Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem auf einem Substrat, wobei das Viellagensystem erste und zweite Lagen aus jeweils Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer bestimmten Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und wobei zwischen mindestens einer ersten und einer zweiten Lage oder einer zweiten und einer ersten Lage eine Übergangsschicht angeordnet ist, deren Brechungsindex bei der bestimmten

Wellenlänge über die Dicke der Übergangsschicht variabel ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein optisches System für die EUV-Lithographie sowie auf eine EUV- Lithographievorrichtung mit einem solchen reflektiven optischen Element. Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Anmeldung 10 2016 218 028.2 vom 20.

September 2017 in Anspruch, auf deren Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird.

In EUV-Lithographievorrichtungen werden zur Lithographie von Halbleiterbauelementen reflektive optische Elemente für den extrem ultravioletten (EUV-)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.

Reflektive optische Elemente für den EUV-Wellenlängenbereich weisen in der Regel Viellagensysteme auf. Dabei handelt es sich um alternierend aufgebrachte Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch

Spacer genannt) und eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Absorber genannt), wobei ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel bzw. eine Periode bildet. Dadurch wird in gewisser Weise ein Kristall simuliert, dessen Netzebenen den Absorberlagen entsprechen, an denen Bragg-Reflexion stattfindet. Die Dicken der einzelnen Lagen wie auch der sich wiederholenden Stapel können über das gesamte Viellagensystem konstant sein oder auch variieren, je nach dem, welches

Reflexionsprofil erreicht werden soll.

Bei reellen reflektiven optischen Elementen können sich mit der Zeit zwischen den

Absorber- und Spaceriagen bzw. den Spacer- und Absorberlagen Mischlagen aus beiden Materialien bilden, was dazu führt, dass die tatsächliche Reflektivität geringer als die theoretisch mögliche Reflektivität liegt. Damit die Reflektivitätseinbußen nicht zu groß werden, können zusätzliche Lagen zwischen den Absorber- und Spaceriagen bzw. den Spacer- und Absorberlagen vorgesehen werden, die als Diffusionsbarrieren wirken.

Allerdings können diese Barrierelagen ihrerseits zu Reflektivitätseinbußen führen. In Juan I. Larruquert, J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 21 , No. 9, 1750-1760, September 2004 werden

Reflektivitäten für reflektive optische Elemente mit insbesondere Molybdän als

Absorbermaterial und Silizium als Spacermaterial berechnet. Dabei werden konstant dicke Mischschichten aus Molybdän und Silizium oder konstant dicke Barrierelagen aus Borkarbid bei der Berechnung der Reflektivität berücksichtigt. Zur Erhöhung der Reflektivität wird versucht, die Dicken der Molybdän- und Siliziumlagen zu optimieren. In einem zweiten Ansatz wird die Reflektivität mit Barrierelagen aus anderen Materialien als Borkarbid berechnet. In Juan I. Larruquert, J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 19, No. 2, 391-397, February 2002 wird insbesondere für die Wellenlängen von 50 nm und 49,3 nm vorgeschlagen, zur

Reflektivitätserhöhung Viellagensysteme aus Stapeln mit bis zu sieben verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen komplexen Brechungsindizes bei den jeweiligen

Wellenlängen einzusetzen. Dabei haben alle Stapel eines Viellagensystems den gleichen Aufbau, während die Dicken der einzelnen Materiallagen für maximale Reflektivität optimiert sind.

Die EP 1 065 532 A2 offenbart zur Reflektivitätserhöhung einen Reflektor zum Reflektieren von Strahlung im extremen ultravioletten Wellenlängenbereich erreicht, wobei der Reflektor einen Stapel abwechselnder Schichten eines ersten und eines zweiten Materials umfasst, wobei das erste Material einen niedrigeren realen Brechungsindex in dem erwünschten Wellenlängenbereich als das zweite Material aufweist und wobei mindestens eine in den Stapel eingefügte Schicht eines dritten Materials vorgesehen ist, wobei das dritte Material aus der Gruppe gewählt ist, die Rb, RbCI, RbBr, Sr, Y, Zr, Ru, Rh, Tc, Pd, Nb und Be sowie Legierungen und Verbindungen dieser Materialien umfasst.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives reflektives optisches Element mit möglichst hoher Reflektivität vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein reflektives optisches Element für den extrem

ultravioletten Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem auf einem Substrat, wobei das Viellagensystem erste und zweite Lagen aus jeweils Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer bestimmten Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und wobei zwischen mindestens einer ersten und einer zweiten Lage oder einer zweiten und einer ersten Lage eine Übergangsschicht angeordnet ist, deren Brechungsindex bei der bestimmten

Wellenlänge über die Dicke der Übergangsschicht variabel ist, und wobei der Verlauf des Brechungsindex über die Dicke an einen exponentiellen Verlauf, einen logarithmischen Verlauf, einen sinusförmigen oder einen Verlauf eines Polynoms angenähert ist.

Es hat sich herausgestellt, dass durch das gezielte Anordnen von einer oder mehr

Übergangsschichten, die einen über deren Dicke variablen Brechungsindex aufweisen und dabei der Verlauf des Brechungsindex über die Dicke an einen exponentiellen Verlauf, einen logarithmischen Verlauf, einen sinusförmigen oder einen Verlauf eines Polynoms angenähert ist, höhere Reflektivitäten erreicht werden können als bei reflektiven optischen Elementen, die anstelle der Übergangsschichte(n) jeweils Barrierelagen aufweisen.

Insbesondere eignen sich diese Verläufe, um bei beherrschbarem Aufwand bei der

Herstellung reflektiver optischer Elemente mit guter Reflektivität bereitzustellen.

Bevorzugt ist zwischen jeder ersten und zweiten Lage und/oder jeder zweiten und ersten Lage eine Übergangsschicht angeordnet, deren Brechungsindex bei der bestimmten Wellenlänge über die Dicke der Übergangsschicht variabel ist. Besonders bevorzugt ist zwischen allen ersten und zweiten bzw. zweiten und ersten Lagen eine solche

Übergangsschicht vorgesehen. Dadurch lässt sich die Reflektivität besonders gut verglichen mit reflektiven optischen Elementen mit üblichen Barrierelagen erhöhen.

In bevorzugten Ausführungsformen besteht die mindestens eine Übergangsschicht aus vier oder mehr Einzellagen, die bei der bestimmten Wellenlänge unterschiedliche

Brechungsindizes aufweisen. Das Diskretisieren der Übergangsschicht in Einzellagen vereinfacht sowohl Simulationsrechnungen zur Berechnung der zu erwartenden Reflektivität als auch die tatsächliche Herstellung durch übliche physikalische und/oder chemische Abscheidungsverfahren aus der Gasphase. Bevorzugt weisen die Materialien für die erste Lage und für die zweite Lage jeweils eines der Elemente der Gruppe aus Mo, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, Ir, Os, Re, Cr, W, Ta, Fe, Co, Sn, Ni, Si, Cu, Zn, Lu, Er, Tm, Ho, Hf, Tb, T, Zr, C, Sc, B, Y, Nd, Pm, Eu, Sr, Be, La, Ce, AI, Ge, Zb, Pr auf. Vorteilhafterweise werden zwei Elemente für jeweils die ersten und zweiten Lagen miteinander kombiniert, die beide einen möglichst geringen Imaginärteil und gleichzeitig möglichst unterschiedliche Realteile des Brechungsindex aufweisen.

Das reflektive optische Element ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die mindestens eine Übergangsschicht aus weiterem Material besteht, das Material weder der ersten noch der zweiten Lage aufweist. Auf diese Weise können mehr Freiheitsgrade bei der Optimierung der Übergangsschicht ausgenutzt werden.

In bevorzugten Ausführungsformen weist die mindestens eine Übergangsschicht Material der ersten und/oder der zweiten Lage mit über die Dicke der Übergangsschicht variablem Anteil auf. Das Vorsehen von Material der ersten und/oder zweiten Lage in der

Übergangsschicht erlaubt, den Aufwand bei der Herstellung geringer zu halten als bei

Übergangsschichten aus beliebigen Materialien und dennoch reflektive optische Elemente mit relativ hoher Reflektivität bereitzustellen.

In bevorzugten Ausführungsvarianten besteht dabei mindestens eine Übergangsschicht aus Material der ersten und Material der zweiten Lage. Derartige Übergangsschichten können als artifizielle Mischschichten betrachtet werden, die allerdings in Hinblick auf die

Reflektivität optimiert wurden, indem die Materialanteile über die Dicke der

Übergangsschicht gezielt variiert wurden. In weiteren bevorzugten Ausführungsvarianten besteht mindestens eine Übergangsschicht aus Material der ersten Lage, aus Material der zweiten Lage und einem dritten Material. In noch weiteren bevorzugten Ausführungsvarianten besteht mindestens eine

Übergangsschicht aus Material der ersten Lage, aus Material der zweiten Lage, einem dritten Material und einem vierten Material. Auch diese Varianten erlauben, den Aufwand bei der Herstellung geringer zu halten als bei Übergangsschichten aus beliebigen Materialien und dennoch reflektive optische Elemente mit relativ hoher Reflektivität bereitzustellen. Außerdem können das dritte Material und ggf. das vierte Material in Hinblick auf weitere Funktionen ausgewählt werden, beispielsweise ob sie als Diffusionsbarriere zwischen den Materialien der ersten und zweiten Lagen wirken können. Besonders vorteilhaft weisen das weitere Material oder das dritte Material und ggf. das vierte Material eins oder mehrere der Gruppe aus Kohlenstoff, Borkarbid, Bor, Bornitrid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Siliziumborid, Molybdänkarbid, Molybdänborid, Molybdännitrid, Molybdänsilizid, Niob, Niobkarbid, Niobnitrid, Niobborid, Niobsilizid, Yttrium, Yttriumkarbid, Yttriumborid, Yttriumnitrid, Yttriumsilizid, Zirkon, Zirkonborid, Zirkonnitrid, Zirkonkarbid, Zirkonsilizid, Wolfram, Tantal auf. Beim dritten und ggf. vierten Material ist ihr Anteil an der Übergangsschicht geringer als beispielsweise in reinen Barriereschichten, so dass mögliche negative Einflüsse auf die Reflektivität geringer sind. Das weitere Material kann in Hinblick auf möglichst hohe Reflektivität und möglichst geringe Diffusion ausgewählt werden.

Das hier vorgestellte reflektive optische Element ist als Spiegel für normalen bzw. quasinormalen Einfall geeignet. Vorteilhafterweise kann es auch als Spiegel für streifenden Einfall ausgebildet sein. Der Spiegel kann über die gesamte optisch genutzte Fläche ein

Viellagensystem aufweisen oder es kann sein, dass auf mindestens einer Teilfläche des Substrats des Spiegels für streifenden Einfall kein Viellagensystem vorgesehen ist. In diesem Fall wird vorteilhafterweise die Verteilung mit oder ohne Viellagensystem an die Einfallswinkelverteilung bzw. die Einfallswinkelbandbreitenverteilung über die Spiegelfläche angepasst. Durch geeignete Wahl der Dicken der ersten und zweiten Lagen sowie der Übergangsschichten und ihrer Ausgestaltung lassen sich reflektive optische Elemente bereitstellen, die im Bereich von Einfallswinkeln von deutlich höher als 20° zur

Oberflächennormalen signifikante Reflektivitäten aufweisen. Für Teilflächen mit

Einfallswinkeln von über 70° können beispielsweise metallische Beschichtungen

vorgesehen sein, bei denen die Reflektivität auf Totalreflexion beruht und mit denen höhere Reflektivitäten als mit Viellagensystemen in diesen Einfallswinkelbereich erreicht werden können.

In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein optisches System für die EUV- Lithographie mit einem reflektiven optischen Element wie zuvor beschrieben. In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe außerdem gelöst durch eine EUV-

Lithographievorrichtung mit einem reflektiven optischen Element wie zu beschreiben oder einem optischen System wie zuvor genannt.

Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen schematisch eine Ausführungsform einer EUV-Lithographievorrichtung mit optischen Systemen; schematisch eine Ausführungsform eines reflektiven optischen Elements; einen ersten Verlauf des Brechungsindex über die Dicke; einen zweiten Verlauf des Brechungsindex über die Dicke; einen dritten Verlauf des Brechungsindex über die Dicke; einen vierten Verlauf des Brechungsindex über die Dicke; einen fünften Verlauf des Brechungsindex über die Dicke; einen sechsten Verlauf des Brechungsindex über die Dicke; einen siebten Verlauf des Brechungsindex über die Dicke; einen achten Verlauf des Brechungsindex über die Dicke;

Reflektivitätsverläufe in Abhängigkeit der Wellenlänge für

verschiedene Ausführungsformen eines reflektiven optischen

Elements; die Reflektivitätsverläufe aus Figur 1 1 für einen engeren

Wellenlängenbereich; eine Ausführung eines reflektiven optischen Elements als Spiegel für streifenden Einfall; und schematisch die Reflektivität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel für den Spiegel aus Figur 13. In Figur 1 ist schematisch eine EUV-Lithographievorrichtung 10 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 Plasmaquelle. Die emittierte Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 5 nm bis 20 nm wird zunächst vom

Kollektorspiegel 13 gebündelt. Im hier dargestellten Beispiel sind die Strahlungsquelle 12 und der Kollektorspiegel 13 in das Beleuchtungssystem 14 integriert. In Varianten können auch nur der Kollektorspiegel 13 oder weder der Kollektorspiegel 13 noch die

Strahlungsquelle 12 in das Beleuchtungssystem 14 integriert sein. Im in Figur 1

dargestellten Beispiel weist das Beleuchtungssystem 14 im Strahlengang hinter dem

Kollektorspiegel 13 zwei Spiegel 15, 16 auf, auf die der Strahl vom Kollektorspiegel 13 geleitet wird. Die Spiegel 15, 16 leiten ihrerseits 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 wird. Mit Hilfe des Projektionssystems 20 wird der von der Photomaske 17 reflektierte Strahl auf den Wafer 21 projiziert und dadurch die Struktur der Photomaske 17 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.

Sowohl der Kollektorspiegel 13 als auch die Spiegel 15, 16, 17, 18 sowie die Photomaske 17 können als reflektives optisches Element für den extrem ultravioletten

Wellenlängenbereich mit einem Viellagensystem auf einem Substrat ausgebildet sein, wobei das Viellagensystem erste und zweite Lagen aus jeweils Materialien mit unterschiedlichem Realteil des Brechungsindex bei einer bestimmten Wellenlänge im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und wobei zwischen mindestens einer ersten und einer zweiten Lage oder einer zweiten und einer ersten Lage eine Übergangsschicht angeordnet ist, deren Brechungsindex bei der bestimmten

Wellenlänge über die Dicke der Übergangsschicht variabel ist. In Figur 2 ist schematisch die Struktur eines reflektiven optischen Elements 50 dargestellt. Bei dem dargestellten Beispiel handelt es sich um ein reflektives optisches Element, das auf einem Viellagensystem 51 basiert. Dabei handelt es sich im wesentlichen um alternierend aufgebrachte erste Lagen eines Materials mit höherem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge, bei der beispielsweise die lithographische Belichtung durchgeführt wird, (auch Spacer 54 genannt) und zweite Lagen eines Materials mit niedrigerem Realteil des Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge (auch Absorber 55 genannt), wobei im hier dargestellten Beispiel ein Absorber-Spacer-Paar einen Stapel 53 bildet, der bei periodischen Viellagensystemen einer Periode entspricht. Dadurch wird in gewisser Weise ein Kristall simuliert, dessen Netzebenen den Absorberlagen entsprechen, an denen Bragg-Reflexion stattfindet. Die Dicken der einzelnen Lagen 54, 55 wie auch der sich wiederholenden Stapel 53 können über das gesamte Viellagensystem 51 konstant sein oder auch variieren, je nach dem, welches spektrale oder winkelabhängige Reflexionsprofil erreicht werden soll. Das Reflexionsprofil kann auch gezielt beeinflusst werden, indem die Grundstruktur aus

Absorber 55 und Spacer 54 um weitere Absorber- oder Spacer-Materialien ergänzt wird, um die mögliche maximale Reflektivität bei der jeweiligen Arbeitswellenlänge zu erhöhen. Dazu können in manchen Stapeln Absorber und/oder Spacer-Materialien gegeneinander ausgetauscht werden oder die Stapel aus mehr als einem Absorber- und/oder

Spacermaterial aufgebaut werden oder zusätzliche Lagen aus weiteren Materialien aufweisen. Die Absorber- und Spacermaterialien können über alle Stapel konstante oder auch variierende Dicken aufweisen, um die Reflektivität zu optimieren.

Außerdem sind im vorliegenden Beispiel zwischen allen Absorber- und Spaceriagen 55, 54 sowie allen Spacer- und Absoberlagen 54, 55 Übergangsschichten 59, 58 vorgesehen. In weiteren Varianten kann auch nur zwischen den Absorber- und Spaceriagen 55, 54 oder nur zwischen den Spacer- und Absorberlagen 54, 55 eine Übergangsschicht 59 bzw. 58 vorgesehen sein. In anderen Varianten sind auch mehr oder weniger Absorber- und

Spaceriagenpaare bzw. Spacer- und Absorberlagenpaare vorgesehen, zwischen denen keine Übergangsschicht 59 bzw. 58 angeordnet sind.

Das Viellagensystem 51 ist auf einem Substrat 52 aufgebracht. Als Substratmaterialien werden bevorzugt Materialien mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten gewählt. Im hier dargestellten Beispiel handelt es sich bei der ersten an das Substrat 52 grenzenden Lage um eine Spacerlage 54. In anderen, nicht dargestellten Varianten kann es sich um eine Absorberlage 55 oder eine Übergangsschicht 59 handeln. Auf dem Viellagensystem 51 kann eine Schutzschicht 56 vorgesehen sein, die das reflektive optische Element 50 u.a. vor Kontamination schützt und mehrlagig ausgebildet sein kann.

In den Figuren 3 bis 10 sind verschiedene beispielhafte Ausführungen der

Übergangsschicht, deren Brechungsindex bei einer bestimmten Wellenlänge über die Dicke der Übergangsschicht variabel ist, schematisch dargestellt. Alle hier dargestellten beispielhaften Ausführungen basieren auf Übergangsschichten, die Material der Spacerund Absorberlagen mit über die Dicke D der Übergangsschicht variablem Anteil aufweisen. Der Übersichtlichkeit halber ist nur der Anteil C _A des Absorbermaterials über die Dicke d aufgetragen. Die Übergangsschicht besteht in den Ausführungen gemäß den Figuren 3 bis 8 aus Absorber- und Spacermaterial. In den Ausführungen gemäß den Figuren 3 bis 8 entspricht der Anteil des Spacermaterials entsprechend 1-C _A . Die Dicke d wird betrachtet startend auf der Oberfläche einer Spacerlage in Richtung zur angrenzenden Absorberlage. Mit der Materialzusammensetzung der Übergangsschicht ändert sich entsprechend auch der Brechungsindex bei konstanter Wellenlänge.

In Figur 3 steigt der Absorbermaterialanteil C _A an der Übergangsschicht über deren Dicke D exponentiell von 0 auf 1 an. Im in Figur 4 dargestellten Verlauf wurde der exponentielle Anstieg des Absorbermaterialanteils C _A diskretisiert und zwar im hier dargestellten Beispiel in fünf Einzellagen konstanter Dicke. In weiteren Varianten können auch vier oder sechs oder sieben oder mehr Einzellagen angesetzt werden. Die Dicke der Einzellagen muss nicht zwingend konstant sein. Beides gilt auch für die nachfolgenden Beispiele. Ferner kann in weiteren hier nicht dargestellten Varianten der Anstieg des Absorbermaterialanteils C _A logarithmisch verlaufen oder durch Diskretisierung an einen logarithmischen Verlauf angenähert sein.

In der in Figur 5 dargestellten Ausführung ist der Verlauf des Absorbermaterialanteils C _A sinus- bzw. kosinusförmig. Dies ist angelehnt an das sogenannten Rugate-Design, das für reflektive optische Elemente für den EUV-Wellenlängenbereich in Ronald R. Willey in seinem Vortrag auf der Conference on Design and Technology of Coatings, 24. September 2003 in Bonassola, Italien untersucht wurde, auf dessen Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird. Filter mit sinusförmig variablem Brechungsindex reflektieren genau eine Wellenlänge. Die Nulllage der Sinuskurve ist der Grundbrechungsindex, aus dem sich die Schichtdicke ableiten lässt. Die Amplitude bestimmt die Bandbreite, die Periode bestimmt die Wellenlänge und die Periodenanzahl bestimmt die Kerbtiefe des Filters. Im in Figur 6 dargestellten Verlauf des Absorbermaterialanteils C _A wurde der sinusförmige Verlauf entsprechend Figur 5 diskretisiert und durch sechs Einzellagen angenähert. In weiteren Varianten kann der Verlauf des Absorbermaterialanteils C _A bzw. des Brechungsindex über die Dicke d ganz frei sein.

In der in Figur 7 dargestellten Ausführung ist der Verlauf des Absorbermaterialanteils CA linear, entspricht also einem Polynom ersten Grades. In weiteren Varianten kann der Verlauf auch höhergradigen Polynomen entsprechen. Dieser lineare Verlauf ist in der Ausführung gemäß Figur 8 diskretisiert und wird durch fünf Einzellagen unterschiedliche

Zusammensetzung und damit unterschiedlichen Brechungsindex angenähert. Diese

Ausführung wird in den Ausführungen gemäß den Figuren 9 und 10 dahingehend abgewandelt, dass in den vorliegenden Beispielen jeweils eine Einzellage nicht aus einer Mischung aus Spacer- und Absorbermaterial zusammengesetzt ist, sondern aus einem dritten Material. In der in Figur 9 dargestellten Ausführung wurde bei der linksschraffierten Einzellage die Mischung aus Spacer- und Absorbermaterial durch ein drittes Material mit dem Spacermaterial ähnlichem Brechungsindex ersetzt, in der in Figur 10 dargestellten Ausführung wurde bei der rechtsschraffierten Einzellage die Mischung aus Spacer- und Absorbermaterial durch ein drittes Material mit dem Absorbermaterial ähnlichem

Brechungsindex ersetzt. In den hier dargestellten Beispielen wurde jeweils eine Einzellage aus einem dritten Material vorgesehen. In Varianten können auch mehr als eine Einzellage aus drittem Material vorgesehen sein, die im Rahmen des anzunähernden

Brechungsindexverlauf beliebig angeordnet sein können. In weiteren Varianten kann statt mindestens einer Einzellage aus drittem Material mindestens eine Einzellage aus einer Mischung aus Absorbermaterial mit einem dritten Material oder aus Spacermaterial mit einem dritten Material, wobei im ersten Fall der Brechungsindex des dritten Materials dem des Spacermaterial vergleichbar ist und im zweiten Fall dem des Absorbermaterials.

Als dritte Materialien, deren Brechungsindex für EUV-Wellenlängen eher einem

Spacermaterial vergleichbar ist, können u.a. Kohlenstoff, Borkarbid, Bor, Bornitrid,

Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Siliziumborid, Yttrium, Yttriumkarbid, Yttriumborid, Yttriumnitrid, Yttriumsilizid, Zirkon, Zirkonkarbid, Zirkonborid, Zirkonnitrid, Zirkonsilizid in Betracht gezogen werden. Als dritte Materialien, deren Brechungsindex für EUV-Wellenlängen eher einem Absorbermaterial vergleichbar ist, können u.a. Molybdänkarbid, Molybdänborid, Molybdännitrid, Molybdänsilizid, Niob, Niobkarbid, Niobnitrid, Niobborid, Niobsilizid,

Wolfram, Tantal in Betracht gezogen werden. Die genannten Materialien haben ferner den Vorteil, dass für Molybdän als Absorbermaterial und Silizium als Spacermaterial, die oft für reflektive optische Elemente im Wellenlängenbereich um 13,5 nm eingesetzt werden und somit bevorzugt in der EUV-Lithographie eingesetzt werden, als Diffusionsbarriere wirken. Allgemein können die Materialien für Absorber- und Spaceriagen jeweils eines der Elemente der Gruppe aus Mo, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, Ir, Os, Re, Cr, W, Ta, Fe, Co, Sn, Ni, Si, Cu, Zn, Lu, Er, Tm, Ho, Hf, Tb, T, Zr, C, Sc, B, Y, Nd, Pm, Eu, Sr, Be, La, Ce, AI, Ge, Zb, Pr aufweisen.

Es wurden die Reflektivitäten für drei Ausführungsformen des hier vorgeschlagenen reflektiven optischen Elements und für Vergleichsbeispiele berechnet und in den Figuren 1 1 und 12 dargestellt, wobei in Figur 1 1 die Reflektivität über den Wellenlängenbereich von 12,5 nm bis 14,5 nm aufgetragen wurde und in Figur 12 über den Wellenlängenbereich von 13,4 nm bis 13,75 nm. Sie basieren auf Viellagensystemen mit Molybdän als

Absorbermaterial und Silizium als Spacermaterial. Konkret wurde zunächst die Reflektivität eines idealen Molybdän-Silizium-Viellagensystems berechnet, das sechzig Mo/Si-Perioden mit einer Periodendicke von 6,99 nm und einem Molybdänlagendickenanteil an der

Periodendicke von 0,4 aufweist. Die Lagenrauheit lag für alle Lagen unter 200 pm. Die maximale Reflektivität beträgt 0,7098. In den Figuren 1 1 und 12 ist die Reflektivität mit einer dicken durchgehenden Linie eingezeichnet. Dieses und alle folgenden berechneten

Viellagensysteme schließen zum Vakuum mit einer Siliziumlage ab. Als Substrat diente bei allen Viellagensystemen ein Quarzsubstrat und alle Reflektivitäten wurden für normalen Einfall berechnet.

Als weiteres Vergleichsbeispiel wurde die Reflektivität eines Mo/Si-Viellagensystems mit Kohlenstoffbarrierelagen berechnet. Es lagen 60 Mo/Si-Perioden einer Periodendicke von 7,02 nm und einem Molybdänlagendickenanteil an der Periodendicke von 0,4 vor. Zwischen allen Silizium- und Molybdänlagen war eine Kohlenstoffbarrierelage einer Dicke von 0,8 nm angeordnet. Die Lagenrauheit lag für alle Lagen unter 200 pm. Die maximale Reflektivität beträgt 0,6939. In den Figuren 1 1 und 12 ist die Reflektivität mit einer dünnen

durchgehenden Linie eingezeichnet.

Als erste Ausführungsform des hier vorgeschlagenen reflektiven optischen Elements mit Übergangsschicht mit variablem Brechungsindex wurde ein Mo/Si-Viellagensystem mit Übergangsschicht mit durch Einzellagen angenähertem exponentiellen

Brechungsindexverlauf betrachtet. Es lagen 60 Mo/Si-Perioden einer Periodendicke von 6,99 nm und einem Molybdänlagendickenanteil an der Periodendicke von 0,3 vor. Zwischen allen Silizium- und Molybdänlagen war eine Übergangsschicht einer Dicke von 0,8 nm angeordnet. Die Übergangsschicht war aus sechs Einzellagen einer Dicke von ca. 0,13 nm aus Silizium und Molybdän aufgebaut, die folgende Siliziumanteile aufwiesen: 0,46 für die erste Einzellage, 0,22 für die zweite Einzellage, 0, 1 für die dritte Einzellage, 0,05 für die vierte Einzellage und 0,01 für die fünfte Einzellage. Die Lagenrauheit lag für alle Lagen unter 200 pm. Die maximale Reflektivität beträgt 0,7084. In den Figuren 1 1 und 12 ist die

Reflektivität mit einer punktierten Linie eingezeichnet. Als zweite Ausführungsform des hier vorgeschlagenen reflektiven optischen Elements mit Übergangsschicht mit variablem Brechungsindex wurde ein Mo/Si-Viellagensystem mit durch Einzelllagen angenähertem linearem Brechungsindexverlauf betrachtet. Es lagen 60 Mo/Si-Perioden einer Periodendicke von 6,99 nm und einem Molybdänlagendickenanteil an der Periodendicke von 0,34 vor. Zwischen allen Silizium- und Molybdänlagen war eine Übergangsschicht einer Dicke von 0,8 nm angeordnet. Die Übergangsschicht war aus fünf Einzellagen einer Dicke von ca. 0,16 nm aus Silizium und Molybdän aufgebaut, die folgende Siliziumanteile aufwiesen: 0,83 für die erste Einzellage, 0,67 für die zweite Einzellage, 0,5 für die dritte Einzellage, 0,33 für die vierte Einzellage und 0,17 für die fünfte Einzellage. Die Lagenrauheit lag für alle Lagen unter 200 pm. Die maximale Reflektivität beträgt 0,7066. In den Figuren 1 1 und 12 ist die Reflektivität mit einer strichpunktierten Linie eingezeichnet.

Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform

dahingehend, dass die dritte Einzellage aus Kohlenstoff war. Die maximale Reflektivität beträgt 0,7066. In den Figuren 1 1 und 12 ist die Reflektivität mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet. Zwar ist gegenüber der zweiten Ausführungsform eine leichte

Reflektivitätseinbuße zu beobachten. Es wird allerdings erwartet, dass wegen der Funktion der Kohlenstoffeinzellage als Diffusionsbarriere zwischen den benachbarten Einzellagen aus Silizium und Molybdän die Langzeitstabilität, insbesondere bei erhöhter thermischer Last, höher als bei der zweiten Ausführungsform sein sollte.

Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform

dahingehend, das zusätzlich die zweite Einzellage aus Yttrium war. Die maximale

Reflektivität beträgt 0,7066. In den Figuren 1 1 und 12 ist die Reflektivität mit einer gestrichelt-doppelpunktierten Linie eingezeichnet. Zwar ist gegenüber der zweiten und dritten Ausführungsform eine leichte Reflektivitätseinbuße zu beobachten. Es wird allerdings erwartet, dass wegen der Funktion der Kohlenstoffeinzellage und der Yttriumeinzellage als Diffusionsbarriere zwischen den benachbarten Einzellagen aus Silizium und Molybdän die Langzeitstabilität, insbesondere bei erhöhter thermischer Last höher als bei der zweiten und auch der dritten Ausführungsform sein sollte.

Es sei darauf hingewiesen, dass die den Figuren 3 bis 8 entsprechenden

Brechungsindexverläufe auch ganz ohne Materialwechsel erreichen kann, insbesondere wenn die mindestens eine Übergangsschicht aus einem weiterem Material besteht, das Material weder der ersten noch der zweiten Lage aufweist. Beispielsweise können beim Aufbringen der Übergangsschicht, etwa wenn der Beschichtungsvorgang

ionenstrahlunterstützt durchgeführt wird, entsprechende Dichteschwankungen über die Übergangsschichtdicke eingebracht werden.

In Figur 13 ist eine beispielhafte Ausführungsform des hier vorgestellten reflektiven optischen Elements als Spiegel 130 für streifenden Einfall schematisch dargestellt. Dieser Spiegel 130 ist in einem ersten Bereich 131 für eine schmalbandige Einfallswinkelverteilung ausgelegt, im vorliegenden Beispiel für den Einfallswinkel a1 zwischen einfallendem Strahl E1 und Flächennormale N1 bzw. Flächennormale N1 und reflektiertem Strahl A1. In diesem ersten Bereich 131 können beispielsweise metallische Beschichtungen wie etwa

Rutheniumbeschichtungen vorgesehen sein, bei denen die Reflektivität auf Totalreflexion beruht und bei denen hohen Einfallswinkeln, insbesondere höher als 70°, höhere

Reflektivitäten als mit Viellagensystemen in diesen Einfallswinkelbereich erreicht werden können. Die Reflektivität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel bei einer Wellenlänge von 13,5 nm ist schematisch in Figur 14 für metallische Beschichtungen mit einer durchgezogenen Linie eingezeichnet.

In einem zweiten Bereich 132 ist der Spiegel 130 für eine breitbandigere

Einfallswinkelverteilung ausgelegt, im vorliegenden Beispiel für einen Bereich zwischen dem Einfallswinkel a2 zwischen einfallendem Strahl E2 und Flächennormale N2 bzw.

Flächennormale N2 und reflektiertem Strahl A2 und zwischen dem Einfallswinkel a3 zwischen einfallendem Strahl E3 und Flächennormale N2 bzw. Flächennormale N2 und reflektiertem Strahl A3. In diesem zweiten Bereich 132 ist ein Viellagensystem mit

Übergangsschicht angeordnet, deren Brechungsindex bei einer Arbeitswellenlänge des Spiegels 130 über die Dicke der Übergangsschicht variabel ist. Durch geeignete Wahl der Dicken der ersten und zweiten Lagen sowie der Übergangsschichten und ihrer Ausgestaltung lassen sich reflektive optische Elemente bereitstellen, die im Bereich von Einfallswinkeln von deutlich höher als 20° bis ca. 70° zur Oberflächennormalen signifikante Reflektivitäten aufweisen, die höher sind als die mit einer metallischen Beschichtung erreichbaren. In Figur 14 ist die Reflektivität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel bei einer Wellenlänge von 13,5 nm für ein Viellagensystem der hier vorgeschlagenen Art schematisch mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet.

Es sei darauf hingewiesen, dass reflektive optische Elemente wie hier vorgeschlagen auch sehr gut für Ausführungen als Spiegel für normalen oder quasi-normalen Einfall geeignet sind.

Bezugszeichen

10 EUV-Lithographievorrichtung

12 Strahlungsquelle

13 Kollektorspiegel

14 Beleuchtungssystem

15 Spiegel

16 Spiegel

17 Photomaske

18 Spiegel

19 Spiegel

20 Projektionssystem

21 Wafer

50 reflektives optisches Element 51 Viellagensystem

52 Substrat

53 Stapel

54 Spacer

55 Absorber

56 Schutzschicht

58 Übergangsschicht

59 Übergangsschicht d Dicke

D Dicke Übergangsschicht

CA Anteil Absorbermaterial

N1 , N2 Flächennormale

E1. E2, E3 einfallender Strahl

A1 , A2, A3 reflektierter Strahl α1 , 2, α3 Einfallswinkel