[发明专利]掺杂二氧化钛的石英玻璃元件及制备方法

说明书

本申请是申请日为2009年7月7日、申请号为200910158613.7、发明名称为“掺杂二氧化钛的石英琉璃元件及制备方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在EUV光刻法中用作元件、典型地用作具有高表面精度的光掩模衬底的掺杂二氧化钛的石英玻璃元件及其制备方法。其还涉及EUV光刻元件。

背景技术

本领域众所周知，近年来，半导体集成电路的集成度已取得显著的进步。与该倾向一致地，半导体器件制造所用的光刻法工艺中使用的光源已获得曝光波长的很大降低。目前的主流光刻法使用193nm波长的ArF受激准分子激光。在为了实现较高集成度的驱使下，使用ArF受激准分子激光的光刻法可以以例如浸没光刻法和双图案光刻法的进一步开发的形式延长使用时间，并且期望着随后向使用极紫外(EUV)的光刻法的转换。

期待EUV光刻法使用具有至多70nm、具体地约13nm波长的软X-射线光源。因为不存在在该波长范围具有高度透射性的材料，EUV光刻法必须使用反射光学系统。虽然通过沉积在衬底上的硅、钼等的反射性多层膜在该系统中产生反射，但百分之几十的入射EUV光将未被反射并且到达下层衬底，在该衬底处其转变为热。因为EUV光刻法与常规光刻技术相比使用波长极其短的光源，光刻法精度可甚至受到光刻法光学系统中各个部件(例如衬底)由到达这里的热引起的稍微热膨胀的不利影响。因此，元件如反射镜、掩模和工件台(stage)必须由低膨胀材料制成。掺杂二氧化钛的石英玻璃是典型的低膨胀材料。加入一定量的二氧化钛使得有可能将石英玻璃的热膨胀最小化。

在具有波长非常短的光源的EUV光刻法中，因为光刻精度甚至可受到元件表面上微小凸凹的不利影响，表面形貌需要具有高精度。然而，常规抛光方法通常不能提供EUV光刻法元件所需的高精度表面形貌。

除常规抛光方法外，在涉及在元件表面上局部离子束蚀刻的JP-A2006-8426中公开了提供高精度表面形貌例如高平整度的方法。USP6,855,908(EP 1251108A1或JP-A 2002-316835)公开了在元件表面上等离子体蚀刻。然而，这些蚀刻方法导致制造费用的显著增加和元件制造时间的延迟。因此需要仅使用常规抛光方法而不采取蚀刻方法来制造具有EUV光刻法元件所必需的高表面精度的元件。

发明内容

本发明的目的是仅使用常规抛光方法提供掺杂二氧化钛的石英玻璃元件，该元件的表面具有EUV光刻法元件、典型地是EUV光刻法光掩模衬底所必需的高精度水平，或具有比所需精度水平低的表面但能够减少通过等离子体或离子束蚀刻进行的另外表面处理所需的时间和费用。

本发明的另一个目的是提供由掺杂二氧化钛的石英玻璃元件形成的EUV光刻法元件、典型地是具有至多500mm直径的EUV光刻法光掩模衬底，和制备该掺杂二氧化钛的石英玻璃元件的方法。

本发明人发现，为了提供具有EUV光刻法元件所必需的高精度水平的元件表面，必须关注在光刻法元件的抛光中从未认为是重要的元件材料折射率分布曲线。

根据本发明，提供了掺杂二氧化钛的石英玻璃元件、EUV光刻法元件、EUV光刻法光掩模衬底和制备掺杂二氧化钛的石英玻璃元件的方法。

[1]掺杂二氧化钛的石英玻璃元件，其具有反射至多70nm波长的EUV光的表面，其中所述表面中的折射率分布在该元件的中心80％区域内仅具有一个极点。

[2][1]的掺杂二氧化钛的石英玻璃元件，其中在反射至多70nm波长的EUV光的所述表面中折射率分布对于折射率极点具有中心对称性。

[3][1]或[2]的掺杂二氧化钛的石英玻璃元件，其中在反射至多70nm波长的EUV光的所述表面中折射率分布与该表面中的OH基团浓度分布逆相关。

[4][1]至[3]中任一项的掺杂二氧化钛的石英玻璃元件，其在反射至多70nm波长的EUV光的表面中具有至多1×10^-4/mm²的折射率变化。

[5][1]至[4]中任一项的掺杂二氧化钛的石英玻璃元件，其中在反射至多70nm波长的EUV光的表面中的折射率分布没有拐点。

[6][1]至[5]中任一项的掺杂二氧化钛的石英玻璃元件，其中在反射至多70nm波长的EUV光的表面中的折射率分布为至多2.5×10^-3。