專利名稱：：由增強(qiáng)抗輻射性的合成石英玻璃制備的光學(xué)部件及制備該部件的方法由增強(qiáng)抗輻射性的合成石英玻璃制備的光學(xué)部件及制備該部件的方法描述本發(fā)明涉及光學(xué)部件，該光學(xué)部件由對準(zhǔn)分子激光器輻射具有增強(qiáng)的抗輻射性的合成石英玻璃制備，用于在低于250nm的操作波長下的浸沒式光刻。此外，本發(fā)明涉及具有預(yù)定羥基含量的合成石英玻璃的制備方法，該方法包括以下步驟(a)通過含硅的起始化合物的火焰水解或氧化，和通過Si02顆粒在載體上的分層沉積，制備多孔性Si02灰體(sootbody),(b)使灰體在干燥的氣氛中進(jìn)行脫水處理，以除去羥基，以便平均羥基含量設(shè)定為低于60wtppm,(c)使Si02灰體玻璃化，以獲得由合成石英玻璃制備的玻璃體(body),和(d)將石英玻璃的平均氫含量設(shè)定為低于2x10"分子/cm3的值。石英玻璃的光學(xué)部件用于在顯微光刻法的曝光和^:影系統(tǒng)中傳輸高能紫外線準(zhǔn)分子激光器輻射，以便在基體上制備大規(guī)模集成電路。
背景技術(shù)：
：浸沒式光刻變得越來越重要。暴露于像平面中的基體和透鏡系統(tǒng)的末尾光學(xué)部件之間的間隙充滿折射率比空氣更高的液體。液體的折射率比空氣更高在總體上使得投影物鏡的數(shù)值孔徑更大，因此提高系統(tǒng)的分辨率。高能激光輻射導(dǎo)致退化部件成像性質(zhì)的玻璃結(jié)構(gòu)缺陷。在此處應(yīng)該特別提到的是所謂石英玻璃的"壓實"。該壓實顯示它自身通過輻射穿透的玻璃體積密度的局部增加，這導(dǎo)致折射率的局部不均勻的上升，并因此導(dǎo)致光學(xué)部件成像性質(zhì)的退化。對這樣的曝光和投影系統(tǒng)的部件的光學(xué)性質(zhì)和對其抗輻射性的要求變得越來越高。特別是對于輻射引起的波前失真的要求變得越來越嚴(yán)格。同樣，例如在EP1712528A2和EP1586544Al中提出的解決方案，涉及到由于低濃度的SiH、卣素或羥基或由于石英玻璃的適當(dāng)退火，使得玻璃結(jié)構(gòu)的低缺陷濃度現(xiàn)在證明是不夠的。本發(fā)明從Si02灰體開始。這是由多孔性Si02灰組成的中空圓柱體或?qū)嵭膱A柱體，所述Si02灰按照已知的VAD(蒸氣軸向沉積)法或OVD(外面的蒸氣沉積)法獲得。通常，由于制備方法灰體包含高含量的羥基(OH基團(tuán))。這些對所得石英玻璃的光傳輸產(chǎn)生影響，且它們影響石英玻璃對短波UV輻射的抗性。DE19649935Al公開了由合成的透明石英玻璃制備光學(xué)部件的方法，其中通過SiCU的火焰水解，按照"OVD法"制備中空的圓柱體灰體作為中間產(chǎn)品。由于制備方法，灰體包含高含量的羥基。為了除去所述基團(tuán)，使多孔性胚料在含氯的氣氛中，在大約100(TC的高溫下進(jìn)行脫水處理。在該過程中，OH基團(tuán)被氯取代。接著將按該方法處理的灰體引入易抽空的玻璃化爐中，并在其中玻璃化，形成透明的石英玻璃圓柱體，其用作制備光學(xué)預(yù)制棒的半成品。通常，按該方法制備的合成石英玻璃包含一定量的氯。然而，已知氯(類似于氟)可引起石英玻璃的抗UV輻射性的衰退。更具體地講，氯導(dǎo)致壓實行為的退化并有助于在UV激光輻射下引起的雙折射。在高能量密度的激光輻射期間或之后，觀察到稱為"壓實"的損害方式，并顯示它自身通過輻射穿透的玻璃體積密度的局部增加，這又導(dǎo)致折射率的局部不均勻的上升，并因此導(dǎo)致光學(xué)部件成像性質(zhì)的退化。因此，例如在US2005/0187092中，已經(jīng)建議用于清除多孔性灰體中的氯的措施，該專利也公開了上述類型的光學(xué)部件和方法。該出版物涉及合成石英玻璃，該石英玻璃對用于光刻裝置的透鏡、棱鏡和其它光學(xué)部件具有高抗UV輻射性。為了制備石英玻璃，使用無氯的含硅起始化合物，由該起始化合物通過火焰水解制備Si02顆粒，并沉積在載體上，形成Si02灰體。該灰體進(jìn)行脫水處理，其中在氦氣氛中，在1050。C下，用2.7%的氯處理灰體4小時。雖然氯處理有助于除去雜質(zhì)，并降低羥基含量，但它導(dǎo)致灰體自動裝載氯。然后，使Si02灰體在含3%氧的氦氣氛中進(jìn)行中間體處理，在該過程中，使它在幾個小時的時間內(nèi)緩慢加熱至149(TC,并燒結(jié)成羥基含量為約10wtppm的透明石英玻璃體。石英玻璃的氫含量優(yōu)選為低于2x10"分子/cm3。在He/02氣氛中的中間體處理用于從灰體中除去氯。H20和含氟或含硼的物質(zhì)作為替代反應(yīng)物提及，用于從合成石英玻璃中除去氯。發(fā)明概迷本發(fā)明的目的是顯示其它物質(zhì)措施，該措施適用于減少輻射引起的玻璃結(jié)構(gòu)損傷。更具體地講，本發(fā)明的目的是提供用于浸沒式光刻的光學(xué)部件，該光學(xué)部件在壓實方面進(jìn)行了優(yōu)化。此外，本發(fā)明的目的是提供該光學(xué)部件的制備方法。更具體地講，本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法允許合成抗uv輻射性石英玻璃的可重現(xiàn)性和可靠性制備，所述石英玻璃具有預(yù)定的羥基含量和低氯含量。至于光學(xué)部件，在一個方面，按照本發(fā)明通過以下特征達(dá)到了該目的石英玻璃包含化學(xué)4定合的氮，且石英玻璃的平均氫含量為5x1015分子/0113-1x10"分子/cm3。按照本發(fā)明的光學(xué)透明石英玻璃的石英玻璃包含羥基、氫和氮。如一般已知的，氮增加石英玻璃的粘度。意外地是發(fā)現(xiàn)氮也可實現(xiàn)提高的石英玻璃的抗輻射性。然而，該效果不能按明確的方式與石英玻璃的氮含量相關(guān)。石英玻璃的總氮含量更合適由一部分物理溶解的氮和化學(xué)固定鍵合部分組成，且唯一地或至少基本上僅發(fā)現(xiàn)后者提高抗uv輻射性。因此，在本發(fā)明的含義范圍內(nèi)氮含量僅為在玻璃網(wǎng)絡(luò)中化學(xué)鍵合的氮。氮摻雜不顯著地削弱在紫外線波長范圍內(nèi)和少量(在ppm范圍內(nèi))的傳輸，它也顯示對石英玻璃的密度和折射率具有可接受的影響(lwtppm氮實現(xiàn)約lppm的密度變化)。這有利于光學(xué)性質(zhì)的設(shè)定，該光學(xué)性質(zhì)在部件的整個體積內(nèi)，也在氮濃度的不完全均勻分布的情況下盡可能的均勻。然而，理想地是，氮濃度至少在光學(xué)部件的使用體積(也稱為"CA區(qū)域"(通光孔徑))中盡可能恒定，因為這有利于遵守假定溫度的均勻分布。在本文中，"光學(xué)部件"表示透明的合成石英玻璃的備用部件，例如內(nèi)封的光學(xué)透鏡，但用于制備該部件的中間產(chǎn)品(坯料)也還需要最后的工作，例如通過鉆孔、鋸、碾磨或拋光加工。對于193nm波長的UV輻射，石英玻璃顯示最小的吸收，如果可能，優(yōu)選低于0.5/cm。在已知的方法幫助下制備合成的石英玻璃。給定的實例是SiCl4或其它可水解的硅化合物的火焰水解或Si02顆粒的等離子體支撐的沉積。在合成的Si02顆粒的制備期間，在Si02顆粒的沉積期間或在石英玻璃的以后處理階段，直接進(jìn)行氮的摻雜。經(jīng)氣相和/或以含氮化合物的形式引入氮，該含氮化合物被混合至待熔化或燒結(jié)的粉末中，并在加熱期間釋放氨。在以下技術(shù)文獻(xiàn)中描述了氮摻雜對合成石英玻璃折射率的影響"氮摻雜的二氧化硅纖維和纖維基光電部件"；K.M.Golant等；/Vo"e&"gjo/\SP/A第4083巻(2000),第2-11頁"。8根據(jù)以下文獻(xiàn)，氮對石英玻璃粘度的影響是顯而易見的"氮改性的二氧化硅玻璃的高溫粘度"；KojiTsukuma等，《/ot/ma/o/Wow-Co^.5b陸265(2000);199-209"。通過稱為"載體熱氣體萃取"的氣體分析方法測量氮含量。此處，將準(zhǔn)確稱重的樣品量在石墨坩堝中加熱至非常高的度^:，并經(jīng)測量單元的熱導(dǎo)率檢測在該過程中釋放的氮氣。該方法的氮檢測限為低于1wtppm。石英玻璃的平均氳含量設(shè)定值為5x1015分子/cm3-1x1017分子/cm3。氫對由UV輻射在石英玻璃中產(chǎn)生的缺陷具有治愈效果。氫含量越高，其在UV輻射情況下的缺陷治愈效果越顯著。在另一方面，高的氫含量可促進(jìn)SiH基團(tuán)的形成，一般已知該SiH基團(tuán)對壓實行為具有不利的影響。因此，在本發(fā)明的石英玻璃中，石英玻璃的平均氳含量低于1x10"分子/cm3。優(yōu)選通過在含氫的氣氛中，在低溫(<500。C)下將石英玻璃體退火玻璃化之后，使石英玻璃裝載氫。氮摻雜的期望效果即抗UV輻射性的改善取決于石英玻璃的氮含量。在本文，1wtppm-150wtppm范圍內(nèi)的石英玻璃氮含量證明是特別有利的。在ppb范圍內(nèi)的氮含量，氮的積極效果不是4艮顯著，在60wtppm以上的氮含量下，有形成氣泡的傾向，在超過150wtppm時氣泡特別顯著。由于同時存在物理溶解的氮，較早就超過了氮在石英玻璃中的物理溶解度限度，并且已經(jīng)在較低氮含量下開始形成氣泡。在這方面，當(dāng)石英玻璃的氮含量為10wtppm-100wtppm,并優(yōu)選為至少30wtppm時，證明是特別有利的。至于光學(xué)部件，在另一方面，按照本發(fā)明也達(dá)到了上述目的，其中石英玻璃中摻雜硼，氧化硼的含量為1wtppm-250wtppm。硼是所謂的網(wǎng)絡(luò)形成物，并與Si02網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)連接，它具有與氮相似的關(guān)于抗UV輻射性改善的效果。硼摻入石英玻璃網(wǎng)絡(luò)中。上述量基于石英玻璃中的硼含量，轉(zhuǎn)換成氧化物B203的克分子量。關(guān)于低壓實，當(dāng)氧化硼的含量為10wtppm-120wtppm,優(yōu)選為30wtppm-60wtppm時，證明是特別有利的。至于高抗輻射性，當(dāng)石英玻璃摻雜氮和硼時，證明是特別有利的。當(dāng)石英玻璃摻雜三價網(wǎng)絡(luò)形成物包括Y、Sm的氧化物或氮化物或摻雜Zr時，獲得了抗UV輻射性的另外改善。石英玻璃用氮和/或硼與一種或多種所迷稀土金屬的共摻雜導(dǎo)致石英玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硬化。所述稀土金屬用作網(wǎng)絡(luò)形成物并使玻璃結(jié)構(gòu)變硬，在這方面它們也可以部分地代替氮或硼。這些金屬一般以氧化物的形式存在。然而，特別是關(guān)于期望按任何比率摻雜的氮，氮化物的使用也是有利的。而且，當(dāng)石英玻璃摻雜鋁時，證明是有用的。如一般已知的，鋁對石英玻璃的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)顯示出硬化作用。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，大量使用鋁形式的摻雜劑削弱石英玻璃的光學(xué)性質(zhì)。因此，按照本發(fā)明，鋁僅與氮和/或硼組合用作共摻雜劑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該鋁共摻雜使氮摻雜導(dǎo)致的光學(xué)性質(zhì)削弱最小化，同時提高了合成透明石英玻璃的抗UV輻射性。在該連接中，當(dāng)氧化鋁的平均含量超過1.2wtppm時，證明是有利的。在這里，當(dāng)氧化鋁的平均含量為至少10wtppm,優(yōu)選為至少20wtppm時，證明是特別有用的。所示量基于石英玻璃中的鋁含量，轉(zhuǎn)換成氧化物A1203的克分子量。關(guān)于石英玻璃壓實的^f氐傾向，優(yōu)選光學(xué)部件的一個實施方案，其中石英玻璃的羥基含量低于40wtppm,優(yōu)選低于25wtppm，特別優(yōu)選不超過15wtppm。因此在同時達(dá)到的石英玻璃的較高粘度，導(dǎo)致與局部密度變化有關(guān)的行為改善。羥基的含量越低，那么石英玻璃的壓實傾向就越低。按照D.M.Dodd等，"Qp"'ca/D"mm'wario朋o/(9Z/"z'wFwseJ貓ca"，(1966),第3911頁的方法，由IR吸收的測量值獲得羥基的含量。此外，除較低的壓實傾向和較高的粘度之外，對于防止各向異性的密度變化來說，低羥基含量可能也是重要的。必須假定，密度變化伴隨羥基的重新定位，所述重新定位機(jī)制越有可能和越容易，則可獲得越多的羥基。因此，低羥基含量和盡可能高的石英玻璃密度降低玻璃結(jié)構(gòu)對于局部各向異性密度變化的靈敏度。因為，低壓實伴隨著石英玻璃的高粘度，因此按照本發(fā)明優(yōu)選部件，其中石英玻璃在1200度下的粘度為至少1013dPa.s。通過摻雜氮或硼氧化物和通過低的羥基含量所達(dá)到的上述效果，可以通過高含量的卣素完全或部分抵消。氟和氯的摻雜降低石英玻璃的密度和粘度，因此使壓實行為退化。因此，用于本發(fā)明的光學(xué)部件的石英玻璃優(yōu)選不含氟，且其氯含量低于50wtppm。假定Si-F基團(tuán)和Si-Cl基團(tuán)可以類似于Si-OH基團(tuán)的方式，在UV輻射下容易地斷裂，因此引起密度變化。本文按濕化學(xué)方法進(jìn)行氯的定量分析，檢測限約50wtppm。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的缺陷中心，163nm波長的吸收帶提示為氧缺陷的形式，即Si-Si基團(tuán)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該缺陷促進(jìn)石英玻璃在UV輻射后的壓實。因此，本發(fā)明的石英玻璃對該波長UV輻射顯示低于0.5/cm的吸收。本發(fā)明的石英玻璃部件比已知的石英玻璃質(zhì)量更好地抵抗由UV輻射引起的壓實，因此它特別好地適用于其中傳輸190nm-250nm波長的UV輻射的應(yīng)用。至于所述方法，按照本發(fā)明達(dá)到了從上述類型的方法開始的上述目的，其中在脫水處理期間或之后，使用含氮的反應(yīng)氣體將灰體氮化，且其中將石英玻璃的平均氫含量設(shè)定為5x10"分子/cm3-1x1017分子/cm3的值。在本發(fā)明的方法中，通過"煙灰法(sootmethod)"制備光學(xué)部件。在這里，將合成Si02的多孔性灰體制備成中間產(chǎn)品，在燒結(jié)(玻璃化；熔化)之前通過脫水處理，將所述灰體的羥基含量設(shè)定至預(yù)定值。在反應(yīng)氣氛中和/或在真空中，在高溫下將灰體干燥。ii本發(fā)明的先有技術(shù)的開發(fā)基于以下措施在包含含氮反應(yīng)氣體的氣氛中，處理多孔性灰體。目的是將化學(xué)溶解的氮有效地?fù)饺胧⒉ＡЬW(wǎng)絡(luò)中(在這里稱為"氮化")。這通過燒結(jié)以前氮化的灰體和/或通過在含氮的氣氛中燒結(jié)來實現(xiàn)。將氮化學(xué)摻入石英玻璃中的前提是足夠反應(yīng)性的氮源、充分高的氮化溫度和充分低的灰體密度。由于高溫，人們獲得相對開放的反應(yīng)性玻璃網(wǎng)絡(luò)，可以相對容易地將氮化學(xué)摻入至該玻璃網(wǎng)絡(luò)中。這在石英玻璃網(wǎng)絡(luò)中獲得了高的化學(xué)溶解氮的量。如上面參考本發(fā)明的光學(xué)部件所描述的，該類型的氮摻雜不僅引起在應(yīng)用的高溫下粘度增加，而且促進(jìn)了較低的壓實傾向。將石英玻璃的平均氫含量設(shè)定至5x1015分子/cmMx10"分子/cm3的值。氫對通過UV輻射在石英玻璃中產(chǎn)生的缺陷具有愈合效果。氫含量越高，其在UV輻射情況下的缺陷愈合效果就越顯著。在另一方面，高的氫含量可促進(jìn)SiH基團(tuán)的形成，一般已知該SiH基團(tuán)對壓實行為具有不利的影響。因此，在按照本發(fā)明的石英玻璃中，石英玻璃的平均氫含量低于1x10口分子/cm3。優(yōu)選通過在含氫的氣氛中，在低溫(〈500。C)下，將石英玻璃體退火玻璃化之后，將石英玻璃裝載氫。優(yōu)選，在方法步驟(b)的脫水處理期間，和/或在方法步驟(b)的脫水處理與方法步驟(c)的玻璃化之間，和/或在方法步驟(c)的玻璃化期間進(jìn)行氮化。含NH3、ND3、N02或N20的反應(yīng)氣體證明是特別合適的氮源。在高溫下，物質(zhì)趨向于分解成反應(yīng)性氮原子，有助于有效的摻雜。也可以使用等同的含氘化合物ND3來代替NH3。特別優(yōu)選用氨(NH3)作為反應(yīng)氣體，因為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，氨也適用于排出已經(jīng)在脫水處理期間導(dǎo)入灰體的氯。在這里，化學(xué)確建合的氯原子顯然被氮原子取代。與羥基相比，反應(yīng)性氮在高溫下顯示足夠的反應(yīng)性，并適用于將羥基置換出Si02灰體以外。因此所述方法的該變體允許在一方面使用氯來有效地干燥灰體，在另一方面，除去因此導(dǎo)入的氯，同時導(dǎo)入化學(xué)鍵合的氮，該化學(xué)鍵合的氮有助于期望的氮裝載。關(guān)于在脫水處理期間灰體的有效干燥，在方法步驟(b)的脫水處理期間將氯用作第一反應(yīng)氣體。優(yōu)選，在80(TC-125(TC的低氮化溫度下，進(jìn)行使用NH3的摻雜處理。原因在于在1250。C以上的高溫下，由于氨的分解產(chǎn)物，也有羥基和SiH基團(tuán)的顯著摻入，這又可導(dǎo)致石英玻璃的抗壓實性降低。關(guān)于該使用NH3的處理，在800°C-1250°C，特別優(yōu)選在低于120(TC下的低氮化溫度下，以特別優(yōu)選的方式進(jìn)行。在另一方面，使用NH3或ND3的摻雜處理可容易地導(dǎo)致含氫化合物類型例如Si-NH2，其在后續(xù)熱處理中可導(dǎo)致缺陷。因此，針對在石英玻璃網(wǎng)絡(luò)中氮的無氫化學(xué)鍵。在這方面，氧化氮N20和/或N02優(yōu)選用作反應(yīng)氣體。一氧化二氮(N20;笑氣)也在高溫下分解，并在該過程中釋》文反應(yīng)性氮和氧。同時，反應(yīng)性氧可使玻璃結(jié)構(gòu)中可能的氧缺陷飽和，這也對石英玻璃的抗輻射性具有有利的影響。在Si02的存在下，二氧化氮(N02)在高溫下分解，形成與Si02立即反應(yīng)的特別有反應(yīng)性的氮原子，或存在石英玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的缺陷并導(dǎo)致穩(wěn)定的Si-N鍵。當(dāng)在含氮反應(yīng)氣體的超壓下，進(jìn)行摻雜處理階段時，石英玻璃的抗UV輻射性獲得進(jìn)一步改善。增加的含氮反應(yīng)氣體的分壓允許特別有效的氮摻雜，尤其是在高溫下同時摻雜和燒結(jié)的情況下。這種超壓處理在本文稱為氣體壓力燒結(jié)。由于在氣體壓力燒結(jié)期間使用的高溫，人們獲得相當(dāng)開放的反應(yīng)性玻璃網(wǎng)絡(luò)，可以以相對容易的方式將氮化學(xué)4參入至該玻璃網(wǎng)絡(luò)中。通過在氣體壓力燒結(jié)期間增加壓力，來促進(jìn)將化學(xué)溶解的氮摻入至石英玻璃網(wǎng)絡(luò)中。所述方法的該變體已經(jīng)在N2或N20用作含氮的反應(yīng)氣體期間證明特別有用。優(yōu)選，灰體的密度不超過石英玻璃密度的30%-至少在脫水處理之則。對于灰體的脫水處理，大于30%的密度需要長的處理時間?；殷w的低密度也促進(jìn)氮摻雜，本文在低于50%,優(yōu)選低于30%的相對密度下達(dá)到特別好的結(jié)果。關(guān)于相對密度的數(shù)據(jù)基于2.21g/cn^的石英玻璃密度。本發(fā)明的光學(xué)石英玻璃部件或用本發(fā)明的方法制備的光學(xué)部件的特征在于對用短波UV輻射照射后，局部各向異性和各向同性密度變化的低靈敏度。因此，為了傳輸190nm-250nm波長的紫外線、脈沖和線性偏振的UV激光輻射的目的，在投影系統(tǒng)或用于浸沒式光刻的自動曝光裝置的照明系統(tǒng)中，它優(yōu)選用作光學(xué)部件。優(yōu)選的實施方案現(xiàn)在，將參考以下的實施方案來解釋本發(fā)明。實施例l在已知的OVD法幫助下，通過SiCU的火焰水解制備灰體。在包含石墨加熱元件的加熱爐中，在1200。C下，在真空中使灰體脫水。在50小時后脫水處理完成時，灰體的羥基含量為約48wtppm。然后，將干燥的灰體引入摻雜熔爐中，并在由20%體積的氮氣、20%體積的氨、余量為惰性氣體組成的氣氛中，在110(TC下，在其中處理20小時。在該過程中，氨被分解，形成反應(yīng)性氮，在鍵合在玻璃網(wǎng)絡(luò)中的氮形成的情況下，該反應(yīng)性氮能夠與Si02化學(xué)反應(yīng)。在此之后，在由20%體積的氮氣和80%體積的惰性氣體組成的氣氛中，將灰體進(jìn)一步處理20小時。此后，在燒結(jié)爐中，在約1750。C下，在真空中(10-2毫巴)使干燥和處理后的灰體玻璃化，以獲得透明的石英玻璃坯料。所述坯料然后通過熱機(jī)械勻化(扭動)來變得均勻，并且形成石英玻璃圓柱體。然后，石英玻璃的平均氮含量為約40wtppm,且羥基含量為約20wtppm。為了降低機(jī)械應(yīng)力，并為了減少雙折射和為了產(chǎn)生抗壓實性玻璃結(jié)構(gòu)，使石英玻璃圓柱體經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)的退火處理。用該方法處理的石英玻璃圓柱體的外徑為350mm，厚度為60mm。石英玻璃的平均假定溫度為1100。C。然后，在38(TC下使石英玻璃圓柱體保持在純氫氣氛中，首先在2巴的絕對壓力下持續(xù)300小時的時間，然后，在相同的溫度下，在0巴的氫氣分壓下持續(xù)25h的時間，此后在O.l巴的絕對壓力下持續(xù)850小時的時間。所得石英玻璃圓柱體基本上無氯、氧缺陷和SiH基團(tuán)(低于5x1016分子/^113的檢測限)，并通過40wtppm的平均氮含量、3xl0"分子/0113的平均氫含量、20wtppm的羥基含量和1100。C的平均假定溫度，在直徑為280mm的芯區(qū)域(CA區(qū)域)內(nèi)鑒別它。氯的含量低于檢測限。石英玻璃的這些性質(zhì)總結(jié)在表l中。實施例2在已知的OVD法幫助下，通過SiCU的火焰水解制備灰體，如參考實施例1所述，-f旦與實施例1的方法有以下不同*通過使用含氯的氣氛，在具有石墨加熱元件的加熱爐中，在1200。C下使灰體脫水。在50小時后脫水處理完成時，灰體的羥基含量為約5wtppm。然后，將干燥和載氯的灰體引入摻雜熔爐中，并在由20%體積的氮氣、20%體積的氨、余量為惰性氣體組成的氣氛中，在1100。C下，在其中處理20小時。在該過程中，在反應(yīng)性氮形成的情況下，氨尋皮分解，該反應(yīng)性氮能夠驅(qū)除以前在脫水處理中引入的氯。此時，石英玻璃同時裝載化學(xué)鍵合的氮。在此之后，在由20%體積的氮氣和80%體積的惰性氣體組成的氣氛中，將灰體進(jìn)一步處理20小時。在后續(xù)的處理步驟中，已經(jīng)通過氯干燥而相當(dāng)減少的羥基裝載量將幾乎不變化。此后，如通過實施例l所述，使干燥和氮化的灰體玻璃化，并進(jìn)一步處理(退火、氫裝載)。此后，石英玻璃的平均氮含量為約50wtppm，羥基含量為約5wtppm，平均氫含量約3x10"分子/cm3，且平均假定溫度為112(TC。其它性質(zhì)見表l所示。實施例3如上所述制備石英玻璃圓柱體，但與實施例1的方法相比有以下不同在具有石墨加熱元件的加熱爐中，在1200。C下，在真空中使灰體脫水，脫水處理僅在100小時之后完成。此后，灰體的羥基含量為約30wtppm。灰體的石英玻璃包含大約3x10"分子/cm3的氧缺陷。然后，在由90%體積的He和10%體積的N20組成的氣氛中，在約175(TC下，將干燥的灰體在#^雜和燒結(jié)爐中預(yù)處理，然后在純氦氣氛中，在1700。C下，在相同的熔爐中玻璃化，以獲得透明的石英玻璃坯料。如實施例1所述，在熱機(jī)械勻化(扭動)，形成石英玻璃圓柱體和裝載氫之后，石英玻璃的平均氮含量為約30wtppm，且羥基含量為約30wtppm。石英玻璃圓柱體基本上無氯、氧缺陷和SiH基團(tuán)(低于檢測限5x10"分子/cm3),并通過約3x10"分子/cm3的平均氫含量，在280mm的直徑(CA區(qū)域)內(nèi)鑒別它。石英玻璃的平均假定溫度為約1U5。C。實施例4通過SiCU和丁醇鋁(d2H27A103)的火焰水解，制備摻雜鋁的灰體。丁醇鋁在約180。C下蒸發(fā)。將由兩種起始物質(zhì)的混合物組成的相應(yīng)高的加熱氣流供應(yīng)至沉積爐，并4姿OVD法否則^l要標(biāo)準(zhǔn)方法，通過該火爐制備灰體，該灰體由摻雜約50wtppm氧化鋁的合成石英玻璃組成。如參考實施例1所述，將摻雜鋁的灰體進(jìn)一步處理和燒結(jié)。這產(chǎn)生以下的石英玻璃圓柱體基本上無氯、氧缺陷和SiH基團(tuán)(低于檢測限5x10"分子/cm3),并通過40wtppm的平均氮含量、50wtppm的氧化鋁含量、3x1016分子/113的平均氫含量、48wtppm的羥基含量和UO(TC的平均假定溫度，在直徑為280mm的芯區(qū)域(CA區(qū)域)內(nèi)鑒別它。氯的含量低于檢測限。實施例5將合成制備的Si02粉末和Y203(總質(zhì)量的0.1%重量)的均勻混合物用作起始材料。將該粉末狀混合物置于中空圓柱體石墨模具中，并通過玻璃壓力燒結(jié)，在燒結(jié)爐中玻璃化。在該過程中，首先將粉末狀混合物緩慢加熱至IIO(TC。在9小時的第一階段期間(包括加熱和在該溫度下的第一個3小時保持時間)，在燒結(jié)爐中維持真空(<5毫巴)，該真空被惰性氣體吹掃操作中斷。在后續(xù)的第二階段期間，在熔爐溫度在真空下升至155(TC之前，產(chǎn)生12巴的氮氣超壓并維持6小時。在真空中，在該溫度下，將粉末狀混合物燒結(jié)2.5小時，然后加熱至1700。C，且在該過程中玻璃化形成透明的石英玻璃塊料。首先，在真空中(1小時)，然后在氮氣氛中，在12巴壓力下(2.5小時)進(jìn)^"玻璃化。然后，在2°C/min的冷卻速率下，使石英玻璃塊料隨后冷卻至400。C，進(jìn)一步保持超壓。然后進(jìn)行自由冷卻至室溫。因此，在石英玻璃塊料中設(shè)定平均氮濃度為約50wtppm,假定溫度為1D0。C。其它性質(zhì)見表1所示。實施例6通過SiCU和氫化硼(B5H9)的火焰水解來制備摻雜硼的灰體。將由兩種起始物質(zhì)的混合物組成的氣流供應(yīng)至沉積爐，并由OVD法否則按標(biāo)準(zhǔn)方法，通過所述火爐制備灰體，該灰體由摻雜約30wtppm氧化硼的合成石英玻璃組成。如參考實施例3所述，將摻雜硼的灰體進(jìn)一步處理和燒結(jié)。這產(chǎn)生以下的石英玻璃圓柱體其中石英玻璃的平均氮含量恰好同氧化硼含量，為約30wtppm。羥基含量為約25wtppm。石英玻璃圓柱體基本上無氯、氧缺陷和SiH基團(tuán)(低于檢測限5x10"分子/cm3),并通過約3x1016分子/(^13的平均氫含量在280mm的直徑(CA區(qū)域)內(nèi)鑒別它。石英玻璃的平均假定溫度為約U48。C。實施例7將合成制備的Si02粉末和Zr02粉末與氧化鋁混合的均勻混合物(Zr02:總質(zhì)量的0.1%重量，A1203:總質(zhì)量的0.1wtppm)用作起始材料。如參考實施例5所述，進(jìn)一步處理粉末混合物。通過在含氮氣氛中，在石英玻璃塊料中氣體壓力燒結(jié)，在該過程中設(shè)定平均氮濃度為約50wtppm,假定溫度為1130。C。其它的性質(zhì)見表l所示。實施例8如參考實施例l所述，制備石英玻璃圓柱體，但與該方法相比具有以下差別在具有石墨加熱元件的真空加熱爐中，在120(TC下，在真空中使灰體脫水，脫水處理僅在IOO小時之后完成。此后，灰體的羥基含量為約30wtppm?；殷w的石英玻璃包含大約3x10"分子/cn^的氧缺陷。然后，在由95%體積的He和5%體積的N20組成的氣氛中，在約750。C下，將干燥的灰體在摻雜和燒結(jié)爐中預(yù)處理，然后在純氦氣氛中，在相同的熔爐中，在約175(TC下玻璃化，以獲得透明的石英玻璃坯料。如實施例1中所述，在熱機(jī)械勻化(扭動)，形成石英玻璃圓柱體和裝載氫之后，石英玻璃的平均氮含量為約30wtppm，且輕基含量為約30wtppm。石英玻璃圓柱體基本上無氯、氧缺陷和SiH基團(tuán)(低于檢測限5x10"分子/cm3)，并通過約3x10"分子/cm3的平均氫含量在280mm的直徑(CA區(qū)域)內(nèi)鑒別它。石英玻璃的平均假定溫度為約1115°C。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>n.d.:低于檢測限，R:參照樣品，Lg粘度涉及1200。C的數(shù)據(jù)，Tf:假定溫度，M:玻璃壓實行為的測量值，相對于參照樣品R在表l中所示的所有數(shù)據(jù)均為平均值。如下測定各石英玻璃質(zhì)量的壓實行為制備相應(yīng)石英玻璃的棒狀樣品，尺寸為25x25x100m3，每次均按相同的方法(對面的25x25mm2區(qū)域拋光)制備。用193nm波長的UV輻射照射樣品，脈沖能量密度是0.1mJ/cm2,脈沖數(shù)為50億/次。在輻射試驗之后，測量壓實，其中用可購買的干涉儀(ZygoGPI-XP)，在633nm波長測量被輻照區(qū)域與未輻照區(qū)域相比反應(yīng)指數(shù)的相對增力口或減少。將所有石英玻璃樣品1-8的壓實行為與參照樣品的比較，參照樣品的制備見EP1327612A1所述，且其中其被稱為樣品2a。參照樣品的制備將簡要的解釋如下制備管狀灰體，并使其進(jìn)行脫水處理，以除去由于制備過程而引入的雍基，在該脫水處理中，灰體在真空室中處理，在大約90(TC下保持約8小時的處理時間。在所述處理之后，平均羥基濃度為約250wtppm。然后，在真空玻璃化爐中，在大約1400。C范圍的溫度下，逐個區(qū)域的燒結(jié)灰體。在玻璃化爐內(nèi)的含氫氣氛維持在10毫巴的氫分壓。此后，燒結(jié)(玻璃化)的石英玻璃管顯示穿越其壁厚的平均氫濃度為約4x10"分子/cm3。輕基含量為250wtppm。參照樣品R的其它性質(zhì)顯示于表l的最后一列中。壓實行為的具體測量值M如下。壓實時間曲線可以在算術(shù)上顯示為其中劑量是(能量密度2x脈沖數(shù))與脈沖寬度(時間)的商。所有樣品的壓實-時間曲線(曲線形狀)均類似，但由前因子限定的比例不同。因此前因子是玻璃特異性的，且其表征正在討論的石英玻璃壓實行為。將玻璃樣品1-8的特異性前因子相對于參照樣品的進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到對應(yīng)于玻璃壓實測量值的相對因子M。對于各石英玻璃樣品的壓實行為，按該方法測定的測量值見表1的最后一行所示。測量值越小，則用高能UV輻射照射后，各石英玻璃的壓實值就越低。權(quán)利要求1.一種合成石英玻璃的光學(xué)部件，所述光學(xué)部件用于在低于250nm的操作波長下的浸沒式光刻，其特征在于所述石英玻璃包含1wtppm-60wtppm的羥基和化學(xué)鍵合的氮，且所述石英玻璃的平均氫含量為5×1015分子/cm3-1×1017分子/cm3。2.權(quán)利要求1的部件，其特征在于所述石英玻璃的氮含量為1-150wtppm。3.權(quán)利要求2的部件，其特征在于所述石英玻璃的氮含量為10-100wtppm，^尤選為至少30wtppm。4.一種合成石英玻璃的光學(xué)部件，所述光學(xué)部件用于在低于250nm的操作波長下的浸沒式光刻的投影物鏡，其特征在于所述石英玻璃包含1wtppm-60wtppm的羥基，并摻雜硼，氧化硼的含量為1wtppm-250wtppm。5.權(quán)利要求4的部件，其特征在于氧化硼的含量為10wtppm-120wtppm，優(yōu)選為30-60wtppm。6.權(quán)利要求1-3中任一項和權(quán)利要求4和5中任一項的部件，其特征在于所述石英玻璃摻雜氮并摻雜硼。7.前述權(quán)利要求中任一項的部件，其特征在于所述石英玻璃摻雜三價網(wǎng)絡(luò)形成物包括Y、Sm的氧化物或氮化物或摻雜Zr。8.前述權(quán)利要求中任一項的部件，其特征在于所述石英玻璃摻雜鋁。9.權(quán)利要求8的部件，其特征在于氧化鋁的平均含量大于1.2wtppm。10.權(quán)利要求9的部件，其特征在于氧化鋁的平均含量為至少10wtppm,優(yōu)選為至少20wtppm。11.前述權(quán)利要求中任一項的部件，其特征在于所述石英玻璃的羥基含量低于40wtppm，優(yōu)選低于25wtppm,特別優(yōu)選不超過15wtppm。12.前述權(quán)利要求中任一項的部件，其特征在于所述石英玻璃在1200。C下的粘度為至少1013dPa's。13.前述權(quán)利要求中任一項的部件，其特征在于所述石英玻璃的氯含量l氐于50wtppm。14.前述權(quán)利要求中任一項的部件，其特征在于所述石英玻璃顯示對163nm波長的UV輻射的吸收低于0.5/cm。15.—種具有預(yù)定羥基含量的合成石英玻璃的制備方法，所述方法包括以下方法步驟(a)通過含硅的起始化合物的火焰水解或氧化，和通過Si02顆粒在載體上的分層沉積，制備多孔性Si02灰體；(b)使所述灰體在干燥的氣氛中進(jìn)行脫水處理，以除去羥基，以便設(shè)定平均幾基含量低于60wtppm，(c)使所述Si02灰體玻璃化，獲得由所述合成石英玻璃制備的玻璃體，和(d)將所述石英玻璃的平均氫含量設(shè)定為低于2x1017分子/113的值，其特征在于所述灰體在脫水處理期間或之后，用含氮的反應(yīng)氣體氮化，且所述石英玻璃的平均氫含量設(shè)定為5x10"分子/cm、1x1017分子/cr^的值。16.權(quán)利要求15的方法，其特征在于在方法步驟(b)的所述脫水處理期間進(jìn)行氮化。17.權(quán)利要求15或16的方法，其特征在于在方法步驟(b)的所述脫水處理與方法步驟(c)的玻璃化之間進(jìn)行氮化。18.前述方法權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于在方法步驟(c)的玻璃化期間進(jìn)行氮化。19.前述方法權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于將NH3、ND3、N02或N20用作所述含氮的反應(yīng)氣體。20.權(quán)利要求19的方法，其特征在于使用NH3(或ND3),在800°C-1250°C,優(yōu)選低于1200。C的低氮化溫度下，進(jìn)行所述摻雜處理。21.前述方法權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于在方法步驟(b)的所述脫水處理期間-使用氯。22.前述方法權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于在所述含氮反應(yīng)氣體的超壓下進(jìn)行氮化。23.前述方法權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于至少在所述脫水處理的開始，所述灰體顯示不大于石英玻璃密度的30%的密度。全文摘要提供用于投影物鏡的石英玻璃光學(xué)部件，該投影物鏡用于在低于250nm的操作波長下的浸沒式光刻，將該部件優(yōu)化，以便用于線性偏振的UV激光輻射，特別是關(guān)于由各向異性的密度變化引起的壓實和雙折射，按照本發(fā)明建議，石英玻璃應(yīng)包含1wtppm-60wtppm的羥基和化學(xué)鍵合的氮，且石英玻璃的平均氫含量應(yīng)該為5×10¹⁵分子/cm³-1×10¹⁷分子/cm³。文檔編號C03B19/14GK101622204SQ200880006392公開日2010年1月6日申請日期2008年2月20日優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日發(fā)明者B·庫恩,J·韋伯,S·奧克斯申請人:赫羅伊斯石英玻璃股份有限兩合公司