JP2001108801A - Optical member for vacuum ultraviolet region and coating material for optical member - Google Patents
Optical member for vacuum ultraviolet region and coating material for optical memberInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、真空紫外領域で使
用可能な光学部材、これを用いたレーザー発振器および
露光装置、ならびに光学部材用コーティング材に関す
る。The present invention relates to an optical member usable in a vacuum ultraviolet region, a laser oscillator and an exposure apparatus using the same, and a coating material for the optical member.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造装置用のフォトリソグラフィ
ーなどのレーザー加工の分野では、より精密に加工する
必要性から、紫外光を利用することが多くなってきてい
る。しかしながら、レンズ、プリズム、ハーフミラー、
窓材等の光学部材に用いられる硝材として従来から使用
されている石英ガラスでは、紫外光に対する内部透過率
が低くなる等の問題があるため、石英ガラス以外の硝材
が望まれるようになってきている。こうしたなか、波長
が２００ｎｍよりも短い、いわゆる真空紫外光に対して
は石英ガラス以外の硝材として、フッ化カルシウム（Ｃ
ａＦ2）の使用が検討されている。このフッ化カルシウ
ムは立方晶系であることから、単結晶を作製すれば結晶
理論上複屈折を生じないため、結晶の均質性に優れ、光
学性能上高い品質を保持することができる。2. Description of the Related Art In the field of laser processing such as photolithography for semiconductor manufacturing equipment, ultraviolet light is increasingly used due to the necessity of more precise processing. However, lenses, prisms, half mirrors,
Quartz glass, which has been conventionally used as a glass material used for optical members such as window materials, has a problem such as low internal transmittance to ultraviolet light. Therefore, a glass material other than quartz glass has been desired. I have. Among these, calcium fluoride (C) is used as a glass material other than quartz glass for so-called vacuum ultraviolet light having a wavelength shorter than 200 nm.
The use of aF 2 ) is being considered. Since this calcium fluoride is a cubic system, if a single crystal is produced, birefringence does not occur in a crystal theory, so that the crystal is excellent in homogeneity and can maintain high quality in optical performance.
【０００３】しかしながら、フッ化カルシウムは現実に
は結晶成長の過程において結晶軸の向きが変わり、しば
しば結晶軸が一定の単結晶とは異なる不完全な結晶とな
る。また、フッ化カルシウムは高い潮解性を有するう
え、へき開性が高いため、各種光学部材への加工は決し
て容易ではない。また、エキシマレ−ザ−などの高エネ
ルギ−光を繰り返し照射すると、内部透過率が減少する
ことがあり、高い耐久性が求められる光学部材として使
用するには未だ満足のいくものではない。However, calcium fluoride actually changes the direction of the crystal axis in the course of crystal growth, and often becomes an incomplete crystal different from a single crystal having a constant crystal axis. Further, calcium fluoride has a high deliquescent property and a high cleavage property, so that processing into various optical members is not easy. Further, when repeatedly irradiated with high energy light such as an excimer laser, the internal transmittance may decrease, and it is not yet satisfactory for use as an optical member requiring high durability.
【０００４】また、フッ化カルシウムの結晶を成長させ
るには、原料を入れたルツボを約１，５００℃という高
温まで加熱、溶融させる必要があり、そのため莫大なエ
ネルギーが必要とされ、それにかかるコストもかなり大
きい。また、溶融後、冷却するのに時間がかかるため生
産性が劣る。さらにこれに付随して、冷却することによ
り結晶を成長させる過程において、不完全な結晶となる
危険率も増してくる。すなわち、複屈折をなくすために
は結晶が単結晶であることが必要であるが、冷却時間が
長くなると、成長している結晶内での温度のばらつき、
圧力の変動および外部からの振動等により結晶成長の環
境が変動し易くなる。このため、単結晶を形成しにくく
なり、複屈折を生じやすくなる。また、たとえ単結晶を
形成できても結晶成長環境の変動に起因して、歪みや不
均一性を有した光学性能が劣る結晶となる可能性があ
る。このため、低い温度で製造可能で、複屈折や歪みが
ない結晶の均質性に優れると共に、生産性に優れ、製造
コストが低い硝材が求められている。Further, in order to grow calcium fluoride crystals, it is necessary to heat and melt the crucible containing the raw materials to a high temperature of about 1,500 ° C., which requires enormous energy and costs. Is also quite large. Further, after melting, it takes a long time to cool, so that productivity is poor. Along with this, the risk of imperfect crystals in the process of growing crystals by cooling increases. In other words, in order to eliminate birefringence, it is necessary that the crystal is a single crystal, but if the cooling time is long, the temperature variation within the growing crystal,
The environment for crystal growth tends to fluctuate due to pressure fluctuations, external vibrations, and the like. For this reason, it is difficult to form a single crystal, and birefringence is likely to occur. Further, even if a single crystal can be formed, a crystal having distortion and non-uniformity and inferior optical performance may be generated due to a change in a crystal growth environment. For this reason, a glass material that can be manufactured at a low temperature, has excellent crystal homogeneity without birefringence or distortion, has excellent productivity, and has a low manufacturing cost is required.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたもので、潮解性、へき開性が
低く、高エネルギー光を繰り返し照射した場合でも、高
い耐久性を有する真空紫外領域用光学部材を提供するこ
とを目的とする。また、結晶成長の過程で複屈折や歪み
のない高い結晶の均質性を有する単結晶からなり、生産
性に優れ、製造コストが低減できる真空紫外領域用光学
部材を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a low deliquescence and a low cleavage, and has a high durability even when repeatedly irradiated with high-energy light. An object is to provide an optical member for an ultraviolet region. It is another object of the present invention to provide an optical member for a vacuum ultraviolet region which is made of a single crystal having high crystal homogeneity without birefringence or distortion during crystal growth, has excellent productivity, and can reduce manufacturing cost.
【０００６】また、上記真空紫外領域用光学部材を用い
たレーザー発振器および露光装置を提供することを目的
とする。It is another object of the present invention to provide a laser oscillator and an exposure apparatus using the optical member for the vacuum ultraviolet region.
【０００７】さらに、光学部材の耐久性を向上させると
共に、薄膜特有の波長特性を実現することができる光学
部材用コーティング材を提供することを目的とする。It is a further object of the present invention to provide a coating material for an optical member which can improve the durability of the optical member and can realize the wavelength characteristic peculiar to the thin film.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明にかかる真空紫外
領域用光学部材は、式：ＫＭＦ3（式中、Ｍは、Ｃａ、
ＭｇまたはＳｒからそれぞれ独立して選択される。）で
表される結晶からなることを特徴とする。The optical member for the vacuum ultraviolet region according to the present invention has a formula: KMF 3 (where M is Ca,
Each is independently selected from Mg or Sr. ).
【０００９】また、本発明にかかる光学部材用コーティ
ング材は、式：ＫＭＦ3（式中、Ｍは、Ｃａ、Ｍｇまた
はＳｒからそれぞれ独立して選択される。）で表される
結晶からなることを特徴とする。Further, the coating material for an optical member according to the present invention comprises a crystal represented by the formula: KMF 3 (where M is independently selected from Ca, Mg and Sr). It is characterized by.
【００１０】本発明にかかる色消し光学系は、上記真空
紫外領域用光学部材を有することを特徴とする。ここで
いう色消し光学系とは、一般的には、本発明にかかる結
晶と、この結晶とは分散の異なる結晶またはガラスで、
それぞれ凸レンズと凹レンズ、もしくは凹レンズと凸レ
ンズを作製し、それらを組み合わせて色収差を取り除い
た光学系をいう。An achromatic optical system according to the present invention is characterized by including the above-mentioned vacuum ultraviolet region optical member. The achromatic optical system here is generally a crystal according to the present invention and a crystal or glass having a different dispersion from this crystal,
An optical system in which a convex lens and a concave lens, or a concave lens and a convex lens are manufactured, and chromatic aberration is removed by combining them.
【００１１】本発明のレーザー発振器は、上記真空紫外
領域用光学部材を窓材として含むことを特徴とする。A laser oscillator according to the present invention is characterized in that the optical member for a vacuum ultraviolet region is included as a window material.
【００１２】本発明の露光装置は、上記レーザー発振器
と光学系とを含むことを特徴とする。An exposure apparatus according to the present invention includes the above laser oscillator and an optical system.
【００１３】さらに、本発明の露光装置は、上記真空紫
外領域用光学部材を有する光学系、レーザー発振器およ
びワークを保持するための保持手段を有することを特徴
とする。Further, the exposure apparatus of the present invention is characterized in that it has an optical system having the optical member for the vacuum ultraviolet region, a laser oscillator, and holding means for holding a work.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明にかかるＫＭｇＦ3、ＫＣ
ａＦ3およびＫＳｒＦ3の結晶は、粉末状のフッ化カリウ
ム（ＫＦ）と、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、フッ
化カルシウム（ＣａＦ2）およびフッ化ストロンチウム
（ＳｒＦ2）のうち所望の元素を含む任意のフッ化物と
を所望のモル比で混合し、７００〜１，１００℃の温度
条件下で溶融させることによって、新しい固溶体として
作製することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION KMgF 3 , KC according to the present invention
The crystals of aF 3 and KSrF 3 contain powdered potassium fluoride (KF) and desired elements of magnesium fluoride (MgF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ) and strontium fluoride (SrF 2 ) A new solid solution can be produced by mixing an arbitrary fluoride with a desired molar ratio and melting under a temperature condition of 700 to 1,100 ° C.
【００１５】こうして得られた結晶をレンズとして仕上
げ、このレンズを各種組み合わせれば、エキシマレーザ
ー、特に、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ2エキシマレー
ザーに適した光学系を構成できる。さらに、エキシマレ
ーザー光源と前記光学系と、被露光体（ワーク）として
の基板を移動させ得るステージとを組み合わせて、露光
装置を構成できる。By finishing the crystal thus obtained as a lens and combining the lenses in various ways, an optical system suitable for an excimer laser, particularly an ArF excimer laser or an F 2 excimer laser can be constructed. Further, an exposing apparatus can be configured by combining an excimer laser light source, the optical system, and a stage capable of moving a substrate as an object to be exposed (work).
【００１６】また、上記のようにして得られた結晶を、
蒸着装置を用いて蒸発させてレンズ等の光学部材に付着
させることにより、光学部材用のコーティング材とする
ことができる。Further, the crystal obtained as described above is
By using a vapor deposition device to evaporate and adhere to an optical member such as a lens, a coating material for an optical member can be obtained.
【００１７】本発明にかかるフッ化物結晶を光学部材に
コーティングする方法を、図２に示した蒸着装置２０１
を使って説明する。なお、この装置は従来から使用され
ているものである。真空槽２０２中の蒸発源２０６上に
フッ化物結晶２０５を載置し、コーティングさせる光学
部材２０４をその上方に配置する。真空槽２０２の真空
度は、約１．３３×１０-3Ｐａ（約１×１０-5Ｔｏｒ
ｒ）に調整する。次に、蒸発源２０６を７００〜１，２
００℃に加熱し、フッ化物結晶２０５を蒸発させ、基板
加熱ヒーター２０３により１００〜２００℃に加熱した
光学部材２０４の表面に薄膜を形成する。これにより光
学部材が、本発明にかかるフッ化物結晶によりコーティ
ングされる。The method for coating an optical member with a fluoride crystal according to the present invention is described in the vapor deposition apparatus 201 shown in FIG.
I will explain using. This device has been conventionally used. A fluoride crystal 205 is placed on an evaporation source 206 in a vacuum chamber 202, and an optical member 204 to be coated is disposed above the fluoride crystal 205. The degree of vacuum in the vacuum chamber 202 is about 1.33 × 10 −3 Pa (about 1 × 10 −5 Torr).
Adjust to r). Next, the evaporation source 206 is set to 700 to 1,2.
Heating to 00 ° C. causes the fluoride crystal 205 to evaporate, and forms a thin film on the surface of the optical member 204 heated to 100 to 200 ° C. by the substrate heater 203. Thereby, the optical member is coated with the fluoride crystal according to the present invention.
【００１８】（露光装置）以下では、本発明のフッ化物
結晶からなる光学部材またはこの結晶でコーティングし
た光学部材が用いられた露光装置について説明する。露
光装置としては、レンズ光学系を用いた縮小投影露光装
置、レンズ式等倍投影露光装置が挙げられる。特に、ウ
エハー全面を露光するために、ウエハーの１小区画（フ
ィールド）を露光してはウエハーを１ステップ移動させ
て隣の１フィールドを露光する、ステップ・アンド・リ
ピート方式を採用したステッパーが望ましい。マイクロ
スキャン方式の露光装置にも好適に用いられることはい
うまでもない。(Exposure Apparatus) An exposure apparatus using the optical member made of the fluoride crystal of the present invention or the optical member coated with this crystal will be described below. Examples of the exposure apparatus include a reduction projection exposure apparatus using a lens optical system and a lens type 1: 1 projection exposure apparatus. In particular, in order to expose the entire surface of the wafer, a stepper adopting a step-and-repeat method that exposes one small section (field) of the wafer, moves the wafer by one step, and exposes the next one field is desirable. . Needless to say, it can be suitably used for a microscan type exposure apparatus.
【００１９】図３に本発明の露光装置の構成概略図を示
す。同図において３２１は照明光源部であり、３２２は
露光機構部であり、それぞれ別個独立に構成されてい
る。すなわち、両者は物理的に分離状態にある。３２３
は照明光源で、たとえば、エキシマレーザーのような高
出力の大型光源である。３２４はミラーであり、３２５
は凹レンズ、３２６は凸レンズであり、３２５，３２６
はビームエキスパンダーとしての役割を持っており、レ
ーザーのビーム径をおおよそオプティカルインテグレー
タの大きさに拡げるものである。３２７はミラーであ
り、３２８はレチクル上を均一に照明するためのオプテ
ィカルインテグレータである。照明光源部３２１は照明
光源３２３からオプティカルインテグレータ３２８まで
で構成されている。３２９はミラーであり、３３０はコ
ンデンサレンズでオプティカルインテグレータ３２８を
発した光束をコリメートする。３３１は回路パターンが
描かれているレチクル、３３１ａはレチクルを吸着保持
するレチクルホルダ、３３２はレチクルのパターンを投
影する投影光学系、３３３は投影レンズ３３２において
レチクル３３１のパターンが焼付けられるウエハであ
る。３３４はＸＹステージでありウエハ３３３を吸着保
持し、かつ、ステップアンドリピートで焼付けを行う際
にＸＹ方向に移動する。３３５は露光装置の定盤であ
る。FIG. 3 shows a schematic view of the configuration of the exposure apparatus of the present invention. In the figure, reference numeral 321 denotes an illumination light source unit, and 322 denotes an exposure mechanism unit, which are separately and independently configured. That is, both are physically separated. 323
Is an illumination light source, which is, for example, a high-power large-sized light source such as an excimer laser. 324 is a mirror and 325
Is a concave lens, 326 is a convex lens, and 325, 326
Has a role as a beam expander, and expands the laser beam diameter to approximately the size of an optical integrator. 327 is a mirror, and 328 is an optical integrator for uniformly illuminating the reticle. The illumination light source section 321 is composed of the illumination light source 323 to the optical integrator 328. 329 is a mirror, and 330 is a condenser lens for collimating the light beam emitted from the optical integrator 328. Reference numeral 331 denotes a reticle on which a circuit pattern is drawn, 331a denotes a reticle holder for attracting and holding the reticle, 332 denotes a projection optical system for projecting a reticle pattern, and 333 denotes a wafer on which a pattern of the reticle 331 is printed by a projection lens 332. An XY stage 334 holds the wafer 333 by suction, and moves in the XY directions when performing printing by step-and-repeat. 335 is a surface plate of the exposure apparatus.
【００２０】露光機構部３２２は、照明光学系の一部で
あるミラー３２９から定盤３３５までで構成されてい
る。３３６は、ＴＴＬアライメントに用いられるアライ
メント手段である。通常、露光装置はこの他に、オート
フォーカス機構、ウエハー搬送機構等によって構成さ
れ、これらも露光機構部３２２に含まれる。The exposure mechanism 322 includes a part from a mirror 329 to a surface plate 335 which is a part of the illumination optical system. 336 is an alignment means used for TTL alignment. In general, the exposure apparatus includes an autofocus mechanism, a wafer transfer mechanism, and the like, and these are also included in the exposure mechanism section 322.
【００２１】図４は、本発明の露光装置に用いられる光
学部材の一例であり、露光装置の投影光学系に用いられ
るレンズである。このレンズアセンブリはＬｌ〜Ｌｌｌ
の１１枚のレンズをお互いに接着することなく組みあわ
せて構成されている。そして本発明の光学部材は、図３
や図４に示すレンズやミラーとして、あるいは、不図示
ではあるが、ミラー式露光装置のミラーやレンズとして
用いられる。レンズまたはミラーの表面に、反射防止膜
または増反射膜を設けることがより好ましい。また本発
明のフッ化物結晶からなる光学部材は、プリズムやエタ
ロンとして使用することができる。FIG. 4 shows an example of an optical member used in the exposure apparatus of the present invention, which is a lens used in a projection optical system of the exposure apparatus. This lens assembly is Ll-Lll
Are assembled without adhering to each other. And the optical member of the present invention
4, or as a mirror or a lens of a mirror type exposure apparatus (not shown). It is more preferable to provide an antireflection film or an enhanced reflection film on the surface of the lens or the mirror. Further, the optical member made of the fluoride crystal of the present invention can be used as a prism or an etalon.
【００２２】図５（ａ）と図５（ｂ）は本発明の光学部
材を用いたエキシマレーザー発振器の構成を模式的に表
した図である。図５（ａ）が示すエキシマレーザー発振
器は、エキシマレーザーを発光させ共振させる装置で、
２つの窓材５０１を有するプラズマチューブ５８３と、
このプラズマチューブ５８３から出たエキシマレーザー
を絞る絞り穴５８２と、エキシマレーザーの波長を単波
長化させるためのプリズム５８４と、エキシマレーザー
を反射させるための反射鏡５８１とから構成される。FIGS. 5A and 5B are diagrams schematically showing a configuration of an excimer laser oscillator using the optical member of the present invention. The excimer laser oscillator shown in FIG. 5A is a device that emits an excimer laser and resonates.
A plasma tube 583 having two window members 501,
It comprises an aperture 582 for narrowing the excimer laser emitted from the plasma tube 583, a prism 584 for reducing the wavelength of the excimer laser to a single wavelength, and a reflecting mirror 581 for reflecting the excimer laser.
【００２３】また図５（ｂ）が示すエキシマレーザー発
振器は、別のエキシマレーザーを発光させ共振させる装
置で、２つの窓材５０１を有するプラズマチューブ５８
３と、このプラズマチューブ５８３から出たエキシマレ
ーザーを絞る絞り穴５８２と、エキシマレーザーの波長
を単波長化させるためのエタロン５８５と、エキシマレ
ーザーを反射させるための反射鏡５８１とから構成され
る。The excimer laser oscillator shown in FIG. 5 (b) is a device for emitting another excimer laser to resonate and is a plasma tube 58 having two window members 501.
3, an aperture 582 for narrowing the excimer laser emitted from the plasma tube 583, an etalon 585 for reducing the wavelength of the excimer laser to a single wavelength, and a reflecting mirror 581 for reflecting the excimer laser.
【００２４】本発明のフッ化物結晶からなる光学部材を
プリズムやエタロンとして装置内に設けたエキシマレー
ザー発振器は前記プリズムやエタロンを介してエキシマ
レーザーの波長をより狭くすることができ、言い換えれ
ばエキシマレーザーを単波長化することができる。この
時、結晶のＣ軸をレーザーの光軸と一致させるとよい。The excimer laser oscillator provided with the optical member made of the fluoride crystal of the present invention as a prism or an etalon in the apparatus can make the wavelength of the excimer laser narrower through the prism or the etalon, in other words, the excimer laser. Can have a single wavelength. At this time, the C axis of the crystal may be matched with the optical axis of the laser.
【００２５】この露光装置を用いて、エキシマレーザー
をレチクルのパターンを介して基板上の光増感型レジス
トに照射すれば、形成すべきパターンに対応した潜像が
形成できる。By using this exposure apparatus to irradiate a photosensitizing resist on a substrate with an excimer laser through a reticle pattern, a latent image corresponding to the pattern to be formed can be formed.
【００２６】図６（ａ）と図６（ｂ）に本発明にかかる
汎用的な形状の光学部材６０１を示す。図６（ａ）の場
合、光の出／入射の光軸を本発明のフッ化物結晶Ｃ軸と
一致させるように、Ｃ軸を法線とする平面６０２を有す
る円盤状に光学部材が加工されている。レーザー発振器
の窓材として用いる場合、図６（ｂ）に示すように、平
面６０３の法線とＣ軸とのなす角をブリュースター角に
合わせてずらせばよい。FIGS. 6A and 6B show a general-purpose optical member 601 according to the present invention. In the case of FIG. 6 (a), the optical member is processed into a disk shape having a plane 602 with the C axis as a normal so that the optical axis of the outgoing / incident light coincides with the C axis of the fluoride crystal of the present invention. ing. When used as a window material of a laser oscillator, as shown in FIG. 6B, the angle between the normal to the plane 603 and the C axis may be shifted according to the Brewster angle.
【００２７】[0027]
【実施例】粉末状のフッ化カリウム、フッ化マグネシウ
ムを同じモル比で混合し、白金製のルツボに収容した。
ルツボを１，１００℃まで加熱・昇温させて、上記２種
のフッ化物を溶融させた。EXAMPLE Powdered potassium fluoride and magnesium fluoride were mixed at the same molar ratio and stored in a platinum crucible.
The crucible was heated and heated to 1,100 ° C. to melt the two kinds of fluorides.
【００２８】次に、ルツボ内の溶融した原料にＫＭｇＦ
3の種結晶を接触させ、この種結晶を徐々に引き上げる
ことによりＫＭｇＦ3単結晶を成長させた。Next, KMgF is added to the molten raw material in the crucible.
Contacting a 3 seed crystal was grown KMgF 3 single crystal by pulling the seed crystal slowly.
【００２９】さらに、フッ化マグネシウムの代わりにフ
ッ化カルシウムを使用して、同様な方法でカルシウムを
ドープしたＫＣａＦ3単結晶を成長させた。Further, calcium fluoride was used in place of magnesium fluoride, and a calcium-doped KCaF 3 single crystal was grown in the same manner.
【００３０】（内部透過率）フッ化カルシウムならび
に、得られたＫＭｇＦ3の結晶から内部透過率測定用の
サンプルとして、直径１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの円盤
状の試料を作製した。次に、この試料の内部透過率を測
定した。その結果を図１に示す。図１から、両者はほぼ
同じ特性を示しており、得られたＫＭｇＦ3の結晶はフ
ッ化カルシウムとほぼ同等の内部透過率を有することが
わかる。(Internal Transmittance) A disc-shaped sample having a diameter of 10 mm and a thickness of 1.5 mm was prepared from calcium fluoride and the obtained KMgF 3 crystal as a sample for measuring the internal transmittance. Next, the internal transmittance of this sample was measured. The result is shown in FIG. FIG. 1 shows that both have almost the same characteristics, and that the obtained KMgF 3 crystal has an internal transmittance almost equal to that of calcium fluoride.
【００３１】本実施例で作製したＫＭｇＦ3の結晶は、
不純物の混入を積極的に防止することなく作製したもの
なので、結晶成長環境を最適化することにより、さらに
内部透過率を高くすることができるものと思われる。The crystal of KMgF 3 produced in this example is
Since it was manufactured without actively preventing the contamination of impurities, it is considered that the internal transmittance can be further increased by optimizing the crystal growth environment.
【００３２】（複屈折率）ＫＭｇＦ3の結晶構造は立方
晶系であり、理論的には複屈折率が０である。本実施例
で作製したＫＭｇＦ3の結晶の試料について、平板に対
して垂直な方向の複屈折率を実測した。その結果、複屈
折率△ｎ＝２７×１０-7であった。一方、フッ化カルシ
ウムの試料の複屈折率を実測した結果は、複屈折率△ｎ
＝１０×１０-7であり、ほぼ同等であった。The crystal structure of (birefringence) KMgF 3 is a cubic, theoretically birefringence is zero. The birefringence in the direction perpendicular to the flat plate of the KMgF 3 crystal sample manufactured in this example was measured. As a result, the birefringence was Δn = 27 × 10 −7 . On the other hand, the result of actually measuring the birefringence of the calcium fluoride sample shows that the birefringence △ n
= 10 × 10 −7 , which were almost the same.
【００３３】なお、前述したように、本実施例で作製し
たＫＭｇＦ3の結晶は、結晶成長条件を積極的にコント
ロールすることなく作製したものなので、結晶成長環境
を最適化することにより、さらに複屈折率を低くするこ
とができるものと思われる。As described above, the KMgF 3 crystal produced in the present embodiment was produced without actively controlling the crystal growth conditions. It seems that the refractive index can be lowered.
【００３４】（溶融温度）注目すべきは溶融温度であ
り、フッ化カルシウムを溶融し結晶を成長させるには
１，５００℃まで加熱、昇温させる必要があるが、本実
施例で実証したように、ＫＭｇＦ3では１，１００℃
と、大幅に溶融温度を低減することができた。(Melting temperature) It is necessary to pay attention to the melting temperature. In order to melt calcium fluoride and grow crystals, it is necessary to heat and raise the temperature to 1,500 ° C., as demonstrated in this example. 1,100 ° C for KMgF 3
As a result, the melting temperature was significantly reduced.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明にかかるフッ化物結晶からなる真
空紫外領域用光学部材は、潮解性、へき開性が低く、高
エネルギー光を繰り返し照射した場合でも、高い耐久性
を有する。The optical member for a vacuum ultraviolet region comprising a fluoride crystal according to the present invention has low deliquescence and cleavage properties, and has high durability even when repeatedly irradiated with high-energy light.
【００３６】フッ化カルシウムに比べ、かなり低い温度
で溶融できるため、低い温度で結晶が製造できる。この
ため、大幅なエネルギーの節約とコスト低減が可能であ
る。また、加熱および冷却時間が短縮できるため、生産
性を向上させることができる。さらに、冷却時間が短縮
できるため、温度のばらつき等の結晶成長環境の変化を
小さくすることができる。その結果、複屈折や歪みがな
く、結晶の均質性に優れた結晶をより確実に作製するこ
とができる。その一方で、フッ化カルシウムと比べ、内
部透過率がほぼ同等であること、また、複屈折率がなく
結晶の均質性に優れることから、紫外光を使用したレー
ザー加工においても加工精度の高さを維持することがで
きる。Since it can be melted at a much lower temperature than calcium fluoride, crystals can be produced at a lower temperature. Thus, significant energy savings and cost reductions are possible. Further, since the heating and cooling times can be reduced, productivity can be improved. Further, since the cooling time can be reduced, a change in the crystal growth environment such as a temperature variation can be reduced. As a result, a crystal having no birefringence or distortion and excellent in crystal homogeneity can be produced more reliably. On the other hand, compared to calcium fluoride, the internal transmittance is almost the same, and since there is no birefringence and the crystal homogeneity is excellent, high processing accuracy is achieved even in laser processing using ultraviolet light. Can be maintained.
【００３７】また、本発明にかかる真空紫外領域用光学
部材を用いたレーザー発振器および露光装置も高い耐久
性を有する。The laser oscillator and the exposure apparatus using the optical member for the vacuum ultraviolet region according to the present invention also have high durability.
【００３８】さらに、本発明にかかるフッ化物結晶から
なるコーティング材で光学部材をコーティングすれば、
形成した膜により表面の耐久性が向上し、真空紫外領域
においても膜における吸収が少なく、薄膜特有の波長特
性を実現することができる。Further, by coating the optical member with the coating material comprising the fluoride crystal according to the present invention,
The durability of the surface is improved by the formed film, the absorption in the film is small even in the vacuum ultraviolet region, and the wavelength characteristic peculiar to the thin film can be realized.
【図１】フッ化カルシウムおよびＫＭｇＦ3の分光特性
を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the spectral characteristics of calcium fluoride and KMgF 3 .
【図２】本発明にかかるコーティング材を形成するため
の従来の蒸着装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a conventional vapor deposition apparatus for forming a coating material according to the present invention.
【図３】本発明の光学部材を用いた露光装置を示す模式
図である。FIG. 3 is a schematic view showing an exposure apparatus using the optical member of the present invention.
【図４】本発明の光学部材を用いた光学系を示す模式図
である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an optical system using the optical member of the present invention.
【図５】本発明の光学部材を用いたレーザー発振器を示
す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a laser oscillator using the optical member of the present invention.
【図６】本発明にかかる汎用的な形状の光学部材を示す
図である。FIG. 6 is a view showing an optical member having a general shape according to the present invention.
２０１：蒸着装置 ２０２：真空槽 ２０３：基板加熱ヒーター ２０４：光学部材 ２０５：フッ化物結晶 ２０６：蒸発源 ３２１：照明光源部 ３２２：露光機構部 ３２３：照明光源 ３２４：ミラー ３２５：凹レンズ ３２６：凸レンズ ３２７：ミラー ３２８：オプティカルインテグレーター ３２９：ミラー ３３０：コンデンサレンズ ３３１：レチクル ３３１ａ：レチクルホルダ ３３２：投影光学系 ３３３：ウエハ ３３４：ＸＹステージ ３３５：露光装置の定盤 ３３６：アライメント手段 Ｌ１〜Ｌ１１：レンズ ５０１：窓材 ５８１：反射鏡 ５８２：絞り穴 ５８３：プラズマチューブ ５８４：プリズム ５８５：エタロン ６０１：光学部材 ６０２：平面 ６０３：平面 201: Evaporation apparatus 202: Vacuum tank 203: Substrate heater 204: Optical member 205: Fluoride crystal 206: Evaporation source 321: Illumination light source 322: Exposure mechanism 323: Illumination light source 324: Mirror 325: Concave lens 326: Convex lens 327 : Mirror 328: Optical integrator 329: Mirror 330: Condenser lens 331: Reticle 331a: Reticle holder 332: Projection optical system 333: Wafer 334: XY stage 335: Surface plate of exposure apparatus 336: Alignment means L1 to L11: Lens 501: Window material 581: Reflecting mirror 582: Stop hole 583: Plasma tube 584: Prism 585: Etalon 601: Optical member 602: Plane 603: Plane
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 勲 茨城県取手市白山７丁目５番16号 株式会 社オプトロン内 Ｆターム(参考） 2K009 AA00 CC06 DD03 4G077 AA02 BA07 BE02 HA01 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Isao Matsumura 7-5-16 Shirayama, Toride-shi, Ibaraki F-Term in Optron Co., Ltd. (Reference) 2K009 AA00 CC06 DD03 4G077 AA02 BA07 BE02 HA01
Claims (9)
またはＳｒからそれぞれ独立して選択される。）で表さ
れる結晶からなる真空紫外領域用光学部材。1. The formula: KMF 3 (where M is Ca, Mg
Alternatively, each is independently selected from Sr. An optical member for a vacuum ultraviolet region comprising a crystal represented by the formula:
載の真空紫外領域用光学部材。2. The optical member for a vacuum ultraviolet region according to claim 1, wherein the crystal is an undoped crystal.
を含む色消し光学系。3. An achromatic optical system comprising the optical member for vacuum ultraviolet region according to claim 1.
リズム、ハーフミラーまたは窓材である請求項１記載の
真空紫外領域用光学部材。4. The optical member for a vacuum ultraviolet region according to claim 1, wherein the optical member for a vacuum ultraviolet region is a lens, a prism, a half mirror, or a window material.
を窓材として含むレーザー発振器。5. A laser oscillator comprising the optical member for vacuum ultraviolet region according to claim 1 as a window material.
ザー発振器またはＦ2エキシマレーザー発振器である請
求項５記載のレーザー発振器。6. The laser oscillator according to claim 5, wherein the laser oscillator is an ArF excimer laser oscillator or an F 2 excimer laser oscillator.
発振器と光学系とを有する露光装置。7. An exposure apparatus comprising the laser oscillator according to claim 5 and an optical system.
を有する光学系、レーザー発振器およびワークを保持す
るための保持手段を有する露光装置。8. An exposure apparatus comprising an optical system having the optical member for vacuum ultraviolet region according to claim 1, a laser oscillator, and holding means for holding a work.
またはＳｒからそれぞれ独立して選択される。）で表さ
れる結晶からなるコーティング材。9. The formula: KMF 3 (where M is Ca, Mg
Alternatively, each is independently selected from Sr. A coating material consisting of crystals represented by).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28835299A JP2001108801A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Optical member for vacuum ultraviolet region and coating material for optical member |
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| JP28835299A JP2001108801A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Optical member for vacuum ultraviolet region and coating material for optical member |
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| Country | Link |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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