JP2001244188A - 真空紫外用光学部材およびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法 - Google Patents

真空紫外用光学部材およびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低吸収で、潮解性や劈開性も少ない真空紫外
用光学部材を実現する。 【解決手段】 Li、Na、Cs等のアルカリハライド
と、Ca、Sr、Ba、Mg、Zn等のアルカリ土類金
属その他のハライドを1対1で混合して焼結し、AMF
3 型ペロブスカイト構造のフッ化物結晶を成長させる。
この結晶を加工して、エキシマレーザ用のレンズ、ミラ
ー、プリズム等の光学部材の基体を製作する。あるいは
上記結晶を蒸着源として光学部材の基体にコーティング
する。真空紫外域において低吸収で、耐久性にすぐれた
光学部品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、マイクロプロセッ
サ、メモリ、システムLSI、イメージセンサ、発光素
子、表示素子等の半導体デバイスを作製するための露光
装置の光源光学系や投影光学系等の光学部品として用い
られる真空紫外用光学部材およびこれを用いた露光装置
ならびにデバイス製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エキシマレーザは、紫外域で発振する唯
一の高出力レーザーとして注目されており、電子産業や
化学産業やエネルギー産業において応用が期待されてい
る。具体的には金属、樹脂、ガラス、セラミックス、半
導体等の加工や化学反応等に利用されている。近年で
は、短波長性を生かした超微細リソグラフィー用露光装
置等の光源として著しい進展がみられている。
【0003】リソグラフィー工程では、マスク上に描か
れたパターンをレンズでウエハ上に転写する方法(光リ
ソグラフィー)が主流である。一般的に、転写パターン
の解像度は、レンズの開口数(NA)、および光の波長
の逆数にそれぞれ比例して高くなる。しかしレンズの開
口数に関しては製造上の問題があり、解像度を高めるに
は、光の波長を短くすることが有効である。このため光
リソグラフィー用光源として、g線(436nm)から
i線(365nm)、さらにはKrFエキシマレーザ
(248nm)と短波長化が実現されてきた。
【0004】特に、KrFエキシマレーザを光源とした
縮小投影型の露光装置では、解像度0.23μmが達成
されている。
【0005】KrFエキシマレーザ、あるいはこれより
も短波長、特に200nm以下の波長、いわゆる真空紫
外域の光を光源として用いる装置においては、レンズ等
の光学材料として、吸収が少なく、かつ大口径で研磨可
能な合成石英ガラスが適していると従来は考えられてき
た。また結晶では、フッ化リチウム結晶、フッ化マグネ
シウム結晶およびフッ化カルシウム結晶(蛍石)が提案
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、フッ化リチウム結晶には著しい潮解性
があり、研磨加工が困難であるため実用的ではない。ま
た、フッ化マグネシウム結晶は二軸性結晶のため、光学
的異方性の性質を持ち、複屈折現象が生じる。このた
め、複屈折現象を利用した偏光プリズムなどの偏光素子
や、真空系窓材など高い結像性能の要求されない光学部
材には使用可能であるが、光リソグラフィーで使用され
るレンズ、プリズム等の高い結像性能が要求される光学
部品の材料としては不適当である。
【0007】蛍石結晶は、潮解性および光学的異方性は
認められず、優れた紫外線透過材料であり、精密光学系
に使用可能であると有望視されてきた。しかし蛍石結晶
は劈開性が高いという問題がある。
【0008】光の吸収はバンドギャップの広いものほど
起こりにくい。次式は光子のエネルギー換算式である。 E(eV)=1240/λ(nm)
【0009】この式から分かるように、真空紫外域の1
20nm以下の波長で吸収を防ぐためには10eV以上
の広いバンドギャップを有する材料が必要である。そし
て、結晶構造が光学的異方性の無い立方晶を有する結晶
が最適である。また、従来の蛍石の融点は約1400℃
であるが、実用化のためには1000℃以下の融点をも
つ結晶が好ましい。
【0010】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、潮解性や劈開性がな
く、加工が容易で実用性が高く、しかも吸収が少ない高
品質な真空紫外用光学部材および露光装置ならびにデバ
イス製造方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の真空紫外用光学部材は、AMF3 型ペロブ
スカイト構造の結晶を加工して得られた基体を有するこ
とを特徴とする。
【0012】基体と、AMF3 型ペロブスカイト構造の
結晶を蒸着源とするコーティングを有するものでもよ
い。
【0013】AがLi、Na、Csのいずれかであり、
MがCa、Sr、Ba、Mg、Znのいずれかであると
よい。
【0014】AがKであり、MがBaまたはZnであっ
てもよい。
【0015】
【作用】本発明者は、アルカリハライドであるLiF等
と、MgF2 またはCaF2 等を1対1で混合してAM
3 型ペロブスカイト構造の単結晶を成長させると、こ
の結晶は、光学的異方性のない立方晶であり、複屈折率
が低く、真空紫外域において吸収が少ないうえに、潮解
性や劈開性もないすぐれた光学材料として、露光装置等
の光学部材に用いることができるのを見い出した。
【0016】すなわち、上記の結晶を加工して得られた
基体を有するレンズ、ミラー、プリズム、窓材等の光学
部材を真空紫外域の光を照明光とする露光装置の投影光
学系や光源光学系に用いることで、微細化の進んだ光リ
ソグラフィーに対応することができる。
【0017】また、上記のAMF3 型ペロブスカイト構
造の結晶を蒸着源とする蒸発粒子をレンズ、ミラー、プ
リズム、窓材等の表面に被着させ、フッ化物結晶のコー
ティングを形成してもよい。
【0018】
【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。
【0019】アルカリ金属(Li,Na,K,Cs)の
ハライドとアルカリ土類金属およびその他(Ca,S
r,Ba,Mg,Zn)のハライドを1対1で混合し
て、公知の結晶成長法により、10eV程度の広いバン
ドギャップを有し、真空紫外域の吸収端が120nm以
下であるAMF3 型ペロブスカイト構造のフッ化物結晶
を製作し、該結晶を、レンズ、プリズム、ミラー等の真
空紫外用光学部材の基体として加工する。あるいは、上
記光学部材の表面に蒸着させてコーティングを形成す
る。
【0020】上記結晶の製造工程のフローチャートを図
1に示す。
【0021】(前処理工程)ステップ1で、出発物質を
混合し、ステップ2で単結晶製造工程前の焼結体を作製
する。これにより出発物質に含まれる水分をできるだけ
多く除去する。
【0022】(単結晶製造工程)上記工程で処理した焼
結体を、坩堝降下型の成長炉を用いて、1000℃程度
まで坩堝を加熱して、溶融させた後、徐徐に冷却する
(ステップ3)。なお、この徐冷では、一時間あたり
0.1〜5.0mmの速度で坩堝を引き下げて徐冷する
ことが好ましい。
【0023】(アニール工程)成長した単結晶をステッ
プ4でアニール炉を用いて熱処理する。この工程では、
坩堝を900〜1300℃に加熱する。加熱時間は20
時間以上、より好ましくは20〜30時間である。
【0024】こうして得られる単結晶は、酸素を25p
pm以下、水、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)そしてク
ロム(Cr)等の好ましくない不純物量をそれぞれ10
ppm以下にすることができる。
【0025】上記工程により得られた単結晶を、透過率
測定を行ない吸収端と複屈折率(歪み)を調べたうえ
で、ステップ5でレンズ等の基体の形状に加工する。あ
るいは、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、レンズ等の基体の表面に付着させる
ことにより、コーティングを形成する。
【0026】図2は、上記のフッ化物結晶をレンズ等の
光学部材にコーティングする方法を示す。真空槽202
中の蒸着源206上にフッ化物結晶205を載置し、コ
ーティングされる光学部材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1×10-5Torr)に調整する。次に、蒸発源2
06を700〜1200℃に加熱し、フッ化物結晶20
5を蒸発させ、基板加熱ヒータ203により100〜2
00℃に加熱した光学部材204の表面に薄膜を形成す
る。このようにして、フッ化物結晶によるコーティング
が形成される。
【0027】図3は、上記のフッ化物結晶を基体とする
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を示す。露光装置としては、レンズ
光学系を用いた縮小投影型露光装置、レンズ式等倍投影
型露光装置が挙げられる。特にウエハ全面を露光するた
めに、ウエハの1小区画(フィールド)を露光してはウ
エハを1ステップ移動させて隣の1フィールドを露光す
る、いわゆ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。また、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。
【0028】図3において光源光学系321と露光部3
22は、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。
【0029】光源光学系321は、光源323、例え
ば、エキシマレーザのような高出力の大型光源と、ミラ
ー324と、凹レンズ325と、凸レンズ326を有
し、凹レンズ325および凸レンズ326は、ビームエ
キスパンダーとしての役割を持っており、レーザのビー
ム径をおおよそオプティカルインテグレータ328の大
きさに拡げるものである。
【0030】また、ミラー327がレチクル331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32
8の上流側に設けられており、光源光学系321は、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。
【0031】露光部は、ミラー329、コンデンサレン
ズ330を有し、オプティカルインテグレータ328か
ら出射した光束をコリメートする。
【0032】その下に、回路パターンが描かれているレ
チクル331、レチクル331を吸着保持するレチクル
ホルダ331a、レチクルパターンを投影する投影光学
系332、レチクルパターンが焼き付けられるウエハ3
33、XYステージ334が配設され、XYステージ3
34は、ウエハ333を吸着保持し、かつ、ステップア
ンドリピートで焼き付けを行なう際にXY方向に移動す
る。
【0033】上記露光部322は、光学系の一部である
ミラー329から定盤335上のXYステージ334ま
でで構成されている。さらに、TTLアライメントに用
いられるアライメント手段336、図示しないオートフ
ォーカス機構、ウエハ搬送機構等が配設される。
【0034】図4は、露光装置の投影光学系を示す。こ
のレンズアセンブリは、L1〜L11の11枚のレンズ
を互いに接着することなく組み合わせて構成されてい
る。
【0035】本実施の形態は、図3、図4に示すレンズ
やミラーの基体を構成する母材として、あるいは、これ
らのレンズやミラーの表面に設けられる反射防止膜また
は増反射膜等のコーティング材として上記のフッ化物結
晶を用いる。
【0036】図5は、上記露光装置の光源として用いら
れるエキシマレーザ発振器の構成を示す。図5の(a)
のエキシマレーザ発振器は、エキシマレーザを発光させ
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
たエキシマレーザを絞る絞り穴582と、エキシマレー
ザの波長を短波長化させるためのプリズム584と、エ
キシマレーザを反射させるための反射鏡581から構成
される。
【0037】また、図5の(b)のエキシマレーザ発振
器は、2つの窓材601を有するプラズマチューブ68
3と、このプラズマチューブ683から出たエキシマレ
ーザを絞る絞り穴682と、エキシマレーザの波長を短
波長化させるためのエタロン685と、エキシマレーザ
を反射させるための反射鏡681から構成される。
【0038】本実施の形態によるフッ化物結晶を、上記
のプリズムや窓材、エタロン等として加工し、エキシマ
レーザ発振器に搭載すれば、プリズムやエタロン等を介
してエキシマレーザの波長幅をより狭くすることができ
る。換言すれば、エキシマレーザを短波長化することが
できる。
【0039】本実施の形態による露光装置を用いて、レ
チクルのパターンをウエハに転写することで、微細化の
進んだ半導体デバイス等を容易に製造できる。
【0040】(実施例1)フッ化リチウムとフッ化カル
シウムを1対1のモル比で混合した。
【0041】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してLiCaF3 焼結
体を得た。
【0042】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0043】次に、坩堝にLiCaF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたLiCaF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0044】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0045】(実施例2)フッ化リチウムとフッ化スト
ロンチウムを1対1のモル比で混合した。
【0046】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してLiSrF3 焼結
体を得た。
【0047】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0048】次に、坩堝にLiSrF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたLiSrF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0049】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0050】(実施例3)フッ化リチウムとフッ化バリ
ウムを1対1のモル比で混合した。
【0051】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してLiBaF3 焼結
体を得た。
【0052】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0053】次に、坩堝にLiBaF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたLiBaF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0054】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0055】(実施例4)フッ化リチウムとフッ化マグ
ネシウムを1対1のモル比で混合した。
【0056】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してLiMgF3 焼結
体を得た。
【0057】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0058】次に、坩堝にLiMgF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたLiMgF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0059】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0060】(実施例5)フッ化リチウムとフッ化亜鉛
を1対1のモル比で混合した。
【0061】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してLiZnF3 焼結
体を得た。
【0062】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0063】次に、坩堝にLiZnF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたLiZnF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0064】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0065】(実施例6)フッ化ナトリウムとフッ化カ
ルシウムを1対1のモル比で混合した。
【0066】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してNaCaF3 焼結
体を得た。
【0067】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0068】次に、坩堝にNaCaF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたNaCaF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0069】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0070】(実施例7)フッ化ナトリウムとフッ化ス
トロンチウムを1対1のモル比で混合した。
【0071】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してNaSrF3 焼結
体を得た。
【0072】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0073】次に、坩堝にNaSrF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたNaSrF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0074】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0075】(実施例8)フッ化ナトリウムとフッ化バ
リウムを1対1のモル比で混合した。
【0076】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してNaBaF3 焼結
体を得た。
【0077】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0078】次に、坩堝にNaBaF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたNaBaF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0079】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0080】(実施例9)フッ化ナトリウムとフッ化マ
グネシウムを1対1のモル比で混合した。
【0081】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してNaMgF3 焼結
体を得た。
【0082】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0083】次に、坩堝にNaMgF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたNaMgF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0084】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0085】(実施例10)フッ化ナトリウムとフッ化
亜鉛を1対1のモル比で混合した。
【0086】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してNaZnF3 焼結
体を得た。
【0087】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0088】次に、坩堝にNaZnF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたNaZnF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0089】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0090】(実施例11)フッ化セシウムとフッ化カ
ルシウムを1対1のモル比で混合した。
【0091】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してCsCaF3 焼結
体を得た。
【0092】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0093】次に、坩堝にCsCaF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたCsCaF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0094】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0095】(実施例12)フッ化セシウムとフッ化ス
トロンチウムを1対1のモル比で混合した。
【0096】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してCsSrF3 焼結
体を得た。
【0097】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0098】次に、坩堝にCsSrF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたCsSrF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0099】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0100】(実施例13)フッ化セシウムとフッ化バ
リウムを1対1のモル比で混合した。
【0101】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してCsBaF3 焼結
体を得た。
【0102】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0103】次に、坩堝にCsBaF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたCsBaF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0104】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0105】(実施例14)フッ化セシウムとフッ化マ
グネシウムを1対1のモル比で混合した。
【0106】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してCsMgF3 焼結
体を得た。
【0107】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0108】次に、坩堝にCsMgF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたCsMgF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0109】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0110】(実施例15)フッ化セシウムとフッ化亜
鉛を1対1のモル比で混合した。
【0111】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してCsZnF3 焼結
体を得た。
【0112】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0113】次に、坩堝にCsZnF3 の種結晶を接触
させ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニー
ル炉の坩堝に成長させたCsZnF3 単結晶を入れ、炉
内を排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度10
0℃/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持し
た。そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却し
た。この作業を5回繰り返して行なった。
【0114】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0115】(実施例16)フッ化カリウムとフッ化バ
リウムを1対1のモル比で混合した。
【0116】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してKBaF3 焼結体
を得た。
【0117】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0118】次に、坩堝にKBaF3 の種結晶を接触さ
せ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニール
炉の坩堝に成長させたKBaF3 単結晶を入れ、炉内を
排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度100℃
/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持した。
そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却した。こ
の作業を5回繰り返して行なった。
【0119】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0120】(実施例17)フッ化カリウムとフッ化亜
鉛を1対1のモル比で混合した。
【0121】この混合物を精製炉の坩堝に入れて900
℃に加熱したのち、冷却し、焼結してKZnF3 焼結体
を得た。
【0122】次に上記焼結体を単結晶成長炉の坩堝に入
れた。炉内は真空度6×10-4Torrとし、室温から
1000℃まで昇温させ、真空度を2×10-6Tor
r、温度1000℃として11時間保った。
【0123】次に、坩堝にKZnF3 の種結晶を接触さ
せ、1mm/hの速度で引き上げた。続いて、アニール
炉の坩堝に成長させたKZnF3 単結晶を入れ、炉内を
排気して坩堝の温度を室温から800℃に速度100℃
/hで上昇させたのち、20時間800℃に保持した。
そして6℃/hの速度で徐冷し、室温まで冷却した。こ
の作業を5回繰り返して行なった。
【0124】得られた結晶の真空紫外域の吸収端と複屈
折率の平均値を求めた。吸収端は120nm以下であ
り、複屈折率の平均値は約20nm/cmであった。
【0125】上記のフッ化物結晶からなる真空紫外用光
学材料は、いずれも潮解性、劈開性が低く、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し、し
かも、真空紫外の吸収端が120nm以下であり、複屈
折率(歪み)の少ない光学材料である。これらを、エキ
シマレーザ用の光学部材、特にエキシマレーザを用いた
フォトリソグラフィー用の露光装置の光源光学系や投影
光学系のレンズ等の基体やコーティング材として用いる
ことで、転写精度が高く、耐久性にすぐれた露光装置を
実現できる。
【0126】次に上記の露光装置によるデバイス製造方
法の実施例を説明する。図6は半導体デバイス(ICや
LSI等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやCCD
等)の製造フローを示す。ステップ1(回路設計)では
半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(マス
ク製作)では設計した回路パターンを形成した原版であ
るマスクを製作する。ステップ3(ウエハ製造)ではシ
リコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4
(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いて、前記露光装置によるリソグラフ
ィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ス
テップ5(組立)は後工程と呼ばれ、ステップ4によっ
て作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディン
グ)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含
む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半
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。
【0127】図7は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化
させる。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
打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上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付露光する。ステップ
17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ
18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。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。本実施例の製造方法
を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体
デバイスを製造することができる。
【0128】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0129】潮解性、劈開性が低く、耐久性にすぐれた
AMF3 型のフッ化物結晶をレンズ等の基体とすること
で、真空紫外域における吸収が少なくて、複屈折率が低
く、しかも耐久性にすぐれた高品質な真空紫外用光学部
材を実現できる。
【0130】また、レンズ、プリズム、ミラー等の光学
部品のコーティング材として上記のフッ化物結晶を用い
ることで、真空紫外域の吸収を低減し、耐久性等を向上
させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態による真空紫外用光学部材の製造
工程を示すフローチャートである。
【図2】フッ化物結晶を光学部材にコーティングする装
置を示す図である。
【図3】露光装置を説明する図である。
【図4】露光装置の投影光学系を示す図である。
【図5】露光装置の光源であるレーザ発振器を示す図で
ある。
【図6】半導体デバイス製造工程を示すフローチャート
である。
【図7】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】
201 蒸着装置 202 真空槽 203 基板加熱ヒータ 204 光学部材 205 フッ化物結晶 206 蒸着源 321 光源光学系 322 露光部 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 コンデンサーレンズ 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 定盤 336 アライメント手段 L1〜L11 レンズ 501、601 窓材 581、681 反射鏡 582、682 絞り穴 583、683 プラズマチューブ 584 プリズム 685 エタロン
フロントページの続き Fターム(参考) 2H097 CA06 CA13 GB01 LA10 4G077 AA02 AB04 BE02 FJ06 HA01 5F046 BA04 CA04 CA07 CB07 CB10 CB12 CB27

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AMF3 型ペロブスカイト構造の結晶を
    加工して得られた基体を有することを特徴とする真空紫
    外用光学部材。
  2. 【請求項2】 基体と、AMF3 型ペロブスカイト構造
    の結晶を蒸着源とするコーティングを有することを特徴
    とする真空紫外用光学部材。
  3. 【請求項3】 AがLi、Na、Csのいずれかであ
    り、MがCa、Sr、Ba、Mg、Znのいずれかであ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の真空紫外用
    光学部材。
  4. 【請求項4】 AがKであり、MがBaまたはZnであ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の真空紫外用
    光学部材。
  5. 【請求項5】 透過率の吸収端が120nm以下である
    ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項記載の
    真空紫外用光学部材。
  6. 【請求項6】 真空紫外用光学部材が、レンズ、プリズ
    ム、ハーフミラーまたは窓材であることを特徴とする請
    求項1ないし5いずれか1項記載の真空紫外用光学部
    材。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6いずれか1項記載の真
    空紫外用光学部材を搭載する投影光学系を有する露光装
    置。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし6いずれか1項記載の真
    空紫外用光学部材を搭載する光源光学系を有する露光装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項7または8記載の露光装置によっ
    てウエハを露光する工程を有することを特徴とするデバ
    イス製造方法。
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