反射光学元件的基板制造技术

为了减少在压紧后特别是随长时间段推移而松弛的程度，提出了基板(51)或特别是用于EUV光刻的具有该类型的基板(51)的反射光学元件(50)，其中，基板的表面区域(511)具有表面涂层(54)。这些基板(51)的特征在于，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域(511)附近具有至少1*10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反射光学元件的基板
[0001]本专利技术涉及由掺杂钛的石英玻璃制成的用于极紫外波长范围的反射光学元件的基板，该基板具有要涂覆的表面区域。附加地，本专利技术涉及用于极紫外波长范围的反射光学元件，其具有基板使得该基板的表面区域具有反射涂层。本专利技术还涉及具有这样的反射光学元件的光学系统以及具有这样的光学系统或这样的反射光学元件的EUV光刻设备。本申请要求将德国参考文献的优先权全部并入本文中。
[0002]为了能够在通过光刻方法制造例如半导体部件期间制造越来越精细的结构，采用越来越短波长的光。如果采用的操作波长范围是在极紫外(EUV)中，例如在约5nm与20nm之间的波长处，则不再可以采用像是透射中的透镜元件的元件，而是，照明和投射镜头由具有适配到相应的工作波长的反射涂层的反射镜元件构造。
[0003]已知的零膨胀材料(在光刻操作期间占优势的略微高于室温的温度范围内，该材料热的膨胀系数接近零)用作特别地用于EUV光刻的反射光学元件的基板材料。在此，特别重要的是玻璃陶瓷和掺杂钛的石英玻璃。这些材料可以被制造为使得在取决于具体材料的温度时，热膨胀系数(在此定义为根据作为温度的函数的相对线性膨胀的温度的差异)变成零。这种效果可以在掺杂钛的石英玻璃的情况下由添加剂的含量来影响，在玻璃陶瓷的情况下由严格控制的重新加热循环下的重新结晶过程来影响。
[0004]EUV光刻设备依赖于以下事实：用于将掩模成像到像平面的反射光学元件相对于它们的表面形状具有高准确度。同样地，作为用于EUV波长范围的反射光学元件的掩模相对于掩模的表面形状应该具有高准确度，因为替换该掩模很大程度上反映在EUV光刻设备的操作成本中。
[0005]校正表面的常规方法典型地基于机械地或通过用离子辐射从光学元件移除基板材料。校正表面的其他方法通过用电磁辐射或优选地通过电子进行辐射来局部地压紧光学元件的基板材料。该过程例如在WO 2013/050199 A1中描述且具有还可以用于已经涂覆的基板(特别是反射光学元件)的优点。
[0006]然而，已经发现，通过辐射由压紧实行对表面形状的校正示出了特别是在储存和操作反射光学元件期间可能对成像性质具有负面效果的松弛效果。特别是，不能排除若干年后校正将完全消退。
[0007]本专利技术的目的是，提供改进反射光学元件的表面形状的长期稳定性的可能性。
[0008]该目的在第一方面由用于极紫外波长范围的反射光学元件的基板来实现，该基板由掺杂钛的石英玻璃制成、具有要涂覆的表面区域，其中，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域的附近具有至少1*10
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/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*10
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/cm3的Si-Si键的比例。
[0009]该方面和随后的方面是基于在通过以有目标的方式改变玻璃基质的结构而压紧基板材料之后尝试影响松弛的方法。
[0010]假设玻璃基质中的过氧键(Si-O-O-Si)或Si-Si键(也称为缺氧中心)形成准预先确定的断裂点，这些键在高能辐照的影响下(特别是用如用于压紧的电子)特别容易断裂，但是这些键与普通的基质键相比不能很容易地复合。可以容易地压紧具有这样的非化学计
量基质的基板。然而，该基板与具有化学计量基质的基板相比松弛得更少，在具有化学计量基质的基板中例如更窄的SiO2环形成或者石英玻璃的四面体基本结构内的普通Si-O键断裂。因此，在此提出的基板的表面形状应该具有更好的长期稳定性。
[0011]掺杂钛的石英玻璃优选地至少在表面区域的附近具有至少1*10
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/cm3或甚至至少5*10
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/cm3、优选地至少1*10
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/cm3或甚至至少5*10
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/cm3、特别优选地至少1*10
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/cm3或甚至至少5*10
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/cm3、十分特别优选地至少1*10
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/cm3的Si-O-O-Si键的比例，以及/或者至少1*10
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/cm3或甚至至少5*10
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/cm3、优选地至少1*10
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/cm3或甚至至少5*1018/cm3、特别优选地至少1*10
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/cm3或甚至至少5*10
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/cm3、十分特别优选地至少1*10
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/cm3的Si-Si键的比例。基质中存在的Si-O-O-Si键或Si-Si键的形式的预先确定的断裂点越多，越容易抑制由辐射制成的表面校正的长期松弛。
[0012]在优选地实施例中，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域的附近的平均羟基含量按重量至多为100ppm。已经发现，特别是掺杂钛的石英玻璃的基质中压紧的松弛可以在结构上通过玻璃基质中的位移或通过断裂键的重新组合而发生。特别是如果玻璃基质富含基质终止剂，则玻璃基质能够位移。基质终止剂在此应理解为意味着打断理想石英玻璃基质的严格四面体结构的缺陷，在严格四面体结构中每个硅或钛原子在各个情况下由一个氧原子配位四次。除羟基外，基质终止剂还包括例如SiF、SiOH、SiH、TiF、TiOH、TiH、TiO3和TiO2。目的是将羟基组的数目与预先确定的断裂点的最大可能数目并行地尽可能低地保持，以便进一步减少在较长时间段压紧后的松弛的可能性。
[0013]在这样的实施例中，掺杂钛的石英玻璃优选地在表面区域的附近的除具有羟基组的基质终止剂外的其他基质终止剂的含量为最大20％的羟基含量，以便能够进一步增强压紧后较少松弛的效果。
[0014]有利地，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域的附近的氢含量小于1x10
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分子/cm3。这是因为已经示出特别在较高温度下，氢可导致在变弱的键上形成SiH和SiOH，这继而可以当作基质终止剂。
[0015]优选地，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域的附近具有氟化硅或氯化硅。
[0016]在第二方面，该目的由用于极紫外波长范围的反射光学元件的基板实现，该基板由掺杂钛的石英玻璃制成、具有要涂覆的表面区域，其中沿着垂直于表面区域的虚线、在500nm或更多的长度之上，掺杂钛的石英玻璃的氢含量大于5x10
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分子/cm3。
[0017]该方法基于以下假设：与较少地装载有氢的掺杂钛的石英玻璃相比，重度地装载有氢的掺杂钛的石英玻璃当被辐射时可以展示出更大的材料压紧。假设Si-O-Si-＞Si+Si-O形式的断裂的基质键在存在过量氢的情况下反应形成SiH和SiOH，而它们在缺少氢的情况下在一些程度上再次重新组合。假设，如果将大量氢添加到氢贫乏且至少局部压紧的基板(例如通过将大量氢引入到含氢气氛中或者通过用含氢的气体吹扫)，则重新布置的但能量上不利的键可以由此被攻击且饱和，这应该抑制缓慢松弛。如果在压紧前将大量氢供应到基板，则压紧将假定地不会导致基质的重新布置而是导致永久断裂的键。这应该减少松弛率并且因此允许实现基板的表面的更好的长期稳定性。基板优选地在表面区域的附近具有至少50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基板，用于极紫外波长范围的反射光学元件，所述基板由掺杂钛的石英玻璃制成、具有要涂覆的表面区域，其特征在于，所述掺杂钛的石英玻璃至少在所述表面区域(511)附近具有至少1*10
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/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*10
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/cm3的Si-Si键的比例。2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述掺杂钛的石英玻璃至少在所述表面区域(511)附近具有至少1*10
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/cm3、优选地至少1*10
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/cm3、特别优选地至少1*10
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/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*10
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/cm3、优选地至少1*10
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/cm3、特别优选地至少1*10
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/cm3的Si-Si键的比例。3.根据权利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述掺杂钛的石英玻璃至少在所述表面区域(511)附近的平均羟基含量按重量至多为100ppm。4.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，所述掺杂钛的石英玻璃在所述表面区域(511)附近的基质终止剂含量为至多20％的羟基含量。5.根据权利要求3或4所述的基板，其特征在于，所述掺杂钛的石英玻璃至少在所述表面区域(511)附近的氢含量小于1x10
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分子/cm3。6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板，其特征在于，所述掺杂钛的石英玻璃至少在所述表面区域(511)附近具有氟化硅或氯化硅。7.一种基板，用于极紫外波长范围的反射光学元件，所述基板由掺杂钛的石英玻璃制成、具有要涂覆的表面区域，其特征在于，沿着垂直于所述表面区域(511)的虚线(513)、在500nm或更多的长度(517)之上，所述掺杂钛的石英玻璃的氢含量大于5x10
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分子/cm3。8.根据权利要求7所述的基板，其特征在于，沿着垂直于所述表面区域(511)的虚线(513)、在500nm或更多的长度(517)之上，所述掺杂钛的石英玻璃的氢含量大于1x10
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分子/cm3、优选地大于1x10
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分子/cm3。9.根据权利要求7或8所述基板，其特征在于，所述掺杂钛的石英玻璃至少在所述表面区域(511)附近具有至少1*10
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/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*10
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/cm3的Si-Si键的比例。10.一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：E伊娃，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：