JP2004511092A - フォトリソグラフィの方法およびフォトリソグラフィ装置 - Google Patents
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Abstract
リソグラフィの方法が開示される。かかる１つの方法において、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源および約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスが、設けられる。リソグラフィパターンは、紫外リソグラフィ放射線を用いて形成される。リソグラフィパターンは、縮小リソグラフィパターンを形成するために縮小され、縮小リソグラフィパターンが紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカ光学部材によって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。リソグラフィ装置および高純度溶融シリカ光学部材についても記載される。
Description
【０００１】
本発明は、２０００年１０月３日に出願された米国仮特許出願第６０／２３７，６２１号の優先権を主張する。尚、当該特許は参照によって引用されるものとする。
【０００２】
発明の分野
主題発明は、一般的には、フォトリソグラフィにおいて用いるのに適した方法および装置に関し、さらに詳細には、ＡｒＦエキシマレーザを利用するフォトリソグラフィにおいて用いるのに適した方法および装置に関する。
【０００３】
発明の背景
現在まで長い間、集積回路の製造において、投影光リソグラフィ装置が用いられてきていた。近年、一つにはますます小さい特徴部を実現するという要求によって推進されてきたため、集積回路の製造において、半導体業界によって用いられる光リソグラフィ装置は、一般に普及している２４８ｎｍおよび１９３ｎｍの波長などの短めの波長の光という方向で進んできた。このような装置は、高い透過率を有する材料から製造される屈折光学素子の利用から大いに恩恵を受けている。高純度溶融シリカは所望の透過率を呈するため、２４８ｎｍおよび１９３ｎｍのフォトリソグラフィック装置において見られる屈折光学素子を製造するために広く用いられている材料になっている。さらに、高純度溶融シリカは優れた化学的耐久性および寸法安定性を呈し、これらの特性はまた、フォトリソグラフィック装置において光学レンズおよび他の光学素子などの用途に十分に適した高純度溶融シリカを構成してきた。
【０００４】
２４８ｎｍおよび１９３ｎｍのレーザ式フォトリソグラフィ用の高純度溶融シリカの挙動については、広く研究されている。特に、この研究は、レーザが誘発する「損傷」、すなわち誘発される吸収による損傷および誘発される密度の変化による損傷の両方の解明を含んでいる。一般に、これらの研究は、試験を加速させるために、比較的高いフルエンスで実行されてきた。たとえば、フルエンスＦを用いて期間Ｔに関する試験を行うのではなく、試料が照射される光の総量はいずれの場合も同一であると推測される理論から、フルエンスｘＦを用いて期間Ｔ／ｘに関する試験が行われると推測される。このような加速試験を用いて、供給者に関係なく、すべての溶融シリカは、正に誘発される密度の変化を呈し、この現象は一般に「緻密化」または「圧密」と呼ばれる。さらに、これらの加速試験を再び用いて、緻密化挙動は、以下の形式（式１）を持つべき乗則式によって広範囲の照射に関して定量的に表されている：
【数１】
式中、Δρ／ρは相対密度変化を表し、Ｆはフルエンスであり、Ｎはパルスの数であり、τはパルス幅の測定値であり、ｂおよびαは波長ごとに変化することができるが、ガラスごとに変化しない定数である。したがって、高純度溶融シリカはその屈折率においてレーザによって誘発される変化を生じるが、この変化は予測可能であるように（たとえば、式１によって表されているように）展開するため、（レンズまたは他の光学素子の位置および／または配向を調整することによって）ある種のプログラムの補正を加えることができると一般的に考えられてきた。
【０００５】
レーザ式フォトリソグラフィ装置における高純度溶融シリカの挙動をさらに理解するために、実際のレーザ式フォトリソグラフィ装置において一般に用いられているものにより適したフルエンスで、最近、試験が行われた。その結果、高純度溶融シリカは、溶融シリカ試料の供給者に応じて異なる挙動をすることが示された。たとえば、ある試料では、レーザ放射線に対する露光後、緻密化ではなく、「膨張」（すなわち密度の減少）が観測された。このような試験および結果については、Ｖａｎ Ｐｅｓｋｉら著「Ｊ．Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ．Ｓｏｌ．」２６５：２８５（２０００）（「Ｖａｎ Ｐｅｓｋｉ」）に記載されており、参照によって本願明細書に引用される。
【０００６】
本出願人らは、２つの方法、すなわち複屈折および干渉法を用いて、パルス状の紫外放射線の影響をさらに研究した。これらの方法はそれぞれ、同様に誘発される体積の変化の異なる側面を測定している。前者の方法は、体積変化（たとえば、緻密化または膨張）によって生成される応力から生じる複屈折率を測定するのに対し、干渉法は緻密化または膨張によって生じる体積変化に関連する屈折率の変化を測定する。上述の高いフルエンスの研究（すなわち、加速試験）において、２つの技術によって測定された体積変化の推定値は、実験誤差内で認められた。
【０００７】
本出願人らは、高純度溶融シリカにおける溶解した水素分子濃度が一定のレベル（たとえば、０．５×１０１８分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２）を上回る場合およびフルエンスが低い（たとえば、約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満）場合には、パルス状の紫外線に対する露光から生じる高純度溶融シリカの屈折率における変化は、式１で予測されるか、またはたとえばＢｏｒｒｅｌｌｉら著、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）（本願明細書に参照によって引用される）に記載されているように、緻密化に関して十分に説明することができないことを認識している。
【０００８】
さらに詳細には、本出願人らは、水素分子の含有量が多い溶融シリカが低いフルエンスの紫外線に露光されると、所期の緻密化と同時に２つのさらなる効果があることを認識している。この効果は、膨張および光屈折である。本願明細書で用いられるとき、「光屈折」なる語は、体積変化がない場合に生じる屈折率の増大を指すことを意図している。さらに、本出願人らは、これらの効果の両方の大きさがフルエンスおよび水素分子濃度に大いに左右されることを観測した。また、光屈折効果はそれに関連する応力がないため、複屈折の測定は、比較的低いフルエンスに露光される高い水素分子濃度を有する高純度溶融シリカに関する干渉法と同一の結果を得ることはない。一般に、レーザ損傷の詳細は、波面の歪曲に関してであり、今度は屈折率の変化に大きく左右される。干渉法は屈折率を直接測定するため、より適切な測定である。他方、複屈折が屈折率の変化を推定するために用いられる場合には、体積変化に起因する変化が見られるにすぎない。レーザに誘発される損傷の前述の解明が（たとえば、上述したように、比較的高いフルエンスを用いる）加速試験に用いられるという事実と結びつけ、このことで、紫外フォトリソグラフィおよびパルス状の紫外線を用いる他の方法において用いるための高純度溶融シリカの設計時または選択時に、水素分子濃度に関して考慮する必要がある要因に関する不正確な理解が生じている。したがって、新しい紫外フォトリソグラフィ方法およびその装置が依然として必要である。
【０００９】
発明の概要
本発明は、リソグラフィ方法に関する。１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源および約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスが、提供される。リソグラフィパターンは、紫外リソグラフィ放射線を用いて形成される。リソグラフィパターンは、縮小リソグラフィパターンを形成するために縮小され、縮小リソグラフィパターンが紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。
【００１０】
本発明は、別のリソグラフィ方法に関する。この方法では、約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源および約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度または約０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスが、提供される。リソグラフィパターンは、紫外リソグラフィ放射線を用いて形成される。リソグラフィパターンは、縮小リソグラフィパターンを形成するために縮小され、縮小リソグラフィパターンが紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。
【００１１】
本発明はまた、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を含むリソグラフィ装置に関する。リソグラフィ装置はまた、パルス紫外線源からのリソグラフィ放射線を透過する少なくとも１つの合成ガラス光学部材を含む。１つの本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。別の本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。
【００１２】
本発明はまた、約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長のパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合、予測可能に展開する波面の歪曲を有する合成高純度溶融シリカ光学部材を製造するための方法に関する。この方法は、高純度溶融シリカ光学部材において、水素分子濃度を約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１５×１０１８分子／ｃｍ３に制限することを含む。
【００１３】
本発明はまた、約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約２００ｎｍより短い波長のパルス紫外線を用いるための合成ガラス光学部材に関する。１つの本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。さらに別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、高純度溶融シリカによって生じる波面の歪曲が経時的に予測可能であるように展開するような十分に低い濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。
【００１４】
発明の詳細な説明
本発明は、リソグラフィの方法に関する。この方法は、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を形成することを含む。適切な放射波長は、約２５０ｎｍより短い波長、たとえば、ＡｒＦエキシマレーザによって生成される１９３ｎｍ放射などの約２００ｎｍより短い波長を含む。説明のために、本発明の実現に用いられるのに適した光源は、ＡｒＦエキシマレーザを含む。
【００１５】
本発明の方法はまた、高純度溶融シリカリソグラフィガラスを形成することを含む。本願明細書で用いられるとき、「高純度溶融シリカリソグラフィガラス」なる語は、９５重量％を上回る（たとえば９８％を上回る、９９％を上回るなど）ＳｉＯ２を含む溶融シリカを指すことを意図している。他の材料がガラスを光屈折用途に不適切にしない限り、このようなガラスは、たとえば、５００〜２０００ｐｐｍのＯＨおよび／またはＯＨ以外の不純物の重量が約２０００ｐｐｂ（たとえば１００〜１０００ｐｐｂ）までの他の材料を含むことができる。好ましくは、最高の可能な純度の溶融シリカを用いることが望ましい。しかし、合成溶融シリカは光学部材の生成の熱処理段階または他の段階中にわずかに汚染される可能性があるため、「高純度」なる語は、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫの総量が１５０ｐｐｂ未満、ＭｇおよびＣａの総量が１００ｐｐｂ未満および／またはＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｕの総量が５０ｐｐｂ未満の溶融シリカを含むと理解すべきである。不純物成分は、紫外線の透過に悪影響を及ぼし得る金属不純物の量が少ない（たとえば放射化分析法または原子吸光分析法によってそれぞれ測定されたとき、たとえば、Ｎａ＜５０ｐｐｂ、Ｋ＜５０ｐｐｂ、Ｌｉ＜５０ｐｐｂ、Ｍｇ＜１０ｐｐｂ、Ｃａ＜１０ｐｐｂ、Ｔｉ＜１０ｐｐｂ、Ｃｒ＜１０ｐｐｂ、Ｆｅ＜１０ｐｐｂ、Ｎｉ＜１０ｐｐｂおよび／またはＣｕ＜１０ｐｐｂ）ことが好ましい。
【００１６】
本発明の方法において有用である高純度溶融シリカリソグラフィガラスは、さまざまな方法によって製造することができる。
【００１７】
１つの適切の方法において、合成溶融シリカインゴットは、バーナヘッドを含む炉室において製造される。不活性支持材（たとえばガラス棒）が、バーナヘッドからのガスが棒の先端に当たるようにすることができる炉室の中に伸ばされる。水素ガスが炉室に導入され、原料ガス（たとえばＳｉＣｌ４またはＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）がバーナに導入される。酸素が原料ガス管線に導入されるか、および／またはバーナヘッドに直接導入される。原料は、バーナヘッドで酸化されて、溶融溶融シリカの液滴を形成し、不活性支持材に収集されて冷却され、合成溶融シリカのインゴットを形成する。この方法に関するさらなる詳細は、たとえば、Ｙａｍａｇａｔａらに付与された米国特許第５，０８６，３５２号（「Ｙａｍａｇａｔａ」）明細書に見ることができる。尚、当該特許は参照によって本願明細書に引用される。
【００１８】
別の方法において、オクタメチルシクロシロキサンなどのポリメチルシロキサンが溶融シリカの先駆物質として用いられる。ガスは、水蒸気を混入するために、シロキサンによって気泡を形成する。これらの水蒸気は、燃焼バーナに運ばれる。シロキサン先駆物質は、酸化または加水分解のいずれかを用いた熱分解によって、溶融シリカ粒子に転化される。粒子は、堆積または収集されて、溶融シリカの透明本体を形成するために固結される。この方法は、たとえば、Ｒｏｓｐｌｏｏｋらに付与された米国特許第５，８９６，２２２号明細書およびＤｏｂｂｉｎｓらに付与された米国特許第５，０４３，００２号明細書に記載されている。尚、いずれの特許も本願明細書に参照によって引用される。
【００１９】
化学気相成長スート再溶融法、ＣＶＤ法、スート法として一般に呼ばれるさらに別の適切な方法において、不活性支持材（たとえばガラス棒）が電熱器を装備した炉の中に挿入される。バーナからのガスが不活性支持材の先端に当たるようにバーナも炉の中に伸ばされる。この方法において、原料ガス（たとえばＳｉＣｌ４またはＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）が酸素ガスと共にアルゴンまたはヘリウムなどの不活性ガスと合わせてバーナに導入され、水素ガスがバーナの周囲のチューブを通って導入される。追加の酸素もまた、同心の外部チューブを通って導入されることができる。原料ガスは酸化されて溶融シリカ「フォグ」を形成し、多孔性溶融シリカインゴットを形成するために、不活性支持材の先端に凝縮されて収集され、次に固結されることができる。この方法については、Ｙａｍａｇａｔａに記載されており、本願明細書に参照によって引用される。
【００２０】
結果として生じる高純度溶融シリカ本体は、通常レンズブランクより大きく、適切なサイズのブランクを形成するためにスライスすることができ、これらのブランクは、フォトリソグラフィにおいて用いるのに適したレンズまたは他の合成ガラス光学部材を形成するために、表面仕上げを施すことができる。
【００２１】
高純度溶融シリカリソグラフィガラスは、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の水素分子濃度を有する。これに関連して用いられるとき「分子／ｃｍ３」なる語は、たとえば、水素の４１３５ｃｍ−１延伸モードの強度によって測定されるように、高純度溶融シリカリソグラフィガラスの立方センチメートル当たり高純度溶融シリカリソグラフィガラスに存在する水素分子の分子の数を指すことを意図している。本発明の実現において用いられることができる水素分子濃度の例示の範囲としては、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３、０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３、０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１×１０１８分子／ｃｍ３および／または約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．０８×１０１８分子／ｃｍ３が挙げられる。本発明の実現において用いられることができる水素分子濃度の他の例示の適切な範囲としては、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．２１×１０１８分子／ｃｍ３、約０．１９×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３、０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．２１×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜０．４×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３、０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．４×１０１８分子／ｃｍ３および／または０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３が挙げられる。
【００２２】
追加として、または別法として、波面の歪曲におけるその影響に関して、高純度溶融シリカリソグラフィガラスの水素分子濃度を特徴付けることができる。本願明細書で用いられるとき、波面の歪曲は、たとえば、高純度溶融シリカの屈折率によって生じる波面への変化を含むことを意図している。本出願人らは、低いフルエンス（たとえば、約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約６ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約４ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満および／または約０．０２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満などの１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス）で、高純度溶融シリカが低い濃度の水素分子を含む場合には波面の歪曲は経時的に予測可能に展開するが、高純度溶融シリカが高い濃度の水素分子を含む場合には波面の歪曲は経時的に予測可能に展開しないことを認識している。さらに詳細には、本出願人らは、低いフルエンスおよび低い水素分子濃度で、高純度溶融シリカが露光されたパルスの数のべき関数として波面の歪曲を表すことができることを認識している。たとえば、低い水素分子濃度を含む高純度溶融シリカが一定のパルス幅およびフルエンスのパルスに露光されていると仮定すれば、ガラスによる波面の歪曲を以下の式によって特徴付けることこができる（「式２」）：
【数２】
式中、ｎは任意の放射パルスに露光される前のガラスの屈折率を表し、Δｎは放射パルスに繰り返し露光されることによって生じるガラスの屈折率の変化を表し、Ｆは放射パルスのフルエンスであり、Ｎはガラスが露光されるパルスの数であり、τはパルス幅の測定値であり、ｂおよびαは波長ごとに変化することができるが、ガラスごとに変化しない定数である。以下にさらに詳しく説明するように、低いフルエンスで、比較的高い濃度の水素分子を含むガラスは、このべき関数または任意の他のべき関数に従わない。水素分子濃度における波面の歪曲の予測可能性のこの依存度は、高いフルエンスでは観測されないことを留意すべきである。
【００２３】
例示として、本発明の目的では、たとえば、式２に示されたようなべき関数を用いて、（たとえば、２億以上のパルスの後、３億以上のパルスの後、４億以上のパルスの後および／または５億以上のパルスの後などの）１億以上のパルスの後、たとえば、±８ｐｐｍ以内、±５ｐｐｍ以内、±２ｐｐｍ以内、±１ｐｐｍ以内、±０．８ｐｐｍ以内、±０．５ｐｐｍ以内、±０．２ｐｐｍ以内および／または±０．１ｐｐｍ以内など）±１０ｐｐｍ以内まで波面の歪曲（たとえばΔｎ）を予測することができる場合には、経時的に予測可能であるように展開していると見なすことができる。
【００２４】
さらに追加としてまたは別法として、たとえば約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって生成されるパルス紫外リソグラフィ放射線に対する露光時に、波面の歪曲が高純度溶融シリカにおいて負の密度変化（すなわち膨張）および／または光屈折効果によって生じるかどうかに関して、高純度溶融シリカリソグラフィガラスの水素分子濃度を特徴付けることができる。本出願人らは、低いフルエンス（たとえば上述した例示のフルエンスなどの約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス）で、比較的高いレベルの水素分子を含む高純度溶融シリカにおける波面の歪曲（たとえばΔｎ）が、高純度溶融シリカの圧密（すなわち緻密化）のみならず、高純度溶融シリカの膨張および／または本願明細書では光屈折と呼ばれる現象（すなわち（たとえば膨張または緻密化から生じる）密度の変化に関連していない屈折率の変化）にも起因し得ることが認識されている。本出願人らはまた、対照的に、低いフルエンスのパルス放射に露光される場合には、比較的低いレベルの水素分子を含む高純度溶融シリカが、負の密度変化および／または光屈折によって生じた無視することができる波面の歪曲（たとえば、Δｎ）に直面することも認識波面の歪曲している。また、負の密度変化および／または光屈折によって生じる波面の歪曲の水素分子濃度へのこのような依存度は高いフルエンスでは観測されないことを留意すべきである。
【００２５】
例示として、本発明の目的では、負の密度変化および／または光屈折によって生じる波面の歪曲（たとえばΔｎ）が約０．２ｐｐｍ未満（たとえば、約０．１ｐｐｍ未満、約０．０５ｐｐｍ未満および／または小さすぎて測定することができないほど）である場合には、負の密度変化および／または光屈折によって生じる波面の歪曲（たとえばΔｎ）は無視することができるものと見なすことができる。
【００２６】
本願明細書の他の場所でより詳細に説明したように、負の密度変化によって生じる波面の歪曲は、干渉法および／または複屈折によって測定されることができるのに対し、光屈折は、複屈折および干渉法の実験の結果を比較することによって測定されることができる。
【００２７】
好都合なことに、（一般に約０．３×１０１８分子／ｃｍ３の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカインゴットを製造する）火炎加水分解法および試料に水素分子を加えるか、または試料から水素分子を取り除くためのインゴットの選択的後処理によって、所望のレベルの水素分子を有する高純度溶融シリカを製造することができる。たとえば、高圧および約５００℃でインゴットを水素に浸漬することによって、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを製造することができる。たとえば、ガラスインゴットを空気中で約５００℃以上の高温で加熱することによって、ガラスインゴットにおいて水素分子をガス抜きすることによって、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３未満の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを製造することができる。本発明において用いるのに適した高純度溶融シリカの製造方法は、一部は所望の範囲内の水素分子濃度を有し、別の一部は所望の範囲外の水素分子濃度を有するように、高純度溶融シリカの群から所望の範囲の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを選択することをさらに含むことができる。たとえば、所望の波面の歪曲特性（たとえば、経時的に予測可能であるように展開する波面の歪曲および／または負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる無視することができる波面の歪曲）を提供する所望の範囲の水素分子濃度を選択することと、一部は所望の範囲内の水素分子濃度を有し、別の一部は所望の範囲外の水素分子濃度を有するように、高純度溶融シリカの群を形成することと、高純度溶融シリカのこの群から所望の範囲の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを選択することと、を含む方法によって、本発明において用いるのに適した高純度溶融シリカを製造することができる。例示として、０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のＡｒＦレーザフルエンスの場合には、（約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８のような）約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８分子／ｃｍ３の水素分子濃度範囲が望ましいことが分かっている。さらに、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス〜約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルスのＡｒＦレーザフルエンスの場合には、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８の水素分子濃度範囲が望ましいことが分かっている。
【００２８】
一旦、紫外リソグラフィ放射線を形成するための適切なパルス紫外線源および適切な高純度溶融シリカリソグラフィガラスが設けられると、上述したように、パルス紫外線源からの紫外線が、リソグラフィパターンを形成するために用いられる。次に、リソグラフィパターンは、縮小リソグラフィパターンを形成するために縮小され、縮小リソグラフィパターンが紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。
【００２９】
形成、縮小、投影の１つの例示の工程が、図１に示されている。パルス紫外線源６からの紫外線４が、マスク８を通過する。マスク８は、所定のパターンで紫外線４の一部を反射または吸収するようにパターン形成されているため、リソグラフィパターン２を形成する。パターン形成前に、紫外線源６からの紫外線４を操作するために、さまざまな光学素子（たとえば、レンズ７および格子９）を用いることもでき、本発明の目的ではかかる任意の操作は、リソグラフィパターン形成ステップの一部と考えることができる。一旦、リソグラフィパターンが形成されると、一般に、パターン形成放射線を１つ以上のレンズ１２および／または他の光学素子（図示せず）を介して透過することによって、縮小リソグラフィパターン１０を形成するために縮小される。レンズ１２および他の光学素子は、ハウジング１４の中で互いに対して所定の位置に保持されることが好都合であり、レンズ１２および他の光学素子と合わせて、レンズバレル１６と一般に呼ばれている。最後に、縮小リソグラフィパターン１０は、紫外線感受性リソグラフィ媒体１８に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。縮小リソグラフィパターンを操作するために、さまざまな光学素子（図示せず）を用いることができ、本発明の目的では、任意の投影ステップの一部と考えることができる。
【００３０】
本発明のリソグラフィ工程の上記の説明および図１から明白であるように、パルス紫外線源６からの紫外線４は、パターン形成の前に紫外線を操作するために用いられるオプションの光学素子を含むさまざまな光学素子、リソグラフィパターンを形成するために用いられるマスク（すなわちマスクの透過部分）、パターン形成後であるが、縮小前に紫外線を操作する（この操作は縮小ステップの一部と考えることができる）ために存在してもよいオプションの光学素子、縮小ステップにおいて用いられるレンズおよび他の光学素子、縮小後（すなわち、投影ステップ中）、紫外線を操作するために用いられるオプションの光学素子によって透過される。
【００３１】
上記に示したように、形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。これは、本発明の高純度溶融シリカリソグラフィガラスに関する前節に記載した光学素子の少なくとも１つの光学素子を製造することによって実現されることができる。縮小ステップにおいて用いられる少なくとも一部（すべてであればさらに好ましい）のレンズおよび他の光学素子は、本発明の高純度溶融シリカリソグラフィガラスから製造されることが好ましい。さらに、投影ステップにおいて紫外線を透過するために光学素子が用いられる場合には、本発明の高純度溶融シリカリソグラフィガラスからかかる光学素子を製造することも望ましいと考えられる。
【００３２】
本願明細書で言及した形成、縮小、および投影のステップを実行するために、他の方法および光学素子を用いることができ、たとえば、Ｈａｓｈｉｍｏｔｏに付与された欧州特許出願公開第０ ７７９ ５５８ Ａ２号、Ｈａｓｈｉｍｏｔｏに付与された米国特許第５，８８０，８１７号、Ｊｉｎｂｏらに付与された米国特許第６，１７４，８３０号、Ｊｉｎｂｏらに付与された米国特許出願公開第２００１／００００５０８号、Ｋｕｍａｇａｉに付与された米国特許出願公開第２００１／００１２０９９号の各明細書などに記載されている。これらの特許は参照によって本願明細書に引用される。
【００３３】
本発明はまた、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を含むリソグラフィ装置に関する。本発明のリソグラフィ装置において用いるのに適切なパルス紫外線源、波長、フルエンスは、本発明のリソグラフィ方法の説明と共に、上記の説明に含まれている。リソグラフィ装置はまた、パルス紫外線源からのリソグラフィ放射線を透過する少なくとも１つの合成ガラス光学部材を含む。例示として、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述した光学素子のいずれであってもよい。具体的に言えば、再び図１を参照すると、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、本発明のリソグラフィ方法の縮小ステップおよび投影ステップにおいて必要とされるレンズ１２および／または他の光学素子のいずれかであってもよい。１つの本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。別の本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。これらの範囲内で、適切な濃度の水素分子は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述したものを含む。追加として、または別法として、高純度溶融シリカリソグラフィガラスにおける水素分子の濃度は、高純度溶融シリカによって生じる紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が経時的に予測可能であるように展開するほど十分に低いものとして特徴付けられることができる。さらなる追加として、または別法として、高純度溶融シリカリソグラフィガラスにおける水素分子の濃度は、高純度溶融シリカにおける負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視することができるほど十分に低いものとして特徴付けられることができる。
【００３４】
本発明はまた、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長のパルス紫外リソグラフィ放射線に露光されるとき、予測可能であるように展開する波面の歪曲を有する合成高純度溶融シリカ光学部材を製造するための方法に関する。この方法は、高純度溶融シリカ光学部材における水素分子濃度を約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３に制限することを含む。これらの範囲内で、適切な濃度の水素分子は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述したものを含む。
【００３５】
本発明はまた、約２００ｎｍより短い波長（たとえばＡｒＦエキシマレーザによる放射線）および約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス（たとえば、約６ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約４ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満および／または約０．０２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス）を有するパルス紫外線を用いるための合成ガラス光学部材（たとえばレンズまたはレンズバレルなどのレンズの群）に関する。１つの本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または約０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。これらの範囲内で、適切な濃度の水素分子は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述したものを含む。さらに別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、高純度溶融シリカによって生じる波面の歪曲が経時的に予測可能であるように展開するほど十分に低い濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。
【００３６】
高純度溶融シリカインゴットの製造中に用いられる水素ガスのレベルを制御することによって、試料に水素分子を加えるか、または試料から水素分子を取り除くためのインゴットの選択的後処理によって、および／または一部は所望の範囲内の水素分子濃度を有し、別の一部は所望の範囲外の水素分子濃度を有するように、高純度溶融シリカの群から所望の範囲の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを選択することによって、など任意の適切な方法によって、高純度溶融シリカ光学部材における水素分子の濃度を限定することができる。これらの方法のそれぞれに関するさらなる詳細は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述している。
【００３７】
本発明は、以下の実施例によってさらに説明される。
【００３８】
実施例
高エネルギー放射（Ｐｒｉｍａｋら，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３９：５６５１（１９６８）（本願明細書に参照によって引用される））の下で、ごく最近では、１５７ｎｍ、１９３ｎｍ、および２４８ｎｍの波長において作動する深紫外線エキシマレーザ源（Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄら，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５５：１２７６（１９８９）、Ａｌｌａｎら，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，２１（２４）：１９６０（１９９６）、Ｓｃｈｅｋｅｒら，「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，ｖｏｌ．２７２６（１９９６）、Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）、Ｌｉｂｅｒｍａｎら，Ｊ．Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ．Ｓｏｌｉｄｓ，２４４：１５９（１９９８）、Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，２４（２０）：１４０１（１９９９）（いずれも本願明細書に参照によって引用される））によって誘発される溶融シリカの緻密化（圧密）に関する文献に研究の大部分が記載されている。仕組みが完全に理解されているわけではないが、１９３ｎｍおよび２４８ｎｍの露光に関して、効果は以下のべき乗則表示によって十分に特徴付けられている（「式３」）：
【数３】
ここでは、ρは密度であり、Ｖはガラスの体積であり、Ｆはピークフルエンスであり、Ｎは何百万のパルスの数であり、ｚはレーザパルス幅の測定値である。累乗ｂの値は、２４８ｎｍ露光および１９３ｎｍ露光のいずれの場合も０．６程度であるのに対し、前因子αの値は１９３ｎｍ放射線の場合には０．４３であり、２４８ｎｍ放射線の場合には０．０４３である。
【００３９】
式３によって表されたフルエンスの観測される相互依存性により、損傷の過程を加速するために、これまでに報告された実験データの大部分は、比較的高いフルエンスで観測されている。フォトリソグラフィレンズ装置における実際の使用では、露光パルスの数は相当多いと推測されるが、フルエンスはかなり少なく、たとえば、０．１〜１０ｍＪ／ｃｍ２の範囲であると推測される。
【００４０】
近年、Ｖａｎ Ｐｅｓｋｉは、低い放射線量で偏光された１９３ｎｍの照射によって誘発される溶融シリカの構造的変形が所期の緻密化挙動に対応していないことを報告している。実際に、多数の試料（異なる供給者から入手）において、「膨張」の形跡が観測されている。
【００４１】
実施例１――エキシマ露光溶融シリカの誘発された複屈折率および波面の歪曲と、入射偏光の効果の測定
本研究において、異なる構成、特に既知の水素分子濃度を有するエキシマ露光溶融シリカにおいて誘発された複屈折および波面の歪曲を測定した。入射偏光の効果を明確に調査するために、直線偏光および未偏光を用いた露光条件が用いられた。本研究では、１９３ｎｍではなく２４８ｎｍ励起（Ｌｕｍｏｎｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ６００ ＫｒＦエキシマレーザ）を用いることを選択する。ＫｒＦレーザは本来未偏光であるため、実験の一部では偏光ビームスプリッタを用いる必要があった。頑丈な偏光子は、２４８ｎｍで用いる場合には入手可能であるが、１９３ｎｍで用いる場合には入手可能ではない。主に、低いフルエンスの露光に関心があるため、結果に一般性を欠くことなく、同様の公称フルエンスの場合、１９３ｎｍと比較してより低い２４８ｎｍ励起速度を活用することができた。既に示したように、２４８ｎｍ露光によって誘発される溶融シリカの緻密化は、１９３ｎｍと同様のべき乗則に従い、２つの波長の差異は前因子にあり、過程が本質的に同様であり、２つの過程は速度においてのみ異なると想定する。したがって、これらの実験に関して２４８ｎｍ放射線の使用は、波長の速度依存の問題であり、仕組みの差ではないと考えられる。
【００４２】
フラットトップ強度分布が試料に形成されるように、試料の前に、３ｍｍまたは５ｍｍの円形アパーチャが配置された。Ｐｈｏｔｏｎ Ｉｎｃ．Ｍｏｄｅｌ ２３００ Ｂｅａｍ Ｐｒｏｆｉｌｅｒを用いて観測された３ｍｍアパーチャによるビーム分布が、図２Ａ（水平軸）および図２Ｂ（垂直軸）に示されている。フルエンスは、アパーチャを介して測定されたパワーから算出された。光学的遅延は、ＣＲＩ ＬＣ−ＳＣＯＰＥ（登録商標）を用いて測定された。複屈折の測定におけるエッジ効果を避けるために、試料の寸法は、アパーチャよりはるかに大きい。一般に、レーザによって誘発される応力を適切に判断するために、考慮しなければならない残留背景複屈折パターンがある。一部の試料において、特に初期露光において、この残留応力の大きさは、誘発応力に匹敵する。複屈折は、残留応力および誘発応力が同一の主軸を有する場合を測定することによって定量化された。
【００４３】
溶融シリカの試料は、火炎加水分解成形によって得られた。赤外分光法によって測定されるように、ガラスのヒドロキシル含有量は約８００ｐｐｍ（重量）であった。４１３５ｃｍ−１で現れる水素の延伸モードの強度によって測定されるように、直接堆積によって形成される材料の水素分子は、約３．５×１０１７分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２であった。ここでは、この材料を試料Ａと呼ぶ。１０１９分子／ｃｍ３を超える水素濃度の試料が、高圧および５００℃で火炎加水分解によって得られた溶融シリカ試料を水素に浸漬することによって製造された。ここでは、これらの材料を試料Ｂと呼ぶ。追加の１０ｐｐｍ未満のＯＨが水素浸漬によって形成されることが既に分かっているため、化学組成は水素処理によって著しく変化しないと考えられる。
【００４４】
図３Ａ〜図３Ｄに示されている結果は、直線偏光２４８ｎｍレーザ光（図３Ａ〜図３Ｂ）直線偏光しない２４８ｎｍレーザ光（図３Ｃ〜図３Ｄ）を用いて、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルスで約１７０×１０６パルスに露光された後の水素添加溶融シリカの試料に関する光学的遅延の図（複屈折）である。露光の露光領域の４分円の１つが、アパーチャ境界に関して図３Ａおよび図３Ｃに明確に示されている。図３Ａおよび図３Ｃのそれぞれにおけるベクトルは、遅軸（高めの屈折率）の方向を示している。いずれの場合も、露光領域外のガラスは境界に対して接線方向に配置された遅れの遅軸を有することをデータは示している。これは、周方向応力成分が伸ばされており、径方向成分が圧縮されていることを示している。この応力の状態は、２つの露光領域の露光される領域内の実質的に等方性の拡張と一致している。図３Ｂおよび図３Ｄは、アパーチャが横断されるときの光学的遅延の大きさを示すラインプロットである。露光領域の内部では複屈折がゼロではないという事実は、初期の背景値のためである。ラインプロットの比較から、２つの露光に関する光学的遅延の量はほぼ同一のパルス数（０．３４ｎｍ／ｃｍおよび０．３６ｎｍ／ｃｍ）の場合には等しいことが分かる。このことは、偏光の状態が試料において実現される膨張の量に影響しないことを示唆している。
【００４５】
この点は、円形アパーチャによって直線偏光間の連結を示唆していたＶａｎ Ｐｅｓｋｉと矛盾しているように見える。対照的に、図３Ａ〜図３Ｄで実証されているように、実質的に等方性のエキシマレーザによって誘発される膨張の存在が観測されており、膨張とレーザの偏光状態との間に関係がないことがわかる。
【００４６】
実施例２――膨張の原因を解明するための研究
一般に観測される圧密に対して膨張の原因を解明するための試みにおいて、約１０１７分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２の低い水素濃度を含む試料（試料Ａ）の場合には、誘発される複屈折が測定された。この試料は、より高い水素ガラスに関して実施例１で用いられた同一の条件の２４８ｎｍで１０ｍＪ／ｃｍ２のフルエンスで６０×１０６パルスに露光された。ここでは、直線偏光が用いられた。図４Ａに記載されている光学的遅延特性ベクトル図は、応力の径方向成分が伸び、周方向成分が圧縮されていることを示しており、試料Ａの露光領域が試料Ａの露光されていない領域より密集していることを示している。アパーチャが横断されるときの試料Ａにおける光学的遅延特性の大きさを示すラインプロットが、図４Ｂに記載されている。
【００４７】
図４Ａ〜図４Ｂと図３Ａ〜図３Ｄの比較は、レーザによって誘発される構造的変化の符号（すなわち、圧密または膨張かどうかはレーザに対する露光から生じる）を決定する際の水素分子の役割を実証している。水素添加試料Ｂにおいて観測される膨張は、Ｓｈｅｌｂｙ，Ｊ．Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ．，５０：３０７２（１９７９）（本願明細書に参照によって引用される）に報告された結果に一致しており、密度の減少は高いエネルギー放射線に対する露光時に、高い水素の溶融シリカ試料において観測された。密度の減少に伴い、Ｓｈｅｌｂｙは、放射の結果としてＳｉＯＨの形成を観測した。光分解されたガラスの減少した密度は、ＳｉＯＨ含有量の増大に起因していた。
【００４８】
光誘発工程における水素の影響のみを研究するために、低温で水素分子をシリカに添加することを選択したことを留意すべきである。実験では水素の役割は明白であるが、本質的に高い水素濃度のガラスは、正確にこの挙動を呈する必要はないことを留意すべきである。
【００４９】
実施例３――複屈折の時間展開
試料Ｂ（高い水素濃度）に関する複屈折の２４８ｎｍ露光の時間展開が、フルエンスの複数の値の関数として図５に示されている。すべての場合に関して、複屈折は、パルスに関して線形であることが分かった。膨張速度は、増大するフルエンスに関して単調ではなく、約２０〜３０ｍＪ／ｃｍ２で最大速度に達する。この挙動は、異なるフルエンス依存性に関して、共存および競合する２つの現象の概念に一致しているように見える。図６に記載したように、１９３ｎｍ露光ではさらに明確に同様の挙動が観測され、２．５ｍＪ／ｃｍ２で試料Ｂ（高い水素濃度の露光が正味の圧密を生じるのに対し、１．０ｍＪ／ｃｍ２における露光では正味の膨張を生じた。
【００５０】
実施例４――干渉法の実験
複屈折によって示される膨張に対応する前進した波面を考慮して、レーザによって誘発される密度の変化を測定するために、干渉法も用いた。複屈折の測定が行われた同一の露光スポットを測定するために、６３３ｎｍでＺＹＧＯ Ｍａｒｋ ＩＶ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒが用いられた。両方の測定が同様の密度変化を導出するのであれば、Δρ／ρの「拘束されていない」値（Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）（本願明細書に参照によって引用される）に関して同一の値を生じるはずである。複屈折および波面（干渉法）測定から得られると推測されるΔρ／ρの値を算出し、低い水素濃度の試料Ａおよび高い水素濃度の試料Ｂの場合に関して、表１にこの結果を示している。
【００５１】
【表１】
表１で示したように、高い水素濃度の試料の場合には、膨張と一致した前進波面が実際に観測された。しかし、複屈折から得られた値と比較すると、Δρ／ρの大きさにおいて矛盾が導出された。この発見の正確さを調べるために、低い水素濃度の試料の場合の拘束されないΔρ／ρの個々の値も比較した。低い水素濃度の試料の場合には、２つの推定値はいずれも圧密を生じ、２つの測定の実験誤差内であると認められた。
【００５２】
光屈折効果に関して、高い水素濃度の試料における複屈折測定と干渉測定との間で観測された不一致の説明を提示する。この説明において、光屈折効果は、密度変化の関連に加えて、位相シフトの干渉測定にさらに寄与している。このことは、干渉法によって測定された位相面に対して３つの寄与要因、すなわち膨張、圧密、光屈折があることを示唆しているのに対し、複屈折測定では、最初の２つの寄与要因のみである。これらの成分のそれぞれは、それ自体のフルエンス（および水素）に依存している。
【００５３】
干渉法によって測定される正味の屈折率の変化は、以下のように表記されることができる（「式４」）：
【数４】
以下の式（「式５」）において、複屈折測定から得られたように、圧密過程および膨張過程の寄与による正味の密度変化を表記する：
【数５】
正味の密度変化を生じる圧密および膨張に関して、２つの異なる関数を任意に表す。この公式化は、部分的に図６に示された結果の解釈に基づいている。正確な関数関係の明白な知識の欠如にかかわらず、依然としてある程度の予測を行うことができる。たとえば、ある一定のフルエンスの値では、圧密速度および膨張速度が式５によって示されるようにほぼ等しい場合には、複屈折によって測定されたような位相変化がフルエンスより遅い速度で展開されると推測される。さらに、式４から、光屈折の寄与のために、相対的に正（遅延）位相変化が干渉法によって観測されると推測される。
【００５４】
対応して、他のある一定のフルエンスの露光では、膨張が支配しているため、複屈折によって測定されたような位相変化は大きく、負である可能性があり、光屈折効果によって行われる補償のために、干渉による位相変化は小さい可能性がある。これらの事例は、高い水素濃度のガラスにおいて観測され、表２に示されている。
【００５５】
【表２】
誘発される複屈折による位相変化が全体の屈折率変化による位相変化とは異なると考えられる用途では、複屈折および干渉法の両方を用いる意味が明白となる。
【００５６】
また、水素濃度における光屈折の寄与の依存度を推定することもできる。水素濃度がほぼ３倍の試料を用いて、同一条件下で、１×１０１９分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２を含む試料を露光した。複屈折データと合わせて、干渉データを用いることによって、式４によって示されるように、水素濃度の関数として、光屈折の寄与を推定することができる。実験の幾何学的媒介変数および露光変数を正規化するために、（たとえば、Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）（本願明細書に参照によって引用される）に記載されているような）有限要素解析が用いられた。その結果は、図７に示されており、図７を得るために用いられたデータが表３に提示されている。
【００５７】
【表３】
図７に示されているように、光屈折効果は、水素濃度にほぼ線形であるように見える。
【００５８】
２つの水素濃度に関する複屈折データの比較から、膨張はまた水素成分と共に単調に増大していると仮定するならば、これらのデータは、式５に定性的に一致していることが分かる。より低い水素濃度で、他のすべてが等しいのであるならば、膨張に対する寄与はより小さいと期待される。したがって、同様に、複屈折のより小さい負の値が期待されるはずである。
【００５９】
本発明は説明のために詳細に説明してきたが、かかる詳細は説明のために過ぎないことを理解すべきであり、以下の請求項によって定義される本発明の精神および範囲を逸脱することなく、当業者は変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリソグラフィ装置および工程を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の方法において用いられる放射ビームの水平軸に沿った強度の分布を、ＣＣＤカメラを用いて捉えた画像である。
【図２Ｂ】本発明の方法において用いられる放射ビームの垂直軸に沿った強度の分布を、ＣＣＤカメラを用いて捉えた画像である。
【図３Ａ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１７０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。遅軸の方向を示す４分円の１つのベクトル図である。
【図３Ｂ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１７０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。複屈折の大きさを示すラインプロットである。
【図３Ｃ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１６８×１０６パルスの偏光しない２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。遅軸の方向を示す４分円の１つのベクトル図である。
【図３Ｄ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１６８×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。複屈折の大きさを示すラインプロットである。
【図４Ａ】１０ｍＪ／ｃｍ２で６０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される本発明の方法による約１０１７分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。遅軸の方向を示す４分円の１つのベクトル図である。
【図４Ｂ】１０ｍＪ／ｃｍ２で６０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される本発明の方法による約１０１７分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。複屈折の大きさを示すラインプロットである。
【図５】約１０１８分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関するさまざまなフルエンスにおける直線偏光２４８ｎｍ放射線に対する露光対複屈折のグラフである。
【図６】約１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関するさまざまなフルエンスにおける直線偏光１９３ｎｍ放射線に対する露光対複屈折のグラフである。
【図７】水素分子濃度における光屈折成分の依存度を示すグラフである。試料Ｂおよび試料Ｃは１９３ｎｍにおける１ｍＪ／ｃｍ２で約４億パルスで露光された。試料Ａは図４Ａおよび図４Ｂに関連した実験から得たものである。
本発明は、２０００年１０月３日に出願された米国仮特許出願第６０／２３７，６２１号の優先権を主張する。尚、当該特許は参照によって引用されるものとする。
【０００２】
発明の分野
主題発明は、一般的には、フォトリソグラフィにおいて用いるのに適した方法および装置に関し、さらに詳細には、ＡｒＦエキシマレーザを利用するフォトリソグラフィにおいて用いるのに適した方法および装置に関する。
【０００３】
発明の背景
現在まで長い間、集積回路の製造において、投影光リソグラフィ装置が用いられてきていた。近年、一つにはますます小さい特徴部を実現するという要求によって推進されてきたため、集積回路の製造において、半導体業界によって用いられる光リソグラフィ装置は、一般に普及している２４８ｎｍおよび１９３ｎｍの波長などの短めの波長の光という方向で進んできた。このような装置は、高い透過率を有する材料から製造される屈折光学素子の利用から大いに恩恵を受けている。高純度溶融シリカは所望の透過率を呈するため、２４８ｎｍおよび１９３ｎｍのフォトリソグラフィック装置において見られる屈折光学素子を製造するために広く用いられている材料になっている。さらに、高純度溶融シリカは優れた化学的耐久性および寸法安定性を呈し、これらの特性はまた、フォトリソグラフィック装置において光学レンズおよび他の光学素子などの用途に十分に適した高純度溶融シリカを構成してきた。
【０００４】
２４８ｎｍおよび１９３ｎｍのレーザ式フォトリソグラフィ用の高純度溶融シリカの挙動については、広く研究されている。特に、この研究は、レーザが誘発する「損傷」、すなわち誘発される吸収による損傷および誘発される密度の変化による損傷の両方の解明を含んでいる。一般に、これらの研究は、試験を加速させるために、比較的高いフルエンスで実行されてきた。たとえば、フルエンスＦを用いて期間Ｔに関する試験を行うのではなく、試料が照射される光の総量はいずれの場合も同一であると推測される理論から、フルエンスｘＦを用いて期間Ｔ／ｘに関する試験が行われると推測される。このような加速試験を用いて、供給者に関係なく、すべての溶融シリカは、正に誘発される密度の変化を呈し、この現象は一般に「緻密化」または「圧密」と呼ばれる。さらに、これらの加速試験を再び用いて、緻密化挙動は、以下の形式（式１）を持つべき乗則式によって広範囲の照射に関して定量的に表されている：
【数１】
【０００５】
レーザ式フォトリソグラフィ装置における高純度溶融シリカの挙動をさらに理解するために、実際のレーザ式フォトリソグラフィ装置において一般に用いられているものにより適したフルエンスで、最近、試験が行われた。その結果、高純度溶融シリカは、溶融シリカ試料の供給者に応じて異なる挙動をすることが示された。たとえば、ある試料では、レーザ放射線に対する露光後、緻密化ではなく、「膨張」（すなわち密度の減少）が観測された。このような試験および結果については、Ｖａｎ Ｐｅｓｋｉら著「Ｊ．Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ．Ｓｏｌ．」２６５：２８５（２０００）（「Ｖａｎ Ｐｅｓｋｉ」）に記載されており、参照によって本願明細書に引用される。
【０００６】
本出願人らは、２つの方法、すなわち複屈折および干渉法を用いて、パルス状の紫外放射線の影響をさらに研究した。これらの方法はそれぞれ、同様に誘発される体積の変化の異なる側面を測定している。前者の方法は、体積変化（たとえば、緻密化または膨張）によって生成される応力から生じる複屈折率を測定するのに対し、干渉法は緻密化または膨張によって生じる体積変化に関連する屈折率の変化を測定する。上述の高いフルエンスの研究（すなわち、加速試験）において、２つの技術によって測定された体積変化の推定値は、実験誤差内で認められた。
【０００７】
本出願人らは、高純度溶融シリカにおける溶解した水素分子濃度が一定のレベル（たとえば、０．５×１０１８分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２）を上回る場合およびフルエンスが低い（たとえば、約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満）場合には、パルス状の紫外線に対する露光から生じる高純度溶融シリカの屈折率における変化は、式１で予測されるか、またはたとえばＢｏｒｒｅｌｌｉら著、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）（本願明細書に参照によって引用される）に記載されているように、緻密化に関して十分に説明することができないことを認識している。
【０００８】
さらに詳細には、本出願人らは、水素分子の含有量が多い溶融シリカが低いフルエンスの紫外線に露光されると、所期の緻密化と同時に２つのさらなる効果があることを認識している。この効果は、膨張および光屈折である。本願明細書で用いられるとき、「光屈折」なる語は、体積変化がない場合に生じる屈折率の増大を指すことを意図している。さらに、本出願人らは、これらの効果の両方の大きさがフルエンスおよび水素分子濃度に大いに左右されることを観測した。また、光屈折効果はそれに関連する応力がないため、複屈折の測定は、比較的低いフルエンスに露光される高い水素分子濃度を有する高純度溶融シリカに関する干渉法と同一の結果を得ることはない。一般に、レーザ損傷の詳細は、波面の歪曲に関してであり、今度は屈折率の変化に大きく左右される。干渉法は屈折率を直接測定するため、より適切な測定である。他方、複屈折が屈折率の変化を推定するために用いられる場合には、体積変化に起因する変化が見られるにすぎない。レーザに誘発される損傷の前述の解明が（たとえば、上述したように、比較的高いフルエンスを用いる）加速試験に用いられるという事実と結びつけ、このことで、紫外フォトリソグラフィおよびパルス状の紫外線を用いる他の方法において用いるための高純度溶融シリカの設計時または選択時に、水素分子濃度に関して考慮する必要がある要因に関する不正確な理解が生じている。したがって、新しい紫外フォトリソグラフィ方法およびその装置が依然として必要である。
【０００９】
発明の概要
本発明は、リソグラフィ方法に関する。１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源および約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスが、提供される。リソグラフィパターンは、紫外リソグラフィ放射線を用いて形成される。リソグラフィパターンは、縮小リソグラフィパターンを形成するために縮小され、縮小リソグラフィパターンが紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。
【００１０】
本発明は、別のリソグラフィ方法に関する。この方法では、約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源および約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度または約０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスが、提供される。リソグラフィパターンは、紫外リソグラフィ放射線を用いて形成される。リソグラフィパターンは、縮小リソグラフィパターンを形成するために縮小され、縮小リソグラフィパターンが紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。
【００１１】
本発明はまた、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を含むリソグラフィ装置に関する。リソグラフィ装置はまた、パルス紫外線源からのリソグラフィ放射線を透過する少なくとも１つの合成ガラス光学部材を含む。１つの本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。別の本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。
【００１２】
本発明はまた、約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長のパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合、予測可能に展開する波面の歪曲を有する合成高純度溶融シリカ光学部材を製造するための方法に関する。この方法は、高純度溶融シリカ光学部材において、水素分子濃度を約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１５×１０１８分子／ｃｍ３に制限することを含む。
【００１３】
本発明はまた、約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約２００ｎｍより短い波長のパルス紫外線を用いるための合成ガラス光学部材に関する。１つの本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。さらに別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、高純度溶融シリカによって生じる波面の歪曲が経時的に予測可能であるように展開するような十分に低い濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。
【００１４】
発明の詳細な説明
本発明は、リソグラフィの方法に関する。この方法は、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を形成することを含む。適切な放射波長は、約２５０ｎｍより短い波長、たとえば、ＡｒＦエキシマレーザによって生成される１９３ｎｍ放射などの約２００ｎｍより短い波長を含む。説明のために、本発明の実現に用いられるのに適した光源は、ＡｒＦエキシマレーザを含む。
【００１５】
本発明の方法はまた、高純度溶融シリカリソグラフィガラスを形成することを含む。本願明細書で用いられるとき、「高純度溶融シリカリソグラフィガラス」なる語は、９５重量％を上回る（たとえば９８％を上回る、９９％を上回るなど）ＳｉＯ２を含む溶融シリカを指すことを意図している。他の材料がガラスを光屈折用途に不適切にしない限り、このようなガラスは、たとえば、５００〜２０００ｐｐｍのＯＨおよび／またはＯＨ以外の不純物の重量が約２０００ｐｐｂ（たとえば１００〜１０００ｐｐｂ）までの他の材料を含むことができる。好ましくは、最高の可能な純度の溶融シリカを用いることが望ましい。しかし、合成溶融シリカは光学部材の生成の熱処理段階または他の段階中にわずかに汚染される可能性があるため、「高純度」なる語は、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫの総量が１５０ｐｐｂ未満、ＭｇおよびＣａの総量が１００ｐｐｂ未満および／またはＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｕの総量が５０ｐｐｂ未満の溶融シリカを含むと理解すべきである。不純物成分は、紫外線の透過に悪影響を及ぼし得る金属不純物の量が少ない（たとえば放射化分析法または原子吸光分析法によってそれぞれ測定されたとき、たとえば、Ｎａ＜５０ｐｐｂ、Ｋ＜５０ｐｐｂ、Ｌｉ＜５０ｐｐｂ、Ｍｇ＜１０ｐｐｂ、Ｃａ＜１０ｐｐｂ、Ｔｉ＜１０ｐｐｂ、Ｃｒ＜１０ｐｐｂ、Ｆｅ＜１０ｐｐｂ、Ｎｉ＜１０ｐｐｂおよび／またはＣｕ＜１０ｐｐｂ）ことが好ましい。
【００１６】
本発明の方法において有用である高純度溶融シリカリソグラフィガラスは、さまざまな方法によって製造することができる。
【００１７】
１つの適切の方法において、合成溶融シリカインゴットは、バーナヘッドを含む炉室において製造される。不活性支持材（たとえばガラス棒）が、バーナヘッドからのガスが棒の先端に当たるようにすることができる炉室の中に伸ばされる。水素ガスが炉室に導入され、原料ガス（たとえばＳｉＣｌ４またはＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）がバーナに導入される。酸素が原料ガス管線に導入されるか、および／またはバーナヘッドに直接導入される。原料は、バーナヘッドで酸化されて、溶融溶融シリカの液滴を形成し、不活性支持材に収集されて冷却され、合成溶融シリカのインゴットを形成する。この方法に関するさらなる詳細は、たとえば、Ｙａｍａｇａｔａらに付与された米国特許第５，０８６，３５２号（「Ｙａｍａｇａｔａ」）明細書に見ることができる。尚、当該特許は参照によって本願明細書に引用される。
【００１８】
別の方法において、オクタメチルシクロシロキサンなどのポリメチルシロキサンが溶融シリカの先駆物質として用いられる。ガスは、水蒸気を混入するために、シロキサンによって気泡を形成する。これらの水蒸気は、燃焼バーナに運ばれる。シロキサン先駆物質は、酸化または加水分解のいずれかを用いた熱分解によって、溶融シリカ粒子に転化される。粒子は、堆積または収集されて、溶融シリカの透明本体を形成するために固結される。この方法は、たとえば、Ｒｏｓｐｌｏｏｋらに付与された米国特許第５，８９６，２２２号明細書およびＤｏｂｂｉｎｓらに付与された米国特許第５，０４３，００２号明細書に記載されている。尚、いずれの特許も本願明細書に参照によって引用される。
【００１９】
化学気相成長スート再溶融法、ＣＶＤ法、スート法として一般に呼ばれるさらに別の適切な方法において、不活性支持材（たとえばガラス棒）が電熱器を装備した炉の中に挿入される。バーナからのガスが不活性支持材の先端に当たるようにバーナも炉の中に伸ばされる。この方法において、原料ガス（たとえばＳｉＣｌ４またはＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）が酸素ガスと共にアルゴンまたはヘリウムなどの不活性ガスと合わせてバーナに導入され、水素ガスがバーナの周囲のチューブを通って導入される。追加の酸素もまた、同心の外部チューブを通って導入されることができる。原料ガスは酸化されて溶融シリカ「フォグ」を形成し、多孔性溶融シリカインゴットを形成するために、不活性支持材の先端に凝縮されて収集され、次に固結されることができる。この方法については、Ｙａｍａｇａｔａに記載されており、本願明細書に参照によって引用される。
【００２０】
結果として生じる高純度溶融シリカ本体は、通常レンズブランクより大きく、適切なサイズのブランクを形成するためにスライスすることができ、これらのブランクは、フォトリソグラフィにおいて用いるのに適したレンズまたは他の合成ガラス光学部材を形成するために、表面仕上げを施すことができる。
【００２１】
高純度溶融シリカリソグラフィガラスは、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の水素分子濃度を有する。これに関連して用いられるとき「分子／ｃｍ３」なる語は、たとえば、水素の４１３５ｃｍ−１延伸モードの強度によって測定されるように、高純度溶融シリカリソグラフィガラスの立方センチメートル当たり高純度溶融シリカリソグラフィガラスに存在する水素分子の分子の数を指すことを意図している。本発明の実現において用いられることができる水素分子濃度の例示の範囲としては、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３、０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３、０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１×１０１８分子／ｃｍ３および／または約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．０８×１０１８分子／ｃｍ３が挙げられる。本発明の実現において用いられることができる水素分子濃度の他の例示の適切な範囲としては、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．２１×１０１８分子／ｃｍ３、約０．１９×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３、０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．２１×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜０．４×１０１８分子／ｃｍ３、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３、０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．４×１０１８分子／ｃｍ３および／または０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３が挙げられる。
【００２２】
追加として、または別法として、波面の歪曲におけるその影響に関して、高純度溶融シリカリソグラフィガラスの水素分子濃度を特徴付けることができる。本願明細書で用いられるとき、波面の歪曲は、たとえば、高純度溶融シリカの屈折率によって生じる波面への変化を含むことを意図している。本出願人らは、低いフルエンス（たとえば、約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約６ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約４ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満および／または約０．０２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満などの１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス）で、高純度溶融シリカが低い濃度の水素分子を含む場合には波面の歪曲は経時的に予測可能に展開するが、高純度溶融シリカが高い濃度の水素分子を含む場合には波面の歪曲は経時的に予測可能に展開しないことを認識している。さらに詳細には、本出願人らは、低いフルエンスおよび低い水素分子濃度で、高純度溶融シリカが露光されたパルスの数のべき関数として波面の歪曲を表すことができることを認識している。たとえば、低い水素分子濃度を含む高純度溶融シリカが一定のパルス幅およびフルエンスのパルスに露光されていると仮定すれば、ガラスによる波面の歪曲を以下の式によって特徴付けることこができる（「式２」）：
【数２】
【００２３】
例示として、本発明の目的では、たとえば、式２に示されたようなべき関数を用いて、（たとえば、２億以上のパルスの後、３億以上のパルスの後、４億以上のパルスの後および／または５億以上のパルスの後などの）１億以上のパルスの後、たとえば、±８ｐｐｍ以内、±５ｐｐｍ以内、±２ｐｐｍ以内、±１ｐｐｍ以内、±０．８ｐｐｍ以内、±０．５ｐｐｍ以内、±０．２ｐｐｍ以内および／または±０．１ｐｐｍ以内など）±１０ｐｐｍ以内まで波面の歪曲（たとえばΔｎ）を予測することができる場合には、経時的に予測可能であるように展開していると見なすことができる。
【００２４】
さらに追加としてまたは別法として、たとえば約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって生成されるパルス紫外リソグラフィ放射線に対する露光時に、波面の歪曲が高純度溶融シリカにおいて負の密度変化（すなわち膨張）および／または光屈折効果によって生じるかどうかに関して、高純度溶融シリカリソグラフィガラスの水素分子濃度を特徴付けることができる。本出願人らは、低いフルエンス（たとえば上述した例示のフルエンスなどの約１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス）で、比較的高いレベルの水素分子を含む高純度溶融シリカにおける波面の歪曲（たとえばΔｎ）が、高純度溶融シリカの圧密（すなわち緻密化）のみならず、高純度溶融シリカの膨張および／または本願明細書では光屈折と呼ばれる現象（すなわち（たとえば膨張または緻密化から生じる）密度の変化に関連していない屈折率の変化）にも起因し得ることが認識されている。本出願人らはまた、対照的に、低いフルエンスのパルス放射に露光される場合には、比較的低いレベルの水素分子を含む高純度溶融シリカが、負の密度変化および／または光屈折によって生じた無視することができる波面の歪曲（たとえば、Δｎ）に直面することも認識波面の歪曲している。また、負の密度変化および／または光屈折によって生じる波面の歪曲の水素分子濃度へのこのような依存度は高いフルエンスでは観測されないことを留意すべきである。
【００２５】
例示として、本発明の目的では、負の密度変化および／または光屈折によって生じる波面の歪曲（たとえばΔｎ）が約０．２ｐｐｍ未満（たとえば、約０．１ｐｐｍ未満、約０．０５ｐｐｍ未満および／または小さすぎて測定することができないほど）である場合には、負の密度変化および／または光屈折によって生じる波面の歪曲（たとえばΔｎ）は無視することができるものと見なすことができる。
【００２６】
本願明細書の他の場所でより詳細に説明したように、負の密度変化によって生じる波面の歪曲は、干渉法および／または複屈折によって測定されることができるのに対し、光屈折は、複屈折および干渉法の実験の結果を比較することによって測定されることができる。
【００２７】
好都合なことに、（一般に約０．３×１０１８分子／ｃｍ３の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカインゴットを製造する）火炎加水分解法および試料に水素分子を加えるか、または試料から水素分子を取り除くためのインゴットの選択的後処理によって、所望のレベルの水素分子を有する高純度溶融シリカを製造することができる。たとえば、高圧および約５００℃でインゴットを水素に浸漬することによって、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを製造することができる。たとえば、ガラスインゴットを空気中で約５００℃以上の高温で加熱することによって、ガラスインゴットにおいて水素分子をガス抜きすることによって、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３未満の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを製造することができる。本発明において用いるのに適した高純度溶融シリカの製造方法は、一部は所望の範囲内の水素分子濃度を有し、別の一部は所望の範囲外の水素分子濃度を有するように、高純度溶融シリカの群から所望の範囲の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを選択することをさらに含むことができる。たとえば、所望の波面の歪曲特性（たとえば、経時的に予測可能であるように展開する波面の歪曲および／または負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる無視することができる波面の歪曲）を提供する所望の範囲の水素分子濃度を選択することと、一部は所望の範囲内の水素分子濃度を有し、別の一部は所望の範囲外の水素分子濃度を有するように、高純度溶融シリカの群を形成することと、高純度溶融シリカのこの群から所望の範囲の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを選択することと、を含む方法によって、本発明において用いるのに適した高純度溶融シリカを製造することができる。例示として、０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のＡｒＦレーザフルエンスの場合には、（約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８のような）約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８分子／ｃｍ３の水素分子濃度範囲が望ましいことが分かっている。さらに、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス〜約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルスのＡｒＦレーザフルエンスの場合には、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８の水素分子濃度範囲が望ましいことが分かっている。
【００２８】
一旦、紫外リソグラフィ放射線を形成するための適切なパルス紫外線源および適切な高純度溶融シリカリソグラフィガラスが設けられると、上述したように、パルス紫外線源からの紫外線が、リソグラフィパターンを形成するために用いられる。次に、リソグラフィパターンは、縮小リソグラフィパターンを形成するために縮小され、縮小リソグラフィパターンが紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。
【００２９】
形成、縮小、投影の１つの例示の工程が、図１に示されている。パルス紫外線源６からの紫外線４が、マスク８を通過する。マスク８は、所定のパターンで紫外線４の一部を反射または吸収するようにパターン形成されているため、リソグラフィパターン２を形成する。パターン形成前に、紫外線源６からの紫外線４を操作するために、さまざまな光学素子（たとえば、レンズ７および格子９）を用いることもでき、本発明の目的ではかかる任意の操作は、リソグラフィパターン形成ステップの一部と考えることができる。一旦、リソグラフィパターンが形成されると、一般に、パターン形成放射線を１つ以上のレンズ１２および／または他の光学素子（図示せず）を介して透過することによって、縮小リソグラフィパターン１０を形成するために縮小される。レンズ１２および他の光学素子は、ハウジング１４の中で互いに対して所定の位置に保持されることが好都合であり、レンズ１２および他の光学素子と合わせて、レンズバレル１６と一般に呼ばれている。最後に、縮小リソグラフィパターン１０は、紫外線感受性リソグラフィ媒体１８に投影されて、印刷リソグラフィパターンを形成する。縮小リソグラフィパターンを操作するために、さまざまな光学素子（図示せず）を用いることができ、本発明の目的では、任意の投影ステップの一部と考えることができる。
【００３０】
本発明のリソグラフィ工程の上記の説明および図１から明白であるように、パルス紫外線源６からの紫外線４は、パターン形成の前に紫外線を操作するために用いられるオプションの光学素子を含むさまざまな光学素子、リソグラフィパターンを形成するために用いられるマスク（すなわちマスクの透過部分）、パターン形成後であるが、縮小前に紫外線を操作する（この操作は縮小ステップの一部と考えることができる）ために存在してもよいオプションの光学素子、縮小ステップにおいて用いられるレンズおよび他の光学素子、縮小後（すなわち、投影ステップ中）、紫外線を操作するために用いられるオプションの光学素子によって透過される。
【００３１】
上記に示したように、形成、縮小、および投影のステップのうち少なくとも１つのステップは、高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって紫外リソグラフィ放射線を透過することを含む。これは、本発明の高純度溶融シリカリソグラフィガラスに関する前節に記載した光学素子の少なくとも１つの光学素子を製造することによって実現されることができる。縮小ステップにおいて用いられる少なくとも一部（すべてであればさらに好ましい）のレンズおよび他の光学素子は、本発明の高純度溶融シリカリソグラフィガラスから製造されることが好ましい。さらに、投影ステップにおいて紫外線を透過するために光学素子が用いられる場合には、本発明の高純度溶融シリカリソグラフィガラスからかかる光学素子を製造することも望ましいと考えられる。
【００３２】
本願明細書で言及した形成、縮小、および投影のステップを実行するために、他の方法および光学素子を用いることができ、たとえば、Ｈａｓｈｉｍｏｔｏに付与された欧州特許出願公開第０ ７７９ ５５８ Ａ２号、Ｈａｓｈｉｍｏｔｏに付与された米国特許第５，８８０，８１７号、Ｊｉｎｂｏらに付与された米国特許第６，１７４，８３０号、Ｊｉｎｂｏらに付与された米国特許出願公開第２００１／００００５０８号、Ｋｕｍａｇａｉに付与された米国特許出願公開第２００１／００１２０９９号の各明細書などに記載されている。これらの特許は参照によって本願明細書に引用される。
【００３３】
本発明はまた、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を含むリソグラフィ装置に関する。本発明のリソグラフィ装置において用いるのに適切なパルス紫外線源、波長、フルエンスは、本発明のリソグラフィ方法の説明と共に、上記の説明に含まれている。リソグラフィ装置はまた、パルス紫外線源からのリソグラフィ放射線を透過する少なくとも１つの合成ガラス光学部材を含む。例示として、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述した光学素子のいずれであってもよい。具体的に言えば、再び図１を参照すると、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、本発明のリソグラフィ方法の縮小ステップおよび投影ステップにおいて必要とされるレンズ１２および／または他の光学素子のいずれかであってもよい。１つの本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。別の本発明のリソグラフィ装置において、少なくとも１つの合成ガラス光学部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含む。これらの範囲内で、適切な濃度の水素分子は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述したものを含む。追加として、または別法として、高純度溶融シリカリソグラフィガラスにおける水素分子の濃度は、高純度溶融シリカによって生じる紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が経時的に予測可能であるように展開するほど十分に低いものとして特徴付けられることができる。さらなる追加として、または別法として、高純度溶融シリカリソグラフィガラスにおける水素分子の濃度は、高純度溶融シリカにおける負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視することができるほど十分に低いものとして特徴付けられることができる。
【００３４】
本発明はまた、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長のパルス紫外リソグラフィ放射線に露光されるとき、予測可能であるように展開する波面の歪曲を有する合成高純度溶融シリカ光学部材を製造するための方法に関する。この方法は、高純度溶融シリカ光学部材における水素分子濃度を約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３に制限することを含む。これらの範囲内で、適切な濃度の水素分子は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述したものを含む。
【００３５】
本発明はまた、約２００ｎｍより短い波長（たとえばＡｒＦエキシマレーザによる放射線）および約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス（たとえば、約６ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約４ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．１ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満および／または約０．０２ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンス）を有するパルス紫外線を用いるための合成ガラス光学部材（たとえばレンズまたはレンズバレルなどのレンズの群）に関する。１つの本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または約０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。これらの範囲内で、適切な濃度の水素分子は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述したものを含む。さらに別の本発明の合成ガラス光学部材において、部材は、高純度溶融シリカによって生じる波面の歪曲が経時的に予測可能であるように展開するほど十分に低い濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む。
【００３６】
高純度溶融シリカインゴットの製造中に用いられる水素ガスのレベルを制御することによって、試料に水素分子を加えるか、または試料から水素分子を取り除くためのインゴットの選択的後処理によって、および／または一部は所望の範囲内の水素分子濃度を有し、別の一部は所望の範囲外の水素分子濃度を有するように、高純度溶融シリカの群から所望の範囲の水素分子濃度を有する高純度溶融シリカを選択することによって、など任意の適切な方法によって、高純度溶融シリカ光学部材における水素分子の濃度を限定することができる。これらの方法のそれぞれに関するさらなる詳細は、本発明のリソグラフィ方法の説明に関して上述している。
【００３７】
本発明は、以下の実施例によってさらに説明される。
【００３８】
実施例
高エネルギー放射（Ｐｒｉｍａｋら，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３９：５６５１（１９６８）（本願明細書に参照によって引用される））の下で、ごく最近では、１５７ｎｍ、１９３ｎｍ、および２４８ｎｍの波長において作動する深紫外線エキシマレーザ源（Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄら，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５５：１２７６（１９８９）、Ａｌｌａｎら，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，２１（２４）：１９６０（１９９６）、Ｓｃｈｅｋｅｒら，「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，ｖｏｌ．２７２６（１９９６）、Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）、Ｌｉｂｅｒｍａｎら，Ｊ．Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ．Ｓｏｌｉｄｓ，２４４：１５９（１９９８）、Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，２４（２０）：１４０１（１９９９）（いずれも本願明細書に参照によって引用される））によって誘発される溶融シリカの緻密化（圧密）に関する文献に研究の大部分が記載されている。仕組みが完全に理解されているわけではないが、１９３ｎｍおよび２４８ｎｍの露光に関して、効果は以下のべき乗則表示によって十分に特徴付けられている（「式３」）：
【数３】
【００３９】
式３によって表されたフルエンスの観測される相互依存性により、損傷の過程を加速するために、これまでに報告された実験データの大部分は、比較的高いフルエンスで観測されている。フォトリソグラフィレンズ装置における実際の使用では、露光パルスの数は相当多いと推測されるが、フルエンスはかなり少なく、たとえば、０．１〜１０ｍＪ／ｃｍ２の範囲であると推測される。
【００４０】
近年、Ｖａｎ Ｐｅｓｋｉは、低い放射線量で偏光された１９３ｎｍの照射によって誘発される溶融シリカの構造的変形が所期の緻密化挙動に対応していないことを報告している。実際に、多数の試料（異なる供給者から入手）において、「膨張」の形跡が観測されている。
【００４１】
実施例１――エキシマ露光溶融シリカの誘発された複屈折率および波面の歪曲と、入射偏光の効果の測定
本研究において、異なる構成、特に既知の水素分子濃度を有するエキシマ露光溶融シリカにおいて誘発された複屈折および波面の歪曲を測定した。入射偏光の効果を明確に調査するために、直線偏光および未偏光を用いた露光条件が用いられた。本研究では、１９３ｎｍではなく２４８ｎｍ励起（Ｌｕｍｏｎｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ６００ ＫｒＦエキシマレーザ）を用いることを選択する。ＫｒＦレーザは本来未偏光であるため、実験の一部では偏光ビームスプリッタを用いる必要があった。頑丈な偏光子は、２４８ｎｍで用いる場合には入手可能であるが、１９３ｎｍで用いる場合には入手可能ではない。主に、低いフルエンスの露光に関心があるため、結果に一般性を欠くことなく、同様の公称フルエンスの場合、１９３ｎｍと比較してより低い２４８ｎｍ励起速度を活用することができた。既に示したように、２４８ｎｍ露光によって誘発される溶融シリカの緻密化は、１９３ｎｍと同様のべき乗則に従い、２つの波長の差異は前因子にあり、過程が本質的に同様であり、２つの過程は速度においてのみ異なると想定する。したがって、これらの実験に関して２４８ｎｍ放射線の使用は、波長の速度依存の問題であり、仕組みの差ではないと考えられる。
【００４２】
フラットトップ強度分布が試料に形成されるように、試料の前に、３ｍｍまたは５ｍｍの円形アパーチャが配置された。Ｐｈｏｔｏｎ Ｉｎｃ．Ｍｏｄｅｌ ２３００ Ｂｅａｍ Ｐｒｏｆｉｌｅｒを用いて観測された３ｍｍアパーチャによるビーム分布が、図２Ａ（水平軸）および図２Ｂ（垂直軸）に示されている。フルエンスは、アパーチャを介して測定されたパワーから算出された。光学的遅延は、ＣＲＩ ＬＣ−ＳＣＯＰＥ（登録商標）を用いて測定された。複屈折の測定におけるエッジ効果を避けるために、試料の寸法は、アパーチャよりはるかに大きい。一般に、レーザによって誘発される応力を適切に判断するために、考慮しなければならない残留背景複屈折パターンがある。一部の試料において、特に初期露光において、この残留応力の大きさは、誘発応力に匹敵する。複屈折は、残留応力および誘発応力が同一の主軸を有する場合を測定することによって定量化された。
【００４３】
溶融シリカの試料は、火炎加水分解成形によって得られた。赤外分光法によって測定されるように、ガラスのヒドロキシル含有量は約８００ｐｐｍ（重量）であった。４１３５ｃｍ−１で現れる水素の延伸モードの強度によって測定されるように、直接堆積によって形成される材料の水素分子は、約３．５×１０１７分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２であった。ここでは、この材料を試料Ａと呼ぶ。１０１９分子／ｃｍ３を超える水素濃度の試料が、高圧および５００℃で火炎加水分解によって得られた溶融シリカ試料を水素に浸漬することによって製造された。ここでは、これらの材料を試料Ｂと呼ぶ。追加の１０ｐｐｍ未満のＯＨが水素浸漬によって形成されることが既に分かっているため、化学組成は水素処理によって著しく変化しないと考えられる。
【００４４】
図３Ａ〜図３Ｄに示されている結果は、直線偏光２４８ｎｍレーザ光（図３Ａ〜図３Ｂ）直線偏光しない２４８ｎｍレーザ光（図３Ｃ〜図３Ｄ）を用いて、１０ｍＪ／ｃｍ２／パルスで約１７０×１０６パルスに露光された後の水素添加溶融シリカの試料に関する光学的遅延の図（複屈折）である。露光の露光領域の４分円の１つが、アパーチャ境界に関して図３Ａおよび図３Ｃに明確に示されている。図３Ａおよび図３Ｃのそれぞれにおけるベクトルは、遅軸（高めの屈折率）の方向を示している。いずれの場合も、露光領域外のガラスは境界に対して接線方向に配置された遅れの遅軸を有することをデータは示している。これは、周方向応力成分が伸ばされており、径方向成分が圧縮されていることを示している。この応力の状態は、２つの露光領域の露光される領域内の実質的に等方性の拡張と一致している。図３Ｂおよび図３Ｄは、アパーチャが横断されるときの光学的遅延の大きさを示すラインプロットである。露光領域の内部では複屈折がゼロではないという事実は、初期の背景値のためである。ラインプロットの比較から、２つの露光に関する光学的遅延の量はほぼ同一のパルス数（０．３４ｎｍ／ｃｍおよび０．３６ｎｍ／ｃｍ）の場合には等しいことが分かる。このことは、偏光の状態が試料において実現される膨張の量に影響しないことを示唆している。
【００４５】
この点は、円形アパーチャによって直線偏光間の連結を示唆していたＶａｎ Ｐｅｓｋｉと矛盾しているように見える。対照的に、図３Ａ〜図３Ｄで実証されているように、実質的に等方性のエキシマレーザによって誘発される膨張の存在が観測されており、膨張とレーザの偏光状態との間に関係がないことがわかる。
【００４６】
実施例２――膨張の原因を解明するための研究
一般に観測される圧密に対して膨張の原因を解明するための試みにおいて、約１０１７分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２の低い水素濃度を含む試料（試料Ａ）の場合には、誘発される複屈折が測定された。この試料は、より高い水素ガラスに関して実施例１で用いられた同一の条件の２４８ｎｍで１０ｍＪ／ｃｍ２のフルエンスで６０×１０６パルスに露光された。ここでは、直線偏光が用いられた。図４Ａに記載されている光学的遅延特性ベクトル図は、応力の径方向成分が伸び、周方向成分が圧縮されていることを示しており、試料Ａの露光領域が試料Ａの露光されていない領域より密集していることを示している。アパーチャが横断されるときの試料Ａにおける光学的遅延特性の大きさを示すラインプロットが、図４Ｂに記載されている。
【００４７】
図４Ａ〜図４Ｂと図３Ａ〜図３Ｄの比較は、レーザによって誘発される構造的変化の符号（すなわち、圧密または膨張かどうかはレーザに対する露光から生じる）を決定する際の水素分子の役割を実証している。水素添加試料Ｂにおいて観測される膨張は、Ｓｈｅｌｂｙ，Ｊ．Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ．，５０：３０７２（１９７９）（本願明細書に参照によって引用される）に報告された結果に一致しており、密度の減少は高いエネルギー放射線に対する露光時に、高い水素の溶融シリカ試料において観測された。密度の減少に伴い、Ｓｈｅｌｂｙは、放射の結果としてＳｉＯＨの形成を観測した。光分解されたガラスの減少した密度は、ＳｉＯＨ含有量の増大に起因していた。
【００４８】
光誘発工程における水素の影響のみを研究するために、低温で水素分子をシリカに添加することを選択したことを留意すべきである。実験では水素の役割は明白であるが、本質的に高い水素濃度のガラスは、正確にこの挙動を呈する必要はないことを留意すべきである。
【００４９】
実施例３――複屈折の時間展開
試料Ｂ（高い水素濃度）に関する複屈折の２４８ｎｍ露光の時間展開が、フルエンスの複数の値の関数として図５に示されている。すべての場合に関して、複屈折は、パルスに関して線形であることが分かった。膨張速度は、増大するフルエンスに関して単調ではなく、約２０〜３０ｍＪ／ｃｍ２で最大速度に達する。この挙動は、異なるフルエンス依存性に関して、共存および競合する２つの現象の概念に一致しているように見える。図６に記載したように、１９３ｎｍ露光ではさらに明確に同様の挙動が観測され、２．５ｍＪ／ｃｍ２で試料Ｂ（高い水素濃度の露光が正味の圧密を生じるのに対し、１．０ｍＪ／ｃｍ２における露光では正味の膨張を生じた。
【００５０】
実施例４――干渉法の実験
複屈折によって示される膨張に対応する前進した波面を考慮して、レーザによって誘発される密度の変化を測定するために、干渉法も用いた。複屈折の測定が行われた同一の露光スポットを測定するために、６３３ｎｍでＺＹＧＯ Ｍａｒｋ ＩＶ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒが用いられた。両方の測定が同様の密度変化を導出するのであれば、Δρ／ρの「拘束されていない」値（Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）（本願明細書に参照によって引用される）に関して同一の値を生じるはずである。複屈折および波面（干渉法）測定から得られると推測されるΔρ／ρの値を算出し、低い水素濃度の試料Ａおよび高い水素濃度の試料Ｂの場合に関して、表１にこの結果を示している。
【００５１】
【表１】
【００５２】
光屈折効果に関して、高い水素濃度の試料における複屈折測定と干渉測定との間で観測された不一致の説明を提示する。この説明において、光屈折効果は、密度変化の関連に加えて、位相シフトの干渉測定にさらに寄与している。このことは、干渉法によって測定された位相面に対して３つの寄与要因、すなわち膨張、圧密、光屈折があることを示唆しているのに対し、複屈折測定では、最初の２つの寄与要因のみである。これらの成分のそれぞれは、それ自体のフルエンス（および水素）に依存している。
【００５３】
干渉法によって測定される正味の屈折率の変化は、以下のように表記されることができる（「式４」）：
【数４】
【数５】
【００５４】
対応して、他のある一定のフルエンスの露光では、膨張が支配しているため、複屈折によって測定されたような位相変化は大きく、負である可能性があり、光屈折効果によって行われる補償のために、干渉による位相変化は小さい可能性がある。これらの事例は、高い水素濃度のガラスにおいて観測され、表２に示されている。
【００５５】
【表２】
【００５６】
また、水素濃度における光屈折の寄与の依存度を推定することもできる。水素濃度がほぼ３倍の試料を用いて、同一条件下で、１×１０１９分子Ｈ２／ｃｍ３ＳｉＯ２を含む試料を露光した。複屈折データと合わせて、干渉データを用いることによって、式４によって示されるように、水素濃度の関数として、光屈折の寄与を推定することができる。実験の幾何学的媒介変数および露光変数を正規化するために、（たとえば、Ｂｏｒｒｅｌｌｉら，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，１４（７）：１６０６（１９９７）（本願明細書に参照によって引用される）に記載されているような）有限要素解析が用いられた。その結果は、図７に示されており、図７を得るために用いられたデータが表３に提示されている。
【００５７】
【表３】
【００５８】
２つの水素濃度に関する複屈折データの比較から、膨張はまた水素成分と共に単調に増大していると仮定するならば、これらのデータは、式５に定性的に一致していることが分かる。より低い水素濃度で、他のすべてが等しいのであるならば、膨張に対する寄与はより小さいと期待される。したがって、同様に、複屈折のより小さい負の値が期待されるはずである。
【００５９】
本発明は説明のために詳細に説明してきたが、かかる詳細は説明のために過ぎないことを理解すべきであり、以下の請求項によって定義される本発明の精神および範囲を逸脱することなく、当業者は変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリソグラフィ装置および工程を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の方法において用いられる放射ビームの水平軸に沿った強度の分布を、ＣＣＤカメラを用いて捉えた画像である。
【図２Ｂ】本発明の方法において用いられる放射ビームの垂直軸に沿った強度の分布を、ＣＣＤカメラを用いて捉えた画像である。
【図３Ａ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１７０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。遅軸の方向を示す４分円の１つのベクトル図である。
【図３Ｂ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１７０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。複屈折の大きさを示すラインプロットである。
【図３Ｃ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１６８×１０６パルスの偏光しない２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。遅軸の方向を示す４分円の１つのベクトル図である。
【図３Ｄ】１０ｍＪ／ｃｍ２で１６８×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。試料の厚さは４０ｍｍである。複屈折の大きさを示すラインプロットである。
【図４Ａ】１０ｍＪ／ｃｍ２で６０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される本発明の方法による約１０１７分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。遅軸の方向を示す４分円の１つのベクトル図である。
【図４Ｂ】１０ｍＪ／ｃｍ２で６０×１０６パルスの直線偏光２４８ｎｍレーザ光を用いて露光される本発明の方法による約１０１７分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関する光学的遅延の図である。複屈折の大きさを示すラインプロットである。
【図５】約１０１８分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関するさまざまなフルエンスにおける直線偏光２４８ｎｍ放射線に対する露光対複屈折のグラフである。
【図６】約１０１９分子／ｃｍ３を上回る水素分子濃度を有する比較用の高純度溶融シリカ試料に関するさまざまなフルエンスにおける直線偏光１９３ｎｍ放射線に対する露光対複屈折のグラフである。
【図７】水素分子濃度における光屈折成分の依存度を示すグラフである。試料Ｂおよび試料Ｃは１９３ｎｍにおける１ｍＪ／ｃｍ２で約４億パルスで露光された。試料Ａは図４Ａおよび図４Ｂに関連した実験から得たものである。
Claims (76)
- １０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を形成するステップと、
約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを形成するステップと、
紫外リソグラフィ放射線によってリソグラフィパターンを形成するステップと、
前記リソグラフィパターンを縮小して縮小リソグラフィパターンを形成するステップと、
前記縮小リソグラフィパターンを紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影して、印刷リソグラフィパターンを形成するステップと、を有してなり、前記形成、前記縮小、および前記投影のステップの少なくとも１つが、前記高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって前記紫外リソグラフィ放射線を透過するステップを含むリソグラフィ方法。 - 前記パルス紫外線源が、約２００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、ＡｒＦエキシマレーザである請求項１に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１に記載の方法。
- 前記高純度溶融シリカが、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する請求項１に記載の方法。
- 前記高純度溶融シリカによって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が、経時的に予測可能であるように展開する請求項６に記載の方法。
- 前記高純度溶融シリカにおける密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項６に記載の方法。
- 前記高純度溶融シリカが約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有し、前記パルス紫外線源が約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザである請求項１に記載の方法。
- 前記高純度溶融シリカが約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有し、前記パルス紫外線源が約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザであり、前記高純度溶融シリカにおける密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項１に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源は、偏光されない紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源は、直線偏光されない紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源は、偏光される紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源は、直線偏光される紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１に記載の方法。
- １０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源と、
前記パルス紫外線源からリソグラフィ照射を透過する少なくとも１つの合成ガラス光学部材と、を有してなり、前記少なくとも１つの合成ガラス光学部材が、約０．０２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含むリソグラフィ装置。 - 前記パルス紫外線源が、約２００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、ＡｒＦエキシマレーザである請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカが、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカによって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が、経時的に予測可能であるように展開する請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカにおける密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカが約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有し、前記パルス紫外線源が約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザである請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカにおける密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項２３に記載のリソグラフィ装置。
- １０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を形成するステップと、
約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを形成するステップと、
紫外リソグラフィ放射線によってリソグラフィパターンを形成するステップと、
前記リソグラフィパターンを縮小して縮小リソグラフィパターンを形成するステップと、
前記縮小リソグラフィパターンを紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影して、印刷リソグラフィパターンを形成するステップと、を有してなり、前記形成、前記縮小、および前記投影のステップの少なくとも１つが前記高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって前記紫外リソグラフィ放射線を透過するステップを含むリソグラフィ方法。 - 前記パルス紫外線源が、約２００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、ＡｒＦエキシマレーザである請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス〜約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルスのフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス〜約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルスのフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を行い、前記高純度溶融シリカが、約０．３×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を行い、前記高純度溶融シリカが約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８分子／ｃｍ３のいずれかの濃度の水素分子を有する請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザである請求項２５に記載の方法。
- 前記高純度溶融シリカによって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が、経時的に予測可能であるように展開する請求項２５に記載の方法。
- 前記高純度溶融シリカにおける密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項２５に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザであり、前記高純度溶融シリカにおける密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項２５に記載の方法。
- １０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源と、
前記パルス紫外線源からリソグラフィ照射を透過する少なくとも１つの合成ガラス光学部材と、を有してなり、前記少なくとも１つの合成ガラス光学部材が、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカリソグラフィガラスを含むリソグラフィ装置。 - 前記パルス紫外線源が、約２００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、ＡｒＦエキシマレーザである請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス〜約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルスのフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス〜約０．１３ｍＪ／ｃｍ２／パルスのフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を行い、前記高純度溶融シリカが約０．３×１０１８分子／ｃｍ３〜０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項４０に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が約０．０５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を行い、前記高純度溶融シリカが約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．３×１０１８分子／ｃｍ３のいずれかの濃度の水素分子を有する請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカによって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が、経時的に予測可能であるように展開する請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカにおける負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザである請求項３８に記載のリソグラフィ装置。
- 前記高純度溶融シリカにおける密度変化および／または光屈折効果によって生じる前記紫外リソグラフィ放射線の波面の歪曲が無視可能である請求項４９に記載のリソグラフィ装置。
- １０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長のパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合に、予測可能に展開する波面の歪曲を有する合成高純度溶融シリカ光学部材の製造方法であって、前記高純度溶融シリカ光学部材における水素分子濃度を約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３に制限することを含む方法。
- 前記高純度溶融シリカ光学部材が、無視可能な負の密度変化および／または光屈折効果を呈する請求項５１に記載の方法。
- 約５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約２００ｎｍより短い波長のパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合に、前記高純度溶融シリカ光学部材が予測可能に展開する波面の歪曲を有する請求項５１に記載の方法。
- 約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約２００ｎｍより短い波長のパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合に、前記高純度溶融シリカ光学部材が予測可能に展開する波面の歪曲を有する請求項５１に記載の方法。
- 約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって形成されるパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合に、前記高純度溶融シリカ光学部材が予測可能に展開する波面の歪曲を有する請求項５１に記載の方法。
- １０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源を形成するステップと、
請求項５１に記載の方法に基づいて製造される合成高純度溶融シリカ光学部材を形成するステップと、
前記紫外リソグラフィ放射線によってリソグラフィパターンを形成するステップと、
前記リソグラフィパターンを縮小して縮小リソグラフィパターンを形成するステップと、
前記縮小リソグラフィパターンを紫外線感受性リソグラフィ媒体に投影して、印刷リソグラフィパターンを形成するステップと、を有してなり、前記形成、前記縮小、および前記投影のステップの少なくとも１つが前記高純度溶融シリカリソグラフィガラスによって前記紫外リソグラフィ放射線を透過するステップを含むリソグラフィ方法。 - 前記パルス紫外線源が、約２００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項５６に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、ＡｒＦエキシマレーザである請求項５６に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項５６に記載の方法。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザである請求項５６に記載のリソグラフィ装置。
- １０ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで約３００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成するためのパルス紫外線源と、
前記パルス紫外線源からリソグラフィ照射を透過する少なくとも１つの合成ガラス光学部材と、を有してなり、前記少なくとも１つの合成ガラス光学部材が、請求項５１に記載の方法によって製造されるリソグラフィ装置。 - 前記パルス紫外線源が、約２００ｎｍより短い波長の紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項６１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、ＡｒＦエキシマレーザである請求項６１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成する請求項６１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記パルス紫外線源が、約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスで紫外リソグラフィ放射線を形成するＡｒＦエキシマレーザである請求項６１に記載のリソグラフィ装置。
- 約２００ｎｍより短い波長および約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスを有するパルス紫外線で用いるための合成ガラス光学部材であり、請求項５４に記載の方法によって製造される合成ガラス光学部材。
- 約２００ｎｍより短い波長および約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスを有するパルス紫外線で用いるための合成ガラス光学部材であり、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む合成ガラス光学部材。
- 約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって形成されるパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合に、前記高純度溶融シリカ光学部材が予測可能に展開する波面の歪曲を有する請求項６７に記載の合成ガラス光学部材。
- 約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって形成されるパルス紫外リソグラフィ放射線への露光時に、前記高純度溶融シリカにおける負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる波面の歪曲が無視可能である請求項６７に記載の合成ガラス光学部材。
- 前記高純度溶融シリカが、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．１×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する請求項６７に記載の合成ガラス光学部材。
- 前記高純度溶融シリカが、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．０８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する請求項６７に記載の合成ガラス光学部材。
- 約２００ｎｍより短い波長および約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスを有するパルス紫外線で用いるための合成ガラス光学部材であり、約０．０５×１０１８分子／ｃｍ３〜０．１８×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子または０．２２×１０１８分子／ｃｍ３〜約０．５×１０１８分子／ｃｍ３の濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む合成ガラス光学部材。
- 約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって形成されるパルス紫外リソグラフィ放射線に露光される場合に、前記高純度溶融シリカが予測可能に展開する波面の歪曲を有する請求項７２に記載の合成ガラス光学部材。
- 約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって形成されるパルス紫外リソグラフィ放射線への露光時に、前記高純度溶融シリカにおける負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる波面の歪曲が無視可能である請求項７２に記載の合成ガラス光学部材。
- 約２００ｎｍより短い波長および約８ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスを有するパルス紫外線で用いるための合成ガラス光学部材であり、前記高純度溶融シリカによって生じる波面の歪曲が経時的に予測可能に展開するほど十分に低い濃度の水素分子を有する高純度溶融シリカを含む合成ガラス光学部材。
- 約１．５ｍＪ／ｃｍ２／パルス未満のフルエンスでＡｒＦエキシマレーザによって形成されるパルス紫外リソグラフィ放射線への露光時に、前記高純度溶融シリカが、前記高純度溶融シリカにおける負の密度変化および／または光屈折効果によって生じる波面の歪曲が無視可能であるほど十分に低い濃度の水素分子を有する請求項７５に記載の合成ガラス光学部材。
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