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Patent Searching and Data


Title:
REFLECTIVE OPTICAL ELEMENT FOR A WAVELENGTH IN THE EXTREME ULTRAVIOLET WAVELENGTH RANGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/194355
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a reflective optical element for a wavelength in the extreme ultraviolet wavelength range, comprising a substrate and a reflective coating designed as a multi-layer system, wherein the multi-layer system has layers made of at least two different base materials (56, 57) with a different real part of the refractive index for a wavelength in the extreme ultraviolet wavelength range, which are alternatingly arranged, and on which a standing wave of an electrical field is formed with the reflection of a wavelength in the extreme ultraviolet wavelength range, wherein the multi-layer system has another material at least in a layer (157) at a point of extreme field intensity of the standing wave, which material at least partially replaces one of the at least two different base materials in the at least one layer (157) at a point of extreme field intensity, wherein the reflective optical element has a material as the other material at at least one point of minimal field intensity, which has greater absorption for the reflected wavelength than the at least partially replaced one. It has a higher reflectivity than a corresponding reflective optical element without another material at a point of extreme field intensity.

Inventors:
PAZIDIS ALEXANDRA (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/058785
Publication Date:
October 12, 2023
Filing Date:
April 04, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZEISS CARL SMT GMBH (DE)
International Classes:
G02B5/08
Foreign References:
EP1065532B12005-03-02
DE102022203495A2022-04-07
Other References:
SINGH M ET AL: "DESIGN OF MULTILAYER EXTREME-ULTRAVIOLET MIRRORS FOR ENHANCED REFLECTIVITY", APPLIED OPTICS, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA, WASHINGTON, DC, US, vol. 39, no. 13, 1 May 2000 (2000-05-01), pages 2189 - 2197, XP000940136, ISSN: 0003-6935, DOI: 10.1364/AO.39.002189
Attorney, Agent or Firm:
WERNER & TEN BRINK - PATENTANWÄLTE PARTGMBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Reflektives optisches Element für eine Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, aufweisend ein Substrat und eine als Viellagensystem ausgebildete reflektierende Beschichtung, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedene Basismaterialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die alternierend angeordnet sind, und an dem sich bei Reflexion einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich sich eine stehende Welle eines elektrischen Feldes ausbildet, wobei das Viellagensystem (54) in mindestens einer Lage (156a, b, 157, 256a, b, 257, 357a, b, 457) an einer Stelle (61 , 62) extremaler Feldintensität der stehenden Welle (60) ein weiteres Material aufweist, das in der mindestens einen Lage (156a,b, 256a, b, 357a, b) an einer Stelle extremaler Feldintensität eines der mindestens zwei verschiedenen Basismaterialien zumindest teilweise ersetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektive optische Element an mindestens einer Stelle (61) minimaler Feldintensität als weiteres Material ein Material aufweist, das eine größere Absorption bei der reflektierten Wellenlänge aufweist als das zumindest teilweise ersetzte.

2. Reflektives optisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material eine größere Differenz des Realteils des Brechungsindex zum Realteil des Brechungsindex des mindestens einen nicht zumindest teilweise ersetzten Basismaterials aufweist als das zumindest teilweise ersetzte Basismaterial.

3. Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es an mindestens einer Stelle (62) maximaler Feldintensität als zusätzliches weiteres Material ein Material aufweist, das eine geringere Absorption bei der reflektierten Wellenlänge aufweist als das dadurch zumindest teilweise ersetzte Basismaterial.

4. Reflektives optisches Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche weitere Material eine geringere Differenz des Realteils des Brechungsindex zum Realteil des Brechungsindex des mindestens einen dadurch nicht zumindest teilweise ersetzten Basismaterials aufweist als das zumindest teilweise dadurch ersetzte Basismaterial.

5. Reflektives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Viellagensystem (54) als mindestens zwei verschiedene Basismaterialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex Molybdän und Silizium aufweist.

6. Reflektives optisches Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es als weiteres Material eines oder mehrere der Gruppe bestehend aus Palladium, Rhodium, Ruthenium, Technetium, Niob, Lanthan, Barium, Cer, Präsodym, Rubidium und Strontium aufweist.

7. Optisches System, aufweisend ein reflektives optisches Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.

Description:
Reflektives optisches Element für eine Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein reflektives optisches Element für eine Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, aufweisend ein Substrat und eine als Viellagensystem ausgebildete reflektierende Beschichtung, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedene Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die alternierend angeordnet sind, und an dem sich bei Reflexion einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich sich eine stehende Welle eines elektrischen Feldes ausbildet, wobei das Viellagensystem in mindestens einer Lage an einer Stelle extremaler Feldintensität der stehenden Welle ein weiteres Material aufweist, das in der mindestens einen Lage an einer Stelle extremaler Feldintensität eines der mindestens zwei verschiedenen Basismaterialien zumindest teilweise ersetzt. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein optisches System mit einem solchen reflektiven optischen Element. Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102022 203 495.3 vom 7. April 2022 in Anspruch, auf die vollumfänglich Bezug genommen wird.

In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen Spiegel für den extrem ultravioletten (EU V-) Wellenlängenbereich (z.B. Wellenlängen zwischen ca. 5 nm und 20 nm) wie etwa Photomasken oder Spiegel auf der Basis von Viellagensystemen eingesetzt. Da EUV-Lithographievorrichtungen in der Regel mehrere reflektive optische Elemente aufweisen, müssen diese eine möglichst hohe Reflektivität aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen.

Insbesondere für Anwendungen in der EUV-Lithographie haben sich reflektive optischen Elemente mit Viellagensystemen etabliert, die für eine Wellenlänge von ca. 13,5 nm bei quasinormalem Einfall optimiert sind und auf alternierend angeordneten Lagen aus Molybdän und Silizium beruhen. Beide Materialien weisen einerseits bei dieser Wellenlängen eine niedrige Absorption, also einen kleinen Imaginärteil des Brechungsindex auf und andererseits eine hinreichend große Differenz des Realteils des Brechungsindex, um eine gute maximale Reflektivität zur Verfügung zu stellen. Zwar gibt es auch Materialpaarungen mit höherer Differenz des Realteils. Allerdings weist eines oder beide Materialien bei der jeweiligen Wellenlänge eine höhere Absorption auf, so dass darauf basierende Viellagensysteme eine geringere maximale Reflektivität auf.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein reflektives optisches Element vorzuschlagen, das eine höhere Reflektivität aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein reflektives optisches Element für eine Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, aufweisend ein Substrat und eine als Viellagensystem ausgebildete reflektierende Beschichtung, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedene Basismaterialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die alternierend angeordnet sind, und an dem sich bei Reflexion einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich sich eine stehende Welle eines elektrischen Feldes ausbildet, wobei das Viellagensystem mindestens eine Lage an einer Stelle extremaler Feldintensität der stehenden Welle ein weiteres Material aufweist, das in der mindestens einen Lage an einer Stelle extremaler Feldintensität eines der mindestens zwei verschiedenen Basismaterialien zumindest teilweise ersetzt, und wobei das reflektive optische Element an mindestens einer Stelle minimaler Feldintensität als weiteres Material ein Material aufweist, das eine größere Absorption bei der reflektierten Wellenlänge aufweist als das zumindest teilweise ersetzte.

Die Erfinderin hat erkannt, dass sich Reflektivitätsgewinne erreichen lassen, wenn bei der Auslegung eines Viellagensystems als reflektierender Beschichtung für ein reflektives optisches Element der Verlauf der sich bei Reflexion ausbildenden stehenden Welle innerhalb des Viellagensystems berücksichtigt wird. Indem in einer oder mehr Lagen, die sich an besonderen Stellen der stehenden Welle befinden, insbesondere bei besonders hoher oder besonders niedriger Intensität, Material vorgesehen wird, das sich von den mindestens zwei verschiedenen Basismaterialien unterscheidet, auf denen das Viellagensystem beruht und die einen unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweisen, lässt sich die maximale Reflektivität bei quasinormalem Strahlungseinfall erhöhen. Insbesondere für den Einsatz in optischen Systemen, in denen mehrere reflektive optische Elemente im Strahlengang hintereinander geschaltet sind, können bereits kleine Reflektivitätsgewinne an einzelnen reflektiven optischen Elementen von Vorteil sein, da sich ihr Effekt multipliziert. Durch das vollständige Ersetzen des ursprünglich vorgesehenen Basismaterials kann der zusätzliche Aufwand beim Aufbringen des Viellagensystems auf ein Substrat möglichst gering gehalten werden. Durch das nur teilweise Ersetzen kann durch feinere Abstimmung auf den Verlauf der stehenden Welle der Reflektivitätsgewinn zusätzlich vergrößert werden.

Bevorzugt weist das weitere Material eine größere Differenz des Realteils des Brechungsindex zum Realteil des Brechungsindex des mindestens einen nicht zumindest teilweise ersetzten Basismaterials auf als das zumindest teilweise ersetzte Basismaterial. Dadurch können stellenweise Materialkombinationen erreicht werden, bei denen der Gewinn an maximaler Reflektivität etwaige Absorptionsverluste übersteigt.

In bevorzugten Ausführungsformen weist das reflektive optische Element an mindestens einer Stelle maximaler Feldintensität als zusätzliches weiteres Material ein Material auf, das eine geringere Absorption bei der reflektierten Wellenlänge aufweist als das dadurch zumindest teilweise ersetzte Basismaterial. In diesem Fall weist bevorzugt das zusätzliche weitere Material eine geringere Differenz des Realteils des Brechungsindex zum Realteil des Brechungsindex des mindestens einen dadurch nicht zumindest teilweise ersetzten Basismaterials auf als das zumindest teilweise dadurch ersetzte Basismaterial. Auch dadurch können stellenweise Materialkombinationen erreicht werden, bei denen der Gewinn an maximaler Reflektivität etwaige Absorptionsverluste übersteigt.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen weist das Viellagensystem als mindestens zwei verschiedene Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex Molybdän und Silizium auf. Derartige Viellagensysteme weisen insbesondere bei Wellenlängen um ca. 13,5 nm ein hohe maximale Reflektivität auf und haben sich insbesondere auf dem Gebiet der EUV-Lithographie etabliert.

Vor allem in diesem Fall hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das reflektive optische Element in seinem als reflektierende Beschichtung dienenden Viellagensystem als weiteres Material eines oder mehrere der Gruppe bestehend aus Palladium, Rhodium, Ruthenium, Technetium, Niob, Lanthan, Barium, Cer, Präsodym, Rubidium und Strontium aufweist. Palladium, Rhodium, Ruthenium und Technetium eignen sich besonders, um Molybdän in einer Lage an einer Stelle mit besonders geringer Feldintensität zumindest teilweise zu ersetzen, und Lanthan, Barium, Cer und Präsodym, um in einer solchen Lage Silizium zumindest teilweise zu ersetzen. Niob eignet sich besonders, um Molybdän in einer Lage an einer Stelle mit besonders hoher Feldintensität zumindest teilweise zu ersetzen, und Rubidium und Strontium, um in einer solchen Lage Silizium zumindest teilweise zu ersetzen.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein optisches System, das ein reflektives optisches Element wie zuvor beschrieben aufweist. Derartige optische Systeme eignen sich insbesondere für den Einsatz in EUV-Lithographievorrichtungen, aber auch in Vorrichtungen für die optische Inspektion von Wafern und Masken sowie Spiegeln.

Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für die EUV-

Lithographie;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen reflektiven optischen Elements;

Figur 3a eine schematische Darstellung eines weiteren herkömmlichen reflektiven optischen Elements mit sich ausbildender stehender Welle;

Figur 3b eine sich bei Reflexion and dem reflektiven optischen Element aus

Figur 3a ausbildende stehende Welle;

Figur 4 eine schematische Darstellung eines ersten reflektiven optischen

Elements;

Figur 5 eine schematische Darstellung eines zweiten reflektiven optischen

Elements;

Figur 6 eine schematische Darstellung eines dritten reflektiven optischen

Elements;

Figur 7 eine schematische Darstellung eines vierten reflektiven optischen

Elements; Figur 8 eine schematische Darstellung eines fünften reflektiven optischen

Elements; und

Figur 9 eine schematische Darstellung eines sechsten reflektiven optischen

Elements.

In Figur 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 beispielhaft dargestellt. Wesentliche Komponenten sind das Beleuchtungssystem 14, die Photomaske 17 und das Projektionssystem 20. Die EUV-Lithographievorrichtung 10 wird unter Vakuumbedingungen betrieben, damit die EUV-Strahlung in ihrem Inneren möglichst wenig absorbiert wird.

Als Strahlungsquelle 12 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder auch ein Synchrotron dienen. Im hier dargestellten Beispiel handelt es sich um eine laserbetriebene Plasmaquelle. Die emittierte Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst vom Kollektorspiegel 13 gebündelt. Der Betriebsstrahl 11 wird dann auf die im Strahlengang folgenden reflektiven optischen Elemente im Beleuchtungssystem 14 eingeführt. Im in Figur 1 dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 zwei weitere Spiegel 15, 16 auf. Die Spiegel 15, 16 leiten den Strahl auf die Photomaske 17, die die Struktur aufweist, die auf den Wafer 21 abgebildet werden soll. Bei der Photomaske 17 handelt es sich ebenfalls um ein reflektives optisches Element für den EUV- Wellenlängenbereich, das je nach Herstellungsprozess ausgewechselt werden kann. Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Photomaske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske auf ihn abgebildet. Das Projektionssystem 20 weist im dargestellten Beispiel zwei Spiegel 18, 19 auf. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Projektionssystem 20 als auch das Beleuchtungssystem 14 jeweils nur einen oder auch drei, vier, fünf und mehr Spiegel aufweisen können.

Jeder der hier dargestellten Spiegel 13, 15, 16, 18, 19 wie auch die Maske 17 für die Verwendung im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich kann ein Substrat und eine als Viellagensystem ausgebildete reflektierende Beschichtung aufweisen, wobei das Viellagensystem Lagen aus mindestens zwei verschiedenen Basismaterialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die alternierend angeordnet sind, und an dem sich bei Reflexion einer Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich eine stehende Welle eines elektrischen Feldes ausbildet, wobei das Viellagensystem in mindestens einer Lage an einer Stelle extremaler Feldintensität der stehenden Welle ein weiteres Material aufweist. Insbesondere ersetzt das weitere Material in der mindestens einen Lage an einer Stelle extremaler Feldintensität eines der mindestens zwei verschiedenen Basismaterialien zumindest teilweise, wobei das das reflektive optische Element an mindestens einer Stelle minimaler Feldintensität als weiteres Material ein Material aufweist, das eine größere Absorption bei der reflektierten Wellenlänge aufweist als das zumindest teilweise ersetzte.

Derartige reflektive optische Elemente können auch in Wafer- oder Maskeninspektionssystemen eingesetzt werden.

In Figur 2 ist schematisch der Aufbau eines EUV-Spiegels 50 dargestellt, dessen reflektive Beschichtung auf einem Viellagensystem 54 basiert. Bei dem Viellagensystem 54 handelt es sich um auf ein Substrat 51 alternierend aufgebrachte Lagen eines Basismaterials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge, bei der beispielsweise die lithographische Belichtung durchgeführt wird, (auch Spacer 57 genannt) und eines Basismaterials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Absorber 56 genannt), wobei ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel 55 bildet. Dadurch wird in gewisser Weise ein Kristall simuliert, dessen Netzebenen den Absorberlagen entsprechen, an denen Bragg-Reflexion stattfindet. Üblicherweise werden reflektive optische Elemente für eine EUV-Lithographievorrichtung oder ein optisches System derart ausgelegt, dass die jeweilige Wellenlänge maximaler Reflektivität mit der Arbeitswellenlänge des Lithographieprozesses oder sonstigen Anwendungen des optischen Systems im Wesentlichen übereinstimmt.

Die Dicken der einzelnen Lagen 56, 57 wie auch der sich wiederholenden Stapel 55 können über das gesamte Viellagensystem 54 konstant sein oder auch über die Fläche oder die Gesamtdicke des Viellagensystems 54 variieren, je nach dem, welches spektrale oder winkelabhängige Reflexionsprofil bzw. welche maximale Reflektivität bei der Arbeitswellenlänge erreicht werden soll. Ferner können auch zusätzliche Lagen als Diffusionsbarrieren zwischen Spacer- und Absorberlagen 56, 57 vorgesehen werden. Außerdem kann auf dem Viellagensystem 54 eine Schutzschicht 53 vorgesehen sein, die auch mehrlagig ausgelegt sein kann. Typische Substratmaterialien für reflektive optische Elemente für die EUV-Lithographie sind Silizium, Siliziumkarbid, siliziuminfiltriertes Siliziumkarbid, Quarzglas, titandotiertes Quarzglas, Glas und Glaskeramik. Insbesondere bei derartigen Substratmaterialien kann zusätzlich eine Schicht zwischen Viellagensystem 54 und Substrat 51 vorgesehen sein, die aus einem Material ist, das eine hohe Absorption für Strahlung im EUV-Wellenlängenbereich aufweist, die im Betrieb des reflektiven optischen Elements 50 eingesetzt wird, um das Substrat 51 vor Strahlenschäden, beispielsweise eine ungewollte Kompaktierung zu schützen. Ferner kann das Substrat auch aus Kupfer, Aluminium, einer Kupferlegierung, einer Aluminiumlegierung oder einer Kupfer-Aluminium-Legierung sein. Zwischen Substrat 51 und Viellagenssytem 54 können auch ein oder mehrere Schichten oder Schichtsysteme angeordnet sein, die andere als optische Funktionen übernehmen, beispielsweise den Ausgleich oder die Reduzierung von im eine reflektierende Beschichtung bildenden Viellagensystem 54 induzierten Schichtspannungen. Ferner kann zwischen dem Substrat 51 und dem Viellagensystem 54 auch eine Haftvermittlerschicht vorgesehen sein.

In Figur 3a ist ein reflektives optisches Element 50 wie zuvor beschrieben dargestellt, das auf einem Substrat 51 ein Viellagensytem 54 aufweist, das im vorliegenden Beispiel zum Vakuum 52 hin ohne Schutzschicht abschließt. Im vorliegenden Beispiel weist das Viellagensystem 54 vierundfünfzig Lagen aus abwechselnd Molybdän als Absorberlage 56 und Silizium als Spacerlage 57. Außerdem ist in Figur 3b die sich bei Reflexion ausbildende stehende Welle 60 als Feldintensität in Prozent über die Dicke d in nm des reflektiven optischen Elements 50 aufgetragen. Diese stehende Welle weist diverse Extrema auf, insbesondere Minima 61 und Maxima 62. An den Maxima 62 ist die Absorption der eingestrahlten Strahlung am höchsten. Zum Substrat 51 hin werden die Maxima immer kleiner. Dadurch ergibt sich im substratnahen Bereich ein Bereich vergleichsweise geringer Absorption. Außerdem befinden sich Minima jeweils am Übergang von Molybdän- zu Siliziumlage und zwar in Richtung vom Vakuum 52 zum Substrat 51. Das hier beispielhaft dargestellte Viellagensystem 54 ist für einfallende Strahlung einer Wellenlänge von 13.6 nm optimiert und weist bei quasinormalem Einfall eine maximale Reflektivität von 72,35% auf.

In den folgenden Figuren 4 bis 9 sind beispielhaft einige erfindungsgemäß modifizierte Varianten des in Figur 3a dargestellten Viellagensystems 54 dargestellt, die zusammen mit dem sie tragenden Substrat 51 erfindungsgemäße reflektive optische Elemente 50 bilden. Alle diese Varianten sind wie das in Figur 3 dargestellte Ausgangsviellagensystem 54 für eine Wellenlänge von 13,6 nm auf übliche Weise optimiert. In der ersten in Figur 4 dargestellten Variante wurden in den fünf substratnächsten Absorberlagen 157 das Molybdän ganz durch Rhodium ersetzt. Die übrigen Absorberlagen 57 sind wie im in Figur 3 dargestellten Ausgangssystem aus Molybdän, wie auch alle Spacerlagen 56 aus Silizium sind. Rhodium hat zwar einen größeren Imaginärteil als Molybdän bei 13,6 nm, aber eine größere Differenz des Realteil des Brechungsindex zu dem von Silizium. Indem Rhodium nur in Lagen an Stellen mit sehr niedriger Feldintensität der stehenden Welle Molybdän ersetzt, überwiegt der Effekt der höheren Brechzahldifferenz den Effekt der höheren Absorption, so dass in der Summe eine höhere Reflektivität erreicht werden kann. Diese erste Variante weist bei quasinormalem Einfall eine maximale Reflektivität von 73,4% auf. Alternativ könnte das Molybdän statt durch Rhodium auch durch Palladium, Ruthenium oder Technetium ersetzt werden. Selbst bei Ersetzen des Molybdäns durch das hochabsorbierende Palladium wird noch eine maximale Reflektivität von 73,18% erreicht.

In der in Figur 5 dargestellten Variante wurden in substratnahen Absorberlagen 157, 257 Molybdän nicht durch ein, sondern durch zwei weitere Materialien ersetzt. Im hier dargestellten Beispiel wurde das Molybdän in den sechs substratnächsten Absorberlagen 157 durch Rhodium und in den darauf in substratabgewandter Richtung folgenden sechs Absorberlagen 257 durch das etwas weniger absorbierende Ruthenium, das allerdings auch eine etwas geringere Brechzahldifferenz zu Silizium aufweist als Rhodium. Die Spacerlagen 46 sind alle aus Silizium. Durch diese Modifikation wird eine maximale Reflektivität von 73,68% bei quasinormalem Einfall bei 13,6 nm erreicht. Ebenso könnte man in den genannten Lagen statt Rhodium und Ruthenium auch Palladium und Rhodium oder Ruthenium oder Technetium bzw. Rhodium und Technetium bzw. Ruthenium und Technetium einsetzten, um einen Reflektivitätsgewinn gegenüber dem Ausgangssystem aus nur Molybdän und Silizium zu erreichen.

Eine weitere Variante, die auf der in Figur 5 dargestellten Variante beruht, ist in Figur 6 dargestellt. Zusätzlich zu den in Figur 5 dargestellten Modifikationen sind in dieser Variante auch die zwölf substratnächsten Spacerlagen 156a, b modifiziert worden. Bei diesen Spacerlagen ist das Silizium nur teilweise und zwar auf der zum Vakuum zeigenden Seite durch im vorliegenden Beispiel Lanthan ersetzt worden, so dass die Teillagen 156a aus Silizium und die Teillagen 156b aus Lanthan sind. Die übrigen Sapcerlagen 56 sind ganz aus Silizium. Lanthan weist bei 13,6 nm eine höhere Absorption als Silizium auf sowie eine höhere Brechzahldifferenz zu Moblydän sowie dessen genannten Substituten. Indem Lanthan nur in Lagen an Stellen mit sehr niedriger Feldintensität der stehenden Welle Silizium ersetzt und auch dort im Bereich von Minima, überwiegt der Effekt der höheren Brechzahldifferenz den Effekt der höheren Absorption, so dass in der Summe eine höhere Reflektivität erreicht werden kann. Das in Figur 6 dargestellte Viellagensystem erreicht bei quasinormalem Einfall von Strahlung einer Wellenlänge von 13,6 nm eine maximale Reflektivität von 73,73%. Anstelle von Lanthan sind auch Barium, Cer und Präsodym geeignet, um Silizium in Lagen mit besonders geringer Feldintensität ganz oder teilweise zu ersetzen.

In der in Figur 7 dargestellten Variante wurde die in Figur 6 dargestellte Variante weiterentwickelt. Zusätzlich zu den bereits besprochenen Modifikationen wurde in den fünf am nächsten zum Vakuum liegenden Absorberlagen 357a, b das Molybdän teilweise durch Ruthenium ersetzt und zwar jeweils auf der vakuumabgewandten Seite, so dass die Absorberteillage 357a aus Ruthenium und die Absorberteillage 357b aus Molybdän ist. Auf der vakuumabgewandeten Seite dieser Absorberlagen befindet sich jeweils ein Minimum der stehenden Welle, so dass die höhere Absorption des Ruthenium dort weniger ins Gewicht fällt als die größere Brechzahldifferenz zum Silizium. Auf diese Weise kann bei quasinormalem Einfall und 13,6 nm eine maximale Reflektivität von 74,2% erreicht werden. Alternativ könne das Molybdän auch durch Palladium, Rhodium oder Technetium auf der vakuumabgewandten Seite der jeweiligen Lage ersetzt werden.

Auch die in Figur 8 dargestellte Variante ist eine Weiterentwicklung der in Figur 6 dargestellten Variante. Anstatt in den fünf vakuumnächsten Absorberlagen 457 Molybdän durch ein höherabsorbierendes Material zu ersetzen, wurde es hier durch das weniger absorbierende Niob ersetzt, das außerdem bei 13,6 nm eine geringere Brechzahldifferenz zu Silizium aufweist. Alternativ kann auch eine nur teilweise Ersetzung auf der vakuumzugewandten Seite der jeweiligen Lagen erfolgen, wo sich jeweils Feldintensitätsmaxima befinden, so dass die jeweilige Materialabsorption besonders stark ins Gewicht fällt. Auch diese Variante weist gegenüber der in Figur 6 dargestellten Variante einen Reflektivitätsgewinn auf.

Die in Figur 9 dargestellte Variante basiert auf der in Figur 7 dargestellten Variante.

Zusätzlich zu den in Zusammenhang mit Figur 7 erläuterten Modifikationen, wurden in den sechs vakuumnächsten Spacerlagen 256a, b Silizium auf der vakuumabgewandten Seite der jeweiligen Lage durch Rubidium ersetzt. Dadurch besteht die Spacerteillage 256a aus Rubidium und die Spacerteillage 257b aus Silizium. Die Spacerteillagen 256a befinden sich in einem Bereich maximaler Feldintensität der stehenden Welle, wo sich die Absorption des dort befindlichen Materials besonders stark auswirkt. Indem dort ein weniger stark absorbierendes Material als Silizium vorgesehen wird, überwiegt der Effekt der geringeren Absorption der einfallenden Strahlung den Effekt der geringeren Brechzahldifferenz, so dass sich ein Reflektivitätsgewinn bei quasinormalem Einfall von Strahlung einer Wellenlänge von 13,6 nm auf eine maximale Reflektivität von 76,2% erreichen lässt. Alternativ kann in vakuumnahen Spacerlagen Silizium durch Rubidium oder Strontium ganz oder teilweise ersetzt werden.

In weiteren Abwandlungen können auch jeweils nur ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, zwölf, dreizehn, vierzehn, fünfzehn oder mehr Absorber- und/oder Spacerlagen im substratnahen oder vakuumnahen Bereich des jeweiligen Viellagensystems modifiziert werden. Dabei wird vorteilhafterweise berücksichtigt, wieviele Lagen das jeweilige Viellagensystem insgesamt aufweist. Außerdem sollte auch berücksichtigt werden, dass die Schaffung neuer Grenzfllächen bei nur teilweisen Materialersatz innerhalb von Lagen zu einer Erhöhung der Rauheit beitragen kann, was seinerseits die Reflektivität reduzieren kann. Ggf. können bei der Herstellung der entsprechenden reflektiven optischen Elemente die Beschichtungsverfahren in Hinblick auf eine möglichst geringe Rauheit ausgewählt werden oder zusätzlich Glättungsverfahren ausgeführt werden. Außerdem können nicht nur ein oder zwei, sondern auch drei oder vier oder mehr verschiedene Materialien zum Ersatz des ursprünglichen Absorber- oder Spacermaterial eingesetzt werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass in den hier dargestellten Viellagensystemen zusätzliche Lagen vorgesehen sein können, die als Diffusionsbarriere wirken. Sie können zwischen zwei Lagen aus Basismaterialien, aber auch zwischen einer Lage aus einem Basismaterial und einem weiteren Material oder zwischen zwei Lagen aus weiteren Materialien angeordnet sein. Bei den Lagen aus Basis- oder weiteren Materialien kann es sich auch um Teillagen handeln. Insbesondere, wenn wie in den hier detaillierter erläuterten Beispielen die Basismaterialien Molybdän und Silizium sind, können die Barrierelagen z.B. aus Kohlenstoff, borkarbid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid oder aus einer Zusammensetzung mit mindestens einem dieser Materialien sein. Optische Systeme, die mindestens ein erfindungsgemäßes reflektives optisches Element aufweisen, haben eine gesteigerte Lichtausbeute. Bevorzugt sind möglichst viele oder sogar alle im jeweiligen optischen System vorgesehene reflektiven optischen Element mit einem hier vorgeschlagenen Viellagensystem als reflektierende Beschichtung ausgestattet. Sie eignen sich insbesondere als optische Systeme für EUV-Lithographievorrichtungen aber ebenso für andere Anwendungen wie etwa Masken- oder Waferinspektionsvorrichtungen. Weist das optische System beispielsweise acht erfindungsgemäße reflektive optische Element auf, die jedes eine Reflexionserhöhung um 2% gegenüber einem herkömmlichen reflektiven optischen Element aufweisen, so erreicht man insgesamt eine relative Steigerung der Lichtausbeute um 24%.

Bezugszeichen

10 EUV-Lithographievorrichtung

11 Betriebsstrahl

12 EUV-Strahlungsguelle

13 Kollektorspiegel

14 Beleuchtungssystem

15 erster Spiegel

16 zweiter Spiegel

17 Maske

18 dritter Spiegel

19 vierter Spiegel

20 Projektionssystem

21 Wafer

50 reflektives optisches Element

51 Substrat

52 Vakuum

53 Schutzlage

54 Viellagensystem

55 Lagenpaar

56 Spacer

57 Absorber

60 Feldintensität

61 minimale Feldintensität

62 maximale Feldintensität 156a,b Spacer 157 Absorber 256a, b Spacer 257 Absorber 357a, b Absorber 457 Absorber