JP2001019596A - Artificial crystal for ultraviolet light optics, and optical substrate using the same and optical lithography device - Google Patents

Artificial crystal for ultraviolet light optics, and optical substrate using the same and optical lithography device

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JP2001019596A
JP2001019596A JP11191978A JP19197899A JP2001019596A JP 2001019596 A JP2001019596 A JP 2001019596A JP 11191978 A JP11191978 A JP 11191978A JP 19197899 A JP19197899 A JP 19197899A JP 2001019596 A JP2001019596 A JP 2001019596A
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optical
ppm
less
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birefringence
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Japanese (ja)
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Masaki Shiozawa
正樹 塩澤
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an artificial crystal from which optical lenses having practical transmittance qualities in vacuum ultraviolet light can be produced, and to produce an optical lithography device using the vacuum ultraviolet light as a light source. SOLUTION: This artificial single crystal consists mainly of a calcium fluoride crystal and has a magnesium concentration of <=3 ppm, a sodium concentration of <=0.2 ppm, an yttrium concentration of <=0.2 ppm, a chromium concentration of <=0.2 ppm, a manganese concentration of <=0.2 ppm, a representative diameter of >=2.5 cm and a 633 nm birefringence of <=5 nm/cm. An optical substrate for ultraviolet light optical systems is produced from the artificial single crystal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、紫外領域、特に
真空紫外領域の透過品質に優れた人工結晶及びこれを用
いた光学基材及び光リソグラフィー装置に関するもので
ある。特にF2レーザの波長である157nmの真空紫
外光においても優れた透過品質を示すフッ化カルシウム
結晶に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an artificial crystal having an excellent transmission quality in an ultraviolet region, particularly in a vacuum ultraviolet region, and an optical substrate and an optical lithography apparatus using the same. In particular, the present invention relates to a calcium fluoride crystal exhibiting excellent transmission quality even in vacuum ultraviolet light of 157 nm which is the wavelength of an F 2 laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIは高集積化が進み、光を用いた露
光(光リソグラフィー)が行われている。光リソグラフ
ィーでは、マスク上に描かれたパターンをレンズ群でウ
エハ上に転写する方法が主に行われている。転写パター
ンの解像力はレンズの開口数、および露光する光の波長
の逆数に、それぞれ比例して上昇する。しかしながら、
レンズの開口数を上げるには大口径のレンズが必要とな
り製造に限界がある。そこで、光リソグラフィーの解像
力を向上させるためには、光源の波長を短くすることが
非常に有効である。
2. Description of the Related Art High integration of LSIs is progressing, and light exposure (optical lithography) is performed. In optical lithography, a method of transferring a pattern drawn on a mask onto a wafer by a lens group is mainly performed. The resolution of the transfer pattern increases in proportion to the numerical aperture of the lens and the reciprocal of the wavelength of the light to be exposed. However,
In order to increase the numerical aperture of the lens, a large-diameter lens is required, which limits the production. Therefore, in order to improve the resolution of optical lithography, it is very effective to shorten the wavelength of the light source.

【0003】光リソグラフィーに用いる光源としては、
これまで、高圧水銀灯のi線(365nm)などの紫外
線が使用されてきた。近年になって、より波長の短い光
源として、KrFエキシマレーザ(248nm)を使用
することも検討されてきた。特にこのKrFエキシマレ
ーザは高出力であり、高繰り返し発振(高周波数)が可
能であるため、光リソグラフィーには好適な光源とし
て、盛んに研究開発、実用化が進められてきた。最近で
は、光リソグラフィー用光源として、このKrFエキシ
マレーザが広く使用されるようになり、この光源を利用
した光リソグラフィー装置も一般に良く実用化されるよ
うになってきている。この光リソグラフィー装置を構成
する光学系には、紫外線の光透過性の高いガラスを光学
基材とした光学素子が使用されてきた。
As a light source used in optical lithography,
Until now, ultraviolet rays such as i-line (365 nm) of a high-pressure mercury lamp have been used. In recent years, use of a KrF excimer laser (248 nm) as a light source having a shorter wavelength has been studied. Particularly, since this KrF excimer laser has a high output and is capable of high repetition oscillation (high frequency), it has been actively researched, developed, and put into practical use as a light source suitable for optical lithography. In recent years, this KrF excimer laser has been widely used as a light source for optical lithography, and an optical lithography apparatus using this light source has also been generally put to practical use. As an optical system constituting this optical lithography apparatus, an optical element using glass having high optical transmittance of ultraviolet light as an optical base material has been used.

【0004】紫外域は約400nm以下の短波長域を総
称しているが、200nm以下の波長域を真空紫外域と
よび、これより長波長域(200nm〜400nm)を
近紫外とよび区別することもある。近年、これまで以上
に解像度を向上させるため、より波長の短い真空紫外域
の光すなわち真空紫外光を光源とした光リソグラフィー
装置の開発も期待されてきている。
[0004] The ultraviolet region is a general term for a short wavelength region of about 400 nm or less. A wavelength region of 200 nm or less is called a vacuum ultraviolet region, and a longer wavelength region (200 nm to 400 nm) is distinguished from a near ultraviolet region. There is also. In recent years, in order to further improve the resolution, development of an optical lithography apparatus using light in a vacuum ultraviolet region having a shorter wavelength, that is, vacuum ultraviolet light as a light source has been expected.

【0005】真空紫外光はより大きなフォトンエネルギ
ーを有しているため、ガラスを光学基材とした光学素子
に対して光吸収を誘起しやすい。従来の光リソグラフィ
ー装置の光学系に使用可能であった光透過性の高いとい
われる光学素子であっても、より波長の短いArFエキ
シマレーザ(193nm)などの真空紫外光を光源とす
ると、光リソグラフィー装置として実用的な光透過性を
維持し続けることができなかった。光リソグラフィー装
置では光学素子の光透過性が劣っていると、レジストを
露光する光量が不足して転写パターンの解像が得られな
いなどの決定的な不利益を生じる。したがって、真空紫
外光を光源とした光リソグラフィー装置では、そこで使
用している光学素子が実用的な光透過性を維持し続ける
ことが不可欠なのである。ところが、より波長の短いF
2レーザ(157nm)では、一般的な光学ガラスを光
学基材とした光学素子では、もはや光が透過しない。
[0005] Since vacuum ultraviolet light has a larger photon energy, it tends to induce light absorption in an optical element using glass as an optical base material. Even an optical element which is said to have high light transmittance and can be used in an optical system of a conventional optical lithography apparatus, if vacuum ultraviolet light such as an ArF excimer laser (193 nm) having a shorter wavelength is used as a light source, optical lithography is performed. It was not possible to maintain the practical light transmittance as a device. In an optical lithography apparatus, if the optical transmittance of an optical element is inferior, a critical disadvantage such as insufficient resolution of a transfer pattern due to an insufficient amount of light for exposing a resist occurs. Therefore, in an optical lithography apparatus using vacuum ultraviolet light as a light source, it is indispensable that the optical element used therein keeps practical light transmittance. However, the shorter wavelength F
With 2 lasers (157 nm), light is no longer transmitted by an optical element using a general optical glass as an optical base material.

【0006】F2レーザなどの真空紫外光を光源とした
光リソグラフィー装置に向けた光学基材には、従来の光
学ガラスに代えて、新たな光学基材材料が強く求められ
ている。そこで、短波長側吸収端(カットオフ波長)の
小さな、フッ化物系の光学結晶材料を使用することが検
討されている。たとえば、フッ化リチウム結晶(Li
F)、フッ化マグネシウム結晶(MgF2)、フッ化カ
ルシウム結晶(CaF2)などである。
[0006] optical substrate for the optical lithography apparatus with a light source of vacuum ultraviolet light such as F 2 laser, in place of the conventional optical glass, and a new optical substrate material is strongly demanded. Therefore, use of a fluoride-based optical crystal material having a small absorption end (cutoff wavelength) on the short wavelength side has been studied. For example, lithium fluoride crystals (Li
F), magnesium fluoride crystals (MgF 2 ), calcium fluoride crystals (CaF 2 ), and the like.

【0007】ただし、フッ化リチウム結晶には著しい潮
解性があるため、光学素子としては実用的でない。ま
た、フッ化マグネシウム結晶は光学的異方性により複屈
折現象を示すことが知られている。このため、レンズな
どの結像光学素子には不適当である。一方、フッ化カル
シウム結晶はカットオフ波長が124nmであり、著し
い潮解性、光学的異方性がなく、真空紫外光を良く透過
すると考えられているため、F2レーザなどの真空紫外
光を光源とした光リソグラフィー装置の光学基材として
の使用が最も期待されている。
[0007] However, lithium fluoride crystals are not practical as optical elements because they have a significant deliquescence. It is known that magnesium fluoride crystals exhibit a birefringence phenomenon due to optical anisotropy. Therefore, it is not suitable for an imaging optical element such as a lens. Source other hand, calcium fluoride crystal was cut-off wavelength 124 nm, significant deliquescence, no optical anisotropy, because it is believed to improve transmission of vacuum ultraviolet light, vacuum ultraviolet light such as F 2 laser The use as an optical substrate of an optical lithography apparatus is most expected.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようなフッ化カル
シウム結晶を光学基材として、真空紫外光であるF2
ーザを光源とした光リソグラフィー装置の光学系を製作
しようという試みがなされている。しかしながら、転写
パターンの解像が得られないという致命的な問題が生
じ、このことがF2レーザを光源とした光リソグラフィ
ー装置の実現を困難なものとしている。
Attempts have been made to manufacture an optical system of an optical lithography apparatus using such a calcium fluoride crystal as an optical base material and a light source of an F 2 laser which is vacuum ultraviolet light. However, fatal problem resolution of the transferred pattern can not be obtained occurs, this is it difficult to realize an optical lithographic device as a light source an F 2 laser.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、フッ化カルシ
ウム結晶を主成分とし、マグネシウム濃度が3ppm以
下、ナトリウム濃度が0.2ppm以下、イットリウム
濃度が0.2ppm以下、クロム濃度が0.2ppm以
下、マンガン濃度が0.2ppm以下、代表径が2.5
cm以上であり633nm複屈折が5nm/cm以下で
ある人工単結晶を提供し、これを紫外線光学系用の光学
基材とすることで、従来の問題点を解決するものであ
る。
The present invention comprises calcium fluoride crystals as a main component, and has a magnesium concentration of 3 ppm or less, a sodium concentration of 0.2 ppm or less, a yttrium concentration of 0.2 ppm or less, and a chromium concentration of 0.2 ppm or less. Below, the manganese concentration is 0.2 ppm or less, the representative diameter is 2.5
The present invention solves the conventional problems by providing an artificial single crystal having a birefringence of not less than 6 cm and a 633 nm birefringence of not more than 5 nm / cm, and using this as an optical base material for an ultraviolet optical system.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】転写パターンの解像が得られない
という問題を解決するためには、まずその原因を究明す
ることが最も重要である。解像が得られないという状態
の要因には、レジスト感度変動、マスク線幅変動、ウエ
ハ基板変動、光学系品質などが一般に挙げられる。本発
明では光学系で使用される光学基材の結晶材料に着目し
た。つまり、光学基材に使用したフッ化カルシウム結晶
の光学的品質が不充分なのではないかと考えたのであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to solve the problem that the resolution of a transfer pattern cannot be obtained, it is most important to first determine the cause. Factors that cause a state in which resolution cannot be obtained generally include variations in resist sensitivity, variations in mask line width, variations in wafer substrates, optical system quality, and the like. In the present invention, attention has been paid to the crystal material of the optical base material used in the optical system. That is, it was thought that the optical quality of the calcium fluoride crystal used for the optical base material was insufficient.

【0011】光学基材における光学的品質は、通常、反
射品質と透過品質との大きくふたつに分けて考えること
ができる。本発明の人工結晶はおもに光透過性の光学基
材として使用するので、透過品質を考える。光学基材の
透過品質は、一般には様々な光学的特性からとらえるこ
とが出来るが、転写パターンの解像という観点に立てば
それほど多くの光学的特性を考慮する必要はない。本発
明では、露光光量の不足が転写パターンの解像に悪い影
響を与えるのではないかと考え、まず露光光量の観点か
ら透過品質の検討を行った。
The optical quality of an optical substrate can be generally classified into two types, ie, reflection quality and transmission quality. Since the artificial crystal of the present invention is mainly used as a light-transmitting optical substrate, transmission quality is considered. The transmission quality of an optical substrate can be generally grasped from various optical characteristics, but it is not necessary to consider so many optical characteristics from the viewpoint of resolution of a transfer pattern. In the present invention, the transmission quality was examined from the viewpoint of the amount of exposure light, considering that the lack of the amount of exposure light might adversely affect the resolution of the transfer pattern.

【0012】人工結晶中に存在する物質成分に着目し
て、転写パターンがまったく得られないという状態の解
像不良を起こした光リソグラフィー装置の光学系から、
フッ化カルシウム結晶の光学基材を複数枚採取して調査
用の試料とした。これらの試料中に含まれる物質を定量
した。定量には誘導結合プラズマ発光分析法(以下、I
CP−AESという)あるいは中性子放射化分析法(以
下、放射化分析という)を用いた。これらICP−AE
Sと放射化分析は、いずれも高感度であり、複数の物質
を対象として定量可能な分析方法である。フッ化カルシ
ウム結晶中の特定物質のうち、ICP−AESではマグ
ネシウム、イットリウムを定量し、放射化分析では、ナ
トリウム、クロム、マンガンを定量した。
Focusing on the material components present in the artificial crystal, the optical system of the optical lithography apparatus which caused a poor resolution in which no transfer pattern was obtained,
A plurality of optical substrates of calcium fluoride crystals were collected and used as samples for investigation. The substances contained in these samples were quantified. The quantification was performed by inductively coupled plasma emission spectrometry (hereinafter referred to as I
CP-AES) or neutron activation analysis (hereinafter, activation analysis). These ICP-AEs
S and activation analysis are both highly sensitive analytical methods that can quantify a plurality of substances. Of the specific substances in the calcium fluoride crystal, ICP-AES quantified magnesium and yttrium, and activation analysis quantified sodium, chromium, and manganese.

【0013】その結果は、マグネシウムが3.9〜9.
6ppm、ナトリウムが0.23〜1.49ppm、イ
ットリウムが0.24〜0.98ppm、クロムが0.
23〜0.74ppm、マンガンが0.22〜1.21
ppmであった。ここでppmとは、μg/gのことを
示す。これらの結果から、解像不良は、光学基材に存在
する複数の特定物質であるマグネシウム、ナトリウム、
イットリウム、クロム、マンガンと大きく関連している
との推定を行うことができた。
As a result, it was found that magnesium contained 3.9-9.
6 ppm, 0.23 to 1.49 ppm of sodium, 0.24 to 0.98 ppm of yttrium, and 0.4% of chromium.
23 to 0.74 ppm, manganese is 0.22 to 1.21
ppm. Here, ppm means μg / g. From these results, poor resolution is due to multiple specific substances magnesium, sodium,
It was possible to estimate that it was strongly related to yttrium, chromium, and manganese.

【0014】この推定を検証するため、さらに以下のよ
うな調査を実施した。転写パターンがまったく得られな
いという状態の解像不良を起こした光リソグラフィー装
置の光学系から、フッ化カルシウム結晶からなる光学基
材をさらに採取して調査した。表1には調査結果を示し
た。表には、光学系番号と、その光学系で使用されてい
た光学基材を分析試料とした定量分析の結果も同時に示
した。定量は、マグネシウム、ナトリウム、イットリウ
ム、クロム、マンガンのすべてが対象である。なお、光
学系に関する番号の付け方、すなわちこの表における光
学系の順番は、定量結果を理解しやすいように、光学系
を整列させたことにより形式的に定めた。
In order to verify this estimation, the following investigation was further performed. An optical substrate made of calcium fluoride crystal was further sampled from the optical system of the optical lithography apparatus in which a poor resolution in which a transfer pattern could not be obtained occurred. Table 1 shows the results of the survey. The table also shows the optical system number and the results of quantitative analysis using the optical substrate used in the optical system as an analysis sample. The quantification is for magnesium, sodium, yttrium, chromium, and manganese. The numbering of the optical systems, that is, the order of the optical systems in the table, was formally determined by aligning the optical systems so that the quantitative results could be easily understood.

【0015】この表には、(1)マグネシウムが3pp
mより多く存在した場合、(2)ナトリウムが0.2p
pmより多く存在した場合、(3)イットリウムが0.
2ppmより多く存在した場合、(4)クロムが0.2
ppmより多く存在した場合、(5)マンガンが0.2
ppmより多く存在した場合について示してある。これ
らの場合には、甚だしい解像不良を起こすことが示され
ている。
This table shows that (1) magnesium is 3 pp
m, (2) 0.2p of sodium
(3) when yttrium is present in an amount of more than 0.1 pm.
When more than 2 ppm is present, (4) chromium is 0.2
If more than 5 ppm, (5) manganese is 0.2
The case where more than ppm is present is shown. In these cases, it is shown that a significant resolution failure occurs.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】つまり、マグネシウムが3ppm以下、ナ
トリウムが0.2ppm以下、イットリウムが0.2p
pm以下、クロムが0.2ppm以下、マンガンが0.
2ppm以下の人工結晶を光学基材として使用すれば、
甚だしい解像不良を起こさない。
That is, magnesium is 3 ppm or less, sodium is 0.2 ppm or less, yttrium is 0.2 ppm or less.
pm or less, chromium is 0.2 ppm or less, and manganese is 0.1 ppm or less.
If an artificial crystal of 2 ppm or less is used as an optical substrate,
Does not cause gross poor resolution.

【0018】紫外光に対する光透過性が良好であって
も、着目すべき特定物質を管理していないフッ化カルシ
ウム結晶を、F2レーザを光源とした光リソグフィー装
置の光学基材として使用することはできない。そこで、
本発明においてはマグネシウム濃度が3ppm以下、ナ
トリウム濃度が0.2ppm以下、イットリウム濃度が
0.2ppm以下、クロム濃度が0.2ppm以下、マ
ンガン濃度が0.2ppm以下であるフッ化カルシウム
結晶を光リソグラフィー装置の光学基材として使用し
た。
The use of a calcium fluoride crystal, which does not control a specific substance to be focused on even if the light transmittance to ultraviolet light is good, as an optical substrate of an optical lithography apparatus using a F 2 laser as a light source. Can not. Therefore,
In the present invention, a calcium fluoride crystal having a magnesium concentration of 3 ppm or less, a sodium concentration of 0.2 ppm or less, a yttrium concentration of 0.2 ppm or less, a chromium concentration of 0.2 ppm or less, and a manganese concentration of 0.2 ppm or less is subjected to photolithography. Used as the optical substrate of the device.

【0019】フッ化カルシウム結晶を光学設計にしたが
い光学基材形状へと成形加工した。さらに、表面に研磨
加工を施した。こうして得られた研磨加工済み光学基材
に光学薄膜を形成して光学素子とし、光学素子を複数枚
用いて光学設計にしたがって光学系を構成した。こうし
て光リソグラフィー装置を製作し、転写パターンの解像
を調べたところ、これまで不可能であった転写パターン
が初めて得られることがわかった。
The calcium fluoride crystal was formed into an optical substrate shape according to the optical design. Further, the surface was polished. An optical thin film was formed on the polished optical base material thus obtained to form an optical element, and an optical system was configured using a plurality of optical elements according to an optical design. When an optical lithography apparatus was manufactured in this manner and the resolution of the transfer pattern was examined, it was found that a transfer pattern that was impossible until now could be obtained for the first time.

【0020】このことから、マグネシウムが3ppm以
下、ナトリウムが0.2ppm以下、イットリウムが
0.2ppm以下、クロムが0.2ppm以下、マンガ
ンが0.2ppm以下であるフッ化カルシウム結晶の必
要性が判明した。フッ化カルシウムを主成分とする光学
基材には、天然結晶である蛍石と人工結晶のフッ化カル
シウム結晶がある。天然結晶の蛍石やこれを原料とした
人工結晶は、カメラレンズなどの可視から赤外領域の光
学基材として使用されることはあるが、紫外線の光透過
性に劣るため紫外光学用の基材としては不適当である。
つまり真空紫外光を光源とした光リソグラフィー装置に
使用される光学基材には人工合成原料を用いて作製した
フッ化カルシウム結晶であることが重要である。
From this, it was found that calcium fluoride crystals containing 3 ppm or less of magnesium, 0.2 ppm or less of sodium, 0.2 ppm or less of yttrium, 0.2 ppm or less of chromium, and 0.2 ppm or less of manganese were necessary. did. Optical substrates containing calcium fluoride as a main component include fluorite which is a natural crystal and calcium fluoride crystal which is an artificial crystal. Fluorite, a natural crystal, and artificial crystals made from it, are sometimes used as optical base materials in the visible to infrared region, such as camera lenses. It is unsuitable as a material.
That is, it is important that the optical base material used in the optical lithography apparatus using vacuum ultraviolet light as a light source is a calcium fluoride crystal produced using an artificially synthesized raw material.

【0021】人工のフッ化カルシウム結晶の作製には、
人工合成原料をいったん融解して融液とし、融液から固
化させる方法を用いることができる。こうして作製した
フッ化カルシウム結晶は、単結晶または単結晶の集合で
ある多結晶であり、このような塊状の結晶をインゴット
という。インゴットのままでは光学素子としての形状を
なさないので、目的とする光学素子と同じ形状と大きさ
の素材か、もしくは、いったん目的とする光学素子より
も大きな素材として切り出す。
For the preparation of artificial calcium fluoride crystals,
A method can be used in which an artificial synthetic raw material is once melted to form a melt and solidified from the melt. The calcium fluoride crystal thus produced is a single crystal or a polycrystal which is a collection of single crystals, and such a massive crystal is called an ingot. Since the ingot does not form a shape as an optical element, it is cut out as a material having the same shape and size as the target optical element, or as a material once larger than the target optical element.

【0022】このような素材や、さらに目的とする光学
素子の形状と大きさに合わせて成形加工したものを本発
明では、光学基材という。また、このように単に素材を
成形加工するだけでなく、さらに研磨加工を施したもの
や、もとの素材そのもの、さらにはその前のインゴット
についても、物質としての特性が異なるものではない限
り、本発明の光学基材の範疇である。
In the present invention, such a material or a material formed and processed in accordance with the shape and size of a target optical element is referred to as an optical substrate in the present invention. In addition, not only the material is processed in this way, but also the material that has been further polished, the original material itself, and even the ingot before that, unless the material properties are different, This is a category of the optical substrate of the present invention.

【0023】次に、本発明では、複屈折による像の鮮鋭
性低下も転写パターンの解像に悪い影響を与えるのでは
ないかと考え、複屈折の観点からも透過品質の検討を行
った。光学基材の複屈折は透過品質に大きく影響する。
特に、光リソグラフィー装置のように高い結像性能が必
要な光学系に用いられる光学基材の複屈折はできるだけ
小さい方が望ましい。特に光リソグラフィー装置の光学
系の中でも、投影を担う結像光学系は照明光学系よりも
小さい複屈折であることが要求される。
Next, in the present invention, the transmission quality was examined from the viewpoint of the birefringence, considering that the sharpness reduction of the image due to the birefringence may have a bad influence on the resolution of the transfer pattern. The birefringence of the optical substrate greatly affects the transmission quality.
In particular, it is desirable that the birefringence of an optical substrate used in an optical system requiring high imaging performance such as an optical lithography apparatus be as small as possible. In particular, among optical systems of an optical lithography apparatus, an imaging optical system that performs projection is required to have a smaller birefringence than an illumination optical system.

【0024】複屈折を示さない光学基材や複屈折をほと
んど示さない光学基材であれば、結像光学系に使用可能
である。もちろん照明光学系にも使用可能である。わず
かに複屈折を示す光学基材であっても、その複屈折の程
度が実用にかなう程度まで充分に小さければ、結像光学
系に使用することができると考えられる。そのため、複
屈折を精密に計測することにより光学基材の透過品質を
調査する。照明光学系についても、複屈折の程度が実用
にかなう程度まで充分に小さければ使用することができ
ると考えられる。そのため、やはり複屈折を精密に計測
することにより光学基材の透過品質を調査する必要があ
る。
Any optical substrate that does not exhibit birefringence or an optical substrate that exhibits almost no birefringence can be used for an imaging optical system. Of course, it can also be used for an illumination optical system. It is considered that even an optical base material that shows a slight birefringence can be used for an imaging optical system if the degree of the birefringence is sufficiently small to a level that is practical. Therefore, the transmission quality of the optical substrate is investigated by precisely measuring the birefringence. It is considered that the illumination optical system can be used as long as the degree of birefringence is sufficiently small to a practical level. Therefore, it is necessary to investigate the transmission quality of the optical base material by precisely measuring the birefringence.

【0025】大きな複屈折を示すと、もはや光学基材に
使用できない。複屈折の精密な計測は、波長が633n
mである光(He−Neレーザ光)における複屈折が測
定可能な(株)オーク製作所の高感度自動複屈折測定装
置(以下、ADRと呼ぶ。)などで実施することができ
る。複屈折を測定した結果を表2に示した。試料11〜
13は解像が良好、試料14〜16は解像が不良であっ
た。試料11〜13は複屈折が小さく、試料14〜16
は複屈折が大きいものである。なおこれらすべての試料
において、マグネシウム濃度は3ppm以下、ナトリウ
ム濃度は0.2ppm以下、イットリウム濃度は0.2
ppm以下、クロム濃度は0.2ppm以下、マンガン
濃度は0.2ppm以下のものを用いた。
If they show large birefringence, they can no longer be used for optical substrates. For accurate measurement of birefringence, the wavelength is 633n
The measurement can be performed by a high-sensitivity automatic birefringence measuring device (hereinafter, referred to as ADR) of Oak Manufacturing Co., Ltd., which can measure the birefringence of the light having a m (He-Ne laser light). Table 2 shows the results of measuring the birefringence. Sample 11-
13 had good resolution, and Samples 14 to 16 had poor resolution. Samples 11 to 13 have low birefringence and samples 14 to 16
Has a large birefringence. In all these samples, the magnesium concentration was 3 ppm or less, the sodium concentration was 0.2 ppm or less, and the yttrium concentration was 0.2 ppm or less.
ppm, the chromium concentration was 0.2 ppm or less, and the manganese concentration was 0.2 ppm or less.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】この詳細な測定の結果から、5nm/cm
という重要な値を明らかにすることができた。つまり、
5nm/cm以下の複屈折であれば、光リソグラフィー
用の光学基材として光学系に使用可能であるとの結論を
導くことができる。単結晶状のフッ化カルシウム結晶
は、多結晶状のフッ化カルシウム結晶に比べて、比較的
複屈折が小さいため光学基材には適している。しかし、
先ほど複屈折の精密計測の重要性を述べたように、複屈
折が小さいと考えられる単結晶状のフッ化カルシウム結
晶であろうとも、実際に複屈折の計測を実施してから使
用することが望ましい。多結晶状のフッ化カルシウム結
晶は時として非常に大きな複屈折を示すこともある。し
たがって、複屈折を計測することにより必ず品質を調査
し、光学基材としての使用にかなうかどうかを判定する
必要がある。光リソグラフィー用の光学基材として使用
するには5nm/cm以下の複屈折であることが必要で
ある。
From the result of the detailed measurement, 5 nm / cm
Important value was clarified. That is,
If the birefringence is 5 nm / cm or less, it can be concluded that it can be used in an optical system as an optical substrate for photolithography. A single crystal calcium fluoride crystal has a relatively small birefringence as compared with a polycrystalline calcium fluoride crystal, and thus is suitable for an optical substrate. But,
As mentioned earlier, the importance of precision measurement of birefringence was stated, even if it is a single-crystal calcium fluoride crystal that is considered to have a small birefringence, it can be used after actually performing birefringence measurement. desirable. Polycrystalline calcium fluoride crystals sometimes exhibit very large birefringence. Therefore, it is necessary to always check the quality by measuring the birefringence to determine whether or not it can be used as an optical substrate. For use as an optical substrate for photolithography, it is necessary that the birefringence is 5 nm / cm or less.

【0028】複屈折の面で多結晶よりも有利な単結晶の
フッ化カルシウム結晶を安定して作製するには、融液か
ら固化させる方法のうち、チョクラルスキー法(以下、
CZ法という)やブリッジマン・ストックバーガー法
(以下、B−S法という)をとることが望ましい。CZ
法では直胴部の口径が2.5cm程度から40cm程度
の円柱状フッ化カルシウム単結晶が得られる。また、B
−S法でも直胴部の口径が2.5cm程度から40cm
程度の円柱状フッ化カルシウム単結晶が得られる。この
ようにCZ法やB−S法では比較的容易に単結晶状フッ
化カルシウム結晶を作製できる利点があるが、いったん
人工合成原料を融解して融液とし、融液から固化させる
方法であれば、本発明においては、これらの作製方法に
のみに限定する必要はない。
In order to stably produce a single-crystal calcium fluoride crystal which is more advantageous than polycrystal in terms of birefringence, one of the methods of solidifying from a melt is the Czochralski method (hereinafter, referred to as the “solidification”).
It is desirable to use the CZ method) or the Bridgman-Stockberger method (hereinafter referred to as the BS method). CZ
According to the method, a columnar calcium fluoride single crystal having a diameter of a straight body of about 2.5 cm to about 40 cm can be obtained. Also, B
Even in the -S method, the diameter of the straight body is about 2.5 cm to 40 cm
A columnar calcium fluoride single crystal of a degree is obtained. As described above, the CZ method and the BS method have an advantage that a single-crystal calcium fluoride crystal can be relatively easily produced, but any method in which an artificial synthetic raw material is once melted into a melt, and then solidified from the melt. For example, in the present invention, it is not necessary to limit to only these manufacturing methods.

【0029】本発明の光学基材には、目的とする形状に
加工、研磨加工された光学基材に、反射防止もしくは反
射を目的として、金属膜や誘電体膜などの光学薄膜を形
成した光学素子も含まれる。本発明の光学基材は、真空
紫外光を光源とした光リソグラフィー装置の光学系とし
て高い透過品質を持っていることからわかるように、光
リソグラフィー装置の光学系だけではなく、様々な用途
に適用可能である。たとえば、球面レンズ、非球面レン
ズ、シリンドリカルレンズ、ロッドレンズ、直角プリズ
ム、コーナーキューブレンズ、分散プリズム、レーザー
ミラー、レーザーウインドー、ビームスプリッター、ダ
イクロイックミラー、偏光プリズム、アクロマートレン
ズに使用できる。
The optical base material of the present invention is obtained by forming an optical thin film such as a metal film or a dielectric film for the purpose of anti-reflection or reflection on an optical base material processed and polished to a desired shape. Elements are also included. As can be seen from the fact that the optical substrate of the present invention has high transmission quality as an optical system of an optical lithography apparatus using vacuum ultraviolet light as a light source, it is applicable not only to the optical system of an optical lithography apparatus but also to various uses. It is possible. For example, it can be used for spherical lenses, aspherical lenses, cylindrical lenses, rod lenses, right angle prisms, corner cube lenses, dispersion prisms, laser mirrors, laser windows, beam splitters, dichroic mirrors, polarizing prisms, and achromatic lenses.

【0030】本発明において人工結晶あるいは光学基材
の代表径は、以下のように定められる。すなわち、光学
基材を過不足なく含む円柱形状を仮想的に考えたとき、
この仮想円柱形状における口径を代表径とする。以下、
本発明による光リソグラフィー装置の一例として、F2
レーザーを光源とする光リソグラフィー装置の概略を説
明する。なお、F2レーザーを光源とした光リソグラフ
ィー装置(投影露光装置)の詳細については、特願平1
0−370143号に詳しく記されている。
In the present invention, the representative diameter of the artificial crystal or the optical substrate is determined as follows. In other words, when virtually considering a columnar shape that includes the optical substrate without excess or shortage,
The diameter in this imaginary column shape is defined as a representative diameter. Less than,
As one example of the optical lithography apparatus according to the present invention, F 2
An outline of an optical lithography apparatus using a laser as a light source will be described. For details of an optical lithography apparatus (projection exposure apparatus) using an F 2 laser as a light source, see Japanese Patent Application No.
0-370143.

【0031】図2は、反射屈折光学系を備えた光リソグ
ラフィー装置の全体構成を概略的に示す図である。な
お、図2において、投影光学系を構成する反射屈折光学
系8の光軸AXに平行にZ軸を、光軸AXに垂直な面内
において図2の紙面に平行にX軸を、紙面に垂直にY軸
を設定している。図示の光リソグラフィー装置は、紫外
領域の照明光を供給するための光源として、F2 レーザ
(発振中心波長157.6nm)を備えている。光源1
から射出された光は、照明光学系2を介して、所定のパ
ターンが形成されたマスク3を均一に照明する。
FIG. 2 is a view schematically showing the entire configuration of an optical lithography apparatus having a catadioptric optical system. In FIG. 2, the Z axis is parallel to the optical axis AX of the catadioptric optical system 8 constituting the projection optical system, the X axis is parallel to the plane of FIG. 2 in a plane perpendicular to the optical axis AX, and The Y axis is set vertically. The illustrated optical lithography apparatus includes an F 2 laser (having an oscillation center wavelength of 157.6 nm) as a light source for supplying illumination light in an ultraviolet region. Light source 1
Is uniformly illuminated through the illumination optical system 2 on the mask 3 on which a predetermined pattern is formed.

【0032】なお、光源1から照明光学系2までの光路
には、必要に応じて光路を偏向するための1つまたは複
数の折り曲げミラーが配置される。また、照明光学系2
は、例えばフライアイレンズや内面反射型インテグレー
タからなり所定のサイズ・形状の面光源を形成するオプ
ティカルインテグレータや、マスク3上での照明領域の
サイズ・形状を規定するための視野絞り、この視野絞り
の像をマスク上へ投影する視野絞り結像光学系などの光
学系を有する。さらに、光源1と照明光学系2との間の
光路はケーシング(不図示)で密封されており、光源1
から照明光学系2中の最もマスク側の光学素子までの空
間は、露光光の吸収率が低い不活性ガスで置換されてい
る。
In the optical path from the light source 1 to the illumination optical system 2, one or a plurality of bending mirrors for deflecting the optical path are arranged as necessary. Also, the illumination optical system 2
Is a field stop for defining the size and shape of the illumination area on the mask 3, an optical integrator comprising a fly-eye lens or an internal reflection type integrator to form a surface light source of a predetermined size and shape, this field stop And an optical system such as a field stop imaging optical system for projecting the image on the mask. Further, an optical path between the light source 1 and the illumination optical system 2 is sealed by a casing (not shown).
The space from to the optical element closest to the mask in the illumination optical system 2 is replaced with an inert gas having a low absorptance of exposure light.

【0033】マスク3は、マスクホルダ4を介して、マ
スクステージ5上においてXY平面に平行に保持されて
いる。マスク3には転写すべきパターンが形成されてお
り、パターン領域全体のうちY方向に沿って長辺を有し
且つX方向に沿って短辺を有する矩形状(スリット状)
のパターン領域が照明される。マスクステージ5は、マ
スク面(すなわちXY平面)に沿って二次元的に移動可
能であり、その位置座標はマスク移動鏡6を用いた干渉
計7によって計測され且つ位置制御されるように構成さ
れている。
The mask 3 is held on a mask stage 5 via a mask holder 4 in parallel with the XY plane. A pattern to be transferred is formed on the mask 3 and has a rectangular shape (slit shape) having a long side along the Y direction and a short side along the X direction in the entire pattern area.
Are illuminated. The mask stage 5 is two-dimensionally movable along a mask plane (that is, an XY plane), and its position coordinates are measured and controlled by an interferometer 7 using a mask moving mirror 6. ing.

【0034】マスク3に形成されたパターンからの光
は、反射屈折型の投影光学系8を介して、感光性基板で
あるウエハ9上にマスクパターン像を形成する。ウエハ
9は、ウエハホルダ10を介して、ウエハステージ11
上においてXY平面に平行に保持されている。そして、
マスク3上での矩形状の照明領域に光学的に対応するよ
うに、ウエハ9上ではY方向に沿って長辺を有し且つX
方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン
像が形成される。
Light from the pattern formed on the mask 3 forms a mask pattern image on a wafer 9 as a photosensitive substrate via a catadioptric projection optical system 8. The wafer 9 is placed on a wafer stage 11 via a wafer holder 10.
Above, it is held parallel to the XY plane. And
In order to optically correspond to a rectangular illumination area on the mask 3, the wafer 9 has a long side along the Y direction and X
A pattern image is formed in a rectangular exposure area having a short side along the direction.

【0035】ウエハステージ11は、ウエハ面(すなわ
ちXY平面)に沿って二次元的に移動可能であり、その
位置座標はウエハ移動鏡12を用いた干渉計13によっ
て計測され且つ位置制御されるように構成されている。
また、図示の投影露光装置では、投影光学系8の内部が
気密状態を保つように構成され、投影光学系8の内部の
気体は不活性ガスで置換されている。
The wafer stage 11 can be moved two-dimensionally along the wafer surface (ie, XY plane), and its position coordinates are measured and controlled by an interferometer 13 using a wafer moving mirror 12. Is configured.
In the illustrated projection exposure apparatus, the inside of the projection optical system 8 is configured to maintain an airtight state, and the gas inside the projection optical system 8 is replaced with an inert gas.

【0036】さらに、照明光学系2と投影光学系8との
間の狭い光路には、マスク3およびマスクステージ5な
どが配置されているが、マスク3およびマスクステージ
5などを密封包囲するケーシング(不図示)の内部に不
活性ガスが充填されている。また、投影光学系8とウエ
ハ9との間の狭い光路には、ウエハ9およびウエハステ
ージ11などが配置されているが、ウエハ9およびウエ
ハステージ11などを密封包囲するケーシング(不図
示)の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充
填されている。
Further, a mask 3 and a mask stage 5 are disposed in a narrow optical path between the illumination optical system 2 and the projection optical system 8. (Not shown) is filled with an inert gas. In a narrow optical path between the projection optical system 8 and the wafer 9, the wafer 9 and the wafer stage 11 are disposed, but inside a casing (not shown) that hermetically surrounds the wafer 9 and the wafer stage 11. Is filled with an inert gas such as nitrogen or helium gas.

【0037】このように、光源1からウエハ9までの光
路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることの
ない雰囲気が形成されている。上述したように、投影光
学系8によって規定されるマスク3上の視野領域(照明
領域)およびウエハ9上の投影領域(露光領域)は、X
方向に沿って短辺を有する矩形状である。したがって、
駆動系および干渉計(7、13)などを用いてマスク3
およびウエハ9の位置制御を行いながら、矩形状の露光
領域および照明領域の短辺方向すなわちX方向に沿って
マスクステージ5とウエハステージ11とを、ひいては
マスク3とウエハ9とを同期的に移動(走査)させるこ
とにより、ウエハ9上には露光領域の長辺に等しい幅を
有し且つウエハ9の走査量(移動量)に応じた長さを有
する領域に対してマスクパターンが走査露光される。
As described above, an atmosphere in which the exposure light is hardly absorbed is formed over the entire optical path from the light source 1 to the wafer 9. As described above, the viewing area (illumination area) on the mask 3 and the projection area (exposure area) on the wafer 9 defined by the projection optical system 8 are X
It has a rectangular shape with short sides along the direction. Therefore,
Mask 3 using drive system and interferometer (7, 13)
While controlling the position of the wafer 9, the mask stage 5 and the wafer stage 11, that is, the mask 3 and the wafer 9 are synchronously moved along the short side direction of the rectangular exposure region and the illumination region, that is, in the X direction. By performing (scanning), the mask pattern is scanned and exposed on the wafer 9 in a region having a width equal to the long side of the exposure region and having a length corresponding to the scanning amount (movement amount) of the wafer 9. You.

【0038】図2において、投影光学系8を構成するす
べての屈折光学素子(レンズ成分)にはフッ化カルシウ
ム結晶からなる光学基材を使用し、そのすべてあるいは
一部を本発明の光学基材とする。図3は、図2にかかる
反射屈折光学系(投影光学系8)のレンズ構成を示す図
である。 図3の反射屈折光学系からなる投影光学系
は、マスク3のパターンの一次像(中間像)Iを形成す
るための第1結像光学系K1と、一次像Iからの光に基
づいてマスクパターンの二次像を縮小倍率で感光性基板
であるウエハ9上に形成するための第2結像光学系K2
とから構成されている。
In FIG. 2, an optical substrate made of a calcium fluoride crystal is used for all refractive optical elements (lens components) constituting the projection optical system 8, and all or a part of the optical substrate of the present invention is used. And FIG. 3 is a diagram showing a lens configuration of the catadioptric optical system (projection optical system 8) according to FIG. The projection optical system including the catadioptric optical system shown in FIG. 3 includes a first imaging optical system K1 for forming a primary image (intermediate image) I of the pattern of the mask 3 and a mask based on light from the primary image I. A second imaging optical system K2 for forming a secondary image of the pattern on the wafer 9 as a photosensitive substrate at a reduced magnification;
It is composed of

【0039】第1結像光学系K1は、マスク側から順
に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞り
Sと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成
されている。第2結像光学系K2は、マスク側から順
に、ウエハ側に凹面を向けた表面反射面R1を有し且つ
中央に開口部を有する主鏡M1と、レンズ成分L2と、
そのウエハ側のレンズ面上に設けられ且つ中央に開口部
を有する反射面R2を備えた副鏡M2とから構成されて
いる。すなわち、別の観点によれば、副鏡M2とレンズ
成分L2とは裏面反射鏡を構成し、レンズ成分L2は裏
面反射鏡の屈折部を構成している。
The first imaging optical system K1 includes, in order from the mask side, a first lens group G1 having a positive refractive power, an aperture stop S, and a second lens group G2 having a positive refractive power. ing. The second imaging optical system K2 includes, in order from the mask side, a main mirror M1 having a surface reflection surface R1 with a concave surface facing the wafer side and having an opening at the center, a lens component L2,
And a secondary mirror M2 provided on the wafer-side lens surface and having a reflective surface R2 having an opening at the center. That is, according to another viewpoint, the sub-mirror M2 and the lens component L2 constitute a back surface reflection mirror, and the lens component L2 constitutes a refraction portion of the back surface reflection mirror.

【0040】なお、投影光学系を構成するすべての光学
要素(G1、G2、M1、M2)は単一の光軸AXに沿
って配置されている。また、主鏡M1は一次像Iの形成
位置の近傍に配置され、副鏡M2はウエハ9に近接して
配置されている。こうして、マスク3のパターンからの
光が、第1結像光学系K1を介して、マスクパターンの
一次像(中間像)Iを形成する。一次像Iからの光は、
主鏡M1の中央開口部およびレンズ成分L2を介して副
鏡M2で反射され、副鏡M2で反射された光はレンズ成
分L2を介して主鏡M1で反射される。主鏡M1で反射
された光は、レンズ成分L2および副鏡M2の中央開口
部を介してウエハ9面上にマスクパターンの二次像を縮
小倍率で形成する。
All the optical elements (G1, G2, M1, M2) constituting the projection optical system are arranged along a single optical axis AX. The primary mirror M1 is arranged near the position where the primary image I is formed, and the secondary mirror M2 is arranged close to the wafer 9. Thus, the light from the pattern of the mask 3 forms the primary image (intermediate image) I of the mask pattern via the first imaging optical system K1. The light from the primary image I is
The light is reflected by the secondary mirror M2 via the central opening of the primary mirror M1 and the lens component L2, and the light reflected by the secondary mirror M2 is reflected by the primary mirror M1 via the lens component L2. The light reflected by the primary mirror M1 forms a secondary image of the mask pattern on the surface of the wafer 9 at a reduction magnification through the lens component L2 and the central opening of the secondary mirror M2.

【0041】このような光リソグラフィー装置の光学系
には、透過品質に優れた光学素子、すなわち透過品質に
優れた光学基材を使用することが非常に重要であるとい
うことは、これまで説明してきたとおりである。本発明
の光リソグラフィー装置の光学基材として用いられる人
工結晶(フッ化カルシウム結晶)は、CZ法やB−S法
などで製造される。製造されたフッ化カルシウム結晶イ
ンゴットから、定量分析用の試料を採取する。これらの
試料中に含まれる物質の定量を実施する。定量にはIC
P−AESや放射化分析を用いる。この特定物質の定量
結果が、マグネシウム濃度が3ppm以下であり、ナト
リウム濃度が0.2ppm以下、イットリウム濃度が
0.2ppm以下、クロム濃度が0.2ppm以下、マ
ンガン濃度が0.2ppm以下であるフッ化カルシウム
結晶を光リソグラフィー用の光学基材として使用する。
It has been described that it is very important to use an optical element having excellent transmission quality, that is, an optical base material having excellent transmission quality in the optical system of such an optical lithography apparatus. It is as expected. The artificial crystal (calcium fluoride crystal) used as the optical substrate of the photolithography apparatus of the present invention is manufactured by a CZ method, a BS method, or the like. A sample for quantitative analysis is collected from the manufactured calcium fluoride crystal ingot. The substances contained in these samples are quantified. IC for quantification
P-AES or activation analysis is used. As a result of quantification of this specific substance, a fluorine concentration of 3 ppm or less, a sodium concentration of 0.2 ppm or less, a yttrium concentration of 0.2 ppm or less, a chromium concentration of 0.2 ppm or less, and a manganese concentration of 0.2 ppm or less are obtained. Calcium iodide crystals are used as optical substrates for photolithography.

【0042】次に複屈折を検討する。複屈折の小さな光
学基材が望ましいため、光学基材の複屈折を計測するこ
とにより選定する。つまり、複屈折の計測をADRなど
により行い、633nmの波長で5nm/cm以下の複
屈折であれば、光リソグラフィー装置の光学系に光学基
材として使用する。複屈折が5nm/cmよりも大きい
光学基材は光リソグラフィー装置の光学系には使用しな
い。ADRで複屈折を計測する際の光学基材の形状は、
平行二面を有していると良い。この平行二面に垂直にな
るように測定光を入射させることで、光路ズレを補正し
なくても簡便に計測できるのである。
Next, the birefringence will be examined. Since an optical substrate having a small birefringence is desirable, it is selected by measuring the birefringence of the optical substrate. That is, the measurement of birefringence is performed by ADR or the like, and if the birefringence is 5 nm / cm or less at a wavelength of 633 nm, it is used as an optical substrate in an optical system of a photolithography apparatus. Optical substrates having a birefringence greater than 5 nm / cm are not used in the optical system of the photolithographic apparatus. The shape of the optical substrate when measuring birefringence with ADR is
It is good to have two parallel surfaces. By injecting the measurement light so as to be perpendicular to the two parallel surfaces, the measurement can be easily performed without correcting the optical path shift.

【0043】こうした適切なインゴット、または素材を
光学設計にしたがい光学基材形状へと成形加工する。ま
たさらに所定の表面に研磨加工を施す。こうして得られ
た光学基材に光学薄膜を形成して光学素子とする。さら
に、このような光学素子を複数枚用いて、光学設計にし
たがって光学系を構成する。なお、光学系を構成する光
学素子は、それ自体単体であることも含み、光学設計の
要請によっては最大50枚程度にもなることもある。し
たがって、場合によっては、その光路長の合計は、従来
の光学機器では到底想像の及ばない1000mm以上も
の大きなものになることもある。このため、個々の光学
基材の透過品質が非常に重要である。本発明の光学基材
であれば、このように非常に長い光路であっても良好な
透過品質を示す。
Such an appropriate ingot or material is formed into an optical substrate shape according to the optical design. Further, a predetermined surface is polished. An optical thin film is formed on the optical base material thus obtained to obtain an optical element. Further, by using a plurality of such optical elements, an optical system is configured according to the optical design. The optical element that constitutes the optical system may include a single element itself, and may be up to about 50 depending on the requirements of the optical design. Therefore, in some cases, the sum of the optical path lengths may be as large as 1000 mm or more, which cannot be imagined by conventional optical equipment. For this reason, the transmission quality of the individual optical substrates is very important. The optical substrate of the present invention exhibits good transmission quality even in such a very long optical path.

【0044】このように本発明によれば、従来は不可能
であったF2レーザを光源とした光リソグラフィー装置
を実現することができ120nm以下の線幅という良好
な解像が得られる。以上のように本発明によれば、F2
レーザを光源とした光リソグラフィーを実現するもので
あるが、本発明はF2レーザよりもフォトンエネルギー
の小さな光、すなわち波長が157nmよりも長い真空
紫外光を光源とする光リソグラフィーにも適用可能であ
る。このような光リソグラフィー装置の光源には、たと
えば、ArFエキシマレーザーなどの気体レーザー、固
体レーザー、エキシマランプ光、低圧水銀ランプ光など
が用いられる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an optical lithography apparatus using an F 2 laser as a light source, which has not been possible conventionally, and to obtain a good resolution of a line width of 120 nm or less. As described above, according to the present invention, F 2
Although the present invention realizes optical lithography using a laser as a light source, the present invention can also be applied to optical lithography using light having smaller photon energy than an F 2 laser, that is, vacuum ultraviolet light having a wavelength longer than 157 nm as a light source. is there. As a light source of such an optical lithography apparatus, for example, a gas laser such as an ArF excimer laser, a solid laser, an excimer lamp light, a low-pressure mercury lamp light, or the like is used.

【0045】そこで、これらの真空紫外光のうち、Ar
Fエキシマレーザ(193nm)を光源とした光リソグ
ラフィー装置の製造を試みた。以下、ArFエキシマレ
ーザを光源とした光リソグラフィー装置について説明す
る。光源であるArFエキシマレーザから供給された真
空紫外光は、照明光学系を介してマスクにいたる。さら
に、マスクのパターンを結像光学系によって、ウエハ基
板上に塗布された感光剤に投影する。
Therefore, of these vacuum ultraviolet light, Ar
An attempt was made to manufacture an optical lithography apparatus using an F excimer laser (193 nm) as a light source. Hereinafter, an optical lithography apparatus using an ArF excimer laser as a light source will be described. Vacuum ultraviolet light supplied from an ArF excimer laser, which is a light source, reaches a mask via an illumination optical system. Further, the pattern of the mask is projected by the imaging optical system onto the photosensitive agent applied on the wafer substrate.

【0046】まず、CZ法やB−S法などでフッ化カル
シウム結晶のインゴットを作製する。インゴット、また
は素材、または光学基材などのフッ化カルシウム結晶か
ら、定量分析用の試料を採取する。これらの試料中に含
まれる物質の定量を実施する。定量にはICP−AES
や放射化分析を用いる。この特定物質の定量結果が、マ
グネシウム濃度が3ppm以下、ナトリウム濃度が0.
2ppm以下、イットリウム濃度が0.2ppm以下、
クロム濃度が0.2ppm以下、マンガン濃度が0.2
ppm以下であるインゴット、または素材、または光学
基材などのフッ化カルシウム結晶のみを光リソグラフィ
ー用の光学基材として使用する。
First, an ingot of a calcium fluoride crystal is prepared by the CZ method or the BS method. A sample for quantitative analysis is collected from a calcium fluoride crystal such as an ingot or a material or an optical substrate. The substances contained in these samples are quantified. ICP-AES for quantification
Or activation analysis. The results of quantification of this specific substance show that the magnesium concentration is 3 ppm or less and the sodium concentration is 0.
2 ppm or less, yttrium concentration of 0.2 ppm or less,
Chromium concentration is 0.2ppm or less, manganese concentration is 0.2ppm
Only calcium fluoride crystals, such as ingots or raw materials or optical substrates, which are less than ppm, are used as optical substrates for photolithography.

【0047】素材、または光学基材の複屈折を計測する
ことにより選定する。つまり、複屈折の計測をADRな
どにより行い、633nmの波長で5nm/cm以下の
複屈折であれば、光リソグラフィー装置の光学系に光学
基材として使用する。こうして、インゴット、または素
材、または光学基材を光学設計にしたがい光学基材形状
へと成形加工する。またさらに所定の表面に研磨加工を
施す。こうして得られた光学基材に光学薄膜を形成して
光学素子とする。さらに、このような光学素子を複数枚
用いて、光学設計にしたがって光学系を構成する。
The selection is made by measuring the birefringence of the material or the optical substrate. That is, the measurement of birefringence is performed by ADR or the like, and if the birefringence is 5 nm / cm or less at a wavelength of 633 nm, it is used as an optical substrate in an optical system of a photolithography apparatus. In this way, the ingot, the material, or the optical substrate is formed into an optical substrate shape according to the optical design. Further, a predetermined surface is polished. An optical thin film is formed on the optical base material thus obtained to obtain an optical element. Further, by using a plurality of such optical elements, an optical system is configured according to the optical design.

【0048】このようにして、ArFエキシマレーザを
光源とした光リソグラフィー装置を製作した。この光リ
ソグラフィー装置により、転写パターンは150nm以
下の充分な解像を得ることができた。すなわち、ArF
エキシマレーザを光源とした光リソグラフィー装置が実
現できる。以下、光リソグラフィー装置について図1の
フローチャートを用いて説明する。
Thus, an optical lithography apparatus using an ArF excimer laser as a light source was manufactured. With this optical lithography apparatus, a sufficient resolution of the transfer pattern of 150 nm or less could be obtained. That is, ArF
An optical lithography apparatus using an excimer laser as a light source can be realized. Hereinafter, the optical lithography apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0049】CZ法やB−S法などでフッ化カルシウム
結晶のインゴットを作製する。インゴット、または素
材、または光学基材などのフッ化カルシウム結晶から、
定量分析用の試料を採取する。これらの試料中に含まれ
る物質の定量を実施する。定量にはICP−AESや放
射化分析を用いる。図1では、マグネシウム(Mg)、
ナトリウム(Na)、イットリウム(Y)、クロム(C
r)、マンガン(Mn)の順に表示されているが、論理
的に明白であるが、必ずしもこの順番が必要であるとい
うことはない。
An ingot of calcium fluoride crystal is prepared by the CZ method or the BS method. From calcium fluoride crystals such as ingots, or materials, or optical substrates,
Collect a sample for quantitative analysis. The substances contained in these samples are quantified. ICP-AES or activation analysis is used for quantification. In FIG. 1, magnesium (Mg),
Sodium (Na), Yttrium (Y), Chromium (C
Although r) and manganese (Mn) are displayed in this order, it is logically clear that this order is not always necessary.

【0050】これら特定物質の定量結果が、マグネシウ
ム濃度が3ppm以下、ナトリウム濃度が0.2ppm
以下、イットリウム濃度が0.2ppm以下、クロム濃
度が0.2ppm以下、マンガン濃度が0.2ppm以
下である場合には好適と判定する。これら特定物質の定
量結果が、マグネシウム濃度が3ppmより大きい場
合、ナトリウム濃度が0.2ppmより大きい場合、イ
ットリウム濃度が0.2ppmより大きい場合、クロム
濃度が0.2ppmより大きい場合、マンガン濃度が
0.2ppmより大きい場合には不適と判定する。
The results of quantification of these specific substances show that the magnesium concentration is 3 ppm or less and the sodium concentration is 0.2 ppm.
Hereinafter, when the yttrium concentration is 0.2 ppm or less, the chromium concentration is 0.2 ppm or less, and the manganese concentration is 0.2 ppm or less, it is determined to be suitable. As a result of quantification of these specific substances, when the magnesium concentration is higher than 3 ppm, the sodium concentration is higher than 0.2 ppm, the yttrium concentration is higher than 0.2 ppm, the chromium concentration is higher than 0.2 ppm, and the manganese concentration is 0. If it is more than 0.2 ppm, it is determined to be inappropriate.

【0051】上記により好適と判定されたフッ化カルシ
ウム結晶について、さらに、素材、または光学基材の複
屈折を計測する。なお、図1においては、複屈折をRと
表記する。つまり、複屈折の計測をADRなどにより行
い、633nmの波長で5nm/cm以下の複屈折であ
れば好適であると判定する。5nm/cmより大きな複
屈折であれば不適と判定する。
With respect to the calcium fluoride crystal determined to be suitable as described above, the birefringence of the material or the optical substrate is further measured. In FIG. 1, the birefringence is represented by R. That is, birefringence is measured by ADR or the like, and it is determined that birefringence of 5 nm / cm or less at a wavelength of 633 nm is preferable. If the birefringence is greater than 5 nm / cm, it is determined to be inappropriate.

【0052】こうして選定されたフッ化カルシウム結晶
を、光学設計にしたがい光学基材形状へと成形加工し、
所定面に研磨加工を施して光学基材とする。この光学基
材に反射防止を目的とした光学薄膜を形成して光学素子
とする。このような光学素子を複数枚用いて、光学設計
にしたがって光学系を構成する。
The calcium fluoride crystal thus selected is formed into an optical substrate shape according to the optical design,
A predetermined surface is polished to obtain an optical substrate. An optical thin film for preventing reflection is formed on this optical base material to obtain an optical element. Using a plurality of such optical elements, an optical system is configured according to the optical design.

【0053】こうして、F2レーザやArFエキシマレ
ーザなどの真空紫外光を光源とした光リソグラフィー装
置を製作した。
Thus, an optical lithography apparatus using vacuum ultraviolet light such as an F 2 laser or an ArF excimer laser as a light source was manufactured.

【0054】[0054]

【実施例】[実施例1]本発明によるF2レーザを光源
とした光リソグラフィー装置の例を挙げる。フッ化カル
シウム人工合成原料を用いて、CZ法により直胴部が4
0cmの単結晶インゴットを作製した。
EXAMPLES Example 1] Examples of optical lithography apparatus with a light source an F 2 laser according to the present invention. Using a synthetic material of calcium fluoride, the straight body is 4 by CZ method.
A 0 cm single crystal ingot was produced.

【0055】インゴットから定量分析用の試料を採取し
た。ICP−AESで定量したところ、マグネシウムが
1.1ppm、イットリウムが0.1ppmであった。
また、放射化分析で定量したところ、ナトリウムが0.
11ppm、クロムが0.1ppm、マンガンが0.0
9ppmであった。つまり、マグネシウム濃度3ppm
以下、ナトリウム濃度が0.2ppm以下、イットリウ
ム濃度が0.2ppm以下、クロム濃度が0.2ppm
以下、マンガン濃度が0.2ppm以下であることが確
認できた。
A sample for quantitative analysis was collected from the ingot. As determined by ICP-AES, magnesium was 1.1 ppm and yttrium was 0.1 ppm.
In addition, when quantified by activation analysis, sodium was 0.1%.
11 ppm, chromium 0.1 ppm, manganese 0.0
It was 9 ppm. In other words, magnesium concentration 3ppm
Below, the sodium concentration is 0.2 ppm or less, the yttrium concentration is 0.2 ppm or less, and the chromium concentration is 0.2 ppm.
Hereinafter, it was confirmed that the manganese concentration was 0.2 ppm or less.

【0056】インゴットより、口径30cm、厚さ5c
mの円柱状素材を切り出した。周囲を成形加工し、平行
二面に簡単な研磨加工を施した。この素材の複屈折をA
DRにより測定した。測定領域において測定点を500
ポイントに設定し、波長633nmで計測したところ、
最大値が1.9nm/cmであった。つまり、この素材
の複屈折が5nm/cm以下であることが確認できた。
From the ingot, caliber 30cm, thickness 5c
m was cut out. The periphery was formed, and two parallel surfaces were subjected to simple polishing. The birefringence of this material is A
Measured by DR. 500 measurement points in the measurement area
Set to a point and measured at a wavelength of 633 nm,
The maximum value was 1.9 nm / cm. That is, it was confirmed that the birefringence of this material was 5 nm / cm or less.

【0057】この素材を光学設計にしたがって基材形状
へと成形加工した。またさらに所定の表面形状になるよ
うに研磨加工を施して光学レンズ基材を作製した。こう
して得られた光学レンズ基材に反射防止膜を形成して光
学素子とした。さらに、このような光学素子を複数枚用
い、光学設計にしたがって光学系を構成した。 このよ
うにして、F2レーザを光源とした光リソグラフィー装
置を実現することができた。この光リソグラフィー装置
では100nmの解像を得ることができた。 [実施例2]本発明によるArFエキシマレーザを光源
とした光リソグラフィー装置の例を挙げる。 フッ化カ
ルシウム人工合成原料を用いて、CZ法により直胴部が
40cmの単結晶インゴットを作製した。
This material was formed into a substrate shape according to the optical design. Further, an optical lens substrate was manufactured by performing polishing processing so as to have a predetermined surface shape. An optical element was obtained by forming an antireflection film on the optical lens substrate thus obtained. Further, an optical system was configured according to the optical design by using a plurality of such optical elements. In this way, it was possible to realize an optical lithographic device in which the F 2 laser as a light source. This optical lithography apparatus was able to obtain a resolution of 100 nm. Embodiment 2 An example of an optical lithography apparatus using an ArF excimer laser according to the present invention as a light source will be described. Using a calcium fluoride artificial synthetic raw material, a single crystal ingot having a straight body of 40 cm was produced by the CZ method.

【0058】インゴットから定量分析用の試料を採取し
た。ICP−AESで定量したところ、マグネシウムが
1.2ppm、イットリウムが0.1ppmであった。
また、放射化分析で定量したところ、ナトリウムが0.
08ppm、クロムが0.1ppm、マンガンが0.0
9ppmであった。つまり、マグネシウム濃度3ppm
以下、ナトリウム濃度が0.2ppm以下、イットリウ
ム濃度が0.2ppm以下、クロム濃度が0.2ppm
以下、マンガン濃度が0.2ppm以下であることが確
認できた。
A sample for quantitative analysis was collected from the ingot. As determined by ICP-AES, magnesium was 1.2 ppm and yttrium was 0.1 ppm.
In addition, when quantified by activation analysis, sodium was 0.1%.
08 ppm, chromium 0.1 ppm, manganese 0.0
It was 9 ppm. In other words, magnesium concentration 3ppm
Hereafter, the sodium concentration is 0.2 ppm or less, the yttrium concentration is 0.2 ppm or less, and the chromium concentration is 0.2 ppm.
Hereinafter, it was confirmed that the manganese concentration was 0.2 ppm or less.

【0059】インゴットより、口径30cm、厚さ5c
mの円柱状素材を切り出した。周囲を成形加工し、平行
二面に簡単な研磨加工を施した。この素材の複屈折をA
DRにより測定した。測定領域において測定点を500
ポイントに設定し、波長633nmで計測したところ、
最大値が2.9nm/cmであった。つまり、この素材
の複屈折が5nm/cm以下であることが確認できた。
From ingot, caliber 30cm, thickness 5c
m was cut out. The periphery was formed, and two parallel surfaces were subjected to simple polishing. The birefringence of this material is A
Measured by DR. 500 measurement points in the measurement area
Set to a point and measured at a wavelength of 633 nm,
The maximum value was 2.9 nm / cm. That is, it was confirmed that the birefringence of this material was 5 nm / cm or less.

【0060】この素材を光学設計にしたがって基材形状
へと成形加工した。またさらに所定の表面形状になるよ
うに研磨加工を施して光学レンズ基材を作製した。こう
して得られた光学レンズ基材に反射防止膜を形成して光
学素子とした。さらに、このような光学素子を複数枚用
い、光学設計にしたがって光学系を構成した。 このよ
うにして、ArFエキシマレーザを光源とした光リソグ
ラフィー装置を実現することができた。この光リソグラ
フィー装置では130nmの解像を得ることができた。 [実施例3]本発明によるF2レーザを光源とした光リ
ソグラフィー装置の例を挙げる。
This material was formed into a substrate shape according to the optical design. Further, an optical lens substrate was manufactured by performing polishing processing so as to have a predetermined surface shape. An optical element was obtained by forming an antireflection film on the optical lens substrate thus obtained. Further, an optical system was configured according to the optical design by using a plurality of such optical elements. Thus, an optical lithography apparatus using an ArF excimer laser as a light source was realized. This optical lithography apparatus was able to obtain a resolution of 130 nm. [Example 3] Examples of optical lithography apparatus with a light source an F 2 laser according to the present invention.

【0061】フッ化カルシウム人工合成原料を用いて、
B−S法により直胴部が40cmの単結晶インゴットを
作製した。インゴットから定量分析用の試料を採取し
た。ICP−AESで定量したところ、マグネシウムが
0.8ppm、イットリウムが0.1ppmであった。
また、放射化分析で定量したところ、ナトリウムが0.
08ppm、クロムが0.1ppm、マンガンが0.0
9ppmであった。つまり、マグネシウム濃度3ppm
以下、ナトリウム濃度が0.2ppm以下、イットリウ
ム濃度が0.2ppm以下、クロム濃度が0.2ppm
以下、マンガン濃度が0.2ppm以下であることが確
認できた。
Using a calcium fluoride artificial synthetic raw material,
A single crystal ingot having a straight body portion of 40 cm was produced by the BS method. A sample for quantitative analysis was taken from the ingot. As determined by ICP-AES, magnesium was 0.8 ppm and yttrium was 0.1 ppm.
In addition, when quantified by activation analysis, sodium was 0.1%.
08 ppm, chromium 0.1 ppm, manganese 0.0
It was 9 ppm. In other words, magnesium concentration 3ppm
Below, the sodium concentration is 0.2 ppm or less, the yttrium concentration is 0.2 ppm or less, and the chromium concentration is 0.2 ppm.
Hereinafter, it was confirmed that the manganese concentration was 0.2 ppm or less.

【0062】インゴットより、口径30cm、厚さ5c
mの円柱状素材を切り出した。周囲を成形加工し、平行
二面に簡単な研磨加工を施した。この素材の複屈折をA
DRにより測定した。測定領域において測定点を500
ポイントに設定し、波長633nmで計測したところ、
最大値が3.5nm/cmであった。つまり、この素材
の複屈折が5nm/cm以下であることが確認できた。
From the ingot, caliber 30cm, thickness 5c
m was cut out. The periphery was formed, and two parallel surfaces were subjected to simple polishing. The birefringence of this material is A
Measured by DR. 500 measurement points in the measurement area
Set to a point and measured at a wavelength of 633 nm,
The maximum value was 3.5 nm / cm. That is, it was confirmed that the birefringence of this material was 5 nm / cm or less.

【0063】この素材を光学設計にしたがって基材形状
へと成形加工した。またさらに所定の表面形状になるよ
うに研磨加工を施して光学レンズ基材を作製した。こう
して得られた光学レンズ基材に反射防止膜を形成して光
学素子とした。さらに、このような光学素子を複数枚用
い、光学設計にしたがって光学系を構成した。 このよ
うにして、F2レーザを光源とした光リソグラフィー装
置を実現することができた。この光リソグラフィー装置
では100nmの解像を得ることができた。 [実施例4]本発明によるArFエキシマレーザを光源
とした光リソグラフィー装置の例を挙げる。 フッ化カ
ルシウム人工合成原料を用いて、B−S法により直胴部
が40cmの単結晶インゴットを作製した。
This material was formed into a substrate shape according to the optical design. Further, an optical lens substrate was manufactured by performing polishing processing so as to have a predetermined surface shape. An optical element was obtained by forming an antireflection film on the optical lens substrate thus obtained. Further, an optical system was configured according to the optical design by using a plurality of such optical elements. In this way, it was possible to realize an optical lithographic device in which the F 2 laser as a light source. This optical lithography apparatus was able to obtain a resolution of 100 nm. Embodiment 4 An example of an optical lithography apparatus using an ArF excimer laser according to the present invention as a light source will be described. Using a calcium fluoride artificial synthetic raw material, a single crystal ingot having a straight body portion of 40 cm was produced by the BS method.

【0064】インゴットから定量分析用の試料を採取し
た。ICP−AESで定量したところ、マグネシウムが
0.9ppm、イットリウムが0.1ppmであった。
また、放射化分析で定量したところ、ナトリウムが0.
09ppm、クロムが0.1ppm、マンガンが0.0
9ppmであった。つまり、マグネシウム濃度3ppm
以下、ナトリウム濃度が0.2ppm以下、イットリウ
ム濃度が0.2ppm以下、クロム濃度が0.2ppm
以下、マンガン濃度が0.2ppm以下であることが確
認できた。
A sample for quantitative analysis was collected from the ingot. When quantified by ICP-AES, magnesium was 0.9 ppm and yttrium was 0.1 ppm.
In addition, when quantified by activation analysis, sodium was 0.1%.
09 ppm, chromium 0.1 ppm, manganese 0.0
It was 9 ppm. In other words, magnesium concentration 3ppm
Below, the sodium concentration is 0.2 ppm or less, the yttrium concentration is 0.2 ppm or less, and the chromium concentration is 0.2 ppm.
Hereinafter, it was confirmed that the manganese concentration was 0.2 ppm or less.

【0065】インゴットより、口径30cm、厚さ5c
mの円柱状素材を切り出した。周囲を成形加工し、平行
二面に簡単な研磨加工を施した。この素材の複屈折をA
DRにより測定した。測定領域において測定点を500
ポイントに設定し、波長633nmで計測したところ、
最大値が3.4nm/cmであった。つまり、この素材
の複屈折が5nm/cm以下であることが確認できた。
From the ingot, caliber 30cm, thickness 5c
m was cut out. The periphery was formed, and two parallel surfaces were subjected to simple polishing. The birefringence of this material is A
Measured by DR. 500 measurement points in the measurement area
Set to a point and measured at a wavelength of 633 nm,
The maximum value was 3.4 nm / cm. That is, it was confirmed that the birefringence of this material was 5 nm / cm or less.

【0066】この素材を光学設計にしたがって基材形状
へと成形加工した。またさらに所定の表面形状になるよ
うに研磨加工を施して光学レンズ基材を作製した。こう
して得られた光学レンズ基材に反射防止膜を形成して光
学素子とした。さらに、このような光学素子を複数枚用
い、光学設計にしたがって光学系を構成した。 このよ
うにして、ArFエキシマレーザを光源とした光リソグ
ラフィー装置を実現することができた。この光リソグラ
フィー装置では130nmの解像を得ることができた。
This material was formed into a substrate shape according to the optical design. Further, an optical lens substrate was manufactured by performing polishing processing so as to have a predetermined surface shape. An optical element was obtained by forming an antireflection film on the optical lens substrate thus obtained. Further, an optical system was configured according to the optical design by using a plurality of such optical elements. Thus, an optical lithography apparatus using an ArF excimer laser as a light source was realized. This optical lithography apparatus was able to obtain a resolution of 130 nm.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明により、真空紫外光において実用
的な透過品質を有する光学レンズが可能となり、真空紫
外光を光源とした光リソグラフィー装置を製造すること
が可能となる。
According to the present invention, an optical lens having practical transmission quality in vacuum ultraviolet light can be obtained, and an optical lithography apparatus using vacuum ultraviolet light as a light source can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明による人工単結晶により、光リ
ソグラフィー装置を製作するにいたるフローチャートを
示す。
FIG. 1 shows a flow chart for manufacturing an optical lithography apparatus using an artificial single crystal according to the present invention.

【図2】図2は、本発明の実施例1における光リソグラ
フィー装置の構成を示す。
FIG. 2 illustrates a configuration of an optical lithography apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、図2の光リソグラフィ−装置の光学系
のレンズ構成を示す。
FIG. 3 shows a lens configuration of an optical system of the optical lithography apparatus shown in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 照明光学系 3 マスク 4 マスクホルダ 5 マスクステージ 6、12 移動鏡 7、13 干渉計 8 投影光学系 9 ウエハ 10 ウエハホルダ 11 ウエハステージ AX 光軸 K1 第1結像光学系 K2 第2結像光学系 G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 S 開口絞り M1 主鏡 M2 副鏡 I 中間像 Li 各レンズ成分 Reference Signs List 1 laser light source 2 illumination optical system 3 mask 4 mask holder 5 mask stage 6, 12 moving mirror 7, 13 interferometer 8 projection optical system 9 wafer 10 wafer holder 11 wafer stage AX optical axis K1 first imaging optical system K2 second imaging Image optical system G1 First lens group G2 Second lens group S Aperture stop M1 Primary mirror M2 Secondary mirror I Intermediate image Li Each lens component

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フッ化カルシウム結晶を主成分とし、マグ
ネシウム濃度が3ppm以下、ナトリウム濃度が0.2
ppm以下、イットリウム濃度が0.2ppm以下、ク
ロム濃度が0.2ppm、マンガン濃度が0.2ppm
以下である紫外光学用人工結晶。
A calcium fluoride crystal as a main component, having a magnesium concentration of 3 ppm or less and a sodium concentration of 0.2 ppm.
ppm or less, yttrium concentration is 0.2 ppm or less, chromium concentration is 0.2 ppm, manganese concentration is 0.2 ppm
The following artificial crystals for ultraviolet optics.
【請求項2】フッ化カルシウム結晶を主成分とし、マグ
ネシウム濃度が3ppm以下、ナトリウム濃度が0.2
ppm以下、イットリウム濃度が0.2ppm以下、ク
ロム濃度が0.2ppm以下、マンガン濃度が0.2p
pm以下、代表径が2.5cm以上であり633nmに
おける複屈折が5nm/cm以下である紫外光学用人工
単結晶。
2. A composition comprising a calcium fluoride crystal as a main component, a magnesium concentration of 3 ppm or less, and a sodium concentration of 0.2 ppm.
ppm or less, yttrium concentration is 0.2 ppm or less, chromium concentration is 0.2 ppm or less, manganese concentration is 0.2p
pm or less, a typical diameter is 2.5 cm or more, and a birefringence at 633 nm is 5 nm / cm or less.
【請求項3】チョクラルスキー法またはブリッジマン・
ストックバーガ法により製造されたことを特徴とする請
求項1または請求項2に記載の紫外光学用人工単結晶。
Czochralski method or Bridgman method.
The artificial single crystal for ultraviolet optics according to claim 1 or 2, wherein the artificial single crystal is manufactured by a stock burger method.
【請求項4】請求項1又は請求項2又は請求項3に記載
の人工単結晶を用いた紫外光学用の光学基材。
4. An optical substrate for ultraviolet optics using the artificial single crystal according to claim 1, 2 or 3.
【請求項5】請求項1又は請求項2又は請求項3に記載
の人工単結晶を用いた光学基材を複数枚用いて構成され
た紫外光リソグラフィー装置。
5. An ultraviolet lithography apparatus comprising a plurality of optical substrates using the artificial single crystal according to claim 1, 2, or 3.
【請求項6】光源にF2レーザを使用したことを特徴と
する請求項5に記載の光リソグラフィー装置。
6. An optical lithography apparatus according to claim 5, wherein an F 2 laser is used as a light source.
【請求項7】光源にArFエキシマレーザを使用したこ
とを特徴とする請求項5に記載の光リソグラフィー装
置。
7. The optical lithography apparatus according to claim 5, wherein an ArF excimer laser is used as a light source.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029455A (en) * 2002-11-19 2005-02-03 Tokuyama Corp As-grown single crystal of alkaline earth metal fluoride
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