JP2000349366A - 蛍石の透過率検査方法 - Google Patents
蛍石の透過率検査方法Info
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Abstract
時間の露光に対しても透過率低下の少ない、すなわち耐
紫外線性のある蛍石を得る。 【構成】 レーザー光のエネルギー密度を実際のステッ
パー稼働時の条件より高く設定することにより、短時間
の照射試験、すなわち少ないショット数で検査を行うこ
とが可能となる。
Description
キシマレーザー等の紫外線を光源とする光学系例えば光
リソグラフィー技術において、耐紫外線性が必要となる
レンズ等の紫外線光学用蛍石の透過率検査方法に関す
る。
化が進行し、ウェハ上の微細加工技術が要求されてい
る。その加工方法として、光リソグラフィーによる方法
が一般的に行われている。このVLSIの中で、DRAMを例に
あげればLSIからVLSIへと展開され1K、256K、1M、4M、1
6Mと容量が増大してゆくにつれ、その加工線幅がそれぞ
れ 10μm、2μm、1μm、0.8μm、0.5μmと微細になっ
ている。このようなシリコン等のウエハ上に微細パター
ンを露光・転写する光リソグラフィー技術においては、
ステッパーと呼ばれる露光装置が用いられる。
ズ等の光学部材には、高い解像度と深い焦点深度が要求
されている。また、露光波長の短波長化も、すでにg線
(436nm)、i線(365nm)と進んできており、今後さら
に波長の短いKrFエキシマレーザー光(248nm)、A
rFエキシマレーザー光(193nm)等になると、通常の
光学ガラスでは吸収が生じてしまい、使用できなくな
る。このため、エキシマレーザーステッパーの光学系に
は、合成石英ガラスまたは蛍石を使用するのが一般的と
なっている。
く、等軸晶系に属するため光学的に等方体であり、また
潮解性などもないため光学材料としてはたいへん使いや
すい。このことは、蛍石がこれまでカメラ、顕微鏡など
に多く使われていることからもわかる。
ズとして用いる光学部材は、光源となる光の波長に対し
て透過率が100%であることが望ましいが、現実には不可
能なことも多い。
対しても高透過率が維持される耐久性のよい光学部材が
要求される。
率を満足し、長時間の露光に対しても透過率低下の少な
い(耐紫外線性のある)蛍石を得ることは、ステッパー
の結像性能を保証するためにも重要なことである。
て透過率および露光時間に伴う透過率の変化を検査して
いた。つまり、従来は、実際にステッパーに使用した際
に蛍石光学部材に照射される紫外線を蛍石光学部材に連
続照射し、そのときの透過率を測定することにより耐紫
外線性の検査を行っていた。
ためには、1日8時間ステッパーを稼働させるとして10
9ショット(約3000時間)の照射試験をしなければなら
ない。
ばかりでなく、消耗材料のコストも多くかかるという問
題があった。
要求する高透過率を満足し、長時間の紫外線照射に対し
ても透過率低下の少ない(耐紫外線性のある)蛍石を得
ることを目的とする。
過率の経時変化について、鋭意研究した。
ルギー密度に依存し、ショット数には無関係であること
がわかった。そこで、照射試験の際に、実際にステッパ
ーとして稼働させるときよりもエネルギー密度の高い光
を用いることにより、長時間の照射試験をせずに、高透
過率で耐紫外線性に優れた紫外線光学用蛍石の検査方法
を提供するに至った。
ザーを光源とする光学系に用いられる蛍石の透過率検査
方法において、エネルギー密度100〜500mJ/cm2、50〜50
0Hzのレーザー光を104〜107ショット照射することを特
徴とする蛍石の透過率検査方法」及び「ArFエキシマ
レーザーを光源とする光学系に用いられる蛍石の透過率
検査方法において、エネルギー密度50〜200mJ/cm2、50
〜500Hzのレーザー光を104〜107ショット照射すること
を特徴とする蛍石の透過率検査方法。」を提供する。
光を光源とする光学系の耐紫外線性の検査方法は未だ確
立されていない。そこで、前述したように対象となる光
学機器の実際の稼働状態に即して耐紫外線性を検査する
ことになる。ステッパーの場合には、光源の光が投影レ
ンズに到達するときのエネルギー密度数mJ/cm2、100Hz
程度と予想されるため、1日8時間ステッパーを稼働さ
せるとすれば、一年間で109ショットの光が照射される
ことになる。
光学系の光学部材においては、耐紫外線性は照射した全
エネルギー量、すなわちエネルギー密度およびショット数の
積に依存することが知られている。例えば蛍石と同様、
紫外線光学用の光学部材として用いられる合成石英ガラ
スにおいては、耐紫外線性がエネルギー密度とショット
数の両者に依存している。
ザー光を照射した場合の透過率変化、すなわち耐紫外線
性は、あるエネルギー密度の範囲においてはエネルギー
密度に依存し、ショット数には無関係であることを見い出し
た。
エネルギー密度を稼働条件より高く設定することによ
り、短時間の照射試験、すなわち少ないショット数で検
査を行うことが可能となり、これにより耐紫外線性に優
れた紫外線光学用蛍石を提供するに至った。
よる蛍石の構造変化、構造欠陥の生成機構等の詳細は不
明であるが、本発明の紫外線光学用蛍石を用いることに
より耐紫外線性は確保できる。
は、レーザー光のエネルギー密度が高すぎると透過率の
低下量が著るしくなり、耐紫外線性のエネルギー密度依
存性を論ずることはできなくなることである。
J/cm2で照射してもほとんど透過率は変化しないが、A
rFエキシマレーザーの場合には、100mJ/cm2で照射す
ると試料厚さ10mm当たり5%程度の透過率が変化する。仮
に5%の光が吸収されると、蛍石の温度が上昇し屈折率が
変化するため、結像性能に影響が出る。しかしながら、
実際のステッパーではエネルギー密度がたとえば5mJ/cm
2と小さいため、透過率低下は5%より小さいことが予想
される。また、ArFエキシマレーザーの場合、100mJ/
cm2以下のエネルギー密度では透過率の変化量とエネル
ギー密度がほぼ比例関係にあることがわかったので、エ
ネルギー密度100mJ/cm2で5%透過率が低下しても、5mJ/c
m2では0.25%の低下しか起こさないことになる(図1参
照)。そこで、本発明の蛍石を用いれば、実際のステッ
パーの稼働条件では透過率の変化がごくわずかであるこ
とになり、結像性能上全く問題にならないことになる。
ーザーステッパーに代表される略400nm以下の特定波長
域の紫外線レーザーを用いた光リソグラフィーの光学系
を構成するレンズやプリズム等の光学部材として使用さ
れる。その他の紫外線光学系を用いるものとしては、紫
外線顕微鏡、紫外線カメラ、紫外線計測器等が挙げら
れ、本発明の紫外線光学用蛍石はこの様な光学系の部材
として有用である。
部材としても使用することが可能であるが、波長域が略
400nm以上ではフォトンエネルギーが小さくなり、透過
率の安定性を考慮する必要が少ないので、本発明の紫外
線光学用蛍石を必ずしも使用する必要はない。
ボ降下法ともいう)を用いて、温度条件、引き下げ速度
等を精密に制御することにより、φ250mm、高さ300mmの
蛍石単結晶を育成した。以下にその製造方法を述べる。
場合、原料に天然の蛍石を使用することはなく、化学合
成で作られた高純度原料を使用することが一般的であ
る。原料は粉末のまま使用することも可能であるが、熔
融したときの体積の減少が激しいため、半熔融品やその
粉砕品を用いることが普通である。蛍石単結晶の育成装
置の中に上記原料を充填したルツボを置き、育成装置内
を10-5〜10-6Torrの真空雰囲気に保つ。次に、育成装置
内の温度を蛍石の融点以上(1390℃〜1450℃)の温度ま
で上げ、原料を熔融する。結晶育成段階では、ルツボを
引き下げることによりルツボの下部から徐々に結晶化さ
せる。育成した結晶(インゴット)は、急冷をさけ、簡
単な徐冷を行う。このままでは残留応力と歪が非常に大
きいため、インゴットを熱処理する。こうして得られた
インゴットを切断加工し、φ60mm、厚さ10mmの形状の光
学部材が得られた。
はArFレーザーを照射した。照射条件は、KrFレー
ザーの場合は400mJ/cm2、100Hz、ArFレーザーの場合
には100mJ/cm2、100Hzである。照射のショット数と照射
後のレーザー波長における透過率(表面の多重反射を考
慮した10mm内部透過率)の値を表1に示した。
0,25,50mJ/cm2で照射し、透過率を測定した。図1はこ
のときのエネルギー密度と透過率変化の関係を示したグ
ラフである。
0mJ/cm2では内部透過率は94.3%にまで低下しているが、
エネルギー密度が5mJ/cm2の場合には、内部透過率は99.
7%となり性能は充分保証できる。
の部材を切り出し、投影レンズの中に組み込んだとこ
ろ、線幅0.5μm以下のパターンを露光できた。この投影
レンズを組み込んだステッパーをのべ稼働時間1000時間
経過しても性能に変化は起こらなかった。
の要求する高透過率を満足し、長時間の紫外線照射に対
しても透過率低下の少ない(耐紫外線性のある)蛍石が
得られる。
いることにより、例えばエキシマレーザーを光源とした
光リソグラフィー装置の光学部材として、従来約3000時
間かかって保証してきた結像性能が、わずか40秒程度の
検査により保証できるようになった。
rFレーザーを照射したときの透過率変化を測定したグ
ラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】KrFエキシマレーザーを光源とする光学
系に用いられる蛍石の透過率検査方法において、エネル
ギー密度100〜500mJ/cm2、50〜500Hzのレーザー光を104
〜107ショット照射することを特徴とする蛍石の透過率
検査方法。 - 【請求項2】ArFエキシマレーザーを光源とする光学
系に用いられる蛍石の透過率検査方法において、エネル
ギー密度50〜200mJ/cm2、50〜500Hzのレーザー光を104
〜107ショット照射することを特徴とする蛍石の透過率
検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000060531A JP3421629B2 (ja) | 1994-04-07 | 2000-03-06 | 蛍石の透過率検査方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06069381A JP3083952B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 耐紫外線性の優れた紫外線光学用蛍石及び蛍石の透過率検査方法 |
JP2000060531A JP3421629B2 (ja) | 1994-04-07 | 2000-03-06 | 蛍石の透過率検査方法 |
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JP06069381A Division JP3083952B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 耐紫外線性の優れた紫外線光学用蛍石及び蛍石の透過率検査方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000349366A true JP2000349366A (ja) | 2000-12-15 |
JP3421629B2 JP3421629B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=26410582
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000060531A Expired - Lifetime JP3421629B2 (ja) | 1994-04-07 | 2000-03-06 | 蛍石の透過率検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3421629B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005055440A (ja) * | 2003-08-02 | 2005-03-03 | Schott Ag | 高エネルギー密度へ暴露される光学素子に用いる結晶の安定性の定量的測定方法、同方法により等級付けられた結晶、及び該結晶の使用方法 |
-
2000
- 2000-03-06 JP JP2000060531A patent/JP3421629B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005055440A (ja) * | 2003-08-02 | 2005-03-03 | Schott Ag | 高エネルギー密度へ暴露される光学素子に用いる結晶の安定性の定量的測定方法、同方法により等級付けられた結晶、及び該結晶の使用方法 |
US7825387B2 (en) | 2003-08-02 | 2010-11-02 | Hellma Materials Gmbh & Co. Kg | Method for quantitative determination of the suitability of crystals for optical components exposed to high energy densities, crystals graded in this way and uses thereof |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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