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由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的掺杂的石英玻璃制成的坯件及其制造方法

申请号 CN201510360232.2 申请日 2015-06-26 公开(公告)号 CN105278006B 公开(公告)日 2017-09-29
申请人 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司; 发明人 K.贝克; S.奥赫斯; S.托马斯;
摘要 本 发明 提供用于在EUV 光刻 中使用的镜面基材的 钛 掺杂的 石英 玻璃制成的坯件,其具有待配备反射膜的表面部分并具有光学使用区域CA,在光学使用区域CA上的 热膨胀 系数CTE具有在所述坯件的厚度上取平均的二维dCTE分布曲线,其具有小于5ppb/K的被定义为CTE最大值和CTE最小值之间的差的最大不均匀性dCTE最大,其特征在于,dCTE最大为至少0.5ppb/K,并且CA形成具有所述区域的形心的非圆形区域,其中所述dCTE分布曲线不是 旋转对称 的并在CA上对其限定,使得被归一化至单位长度并穿过所述区域的形心延伸的直的曲线段产生形成具有小于0.5×dCTE最大带宽的曲线带的dCTE曲线簇。
权利要求

1.由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的掺杂的石英玻璃制成的坯件,所述坯件具有待配备反射膜的表面部分并具有光学使用区域CA,在所述光学使用区域CA上的热膨胀系数CTE具有在所述坯件的厚度上取平均的二维dCTE分布曲线,其具有小于5ppb/K的被定义为CTE最大值和CTE最小值之间的差的最大不均匀性dCTE最大,其特征在于,dCTE最大为至少
0.5ppb/K,并且CA形成具有所述区域的形心的非圆形区域,其中所述dCTE分布曲线不是旋转对称的并在CA上对其限定,使得被归一化至单位长度并穿过所述区域的形心延伸的直的曲线段产生形成具有小于0.5×dCTE最大带宽的曲线带的dCTE曲线簇,
其中,可通过以至少一个空间方向拉伸旋转对称的分布曲线以一对一的方式对所述dCTE分布曲线进行数学描述,其中拉伸因数为至少1.2;或者
可通过以多个空间方向拉伸圆形形式以一对一的方式对所述dCTE分布曲线进行数学描述,其中所述空间方向在平行于所述光学使用区域CA延伸的共同变形平面中延伸;或者可以通过以在相同变形平面中延伸并包围120度的度的三个方向拉伸圆形形式来描述所述dCTE分布曲线。
2.根据权利要求1的坯件,其特征在于,所述带宽小于0.3×dCTE最大。
3.根据权利要求1的坯件,其特征在于,所述dCTE分布曲线包括具有0.5dCTE最大的dCTE值的闭合等值线,其中所述等值线的总长度的至少80%的子长度的等值线在所述光学使用区域CA内延伸。
4.根据权利要求3的坯件,其特征在于,所述等值线完全在CA内延伸。
5.根据权利要求1的坯件,其特征在于,所述CA的非圆形区域由非圆形轮廓限定,所述dCTE分布曲线的dCTE最大值和dCTE最小值沿所述非圆形轮廓定位,其中最大值和最小值之间的差PVCA不大于0.5×dCTE最大。
6.根据权利要求5的坯件,其特征在于,所述差PVCA不大于0.3×dCTE最大。
7.由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的钛掺杂的石英玻璃制造根据前述权利要求之一的坯件的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)提供具有旋转对称的dCTE分布曲线的Ti掺杂的石英玻璃的玻璃圆柱体,其中,根据方法步骤(a)提供所述玻璃圆柱体包括:
aa)通过含和钛的起始物质的火焰解产生SiO2和TiO2的多孔灰料体,bb)干燥并烧结所述灰料体,以形成Ti掺杂的石英玻璃的拉长的玻璃预制件,cc)在均匀化过程中使所述玻璃预制件均匀化,其中将所述预制件加热到超过1,500℃的温度,在其中软化并塑形成所述玻璃圆柱体,
以及
(b)在具有在垂直于所述玻璃圆柱体的纵轴的方向上起作用的分的塑形力的作用下,通过软化所述圆柱体并形成所述圆柱体来对所述玻璃圆柱体进行塑形,由此以至少一个方向拉伸旋转对称的曲线,以得到具有非圆形横截面和非旋转对称的dCTE分布曲线的圆柱形坯件。
8.根据权利要求7的方法,其特征在于,根据方法步骤(b)的塑形包括塑形步骤,在所述塑形步骤中,将具有所述玻璃圆柱体的垂直定向的纵轴的所述玻璃圆柱体布置在具有非旋转对称的内部几何形状的熔模中,并在其中加热到至少1,200℃的温度,并由此软化,使得其在重力的作用下横向流出到所述熔模中。
9.根据权利要求8的方法,其特征在于,所述玻璃圆柱体在重力的作用下、受按压力的支持横向流出到所述熔模中。
10.根据权利要求8的方法,其特征在于,使用具有内部几何形状的熔模,在垂直于所述玻璃圆柱体的纵轴的方向上的横截面中观察到的所述内部几何形状具有长轴和相比于所述长轴较短的轴。
11.根据权利要求10的方法,其特征在于,使用具有在横截面为卵形的内部几何形状或者具有在横截面为矩形的内部几何形状的熔模。
12.根据权利要求7-11中任一项的方法,其特征在于,根据方法步骤(b)的塑形包括多个塑形步骤,在所述多个塑形步骤中,使塑形步骤之后获得的玻璃体在随后的塑形步骤中进一步变形。

说明书全文

由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的掺杂的石英玻璃制

成的坯件及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的钛掺杂的石英玻璃(silica glass)制成的坯件(blank),所述坯件具有待配备反射膜的表面部分并具有光学使用区域CA,在整个所述光学使用区域CA上的热膨胀系数CTE具有在所述坯件的厚度上取平均的二维dCTE分布曲线(distribution profile),其具有小于5ppb/K的被定义成CTE最大值和CTE最小值之间的差的最大不均匀性dCTE最大。
[0002] 此外,本发明涉及由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的具有高酸含量的钛掺杂的玻璃(石英玻璃(quartz glass))制造此种坯件的方法。现有技术
[0003] 在EUV光刻中,借助于微光刻投射装置产生了线宽小于50nm的高度集成结构。在此,使用光谱范围为10nm-121nm的工作辐射,其也被称为EUV范围(极紫外光(extreme ultraviolet light),也被称为“软X射线辐射”)。目前在EUV光刻中的典型操作波长是13nm。
[0004] 投射装置配备有镜面元件,所述镜面元件由具有高硅酸含量并掺杂有二化钛的合成玻璃(以下也称为“TiO2-SiO2玻璃”,“钛掺杂的石英玻璃”)组成,并且配备有反射层系统。这些材料的突出之处在于极低的热膨胀系数(以下简称为“CTE”;热膨胀系数(coefficient of thermal expansion))。CTE是一种玻璃性质,其取决于玻璃的热历史和其他一些参数,但主要取决于二氧化钛浓度。典型的二氧化钛浓度为6wt%-9wt%。
[0005] 对钛掺杂的石英玻璃的坯件进行机械处理,以获得镜面基材并配备有反射膜以形成镜面元件。所述镜面元件具有光学使用区域CA(CA代表“通光孔径(clear aperture)”),当用于EUV投射系统中时,所述光学使用区域CA是为各个镜面元件而指定并受预定的辐射分布的照射。此外,在未配备有反射膜的镜面元件坯件中,CA已定义为至坯件表面上的投射,即独立于坯件的处理条件(在机械处理之前或之后)。
[0006] 光学坯件的区域CA的光学规格是一个与本领域中的其他技术设计因素(例如载重线(LWL),它表征了当被加载到船舶的设计容量时在船舶遇到水处的船舶的长度)相当的设计因素。在贯穿各产品的设计和制造中利用了所述设计因素,以表征它对特定的性能要求满足得如何。它是用来指定对主导系统性能的关键参数的可接受的限制,以及用来指定为了达到所述规格必须花在制造上的资源(即时间和成本)的量。
[0007] 此类EUV镜面元件的最大的(理论的)反射率是约70%,使得辐射能量的至少30%被吸收在镜面涂层中以及镜面基材的近表面地带中,并被转化为热。通过对总体的观察,这因而导致不均匀的温度分布,其中在典型的操作条件下的温度差的量可能多达50℃,并导致镜面基材的变形
[0008] 为了保持小的这种变形,因此在显著体积内的镜面基材具有在贯穿总的操作温度范围内约为零的CTE将是理想的。然而在实践中,很难满足这个条件,原因是对于给定的玻璃组成而言,具有约为零的CTE的温度范围是窄的。
[0009] 所述CTE正好等于零的温度也被称为零交温度(temperature of zero crossing)或TZC(零交温度)。该玻璃性质也基本上取决于钛浓度。通常调节所述浓度,使得CTE在20℃-45℃的温度范围内约为零。
[0010] 为了减少由镜面基材坯件中的不均匀温度分布引起的成像误差,在WO 2011/078414 A2中提出了在用于镜面基材的坯件中,使所述坯件的厚度上的氧化钛的浓度逐步地或者连续地适配操作过程中产生的温度分布,以此种方式在每个点处都满足用于零交温度TZC的条件(即,对于区域演变温度而言的热膨胀系数基本上等于零)。据称,这是在通过以下过程来完成的,在火焰水解制造玻璃的过程中,含钛或硅的起始物质的浓度分别发生变化,从而在坯件中设定预定的浓度曲线(profile)。
[0011] 显然,在镜面基材坯件的体积上对可变的、位置依赖性的二氧化钛浓度的可重现调整是复杂的,而且还仅可为投射装置的众多镜面中的一个进行优化,以及仅用于单一的特定辐照构象(irradiation constellation)。
[0012] 在DE 10 2004 024 808 A1中采取了另一种手段,其公开了一种用于前述类型的镜面基材的石英玻璃的坯件和用于生产它们的方法。由此所知的掺杂钛的合成制造的石英玻璃的坯件是给定的圆柱体形状;它具有300mm的直径和40mm的厚度。这通过对镜面基材板进行机械处理的方式制造,其完全或部分地配备有反射膜。
[0013] 据建议,热膨胀系数中的区域均匀性变化(variance)(以下也称为“CTE不均匀性”或简称为“dCTE”并被定义为来自CTE分布曲线的绝对最小值CTE最小的区域偏差的量:(dCTE=CTE-CTE最小))在某些有利于更便宜的制造方法的条件下是应接受的。根据这些条件下,dCTE不超过预定的限制值,并在光学使用区域CA上的测量中,它表现出可通过少量低频球形Zernike多项式充分准确描述的演变。更具体地,已知的石英玻璃的坯件具有以下性质:
[0014] a)它含有由小于0.05%TiO2的TiO2分布的区域变化引起的微不均匀性,[0015] b)它表现出不大于0.4ppb/(K·cm)的在可用区域CA上的热膨胀系数的径向变化,[0016] c)它在光学使用区域CA上的热膨胀系数中的绝对最大不均匀性dCTE最大(在所述坯件的厚度上取平均)小于5ppb/K,
[0017] d)其中在CA上的dCTE演变可以基本由以下Zernike项描述:
[0018]       (1)
[0019] 其中:C0α <=5ppb/K;r=与所述圆柱体轴的径向距离;
[0020] R=CA的半径;C3;C8=项的适配参数(adaptation parameter)。
[0021] “可基本上由Zernike项描述”是指在减去所述项之后,剩余的热膨胀的残余不均匀性不大于0.5ppb/K(在原始文献中,“dCTE”被命名为“Δα”)。
[0022] US 2010/0003609 A1描述了用于EUV光刻的光掩模基材的Ti掺杂的玻璃的制备。所述基材显示出径向折射率分布曲线,其中优选最大值在中心,即使坯件具有多边形横截面。多边形横截面是以多边形形状的圆棒的“流出熔融的玻璃”的方式产生。
[0023] DE 42 04 406 A1描述了通过多步形成过程制备无条纹体(striae-free body),所述过程包含在其中熔融的玻璃块以矩形形状流出的步骤。在这种情况下,获得了具有矩形横截面的中间产物,最终将所述中间产物扭曲(twist),从而获得具有圆形横截面的棒。
[0024] DE 10 2013 101 328 B3描述了用于在EUV光刻中使用的镜面基材的由TiO2-SiO2玻璃制成的坯件。在920℃-970℃的范围内的假想温度Tf的平均值处,玻璃显示出其零交温度TZC对假想温度Tf的依赖性(表示为微商dTzc/dTf)小于0.3。
[0025] DE 10 2010 009 589 A1公开了用于制造由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的Ti掺杂的石英玻璃制成的坯件的方法,其中钛掺杂的SiO2的灰料体(soot body)是利用含硅和钛的起始物质的火焰水解产生,并且由此通过加热到至少1150℃的温度在真空中干燥所述灰料体,从而设定小于150重量ppm的平均羟基基团含量,将干燥的灰料体烧结形成Ti掺杂的石英玻璃的预成型件(pre-form),并且所述Ti掺杂的石英玻璃依靠调节过程装入氢,从而获得至少为1×1016分子/cm3的平均氢含量。
[0026] 发明目的
[0027] 满足这些条件的CTE不均匀性在CA上显示出基本上旋转对称的分布曲线。如果在使用过程中产生该辐照曲线以及因此的光学使用区域CA呈现出圆形对称性,那么以这种方式适配的镜面基材坯件在非均匀加热的情况下也容忍相对高的绝对CTE不均匀性值。然而,已知的镜面基材坯件不适用于具有不同于圆形形式的几何形状的辐照曲线。
[0028] 本发明的目的是提供由用于在EUV光刻中使用的镜面基材的钛掺杂的石英玻璃的坯件,设计不用对二氧化钛的浓度进行单独适配、位置依赖性调节的坯件,并适用于非圆形的辐照曲线。
[0029] 此外,本发明的目的是说明一种方法,所述方法实现了此种镜面基材坯件的可再现且廉价的制造。
[0030] 发明概述
[0031] 对于镜面基材坯件而言,从前述类型的钛掺杂的石英玻璃的坯件出发,根据本发明实现了此目的,其中dCTE最大为至少0.5ppb/K,且CA形成具有所述区域的形心(centroid)的非圆形区域,其中dCTE分布曲线不是旋转对称的,并且在CA上对其限定,使得归一化至单位长度并穿过所述区域的形心延伸的直的曲线段(straight profile section)产生形成具有小于0.5×dCTE最大带宽的曲线带的dCTE曲线簇。
[0032] 除了照射到镜面元件上的辐射的能量密度之外,它们的空间分布也决定了镜面元件的光学暴露。以与为各个镜面元件指定的光学使用区域CA的几何形状的第一近似值(first approximation)来反映辐射的空间分布。相比于光学使用区域CA上的固有dCTE分布,这种分布自身并不代表镜面元件的物理性质,但它是属于镜面元件的规格的一部分。
[0033] 来自给定的所需的值的CTE的区域偏差自动地通过镜面元件导致成像误差,尤其是由于在操作过程中的加热所致。一般说来,此类误差可通过以下方式减少:避免在光学使用区域的地带(region)中的CTE的偏差(如果可能的话完全避免),或者(尽管一定的CTE不均匀性是被接受的)通过相对于光学暴露优化的它们的区域分布。
[0034] 首先提及的替代物具有镜面元件可展现出独立于其特定的光学暴露和CA几何形状的高质量和可用性的优点。但是,它需要在Ti掺杂的石英玻璃的制造中和其热-机械后处理过程中付出巨大的努
[0035] 然而,本发明正是旨在防止这种情形。因此,在本发明的镜面基材坯件中允许一定程度的CTE不均匀性。这本身表现在dCTE最大(即CA内的CTE分布曲线的绝对CTE最大值和绝对CTE最小值之间的差)为至少0.5ppb/K。
[0036] 因而用于制造镜面元件的努力较小,但需要dCTE分布曲线对光学暴露的适配,并在此特别是对CA的尺寸和几何形状的适配。在CA几何形状偏离圆形形状的情况下,这种适配迄今为止是纯经验的。对于这些情况,用于提供对光学暴露的基本合适的适配的系统方法是未知的。因此,在没有经验措施下,基于特定要求的规格和关于CA的边界条件已经难以提供匹配的镜面基材坯件。但是,经验方法不满足对简单和廉价的工业生产提出的要求。
[0037] 现在本发明提供了如果为镜面基材坯件指定的CA具有不同于圆形形状的几何形状,用于形成针对镜面基材坯件的dCTE分布曲线的总体设计原则。
[0038] 总体设计原则
[0039] 这种设计原则的一方面涉及dCTE分布曲线的几何构型-它不是旋转对称的但为拉长的卵形的(elongated oval),并且进一步的方面涉及所述拉长的卵形dCTE分布曲线和具有非圆形轮廓的光学暴露区域CA之间的协作。
[0040] 不同于圆形形状的光学暴露区域CA轮廓形成通常是凸面的闭合曲线。对由曲线围成的区域的以下说明涉及“卵形”的实例,但也同样适用于非卵形的几何形状,例如为具有修圆的边缘的长方形形式或豆形形式(bean form)或狗骨形式(dog bone form)。所述卵形具有长度膨胀,其大于与其垂直的最大宽度膨胀,并且具有零个、一个或两个对称轴。通过公知的几何学考察的方式获得所述卵形CA的区域的形心,或者通过积分对其进行数学计算。
[0041] 所述总体设计原则的一个方面涉及CA的卵形形状和dCTE分布曲线之间的相互作用。这种相互作用自身表现在设计CA上的dCTE分布曲线,使得穿过所述分布曲线、延伸穿过CA区域的形心的所有直线段(straight section)具有类似的过程。因为CA的长度膨胀和宽度膨胀(并因而以及dCTE分布曲线长度膨胀和宽度膨胀和相应的曲线段)是不同的,所以只能够通过归一化至相同的长度检测在不同段的过程中的相似性,例如,通过归一化至穿过所述区域的形心的最长曲线段的长度。相应的归一化曲线段在下文中也将被称为“长度归一化曲线段”。
[0042] 在其中任何所需的长度归一化的曲线段产生形成具有小于0.5×dCTE最大、优选小于0.3×dCTE最大的最大带宽的曲线带的dCTE曲线簇的此种条件下,这种相似性自身得到了证实。“最大带宽”作为在沿所述曲线带的所有归一化的曲线位置处的dCTE值的最大值和最小值之间的最大差获得。
[0043] 所述曲线带的小的最大带宽是穿过所述dCTE分布曲线的长度归一化段的相似性的量度,即独立于相交的度,其本身是典型的旋转对称dCTE分布曲线。然而,旋转对称的分布曲线不适配本文中存在的CA的卵形形状,并且不适合于解决技术问题。
[0044] 根据本发明的非旋转对称的dCTE分布曲线中的长度归一化段的高度相似性是由于这样的事实导致,它被构造为使得它可归属于基本上旋转对称的dCTE分布曲线,即通过在至少一个方向拉伸旋转对称曲线。拉伸方向此处是以最简单的情况设计,并优选使得它垂直于旋转对称的轴延伸。这种变形在下文中也将被称为“横向变形(lateral deformation)”。
[0045] 因此,所述设计原理是基于几何变换,在这种情况下,人们通过横向变形由具有基本为圆形形状的旋转对称dCTE分布曲线产生具有非圆形形式的几何形状上相似的dCTE分布曲线。通过横向变形,关于旋转对称的dCTE分布的dCTE分布曲线并没有发生根本的和不可预见的改变,但以基本上可重现的和限定的方式发生了数学上的改变。这在非旋转对称的分布曲线的数学反演成旋转对称的分布曲线的反向中也是如此。
[0046] 在横向变形之前和之后的dCTE分布曲线在某种程度上是彼此“相似的”。曲线的“相似性”存在于原始的旋转对称分布的基本特征可以在通过横向变形得到的分布中被再次发现。这些特征包括分布的相对的和绝对的极值的数量,并且还包括它们相互的相对位置。
[0047] 例如,如DE 10 2004 024 808 A1中说明的并参照上述式(1)数学描述的旋转对称的dCTE分布曲线相对于具有圆形CA的光学暴露进行设计。在上述几何变换的设计原则的基础上通过横向变形变换成另一种非旋转对称的分布曲线的此曲线(也在没有任何进一步措施下)对具有拉长卵形CA的光学暴露而言比没有这种变形过程要合适得多。
[0048] 因此,所述dCTE分布曲线具有非旋转对称的、非圆形的形式,理想而言,其可通过以至少一个方向拉伸旋转对称的分布曲线以一对一的方式进行数学描述。拉伸因数(stretching factor)大于1或小于1。
[0049] 在穿过CA的区域的形心的相交线S最大比穿过所述区域的形心的最短的相交线S最小长至少20%(S最大>1.2×S最小)的情况下,光学使用区域CA在此被定义为非圆形的。在对所述非圆形CA的适配使得上文说明的关于曲线的“相似性”条件因所述相交线的曲线带的狭窄带宽而被满足的情况下,分布曲线被定义为非旋转对称的dCTE分布曲线。
[0050] 通过横向变形对为圆形形式的CTE不均匀性分布的几何变换的设计原则也适合于对具有相当复杂轮廓的CA区域的适配。重要的是,由此产生的分布曲线可以通过对具有圆形形式的分布曲线(或具有其部分)以若干个空间方向的同时或依次拉伸的方式进行描述。这些空间方向优选在共同变形平面中延伸,其进而优选垂直于光学使用区域CA的平面延伸。
[0051] 在总的卵形光学暴露区域CA上必须满足对根据本发明的非旋转对称的dCTE分布曲线中的长度归一化段的相似性提出的要求。在此困难常常出现在CA的边缘上。在下文将描述根据本发明的坯件的两个优选实施方案;这些实施方案精修(refine)了上面说明的总体设计原则,尤其对于在CA和dCTE分布曲线的相互作用的状况下的CA的边缘地带。
[0052] 第一精修
[0053] 根据本发明的非旋转对称的dCTE分布曲线的特征在于,它具有非旋转对称的形状,在其中闭合等值线围绕CA平面的表面法线(surface normal)延伸,并代表了CTE不均匀性的相同水平,相当于围绕山顶的高度线。
[0054] 基于此基本条件,在第一个优选实施方案中提供了所述dCTE分布曲线具有闭合的等值线,所述等值线具有0.5×dCTE最大的dCTE值,所述等值线的总长度的至少80%的子长度的等值线在光学使用区域CA内延伸。
[0055] 代表最大dCTE不均匀性水平的一半的dCTE值的dCTE分布曲线的等值线以至少超过其总长度的80%、优选完全地在镜面基材坯件的CA内延伸。在dCTE分布曲线的复杂过程(例如具有波浪形状的曲线)的情况下,若干个闭合等值线也可在该水平下延伸;这些等值线具有与CA的区域的形心的不同距离。当最靠近CA轮廓的等值线延伸满足上述条件,即超过其长度的80%或更多在CA的轮廓上或轮廓内延伸时,在这种情况下其通常是有益的。理想而言,这也是具有与CA的区域的形心的最大距离的等值线。在其他情况下,其中不能以肯定的方式来确定哪条具有0.5×dCTE最大水平的等值线延伸较靠近CA或其中缺失此类等值线,这种用于调节和评估所述dCTE分布曲线对CA的适配质量的标准是不适用的。
[0056] 这意味着,CA的轮廓线的dCTE不均匀性曲线的形状是被适配的,使得大多数的等距离等值线在CA内延伸(至少用各等值线长度的80%)。理想而言,CA的轮廓的dCTE不均匀性曲线的形状被精确地适配,以使全部的等值线在CA的轮廓上或轮廓内延伸。
[0057] 第二精修
[0058] 在根据本发明的坯件的第二个优选实施方案中,提供了CA的非圆形区域由非圆形轮廓限定,所述dCTE分布曲线的dCTE最大值和dCTE最小值沿所述非圆形轮廓定位,其中最大值和最小值之间的差PVCA不大于0.5×dCTE最大。
[0059] 虽然第一精修实施方案侧重于非圆形的卵形CA轮廓和非旋转对称的dCTE分布曲线的几何形状的基本对齐,但是第二精修集中在dCTE分布曲线和光学使用区域之间的相互作用的量化。
[0060] 所述dCTE分布曲线在此被构造为使得CA轮廓分布曲线的被一定数量的等值线横切(intersect),其尽可能的小。其原因是,CA轮廓越被等值线横切,则dCTE分布曲线对CA内的成像质量的光学影响将越明显。
[0061] 这种影响的测量是通过加和沿CA轮廓的dCTE值中的水平差(level difference)的绝对值给出。通过加和获得的总水平差越大,则dCTE分布曲线对CA内的成像质量的影响将越强。然而,总水平差可能依赖于CA轮廓的周长。因此,根据本发明,将作为来自于沿CA轮廓出现的dCTE极值(最大值和最小值)的差获得的差PVCA用作通过由dCTE分布曲线的等值线横切CA轮廓的相互作用的程度的量度。就整体而言,PVCA不大于在CA上的最大dCTE不均匀性的一半,优选不大于0.3×dCTE最大。
[0062] 当可通过以至少一个空间方向拉伸旋转对称的分布曲线以一对一的方式对分布曲线进行数学描述时,已证明其是有利的,其中,拉伸因数为至少1.2。
[0063] 拉伸因数在此表示在拉伸之后和之前的长度比率。其越偏离1,则在使用根据本发明的坯件的过程中的分布曲线的优点将越明显。
[0064] 在这方面,当可以通过以多个空间方向拉伸圆形以一对一的方式对分布曲线进行数学描述时,也已证明其是有利的,其中所述空间方向在平行于光学使用区域CA延伸的共同变形平面中延伸。
[0065] 在根据本发明的坯件的有利的实施方案中,可以通过以在相同变形平面中延伸并包围120°的角度的三个方向拉伸所述圆形形式描述所述dCTE分布曲线。
[0066] 从旋转轴对称分布的中心出发,人们通过三重同时拉伸得到了具有例如三面苜蓿叶(three-sided cloverleaf)、Wankel发动机活塞或拨弦片(plectrum)的横截面形状的dCTE分布曲线。
[0067] 至于制造方法,根据本发明通过包括以下步骤的方法实现了上述的技术目标:
[0068] (a)提供具有旋转对称的dCTE分布曲线的Ti掺杂的石英玻璃的玻璃圆柱体(cylinder),以及
[0069] (b)在具有在垂直于所述玻璃圆柱体的纵轴的方向上起作用的分力的塑形力的作用下,通过软化所述圆柱体并形成所述圆柱体来对所述玻璃圆柱体进行塑形,由此以至少一个方向拉伸所述旋转对称的曲线,以得到具有非圆形横截面和非旋转对称的dCTE分布曲线的圆柱体形坯件。
[0070] 根据本发明的方法的起点是玻璃圆柱体,其具有理想地以相对于圆柱体轴旋转对称性精确延伸的dCTE分布曲线。在实践中,满足如DE 10 2004 024 808 A1中说明的要求并通过上式(1)的方式被数学描述的二维dCTE分布曲线举例来说是足够的。此类曲线此处被定义为旋转对称的,尽管其不能完全地表现出这种几何形状。
[0071] 对于用于具有不同于圆形形状的CA的光学暴露的此种玻璃圆柱体的适配而言,使所述玻璃圆柱体经受塑形处理和变形,即,在该过程中相对于所述玻璃圆柱体的纵轴通过上文说明的“几何变换”的方式横向拉伸。塑形过程的结果为具有非圆形横截面的Ti掺杂的石英玻璃的圆柱体坯件。对于将CTE不均匀性的现有的旋转对称曲线变换为非旋转对称分布曲线而言,简单的拉伸操作已经足够,在没有任何进一步的适配措施情况下其对具有拉长卵形CA的光学暴露而言也比没有所述塑形过程要更加合适。
[0072] 在根据方法步骤(b)对玻璃圆柱体进行塑形的同时,以垂直于所述玻璃圆柱体的纵轴延伸的方向对所述圆柱体拉伸一次或重复拉伸。在反复塑形的情况下,可以同时或相继地采取变形措施。在最后提到的情况下,在塑形步骤后得到的玻璃体在随后的塑形步骤中被进一步变形。
[0073] 在此,玻璃圆柱体的纵轴符合光学轴或待制备的镜面基材坯件的主要功能的方向。从而确保了所述玻璃圆柱体中的旋转对称的dCTE分布曲线以几何学上相似的形式反映在经塑形的坯件中。理想而言,塑形力仅在垂直于所述玻璃圆柱体的纵轴的方向上是可操作的;然而,在实践中,几乎不能避免具有其他方向的分量的塑形力。对于获得的坯件的质量和可用性的决定性因素是保持与旋转对称的dCTE分布曲线的“相似性”。当原始的旋转对称分布的基本特征在通过塑形得到的分布中被再次发现时,就实现了这个目标。在这个意义上的基本特征是原始分布的相对和绝对的极值的数量和它们相互的相对位置。
[0074] 由此设定的dCTE分布曲线相对于前述的玻璃圆柱体的纵轴不是旋转对称的,并且特征在于:
[0075] (1)被归一化至长度并穿过CA区域的形心的任何直的曲线段产生形成具有小于0.5×dCTE最大、优选小于0.3×dCTE最大的最大带宽的曲线带的dCTE曲线簇,[0076] (2)并优选围绕纵轴闭合的具有0.5×dCTE最大的CTE不均匀性水平的等值线完全地或至少超过它们长度的80%在CA内延伸,
[0077] (3)和/或优选沿CA的轮廓,最大值和最小值之间的差PVCA不大于0.5×dCTE最大,[0078] 正如已经在上文中参照根据本发明的坯件更详细地进行了说明。
[0079] 在热的进一步处理(例如通过退火)和/或机械的进一步处理(例如研磨抛光)之后,由此获得的成型体(molded body)(其由TiO2-SiO2玻璃组成)可以直接用作镜面基材坯件,或者它充当预制件(pre-product)用于进一步处理以获得坯件。
[0080] 可进行塑形方法,其中用火焰加热并软化玻璃圆柱体并在此过程中通过作用于外部圆柱体表面上的塑形力使所述玻璃圆柱体变形。然而特别地,关于CTE分布曲线的特别可重现且限定的调节,其中根据方法步骤(b)的塑形包括塑形步骤的程序是优选的,在所述塑形步骤中,将具有所述玻璃圆柱体的垂直定向的纵轴的所述玻璃圆柱体布置在具有非旋转对称的内部几何形状的熔模(melt mold)中,并在其中加热到至少1,200℃的温度,并由此软化,使得其在重力的作用下、优选受按压力(pressing force)的支持横向流出并进入所述熔模中。
[0081] 作为所述塑形步骤的结果,所述玻璃圆柱体的几何形状适配于所指定的CA的几何形状,这意味着:玻璃圆柱体具有适配于指定的CA的几何形状的非旋转对称的横截面(在垂直于圆柱体轴的平面中),但照例不是适配于最终镜面基材的几何形状的横截面。
[0082] 使用具有内部几何形状的熔模对于形成具有卵形-椭圆形横截面的dCTE分布曲线而言是足够的,在垂直于所述玻璃圆柱体的纵轴的方向上的横截面中观察到的所述内部几何形状具有长轴和相比于所述长轴较短的轴。
[0083] 在一个优选的程序中,例如,实现了具有卵形-椭圆形横截面的dCTE分布曲线,其中使用具有在横截面为卵形的内部几何形状或具有内部矩形几何形状的熔模。
[0084] 考虑产生圆柱形玻璃体的程序以用于制造钛掺杂的石英玻璃。所谓的VAD(蒸气轴向沉积(vapor axial deposition))方法在此应特别提及;在此方法中,SiO2颗粒沉积在旋转基材的前侧上,并被直接玻璃化成圆柱形玻璃体。方法变体也被证明是特别有用的,在所述方法变体中根据方法步骤(a)提供所述玻璃圆柱体,其包括:
[0085] aa)通过对含硅和钛的起始物质的火焰水解产生SiO2和TiO2的多孔灰料体,[0086] bb)干燥并烧结所述灰料体,以形成Ti掺杂的石英玻璃的拉长的玻璃预制件,[0087] cc)在均匀化过程中使所述玻璃预制件均匀化,其中将所述预制件加热到超过1,500℃的温度,在其中软化并塑形成玻璃圆柱体。
[0088] 在此钛掺杂的石英玻璃根据所谓的“灰料方法”合成。多孔灰料体作为中间产物获得,所述灰料体具有可以通过掺杂或通过干燥而改变的化学组成。
[0089] 用于调节TiO2-SiO2玻璃的预先确定的羟基基团含量的干燥是通过采用卤素的反应性化学处理进行或通过在真空下对灰料体的热处理进行。
[0090] 所述TiO2-SiO2玻璃通过玻璃化和随后的均匀化被加热到如此高的以至于可能的金红石微晶熔融的温度。同时使所述玻璃变形,例如通过扭曲,以实现TiO2浓度的更均匀分布。为了此目的,对所述TiO2-SiO2玻璃实施均匀化过程,其中将所述玻璃加热到超过1,500℃的温度并在此过程中软化和塑形。在完成所述均匀化过程后,所述TiO2-SiO2玻璃以具有旋转对称的dCTE分布曲线的玻璃圆柱体的形式存在。
[0091] 优选实施方案的描述
[0092] 现将参考实施方案和附图详细地说明本发明。详细地说,
[0093] 图1示出了与灰度值刻度一起(以ppb/K表示)的以假彩色显示(false-color representation)(以灰度值表示)的具有圆形横截面的SiO2-TiO2坯件的dCTE分布曲线,[0094] 图2示出了在穿过示意图显示中的中心的段中的图1的dCTE分布曲线,[0095] 图3示出了具有为五边形形式的标绘的假想CA和六条分布曲线相交线S1-S6的图1的dCTE分布曲线,
[0096] 图4示出了已经通过横向变形产生的根据本发明的dCTE分布曲线,其具有为五边形形式的标绘的CA、等值线和分布曲线相交线S1-S7,
[0097] 图5是示出了沿归一化的相交线S1-S6的图3的曲线的dCTE演变的示意图,[0098] 图6是示出了沿归一化的相交线S1-S7的图4的dCTE演变的示意图,
[0099] 图7是具有示出了分别沿图3的分布曲线中的CA轮廓的dCTE演变以及沿图4的分布曲线中的CA轮廓的dCTE演变的两条曲线的示意图,
[0100] 图8示出了具有为椭圆形形状的标绘的假想CA和分布曲线相交线的图3的dCTE分布曲线,
[0101] 图9示出了已经通过横向变形产生的根据本发明的dCTE分布曲线,其具有为椭圆形形状的标绘的CA、等值线和分布曲线相交线,
[0102] 图10是示出了沿归一化的相交线的图8的曲线的dCTE演变的示意图,[0103] 图11是示出了沿归一化的相交线的图9的dCTE演变的示意图,
[0104] 图12是具有示出了分别沿图8的分布曲线中的CA轮廓的dCTE演变以及沿图9的分布曲线中的CA轮廓的dCTE演变的两条曲线的示意图,
[0105] 图13示出了具有为矩形形状的标绘的假想CA和三条分布曲线相交线S1、S2、S3的第二dCTE分布曲线,
[0106] 图14示出了已经通过圆形起始板的横向变形产生的根据本发明的dCTE分布曲线,所述分布曲线具有为矩形形状的标绘的CA、等值线和三条分布曲线相交线S1、S2、S3,[0107] 图15是具有示出了沿归一化的相交线S1、S2、S3的图13的曲线的dCTE演变的三条曲线的示意图,
[0108] 图16是具有示出了沿归一化的相交线S1、S2、S3的图14的dCTE演变的三条曲线的示意图,
[0109] 图17示出了具有为椭圆形形状的标绘的假想CA和分布曲线相交线S1-S6的第三旋转对称的dCTE分布曲线,
[0110] 图18示出了已经通过横向变形产生的根据本发明的dCTE分布曲线,其具有为椭圆形形状的标绘的CA、等值线和分布曲线相交线,
[0111] 图19是示出了沿归一化的相交线的图17的曲线的dCTE演变的示意图,[0112] 图20是示出了沿归一化的相交线的图18的dCTE演变的示意图,
[0113] 图21以俯视图示出了被嵌入用于制造的熔模中的具有三角形形状的镜面基材坯件的特定实施方案。
[0114] 用于制造用于镜面基材坯件的圆柱形预制件的第一方法
[0115] 借助于OVD法通过对作为用于SiO2-TiO2颗粒的形成的起始物质的八甲基环四硅氧烷(OMCTS)和异丙氧基钛[Ti(OiPr)4]的火焰水解制备掺杂有约8wt%的TiO2的灰料体。
[0116] 在1150℃的温度下于具有石墨加热元件的加热炉中在真空下将所述灰料体脱水。2小时之后结束脱水处理
[0117] 随后,将以这种方式干燥的灰料体在约1500℃的温度下于烧结炉中在减压(10-2毫巴)下玻璃化成由TiO2-SiO2玻璃组成的透明坯件。所述玻璃的平均OH含量是约170重量ppm。
[0118] 然后所述玻璃通过热-机械均匀化(扭曲)被均匀化并形成TiO2-SiO2玻璃的圆柱体。为此目的,将棒状起始体夹在装备有氧氢燃烧器的玻璃车床中并在塑形过程的基础上均匀化,如在EP 673 888 A1中描述的,以用于完全去除层。在该过程中,依靠所述氧氢燃烧器将所述起始体局部地加热至超过2,000℃,从而软化。在此过程中,为所述氧氢燃烧器进料每1摩尔氧气为1.8摩尔的氢气,并由此产生具有氧化作用的氧氢火焰。
[0119] 通过两个夹具(holder)相对于彼此的相对运动使所述起始体关于其纵轴扭曲,在所述起始体的整个长度上以径向方向形成扭曲体(twist body)下将所述软化的玻璃块充分混合。从而获得具有约90mm的直径和约960mm的长度的拉长的扭曲体。
[0120] 由所述扭曲体形成直径为200mm且厚度为195mm的TiO2-SiO2玻璃的圆形起始板。图1以所述板的顶面上的俯视图示出了在起始板1的厚度上测量的dCTE分布曲线的假彩色显示(灰色阴影)。根据在图1右侧所示的灰度刻度(gray scale),相对的dCTE值在零和5ppb/K之间。此灰度刻度也是用于图3、图4、图8、图9、图13、图14、图18和图19的假彩色显示(灰色阴影)的基础。
[0121] 所述分布曲线基本上是相对于所述板的中心轴2旋转对称的,其中dCTE值从外部至内部下降。相对的零值(曲线的最小CTE值)位于中心轴2上。
[0122] 这也在图2的示意图中得到了证实,其中起始板1的dCTE分布曲线以穿过中心轴2的段来显示。在此将以ppb/K表示的dCTE值对以mm表示的位置P(直径)绘图。因此,dCTE均匀地从约5ppb/K的值向内降低至零。因此,作为边缘上的最大不均匀性值和在中心的最小不均匀性值(零)之间的差的总的均匀性dCTE最大是5ppb/K。
[0123] CTE的值的最大差在5ppb/K是相对小的。所述差主要由TiO2浓度的变化和假想温度(fictive temperature)的波动导致。在该相对低的dCTE水平下,在制造过程中(例如在沉积或均匀化步骤中)的微小变化可能导致根本上不同的dCTE分布曲线。特别是,常常获得与图1相比是水平镜射(horizontally mirrored)的分布曲线,其具有在中心轴的地带中的CTE最大值和边缘上的dCTE零值。
[0124] 然而,各个起始板的dCTE分布曲线是基本上旋转对称的对于本发明而言是重要的。这在实施方案中通过均匀化过程得以确保。
[0125] 此类圆形起始板是制造不同成型体(molded body)的起点,正如应在下文中参照实施例进行说明的。
[0126] 实施例1-由预制件制造镜面基材坯件
[0127] 在炉中通过横向塑形将直径为200mm且厚度为195mm的TiO2-SiO2玻璃的起始板1塑形为具有五个角的多边形板4,如图4中示意性地示出的。为此,将起始板1在中心插入具有五边形内横截面的石墨熔模中,这与如在下文中针对塑形成具有三角形横截面的板所进一步更详细说明的类似。将所述熔模抽空,并加热到1350℃,并随后以9℃/min的倾斜升温至1700℃,其后以2℃/min的倾斜升温至1780℃的温度。在该温度下,石英玻璃块软化并使所述软化的石英玻璃在其自身的重量和为了加速的目的而被额外放置在其上的石墨板的重量下变形,并以横向方流出,从而完全填充所述熔模的底部。
[0128] 由此获得的五边形板4(图4)由具有高硅酸含量的均匀化的玻璃组成,其含有8wt%的氧化钛并具有约170重量ppm的平均羟基含量。图4示出了在五边形板4的板厚度上测量的dCTE分布曲线的假彩色显示(作为具有图1的灰度刻度的灰色阴影),以其顶面上的俯视图表示。dCTE分布曲线现在不再如起始板1中是旋转对称的,但基本上为相对于中心轴41镜面对称的多边形。基于五边形板的总的横截面,具有5ppb/K和0ppb/K的dCTE极值与起始板1中的相同。
[0129] 相比之下,图3示出了圆形板3的假想dCTE分布曲线,所述圆形板3可以通过流出的方式由起始板1制造。这不是本发明的主题,而只是充当比较的目的。在此起始板1通过流出到具有圆形横截面的熔模中的方式塑形。此处将所述起始板沿中心安装在具有垂直定向的纵轴的熔模内。软化的石英玻璃以横向方向流出,从而完全填充所述熔模的底部。以这种方式形成的圆形板3具有280mm的直径和100mm的厚度。
[0130] 在假想变形成圆形板3的过程中,起始板1的粘性石英玻璃块以围绕熔模边缘的方向移动,并在理论上同时到达所有相同的点处。因此,在穿过中心2的所有段中,圆形板3的dCTE分布曲线与图2所示的曲线是相同的。
[0131] 比较而言,在起始板1变形成五边形板4时,软化的石英玻璃块在相对早期在至少一个方向撞击障碍物并积聚在所述障碍物上,而否则其仍然可以自由地在其他方向流出。因此,相比于其他方向,在这些方向上的dCTE分布曲线被更强烈的拉伸。因此,五边形板4的dCTE分布曲线也几乎与图2中所示的在沿相对短的镜面轴41穿过所述板的中心轴M的段中的曲线相同,但是在沿垂直于所述中心轴延伸的轴42穿过所述板的中心轴M的相对长的段中其被更强烈的拉伸。
[0132] 不考虑该点,在原始的起始板1、圆形板3和五边形板4的dCTE分布曲线之间存在“相似性”,在此意义上,为五边形形式的dCTE分布曲线的基本特征,即所述分布的相对和绝对极值的数量以及它们关于彼此的相对位置,与起始板1中的和圆形板3中的相同。在这方面,图4的dCTE分布曲线已经满足了形成用于针对根据本发明的镜面基材坯件的设计原则的基础的上文所说明的基本条件的一部分。它不是旋转对称的,但通过“几何变换”的方式并鉴于简单的拉伸变形,它可以被唯一地数学变换成起始板1的圆形形式的原始的旋转对称分布。
[0133] 此外,通过与原始的旋转对称的分布曲线的对比,图4的dCTE分布曲线示出了具有对与非圆形的光学使用区域CA协作的镜面的成像质量的相对不显著的破坏的相互作用。这将在下文中更详细地进行说明:
[0134] (a)相交线的带宽
[0135] 作为对图1的补充,具有五边形形式和修圆的边缘的光学使用区域CA的轮廓L(CA)被标绘在图3中。在CA内,标绘了多条穿过中心2延伸的相交线S1-S6。中心2同时也是CA的区域的形心。
[0136] 当在下文中提及dCTE值时,这些值是指在CA内的地带的值。因此,dCTE值作为来自CA内的CTE分布曲线的绝对最小值CTE最小区域偏差的量(dCTE=CTE-CTE最小)来计算。
[0137] 图5的示意图示出了沿所述相交线S1-S6(在CA内)的dCTE分布曲线;仅与评估相关的最突出的相交线提供有附图标记。在所述示意图的纵坐标上,标绘相关的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化至各自的相交线长度的位置值P(以相对单位表示),其因而覆盖了0到1的范围。因此,CA内的最大不均匀性dCTE最大为约3.4ppb/K。CA内的最小值dCTE最小被限定为零。明显不同的dCTE值在边缘位置0和1的地带中被发现,在一方面在段曲线K(S3)和K(S5)之间,以及在另一方面在段曲线K(S1)和K(S6)之间。在最大值(标有块箭头51)中,差约为2.8ppb/K。最大值51代表由曲线K(S1)-K(S6)形成的曲线簇的最大带宽;其为dCTE最大(3.4ppb/K)的约82%。
[0138] 也在图4的分布曲线中示意性地绘制了具有五边形形式和修圆的边缘的光学使用区域CA的相同轮廓L(CA)。CA的区域的形心是在点M中。图6的示意图示出了在图4的dCTE分布曲线的情况下的沿一些突出的相交线S1-S6(在CA内)的dCTE分布曲线。在此情况下,同样,在示意图的纵坐标上标绘相应的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化至各自的相交线长度的位置值。由此明显可见,所有的段曲线K(S1)-K(S6)是相对类似的,并形成小的曲线带。因此CA内的最大不均匀性dCTE最大约为1.6ppb/K。dCTE值的最大差(标有块箭头61)仅为约0.75ppb/K。因此,由曲线K(S1)-K(S6)形成的曲线簇的最大带宽(最大值61)此处为dCTE最大的约47%。而且,通过使用相同的起始材料来将CA区域内的dCTE最大从3.4ppb/K(参见图3和图5)减少至1.6ppb/K(参见图4和图6)已经是可行的,其伴随有在作为用于EUV光刻的镜面的应用中的改进的成像质量。
[0139] (b)CA轮廓L(CA)上的高度差
[0140] 图7的示意图示出了沿图3和图4的坯件中的CA轮廓L(CA)的dCTE分布曲线的演变的对比,各自始于顺时针循环,并在位置P0(在图3和图4中标注的位置P0)处结束。在y轴上,相对被归一化至轮廓L(CA)各自的长度(在这种情况下轮廓L(CA)的长度是相同的)的位置P(以相对单位表示)标绘以ppb/K表示的dCTE值。
[0141] 曲线U1表示沿图3的坯件中的CA轮廓L(CA)的dCTE分布曲线的演变。这产生了沿CA轮廓L(CA)的dCTE极值(最大值(3.4ppb/K))和最小值(0.7ppb/K)之间的2.7ppb/K的差PVCA。因此,PVCA为约0.79×dCTE最大。曲线U2表示沿图4的坯件中的CA轮廓L(CA)的dCTE分布曲线的演变。这产生了沿CA轮廓L(CA)的dCTE极值(最大值(1.6ppb/K))和最小值(1.2ppb/K)之间的0.4ppb/K的差PVCA。因此,PVCA为约0.25×dCTE最大。
[0142] 通过与图3的dCTE分布曲线的对比,镜面基材坯件4在具有非圆形CA的光学暴露下显示出更好的成像行为。这可能是由于所述dCTE分布曲线很好地匹配至CA的形状并被设计为使得在CA轮廓L(CA)尽可能小的被分布曲线的一定数量的条等值线横切的事实导致。
[0143] (c)具有0.5×dCTE最大水平的等值线的延伸
[0144] dCTE值为0.5×dCTE最大的等值线H1被示意性地标绘在图4中。明显的是等值线H1在光学使用区域CA的轮廓L(CA)内以其全部等值线长度延伸。这意味着,在图4的镜面基材坯件4中的dCTE不均匀性曲线的形状匹配于轮廓L(CA),至CA轮廓L(CA)尽可能小的被分布曲线的一定数量的等值线横切的程度。
[0145] 因此,与其特定的为多边形形式的光学使用区域CA组合的坯件4满足了根据本发明的总体设计原则的全部条件,即对所述坯件的dCTE分布曲线以及所述dCTE分布曲线和具有非圆形轮廓L(CA)的光学暴露区域CA之间的相互作用提出的要求。
[0146] 实施例2
[0147] 在本发明的另一个实施例中,在炉子中通过横向塑形将直径为200mm且厚度为195mm的TiO2-SiO2玻璃的起始板1塑形为具有卵形横截面的板9,如图9中示意性地示出的。
为此,将起始板1在中心插入具有卵形内横截面的石墨熔模中。另外,通过软化和流出到熔模中进行的横向变形以如已经参照实施例1说明的方式进行。与图1的起始板1相比,长的卵形半轴91对短轴92的比率为约1.45。
[0148] 由此获得的卵形板9由具有高硅酸含量的均匀化的玻璃组成,其含有8wt%的氧化钛并具有约170重量ppm的平均羟基基团含量。
[0149] 图9的假彩色显示(作为具有图1的灰度刻度的灰色阴影)几乎呈现出相对于卵形的主轴91和92的镜面对称性。在坯件9的整个区域内的dCTE极值(5ppb/K)和(0ppb/K)与起始板1中的相同。在起始板1和具有卵形横截面的板9的dCTE分布曲线之间存在“相似性”,在此意义上,为卵形形式的dCTE分布曲线的基本特征,即所述分布的相对和绝对极值的数量以及它们的相对相互位置,是相对于彼此相同的。在这方面,图9的dCTE分布曲线已经满足了形成用于针对根据本发明的镜面基材坯件的设计原则的基础的上文所说明的基本条件的一部分。它不是旋转对称的,但通过“几何变换”的方式并鉴于简单的拉伸变形,它可以被唯一地数学变换成原始的旋转对称分布。
[0150] 此外,通过与旋转对称的分布曲线的对比,图9的dCTE分布曲线示出了具有对与非圆形的光学使用区域CA协作的镜面的成像质量的相对不显著的破坏的相互作用。这将在下文中更详细地进行说明:
[0151] (a)相交线的带宽
[0152] 相比之下,图8再次示出了圆形板3(如相对于图3进行说明的)。光学使用区域CA的轮廓L(CA)被示意性地标绘于其中,其轮廓可以被称为“椭圆形的”。在CA内,标绘了多条穿过中心2延伸的相交线S1-S5。中心2同时形成CA的区域的形心。
[0153] 图10的示意图示出了沿所述相交线S1-S5(在CA内)的dCTE分布曲线;仅对确定曲线簇的宽度重要的最突出的线提供有附图标记。在所述示意图的纵坐标上,标绘相关的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化至各自的相交线长度的位置值P(以相对单位表示),其因而覆盖了0到1的范围。在边缘位置0和1的地带中的明显不同的dCTE值在段曲线K(S1)-K(S5)之间被发现。在带宽最大值(标有块箭头101)中,最大值和最小值之间的差为约3.1ppb/K。最大值101代表由曲线K(S1)-K(S5)形成的曲线簇的最大带宽;其为dCTE最大的约79%。
[0154] 也在图9的分布曲线中示意性地绘制了具有椭圆形形式的光学使用区域CA的相同轮廓L(CA)。CA的区域的形心位于点M中。图11的示意图示出了在图9的dCTE分布曲线的情况下沿相交线S1-S5(在CA内)的dCTE分布曲线。在此情况下,同样,在示意图的纵坐标上标绘相应的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化至各自的相交线长度的位置值P(以相对单位表示)。由此明显可见,所有的段曲线K(S1)-K(S6)是相对类似的,并形成小的曲线带。所述dCTE值的最大差值(标有块箭头111)仅为约0.6ppb/K。因此,CA内的最大不均匀性dCTE最大为约1.55ppb/K。因此,由曲线K(S1)-K(S5)形成的曲线簇的最大带宽(最大值111)在此为dCTE最大的约39%。
[0155] (b)CA轮廓L(CA)上的高度差
[0156] 图12的示意图示出了沿图8和图9的坯件中的CA轮廓L(CA)的dCTE分布曲线的演变的对比,各自始于顺时针循环,并在位置P0处结束。在y轴上,相对被归一化至轮廓L(CA)各自的长度(轮廓L(CA)的长度在此是相同的)的位置P标绘dCTE值(以ppb/K表示)。
[0157] 曲线U1表示沿图8的坯件中的CA轮廓L(CA)的dCTE分布曲线的演变。这产生了沿CA轮廓L(CA)的dCTE极值(最大值(4ppb/K))和最小值(0.8ppb/K)之间的3.2ppb/K的差PVCA。因此,PVCA为约0.80×dCTE最大。
[0158] 曲线U2表示沿图9的坯件中的CA轮廓L(CA)的dCTE分布曲线的演变。这产生了沿CA轮廓L(CA)的dCTE极值(最大值(1.5ppb/K))和最小值(1ppb/K)之间的0.5ppb/K的差PVCA。因此,PVCA为约0.33×dCTE最大。
[0159] (c)具有0.5×dCTE最大水平的等值线的延伸
[0160] dCTE值为0.5×dCTE最大的等值线H1被示意性地标绘在图9中。明显的是等值线H1在光学使用区域CA的轮廓L(CA)内以几乎其全部等值线长度(大于其长度的80%)延伸。这意味着,在图9的镜面基材坯件9中的dCTE不均匀性曲线的形状匹配于轮廓L(CA),至CA轮廓L(CA)尽可能小的被分布曲线的一定数量的等值线横切的程度。
[0161] 因此,与其特定的光学使用区域CA组合的坯件9也满足根据本发明的总体设计原则的全部条件,即对所述坯件的dCTE分布曲线以及所述dCTE分布曲线和具有非圆形轮廓L(CA)的光学暴露区域CA之间的相互作用提出的要求。
[0162] 用于制造用于镜面基材坯件的圆柱形预制件的第二种方法
[0163] 借助于OVD法通过对作为用于SiO2-TiO2颗粒的形成的起始物质的八甲基环四硅氧烷(OMCTS)和异丙氧基钛[Ti(OiPr)4]的火焰水解制备掺杂有约8wt%的TiO2的灰料体。对比于上文说明的第一程序,在整个沉积过程将所述灰料体的表面温度保持为略微较高。该小的差异导致了TiO2浓度的不同分布。
[0164] 实施例3
[0165] 在炉子中通过横向塑形将直径为200mm且厚度为195mm的TiO2-SiO2玻璃的起始板塑形为横向尺寸为400mm×250mm且厚度为60mm的矩形板。为此,将起始板在中心插入具有矩形内横截面(其短边b=250mm且长边a=400mm)的石墨熔模中。另外,通过软化和流出到熔模中进行的横向变形以如已经参照实施例1说明的那样进行。
[0166] 由此获得的矩形板14由具有高硅酸成分的均匀化的玻璃组成,其含有8wt%的氧化钛并具有约170重量ppm的平均羟基基团含量。
[0167] 图14的假彩色显示(作为具有图1的灰度刻度的灰色阴影)以所述矩形板的顶面上的俯视图示出了在具有板边a和b的矩形板14的板厚度上测量的dCTE分布曲线。所述dCTE分布曲线现在不再如由相同的起始板制成的圆形板13(如图13中为了比较而示意性地示出)中那样为旋转对称的,但它具有与矩形板14的作为镜面轴的两个主要轴a和b的近似2轴对称性(2-axis symmetry)。在该曲线中,dCTE值从外部向内部增加直至中心轴M。在整个坯件上观察到的相对极值dCTE最大为5ppb/K。
[0168] 起始板关于矩形板14的变形不同于关于圆形板13的变形(如图13中所示;其dCTE分布曲线对应于起始板的dCTE分布曲线),不同之处在于在长的板边的方向进行的拉伸(相对于起始板的拉伸因数=2)强于以短的板边b的方向发生的拉伸(拉伸因数=1.25)。因此,相比于图13的圆形板13的曲线,在穿过所述板的中心轴M沿长的板边“a”的段中的dCTE分布曲线被拉伸,而在短的板边“b”的方向上,其与图13中所示的曲线几乎是相同的。
[0169] 在原始的起始板和矩形板14的dCTE分布曲线之间存在“相似性”,在此意义上,为矩形形式的dCTE分布曲线的基本特征,即所述分布的相对和绝对极值的数量以及它们相互的相对位置,与在起始板中的相同。在这方面,图14的dCTE分布曲线已经满足了形成用于针对根据本发明的镜面基材坯件的设计原则的基础的上文所说明的基本条件的一部分。它不是旋转对称的,但通过“几何变换”的方式并鉴于简单的拉伸变形,它可以被唯一地数学变换成起始板的圆形形式的原始的旋转对称分布。
[0170] 此外,通过与该旋转对称的分布曲线的对比,图14的dCTE分布曲线示出了具有对与非圆形的光学使用区域CA协作的镜面的成像质量的相对微不足道的破坏的相互作用。这将在下文中更详细地进行说明:
[0171] (a)相交线的带宽
[0172] 在图13中,示意性地标绘了具有矩形形式和修圆的边缘的光学使用区域CA的轮廓L(CA)。在CA内,标绘了三条穿过中心2延伸的相交线S1、S2和S3。S1沿矩形形式的短轴延伸,S2沿长轴延伸,而S3沿对角线延伸。
[0173] 图15的示意图示出了沿所述相交线S1-S3(在CA内)的dCTE分布曲线。在所述示意图的纵坐标上,标绘相关的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化为各自相交线长度的位置值P(以相对单位表示),其由此覆盖0到1的范围。结果为分别沿矩形长轴S2和沿对角线S3的段曲线K(S2)和K(S3)是相似的,并几乎相互重叠,但两者与沿矩形短轴S1的段曲线K(S1)显著地不同。在各自的中心地带中,全部段的dCTE值显示出为dCTE最大=4.5ppb/K的共同最大值(作为CA内的最大值(5ppb/K)和最小值(0.5ppb/K)之间的差计算)。然而,在边缘位置0和1处,在最大值(标有块箭头151)中存在约3.3ppb/K的巨大差异。最大值151表示由曲线K(S1)、K(S2)和K(S3)形成的曲线簇的最大带宽,其为dCTE最大的约73%。
[0174] 也在图14的分布曲线中示意性地标绘了具有矩形形式和修圆的边缘的光学使用区域CA的轮廓L(CA)。CA的区域的形心位于中心轴M中。图16的示意图示出了在图14的穿过所述区域的形心(中心M)的dCTE分布曲线的情况下沿相交线S1-S3(在CA内)的dCTE分布曲线。
[0175] 在这种情况下,同样,在所述示意图的纵坐标上标绘相应的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化至各自的相交线长度的位置值P(以相对单位表示)。由此明显可见,段曲线K(S2)和K(S3)是相似的,但不同于沿矩形短轴S1的段曲线K(S1),其差别不如在图15的示意图中明显。所述段的在CA区域内的共同最大值dCTE最大再次位于中心地带中,但它仅为2ppb/K(作为CA内的最大值(5ppb/K)和最小值(3ppb/K)之间的差计算);在某位置处的曲线簇的dCTE值的最大差值(标有块箭头161)仅为约0.7ppb/K。因此,由曲线K(S1)、K(S2)和K(S3)形成的曲线簇的最大带宽此处是dCTE最大的约35%。由于在dCTE中的较小的变化和段S1-S3的更均匀的曲线,因此相比于图13/图15,该分布曲线的特征在于对CA的更好适配和更好的成像特性。
[0176] (b)具有0.5×dCTE最大水平的等值线的延伸
[0177] 在图14中示意性地标绘了等值线H1、H2、H3;这些等值线表明处于相同水平的dCTE值。在此,
[0178] •等值线H3表示-1.2×dCTE最大的dCTE值,
[0179] •等值线H2代表0.8×dCTE最大的dCTE值,并且
[0180] •等值线H1表示0.5×dCTE最大的dCTE值。
[0181] 显然,等值线H1在其全部等值线长度在光学使用区域CA的轮廓L(CA)内的情况下延伸。等值线H2在其总等值线长度的约15%在CA的外部的情况下延伸,而等值线H3完全在CA的外部延伸,但它也不属于光学暴露区域CA。
[0182] 这意味着在图14的镜面基材坯件的情况下,dCTE不均匀性曲线的轮廓匹配于轮廓L(CA),至CA轮廓L(CA)尽可能小被的分布曲线的一定数量的等值线横切的程度。
[0183] 因此,与其特定的光学使用区域CA组合的坯件14满足根据本发明的总体设计原则的所有条件,即对所述坯件的dCTE分布曲线以及所述dCTE分布曲线和具有非圆形轮廓L(CA)的光学暴露区域CA之间的相互作用提出的要求。
[0184] 用于制造用于镜面基材坯件的圆柱体形预制件的第三种方法
[0185] 借助于OVD法通过对作为用于SiO2-TiO2颗粒的形成的起始物质的八甲基环四硅氧烷(OMCTS)和异丙氧基钛[Ti(OiPr)4]的火焰水解制备掺杂有约8wt%的TiO2的灰料体。
[0186] 对比于上文说明的程序,在此所述灰料体的表面温度在整个沉积过程中略微变化。这种小的差异导致了二氧化钛浓度的不同分布。
[0187] 实施例4
[0188] 在炉子中通过横向塑形将直径为200mm且厚度为195mm的TiO2-SiO2玻璃的起始板1塑形为卵形板18,如图18中示意性地示出的。为此,将起始板1在中心插入具有卵形内横截面的石墨熔模中,类似于如已经针对实施例1说明的。通过软化和流出到熔模中的横向变形以如已经参照实施例1说明的那样进行。相比于相同起始板的圆形板17(示意性地示于图17中),在长的卵形半轴181的方向上的拉伸因数为约1.5;在短轴182的方向上的拉伸因数几乎为1。
[0189] 由此获得的卵形板9由具有高硅酸成分的均匀化的玻璃组成,其含有8wt%的氧化钛并具有约170重量ppm的平均羟基基团含量的。
[0190] 图18中的假彩色显示(作为具有图1的灰度刻度的灰色阴影)近似地呈现出相对于卵形的主轴181和182的镜面对称性。dCTE极值(5ppb/K)和(0ppb/K)与原始的起始板中的以及与先前描述的实施例1-3中的相同。在原始的起始板和具有卵形横截面的板18的dCTE分布曲线之间存在“相似性”,在此意义上,为卵形形式的dCTE分布曲线的基本特征,即所述分布的相对和绝对极值的数量以及它们相互的相对位置是相同的。在这方面,图18的dCTE分布曲线已经满足了形成用于针对根据本发明的镜面基材坯件的设计原则的基础的上文所说明的基本条件的一部分。它不是旋转对称的,但通过“几何变换”的方式并鉴于简单的拉伸变形,它可以被唯一地数学变换成圆形起始板的原始的旋转对称分布。
[0191] 此外,通过与该旋转对称的分布曲线(其也由图17的圆形板17证实)的对比,图18的dCTE分布曲线示出了具有对与非圆形的光学使用区域CA协作的镜面的成像质量的相对微不足道的破坏的相互作用。这将在下文中更详细地进行说明:
[0192] (a)相交线的带宽
[0193] 在图17中,示意性地标绘了光学使用区域CA的轮廓L(CA);此轮廓也可以称为椭圆形的。在CA内,标绘了多条穿过中心2延伸的相交线,其中特定特性的相交线用附图标记S1-S4命名。中心2同时形成CA的区域的形心。
[0194] 图19的示意图示出了沿所述相交线S1-S4(在CA内)的代表性的选择(selection)的dCTE分布曲线。在所述示意图的纵坐标上,标绘相关的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化为各自相交线长度的位置值P(以相对单位表示)的图形,其由此覆盖0到1的范围。在CA内的最大不均匀性dCTE最大为3.8ppb/K。在段曲线K(S1)和K(S3)/K(S4)之间,发现了在边缘位置0和1处的地带中的明显不同的dCTE值。在最大值(标有块箭头191)中,所述差值为约2.8ppb/K。最大值191表示由曲线K(S1)-K(S4)形成的曲线簇的最大带宽;其为dCTE最大的约74%。
[0195] 也在图18的分布曲线中示意性地标绘了具有椭圆形形式的光学使用区域CA的轮廓L(CA)。CA的区域的形心位于点M中。图20的示意图示出了在图18的dCTE分布曲线的情况下沿相交线S1-S4(CA内)的dCTE分布曲线。在此情况下,同样,在示意图的纵坐标上标绘相应的dCTE值(以ppb/K表示),并在横坐标上标绘被归一化至各自的相交线长度的位置值P(以相对单位表示)。由此明显可见,所有的段曲线K(S1)-K(S4)是相对类似的,并形成小的曲线带。所述dCTE值的最大差值(标有块箭头201)仅为约1.3ppb/K;dCTE最大为3.8ppb/K。因此,由曲线K(S1)-K(S4)形成的曲线簇的最大带宽(最大值201)此处为dCTE最大的约34%。
[0196] 在这种情况下,图19和图20中的曲线簇的带的宽度的差异不如前面的实施例1-3般显著。dCTE最大值(约3.8ppb/K)和最小值(0)之间的幅度也几乎相同。虽然如此,明显的是在图20的dCTE分布曲线的情况下,CA内的曲线段K(S1)-K(S4)显示出比图19的曲线中的更大的相似性。所述曲线段的较大的相似性产生本发明的镜面基材坯件在加热时更均匀的畸变(distortion),从而实现对由此产生的成像误差的更容易的校正。
[0197] (b)具有0.5×dCTE最大水平的等值线的延伸
[0198] 图18的dCTE分布曲线具有两条在0.5×dCTE最大水平的等值线;进一步向内延伸的等值线H2和完全包围所述内等值线的外等值线。在此类曲线中,最接近于CA的轮廓延伸的等值线是具有与适配于所述非旋转对称的CA的质量的相关性的。在图18的曲线中,其为内等值线H2。在其中不能明确地确定哪条具有水平0.5×dCTE最大的等值线比较接近CA延伸的其他情况下或者在其中此种等值线不存在的情况下,用于调节和评估dCTE分布曲线对CA的适配质量的该标准是不适用的。
[0199] 在图18的分布曲线的情况下,明显的是内等值线H1在其总等值线长度在光学使用区域CA的轮廓的L(CA)内延伸。这意味着,在图18的镜面基材坯件18中的dCTE不均匀性曲线的形式也适配于轮廓L(CA),至CA轮廓L(CA)尽可能小的被分布曲线的一定数量的等值线横切的程度。
[0200] 因此,与其特定的光学使用区域CA组合的坯件18满足根据本发明的总体设计原则的所有条件,即对所述坯件的dCTE分布曲线以及所述dCTE分布曲线和具有非圆形轮廓L(CA)的光学使用区域CA之间的相互作用提出的要求。
[0201] 对于镜面基材的制造而言,对镜面基材坯件的顶面进行包括研磨和抛光的机械处理。例如,产生凸起的弯曲表面区域,在所述表面区域中,例如,如图4所示的五边形子区域中被指定为高度暴露的表面区域CA,其中对所述表面的质量以及石英玻璃的均匀性提出了特别高的要求。所述镜面基材的弯曲表面配备有镜面层,并将得到的镜面元件用于EUV光刻的投射系统中。
[0202] 在所有实施例中,已经通过对圆形板的横向变形(拉伸)制造出根据本发明的镜面基材坯件。用于具有三角形形式的镜面基材坯件210的程序应参照图21更详细地进行说明。在坯件210中产生的dCTE分布曲线100具有三重对称性,其中,所述三角形的角因制造过程而被拓宽到并在后来除去。
[0203] 对于坯件210的制造而言,采用具有为三角形的内部几何形状的石墨模211,但在三角形尖端上具有凸出部分212。将圆形板(经由虚线圆213勾勒出轮廓)插入到石墨模中,使得圆形板213和石墨模211的中心轴214同心地延伸。在非同心布置的情况下,其将可替代地适合于制造镜面基材坯件,这将导致在此希望的dCTE分布曲线的从三重对称性的偏离。
[0204] 通过对圆形板213的加热、软化和流出填充石墨模211的内部几何形状(如上文已经参照图4的实施例所说明的)。由于石墨模具211的凸出部分212,导致在镜面基材坯件210的角上存在流动过程,所述流程过程导致所得的dCTE分布曲线的拐角的更强烈的塑形(stronger shaping),如轮廓线219所示。在光学使用区域上的俯视图中,轮廓线219勾勒出Wankel发动机活塞或拨弦片的轮廓。轮廓线219正好象征dCTE分布曲线的形式(如例如由仍然在CA内的dCTE等值线值所限定的)。所述dCTE分布曲线还向外延续至所述轮廓线219的外部。
[0205] 对于CA的特定情况的总体考虑
[0206] 已经参照图9和图14对其中基本上通过互相垂直并具有不同长度(a>b)的两根轴a、b限定光学使用区域CA本发明的镜面基材坯件的特定情况进行了说明。在此种特定情况下,分别在所述两根轴的方向上的CTE不均匀性演变dCTEa或dCTEb可以通过下式(2)和(3)总体上被描述,遵照上述的DE 10 2004 024 808 A1:
[0207] dCTEa=C0 + C1 (x/a) + C2 (2 (x/a)2 - 1) + C 3 (6 (x/a)4 - 6 (x/a)2 + 1) (2)[0208] dCTEb=C0 + C2 (2 (y/b)2 - 1) + C3 (6 (y/b)4 - 6 (y/b)2 + 1) (3)[0209] 其中在从真正存在的CA上的CTE不均匀性分布扣除dCTEa之后,保留了不大于0.5ppb/K的最小残余不均匀性。在式(2)和(3)中的参数是指:
[0210] a=长轴,b=短的半轴,并且
[0211] x=沿轴a的距离,
[0212] y=沿轴b的距离,
[0213] C0、C1、C2、C3=球形Zernike项的适配参数。
[0214] 然而,对非旋转对称分布曲线的该总体描述不能代替上文说明的关于穿过各自非圆形的光学使用CA的质量中心的曲线段的相似性的附加要求。
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