JPH11322352A - 合成石英ガラス光学部材およびその製造方法 - Google Patents
合成石英ガラス光学部材およびその製造方法Info
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- JPH11322352A JPH11322352A JP10129196A JP12919698A JPH11322352A JP H11322352 A JPH11322352 A JP H11322352A JP 10129196 A JP10129196 A JP 10129196A JP 12919698 A JP12919698 A JP 12919698A JP H11322352 A JPH11322352 A JP H11322352A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】エキシマレーザ光による透過率の低下のない合
成石英ガラス光学部材を得る。 【解決手段】水素分子含有量が５×１０16分子／ｃｍ3
未満である合成石英ガラスを、水素ガス０．１〜３０気
圧の雰囲気下で合成石英ガラス中のＯＨ基濃度に応じた
温度にて加熱処理して水素分子を５×１０16分子／ｃｍ
3 以上含有させる工程を含むことを特徴とする合成石英
ガラス光学部材の製造方法。
成石英ガラス光学部材を得る。 【解決手段】水素分子含有量が５×１０16分子／ｃｍ3
未満である合成石英ガラスを、水素ガス０．１〜３０気
圧の雰囲気下で合成石英ガラス中のＯＨ基濃度に応じた
温度にて加熱処理して水素分子を５×１０16分子／ｃｍ
3 以上含有させる工程を含むことを特徴とする合成石英
ガラス光学部材の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線を光源とする装置の光学部材およびその
製造方法に関し、より詳細にはエキシマレーザ（ＸｅＣ
ｌ：３０８ｎｍ、ＫｒＦ：２４８ｎｍ、ＡｒＦ：１９３
ｎｍ）、低圧水銀ランプ（１８５ｎｍ）、エキシマラン
プ（Ｘｅ−Ｘｅ：１７２ｎｍ）などによる真空紫外光な
いし紫外光を照射して使用されるレンズやプリズム、窓
材などの光学部品として用いられる合成石英ガラス光学
部材およびその製造方法に関する。
ｍ以下の紫外線を光源とする装置の光学部材およびその
製造方法に関し、より詳細にはエキシマレーザ（ＸｅＣ
ｌ：３０８ｎｍ、ＫｒＦ：２４８ｎｍ、ＡｒＦ：１９３
ｎｍ）、低圧水銀ランプ（１８５ｎｍ）、エキシマラン
プ（Ｘｅ−Ｘｅ：１７２ｎｍ）などによる真空紫外光な
いし紫外光を照射して使用されるレンズやプリズム、窓
材などの光学部品として用いられる合成石英ガラス光学
部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】合成石英ガラスは、近赤外域から真空紫
外域までにわたる広範囲の波長域に亘って透明な材料で
あること、熱膨張係数がきわめて小さく寸法安定性に優
れていること、また、金属不純物をほとんど含有してお
らず高純度であることなどの特徴があるるため、従来の
ｇ線、ｉ線を光源として用いた光学装置の光学部材に主
に用いられてきた。
外域までにわたる広範囲の波長域に亘って透明な材料で
あること、熱膨張係数がきわめて小さく寸法安定性に優
れていること、また、金属不純物をほとんど含有してお
らず高純度であることなどの特徴があるるため、従来の
ｇ線、ｉ線を光源として用いた光学装置の光学部材に主
に用いられてきた。
【０００３】近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、ウエハ上
に集積回路パターンを描画する光リソグラフィー技術に
おいて、より線幅の短い微細な描画技術が要求されてお
り、これに対応するために露光光源の短波長化が進めら
れている。すなわち、例えばリソグラフィー用ステッパ
の光源には、従来のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５
ｎｍ）から進んで、ＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎ
ｍ）、またはＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）が
用いられようとしている。
に集積回路パターンを描画する光リソグラフィー技術に
おいて、より線幅の短い微細な描画技術が要求されてお
り、これに対応するために露光光源の短波長化が進めら
れている。すなわち、例えばリソグラフィー用ステッパ
の光源には、従来のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５
ｎｍ）から進んで、ＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎ
ｍ）、またはＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）が
用いられようとしている。
【０００４】また、低圧水銀ランプ（１８５ｎｍ）やエ
キシマランプ（Ｘｅ−Ｘｅ：１７２ｎｍ）は光ＣＶＤ装
置、オゾン発生装置やシリコンウエハのアッシング、エ
ッチングなどに用いられたり、または今後前記用途に適
用すべく開発が進められているが、これらに用いられる
ランプのガス封入管およびこれらの波長の光を照射して
用いる光学素子にも前記合成石英ガラスを用いる必要が
ある。
キシマランプ（Ｘｅ−Ｘｅ：１７２ｎｍ）は光ＣＶＤ装
置、オゾン発生装置やシリコンウエハのアッシング、エ
ッチングなどに用いられたり、または今後前記用途に適
用すべく開発が進められているが、これらに用いられる
ランプのガス封入管およびこれらの波長の光を照射して
用いる光学素子にも前記合成石英ガラスを用いる必要が
ある。
【０００５】これらの光学系に用いられる石英ガラス材
料は、紫外域ないし真空紫外域に亘る波長での光透過性
が要求されるとともに、使用波長での耐光性が高いこと
（光照射後に透過率が低下しないこと）が要求される。
特に耐光性については、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ
光を４００ｍＪ／ｃｍ2 ・Ｐｕｌｓｅ、１００Ｈｚの条
件にて１×１０6 ショット照射した前後での２４８ｎｍ
透過率低下量が０．１％／ｃｍ以下、２１４ｎｍ透過率
低下量が１．０％／ｃｍ以下であることが望まれてい
る。
料は、紫外域ないし真空紫外域に亘る波長での光透過性
が要求されるとともに、使用波長での耐光性が高いこと
（光照射後に透過率が低下しないこと）が要求される。
特に耐光性については、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ
光を４００ｍＪ／ｃｍ2 ・Ｐｕｌｓｅ、１００Ｈｚの条
件にて１×１０6 ショット照射した前後での２４８ｎｍ
透過率低下量が０．１％／ｃｍ以下、２１４ｎｍ透過率
低下量が１．０％／ｃｍ以下であることが望まれてい
る。
【０００６】従来用いられている合成石英ガラスでは、
例えばＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）やＡ
ｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの高エネ
ルギー光を照射すると、紫外線領域に新たな吸収帯を生
じ、前記エキシマレーザ光を光源とした光学系を構築す
る際の光学部材としては問題があった。すなわち、前記
レーザ光が長時間照射されると、いわゆるＥ’センター
と呼ばれる略２１５ｎｍの吸収バンドとＮＢＯＨＣ（非
架橋酸素ラジカル）と呼ばれる略２６０ｎｍの吸収バン
ドが生成される。
例えばＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）やＡ
ｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの高エネ
ルギー光を照射すると、紫外線領域に新たな吸収帯を生
じ、前記エキシマレーザ光を光源とした光学系を構築す
る際の光学部材としては問題があった。すなわち、前記
レーザ光が長時間照射されると、いわゆるＥ’センター
と呼ばれる略２１５ｎｍの吸収バンドとＮＢＯＨＣ（非
架橋酸素ラジカル）と呼ばれる略２６０ｎｍの吸収バン
ドが生成される。
【０００７】この吸収帯は、石英ガラス中のガラス構
造、≡Ｓｉ−Ｓｉ≡、≡Ｓｉ−Ｏ−Ｏ−Ｓｉ≡などの酸
素欠乏欠陥、酸素過剰欠陥による固有欠陥からレーザ光
照射による光反応が起こり、常磁性欠陥を生成すること
に起因するものと考えられており、これにより、透過率
の低下、絶対屈折率の上昇、屈折率分布の変動や蛍光が
生じる。
造、≡Ｓｉ−Ｓｉ≡、≡Ｓｉ−Ｏ−Ｏ−Ｓｉ≡などの酸
素欠乏欠陥、酸素過剰欠陥による固有欠陥からレーザ光
照射による光反応が起こり、常磁性欠陥を生成すること
に起因するものと考えられており、これにより、透過率
の低下、絶対屈折率の上昇、屈折率分布の変動や蛍光が
生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題点を解決
するための方法として、種々の方法が検討されており、
石英ガラス中に水素分子を何らかの形で含有させればよ
いことが知られている。例えば特開平３−８８７４２に
は、合成石英ガラス中に水素分子を５×１０16分子／ｃ
ｍ3 以上含有させかつＯＨ基を１００ｐｐｍ以上含有さ
せることにより、紫外線レーザ光照射による透過率低下
を抑制する方法が開示されている。
するための方法として、種々の方法が検討されており、
石英ガラス中に水素分子を何らかの形で含有させればよ
いことが知られている。例えば特開平３−８８７４２に
は、合成石英ガラス中に水素分子を５×１０16分子／ｃ
ｍ3 以上含有させかつＯＨ基を１００ｐｐｍ以上含有さ
せることにより、紫外線レーザ光照射による透過率低下
を抑制する方法が開示されている。
【０００９】石英ガラス中に水素分子を含有させる手段
としては、石英ガラスを水素含有雰囲気下で加熱処理す
ることにより、石英ガラス中に水素分子を拡散、含有さ
せる方法が知られている。例えば特開平６−１６６５２
２には、８００〜１０００℃前後の高い温度で水素ドー
プを行った場合石英ガラス中に水素による還元型欠陥が
生じるため、水素分圧１気圧以上の雰囲気下で、３００
〜６００℃の低い温度域に保持することにより、石英ガ
ラス中に水素分子を１×１０17分子／ｃｍ3 以上含有さ
せる技術が開示されている。ここでは、特に５０気圧以
上の高圧下で水素ドープを行うことが好ましいと記載さ
れている。
としては、石英ガラスを水素含有雰囲気下で加熱処理す
ることにより、石英ガラス中に水素分子を拡散、含有さ
せる方法が知られている。例えば特開平６−１６６５２
２には、８００〜１０００℃前後の高い温度で水素ドー
プを行った場合石英ガラス中に水素による還元型欠陥が
生じるため、水素分圧１気圧以上の雰囲気下で、３００
〜６００℃の低い温度域に保持することにより、石英ガ
ラス中に水素分子を１×１０17分子／ｃｍ3 以上含有さ
せる技術が開示されている。ここでは、特に５０気圧以
上の高圧下で水素ドープを行うことが好ましいと記載さ
れている。
【００１０】この方法では、還元型欠陥の生成を抑える
ため低温で水素含有処理を行う必要があるが、水素分子
の拡散速度が遅いため、試料内部に水素分子の濃度分布
が生じやすい。このように水素分子の濃度分布がある
と、その分布に応じて試料内部で耐光性のばらつきが生
じるため、屈折率分布などが変動する。
ため低温で水素含有処理を行う必要があるが、水素分子
の拡散速度が遅いため、試料内部に水素分子の濃度分布
が生じやすい。このように水素分子の濃度分布がある
と、その分布に応じて試料内部で耐光性のばらつきが生
じるため、屈折率分布などが変動する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる問
題を解決するため鋭意研究を行った結果、水素分子を含
有する石英ガラスを加熱処理すると、その処理温度およ
び石英ガラス中のＯＨ基含有量によっては還元型欠陥が
生成することがあり、この還元型欠陥が生成しない臨界
温度が石英ガラス中のＯＨ基濃度と密接に関係している
ことを知見した。すなわち水素分子を含有する石英ガラ
スを高温で加熱処理すると、前記欠陥の前駆体である≡
Ｓｉ−Ｓｉ≡や≡Ｓｉ−Ｈなどの還元型欠陥が生成し、
耐光性が悪化する。ＯＨ基はこれら還元型欠陥の生成を
抑制する作用を有し、石英ガラス中のＯＨ基含有量が多
いほど高温で処理しても還元型欠陥が実質的に生成せ
ず、耐光性に優れた光学部材を得ることができる。
題を解決するため鋭意研究を行った結果、水素分子を含
有する石英ガラスを加熱処理すると、その処理温度およ
び石英ガラス中のＯＨ基含有量によっては還元型欠陥が
生成することがあり、この還元型欠陥が生成しない臨界
温度が石英ガラス中のＯＨ基濃度と密接に関係している
ことを知見した。すなわち水素分子を含有する石英ガラ
スを高温で加熱処理すると、前記欠陥の前駆体である≡
Ｓｉ−Ｓｉ≡や≡Ｓｉ−Ｈなどの還元型欠陥が生成し、
耐光性が悪化する。ＯＨ基はこれら還元型欠陥の生成を
抑制する作用を有し、石英ガラス中のＯＨ基含有量が多
いほど高温で処理しても還元型欠陥が実質的に生成せ
ず、耐光性に優れた光学部材を得ることができる。
【００１２】その一方で石英ガラス中のＯＨ基含有量は
波長λが１６５〜１８５ｎｍにおける透過率とも関係
し、ＯＨ基含有量が多いほど該波長域での透過率は低下
し、吸収端のレッドシフトが生じる。この吸収端のシフ
トは、ＫｒＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレーザな
どλ≧１８５ｎｍの波長域で使用される光学部材には問
題がないが、エキシマランプ（Ｘｅ−Ｘｅ：１７２ｎ
ｍ）などλ＜１８５ｎｍの波長域で使用される光学部材
においては問題となる。すなわち使用される波長域に応
じて合成石英ガラス中のＯＨ基含有量を調節する必要が
ある。
波長λが１６５〜１８５ｎｍにおける透過率とも関係
し、ＯＨ基含有量が多いほど該波長域での透過率は低下
し、吸収端のレッドシフトが生じる。この吸収端のシフ
トは、ＫｒＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレーザな
どλ≧１８５ｎｍの波長域で使用される光学部材には問
題がないが、エキシマランプ（Ｘｅ−Ｘｅ：１７２ｎ
ｍ）などλ＜１８５ｎｍの波長域で使用される光学部材
においては問題となる。すなわち使用される波長域に応
じて合成石英ガラス中のＯＨ基含有量を調節する必要が
ある。
【００１３】したがって本発明は、紫外線波長域のレー
ザ光を照射して使用される合成石英ガラス光学部材の製
造方法であって、水素分子の含有量が５×１０16分子／
ｃｍ3 未満である合成石英ガラスを、水素ガス０．１〜
３０気圧の雰囲気下で合成石英ガラス中のＯＨ基濃度に
応じて式１より与えられる温度Ｔc （℃）以下の温度に
て加熱処理して水素分子を５×１０16分子／ｃｍ3 以上
含有させる工程を含むことを特徴とする合成石英ガラス
光学部材の製造方法を提供する。 Ｔc ＝３７０＋１．５５［ＣOH］・・・式１ ただし式１において［ＣOH］は石英ガラス中のＯＨ基濃
度（ｐｐｍ：重量表示であり本明細書中で同じ）を表
す。
ザ光を照射して使用される合成石英ガラス光学部材の製
造方法であって、水素分子の含有量が５×１０16分子／
ｃｍ3 未満である合成石英ガラスを、水素ガス０．１〜
３０気圧の雰囲気下で合成石英ガラス中のＯＨ基濃度に
応じて式１より与えられる温度Ｔc （℃）以下の温度に
て加熱処理して水素分子を５×１０16分子／ｃｍ3 以上
含有させる工程を含むことを特徴とする合成石英ガラス
光学部材の製造方法を提供する。 Ｔc ＝３７０＋１．５５［ＣOH］・・・式１ ただし式１において［ＣOH］は石英ガラス中のＯＨ基濃
度（ｐｐｍ：重量表示であり本明細書中で同じ）を表
す。
【００１４】また本発明は、波長λが１６５〜１８５ｎ
ｍの範囲にある波長域の光を照射して使用される合成石
英ガラス光学部材であって、ＯＨ基濃度が１００ｐｐｍ
以下、水素分子の含有量が５×１０16分子／ｃｍ3 以上
であり、還元型欠陥を実質的に含有しないことを特徴と
する合成石英ガラス光学部材を提供する。
ｍの範囲にある波長域の光を照射して使用される合成石
英ガラス光学部材であって、ＯＨ基濃度が１００ｐｐｍ
以下、水素分子の含有量が５×１０16分子／ｃｍ3 以上
であり、還元型欠陥を実質的に含有しないことを特徴と
する合成石英ガラス光学部材を提供する。
【００１５】ここで還元型欠陥とは、石英ガラス中の≡
Ｓｉ−Ｓｉ≡結合および≡Ｓｉ−Ｈ結合のことであり、
これら還元型欠陥を実質的に含有しないとは、以下のよ
うな意味である。すなわち≡Ｓｉ−Ｓｉ≡については、
真空紫外域の１６３ｎｍの吸光度αがα≦１×１０
-2（ｃｍ-1）（検出限界以下）であることであり、また
≡Ｓｉ−Ｈについては、レーザラマンスペクトルの２２
５０ｃｍ-1の散乱ピークにより検出した強度Ｉ2250を≡
Ｓｉ−Ｏ−結合を示す８００ｃｍ-1の散乱ピークの強度
Ｉ800 で割った値Ｉ2250／Ｉ800 がＩ2250／Ｉ800 ≦１
×１０-4（検出限界以下）であることである。
Ｓｉ−Ｓｉ≡結合および≡Ｓｉ−Ｈ結合のことであり、
これら還元型欠陥を実質的に含有しないとは、以下のよ
うな意味である。すなわち≡Ｓｉ−Ｓｉ≡については、
真空紫外域の１６３ｎｍの吸光度αがα≦１×１０
-2（ｃｍ-1）（検出限界以下）であることであり、また
≡Ｓｉ−Ｈについては、レーザラマンスペクトルの２２
５０ｃｍ-1の散乱ピークにより検出した強度Ｉ2250を≡
Ｓｉ−Ｏ−結合を示す８００ｃｍ-1の散乱ピークの強度
Ｉ800 で割った値Ｉ2250／Ｉ800 がＩ2250／Ｉ800 ≦１
×１０-4（検出限界以下）であることである。
【００１６】また石英ガラス中に水素分子を５×１０16
分子／ｃｍ3 以上含有させるためには、水素分子の平衡
含有量を考慮して水素ドープ時の水素ガスの圧力は０．
１気圧以上であればよいが、充分な水素を短時間で石英
ガラス中に導入するためには、５気圧以上で行うことが
好ましい。一方、３０気圧を超えると、還元型欠陥が生
成するおそれがある。なお、この場合の圧力は分圧でも
よい。すなわち、雰囲気を水素と他の気体、例えばヘリ
ウム、アルゴン、窒素などの不活性気体との混合雰囲気
として、水素の分圧を０．１〜３０気圧にしてもよい。
分子／ｃｍ3 以上含有させるためには、水素分子の平衡
含有量を考慮して水素ドープ時の水素ガスの圧力は０．
１気圧以上であればよいが、充分な水素を短時間で石英
ガラス中に導入するためには、５気圧以上で行うことが
好ましい。一方、３０気圧を超えると、還元型欠陥が生
成するおそれがある。なお、この場合の圧力は分圧でも
よい。すなわち、雰囲気を水素と他の気体、例えばヘリ
ウム、アルゴン、窒素などの不活性気体との混合雰囲気
として、水素の分圧を０．１〜３０気圧にしてもよい。
【００１７】また本発明による合成石英ガラスは、ステ
ッパレンズその他の光学部材として用いるために、光学
部材として必要な光学特性を与えるための均質化、成
形、およびアニールなどの各加熱処理を行う必要がある
が、これらの加熱処理は水素含有工程の前に行ってもま
たその後に行ってもどちらでもよい。ただしこれらの加
熱処理には８００〜１５００℃の高温を要するため、前
記水素含有工程で５×１０16分子／ｃｍ3 以上水素を含
有させたとしても、その後の加熱処理により水素分子含
有量が低下する可能性があるため、水素含有工程以後に
加熱処理を行う場合は、水素ガス０．１〜３０気圧の雰
囲気下にて行うことが好ましい。ただし、この場合加熱
処理のための炉を防爆構造とする必要があるなど問題が
あるため、加熱処理後に水素含有工程を実施する方がよ
り好ましい。
ッパレンズその他の光学部材として用いるために、光学
部材として必要な光学特性を与えるための均質化、成
形、およびアニールなどの各加熱処理を行う必要がある
が、これらの加熱処理は水素含有工程の前に行ってもま
たその後に行ってもどちらでもよい。ただしこれらの加
熱処理には８００〜１５００℃の高温を要するため、前
記水素含有工程で５×１０16分子／ｃｍ3 以上水素を含
有させたとしても、その後の加熱処理により水素分子含
有量が低下する可能性があるため、水素含有工程以後に
加熱処理を行う場合は、水素ガス０．１〜３０気圧の雰
囲気下にて行うことが好ましい。ただし、この場合加熱
処理のための炉を防爆構造とする必要があるなど問題が
あるため、加熱処理後に水素含有工程を実施する方がよ
り好ましい。
【００１８】一方、水素分子を５×１０16分子／ｃｍ3
以上含有させた後に、温度Ｔ（℃）で加熱処理をする必
要がある場合は、加熱処理を受ける合成石英ガラスに、
あらかじめ、式２より算出されるＯＨ基濃度［ＣOH］c
（ｐｐｍ）以上のＯＨ基を含有させることにより、熱処
理時の還元型欠陥の生成を抑制できる。 ［ＣOH］c ＝（Ｔ−３７０）／１．５５・・・式２
以上含有させた後に、温度Ｔ（℃）で加熱処理をする必
要がある場合は、加熱処理を受ける合成石英ガラスに、
あらかじめ、式２より算出されるＯＨ基濃度［ＣOH］c
（ｐｐｍ）以上のＯＨ基を含有させることにより、熱処
理時の還元型欠陥の生成を抑制できる。 ［ＣOH］c ＝（Ｔ−３７０）／１．５５・・・式２
【００１９】本発明の方法で製造された水素分子の含有
量が１×１０17分子／ｃｍ3 以上であり、還元型欠陥を
実質的に含有しない合成石英ガラス光学部材のうち、Ｏ
Ｈ基濃度が１００ｐｐｍ以下のものは、特に１８５ｎｍ
≧λ≧１６５ｎｍにおける波長域での透過率が高く、か
かる波長域の光を照射して使用する光学部材として適し
ている。ＯＨ基濃度が１００ｐｐｍを超えると、１８５
ｎｍ≧λ≧１６５ｎｍにおける透過率が低下する傾向が
ある。
量が１×１０17分子／ｃｍ3 以上であり、還元型欠陥を
実質的に含有しない合成石英ガラス光学部材のうち、Ｏ
Ｈ基濃度が１００ｐｐｍ以下のものは、特に１８５ｎｍ
≧λ≧１６５ｎｍにおける波長域での透過率が高く、か
かる波長域の光を照射して使用する光学部材として適し
ている。ＯＨ基濃度が１００ｐｐｍを超えると、１８５
ｎｍ≧λ≧１６５ｎｍにおける透過率が低下する傾向が
ある。
【００２０】
【実施例】還元型欠陥を実質的に有せずかつ水素分子の
含有量が５×１０16分子／ｃｍ3未満であり、かつ表１
に示すようなＯＨ基濃度の異なる石英ガラス（サイズ：
３０ｍｍφ×１０ｍｍ）を用意し、表１に示す各条件に
おいて水素ドープを行った。表１に各条件における式１
のＴc （℃）を付記する。例１〜９は実施例、例１０〜
１５は比較例である。得られた合成石英ガラスについて
それぞれ以下の評価を行った。
含有量が５×１０16分子／ｃｍ3未満であり、かつ表１
に示すようなＯＨ基濃度の異なる石英ガラス（サイズ：
３０ｍｍφ×１０ｍｍ）を用意し、表１に示す各条件に
おいて水素ドープを行った。表１に各条件における式１
のＴc （℃）を付記する。例１〜９は実施例、例１０〜
１５は比較例である。得られた合成石英ガラスについて
それぞれ以下の評価を行った。
【００２１】（評価１）ラマン分光測定を行い、レーザ
ラマンスペクトルの４１６０ｃｍ-1の散乱ピークにより
検出した強度Ｉ4160を≡Ｓｉ−Ｏ−結合を示す８００ｃ
ｍ-1の散乱ピークの強度Ｉ800 で割った値Ｉ4160／Ｉ
800 から水素分子濃度を評価した（V.S.Khotimchenko,e
t.al.,Z.Prikladnoi Spektroskopii,46(6),987〜997,19
86）。 （評価２）真空紫外分光測定（アクトンリサーチ社製Ｖ
ＴＭＳ−５０２）を行い１６３ｎｍの吸光度（α163 ）
から、≡Ｓｉ−Ｓｉ≡濃度を評価した。
ラマンスペクトルの４１６０ｃｍ-1の散乱ピークにより
検出した強度Ｉ4160を≡Ｓｉ−Ｏ−結合を示す８００ｃ
ｍ-1の散乱ピークの強度Ｉ800 で割った値Ｉ4160／Ｉ
800 から水素分子濃度を評価した（V.S.Khotimchenko,e
t.al.,Z.Prikladnoi Spektroskopii,46(6),987〜997,19
86）。 （評価２）真空紫外分光測定（アクトンリサーチ社製Ｖ
ＴＭＳ−５０２）を行い１６３ｎｍの吸光度（α163 ）
から、≡Ｓｉ−Ｓｉ≡濃度を評価した。
【００２２】（評価３）ラマン分光測定を行い、レーザ
ラマンスペクトルの２２５０ｃｍ-1の散乱ピークにより
検出した強度Ｉ2250を≡Ｓｉ−Ｏ−結合を示す８００ｃ
ｍ-1の散乱ピークの強度Ｉ800 で割った値Ｉ2250／Ｉ
800 から≡Ｓｉ−Ｈ濃度を評価した。 （評価４）ＫｒＦレーザ（ラムダフィジーク社製ＬＰＸ
−１００）光をエネルギー密度４００ｍＪ／ｃｍ2 ・Ｐ
ｕｌｓｅ、周波数１００Ｈｚの条件にて３０ｍｍφの面
に垂直に照射した。ＫｒＦレーザ光を１×１０6 ショッ
ト照射した直後の２１４ｎｍでの透過率を分光光度計
（日立製作所製Ｕ−３２１０）により測定し、２１４ｎ
ｍにおける透過率の１ｃｍあたりの低下量（ΔＴ214
（％／ｃｍ））を評価した。 （評価５）真空紫外分光器（アクトンリサーチ社製ＶＴ
ＭＳ−５０２）を用いて１４０ｎｍ〜２１０ｎｍにおけ
る分光透過率を測定した。
ラマンスペクトルの２２５０ｃｍ-1の散乱ピークにより
検出した強度Ｉ2250を≡Ｓｉ−Ｏ−結合を示す８００ｃ
ｍ-1の散乱ピークの強度Ｉ800 で割った値Ｉ2250／Ｉ
800 から≡Ｓｉ−Ｈ濃度を評価した。 （評価４）ＫｒＦレーザ（ラムダフィジーク社製ＬＰＸ
−１００）光をエネルギー密度４００ｍＪ／ｃｍ2 ・Ｐ
ｕｌｓｅ、周波数１００Ｈｚの条件にて３０ｍｍφの面
に垂直に照射した。ＫｒＦレーザ光を１×１０6 ショッ
ト照射した直後の２１４ｎｍでの透過率を分光光度計
（日立製作所製Ｕ−３２１０）により測定し、２１４ｎ
ｍにおける透過率の１ｃｍあたりの低下量（ΔＴ214
（％／ｃｍ））を評価した。 （評価５）真空紫外分光器（アクトンリサーチ社製ＶＴ
ＭＳ−５０２）を用いて１４０ｎｍ〜２１０ｎｍにおけ
る分光透過率を測定した。
【００２３】以上の評価１〜４の結果を表２に示す。Ｎ
Ｄは検出限界以下であることを示す。この評価により、
本発明の製造方法による石英ガラス光学部材は、高濃度
の水素分子を含有させるために加熱処理を受けるか、ま
たは水素分子を含有した状態で加熱処理を受けているに
もかかわらず、還元型欠陥を実質的に含有しておらず、
紫外線レーザ光を照射しても透過率の低下が少ないこと
がわかる。また評価５については、例２および例５の結
果を図１に示す。この結果より、特にＯＨ基の含有濃度
が１００ｐｐｍの光学部材は１８５ｎｍ≧λ≧１６５ｎ
ｍにおける透過率が高く、かかる波長域の紫外線を照射
して用いる用途に適した光学部材であることがわかる。
Ｄは検出限界以下であることを示す。この評価により、
本発明の製造方法による石英ガラス光学部材は、高濃度
の水素分子を含有させるために加熱処理を受けるか、ま
たは水素分子を含有した状態で加熱処理を受けているに
もかかわらず、還元型欠陥を実質的に含有しておらず、
紫外線レーザ光を照射しても透過率の低下が少ないこと
がわかる。また評価５については、例２および例５の結
果を図１に示す。この結果より、特にＯＨ基の含有濃度
が１００ｐｐｍの光学部材は１８５ｎｍ≧λ≧１６５ｎ
ｍにおける透過率が高く、かかる波長域の紫外線を照射
して用いる用途に適した光学部材であることがわかる。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、エキシマレーザ光等の
高エネルギー光の照射による透過率の低下が少ない合成
石英ガラス光学部材が得られる。また、１８５ｎｍ≧λ
≧１６５ｎｍにおける透過率が高く、かかる波長域の紫
外線を照射して用いる用途に適した光学部材が得られ
る。
高エネルギー光の照射による透過率の低下が少ない合成
石英ガラス光学部材が得られる。また、１８５ｎｍ≧λ
≧１６５ｎｍにおける透過率が高く、かかる波長域の紫
外線を照射して用いる用途に適した光学部材が得られ
る。
【図１】本発明の実施例にかかる合成石英ガラス光学部
材の分光透過率を示すグラフ
材の分光透過率を示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下平 憲昭 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】紫外線波長域のレーザ光を照射して使用さ
れる合成石英ガラス光学部材の製造方法であって、水素
分子の含有量が５×１０16分子／ｃｍ3 未満である合成
石英ガラスを、水素ガス０．１〜３０気圧の雰囲気下で
合成石英ガラス中のＯＨ基濃度に応じて式１により与え
られる温度Ｔc （℃）以下の温度にて加熱処理して水素
分子を５×１０16分子／ｃｍ3 以上含有させる工程を含
むことを特徴とする合成石英ガラス光学部材の製造方
法。 Ｔc ＝３７０＋１．５５［ＣOH］・・・式１ ただし式１において［ＣOH］は石英ガラス中のＯＨ基濃
度（ｐｐｍ）を表す。 - 【請求項２】紫外線波長域のレーザ光を照射して使用さ
れる合成石英ガラス光学部材の製造方法であって、水素
分子を５×１０16分子／ｃｍ3 以上含有する合成石英ガ
ラスを温度Ｔ（℃）にて加熱処理する工程を有するとと
もに、該加熱処理を受ける合成石英ガラスは、式２より
算出されるＯＨ基濃度［ＣOH］c （ｐｐｍ）以上にＯＨ
基を含有していることを特徴とする合成石英ガラス光学
部材の製造方法。 ［ＣOH］c ＝（Ｔ−３７０）／１．５５・・・式２ - 【請求項３】波長λが１６５〜１８５ｎｍの範囲にある
波長域の光を照射して使用される合成石英ガラス光学部
材であって、ＯＨ基濃度が１００ｐｐｍ以下、水素分子
の含有量が５×１０16分子／ｃｍ3 以上であり、還元型
欠陥を実質的に含有しないことを特徴とする合成石英ガ
ラス光学部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12919698A JP4151109B2 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 合成石英ガラス光学部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12919698A JP4151109B2 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 合成石英ガラス光学部材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322352A true JPH11322352A (ja) | 1999-11-24 |
| JP4151109B2 JP4151109B2 (ja) | 2008-09-17 |
Family
ID=15003528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12919698A Expired - Lifetime JP4151109B2 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 合成石英ガラス光学部材およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4151109B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002053331A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-19 | Tosoh Corp | ＡｒＦエキシマレーザー用合成石英ガラス及びその製造方法並びにその用途 |
| EP1340722A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-09-03 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Synthetic quartz glass material for ArF aligners |
| EP1088795A4 (en) * | 1999-03-25 | 2004-03-31 | Asahi Glass Co Ltd | SYNTHETIC SILICA GLASS FOR OPTICAL ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING AND USING THE SAME |
| JP2004511092A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | コーニング インコーポレイテッド | フォトリソグラフィの方法およびフォトリソグラフィ装置 |
| JP2007308365A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Carl Zeiss Smt Ag | Ｈ２含有量を増加させた合成石英ガラスのレンズを製造するための方法 |
| JP2008535764A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | 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 | 半導体ウエハを処理するための石英ガラスからなる保持器および保持器の製造方法 |
| US7534733B2 (en) | 2004-02-23 | 2009-05-19 | Corning Incorporated | Synthetic silica glass optical material having high resistance to laser induced damage |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP12919698A patent/JP4151109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1088795A4 (en) * | 1999-03-25 | 2004-03-31 | Asahi Glass Co Ltd | SYNTHETIC SILICA GLASS FOR OPTICAL ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING AND USING THE SAME |
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| JP2004511092A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | コーニング インコーポレイテッド | フォトリソグラフィの方法およびフォトリソグラフィ装置 |
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| US7534733B2 (en) | 2004-02-23 | 2009-05-19 | Corning Incorporated | Synthetic silica glass optical material having high resistance to laser induced damage |
| JP2008535764A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | 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 | 半導体ウエハを処理するための石英ガラスからなる保持器および保持器の製造方法 |
| JP2007308365A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Carl Zeiss Smt Ag | Ｈ２含有量を増加させた合成石英ガラスのレンズを製造するための方法 |
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