JP2003201125A - 合成石英ガラスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】波長１５７．６ｎｍおける光透過率が安定して
いる合成石英ガラスを得る。 【解決手段】（ａ）ガラス形成原料を火炎加水分解して
得られる石英ガラス微粒子を基材に堆積・成長させて多
孔質石英ガラスを形成する工程と、（ｂ）該多孔質石英
ガラスのＯＨ基含有量の低減を行う工程と、（ｃ）該多
孔質石英ガラスを、フッ素化合物含有雰囲気下にて処理
し、多孔質石英ガラスにフッ素をドープする工程と、
（ｄ）該多孔質石英ガラスを、断熱材、試料容器、試料
台およびヒーター材料がカーボンではない電気炉にて、
１３００℃以上の温度に昇温して透明ガラス化し、フッ
素を含有した透明石英ガラス体を得る工程と、を含むこ
とを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長１８０ｎｍ以
下の光を光源とする光学装置の光学部材用合成石英ガラ
スおよびその製造方法に関する。より詳細には、Ｘｅ_２
エキシマランプ（波長１７２ｎｍ）や重水素ランプ（波
長１７０〜４００ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（波長１５７ｎ
ｍ）等を光源とした光学装置の、レンズ（投影系、照明
系）、プリズム、エタロン、回折格子、フォトマスク、
ペリクル（ペリクル材、ペリクルフレームまたはその両
者）、窓材などの光学部品材料として用いられる光学部
材用合成石英ガラスとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から光リソグラフィ技術において、
ウエハ上に微細な回路パターンを転写して集積回路を製
造するための露光装置が広く利用されている。集積回路
の高集積化および高機能化に伴い、集積回路の微細化が
進み、高解像度の回路パターンを深い焦点深度でウエハ
面上に結像させることが露光装置に求められ、露光光源
の短波長化が進められている。露光光源は、従来のｇ線
（波長４３６ｎｍ）やｉ線（波長３６５ｎｍ）から進ん
で、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦ
エキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が用いられようとし
ている。またさらに回路パターンが１００ｎｍ以下とな
る次世代の集積回路に対応するため、露光光源としてＦ
_２レーザ（波長１５７．６ｎｍ）を用いることが検討さ
れ始めている。

【０００３】こうした光源を用いた光学装置に使用され
る光学部材に対して、使用波長域での光透過性（以下、
単に「真空紫外線透過性」という）に安定して優れるこ
とが要求される。

【０００４】真空紫外線透過性の向上を図るためには、
合成石英ガラス中のＯＨ基含有量を所定の範囲内にする
必要があり、例えば特開平８−７５９０１公報におい
て、ＯＨ基含有量が１０ｐｐｂ〜１００ｐｐｍでありか
つフッ素含有量が１００ｐｐｍ以上であることを特徴と
する合成石英ガラスが提案されている。

【０００５】前記特開平８−７５９０１公報において、
このような合成石英ガラスの製造方法として、珪素化合
物を火炎中で加水分解してガラス微粒子を得、該ガラス
微粒子を堆積させて多孔質石英ガラスを形成し、次いで
フッ素含有雰囲気中で多孔質石英ガラスを加熱処理した
後、透明化してフッ素ドープされた合成石英ガラスを得
ることを特徴とする合成石英ガラスの製造方法が提案さ
れている。しかしながらこの方法は、多孔質石英ガラス
をフッ素含有雰囲気で加熱処理することによりそのＯＨ
基含有量を低減するものであり、続く透明ガラス化工程
で酸素欠乏型欠陥が生成する場合があり得、真空紫外線
透過性に優れた合成石英ガラスを安定して製造すること
ができない。

【０００６】また透明ガラス化工程以前の工程にて生成
した酸素欠乏型欠陥を修復するために、透明合成石英ガ
ラスブロックを酸素ガス含有雰囲気中にて加熱処理する
方法も同公報には提案されているが、その処理には非常
に時間を要すること、酸素過剰型欠陥が生成し真空紫外
域光透過性や耐光性が損なわれる場合があるなどの問題
があった。

【０００７】また特開２００１−８９１７０公報におい
ては、多孔質石英ガラスのＯＨ基含有量の低減処理、ま
たはフッ素ドープ処理の後、あるいはこれらの処理を実
施する際に、酸素ガスを含んだ雰囲気中で多孔質石英ガ
ラスを処理することにより、酸素欠乏型欠陥を修復する
方法が提案されている。しかしこの場合も酸素過剰型欠
陥が生成する場合があり問題であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた真空
紫外線透過性を安定して発揮する合成石英ガラスおよび
その製造方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、最終的に
得られる合成石英ガラス体中に存在する酸素欠乏型欠陥
の含有量に対して、多孔質石英ガラス中のＯＨ基含有量
を低減する工程および透明硝子化する工程の各条件が及
ぼす影響を詳細に検討した結果、多孔質石英ガラスを透
明ガラス化する際に使用する電気炉の種類および透明ガ
ラス化する際の雰囲気が非常に重要であり、所定の電気
炉にて透明ガラス化すれば酸素欠乏型欠陥を含まないフ
ッ素ドープ合成石英ガラスが得られることを見出した。

【００１０】そこで本発明は、波長１８０ｎｍ以下の光
を光源とする光学装置の光学部材用合成石英ガラスの製
造方法において、（ａ）ガラス形成原料を火炎加水分解
して得られる石英ガラス微粒子を基材に堆積・成長させ
て多孔質石英ガラスを形成する工程と、（ｂ）該多孔質
石英ガラスのＯＨ基含有量の低減を行う工程と、（ｃ）
該多孔質石英ガラスを、フッ素化合物含有雰囲気下にて
処理し、多孔質石英ガラスにフッ素をドープする工程
と、（ｄ）該多孔質石英ガラスを、断熱材、試料容器、
試料台およびヒーター材料がカーボンではない電気炉に
て、１３００℃以上の温度に昇温して透明ガラス化し、
フッ素を含有した透明石英ガラス体を得る工程と、を含
むことを特徴とする合成石英ガラスの製造方法を提供す
るものである。

【００１１】本発明の工程（ａ）は多孔質石英ガラスの
製造工程である。合成石英ガラスの形成原料としては、
ガス化可能な原料であれば特に制限されないが、ＳｉＣ
ｌ_４、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、ＳｉＣＨ_３Ｃｌ
_３などの塩化物、ＳｉＦ_４、ＳｉＨＦ_３、ＳｉＨ_２Ｆ_２
などのフッ化物、ＳｉＢｒ_４、ＳｉＨＢｒ_３などの臭化
物、ＳｉＩ_４などの沃化物といったハロゲン化珪素化合
物、またはＲｎＳｉ（ＯＲ）_４−ｎ（ここにＲは炭素数
１〜４のアルキル基、ｎは０〜３の整数）で示されるア
ルコキシシランや（ＣＨ_３）_３Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ（Ｃ
Ｈ_３）_３などのハロゲンを含まない珪素化合物が挙げら
れる。

【００１２】本発明の工程（ｂ）は、ＯＨ基含有量を低
減する工程である。多孔質石英ガラスに含まれるＯＨ基
の含有量を低減するためには、いくつかの方法が可能で
ある。具体的には、以下の方法が例示できるが、本発明
は、これらに限定されるものではない。 （方法１）該多孔質石英ガラスをフッ素化合物含有雰囲
気下に保持する。この場合はフッ素ドープが同時に行わ
れる。 （方法２）該多孔質石英ガラスを塩素化合物含有雰囲気
下に保持する。 （方法３）該多孔質石英ガラスを一酸化炭素含有雰囲気
下に保持する。 （方法４）該多孔質石英ガラスを水素ガス含有雰囲気下
に保持する。この場合は、多孔質石英ガラスに水素がド
ープされる。したがって、必要に応じて、ドープされた
水素の含有量低減処理が併用される。

【００１３】これら４つの方法の中では、最終的に得ら
れる合成石英ガラス中の残留塩素含有量が少ないことや
安全性が高いことから、方法１または方法４が好まし
い。

【００１４】また本発明において、ＯＨ基含有量制御工
程を実施する際の多孔質石英ガラスの平均かさ密度は
１．６ｇ／ｃｍ^３以下、かさ密度分布（すなわち、多孔
質石英ガラスの成長軸方向に垂直な断面において、外周
から２０ｍｍを除いた領域内でのかさ密度の最大と最小
との差）は０．６ｇ／ｃｍ^３以下であることが好まし
い。これは、多孔質石英ガラスの形成条件を調整した
り、あるいは多孔質石英ガラスの製造工程とＯＨ基含有
量を低減する工程との間で多孔質石英ガラスを１０００
℃〜１５００℃の範囲内にて加熱したりして、行える。

【００１５】ＯＨ基含有量制御工程における、多孔質石
英ガラスの平均かさ密度を前記範囲内とすることによ
り、多孔質石英ガラス中のＯＨ基含有量を充分に制御す
ることができ、また、この後のフッ素ドープ工程におけ
るフッ素ドープを充分に行うことができる。またかさ密
度分布を前記範囲内とすることにより、最終的に得られ
た合成石英ガラス体中のＯＨ基含有量やフッ素含有量に
分布が生じにくく、屈折率や光透過率の均一性が向上す
る。

【００１６】本発明の工程（ｃ）は、フッ素ドープ工程
である。フッ素をドープするためには、多孔質石英ガラ
スをフッ素化合物含有雰囲気中に保持する。フッ素化合
物含有雰囲気としては、含フッ素ガス（例えばＳｉ
Ｆ_４、ＳＦ_６、ＣＨＦ_３、ＣＦ_４、Ｆ_２など）を０．１
〜５０体積％含有する不活性ガス雰囲気が好ましい。雰
囲気温度は室温〜１３００℃が好ましい。また、雰囲気
圧力１００Ｐａ〜１０１ｋＰａ（１０１ｋＰａ＝大気
圧）が好ましい。さらに、保持時間は、数十分〜数十時
間が好ましい。

【００１７】この場合、多孔質石英ガラスへ均一に短時
間でフッ素をドープできることから、減圧下（１００Ｔ
ｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）以下、特に１０Ｔｏｒｒ
（１．３３ｋＰａ）以下が好ましい。）で保持した状態
で含フッ素ガスを常圧になるまで導入し、フッ素化合物
含有雰囲気とすることが好ましい。また４００℃以上の
高温でフッ素ドープする場合には、酸素欠乏型欠陥など
の還元型欠陥が生成しやすくなる。このため、４００℃
以上の高温でフッ素ドープする場合は、含フッ素ガスの
他に酸素ガスを含んだ不活性ガス雰囲気下で多孔質石英
ガラスを保持し、還元型欠陥の生成を防ぐことが好まし
い。

【００１８】本発明の工程（ｄ）は、透明ガラス化工程
である。透明ガラス化は、多孔質石英ガラスを所定の透
明ガラス化温度で所定時間保持することにより行われ
る。透明ガラス化温度は、通常は１３００〜１６００℃
であり、特に１３５０〜１５００℃であることが好まし
い。またこの際の雰囲気としては、ヘリウムや窒素など
の不活性ガス１００体積％の雰囲気、またはヘリウムや
窒素などの不活性ガスを主成分とする雰囲気を用いるこ
とができる。圧力については、減圧または常圧であれば
よい。特に常圧の場合にはヘリウムガスを用いることが
できる。また、減圧の場合には１００Ｔｏｒｒ（１３．
３ｋＰａ）以下とすることが好ましい。

【００１９】透明ガラス化の際に用いる電気炉として
は、断熱材、試料容器、試料台およびヒーター材料がカ
ーボンではない電気炉、通称黒鉛炉以外の炉を用いる。
具体的にはタングステンまたはモリブテンを含む材料を
ヒーターおよびリフレクター（熱反射板や遮熱板）に用
いた電気炉（以下、メタル炉ともいう）を使用できる。
また、二珪化モリブテンや炭化珪素をヒーターに用い、
またアルミナを主成分とする耐熱セラミックスを断熱材
にそれぞれ用いた電気炉（以下、マルチ炉ともいう）を
使用することができる。透明ガラス化の際の雰囲気中に
酸素ガスが含まれる場合にはマルチ炉を使用することが
好ましい。

【００２０】本発明の方法により得られた合成石英ガラ
スは、露光装置用のレンズ、その他の光学部材として用
いるために、光学部材として必要な屈折率均質性や低複
屈折性などの光学特性を与えるための均質化、成形、ア
ニールなどの各熱処理（以下、光学的熱処理という）を
適宜行う必要がある。窒素ガスやアルゴンガスなどの不
活性ガス雰囲気下、温度５００〜１２００℃、圧力１０
１ｋＰａ（大気圧）〜１Ｐａにて数十〜数百時間保持し
て、アニールを実施することにより合成石英ガラス中の
三員環構造や四員環構造などの歪んだ構造を低減するこ
とができるが、合成石英ガラス中のフッ素含有量が多い
ほどよりより短時間のアニール処理により合成石英ガラ
ス中の歪んだ構造を低減できる。光学的熱処理は透明ガ
ラス化の後に行うことができる。

【００２１】本発明において、合成石英ガラス中のＯＨ
基含有量は波長１８０ｎｍ以下の光透過率に影響を及ぼ
し、ＯＨ基含有量が多いほど初期真空紫外線透過性は低
下する。その含有量は１ｐｐｍ以下であることが好まし
く、特に０．１ｐｐｍ以下であることが好ましい。

【００２２】本発明において、合成石英ガラス中のフッ
素は、ＯＨ基と置換しＯＨ基含有量を低減する効果を有
するうえ、三員環構造、四員環構造などの歪んだ構造を
低減する効果がある。具体的には本発明の合成石英ガラ
スはフッ素を１００ｐｐｍ以上、特には３００ｐｐｍ以
上含有することが好ましい。

【００２３】本発明において、合成石英ガラス中の酸素
欠乏型欠陥（≡Ｓｉ−Ｓｉ≡（≡は、Ｓｉ−Ｏ結合を示
す。以下同様）、酸素過剰型欠陥（≡Ｓｉ−Ｏ−Ｏ−Ｓ
ｉ≡）、≡ＳｉＨ結合、溶存酸素分子などは、真空紫外
光透過性および耐光性に悪影響を及ぼすため、実質的に
含有しない方が好ましい。

【００２４】特に、酸素欠乏欠陥は波長１６３ｎｍを中
心とする吸収帯を有するため、実質的に含有しないこと
が特に好ましい。また、酸素過剰型欠陥は、波長１５５
〜１８０ｎｍにかけてブロードな吸収帯を有するだけで
なく、紫外線照射時にＮＢＯＨＣを生成させる。ＮＢＯ
ＨＣは紫外線照射中の赤色蛍光の原因であり、かつ１８
０ｎｍ付近と２６０ｎｍ付近に吸収帯を有するため、１
５５〜３００ｎｍの広い波長域における光透過率が損な
われる。以上のように、酸素過剰型欠陥も実質的に含有
しないことが特に好ましい。

【００２５】本発明において、合成石英ガラス中の三員
環構造、四員環構造などの歪んだ構造は、波長１６５ｎ
ｍ以下の光透過率を低下させる傾向があるため、少ない
方が好ましい。具体的にはレーザラマンスペクトルにお
ける４９５ｃｍ^−１の散乱ピーク強度Ｉ_１および６０６
ｃｍ^−１の散乱ピーク強度Ｉ_２が、４４０ｃｍ^−１の散
乱ピーク強度Ｉ_０に対してそれぞれＩ_１／Ｉ_０≦０．５
９、Ｉ_２／Ｉ_０≦０．１５であることが好ましい。

【００２６】本発明において、合成石英ガラス中の塩素
は、真空紫外域における光透過性および耐光性を悪化さ
せるため、その含有量が少ない方が好ましい。具体的に
は合成石英ガラス中の塩素含有量は１０ｐｐｍ以下、特
には５ｐｐｍ以下、さらには実質的に含有しないことが
好ましい。

【００２７】本発明において、合成石英ガラス中のアル
カリ金属（Ｎａ，Ｋ，Ｌｉなど）、アルカリ土類金属
（Ｍｇ，Ｃａなど）、遷移金属（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃ
ｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｅなど）などの金属不純
物は、紫外域から真空紫外域における透過率を低下させ
るだけでなく、耐紫外線性を低下させる原因ともなるた
め、その含有量は極力少ない方が好ましい。具体的には
金属不純物の合計含有量が１００ｐｐｂ以下、特に５０
ｐｐｂ以下が好ましい。

【００２８】さらに本発明の方法により得られた合成石
英ガラスは、耐紫外線性を向上させるために、水素分子
を含有させると効果的な場合がある。具体的には合成石
英ガラスを水素含有雰囲気下、６００℃以下の温度で加
熱処理することにより、合成石英ガラス中へ水素分子を
拡散、含有させる。

【００２９】水素分子は紫外線照射により生じるＥ’セ
ンターやＮＢＯＨＣなどの常磁性欠陥を修復し波長１８
０〜３００ｎｍにおける吸収帯の生成を抑制するはたら
きを有する。波長１８０〜２５０ｎｍの光を光源とする
光学装置の光学部材として用いる場合には、水素分子を
１×１０^１７分子／ｃｍ^３以上含有させることが好まし
い。

【００３０】しかしながら、合成石英ガラス体中の水素
分子は紫外線照射中の酸素欠乏型欠陥（≡Ｓｉ−Ｓｉ
≡）生成を促進する作用があり、同欠陥は波長１６３ｎ
ｍを中心とする吸収体を有するため、波長１５５〜１８
０ｎｍの光を光源とする光学装置の光学部材として用い
る場合には、用途、使用条件にもよるが、合成石英ガラ
ス中の水素分子含有量を１×１０^１７分子／ｃｍ^３以下
とすることが好ましい場合がある。

【００３１】

【実施例】［例１〜８］表１に示すガラス形成原料、す
なわち四塩化珪素またはヘキサメチルジシラザン（ＨＭ
ＤＳ）を酸水素火炎中で加水分解させ、形成されたＳｉ
Ｏ_２微粒子を基材上に堆積させて直径３５０ｍｍ、長さ
６００ｍｍの多孔質石英ガラス（平均かさ密度＝０．５
ｇ／ｃｍ^３、かさ密度分布＝０．３ｇ／ｃｍ^３）を作製
した。この多孔質石英ガラスを雰囲気制御可能な電気炉
に設置し、表１に示す条件にて工程（ｂ）および工程
（ｃ）を実施し、多孔質石英ガラスのＯＨ基含有量の低
減およびフッ素ドープを行った。なお工程（ｂ）および
工程（ｃ）の実施に際しては、多孔質石英ガラスを１５
０Ｐａ以下の圧力にて表１に記載の所定の温度にまで昇
温した後、所定のガスを導入し、所定の雰囲気とした。

【００３２】続いて、タングステンロッドヒーター、タ
ングステンリフレクターからなる電気炉（メタル炉）に
多孔質石英ガラスを入れて表１に示す条件にて透明石英
ガラス体（直径１８０ｍｍ、長さ４００ｍｍ）を作製し
た。

【００３３】［例９〜１１］四塩化珪素を酸水素火炎中
で加水分解させ、形成されたＳｉＯ_２微粒子を基材上に
堆積させて直径３５０ｍｍ、長さ６００ｍｍの多孔質石
英ガラス（平均かさ密度＝０．５ｇ／ｃｍ^３、かさ密度
分布＝０．３ｇ／ｃｍ^３）を作製した。この多孔質石英
ガラスを雰囲気制御可能な電気炉に設置し、表１に示す
条件にて工程（ｂ）および工程（ｃ）を実施し、多孔質
石英ガラスのＯＨ基含有量の低減およびフッ素ドープを
行った。なお工程（ｂ）および工程（ｃ）の実施に際し
ては、多孔質石英ガラスを１５０Ｐａ以下の圧力にて表
１記載の所定の温度にまで昇温した後、所定のガスを導
入し、所定の雰囲気とした。多孔質石英ガラスを、二珪
化モリブテンヒーター、アルミナ断熱材から成る電気炉
（マルチ炉）に入れて、表１に示す条件にて透明石英ガ
ラス体（直径１８０ｍｍ、長さ４００ｍｍ）を作製し
た。

【００３４】［例１２〜１４］四塩化珪素を酸水素火炎
中で加水分解させ、形成されたＳｉＯ_２微粒子を基材上
に堆積させて直径３５０ｍｍ、長さ６００ｍｍの多孔質
石英ガラス（平均かさ密度＝０．５ｇ／ｃｍ^３、かさ密
度分布＝０．３ｇ／ｃｍ^３）を作製した。この多孔質石
英ガラスを雰囲気制御可能な電気炉に設置し、表１に示
す条件にて工程（ｂ）および工程（ｃ）を実施し、多孔
質石英ガラスのＯＨ基含有量の低減およびフッ素ドープ
を行った。なお工程（ｂ）および工程（ｃ）の実施に際
しては、多孔質石英ガラスを１５０Ｐａ以下の圧力にて
表１記載の所定の温度にまで昇温した後、所定のガスを
導入し、所定の雰囲気とした。多孔質石英ガラスを、カ
ーボンヒーター、カーボン断熱材から成る電気炉（黒鉛
炉）に入れて、表１に示す条件にて透明石英ガラス体
（直径１８０ｍｍ、長さ４００ｍｍ）を作製した。

【００３５】各例で得られた透明石英ガラス体を内径２
４０ｍｍのカーボン製るつぼの中にセットし、同るつぼ
を電気炉内でアルゴンガス、１００ｖｏｌ％、１ａｔｍ
にて１７５０℃まで昇温して、この温度にて１０時間保
持することにより、透明石英ガラス体の成形を行った。
各例で得られた試料について、以下の評価を行った。

【００３６】（ＯＨ基含有量評価）評価用試料の中央付
近から２０ｍｍ×２０ｍｍ×３０ｍｍ厚の試料を切り出
し、２０ｍｍ角の２面を鏡面研磨した。ついで評価用試
料の中央付近について赤外分光光度計による測定を行
い、波長２．７μｍにおける吸収ピークからＯＨ基含有
量を求めた（Ｊ．Ｐ．Ｗｉｌｉａｍｓ ｅｔ．ａｌ．，
Ｃｅｒａｍｉｃ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ， ５５（５），
５２４， １９７６）。本法による検出限界は０．１ｐ
ｐｍである。

【００３７】（フッ素含有量評価）評価用試料中央付近
から重量約５ｇの試料を切出し、フッ素含有量をフッ素
イオン電極法により分析した。フッ素含有量の分析方法
は下記の通りである。日本化学会誌、1972(2), 350に記
載された方法に従って、合成石英ガラスを無水炭酸ナト
リウムにより加熱融解し、得られた融液に蒸留水および
塩酸（体積比で１：１）を加えて試料液を調整した。試
料液の起電力をフッ素イオン選択性電極および比較電極
としてラジオメータトレーディング社製Ｎｏ．９４５−
２２０およびＮｏ．９４５−４６８をそれぞれ用いてラ
ジオメータにより測定し、フッ素イオン標準溶液を用い
てあらかじめ作成した検量線に基づいて、フッ素含有量
を求めた。本法による検出限界は１０ｐｐｍである。

【００３８】(塩素含有量評価)評価用試料の中央付近か
ら２０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍ厚の試料を切出し、２
０ｍｍ角の１面を鏡面研磨した。鏡面研磨した面につい
て蛍光Ｘ線分析を行い、合成石英ガラス中の塩素含有量
を求めた。本法による検出限界は１０ｐｐｍである。

【００３９】(波長１５７．６ｎｍでの内部光透過率評
価)評価用試料の中央より２０ｍｍ×２０ｍｍ×５ｍｍ
の試料、および２０ｍｍ×２０ｍｍ×３０ｍｍの試料を
切り出し、それぞれ２０ｍｍ角の２面を鏡面研磨し、試
料の温度を２５℃に保持した状態で真空紫外分光光度計
（分光計器社製ＵＶ２０１Ｍ）により波長１５７．６ｎ
ｍでの光透過率を窒素雰囲気下にて測定した。厚み５ｍ
ｍおよび厚み３０ｍｍの２種類の試料の波長１５７．６
ｎｍ光透過率Ｔ_１、Ｔ_２より、波長１５７．６ｎｍにお
ける内部光透過率Ｔ_{１５７．６}を下記の式（１）に従っ
て求めた。

【００４０】

【数１】

【００４１】(酸素欠乏型欠陥の有無評価)波長１５７．
６ｎｍでの内部光透過率評価にて作製した試料を用い
て、試料の温度を２５℃に保持した状態で真空紫外分光
光度計（分光計器社製「ＵＶ２０１Ｍ」、以下同じ）に
より波長１６３ｎｍでの光透過率を窒素雰囲気下にて測
定し、式（２）より１６３ｎｍにおける内部透過率Ｔ
_１６３を算出し、石英ガラス中のＯＨ基濃度Ｃ_ＯＨ（ｐ
ｐｍ）から式（３）により計算される値Ｔ_ｉｄと比較す
ることにより酸素欠乏型欠陥の有無を評価した。

【００４２】

【数２】

【００４３】

【数３】

【００４４】酸素欠乏型欠陥があると、１６３ｎｍを中
心とした吸収帯があるため、上式（３）より計算される
値より低くなる。

【００４５】（酸素過剰型欠陥の有無評価）評価用試料
の中央付近より２０ｍｍ角×１０ｍｍ厚の合成石英ガラ
ス試料を準備し試料中のＯＨ基含有量を赤外分光光度計
にて測定する。次いで同試料を水素ガス１００％、１０
１ｋＰａ，１０００℃にて３０時間保持し、室温まで冷
却した後に、再度試料中のＯＨ基含有量を同様の方法で
測定する。熱処理前後での試料中のＯＨ基含有量の変化
量を算出し、同変化量が１ｐｐｍ以下であれば、同試料
中には酸素過剰型欠陥が含まれていないと判断した。

【００４６】結果を表２に示す。例１〜１１は実施例、
例１２〜１４は比較例である。例１から例１１までは、
波長１５７．６ｎｍの内部透過率が高いことわかる。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、波長１５７．６ｎｍお
ける光透過率が安定している合成石英ガラスが得られ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G014 AH00 AH14 5F046 CB10 CB12 CB17 CB19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波長１８０ｎｍ以下の光を光源とする光学
   装置の光学部材用合成石英ガラスの製造方法において、
   （ａ）ガラス形成原料を火炎加水分解して得られる石英
   ガラス微粒子を基材に堆積・成長させて多孔質石英ガラ
   スを形成する工程と、（ｂ）該多孔質石英ガラスのＯＨ
   基含有量の低減を行う工程と、（ｃ）該多孔質石英ガラ
   スを、フッ素化合物含有雰囲気下にて処理し、多孔質石
   英ガラスにフッ素をドープする工程と、（ｄ）該多孔質
   石英ガラスを、断熱材、試料容器、試料台およびヒータ
   ー材料がカーボンではない電気炉にて、１３００℃以上
   の温度に昇温して透明ガラス化し、フッ素を含有した透
   明石英ガラス体を得る工程と、を含むことを特徴とする
   合成石英ガラスの製造方法。
2. 【請求項２】前記工程（ｄ）において、電気炉は、ヒー
   ター材料とリフレクター材料にタングステンまたはモリ
   ブテンを含む材料を使用した電気炉であることを特徴と
   する請求項１記載の合成石英ガラスの製造方法。
3. 【請求項３】前記工程（ｄ）において、電気炉は、ヒー
   ター材料に二珪化モリブテンまたは炭化珪素を、断熱材
   にアルミナを主成分とする耐熱セラミックスを使用した
   電気炉であることを特徴とする請求項１記載の合成石英
   ガラスの製造方法。
4. 【請求項４】波長１８０ｎｍ以下の光を光源とする光学
   装置の光学部材用合成石英ガラスにおいて、ＯＨ基含有
   量が１ｐｐｍ以下、フッ素含有量が１００ｐｐｍ以上、
   かつ実質的に酸素欠乏型欠陥および酸素過剰型欠陥を含
   まないことを特徴とする合成石英ガラス。