JP2001033379A

JP2001033379A - 紫外線耐久性に優れた蛍石および蛍石の紫外線耐久性評価方法

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Publication number: JP2001033379A
Application number: JP11211512A
Authority: JP
Inventors: Keita Sakai; 啓太酒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザ等の紫外線に
対する耐久性に優れた蛍石、ならびに紫外線に対する耐
久性を正確にかつ効率的に予測することができる蛍石の
紫外線耐久性の評価方法を提供する。【解決手段】ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザ等の紫外
線を照射した際に蛍石から発せられる蛍光強度から、Ｋ
ｒＦやＡｒＦエキシマレーザ等の紫外線に対する蛍石の
耐久性を評価することにより、高度な研磨技術等を要す
ることなく低コストで、効率的にかつ正確に蛍石の紫外
線耐久性を評価することを可能にする。エキシマレーザ
等の紫外線を照射した際に単位体積当たりの蛍石から発
せられる蛍光強度が単位面積当たりの入射紫外線強度の
１／１０００以下となる蛍石は紫外線耐久性に優れ、こ
の種の蛍石を光学系に用いることにより、光吸収がな
く、照度の安定した光学系を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＫｒＦ、ＡｒＦ、
Ｆ₂ またはＡｒ₂ エキシマレーザ等の紫外線を光源とす
る光学系において硝材として用いられる紫外線耐久性に
優れた蛍石（フッ化カルシウム結晶）および蛍石の紫外
線耐久性評価方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化はとど
まるところを知らず、４ギガビットＤＲＡＭ世代へ向け
ての研究開発が盛んに進められている状況である。この
半導体集積回路の高集積化に伴ない、露光装置とりわけ
投影光学系に要求される性能もさらに高レベルとなって
きている。露光装置の解像度は投影光学系の開口度（Ｎ
Ａ）を大きくすることによって高めることができるが、
開口度を大きくすることにより焦点深度は浅くなる。し
たがって、開口度をある程度以上大きくすることはでき
ず、解像度を高めるためには露光波長を短波長化するこ
とが要求されている。

【０００３】このような理由で４ギガビットＤＲＡＭ世
代の露光装置の光源としてＡｒＦエキシマレーザが有望
視されているが、１９３ｎｍという短い波長のため、硝
材として十分な透過率を有する材料が限られてくる。現
在までに、ＡｒＦエキシマレーザを光源とする光学系の
硝材としては合成石英や蛍石が開発されてきた。

【０００４】蛍石のＡｒＦレーザ耐久性を満足させるた
めには、特開平１０−１３１０号公報等に記載されてい
るように、結晶中の不純物を厳しく除外する必要があ
る。ｐｐｂレベルの不純物濃度管理をする場合、原料ロ
ット間や結晶炉の違い等によってレーザ耐久性の異なる
結晶ができてしまうことが十分考えられるため、品質保
証のためにレーザ耐久性の評価を頻繁に実施する必要が
ある。

【０００５】その際、従来のレーザ耐久性評価方法は、
サンプルの準備から測定まで多くの工程を手間と時間お
よびコストを費やして実施している。具体的な工程とし
て、結晶インゴットの一部を切り出し、透過率測定が可
能な面形状に研磨加工する工程、研磨面を洗浄する工
程、透過率の測定工程、レーザ照射工程等がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザ耐久性評価方法を用いて数多くのサンプルを評価
することには次のような様々な問題点がある。

【０００７】先ず、第１の問題点は、高度な研磨加工が
必要な点である。例えば、特開平８−７５６４９号公報
には、透過率測定用サンプルとして、平行度３０秒以
下、面精度を平行度と同程度以下、表面粗さｒｍｓ＝１
０Å以下という規格が提供されている。このような規格
の研磨加工を実施するためには、高度な研磨技術と同時
に時間とコストが必要であり、数多くのサンプルを評価
しようとする場合には、大きな問題となる。

【０００８】また、第２の問題点として、サンプルの表
面汚染が挙げられる。１９３ｎｍという短波長域では有
機系の付着物による吸収が無視できない。１９３ｎｍに
おけるサンプルの透過率を求めるためには、サンプル表
面を精密に洗浄し、洗浄から測定までの雰囲気管理を厳
密に行なう必要がある。当然、透過率測定器のサンプル
室内での汚染防止も必須である。

【０００９】第３の問題点として、透過率測定器の問題
である。蛍石の１９３ｎｍにおける内部透過率の要求値
をおおよそ９９．８％／ｃｍ以上とした場合、透過率測
定器の測定精度は、少なくとも±０．１％以下でなくて
はならない。２００ｎｍ以下の波長の光を上記のような
精度で測定する装置は高価であり、またメンテナンスも
頻繁に行なわなければならない。

【００１０】以上のように、従来の評価手法によりレー
ザ耐久性を評価するためには、研磨技術、洗浄技術、計
測技術等において高度なものが要求される。また、コス
ト面や時間的な問題も大きい。

【００１１】したがって、十分にレーザ耐久性の評価が
なされていない蛍石が、ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザ
を光源とした光学系に用いられてしまうことがある。そ
の際、ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザの照射により蛍石
の内部透過率が低下することが考えられ、光吸収による
温度上昇に起因した熱収差発生、光学系全体の透過率低
下などの性能劣化が生じる。また、このような光学系を
半導体露光装置の光学系に用いた場合、光学系の透過率
低下により照度が低下し、結果として生産性が低下す
る。また、熱収差による結像性能の劣化も生じ、安定し
たデバイス製造ができない。

【００１２】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、ＫｒＦ
やＡｒＦエキシマレーザ等の紫外線に対する耐久性の優
れた蛍石を提供するとともにＫｒＦやＡｒＦエキシマレ
ーザ等の紫外線を照射した際に蛍石から発せられる蛍光
強度によって蛍石の紫外線耐久性を正確に予測すること
ができる蛍石の紫外線耐久性の評価方法を提供し、さら
に、前記蛍石を用いたＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザ等
の紫外線を光源とする光学系および該光学系を用いた半
導体製造用露光装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、蛍石のレ
ーザ照射による透過率低下について鋭意検討し、レーザ
の照射により蛍石から発せられる蛍光強度と蛍石のレー
ザ耐久性との相関を調べた結果、蛍石から発せられる蛍
光強度を測定することにより、蛍石の紫外線耐久性を予
測しうるとの知見を得、単位体積当たりの蛍石から発せ
られる全蛍光強度が単位面積当たりの照射レーザ強度の
１／１０００以上の場合にはレーザ耐久性が悪く、単位
体積当たりの蛍石から発せられる全蛍光強度が単位面積
当たりの照射レーザ強度の１／１０００以下の場合には
レーザ耐久性が良好であることを見出だし、本発明を完
成するに至ったものである。

【００１４】すなわち、本発明は、紫外線を照射した際
に単位体積当たりの蛍石から発せられる蛍光強度が、単
位面積当たりの入射紫外線強度の１／１０００以下であ
ることを特徴とする蛍石を提供し、そして、ＫｒＦエキ
シマレーザを照射した際に単位体積当たりの蛍石から発
せられる蛍光強度が、単位面積当たりの入射レーザ強度
の１／１０００以下であることを特徴とする蛍石、さら
に、ＡｒＦエキシマレーザを照射した際に単位体積当た
りの蛍石から発せられる蛍光強度が、単位面積当たりの
入射レーザ強度の１／１０００以下であることを特徴と
する蛍石を提供する。

【００１５】さらに、本発明は、紫外線を照射した際に
蛍石から発せられる蛍光の強度から、紫外線耐久性を予
測することを特徴とする蛍石の紫外線耐久性評価方法を
提供し、そして、ＫｒＦまたはＡｒＦエキシマレーザを
照射した際に蛍石から発せられる蛍光の強度から、Ｋｒ
ＦまたはＡｒＦエキシマレーザ耐久性を予測することを
特徴とする蛍石のレーザ耐久性評価方法を提供する。

【００１６】本発明は、紫外線を光源とする光学系にお
いて、前述した蛍石を用いることを特徴とする光学系を
提供し、さらに、該光学系を用いることを特徴とする半
導体製造用露光装置を提供する。

【００１７】また、本発明は、前述した半導体製造用露
光装置をデバイス製造の露光工程に用いることを特徴と
するデバイス製造方法を提供する。

【００１８】

【作用】ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザ等の紫外線を照
射した際に蛍石から発せられる蛍光強度から、エキシマ
レーザ等の紫外線に対する蛍石の耐久性を評価すること
により、蛍石のＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ等の紫外
線耐久性を高度な技術を要することなく低コストで効率
的にかつ正確に評価することができる。

【００１９】ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ等の紫外線
を蛍石に照射した際に、単位体積当たりの蛍石から発せ
られる蛍光の強度が単位面積当たりの入射紫外線強度の
１／１０００以下となる蛍石は紫外線耐久性に優れ、こ
の紫外線耐久性に優れた蛍石を光学系に用いることによ
り、光吸収のない、照度の安定した光学系を得ることが
できる。さらに、このような光学系を半導体製造用露光
装置の光学系として用いることにより、スループットに
優れ、安定した結像性能をもつ露光装置を提供すること
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２１】図１は本発明の蛍光測定系の概略図であ
り、図１において、１はＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザ
等を照射する光源であり、サンプル台３に載置されたサ
ンプル２に照射光４を照射する。５はパワーメーターで
あり、サンプル２に照射された照射光４の強度を測定す
る。レーザ光の照射によりサンプル２から発せられた蛍
光の一部は、絞り６および集光光学系７を通り、受光部
８に達し、さらに光ファイバー９を介して分光測定部１
０に達し、この分光測定部１０において蛍光の波長スペ
クトルが測定される。なお、サンプル２を含めて照射光
の通過する範囲は、照射光に対して吸収のない気体で置
換されていることが好ましく、この置換用の気体として
は、Ｎ₂ 、Ａｒ、Ｈｅ等が挙げられる。

【００２２】サンプル２から全方向に発せられた蛍光の
強度は、図１に図示する蛍光測定系で測定した蛍光強
度、絞り６の開口サイズおよびサンプル２から絞り６ま
での距離を用いて算出することができる。なお、ここで
蛍光強度とは各波長での蛍光強度を波長積分したもので
ある。

【００２３】ところで、ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザ
を蛍石に照射した際、レーザ耐久性の悪い蛍石は強い蛍
光を発することがこれまでにわかってきた。例えば、Ｋ
ｒＦエキシマレーザを照射した際に、３２０ｎｍ、３４
０ｎｍ、４２０ｎｍなどに強い蛍光ピークが生じた蛍石
は、ＫｒＦレーザ耐久性が悪く、また、ＡｒＦエキシマ
レーザを照射した際に、３１５ｎｍ、３３５ｎｍに極端
に強い蛍光ピークが生じた場合や、４００ｎｍ〜６００
ｎｍに強い蛍光が現れる蛍石は、ＡｒＦレーザ耐久性が
悪いことがわかっている。

【００２４】そこで、図１に図示する蛍光測定系により
測定される蛍石から発せられる蛍光強度と蛍石のレーザ
耐久性の相関を調べた結果、以下の実施例において詳述
するように、蛍石の蛍光特性からその紫外線（レーザ）
耐久性を予測することができ、さらに、単位体積当たり
の蛍石から発せられる全蛍光強度が単位面積当たりの照
射レーザ強度の１／１０００以上の場合にはレーザ耐久
性が悪く、単位体積当たりの蛍石から発せられる全蛍光
強度が単位面積当たりの照射レーザ強度の１／１０００
以下の場合にはレーザ耐久性が良好であることを見出だ
した。

【００２５】以上のように、ＫｒＦやＡｒＦエキシマレ
ーザ等の紫外線を照射した際の蛍石から発せられる蛍光
強度を計測することにより、蛍石の紫外線耐久性を正確
に予測することが可能であることがわかる。この際、蛍
光計測の計測波長は２００ｎｍ以上であるため、従来の
紫外線（レーザ）耐久性の評価方法のように高精度な研
磨を必要としない。そのため高度な研磨技術がなくても
評価可能である。また、蛍光特性は蛍石自体の特性であ
り、表面汚染物質の影響を受けないため、簡単に表面と
内部の情報を分離することができる。加えて、計測器は
集光系と分光系からなる比較的安価なもので十分であ
る。

【００２６】以上のように本発明の蛍光特性による紫外
線耐久性評価方法によれば、高度な技術を要求せず、比
較的低コストで蛍石の紫外線耐久性を評価することが可
能となる。その結果、ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザを
照射した際に、強い蛍光を発することのない紫外線（レ
ーザ）耐久性に優れた蛍石を提供することができる。

【００２７】このように紫外線耐久性に優れた蛍石を、
ＫｒＦやＡｒＦエキシマレーザを光源とする光学系に用
いることにより、熱収差や透過率低下などの性能劣化の
少ない光学系を得ることができる。また、前記光学系を
半導体製造用露光装置の光学系に用いることにより、照
度低下が少なく、生産性に優れた半導体製造用露光装置
を提供することができる。さらに、熱収差による結像性
能の劣化が少ないため、安定したデバイス製造が可能と
なる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００２９】（実施例１）不純物量に差のある３種類の
原料を用いて、ルツボ降下法により、φ３００ｍｍ、厚
さ２００ｍｍの蛍石単結晶Ａ、Ｂ、Ｃを作製した。作製
した蛍石の各インゴットから、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１
０ｍｍの形状のサンプル片を切り出し、各面を研磨加工
した。この際の加工精度は重要ではなく、鏡面にさえ加
工されていれば、対向する面の平行度やアス、クセ等は
特に厳しく制限されない。また、面の粗さもｒｍｓで１
０Å以上でも構わない。

【００３０】このように加工したサンプルを図１に図示
する蛍光測定系において測定した。ＫｒＦエキシマレー
ザを、照射エネルギー密度５０ｍＪ／ｃｍ² ／パルス、
３００Ｈｚで発振させ、サンプルへ照射した。積算時間
５秒で測定した蛍光スペクトルを図２に示す。

【００３１】図２に示す蛍光測定結果（蛍光スペクト
ル）からわかるように、結晶ＢおよびＣから切り出した
サンプルの蛍光スペクトルは、３２０ｎｍ、３４０ｎ
ｍ、４２０ｎｍに蛍光ピークが現れ、結晶Ａから切り出
したサンプルにおいては、蛍光ピークは測定されなかっ
た。

【００３２】次に、結晶Ａ、Ｂ、Ｃの各インゴットか
ら、φ３０ｍｍで、厚さが３ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ
の３種類のサンプルをそれぞれ作製し、両面を研磨し
た。この際、サンプルの平行度は３０秒以下、面粗さｒ
ｍｓは１０Å以下とした。また、研磨後に有機溶剤によ
る洗浄を行ない、続いてドライ洗浄を実施した。洗浄
後、窒素フロー中で保管し、測定直前に分光光度計のサ
ンプル室へ設置した。

【００３３】厚みの異なる３つのサンプルについて、波
長２４８ｎｍにおける透過率を測定し、厚みに対して
（測定透過率を）プロットした。この測定値に対して、
式（１）および式（２）を用いてフィッティングをし、
内部透過率を求めた。求めた内部透過率は、結晶Ａ、
Ｂ、Ｃともに１００．０％／ｃｍであった。

【００３４】

【数１】

【００３５】

【数２】

【００３６】続いて、上記サンプルにＫｒＦエキシマレ
ーザを照射した。照射エネルギーは５０ｍＪ／ｃｍ² ／
パルス、照射パルス数は１０⁸ パルスとした。照射後、
各サンプルの透過率を測定し、照射前と同様の方法によ
り内部透過率を求めたところ、結晶Ａは１００．０％／
ｃｍ、結晶Ｂは９９．６％／ｃｍ、結晶Ｃは９９．２％
／ｃｍであった。

【００３７】ＫｒＦエキシマレーザの照射による透過率
低下量（レーザ照射後の吸収）と蛍光強度との関係をプ
ロットし、図３に相対蛍光強度とレーザの照射による透
過率低下量（レーザ照射後の吸収）の関係を図示する。
なお、図３における相対蛍光強度は、測定蛍光強度から
全方向への蛍光強度を算出し、さらに照射光強度で規格
化した値である。

【００３８】図３に示される相対蛍光強度とレーザの照
射による透過率低下量（レーザ照射後の吸収）の関係か
ら、蛍石の蛍光特性からそのレーザ耐久性を予測できる
ことがわかる。すなわち、単位体積当たりの蛍石から発
せられる全蛍光強度が、単位面積当たりの照射レーザ強
度の１／１０００以下の場合に、本実施例における結晶
Ａのように、レーザ照射後の吸収はほぼ０．２％／ｃｍ
以下であり、レーザ耐久性は良好である。一方、単位体
積当たりの蛍石から発せられる全蛍光強度が、単位面積
当たりの照射レーザ強度の１／１０００以上の場合に
は、本実施例における結晶ＢやＣのように、レーザ照射
後の吸収が大きく、レーザ耐久性が悪い。

【００３９】（実施例２）不純物量に差のある３種類の
原料を用いて、ルツボ降下法により、φ３００ｍｍ、厚
さ２００ｍｍの蛍石単結晶Ｄ、Ｅ、Ｆを作製した。作製
した蛍石の各インゴットから、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１
０ｍｍの形状のサンプル片を切り出し、各面を研磨加工
した。この際の加工精度は重要ではなく、鏡面にさえ加
工されていれば、対向する面の平行度やアス、クセ等は
特に厳しく制限されない。また、面の粗さもｒｍｓで１
０Å以上でも構わない。

【００４０】このように加工したサンプルを図１に図示
する蛍光測定系において測定した。ＡｒＦエキシマレー
ザを、照射エネルギー密度１０ｍＪ／ｃｍ² ／パルス、
３００Ｈｚで発振させ、サンプルへ照射した。積算時間
５秒で測定した蛍光スペクトルを図４に示す。

【００４１】図４に示す蛍光測定結果（蛍光スペクト
ル）からわかるように、結晶Ｄ、Ｅ、Ｆから切り出した
サンプルの蛍光スペクトルは、全て２７５ｎｍ、３１５
ｎｍ、３３５ｎｍに蛍光ピークが現れ、２７５ｎｍの蛍
光ピーク強度は同じ強度であるが、３１５ｎｍと３３５
ｎｍの蛍光ピーク強度は、結晶Ｆ、Ｅ、Ｄの順に強かっ
た。

【００４２】次に、結晶Ｄ、Ｅ、Ｆの各インゴットか
ら、φ３０ｍｍで、厚さが３ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ
の３種類のサンプルをそれぞれ作製し、両面を研磨し
た。この際、サンプルの平行度は３０秒以下、面粗さｒ
ｍｓは１０Å以下とした。また、研磨後に有機溶剤によ
る洗浄を行ない、続いてドライ洗浄を実施した。洗浄
後、窒素フロー中で保管し、測定直前に分光光度計のサ
ンプル室へ設置した。

【００４３】厚みの異なる３つのサンプルについて、波
長１９３ｎｍにおける透過率を測定し、厚みに対して測
定透過率をプロットした。この測定値に対して、前述し
た式（１）および式（２）を用いてフィッティングを
し、内部透過率を求めた。求めた内部透過率は、結晶
Ｄ、Ｅ、Ｆ全て１００．０％／ｃｍであった。

【００４４】続いて、上記サンプルにＡｒＦエキシマレ
ーザを照射した。照射エネルギーは３０ｍＪ／ｃｍ² ／
パルス、照射パルス数は１０⁸ パルスとした。照射後、
各サンプルの透過率を測定し、照射前と同様の方法によ
り、内部透過率を求めたところ、結晶Ｄは９９．９％／
ｃｍ、結晶Ｅは９９．８５％／ｃｍ、結晶Ｆは９９．６
％／ｃｍであった。

【００４５】ＡｒＦエキシマレーザの照射による透過率
低下量（レーザ照射後の吸収）と蛍光強度との関係をプ
ロットし、図５に相対蛍光強度とレーザの照射による透
過率低下量（レーザ照射後の吸収）の関係を図示する。
なお、図５における相対蛍光強度は、測定蛍光強度から
全方向への蛍光強度を算出し、さらに照射光強度で規格
化した値である。

【００４６】図５に図示する相対蛍光強度とレーザの照
射による透過率低下量（レーザ照射後の吸収）の関係か
ら、蛍石の蛍光特性からそのレーザ耐久性を予測できる
ことがわかる。すなわち、単位体積当たりの蛍石から発
せられる全蛍光強度が、単位面積当たりの照射レーザ強
度の１／１０００以下の場合には、本実施例における結
晶ＤやＥのように、レーザ照射後の吸収は０．２％／ｃ
ｍ以下であり、レーザ耐久性が良好である。一方、単位
体積当たりの蛍石から発せられる全蛍光強度が、単位面
積当たりの照射レーザ強度の１／１０００以上の場合に
は、レーザ照射後の吸収が大きく、レーザ耐久性が悪
い。

【００４７】（実施例３）本実施例は、実施例１におい
て説明した蛍光特性から予測したレーザ耐久性が好まし
い蛍石をレンズ材料として用いた半導体製造用露光装置
に関するものである。

【００４８】図６は本実施例の半導体製造用露光装置の
概略図であり、１１は光源であり、ＫｒＦエキシマレー
ザを用いている。光源１１から発せられる光束１２は、
ミラー１３により照明光学系１４に導光され、照明光学
系１４を通過した光束は第１物体であるレチクル１５面
上を照明する。さらにレチクル１５の情報をもった光束
が縮小投影光学系１６を通り感光基板１７へ投影され
る。

【００４９】本実施例における半導体製造用露光装置の
照明光学系や投影光学系には、蛍石が石英とともに用い
られている。なお、ここで用いた蛍石は、ＫｒＦエキシ
マレーザを実施例１に記載の条件で照射した際に、単位
体積当たりの蛍石から発せられる蛍光強度が単位面積当
たりの照射レーザ強度の１／１０００以下であることを
満たすものであり、実施例１における結晶Ａに相当す
る。

【００５０】本実施例における半導体製造用露光装置
を、定常業務において１年間使用した。使用後のレチク
ル面における照度を測定した結果、使用前に測定した照
度とほぼ同じ値であった。また、感光基板面（ウエハ
面）における照度を測定した結果も、使用前に測定した
照度とほぼ同じ値であった。

【００５１】このように、本発明に基づく蛍石は、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ照射耐久性に優れているため、露光装
置を長時間使用した後でも十分な透過率を有している。
したがって、特に照明光学系において照度の低下がな
く、スループットに優れた露光装置を提供することがで
きた。

【００５２】（実施例４）本実施例は、実施例２におい
て説明した蛍光特性から予測したレーザ耐久性が好まし
い蛍石をレンズ材料として用いた半導体製造用露光装置
に関するものである。

【００５３】本実施例において用いる半導体製造用露光
装置は、図６に図示する半導体製造用露光装置と同じで
あるが、光源としてＡｒＦエキシマレーザを用いた点で
異なる。本実施例の半導体製造用露光装置においても照
明光学系や投影光学系には蛍石が石英とともに用いられ
ている。なお、ここで用いた蛍石は、ＡｒＦエキシマレ
ーザを実施例２に記載の条件で照射した際に、単位体積
当たりの蛍石から発せられる蛍光強度が、単位面積当た
りの照射レーザ強度の１／１０００以下であることを満
たすものであり、実施例２における結晶ＤおよびＥに相
当する。

【００５４】本実施例における半導体製造用露光装置
を、定常業務において１年間使用した。使用後のレチク
ル面における照度を測定した結果、使用前に測定した照
度とほぼ同じ値であった。また、感光基板面（ウエハ
面）における照度を測定した結果も、使用前に測定した
照度とほぼ同じ値であった。

【００５５】本発明に基づく蛍石は、ＡｒＦエキシマレ
ーザ照射耐久性に優れているため、露光装置を長時間使
用した後でも十分な透過率を有している。したがって、
特に照明光学系において照度の低下がなく、スループッ
トに優れた露光装置を提供することができた。

【００５６】（実施例５）次に、前述した本発明の半導
体製造用露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法に
ついて説明する。

【００５７】図７は、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッ
ド、マイクロマシン等）の製造工程を示すフローチャー
トである。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパタ
ーン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計
したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステ
ップ３（ウエハ製造）でシリコン等からなるウエハを製
造する。ステップ４（ウエハプロセス）において、前記
用意したマスクとウエハを用いてリソグラフィ技術によ
ってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組立）において、ステップ４によって作製された回路
が形成されたウエハを半導体チップ化し、次いで、アッ
センブリ工程（ダイシング、ボンディング）を行ない、
パッケージング工程（チップ封入）等を行なう。ステッ
プ６（検査）においてステップ５で製作された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これ
が出荷（ステップ７）される。

【００５８】図８は、半導体デバイスの製造工程におけ
るウエハプロセスの詳細なフローチャートである。先
ず、ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させ
る。次いで、ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イ
オン打ち込み）ではウエハにイオン打ち込みを行なう。
ステップ１５（ＣＭＰ）では、ＣＭＰ（化学的機械研
磨：Chemical Mechanical Polishing ）装置によってウ
エハ表面を平坦に研磨する。ステップ１６（レジスト処
理）では、平坦化されたウエハ表面にレジストを塗布す
る。ステップ１７（露光）では前記説明した露光装置に
よってマスクの回路パターンをウエハに焼き付け露光す
る。はじめに、レチクルを搬送し、レチクルチャックに
チャッキングし、次いでレジストが塗布されたウエハ基
板を露光装置内にローディングし、アライメントユニッ
トでグローバルアライメント用のデータを読取り、計測
結果に基づいてウエハステージを駆動して所定の位置に
次々に露光を行なう。ステップ１８（現像）では露光し
たウエハを現像する。ステップ１９（エッチング）では
現像後にレジストが除去された部分をエッチングする。
ステップ２０（レジスト剥離）ではレジストを剥離す
る。これらのステップを繰り返し行なうことによって、
ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００５９】このような半導体デバイスの製造方法を用
いれば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを
安定的に低コストで製造することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蛍石のＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ等の紫外線耐久性
を高度な技術を要することなく低コストで効率的にかつ
正確に評価することができ、また、本発明の紫外線耐久
性に優れた蛍石を光学系に用いることにより、光吸収の
ない、照度の安定した光学系を得ることができる。

【００６１】さらに、このような光学系を半導体製造用
露光装置の光学系として用いることにより、スループッ
トに優れ、安定した結像性能をもつ露光装置を提供する
ことができる。加えて、該半導体製造用露光装置をＩＣ
やＬＳＩ等の半導体チップ、ＣＣＤ、液晶パネル、磁気
ヘッドなどのデバイス製造の露光工程に採用することに
より、高性能なデバイスを歩留まり良く低コストで大量
に生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蛍光測定系の概略図である。

【図２】本発明の実施例１において、ＫｒＦエキシマレ
ーザを照射した際の蛍光強度の測定結果を示す図表であ
る。

【図３】本発明の実施例１において、蛍光強度とＫｒＦ
エキシマレーザ照射後の吸収の関係をプロットした図表
である。

【図４】本発明の実施例２において、ＡｒＦエキシマレ
ーザを照射した際の蛍光強度の測定結果を示す図表であ
る。

【図５】本発明の実施例２において、蛍光強度とＡｒＦ
エキシマレーザ照射後の吸収の関係をプロットした図表
である。

【図６】本発明に係る半導体製造用露光装置の概略図で
ある。

【図７】半導体デバイスの製造工程を示すフローチャー
トである。

【図８】半導体デバイスの製造工程におけるウエハプロ
セスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１光源２サンプル３サンプル台４照射光５パワーメーター６絞り７集光光学系８受光部９光ファイバー１０分光測定部１１光源１２光束１３ミラー１４照明光学系１５レチクル１６投影光学系１７感光基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１５Ｆ０７２Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｚ 21/027 Ｈ０１Ｓ 3/00 ＦＨ０１Ｓ 3/00 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５ＤＦターム(参考） 2G050 AA02 BA09 CA01 DA01 EA03 EB07 EC01 2G059 AA03 BB08 DD01 EE01 EE07 GG01 HH01 JJ11 JJ13 KK01 2G065 AA04 AA06 AB05 AB09 AB11 AB22 BA01 BC20 CA25 DA05 DA15 4G076 AA05 BA17 BF10 CA11 CA40 DA11 5F046 AA28 BA03 CA04 CA08 CB12 5F072 AA06 JJ05 KK30 RR05 YY09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線を照射した際に単位体積当たりの
蛍石から発せられる蛍光強度が、単位面積当たりの入射
紫外線強度の１／１０００以下であることを特徴とする
蛍石。
【請求項２】ＫｒＦエキシマレーザを照射した際に単
位体積当たりの蛍石から発せられる蛍光強度が、単位面
積当たりの入射レーザ強度の１／１０００以下であるこ
とを特徴とする蛍石。
【請求項３】ＡｒＦエキシマレーザを照射した際に単
位体積当たりの蛍石から発せられる蛍光強度が、単位面
積当たりの入射レーザ強度の１／１０００以下であるこ
とを特徴とする蛍石。
【請求項４】紫外線を照射した際に蛍石から発せられ
る蛍光の強度から、紫外線耐久性を予測することを特徴
とする蛍石の紫外線耐久性評価方法。
【請求項５】ＫｒＦエキシマレーザを照射した際に蛍
石から発せられる蛍光の強度から、ＫｒＦエキシマレー
ザ耐久性を予測することを特徴とする蛍石のレーザ耐久
性評価方法。
【請求項６】ＡｒＦエキシマレーザを照射した際に蛍
石から発せられる蛍光の強度から、ＡｒＦエキシマレー
ザ耐久性を予測することを特徴とする蛍石のレーザ耐久
性評価方法。
【請求項７】紫外線を光源とする光学系において、請
求項１ないし３のいずれか１項に記載の蛍石を用いるこ
とを特徴とする光学系。
【請求項８】請求項７記載の光学系を用いることを特
徴とする半導体製造用露光装置。
【請求項９】請求項８記載の半導体製造用露光装置を
デバイス製造の露光工程に用いることを特徴とするデバ
イス製造方法。