DE10233828A1 - Optical component used in an illuminating system for microlithography comprises a material having a temperature-dependent thermal longitudinal expansion coefficient - Google Patents
Optical component used in an illuminating system for microlithography comprises a material having a temperature-dependent thermal longitudinal expansion coefficient Download PDFInfo
- Publication number
- DE10233828A1 DE10233828A1 DE2002133828 DE10233828A DE10233828A1 DE 10233828 A1 DE10233828 A1 DE 10233828A1 DE 2002133828 DE2002133828 DE 2002133828 DE 10233828 A DE10233828 A DE 10233828A DE 10233828 A1 DE10233828 A1 DE 10233828A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- optical component
- expansion coefficient
- thermal expansion
- component according
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 69
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 title claims abstract description 49
- 238000001393 microlithography Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000001900 extreme ultraviolet lithography Methods 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 4
- 229910015799 MoRu Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 241000917012 Quercus floribunda Species 0.000 claims description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical group [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000006094 Zerodur Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/181—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
- G03F7/70891—Temperature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/7095—Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient
- G03F7/70958—Optical materials or coatings, e.g. with particular transmittance, reflectance or anti-reflection properties
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine optische Komponente, die sich durch von auf die optische Komponente auftreffender elektromagnetischer Strahlung einer Lichtquelle auf eine Maximaltemperatur Tmax erwärmt, wobei die optische Komponente ein Material umfasst, das einen temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten α(T) aufweist.The invention relates to an optical component which heats up to a maximum temperature T max as a result of electromagnetic radiation from a light source impinging on the optical component, the optical component comprising a material which has a temperature-dependent thermal coefficient of longitudinal expansion α (T).
Derartige optische Komponenten sind insbesondere im Bereich der Röntgenlithographie von besonderem Interesse. Insbesondere gilt dies für die Lithographie mit weichen Röntgenstrahlen, die sogenannte EUV-Lithographie im Wellenlängenbereich 10–30 nm. Als optische Komponenten finden im Bereich der Röntgenlithographie Spiegel mit einer hohen Reflektivität im Röntgenbereich Verwendung. Derartige Spiegel können nahe dem senkrechten Einfall betrieben werden als sogenannte normal-incidence-Spiegel, oder im streifenden Einfall als sogenannte grazing-incidence-Spiegel. Als grazing-incidence Spiegel werden Spiegel bezeichnet, bei denen die auf den Spiegel einfallenden Strahlen eines Strahlbüschels unter Winkeln α > 70° relativ zur Oberflächennormalen auftreffen.Such optical components are especially in the field of X-ray lithography of special interest. This applies in particular to lithography with soft x-rays, the so-called EUV lithography in the wavelength range 10–30 nm. Mirrors are also used as optical components in the field of X-ray lithography a high reflectivity in the x-ray range Use. Such mirrors can are operated near the vertical incidence as so-called normal incidence mirrors, or in grazing incidence as a so-called grazing incidence mirror. A grazing-incidence mirror is a mirror in which the rays of a bundle of rays falling on the mirror below Angles α> 70 ° relative to the surface normal incident.
Röntgenspiegel mit einer hohen Reflektivität im Röntgenbereich, die als normal-incidence Spiegel betrieben werden, umfassen ein Substratmaterial und darauf aufgebaut ein Vielfach-Schichtsystem, beispielsweise ein Mo/Si-Vielfachsystem oder ein Mo/Be-Vielfachsystem bzw. ein MoRu/Be-Vielfach-Schichtsystem. Mit derartigen Systemen können im EUV-Bereich Spitzenreflektivitäten von über 50 und sogar von über 60 % erreicht werden.X-ray mirrors with a high reflectivity in X-ray range, which as a normal incidence Operated mirrors include a substrate material and thereon built a multiple layer system, for example a Mo / Si multiple system or a Mo / Be multiple system or a MoRu / Be multiple layer system. With such systems can Peak reflectivities in the EUV area of over 50 and even over 60% can be achieved.
Je nach Wellenlänge des zu reflektierenden Lichtes können aber auch Schichtsysteme aus anderen Materialien eingesetzt werden.Depending on the wavelength of the light to be reflected can but also layer systems made of other materials can be used.
Neben den Röntgenspiegeln, die als normal-incidence-Spiegel betrieben werden, sind auch Spiegel, die im streifenden Einfall betrieben werden, sogenannte grazing-incidence-Spiegel, denkbar. Derartige Spiegel umfassen ebenfalls ein Substratmaterial. Auf das Substratmaterial aufgebracht ist jedoch ein einfacheres Schichtsystem. Die aufgebrachte Schicht kann beispielsweise eine Ruthenium-, Palladium- oder Rhodium-Schicht sein.In addition to the X-ray mirrors, which act as normal incidence mirrors are also operated mirrors that graze in incidence operated, so-called grazing incidence mirrors, conceivable. such Mirrors also include a substrate material. On the substrate material however, a simpler layer system is applied. The angry one Layer can for example be a ruthenium, palladium or rhodium layer his.
Für Röntgenspiegel, die im Bereich der EUV-Lithographie, insbesondere in Projektionsobjektiven Verwendung finden, ist es wünschenswert, wenn hohe Abbildungsgüten erreicht werden.For X-ray mirrors, those in the field of EUV lithography, especially in projection lenses Find use, it is desirable if high image quality can be achieved.
Da die Röntgenstrahlung, wie zuvor aufgezeigt, weder unter normalem Einfall (normal-incidence) noch unter streifendem Einfall (grazing incidence) vollständig reflektiert wird, wird in die Spiegel Energie eingetragen, so dass die Spiegel bzw. die jeweiligen optischen Komponenten sich erwärmen. Die Temperaturerwärmung der jeweiligen optischen Komponenten führt wiederum dazu, daß aufgrund thermischer Ausdehnung die Abbildungsqualität beeinflußt wird.Since the X-rays, as shown earlier, neither under normal incidence nor under grazing Grazing incidence is fully reflected entered into the mirror energy, so that the mirror or the respective optical components warm up. The temperature warming of the respective optical components in turn leads to the fact that due to thermal Extend the picture quality affected becomes.
Die Minimierung thermischer Effekte
bei optischen Komponenten, die in EUV-Projektionssystemen Verwendung finden,
ist Gegenstand der
Zur Unterdrückung der thermischen Effekte weisen
die aus der
Nachteilig an der Lösung gemäß der
Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Metallen als Substratmaterial ist darin zu sehen, daß es notwendig ist, um eine möglichst glatte Oberfläche zu erreichen, das Metallsubstrat mit einem dünnen Film einer amorphen Substanz als Zwischenschicht zu beschichten. Diese Zwischenschicht wird poliert, um hinreichend geringe Rauhigkeiten zu erreichen. Erst auf dieser Schicht werden die optischen Schichten der EUV-Komponente, beispielsweise die Vielfach-Schichtsysteme für die normal-incidence-Spiegel oder aber auch die optischen Beschichtungen für die grazing-incidence-Spiegel, aufgebracht.Another disadvantage of using it of metals as substrate material can be seen in the fact that it is necessary is to get one if possible smooth surface too reach the metal substrate with a thin film of an amorphous substance to be coated as an intermediate layer. This intermediate layer is polished to to achieve sufficiently low roughness. Only on this layer the optical layers of the EUV component, for example the multiple layer systems for the normal incidence mirror or the optical coatings for the grazing incidence mirror, applied.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine Möglichkeit anzugeben, mit der Bildfehler aufgrund der Erwärmung der jeweiligen optischen Komponente minimiert werden, wobei dieses Ziel mit möglichst geringem technischen Aufwand erreicht werden soll.The object of the invention is that To overcome disadvantages of the prior art, in particular one possibility specify with the image error due to the heating of the respective optical component be minimized, this goal with the lowest possible technical Effort should be achieved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die optische Komponente ein Material umfasst, das einen temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten α(T) aufweist, wobei der temperaturabhängige thermische Längsausdehnungskoeffizient α(T) oder die Ableitung des temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten dα(T)/dT nach der Temperatur nahe einer Temperatur T0 das Vorzeichen von positiv nach negativ oder von negativ nach positiv wechselt und die Temperatur T0 ungefähr der Maximaltemperatur Tmax, auf die die optische Komponente durch die auftreffende Strahlung erwärmt wird, entspricht.According to the invention, this object is achieved in that the optical component comprises a material which has a temperature-dependent thermal expansion coefficient α (T), the temperature-dependent thermal expansion coefficient α (T) or the derivative of the temperature-dependent thermal expansion coefficient dα (T) / dT after Temperature near a temperature T 0 changes the sign from positive to negative or from negative to positive and the temperature T 0 approximately corresponds to the maximum temperature T max to which the optical component is heated by the incident radiation speaks.
Wird das Material des Spiegels, insbesondere
das Substratmaterial, wie oben beschrieben gewählt, so ist keinerlei aufwendige
Kühlung
wie im Stand der Technik, beispielsweise der
Besonders bevorzugt findet als Material, insbesondere als Substratmaterial, ein Material Verwendung mit einer näherungsweise linearen Temperaturabhängigkeit α(T) = m·(T – T0) des temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten in einem Temperaturbereich nahe der Temperatur T0. Hierbei bezeichnet m die Steigung des temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten.A material with an approximately linear temperature dependence α (T) = m * (T-T 0 ) of the temperature-dependent thermal coefficient of longitudinal expansion in a temperature range near the temperature T 0 is particularly preferably used as the material, in particular as the substrate material. Here, m denotes the slope of the temperature-dependent coefficient of thermal expansion.
Substratmaterialien mit einem derartigen Verlauf des temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten sind beispielsweise Glaskeramiken oder Ti-dotierte Quarzgläser. Glaskeramiken bzw. Ti-dotiertes Quarzglas als Substratmaterial haben den Vorteil, dass auf dieses Substratmaterial Schichtsysteme ohne eine amorphe Zwischenschicht im Gegensatz beispielsweise zu metallischen Substratmaterialien aufgebracht werden können. Ein weiterer Vorteil derartiger Substratmaterialien ist die niedrige Temperaturausdehnung.Substrate materials with such a course of the temperature-dependent thermal expansion coefficient are, for example, glass ceramics or Ti-doped quartz glasses. glass ceramics or Ti-doped quartz glass as the substrate material have the advantage that on this substrate material layer systems without an amorphous Intermediate layer in contrast to, for example, metallic substrate materials can be applied. Another advantage of such substrate materials is the low one Thermal expansion.
Der Verlauf des temperaturabhängigen thermischen
Längsausdehnungskoeffizienten
in Abhängigkeit
von der Temperatur und die Möglichkeit
diesen durch Veränderungen
der Materialeigenschaften zu beeinflussen ist für ein Ti-dotiertes Quarzglas
in "Ultra low expansion glasses and their structure in the SiO2-TiO2-System" von
P.C.Schultz, H.T.Smyth, Amorphous Materials, September 1970, Seiten 453–461 und
in dem Patent
Wie aus diesen Schriften bekannt ist, ändert für derartige Materialien der temperaturabhängige thermische Längsausdehnungskoeffizient α(T) in dem für die EUV-Lithographie interessanten Temperaturbereich von etwa 20° C bis 70° C, mit steigender Temperatur das Vorzeichen. Dieses Verhalten ist in anderen Temperaturintervallen anders. Hier kann selbst die Steigung das Vorzeichen wechseln.As known from these writings is changing for such Materials of temperature-dependent thermal Coefficient of longitudinal expansion α (T) in the for the EUV lithography interesting temperature range from about 20 ° C to 70 ° C, with increasing temperature the sign. This behavior is in other temperature intervals different. Even the slope can change the sign here.
Der temperaturabhängige thermische Längsausdehnungskoeffizient ist gemäß "Ultra low expansion glasses and their structure in the SiO2-TiO2-System" von P.C.Schultz, H.T.Smyth, Amorphous Materials, September 1970, Seiten 453–461 definiert als die Änderung der Längsausdehnung eines Körpers ΔL bezogen auf eine Referenzlänge L bei einer Temperatur T, wobei in "Ultra low expansion glasses and their structure in the SiO2-TiO2-System" von P.C.Schultz, H.T.Smyth, Amorphous Materials, September 1970, Seiten 453–461 die Temperatur T=25°C beträgt. Es gilt gemäß P.C.Schultz, H.T.Smyth, Amorphous Materials, September 1970, Seiten 453–461 somit die Abhängigkeit α(T)= ∂ΔL/∂L.The temperature-dependent thermal coefficient of longitudinal expansion is defined according to "Ultra low expansion glasses and their structure in the SiO 2 -TiO 2 system" by PCSchultz, HTSmyth, Amorphous Materials, September 1970, pages 453-461 as the change in the longitudinal expansion of a body in relation to ΔL a reference length L at a temperature T, the temperature T = 25 ° C. in "Ultra low expansion glasses and their structure in the SiO 2 -TiO 2 system" by PCSchultz, HTSmyth, Amorphous Materials, September 1970, pages 453-461 is. According to PCSchultz, HTSmyth, Amorphous Materials, September 1970, pages 453–461, the dependence α (T) = ∂ΔL / ∂L applies.
Der temperaturabhängige thermische Längenausdehungskoeffizient weist somit bei einer Temperatur T0 einen Wert α(T0) = 0 auf, den sogenannten zeroexpansion point bzw. den zero crossing point. Die Temperatur T0 des zerocrossing points ist abhängig vom TiO2-Gehalt.The temperature-dependent thermal coefficient of linear expansion therefore has a value α (T 0 ) = 0 at a temperature T 0 , the so-called zero expansion point or the zero crossing point. The temperature T 0 of the zerocrossing point depends on the TiO 2 content.
Der temperaturabhängige thermische Längenausdehungskoeffizient α(T) von Glaskeramiken weist für bestimmte Zusammensetzungen für steigende Temperaturen, in dem für EUV-Lithographie interessanten Temperaturbereich von 20°C bis 70°C, einen Vorzeichenwechsel von positiv nach negativ auf, d. h. auch dieses Material zeigt bei einer Temperatur T0 einen Wert α(T0) = 0 auf. Dieser Punkt wird als sogenannter zero-expansion point bzw. zero crossing point bezeichnet.The temperature-dependent thermal linear expansion coefficient α (T) of glass ceramics shows a sign change from positive to negative for certain compositions for rising temperatures in the temperature range from 20 ° C to 70 ° C, which is of interest for EUV lithography, i.e. this material also shows one Temperature T 0 a value α (T 0 ) = 0. This point is referred to as the so-called zero expansion point or zero crossing point.
Diese Verhalten resultiert daraus, daß die Glaskeramiken Mikrokristallite mit negativer Wärmeausdehnung umfassen, die in ein amorphes Material mit positiver Wärmeausdehnung eingebettet sind. Die negative Wärmeausdehnung der Kristallite hebt bei der Temperatur T0 am zero-crossing point die positive Wärmeausdehnung des Glases auf und umgekehrt.This behavior results from the fact that the glass ceramics comprise microcrystallites with negative thermal expansion, which are embedded in an amorphous material with positive thermal expansion. The negative thermal expansion of the crystallites cancels the positive thermal expansion of the glass at temperature T 0 at the zero crossing point and vice versa.
Auf Grund der Rauheitswerte der Glaskeramik
bzw. des TiO2-dotierten Glases kann auf
die Oberfläche
eines derartigen Glases bzw. einer derartigen Glaskeramik direkt
ein Schichtsystem, umfassend eine Vielzahl von Schichten, die beispielsweise ein
Mehrschichtsystem für
einen normal-incidence-Spiegel ausbilden, aufgebaut werden. Ebenso ist
es möglich,
auf eine Glaskeramik bzw. ein Glas als Substratmaterial eine Beschichtung
für einen
grazing-incidence-EUV-Spiegel
aufzubringen. Eine Zwischenschicht, die zum Erreichen der optischen
Oberflächenqualität wie in
der
Neben den optischen Komponenten stellt die Erfindung auch ein Beleuchtungssystem sowie ein Projektionsobjektiv und eine Projektionsbelichtungsanlage zur Verfügung, die wenigstens eine solche optische Komponente umfaßt.In addition to the optical components the invention also a lighting system and a projection lens and a projection exposure system available, which at least one includes optical component.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben werden.The invention is based on the following of the embodiments be described in detail.
Es zeigen:Show it:
Figuren
Figuren
Für
die Materialen, die bei den erfindungsgemäßen optischen Komponenten zum
Einsatz gelangen, gibt es mehre Möglichkeit des Verlaufes von α(T). Diese
sind in den Figuren
Bei dem in
Einen umgekehrten Verlauf für α(T) erhält man für das Glaskeramikmaterial Zerodur® (Zerodur®, Marke der Fa. Schott-Glas, Mainz). Für Zerodur® kann im Bereich des Nulldurchganges der Verlauf durch α(T) = m·(T – T0 ) angenähert werden. Die Steigung α für das Material Zerodur ® ist negativ und liegt im Bereich –0,5·10–9K–2 ≤ m ≤ –1,0·10–8K–2. Bevorzugt weist das Material eine niedrige Steigung m von beispielsweise –1,5 ·10–9K–2 auf. Für Temperaturen größer als T0 ist der temperaturabhängige thermische Längsausdehnungskoeffizient in dem für EUV-Lithographie interessanten Temperaturbereich von etwa 20° C bis 70°C negativ, d. h., das Material zieht sich zusammen, für Temperaturen T kleiner als T0 ist der temperaturabhängige thermische Längsausdehnungskoeffizient positiv, d. h., das Material dehnt sich bei Temperaturerhöhung aus. Durch geeignete Wahl der Materialzusammensetzung der Glaskeramik kann der Nulldurchgang bzw. der zero-crossing point in einem Temperaturbereich von ΔT von beispielsweise ΔT = 50 K verschoben werden.A reverse course for α (T) is obtained for the glass ceramic material Zerodur® (Zerodur®, brand from Schott-Glas, Mainz). For Zerodur®, the course can be approximated by α (T) = m · (T - T 0 ) in the area of the zero crossing. The slope α for the Zerodur ® material is negative and lies in the range –0.5 · 10 –9 K –2 ≤ m ≤ –1.0 · 10 –8 K –2 . The material preferably has a low gradient m of, for example, −1.5 × 10 −9 K −2 . For temperatures greater than T 0 , the temperature-dependent thermal expansion coefficient in the temperature range of about 20 ° C to 70 ° C, which is of interest for EUV lithography, is negative, i.e. the material contracts, for temperatures T less than T 0 , the temperature-dependent thermal expansion coefficient is positive, ie the material expands when the temperature rises. By a suitable choice of the material composition of the glass ceramic, the zero crossing or the zero crossing point can be shifted in a temperature range of ΔT of, for example, ΔT = 50 K.
T0 kann also
je nach Anforderung eingestellt werden. Die Erfinder haben nun herausgefunden, daß eine optische
Komponente dann einen minimalen Bildfehler aufweist, wenn der Nulldurchgang
des temperaturabhängigen
thermischen Längsausdehnungskoeffizienten α(T0)=0 so gewählt wird, dass T0 der
Maximaltemperatur Tmax des jeweiligen optischen Elementes
entspricht. Der Nulldurchgang bei den in
Minimale Bildfehler werden aber auch
gefunden, wenn man Materialien verwendet, die keinen Nulldurchgang
des temperaturabhängigen
thermischen Längsausdehnungskoeffizienten
aufweisen, aber ein Minimum im Verlauf des temperaturabhängigen thermischen
Längsausdehnungskoeffizienten α(T) bei einer
Temperatur T0 wie in
Nachfolgend sollen spezielle Ausführungsbeispiele angegeben werden.The following are special exemplary embodiments can be specified.
Wie in den
In
Die Spiegel S1, S2, S3, S4, S5 und S6 des Projektionsobjektives sind als normal-incidence-Spiegel ausgestaltet mit einem Substratmaterial sowie einem darauf aufgebrachten Vielfach-Schichtsystem aus Mo/Si-Wechselschichten. Das Substratmaterial wenigstens eines Spiegels oder mehrere Spiegel S1, S2, S3, S4, S5, S6 ist ein erfindungsgemäßes Substratmaterial dessen temperaturabhängiger thermischer Längsausdehnungskoeffizient α(T) einen Nulldurchgang bei einer Temperatur T0 = Tmax aufweist.The mirrors S1, S2, S3, S4, S5 and S6 of the projection objective are designed as normal incidence mirrors with a substrate material and a multi-layer system of Mo / Si alternating layers applied thereon. The substrate material of at least one mirror or a plurality of mirrors S1, S2, S3, S4, S5, S6 is an inventive substrate material whose temperature-dependent thermal expansion coefficient α (T) has a zero crossing at a temperature T 0 = T max .
Neben dem Substratmaterial kann der erfindungsgemäße Gedanke der Einstellung des Nulldurchganges des temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten auf die maximale Temperatur, die aufgrund der Erwärmung der optischen Komponente auftritt, auch auf die Beschichtungen übertragen werden. Einzige Bedingung hierfür ist, dass der temperaturabhängige thermische Längsausdehnungskoeffizient α(T) oder dessen Ableitung nach der Temperatur dα(T)/dT des Beschichtungsmaterials einen Nulldurchgang bzw. einen Vorzeichenwechsel bei einer Temperatur T0 aufweist, der in einem Temperaturbereich liegt, der durch das Aufheizen der optischen Komponente maximal erreicht wird.In addition to the substrate material, the idea according to the invention of setting the zero crossing of the temperature-dependent thermal coefficient of longitudinal expansion to the maximum temperature which occurs due to the heating of the optical component can also be applied to the coatings. The only condition for this is that the temperature-dependent thermal expansion coefficient α (T) or its derivative after the temperature dα (T) / dT of the coating material has a zero crossing or a change of sign at a temperature T 0 , which is in a temperature range that is due to the Heating of the optical component is reached to the maximum.
In
Jede der optischen Komponenten der EUV-Projektionsbelichtungsanlage, d. h. die optischen Komponenten des Beleuchtungssystems bzw. die Spiegel des Projektionsobjektives oder auch das Retikel bzw. die Reflektionsmaske, können erfindungsgemäß aufgebaut sein, d. h. ein Substratmaterial oder aber auch eine Beschichtung besitzen, deren temperaturabhängiger thermischer Längsausdehnungskoeffizient α(T) oder dessen Ableitung nach der Temperatur dα(T)/dT einen Nulldurchgang bzw. einen Vorzeichenwechsel bei einer Temperatur T0 aufweist, wobei die Materialien derart ausgewählt werden, daß der Nulldurchgang des temperaturabhängigen thermischen Längsausdehnungskoeffizienten α(T) oder deren Ableitung nach der Temperatur dα(T)/dT so gewählt wird, daß die Temperatur T0 der auf der jeweiligen Komponente auftretenden Maximaltemperatur Tmax aufgrund von Erwärmung entspricht.Each of the optical components of the EUV projection exposure system, ie the optical components of the lighting system or the mirrors of the projection objective or also the reticle or the reflection mask, can be constructed according to the invention, ie have a substrate material or also a coating whose temperature-dependent thermal expansion coefficient α (T) or its derivative after the temperature dα (T) / dT has a zero crossing or a change of sign at a temperature T 0 , the materials being selected such that the zero crossing of the temperature-dependent thermal expansion coefficient α (T) or its derivative after the temperature dα (T) / dT is chosen so that the temperature T 0 corresponds to the maximum temperature T max occurring on the respective component due to heating.
Mit der Erfindung werden erstmals optische Komponenten, insbesondere Spiegel für EUV-Projektionsobjektive angegeben, die durch entsprechende Materialauswahl minimalste Bildfehler aufweisen.The invention is the first optical components, in particular mirrors for EUV projection lenses specified, the minimal image errors due to appropriate material selection exhibit.
Claims (16)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2002133828 DE10233828A1 (en) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | Optical component used in an illuminating system for microlithography comprises a material having a temperature-dependent thermal longitudinal expansion coefficient |
| PCT/EP2003/007038 WO2004015477A1 (en) | 2002-07-24 | 2003-07-02 | Optical component comprising a material having zero longitudinal thermal expansion |
| AU2003257429A AU2003257429A1 (en) | 2002-07-24 | 2003-07-02 | Optical component comprising a material having zero longitudinal thermal expansion |
| US11/042,779 US7428037B2 (en) | 2002-07-24 | 2005-01-24 | Optical component that includes a material having a thermal longitudinal expansion with a zero crossing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2002133828 DE10233828A1 (en) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | Optical component used in an illuminating system for microlithography comprises a material having a temperature-dependent thermal longitudinal expansion coefficient |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10233828A1 true DE10233828A1 (en) | 2004-02-12 |
Family
ID=30128370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2002133828 Withdrawn DE10233828A1 (en) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | Optical component used in an illuminating system for microlithography comprises a material having a temperature-dependent thermal longitudinal expansion coefficient |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003257429A1 (en) |
| DE (1) | DE10233828A1 (en) |
| WO (1) | WO2004015477A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9134504B2 (en) | 2009-09-30 | 2015-09-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical arrangement in an optical system, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7295284B2 (en) * | 2004-02-27 | 2007-11-13 | Canon Kk | Optical system, exposure apparatus using the same and device manufacturing method |
| KR101895083B1 (en) | 2010-07-30 | 2018-10-18 | 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 | Euv exposure apparatus |
| DE102011085358B3 (en) * | 2011-10-28 | 2012-07-12 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical arrangement i.e. projection lens, for use in extreme UV lithography system, has substrates, where increase of coefficients of one of substrates and/or another increase of coefficients of other substrate includes negative sign |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4422725A (en) * | 1981-03-16 | 1983-12-27 | United Technologies Corporation | Method of optimally operating a graphite fiber reinforced glass matrix composite optical article |
| US5265143A (en) * | 1993-01-05 | 1993-11-23 | At&T Bell Laboratories | X-ray optical element including a multilayer coating |
| US5322559A (en) * | 1993-05-11 | 1994-06-21 | State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Negative thermal expansion material |
| US6228512B1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-05-08 | The Regents Of The University Of California | MoRu/Be multilayers for extreme ultraviolet applications |
-
2002
- 2002-07-24 DE DE2002133828 patent/DE10233828A1/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-07-02 AU AU2003257429A patent/AU2003257429A1/en not_active Abandoned
- 2003-07-02 WO PCT/EP2003/007038 patent/WO2004015477A1/en not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9134504B2 (en) | 2009-09-30 | 2015-09-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical arrangement in an optical system, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus |
| US9639007B2 (en) | 2009-09-30 | 2017-05-02 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical arrangement in an optical system, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003257429A1 (en) | 2004-02-25 |
| WO2004015477A1 (en) | 2004-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1095379B1 (en) | Mirror with crystal substrate for EUV | |
| DE102019217530A1 (en) | OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTICAL ELEMENT | |
| DE102011085358B3 (en) | Optical arrangement i.e. projection lens, for use in extreme UV lithography system, has substrates, where increase of coefficients of one of substrates and/or another increase of coefficients of other substrate includes negative sign | |
| DE102018208783A1 (en) | Method for controlling the temperature of a mirror of a projection exposure apparatus and mirror for a projection exposure apparatus | |
| DE102014219755A1 (en) | Reflective optical element | |
| DE102016221878A1 (en) | Projection exposure apparatus for semiconductor lithography and its components and method of manufacturing such components | |
| DE102011080052A1 (en) | Mirror, optical system with mirror and method for producing a mirror | |
| DE102014218969A1 (en) | Optical arrangement of a microlithographic projection exposure apparatus | |
| EP1664933A1 (en) | Euv projection lens with mirrors made from materials with differing signs for the rise in temperature dependence of the thermal expansion coefficient around the zero transition temperature | |
| DE102016205619A1 (en) | Attenuation filter for projection objective, projection objective with attenuation filter for projection exposure apparatus and projection exposure apparatus with projection objective | |
| WO2022161659A1 (en) | Optical system, and method for operating an optical system | |
| EP1417159B1 (en) | Substrate material for x-ray optical components | |
| WO2015018560A2 (en) | Mirror, more particularly for a microlithographic projection exposure apparatus | |
| WO2004092843A2 (en) | Projection lens, microlithographic projection exposure system and method for producing a semiconductor circuit | |
| DE10233828A1 (en) | Optical component used in an illuminating system for microlithography comprises a material having a temperature-dependent thermal longitudinal expansion coefficient | |
| DE102021201396A1 (en) | Process for producing a multi-part mirror of a projection exposure system for microlithography | |
| WO2025132082A1 (en) | Laser light source, in particular for use in a microlithography projection exposure system | |
| DE102021200790A1 (en) | Method for operating an optical system, as well as mirrors and optical system | |
| DE10359102A1 (en) | Optical component comprises a material with a longitudinal expansion coefficient which is spatially dependent | |
| DE102022204833A1 (en) | OPTICAL SYSTEM, LITHOGRAPHY EQUIPMENT AND METHOD OF MANUFACTURING AN OPTICAL SYSTEM | |
| DE19808461A1 (en) | Reticle with crystal carrier material | |
| WO2025008137A1 (en) | Apparatus and method for thermally treating a body to be thermally treated | |
| DE102020201098A1 (en) | Imaging optics | |
| WO2020030403A1 (en) | Method for bending hydroformed cooling devices and bent hydroformed cooling devices | |
| DE102022204396A1 (en) | Optical system, and method for operating an optical system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CARL ZEISS SMT AG, 73447 OBERKOCHEN, DE |
|
| 8141 | Disposal/no request for examination |