DE10136620A1 - Optical filter used in an illuminating system or projection system for extreme UV light, especially in semiconductor lithography comprises silicon layers arranged between a zirconium layer - Google Patents

Abstract

Optical filter comprises silicon layers (2) arranged between a zirconium layer (1a). Preferred Features: The silicon layers are thicker than the zirconium layer. A molybdenum layer is further included between the silicon layers. The layers are supported by a supporting structure (3). The filter also has protective layers (4, 5).

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Filter für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich und seine Verwendung. The invention relates to an optical filter for the extremely ultraviolet Wavelength range and its use.

Extrem ultraviolettes Licht (EUV-Licht) wird in Zukunft verstärkt in der Großserienlithographie zur Herstellung von Halbleiterstrukturen und -bauteilen mit Strukturgrößen unterhalb 70 nm verwendet werden. Dazu wird insbesondere Strahlung einer Wellenlänge um 13 nm verwendet werden. Für den Betrieb entsprechender Produktionssysteme werden schmalbandige Spektralfilter mit ausreichender Lebensdauer benötigt werden. Sie sind notwendig, da alle bisher bekannten Quellen extrem ultravioletten Lichts einen sehr geringen Wirkungsgrad haben, der sich zum einen in einer hohen Wärmelast und Debris äußert und zum anderen in einem großen unerwünschten Strahlungsanteil außerhalb des für die Lithographie mit extrem ultraviolettem Licht benötigten Strahlungsbandes. Unter Debris wird dabei jegliches Material, z. B. Keramiken oder Metalle verstanden, das durch den hohen Energieeintrag zur Erzeugung des extrem ultravioletten Lichtes fein zerstäubt wird und sich auf den optischen Elementen und beispielsweise in der Lithographiekammer als Schicht niederschlägt. Durch Verwendung eines Filters als Abtrennung zwischen der Strahlungsquelle und der Lithographievorrichtung kann der Debris aus der Lithographievorrichtung herausgehalten werden. Es muß lediglich das Filter ausgewechselt werden, wenn sich soviel Debris auf dem Filter abgelagert hat, dass die Transmission nicht mehr hinreichend ist. Extremely ultraviolet light (EUV light) will be intensified in the future Large series lithography for the production of semiconductor structures and components with structure sizes below 70 nm can be used. This will in particular radiation of a wavelength around 13 nm can be used. For the operation of corresponding production systems are becoming narrowband Spectral filters with a sufficient lifespan are required. they are necessary because all previously known sources of extremely ultraviolet light unite have a very low efficiency, which is reflected in a high level Heat load and debris expresses and secondly in a large undesirable Radiation component outside of that for lithography with extremely ultraviolet Light required radiation band. Debris is any material z. B. understood ceramics or metals, due to the high energy input is atomized to produce the extremely ultraviolet light and itself on the optical elements and, for example, in the lithography chamber as Layer. By using a filter as a partition between the radiation source and the lithography device Debris can be kept out of the lithography device. It must just replace the filter when there is so much debris on the Filter has deposited that the transmission is no longer sufficient.

Optische Filter für den infraroten, den sichtbaren und auch den ultravioletten Wellenlängenbereich sind seit langem bekannt. In der Regel werden dazu transparente Substrate mit einer Schicht versehen, die einen wellenlängenabhängigen Transmissionsgrad aufweist, d. h. bei der die Transmission beginnend bei einer bestimmten Wellenlänge steil ansteigt bzw. steil abfällt. Schichten mit solchen Transmissionskanten werden vielfältig als optische Tiefpaßfilterschichten verwendet, da sie nur Licht ab einer bestimmten Wellenlänge oder innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereiches hindurchlassen. Optical filters for the infrared, the visible and also the ultraviolet Wavelength ranges have been known for a long time. They usually do this Provide transparent substrates with a layer that a has wavelength-dependent transmittance, d. H. where the Transmission increases steeply starting at a certain wavelength or drops steeply. Layers with such transmission edges are diverse as optical low-pass filter layers are used because they only light from a certain Wavelength or within a certain wavelength range let through.

Gerade für den ultravioletten Wellenlängenbereich sind diverse Filter bekannt, die beispielsweise in Sonnenbrillen oder in Sonnenbänken Verwendung finden. Various filters are known especially for the ultraviolet wavelength range, which are used for example in sunglasses or in sunbeds.

So ist z. B. aus der EP 0 267 655 A2 ein Filter aus Kunststofffolie mit UV- absorbierenden Pigmenten bekannt, die bei 320 bis 400 nm transparent ist und bei 290 bis 320 nm absorbiert, so dass nur die relativ unschädliche UVA- Strahlung durchgelassen wird. So z. B. from EP 0 267 655 A2 a filter made of plastic film with UV absorbent pigments known, which is transparent at 320 to 400 nm and absorbed at 290 to 320 nm, so that only the relatively harmless UVA Radiation is allowed through.

Aus der US 5,182,670 ist ein Schmalbandfilter für ultraviolettes Licht bekannt, das aus mindestens zwei Al_XGa_(1-X)N-Schichten mit unterschiedlichem Aluminiumgehalt und beliebiger Dicke besteht. Durch die Variation des Aluminiumgehaltes ändert sich die Bandlücke dieses Halbleiters und damit die Wellenlänge des transmittierten Lichtes im Bereich von 270 bis 365 nm. Durch die Kombination von mindestens zwei Schichten können beliebige Transmissionen bzw. Reflexionen eingestellt werden. From US 5,182,670 a narrow band filter for ultraviolet light is known, which consists of at least two Al _X Ga _(1-X) N layers with different aluminum content and any thickness. By varying the aluminum content, the band gap of this semiconductor and thus the wavelength of the transmitted light changes in the range from 270 to 365 nm. By combining at least two layers, any transmissions or reflections can be set.

Bei dem Tiefpaßfilter für den UV-Bereich, der in der US 5,978,134 beschrieben wird, wird die Plasmonenfrequenz von Metall als Grenzfrequenz für die Reflexion genutzt. Dazu werden vor allen Dingen Erdalkali- oder Alkalimetalle eingesetzt. Zusätzlich kann auf dem Tiefpaßfilter ein Interferenzsystem aus MgO oder Al₂O₃ und MgF2 oder auch Al₂O₃ und SiO₂ aufgebracht sein. In the low-pass filter for the UV range, which is described in US Pat. No. 5,978,134, the plasmon frequency of metal is used as the cutoff frequency for the reflection. Above all, alkaline earth or alkali metals are used for this. In addition, an interference system made of MgO or Al ₂ O ₃ and MgF2 or also Al ₂ O ₃ and SiO ₂ can be applied to the low-pass filter.

Die DE 44 10 275 A1 offenbart ein Dünnschichtbandpaßfilter für den ultravioletten Wellenlängenbereich, der bei 320 bis 430 nm transparent ist. Die Filterkante wird durch eine Absorptionskante des Materials einer Dünnschicht realisiert und deren spektrale Lage durch Einstellung der Zusammensetzung des Materials der Dünnschicht festgelegt. Dabei ergibt eine Komponente des Materials eine Absorptionskante oberhalb der gewünschten spektralen Lage und die andere Komponente eine Absorptionskante unterhalb der gewünschten spektralen Lage. Bevorzugte Materialien sind Oxide, Fluoride, Sulfide und Oxinitride von Metallen, insbesondere Ta₂O₅, Nb₂O₅, TaO_XN_Y, HfO_XN_Y, ZrO_XN_Y, TiO₂ und ZnS. Ganz besonders bevorzugt werden Nb₂O₅/ Ta₂O₅ Einzelschichten einer Dicke zwischen 53,8 nm und 85 nm auf 53 bis 138 nm dicken SiO₂-Schichten. Diese Schichtsysteme weisen Wiederholfaktoren zwischen 1 und 5 auf, um zusätzlich Interferenzeffekte ausnützen zu können. DE 44 10 275 A1 discloses a thin-film bandpass filter for the ultraviolet wavelength range, which is transparent at 320 to 430 nm. The filter edge is realized by an absorption edge of the material of a thin layer and its spectral position is determined by adjusting the composition of the material of the thin layer. One component of the material results in an absorption edge above the desired spectral position and the other component results in an absorption edge below the desired spectral position. Preferred materials are oxides, fluorides, sulfides and oxynitrides of metals, in particular Ta ₂ O ₅ , Nb ₂ O ₅ , TaO _X N _Y , HfO _X N _Y , ZrO _X N _Y , TiO ₂ and ZnS. Nb ₂ O ₅ / Ta ₂ O ₅ individual layers with a thickness between 53.8 nm and 85 nm on SiO ₂ layers with a thickness of 53 to 138 nm are very particularly preferred. These layer systems have repeat factors between 1 and 5 in order to be able to take advantage of additional interference effects.

Im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich wird mit reflektierenden Viellagensystemen, insbesondere aus Molybdän- und Siliziumlagen gearbeitet. Diese haben den Nachteil, dass sie in ihrer Herstellung sehr aufwendig und kostenintensiv sind. Daher müssen solche Spiegel zur Verminderung der Strahlungslast und damit der Erhöhung der Lebensdauer gegen unerwünschte spektrale Anteile geschützt werden. Verschärft wird diese Anforderung dadurch, dass die Spiegel Strahlung mit Photonenenergien < 10 eV mit unerwünscht hoher Effizienz reflektieren. Außerdem führt auch die Verunreinigung durch Debris in kürzester Zeit dazu, dass der Spiegel nicht mehr einsetzbar ist. Dadurch werden sehr hohe Kosten und Stillstandzeiten verursacht, die bei einem Einsatz der EUV-Lithographie für die Massenproduktion nicht tragbar sind. In the extremely ultraviolet wavelength range, reflective Multi-layer systems, in particular made of molybdenum and silicon layers. These have the disadvantage that they are very complex to manufacture and are expensive. Therefore, such mirrors must be used to reduce the Radiation load and thus increasing the lifespan against unwanted spectral components are protected. This requirement is being tightened in that the mirror has radiation with photon energies <10 eV reflect undesirably high efficiency. In addition, the Debris contamination in a very short time means that the mirror does not is more usable. This means very high costs and downtimes caused when using EUV lithography for the Mass production is not sustainable.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Filter bereitzustellen, der einfach im Aufbau ist und bei Einsatz in EUV- Strahlungsquellen vor weiteren optischen Elementen, wie beispielsweise Spiegeln, ein Wellenlängenband bestimmter Breite vorselektiert. Ferner ist es Aufgabe, Einsatzbereiche für einen derartigen Filter aufzuzeigen. It is therefore an object of the present invention to provide an optical filter to provide, which is simple in construction and when used in EUV Radiation sources in front of other optical elements, such as Mirror, a wavelength band of a certain width is preselected. Furthermore, it is Task to show areas of application for such a filter.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen optischen Filter für den extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, der sich dadurch auszeichnet, dass er mindestens aus eine zwischen zwei Siliziumschichten angeordnete Niob- oder Molybdänschicht aufweist. Außerdem wird die Aufgabe durch Verwendungen gemäß Anspruch 19 und Anspruch 20 gelöst. This task is solved by an optical filter for the extreme ultraviolet wavelength range, which is characterized in that it at least one niobium or arranged between two silicon layers Has molybdenum layer. In addition, the task is through uses solved according to claim 19 and claim 20.

Zur Erreichung einer maximalen Transmission im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere in einem Energieband um 92 eV und maximaler Absorption außerhalb dieses Bandes werden die Filtereigenschaften der Materialien Niob oder Molybdän und Silizium kombiniert. Durch die Verwendung von Niob oder Molybdän im Filter wird erreicht, dass die Transmission zu kleineren Photonenenergien stark abnimmt. Durch die Verwendung von Silizium im Filter wird erreicht, dass die Transmission dagegen zu höheren Photonenenergien stark abnimmt. To achieve maximum transmission in the ultra ultraviolet Wavelength range, especially in an energy band around 92 eV and Maximum absorption outside of this band will be the filter properties of the materials niobium or molybdenum and silicon combined. Through the Use of niobium or molybdenum in the filter ensures that the Transmission to smaller photon energies decreases sharply. Through the Use of silicon in the filter ensures that the transmission on the other hand decreases sharply to higher photon energies.

Die Siliziumschichten sind vorzugsweise dicker als die Niob- oder Molybdänschicht, damit die Photonen zu höheren Energien hin in vergleichbarem Maße wie zu niedrigen Energien hin absorbiert werden. Da außerdem das Niob oder das Molybdän zwischen zwei Siliziumschichten angeordnet ist, wird die Oxidation des Niobs oder Molybdäns wirksam verhindert, was zu einer höheren Lebensdauer des Filters führt. The silicon layers are preferably thicker than the niobium or Molybdenum layer, so that the photons in to higher energies comparable to how they are absorbed towards low energies. There also the niobium or the molybdenum between two silicon layers the oxidation of the niobium or molybdenum is effectively prevented, which leads to a longer service life of the filter.

Bemerkenswert ist, dass eine relativ schmale spektrale Charakteristik des optischen Filters erreicht wird, obwohl nur die Absorptionseffekte der Filterschichten genutzt werden. Üblicherweise behilft man sich gerade auch im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit Beugungsgittern (Diffraktion) oder Viellagenspiegeln (Reflektion) aus beispielsweise Silizium und Molybdän. Nach der Filterung der Eingangsstrahlung, z. B. der Strahlung einer Synchrotronstrahlungsquelle durch den erfindungsgemäßen Filter steht schmalbandige Strahlung mit hoher Intensität zur Verfügung. Zugunsten höherer Intensität ist die Bandbreite zwar höher als der Bandpaß der nachfolgend angeordneten optischen Elemente, wie z. B. Mo/Si-Spiegel, es findet aber bereits eine Einengung auf den extrem ultravioletten Spektralbereich statt. Insbesondere sind die Anteile im Sichtbaren (VIS), im Ultravioletten (UV) und Tiefultravioletten (DUV) auf nahe Null reduziert. It is noteworthy that a relatively narrow spectral characteristic of the optical filter is achieved, although only the absorption effects of the Filter layers are used. Usually you help yourself in extremely ultraviolet wavelength range with diffraction gratings (diffraction) or multilayer mirrors (reflection) made of, for example, silicon and molybdenum. After filtering the input radiation, e.g. B. the radiation one Synchrotron radiation source through the filter according to the invention narrow-band radiation with high intensity available. In favor of higher intensity, the bandwidth is higher than the bandpass filter subsequently arranged optical elements, such as. B. Mo / Si mirror, it but already finds a narrowing on the extremely ultraviolet Spectral range instead. In particular, the parts in the visible (VIS), in Ultraviolet (UV) and deep ultraviolet (DUV) reduced to almost zero.

Der erfindungsgemäße Filter kann auch als Schutz vor Debris eingesetzt werden. Dazu sollte der erfindungsgemäße Filter z. B. als Abschluß der EUV- Strahlungsquelle angeordnet werden, so dass jeglicher Debris aufgehalten wird und verhindert wird, dass der Debris sich auf den nachfolgenden optischen Elementen ablagert. The filter according to the invention can also be used as protection against debris become. For this purpose, the filter according to the invention should, for. B. as a conclusion of the TEU Radiation source should be arranged so that any debris is stopped and prevents the debris from affecting the subsequent optical Elements.

Speziell läßt sich der erfindungsgemäße Filter in Beleuchtungssystemen oder auch Projektionsbelichtungsanlagen für EUV-Licht, insbesondere zur Lithographie für die Halbleiterbauteilproduktion einsetzen. Dabei kann es sich um herkömmliche Systeme, aber auch um neuartige Systeme handeln wie sie z. B. für das Belichtungssystem in der DE 199 48 240.3 oder z. B. für das Projektionssystem in der DE 101 00 265.3 beschrieben sind. Der optische Filter wird vorteilhafterweise an Positionen mit geringem Strahlquerschnitt aber außerhalb von Strahltaillen und Brennpunkten angeordnet. Vorzugsweise dient er neben der spektralen Einengung des Strahls zur vakuumtechnischen Trennung der EUV-Quelle und der Beleuchtungsoptik oder auch der Projektionsoptik und des resistbeschichteten Wafers. In particular, the filter according to the invention can be used in lighting systems or also projection exposure systems for EUV light, especially for Use lithography for semiconductor component production. It can be they act as conventional systems, but also as novel systems z. B. for the exposure system in DE 199 48 240.3 or z. B. for that Projection system are described in DE 101 00 265.3. The optical one Filters are advantageously placed in positions with a small beam cross-section but located outside of beam waists and focal points. Preferably In addition to the spectral narrowing of the beam, it is used for vacuum technology Separation of the EUV source and the lighting optics or the Projection optics and the resist-coated wafer.

Da der erfindungsgemäße Filter aus leicht verfügbaren und relativ preiswerten Materialien besteht und ohne großen Aufwand mit üblichen Beschichtungstechniken hergestellt werden kann, da keine besonderen Fertigungstoleranzen einzuhalten sind, ist er für die Anwendung in der Großserienlithographie geeignet. Since the filter according to the invention from readily available and relatively inexpensive Materials exist and with little effort with usual Coating techniques can be made as no special ones Manufacturing tolerances must be observed, it is for use in the Suitable for large series lithography.

Vorteilhafterweise hält man bei der Wahl der Schichtdicken des Niob und des Siliziums folgende Beziehung ein:

dSi = dNb.e^k.dNb
mit
dSi Siliziumschichtdicke (in nm)
dNb Niobschichtdicke (in nm)
und 0,006 < k < 0,06
bzw. für Molybdän und Silizium:
dSi = dMo.e^k.dMo
mit
dSi Siliziumschichtdicke (in nm)
dMo Molybdänschichtdicke (in nm)
und 0,006 < k < 0,06
When choosing the layer thicknesses of niobium and silicon, the following relationship is advantageously maintained:

dSi = dNb.e ^k.dNb
With
dSi silicon layer thickness (in nm)
dNb niobium layer thickness (in nm)
and 0.006 <k <0.06
or for molybdenum and silicon:
dSi = dMo.e ^k.dMo
With
dSi silicon layer thickness (in nm)
dMo molybdenum layer thickness (in nm)
and 0.006 <k <0.06

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die mindestens drei Schichten selbsttragend. Es hat sich herausgestellt, dass bei den meisten Dicken- zu Breitenverhältnissen der erfindungsgemäßen optischen Filter durch die mindestens drei Schichten eine hinreichende mechanische Stabilität erhält, so dass maximale Abmessungen in der Filterebene, z. B. Durchmesser zwischen 1 cm und 4 cm möglich sind. Für besondere Anwendungen hat es sich aber als vorteilhaft erwiesen, wenn die mindestens drei Schichten auf einer Stützstruktur aufgebracht sind. Dies ist insbesondere wichtig, wenn das Filter außergewöhnlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist oder Filter mit z. B. großen Durchmessern bzw. Breiten/Längen verlangt werden, bei denen die Erhöhung der Schichtdicken bei vergleichbarer mechanischer Stabilität zu einer höheren Transmissionsverminderung führen würde als durch eine Stützstruktur verursacht wird. Besonders bewährt haben sich als Stützstrukturen netzförmige Strukturen aus Nickel. Bei Filtern mit Stützstruktur können maximale Abmessungen in der Ebene zwischen 8 cm und 14 cm erreicht werden. In a preferred embodiment, the at least three layers self-supporting. It has been found that at most thicknesses too Width ratios of the optical filter according to the invention by the at least three layers receive sufficient mechanical stability, so that maximum dimensions in the filter plane, e.g. B. diameter between 1 cm and 4 cm are possible. For special applications, however, it has proven to be proven advantageous if the at least three layers on one Support structure are applied. This is especially important if the filter exposed to exceptional mechanical loads or using filters z. B. large diameters or widths / lengths are required the increase in layer thicknesses with comparable mechanical stability would result in a higher transmission reduction than by one Support structure is caused. Have proven particularly useful as Support structures net-like structures made of nickel. For filters with a support structure can have maximum dimensions in the plane between 8 cm and 14 cm can be achieved.

Die für die Anwendung in der EUV-Lithographie besten Ergebnisse sowohl hinsichtlich des Transmissionsverlaufes als auch der mechanischen Stabilität wurden mit Siliziumschichten einer Dicke zwischen 50 und 100 nm, bevorzugt 70 und 90 nm sowie einer Niob- oder Molybdänschichtdicke zwischen 10 bis 40 nm, bevorzugt 20 und 30 nm erreicht. The best results for use in EUV lithography both with regard to the transmission course as well as the mechanical stability were preferred with silicon layers between 50 and 100 nm thick 70 and 90 nm and a niobium or molybdenum layer thickness between 10 to 40 nm, preferably 20 and 30 nm reached.

Für Strahlungsquellen ausgesprochen hoher Brillanz, wie z. B. Synchrotrons, kann es aber auch notwendig sein, Filter einzusetzen, deren Niob- oder Molybdänschicht eine Dicke von einigen 100 nm und deren Siliziumschichten Dicken von mehreren 100 nm aufweisen. Extremely high brilliance for radiation sources, e.g. B. synchrotrons, it may also be necessary to use filters whose niobium or Molybdenum layer with a thickness of a few 100 nm and its silicon layers Have thicknesses of several 100 nm.

Es kann von Vorteil sein, wenn der optische Filter auf mindestens einer Seite mindestens eine weitere Schicht aufweist, die Schutzfunktion hat, ohne wesentlichen Einfluß auf die Transmission des optischen Filters zu haben. Diese Schutzschichten können sich z. B. durch Ablagerungen von insbesondere Kohlenstoff und Sauerstoff aus der Atmosphäre bilden, wobei der Sauerstoff in der Regel die Filteroberflächen oxidiert und die Lebensdauer des optischen Filters verlängern. Die Schutzschichten können auch gezielt auf dem optischen Filter aufgebracht sein. Dabei sind Schichtdicken zwischen 1 nm und 100 nm zu empfehlen. Es besteht die Möglichkeit, alle bekannten Methoden der Vermeidung von Kontamination von Siliziumschichten auch an dem optischen Filter anzuwenden. Dadurch wären Lebensdauer von > 10000 h zu erwarten. It can be beneficial if the optical filter is on at least one side has at least one further layer which has a protective function without to have a significant influence on the transmission of the optical filter. These protective layers can z. B. by deposits of in particular Form carbon and oxygen from the atmosphere, the oxygen in usually the filter surfaces are oxidized and the life of the optical Extend the filter. The protective layers can also be targeted on the optical Filters applied. Layer thicknesses are between 1 nm and 100 nm to recommend. It is possible to use all known methods of Avoiding contamination of silicon layers also on the optical Apply filters. This would result in a lifespan of> 10000 h.

Besonders bevorzugt werden optische Filter, die auf mindestens einer Seite des Filters eine Rutheniumschicht oder eine Rhodiumschicht aufweisen. Vorteilhafterweise weisen diese Schichten eine Dicke zwischen 1 nm bis 50 nm, vorzugsweise 1 bis 20 nm, auf. Durch diese Schutzschichten wird nicht nur die mechanische Stabilität des Filters erhöht, sondern auch die Lebensdauer des Filters bei Bestrahlung mit insbesondere extrem ultravioletter Strahlung erhöht, da insbesondere die Oxidation durch Sauerstoff unterbunden wird. Sowohl die Ruthenium- als auch die Rhodiumschichten wirken sich außerdem auf die spektrale Charakteristik des Filters aus, indem durch sie der spektrale Bereich zwischen ca. 50 eV und 80 eV unterdrückt wird. Dies führt zu einer schmaleren spektralen Charakteristik des Filters. Allerdings verschlechtert sich die Transmission des Filters. Optical filters which are located on at least one side of the Filters have a ruthenium layer or a rhodium layer. These layers advantageously have a thickness between 1 nm and 50 nm, preferably 1 to 20 nm. These protective layers will not only increases the mechanical stability of the filter, but also that Lifespan of the filter when exposed to, in particular, extremely ultraviolet Radiation increases, since oxidation by oxygen in particular is prevented becomes. Both the ruthenium and rhodium layers work also on the spectral characteristics of the filter by the spectral range between about 50 eV and 80 eV is suppressed. this leads to to a narrower spectral characteristic of the filter. Indeed the transmission of the filter deteriorates.

Es hat sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Filter auf mindestens einer Seite eine Schutzschicht aus Kohlenstoff aufweist. Vorzugsweise hat sie eine Dicke zwischen 1 nm und 50 nm. Sie kann gezielt während der Herstellung des optischen Filters beispielsweise als äußerste Schicht aufgebracht werden. Auch die mindestens eine Kohlenstoffschicht erhöht sowohl die mechanische Stabilität als auch die Lebensdauer des Filters und verhindert die Oxidation der Filteroberflächen durch Sauerstoff aus der Atmosphäre. It has also proven to be advantageous if the filter is at least has a protective layer of carbon on one side. Preferably she has a thickness between 1 nm and 50 nm. You can selectively during the Production of the optical filter, for example, as the outermost layer be applied. The at least one carbon layer also increases both the mechanical stability and the service life of the filter and prevents oxidation of the filter surfaces by oxygen from the The atmosphere.

Ob der Filter nur auf einer oder auf beiden Seiten eine Ruthenium-, Rhodium- oder Kohlenstoffschicht aufweist, entscheidet sich danach, in welcher Umgebung der Filter eingesetzt wird und welchen Einflüssen die jeweilige Seite ausgesetzt ist. Whether the filter has a ruthenium, rhodium or or carbon layer, decides which one Environment of the filter is used and what influences the respective Side is exposed.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen der Rutheniumschicht- oder Rhodiumschicht und der Siliziumschicht eine Schicht aus einer Verbindung, die Bor, Kohlenstoff, Stickstoff oder Sauerstoff einzeln oder in Kombination enthält, als Diffusionsbarriere vorzusehen. Diese Diffusionsbarriere dient dazu, die Diffusion des Siliziums in die Ruthenium- bzw. Rhodiumschicht zu verhindern, die dort zu einer Ruthenium- bzw. Rhodium-Siliziumlegierung verändert wird, wodurch die Filtereigenschaften und die Lebensdauer des optischen Filters beeinträchtigt werden könnten. Da die vorgeschlagenen Diffusionsbarrieren-Materialien im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich nicht nennenswert absorbieren, ist ihre Wirkung auf die spektrale Charakteristik des Filters vernachlässigbar. It has proven to be advantageous between the ruthenium layer or Rhodium layer and the silicon layer a layer of a compound that Boron, carbon, nitrogen or oxygen individually or in combination contains to provide as a diffusion barrier. This diffusion barrier serves to diffusion of the silicon into the ruthenium or rhodium layer prevent there to a ruthenium or rhodium silicon alloy is changed, which affects the filter properties and the life of the optical filter could be affected. Because the proposed Diffusion barrier materials in the extremely ultraviolet wavelength range not absorb significantly, is their effect on the spectral Characteristic of the filter negligible.

Die Materialien Stickstoff und Sauerstoff können dadurch aufgebracht werden, daß der Filter vor dem Aufbringen der Schutzschicht über eine vorgegebene Zeit einem entsprechenden Gas, beispielsweise einer Stickstoff- Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt wird. The materials nitrogen and oxygen can be applied by that the filter before applying the protective layer over a predetermined Time a corresponding gas, for example a nitrogen Exposed to oxygen atmosphere.

Wenn die Siliziumschicht kurzzeitig an die Atmosphäre gebracht wird, bildet sich eine Siliziumdioxidschicht aus, deren Dicke maximal 15 Angström beträgt. Über die Zeitdauer, die die Siliziumschicht der Atmosphäre ausgesetzt wird, kann die Dicke im Bereich zwischen 1 und 15 Angström, bevorzugt zwischen 5 und 10 Angström Dicke eingestellt werden. Der Vorteil der Siliziumoxidschicht besteht darin, daß die Herstellung im Vergleich zu dem Aufbringen anderer Materialien deutlich vereinfacht und kostengünstiger ist. When the silicon layer is briefly released into the atmosphere, forms a silicon dioxide layer with a maximum thickness of 15 angstroms is. Over the period of time that the silicon layer is exposed to the atmosphere , the thickness may range between 1 and 15 angstroms can be set between 5 and 10 angstroms thick. The advantage of Silicon oxide layer is that the production compared to that Applying other materials is significantly simplified and less expensive.

Vorzugsweise weisen die Diffusionsbarrieren eine Dicke zwischen 1 und 50 nm, vorzugsweise zwischen 1 und 10 nm auf. Dadurch wird auch die mechanische Stabilität des Filters weiter erhöht. The diffusion barriers preferably have a thickness between 1 and 50 nm, preferably between 1 and 10 nm. This also makes the mechanical stability of the filter further increased.

Durch eine Gasfüllung der Umgebung der optischen EUV-Komponenten mit Ar und/oder Kr ist eine weitere Verbesserung der Filterwirkung der erfindungsgemäßen Filter möglich. Der Fülldruck liegt vorzugsweise bei 0,1 bis 10^-8 Torr. A gas filling of the surroundings of the optical EUV components with Ar and / or Kr makes it possible to further improve the filter effect of the filters according to the invention. The filling pressure is preferably 0.1 to 10 ^-8 torr.

Als allgemeine Schichtfolge ergibt sich (mit Alternativen in runden Klammern): (Ar, Kr)/(Ru, Rh)/Si/(Nb, Mo)/Si/(Ru, Rh)/(Ar, Kr) mit (B, C, N, O) an den Grenzflächen. Je nach Anwendung können einzelne oder auch mehrere der genannten Komponenten wegfallen oder können auch vertauscht werden. Optimale Filterwirkung und Lebensdauer wird aber besonders durch die geeignete Kombination möglichst vieler Komponenten in obiger Reihenfolge erreicht. The general layer sequence is (with alternatives in round Parentheses): (Ar, Kr) / (Ru, Rh) / Si / (Nb, Mo) / Si / (Ru, Rh) / (Ar, Kr) with (B, C, N, O) at the interfaces. Depending on the application, individual or several of the components mentioned are omitted or can also be interchanged become. Optimal filter effect and lifespan is particularly characterized by the suitable combination of as many components as possible in the above Order reached.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. Show this

Fig. 1a, b, c, d die spektralen Charakteristika der Einzelschichten und der daraus zusammengesetzten Filter; FIG. 1a, b, c, d, the spectral characteristics of the individual layers and the filters composed thereof;

Fig. 2a die spektralen Charakteristika eines Filters ohne Stützstruktur und mit Stützstruktur; 2a shows the spectral characteristics of a filter without supporting structure and support structure.

Fig. 2b die spektrale Charakteristik eines Filters mit Rhodiumbeschichtung; FIG. 2b shows the spectral characteristic of a filter with rhodium coating;

Fig. 3a, b die Wirkung verschiedener Filter bei Anordnung an einer Synchrotronstrahlungsquelle; Fig. 3a, b, the effect of various filters in assembly to a synchrotron radiation source;

Fig. 4a, b den Aufbau verschiedener Filter; und FIG. 4a, b the construction of various filter; and

Fig. 5 ein optisches System mit Filter. Fig. 5 shows an optical system with a filter.

Es wurden erste Testfilter hergestellt, die aus einer 28,6 nm dicken Zirkonschicht (stellvertretend für eine Niob- bzw. Molybdänschicht) bestehen, die zwischen einer 81,5 nm und einer 82,1 nm dicken Siliziumschicht angeordnet ist. Beim Kontakt mit der Atmosphäre lagern sich auf beiden Filterseiten ca. 1,5 nm dicke Sauerstoffschichten sowie 0,5 nm dicke Kohlenstoffschichten ab, wobei der Sauerstoff mit dem Silizium zu Siliziumoxid reagiert. Da die Zirkonschicht (stellvertretend für eine Niob- bzw. Molybdänschicht) von den Siliziumschichten eingeschlossen ist, wird sie von dem abgelagerten Sauerstoff nicht oxidiert. Die Filter haben einen Durchmesser von 5 mm und sind mechanisch so stabil, dass mehrere Transporte per Post und die mehrfache Handhabung in verschiedenen Laboren schadlos überstanden wurden. The first test filters were made that were 28.6 nm thick Zirconium layer (representative of a niobium or molybdenum layer), that between an 81.5 nm and an 82.1 nm thick silicon layer is arranged. When they come into contact with the atmosphere, they lie on both Filter sides approx. 1.5 nm thick oxygen layers and 0.5 nm thick Carbon layers, whereby the oxygen increases with the silicon Silicon oxide reacts. Since the zirconium layer (representative of a niobium or Molybdenum layer) is enclosed by the silicon layers, it is by the oxidized oxygen is not oxidized. The filters have one Diameter of 5 mm and are mechanically so stable that several Transport by post and multiple handling in different laboratories survived without damage.

Es wurden auch weitere Testfilter hergestellt, die zusätzlich zu den Silizium- und Zirkonschichten (stellvertretend für die Niob- oder Molybdänschichten) der ersten Testfilter auf den Außenseiten beider Siliziumschichten jeweils eine Rhodiumschicht einer Dicke von 5 nm aufwiesen. Bei Kontakt mit der Atmosphäre lagern sich wegen der geringen Oxidation von Rhodium auf beiden Seiten lediglich Kohlenstoffschichten einer Dicke von etwa 0,5 nm ab. Additional test filters were also manufactured, which in addition to the silicon and zircon layers (representative of the niobium or molybdenum layers) the first test filter on the outside of both silicon layers one each Rhodium layer had a thickness of 5 nm. When contacting the Atmospheres accumulate due to the low oxidation of rhodium from both sides only carbon layers with a thickness of about 0.5 nm.

Da Untersuchungen gezeigt haben, dass die optischen Eigenschaften von Rhodium und Ruthenium im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere um 92 eV sehr ähnlich sind, wurde stellvertretend ein Testfilter mit Rhodiumschichten gewählt. Die diesbezüglichen Ausführungen gelten auch für Filter mit Rutheniumschichten. Since studies have shown that the optical properties of Rhodium and ruthenium in the extremely ultraviolet wavelength range, A test filter was used as a representative, especially around 92 eV with layers of rhodium. The explanations in this regard also apply for filters with ruthenium layers.

In Fig. 1a ist die spektrale Charakteristik der Einzelmaterialien Silizium, Niob, Sauerstoff und Kohlenstoff in den oben angegebenen Dicken gezeigt. Außerdem ist die spektrale Charakteristik des sich daraus ergebenden Filters dargestellt. Wie in Fig. 1a zu erkennen ist, nimmt die Transmission von Niob ab ca. 70 eV zu kleineren Photonenenergien hin stark ab. Die Transmission von Silizium nimmt dagegen von 98 eV zu höheren Photonenenergien hin stark ab. Die Transmission der Sauerstoffschicht ist in dem relevanten Bereich um 92 eV (entspricht 13 nm) annähernd konstant. Dass der Sauerstoff das Silizium oxidiert, hat auf die Transmission keinen Einfluss; es kommt lediglich auf die Anzahl der vorhandenen Atome an. Die Transmission der Kohlenstoffschicht ist in erster Näherung konstant gleich 1. Der spektrale Einfluß sowohl der dünnen, natürlichen Sauerstoff- als auch Kohlenstoffschicht ist also sehr gering. Diese Schichten wirken sich aber positiv auf die Lebensdauer des optischen Filters sowohl an der Atmosphäre als auch im Vakuum unter EUV-Bestrahlung aus. Der Filter führt dazu, dass für das Energieband um 92 eV eine Transmission von mehr als 60% vorhanden ist. Unterhalb von 50 eV und oberhalb von 100 eV liegt die Transmission deutlich unter 10%. Erst oberhalb von 250 eV steigt die Transmission wieder auf über 10% an. Da aber keine der heute bekannten Quellen, die für die Verwendung als Lichtquelle für die EUV-Lithographie in Frage kommen, in diesem Energiebereich nennenswerte Flüsse aufweist, ist dies von untergeordneter Bedeutung. In Fig. 1a, the spectral characteristics of the individual materials silicon, niobium, oxygen and carbon is shown in the above-mentioned thicknesses. In addition, the spectral characteristics of the resulting filter are shown. As can be seen in FIG. 1a, the transmission of niobium decreases sharply from approx. 70 eV to smaller photon energies. The transmission of silicon, on the other hand, drops sharply from 98 eV to higher photon energies. The transmission of the oxygen layer is approximately constant in the relevant range around 92 eV (corresponds to 13 nm). The fact that the oxygen oxidizes the silicon has no influence on the transmission; all that matters is the number of atoms present. In the first approximation, the transmission of the carbon layer is constantly equal to 1. The spectral influence of both the thin, natural oxygen and carbon layers is therefore very slight. However, these layers have a positive effect on the service life of the optical filter both in the atmosphere and in a vacuum under EUV radiation. The filter means that the energy band around 92 eV has a transmission of more than 60%. The transmission is clearly below 10% below 50 eV and above 100 eV. Only above 250 eV does the transmission rise again to over 10%. However, since none of the sources known today, which are suitable for use as a light source for EUV lithography, has appreciable rivers in this energy range, this is of minor importance.

In der Fig. 1b ist die spektrale Charakteristik der Einzelmaterialien Silizium, Molybdän, Sauerstoff und Kohlenstoff in den oben angegebenen Dicken hergestellt. Außerdem ist die spektrale Charakteristik des sich daraus ergebenden Filters dargestellt. Wie Fig. 1b zu entnehmen ist, nimmt die Transmission von Molybdän ab ca. 70 eV zu kleineren Photonenenergien hin stark ab. Die Transmission von Silizium nimmt dagegen von 98 eV zu höheren Photonenenergien hin stark ab. Die Transmission der Sauerstoffschicht ist in dem relevanten Bereich um 92 eV (entspricht 13 nm) annähernd konstant. Daß der Sauerstoff das Silizium oxidiert, hat auf die Transmission keinen Einfluß; es kommt lediglich auf die Anzahl der vorhandenen Atome an. Die Transmission der Kohlenstoffschicht ist in erster Näherung konstant gleich 1. Der spektrale Einfluß sowohl der dünnen, natürlichen Sauerstoff als auch Kohlenstoffschicht ist also sehr gering. Diese Schichten wirken sich aber positiv auf die Lebensdauer des optischen Filters sowohl an der Atmosphäre als auch im Vakuum unter EUV-Bestrahlung aus. Der Filter führt dazu, daß für das Energieband um 92 eV eine Transmission von mehr als 60% vorhanden ist. Unterhalb von 50 eV und oberhalb von 100 eV liegt die Transmission deutlich unter 10%. Erst oberhalb von 200 eV steigt die Transmission wieder auf über 10% an. Da aber keine der heute bekannten Quellen, die für die Verwendung als Lichtquelle für die EUV-Lithographie in Frage kommen, in diesem Energiebereich nennenswerte Flüsse aufweist, ist dies von untergeordneter Bedeutung. In FIG. 1b, the spectral characteristics of the individual materials silicon, molybdenum, oxygen, and carbon is produced in the above-mentioned thicknesses. In addition, the spectral characteristics of the resulting filter are shown. As can be seen in FIG. 1b, the transmission of molybdenum decreases sharply from approximately 70 eV to smaller photon energies. The transmission of silicon, on the other hand, drops sharply from 98 eV to higher photon energies. The transmission of the oxygen layer is approximately constant in the relevant range around 92 eV (corresponds to 13 nm). The fact that the oxygen oxidizes the silicon has no influence on the transmission; all that matters is the number of atoms present. In the first approximation, the transmission of the carbon layer is constantly equal to 1. The spectral influence of both the thin, natural oxygen and the carbon layer is therefore very slight. However, these layers have a positive effect on the service life of the optical filter both in the atmosphere and in a vacuum under EUV radiation. The filter means that the energy band around 92 eV has a transmission of more than 60%. The transmission is clearly below 10% below 50 eV and above 100 eV. Only above 200 eV does the transmission rise again to over 10%. However, since none of the sources known today, which are suitable for use as a light source for EUV lithography, has appreciable rivers in this energy range, this is of minor importance.

In den Fig. 1c und d ist jeweils die spektrale Charakteristik von Rhodium mit aufgetragen und außerdem die spektrale Charakteristik des sich daraus ergebenden Filters. Wegen der geringen Oxidation des Rutheniums bildet sich auf der Filteroberfläche nur eine Kohlenstoffschicht. Um den Preis einer reduzierten Transmission, die im Maximum etwa 55% beträgt, erhält man eine schmalere spektrale Charakteristik. Die Transmission im Bereich zwischen 50 eV und 80 eV ist gegenüber dem ersten Testfilter deutlich reduziert. The spectral characteristic of rhodium is also plotted in FIGS. 1c and d, and also the spectral characteristic of the filter resulting therefrom. Because of the low oxidation of the ruthenium, only a carbon layer forms on the filter surface. A narrower spectral characteristic is obtained at the price of a reduced transmission, which is a maximum of about 55%. The transmission in the range between 50 eV and 80 eV is significantly reduced compared to the first test filter.

In Fig. 2a sind die spektralen Charakteristika für Filter ohne Stützstruktur und Filter mit Stützstruktur dargestellt. Dabei werden auch die theoretisch berechneten Werte mit experimentell gemessenen Werten verglichen. Bei der Stützstruktur handelt es sich um eine netzförmige Stützstruktur aus Nickel, deren Netzweite 70 Linien/Zoll entspricht. Die Erhöhung der mechanischen Stabilität, die durch die netzförmige Stützstruktur erreicht wird, geht mit einem Verlust von 20% der Transmission gegen über Filtern ohne Stützstruktur einher. In Fig. 2a, the spectral characteristics for filters without support structure and the filter are shown with the support structure. The theoretically calculated values are also compared with experimentally measured values. The support structure is a reticulated support structure made of nickel, the mesh width of which corresponds to 70 lines / inch. The increase in mechanical stability achieved by the reticular support structure is accompanied by a loss of 20% in transmission compared to filters without a support structure.

Zum Vergleich ist in Fig. 2b die spektrale Charakteristik eines Filters mit Rhodiumbeschichtung zur Vermeidung der Oxidation an der Oberfläche dargestellt. For comparison, the spectral characteristic of a filter with a rhodium coating to avoid oxidation on the surface is shown in FIG. 2b.

In Fig. 3a ist zum einen die spektrale Charakteristik der; Strahlung eines Dipolmagneten an der Elektronenspeicherringanlage BESSY II sowie die spektrale Charakteristik der Strahlung des Dipolmagneten nach Reflexion an einem Rhodium-beschichteten Spiegel unter einem Ablenkwinkel von 10° dargestellt. Die aufgetragene Intensität wurde auf die maximale Intensität der Strahlung des Dipolmagneten nach Reflexion an dem Rhodium-beschichteten Spiegel normiert. Ordnet man hinter einem Dipolmagneten und einem Rhodiumspiegel einen wie oben beschriebenen Filter an, erhält man ein Intensitätsmaximum bei ca. 92 eV mit einer Halbwertsbreite von ca. 25 eV. In Fig. 3b ist statt der spektralen Charakteristik der ersten Testfilter die spektrale Charakteristik der zweiten Testfilter dargestellt. Die Halbwertsbreite beträgt in diesem Falle nur noch ca. 15 eV. Die Strahlung hinter den Testfiltern eignet sich sehr gut als Eingangsstrahlung für die optischen Elemente eines EUV-Lithographiesystems. In Fig. 3a is the spectral characteristic of the; Radiation from a dipole magnet on the BESSY II electron storage ring system and the spectral characteristic of the radiation from the dipole magnet after reflection on a rhodium-coated mirror are shown at a deflection angle of 10 °. The applied intensity was normalized to the maximum intensity of the radiation of the dipole magnet after reflection on the rhodium-coated mirror. If you place a filter as described above behind a dipole magnet and a rhodium mirror, you get an intensity maximum at approx. 92 eV with a half-value width of approx. 25 eV. In Fig. 3b the first test filter is shown the spectral characteristic of the second filter test, instead of the spectral characteristics. In this case, the full width at half maximum is only approx. 15 eV. The radiation behind the test filters is very suitable as input radiation for the optical elements of an EUV lithography system.

Bei einem Lebensdauertest führte eine EUV-Bestrahlung mit 1 W/cm² über 8 Stunden in einem Vakuum von 10^-8 mbar bei beiden Filtern zu keiner meßbaren Veränderung. Bei Lagerung in der Atmosphäre war über zwei Monate keine Veränderung der Transmissionseigenschaften feststellbar. In a lifetime test, EUV radiation at 1 W / cm ² for 8 hours in a vacuum of 10 ^-8 mbar did not result in any measurable change in either filter. When stored in the atmosphere, there was no change in the transmission properties over two months.

In Fig. 4a ist der schematische Aufbau eines Filters 10 im Einsatz dargestellt. Auf beiden Seiten einer 10 bis 40 nm dicken Niobschicht 1 sind 50 bis 100 nm dicke Siliziumschichten 2 angeordnet. Auf beiden Seiten haben sich 1 bis 2 nm dicke Oxidschichten 4 und 0,5 bis 1,5 nm dicke Kohlenstoffschichten 5 abgelagert, die auf das Transmissionsverhalten des Filters 10 keinen entscheidenden Einfluß haben. Zur mechanischen Stabilisierung ist das Gesamtsystem auf einem Nickelnetz 3 angeordnet. In Fig. 4a, the schematic structure of a filter 10 is shown in use. 50 to 100 nm thick silicon layers 2 are arranged on both sides of a 10 to 40 nm thick niobium layer 1 . On both sides, 1 to 2 nm thick oxide layers 4 and 0.5 to 1.5 nm thick carbon layers 5 are deposited, which have no decisive influence on the transmission behavior of the filter 10 . The entire system is arranged on a nickel mesh 3 for mechanical stabilization.

In Fig. 4b ist der Aufbau eines weiteren Filters 10 im Ansatz dargestellt. Die Niobschicht 1 und die beiden Siliziumschichten 2 weisen auf beiden Seiten des Filters 10 jeweils eine 1 bis 50 nm (vorzugsweise 1 bis 20 nm) dicke Rhodiumschicht 6 auf, auf die sich an der Atmosphäre 0,5 bis 1,5 nm dicke Kohlenstoffschichten 5 ablagern. Fakultativ können zwischen den Rhodiumschichten 6 und den Siliziumschichten 2 Diffusionsbarrieren aus Verbindungen, die Bor, Kohlenstoff, Stickstoff und/oder Sauerstoff einzeln oder in Kombination enthalten, mit einer Dicke zwischen 1 bis 50 nm (vorzugsweise 1 bis 10 nm) vorgesehen werden. Durch die Rhodiumschichten 6 werden nicht nur die mechanische Stabilität und die Lebensdauer erhöht, sondern auch die spektrale Charakteristik des Filters 10 verbessert. Zur mechanischen Stabilisierung ist das Gesamtsystem auf einem Nickelnetz 3 angeordnet. In FIG. 4b, the structure of another filter 10 is illustrated in the approach. The niobium layer 1 and the two silicon layers 2 are on both sides of the filter 10, respectively, a 1 to 50 nm (preferably 1 to 20 nm) thick rhodium 6, to which thick nm in the atmosphere from 0.5 to 1.5 carbon layers 5 deposit. Optionally, between the rhodium layers 6 and the silicon layers 2, diffusion barriers made of compounds containing boron, carbon, nitrogen and / or oxygen individually or in combination can be provided with a thickness between 1 to 50 nm (preferably 1 to 10 nm). The rhodium layers 6 not only increase the mechanical stability and the service life, but also improve the spectral characteristic of the filter 10 . The entire system is arranged on a nickel mesh 3 for mechanical stabilization.

Anstatt eines freistehenden Filtersystems können die Materialien auch direkt auf EUV-Komponenten aufgebracht werden. Dabei kann die Symmetrie der Schichtanordnung um die Mittelebene aufgegeben werden. Instead of a free-standing filter system, the materials can also be used directly be applied to EUV components. The symmetry of the Layer arrangement around the central plane can be abandoned.

Statt einer Rhodiumschicht 6 könnte während des Herstellungsprozesses auch direkt auf die Siliziumschichten 2 eine Kohlenstoffschicht 6 einer Dicke zwischen 1 nm und 50 nm aufgebracht werden, auf die sich ggf. an der Atmosphäre eine weitere Kohlenstoffschicht 5 vernachlässigbarer Dicke ablagern würde. Instead of a rhodium layer 6 having a thickness between 1 could during the manufacturing process directly onto the silicon layers 2, a carbon layer 6 nm and are applied nm 50 to which, if necessary, in the atmosphere, a further layer of carbon would be deposited 5 negligible thickness.

Aktuelle Experimente haben ergeben, dass der Einbau des beschriebenen Filters in den Strahlengang einer Synchrotron-Strahlungsquelle zu einer Erhöhung der Lebensdauer dahinter angeordneter Viellagenspiegel bis zu einem Faktor 5 führt. Current experiments have shown that the installation of the described Filters into the beam path of a synchrotron radiation source The lifespan of multi-layer mirrors arranged behind is increased by up to leads to a factor of 5.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es also gelungen, ein schmalbandiges Spektralfilter insbesondere für EUV-Anwendungen bereitzustellen, das sowohl über eine geeignete spektrale Charakteristik als auch über eine hohe Lebensdauer unter Betriebsbedingungen sowie an der Atmosphäre als auch eine hohe mechanische Stabilität verfügt. Außerdem eignet es sich als Schutz vor Debris für nachfolgende optische Elemente. Wegen seiner herausragenden Eigenschaften und seiner Wirtschaftlichkeit eignet es sich insbesondere auch für den Einsatz in der Großserienlithographie mit extrem ultraviolettem Licht. With the help of the present invention, it is therefore possible to use a narrowband To provide spectral filters in particular for EUV applications that both a suitable spectral characteristic as well as a high one Lifespan under operating conditions as well as in the atmosphere as well has high mechanical stability. It is also suitable as protection against Debris for subsequent optical elements. Because of its outstanding Properties and its economy, it is particularly suitable for use in high volume lithography with extremely ultraviolet light.

Die Fig. 5 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 mit einer Lichtquelle 8, einem Beleuchtungssystem 2, das sich aus den optischen Elementen 6a-f zusammensetzt, einem Retikel 4, einem Projektionsobjektiv 3, das sich aus den optischen Elementen 7a-7f zusammensetzt, und einen Wafer 5. Das Beleuchtungssystem 2 ist genauer in der DE 101 22 265.3 beschrieben. Das Projektionsobjektiv ist in der DE 199 48 240.3 näher beschrieben. Als Lichtquelle 8 wird eine Laser-Plasmaquelle bzw. eine Pinch-Plasmaquelle verwendet. Das Licht der Lichtquelle 8 wird von einer Kollektoreinheit, die Ellipsoidspiegel 6a ausgestaltet ist, auf eine sekundäre Lichtquelle 8a abgebildet. Danach passiert das Licht einen reflektiven Wabenkondensor aus den Spiegeln 6d und 6c. Die nachfolgende Feldlinse mit den Spiegeln 6d, 6e und 6f beleuchtet das Retikel 4 mit einem Ringfeld und paßt die Austrittspupille des Beleuchtungssystems an die Eintrittspupille des Projektionsobjektives 3 an. Das Projektionsobjektiv 3 bildet den beleuchteten Teil des Retikels 4 auf dem Wafer 5, einem mit einer lichtempfindlichen Schicht, auch Resist genannt versehenen Substrat, ab. Dazu wird der Lichtstrahl an den Spiegel 7a bis 7f reflektiert. Das Projektionsobjektiv 3 weist dabei eine Zwischenabbildung 8b auf. Die optische Achse des Projektionsobjektivs 3 ist durch die strichpunktierte Linie angedeutet. FIG. 5 shows a projection exposure apparatus 1 comprising a light source 8, an illumination system 2, which is composed of the optical elements 6 a-f, a reticle 4, a projection lens 3, the a from the optical elements 7 7 f composed, and a Wafer 5 . The lighting system 2 is described in more detail in DE 101 22 265.3. The projection lens is described in more detail in DE 199 48 240.3. A laser plasma source or a pinch plasma source is used as the light source 8 . The light from the light source 8 is imaged by a collector unit, which is designed as an ellipsoid mirror 6 a, onto a secondary light source 8 a. Then the light passes through a reflective honeycomb condenser from mirrors 6 d and 6 c. The subsequent field lens with the mirrors 6 d, 6 e and 6 f illuminates the reticle 4 with a ring field and adjusts the exit pupil of the illumination system to the entrance pupil of the projection objective 3 . The projection objective 3 forms the illuminated part of the reticle 4 on the wafer 5 , a substrate provided with a light-sensitive layer, also called a resist. For this purpose, the light beam is reflected on the mirror 7 a to 7 f. The projection lens 3 has an intermediate image 8 b. The optical axis of the projection lens 3 is indicated by the dash-dotted line.

Mit 9a bis d sind Positionen eingezeichnet, an denen das erfindungsgemäße Filter, angedeutet durch einen Strich mit zwei Querbalken, angeordnet werden kann. Diese Positionen sind lediglich als Beispiele zu verstehen. Sinnvollerweise sind die Filter an Stellen angeordnet, an denen der Strahlquerschnitt relativ gering ist, aber außerhalb von Strahltaillen und Brennpunkten: Der Filter kann wie z. B. an der Stelle 9a als vakuumtechnische Trennung zwischen der Strahlquelle und der Optik dienen. Er kann auch, wie beispielsweise an der Stelle 9d als vakuumtechnische Trennung zwischen der Optik und dem resistbeschichteten Wafer 5 dienen. Durch die mit A und B bezeichneten Pfeile sind die Abmessungen der Projektionsbelichtungsanlage 1 angedeutet. A beträgt einen Meter, B beträgt knapp 1,50 m. Die optischen Elemente haben Durchmesser von ca. 30 cm. Üblicherweise wird man nur einen Filter im Strahlengang anordnen. Bei Filtern mit sehr guter Transmission wird man auch in Erwägung ziehen, zwei oder mehr Filter im Strahlengang anzuordnen. Positions 9 a to d indicate positions at which the filter according to the invention, indicated by a line with two transverse bars, can be arranged. These positions are only examples. It makes sense to arrange the filters at locations where the beam cross-section is relatively small, but outside of beam waists and focal points. B. at point 9 a serve as a vacuum separation between the beam source and the optics. It can also serve d such as at the point 9 as vacuum-technical separation between the optics and the resist-coated wafer. 5 The dimensions of the projection exposure system 1 are indicated by the arrows labeled A and B. A is one meter, B is just under 1.50 m. The optical elements have a diameter of approx. 30 cm. Usually you will only place one filter in the beam path. Filters with very good transmission will also consider placing two or more filters in the beam path.

In der EUV-Projektionslithographie ist es besonders vorteilhaft, nach der Quelleinheit Mittel zur spektralen Einengung der verwendeten EUV-Strahlung einzusetzen. Diese Mittel können Absorptionsfilter wie der zuvor beschriebene Niob oder Molybdän-Silizium-Filter oder eine Kombination aus Beugungsgitter und einer Strahlfalle sein. Denkbar sind auch alle anderen Elemente, mit denen das Wellenlängenspektrum der Quellstrahlung auf den Nutzbereich um 92 eV eingeengt wird. Die Mittel zur spektralen Einengung sollten den Spektralbereich unter 50 eV und über 100 eV herausfiltern, bzw. die Transmission in diesen Wellenlängenbereichen vorzugsweise auf kleiner 10% der maximalen Intensität reduzieren. Durch den Niob oder Molybdän-Silizium- Filter werden insbesondere die UV- und DUV-Strahlung nahezu vollständig herausgefiltert. Photoinduzierte Effekte, wie beispielsweise Photochemie im UV- und DUV-Wellenlängenbereich werden drastisch unterdrückt. Dies ist notwendig, da EUV-Quellen, wie Plasma-Quellen oder Synchrotron-Quellen neben der Strahlung innerhalb des für EUV-Lithographie benötigten Spektralbereiches auch Anteile im sichtbaren Spektralbereich sowie im UV und DUV aufweisen. Durch die spektrale Einengung lassen sich Kontaminationseffekte auf den Spiegeloberflächen der nachfolgenden Elemente der Projektionsbelichtungsanlage durch photoinduzierte Prozesse deutlich reduzieren. In EUV projection lithography, it is particularly advantageous to use the Source unit Means for spectrally narrowing the EUV radiation used use. These agents can use absorption filters like the one described above Niobium or molybdenum-silicon filter or a combination of diffraction gratings and be a beam trap. All other elements with which are also conceivable the wavelength spectrum of the source radiation to the useful range around 92 eV is concentrated. The means for spectral narrowing should be the Filter out the spectral range below 50 eV and above 100 eV, or the Transmission in these wavelength ranges preferably to less than 10% reduce the maximum intensity. Through the niobium or molybdenum silicon Filters, especially UV and DUV radiation, become almost complete filtered out. Photo-induced effects, such as photochemistry in the UV and DUV wavelength ranges are drastically suppressed. This is necessary as EUV sources, such as plasma sources or synchrotron sources in addition to the radiation within that required for EUV lithography Spectral range also shares in the visible spectral range as well as in the UV and Exhibit DUV. Due to the spectral narrowing Contamination effects on the mirror surfaces of the following elements of the projection exposure system through photo-induced processes to reduce.

Claims (20)

1. Optischer Filter, insbesondere für den extremen ultravioletten Wellenlängenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens zwei Siliziumschichten (2) aufweist, zwischen denen mindestens eine Niob- oder Molybdänschicht angeordnet ist. 1. Optical filter, in particular for the extreme ultraviolet wavelength range, characterized in that it has at least two silicon layers ( 2 ), between which at least one niobium or molybdenum layer is arranged. 2. Optischer Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschichten dicker als die Niob- oder die Molybdänschicht sind. 2. Optical filter according to claim 1, characterized in that the Silicon layers are thicker than the niobium or the molybdenum layer. 3. Optischer Filter, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Niobschicht dNb 5 nm < dNb < 100 nm beträgt und die Dicke der Siliziumschicht dSi = dNbe^k.dNb mit 0,006 < k < 0,06 bzw. die Dicke der Molybdänschicht dMo 5 nm < dMo < 100 nm beträgt und die Dicke der Siliziumschicht in nm dSi = dMoe^k.dMo mit 0,006 < k < 0,06 ist. 3. Optical filter, characterized in that the thickness of the niobium layer dNb 5 nm <dNb <100 nm and the thickness of the silicon layer dSi = dNbe ^k.dNb with 0.006 <k <0.06 or the thickness of the molybdenum layer dMo 5 nm <dMo <100 nm and the thickness of the silicon layer in nm dSi = dMoe ^k.dMo with 0.006 <k <0.06. 4. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschichten (2) eine Dicke zwischen 50 nm und 100 nm aufweisen und die Niob- bzw. Molybdänschicht (1) eine Dicke zwischen 10 und 40 nm aufweist. 4. Optical filter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the silicon layers ( 2 ) have a thickness between 50 nm and 100 nm and the niobium or molybdenum layer ( 1 ) has a thickness between 10 and 40 nm. 5. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschichten (2) eine Dicke zwischen 70 nm und 90 nm aufweisen und die Niob- bzw. Molybdänschicht (1) eine Dicke zwischen 20 nm und 30 nm aufweist. 5. Optical filter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the silicon layers ( 2 ) have a thickness between 70 nm and 90 nm and the niobium or molybdenum layer ( 1 ) has a thickness between 20 nm and 30 nm. 6. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens drei Schichten (1, 3) selbsttragend sind. 6. Optical filter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least three layers ( 1 , 3 ) are self-supporting. 7. Optischer Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Filterebene eine maximale Abmessung zwischen 1 cm und 4 cm aufweist. 7. Optical filter according to claim 6, characterized in that it in the filter level a maximum dimension between 1 cm and 4 cm having. 8. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens drei Schichten (1, 2) auf einer Stützstruktur (3) aufgebracht sind. 8. Optical filter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least three layers ( 1 , 2 ) are applied to a support structure ( 3 ). 9. Optischer Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei Stützstruktur (3) um ein Nickelnetz handelt. 9. Optical filter according to claim 8, characterized in that it is a support structure ( 3 ) is a nickel network. 10. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Filterebene eine maximale Abmessung zwischen 8 cm und 14 cm aufweist. 10. Optical filter according to one of claims 8 or 9, characterized characterized in that it has a maximum dimension in the filter plane between 8 cm and 14 cm. 11. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf mindestens einer Seite des Filters mindestens eine weitere Schicht (4, 5) mit Schutzfunktion befindet. 11. Optical filter according to one of claims 1 to 10, characterized in that there is at least one further layer ( 4 , 5 ) with protective function on at least one side of the filter. 12. Optischer Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er auf mindestens einer Seite eine Rutheniumschicht (6) aufweist. 12. Optical filter according to claim 11, characterized in that it has a ruthenium layer ( 6 ) on at least one side. 13. Optischer Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er auf mindestens einer Seite eine Rhodiumschicht aufweist. 13. Optical filter according to claim 11, characterized in that it is on has a rhodium layer on at least one side. 14. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium- bzw. Rhodiumschicht (6) eine Dicke zwischen 1 nm und 20 nm aufweist. 14. Optical filter according to one of claims 12 or 13, characterized in that the ruthenium or rhodium layer ( 6 ) has a thickness between 1 nm and 20 nm. 15. Optischer Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er auf mindestens einer Seite eine Kohlenstoffschicht (6) aufweist. 15. Optical filter according to claim 11, characterized in that it has a carbon layer ( 6 ) on at least one side. 16. Optischer Filter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffschicht (6) eine Dicke zwischen 1 nm und 50 nm aufweist. 16. Optical filter according to claim 15, characterized in that the carbon layer ( 6 ) has a thickness between 1 nm and 50 nm. 17. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen der Ruthenium- oder Rhodiumschicht (6) und der Siliziumschicht (2) als Diffusionsbarriere eine Schicht, die Bor, Kohlenstoff, Stickstoff und/oder Sauerstoff in einer Verbindung einzeln oder in Kombination enthält. 17. Optical filter according to one of claims 12 to 14, characterized in that it has a layer between the ruthenium or rhodium layer ( 6 ) and the silicon layer ( 2 ) as a diffusion barrier, the boron, carbon, nitrogen and / or oxygen in a compound contains individually or in combination. 18. Optischer Filter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsbarrierenschicht eine Dicke zwischen 1 nm und 15 nm aufweist. 18. Optical filter according to claim 17, characterized in that the Diffusion barrier layer a thickness between 1 nm and 15 nm having. 19. Verwendung eines optischen Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 17 in einem Beleuchtungssystem für extrem ultraviolettes Licht. 19. Use of an optical filter according to one of claims 1 to 17 in a lighting system for extremely ultraviolet light. 20. Verwendung eines optischen Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 17 in einer Projektionsbelichtungsanlage für extrem ultraviolettes Licht. 20. Use of an optical filter according to one of claims 1 to 17 in a projection exposure system for extremely ultraviolet light.