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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage, vorzugsweise einen EUV-Spiegel, mit einem Substrat und einem Schichtstapel, der eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten zur Bildung einer Reflexionsfläche vorzugsweise für EUV-Licht umfasst, sowie eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem solchen Spiegel.
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Optische Elemente von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie benötigen auf Grund der geringen verwendeten Wellenlängen, bei denen sie betrieben werden, eine hohe Glattheit ihrer optischen Oberflächen. Insbesondere bei Spiegeln für EUV-Lithographieanlagen, die bei Wellenlängen von ca. 13,5 nm betrieben werden, tritt jedoch das Problem auf, dass diese von der Belichtungsstrahlung lokal unterschiedlich stark aufgeheizt werden, wodurch unerwünschte Deformationen an den Reflexionsflächen dieser EUV-Spiegel auftreten können. Auch bei Spiegeln in Projektionsbelichtungsanlagen, die mit Wellenlängen im VUV-Bereich (z. B. bei ca. 193 nm) arbeiten, kann eine lokal unterschiedlich starke Aufheizung durch die Belichtungsstrahlung zu unerwünschten Deformationen führen. Bei solchen Anlagen sind die Spiegel typischer Weise in katadioptrischen Projektionsobjektiven angeordnet.
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Als Substratmaterialien für EUV-Spiegel und ggf. auch für VUV-Spiegel werden daher in der Regel lediglich Materialien eingesetzt, die einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten („coefficient of thermal expansion”, CTE) von typischer Weise weniger als 100 ppb/K bei 22°C bzw. über einen Temperaturbereich von ca. 5°C bis ca. 35°C aufweisen. Solche Materialien werden nachfolgend auch als Nullausdehnungsmaterialien bezeichnet. Nullausdehnungsmaterialien weisen typischer Weise zwei Konstituenten auf, deren thermische Ausdehnungskoeffizienten eine gegenläufige Abhängigkeit von der Temperatur aufweisen, so dass sie sich gegenseitig kompensieren und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Nulldurchgangsmaterials sehr gering ist.
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Eine Materialgruppe, welche die Anforderungen an den CTE eines Nullausdehnungsmaterials erfüllt, sind dotierte Silikatgläser, z. B. mit Titandioxid dotiertes Silikatglas, das typischer Weise einen Silikatglasanteil von mehr als 90% aufweist. Ein solches auf dem Markt erhältliches Silikatglas wird von der Fa. Corning Inc. unter dem Handelsnamen ULE (Ultra Low Expansion glass) vertrieben. Bei diesem Material wird das Verhältnis des Titandioxid-Anteils zum Silikatglasanteil bei der Herstellung so gewählt, dass sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Anteile näherungsweise kompensieren.
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Eine zweite Materialgruppe, aus denen Nullausdehnungsmaterialien hergestellt werden können, sind Glaskeramiken, bei denen das Verhältnis der Kristallphase zur Glasphase so eingestellt wird, dass sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Phasen nahezu aufheben, so dass sich diese Materialien ebenfalls durch eine extrem geringe thermische Ausdehnung (von weniger als 100 ppb/K bei 22°C) auszeichnen und sich daher als Substrate für EUV-Spiegel eignen. Solche Glaskeramiken werden z. B. unter den Handelsnamen Zerodur von der Fa. Schott AG bzw. unter dem Handelsnamen Clearceram von der Fa. Ohara Inc. angeboten.
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Die lokal unterschiedliche Erwärmung der Reflexionsfläche durch die EUV-Strahlung im Betrieb eines EUV-Spiegels in einer EUV-Lithographieanlage führt dazu, dass auch die Temperaturverteilung in dem darunter liegenden Substrat inhomogen ist. Selbst bei der Verwendung von Nullausdehnungsmaterialien als Substratmaterial, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient sehr gering ist, dehnt sich das Substratmaterial durch die hierbei im Substratvolumen erzeugten Temperaturgradienten lokal unterschiedlich stark aus, so dass es zu unerwünschten Deformationen der Reflexionsfläche im Betrieb des EUV-Spiegels kommt, welche die Abbildungseigenschaften eines solchen EUV-Spiegels deutlich verschlechtern können.
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In der
DE 10 2007 044 064 A1 wird ein EUV-Spiegel beschreiben, bei dem zwischen dem Substrat und dem Schichtstapel eine elektrisch leitende und elektrisch kontaktierbare Bahn aufgebracht wird, um mit der Reflexionsfläche des EUV-Spiegels Elektronen austauschen zu können. Um durch das Aufbringen der elektrisch leitenden Bahn bedingte Veränderungen der Formgenauigkeit zu korrigieren, wird vorgeschlagen, eine Nachbearbeitung an der Vorderseite des Substrats wenigstens in dem an die elektrisch leitende Bahn angrenzenden Bereich vorzunehmen. Die elektrisch leitende Bahn kann als metallische Leiterbahn z. B. aus Au, Ag, Pt oder Cu oder als nichtmetallische Leiterbahn, z. B. aus TiN oder dotiertem Si hergestellt werden.
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Auch aus der
US 2009/0231707A1 ist es bekannt, eine elektrisch leitende Schicht zwischen dem Substrat und dem Mehrfachschichtsystem vorzusehen, wobei die elektrisch leitende Schicht z. B. zum Ableiten eines Photostroms, zur Erdung oder zum Anlegen einer definierten Spannung elektrisch kontaktierbar ist. Die elektrisch leitende Schicht kann aus einem Metall, z. B. aus Silber, hergestellt sein und wird typischer Weise mit einer Dicke von weniger als 50 nm aufgebracht.
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Die
EP 1 450 182 A2 beschreibt ein Substrat für die EUV-Lithographie mit einer Basisschicht (Substrat) aus einem Nullausdehnungsmaterial und einer darauf aufgebrachten Deckschicht aus einem Halbleitermaterial, z. B. aus Silizium, wobei die Dicke der Deckschicht bis zu 2 μm betragen kann. Das Nachbearbeiten der Deckschicht z. B. durch Ionenstrahlbearbeiten soll es ermöglichen, sehr formgetreue Substrate mit geringer Rauhigkeit herzustellen.
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Probleme und Lösungen, die bei der Bearbeitung eines Substrats auftreten, um dieses mit einer vorgesehenen Formgenauigkeit auszubilden, sind in der
US 7,077,533 B2 und der
US 6,453,005 B2 dargestellt.
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Die
US 7,077,533 B2 beschreibt einen EUV-Spiegel, bei dem zwischen dem Substrat und dem Schichtstapel eine Zwischenschicht aus einem Material aufgebracht ist, dass so gewählt ist, dass die Oberflächenrauhigkeit der Zwischenschicht nach der Bearbeitung mit einem Teilchenstrahl nicht wesentlich erhöht wird. Die Zwischenschicht kann Silizium oder Quarzglas enthalten und wird mit einer verhältnismäßig geringen Dicke z. B. zwischen 100 nm und 10 μm aufgebracht, so dass die thermische Ausdehnung der Zwischenschicht im Vergleich zum Spiegelsubstrat vernachlässigbar ist.
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Die
US 6,453,005 B2 beschreibt einen EUV-Spiegel mit einem kristallinen Substrat, insbesondere aus kristallinem Silizium, Diamant, BN oder SiC, auf das eine amorphe Schicht, insbesondere eine Quarzglasschicht, mit einer Dicke von typischer Weise zwischen 1 μm und 100 μm aufgebracht ist. Auf die amorphe Schicht, die sich besonders gut für das Superpolieren eignen soll, ist zur Bildung einer Reflexionsfläche ein Schichtstapel aufgebracht.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spiegel, vorzugsweise einen EUV-Spiegel, sowie eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem solchen Spiegel bereitzustellen, bei denen beim Betrieb des Spiegels durch die Bestrahlung mit Licht, vorzugsweise mit EUV-Licht, hervorgerufene Deformationen verringert werden können.
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Gegenstand der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Spiegel, vorzugsweise einen EUV-Spiegel, für eine Projektionsbelichtungsanlage, umfassend: ein Substrat sowie einen Schichtstapel, der eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten zur Bildung einer Reflexionsfläche vorzugsweise für EUV-Licht umfasst, wobei zwischen dem Substrat und dem Schichtstapel eine Wärmeleitschicht angeordnet ist, deren absolute Wärmeleitfähigkeit größer als 5 mW/K ist. Die absolute Wärmeleitfähigkeit ist definiert als das Produkt der spezifischen Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitschicht und der mittleren Dicke der Wärmeleitschicht.
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Die spezifische Wärmeleitfähigkeit ist eine Materialkonstante. Die absolute Wärmeleitfähigkeit stellt hingegen einen zwar auf eine Einheitslänge und Einheitsbreite normierten Wert dar, der aber von der jeweiligen Schichtdicke abhängt. Typischer Weise weist die Wärmeleitschicht eine annähernd konstante Dicke auf. Die Dicke der Wärmeleitschicht kann aber ggf. auch ortsabhängig variieren. In diesem Fall wird zur Bestimmung der absoluten Wärmeleitfähigkeit die mittlere Dicke der Wärmeleitschicht herangezogen.
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Die Erfinder haben erkannt, dass es zur Homogenisierung der Temperaturverteilung bzw. zur Verringerung der Temperaturgradienten in dem Substrat günstig ist, eine Wärmeleitschicht mit einer hohen absoluten Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Substrat und dem Schichtstapel vorzusehen. Hierbei hat sich gezeigt, dass der oben angegebene Wert der absoluten Wärmeleitfähigkeit bereits zu einer Glättung der Temperaturverteilung führt, die ausreichend ist, um durch die inhomogene Temperaturverteilung hervorgerufene Abbildungsfehler gegenüber dem Fall ohne Verwendung einer Wärmeleitschicht deutlich zu reduzieren. Insbesondere kann bereits eine verhältnismäßig geringe Reduzierung des PV-Werts, d. h. der Differenz zwischen der maximalen und dem minimalen Temperatur in dem Substratvolumen von z. B. nur ca. 10% bei einer jeweiligen Beleuchtungs-Einstellung, z. B. bei Dipolbeleuchtung, zu einer Reduzierung des Wellenfrontfehlers um ca. 20% führen.
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Bei einer Ausführungsform ist die absolute Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitschicht größer als 20 mW/K. Hierdurch kann – je nach Art der Beleuchtung – eine Reduzierung des durch die inhomogene Temperaturverteilung hervorgerufenen Wellenfrontfehlers von ca. 50% gegenüber einem Referenzfall ohne Verwendung einer Wärmeleitschicht erreicht werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die absolute Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitschicht größer als 40 mW/K. In diesem Fall kann der Wellenfrontfehler auf ca. ein Drittel des Werts gesenkt werden, den dieser ohne Verwendung der Wärmeleitschicht aufweisen würde.
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Es versteht sich, dass die Temperaturverteilung im Substrat umso homogener wird, je größer die absolute Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitschicht ist. Da die Zahl der für die Wärmeleitschicht in Frage kommenden Materialien begrenzt ist, kann bei der spezifischen Wärmeleitfähigkeit eine gewisse Obergrenze nicht überschritten werden. Die absolute Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitschicht kann aber auch durch die Erhöhung der Schichtdicke erreicht werden. Die Dicke der Wärmeleitschicht ist jedoch herstellungsbedingt (z. B. aufgrund von Schichtspannungen) nicht beliebig steigerbar, so dass die Wahl einer geeigneten Dicke und eines geeigneten Materials für die Wärmeleitschicht eine Abwägung zwischen der durch die Homogenisierung der Temperaturverteilung erzielten Verringerung der Abbildungsfehler und der technischen Realisierbarkeit bzw. des Herstellungsaufwandes zur Erzeugung der Wärmeleitschicht bedarf.
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Bei einer Ausführungsform beträgt die Fläche der Wärmeleitschicht mehr als 70% der Reflexionsfläche. Typischer Weise ist die Fläche der Wärmeleitschicht mindestens so groß wie die optische Nutzfläche (die Reflexionsfläche) des EUV-Spiegels, um eine Homogenisierung der Temperaturverteilung über die gesamte Reflexionsfläche zu ermöglichen. Es ist ggf. aber auch möglich, die Wärmeleitschicht nur in einem Teilbereich, z. B. einem inneren Bereich, der optischen Nutzfläche aufzubringen.
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In einer Ausführungsform weist das Material der Wärmeleitschicht eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von mehr als 100 W/(Km), bevorzugt von mehr als 200 W/(Km), insbesondere von mehr als 400 W/(Km) auf. Diese Bedingung erfüllen insbesondere bestimmte Metalle, aber auch Halbleiter wie z. B. Silizium, aber auch andere Materialien.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Material der Wärmeleitschicht ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Ag, Au, Cu, Al, Mg, Si, SiC und Graphen. Wie oben erwähnt können neben Metallen wie z. B. Silber, das eine besonders hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit von ca. 430 W/(Km) aufweist, auch Metalle mit geringerer spezifischer Wärmeleitfähigkeit oder Halbleiter wie Silizium (mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit von ca. 150 W/(Km)) oder z. B. Siliziumcarbid oder Graphen verwendet werden. Graphene oder auch Diamant weisen typischer Weise eine sehr hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit auf, die bei mehr als 1000 W/(Km) liegen kann.
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Es versteht sich, dass auch andere als die oben genannten Materialien zur Herstellung der Wärmeleitschicht verwendet werden können, wobei neben der spezifischen Wärmeleitfähigkeit auch andere Kriterien, z. B. die Schichtrauhigkeit oder die Schichtausdehnung bzw. Schichtspannung der Wärmeleitschicht nach dem Beschichten, für die Materialauswahl eine Rolle spielen können.
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Bei einer Ausführungsform weist die Wärmeleitschicht eine mittlere Dicke von mehr als 25 μm auf. In diesem Fall ergibt sich z. B. für eine Wärmeleitschicht mit Silber als Schichtmaterial eine absolute Wärmeleitfähigkeit von mehr als 430 W/(Km) × 25 μm = 10,75 mW/K.
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Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Wärmeleitschicht eine mittlere Dicke von mehr als 100 μm auf. Bei der Verwendung von Silizium als Schichtmaterial liegt die absolute Wärmeleitfähigkeit in diesem Fall bei mehr als 150 W/(Km) × 100 μm = 15 mW/K.
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Es versteht sich, dass die Schichtdicke auch deutlich größer als die oben angegebenen Werte gewählt werden kann, um die durch die inhomogene Temperaturverteilung hervorgerufenen Abbildungsfehler weiter zu verringern.
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Das Substrat des EUV-Spiegels ist günstiger Weise aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 100 ppb/K bei 22°C gebildet. Materialien, welche diese Bedingung erfüllen, sind auch als Nullausdehnungsmaterialien bekannt. Beispiele für solche Materialien sind bestimmte Silikatgläser, insbesondere mit Titandioxid dotiertes Quarzglas, sowie Glaskeramiken, beispielsweise die weiter oben beschriebenen Materialien.
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Die Wärmeleitschicht wird typischer Weise durch Beschichten auf das Substrat aufgebracht, es ist ggf. aber auch möglich, die Wärmeleitschicht als dünne Folie auf dem Substrat aufzubringen. Beim Beschichten ist darauf zu achten, dass eine ausreichende Haftung zwischen dem Substrat, der Wärmeleitschicht und dem Schichtstapel besteht, da eine zu geringe Haftung auf Grund der Verspannungen in der verhältnismäßig dicken Wärmeleitschicht ggf. zu einer Schichtablösung führen kann. Das Beschichten kann hierbei insbesondere in mehreren Schritten erfolgen, bei denen jeweils nur ein Teil der Wärmeleitschicht mit einer geringen Dicke aufgebracht und nachfolgend (z. B. durch Ionenstrahlbearbeiten) die Schicht geglättet wird. Als Beschichtungsverfahren kann ein PVD(„physical vapour depositon”)-Verfahren oder ein CVD(„chemical vapour deposition”)-Verfahren dienen. Insbesondere kann das CVD-Verfahren auch plasmaunterstützt durchgeführt werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist realisiert in einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere einer EUV-Lithographieanlage, welche mindestens einen Spiegel umfasst, der wie oben beschrieben ausgebildet ist. Durch den Spiegel können die Abbildungsfehler insbesondere in einem Projektionssystem der VUV- oder EUV-Lithographieanlage deutlich verringert werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
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1 eine schematische Darstellung einer EUV-Lithographieanlage,
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2 eine schematische Darstellung eines EUV-Spiegels mit einer Wärmeleitschicht
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3a, b schematische Darstellungen eines Herstellungsprozesses der Wärmeleitschicht, sowie
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4a, b Darstellungen des (normierten) PV-Werts (4a) sowie des (normierten) RMS5-Werts (4b) eines EUV-Spiegels in Abhängigkeit von der absoluten Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitschicht.
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In 1 ist schematisch eine EUV-Lithographieanlage 101 gezeigt. Diese weist ein Strahlformungssystem 102, ein Beleuchtungssystem 103 und einem Projektionssystem 104 auf, die in separaten Vakuum-Gehäusen untergebracht und aufeinander folgend in einem von einer EUV-Lichtquelle 105 des Strahlformungssystems 102 ausgehenden Strahlengang 106 angeordnet sind. Als EUV-Lichtquelle 105 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder ein Synchrotron dienen. Die austretende Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 20 nm wird zunächst in einem Kollimator 107 gebündelt. Mit Hilfe eines nachfolgenden Monochromators 108 wird durch Variation des Einfallswinkels, wie durch einen Doppelpfeil angedeutet, die gewünschte Betriebswellenlänge herausgefiltert. Im genannten Wellenlängenbereich sind der Kollimator 107 und der Monochromator 108 üblicherweise als reflektive optische Elemente ausgebildet, wobei zumindest der Monochromator 108 an seiner optischen Oberfläche kein Mehrfachschichtsystem aufweist, um einen möglichst breitbandigen Wellenlängenbereich zu reflektieren.
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Der im Strahlformungssystem 102 im Hinblick auf Wellenlänge und räumliche Verteilung behandelte Strahlung wird in das Beleuchtungssystem 103 eingeführt, welches ein erstes und zweites reflektives optisches Element 109, 110 aufweist. Die beiden reflektiven optischen Elemente 109, 110 leiten die Strahlung auf eine Photomaske 111 als weiterem reflektiven optischen Element, welche eine Struktur aufweist, die mittels des Projektionssystems 104 in verkleinertem Maßstab auf einen Wafer 112 abgebildet wird. Hierzu sind im Projektionssystem 104 ein drittes und viertes reflektives optisches Element 113, 114 vorgesehen. Die reflektiven optischen Elemente 109, 110, 111, 112, 113, 114 weisen jeweils eine optische Oberfläche 109a, 110a, 111a, 112a, 113a, 114a auf, die im Strahlengang 106 der EUV-Lithographieanlage 101 angeordnet ist.
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Zur Vermeidung bzw. Reduzierung von Abbildungsfehlern, die durch eine inhomogene Bestrahlung der Spiegel- bzw. Reflexionsflächen der EUV-Lithographieanlage 101 mit EUV-Licht hervorgerufen werden, können beispielsweise die im Projektionssystem 104 angeordneten EUV-Spiegel 113, 114 eine Bauart aufweisen, die nachfolgend in Bezug auf einen in 2 dargestellten EUV-Spiegel 1 näher beschrieben wird.
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Der EUV-Spiegel 1 weist ein Substrat 2 sowie einen Schichtstapel 3 auf, der eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten 4, 5 zur Bildung einer Reflexionsfläche 3a für EUV-Licht umfasst. Das Substrat 2 besteht aus einem so genannten Nullausdehnungsmaterial, z. B. ULE oder Zerodur. Im vorliegenden Beispiel besteht der Schichtstapel 3 aus alternierenden Schichten 4, 5 aus Silizium und Molybdän, wobei die Schichtdicken und die Anzahl der Schichten so gewählt sind, dass sich bei einer Betriebswellenlänge von ca. 13,5 nm eine möglichst große Reflexion einstellt. Auch können ggf. zusätzliche (nicht gezeigte) funktionelle Schichten, z. B. Anti-Diffusionsschichten, in dem Schichtstapel 3 vorgesehen sein.
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Zwischen dem Substrat 2 und dem Schichtstapel 3 ist eine Wärmeleitschicht 6 angeordnet ist, deren absolute Wärmeleitfähigkeit ψ zumindest größer als 10 mW/K, ggf. größer als 20 mW/K oder als 40 mW/K ist. Die absolute Wärmeleitfähigkeit ψ ist definiert als das Produkt der spezifischen, materialabhängigen Wärmeleitfähigkeit λ und der mittleren Dicke d der Wärmeleitschicht 6, die im vorliegenden Fall konstant gewählt wurde.
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Die Fläche der Wärmeleitschicht 6 entspricht hierbei derjenigen der Reflexionsfläche 3a, d. h. der Schichtstapel 3 überdeckt die Wärmeleitschicht 6 vollständig. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Wärmeleitschicht 6 ihre Funktion erfüllt, trotz der lokal unterschiedlichen Intensität der auf die Reflexionsfläche 3a auftreffenden EUV-Strahlung eine Homogenisierung der Temperaturverteilung in dem darunter liegenden Substrat 2 zu gewährleisten.
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Der Effekt der Wärmeleitschicht 6 auf die Temperaturverteilung im Substrat ist in 4a dargestellt, bei welcher der Peak-to-Valley(PV)-Wert, d. h. der Unterschied zwischen minimaler und maximaler Temperatur in dem Substrat 2 in Abhängigkeit von der absoluten Wärmeleitfähigkeit ψ der Wärmeleitschicht 6 gezeigt ist. Der PV-Wert ist hierbei normiert, d. h. bezogen auf den PV-Wert des Substrats 2 ohne eine Wärmeleitschicht 6 bzw. für eine Wärmeleitschicht mit einer absoluten Wärmeleitfähigkeit von ψ = 0. Es ist deutlich zu erkennen, dass mit zunehmender absoluter Wärmeleitfähigkeit ψ die Temperaturverteilung homogener wird, wobei z. B. bei einer Wärmeleitfähigkeit von ψ = 40 mW/K der PV-Wert auf ca. 60% des PV-Werts ohne Wärmeleitschicht 6 reduziert werden kann.
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4b verdeutlicht, wie sich die Wärmeleitschicht 6 bzw. die absolute Wärmeleitfähigkeit ψ auf den Wellenfrontfehler auswirkt. RMS5 bezeichnet dabei den RMS(root-mean-square)-Wert der um Z1 bis Z4 korrigierten, in Zernike-Koeffizienten (nach Fringe-Notation, man vergleiche „Handbook of Optical Systems, Singer et al. (eds.), WileyVch, 2005") ausgedrückten Wellenfront, wobei Z1 bis Z4 die entsprechend ersten bis vierten Zernike-Koeffizienten sind, die bei der Berechnung des RMS5-Werts auf Null gesetzt werden. RMS5 ist dabei auf den Fall verschwindender Wärmeleitfähigkeit (ψ = 0) normiert. Wie in 4b zu erkennen ist, nimmt der Wellenfrontfehler RMS5 ebenfalls mit zunehmender absoluter Wärmeleitfähigkeit ψ ab, wobei die Auswirkung der Wärmeleitschicht 6 auf den Wellenfrontfehler RMS5 noch größer ist als die Auswirkung der Wärmeleitschicht 6 auf den PV-Wert der Temperaturverteilung.
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Zum Erreichen einer absoluten Wärmeleitfähigkeit ψ der Wärmeleitschicht 6, bei der die Spezifikation des EUV-Spiegels 1 bezüglich des Wellenfrontfehlers und/oder weiterer Abbildungsfehler erreicht wird, stehen sowohl die Dicke d der Wärmeleitschicht 6 als auch die spezifische Wärmeleitfähigkeit λ des Materials der Wärmeleitschicht 6 als Parameter zur Verfügung.
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Geeignete Materialien für die Wärmeleitschicht sollten typischer Weise eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ von mehr als 100 W/(Km) aufweisen, wobei eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ von mehr als 200 W/(Km), insbesondere von mehr als 400 W/(Km) sich als vorteilhaft erwiesen hat. Materialien, welche diese Bedingung erfüllen, sind z. B. Ag, Au, Cu, Al, Mg, Si, SiC und Graphen. Es versteht sich, dass die Wahl des Materials neben der spezifischen Wärmeleitfähigkeit λ auch von anderen Faktoren abhängen kann, z. B. der Haftung der Wärmeleitschicht 6 auf dem Substrat 2 und der Haftung des auf die Wärmeleitschicht 6 aufgebrachten Schichtstapels 3, sowie der Schichtspannung des Materials der Wärmeleitschicht 6. Auch die Möglichkeit, die Wärmeleitschicht 6 auf einfache und damit kostengünstige Weise herstellen zu können und insbesondere die Haftung und/oder die Schichtspannung können die Materialwahl beeinflussen.
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Insbesondere Silber mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit λ von ca. 450 W/(Km) ermöglicht es, dass zum Erreichen einer gewünschten absoluten Wärmeleitfähigkeit ψ nur eine verhältnismäßig geringe Dicke d der Wärmeleitschicht 6 benötigt wird. Typischer Weise liegt die Dicke d der Wärmeleitschicht 6 bei mehr als 25 μm. Anwendungsabhängig kann die Schichtdicke mehr als 100 μm, ggf. auch mehr als 200 μm betragen.
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Ein Beispiel für den Herstellungsprozess der Wärmeleitschicht 6 durch Beschichten wird nachfolgend anhand von 3a, b dargestellt.
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3a zeigt den Beschichtungsvorgang, bei dem auf das Substrat 2, welches eine gewünschte (konkave) Oberflächenform aufweist, welche die Spezifikation des EUV-Spiegels hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit erfüllt, die Wärmeleitschicht 6 z. B. über einen CVD-Prozess aus der Gasphase abgeschieden wird. Im vorliegenden Beispiel wird das Substrat 2 in eine Gasatmosphäre eingebracht und Silizium-Dampf 7 wird an der Oberseite des Substrats 2 abgeschieden und bildet dort eine Wärmeleitschicht 6 aus Silizium. Wie in 3a ebenfalls zu erkennen ist, weist die Wärmeleitschicht 6 noch nicht die gewünschte geringe Oberflächenrauhigkeit auf.
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Um diese zu erhalten wird in einem nachfolgenden, in 3b dargestellten Herstellungsschritt die Wärmeleitschicht 6 mit einem Ionenstrahl 8 lokal bearbeitet und geglättet, bis die Oberfläche der Wärmeleitschicht 6 die gewünschte Oberflächenrauhigkeit erreicht hat. Es versteht sich, dass der Glättungsschritt nicht zwingend am Ende des Beschichtungsprozesses, d. h. nach dem Aufbringen der gesamten Wärmeleitschicht 6 erfolgen muss, sondern dass ggf. mehrere Glättungsschritte erfolgen können, die jeweils nach dem Aufbringen einer Teildicke der Wärmeleitschicht 6 vorgenommen werden.
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Obgleich die Verwendung der Wärmeleitschicht weiter oben im Zusammenhang mit einem EUV-Spiegel beschrieben wurde, ist es auch möglich, eine solche Wärmeleitschicht zur Vermeidung bzw. Verringerung von unerwünschten Deformationen bei Spiegeln in Projektionsbelichtungsanlagen einzusetzen, die mit Wellenlängen im VUV-Bereich (z. B. bei ca. 193 nm) arbeiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007044064 A1 [0007]
- US 2009/0231707 A1 [0008]
- EP 1450182 A2 [0009]
- US 7077533 B2 [0010, 0011]
- US 6453005 B2 [0010, 0012]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Handbook of Optical Systems, Singer et al. (eds.), WileyVch, 2005” [0043]
