[发明专利]制作用于光学元件的基板的方法以及反射光学元件

说明书

本发明关于用以制作用于光学元件(11)的基板(10)的方法，其包含：引入起始材料(较佳为金属或半金属)至容器中并熔化该起始材料、通过从配置于容器的基座的区域中的多个单晶晶种盘开始定向地固化熔化的起始材料来制作具有准单晶体积区域(8)的材料体、以及通过处理材料体来制作基板(10)，以形成光学表面(12)。本发明还关于反射光学元件(11)，特别是用以反射EUV辐射(14)，其包含：具有光学表面(12)的基板(10)，其中反射涂层(13)施加于光学表面(12)上。基板(10)一般是根据前述方法制作且具有准单晶体积区域(8)。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月17日提交的德国专利申请10 2018 207 759.2的优先权，该申请的全部公开内容被视为本申请的公开内容的一部分并通过引用并入本申请的公开内容中。

技术领域

本发明关于用于制作光学元件(特别是反射光学元件)的基板的方法，以及关于包含具有反射涂层被施加于其上的光学表面的基板的反射光学元件，其中基板特别是通过该方法来制作。

背景技术

单晶硅(m-Si)通常用作光学元件的基板材料，特别是用于反射镜形式的反射光学元件，其必须具有高导热率。具有这类硅基板的反射镜可例如为水冷同步加速器光学单元。用于此目的的高品质单晶硅实际上仅使用Czochralski方法制作，因为使用此方法可实现最高的结晶品质。在Czochralski方法中，通过单晶晶种从硅熔体中拉出圆柱形单晶晶体(晶锭(ingot))。Czochralski方法主要用于半导体工业的硅晶片制作。

可由单晶硅制作的光学元件的最大尺寸(特别是最大直径)由市售的CzochralskiSi晶锭的尺寸和价格决定。目前，最大的商业上可用的晶锭来自450毫米晶片开发。这些Si晶锭限制基板尺寸为直径约为450mm、长度约为1米的圆柱体。迄今为止还不能实现由超过这些尺寸的单晶硅构成的光学元件，或是它们需要非常昂贵且复杂的大型Czochralski Si晶锭的新开发以及相关的设备技术，这将与制作这类基板的高成本有关。

这激发了所谓的垂直梯度凝固(VGF)方法的发展，这是制作多晶(poly-或multicrystalline)硅的方法的进一步发展。VGF方法包含在以起始材料填充的容器的基座上配置多个单晶晶种盘。起始材料熔化并在晶种盘上方以(准)单晶材料的形式定向地固化。

N.Stoddard等人在Solid State Phenomena，Vol.131-133，pages 1-8，2008所发表的文章“铸造单晶硅：来自BP Solar′s Mono^2TM晶片的新型缺陷轮廓”特别研究了前文所进一步描述的制作方法中发生的缺陷类型。

DE 10 2012 102 597 A1提出了一种垂直梯度凝固方法，其中晶种盘的晶轴之一相对于垂直方向倾斜一预定锐角，且彼此直接相邻的晶种盘不同地定向。晶种盘及其边缘可被处理使得后者直接相对放置并具有最小的倾斜和错位，且完全地覆盖熔化坩埚的基座。

DE 10 2012 203 524 A1描述了一种用于制作硅晶锭的方法，其中在容器的基座壁上形成和/或配置至少一个扁平单晶晶种，以避免在邻接容器侧壁的边缘区域中产生双晶作用并延伸到容器的内部。

DE 10 2012 203 706 A1描述了一种用于制作硅晶锭的方法，其中具有110方向的晶体结构的多个晶种模板配置在容器的基座。至少两个晶种模板配置成使得它们具有110方向，这些方向相对于彼此倾斜0.2°至10°的范围中的角度。在将晶种模板配置在容器中之后，可将硅片配置在容器中并熔化。

发明内容

本发明的目的

本发明的目的为提供用以制作用于光学元件的基板的方法，通过此方法，即使是大体积的基板也可低成本地制作，且本发明的目的为提供包含此基板的反射光学元件。

本发明的主题