JP2002228802A - フッ化物結晶からなる真空紫外領域用光学部材および光学部材用コーティング材 - Google Patents
フッ化物結晶からなる真空紫外領域用光学部材および光学部材用コーティング材Info
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Abstract
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。 【解決手段】 式BaLiF3で表記されるフッ化物結晶から
真空紫外領域用光学部材を作る。このフッ化物結晶から
光学部材用コーティング材を作ることもできる。
Description
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、並びに光学部材用コーティング材に関するも
のである。
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
が低くなるなど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(CaF2)や
フッ化リチウム(LiF)の使用が検討されている。
リチウムは潮解性、劈開性が高く、各種光学部材に加工
することが難しい。一方、フッ化カルシウムはフッ化リ
チウムに比べると潮解性はやや低くなるものの、依然と
して高い潮解性を持つことに変わりなく、また、劈開性
も高いために各種光学部品への加工は決して容易ではな
い。
光などの高エネルギー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。
るには原料を入れたるつぼを1400℃まで加熱・融解させ
る必要があり、そのため莫大なエネルギーが消費され
る。
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
ことにある。
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
することにある。
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
ることにある。
域用光学部材は、式BaLiF3で表記される結晶からなるこ
とを特徴とする。
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、一般には本発明に係る結晶と、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
成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。
領域用光学部材を窓材として含むことを特徴とする。
と光学系とを含むことを特徴とする。
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。
先立ち、本発明の完成に至った経緯を、本発明者等が行
った実験等を参照しつつ説明する。
バリウム(BaF2)を僅かに分解溶融であることを考慮し
て、LiF:BaF2=x:(1-x)において0.55<x<0.65のモル
比で混合し、白金製のるつぼに収容した。るつぼを850
℃まで加熱、昇温させて、上記2種のフッ化物を融解さ
せた。
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BaLiF3単結晶を成長させた。
部透過率測定用サンプルとして直径10mm、厚さ3mm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。
LiF3がその内部透過率特性で互いにほぼ同じ特性を示し
ていることである。ここにあげたデータでは内部透過率
の値そのものは十分ではないが、測定に使用した試料の
結晶は、不純物のコンタミネーションを積極的に防止す
ることなく作製したものなので、結晶成長環境を最適化
すれば内部透過率はさらに高くなる潜在能力を有するも
のと予想させる。
り、CaF2を溶融し結晶を成長させるには1400℃まで加熱
・昇温させる必要があるが、BaLiF3では大幅に温度を低
くできる。
る。
る結晶)は、粉末状のフッ化リチウム(LiF)とフッ化
バリウム(BaF2)とを所望のモル比で混合し、850℃の
温度条件で融解させることによって新しい固溶体として
作製する。
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。
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。
部材にコーティングする方法を、図2に示した蒸発装置
401を使って説明する。なお、この蒸発装置401は
従来から使用されているものである。
化物結晶405を載置し、コーティングさせる光学部材
404をその上方に配置する。真空槽402の真空度
は、約1×10-5torrに調整する。次に、蒸発源406を8
00〜1,000℃に加熱し、フッ化物結晶405を蒸発さ
せ、基板加熱ヒーター403により100〜200℃に加熱し
た光学部材404の表面に薄膜を形成する。これにより
光学部材が、上述した式BaLiF3で表記される結晶により
コーティングされる。
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
学部材を用いた露光装置について説明する。
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。
す。同図において21は照明光源部であり、22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。23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。24はミラーであり、25は凹レンズ、
26は凸レンズであり、25,26はビームエキスパン
ダーとしての役割をもっており、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ーの大きさに拡げ
るものである。27はミラーであり、28はルチクル上
を均一に照明するためのオプティカルインテグレーター
である。照明光源部21は照明光源23からオプティカ
ルインテグレーター28までで構成されている。29は
ミラーであり、30はコンデンサレンズでオプティカル
インテグレータ28を発した光束をコリメートする。3
1は回路パターンが描かれているルチクル、31aはル
チクルを吸着保持するルチクルホルダ、32はルチクル
のパターンを投影する投影光学系、33は投影レンズ3
2におけるルチクル31のパターンが焼き付けられるウ
エハである。34はXYステージでありウエハ33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
行う際にXY方向に移動する。35は露光装置の定盤で
ある。
るミラーか29から定盤35までで構成されている。3
6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22に含まれる。
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。そして、この光学部材は、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、上述し
た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。
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)に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701を有するプラズマチューブ83と、この
プラズマチューブ83から出たエキシマレーザーを絞る
絞り穴82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84と、エキシマレーザーを反射させ
るための反射鏡81とから構成される。
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701を有するプラズマチューブ83
と、このプラズマチューブ83から出たエキシマレーザ
ーを絞る絞り穴82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85と、エキシマレーザーを
反射させるための反射鏡81とから構成される。
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
ザー光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
の露光装置を用いて、エキシマレーザーをレクチルのパ
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。
用光学部材は潮解性、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、高い耐久性を有する。
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。
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。
エネルギー資源の削減につながるといった絶大な効果が
期待できる。
従来の蒸着装置の概略図である。
図である。
である。
す模式図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 式BaLiF3で表記される結晶からなる真空
紫外領域用光学部材。 - 【請求項2】 アンドープのBaLiF3からなる請求項1に
記載の真空紫外領域用光学部材。 - 【請求項3】 請求項1記載の真空紫外領域用光学部材
を含む色消し光学系。 - 【請求項4】 真空紫外領域用光学部材が、レンズ、プ
リズム、ハーフミラーまたは窓材である請求項1記載の
真空紫外領域用光学部材。 - 【請求項5】 請求項1記載の真空紫外領域用光学部材
を窓材として含むレーザー発振器。 - 【請求項6】 レーザー発振器がArFエキシマレーザー
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。 - 【請求項7】 請求項5又は6記載のレーザー発振器と
光学系とを有する露光装置。 - 【請求項8】 請求項1記載の真空紫外領域用光学部材
を有する光学系、レーザー発振器及びワークを保持する
ための保持手段を有する露光装置。 - 【請求項9】 式BaLiF3で表記される結晶からなるコー
ティング材。
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---|---|---|---|
JP2001031172A JP2002228802A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | フッ化物結晶からなる真空紫外領域用光学部材および光学部材用コーティング材 |
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