DE102007058103A1

DE102007058103A1 - High energy ion beam precision modifies the profile or surface micro-roughness of an optical lens or mirror used in micro-lithography

Info

Publication number: DE102007058103A1
Application number: DE102007058103A
Authority: DE
Inventors: Martin Weiser; Stefan Burkhart; Holger Maltor
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2008-06-05

Abstract

In a precision process to modify the surface of an optical lens, the lens is exposed to an ion beam in which the ions have a kinetic energy of 100 ke V or more. Further claimed are commensurate lenses with a modified profile or surface micro-roughness.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenstrukturierung eines Bauteils mittels eines Ionenstrahls sowie ein Verfahren zur Bearbeitung eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements für ein optisches System in der Mikrolithographie ebenfalls mittels eines Ionenstrahls.The The present invention relates to a surface structuring method a component by means of an ion beam and a method for Processing of an optical element, in particular an optical Elements for an optical system in microlithography also by means of an ion beam.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Bearbeitung von Werkstoffen und Bauteilen mittels Ionenstrahlen bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, fokussierte Ionenstrahlen (focused ion beam FIB) zur Abbildung und Manipulation von Oberflächen einzusetzen. Für dieses Verfahren werden Beschleunigungsspannungen für Ionen, wie beispielsweise Gallium im Bereich von 5 bis 50 kV und entsprechende Stromstärken von 2 pA bis zu 20 nA verwendet. Der Ionenstrahl kann mit elektrostatischen Linsen auf einen Durchmesser von einigen nm fokussiert werden und dann durch entsprechende Ablenkung zeilenweise über die Oberfläche geführt werden.Out the prior art are different methods of processing of materials and components known by ion beams. So is For example, it is known to focus ion beams (focused ion beam FIB) for imaging and manipulation of surfaces. For this Methods are acceleration voltages for ions, such as Gallium in the range of 5 to 50 kV and corresponding currents of 2 pA up to 20 nA used. The ion beam can be electrostatic Lenses can be focused to a diameter of a few nm and then be guided line by line over the surface by appropriate deflection.

Durch die Wechselwirkung des Ionenstrahls mit der Oberfläche kommt es zu sog. Sputterprozessen (Zerstäubungsprozessen), die dazu führen, dass Materialien im Nanometermaßstab bearbeitet werden können.By the interaction of the ion beam with the surface comes it to so-called sputtering processes (Zerstäubungsprozessen), the to lead, that materials on the nanometer scale can be edited.

Allerdings ist das Einsatzgebiet dieses Verfahrens aufgrund der unmittelbaren Abtragung der Oberfläche für die Topographie-Korrektur von optischen Elementen nicht einsetzbar, da mit einem örtlichen Einsatz dieses Verfahrens auch die Mikrorauheit örtlich verändert wird.Indeed is the field of application of this procedure due to the immediate Removal of the surface for the Topography correction of optical elements can not be used, there with a local Use of this method, the micro-roughness is changed locally.

Darüber hinaus ist es beispielsweise bekannt, Ionenstrahlverfahren mit geringeren Beschleunigungsenergien, d. h. Ionen mit Energien im Bereich von 0,2 keV bis 1,2 keV zur Bearbeitung von Oberflächen optischer Elemente, wie beispielsweise Linsen für Objektive der Mikrolithographie einzusetzen. Hierbei wird eine gegenüber dem focused ion beam-Verfahren geringere Beschleunigungsspannung verwendet, so dass lediglich ein geringer Abtrag unmittelbar in einer Schicht von 1 bis 2 nm an der Oberfläche auftritt. Dadurch kann erreicht werden, dass die Mikrorauheit der Oberfläche erhalten bleibt und lediglich größer dimensionierte Topographiefehler korrigiert werden können. Allerdings weist dieses Verfahren aufgrund der geringen Abtragsrate eine niedrige Effizienz auf. Darüber hinaus bestehen hier bei der Korrektur von Topographiefehlern mit einer lateralen Ausdehnung im Bereich < 1 mm Schwierigkeiten mit der Positioniergenauigkeit, da Ionen in diesem Energiebereich schwierig zu fokussieren sind.Furthermore For example, it is known that ion beam techniques with lower Acceleration energies, d. H. Ions with energies in the range of 0.2 keV to 1.2 keV for machining surfaces of optical elements, such as for example, lenses for Use lenses of microlithography. Here is one over the focused ion beam method used lower acceleration voltage, so that only one low erosion occurs directly in a layer of 1 to 2 nm at the surface. It can thereby be achieved that the microroughness of the surface is obtained remains and only larger dimensions Topographical errors can be corrected. However, this procedure shows Low efficiency due to the low removal rate. Furthermore insist here on the correction of topographical errors with a lateral extent in the range <1 mm difficulty with the positioning accuracy, since ions in this Energy range are difficult to focus.

Darüber hinaus sind auch hochenergetische Ionenstrahlverfahren bekannt, bei denen mit Beschleunigungsenergien bis zu 3 MeV oder mehr Ionen in Bauteilen bzw. Werkstoffen implantiert werden. Dieses Verfahren der Ionenimplantation wird hauptsächlich bei der Dotierung von Halbleitern eingesetzt.Furthermore are also known high-energy ion beam method in which with accelerating energies up to 3 MeV or more ions in components or materials are implanted. This method of ion implantation becomes main used in the doping of semiconductors.

Aus der DE 41 36 511 C2 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung einer Si/FeSi₂-Heterostruktur bekannt, bei welcher Eisen-Ionen in ein Siliziumsubstrat implantiert werden, wobei die Eisen-Ionen mit einer Energie von 20 keV bis 20 MeV auf das Substrat gelenkt werden.From the DE 41 36 511 C2 For example, there is known a method of producing a Si / FeSi ₂ heterostructure in which iron ions are implanted in a silicon substrate, with the iron ions being directed onto the substrate at an energy of 20 keV to 20 MeV.

Die DE 38 41 352 A1 beschreibt beispielsweise die Implantation von Bor-, Kohlenstoff-, Stickstoff-, Silizium- oder Wasserstoff-Ionen in eine Siliziumcarbidschicht während der Herstellung einer Siliziumcarbidmembran für eine Strahlungslithographiemaske. Die Ionenimplantation dient dabei dem Zweck, bei einer nachfolgenden Temperaturbehandlung Spannungsfreiheit und bessere optische Transparenz bei der während der Wärmebehandlung gebildeten Oxidschicht zu erzielen.The DE 38 41 352 A1 describes, for example, the implantation of boron, carbon, nitrogen, silicon or hydrogen ions into a silicon carbide layer during the production of a silicon carbide membrane for a radiation lithography mask. The ion implantation serves the purpose of achieving freedom from stress and better optical transparency in the oxide layer formed during the heat treatment during a subsequent temperature treatment.

Das US-Patent US 4,840,816 beschreibt die Dotierung von kristallinen Oxiden, wie LiNbO₃ mit Schwermetallen zur Ausbildung von Lichtwellenleitern. Die Ionen werden hierbei mit einer Dotierdichte im Bereich von 1,2 × 10¹⁷ bis 2,5 × 10¹⁷ Ionen pro Quadratzentimeter mit einer Energie von ca. 360 keV bei einer Temperatur von –190°C implantiert.The US patent US 4,840,816 describes the doping of crystalline oxides, such as LiNbO ₃ with heavy metals for the formation of optical waveguides. The ions are here implanted with a doping density in the range of 1.2 × 10 ¹⁷ to 2.5 × 10 ¹⁷ ions per square centimeter with an energy of about 360 keV at a temperature of -190 ° C.

Aufgrund dieser verschiedenen Einsatzgebiete sind die Grundlagen der Wechselwirkung von Ionenstrahlen mit Werkstoffen bereits intensiv untersucht worden. Aus diesen Untersuchungen ist bekannt, dass die Ionen beim Auftreffen auf das Material durch verschiedene Abbremsmechanismen, wie unelastische Stöße mit gebundenen Elektronen, unelastische Stöße mit Atomkernen, elastische Stöße mit gebundenen Elektronen und elastische Stöße mit Atomkernen etc. abgebremst werden. Eine Übersicht über dadurch entstehende makroskopische und mikroskopische Effekte in amorphem Siliziumdioxid ist beispielsweise in der Veröffentlichung von R.A.B. Devine in „Nuclear Instruments and Methods in Physics Research" B91 (1994) 378 bis 390 gegeben.Due to these different fields of application, the basics of the interaction of ion beams with materials have been extensively studied. From these investigations, it is known that the ions are slowed down by different braking mechanisms such as inelastic collisions with bound electrons, inelastic collisions with atomic nuclei, elastic collisions with bound electrons and elastic collisions with atomic nuclei, etc., as they strike the material. An overview of the resultant macroscopic and microscopic effects in amorphous silicon dioxide is given, for example, in the publication of RAB Devine in "Nuclear Instruments and Methods in Physics Research" B91 (1994) 378 to 390 given.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren bereitzustellen, welches mit größerer Effizienz, Auflösung und/oder Präzision als die bisher bekannten Verfahren eine Oberflächenstrukturierung im Sinne einer zumindest teilweisen Absenkung und/oder Abtragung der Oberfläche eines Bauteils ermöglicht, wobei insbesondere die Mikrorauheit der Oberfläche erhalten bleiben soll. Ein entsprechendes Verfahren soll zudem insbesondere für die Bearbeitung von optischen Elementen, wie optischen Linsen oder Spiegel für optische Systeme in der Mikrolithographie einsetzbar sein, also insbesondere keine diesbezüglich unerwünschten Änderungen des Materials bzw. des optischen Elements verursachen. Darüber hinaus soll eine örtlich exakte Bearbeitung möglich sein.The object of the invention is a method to provide, which with greater efficiency, resolution and / or precision than the previously known methods, a surface structuring in the sense of at least partial lowering and / or removal of the surface of a component, in particular, the micro-roughness of the surface should be preserved. A corresponding method should moreover be usable in particular for the processing of optical elements, such as optical lenses or mirrors for optical systems in microlithography, that is to say, in particular, they do not cause any undesired changes in the material or the optical element in this regard. In addition, a locally exact processing should be possible.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder den Merkmalen des Anspruchs 2 sowie einem optischen Element mit den Merkmalen des Anspruchs 25. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is solved with a method having the features of claim 1 or the features of claim 2 and an optical element having the features of claim 25. Advantageous embodiments are the subject of dependent Claims.

Die Erfindung beruht darauf, dass die Erfinder überraschend herausgefunden haben, dass bei Verwendung hochenergetischer Ionen, also Energien über 100 keV durch eine Änderung des vorherrschenden Abbremsmechanismus der Ionen unmittelbar an der Oberfläche keine höheren lokal wirkenden Energien zur Verfügung stehen, als bei dem bisher eingesetzten Verfahren im Bereich von 1. keV. Entsprechend kommt es kaum zu Umstrukturierungen oder direktem Abtrag von Material unmittelbar an der Oberfläche. Somit findet auch keine Änderung der Mikrorauheit statt. Auch Beschichtungen, die sich auf der optischen Oberfläche befinden, wie z. B. Antireflexionsschichten oder Reflexionsschichten, bleiben unbeeinflusst. Zusätzlich sind in dem genannten Energiebereich überwiegend unelastische Elektronenanregungen (electronic stopping) zu beobachten und keine elastischen Teilchenstöße (nuclear stopping), so dass weit reichende Änderungen im Material, die beispielsweise beim Einsatz bei optischen Elementen zu unerwünschten und unbeherrschbaren Veränderungen führen könnten, vermieden werden. Allerdings lässt sich durch eine Verdichtung bzw. Volumenreduzierung eine Absenkung und somit Strukturierung der Oberfläche erreichen.The Invention is based on the fact that the inventors found surprising have that when using high energy ions, so energies over 100 keV by a change the dominant deceleration mechanism of the ions immediately the surface no higher ones locally acting energies are available, as in the previously used Procedure in the range of 1. keV. Accordingly, it hardly comes to restructuring or Direct removal of material directly on the surface. Consequently also finds no change the microroughness instead. Also coatings that are based on the optical surface located, such. B. antireflection or reflective layers, stay unaffected. additionally are predominantly inelastic electron excitations in the named energy range (electronic stopping) to observe and no elastic particle collisions (nuclear stopping), making far-reaching changes in the material, for example when used with optical elements to unwanted and uncontrollable changes to lead could be avoided. However, lets by a compression or volume reduction, a reduction and thus achieve structuring of the surface.

Zugleich bieten die hohen Beschleunigungsenergien ≥ 100 keV, insbesondere ≥ 200 keV und vorzugsweise ≥ 400 keV jedoch den Vorteil, dass eine sehr gute Strahlführung und -fokussierung sowie eine sehr guten Positioniergenauigkeit des Strahls möglich sind.at the same time However, the high acceleration energies ≥ 100 keV, in particular ≥ 200 keV and preferably ≥ 400 keV the advantage that a very good beam guidance and -focusing as well a very good positioning accuracy of the beam are possible.

Damit lässt sich eine sehr effektive Bearbeitung bzw. Korrektur von Topographiefehlern oder Strukturierungen im Submillimeterbereich erzielen.In order to let yourself a very effective editing or correction of topographical errors or achieve sub-millimeter structuring.

Der Energiebereich der Ionen kann insbesondere 500 keV bis 5000 keV oder 600 keV bis 2000 keV betragen, der einerseits gewährleistet, dass es zu einer entsprechend gewünschten Oberflächenabsenkung und/oder Abtragung bei gleichzeitig geringen weitergehenden Änderungen des Materials kommt und darüber hinaus eine gute Handhabbarkeit des Ionenstrahls bzgl. der örtlichen Positionierung und Fokussierung ermöglicht.Of the Energy range of the ions can in particular 500 keV to 5000 keV or 600 keV to 2000 keV, which on the one hand ensures that that it leads to a corresponding desired surface reduction and / or removal with simultaneous minor changes the material comes and above In addition, a good handling of the ion beam with respect to the local Positioning and focusing possible.

Damit kann eine Bearbeitung bzw. Behandlung von optischen Elementen, wie optischen Linsen aus Quarz, Quarzglas, auf Quarz basierten Gläsern oder ULE (ultra low expansion)-Material durchgeführt werden. Auch glaskeramisches Material wie Zerodur kann bearbeitet werden. Insgesamt ist eine Bearbeitung von allen Materialien möglich, die bei den Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung, die für die Lithographie verwendet werden, transparent oder reflektiv sind und die keine unerwünschten Eigenschaftsänderungen durch die Bearbeitung erfahren.In order to can be a treatment or treatment of optical elements, such as quartz, quartz glass, quartz based glasses or optical lenses ULE (ultra low expansion) material. Also glass ceramic Material like Zerodur can be edited. Overall, one is Machining of all materials possible at the wavelengths of electromagnetic radiation used for lithography are transparent or reflective and that are not unwanted property changes experienced through the processing.

Entsprechend kommt als zu bearbeitendes Material jedes Material in Frage, welches insbesondere bei Wellenlängen von 365 nm, 248 nm, 193 nm oder 158 nm als refraktives oder diffraktives Material oder bei EUV (extrem ultraviolet)-Strahlung mit Wellenlängen bei 13,5 nm als reflektives Material eingesetzt werden können. Entsprechend können auch reflektive optische Elemente, wie Spiegel, und die entsprechend dafür verwendeten Materialien bearbeitet werden. Insbesondere ist es auch möglich, optische Elemente bzw. optische Oberflächen zu bearbeiten, auf denen bereits eine Beschichtung vorgesehen ist, wie beispielsweise refraktive oder diffraktive optische Elemente mit Antireflexionsbeschichtungen oder reflektive optische Elemente mit Reflexionsschichten. Da die Ionen mit den entsprechenden Energien in einem Bereich unterhalb der Oberfläche abgebremst und zu entsprechenden Strukturänderungen führen, die zu einer Absenkung der Oberfläche in dem bestrahlten Bereich beitragen, kann eine entsprechende Beschichtung unversehrt auf der optischen Oberfläche verbleiben. Insgesamt können somit bereits fertige, einsetzbare optische Elemente bearbeitet werden oder spätere Korrekturen vorgenommen werden.Corresponding comes as material to be machined every material in question, which especially at wavelengths of 365 nm, 248 nm, 193 nm or 158 nm as refractive or diffractive Material or at EUV (extreme ultraviolet) radiation at wavelengths 13.5 nm can be used as a reflective material. Corresponding can also reflective optical elements, such as mirrors, and the corresponding used for it Materials are processed. In particular, it is also possible optical elements or optical surfaces to work on which a coating is already provided, such as For example, refractive or diffractive optical elements with Antireflection coatings or reflective optical elements with Reflective layers. Because the ions with the corresponding energies braked in an area below the surface and to corresponding structural changes lead that to a lowering of the surface contribute in the irradiated area, can have a corresponding coating remain intact on the optical surface. Overall, thus can already finished, usable optical elements are processed or later Corrections are made.

Lediglich eine Erhöhung des Brechungsindex in einem Bereich unterhalb der Oberfläche, welcher dem Abbremsbereich der Ionen entspricht, ist zu beobachten. Diese Erhöhung des Brechungsindex ist jedoch durch eine entsprechende optische Auslegung des optischen Systems kompensierbar und kann sogar gezielt zur Herstellung optischer Elemente eingesetzt werden. In einem derartigen Fall kann dann unter Umständen nicht mehr die Korrektur der Oberfläche bzw. Topographie im Vordergrund stehen, sondern die gezielte Einstellung der optischen Eigenschaften bzw. insbesondere des Brechungsindex in bestimmten Bereichen des optischen Elements. Entsprechend ist dies ein Aspekt der Erfindung, für den selbstständig Schutz beansprucht wird.Only an increase in the refractive index in a region below the surface, which corresponds to the deceleration region of the ions, can be observed. However, this increase in the refractive index can be compensated by a corresponding optical design of the optical system and can even be used specifically for the production of optical elements. In such a case, the correction of the surface or topography may no longer be in the foreground under certain circumstances, but rather the targeted adjustment of the optical properties or, in particular, of the refractive index dex in certain areas of the optical element. Accordingly, this is an aspect of the invention for which self-protection is claimed.

So können beispielsweise nacheinander Ionen mit unterschiedlichen Energien in den gleichen Oberflächenbereich eingestrahlt werden, so dass die Tiefe des Wirkungsbereichs unterschiedlich ist. Dadurch können, z. B. in Richtung der Einstrahlrichtung von der Oberfläche aus gesehen, Bereiche mit unterschiedlichem Brechungsindex erzeugt werden.So can for example, successively ions with different energies in the same surface area be irradiated, so that the depth of the impact area is different is. As a result, z. B. in the direction of the beam from the surface seen to produce regions of different refractive index.

Beispielsweise kann eine oberflächennahe Schicht eines Quarzes oder Quarzglases einen Brechungsindex von beispielsweise 1,5 bei einer Wellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Strahlung von 193 nm aufweisen, während in einem nachfolgenden Bremsbereich der hochenergetischen Ionen der Brechungsindex auf einen Wert von 1,6 bis 1,7 angehoben ist, während in einem nachfolgenden Bereich wieder der Ausgangswert des entsprechenden Materials von 1,5 vorliegt. In einer weiteren, tiefer liegenden Schicht können Ionen mit höherer Energie als derjenigen, die zur Veränderung des ersten Schichtbereichs mit verändertem Brechungsindex beigetragen haben, wiederum einen Bereich mit erhöhtem Brechungsindex im Bereich von 1,6 bis 1,7 erzeugen, so dass sich eine Schichtstruktur aus abwechselnd niedrigem und höherem Brechungsindex ergibt. Damit kann ein Schichtstapel aus Dünnschichten mit unterschiedlichem Brechungsindex erzeugt werden, welcher beispielsweise als Reflexionsstruktur eingesetzt werden kann.For example can be a near-surface layer a quartz or quartz glass has a refractive index of, for example 1.5 at one wavelength have used the electromagnetic radiation of 193 nm, while in a subsequent braking region of the high-energy ions the refractive index is raised to a value of 1.6 to 1.7, while in a subsequent area, the output value of the corresponding Material of 1.5 is present. In another, lower-lying Layer can Ions with higher Energy as the one responsible for changing the first layer area with a change Refractive index, again a region of increased refractive index generate in the range of 1.6 to 1.7, giving a layered structure from alternately low and higher Refractive index results. This can be a layer stack of thin films be produced with different refractive index, which for example can be used as a reflection structure.

Durch die fehlende Wechselwirkung des Ionenstrahls mit dem Material unmittelbar an der Oberfläche aufgrund der hohen Energie von mindestens 100 keV kann die Mikrorauheit der Oberfläche erhalten bleiben. Insbesondere in einem Bereich von 0,05 bis 0,2 nm RMS (root mean square, mittlere quadratische Abweichung) bei einer Ortswellenlänge von 10 nm bis 100 μm kann die Mikrorauheit trotz der Oberflächenbehandlung aufrecht erhalten werden.By the lack of interaction of the ion beam with the material immediately on the surface Due to the high energy of at least 100 keV, the micro-roughness can the surface remain. In particular in a range of 0.05 to 0.2 nm RMS (root mean square) a spatial wavelength from 10 nm to 100 μm can maintain microroughness despite the surface treatment become.

Die Oberflächenabtragung mit unmittelbarem Herauslösen von Material ist bei den entsprechenden Energien vemachlässigbar. Die Oberflächenabsenkung mit Volumenänderung in einen Bereich von 100 nm Tiefe von der Oberfläche wird dagegen insbesondere durch eine Änderung der Materialstruktur im Abbremsbereich der Ionen erzielt. Sie ist abhängig von der Energie der auftreffenden Ionen sowie der Fluenz, d. h. der auftreffenden Ionen pro Fläche. Allerdings kann ab einer bestimmten Fluenz eine Sättigung eintreten. Die Änderung der Materialstruktur kann beispielsweise bei Quarzmaterial durch eine Umwandlung der durchschnittlichen 12-Ring-Tretraeder-Struktur in eine 3 bis 4-Ring-Tetraeder-Struktur bewirkt werden.The surface ablation with immediate detachment of material is negligible at the respective energies. The surface subsidence with volume change in particular, in a range of 100 nm depth from the surface by a change achieved the material structure in the deceleration of the ions. she is dependent from the energy of the incident ions as well as the fluence, d. H. the incident ions per area. However, from a certain fluence, saturation can occur enter. The change the material structure can, for example, in quartz material by a Transformation of the average 12-ring tetrahedral structure into a 3 to 4-ring tetrahedral structure be effected.

Der Strahlstrom des Ionenstrahls kann Werte von 1 bis 100 nA, vorzugsweise 5 bis 25 nA und insbesondere 10 nA betragen. Der Wert von 10 nA entspricht bei Si-Ionen ungefähr 6 × 10¹¹ Ionen pro Sekunde. Damit ergeben sich je nach Bestrahlungsdauer Fluenzen, also auftreffende Teilchen pro Fläche in der Größenordnung von 10¹³ bis 10¹⁶ Ionen pro cm².The beam current of the ion beam can be values of 1 to 100 nA, preferably 5 to 25 nA and in particular 10 nA. The value of 10 nA corresponds to approximately 6 × 10 ¹¹ ions per second for Si ions. Depending on the irradiation duration, fluences, ie impinging particles per area in the order of 10 ¹³ to 10 ¹⁶ ions per cm ² , thus result.

Der Ionenstrahl kann einen Durchmesser von 1 bis 5000 μm, insbesondere 10 bis 2000 μm, vorzugsweise 50 bis 200 μm aufweisen, wobei eine beliebig genaue Positionierung möglich ist. Allerdings ist für den vorliegenden Anwendungsfall eine Positionierung in der Größenordnung von einem Zehntel des Strahldurchmessers ausreichend, so dass der Ionenstrahl auf 0,1 bis 50 μm, insbesondere 1 bis 20 μm genau positioniert werden kann.Of the Ion beam can have a diameter of 1 to 5000 microns, in particular 10 to 2000 μm, preferably 50 to 200 μm have, with an arbitrarily accurate positioning is possible. However, it is for the present application, a positioning in the order of magnitude of one-tenth of the beam diameter sufficient, so that the Ion beam to 0.1 to 50 μm, in particular 1 to 20 microns can be accurately positioned.

Bei dem Verfahren kann der Ionenstrahl über die zu bearbeitende Oberfläche bewegt werden, wobei der Strahl durch entsprechende elektrische und/oder magnetische Komponenten abgelenkt und über die zu bearbeitende Oberfläche geführt wird. Alternativ könnte auch das Werkstück zum Ionenstrahl bewegt werden, wobei die Ablenkung des Ionenstrahls bei ortsfester, zu bearbeitender Oberfläche aufgrund der erzielbaren Positionsgenauigkeiten bevorzugt ist.at The method allows the ion beam to be moved over the surface to be processed be, wherein the beam by appropriate electrical and / or deflected magnetic components and is guided over the surface to be machined. Alternatively could also the workpiece be moved to the ion beam, the deflection of the ion beam for stationary, to be processed surface due to the achievable Positional accuracy is preferred.

Die Bearbeitung bzw. Behandlung kann in einem lateralen Bereich von bis zu einigen 100 mm erfolgen. Die Untergrenze ist hierbei durch den Strahldurchmesser gegeben und beträgt vorzugsweise 10 μm.The Processing or treatment may be in a lateral range of up to a few 100 mm. The lower limit is hereby given the beam diameter and is preferably 10 microns.

Als Ionen können unterschiedliche Spezies eingesetzt werden, wobei Ionen von Edel- oder Inertgasen, wie die Elemente der 8. Hauptgruppe des Periodensystems mit Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon oder Ununoctium sowie Stickstoff oder Sauerstoff vorteilhaft sind. Weiter können auch Ionen von den Elementen oder Verbindungen, die in dem zu bearbeitenden Material enthalten sind, verwendet werden. Insbesondere können für Quarzgläser oder glaskeramische Werkstoffe wie Zerodur, die bei optischen Elementen, insbesondere refraktiven oder diffraktiven optischen Elementen in Objektiven der Mikrolithographie Anwendung finden, Siliziumionen eingesetzt werden, da diese in das Netzwerk des Materials eingebaut werden können ohne als Fremdstoff zu weit reichenden Veränderungen der Materialeigenschaften zu führen. Allgemein werden deshalb Nichtmetalle oder Nichthalbmetalle, insbesondere soweit sie im optischen Element enthalten sind, bevorzugt.When Ions can different species are used, with ions of noble or inert gases, like the elements of the 8th main group of the periodic table with helium, Neon, argon, krypton, xenon, radon or ununoctium and nitrogen or Oxygen are advantageous. You can also get ions from the elements or compounds contained in the material to be processed are to be used. In particular, for quartz glasses or glass-ceramic materials like Zerodur, which in optical elements, in particular refractive or diffractive optical elements in objectives of microlithography Application find, silicon ions are used, since these in the Network of material can be installed without as foreign matter too far-reaching changes to guide the material properties. Generally, therefore, non-metals or non-ferrous metals, in particular as far as they are contained in the optical element, preferred.

Wie bereits oben erwähnt, kann eine Erhöhung des Brechungsindexes durch die Kompaktierung des Materials im Bereich des Abbremsbereichs der Ionen beobachtet werden, wobei der Brechungsindex bei Quarzglas bei einer Wellenlänge des verwendeten Lichts von 193 nm von 1,5 kontinuierlich auf 1,6 bis 1,7 erhöht werden kann. Dieser Effekt lässt sich bei optischen Elementen in vorteilhafter Weise ausnutzen, um Strukturen mit unterschiedlichen Brechungsindizes zu schaffen, was auch ein Aspekt dieser Erfindung ist.As already mentioned above, an increase in the refractive index can be observed by the compaction of the material in the region of the deceleration region of the ions, wherein the refractive index index at quartz glass at a wavelength of the used light of 193 nm can be continuously increased from 1.5 to 1.6 to 1.7. This effect can be exploited advantageously in optical elements to provide structures with different refractive indices, which is also an aspect of this invention.

Allgemein kann in dem Wellenlängenbereich, der für refraktive oder diffraktive optische Elemente bei der Mikrolithographie interessant ist, also in einem Wellenlängenbereich in der Größenordung zwischen 150 nm und 350 nm, insbesondere im Wellenlängenbereich von 190 nm bis 250 nm durch das erfindungsgemäße Verfahren eine kontinuierliche Erhöhung des Brechungsindex bei den entsprechenden optischen Materialien, wie Quarzglas, Quarz, auf Quarz basierten Gläsern, ULE (ultra low expansion)-Material oder glaskeramischen Material wie Zerodur, eine Brechungsindexerhöhung im Bereich von 0 bis 20%, insbesondere 5 bis 15% erreicht werden.Generally can in the wavelength range, the for refractive or diffractive optical elements in microlithography is interesting, so in a wavelength range in the order between 150 nm and 350 nm, in particular in the wavelength range from 190 nm to 250 nm by the method according to the invention a continuous increase the refractive index of the corresponding optical materials, such as quartz glass, quartz, quartz based glasses, ULE (ultra low expansion) material or glass ceramic material such as Zerodur, an index of refraction increase in the Range of 0 to 20%, especially 5 to 15% can be achieved.

Die Bearbeitung der Oberfläche eines entsprechenden optischen Elements oder Bauteils mit dem Ionenstrahl kann bei einer Umgebungstemperatur im Temperaturbereich von 0°C bis 50°C, vorzugsweise 15°C bis 30°C und insbesondere bei Raumtemperatur erfolgen.The Processing of the surface a corresponding optical element or component with the ion beam can at an ambient temperature in the temperature range from 0 ° C to 50 ° C, preferably 15 ° C to 30 ° C and especially at room temperature.

Nach der Ionenstrahlbehandlung kann das bearbeitete Bauteil einer Temperaturbehandlung und insbesondere einer Wärmebehandlung bei vorzugsweise mehr als 200°C, insbesondere 300°C oder mehr für eine Zeitdauer von mehreren Stunden und insbesondere 24 Stunden ausgesetzt werden, so dass mögliche strukturelle Schädigungen ausgeheilt werden können. Allerdings bleiben die erzielten geometrischen Effekte wie die Absenkung und/oder Abtragung der Oberfläche sowie die Kompaktierung des Materials im Abbremsbereich erhalten.To the ion beam treatment, the machined component of a temperature treatment and in particular a heat treatment preferably more than 200 ° C, especially 300 ° C or more for a period of several hours and in particular 24 hours be suspended, so that possible structural damage can be healed. However, the geometric effects achieved remain as the subsidence and / or removal of the surface as well as the compaction of the material obtained in the braking area.

Entsprechend können mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren optische Elemente hergestellt werden, wie insbesondere optische Linsen oder Spiegel, welche einen oberflächennahen Bereich aufweisen, der jedoch beabstandet zur Oberfläche ist, wobei der oberflächennahe Bereich eine gegenüber den umgebenden Bereichen erhöhten Brechungsindex aufweist ohne die Materialzusammensetzung zu ändern, also bei gleicher chemischer Zusammensetzung. Beispielsweise kann dadurch ein inselartiger Bereich mit erhöhtem Brechungsindex geschaffen werden, welcher zur Korrektur von Abbildungsfehlern in einem optischen System einer Mikrolithographieanlage, beispielsweise in einem Beleuchtungssystem oder im Projektionsobjektiv, dient. Darüber hinaus ist es auch möglich, vollflächig über die gesamte optische Oberfläche eines optischen Elements oder zumindest einen Teilbereich davon, eine Schicht mit erhöhtem Brechungsindex vorzusehen. Die Schicht kann dabei entsprechend der gewählten Energie der Ionen in einem Bereich von 100 nm unterhalb der Oberfläche bis zu 5 μm unterhalb der Oberfläche liegen.Corresponding can made with the present inventive method optical elements be, in particular optical lenses or mirrors, which a near-surface area but spaced from the surface, the near-surface Area one opposite increased the surrounding areas Refractive index without changing the material composition, ie with the same chemical composition. For example, it can an island-like area with elevated Refractive index are created, which for the correction of aberrations in an optical system of a microlithography apparatus, for example in a lighting system or in the projection lens. About that In addition, it is also possible, over the entire surface of the entire optical surface an optical element or at least a portion thereof, a layer with elevated Provide refractive index. The layer can according to the selected Energy of ions in a range of 100 nm below the surface up to 5 μm below the surface lie.

Entsprechend einer mehrfachen Behandlung desselben Oberflächenbereichs mit Ionen unterschiedlicher Energie können auch in Tiefenrichtung aufeinander folgende Bereiche mit unterschiedlichen Brechungsindizes erzeugt werden, wobei die Bereiche aneinander anliegen können oder durch Bereiche mit niedrigerem Brechungsindex getrennt sein können. Letzteres ist eine bevorzugte Struktur in einer Richtung quer zur Oberfläche, insbesondere senkrecht zur Oberfläche, bei der nacheinander Bereiche mit höherem und niedrigerem Brechungsindex abwechseln. Eine derartige Struktur kann als Reflektor für elektromagnetische Strahlung eingesetzt werden und entsprechend der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung bzgl. der Dicke der unterschiedlichen Bereiche angepasst sein kann.Corresponding a multiple treatment of the same surface area with ions of different Energy can also in the depth direction successive areas with different refractive indices be generated, wherein the areas may abut each other or may be separated by regions of lower refractive index. The latter is a preferred structure in a direction transverse to the surface, in particular perpendicular to the surface, alternate successively areas with higher and lower refractive index. Such a structure can be used as a reflector for electromagnetic radiation be inserted and according to the wavelength of the electromagnetic Radiation with respect to the thickness of the different areas adapted can be.

Die Bereiche mit höherem Brechungsindex können hierbei mit Oberflächenabschnitten korrespondieren, die gegenüber umliegenden Oberflächenabschnitten abgesenkt sind, so dass durch die oberflächennahe Strukturierung mit unterschiedlichen Brechungsindizes gleichzeitig eine Topographiestruktur gegeben ist. Dies ist beispielsweise dann gegeben, wenn das erfindungsgemäße Verfahren an einer ursprünglich ebenen Oberfläche angewandt wird. Demgegenüber kann das Verfahren jedoch auch an einer bereits strukturierten Oberfläche, also einer Oberfläche mit einer Topographieausbildung, eingesetzt werden, so dass nach der Anwendung des Verfahrens in oberflächennahen Bereichen unterschiedliche Brechungsindizes vorliegen, aber die Oberfläche wiederum eben bzw. glatt ist.The Areas with higher Refractive index can here with surface sections correspond, the opposite surrounding surface sections are lowered, so that by the near-surface structuring with different refractive indices simultaneously a topography structure given is. This is for example given when the inventive method at an original even surface is applied. In contrast, However, the method can also on an already structured surface, ie a surface with a topography education, are used, so that after the application of the method in near-surface areas different Refractive indices are present, but the surface again flat or smooth is.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Figuren zeigen in rein schematischer Weise inFurther Advantages, characteristics and characteristics are in the following detailed description of an embodiment with reference to the accompanying drawings clear. The figures show in a purely schematic way in

1 das Prinzipbild einer Vorrichtung, die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann; 1 the schematic diagram of a device that can be used for the inventive method;

2 eine Darstellung der Wirkungsweise des Verfahrens; 2 a representation of the operation of the method;

3 eine Schnittansicht durch die Oberfläche eines ersten optischen Elements; und in 3 a sectional view through the surface of a first optical element; and in

4 eine Schnittansicht durch die Oberfläche eines zweiten optischen Elements. 4 a sectional view through the surface of a second optical element.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMPREFERRED EMBODIMENT

Die 1 zeigt in einer Schemadarstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einer Ionenquelle 1 werden Ionen erzeugt, die durch eine mittels einer Spannungsquelle 6 entsprechend angelegte Spannung auf eine Lochblende 2 beschleunigt werden. Durch eine Ionenstrahloptik 3, die aus geeigneten elektrischen und/oder magnetischen Komponenten aufgebaut ist, kann der Ionenstrahl 5 fokussiert werden. Der fokussierte Strahl 5 kann durch eine Ablenkungseinheit 4, die wiederum entsprechende elektrische und/oder magnetische Komponenten aufweist, in zwei unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden, die durch die Doppelpfeile dargestellt sind. Entsprechend lässt sich der Elektronenstrahl 5 rasterartig über das zu bearbeitende bzw. behandelnde Bauteil 7 führen, wobei dort die Ionen in Wechselwirkung mit dem Werkstoff des zu bearbeitenden Bauteils 7 treten.The 1 shows a schematic representation of a device for carrying out the method according to the invention. In an ion source 1 ions are generated by means of a voltage source 6 appropriately applied voltage on a pinhole 2 be accelerated. Through an ion beam optic 3 , which is constructed of suitable electrical and / or magnetic components, the ion beam 5 be focused. The focused beam 5 can by a deflection unit 4 , which in turn has corresponding electrical and / or magnetic components, are deflected in two different directions, which are represented by the double arrows. Accordingly, the electron beam can be 5 like a grid over the component to be processed or treated 7 lead, where there the ions in interaction with the material of the component to be machined 7 to step.

Die Erzeugung der Ionen in der Ionenquelle 1 sowie eine mögliche Extraktion der Ionen durch ein elektrostatisches Feld bzw. Separation der Ionen entsprechend ihrer Masse in einem Magnetfeld kann nach den bekannten Verfahren durchgeführt werden und ist hier nicht näher dargestellt und erläutert.The generation of ions in the ion source 1 and a possible extraction of the ions by an electrostatic field or separation of the ions according to their mass in a magnetic field can be carried out according to the known methods and is not shown and explained in detail here.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde eine in der 1 dargestellte Vorrichtung verwendet, um Siliziumionen mit Energien im Bereich von 500 bis 2000 keV auf Quarz einzustrahlen. Bei 700 keV-Si-Ionen betrug die Reichweite der Ionen im Material ca. 1 μm, wobei die maximale Reichweite von der Energie der verwendeten Ionen mit E^2/3 abhängt. Der physikalische Materialabtrag liegt bei einer Bestrahlung mit 10¹⁶ Ionen pro cm² bei 1 nm, während die effektive Oberflächenabsenkung einige zehn nm durch eine Änderung der Materialstruktur im Abbremsbereich der Ionen beträgt.According to a preferred embodiment, one in the 1 shown apparatus used to irradiate silicon ions with energies in the range of 500 to 2000 keV on quartz. For 700 keV Si ions, the range of the ions in the material was about 1 μm, with the maximum range depending on the energy of the ions used, which is E ^2/3 . The physical material removal is 1 nm when irradiated with 10 ¹⁶ ions per cm ² , while the effective surface reduction is several tens of nm due to a change in the material structure in the deceleration region of the ions.

Durch die Kompaktierung im Abbremsbereich der Siliziumionen kommt es dort zu einer Erhöhung des Brechungsindex auf Werte von 1,6 bis 1,7.By the compacting in the deceleration region of the silicon ions occurs there to an increase the refractive index to values of 1.6 to 1.7.

An die Behandlung mit dem Ionenstrahl schließt sich eine Temperaturbehandlung bei 300°C über 24 Stunden an. Durch die Temperaturbehandlung werden die erzielten geometrischen Effekte hinsichtlich der Absenkung der Oberfläche und Kompaktierung im darunter liegenden Bereich nicht verändert. Allerdings kommt es zu einer Ausheilung von sonstigen Fehlstrukturen, da die vor dem Tempern gefundenen Absorptionsmaxima bei Wellenlängen von 216 nm, 243 nm und 280 nm nach der Temperaturbehandlung nicht mehr nachweisbar sind. Eine Änderung der Transmission bei einer Wellenlänge von 193 nm ist durch die gesamte Behandlung des Quarzes nicht feststellbar.At the treatment with the ion beam is followed by a temperature treatment at 300 ° C for 24 hours at. By the temperature treatment, the obtained geometric Effects regarding surface subsidence and compaction below lying area not changed. However, there is an annealing of other faulty structures, since the absorption maxima found before annealing at wavelengths of 216 nm, 243 nm and 280 nm after the temperature treatment no longer are detectable. A change the transmission at a wavelength of 193 nm is due to the entire treatment of the quartz not detectable.

Die 2 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Wechselwirkung der Ionenstrahlen mit dem zu behandelnden Material in Form zweier Schemabilder a) und b). Im linken Teilbild der 2a) ist die Oberfläche 8 des zu behandelnden Werkstücks 7 mit einer Oberflächenunebenheit 12 in Form einer Oberflächenerhöhung dargestellt. Durch die Behandlung des Bereichs der Oberfläche 8, der mit der Oberflächenerhöhung 12 verbunden ist, durch Ionenstrahlen 5 entsprechend dem vorgestellten Verfahren, kommt es aufgrund der hohen Energie der Ionen > 100 keV bzw. > 500 keV im gewählten Ausführungsbeispiel zu einem Eindringen der Ionen in einen Bereich 10 unterhalb der Oberfläche 8 des Materials. In dem Eindringbereich 10 werden die Ionen überwiegend durch unelastische Teilchenstöße abgebremst, so dass dort eine Änderung der Struktur des Materials und eine Kompaktierung durch Umlagerung in einen energetisch günstigeren Zustand eintreten.The 2 shows the application of the method according to the invention and the interaction of the ion beams with the material to be treated in the form of two scheme images a) and b). In the left part of the picture 2a ) is the surface 8th of the workpiece to be treated 7 with a surface unevenness 12 represented in the form of a surface elevation. By treating the area of the surface 8th that with the surface elevation 12 is connected by ion beams 5 According to the presented method, due to the high energy of the ions> 100 keV and> 500 keV in the chosen embodiment, the ions penetrate into a region 10 below the surface 8th of the material. In the penetration area 10 The ions are decelerated mainly by inelastic particle collisions, so that there occur a change in the structure of the material and a compacting by rearrangement in a lower energy state.

Zudem kommt es vereinzelt auch zu einem Herauslösen von Material aus dem Werkstück 7, wobei das herausgelöste Material, wie die Pfeile 9 andeuten, nicht aus einem Bereich unmittelbar an der Oberfläche 8 stammt, sondern aus darunter liegenden Bereichen. An der Oberfläche 8 tritt unmittelbar keine Wechselwirkung mit den hochenergetischen Ionen des Ionenstrahls 5 auf, da die kinetische Energie der Ionen in diesem Bereich zu hoch ist. Dadurch wird auch die Oberflächenstruktur unmittelbar, d. h. die Oberflächenrauhigkeit nicht verändert und bleibt erhalten, wie auch das Teilbild b) der 2 für den Zustand nach der Behandlung zeigt.In addition, it occasionally comes to a detachment of material from the workpiece 7 , wherein the dissolved out material, like the arrows 9 suggest, not from an area immediately on the surface 8th but from underlying areas. On the surface 8th does not interact directly with the high-energy ions of the ion beam 5 because the kinetic energy of the ions in this region is too high. As a result, the surface structure directly, ie, the surface roughness is not changed and is retained, as well as the part of image b) the 2 for the condition after treatment shows.

Durch die Kompaktierung des Abbremsbereichs 10 mittels der eingestrahlten, hochenergetischen Ionen liegt somit nach der Behandlung ein entsprechend kompaktierter Bereich 11 unterhalb der Oberfläche 8' vor, wobei die Oberflächenerhöhung 12' beseitigt worden ist. In dem kompaktierten Bereich 11 liegt ein erhöhter Brechungsindex des behandelten Quarzes im Bereich von 1,6 bis 1,7 vor.By compaction of the braking area 10 By means of the irradiated, high-energy ions thus lies after treatment a correspondingly compacted area 11 below the surface 8th' before, wherein the surface elevation 12 ' has been eliminated. In the compacted area 11 For example, an increased refractive index of the treated quartz is in the range of 1.6 to 1.7.

Die 3 zeigt eine Schnittansicht durch die Oberfläche eines optischen Elements, welches mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt worden ist. Die Oberfläche weist dabei Abschnitte 80 auf, die unbehandelt sind, sowie Abschnitte 81, die mit entsprechenden Ionen bestrahlt worden sind. Folglich finden sich unter den Abschnitten 81, in denen eine Bearbeitung des optischen Elements mit hochenergetischen Ionenstrahlen stattgefunden hat, kompaktierte Bereiche 110, die beispielsweise einen höheren Brechungsindex aufweisen. Bei zwei kompaktierten Bereichen 110 geht die Kompaktierung einher mit einer Absenkung des Oberflächenabschnitts 81 gegenüber den umliegenden, nicht bearbeiteten Abschnitten 80. Bei dem in der 3 auf der linken Seite gezeigten kompaktierten Bereich 110 ist der zugehörige Oberflächenabschnitt 81 in der gleichen Ebene angeordnet, wie der benachbarte, unbehandelte Abschnitt 80. Dies ergibt sich dann, wenn, wie in 2 gezeigt, der ursprüngliche Oberflächenabschnitt erhöht gegenüber den umliegenden Abschnitten war, so dass durch die Kompaktierung ein Flächenausgleich stattgefunden hat.The 3 shows a sectional view through the surface of an optical element, which has been treated by the method according to the present invention. The surface has sections 80 which are untreated, as well as sections 81 , which have been irradiated with appropriate ions. Consequently, see the sections 81 in which processing of the optical element with high-energy ion beams has taken place, compacted areas 110 which have, for example, a higher refractive index. For two compacted areas 110 the compacting is accompanied by a lowering of the surface section 81 opposite the surrounding unprocessed sections 80 , In the in the 3 on the left side shown compacted area 110 is the associated surface section 81 arranged in the same plane as the adjacent, untreated section 80 , This arises when, as in 2 shown, the original surface portion was increased relative to the surrounding sections, so that by the compaction, an area compensation has taken place.

Die 4 zeigt in einer weiteren Schnittansicht durch den Oberflächenbereich eines optischen Elements die Ausbildung einer Schichtstruktur aus Bereichen mit nicht erhöhtem Brechungsindex 113, 114 und Bereichen mit erhöhtem Brechungsindex 111, 112.The 4 shows in a further sectional view through the surface region of an optical element, the formation of a layer structure of regions with non-increased refractive index 113 . 114 and regions of increased refractive index 111 . 112 ,

Das unbehandelte Material 115 kann beispielsweise einen Brechungsindex von 1,5 bei einer Wellenlänge des verwendeten Lichts von 193 nm aufweisen. Durch aufeinanderfolgendes oder gleichzeitiges Bestrahlen mit Ionen unterschiedlicher Energie, durch welche die Ionen in unterschiedliche tiefe Bereiche 111 und 112 eindringen, wird das entsprechende Material kompaktiert und eine Erhöhung des Brechungsindex in den Bereichen 111 und 112 erzeugt. Zwischen den Bereichen 111 und 112 mit erhöhtem Brechungsindex kann ein Bereich 114, wie in 4 gezeigt, vorliegen, in dem der ursprünglich niedrigere Brechungsindex vorliegt. Allerdings kann die Energie der Ionen auch so eingestellt werden, dass die Bereiche mit erhöhtem Brechungsindex 111, 112 benachbart zueinander liegen oder kontinuierlich ineinander übergehen. Aufgrund der Verwendung von hochenergetischen Ionen mit einer Mindestenergie bleibt ein unveränderter Bereich 113 unmittelbar in Nachbarschaft zur Oberfläche 180.The untreated material 115 For example, it may have a refractive index of 1.5 at a wavelength of the used light of 193 nm. By sequential or simultaneous irradiation with ions of different energy, through which the ions in different deep areas 111 and 112 penetrate, the corresponding material is compacted and an increase in the refractive index in the areas 111 and 112 generated. Between the areas 111 and 112 with increased refractive index can be an area 114 , as in 4 shown, in which the originally lower refractive index is present. However, the energy of the ions can also be adjusted so that the regions of increased refractive index 111 . 112 lie adjacent to each other or continuously merge into each other. Due to the use of high-energy ions with a minimum energy remains an unchanged range 113 immediately adjacent to the surface 180 ,

Mit einer Struktur, wie sie in der 4 gezeigt ist, kann ein Reflektor ausgebildet werden, bei welchem die Brechungsindizes der Teilschichten 111, 112, 113, 114 und 115 sowie ihre entsprechende Dicken so eingestellt sind, dass Licht mit einer bestimmten Wellenlänge reflektiert wird.With a structure like that in the 4 is shown, a reflector may be formed in which the refractive indices of the sub-layers 111 . 112 . 113 . 114 and 115 and their respective thicknesses are adjusted to reflect light of a particular wavelength.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass Abwandlungen und Änderungen insbesondere in einer unterschiedlichen Kombination der beschriebenen Merkmale der Erfindung als auch das Weglassen einzelner Merkmale möglich ist, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.Even though the present invention based on a preferred embodiment has been described in detail is obvious to the expert, that modifications and changes in particular in a different combination of the features described the invention as well as the omission of individual features is possible, without departing from the scope of the appended claims.

Claims

Method for processing the surface of a component by means of an ion beam, which is directed onto the surface to be processed so that the surface is at least partially lowered, characterized in that the ions have a kinetic energy of 100 keV and more.

Method for processing an optical element especially for an optical system of a microlithography system by means of a Ion beam, which steered to the optical element to be processed is, preferably according to the method according to claim 1, characterized in that the ions are kinetic Have energy of 100 keV and more.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the ions have a kinetic energy of 200 keV or more, preferably 400 keV or more, in particular 500 keV to 5000 keV, most preferably 600 keV to 2000 keV.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the processing of an optically effective usable surface an optical component takes place.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the processing is at one with a layer provided surface he follows.

Method according to claim 5, characterized in that the layer is an antireflection layer or a reflective layer is.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a structuring laterally over the surface to be processed and / or in the depth direction is achieved.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the same surface area successively or is processed simultaneously with ions of different energy.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that during processing the micro-roughness in particular in the range of 0.05 to 0.20 nm rms (root mean square; square deviation) at a spatial wavelength of 10 nm to 100 microns remains.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by adjusting the energy of the ions and / or the fluence the height the surface subsidence and / or ablation is set.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the beam current is 1 to 100 nA, preferably 5 to 25 nA, in particular about 10 nA.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fluence is 10 ¹³ to 10 ¹⁶ ions / cm ² .

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ion beam has a diameter of 1 to 5000 μm, in particular 10 to 2000 μm, preferably 50 to 200 microns having.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ion beam to 0.1 to 50 microns, in particular 1 to 20 μm can be accurately positioned.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ion beam moves over the surface to be processed is, especially in stationary, to be machined surface and deflected ion beam.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the treatment is lateral in a range of 10 μm to a few 100 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as ions of noble or inert gases or ions Ions contained in the material to be processed, in particular Si ions for quartz glasses or glass-ceramic materials, such as Zerodur, are used.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as ions non-metals and / or non-ferrous metals be used.

Method according to one of the preceding claims, characterized that is a diffractive, refractive or reflective edited optical element, in particular a lens or a mirror becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the refractive index of a processed optical Elements in the braking region of the ions is increased, especially in quartz glass to 1.6 to 1.7.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the refractive index is from 0 to 20%, preferably 5 to 15% increased becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ion beam at an ambient temperature from 0 ° C to 50 ° C, in particular 15 ° C to 30 ° C, preferably room temperature directed to the surface to be processed becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the machined component after the treatment is exposed to the ion beam of a temperature treatment, in particular a heat treatment, preferably at more than 200 ° C, preferably 300 ° C or more for a period of several hours, in particular 24 hours or more.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the surface at least partially removed.

Optical element for microlithography with a near-surface Area spaced from the surface, characterized that the area is opposite heightened the surrounding area Has refractive index.

Optical element according to Claim 25, characterized that multiple areas with elevated Refractive index in a direction transverse to the surface adjacent to each other and / or successively alternating with areas of lower refractive index available.

Optical element according to one of claims 25 or 26, characterized in that the regions of increased refractive index below a surface section present, which lies with adjacent sections at the same height or opposite is lowered adjacent sections.

Optical element according to one of claims 25 to 27, characterized in that the near-surface region or the regions with elevated Refractive index and the surrounding areas or area (s) With a lower refractive index essentially not in the Different composition.

Optical element according to one of claims 25 to 29, characterized in that the refractive index in the areas with higher Refractive index the areas of lower refractive index by 2% to 20%, in particular 5% is increased to 15%, preferably 7% to 10%.

Optical element according to one of claims 25 to 29, characterized in that the optical element comprises quartz, wherein at least one region having a refractive index of 1.5 and at least one region with a refractive index of 1.6 to 1.7 at one wavelength of 193 nm

Optical element according to one of claims 25 to 30, characterized in that the near-surface area extends to a depth of up to 5 microns from the surface

Optical element according to one of claims 25 to 31, characterized in that the optical element has areas with comprising different compositions.

Optical element according to claim 32, characterized that an area has a surface layer, in particular an antireflection layer or a reflection layer is.