熱處理二氧化硅?氧化鈦玻璃來誘導(dǎo)Tzc梯度的制作方法
【專利摘要】提供了在二氧化硅?氧化鈦玻璃制品中形成Tzc(零交叉溫度)梯度的方法和設(shè)備。所述方法包含使玻璃制品(14)的第一表面接觸加熱設(shè)備(40)的第一加熱模塊(22)的表面，并使玻璃制品(14)的第二表面接觸加熱設(shè)備(40)的第二加熱模塊(26)的表面。所述方法還包括將第一加熱模塊的溫度升高到第一溫度，將第二加熱模塊的溫度升高到第二溫度，且將第一加熱模塊在第一溫度下以及將第二加熱模塊在第二溫度下保持預(yù)定時間段，從而形成在整個玻璃制品中的熱梯度，其中第一溫度高于第二溫度。所述方法還包括冷卻玻璃制品，以形成在玻璃制品整個厚度中的Tzc梯度。
【專利說明】熱處理二氧化括-氧化鐵玻璃來誘導(dǎo)Tz。梯度
[0001 ]本申請根據(jù)35U.S.C.§119要求2014年02月26日提交的美國臨時申請系列第61/ 944,646號的優(yōu)先權(quán)，本文W該申請的內(nèi)容為基礎(chǔ)并通過參考將其完整地結(jié)合于此。
[000^ 領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及熱處理玻璃制品。具體來說，本發(fā)明設(shè)及用于熱處理玻璃制品W在玻 璃制品中形成零交叉溫度(Tz。)梯度或改變零交叉溫度(Tz。)梯度的方法。
[0004] 背景
[0005] 超遠紫外光刻化UVL)是用于制備微處理器和動態(tài)隨機存儲(MPU/DRAM)集成忍片 的13nm模式和更大模式的領(lǐng)先的新興技術(shù)。目前，制備運些集成忍片（1C)的抓化掃描儀正 小規(guī)模生產(chǎn)，W演示運種新技術(shù)。包含反射光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)是運些掃描儀的重要零件。 隨著EUVL的繼續(xù)發(fā)展，對光學(xué)系統(tǒng)零件的規(guī)格持續(xù)變得更嚴格。
[0006] 在EWL掃描儀中，將光學(xué)元件暴露于強烈的遠紫外化UV)福射。在抓化系統(tǒng)中所用 EUV福射的一些部分被系統(tǒng)的光學(xué)元件上的反射涂層吸收，運導(dǎo)致通過照射福射對光學(xué)元 件的頂部表面進行加熱。運導(dǎo)致光學(xué)元件的表面比光學(xué)元件本體更熱，并形成在整個光學(xué) 元件中的溫度梯度。此外，為了在半導(dǎo)體晶片上對圖案進行成像，沒有均勻地加熱光學(xué)元件 表面，且在光學(xué)元件整個厚度中W及沿著接收福射的光學(xué)元件表面形成復(fù)雜的溫度梯度。 運些溫度梯度導(dǎo)致光學(xué)元件的崎變，運進而導(dǎo)致在晶片上形成的圖象發(fā)生彌散。EWL掃描 儀投影系統(tǒng)中光學(xué)元件里面所用材料的低熱導(dǎo)率、它們的較大的尺寸W及在真空中操作的 要求，抑制了有效的傳熱和除熱。因為預(yù)期滿足未來抓化發(fā)展要求的增加的光學(xué)元件尺寸 和增加的功率水平，預(yù)期的熱耗散難度將惡化。
[0007] 概述
[000引根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，提供一種用于在二氧化娃-氧化鐵玻璃制品中形成 零交叉溫度(Tz。)梯度的方法。所述方法包括使玻璃制品的第一表面接觸加熱設(shè)備的第一加 熱模塊的表面，并使玻璃制品的第二表面接觸加熱設(shè)備的第二加熱模塊的表面。所述方法 還包括將第一加熱模塊的溫度升高到第一溫度W加熱玻璃制品的第一表面，將第二加熱模 塊的溫度升高到第二溫度W加熱玻璃制品的第二表面，其中第一溫度高于第二溫度，且將 第一加熱模塊在第一溫度下W及將第二加熱模塊在第二溫度下保持預(yù)定時間段，從而形成 在整個玻璃制品中的熱梯度。所述方法還包括W預(yù)定冷卻速率來冷卻玻璃制品，W形成在 玻璃制品整個厚度中的Tz。梯度。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供一種用于在二氧化娃-氧化鐵玻璃制品中形成 零交叉溫度(Tz。)梯度的設(shè)備。所述設(shè)備包括第一加熱模塊和第二加熱模塊，且所述第一加 熱模塊包含在該第一加熱模塊之內(nèi)的多個加熱元件，所述第二加熱模塊包含在該第二加熱 模塊之內(nèi)的多個加熱元件。所述設(shè)備構(gòu)造成將第一加熱模塊的溫度升高到第一溫度W加熱 玻璃制品的第一表面，W及將第二加熱模塊的溫度升高到第二溫度W加熱玻璃制品的第二 表面，其中第一溫度高于第二溫度。
[0010] 在W下的詳細描述中提出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，其中的部分特征和優(yōu)點對 本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過實施包括W下詳細描述、權(quán)利 要求書w及附圖在內(nèi)的本文所述的各種實施方式而被認識。
[0011] 應(yīng)理解，前面的一般性描述和W下的詳細描述都僅僅是示例性的，用來提供理解 權(quán)利要求的性質(zhì)和特性的總體評述或框架。所附附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解，附圖 被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分?！靖綀D說明】了本發(fā)明的一個或多個實施方式， 并與說明書一起用來解釋各種實施方式的原理和操作。
[0012] 附圖簡要說明
[0013] 從僅作為非限制性例子給出的下面的描述和附圖將更清楚地理解本發(fā)明，其中：
[0014] 圖1A顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的二氧化娃-氧化鐵玻璃；
[0015] 圖1B顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的二氧化娃-氧化鐵玻璃；
[0016] 圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的二氧化娃-氧化鐵玻璃制品；
[0017] 圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的加熱設(shè)備；
[0018] 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的圖2所示的二氧化娃-氧化鐵玻璃制品在圖 3所示的加熱設(shè)備中的設(shè)置；
[0019] 圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的二氧化娃-氧化鐵玻璃制品在加熱設(shè)備中 的設(shè)置；
[0020] 圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的加熱設(shè)備的俯視圖；
[0021] 圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的加熱設(shè)備的俯視圖；和
[0022] 圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的用于制備二氧化娃-氧化鐵玻璃制品的設(shè) 備。
[0023] 具體描述
[0024] 下面詳細參考本發(fā)明的各種實施方式，運些實施方式的例子在附圖中示出。只要 有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或類似的部分。
[0025] 單數(shù)形式的"一個"，"一種"和"該"包括復(fù)數(shù)的被提到的事物，除非文本中有另外 的明確表示。描述相同特征的所有范圍的端點都是可獨立組合的且包含所描述的端點。所 有參考文獻通過引用納入本文。
[0026] 本發(fā)明的實施方式設(shè)及用于抓化的二氧化娃-氧化鐵玻璃制品，W及設(shè)及制備運 種二氧化娃-氧化鐵玻璃制品的方法。如結(jié)合二氧化娃-氧化鐵玻璃、制備二氧化娃-氧化鐵 玻璃的方法W及它們在抓化用途中的應(yīng)用所使用，術(shù)語"制品"指且包含任何尺寸的玻璃、 由運種玻璃制成的玻璃基材或零件(不管是精磨的還是沒有精磨的），W及用于EWL系統(tǒng)中 的精磨的（finished)光學(xué)元件。還如本文所使用，術(shù)語"接近最終形狀"和"接近最終形狀化 的"指一種制品已經(jīng)形成為用于規(guī)定應(yīng)用的基本上最終形狀，但還沒有對其進行最終的加 工步驟。運種最終加工步驟可包括例如最終精磨和/或在玻璃制品上沉積涂層。
[0027] 還如本文所使用，術(shù)語"零交叉溫度(Tz。)"指一定體積的具有基本上均勻組成的材 料的熱膨脹系數(shù)等于零時的溫度。當表示非均勻體積時，Tz。指該體積中的平均Tz。。如圖1A 和1B所示，垂直軸標記為Z軸，水平軸標記為X軸和y軸。應(yīng)相應(yīng)地理解本文中所描述的垂直 軸和水平軸。
[0028] 抓化系統(tǒng)是反射系統(tǒng)，其中抓V光從一個反射元件反射到另一個反射元件。示例性 EUVL系統(tǒng)可包含一對聚光反射鏡(condenser mirror)、物體(例如掩模）W及多個投影鏡。 所有上述光學(xué)元件通常具有沉積在制品上W反射入射光的多層涂層，例如Mo/Si涂層。至少 有些光學(xué)元件可由具有低熱膨脹系數(shù)(CTE)的玻璃形成，所述玻璃例如是可從紐約康寧的 康寧有限公司（Corning Inco巧orated)購買的超低膨脹(ULE?)玻璃。
[0029] 圖1A顯示二氧化娃-氧化鐵玻璃10,其具有均勻的氧化鐵濃度，并因此具有在整個 玻璃10中的均勻的Tzc?？筛鶕?jù)常規(guī)方法來形成具有均勻Tzc的玻璃10。圖1B顯示二氧化娃- 氧化鐵玻璃12,其具有從Tzcl到Tzc5的多個層，且每一層具有不同的氧化鐵濃度和不同的 Tzc。盡管所示的示例性玻璃12顯示為具有含不同Tzc的5個層，但根據(jù)本發(fā)明實施方式的玻 璃可具有含不同Tzc的至少兩個層?？墒褂帽疚乃龅姆椒椴Ａ?2形成多個層Tzcl到Tzc5， 或可使用其中控制和改變二氧化娃和氧化鐵濃度來形成具有不同氧化鐵濃度和因此具有 不同Tz。的玻璃12的層的方法來形成。出于本發(fā)明之目的，如圖1A所示的一系列層稱作在玻 璃12整個厚度中的垂直Tzc梯度。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，Tz巧從層Tzcl到Tzc5下降，從 而Tzcl具有最高的氧化鐵濃度和Tzc,且Tzc5具有最低的氧化鐵濃度和Tzc?；蛘?，Tzc可從層 Tzcl到Tzc5增加，從而層Tzcl具有最低的氧化鐵濃度和Tzc,且Tzc5具有最高的氧化鐵濃度和 Tzc。
[0030] 圖2顯示加工成具有彎曲表面15的示例性接近最終形狀的二氧化娃-氧化鐵玻璃 制品14。該玻璃制品14可由圖1A所示的玻璃10或圖1B所示的玻璃12形成。當由圖1A所示的 玻璃10形成時，玻璃制品14具有在整個玻璃制品14中的均勻的組成和Tz。。當由圖1B所示的 玻璃12形成時，玻璃制品14具有玻璃12的組成和Tz。梯度。將表面15成形為提供用于在EUVL 系統(tǒng)中的抓V福射照射的表面。運樣，在玻璃制品14的最終加工中，可在表面15上沉積反射 性材料，W形成反射涂層。
[0031] 圖3顯示加熱設(shè)備20,其可用于賦予玻璃制品WTz。梯度，或改變玻璃制品的Tzc梯 度。所述加熱設(shè)備20包括頂部模塊22和底部模塊26,所述頂部模塊22具有在該頂部模塊22 之內(nèi)的加熱元件24,所述底部模塊26具有在該底部模塊26之內(nèi)的加熱元件28。當使用加熱 設(shè)備20時，將頂部模塊22加熱到第一預(yù)定溫度T1并將底部模塊26加熱到第二預(yù)定溫度T2， 其中T1高于T2(T1>T2)。或者，將底部模塊26加熱到第一預(yù)定溫度T1并將頂部模塊26加熱 到第二預(yù)定溫度T2,其中T1高于T2(T1>T2)。
[0032] 圖4顯示其中接近最終形狀的玻璃制品14設(shè)置在加熱設(shè)備20的頂部模塊22和底部 模塊26之間。如圖所示，可將加熱設(shè)備20設(shè)置在加熱爐40中，且將底部模塊26設(shè)置在支架 (stand)42上。將頂部模塊22和底部模塊26成形為與玻璃制品14的形狀相對應(yīng)。例如，頂部 模塊22的表面具有與玻璃制品14的表面15基本上相似的彎曲的形狀。運些形狀促進使頂部 模塊22和底部模塊26接觸玻璃制品14來改變玻璃制品14的Tzc梯度或使得玻璃制品14具有 Tzc梯度。當使用爐子時，使用爐子40來同時將加熱設(shè)備20和接近最終形狀的玻璃制品14加 熱到選定溫度，所述溫度低于所述接近最終形狀玻璃制品14的退火溫度。根據(jù)本發(fā)明的實 施方式，將爐子40中的溫度增加到比玻璃制品14的退火溫度低約50°C-約150°C。還使用加 熱元件24和28來在其中模塊22和26接觸玻璃制品14的表面處加熱玻璃制品14。與爐子40的 溫度相似，可將加熱元件24和28的溫度加熱到比玻璃制品14的退火溫度低約50°C-約150°C 的溫度。
[0033] 圖5顯示另一示例性接近最終形狀的玻璃制品50,其設(shè)置在與加熱設(shè)備20相似的 設(shè)備的頂部模塊52和底部模塊54之間。如圖所示，玻璃制品50具有頂部表面51和底部表面 55。頂部模塊52具有表面52a，底部模塊54具有表面54a。將頂部模塊52和底部模塊54成形為 與玻璃制品50的形狀相對應(yīng)。例如，頂部模塊52的表面52a具有與玻璃制品50的頂部表面51 基本上相似的彎曲形狀，且底部模塊54的表面54a進行彎曲W容納玻璃制品50的彎曲的底 部表面55。運些形狀促進使頂部模塊52和底部模塊54接觸玻璃制品50來改變玻璃制品50的 Tzc梯度或使得玻璃制品50具有Tz。梯度。加熱玻璃制品50與如上結(jié)合圖4所述的加熱玻璃制 品14相同。
[0034] 圖6A是加熱設(shè)備20的俯視圖，其顯示在頂部模塊22中的加熱元件24W及在底部模 塊26中的加熱元件28的構(gòu)造的示例性實施方式。為了便于顯示，頂部模塊22和底部模塊26 只用黑實線表示。如圖6A所示，加熱元件24和28可為線性的。換句話說，單個加熱元件24和 28可從靠近模塊中的一個模塊的邊緣或壁的位置延伸到同一模塊的另一邊緣或壁。單個加 熱元件24和28W預(yù)定距離與至少一個其它加熱元件24和28相分離。雖然在圖6A中顯示線性 加熱元件24和28W相等距離分離，但線性加熱元件24和28可W任何構(gòu)造或圖案在模塊22和 26中構(gòu)造。圖6A所示的線性加熱元件24和28的構(gòu)造用于賦予玻璃制品W垂直Tz。梯度，或用 于改變玻璃制品的Tzc梯度。使用圖5的玻璃制品作為示例，垂直Tzc梯度可從玻璃制品50的 頂部表面51延伸到玻璃制品50的底部表面55。
[0035] 圖6B是加熱設(shè)備20的俯視圖，其顯示在頂部模塊22中的加熱元件24W及在底部模 塊26中的加熱元件28的構(gòu)造的示例性實施方式。為了便于顯示，頂部模塊22和底部模塊26 只用黑實線表示。如圖6B所示，加熱元件24和28可為圓形的。換句話說，加熱元件可構(gòu)造成 繞著模塊22和26的中屯、點的連續(xù)的環(huán)。單個加熱元件24和28W預(yù)定距離與至少一個其它加 熱元件24和28相分離。雖然在圖6B中顯示圓形加熱元件24和28W相等距離分離，但圓形加 熱元件24和28可W任何構(gòu)造或圖案在模塊22和26中構(gòu)造。圖6B所示的圓形加熱元件24和28 的構(gòu)造用于賦予玻璃制品W水平Tz。梯度，或用于改變玻璃制品的Tz。梯度。水平Tz。梯度從玻 璃制品的中屯、延伸到玻璃制品的邊緣。具有水平Tz。梯度的玻璃制品具有含不同Tz。的圓形 分段，其中所述圓形分段從玻璃制品的中屯、延伸到玻璃制品的邊緣。為了向玻璃制品賦予 水平Tzc梯度，或改變玻璃制品的Tzc梯度，加熱元件24和28中的每一個都是獨立可控制的， 從而頂部模塊22中的加熱元件24中的每一個可設(shè)定在不同溫度下，且底部模塊26中的加熱 元件28中的每一個可設(shè)定在不同溫度下。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，本文所述的加熱設(shè)備在接近最終形狀玻璃制品中形成溫 度分布。通過使用加熱設(shè)備熱處理玻璃制品，可在玻璃制品中形成Tzc梯度。如本文所述，模 塊22和26中的加熱元件24和28的構(gòu)造可構(gòu)造成形成各種溫度分布，其對應(yīng)于形成預(yù)定的Tz。 梯度。此外，可控制熱處理玻璃制品的時間W及供應(yīng)到模塊22和26的功率，從而在玻璃制品 上施加預(yù)定的Tzc梯度。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供一種從具有已知Tzc或Tzc梯度的玻璃形成接近最終 形狀玻璃制品的方法。一旦形成，可將接近最終形狀玻璃制品設(shè)置成接觸圖3和圖4中所示 設(shè)備的模塊的適當表面?？蓪⒌谝患訜崮K的溫度升高到第一溫度W加熱玻璃制品的第一 表面，且可將第二加熱模塊的溫度升高到第二溫度，W加熱玻璃制品的第二表面。如上所 述，第一溫度高于第二溫度。
[0038] 所述方法還可包含將第一加熱模塊在第一溫度下W及將第二加熱模塊在第二溫 度下保持預(yù)定時間段，從而形成在整個玻璃制品中的熱梯度。時間段可為約5.0小時一300 小時。此外，所述方法還可包括W預(yù)定冷卻速率來冷卻玻璃制品，W形成在玻璃制品整個厚 度上的Tz。梯度。例如，冷卻速率可為約1.0°C-約50°C/小時。
[0039] 用于制備接近最終形狀玻璃制品的玻璃可直接形成，或可由玻璃預(yù)制件提取。如 上所述，二氧化娃-氧化鐵玻璃可具有均勻的Tz。(例如圖1A所述的玻璃10)，或可具有Tzc梯 度(例如圖1B所示的玻璃12)。但是，因為具有均勻Tz。的玻璃10可使用常規(guī)方法來形成，制備 運種玻璃10復(fù)雜程度更低且成本更低。此外，因為復(fù)雜程度更低的方法，可使用具有大到足 W形成玻璃制品14或玻璃制品50的尺寸的玻璃10的預(yù)制件。此外，可形成較大的玻璃10的 預(yù)制件，可從所述該預(yù)制件提取多個不同玻璃制品。本文所述的方法促進從具有不同Tzc梯 度的單一玻璃預(yù)制件形成產(chǎn)品。
[0040] 可使用二氧化娃-氧化鐵煙復(fù)來形成玻璃，其中所述二氧化娃-氧化鐵煙復(fù)是：（a) 在一個步驟中收集和固結(jié)(直接方法）；（b)在第一步驟中收集且在第二步驟中固結(jié)（間接方 法或煙復(fù)到玻璃方法）。直接方法如美國專利號8,541，325、3641220和7,589,040所述，且間 接方法如美國專利號6,487,879所述，W上各文說明書的全部內(nèi)容通過引用納入本文。在直 接方法中，二氧化娃-氧化鐵煙復(fù)沉積和二氧化娃-氧化鐵煙復(fù)固結(jié)之間的時間可為約小于 3秒。在間接方法中，首先在容器中沉積二氧化娃-氧化鐵煙復(fù)，且在煙復(fù)沉積完成之后固結(jié) 成二氧化娃-氧化鐵玻璃?？墒褂萌缑绹鴮＠朢E40,586和美國專利申請?zhí)?011-0207593 所述的設(shè)備，W上各文說明書的全部內(nèi)容通過引用納入本文。
[0041] 圖7中所示的設(shè)備可用來形成直徑為約0.2米-約2.0米或更大且厚度為約10厘米- 約30厘米的二氧化娃-氧化鐵玻璃。設(shè)備和形成的玻璃的尺寸將影響所用燃燒器的數(shù)目。使 用圖7和直接方法作為示例，提供二氧化娃前體48的源46W及氧化鐵前體60的源58。二氧化 娃前體48和氧化鐵前體60可為硅氧烷、醇鹽和四氯化物。例如，二氧化娃前體可為八甲基環(huán) 四硅氧烷(0MCTS)，氧化鐵前體可為異丙醇鐵(Ti(0Pri)4)。源46,58可為蒸氣器、蒸發(fā)槽、或 適用于將前體48,60轉(zhuǎn)化成蒸氣形式的其它設(shè)備。在源46底部處或靠近源46底部處引入載 氣50,例如氮氣。載氣50攜帶二氧化娃前體48的蒸氣，通過分配系統(tǒng)54到達混合歧管56。在 52處引入載氣的旁流，W防止蒸氣態(tài)二氧化娃前體流飽和?？墒苟栊詺怏w62(例如氮氣）的 流接觸蒸氣態(tài)氧化鐵前體W防止蒸氣飽和。惰性載氣64(例如氮氣）攜帶氧化鐵前體60蒸 氣，并通過分配系統(tǒng)66將蒸氣攜帶到混合歧管56,在該混合歧管56中它們與二氧化娃前體 48蒸氣混合?；蛘?，可將氧化鐵前體60和二氧化娃前體48W液體形式遞送到混合歧管56?；?合歧管56中的混合物穿過加熱的蒸發(fā)(fume)管線68到達安裝在爐子頂部72上的燃燒器70。 在該示意圖中，顯示了兩個燃燒器70。但是，可使用多于兩個燃燒器W實現(xiàn)在整個沉積腔室 74內(nèi)的更好的熱控制和材料分布。爐子76可具有旋轉(zhuǎn)和振蕩能力，且可包含支撐爐頂72的 固定壁78。在固定壁78之內(nèi)設(shè)置保護殼山〇11化i皿ent vessel)80。該保護殼80容納基底82， 其受到支撐用于旋轉(zhuǎn)，且通過其與振蕩臺84的連接進行振蕩。保護殼80被安裝在振蕩臺84 上的空氣流動壁86環(huán)繞。在固定壁78和保護殼80之間形成適應(yīng)移動的密封件88。通過在固 定壁78頂部處形成的多個尾氣端口 94對沉積腔室74進行排空。尾氣端口 94可通過導(dǎo)管連接 到合適的排放系統(tǒng)(未顯示），其相對于環(huán)境壓力在沉積腔室74中形成負壓。在預(yù)混合腔室 97中預(yù)混合燃料93和氧氣95,然后通過蒸發(fā)管線99轉(zhuǎn)移到燃燒器70。燃燒器70點燃燃料/氧 氣混合物來形成火焰，其加熱沉積腔室74。注入燃燒器70的蒸氣反應(yīng)物排出燃燒器70，其中 它們反應(yīng)并形成氧化鐵滲雜的二氧化娃顆粒。向下引導(dǎo)煙復(fù)并沉積在平坦的表面100上，如 在102處所示。該平坦的表面100可通過下述來提供:使用干凈的碎玻璃106填充保護殼80的 內(nèi)襯104,但也可使用其它提供平坦表面的方法，例如玻璃板。在沉積煙復(fù)時，通過基底82來 旋轉(zhuǎn)和振蕩保護殼80并因此旋轉(zhuǎn)和振蕩平坦的表面100,從而改善滲雜的二氧化娃玻璃的 均勻性。在煙復(fù)沉積過程中，W環(huán)境空氣對爐子76通風(fēng)(draft)。通過調(diào)節(jié)保護殼80的垂直 位置，來調(diào)控沉積腔室74的溫度并保持在所需的加工溫度下。在直接方法中，將溫度保持在 固結(jié)溫度，從而基本上同時進行形成二氧化娃-氧化鐵顆粒和固結(jié)成玻璃的步驟。運種時間 可小于約3.0秒，且通常小于約2.0秒。在固結(jié)玻璃之后，可根據(jù)本文所述的退火循環(huán)在相同 爐子中對玻璃進行退火，或者可從爐子中取出玻璃，并稍后進行退火。
[0042] 基于在預(yù)期應(yīng)用中在玻璃制品上產(chǎn)生的熱負載，將在玻璃制品本體中形成的溫度 梯度可通過下述因素來決定:使用二氧化娃-氧化鐵玻璃的熱導(dǎo)率、除熱裝置的設(shè)置和性能 W及對周圍環(huán)境的了解。例如，康寧代碼7972ULER披璃已公開了在室溫下為1.31W/(m- °C)的熱導(dǎo)率，且隨著溫度增加而適度地增加。使用計算的溫度梯度，可獲得一 Tz。梯度，所述 Tzc梯度將由溫度梯度造成的玻璃的變形最小化。
[0043] 表1顯示在整個玻璃厚度上的Tzc梯度，其中El表示氧化鐵濃度變化，其要么是形成 玻璃的工藝的自然結(jié)果，要么是對用于形成玻璃的工藝的故意改良的結(jié)果。表1I顯示當用 作EU化系統(tǒng)中的光學(xué)元件時的玻璃的溫度分布的示例。如表所示，玻璃具有簡單的線性分 布，其中接收EUV福射的表面具有約37°C的表面溫度，離接收福射的表面最遠的表面具有約 35°C的溫度。表1II顯示在整個玻璃厚度上的Tzc梯度，其將減少因由福射照射導(dǎo)致形成的溫 度分布造成的玻璃變形，并與如表1所示的具有均勻Tz。的玻璃制品進行比較。用于表1、11和 III的分布只是示例性的，且應(yīng)理解用于每一具體應(yīng)用的將使得變形最小化的Tzc分布的詳 細形狀需要根據(jù)用于玻璃制品的具體操作條件來決定。
[0044]
[0045] 12 通過確定玻璃制品的預(yù)期應(yīng)用的溫度分布(例如如表1I所示的溫度分布），可確定 用于玻璃制品的適當?shù)腡z。梯度(例如如表1II所示的Tz。梯度），并可確定根據(jù)本文所述方法 的適當?shù)臒崽幚?。如上所述，本文所述的實施方式實現(xiàn)在由具有均勻Tzc的玻璃形成的玻璃 制品中形成Tzc梯度，W及實現(xiàn)在由具有第一 Tzc梯度的玻璃形成的玻璃制品中改變到第二 Tz。梯度W將在預(yù)期應(yīng)用中的玻璃變形最小化。 2 本文所述的實施方式提供用于在玻璃制品中形成Tz。梯度的方法和設(shè)備。本文所述 的實施方式提供在形成接近最終形狀玻璃制品之后結(jié)合Tz。梯度。此外，形成接近最終形狀 玻璃制品的玻璃可具有均勻的組成和均勻的Tz。。換句話說，形成接近最終形狀玻璃制品的 玻璃無需包括組成變化和/或Tz。梯度。運樣，可形成較大尺寸的玻璃預(yù)制件，可從該預(yù)制件 提取較小的玻璃制品，且可形成具有不同Tz。梯度的多個玻璃制品。
[0〇4引盡管本發(fā)明描述了有限數(shù)量的實施方式，但受益于本發(fā)明的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理 解，可在不背離本文所述的保護的范圍的前提下設(shè)計其它的實施方式。因此，本發(fā)明的范圍 應(yīng)僅由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項】
1. 一種用于在二氧化硅-氧化鈦玻璃制品中形成零交叉溫度(Tzc)梯度的方法，所述方 法包括： 使所述玻璃制品的第一表面接觸加熱設(shè)備的第一加熱模塊的表面； 使所述玻璃制品的第二表面接觸所述加熱設(shè)備的第二加熱模塊的表面； 將第一加熱模塊的溫度升高到第一溫度以加熱所述玻璃制品的第一表面； 將第二加熱模塊的溫度升高到第二溫度以加熱所述玻璃制品的第二表面，其中所述第 一溫度高于第二溫度； 將第一加熱模塊在第一溫度下以及將第二加熱模塊在第二溫度下保持預(yù)定時間段，從 而形成在整個所述玻璃制品中的熱梯度;和 以預(yù)定冷卻速率來冷卻所述玻璃制品，以形成在玻璃制品整個厚度中的Tz。梯度。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在使所述玻璃制品的第一表面和第二表面進 行接觸之前，所述玻璃制品具有第一 Τζ。梯度，且其中以預(yù)定冷卻速率來冷卻所述玻璃制品 形成在所述玻璃制品整個厚度中的第二Τζ。梯度。3. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一溫度和第二溫度低于 所述玻璃制品的退火溫度。4. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一溫度和第二溫度比所 述玻璃制品的退火溫度低約50 °C -約150 °C。5. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將第一加熱模塊在第一溫度下 以及將第二加熱模塊在第二溫度下保持預(yù)定時間段包括保持約5.0小時-約300小時的時間 段。6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，以預(yù)定冷卻速率來冷卻所述玻 璃制品包括以約1.0 °C -約50 °C /小時的冷卻速率來進行冷卻。7. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述玻璃制品包含約5.0重 量％ -約15重量％的氧化鈦。8. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述玻璃制品包含約5.0重 量％ -約10重量％的氧化鈦。9. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述玻璃制品還包含選自下組 的至少一種摻雜劑:氟，OH，鋁、硼、鈉、鉀、鎂、鈣、鋰和鈮的氧化物，及其組合。10. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，具有Tz。梯度的所述玻璃制品包 含具有不同氧化鈦濃度的多個層。11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述多個層包含約5.0重量％-約15重量％ 的氧化鈦。12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述多個層包含約5.0重量％-約10重量％ 的氧化鈦。13. 如權(quán)利要求10-12中任一項所述的方法，其特征在于，所述多個層包含從具有最高 氧化鈦濃度的層到具有最低氧化鈦濃度的層的一系列層。14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述玻璃制品的第一表面包括具有最高氧 化鈦濃度的層，且所述玻璃制品的第二表面包括具有最低氧化鈦濃度的層。15. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，還包含在升高所述第一加熱模 塊和第二加熱模塊的溫度之前，將所述玻璃制品和所述加熱設(shè)備設(shè)置在爐子中，并升高所 述爐子的溫度。16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，包括將所述爐子的溫度升高到低于所述玻 璃制品的退火溫度的溫度。17. 如權(quán)利要求15-16中任一項所述的方法，其特征在于，包括將所述爐子的溫度升高 到比所述玻璃制品退火溫度低約50 °C -約150 °C。18. -種用于在二氧化硅-氧化鈦玻璃制品中形成零交叉溫度(Tz。)梯度的設(shè)備，所述設(shè) 備包括： 第一加熱模塊，所述第一加熱模塊包含在該第一加熱模塊之內(nèi)的多個加熱元件;和 第二加熱模塊，所述第二加熱模塊包含在該第二加熱模塊之內(nèi)的多個加熱元件， 其中所述設(shè)備構(gòu)造成將第一加熱模塊的溫度升高到第一溫度以加熱玻璃制品的第一 表面，以及將第二加熱模塊的溫度升高到第二溫度以加熱玻璃制品的第二表面，其中所述 第一溫度高于第二溫度。19. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一加熱模塊中的所述加熱元件構(gòu)造 成在所述第一加熱模塊中形成均勻的溫度，且其中所述第二加熱模塊中的所述加熱元件構(gòu) 造成在所述第二加熱模塊中形成均勻的溫度。20. 如權(quán)利要求18-19中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一加熱模塊和第二加 熱模塊包括成線性構(gòu)造的多個加熱元件，其中每一加熱元件與所述多個加熱元件中的至少 一個其它加熱元件分離一段距離。
【文檔編號】C03B20/00GK106061910SQ201580010800
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月24日
【發(fā)明人】S·安納馬萊, C·A·杜蘭
【申請人】康寧股份有限公司