CN112384483A - 反射光学元件的基板 - Google Patents

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Abstract

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*1016/cm3的Si‑O‑O‑Si键的比例和/或至少1*1016/cm3的Si‑Si键的比例，或者沿着垂直于表面区域(511)的抽象线(513)、在500nm或更多的长度(517)之上具有多于5x1018分子/cm3的氢含量。

Description

反射光学元件的基板
本发明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，本发明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。本发明还涉及具有这样的反射光学元件的光学***以及具有这样的光学***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。
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。
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。
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。
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。
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。
本发明的目的是，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。
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*1016/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*1016/cm3的Si-Si键的比例。
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。
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。
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*1017/cm3或甚至至少5*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3或甚至至少5*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/cm3或甚至至少5*1019/cm3、十分特别优选地至少1*1020/cm3的Si-O-O-Si键的比例，以及/或者至少1*1017/cm3或甚至至少5*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3或甚至至少5*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/cm3或甚至至少5*1019/cm3、十分特别优选地至少1*1020/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。
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。
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。
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1x1016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。
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。
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5x1018分子/cm3。
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500nm的厚度的区域，该区域在出于校正目的的压紧之前、期间和紧接压紧之后都具有增加的氢含量。
优选地，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1x1019分子/cm3、特别优选地大于1x1020分子/cm3，以便能够更加强烈地降低松弛率。特别优选地，在此提出的基板的掺杂钛的石英玻璃具有在辐射之前、期间和/或紧接辐射之后的所述高的氢含量。
有利地，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域的附近具有至少1*1016/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*1016/cm3的Si-Si键的比例，以便附加地减少在由辐射压紧之后的松弛过程。特别有利的是，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域附近具有至少1*1017/cm3或甚至至少5*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3或甚至至少5*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/cm3或甚至至少5*1019/cm3、十分特别优选地至少1*1020/cm3的Si-O-O-Si键的比例，以及/或者至少1*1017/cm3或甚至至少5*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3或甚至至少5*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/cm3或甚至至少5*1019/cm3、十分特别优选地至少1*1020/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。
在第三方面，该目的由用于极紫外波长范围的反射光学元件来实现，其具有如前述的基板，该基板的表面区域具有反射涂层。
因为在此提出的特殊基板材料，所述反射光学元件特别良好地适合于在它们的表面形状方面通过辐射和对应地压紧基板材料进行校正。这是因为与由常规的掺杂钛的石英玻璃制成的基板的情况相比该压紧的松弛是更不显著的，特别是随着数月和数年的长时间段的推移。甚至在施加反射涂层之前，基本上可以成形相应反射光学元件所期望的基板的表面轮廓，其中出于该目的可以使用至少在辐射的区域中可以导致压紧且因此导致表面轮廓改变的辐射。在涂覆之后，相应反射光学元件可以单独或与其他光学元件组合例如在期望的功能方面被检验并且然后相应地被精细校正。
在优选的实施例中，沿着垂直于具有反射涂层的表面区域的虚线、在500nm或更多的长度之上，基板的氢含量大于5×1018分子/cm3、优选地大于1x1019分子/cm3、特别优选地大于1x1020分子/cm3，以便能够更加强烈地降低松弛率。
特别优选地，500nm或更多的长度距反射涂层的距离不大于1mm、优选地不大于100μm、特别优选地不大于20μm、十分特别优选地不大于5μm。这是因为已经发现，如果特别在紧挨反射涂层下方的区域中形成期望高的氢含量则是足够的，其中还实行旨在最小化松弛的校正。
特别优选地，沿着垂直于具有反射涂层的表面区域的虚线，在至少1mm、优选地至少1cm的距反射涂层的距离处，基板的氢含量小于5×1017分子/cm3、优选地小于1x1017分子/cm3、特别优选地小于1x1016分子/cm3。因此基板在其内部(也就是说特别是除紧挨反射涂层下方的区域以外)具有较低氢含量，可以确保掺杂钛的石英玻璃的其他材料性质不会受过量高的氢含量消极地影响。
有利地，沿着垂直于具有反射涂层的表面区域的虚线、在500nm或更多的长度之上施加反射涂层之后多达一个月的时间段内，基板的氢含量大于5×1018分子/cm3，并且从施加反射涂层之后的一个月到施加反射涂层之后的七年的时间段内，基板的氢含量大于1x1018分子/cm3。期望的是，氢含量的该长期行为甚至随着在引入反射光学元件中的校正的若干年的时间段推移可以导致最低可能的松弛。
在其基板具有其他表面区域的反射光学元件，该其他表面区域位于基板背离具有反射涂层的表面区域的一侧且不具有反射涂层的情况下，优选地，沿着所述虚线、在不大于2mm的距其他未涂覆的表面区域的表面的距离处的500nm或更多的其他长度之上，基板的氢含量可以不大于一半的且不小于二十分之一的在不大于1mm的距反射涂层的距离处的所述长度之上的氢含量。
此外，所述目的由具有如上述的反射光学元件的光学***和由具有这样的光学***或具有如上述的反射光学元件的EUV光刻设备来实现。以这种方法，可以提供具有良好光学性质的光学***或EUV光刻设备，其具有良好的长期稳定性。基于在此提出的基板的反射光学元件的其他优选应用包括例如用于晶片或掩模的检查***的光学***，或者用于光谱应用的光学***，例如天体物理、特别是外层空间物理。
将参考优选的示例性实施例更详细地解释本发明。在该方面：
图1示意性示出了EUV光刻设备的实施例；
图2示出了提出的反射光学元件的第一实施例的示意图；
图3示出了提出的反射光学元件的第二实施例的示意图；
图4示出了在第一时间点处反射光学元件的基板的宽度之上的氢含量的分布；以及
图5示出了在第二时间点处反射光学元件的基板的宽度之上的氢含量的分布。
图1示意性示出了EUV光刻设备10。基本部件是照明***14、光掩模17以及投射***20。在真空条件下操作EUV光刻设备10，使得在其内部中的EUV辐射尽可能少地被吸收。
等离子体源或同步加速器可以例如当作辐射源12。在此所图示的示例中，辐射源是等离子体源。最初由集光器反射镜13将约为5nm至20nm的波长范围中的发射的辐射聚焦。然后将操作光束引入到照明***14中。图1所图示的示例中，照明***14具有两个反射镜15、16。反射镜15、16将光束引导到光掩模17上，其结构旨在于被成像到晶片21上。光掩模17同样是用于EUV至软X射线波长范围的反射光学元件，取决于制造过程来更换该反射光学元件。借助于投射***20，将从光掩模17反射的光束投射到晶片21上并且由此将光掩模的结构成像到所述晶片上。在所图示的示例中，投射***20具有两个反射镜18、19。应该指出的是，投射***20和照明***14可以各具有仅一个或者三个、四个、五个或更多个反射镜。
原理上，EUV光刻设备10的所有反射光学元件13、15、16、17、18、19可以具有基板，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附近具有至少1*1016/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*1016/cm3的Si-Si键的比例，或者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5x1018分子/cm3。特别在投射***20的反射镜的情况下能够实行对长期稳定的表面轮廓的精细校正的可能性是重要的，因为投射***应该理想地具有可能最精确的成像性质。至少沿着垂直于具有反射涂层的表面区域的虚线、在500nm或更多的长度之上，所述反射光学元件在它们相应的基板中的氢含量大于5×1018分子/cm3、优选地大于1x1019分子/cm3、特别优选地大于1x1020分子/cm3。
在此所示的示例中，照明***反射镜15、16，光掩模17以及投射***反射镜18、19是准法线入射的反射镜50，该反射镜50的反射涂层基于多层***54，如图2和3示意性所示。这涉及在例如实行光刻曝光的工作波长处具有较高折射率实部的材料(也称为间隔体57)和在工作波长处具有较低折射率实部的材料(也称为吸收体56)的交替应用层，其中吸收体-间隔体对形成了堆叠体55。在某种意义上，这模拟晶体，其晶格平面对应于发生布拉格反射的吸收体层。单独层56、57的厚度以及重复堆叠体55的厚度可以在整个多层***54之上是恒定的，或者取决于旨在实现的光谱或角度相关的反射轮廓来变化。反射轮廓还可以用有目标的方式来影响，由吸收体56和间隔体57构成的基本结构由其它或多或少的吸收材料来补充以便在相应的工作波长处增加可能最大的反射率。为了该目的，在一些堆叠体中，吸收体和/或间隔体材料可以相互交换，或者堆叠体可以由多于一个吸收体和/或间隔体材料构造。吸收体或间隔体材料可以在所有堆叠体之上具有恒定或变化的厚度，以便于优化反射率。此外，还可以提供附加层作为间隔体和吸收体层57、56之间的扩散阻挡体。例如对于13.4nm的工作波长定制的材料组合是作为吸收体材料的钼和作为间隔体材料的硅。在这种情况下，堆叠体55的厚度通常略低于7nm，其中，间隔体层57通常比吸收体层56更厚。
在此图示的示例中，涂层52附加地具有可选地保护层53，其还可以由多于一个层构成。在钼-硅多层***的情况下，例如，保护层53可以由氮化硅的层和钌的层及其他制成，作为真空的封闭以便于在约13.5nm的波长处使用。同样用于EUV波长范围中的其他波长的其他适当的材料组合对本领域技术人员是已知的。
原理上，在此提出的反射光学元件还可以被设计为用于掠入射。为此，基于全内反射的现象反射EUV辐射的一个或多个金属层可以配备在基板上。
涂层54布置在由掺杂钛的石英玻璃制成的基板51上。在第一变型中，用于极紫外波长范围的反射光学元件(例如来自EUV光刻设备的投射***中的反射镜)的基板51具有要涂覆且在此已经如所描述地涂覆的表面区域511。基板51至少在表面区域511附近具有至少1*1016/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*1016/cm3的Si-Si键的比例。特别有利的是，掺杂钛的石英玻璃至少在表面区域511附近具有至少1*1017/cm3或甚至至少5*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3或甚至至少5*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/cm3或甚至至少5*1019/cm3、十分特别优选地至少1*1020/cm3的Si-O-O-Si键的比例，以及/或者至少1*1017/cm3或甚至至少5*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3或甚至至少5*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/cm3或甚至至少5*1019/cm3、十分特别优选地至少1*1020/cm3的Si-Si键的比例。
石英玻璃基质中的这些键的比例越高，则高能辐射下特别容易断裂的预先确定的断裂点越多。因此，对应的掺杂钛的石英玻璃可以在高能辐射下特别良好地压紧。因此这些键不可能如常规基质键一样容易重新组合，即它们在辐射诱导的组合之后不那么容易回到它们的原始状态，这样的基板基于掺杂钛的石英玻璃示出了比常规基板更少的松弛。具有这样的成分的掺杂钛的石英玻璃可以以火焰水解法或经由烟灰工艺，在用于增加Si-O-O-Si键的比例的氧化条件下或在用于增加Si-Si键的比例的还原条件下来获得。在火焰水解法的情况下，可以例如用过量的氧(氧化条件)或用过量的氢(还原条件)来操作火焰。在烟灰工艺的情况下，SiO2粉末针对氧化条件可以代替地或附加地在升高的温度下的氧气、一氧化二氮或水蒸气气氛中被处理。为了实现还原条件，可以发生通过升高的温度的物理干燥和/或施加真空或者添加卤素的化学干燥，使得例如形成氯化硅或氟化硅。
在变型中，附加地，基板51至少在表面区域511附近的平均羟基含量按重量至多为100ppm，以便由此提供减少的数目的基质终止剂且以便降低压紧后松弛的可能性。基板51特别优选地至少在表面区域514附近的基质终止剂含量为至多20％的羟基含量，以便进一步减少松弛的可能性。除OH基以外的其他基质终止剂可以是例如SiOH、SiF、SiH、TiOH、TiF、TiH、TiO2、TiO3。这样的基板的坯件优选地使用烟灰工艺来生产。特别地通过干燥或在特别干燥气氛下分别生产和储存可以减少羟基含量。
在该变型中，有利地，基板在表面区域511附近或还在基板51内部的氢含量小于1x1016分子/cm3，以便不会冒着再次通过略微增加与氢有关的基质终止剂(诸如SiOH和SiH)降低由高纯度掺杂钛的石英玻璃实现的效果的风险。例如通过在火焰水解法的情况下在低氢还原气氛中实行石英玻璃的直接沉积，例如通过使用天然气或甲烷代替氢氧气体作为燃料，来降低氢含量。使用烟灰工艺沉积的石英玻璃事先不包括任何氢，除非明确添加氢。
在图3示意性示出的第二变型中，沿着垂直于表面区域511的虚线513、在500nm或更多的长度517之上，基板51的氢含量大于5×1018分子/cm3、优选地大于1x1019分子/cm3、特别优选地大于1x1020分子/cm3。因此，在由高能辐射压紧期间，可生成越来越多的永久断裂的键，这些键会减少压紧的松弛。在此所示的示例中，具有增加的氢含量的区域515位于反射涂层54下方的表面区域511中。在此图示的示例中，基板51的氢含量特别高的500nm的长度517距反射涂层54的距离不大于1mm、优选地不大于100μm、特别优选地不大于20μm、十分特别优选地不大于5μm，因此基板51具有尽可能接近反射涂层54的期望的高氢含量。沿着垂直于表面区域511的虚线513、距反射涂层54的较大的距离处，基板51在此所示的示例中具有较低的氢含量，这也可能发生在常规掺杂钛的石英玻璃中。特别地，沿着垂直于具有反射涂层54的表面区域511的虚线513、在至少1mm、优选地至少1cm的距所述反射涂层54的距离处，基板51的氢含量小于5×1017分子/cm3、优选地小于1x1017分子/cm3、特别优选地小于1x1016分子/cm3。
掺杂钛的石英玻璃坯件可以甚至在高于室温的温度(例如在高达600℃的范围、优选地在约100℃至200℃)下被加工成基板之前，特别是在表面区域511的附近装载有高氢含量。越高的温度(例如范围为从400℃至600℃)可以更加快速地达到期望的氢含量或特别高的氢含量。然而，在较高温度下，Ti3+可能形成至较大的范围，其可能导致石英玻璃变黑，并且还可能对石英玻璃的热膨胀系数具有不期望的影响。
最初，坯件还可以很大程度上或完整地加工成其最终形状，使得实质上可涂覆的基板是可用的，其在涂覆前装载有氢。坯件和实质上可涂覆的基板二者都可以优选在高压釜中在氢分压在优选约10atm至100atm的范围中时装载有氢。特别是在较高压力中可以获得在表面区域中具有高含量的特别窄的氢梯度。
在装载有氢之后且在涂覆之前通过抛光将材料从表面移除的事件中，氢含量的分布的最大值可以特别紧密地位于然后施加的反射涂层的下方。模拟建议了即使表面区域中的氢含量(具体而言紧邻反射涂层下方)有些低于涂覆之后不久期望的氢含量(例如由于在装载和涂覆或有目标的回火之间的相对长的储存时间)，但是在反射涂层下方的氢含量将随着数月和数年的推移而增加。
在涂覆之后，在涂覆过程期间仍然存在或已经发生的表面缺陷可以通过压紧辐射来校正。还可以可选地甚至在涂覆之前在至少整个涂覆的区域之上实行扩展的压紧过程，在该压紧过程期间在具有高氢含量的辐射的基板区域中键断裂且饱和为SiH或SiOH，以便附加地增加反射光学元件整体上的长期稳定性。特别地，在随后的储存期间，氢可以进一步扩散到基板中并且还可以在未涂覆的表面处从基板出现。例如，Mo/Si多层涂层是氢的良好扩散势垒。模拟建议了在涂覆之前的基板的表面的区域中装载有氢的基板甚至在多年储存之后，仍然在例如涂覆有Mo/Si多层***的表面的区域中具有十分高的氢含量。相比之下，在未涂覆的表面区域上，氢含量可能在仅数月内大幅下降。特别地，根据变型2或如关联图3描述的反射光学元件可以具有基板51，在沿着垂直于具有反射涂层54的表面区域511的虚线517、在500nm或更多的长度517之上施加反射涂层54之后多达一个月的时间段内，基板51的氢含量大于5×1018分子/cm3，并且从施加所述反射涂层54之后的一个月到施加所述反射涂层54之后的多达七年的时间段内，所述基板51的氢含量仍然大于1x1018分子/cm3。在其基板具有其他表面区域的反射光学元件，该其他表面区域位于基板背离具有反射涂层的表面区域的一侧且不具有反射涂层的情况下，例如如图3所示的示例中的情况，在所述时间段内，沿着所述虚线、在不大于2mm的距其他表面区域的表面的距离处的500nm或更多的其他长度之上，基板3的氢含量可以不大于一半的且不小于二十分之一的在不大于1mm的距反射涂层的距离处的长度之上的氢含量。这是因为，在反射光学元件不具有反射涂层的一侧上，氢可以随着时间的推移扩散离开基板。在这种情况下，氢含量的分布的最大值缓慢地移动到基板的内部中。其他表面区域中的准确氢含量及在某一时间点处的氢含量的分布特别地取决于特定的氢装载。
作为示例，参考图4和5，图中示出了假设在25巴的氢分压和约250℃的温度下超过5小时装载掺杂钛的石英玻璃的模拟。因此获得的氢含量分布在图4中示出。x轴上绘制以mm为单位的基板的厚度，其中基板的厚度为4cm并且反射涂层被假设在0cm处的表面上充当氢的扩散势垒，诸如钼硅多层***，相比之下，在4cm处的相对区域上，表面是未涂覆的，使得位于该表面的区域中的氢可以随着时间的推移扩散离开基板。在装载之后，两个表面上的氢含量均为10x1018分子/cm3，氢含量在距相应表面的一毫米的距离内仅为其十分之一。
图5示出了室温下储存7年的模拟的状态。在0mm处邻接反射涂层的氢含量的分布已经有些变宽且其幅度降低了4倍。在4mm处基板的未涂覆的相对侧上，幅度的分布降低了超过20倍，并且氢含量的分布同样有些变宽。
应注意到为了简洁起见在此讨论的该效果关于具有反射涂层的表面和不具有涂层的相对表面。然而，当然对于不同定位的表面(诸如侧表面)，该效果也是预期的。同样，在此，随着时间的推移可预期的是，在装载有氢之后相应表面没有被涂覆与相应表面被涂覆相比较，氢含量随着时间的推移降低得更多。
在关于图3描述的变型的修改中，除氢含量高以外，基板51还可以至少且优选地在表面区域511的附近具有至少1*1016/cm3的Si-O-O-Si键的比例并且至少1*1016/cm3的Si-Si键的比例，以便更加有效地减少压紧后的松弛。
羟基和氢含量以及石英玻璃基质中的缺陷(诸如Si-O-O-Si键或Si-Si键)的比例可以例如经由拉曼光谱仪以低至亚毫米范围的分辨率在完成的基板或反射光学元件上来确定。通过共聚焦拉曼光谱仪，可以实现亚微米范围中的分辨率。拉曼光谱仪还可以用于例如经由三倍至四倍的SiO2环的比率来确定不同基板区域的虚构玻璃转变温度。取决于是未校正的区域还是出于校正目的由高能辐射压紧的区域，可以预期不同的虚构玻璃转变温度和不同的缺陷密度。
在图2或3中所示的反射光学元件50的实施例中，至少沿着具有1μm至100μm的距表面512的固定距离的虚表面514，基板51具有按体积约1％的密度变化。为了简洁起见，这仅在图2中示出。在涂覆基板之后，根据WO 2013/050199 A1描述的过程来实行表面轮廓的精细校正。特别地，通过电子束在基板的区域516中由局部压紧实行校正，其中电子能被选择为使得电子穿透通过连带有保护层53的反射涂层54，并且在反射涂层54下方的基板51中在前几个微米内完全地实现沉积。因此，在所有基板变型中掺杂钛的石英玻璃被压紧了多达约1％，这在在此所示的示例中导致近似10nm的表面形变。
在此提出的反射光学元件示出了表面形状的改进的长期稳定性。特别地，减少了由压紧写入的校正的松弛。例如，即使在七年之后，也可以预期校正的幅度仍将超过其原始幅度的三分之二。
基于在此提出的基板的反射光学元件的其他优选应用除EUV光刻以外还包括例如用于晶片或掩模的检查***的光学***，或者用于光谱应用的光学***，例如天体物理、特别是外层空间物理。
附图标记
10 EUV光刻设备
12 EUV辐射源
13 集光器反射镜
14 照明***
15 第一反射镜
16 第二反射镜
17 掩模
18 第三反射镜
19 第四反射镜
20 投射***
21 晶片
50 集光器反射镜
51 基板
511 表面区域
512 表面
514 线
513 线
515 区域
516 区域
517 长度
53 保护层
54 多层***
55 层的对
56 吸收体
57 间隔体

Claims (17)

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*1016/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*1016/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*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*1017/cm3、优选地至少1*1018/cm3、特别优选地至少1*1019/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1x1016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5x1018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1x1019分子/cm3、优选地大于1x1020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*1016/cm3的Si-O-O-Si键的比例和/或至少1*1016/cm3的Si-Si键的比例。
10.一种用于极紫外波长范围的反射光学元件，具有根据权利要求1至9中任一项所述的基板，所述基板的表面区域具有反射涂层。
11.根据权利要求10所述的反射光学元件，其特征在于，沿着垂直于具有所述反射涂层(54)的所述表面区域(511)的虚线(513)、在500nm或更多的长度(517)之上，所述基板(51)的氢含量大于5x1018分子/cm3、优选地大于1x1019分子/cm3、特别优选地大于1x1020分子/cm3。
12.根据权利要求11所述的反射光学元件，其特征在于，500nm或更多的所述长度(517)距所述反射涂层(54)的距离不大于1mm、优选地不大于100μm、特别优选地不大于20μm、十分特别优选地不大于5μm。
13.根据权利要求11或12所述反射光学元件，其特征在于，沿着垂直于具有所述反射涂层(54)的所述表面区域(511)的虚线(513)、在至少1mm、优选地至少1cm的距所述反射涂层(54)的距离处，所述基板(51)的氢含量小于5x1017分子/cm3、优选地小于1x1017分子/cm3、特别优选地小于1x1016分子/cm3。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的反射光学元件，其特征在于，在沿着垂直于具有所述反射涂层(54)的所述表面区域(511)的虚线(513)、在500nm或更多的长度(517)之上施加所述反射涂层(54)之后多达一个月的时间段内，所述基板(51)的氢含量大于5x1018分子/cm3，并且从施加所述反射涂层(54)之后的一个月到施加所述反射涂层(54)之后的七年的时间段内，所述基板(51)的氢含量大于1x1018分子/cm3。
15.根据权利要求12和14所述的反射光学元件，所述反射光学元件的基板具有其他表面区域，该其他表面区域位于所述基板背离具有所述反射涂层的所述表面区域的一侧并且不具有反射涂层，其特征在于，沿着所述虚线(513)、在具有不大于2mm的距所述其他表面区域的表面的距离的500nm或更多的其他长度之上，所述基板(51)的氢含量不大于一半的且不小于二十分之一的在不大于1mm的距所述反射涂层的距离处的所述长度(517)之上的氢含量。
16.一种光学***，具有如权利要求10至15中任一项所述的反射光学元件。
17.一种EUV光刻设备，具有根据权利要求16所述的光学***或具有根据权利要求10至15中任一项所述的反射光学元件。
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