The free surface of the cover layer forms the beam entry surface. Also possible are non-periodic reflective coatings.

Beispiele geeigneter EUV-Reflexionsbeschichtungen sind z.B. in dem Patent US 6,011,646 zu finden, dessen Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird. Examples of suitable EUV reflection coatings are, for example, in the patent US 6,011,646 whose disclosure content is incorporated herein by reference.

Die EUV-Strahlung 130 fällt im Betrieb von der dem Substrat 112 abgewandten Seite auf die Reflexionsbeschichtung und wird dabei an der beschichteten Vorderfläche reflektiert. Die mehrlagige Reflexionsbeschichtung wirkt dabei als Bragg-Reflektor. The EUV radiation 130 falls in operation from the substrate 112 On the opposite side of the reflective coating and is reflected at the coated front surface. The multilayer reflection coating acts as a Bragg reflector.

Der Spiegel 100 ist beispielhaft als Konkav-Spiegel mit positiver Brechkraft ausgeführt. Er kann jedoch auch als Konvex-Spiegel mit negativer Brechkraft oder als Plan-Spiegel ohne Brechkraft ausgeführt sein. Die optische Fläche kann als sphärische oder asphärische rotationssymmetrische Fläche gestaltet sein, ggf. aber auch als nichtrotationssymmetrische (rotationsasymmetrische) Freiformfläche. Der Durchmesser des Spiegels ist an die jeweilige Anwendung angepasst. In einem Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage beträgt der Durchmesser typischerweise zwischen 100 mm und 500 mm, auch größere oder kleinere Durchmesser sind möglich. The mirror 100 is exemplified as a concave mirror with positive refractive power. However, it can also be embodied as a convex mirror with negative refractive power or as a plan mirror without refractive power. The optical surface may be designed as a spherical or aspherical rotationally symmetric surface, but possibly also as a non-rotationally symmetric (rotationally asymmetric) freeform surface. The diameter of the mirror is adapted to the respective application. In a projection objective for a microlithography projection exposure apparatus, the diameter is typically between 100 mm and 500 mm; larger or smaller diameters are also possible.

Das Substrat 112 besteht aus einem Substratmaterial mit einem extrem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der im Bereich um Raumtemperatur (bei 20°C) weniger als 0.1·10–6 K–1 beträgt, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient vorzugsweise noch mindestens eine halbe Größenordnung niedriger liegt, z.B. bei maximal 5·10–8 K–1. Derartige Werkstoffe werden gelegentlich auch als Ultra-Low-Expansion-Werkstoffe bezeichnet. The substrate 112 consists of a substrate material with an extremely low coefficient of thermal expansion, which is less than 0.1 · 10 -6 K -1 in the range around room temperature (at 20 ° C), wherein the coefficient of thermal expansion is preferably at least half an order of magnitude lower, eg at maximum 5 · 10 -8 K -1 . Such materials are sometimes referred to as ultra-low-expansion materials.

Beim Ausführungsbeispiel besteht das Substrat 112 im Wesentlichen aus einem Titan-Silikatglas ((SiO2-TiO2)-Glas) mit einem hohen Anteil von mindestens 90 Gew. % SiO2 und einem überwiegend aus Titanoxid (TiO2) bestehenden Restanteil (z.B. ca. 7 Gew. %). Geeignete Glaswerkstoffe sind z.B. unter der Marke ULE®-Glas (Corning, Inc) erhältlich. Für den Temperaturbereich zwischen 5°C und 35°C wird ein mittlerer thermischer Ausdehnungskoeffizient von 0 + 30·10–9 K–1 angegeben. Auch die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials ist mit ca. 1.31 W/(m·K) bei 25°C sehr gering. In the embodiment, the substrate 112 essentially of a titanium silicate glass ((SiO 2 -TiO 2 ) glass) with a high proportion of at least 90% by weight SiO 2 and a predominantly titanium oxide (TiO 2 ) remaining portion (eg about 7% by weight) , Suitable glass materials are available for example under the brand ULE ® glass (Corning, Inc). For the temperature range between 5 ° C and 35 ° C, a mean thermal expansion coefficient of 0 + 30 · 10 -9 K -1 is given. Also, the specific thermal conductivity of the substrate material is very low at about 1.31 W / (m · K) at 25 ° C.

Bei einer nicht bildlich dargestellten Ausführungsform ist das Substratmaterial des Substrats eine Glaskeramik, die in einer Glasmatrix verteilte, kristalline Phasenanteile enthält. Durch Kombination der thermischen Charakteristika der unterschiedlichen Phasen können extrem geringe thermische Ausdehnungskoeffizienten erzielt werden, die in einigen Temperaturbereichen sogar null oder leicht negativ werden können. In a non-illustrated embodiment, the substrate material of the substrate is a glass-ceramic containing crystalline phase portions distributed in a glass matrix. By combining the thermal characteristics of the different phases extremely low coefficients of thermal expansion can be achieved, which in some temperature ranges can even be zero or slightly negative.

Zwischen dem Substrat 112 und der die Reflexionsbeschichtung 116 bildenden Mehrlagen-Schichtanordnung ist eine einzelne Wärmeverteilungs-Zwischenschicht 120 angeordnet, die aus einem Schichtmaterial (Zwischenschichtmaterial) besteht, dessen spezifische Wärmeleitfähigkeit mindestens eine Größenordnung, d. h. mindestens um den Faktor 10) größer ist als die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials. Between the substrate 112 and the reflection coating 116 The multilayer multilayer coating is a single heat distribution intermediate layer 120 arranged, which consists of a layer material (intermediate layer material) whose specific thermal conductivity is at least one order of magnitude, ie at least by a factor of 10) greater than the specific thermal conductivity of the substrate material.

Im Beispielsfall ist die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ohne Zwischenschaltung einer weiteren Zwischenschicht direkt auf die Vorderfläche 114 des Substrats 112 aufgebracht, so dass ein großflächiger Berührungskontakt zwischen der substratnahen ersten Grenzfläche 122 der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und der Vorderfläche 114 besteht. Weiterhin steht die substratferne zweite Grenzfläche 124 der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht unmittelbar in Berührungskontakt mit der substratnächsten Einzelschicht der Reflexionsbeschichtung 116, die somit ohne Zwischenschaltung einer weiteren Schicht direkt auf die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht aufgebracht ist. In the example, the heat distribution intermediate layer without the interposition of another intermediate layer is directly on the front surface 114 of the substrate 112 applied so that a large-area physical contact between the substrate near the first interface 122 the heat distribution intermediate layer and the front surface 114 consists. Furthermore, the substrate-remote second interface 124 the heat distribution intermediate layer directly into contact with the substrate-next single layer of the reflective coating 116 , which is thus applied directly to the heat distribution intermediate layer without the interposition of another layer.

Die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht besteht im Wesentlichen aus diamantähnlichem Kohlenstoff (diamond like carbon, DLC), weshalb sie auch einfach als „DLC-Schicht“ bezeichnet werden kann. In diesem Material liegen die Kohlenstoffatome im Wesentlichen ohne Fernordnung vor. Abhängig vom sp2:sp3-Hybridisierungsverhältnis liegen die Materialeigenschaften zwischen denen des Graphits und denen des Diamants. Sowohl die thermische Ausdehnung als auch die Wärmeleitfähigkeit von DLC-Schichten hängt stark vom Verhältnis zwischen der sp3-(Diamant) zu sp2-(Graphit)-Hybridisierung ab. Da der thermische Ausdehnungskoeffizient von Diamant bei ca. 1.2·10–6 1/K und derjenige von Graphit je nach Ausrichtung zwischen ca. 0.5 und 6·10–6 1/K liegt, liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient der DLC-Schicht in erster Näherung in der Größenordnung von 1·10–6 1/K. The heat distribution intermediate layer consists essentially of diamond-like carbon (DLC), which is why it can simply be referred to as a "DLC layer". In this material, the carbon atoms are essentially without long-range order. Depending on the sp 2 : sp 3 hybridization ratio, the material properties are between those of graphite and those of diamond. Both the thermal expansion and thermal conductivity of DLC layers are highly dependent on the ratio of sp 3 (diamond) to sp 2 (graphite) hybridization. Since the thermal expansion coefficient of diamond at about 1.2 · 10 -6 1 / K and that of graphite depending on the orientation between about 0.5 and 6 · 10 -6 1 / K, the thermal expansion coefficient of the DLC layer is in the first approximation in the order of 1 · 10 -6 1 / K.

Eine Besonderheit dieses Schichtmaterials ist die extrem hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit, die deutlich größer ist als diejenige von gut leitfähigen Metallen und die im Beispielsfall in der Größenordnung von bis zu ca. 1000 W/(m·K) liegen kann, ggf. auch darüber. Die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht übertrifft also die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials (ca. 1.31 W/(m·K)) und auch diejenige der Reflexionsbeschichtung 116 (ca. 0.1 W/(m·K) bis ca. 2.5 W/(m·K) je nach Grundlage der Abschätzung) um mehrere Größenordnungen. A special feature of this layer material is the extremely high specific thermal conductivity, which is significantly greater than that of highly conductive metals and in the example may be in the order of up to about 1000 W / (m · K), possibly even higher. The specific thermal conductivity of the heat distribution intermediate layer thus exceeds the specific thermal conductivity of the substrate material (about 1.31 W / (m · K)) and also that of the reflection coating 116 (about 0.1 W / (m · K) to about 2.5 W / (m · K) depending on the basis of the estimate) by several orders of magnitude.

Die senkrecht zur Flächennormalen der Substrat-Vorderfläche 114 (in z-Richtung) gemessene Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ist so bemessen, dass die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht in der Lage ist, größere Wärmemengen in Lateralrichtung, d. h. in alle Richtungen senkrecht zur Schichtnormalen, zu transportieren. Im Beispielsfall von EUV-Spiegeln haben sich hierfür Schichtdicken im Bereich zwischen ca. 20 µm und ca. 100 µm als geeignet herausgestellt. Die optimale Schichtdicke ist in erster Linie abhängig von der in der diamantartigen Zwischenschicht erzielbaren Wärmeleitfähigkeit, die wiederum vom Schichtabscheidungsprozess abhängt. The perpendicular to the surface normal of the substrate front surface 114 (in the z direction) measured layer thickness of the heat distribution intermediate layer is dimensioned so that the heat distribution intermediate layer is able to transport larger amounts of heat in the lateral direction, ie in all directions perpendicular to the layer normal. In the example case of EUV mirrors, layer thicknesses in the range between approximately 20 μm and approximately 100 μm have for this purpose proved to be suitable. The optimum layer thickness depends primarily on the thermal conductivity achievable in the diamond-like intermediate layer, which in turn depends on the layer deposition process.

Die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ist demnach gekennzeichnet durch ein Wärmeleitungsprodukt WLP in der Größenordnung von 0.02 bis 0.1 W/K. The heat distribution intermediate layer is accordingly characterized by a heat conduction product WLP in the order of 0.02 to 0.1 W / K.

Durch die Zwischenschaltung einer sehr gut wärmeleitfähigen Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zwischen der relativ schlecht wärmeleitfähigen Reflexionsbeschichtung 116 und dem ebenfalls sehr schlecht wärmeleitfähigen Substratmaterial ist es möglich, das Substratmaterial in erheblichem Umfang von betriebsabhängig auftretenden inhomogenen Temperaturverteilungen im Bereich der Reflexionsbeschichtung 116 zu entkoppeln. Dadurch kann erreicht werden, dass eine räumlich inhomogene Bestrahlung, die je nach Beleuchtungssetting des optischen Systems durchaus gewünscht sein kann, nicht oder nur in tolerierbarem Ausmaß zu einer inhomogenen Aufheizung des Substrats und damit verbundenen thermisch induzierten Deformationen des Spiegels nahe der Spiegelfläche führt. Dies wird anhand der 2 bis 9 näher erläutert. Auch die Lebensdauer der Reflexionsbeschichtung kann ggf. verlängert werden, indem nachteilige thermisch induzierte Schichtveränderungen, wie z.B. Kompaktierung, reduziert werden. By the interposition of a very good thermal conductivity heat distribution intermediate layer between the relatively poor thermal conductivity reflective coating 116 and the likewise very poorly thermally conductive substrate material, it is possible, the substrate material to a considerable extent of operationally occurring inhomogeneous temperature distributions in the region of the reflection coating 116 to decouple. It can thereby be achieved that spatially inhomogeneous irradiation, which may well be desired depending on the illumination setting of the optical system, does not or only to a tolerable extent lead to inhomogeneous heating of the substrate and associated thermally induced deformations of the mirror near the mirror surface. This is based on the 2 to 9 explained in more detail. The lifetime of the reflection coating can also be extended if necessary by reducing disadvantageous thermally induced layer changes, such as compaction.

Im Beispielsfall von 1 wird die den Spiegel 100 enthaltende Projektionsbelichtungsanlage mit einem Dipol-Beleuchtungssetting betrieben. Der Spiegel ist in der Nähe einer Pupillenfläche des Projektionsobjektivs angeordnet. Ein erheblicher Anteil der durch das optische System laufenden Strahlung ist dadurch im Wesentlichen auf zwei diametral zur optischen Achse 113 gegenüberliegende und mit Abstand außerhalb der optischen Achse liegenden Bereiche A und B konzentriert. Dort ist die Beleuchtungsintensität im Vergleich zu umliegenden Bereichen besonders hoch. In the example of 1 becomes the mirror 100 operated projection exposure system operated with a dipole illumination setting. The mirror is disposed near a pupil surface of the projection lens. A significant portion of the radiation passing through the optical system is thereby substantially at two diametrical to the optical axis 113 concentrated opposite and lying away from the optical axis areas A and B. There, the illumination intensity is particularly high compared to surrounding areas.

Die lokal konzentrierte Bestrahlung der Reflexionsbeschichtung 116 im Bereich A führt aufgrund von Absorptionsvorgängen innerhalb der Schichtmaterialien der Reflexionsbeschichtung zu einer lokalen Aufheizung des Bereichs der lokalen Bestrahlung im Vergleich zu den daneben liegenden, nicht oder weniger intensiv bestrahlten Bereichen. Wird für das Zentrum des bestrahlten Bereichs A die x-Koordinate x = 0 gewählt, so ergibt sich schematisch der in 3 gezeigte laterale Temperaturverlauf mit einem lokalen Maximum im Zentrum des Bereichs A. Eine solche lokale Temperaturerhöhung würde in Abwesenheit einer Wärmeverteilungs-Zwischenschicht zu einer lokalen Aufheizung des Substratmaterials unterhalb des bestrahlten Bereichs führen, wodurch wiederum abhängig vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substratmaterials eine mehr oder wenige starke Deformation verursacht würde. Auch wenn, wie in diesem Fall, ein Substratmaterial mit sehr geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten gewählt wird, können die thermisch induzierten Deformationen störend wirken. The locally concentrated irradiation of the reflection coating 116 in area A, due to absorption processes within the layer materials of the reflection coating, local heating of the area of the local irradiation occurs in comparison with the adjacent, non or less intensively irradiated areas. If the x-coordinate x = 0 is chosen for the center of the irradiated area A, then the in 3 Such a local temperature increase would, in the absence of a heat distribution intermediate layer, lead to a local heating of the substrate material below the irradiated area, which in turn would result in a more or less pronounced deformation depending on the thermal expansion coefficient of the substrate material would cause. Even if, as in this case, a substrate material with a very low coefficient of thermal expansion is selected, the thermally induced deformations can have a disturbing effect.

Durch die Zwischenschaltung einer sehr gut wärmeleitfähigen Wärmeverteilungs-Zwischenschicht kann das Substratmaterial weitgehend von der räumlich inhomogenen Wärmeerzeugung im Bereich der Reflexionsbeschichtung entkoppelt werden. In 2 ist hierzu mit Hilfe von Wärmestrompfeilen schematisch angedeutet, dass ein Großteil der erzeugten Wärme durch die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht hindurch parallel zur Schichtausdehnung bzw. senkrecht zur z-Richtung lateral nach außen abgeleitet wird (Wärmestrompfeile W1, W2) und nur ein wesentlich geringerer Anteil (Wärmestrompfeile W3, W4) noch in das Substrat gelangen kann. Dementsprechend ist das Substratmaterial thermisch weitgehend von der Reflexionsbeschichtung entkoppelt. By interposing a very good thermal conductivity heat distribution intermediate layer, the substrate material can be largely decoupled from the spatially inhomogeneous heat generation in the region of the reflection coating. In 2 this is schematically indicated by means of heat flow arrows that a large part of the heat generated through the heat distribution intermediate layer is parallel to the layer extension or perpendicular to the z-direction laterally outward (heat flow arrows W1, W2) and only a much smaller proportion (heat flow arrows W3, W4) can still get into the substrate. Accordingly, the substrate material is thermally largely decoupled from the reflective coating.

Die thermisch homogenisierende Wirkung der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ist in erster Linie abhängig von der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Zwischenschichtmaterials und deren Schichtdicke. Zur quantitativen Demonstration der Homogenisierungswirkung wurden Simulationen durchgeführt, deren Ergebnisse in den 4 bis 8 dargestellt und in 9 nochmals zusammengefasst sind. The thermally homogenizing effect of the heat distribution intermediate layer is primarily dependent on the specific thermal conductivity of the intermediate layer material and its layer thickness. For the quantitative demonstration of the homogenizing effect, simulations were carried out, the results of which were described in the 4 to 8th represented and in 9 are summarized again.

Die 4 bis 8 zeigen jeweils die vereinfachten Simulationen zur Temperaturverteilung in einem Substratquerschnitt entlang einer Schnittachse, die im Zentrum eines beleuchteten Bereichs (beispielsweise des beleuchteten Bereichs A) beginnt (x = 0 mm) und am Rande des Substrats (x = 50 mm) endet. An der Ordinate ist die Tiefenkoordinate z [mm] aufgetragen, die in der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche bzw. der Schichtausdehnung verläuft. Bei z = 0 mm befindet sich die Grenzfläche zwischen der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht 120 und der Reflexionsbeschichtung 116, also die dem Substrat zugewandte Grenzfläche der Reflexionsbeschichtung 116. Für die Simulationen hat die Reflexionsbeschichtung eine Dicke von 1 µm und wird zwischen x = 0 mm und x = 10 mm homogen mit Wärme bea ufschlagt. The 4 to 8th show in each case the simplified simulations of the temperature distribution in a substrate cross-section along a cutting axis which begins in the center of an illuminated area (for example the illuminated area A) (x = 0 mm) and ends at the edge of the substrate (x = 50 mm). The ordinate plots the depth coordinate z [mm], which runs in the normal direction of the mirror surface or the layer extent. At z = 0 mm, the interface between the heat distribution intermediate layer is located 120 and the reflective coating 116 , That is, the substrate facing interface of the reflection coating 116 , For the simulations, the reflective coating has a thickness of 1 μm and is homogeneously heat-treated between x = 0 mm and x = 10 mm.

Zwischen der Reflexionsbeschichtung und dem Substrat wurden Wärmeverteilungs-Zwischenschichten unterschiedlicher Schichtdicke (0 µm, 1 µm, 10 µm, 50 µm und 100 µm) simuliert. Aufgrund der geringen Schichtdicken der beiden Schichten (Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und Reflexionsbeschichtung) im Vergleich zum Substrat sind sie in den Figuren nicht als separate Elemente erkennbar. Die Geometrie der Anordnung und die Leistungsdichten der eingestrahlten Beleuchtung bzw. die Wärmeerzeugung wurden aus typischen Szenarien der thermischen Spiegelbelastung in einem EUV-Projektionsobjektiv entnommen. Da die negative x-Achse den gleichen Temperaturverlauf zeigt, wurden diese redundanten Punkte nicht dargestellt. Between the reflection coating and the substrate, heat distribution intermediate layers of different layer thickness (0 μm, 1 μm, 10 μm, 50 μm and 100 μm) were simulated. Due to the low layer thicknesses of the two layers (heat distribution intermediate layer and Reflection coating) compared to the substrate, they are not recognizable as separate elements in the figures. The geometry of the array and the power densities of the incident illumination or heat generation were taken from typical scenarios of thermal mirror loading in an EUV projection lens. Since the negative x-axis shows the same temperature curve, these redundant points were not displayed.

Aus simulatorischen Gründen wurde bei z = –20 mm eine flächige Wärmesenke mit einer konstanten Temperatur T = 300 K angenommen. Bei allen Simulationen befand sich die kälteste Stelle T4 in der Nähe der Wärmesenke am äußeren Rand des betrachteten Bereichs, also an einem Ort größten Abstands zum Bereich des Wärmeeintrags. Direkt im Zentrum des Bestrahlungsflecks befindet sich an der freien Oberfläche der Punkt x = 0 mm mit der höchsten Temperatur T1. Am Rand des beleuchteten Bereichs bei x = 10 mm herrscht jeweils die Temperatur T2, während am Rand des dargestellten Substratbereichs (x = 50 mm) an der Oberfläche die Temperatur T3 herrscht. Die Linien innerhalb der Diagramme stellen jeweils Isothermallinien (Isothermen), also Linien gleicher Temperatur T bezogen auf die Temperatur T4 an der kältesten Stelle dar. For simulatory reasons, a flat heat sink with a constant temperature T = 300 K was assumed at z = -20 mm. In all simulations, the coldest spot T 4 was located near the heat sink at the outer edge of the considered area, ie at a location greatest distance to the area of heat input. Directly in the center of the irradiation spot on the free surface is the point x = 0 mm with the highest temperature T 1 . The temperature T 2 prevails at the edge of the illuminated area at x = 10 mm, while the temperature T 3 prevails on the surface at the edge of the illustrated substrate area (x = 50 mm). The lines within the diagrams respectively represent isothermal lines (isotherms), ie lines of the same temperature T relative to the temperature T 4 at the coldest point.

Schon ein erster qualitativer Vergleich der Figuren zeigt, dass die Wärme mit steigender Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht räumlich weiter auf dem Spiegel und im Substrat verteilt wird und damit sowohl absolut als auch relativ die Temperaturen im beleuchteten Bereich sinken. Already a first qualitative comparison of the figures shows that the heat is distributed spatially with increasing layer thickness of the heat distribution intermediate layer on the mirror and in the substrate and thus both absolute and relative temperatures fall in the illuminated area.

Während sich beispielsweise ohne Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (4) im Zentrum des beleuchteten Bereichs Temperaturüberhöhungen im Vergleich zur kältesten Stelle bis zu ca. 55 K ergeben, beträgt die entsprechende Überhöhung bei 10 µm Schichtdicke (6) nur noch ca. 35 K und bei 100 µm Schichtdicke (8) nur noch wenig über 20 K. An der räumlichen Dichte der Isothermallinien ist unmittelbar zu erkennen, dass die Temperaturgradienten innerhalb des Substrats mit zunehmender Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht immer geringer werden. While, for example, without a heat distribution intermediate layer ( 4 ) in the center of the illuminated area temperature increases compared to the coldest point up to about 55 K, the corresponding elevation at 10 micron layer thickness ( 6 ) only about 35 K and at 100 microns layer thickness ( 8th ) is only slightly above 20 K. It can be seen directly from the spatial density of the isothermal lines that the temperature gradients within the substrate become ever smaller as the layer thickness of the heat distribution intermediate layer increases.

9 zeigt ein vergleichendes Diagramm, in welchem die Temperaturen T (in [K]) an den ausgewählten Punkten mit Temperaturen T1 bis T4 in Abhängigkeit von der Schichtdicke d [µm] der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (x-Achse) dargestellt sind. Wie erwähnt, befindet sich direkt im Zentrum des Bestrahlungsflecks der Punkt x = 0 mm mit der höchsten Temperatur T1. An diesem Ort ist die Abnahme der Temperatur mit steigender Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht am stärksten. Am Rand des beleuchteten Bereichs (Punkt x = 10 mm, Temperatur T2) ist ebenfalls noch eine Abnahme der Temperatur erkennbar, wobei sowohl das Ausmaß der absoluten Temperaturen als auch das Ausmaß der Abnahme etwas geringer sind als im Zentrum des Beleuchtungsflecks. Am Rande des dargestellten Bereichs (x = 50 mm, T3) steigt die Temperatur aufgrund der homogenisierenden Wirkung durch die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht von 324 K auf ca. 326.5 K leicht an. Besonders dieser leichte Temperaturanstieg zeigt, dass durch die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht Wärme von dem besonders stark aufgeheizten Bereich umverteilt wird zu weniger stark aufgeheizten Bereichen, so dass sich eine Homogenisierungswirkung ergibt. Die kälteste Stelle T4 in der Nähe der Wärmesenke behält konstant ihre Temperatur 324 K. 9 shows a comparative diagram in which the temperatures T (in [K]) at the selected points with temperatures T 1 to T 4 depending on the layer thickness d [μm] of the heat distribution intermediate layer (x-axis) are shown. As mentioned, the point x = 0 mm with the highest temperature T 1 is located directly in the center of the irradiation spot. At this location, the decrease in temperature is greatest with increasing layer thickness of the heat distribution intermediate layer. At the edge of the illuminated area (point x = 10 mm, temperature T 2 ), a decrease in the temperature is likewise recognizable, with both the extent of the absolute temperatures and the extent of the decrease being somewhat lower than in the center of the illumination spot. At the edge of the area shown (x = 50 mm, T 3 ), the temperature rises slightly from 324 K to approximately 326.5 K due to the homogenizing effect of the heat distribution intermediate layer. Especially this slight increase in temperature shows that heat is redistributed by the heat distribution intermediate layer from the particularly strongly heated area to less heated areas, so that a homogenizing effect results. The coldest spot T 4 in the vicinity of the heat sink constantly maintains its temperature 324 K.

Die beispielhaft dargestellten Ergebnisse können für andere Leistungsdichten qualitativ übertragen werden. Um den Einfluss einer erhöhten Leistungsdichte am Ort der Wärmeerzeugung zu berücksichtigen, wird beispielsweise jeweils die Differenz zwischen dem wärmsten und dem kältesten Punkt gebildet und diese für eine Simulation mit 100 µm und ohne Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ins Verhältnis gesetzt. Die Differenz zwischen T1 und T4 ohne die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht beträgt ca. 9.4 K, während bei Anwesenheit einer 100 µm dicken Wärmeverteilungs-Zwischenschicht die Differenz nur noch 4.0 K beträgt und damit nur noch knapp 43% der ursprünglichen Temperatur. The results shown by way of example can be transmitted qualitatively for other power densities. For example, to account for the influence of increased power density at the location of heat generation, the difference between the warmest and the coldest points is formed and compared for a 100 μm simulation and without a heat distribution intermediate layer. The difference between T 1 and T 4 without the heat distribution intermediate layer is about 9.4 K, while in the presence of a 100 μm thick heat distribution intermediate layer, the difference is only 4.0 K and thus only just under 43% of the original temperature.

Wird nun die Leistungsdichte erhöht, skalieren diese relativen Temperaturhübe weitgehend linear. Bei einer Erhöhung der Leistungsdichte um den Faktor 5 wird die Temperaturdifferenz beispielsweise in Abwesenheit einer Wärmeverteilungs-Zwischenschicht auf 47 K steigen, während mit 100 µm DLC-Schicht die Differenz ebenfalls den 43%igen Wert von 20 K erreichen würde. Now, if the power density increases, these relative temperature strokes scale largely linear. For example, if the power density is increased by a factor of 5, the temperature difference will increase to 47 K in the absence of a heat distribution interlayer, while with the 100 μm DLC layer the difference would also reach the 43% value of 20K.

Im Gegensatz zu verschiedenen Heizszenarien, bei denen zur Homogenisierung der Temperaturverteilung immer mehr Heizleistung eingebracht werden muss und damit die Absoluttemperaturen immer weiter ansteigen, bleibt bei Verwendung einer Homogenisierungsschicht bzw. Wärmeverteilungs-Zwischenschicht die relative Temperaturverteilung bei gegebener Dicke der Homogenisierungsschicht gleich. Hierdurch ist der Anstieg der Absoluttemperaturen sehr viel schwächer ausgeprägt als bei Heizszenarien. In contrast to various heating scenarios in which more and more heating power must be introduced to homogenize the temperature distribution and thus the absolute temperatures continue to increase, the relative temperature distribution remains the same for a given thickness of the homogenization when using a homogenization layer or heat distribution intermediate layer. As a result, the increase in absolute temperatures is much less pronounced than in heating scenarios.

Bei Verwendung einer Wärmeverteilungs-Zwischenschicht kann somit die relative thermische Ausdehnung des Substratmaterials im Vergleich zu konventionellen Systemen ohne Wärmeverteilungs-Zwischenschicht erheblich reduziert werden. Weiterhin kann auch die Lebensdauer der Reflexionsbeschichtung erhöht werden, da die lokale thermische Belastung der Reflexionsbeschichtung im Beispielsfall beinah halbiert wird. Thus, using a heat distribution interlayer, the relative thermal expansion of the substrate material can be significantly reduced as compared to conventional systems without a heat distribution interlayer. Furthermore, the life of the reflection coating can be increased because the local thermal Load of the reflective coating in the example case is almost halved.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines EUV-Spiegels mit Wärmeverteilungs-Zwischenschicht wird zunächst die Vorderfläche 114 des Substrats 112 auf optische Qualität poliert, wobei beispielsweise eine Rauhtiefe von weniger als ca. 10 nm erzeugt wird. Danach wird unmittelbar auf die polierte Vorderfläche 114 die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht mit einem geeigneten Beschichtungsverfahren aufgebracht. Bei den Ausführungsbeispielen wird die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht mittels plasmagestützter chemischer Gasphasenabscheidung (plasmaenhanced chemical vapor deposition, PECVD) aufgebracht. Gute Schichtqualitäten lassen sich z.B. bei Wachstumsraten zwischen ca. 1 µm/h und 2 µm/h erreichen. In a method of making an EUV mirror with heat distribution intermediate layer, the front surface first becomes 114 of the substrate 112 polished to optical quality, for example, a roughness of less than about 10 nm is generated. After that, it is directly on the polished front surface 114 the heat distribution intermediate layer applied by a suitable coating method. In the exemplary embodiments, the heat distribution intermediate layer is applied by means of plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Good layer qualities can be achieved, for example, with growth rates between approximately 1 μm / h and 2 μm / h.

Bei den üblicherweise angestrebten Schichtdicken der DLC-Schicht im Bereich zwischen 10 µm und 100 µm oder darüber ist in der Regel die freie Oberfläche der DLC-Schicht nach Abschluss der Beschichtung nicht unmittelbar zum Auftragen der Reflexionsbeschichtung geeignet, da hier in der Regel hohe Anforderungen an die Deformation und die Passe der zu beschichtenden Fläche zu erfüllen sind. Daher wird bei bevorzugten Ausführungsformen nach der Abscheidung der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht eine als Unterlage für die Reflexionsbeschichtung geeignete Fläche erzeugt, die die Form- und Passetoleranzen erfüllt. Hierzu kann unmittelbar die freie Oberfläche der DLC-Schicht durch einen Polierschritt bearbeitet werden, um die Oberflächenrauheit zu reduzieren und die Form herzustellen. Da eine Politur des sehr harten Schichtmaterials aufwendig ist, ist bei manchen Ausführungsformen vorgesehen, vor der Abscheidung der Reflexionsbeschichtung noch eine Polierschicht aus einem polierfähigen Schichtmaterial, beispielsweise amorphem Silizium aufzubringen. Deren Oberfläche wird dann poliert, bevor die erste Schicht der Reflexionsbeschichtung 116 aufgebracht wird. In the usually desired layer thicknesses of the DLC layer in the range between 10 .mu.m and 100 .mu.m or more usually the free surface of the DLC layer after completion of the coating is not directly suitable for applying the reflection coating, as usually high demands the deformation and the pass of the surface to be coated are to be fulfilled. Therefore, in preferred embodiments, after the deposition of the heat distribution interlayer, a surface suitable as a reflective coating underlay is provided which satisfies the dimensional and dimensional tolerances. For this purpose, immediately the free surface of the DLC layer can be processed by a polishing step to reduce the surface roughness and to produce the mold. Since a polishing of the very hard layer material is expensive, it is provided in some embodiments to apply a polishing layer made of a polishable layer material, for example amorphous silicon, before the deposition of the reflection coating. Its surface is then polished before the first layer of the reflective coating 116 is applied.

Für die Herstellung der als Reflexionsbeschichtung dienenden Mehrlagen-Schichtanordnung können alle konventionellen Herstellungsverfahren verwendet werden. For the production of the multilayer coating arrangement serving as reflection coating, all conventional production methods can be used.

Obwohl die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht, wie im Beispielsfall, direkt auf die mit optischer Qualität bearbeitete Vorderfläche 114 des Substrats aufgebracht werden kann, ist es bei anderen Ausführungsformen vorgesehen, zwischen die Substratoberfläche und die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht noch eine weitere Zwischenschicht einzubringen. Es kann sich beispielsweise um eine Haftvermittlungs-Zwischenschicht handeln, durch die die Haftung zwischen Substrat und Wärmeverteilungs-Zwischenschicht verbessert wird. Die weitere Zwischenschicht kann auch so ausgelegt sein, dass sie als Stresskompensationsschicht dienen kann. Although the heat distribution intermediate layer, as in the example, directly on the optical quality machined front surface 114 can be applied to the substrate, it is provided in other embodiments, to introduce between the substrate surface and the heat distribution intermediate layer still another intermediate layer. It may be, for example, an intermediate adhesion layer that improves the adhesion between the substrate and the heat distribution intermediate layer. The further intermediate layer can also be designed so that it can serve as a stress compensation layer.

Abhängig von den Materialkombinationen ist es jedoch in vielen Fällen auch möglich, dass Funktionalitäten wie Stresskompensation oder Schutz des Substrats vor EUV-Strahlung auch durch die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht realisiert werden können. Dadurch ist die Herstellung eines solchen EUV-Spiegels in relativ wenigen Arbeitsschritten möglich. Zudem wird die Anzahl notwendiger Grenzflächen innerhalb des Schichtaufbaus gering gehalten, was für die Lebensdauer des gesamten Schichtsystems insgesamt vorteilhaft sein k ann. Depending on the material combinations, however, it is also possible in many cases that functionalities such as stress compensation or protection of the substrate from EUV radiation can also be realized by the heat distribution intermediate layer. As a result, the production of such an EUV mirror in relatively few steps is possible. In addition, the number of necessary interfaces within the layer structure is kept low, which can be advantageous overall for the lifetime of the entire layer system.

Ein EUV-Spiegel mit Wärmeverteilungs-Zwischenschicht bringt besondere Vorteile, wenn die Gefahr besteht, dass durch hohen lokalen Leistungseintrag und schlechte Wärmeleitfähigkeit des Substrats die Performance der gesamten Schichtanordnung oder des mit EUV-Spiegels ausgestatteten optischen Systems leiden könnte. An EUV mirror with heat distribution interlayer offers particular advantages when there is a risk that high local power input and poor thermal conductivity of the substrate could affect the performance of the entire layer assembly or the EUV mirror-equipped optical system.

10 zeigt optischen Komponenten einer EUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 1000 zur Belichtung eines im Bereich einer Bildebene 1060 eines Projektionsobjektivs 1030 angeordneten strahlungsempfindlichen Substrats mit mindestens einem Bild eines im Bereich einer Objektebene 1020 des Projektionsobjektivs angeordneten Musters einer reflektiven Mustererzeugungseinrichtung oder Maske. 10 shows optical components of an EUV microlithography projection exposure machine 1000 for exposing one in the region of an image plane 1060 a projection lens 1030 arranged radiation-sensitive substrate having at least one image of one in the region of an object plane 1020 of the projection lens arranged pattern of a reflective pattern generating device or mask.

Die Anlage wird mit der Strahlung einer primären Strahlungsquelle 1014 betrieben. Ein Beleuchtungssystem 1010 dient zum Empfang der Strahlung der primären Strahlungsquelle und zur Formung von auf das Muster gerichteter Beleuchtungsstrahlung. Das Projektionsobjektiv 1030 dient zur Abbildung der Struktur des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat. The plant is using the radiation of a primary radiation source 1014 operated. A lighting system 1010 serves to receive the radiation from the primary radiation source and to form illumination radiation directed at the pattern. The projection lens 1030 serves to image the structure of the pattern onto a photosensitive substrate.

Die primäre Strahlungsquelle 1014 kann unter anderem eine Laser-Plasma-Quelle oder eine Gasentladungsquelle oder eine Synchrotronbasierte Strahlungsquelle sein. Solche Strahlungsquellen erzeugen eine Strahlung 1020 im EUV-Bereich, insbesondere mit Wellenlängen zwischen 5 nm und 15 nm. Damit das Beleuchtungssystem und das Projektionsobjektiv in diesen Wellenlängenbereich arbeiten können, sind sie mit für EUV-Strahlung reflektiven Komponenten aufgebaut. The primary radiation source 1014 may be, inter alia, a laser plasma source or a gas discharge source or a synchrotron-based radiation source. Such radiation sources generate radiation 1020 in the EUV range, in particular with wavelengths between 5 nm and 15 nm. In order for the illumination system and the projection objective to be able to work in this wavelength range, they are constructed with components that are reflective for EUV radiation.

Die von der Strahlungsquelle 1014 ausgehende Strahlung 1020 wird mittels eines Kollektors 1015 gesammelt und in das Beleuchtungssystem 1010 geleitet. Das Beleuchtungssystem umfasst eine Mischeinheit 1012, eine Teleskopoptik 1016 und einen feldformenden Spiegel 1018. Das Beleuchtungssystem formt die Strahlung und leuchtet damit ein Beleuchtungsfeld aus, das in der Objektebene 1020 des Projektionsobjektivs 1030 oder in dessen Nähe liegt. Form und Größe des Beleuchtungsfeldes bestimmen dabei Form und Größe des effektiv genutzten Objektfeldes in der Objektebene 1020. The of the radiation source 1014 outgoing radiation 1020 is done by means of a collector 1015 collected and into the lighting system 1010 directed. The lighting system comprises a mixing unit 1012 , a telescope optics 1016 and a field-forming mirror 1018 , The lighting system shapes the radiation and illuminates it Illuminating field made in the object plane 1020 of the projection lens 1030 or near it. The shape and size of the illumination field determine the shape and size of the effectively used object field in the object plane 1020 ,

In der Objektebene 1020 ist bei Betrieb der Anlage ein reflektives Retikel oder eine andere reflektive Mustererzeugungseinrichtung angeordnet. Das Projektionsobjektiv 1030 weist hier sechs Spiegel M1 bis M6 auf und bildet das Muster der Mustererzeugungseinrichtung in die Bildebene ab, in der ein zu belichtendes Substrat, z.B. ein Halbleiterwafer angeordnet ist. In the object plane 1020 When operating the system a reflective reticle or another reflective pattern generating device is arranged. The projection lens 1030 here has six mirrors M1 to M6 and forms the pattern of the pattern generating device in the image plane, in which a substrate to be exposed, for example, a semiconductor wafer is arranged.

Die Mischeinheit 1012 besteht im Wesentlichen aus zwei Facettenspiegeln 1070, 1080. Der erste Facettenspiegel 1070 ist in einer Ebene des Beleuchtungssystems angeordnet, die zur Objektebene 1020 optisch konjugiert ist. Er wird daher auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 1080 ist in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems angeordnet, die zu einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs optisch konjugiert ist. Er wird daher auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. The mixing unit 1012 consists essentially of two faceted mirrors 1070 . 1080 , The first facet mirror 1070 is arranged in a plane of the illumination system that is the object plane 1020 is optically conjugated. It is therefore also called a field facet mirror. The second facet mirror 1080 is arranged in a pupil plane of the illumination system, which is optically conjugate to a pupil plane of the projection lens. It is therefore also referred to as a pupil facet mirror.

Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 1080 und der im Strahlengang nachgeschalteten abbildenden optischen Baugruppe, die die Teleskopoptik 1016 und den mit streifenden Einfall (grazing incidence) betriebenen feldformenden Spiegel 1018 umfasst, werden die einzelnen spiegelnden Facetten (Einzelspiegel) des ersten Facettenspiegels 1070 in das Objektfeld abgebildet. With the help of the pupil facet mirror 1080 and the downstream in the beam path imaging optical assembly, the telescope optics 1016 and the grazing incidence field-forming mirror 1018 includes the individual specular facets (individual mirrors) of the first facet mirror 1070 mapped into the object field.

Die räumliche (örtliche) Beleuchtungsintensitätsverteilung am Feldfacettenspiegel 1070 bestimmt die örtliche Beleuchtungsintensitätsverteilung im Objektfeld. Die räumliche (örtliche) Beleuchtungsintensitätsverteilung am Pupillenfacettenspiegel 1080 bestimmt die Beleuchtungswinkelintensitätsverteilung im Objektfeld. The spatial (local) illumination intensity distribution at the field facet mirror 1070 determines the local illumination intensity distribution in the object field. The spatial (local) illumination intensity distribution at the pupil facet mirror 1080 determines the illumination angle intensity distribution in the object field.

EUV-Projektionsbelichtungsanlagen mit ähnlichem Grundaufbau sind z.B. aus der WO 2009/100856 A1 oder WO 2010/049020 A1 bekannt, deren Offenbarung durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird. EUV projection exposure systems with similar basic structure are for example from WO 2009/100856 A1 or WO 2010/049020 A1 the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Einzelne Spiegel der Mikrolithograpie-Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere mindestens ein Spiegel des Beleuchtungssystems 1010 und/oder mindestens ein Spiegel des Projektionsobjektivs 1030, sind als thermisch selbstkompensierende EUV-Spiegel gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung ausgeführt. Individual mirrors of the microlithography projection exposure apparatus, in particular at least one mirror of the illumination system 1010 and / or at least one mirror of the projection lens 1030 , are embodied as thermally self-compensating EUV mirrors according to one embodiment of this disclosure.

Thermisch kritische Komponenten sind insbesondere die Spiegel des Projektionsobjektivs 1030, welche aufgrund der Erwärmung durch die EUV-Strahlung ihre Form zwar nur in geringem Ausmaß verändern, wodurch jedoch die Abbildung des Objektes in die Bildebene 1060 empfindlich gestört werden kann. Um wärmeinduzierte Deformationen der Spiegel zu minimieren, haben alle Spiegel M1 bis M6 ein Spiegelsubstrat aus einem Titan-Silikatglas mit einem thermische Ausdehnungskoeffizienten von wenigen 10–9 K–1 (d. h. wenigen parts per billion pro Kelvin). Insbesondere kann ein Material verwendet werden, für das für den Temperaturbereich zwischen 5°C und 35°C ein mittlerer thermischer Ausdehnungskoeffizient von 0 + 30·10–9 K–1 angegeben wird. Thermally critical components are, in particular, the mirrors of the projection objective 1030 which, due to the heating by the EUV radiation, only change their shape to a small extent, whereby, however, the image of the object in the image plane 1060 can be disturbed sensitively. In order to minimize heat-induced deformations of the mirrors, all mirrors M1 to M6 have a mirror substrate made of a titanium silicate glass with a thermal expansion coefficient of a few 10 -9 K -1 (ie few parts per billion per Kelvin). In particular, a material may be used for which a mean thermal expansion coefficient of 0 + 30 · 10 -9 K -1 is given for the temperature range between 5 ° C and 35 ° C.

Die Erwärmung der Spiegel des Projektionsobjektives 1030 hängt zum einen von ihrer Reihenfolge im Strahlengang ab. So nimmt die integrale Leistung der auftreffenden EUV-Strahlung von Spiegel zu Spiegel aufgrund der Absorption in den Viellagen-Beschichtungen ab. Zum anderen hängt die Erwärmung aber auch vom Durchmesser des Spiegels ab. Handelt es sich um einen kleinen Spiegel, so trifft die integrale Lichtleistung auf eine kleinere Fläche als bei einem großen Spiegel, so dass kleinere Spiegel stärker erwärmt werden. Dies ist insbesondere beim in Strahldurchlaufrichtung dritten Spiegel M3 und fünften Spiegel M5 der Fall. The heating of the mirror of the projection lens 1030 depends on the one hand on their order in the beam path. Thus, the integral power of the incident EUV radiation decreases from mirror to mirror due to absorption in the multilayer coatings. On the other hand, the heating also depends on the diameter of the mirror. If it is a small mirror, then the integral light output hits a smaller area than with a large mirror, so that smaller mirrors are heated more. This is the case, in particular, in the third mirror M3 and the fifth mirror M5 in the beam passing direction.

Des Weiteren erfolgt die Erwärmung der Spiegel nicht immer homogen über die Spiegelfläche. So wird insbesondere der in Strahldurchlaufrichtung zweite Spiegel M2 des Projektionsobjektives 1030, der in der Pupillenebene angeordnet ist, je nach sogenanntem Beleuchtungssetting in der Regel eine inhomogene Ausleuchtung aufweisen. Das Beleuchtungssetting legt das Winkelspektrum fest, mit dem ein abzubildendes Objekt innerhalb des Objektfeldes vom Beleuchtungssystem 1010 beleuchtet wird. Anders ausgedrückt: das Beleuchtungssetting beschreibt die örtliche Intensitätsverteilung der Ausleuchtung der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs. Es kann sich dabei beispielsweise um ein konventionelles Beleuchtungssetting (entsprechend einem achszentrierten kreisrunden Beleuchtungsbereich in der Eintrittspupille), ein annulares, ein Dipol- ein Quadrupol- oder ein anderes Multipol-Beleuchtungssetting handeln. Furthermore, the heating of the mirrors does not always take place homogeneously over the mirror surface. In particular, the second mirror M2 of the projection objective, which is in the beam passing direction, becomes 1030 , which is arranged in the pupil plane, depending on the so-called lighting setting usually have a non-homogeneous illumination. The illumination setting determines the angle spectrum with which an object to be imaged within the object field of the illumination system 1010 is illuminated. In other words, the illumination setting describes the local intensity distribution of the illumination of the entrance pupil of the projection objective. This may be, for example, a conventional illumination setting (corresponding to an axis-centered circular illumination area in the entrance pupil), an annular, a dipole, a quadrupole or another multipole illumination setting.

Bei einem Dipol-Beleuchtungssetting ist die Ausleuchtung einer Pupillenebene durch zwei diametral gegenüberliegende, außerhalb der Referenzachse des optischen Systems liegende Intensitätsmaxima charakterisiert. Damit wird der in der Pupillenebene angeordnete Spiegel M2 durch Absorption in der Mehrlagen-Reflexionsbeschichtung hauptsächlich in zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen erwärmt (vgl. 1). Hierdurch kann sich eine astigmatische Deformation der Spiegeloberfläche ergeben, bei der die Orientierung der Verbindungslinie der besonders warmen Zonen von der Orientierung des Dipols abhängt. Die Wärmeverteilung kann daher im Wesentlichen eine 2-zählige Drehsymmetrie aufweisen. In a dipole illumination setting, the illumination of a pupil plane is characterized by two diametrically opposed intensity maxima lying outside the reference axis of the optical system. Thus, the mirror M2 arranged in the pupil plane is heated by absorption in the multilayer reflection coating mainly in two diametrically opposite regions (cf. 1 ). This may result in an astigmatic deformation of the mirror surface, in which the orientation of the Connection line of the particularly warm zones on the orientation of the dipole depends. The heat distribution can therefore essentially have a 2-fold rotational symmetry.

Um die Auswirkungen der ungleichförmigen Erwärmung aus die Abbildungsqualität so gering wie möglich zu halten, kann ein EUV-Spiegel gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung verwendet werden. Beispielsweise kann der zweite Spiegel M2 zwischen dem Substrat 112 und der Mehrlagen-Reflexionsbeschichtung 116 eine sehr gut wärmeleitende Wärmeverteilungs-Zwischenschicht 120 aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) aufweisen, die automatisch eine laterale Wärmeumverteilung bewirkt. In order to minimize the effects of non-uniform heating on imaging quality, an EUV mirror may be used in accordance with one embodiment of this disclosure. For example, the second mirror M2 may be between the substrate 112 and the multilayer reflective coating 116 a very good heat-conducting heat distribution intermediate layer 120 diamond-like carbon (DLC), which automatically effects lateral heat redistribution.

Dadurch werden Temperaturgradienten im Bereich der Spiegeloberfläche in Richtung einer Temperaturhomogenisierung automatisch abgebaut bzw. verringert, so dass die laterale Umverteilung von Wärmeenergie zu einer Reduzierung von thermisch bedingten Aberrationen führt. As a result, temperature gradients in the region of the mirror surface in the direction of a temperature homogenization are automatically reduced or reduced, so that the lateral redistribution of heat energy leads to a reduction of thermally induced aberrations.

Stellt sich nach einem Wechsel des Beleuchtungssettings eine andere oder anders orientierte inhomogene Wärmebelastung der Spiegeloberfläche ein, so passt sich der EUV-Spiegel selbsttätig (automatisch) an die neue Intensitätsverteilung an und kompensiert durch laterale Umverteilung der Wärmeenergie einen erheblichen Teil der Inhomogenität. If a different or different oriented inhomogeneous heat load of the mirror surface occurs after a change in the illumination setting, the EUV mirror automatically adapts (automatically) to the new intensity distribution and compensates for a considerable part of the inhomogeneity by lateral redistribution of the heat energy.

11 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform eines VUV-Spiegels 200. Der Begriff „VUV-Spiegel“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Spiegel dafür ausgelegt ist, im Wellenlängenbereich der Vakuum-Ultraviolettstrahlung (VUV-Strahlung) einen möglichst hohen Reflexionsgrad zu haben. 11 shows a schematic section through an embodiment of a VUV mirror 200 , The term "VUV mirror" in this context means that the mirror is designed to have the highest possible degree of reflection in the wavelength range of the vacuum ultraviolet radiation (VUV radiation).

Der VUV-Spiegel 200 ist als dielektrisch verstärkter Vorderflächenspiegel ausgelegt und hat ein Substrat 212 aus einem Glaswerkstoff oder einer Glaskeramik. Die Vorderfläche 214 des Substrats ist als eine mit optischer Qualität bearbeitete optische Fläche ausgebildet. Der Spiegel 200 ist zum Einbau in ein optisches System einer VUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage (z.B. Projektionsobjektiv) vorgesehen und weist an seiner Vorderfläche 214 eine Reflexionsbeschichtung 216 in Form einer Multilayer-Schichtanordnung auf, die für VUV-Strahlung mit einer Nutzwellenlänge im Bereich von 193 nm einen hohen Reflexionsgrad von mehr als 95% besitzt. The VUV mirror 200 is designed as a dielectrically enhanced front surface mirror and has a substrate 212 from a glass material or a glass ceramic. The front surface 214 of the substrate is formed as an optical quality processed optical surface. The mirror 200 is intended for installation in an optical system of a VUV microlithography projection exposure apparatus (eg projection lens) and has on its front surface 214 a reflective coating 216 in the form of a multi-layer array suitable for VUV radiation having a useful wavelength in the range of 193 nm has a high reflectance of more than 95%.

Die Reflexionsbeschichtung 216 besteht im Wesentlichen aus einer optisch dichten Aluminium-Schicht 217 mit einer Schichtdicke von ca. 150 nm sowie einem darauf aufgebrachten dielektrischen Interferenzschichtsystem 219 mit drei Schichten aus abwechselnd niedrig brechendem und hochbrechenden dielektrischen Material, z.B. Fluoridmaterialien und/oder Oxidmaterialien. Deren optische Schichtdicken können im Bereich um 20% bis 30% der Arbeitswellenlänge liegen. The reflection coating 216 consists essentially of an optically dense aluminum layer 217 with a layer thickness of approx. 150 nm and a dielectric interference layer system applied thereto 219 with three layers of alternately low refractive and high refractive dielectric material, eg fluoride materials and / or oxide materials. Their optical layer thicknesses can be in the range of 20% to 30% of the working wavelength.

Beispiele geeigneter VUV-Reflexionsbeschichtungen sind z.B. in dem Patent US 6,809,871 B2 zu finden, dessen Offenbarungsgehalt insoweit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird. Examples of suitable VUV reflection coatings are, for example, in the patent US 6,809,871 B2 whose disclosure content is to this extent made by reference to the content of this description.

Zwischen dem Substrat 212 und der die Reflexionsbeschichtung 216 ist eine einzelne Wärmeverteilungs-Zwischenschicht 220 angeordnet, die aus einem Schichtmaterial (Zwischenschichtmaterial) besteht, dessen spezifische Wärmeleitfähigkeit mindestens eine Größenordnung, d. h. mindestens um den Faktor 10) größer ist als die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials. Between the substrate 212 and the reflection coating 216 is a single heat distribution intermediate layer 220 arranged, which consists of a layer material (intermediate layer material) whose specific thermal conductivity is at least one order of magnitude, ie at least by a factor of 10) greater than the specific thermal conductivity of the substrate material.

Im Beispielsfall ist die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht ohne Zwischenschaltung einer weiteren Zwischenschicht direkt auf die Vorderfläche 214 des Substrats 212 aufgebracht, so dass ein großflächiger Berührungskontakt zwischen der substratnahen ersten Grenzfläche 222 der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und der Vorderfläche 114 besteht. Weiterhin steht die substratferne zweite Grenzfläche 224 der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht unmittelbar in Berührungskontakt mit der substratnächsten Einzelschicht der Reflexionsbeschichtung 116, die hier durch die Aluminiumschicht 217 gebildet wird. In the example, the heat distribution intermediate layer without the interposition of another intermediate layer is directly on the front surface 214 of the substrate 212 applied so that a large-area physical contact between the substrate near the first interface 222 the heat distribution intermediate layer and the front surface 114 consists. Furthermore, the substrate-remote second interface 224 the heat distribution intermediate layer directly into contact with the substrate-next single layer of the reflective coating 116 that through the aluminum layer here 217 is formed.

Die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht hat eine Schichtdicke, die mindestens 10 mal so groß ist wie die Schichtdicke der zur Reflexionsbeschichtung gehörenden Aluminiumschicht 217 und besteht im Wesentlichen aus diamantähnlichem Kohlenstoff (diamond like carbon, DLC), dessen spezifische Wärmeleitfähigkeit mehrfach größer ist als diejenige von Aluminium. The heat distribution intermediate layer has a layer thickness which is at least 10 times as large as the layer thickness of the aluminum layer belonging to the reflection coating 217 and consists essentially of diamond-like carbon (DLC), whose specific thermal conductivity is several times greater than that of aluminum.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 2002/0074115 A1 [0015] US 2002/0074115 A1 [0015]
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  • WO 2010/020337 A1 [0016] WO 2010/020337 A1 [0016]
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  • WO 2010/049020 A1 [0102] WO 2010/049020 A1 [0102]
  • US 6809871 B2 [0114] US 6809871 B2 [0114]

Claims (19)

Spiegel (100, 200) mit: einem Substrat (112, 212), das aus einem Substratmaterial besteht, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 W/(m·K) hat und einer auf dem Substrat aufgebrachten Reflexionsbeschichtung (116, 216), die für Vakuum-Ultraviolett-Strahlung oder Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich reflektierend wirkt, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Substrat (112, 212) und der Reflexionsbeschichtung (116, 216) angeordnete Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) aus einem Schichtmaterial, das eine spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist, die mindestens 10 mal so groß ist wie die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials. Mirror ( 100 . 200 ) with: a substrate ( 112 . 212 ), which consists of a substrate material having a specific thermal conductivity of less than 10 W / (m · K) and a reflection coating applied to the substrate ( 116 . 216 ), which is reflective for ultraviolet or ultraviolet radiation ultraviolet radiation, characterized by a between the substrate ( 112 . 212 ) and the reflection coating ( 116 . 216 ) heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) of a layer material having a specific thermal conductivity which is at least 10 times the specific thermal conductivity of the substrate material. Spiegel nach Anspruch 1, worin ein Wärmeleitungsverhältnis WLV zwischen der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Schichtmaterials und der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials größer als 50 ist. A mirror according to claim 1, wherein a heat conduction ratio WLV between the specific heat conductivity of the sheet material and the specific heat conductivity of the substrate material is greater than 50. Spiegel nach Anspruch 1 oder 2, worin das Schichtmaterial der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von mehr als 50 W/(m·K) aufweist, wobei die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Schichtmaterial vorzugsweise größer als 500 W/(m·K) ist. A mirror according to claim 1 or 2, wherein the layer material of the heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) has a specific thermal conductivity of more than 50 W / (m · K), wherein the specific thermal conductivity of the layer material is preferably greater than 500 W / (m · K). Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Schichtmaterial der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) im Wesentlichen aus Kohlenstoff besteht, insbesondere im Wesentlichen aus diamantähnlichem Kohlenstoff. A mirror according to any one of the preceding claims, wherein the layer material of the heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) consists essentially of carbon, in particular substantially diamond-like carbon. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) eine Schichtdicke von mindestens 1 µm aufweist, wobei die Schichtdicke vorzugsweise mindestens 10 µm beträgt. A mirror according to any one of the preceding claims, wherein the heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) has a layer thickness of at least 1 micron, wherein the layer thickness is preferably at least 10 microns. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120) eine Schichtdicke von weniger als 500 µm, insbesondere von weniger als 200 µm aufweist. A mirror according to any one of the preceding claims, wherein the heat distribution intermediate layer ( 120 ) has a layer thickness of less than 500 microns, in particular less than 200 microns. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) eine Schichtdicke zwischen 10 µm und 100 µm aufweist. A mirror according to any one of the preceding claims, wherein the heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) has a layer thickness between 10 microns and 100 microns. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Wärmeleitungsprodukt der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) definiert ist als das Produkt aus der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Schichtmaterials und der Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht, wobei das Wärmeleitungsprodukt der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht mindestens 1·10–3 W/K beträgt, wobei das Wärmeleitungsprodukt insbesondere größer als 1·10–2 W/K ist. A mirror according to any one of the preceding claims, wherein a heat conduction product of the heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) is defined as the product of the specific thermal conductivity of the layer material and the layer thickness of the heat distribution intermediate layer, wherein the heat conduction product of the heat distribution intermediate layer is at least 1 × 10 -3 W / K, wherein the heat conduction product is in particular greater than 1 × 10 -2 W / K is. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zwischen der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und der Reflexionsbeschichtung eine Polierschicht angeordnet ist, die aus einem Polierschichtmaterial besteht, welches mittels Polieren mit einer optisch glatten Oberfläche versehen werden kann. A mirror according to any one of the preceding claims, wherein between the heat distribution intermediate layer and the reflective coating is disposed a polishing layer consisting of a polishing layer material which can be provided with a smooth optical surface by means of polishing. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zwischen der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und dem Substrat eine weitere Zwischenschicht angeordnet ist. A mirror according to any one of the preceding claims, wherein a further intermediate layer is disposed between the heat distribution intermediate layer and the substrate. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Reflexionsbeschichtung (116) eine für Strahlung aus den extremen Ultraviolettbereich (EUV) reflektierend wirkende Mehrlagen-Schichtanordnung aufweist, die eine Vielzahl von Schichtpaaren mit abwechselnden Schichten aus einem hoch brechenden Schichtmaterial und einem niedrig brechenden Schichtmaterial umfasst. Mirror according to one of the preceding claims, in which the reflection coating ( 116 ) comprises an ultraviolet region (EUV) ultraviolet ray reflective multilayer laminate comprising a plurality of pairs of layers having alternating layers of a high refractive layer material and a low refractive layer material. Spiegel (100, 200) mit: einem Substrat (112, 212), das aus einem Substratmaterial besteht, und einer auf dem Substrat aufgebrachten Reflexionsbeschichtung (116, 216), die für Vakuum-Ultraviolett-Strahlung oder Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich reflektierend wirkt, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Substrat (112, 212) und der Reflexionsbeschichtung (116, 216) angeordnete Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220), die eine Schichtdicke aufweist und aus einem Schichtmaterial besteht, das eine spezifische Wärmeleitfähigkeit hat, wobei ein Wärmeleitungsprodukt der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht (120, 220) definiert ist als das Produkt aus der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Schichtmaterials und der Schichtdicke der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht und wobei das Wärmeleitungsprodukt der Wärmeverteilungs-Zwischenschicht mindestens 1·10–3 W/K beträgt. Mirror ( 100 . 200 ) with: a substrate ( 112 . 212 ), which consists of a substrate material, and a reflection coating applied to the substrate ( 116 . 216 ), which is reflective for ultraviolet or ultraviolet radiation ultraviolet radiation, characterized by a between the substrate ( 112 . 212 ) and the reflection coating ( 116 . 216 ) heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) which has a layer thickness and consists of a layer material having a specific heat conductivity, wherein a heat conduction product of the heat distribution intermediate layer ( 120 . 220 ) is defined as the product of the specific thermal conductivity of the layer material and the layer thickness of the heat distribution intermediate layer and wherein the heat conduction product of the heat distribution intermediate layer is at least 1 × 10 -3 W / K. Spiegel nach Anspruch 12, worin das Wärmeleitungsprodukt größer als 1·10–2 W/K, insbesondere größer als 1·10–1 W/K ist. A mirror according to claim 12, wherein the heat conduction product is greater than 1 x 10 -2 W / K, in particular greater than 1 x 10 -1 W / K. Spiegel nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch die Merkmale des Kennzeichens von mindestens einem der Ansprüche 2 bis 2 bis 7 oder 9 bis 11. Mirror according to claim 12 or 13, characterized by the features of the characterizing portion of at least one of claims 2 to 2 to 7 or 9 to 11. Optisches System einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 14. Optical system of a microlithography projection exposure apparatus with at least one mirror according to one of claims 1 to 14. Optisches System nach Anspruch 15, worin das optische System ein Projektionsobjektiv (1030) der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage ist. An optical system according to claim 15, wherein the optical system comprises a projection objective ( 1030 ) of the microlithography projection exposure apparatus. Optisches System nach Anspruch 16, worin der Spiegel (M2) im Bereich einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs (1030) angeordnet ist. Optical system according to Claim 16, in which the mirror (M2) is located in the region of a pupil plane of the projection objective ( 1030 ) is arranged. Verfahren zur Herstellung eines Spiegels mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Substrats, das aus einem Substratmaterial besteht, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 W/(m·K) aufweist; Bearbeiten einer Vorderfläche des Substrats zur Erzeugung einer Oberfläche mit vorgegebener Oberflächenform; und Erzeugen einer Reflexionsbeschichtung, wobei die Reflexionsbeschichtung für Vakuum-Ultraviolett-Strahlung oder Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich reflektierend wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bearbeiten der Vorderfläche des Substrats und vor der Erzeugung der Reflexionsbeschichtung eine Wärmeverteilungs-Zwischenschicht erzeugt wird, die aus einem Schichtmaterial besteht, das eine spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist, die mindestens 10 mal so groß ist wie die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials. A method of manufacturing a mirror comprising the steps of: providing a substrate made of a substrate material having a specific thermal conductivity of less than 10 W / (m · K); Processing a front surface of the substrate to produce a surface having a predetermined surface shape; and Producing a reflection coating, wherein the reflection coating is reflective for vacuum ultraviolet radiation or extreme ultraviolet radiation, characterized in that after the processing of the front surface of the substrate and before the generation of the reflection coating, a heat distribution intermediate layer consisting of a layer material having a specific thermal conductivity at least 10 times the specific thermal conductivity of the substrate material is produced. Verfahren nach Anspruch 18, worin die Wärmeverteilungs-Zwischenschicht unmittelbar auf die Vorderfläche des Substrats aufgebracht wird. The method of claim 18, wherein the heat distribution intermediate layer is applied directly to the front surface of the substrate.
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