石英玻璃片通常为无色透明类,可见光透过率85%以上。石英玻璃从大的制作范围上可以分为熔融石英玻璃和合成石英玻璃两大类。耐热性、透光性、电气绝缘性、化学稳定性都非常地优良。
在光刻技术中,迄今已经广泛利用通过将微小电路图案转印到晶片上以制造集成 电路的曝光工具。伴随着集成电路的高集成化和高功能化的发展趋势,集成电路的微小化 正在推进。因此,需要曝光工具以长的焦点深度在晶片表面上形成具有高分辨率的电路图 案图像,并且曝光光源的短波长化正在向前推进。曝光光源正从常规的g线(波长436nm)、 i线(波长365nm)和KrF准分子激光器(波长248nm)进一步推进,并已开始使用ArF准 分子激光器(波长193nm)。
为了应对电路线宽将变为70nm以下的下一代集成电路, 各自均使用ArF准分子激光器的浸没式光刻技术和双曝光技术被认为具有引领性。然而现已认为,即使使用这些技术也只能够解决具有线宽最高达45nm的那一代集成电路。在上述技术趋势下,使用EUV光(极紫外光)中具有代表性的波长为13nm的光作 为曝光光源的光刻技术被认为适用于32nm及随后的一代,从而引起关注。
从使用投影光学 系统将掩模图案转印的观点来看,的图像形成原理与常规 光刻相同。由于没有在EUV光的能量区域中能使光透过的材料,所以不能使用折射光学系统。因此,所述光学系统都是反射光学系统。EUVL用曝光工具的光学部件包括光掩模和镜,
基本上由,基材、在基材 上形成的反射多层和在反射多层上形成的吸收体层构成。对于所述反射多层,研究了 其中Mo层和Si层交替层压的Mo/Si反射多层;对于所述吸收体层,研究了 Ta和Cr。对于 所述基材,需要具有低热膨胀系数的材料,从而即使在使用EUV光辐照下也不产生应变,并 研究了具有低热膨胀系数的玻璃等。
已知TiO2-SiO2玻璃是热膨胀系数(CTE)低于石英玻璃的极低热膨胀材料。 由于通过玻璃中的TiO2含量能够控制热膨胀系数,所以能够获得热膨胀系数接近于0的零 膨胀玻璃。因此,TiO2-SiO2玻璃有可能作为在EUVL用曝光工具的光学部件中使用的材料。
根据TiO2-SiO2玻璃的常规制备方法,首先,将二氧化硅前体和二氧化钛前体各 自转化为气相,然后互相混合。将处于气相的混合物引入燃烧器中并热分解,从而形成 TiO2-SiO2玻璃粒子。将这种TiO2-SiO2玻璃粒子在耐火容器中沉积,并在沉积的同时在其 中熔融,从而形成TiO2-SiO2玻璃。
由这些方法制备的TiO2-SiO2玻璃,产生了 Ti02/Si02组成比的周期性波动,这表现为间距为10至200 μ m的条形的条纹。在使用TiO2-SiO2玻璃作为EUV光刻用光学部件的情况下,必须将所述玻璃抛光成使其表面具有极高的表面平滑度。
在 TiO2-SiO2玻璃中,由于Ti02/Si02组成比不同的位置,依赖于所述组成比,而使玻璃的机械 和化学性能也不同,所以抛光速率变得不固定。
难以在抛光后精磨(finish)玻璃表 面以使之具有极高的表面平滑度。当对具有间距为10至200 μ m的条形条纹的TiO2-SiO2 玻璃抛光时,产生具有与条纹间距等级相同的间距的“波纹”。因此,很难获得极高的表面平 滑度。