JPH0742134B2 - 光学部材 - Google Patents
光学部材Info
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- JPH0742134B2 JPH0742134B2 JP3213204A JP21320491A JPH0742134B2 JP H0742134 B2 JPH0742134 B2 JP H0742134B2 JP 3213204 A JP3213204 A JP 3213204A JP 21320491 A JP21320491 A JP 21320491A JP H0742134 B2 JPH0742134 B2 JP H0742134B2
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザを利用
した各種装置に組込まれる光学部材に係り、特にレン
ズ、プリズム、エタロン板若しくはこれらの部材の最終
仕上げ加工前の半製品として機能し得るエキシマレーザ
用光学部材に関する。
した各種装置に組込まれる光学部材に係り、特にレン
ズ、プリズム、エタロン板若しくはこれらの部材の最終
仕上げ加工前の半製品として機能し得るエキシマレーザ
用光学部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エキシマレーザ、特にＫｒＦエキ
シマレーザその他の短紫外線レーザはＬＳＩ製造のため
のリソグラフィー技術、光化学反応を利用する技術、切
断研削のための加工技術、レーザ核融合技術に利用され
るものと注目を集めている。
シマレーザその他の短紫外線レーザはＬＳＩ製造のため
のリソグラフィー技術、光化学反応を利用する技術、切
断研削のための加工技術、レーザ核融合技術に利用され
るものと注目を集めている。
【０００３】また紫外線レーザを透過、伝送、屈折、反
射、吸収、干渉させることにより制御するレンズ、プリ
ズム、フィルター、ウインドウ、ミラー、エタロン板、
ファイバーの材料としては、フッ化マグネシウム、フッ
化カルシウム、フッ化バリウム等のフッ化物もしくは石
英ガラスが利用できるが、加工性、寸法、脈理や屈折率
の均質性から石英ガラスが最もふさわしいものである。
しかしながら、前記各種オプティクスを構成する石英ガ
ラスは略３６０ｎｍの紫外波長域の光が作用した場合、
他の電離放射線、例えばＸ線やγ線に比較して大幅に強
い光学的ダメージを受け易い。
射、吸収、干渉させることにより制御するレンズ、プリ
ズム、フィルター、ウインドウ、ミラー、エタロン板、
ファイバーの材料としては、フッ化マグネシウム、フッ
化カルシウム、フッ化バリウム等のフッ化物もしくは石
英ガラスが利用できるが、加工性、寸法、脈理や屈折率
の均質性から石英ガラスが最もふさわしいものである。
しかしながら、前記各種オプティクスを構成する石英ガ
ラスは略３６０ｎｍの紫外波長域の光が作用した場合、
他の電離放射線、例えばＸ線やγ線に比較して大幅に強
い光学的ダメージを受け易い。
【０００４】例えば、紫外線レーザが長時間照射される
と石英ガラスの網目構造が切断されＲ、いわゆるＥ’セ
ンターと呼ばれる略２１５ｎｍの吸収バンドと、別の略
２６０ｎｍ吸収バンドが生成し、略３６０ｎｍから略１
６０ｎｍの透過率を低下させ、光学特性を劣化させてし
まう。従って、石英ガラスを前記波長域レーザに対して
耐久性を向上させることは構成上非常にむずかしい。更
にパルス発振レーザ、特に略２５０ｎｍ以下の短紫外域
におけるＫｒＦレーザは、他のあらゆる種類の紫外光に
比較して最も強いエネルギーを持っており、該ＫｒＦエ
キシマレーザの照射により一層強い光学的ダメージを受
けやすいことが確認されている。
と石英ガラスの網目構造が切断されＲ、いわゆるＥ’セ
ンターと呼ばれる略２１５ｎｍの吸収バンドと、別の略
２６０ｎｍ吸収バンドが生成し、略３６０ｎｍから略１
６０ｎｍの透過率を低下させ、光学特性を劣化させてし
まう。従って、石英ガラスを前記波長域レーザに対して
耐久性を向上させることは構成上非常にむずかしい。更
にパルス発振レーザ、特に略２５０ｎｍ以下の短紫外域
におけるＫｒＦレーザは、他のあらゆる種類の紫外光に
比較して最も強いエネルギーを持っており、該ＫｒＦエ
キシマレーザの照射により一層強い光学的ダメージを受
けやすいことが確認されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる欠点を解消する
為に、本出願人は全方向脈理フリーで複屈折率も認めら
れず、泡及び蛍光の発生もない高純度高均質性のＳＵＰ
ＲＡＳＩＬ−Ｐ１０（商品名：信越石英株式会社製）等
の合成シリカガラス体を開発し、該ガラス体を用いた光
学部材を提供してきたが、かかるガラス体は放射線や３
６０ｎｍ以上の近紫外線に有効であるが、略２５０ｎｍ
以下の短紫外域におけるエキシマレーザ、特にＫｒＦエ
キシマレーザの照射においてはダメージが大きく、前記
欠点を解決し得なかった。
為に、本出願人は全方向脈理フリーで複屈折率も認めら
れず、泡及び蛍光の発生もない高純度高均質性のＳＵＰ
ＲＡＳＩＬ−Ｐ１０（商品名：信越石英株式会社製）等
の合成シリカガラス体を開発し、該ガラス体を用いた光
学部材を提供してきたが、かかるガラス体は放射線や３
６０ｎｍ以上の近紫外線に有効であるが、略２５０ｎｍ
以下の短紫外域におけるエキシマレーザ、特にＫｒＦエ
キシマレーザの照射においてはダメージが大きく、前記
欠点を解決し得なかった。
【０００６】この為本発明者は、ＯＨ基とともにＨ２ガ
ス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上
含有した合成シリカガラスを提案し、前記欠点の解決を
図っている。（特願平２−１４８６３３号）。しかしな
がら前記のガラス体について確かに初期特性は改善され
たが、該ガラス体に高出力のレーザを長時間照射した場
合、Ｈ２ガス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／
ｃｍ３以上含有していても、レーザ照射によってＥ’が
早急に生成してしまうシリカガラス体があることが解明
され、特にステッパ等に組込まれる高出力用耐レーザガ
ラスとして間題が生じることが確認された。
ス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上
含有した合成シリカガラスを提案し、前記欠点の解決を
図っている。（特願平２−１４８６３３号）。しかしな
がら前記のガラス体について確かに初期特性は改善され
たが、該ガラス体に高出力のレーザを長時間照射した場
合、Ｈ２ガス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／
ｃｍ３以上含有していても、レーザ照射によってＥ’が
早急に生成してしまうシリカガラス体があることが解明
され、特にステッパ等に組込まれる高出力用耐レーザガ
ラスとして間題が生じることが確認された。
【０００７】例えば、前記シリカガラスにおいてレーザ
照射した場合１×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３
以下になると欠陥が発生すると思われるために、Ｈ２ガ
ス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上
含有していても短時間で欠陥発生限界まで達してしま
う。
照射した場合１×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３
以下になると欠陥が発生すると思われるために、Ｈ２ガ
ス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上
含有していても短時間で欠陥発生限界まで達してしま
う。
【０００８】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み経時
的な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間
に亙って使用可能なエキシマレーザ用光学部材、特にス
テッパ用の光学部材を提供することを目的とする。
的な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間
に亙って使用可能なエキシマレーザ用光学部材、特にス
テッパ用の光学部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明は、Ｈ２ガスを含有
した合成シリカガラスにおいて、ＫｒＦエキシマレーザ
照射時のＨ２ガス分子の消費量を評価したところＣｌの
含有量とＨ２ガス分子の消費量に関係があることを知見
し、かかる知見に基づいてなされたものである。即ち、
前記したように合成シリカガラス中にＨ２を含有させる
と、レーザ照射によって、欠陥が生成されにくいのであ
るが、ガラス体中にＣｌが多く含有されていると、Ｈ２
ガス分子がレーザ照射によって消費されてしまい、Ｈ２
ガス分子含有量が欠陥発生限界以下に低下してしまい、
耐レーザ用光学部材として好ましい効果を得られない事
が知見された。しかしながら前記したように光学部材と
して好ましい光学特性と高純度高均質性を得るには合成
シリカガラス以外考えられないが、合成シリカガラスの
製造では四塩化ケイ素を出発原料として用いている為
に、当然に製造されたガラス体中にＣｌが含有されてい
る。
した合成シリカガラスにおいて、ＫｒＦエキシマレーザ
照射時のＨ２ガス分子の消費量を評価したところＣｌの
含有量とＨ２ガス分子の消費量に関係があることを知見
し、かかる知見に基づいてなされたものである。即ち、
前記したように合成シリカガラス中にＨ２を含有させる
と、レーザ照射によって、欠陥が生成されにくいのであ
るが、ガラス体中にＣｌが多く含有されていると、Ｈ２
ガス分子がレーザ照射によって消費されてしまい、Ｈ２
ガス分子含有量が欠陥発生限界以下に低下してしまい、
耐レーザ用光学部材として好ましい効果を得られない事
が知見された。しかしながら前記したように光学部材と
して好ましい光学特性と高純度高均質性を得るには合成
シリカガラス以外考えられないが、合成シリカガラスの
製造では四塩化ケイ素を出発原料として用いている為
に、当然に製造されたガラス体中にＣｌが含有されてい
る。
【００１０】そこで本発明は、ガラス密度が２．２０５
以下の合成シリカガラスからなるエキシマレーザ用光学
部材において、Ｈ２ガスを１．５×１０１７ｍｏｌｅｃ
ｕｌｅｓ／ｃｍ３以上含有させるとともに、Ｃｌの含有
量を略１００ｐｐｍ以下に設定し、これによりＨ２ガス
分子の消費量を著しく低下させ、長期に亙ってエキシマ
レーザを照射しても欠陥発生限界である１×１０１６ｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３に達することのない安定した
耐レーザ用の光学部材を得ることを特徴とする。
以下の合成シリカガラスからなるエキシマレーザ用光学
部材において、Ｈ２ガスを１．５×１０１７ｍｏｌｅｃ
ｕｌｅｓ／ｃｍ３以上含有させるとともに、Ｃｌの含有
量を略１００ｐｐｍ以下に設定し、これによりＨ２ガス
分子の消費量を著しく低下させ、長期に亙ってエキシマ
レーザを照射しても欠陥発生限界である１×１０１６ｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３に達することのない安定した
耐レーザ用の光学部材を得ることを特徴とする。
【００１１】尚、Ｃｌの含有量が少なくなるとＨ２ガス
分子の消費量が著しく低下する原因については不明であ
るが、次のように推測される。その第１がシリカガラス
中にＣｌを含有しているとレーザを照射した場合欠陥が
生成しやすく、該欠陥の発生の故にＨ２ガス分子が消費
されやすい点、及びＣｌが触媒となってＨ２ガス分子を
分解してしまう事にある。
分子の消費量が著しく低下する原因については不明であ
るが、次のように推測される。その第１がシリカガラス
中にＣｌを含有しているとレーザを照射した場合欠陥が
生成しやすく、該欠陥の発生の故にＨ２ガス分子が消費
されやすい点、及びＣｌが触媒となってＨ２ガス分子を
分解してしまう事にある。
【００１２】さて本発明者は、前記欠陥がＣｌとともに
シリカガラス自体の密度を高める事により抑制される事
も知見された。即ち前記耐レーザ用光学ガラス部材は高
純度と高均質性を前提とするものであるために、合成シ
リカガラス以外を用いる事ができないが、合成シリカガ
ラスは短時間で而も酸水素炎を用いて高温合成を行なう
ために、平衡化反応が十分行なわれず構造的には充分安
定とは言えない、而も天然石英に比較して構造的に不安
定な三員環及び四員環構造のガラス組織を多く含み、こ
れらのガラス組織の欠陥が水素消費量の増加につながる
ものと推定される。
シリカガラス自体の密度を高める事により抑制される事
も知見された。即ち前記耐レーザ用光学ガラス部材は高
純度と高均質性を前提とするものであるために、合成シ
リカガラス以外を用いる事ができないが、合成シリカガ
ラスは短時間で而も酸水素炎を用いて高温合成を行なう
ために、平衡化反応が十分行なわれず構造的には充分安
定とは言えない、而も天然石英に比較して構造的に不安
定な三員環及び四員環構造のガラス組織を多く含み、こ
れらのガラス組織の欠陥が水素消費量の増加につながる
ものと推定される。
【００１３】そしてこのような不安定構造の低減は例え
ば前記合成シリカガラスを高圧雰囲気下で加熱処理させ
て密度向上を図る事により、不安定結合である三及び四
員環構造が低減し、六員環構造等の安定構造を得ること
が出来るものと推定される。即ちガラス体の密度を上げ
ることにより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの網目構造が結晶構造に
近づく為にレーザ照射によっても欠陥は生成しにくくな
りＨ２ガス分子が消費されにくくなるものである。
ば前記合成シリカガラスを高圧雰囲気下で加熱処理させ
て密度向上を図る事により、不安定結合である三及び四
員環構造が低減し、六員環構造等の安定構造を得ること
が出来るものと推定される。即ちガラス体の密度を上げ
ることにより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの網目構造が結晶構造に
近づく為にレーザ照射によっても欠陥は生成しにくくな
りＨ２ガス分子が消費されにくくなるものである。
【００１４】しかしながら単にガラス体中の密度を向上
させたとしても、Ｃｌが多く含有した合成シリカガラス
では、密度が上がることによってＳｉ−Ｃｌ結合が切れ
てＣｌ２になってしまうと推測される。この為、レーザ
照射によってＣｌ２が励起されてＨ２と反応してＨＣｌ
となってしまい、Ｈ２が著しく消費されてしまう。従っ
て前記したようにガラス体中の密度が上がることによっ
てＨ２がガス分子の消費量は少なくなるがＣｌを５００
ｐｐｍ以上含有した場合にはこのＣｌがＣｌ２となって
Ｈ２と反応してＨ２を消費してしまい、密度向上の利点
が生かされない。 一方ｄｏｓｅとは、 ｄｏｓｅ＝エキシマレーザエキシマレーザエネルギ密度
×エキシマレーザ照射パルス数であり、従って例えば１
０ｍＪ／ｃｍ２エネルギ密度で、リソグラフィー装置の
１年前後のレーザパルス数を例えば約３×１０７ｐｕｌ
ｓｅとした場合、１年間の照射ｄｏｓｅは、ｄｏｓｅ＝
１０×３×１０７＝３×１０８となる。
させたとしても、Ｃｌが多く含有した合成シリカガラス
では、密度が上がることによってＳｉ−Ｃｌ結合が切れ
てＣｌ２になってしまうと推測される。この為、レーザ
照射によってＣｌ２が励起されてＨ２と反応してＨＣｌ
となってしまい、Ｈ２が著しく消費されてしまう。従っ
て前記したようにガラス体中の密度が上がることによっ
てＨ２がガス分子の消費量は少なくなるがＣｌを５００
ｐｐｍ以上含有した場合にはこのＣｌがＣｌ２となって
Ｈ２と反応してＨ２を消費してしまい、密度向上の利点
が生かされない。 一方ｄｏｓｅとは、 ｄｏｓｅ＝エキシマレーザエキシマレーザエネルギ密度
×エキシマレーザ照射パルス数であり、従って例えば１
０ｍＪ／ｃｍ２エネルギ密度で、リソグラフィー装置の
１年前後のレーザパルス数を例えば約３×１０７ｐｕｌ
ｓｅとした場合、１年間の照射ｄｏｓｅは、ｄｏｓｅ＝
１０×３×１０７＝３×１０８となる。
【００１５】従ってＨ２消費量が１×１０８（（ｍｏｌ
ｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下であれば、Ｈ
２ガスを１．５×１０１７ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３
以上含有させた請求項１記載の光学部材であれば、前記
照射ｄｏｓｅのリソグラフィー装置を耐久年数の３年以
上でも、１×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３に達
することのなく、充分使用可能となる。しかしながら前
記従来技術に記載したＨ２ガス分子の含有量が５×１０
１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上含有させた光学部
材においてはＨ２消費量が１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）の１／３以下、具体的に
はＨ２消費量が３×１０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃ
ｍ３）／ｄｏｓｅ）以下でなければ前記要求は達成され
ない。そこで請求項２記載の発明は、Ｈ２ガス分子の含
有量を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上含
有させた合成石英ガラスにおいて、３×１０７（（ｍｏ
ｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下にするため
に、Ｃｌの含有量を５００ｐｐｍ以下に、ガラス密度を
２．２０６以上、好ましくは２．２１以上に夫々設定し
たことを特徴とするものである。この場合Ｃｌの含有量
を略１００ｐｐｍ以下にすることにより、Ｈ２消費量が
１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓ
ｅ）の１／１０以下、具体的には１×１０７（（ｍｏｌ
ｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下にする事が出
来る。これが請求項３記載の発明である。
ｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下であれば、Ｈ
２ガスを１．５×１０１７ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３
以上含有させた請求項１記載の光学部材であれば、前記
照射ｄｏｓｅのリソグラフィー装置を耐久年数の３年以
上でも、１×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３に達
することのなく、充分使用可能となる。しかしながら前
記従来技術に記載したＨ２ガス分子の含有量が５×１０
１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上含有させた光学部
材においてはＨ２消費量が１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）の１／３以下、具体的に
はＨ２消費量が３×１０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃ
ｍ３）／ｄｏｓｅ）以下でなければ前記要求は達成され
ない。そこで請求項２記載の発明は、Ｈ２ガス分子の含
有量を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上含
有させた合成石英ガラスにおいて、３×１０７（（ｍｏ
ｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下にするため
に、Ｃｌの含有量を５００ｐｐｍ以下に、ガラス密度を
２．２０６以上、好ましくは２．２１以上に夫々設定し
たことを特徴とするものである。この場合Ｃｌの含有量
を略１００ｐｐｍ以下にすることにより、Ｈ２消費量が
１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓ
ｅ）の１／１０以下、具体的には１×１０７（（ｍｏｌ
ｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下にする事が出
来る。これが請求項３記載の発明である。
【００１６】尚、Ｃｌの低減は合成シリカガラスの製造
方法は一般に四塩化ケイ素を原料としてＨ２／Ｏ２ガス
フレーム中で火炎加水分解をしている。従ってＣｌにつ
いては原料中のＣｌがシリカガラス中に溶け込んでしま
うが、Ｈ２／Ｏ２ガスフレーム中のＨ２ガスと化学反応
を生ぜしめて気化させることにより、ガラス体中へのＣ
ｌの溶存量を少なくさせることが出来る。即ちＣｌの含
有量を５００ｐｐｍ以下、更に略１００ｐｐｍ以下に設
定するには、合成シリカガラス製造時におけるＨ２、Ｏ
２、ＳｉＣｌのガス流量をコントロールして製造すれば
よい事が出来る。
方法は一般に四塩化ケイ素を原料としてＨ２／Ｏ２ガス
フレーム中で火炎加水分解をしている。従ってＣｌにつ
いては原料中のＣｌがシリカガラス中に溶け込んでしま
うが、Ｈ２／Ｏ２ガスフレーム中のＨ２ガスと化学反応
を生ぜしめて気化させることにより、ガラス体中へのＣ
ｌの溶存量を少なくさせることが出来る。即ちＣｌの含
有量を５００ｐｐｍ以下、更に略１００ｐｐｍ以下に設
定するには、合成シリカガラス製造時におけるＨ２、Ｏ
２、ＳｉＣｌのガス流量をコントロールして製造すれば
よい事が出来る。
【００１７】
【実施例】原料四塩化ケイ素を蒸留処理して不純物を除
去させた高純度の四塩化ケイ素原料を用いて酸水素炎加
水分解法の直接火炎法（以下ダイレクト法という）に
て、Ｏ２、Ｈ２、ＳｉＣｌ４の流量をコントロールして
下記「表１」に示す複数種類の高純度シリカガラスイン
ゴットを合成する。
去させた高純度の四塩化ケイ素原料を用いて酸水素炎加
水分解法の直接火炎法（以下ダイレクト法という）に
て、Ｏ２、Ｈ２、ＳｉＣｌ４の流量をコントロールして
下記「表１」に示す複数種類の高純度シリカガラスイン
ゴットを合成する。
【００１８】
【表１】
【００１９】Ｈ２についてはレーザラマン分光光度計で
８００ｃｍ−１のＳｉ−Ｏのピーク面積と４１３５ｃｍ
−１のピーク面積の比に定数１．２２×１０２１をかけ
た値である。装置の検出器は、浜松ホトニクスのフォト
マル９４３−０２を使用した。又レーザラマンのレーザ
はＡｒレーザ（４Ｗ）を使用し、波長４８８ｎｍ、１５
００ｍＪの条件で測定した。Ｃｌについては湿式法に
て、合成シリカガラスをＨＦで溶解しＡｇ（ＮＯ３）を
添加してＡｇＣｌの白濁沈殿を生成させ、この溶液の吸
光度を測定し、濃度を求めた。密度については、アルキ
メデス法により測定した。
８００ｃｍ−１のＳｉ−Ｏのピーク面積と４１３５ｃｍ
−１のピーク面積の比に定数１．２２×１０２１をかけ
た値である。装置の検出器は、浜松ホトニクスのフォト
マル９４３−０２を使用した。又レーザラマンのレーザ
はＡｒレーザ（４Ｗ）を使用し、波長４８８ｎｍ、１５
００ｍＪの条件で測定した。Ｃｌについては湿式法に
て、合成シリカガラスをＨＦで溶解しＡｇ（ＮＯ３）を
添加してＡｇＣｌの白濁沈殿を生成させ、この溶液の吸
光度を測定し、濃度を求めた。密度については、アルキ
メデス法により測定した。
【００２０】次に前記３種類のシリカガラスについてＫ
ｒＦエキシマレーザを１００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー
密度，１００Ｈｚの周波数で３×１０７ｐ照射した後の
Ｈ２の含有量と測定しＨ２の消費量を計算した。 その結果実施例１では、レーザ照射前後でＨ２含有量が
１．５×１０１７から２×１０１６（ｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ／ｃｍ３）へと低減（Ｈ２消費量：４．３×１０
７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））し
たが、耐レーザ性の欠陥発生限界である１×１０１６ｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３を満足している。 又、実施例２においても、レーザ照射前後でＨ２含有量
が５×１０１７から３．５×１０１７（ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ３）へと低減（消費量：５×１０７（（ｍｏ
ｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））したが、耐レ
ーザ性の欠陥発生限界である１×１０１６ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３を十分満足し、その消費量も実施例１と
ほぼ同様である。 一方比較例１では、レーザ照射前のＨ２含有量は実施例
２と同様であるが、使用後においてＨ２消費量が１．６
×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓ
ｅ））と大幅に低減し、又使用後のＨ２含有量も耐レー
ザ性の欠陥発生限界である１×１０１６（ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３）へと大きく低減している。
ｒＦエキシマレーザを１００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー
密度，１００Ｈｚの周波数で３×１０７ｐ照射した後の
Ｈ２の含有量と測定しＨ２の消費量を計算した。 その結果実施例１では、レーザ照射前後でＨ２含有量が
１．５×１０１７から２×１０１６（ｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ／ｃｍ３）へと低減（Ｈ２消費量：４．３×１０
７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））し
たが、耐レーザ性の欠陥発生限界である１×１０１６ｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３を満足している。 又、実施例２においても、レーザ照射前後でＨ２含有量
が５×１０１７から３．５×１０１７（ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ３）へと低減（消費量：５×１０７（（ｍｏ
ｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））したが、耐レ
ーザ性の欠陥発生限界である１×１０１６ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３を十分満足し、その消費量も実施例１と
ほぼ同様である。 一方比較例１では、レーザ照射前のＨ２含有量は実施例
２と同様であるが、使用後においてＨ２消費量が１．６
×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓ
ｅ））と大幅に低減し、又使用後のＨ２含有量も耐レー
ザ性の欠陥発生限界である１×１０１６（ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３）へと大きく低減している。
【００２１】この事から塩素の存在がＨ２の消費量に大
きく影響していることが理解でき、又Ｃｌが略１００
（ｗｔ・ｐｐｍ）以下で且つＨ２含有量が１．５×１０
１７以上あれば、例えばステッパレンズに使用した場合
でもＨ２消費量が１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／
ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下にする事が出来、又耐レーザ
性の欠陥発生限界である１×１０１６（ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ３）以上を維持する事が出来、実用的に十分
耐え得る光学部材の提供が可能となる。尚、レーザの照
射条件を上記のように設定した理由は前記したステッパ
耐久寿命と対応させたものである。
きく影響していることが理解でき、又Ｃｌが略１００
（ｗｔ・ｐｐｍ）以下で且つＨ２含有量が１．５×１０
１７以上あれば、例えばステッパレンズに使用した場合
でもＨ２消費量が１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／
ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下にする事が出来、又耐レーザ
性の欠陥発生限界である１×１０１６（ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ３）以上を維持する事が出来、実用的に十分
耐え得る光学部材の提供が可能となる。尚、レーザの照
射条件を上記のように設定した理由は前記したステッパ
耐久寿命と対応させたものである。
【００２２】次に、レーザ照射後の２４８ｎｍでの透過
率を調べてみると、実施例１については９１．０％、実
施例２については９１．５％といずれも十分なる透過性
を満足していたが、比較例１では８９．５％と、好まし
い透過性限界の９０％を割ってしまった。
率を調べてみると、実施例１については９１．０％、実
施例２については９１．５％といずれも十分なる透過性
を満足していたが、比較例１では８９．５％と、好まし
い透過性限界の９０％を割ってしまった。
【００２３】次に前記比較例１及び実施例２を白金−ロ
ジウム製製坩堝に入れ、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ処理
法）により、アルゴンガス１００％の２０００ａｔｍの
高圧雰囲気で、１０００℃、１０ｈの加熱処理を行なっ
たサンプルを実施例３及び４とし、次にＨＩＰ処理法に
より、アルゴンガス１００％の２０００ａｔｍの高圧雰
囲気で、１０００℃、５ｈの加熱処理を行なったサンプ
ルを比較例２及び実施例５とし、夫々のＨ２含有量、Ｃ
ｌ、密度について測定した結果を［表２］に示す。
ジウム製製坩堝に入れ、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ処理
法）により、アルゴンガス１００％の２０００ａｔｍの
高圧雰囲気で、１０００℃、１０ｈの加熱処理を行なっ
たサンプルを実施例３及び４とし、次にＨＩＰ処理法に
より、アルゴンガス１００％の２０００ａｔｍの高圧雰
囲気で、１０００℃、５ｈの加熱処理を行なったサンプ
ルを比較例２及び実施例５とし、夫々のＨ２含有量、Ｃ
ｌ、密度について測定した結果を［表２］に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】次に前記４種類のシリカガラスについて前
記と同様にＫｒＦエキシマレーザを１００ｍＪ／ｃｍ２
のエネルギー密度，１００Ｈｚの周波数で３×１０７ｐ
照射した後のＨ２の消費量を計算した。
記と同様にＫｒＦエキシマレーザを１００ｍＪ／ｃｍ２
のエネルギー密度，１００Ｈｚの周波数で３×１０７ｐ
照射した後のＨ２の消費量を計算した。
【００２５】その結果実施例３では、レーザ照射前後で
Ｈ２消費量が２．５×１０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／
ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））とＨ２消費量の規制値３×１０
７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下
であり、その消費量も実施例１より向上している。 又Ｈ２含有量も１×１０１７から２．５×１０１６（ｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）へ低減している。 又実施例４では、レーザ照射前後でＨ２消費量が８×１
０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））
と、Ｈ２消費量の規制値３×１０７（（ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）を越えているがＨ２消費量
の上限値１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）
／ｄｏｓｅ）以下である。この理由はＨＩＰ処理によっ
てもガラス密度が２．２０６以上にならなかった為であ
ると思慮する。 又実施例５では、レーザ照射前後でＨ２消費量が１×１
０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））
とＨ２消費量の上限値１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）の１／１０以下と大幅に低下
するとともに、Ｈ２含有量も５×１０１６から３×１０
１６（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）へとその低減率も
小さい。
Ｈ２消費量が２．５×１０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／
ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））とＨ２消費量の規制値３×１０
７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）以下
であり、その消費量も実施例１より向上している。 又Ｈ２含有量も１×１０１７から２．５×１０１６（ｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）へ低減している。 又実施例４では、レーザ照射前後でＨ２消費量が８×１
０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））
と、Ｈ２消費量の規制値３×１０７（（ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）を越えているがＨ２消費量
の上限値１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）
／ｄｏｓｅ）以下である。この理由はＨＩＰ処理によっ
てもガラス密度が２．２０６以上にならなかった為であ
ると思慮する。 又実施例５では、レーザ照射前後でＨ２消費量が１×１
０７（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））
とＨ２消費量の上限値１×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）の１／１０以下と大幅に低下
するとともに、Ｈ２含有量も５×１０１６から３×１０
１６（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）へとその低減率も
小さい。
【００２６】しかしながら比較例２では、レーザ照射前
後でＨ２消費量が１．２×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））と、ステッパレンズに使用
した場合実用的に十分耐え得るＨ２消費量が１×１０８
（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）を越え
ている。この理由はＨＩＰ処理によってもガラス密度が
２．２０６以上にならなかった事と、Ｃｌを５００以上
含んでいる為と思慮される。
後でＨ２消費量が１．２×１０８（（ｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ））と、ステッパレンズに使用
した場合実用的に十分耐え得るＨ２消費量が１×１０８
（（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）／ｄｏｓｅ）を越え
ている。この理由はＨＩＰ処理によってもガラス密度が
２．２０６以上にならなかった事と、Ｃｌを５００以上
含んでいる為と思慮される。
【００２７】
【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、経時的
な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間に
亙って使用可能なエキシマレーザ用光学部材、特にエキ
シマレーザを用いたリソグラフィー装置に用いる光学部
材、例えばステッパ用の光学部材を得ることが出来る。
な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間に
亙って使用可能なエキシマレーザ用光学部材、特にエキ
シマレーザを用いたリソグラフィー装置に用いる光学部
材、例えばステッパ用の光学部材を得ることが出来る。
Claims (3)
- 【請求項１】ガラス密度が２．２０５以下の合成シリカ
ガラスからなるエキシマレーザ用光学部材において、Ｈ
２ガス分子の含有量１．５×１０１７ｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｓ／ｃｍ３以上で且つＣｌの含有量を略１００ｐｐｍ以
下に夫々設定した事を特徴とする光学部材 - 【請求項２】Ｈ２ガス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３以上含有した合成シリカガラスからな
り、エキシマレーザを用いた装置に用いる光学部材にお
いて、Ｃｌの含有量を略５００ｐｐｍ以下で且つガラス
密度を２．２０６以上に夫々設定したことを特徴とする
光学部材 - 【請求項３】Ｈ２ガス分子を５×１０１６ｍｏｌｅｃｕ
ｌｅｓ／ｃｍ３以上含有した合成シリカガラスからな
り、エキシマレーザを用いた装置に用いる光学部材にお
いて、Ｃｌの含有量を略１００ｐｐｍ以下で且つガラス
密度を２．２０６以上に夫々設定したことを特徴とする
光学部材
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213204A JPH0742134B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213204A JPH0742134B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0532432A JPH0532432A (ja) | 1993-02-09 |
| JPH0742134B2 true JPH0742134B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=16635263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3213204A Expired - Lifetime JPH0742134B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742134B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3368932B2 (ja) * | 1992-02-07 | 2003-01-20 | 旭硝子株式会社 | 透明石英ガラスとその製造方法 |
| JP2980094B2 (ja) * | 1997-05-16 | 1999-11-22 | 住友電気工業株式会社 | 石英ガラス物品及びその製造方法 |
| US6333283B1 (en) | 1997-05-16 | 2001-12-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silica glass article and manufacturing process therefor |
| US8402786B2 (en) | 1998-01-30 | 2013-03-26 | Asahi Glass Company, Limited | Synthetic silica glass optical component and process for its production |
| ATE246154T1 (de) * | 1998-01-30 | 2003-08-15 | Asahi Glass Co Ltd | Synthetische, optische quarzglas-elemente und verfahren zur herstellung derselben |
| WO2017103115A2 (de) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Herstellung eines quarzglaskörpers in einem schmelztiegel aus refraktärmetall |
| WO2017103160A1 (de) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Herstellung von quarzglaskörpern aus siliziumdioxidgranulat |
| US11952303B2 (en) | 2015-12-18 | 2024-04-09 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Increase in silicon content in the preparation of quartz glass |
| EP3390290B1 (de) | 2015-12-18 | 2023-03-15 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Herstellung eines opaken quarzglaskörpers |
| CN108698894A (zh) | 2015-12-18 | 2018-10-23 | 贺利氏石英玻璃有限两合公司 | 在多腔式烘箱中制备石英玻璃体 |
| US10676388B2 (en) * | 2015-12-18 | 2020-06-09 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Glass fibers and pre-forms made of homogeneous quartz glass |
| US11492282B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-11-08 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven |
| JP7044454B2 (ja) * | 2015-12-18 | 2022-03-30 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 石英ガラス調製時の中間体としての炭素ドープ二酸化ケイ素造粒体の調製 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424048A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-26 | Seiko Epson Corp | Defect-free quartz glass |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3213204A patent/JPH0742134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532432A (ja) | 1993-02-09 |
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| JP2652847C (ja) |
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