JP2000258601A - ＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合成石英ガラス部材 - Google Patents
ＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合成石英ガラス部材Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高い均質性を有するとともにＡｒＦエキシマレ
ーザー光に対する透過性が高い上に、耐レーザー性にも
優れたＡｒＦエキシマレーザー用合成石英ガラス部材を
提供すること。 【解決手段】高純度の合成石英ガラスからなり、層状構
造、３方向の脈理及び内部歪が熱的、機械的に除去さ
れ、光学軸と直交する面内の屈折率分布Δｎが１×１０
-6以下、光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎが５×１
０-6以下、複屈折量が２ｎｍ／ｃｍ以下、水素分子濃度
が２×１０17分子／ｃｍ3以上で、かつ波長１９３．４
ｎｍに対する内部透過率が９９．８％以上であることを
特徴とするＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合
成石英ガラス部材。
ーザー光に対する透過性が高い上に、耐レーザー性にも
優れたＡｒＦエキシマレーザー用合成石英ガラス部材を
提供すること。 【解決手段】高純度の合成石英ガラスからなり、層状構
造、３方向の脈理及び内部歪が熱的、機械的に除去さ
れ、光学軸と直交する面内の屈折率分布Δｎが１×１０
-6以下、光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎが５×１
０-6以下、複屈折量が２ｎｍ／ｃｍ以下、水素分子濃度
が２×１０17分子／ｃｍ3以上で、かつ波長１９３．４
ｎｍに対する内部透過率が９９．８％以上であることを
特徴とするＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合
成石英ガラス部材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザーを光
源とするリソグラフィー装置の光学系に使用する合成石
英ガラス部材、さらに詳しくはＡｒＦエキシマレーザー
リソグラフィー装置のレンズ、プリズム、ビームスプリ
ッター等の照明系、投影系に使用する合成石英ガラス部
材に関するものである。
源とするリソグラフィー装置の光学系に使用する合成石
英ガラス部材、さらに詳しくはＡｒＦエキシマレーザー
リソグラフィー装置のレンズ、プリズム、ビームスプリ
ッター等の照明系、投影系に使用する合成石英ガラス部
材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩの高集積化とともに、ウェ
ーハ上に描く集積回路のパターンも微細化の一途をたど
り、クオーターミクロン（０．２５μｍ）以下の超微細
パターンが描画された超ＬＳＩの量産化が始まりだして
いる。このような超微細パターンを得るには、それを描
画する露光光源も短波長化する必要があり、エキシマレ
ーザーを光源とするステッパーが開発され、既にＫｒＦ
エキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を光源とするステ
ッパーが実用化され、さらに次世代のステッパーとして
ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を光源とす
るステッパーが注目を集めている。このＫｒＦエキシマ
レーザーやＡｒＦエキシマレーザーのような短波長領域
においても十分な透過性を示す硝材としては石英ガラス
や蛍石等が挙げられるが、中でも高純度の珪素化合物等
を火炎加水分解し、透明ガラス化して得た合成石英ガラ
スは、２６０ｎｍ以下の波長領域でも高い透過性を示す
ところから、エキシマレーザーを光源とするリソグラフ
ィー用光学材料として好適である。特にＡｒＦエキシマ
レーザーリソグラフィー装置の光学材料として合成石英
ガラスを使用する場合には、特開平１０−５３４３２号
公報に記載するように波長１９３．４ｎｍの内部透過率
が９９．８％を許容限度とするという。そのため同公報
ではＮａ濃度を２０ｐｐｂ以下と規定する。このＮａ濃
度が２０ｐｐｂ以下の合成石英ガラスは、均質化処理等
の二次加熱処理によるＮａ汚染を防ぐため石英ガラスの
合成条件を厳しく管理した製造方法で製造されている
（特開平１０−５３４３２号公報段落(００１７)〜(０
０１９)参照）。このように合成石英ガラスの製造条件
を厳しく設定することで得られたインゴットの縦方向
（光学軸）の均質性を高くすることはできるが、これと
垂直方向（以下横方向という）の均質性を高くすること
は困難である。さらに困難なのは横方向の脈理の除去で
ある。これは成長中の条件が少しでも変わると発生し、
極めて厳しい製造条件下で合成石英ガラスインゴットを
製造する必要がある。そして回避不可能なのが横方向の
成長縞である。これは合成石英ガラスインゴットの成長
方向に規則的に現れる現象で、通常ｌａｙｅｒ又は層状
構造と呼ばれ、成長方向と垂直な方向から光を透過させ
たときに観測される干渉縞の周期的な細かいギザギザと
して認識される。この層状構造は、スートを堆積するタ
ーゲットを回転しスート又はガラスを成長させる際にで
きる微細な周期的な構造変動であり、濃い、薄いの差は
あるが製造条件の設定だけで完全に除去することは不可
能である。そしてこの層状構造は、例えばビームスプリ
ッター等の投影系として合成石英ガラスを使用する場合
大きな障害となる（ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ Ｖ
ｏｌ．３１， Ｎｏ．３１，ｐ６６５８〜６６６１等参
照）。このように、特開平１０−５３４３２号公報記載
の合成石英ガラスは、均質性の点においてＡｒＦエキシ
マレーザーリソグラフィー用合成石英ガラス部材、特に
大型が要求される投影系の合成石英ガラス部材として十
分満足して使用できるものではなかった。そのため、前
記公報記載の合成石英ガラスにあっても同公報でいう二
次熱処理は不可欠である。ところが、前記均質化処理工
程や成型工程では処理温度が１８００℃を超える非常に
高い温度で実施され、また、除歪処理工程も処理温度が
１１００℃程度と比較的低い温度ではあるが、処理に長
時間を要する。そのため前記二次熱処理の間に炉材、坩
堝、雰囲気からＮａの熱拡散が起こり部材が汚染され、
透過率が低下することになる。このＮａの熱拡散により
石英ガラスは外表面から内部に向ってＮａの濃度勾配が
生じ、その外表面近傍でＮａ濃度が高く、内部では低く
なる。このＮａの濃度勾配により石英ガラスの透過率分
布がもたらされ、例えば前記合成石英ガラス部材でレン
ズを作成すると、外周部が中央部に対して透過率が低下
し、その結果、一様な透過光強度が得られないばかりで
なく、光吸収による屈折率分布が生じ、ＡｒＦエキシマ
レーザーリソグラフィー用露光装置の光学材料としての
使用が困難となる。
ーハ上に描く集積回路のパターンも微細化の一途をたど
り、クオーターミクロン（０．２５μｍ）以下の超微細
パターンが描画された超ＬＳＩの量産化が始まりだして
いる。このような超微細パターンを得るには、それを描
画する露光光源も短波長化する必要があり、エキシマレ
ーザーを光源とするステッパーが開発され、既にＫｒＦ
エキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を光源とするステ
ッパーが実用化され、さらに次世代のステッパーとして
ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を光源とす
るステッパーが注目を集めている。このＫｒＦエキシマ
レーザーやＡｒＦエキシマレーザーのような短波長領域
においても十分な透過性を示す硝材としては石英ガラス
や蛍石等が挙げられるが、中でも高純度の珪素化合物等
を火炎加水分解し、透明ガラス化して得た合成石英ガラ
スは、２６０ｎｍ以下の波長領域でも高い透過性を示す
ところから、エキシマレーザーを光源とするリソグラフ
ィー用光学材料として好適である。特にＡｒＦエキシマ
レーザーリソグラフィー装置の光学材料として合成石英
ガラスを使用する場合には、特開平１０−５３４３２号
公報に記載するように波長１９３．４ｎｍの内部透過率
が９９．８％を許容限度とするという。そのため同公報
ではＮａ濃度を２０ｐｐｂ以下と規定する。このＮａ濃
度が２０ｐｐｂ以下の合成石英ガラスは、均質化処理等
の二次加熱処理によるＮａ汚染を防ぐため石英ガラスの
合成条件を厳しく管理した製造方法で製造されている
（特開平１０−５３４３２号公報段落(００１７)〜(０
０１９)参照）。このように合成石英ガラスの製造条件
を厳しく設定することで得られたインゴットの縦方向
（光学軸）の均質性を高くすることはできるが、これと
垂直方向（以下横方向という）の均質性を高くすること
は困難である。さらに困難なのは横方向の脈理の除去で
ある。これは成長中の条件が少しでも変わると発生し、
極めて厳しい製造条件下で合成石英ガラスインゴットを
製造する必要がある。そして回避不可能なのが横方向の
成長縞である。これは合成石英ガラスインゴットの成長
方向に規則的に現れる現象で、通常ｌａｙｅｒ又は層状
構造と呼ばれ、成長方向と垂直な方向から光を透過させ
たときに観測される干渉縞の周期的な細かいギザギザと
して認識される。この層状構造は、スートを堆積するタ
ーゲットを回転しスート又はガラスを成長させる際にで
きる微細な周期的な構造変動であり、濃い、薄いの差は
あるが製造条件の設定だけで完全に除去することは不可
能である。そしてこの層状構造は、例えばビームスプリ
ッター等の投影系として合成石英ガラスを使用する場合
大きな障害となる（ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ Ｖ
ｏｌ．３１， Ｎｏ．３１，ｐ６６５８〜６６６１等参
照）。このように、特開平１０−５３４３２号公報記載
の合成石英ガラスは、均質性の点においてＡｒＦエキシ
マレーザーリソグラフィー用合成石英ガラス部材、特に
大型が要求される投影系の合成石英ガラス部材として十
分満足して使用できるものではなかった。そのため、前
記公報記載の合成石英ガラスにあっても同公報でいう二
次熱処理は不可欠である。ところが、前記均質化処理工
程や成型工程では処理温度が１８００℃を超える非常に
高い温度で実施され、また、除歪処理工程も処理温度が
１１００℃程度と比較的低い温度ではあるが、処理に長
時間を要する。そのため前記二次熱処理の間に炉材、坩
堝、雰囲気からＮａの熱拡散が起こり部材が汚染され、
透過率が低下することになる。このＮａの熱拡散により
石英ガラスは外表面から内部に向ってＮａの濃度勾配が
生じ、その外表面近傍でＮａ濃度が高く、内部では低く
なる。このＮａの濃度勾配により石英ガラスの透過率分
布がもたらされ、例えば前記合成石英ガラス部材でレン
ズを作成すると、外周部が中央部に対して透過率が低下
し、その結果、一様な透過光強度が得られないばかりで
なく、光吸収による屈折率分布が生じ、ＡｒＦエキシマ
レーザーリソグラフィー用露光装置の光学材料としての
使用が困難となる。
【０００３】また、この合成石英ガラス部材をＡｒＦエ
キシマレーザーリソグラフィー用露光装置の透過材料と
して好適に使用するには、耐レーザー性、すなわち高透
過性及び高均質性を長期に渡って安定に維持することが
重要である。一般的に、石英ガラスにエキシマレーザー
を照射すると、Ｅ’ｃｅｎｔｅｒやＮＢＯＨＣと呼ばれ
る常磁性欠陥が生成し、これらの欠陥が紫外線領域に吸
収帯を持つため、紫外線領域の透過率が低下する。ま
た、レーザーコンパクションと呼ばれている、レーザー
照射に伴う石英ガラスの収縮もみられ、この収縮のため
屈折率が上昇し、露光装置のレンズ材の結像特性が悪化
する。
キシマレーザーリソグラフィー用露光装置の透過材料と
して好適に使用するには、耐レーザー性、すなわち高透
過性及び高均質性を長期に渡って安定に維持することが
重要である。一般的に、石英ガラスにエキシマレーザー
を照射すると、Ｅ’ｃｅｎｔｅｒやＮＢＯＨＣと呼ばれ
る常磁性欠陥が生成し、これらの欠陥が紫外線領域に吸
収帯を持つため、紫外線領域の透過率が低下する。ま
た、レーザーコンパクションと呼ばれている、レーザー
照射に伴う石英ガラスの収縮もみられ、この収縮のため
屈折率が上昇し、露光装置のレンズ材の結像特性が悪化
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】こうした現状に鑑み、
本発明者等は、鋭意研究を続けた結果、高純度の珪素化
合物を用いて製造した合成石英ガラスインゴットの層状
構造、３方向の脈理及び内部歪を熱的及び機械的に除去
し、Ｎａ濃度が２５〜６０ｐｐｂの合成石英ガラス部材
に、波長２６０ｎｍ以下の連続紫外線を照射すること
で、高透過率で高均質性である上に、耐レーザー性にも
優れた合成石英ガラス部材が得られることを見出して、
本発明を完成したものである。すなわち、
本発明者等は、鋭意研究を続けた結果、高純度の珪素化
合物を用いて製造した合成石英ガラスインゴットの層状
構造、３方向の脈理及び内部歪を熱的及び機械的に除去
し、Ｎａ濃度が２５〜６０ｐｐｂの合成石英ガラス部材
に、波長２６０ｎｍ以下の連続紫外線を照射すること
で、高透過率で高均質性である上に、耐レーザー性にも
優れた合成石英ガラス部材が得られることを見出して、
本発明を完成したものである。すなわち、
【０００５】本発明は、高い均質性を有するとともにＡ
ｒＦエキシマレーザーに対する透過率が高く、かつ耐レ
ーザー性にも優れたＡｒＦエキシマレーザー用合成石英
ガラス部材を提供することを目的とする。
ｒＦエキシマレーザーに対する透過率が高く、かつ耐レ
ーザー性にも優れたＡｒＦエキシマレーザー用合成石英
ガラス部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、高純度の合成石英ガラスからなり、層状構造、３
方向の脈理及び内部歪が熱的、機械的に除去され、光学
軸と直交する面内の屈折率分布Δｎが１×１０-6以下、
光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎが５×１０-6以
下、複屈折量が２ｎｍ／ｃｍ以下、水素分子濃度が２×
１０17分子／ｃｍ 3以上で、かつ波長１９３．４ｎｍに
対する内部透過率が９９．８％以上であることを特徴と
するＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合成石英
ガラス部材に係る。
明は、高純度の合成石英ガラスからなり、層状構造、３
方向の脈理及び内部歪が熱的、機械的に除去され、光学
軸と直交する面内の屈折率分布Δｎが１×１０-6以下、
光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎが５×１０-6以
下、複屈折量が２ｎｍ／ｃｍ以下、水素分子濃度が２×
１０17分子／ｃｍ 3以上で、かつ波長１９３．４ｎｍに
対する内部透過率が９９．８％以上であることを特徴と
するＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合成石英
ガラス部材に係る。
【０００７】上記高純度の合成石英ガラスとは、高純度
の珪素化合物、例えば四塩化珪素、メチルトリメトキシ
シラン、テトラメトキシシラン等を火炎加水分解して製
造したシリカ微粒子をターゲットに堆積すると同時に溶
融ガラス化する直接火炎加水分解法、またはシリカ微粒
子を一端ターゲット上に堆積したのち、電気炉内で加熱
溶融してガラス化するスート法等で製造される高純度の
合成石英ガラスをいう。そしてこの合成石英ガラスに均
質化処理を施すことで層状構造、３方向の膜理が熱的、
機械的に除去されるとともに、光学軸と直交する面内の
屈折率分布Δｎが１×１０-6以下、光学軸と平行な面内
の屈折率分布Δｎが５×１０-6以下、複屈折量が２ｎｍ
／ｃｍ以下の高均質性が付与される。前記均質化処理は
耐火炉中で１８００℃以上の高温に長時間保持するのが
一般的であるが、該均質化処理では炉材、治具及び雰囲
気からの不純物による汚染が起こり、特にＡｒＦエキシ
マレーザーの透過率を著しく低下するＮａ濃度が３０ｐ
ｐｂ以上となる。そのため炉材を使用しない例えば特開
平７−２６７６６２号公報に記載の均質化処理方法を使
用するのが好ましい。前記均質化処理は、合成石英ガラ
スインゴットの長手方向の両端を支持部材で支持し、そ
の支持端を結ぶ軸を中心に回転させながら、合成石英ガ
ラスインゴットにバーナーで溶融帯域を形成し、支持軸
方向に加圧し溶融帯域で外方に突き出させ、次いでその
側面を支持体に支持したのち、前と同様の均質化処理を
施す方法である。この方法で、合成石英ガラス部材に含
有するＮａ濃度を２０ｐｐｂ以下にまで低減することが
できる。
の珪素化合物、例えば四塩化珪素、メチルトリメトキシ
シラン、テトラメトキシシラン等を火炎加水分解して製
造したシリカ微粒子をターゲットに堆積すると同時に溶
融ガラス化する直接火炎加水分解法、またはシリカ微粒
子を一端ターゲット上に堆積したのち、電気炉内で加熱
溶融してガラス化するスート法等で製造される高純度の
合成石英ガラスをいう。そしてこの合成石英ガラスに均
質化処理を施すことで層状構造、３方向の膜理が熱的、
機械的に除去されるとともに、光学軸と直交する面内の
屈折率分布Δｎが１×１０-6以下、光学軸と平行な面内
の屈折率分布Δｎが５×１０-6以下、複屈折量が２ｎｍ
／ｃｍ以下の高均質性が付与される。前記均質化処理は
耐火炉中で１８００℃以上の高温に長時間保持するのが
一般的であるが、該均質化処理では炉材、治具及び雰囲
気からの不純物による汚染が起こり、特にＡｒＦエキシ
マレーザーの透過率を著しく低下するＮａ濃度が３０ｐ
ｐｂ以上となる。そのため炉材を使用しない例えば特開
平７−２６７６６２号公報に記載の均質化処理方法を使
用するのが好ましい。前記均質化処理は、合成石英ガラ
スインゴットの長手方向の両端を支持部材で支持し、そ
の支持端を結ぶ軸を中心に回転させながら、合成石英ガ
ラスインゴットにバーナーで溶融帯域を形成し、支持軸
方向に加圧し溶融帯域で外方に突き出させ、次いでその
側面を支持体に支持したのち、前と同様の均質化処理を
施す方法である。この方法で、合成石英ガラス部材に含
有するＮａ濃度を２０ｐｐｂ以下にまで低減することが
できる。
【０００８】上記均質化処理に続いて、光学用部材に形
成するため成型工程が採られるが、該工程では合成石英
ガラスの自重または強制力により用途に応じた角型、円
柱型、角柱型等に形成されるが、この成型でも１９００
℃以上の高温処理が用いられＮａ汚染は避けられない。
仮令、Ｎａ濃度の灰分が１０ｐｐｂ以下のグラファイト
炉を使用しても合成石英ガラス中のＮａ濃度は１０ｐｐ
ｂ以上となる。得られた合成石英ガラス部材は内部歪み
を除去するための除歪処理工程に供されるが、この処理
は１１００℃以上と比較的低い温度ではあるが、処理時
間が長く純度９９％以上のアルミナ炉材を用いても合成
石英ガラス中のＮａ濃度は１０ｐｐｂ以上となる。この
ように合成石英ガラス部材に均質化処理、成型及び除歪
処理を行うことで少なくとも２５ｐｐｂ程度のＮａが含
有することになる。実際にはＮａはグラファイトや外部
の雰囲気から汚染されるためその接触部分や硝材の表面
近傍に局在している。すなわち、表面近傍でのＮａ濃度
は２５〜６０ｐｐｂと高く、硝材の内部に向ってＮａ濃
度は減少する、といった濃度分布が存在している。そし
て、このＮａ濃度が２５〜６０ｐｐｂの合成石英ガラス
部材に波長２６０ｎｍ以下の連続紫外線を照射すると、
部材の外表面に近い部分程照度の強い紫外線が照射され
内部に向って照度が低減するところから、Ｎａ濃度分布
が相殺される形で透過率が改善され部材全体として透過
率が向上し、内部透過率を９９．８％以上にできる。こ
の処理によって、直径２００ｍｍ以上の円筒状または少
なくとも１面の対角線の長さが２００ｍｍ以上の角柱状
の大型の部材であっても内部透過率を前記範囲まで改善
できる。
成するため成型工程が採られるが、該工程では合成石英
ガラスの自重または強制力により用途に応じた角型、円
柱型、角柱型等に形成されるが、この成型でも１９００
℃以上の高温処理が用いられＮａ汚染は避けられない。
仮令、Ｎａ濃度の灰分が１０ｐｐｂ以下のグラファイト
炉を使用しても合成石英ガラス中のＮａ濃度は１０ｐｐ
ｂ以上となる。得られた合成石英ガラス部材は内部歪み
を除去するための除歪処理工程に供されるが、この処理
は１１００℃以上と比較的低い温度ではあるが、処理時
間が長く純度９９％以上のアルミナ炉材を用いても合成
石英ガラス中のＮａ濃度は１０ｐｐｂ以上となる。この
ように合成石英ガラス部材に均質化処理、成型及び除歪
処理を行うことで少なくとも２５ｐｐｂ程度のＮａが含
有することになる。実際にはＮａはグラファイトや外部
の雰囲気から汚染されるためその接触部分や硝材の表面
近傍に局在している。すなわち、表面近傍でのＮａ濃度
は２５〜６０ｐｐｂと高く、硝材の内部に向ってＮａ濃
度は減少する、といった濃度分布が存在している。そし
て、このＮａ濃度が２５〜６０ｐｐｂの合成石英ガラス
部材に波長２６０ｎｍ以下の連続紫外線を照射すると、
部材の外表面に近い部分程照度の強い紫外線が照射され
内部に向って照度が低減するところから、Ｎａ濃度分布
が相殺される形で透過率が改善され部材全体として透過
率が向上し、内部透過率を９９．８％以上にできる。こ
の処理によって、直径２００ｍｍ以上の円筒状または少
なくとも１面の対角線の長さが２００ｍｍ以上の角柱状
の大型の部材であっても内部透過率を前記範囲まで改善
できる。
【０００９】上記連続紫外線を照射するランプとして
は、主波長２５３．７ｎｍ及び１８４．９ｎｍの低圧水
銀ランプ、波長１７２ｎｍのＸｅ2エキシマランプ、或
は波長２２２ｎｍのＫｒＣｌエキシマランプが挙げられ
る。また紫外線を照射する合成石英ガラス部材の表面粗
さＲmaxは３０μｍ以下がよく、表面粗さが３０μｍを
越えると紫外線の散乱が多くなり処理効果の向上が望め
ない。さらに、紫外線の照度は少なくとも１ｍＷ／ｃｍ
3、照射時間は５０時間以上とするのがよい。照度が前
記範囲未満では照射効果がなく、また照射時間が前記範
囲未満では目的とする内部透過率まで向上させることが
できない。
は、主波長２５３．７ｎｍ及び１８４．９ｎｍの低圧水
銀ランプ、波長１７２ｎｍのＸｅ2エキシマランプ、或
は波長２２２ｎｍのＫｒＣｌエキシマランプが挙げられ
る。また紫外線を照射する合成石英ガラス部材の表面粗
さＲmaxは３０μｍ以下がよく、表面粗さが３０μｍを
越えると紫外線の散乱が多くなり処理効果の向上が望め
ない。さらに、紫外線の照度は少なくとも１ｍＷ／ｃｍ
3、照射時間は５０時間以上とするのがよい。照度が前
記範囲未満では照射効果がなく、また照射時間が前記範
囲未満では目的とする内部透過率まで向上させることが
できない。
【００１０】本発明の合成石英ガラス部材は、長期使用
においても安定性が維持できるように水素分子を含ませ
ておくのがよい。前記水素分子濃度は２×１０17分子／
ｃｍ 3以上が好ましい。前記水素分子濃度の含有は、直
接火炎加水分解法によって製造された石英ガラスの場合
では、インゴットの成長条件を最適化することによって
行うことができるが、さらに必要に応じて石英ガラス体
を高圧水素処理炉中で１気圧以上の圧力、温度６００〜
１２００℃で処理するのがよい。また、スート法の場
合、焼成時や焼成後であっても、石英ガラス体を前記高
圧水素処理炉中で１気圧以上の圧力、温度６００〜１２
００℃で処理することで前記範囲の水素分子を含有させ
ることができる。前記範囲の水素分子を含有することで
本発明の合成石英ガラス部材はＡｒＦエキシマレーザー
光の長時間の照射に対しても安定でコンパクションや誘
起吸引を起すことがない。
においても安定性が維持できるように水素分子を含ませ
ておくのがよい。前記水素分子濃度は２×１０17分子／
ｃｍ 3以上が好ましい。前記水素分子濃度の含有は、直
接火炎加水分解法によって製造された石英ガラスの場合
では、インゴットの成長条件を最適化することによって
行うことができるが、さらに必要に応じて石英ガラス体
を高圧水素処理炉中で１気圧以上の圧力、温度６００〜
１２００℃で処理するのがよい。また、スート法の場
合、焼成時や焼成後であっても、石英ガラス体を前記高
圧水素処理炉中で１気圧以上の圧力、温度６００〜１２
００℃で処理することで前記範囲の水素分子を含有させ
ることができる。前記範囲の水素分子を含有することで
本発明の合成石英ガラス部材はＡｒＦエキシマレーザー
光の長時間の照射に対しても安定でコンパクションや誘
起吸引を起すことがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について述べ
るがこれによって本発明はなんら限定されるものではな
い。
るがこれによって本発明はなんら限定されるものではな
い。
【００１２】なお、以下の実施例及び比較例の物性値は
以下の測定方法で求めた値である。 ｉ）屈折率分布：フィゾー型干渉計による測定法（波長
６３２．８ｎｍにて測定）。 ｉｉ）複屈折量：直交ニコル法における標準検板との目
視観察による比較法。 ｉｉｉ）脈理：目視。 ｉｖ）１９３ｎｍ内部透過率：１９３ｎｍにおける石英
ガラスの理論透過率９０．８６％からレイリー散乱にお
けるロスとして知れる０．１８％を減じた９０．６８％
を用いて、厚さ１０ｍｍにおける見掛け透過率Ｔ％に対
し、（Ｔ／９０．６８）×１００より求めた測定法。 ｖ）Ｎａ濃度：フレームレス原子吸光分析法による測定
法 ｖｉ）水素分子濃度：Ｖ．Ｓ．Ｋｈｏｔｉｍｃｈｅｎｋ
ｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｓｐｅｃｔｒｏ
ｓｃ．，４６． ６３２〜６３５（１９８７）に記載の
測定法。
以下の測定方法で求めた値である。 ｉ）屈折率分布：フィゾー型干渉計による測定法（波長
６３２．８ｎｍにて測定）。 ｉｉ）複屈折量：直交ニコル法における標準検板との目
視観察による比較法。 ｉｉｉ）脈理：目視。 ｉｖ）１９３ｎｍ内部透過率：１９３ｎｍにおける石英
ガラスの理論透過率９０．８６％からレイリー散乱にお
けるロスとして知れる０．１８％を減じた９０．６８％
を用いて、厚さ１０ｍｍにおける見掛け透過率Ｔ％に対
し、（Ｔ／９０．６８）×１００より求めた測定法。 ｖ）Ｎａ濃度：フレームレス原子吸光分析法による測定
法 ｖｉ）水素分子濃度：Ｖ．Ｓ．Ｋｈｏｔｉｍｃｈｅｎｋ
ｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｓｐｅｃｔｒｏ
ｓｃ．，４６． ６３２〜６３５（１９８７）に記載の
測定法。
【００１３】
【実施例】実施例１ 気化させた高純度メチルトリメトキシシランを酸水素火
炎中に導入し、すす状シリカを生成し、回転する基体上
に溶融堆積させる直接火炎加水分解法にて、外径１００
ｍｍ、長さ６００ｍｍの合成石英ガラスインゴットを作
成した。このインゴットの両端を石英ガラス加工旋盤の
チャックに把持された石英ガラス製の支持棒に溶接し、
合成石英ガラスインゴットを回転させた。回転している
インゴットをバーナーで局部加熱して溶融帯域を形成
し、チャックの回転方向及び回転数を独立に変動させ、
溶融帯域に応力を発生させ、インゴットの脈理除去及び
均質化を図った。その後石英ガラス加工用旋盤のチャッ
ク間を狭め、合成ガラスインゴットを押圧しボール状の
合成石英ガラスに変形し、ボール状合成石英ガラスを切
り離し、切り離し面を上下にして合成石英ガラスインゴ
ットを支持台の支持棒に取り付け回転しながらバーナー
で加熱軟化させ、再度均質化して棒状合成石英ガラスイ
ンゴットを製造した。得られたインゴットには３方向で
脈理や層状構造は認められなかった。前記合成石英ガラ
スインゴットを所望の形状に成型するために、Ｎａの灰
分２０ｐｐｍ以下のグラファイトルツボ中にインゴット
を入れ、ルツボ内を窒素雰囲気で置換したのち炉内温度
を１９００℃に保温し、１０分間保持し成型した。得ら
れた外径２００ｍｍ、厚さ１３５ｍｍの石英ガラス部材
を純度９９％以上のアルミナを炉材とする電気炉内に設
置し、１１５０℃で５０時間保持したのち、３℃／ｈｒ
の冷却速度で６００℃まで徐冷し、ついで自然冷却し
て、除歪操作を行った。この合成石英ガラス部材の光学
特性を調べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分
布Δｎは０．８×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率
分布Δｎは３×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下で
あった。また、測定された水素分子濃度は６．５０×１
０17分子／ｃｍ3であり、金属不純物分析の結果、Ｌ
ｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５
ｐｐｂ以下、Ｎａの濃度は４５ｐｐｂであった。この石
英ガラス部材に照度２０ｍＷ／ｃｍ 2の低圧水銀ランプ
による紫外線を７２時間照射した。紫外線照射後に、外
径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを切
り出して透過率測定を行ったところ、波長１９３．４ｎ
ｍにおける内部透過率は９９．８２％と良好な透過性を
示した。なお、紫外線照射前の透過率測定用サンプルの
内部透過率は９９．６５％であった。
炎中に導入し、すす状シリカを生成し、回転する基体上
に溶融堆積させる直接火炎加水分解法にて、外径１００
ｍｍ、長さ６００ｍｍの合成石英ガラスインゴットを作
成した。このインゴットの両端を石英ガラス加工旋盤の
チャックに把持された石英ガラス製の支持棒に溶接し、
合成石英ガラスインゴットを回転させた。回転している
インゴットをバーナーで局部加熱して溶融帯域を形成
し、チャックの回転方向及び回転数を独立に変動させ、
溶融帯域に応力を発生させ、インゴットの脈理除去及び
均質化を図った。その後石英ガラス加工用旋盤のチャッ
ク間を狭め、合成ガラスインゴットを押圧しボール状の
合成石英ガラスに変形し、ボール状合成石英ガラスを切
り離し、切り離し面を上下にして合成石英ガラスインゴ
ットを支持台の支持棒に取り付け回転しながらバーナー
で加熱軟化させ、再度均質化して棒状合成石英ガラスイ
ンゴットを製造した。得られたインゴットには３方向で
脈理や層状構造は認められなかった。前記合成石英ガラ
スインゴットを所望の形状に成型するために、Ｎａの灰
分２０ｐｐｍ以下のグラファイトルツボ中にインゴット
を入れ、ルツボ内を窒素雰囲気で置換したのち炉内温度
を１９００℃に保温し、１０分間保持し成型した。得ら
れた外径２００ｍｍ、厚さ１３５ｍｍの石英ガラス部材
を純度９９％以上のアルミナを炉材とする電気炉内に設
置し、１１５０℃で５０時間保持したのち、３℃／ｈｒ
の冷却速度で６００℃まで徐冷し、ついで自然冷却し
て、除歪操作を行った。この合成石英ガラス部材の光学
特性を調べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分
布Δｎは０．８×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率
分布Δｎは３×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下で
あった。また、測定された水素分子濃度は６．５０×１
０17分子／ｃｍ3であり、金属不純物分析の結果、Ｌ
ｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５
ｐｐｂ以下、Ｎａの濃度は４５ｐｐｂであった。この石
英ガラス部材に照度２０ｍＷ／ｃｍ 2の低圧水銀ランプ
による紫外線を７２時間照射した。紫外線照射後に、外
径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを切
り出して透過率測定を行ったところ、波長１９３．４ｎ
ｍにおける内部透過率は９９．８２％と良好な透過性を
示した。なお、紫外線照射前の透過率測定用サンプルの
内部透過率は９９．６５％であった。
【００１４】実施例２ 実施例１において、除歪処理を１１５０℃で５０時間保
持したのち、５℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで徐冷
したのち、自然冷却を行った以外、実施例１と同様の操
作で合成石英ガラス部材を作成した。得られた合成石英
ガラス部材には３方向の脈理や層状構造がみれなかっ
た。この合成石英ガラス部材の光学特性を調べたとこ
ろ、光学軸と直交する面内の屈折率分布Δｎは１×１０
-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎは４×１
０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であった。また、測
定された水素分子濃度は９．６０×１０17分子／ｃｍ3
であり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐｂ以下、Ｎａ
の濃度は３５ｐｐｂであった。この石英ガラス部材に実
施例１と同様に照度２０ｍＷ／ｃｍ2の低圧水銀ランプ
による紫外線照射を７２時間行い、該紫外線照射後に、
外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを
切り出して透過率測定を行った。その結果、波長１９
３．４ｎｍにおける内部透過率は９９．８５％と良好な
透過性を示した。なお、紫外線照射前の透過率測定用サ
ンプルの内部透過率は９９．７０％であった。
持したのち、５℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで徐冷
したのち、自然冷却を行った以外、実施例１と同様の操
作で合成石英ガラス部材を作成した。得られた合成石英
ガラス部材には３方向の脈理や層状構造がみれなかっ
た。この合成石英ガラス部材の光学特性を調べたとこ
ろ、光学軸と直交する面内の屈折率分布Δｎは１×１０
-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎは４×１
０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であった。また、測
定された水素分子濃度は９．６０×１０17分子／ｃｍ3
であり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐｂ以下、Ｎａ
の濃度は３５ｐｐｂであった。この石英ガラス部材に実
施例１と同様に照度２０ｍＷ／ｃｍ2の低圧水銀ランプ
による紫外線照射を７２時間行い、該紫外線照射後に、
外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを
切り出して透過率測定を行った。その結果、波長１９
３．４ｎｍにおける内部透過率は９９．８５％と良好な
透過性を示した。なお、紫外線照射前の透過率測定用サ
ンプルの内部透過率は９９．７０％であった。
【００１５】実施例３ 気化させた高純度四塩化珪素を酸水素火炎中に導入し、
すす状シリカを生成し、回転する基体上に溶融堆積させ
る直接火炎加水分解法にて、外径１１０ｍｍ、長さ５５
０ｍｍの合成石英ガラスインゴットを作成した。このイ
ンゴットに実施例１と同様な条件で均質化処理を施し、
層状構造、３方向の脈理及び内部歪を熱的、機械的に除
去した。前記合成石英ガラスインゴットを所望の形状に
成型するために、実施例１と同様に成型を行った。得ら
れた外径２００ｍｍ、厚さ１４０ｍｍの石英ガラス部材
を純度９９％以上のアルミナを炉材とする電気炉内に設
置し、１１５０℃で５０時間保持したのち、６℃／ｈｒ
の冷却速度で６００℃まで徐冷し、ついで自然冷却し
て、除歪操作を行った。この合成石英ガラス部材の光学
特性を調べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分
布Δｎは１×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布
Δｎは４×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であっ
た。また、測定された水素分子濃度は１．２０×１０18
分子／ｃｍ3であり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、
Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐ
ｂ以下、塩素濃度は６０ｐｐｍ，Ｎａ濃度は２５ｐｐｂ
であった。この石英ガラス部材に照度２０ｍＷ／ｃｍ2
の低圧水銀ランプによる紫外線を７２時間照射した。紫
外線照射後に、外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測
定用サンプルを切り出して透過率測定を行ったところ、
波長１９３．４ｎｍにおける内部透過率は９９．８０％
と良好な透過性を示した。なお、紫外線照射前の透過率
測定用サンプルの内部透過率は９９．４２％であった。
すす状シリカを生成し、回転する基体上に溶融堆積させ
る直接火炎加水分解法にて、外径１１０ｍｍ、長さ５５
０ｍｍの合成石英ガラスインゴットを作成した。このイ
ンゴットに実施例１と同様な条件で均質化処理を施し、
層状構造、３方向の脈理及び内部歪を熱的、機械的に除
去した。前記合成石英ガラスインゴットを所望の形状に
成型するために、実施例１と同様に成型を行った。得ら
れた外径２００ｍｍ、厚さ１４０ｍｍの石英ガラス部材
を純度９９％以上のアルミナを炉材とする電気炉内に設
置し、１１５０℃で５０時間保持したのち、６℃／ｈｒ
の冷却速度で６００℃まで徐冷し、ついで自然冷却し
て、除歪操作を行った。この合成石英ガラス部材の光学
特性を調べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分
布Δｎは１×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布
Δｎは４×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であっ
た。また、測定された水素分子濃度は１．２０×１０18
分子／ｃｍ3であり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、
Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐ
ｂ以下、塩素濃度は６０ｐｐｍ，Ｎａ濃度は２５ｐｐｂ
であった。この石英ガラス部材に照度２０ｍＷ／ｃｍ2
の低圧水銀ランプによる紫外線を７２時間照射した。紫
外線照射後に、外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測
定用サンプルを切り出して透過率測定を行ったところ、
波長１９３．４ｎｍにおける内部透過率は９９．８０％
と良好な透過性を示した。なお、紫外線照射前の透過率
測定用サンプルの内部透過率は９９．４２％であった。
【００１６】実施例４ 気化させた高純度四塩化珪素を酸素ガスをキャリアガス
として、酸水素火炎中に導入し、生成したすす状シリカ
を回転する基体上に堆積させ、直径約２００ｍｍ、長さ
約４００ｍｍの多孔質シリカ母材（スート）を作成し
た。このスートの嵩密度は約１．２ｇ／ｃｍ3であっ
た。前記スートを石英製炉芯管中で温度１４５０℃、Ｈ
ｅガスの雰囲気中で透明ガラス化し、外径１４０ｍｍ、
長さ約３００ｍｍの透明石英ガラスインゴットを得た。
次いで実施例１と同様な条件で均質化処理を行い、層状
構造、３方向の脈理及び内部歪を熱的、機械的に除去し
た。前記合成石英ガラスインゴットを所望の形状に成型
するために、実施例１と同様な成型を行った。得られた
外径１８０ｍｍ、厚さ１６０ｍｍの石英ガラス体を純度
９９％以上のアルミナを炉材とする電気炉内に設置し、
１１５０℃で５０時間保持したのち、６℃／ｈｒの冷却
速度で６００℃まで徐冷し、その後自然冷却して、除歪
操作を行った。この合成石英ガラス体から外径１８０ｍ
ｍ、厚さ３０ｍｍの石英ガラス部材を切り出し、１気圧
の水素ガス中にて、温度６５０℃で約２００時間熱処理
し、水素分子を含有させた。この石英ガラス部材の光学
特性を調べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分
布Δｎは１×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布
Δｎは３×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であっ
た。また、測定された水素分子濃度は３．３×１０17分
子／ｃｍ3であり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、
Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐｂ以
下、Ｎａ濃度は４５ｐｐｂであった。前記石英ガラス部
材に実施例１と同様な条件で紫外線を照射した。紫外線
照射後に、外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用
サンプルを切り出して透過率測定を行ったところ、波長
１９３．４ｎｍにおける内部透過率は９９．８０％と良
好な透過性を示した。なお、紫外線照射前の透過率測定
用サンプルの内部透過率は９９．６４％であった。
として、酸水素火炎中に導入し、生成したすす状シリカ
を回転する基体上に堆積させ、直径約２００ｍｍ、長さ
約４００ｍｍの多孔質シリカ母材（スート）を作成し
た。このスートの嵩密度は約１．２ｇ／ｃｍ3であっ
た。前記スートを石英製炉芯管中で温度１４５０℃、Ｈ
ｅガスの雰囲気中で透明ガラス化し、外径１４０ｍｍ、
長さ約３００ｍｍの透明石英ガラスインゴットを得た。
次いで実施例１と同様な条件で均質化処理を行い、層状
構造、３方向の脈理及び内部歪を熱的、機械的に除去し
た。前記合成石英ガラスインゴットを所望の形状に成型
するために、実施例１と同様な成型を行った。得られた
外径１８０ｍｍ、厚さ１６０ｍｍの石英ガラス体を純度
９９％以上のアルミナを炉材とする電気炉内に設置し、
１１５０℃で５０時間保持したのち、６℃／ｈｒの冷却
速度で６００℃まで徐冷し、その後自然冷却して、除歪
操作を行った。この合成石英ガラス体から外径１８０ｍ
ｍ、厚さ３０ｍｍの石英ガラス部材を切り出し、１気圧
の水素ガス中にて、温度６５０℃で約２００時間熱処理
し、水素分子を含有させた。この石英ガラス部材の光学
特性を調べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分
布Δｎは１×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布
Δｎは３×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であっ
た。また、測定された水素分子濃度は３．３×１０17分
子／ｃｍ3であり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、
Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐｂ以
下、Ｎａ濃度は４５ｐｐｂであった。前記石英ガラス部
材に実施例１と同様な条件で紫外線を照射した。紫外線
照射後に、外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用
サンプルを切り出して透過率測定を行ったところ、波長
１９３．４ｎｍにおける内部透過率は９９．８０％と良
好な透過性を示した。なお、紫外線照射前の透過率測定
用サンプルの内部透過率は９９．６４％であった。
【００１７】比較例１ 実施例１と同様に、気化させた高純度メチルトリメトキ
シシランを酸水素火炎中に導入し、すす状シリカを生成
し、回転する基体上に溶融堆積させる直接火炎加水分解
法にて、外径１８０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの合成石英ガ
ラスインゴットを作成した。前記インゴットを熱的、機
械的に層状構造、脈理及び内部歪みを除去する均質化処
理することなく、１１５０℃で７０時間保持したのち、
２℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで徐冷し、ついで自
然冷却した。得られた合成石英ガラス体の光学特性を調
べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分布Δｎは
３．０×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎ
は５×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であった。
しかしながら、光学軸と平行な面内を目視で観察したと
ころ、顕著な脈理状の層状構造が観察された。また、測
定された水素分子濃度は３．８×１０17分子／ｃｍ3で
あり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、
Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐｂ以下、Ｎａの濃
度は３０ｐｐｂであった。この石英ガラス体に実施例１
と同様に照度２０ｍＷ／ｃｍ2の低圧水銀ランプによる
紫外線を７２時間照射した。紫外線照射後に、外径６０
ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを切り出し
て透過率測定を行ったところ、波長１９３．４ｎｍにお
ける内部透過率は９９．９０％と非常に良好な透過性を
示したが、脈理状の層状構造が存在しＡｒＦエキシマレ
ーザー用光学部材としては不適当なものであった。な
お、紫外線照射前の透過率測定用サンプルの内部透過率
は９９．７８％であった。
シシランを酸水素火炎中に導入し、すす状シリカを生成
し、回転する基体上に溶融堆積させる直接火炎加水分解
法にて、外径１８０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの合成石英ガ
ラスインゴットを作成した。前記インゴットを熱的、機
械的に層状構造、脈理及び内部歪みを除去する均質化処
理することなく、１１５０℃で７０時間保持したのち、
２℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで徐冷し、ついで自
然冷却した。得られた合成石英ガラス体の光学特性を調
べたところ、光学軸と直交する面内の屈折率分布Δｎは
３．０×１０-6、光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎ
は５×１０-6、複屈折量は１ｎｍ／ｃｍ以下であった。
しかしながら、光学軸と平行な面内を目視で観察したと
ころ、顕著な脈理状の層状構造が観察された。また、測
定された水素分子濃度は３．８×１０17分子／ｃｍ3で
あり、金属不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、
Ａｌ、Ｔｉなどの不純物濃度は５ｐｐｂ以下、Ｎａの濃
度は３０ｐｐｂであった。この石英ガラス体に実施例１
と同様に照度２０ｍＷ／ｃｍ2の低圧水銀ランプによる
紫外線を７２時間照射した。紫外線照射後に、外径６０
ｍｍ、厚さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを切り出し
て透過率測定を行ったところ、波長１９３．４ｎｍにお
ける内部透過率は９９．９０％と非常に良好な透過性を
示したが、脈理状の層状構造が存在しＡｒＦエキシマレ
ーザー用光学部材としては不適当なものであった。な
お、紫外線照射前の透過率測定用サンプルの内部透過率
は９９．７８％であった。
【００１８】比較例２ 実施例１において、除歪処理を１１５０℃で７０時間保
持したのち、２℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで徐冷
し、その後自然冷却を行った以外、実施例１と同様の操
作で合成石英ガラス体を作成した。得られた合成石英ガ
ラス体には３方向の脈理や層状構造がみれなかった。こ
の合成石英ガラス部材の光学特性を調べたところ、光学
軸と直交する面内の屈折率分布Δｎは１×１０-6、光学
軸と平行な面内の屈折率分布Δｎは３×１０-6、複屈折
量は１ｎｍ／ｃｍ以下であった。また、測定された水素
分子濃度は２．８０×１０17分子／ｃｍ3であり、金属
不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ
などの不純物濃度は５ｐｐｂ以下、Ｎａの濃度は６５ｐ
ｐｂであった。この石英ガラス部材に実施例１と同様に
照度２０ｍＷ／ｃｍ2の低圧水銀ランプによる紫外線を
７２時間照射した。紫外線照射後に、外径６０ｍｍ、厚
さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを切り出して透過率
測定を行ったところ、波長１９３．４ｎｍにおける内部
透過率は９９．７２％と、ＡｒＦエキシマレーザー用の
光学部材として幾分透過性が不足していた。なお、紫外
線照射前の透過率測定用サンプルの内部透過率は９９．
５２％であった。
持したのち、２℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで徐冷
し、その後自然冷却を行った以外、実施例１と同様の操
作で合成石英ガラス体を作成した。得られた合成石英ガ
ラス体には３方向の脈理や層状構造がみれなかった。こ
の合成石英ガラス部材の光学特性を調べたところ、光学
軸と直交する面内の屈折率分布Δｎは１×１０-6、光学
軸と平行な面内の屈折率分布Δｎは３×１０-6、複屈折
量は１ｎｍ／ｃｍ以下であった。また、測定された水素
分子濃度は２．８０×１０17分子／ｃｍ3であり、金属
不純物分析の結果、Ｌｉ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ
などの不純物濃度は５ｐｐｂ以下、Ｎａの濃度は６５ｐ
ｐｂであった。この石英ガラス部材に実施例１と同様に
照度２０ｍＷ／ｃｍ2の低圧水銀ランプによる紫外線を
７２時間照射した。紫外線照射後に、外径６０ｍｍ、厚
さ１０ｍｍの透過率測定用サンプルを切り出して透過率
測定を行ったところ、波長１９３．４ｎｍにおける内部
透過率は９９．７２％と、ＡｒＦエキシマレーザー用の
光学部材として幾分透過性が不足していた。なお、紫外
線照射前の透過率測定用サンプルの内部透過率は９９．
５２％であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明の合成石英ガラス部材は、均質性
に優れる上に、ＡｒＦエキシマレーザーに対して高い内
部透過率を有し、かつ耐レーザーにも優れ、ＡｒＦエキ
シマレーザーステッパー用光学材料として好適である。
特に２００ｍｍを越える大型の部材であっても均質性が
高い上にＡｒＦエキシマレーザー光に対する透過率が高
いところから、ステッパー用のレンズやビームスプリッ
ター等の素材として有用である。
に優れる上に、ＡｒＦエキシマレーザーに対して高い内
部透過率を有し、かつ耐レーザーにも優れ、ＡｒＦエキ
シマレーザーステッパー用光学材料として好適である。
特に２００ｍｍを越える大型の部材であっても均質性が
高い上にＡｒＦエキシマレーザー光に対する透過率が高
いところから、ステッパー用のレンズやビームスプリッ
ター等の素材として有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 裕幸 福島県郡山市田村町金屋字川久保88番地 信越石英株式会社石英技術研究所内 (72)発明者 柳沼 康之 福島県郡山市田村町金屋字川久保88番地 信越石英株式会社石英技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H097 BA10 CA13 LA10 4G014 AH15 4G062 AA07 BB02 MM04 5F046 CA04 CB01
Claims (3)
- 【請求項１】高純度の合成石英ガラスからなり、層状構
造、３方向の脈理及び内部歪が熱的、機械的に除去さ
れ、光学軸と直交する面内の屈折率分布Δｎが１×１０
-6以下、光学軸と平行な面内の屈折率分布Δｎが５×１
０-6以下、複屈折量が２ｎｍ／ｃｍ以下、水素分子濃度
が２×１０17分子／ｃｍ3以上で、かつ波長１９３．４
ｎｍに対する内部透過率が９９．８％以上であることを
特徴とするＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合
成石英ガラス部材。 - 【請求項２】合成石英ガラス部材が波長２６０ｎｍ以下
の連続紫外線が照射された部材であることを特徴とする
請求項１に記載のＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィ
ー用合成石英ガラス部材。 - 【請求項３】合成石英ガラス部材が直径２００ｍｍ以上
の円筒状または少なくとも１面の対角線の長さが２００
ｍｍ以上の角柱状の部材であることを特徴とする請求項
１または２に記載のＡｒＦエキシマレーザーリソグラフ
ィー用合成石英ガラス部材。
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| JP05745799A JP4601022B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | ＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー用合成石英ガラス部材 |
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| EP00104780A EP1033350B1 (en) | 1999-03-04 | 2000-03-06 | Synthetic quartz glass member for use in ArF excimer laser lithography |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1033350B1 (ja) |
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| EP1319637A3 (en) * | 2001-12-11 | 2004-01-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Synthetic quartz glass blank |
| JP4017863B2 (ja) * | 2001-12-18 | 2007-12-05 | 信越石英株式会社 | アニール炉及び光学用合成石英ガラスの製造方法 |
| US7053017B2 (en) * | 2002-03-05 | 2006-05-30 | Corning Incorporated | Reduced striae extreme ultraviolet elements |
| US20050199484A1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-09-15 | Franek Olstowski | Ozone generator with dual dielectric barrier discharge and methods for using same |
| DE602006017660D1 (de) * | 2005-02-09 | 2010-12-02 | Asahi Glass Co Ltd | Maskenrohlinge |
| JP4826118B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2011-11-30 | 旭硝子株式会社 | 合成石英ガラスの製造方法及び光学部材用合成石英ガラス |
| US20070049482A1 (en) | 2005-08-11 | 2007-03-01 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Synthetic quartz glass substrate for excimer lasers and making method |
| JP2008063181A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | エキシマレーザー用合成石英ガラス基板及びその製造方法 |
| JP2009013048A (ja) * | 2007-06-06 | 2009-01-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ナノインプリントモールド用チタニアドープ石英ガラス |
| KR20120046735A (ko) * | 2009-08-07 | 2012-05-10 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 광학 부재용 합성 석영 유리 |
| EP3107875B1 (en) | 2014-02-20 | 2018-06-13 | Corning Incorporated | Uv photobleaching of glass having uv-induced colorization |
| CN113443820A (zh) * | 2021-07-03 | 2021-09-28 | 四川神光石英科技有限公司 | 用于石英玻璃渗氢工艺的料架、反应釜及装置 |
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| US5699183A (en) * | 1993-02-10 | 1997-12-16 | Nikon Corporation | Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production |
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1999
- 1999-03-04 JP JP05745799A patent/JP4601022B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-03-03 US US09/517,888 patent/US6480518B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-06 EP EP00104780A patent/EP1033350B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-06 DE DE60035142T patent/DE60035142T2/de not_active Expired - Lifetime
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