JP2004518274A

JP2004518274A - Photolithography and method for increasing light transmittance of photolithographic preforms

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Publication number: JP2004518274A
Application number: JP2002539846A
Authority: JP
Inventors: エフボレリ，ニコラス; エスダニエルソン，ポール; アールヘスリン，マイケル; エルログノフ，ステファン; モル，ヨハネス; エムシャーマーホーン，ポール; エムスミス，チャーリーン
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2004-06-17
Also published as: WO2002037144A1; KR20030045156A; EP1330665A1; TW583412B

Abstract

紫外光リソグラフィ方法／システムが提供される。リソグラフィ方法及びシステムは、２００ｎｍより短波長光の光源を提供する工程、光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子を提供する工程及び、印画されたリソグラフィパターンを形成するために感光性リソグラフィ印画材料上に縮小投影されるリソグラフィパターンを形成するために、２００ｎｍより短波長の光子に光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子を透過させる工程を含む。光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子を提供する工程はプリフォーム体を提供する工程及び光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子プリフォーム体からリソグラフィ光学素子を形成する工程を含む。An ultraviolet light lithography method / system is provided. A lithographic method and system includes providing a light source of light having a wavelength shorter than 200 nm, providing a quartz glass lithographic optical element having improved transmittance by photolysis, and photosensitive lithography to form a printed lithographic pattern. In order to form a lithographic pattern that is reduced and projected on a printing material, a step of transmitting photons having a wavelength shorter than 200 nm through a quartz glass lithographic optical element whose transmittance is improved by photolysis is included. The step of providing a quartz glass lithography optical element whose transmittance is improved by photolysis is a step of providing a preform body and a step of forming a lithography optical element from the quartz glass lithography optical element preform body whose transmittance is improved by photolysis including.

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は全般的には光投影リソグラフィ法及びフォトリソグラフィに関し、特に、１９３ｎｍ領域の波長を利用する紫外光（ＵＶ）リソグラフィシステムのような、２００ｎｍより短いＵＶ波長を利用する光フォトリソグラフィシステムに関する。
【０００２】
発明の背景
２００ｎｍより短い紫外光波長を利用する投影光フォトリソグラフィ法／システムは、より小さな集積回路最小寸法の達成に関して有益である。１９３ｎｍ波長領域の紫外光波長を利用するそのような方法／システムは、最小寸法がより小さい集積回路の製造能力を向上させる可能性を有するが、集積回路の大量生産における２００ｎｍより短波長のＵＶの商業的使用及び採用の進展は遅々としている。半導体工業における２００ｎｍより短波長のＵＶの使用の進展が遅々としている理由の一部は、経済的に製造できる、光学性能が高品質の光フォトリソグラフィ素子高純度石英ガラスがなかったことである。ＡｒＦエキシマーレーザ発光スペクトルのような１９３ｎｍ領域における紫外光フォトリソグラフィの利点を集積回路製造に利用するためには、有益な光学特性を有し、経済的に製造でき、２００ｎｍより短波長のＵＶ光子を利用できる、光フォトリソグラフィ素子石英ガラス及びその石英ガラスの光学素子が必要とされている。
【０００３】
リソグラフィ光学素子石英ガラスの３００ｎｍより短波長の光の透過率の、光分解による向上が必要とされている。
【０００４】
石英ガラスの３００ｎｍより短波長の光の透過率を光分解により高めることが必要とされている。
【０００５】
シリカ粒子をまとめて融着させることにより石英ガラスをつくるときにＨ_２が石英ガラスに取り込まれている、非含浸水素を有するリソグラフィ素子石英ガラスの３００ｎｍより短波長の光の透過率を光分解により高めることが必要とされている。
【０００６】
ＳｉＨ^＊種を含有する石英ガラスの、品質向上、及び３００ｎｍより短波長の光の透過率を光分解により高めることが必要とされている。
【０００７】
ＳｉＨ^＊種を含有し、Ｈ_２含有量が２×１０^１７分子／ｃｍ^３より少ない石英ガラスの、品質向上、及び３００ｎｍより短波長の光の透過率を光分解により高めることが必要とされている。
【０００８】
発明の概要
本発明は深紫外光リソグラフィ法を含む。本深紫外光リソグラフィ法は、光子を生成するためのリソグラフィＵＶ波長光源を提供する工程、光分解で透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子を提供する工程、及び生成された光子に光分解で透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子を透過させる工程を含む。本方法は、光子によりリソグラフィパターンを形成する工程及び感光性リソグラフィ印画材料上にリソグラフィパターンを投影して印画されたリソグラフィパターンを形成する工程を含む。
【０００９】
本発明は光学素子石英ガラスの作成方法をさらに含む。本作成方法は、３００ｎｍより短波長の光に対する内部透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する光学素子石英ガラスを提供する工程及び、３００ｎｍより短波長の光に対する高められた内部透過率ＩＮ（％／ｃｍ）をもつ、ＩＮ−Ｔ＝Δ透過率（％／ｃｍ）として、Δ透過率≧０．０７の、光分解により透過率が向上した石英ガラスを提供するため、３００ｎｍより短波長の露光光子で石英ガラスを光分解性露光する工程を含む。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明は紫外光リソグラフィ法を含む。図１に示されるように、本方法は光子２２を生成するための２００ｎｍより短波長光の光源２０を提供する工程及び光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ素子３０を提供する工程を含む。本方法は２００ｎｍより短波長のリソグラフィ光子２２に光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子３０を透過させる工程を含む。本方法はリソグラフィ光子２２でリソグラフィパターンを形成する工程及びリソグラフィパターンを縮小する工程及びリソグラフパターンを感光性リソグラフィ印画材料２６上に投影して印画されたリソグラフィパターンを形成する工程を含む。図２に示されるように、本発明のリソグラフィ法／システム２８は光分解により透過率が向上した複数の石英ガラスリソグラフィ光学素子３０を利用することが好ましい。図３に示されるように、本リソグラフィ法／システム２８は印画されたリソグラフィパターンをウエハ２７の印画材料２６上に形成するためにリソグラフィ光子及びリソグラフィパターンを操作する、光分解により透過率が向上した多数の石英ガラスリソグラフィ光学素子３０を備えることができる。図５はリソグラフィマスク２４上のリソグラフィＩＣパターンを示す。図６に示されるように、マスク２４の透過特性及びＩＣパターンが２００ｎｍより短波長のリソグラフィ光子によるリソグラフィＩＣパターンを形成する。図７に示されるように、リソグラフィＩＣパターンはウエハ２７上に縮小投影される。同様に図８のマスク２４のマスクパターン３２が図９の感光性リソグラフィ材料２６上に縮小投影されて、印画されたリソグラフィパターン３４が得られる。図４に示されるような、好ましい実施形態においては、光源２０を提供する工程がＡｒＦエキシマーレーザ３６を提供する工程及び１９３ｎｍリソグラフィ光子を生成する工程を含む。光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子３０を提供する工程は、光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子プリフォーム体４０を提供する工程及びプリフォーム４０からリソグラフィ光学素子３０を形成する工程を含む。図１０に示されるように、石英ガラス光学素子プリフォーム４０は光学レンズ素子３０の形につくられる。光学素子３０を形成する工程は素子３０の光学形状を与えるために研削及び研磨によりプリフォームを成形する工程を含むことが好ましい。素子３０はコーティングを施すこと及び集成のためのハウジングに収めることもできる。図１０は、円板状であることが好ましいプリフォーム４０の断面及び光学素子３０の断面を示す。石英ガラスプリフォーム体４０は、光学素子３０に成形される前に、本発明にしたがって透過率を向上させるために光分解性露光されることが好ましい。
【００１１】
光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子プリフォーム体４０を提供する工程は、２００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前内部透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する光学素子石英ガラス体５０を提供する工程及び２００ｎｍより短波長の光に対する高められた内部透過率ＩＮ（％／ｃｍ）を有し、ＩＮ−Ｔ＝Δ透過率（％／ｃｍ）として、Δ透過率≧０．０７である、光分解により透過率が向上した石英ガラス体を提供するために３００ｎｍより短波長の露光光子で石英ガラスを光分解性露光する工程を含む。図１１に示されるように、本方法は２００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前内部透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する光学素子石英ガラス体５０を提供する工程及び３００ｎｍより短波長の露光光４２で石英ガラスプリフォーム５０を光分解性露光する工程を含む。プリフォーム５０は、ある時間、露光前処女ガラスプリフォーム５０の露光前処女内部透過率Ｔより少なくとも０．０７（％／ｃｍ）高い向上した内部透過率ＩＮまでプリフォームの内部透過率が高められるような露光光子フルーエンスで露光される。図１１に示されるように、石英ガラスを光分解性露光する工程は石英ガラスに当たる３００ｎｍより短波長の光４４を提供する工程を含む。図１２〜１３は３００ｎｍより短波長の光４４によるプリフォーム５０の光分解性露光の実施形態を示す。石英ガラスプリフォーム５０の光分解性露光は３００ｎｍより短波長の光の光学的操作を含むことが好ましい。図１２では、３００ｎｍより短波長の露光光が、３００ｎｍより短波長のレーザ４６で生成されるコヒーレントレーザビームをビーム拡大することにより、光学的に操作される。好ましい実施形態において、レーザ４６はエキシマーレーザである。図１３では、光源４８で生成された３００ｎｍより短波長の露光光が、積分球５２及び積分球５２内部の３００ｎｍより短波長の光を反射する表面５４により光学的に操作される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態において、３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前内部透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する石英ガラスを提供する工程は非含浸水素ドープ石英ガラスを提供する工程を含む。水素は石英ガラスに固有であって、ガラス形成後含浸プロセスによるような外部からガラスに導入された水素ではないことが好ましい。図１４〜１５に示されるように、ＶＵＶ露光処理前処女石英ガラスプリフォーム５０がとられる石英ガラス５６を提供する工程は水素の存在の下で複数個のシリカ粒子５８を提供する工程を含み、Ｈ_２は石英ガラス５６及び石英ガラスプリフォーム５０に取り込まれる。図１４〜１５に示されるように、水素は直接堆積ガラス形成段階中に本発明の高純度石英ガラスに取り込まれることが好ましい。石英ガラスは、高純度Ｓｉ含有供給原料、例えばＳｉＣｌ_４またはＯＭＣＴＳ（環式シロキサン−オクタメチルシクロテトラシロキサン）のようなシリカ形成供給原料が熱保持直接堆積石英ガラスボウル炉６４内部の転換サイト６２のバーナー６０に送られる、一段火炎加水分解プロセスによりつくられることが好ましい。Ｓｉ供給原料は、ＣＨ_４、Ｈ_２、天然ガスのような水素含有燃料及び酸素Ｏ_２が供給される、バーナー６０の火炎加水分解転換サイトバーナー炎６６において転換される。図１６に示されるように、直接堆積炉６４でつくられた石英ガラス５６のボウルは露光処理前処女石英ガラスプリフォーム５０の母体である。プリフォーム５０は、切断及びドリル穿孔のようなガラス取出しプロセスによって、より大きな母体ガラスから取り出される。プリフォーム５０は次いで、光分解により透過率が向上した石英ガラスリソグラフィ光学素子プリフォーム体４０を提供するために光分解性露光され、次いでこのプリフォーム体４０からリソグラフィ光学素子３０が形成される。石英ガラス体５６の直接堆積形成工程は、水素の存在の下でシリカ粒子５８から溶融石英ガラス体５６を形成する工程を含み、得られた石英ガラス５６及び石英ガラス５６からのプリフォーム５０がＳｉＨ^＊ラジカルを含有することが好ましい。高純度石英ガラス内に形成されたＳｉＨ^＊ラジカルは光分解で取り除くことがができる３００ｎｍより短波長のＵＶ吸収を有する。本発明の新規な方法は、３００ｎｍより短波長の露光光子による露光によりこれらのＳｉＨ^＊ラジカルをより吸収の小さいガラス種に転換する。図１４に示されるように、直接堆積で形成された石英ガラス５６には層化構造屈折率脈理６８が形成され、図１６に示されるように、本方法はガラス５６に形成された脈理の除去を抑制する工程を含む。ガラスに存在するいかなる脈理の除去も、ガラスの均質化及びモールド成形のような、ガラスの高温機械加工を回避することにより抑制される。プリフォーム５０は既にプリフォーム５０にあるガラス構造を乱さずに光分解性露光される。特に、脈理構造を均質化するためのガラスの均質化及びガラスの高温機械加工／混練が回避され、利用されない。ガラスプリフォーム５０を光分解性露光する工程は均質化及び高温加工／混練がなされていないガラスプリフォーム５０を光分解性露光する工程を含む。ＳｉＨ^＊ラジカルを有する石英ガラス５６を提供する工程は、Ｈ_２含有量が＜２×１０^１７分子／ｃｍ^３である石英ガラス５６を提供する工程を含むことが好ましい。
【００１３】
本発明は光学素子石英ガラス４０の作成方法をさらに含む。図１１に示されるように、本方法は、３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前内部透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する光学素子石英ガラス５０を提供する工程及び３００ｎｍより短波長の光に対する高められた内部透過率ＩＮ（％／ｃｍ）を有する光分解により透過率が向上した石英ガラス４０を提供するために石英ガラスを３００ｎｍより短波長の露光光子で光分解性露光し、ＩＮ−Ｔ＝Δ透過率（％／ｃｍ）として、Δ透過率≧０．０７とする工程を含む。本発明は、図１０のガラス４０から図１〜４に示されるようなリソグラフィシステムに利用されるレンズ３０を形成する工程のような、波長が２４８ｎｍ以下の複数の光子を操作するために光分解で透過率が向上した石英ガラス４０を利用する工程も含む。
【００１４】
３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前内部透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する光学素子石英ガラス５０を提供する工程は、９９．９２％／ｃｍ以下の、３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前内部透過率Ｔを有する光学素子石英ガラス５０を提供する工程を含むことが好ましい。ガラス５０を光分解性露光する工程は、少なくとも９９．９８％／ｃｍの、３００ｎｍより短波長の光に対する高められた内部透過率ＩＮを与えることが好ましい。
【００１５】
好ましい実施形態において、本方法は、Δ透過率が≧０．０９であるように、さらに好ましくはΔ透過率が≧０．１６であるように、ガラスの透過率を高めるためにガラスを光分解性露光する工程を含む。３００ｎｍより短波長の露光光子による石英ガラス５０の光分解性露光方法は、３００ｎｍより短波長の光を提供する工程及び３００ｎｍより短波長の光４４を石英ガラスに当てる工程を含む。図１２〜１３に示されるように、本方法は、３００ｎｍより短波長の光を、ビーム拡大器または反射積分球によるように、光学制御システムにより光学的に操作し、導く工程を含む。一実施形態において、本方法は、３００ｎｍより短波長のレーザ光光源を提供する工程、３００ｎｍより短波長のレーザ光ビームを生成する工程、３００ｎｍより短波長のレーザ光ビームを拡大する工程及び拡大された３００ｎｍより短波長のレーザ光ビームを石英ガラス５０に当てる工程を含む。レーザビームは、ＣＷレーザからのような連続ビーム、またはエキシマーレーザからのようなパルスビームとすることができる。図１３に示されるように、本発明の一実施形態は、放電ランプのような３００ｎｍより短波長の非コヒーレント光光源４８を提供する工程、反射性容器５２を提供する工程、石英ガラス５０を反射性容器５２内に配する工程及び反射性容器内で石英ガラスに３００ｎｍより短波長の光４４を当てる工程を含む。反射性容器５２は３００ｎｍより短波長のＵＶを反射する表面を有し、好ましくはガラス５０を包囲する、積分球であることが好ましい。
【００１６】
３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する石英ガラスの提供方法は非含浸水素ドープ石英ガラス５０を提供する工程を含む。ガラス５０は、ガラスに固有であり、含浸処理によりガラスに取り入れられたものではない、水素を含有することが好ましい。３００ｎｍより短波長の光に対する透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する石英ガラス５０を提供する工程は、Ｈ_２が直接堆積ガラス形成段階において取り込まれる図１４〜１５の直接堆積プロセスに示されるように、Ｈ_２が石英ガラス５６に取り込まれる、水素の存在の下で複数個のシリカ粒子５８をまとめて提供する工程を含む。本方法は、シリカ前駆体供給原料を提供する工程、シリカ供給原料を転換サイトバーナー６０に送る工程、転換サイトバーナーによりシリカ供給原料を複数個のシリカスート粒子５８に転換する工程及び、シリカスート粒子が加熱された石英ガラス表面に融着し、水素分子が石英ガラス５６に取り込まれる、シリカスート粒子をガラス体５６の加熱された石英ガラス表面上に堆積させる工程を含む。この直接堆積プロセスでは、ガラス中の水素が、転換サイト、シリカ形成反応並びにバーナーに送られる燃料及び供給原料から提供される。（Ｈ_２，ＣＨ_４のような）Ｈを有する燃料及び水素含有供給原料の使用が転換サイトにおいて水素を提供する。水素の存在の下でシリカ粒子から溶融石英ガラス体を形成する直接堆積は複数個のＳｉＨ^＊種を含有する石英ガラス５６を結果として提供することが好ましい。ガラス中のＳｉＨ^＊種は光分解で取り除くことができる３００ｎｍより短波長におけるＵＶ吸収を有し、ＳｉＨ^＊種は、本発明にしたがう露光によって、より吸収が小さい種に転換できる。図１４に示されるように、本発明は直接堆積形成石英ガラス５６が形成された層化構造屈折率脈理６８を有する方法を含み、本方法は形成された脈理の、特に露光工程前の、除去を抑制する工程を含む。除去はガラスの均質化を回避し、ガラスの高温機械加工／混練を回避することにより抑制される。
【００１７】
３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する石英ガラスを提供する工程は、Ｈ_２含有量が＜２×１０^１８Ｈ_２／ｃｍ^３の石英ガラスを提供する工程を含むことが好ましい。３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前透過率Ｔ（％／ｃｍ）を有する石英ガラスを提供する工程は、好ましくは汚染レベルがガラス表面領域及びガラス内部のいずれにおいても２０ｐｐｂより低い、一様な汚染Ｎａレベルをもつ石英ガラスを提供する工程を含むことが好ましい。本発明においては、石英ガラス５０を提供する工程が、直径Ｄ＞１７ｃｍ及び厚さＴＨ＞７ｃｍ、好ましくは、直径＞８インチ（２０．３２ｃｍ）及び４インチ（１０．１６ｃｍ）厚の円板形の、大寸高純度石英ガラス部材を提供する工程をさらに含む。高純度石英ガラスは、高い内部ＵＶ透過率、高い屈折率一様性及び低い複屈折を有し、形成、成形及び研磨して光学素子にすることができる。最新リソグラフィステッパツールで用いられる光源はエキシマーレーザであるから、高エネルギーのパルス光への耐性も重要な寿命パラメータである。
【００１８】
石英ガラス中に存在する未反応水素分子（Ｈ_２）はレーザ光で形成される色中心と反応して、化学式１：
【化１】

【化２】

の左辺に示される不対電子種よりＵＶ吸収がかなり小さい水素含有種を与えることにより、ガラス内の誘起吸収を小さくすることができる。
【００１９】
したがって、Ｈ_２分子は通常、高純度石英ガラスに望ましい存在物であるとみなされる。Ｈ_２が確実にガラスに取り込まれる方法がいくつかある。簡単ではあるが時間のかかる方法は、バルクガラス体へのＨ_２ガスの高圧浸透含浸である。この方法はシリカへのＨ_２の拡散係数に依存しなければならない点で非常に時間がかかる。実際上、レンズブランクの大きさ（直径＞８インチ，厚さ〜４インチ）の部材では、３５０℃の温度で添加に２２８２日が必要となろう。８００℃の添加温度では、所要時間が６８日に短縮される。ガラスへの含浸に用いられる温度が高くなるほど、Ｈ_２がガラスと反応してＳｉＯＨ及びＳｉＨが生じることにも注意されたい。以下で明示されるように、このプロセス及び反応生成物のＳｉＨは材料の透過特性に有害となり得る。これが非常に時間のかかるプロセスであるだけでなく、石英ガラスへの含浸に高温高圧のＨ_２ガスを使用することには実際的工業生産上考慮すべき問題があることも明らかである。
【００２０】
高純度石英ガラスを実際に形成している間にＨ_２を取り込むガラスの製造は、本発明にしたがう、３００ｎｍより短波長の光に対する露光処理前内部透過率及び、固有であり、導入されたものでも含浸されたものでもない水素を有する、光学素子石英ガラスを提供する好ましい方法である。図１４〜１５に示されるような本発明の好ましい方法は、直接堆積火炎加水分解プロセスを利用して、高純度石英ガラスを提供するためのような同時堆積／固化の間に固有Ｈ_２分子が溶融石英ガラスに取り込まれた、レーザ損傷（色中心形成）が最小限に抑えられ、屈折率一様化または水素含浸のようなガラスの後処理が不必要であり、ＳｉＨ形成が最小限にしかおこらない、高純度石英ガラスを作成する。
【００２１】
燃料（ＣＨ_４，Ｈ_２），酸化剤（Ｏ_２）及び供給ガス（ＳｉＣｌ_４，ＯＭＣＴＳ環式シロキサン）のバランスを調整することにより、ラマン分光法によるＨ_２分子の伸縮で測定して、＜１０^１６Ｈ_２分子／ｃｍ^３ＳｉＯ_２から１０^１８Ｈ_２分子／ｃｍ^３ＳｉＯ_２の、高純度石英ガラス内固有Ｈ_２濃度を達成することが可能である。
【００２２】
発明者等は、Ｈ_２が添加され、引き続いて熱処理された高純度石英ガラスの、熱処理後の吸収スパイク挙動の大きさと相関する、２２６０ｃｍ^−１におけるラマンスペクトルの特徴的吸収を観察した。このスペクトル位置は、光分解されたＨ_２含有シリカ試料でＳｉＨ振動がみられる位置（２２８０ｃｍ^−１）に近接している。発明者等は、２２６０ｃｍ^−１における振動がシリカとのＨ_２の高温反応で形成された（発明者等がＳｉＨ^＊と表す）Ｈ−結合ＳｉＨ種によるものであり、このＳｉＨ種がＳｉＥ’中心を生じさせる光分解性前駆体であると考える。吸収の減少は、ＳｉＨが生じる、化学式Ｃにおける対再結合である、ＨとのＥ’の反応によると考えられる。吸収の減少を説明するため、ＳｉＨの吸収断面積はＳｉＨ^＊の吸収断面積よりかなり小さいと考えられる。反応は、初期吸収スパイクに関係付けられる前駆体がＳｉＨ^＊で表される、化学式Ａ：
【化３】

及びＢ：
【化４】

に示される。化学式Ｃ：
【化５】

は、ＳｉＨ種を生じさせるＨとのＥ’中心の反応を示す。
【００２３】
発明者等は、ＳｉＨ^＊の存在の結果、石英ガラスを光分解性露光することによりガラスの透過率を向上させ得ることを発見した。発明者等は、ＳｉＨ^＊種を含む石英ガラスの吸収が最終的に初期吸収測定値より小さくなること、すなわち、ガラスの透過率が上記の露光処理により高くなることを見いだした。１９３ｎｍのような２００ｎｍより短波長のリソグラフィ波長においては、高強度エキシマー源光分解性露光によるような光分解性露光により取り除かれる、ＳｉＨ^＊種に起因する低エネルギーテールによる吸収がある。ＳｉＨ^＊の吸収断面積はＳｉＨの吸収断面積よりかなり大きいと考えられる。
【００２４】
ＳｉＨ^＊の実際上考慮すべき重要な事項は、１９３ｎｍにおける初期透過率へのＳｉＨ^＊の影響及び透過率が高められて向上した石英ガラスを提供するためのＳｉＨ^＊の除去である。本発明にしたがい、高純度石英ガラスを高精度内部透過率測定値を与える分光光度計で測定し、次いでガラスを１９３ｎｍエキシマーレーザ照射で露光し、続いて分光光度計で再測定した。分光光度計測定データは、ＳｉＨ^＊の消滅の結果として、１９３ｎｍにおける透過率の０．１７％の増大を示した。
【００２５】
本発明にしたがえば、３００ｎｍより短波長のＵＶ光への石英ガラスの光分解性露光により、ガラスの３００ｎｍより短波長における高められた透過率が得られる。エキシマー照射光源及び連続ＵＶランプ光源が本プロセスに有効であることが示された。
【００２６】
本発明にしたがえば、高濃度Ｈ_２分子雰囲気条件を用いて高温で石英ガラスを形成するプロセスにより、ＳｉＨ^＊と称される、種の形成がガラス中におこることが示された。与えられた一組の実験すなわちプロセス条件内で、ＳｉＨ^＊の強度はガラスの最終Ｈ_２分子含有量と十分よく相関する。ＳｉＨ^＊種は高エネルギー（＞６．４ｅＶ）において電子遷移を有すると考えられる；これは、低エネルギーの、１９３ｎｍにおいて吸収を生じるＳｉＨ^＊種の長波長テールである。ＳｉＨ^＊の光分解はＳｉ−Ｈ^＊結合を切り離すことによりＳｉＨ^＊強度を低下させる。ケイ素原子と水素原子との再結合により、元のＳｉＨ^＊ラジカルとは異なる同族ＳｉＨ種が生じる。本発明にしたがえば、生じたＳｉＨ種はＳｉＨ^＊の吸収断面積より小さい吸収断面積を有し、よってＳｉＨ種の形成は１９３ｎｍにおける透過率に有害ではない。予備露光による光分解を介したＳｉＨ^＊のＳｉＨへの転換は３００ｎｍより短波長における透過率の増大に対して発明された手法である。
【００２７】
一実施形態において、工業生産を考慮した大寸プリフォーム体の露光（全面露光）に対しては、エキシマーレーザビームを拡大してエキシマー照射を与えるためにビーム拡大器が利用される。ランプ露光に対しては、石英ガラス光学素子プリフォーム部材を収容するに十分な大きさの、積分球内部のような、反射性容器内部が確実に一様露光するために利用される。
【００２８】
ガラス中の比較的高濃度のＨ_２が比較的低い１９３ｎｍ透過率と相関することが観察された（図１７）。定不純物濃度における２つのＨ_２水準に対するデータが示される。この場合、透過率は低光度照明源を用いる分光光度計（日立ＵＶ分光計）により測定されている。
【００２９】
図１８は、一方は火炎加水分解プロセスで作成され、他方はガラス形成後高圧Ｈ_２／高温含浸処理を用いて作成された、２つの石英ガラスに対する誘起２１５ｎｍ吸収／ｃｍ対１９３ｎｍ露光パルス数のグラフを示す。ガラスが１９３ｎｍエキシマー照射（６ｍＪ／ｃｍ^２／パルス）で露光されると、吸収の急速な増大がみられる（２１５ｎｍ中心は１９３ｎｍにおいてかなりの吸収を有するから、この測定値は１９３ｎｍ透過率の変化の尺度として役立つ）。次いで２１５ｎｍ吸収はある低いレベルまで時間とともに減衰する。高圧Ｈ_２／高温条件で処理されたガラスのラマンスペクトルは、本明細書ではＳｉＨ^＊（ＳｉＯ_２＋Ｈ_２→ＳｉＨ^＊＋ＨＯＳｉ）と呼ばれる、水素原子結合種に帰せられる吸収の存在を示す。この吸収の強度は吸収スパイクの大きさと十分よく相関し、これら２つが関係付けられることを示唆する。本明細書で説明されるように、ＳｉＨ^＊の存在が、Ｈ_２含有量が高められている、コーニング社（ＣｏｒｎｉｎｇＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）の直接堆積ＨＰＦＳ（登録商標）石英ガラスのような、高純度石英ガラスの比較的低い透過率の原因であると考えられる。２１５ｎｍ中心の光分解により、２１５ｎｍ中心の減少及び１９３ｎｍにおける透過率の増大が生じる。過渡吸収はガラスの処理条件、特に高Ｈ_２濃度及び処理温度における時間の条件に関係付けられる。
【００３０】
図１９は、直接堆積火炎加水分解で作成され、さらにかなり低いフルーエンス（＜１ｍＪ／ｃｍ^２／パルス：パルス繰返しレート４００Ｈｚ）の１９３ｎｍ光で短時間の露光がなされたガラスについての、誘起１９３ｎｍ吸収／ｃｍ対パルス数のグラフを示す。１ｍＪ／ｃｍ^２／パルス以下のフルーエンスは本発明のリソグラフィ光学素子の方法で期待されるであろうフルーエンスである。このグラフは、上記の低フルーエンスにおける〜８０万パルス後にガラスが“誘起透過率”を示すこと、すなわち提供された石英ガラスの光透過性が露光によって高められていることを示す。この石英ガラスの１９３ｎｍにおける光透過性は、２０００秒の露光時間後に、より高くなっている（負吸収）。
【００３１】
図２０は、Ｈ_２含有量が異なる２つのガラスについてなされた、（内部透過率として報告される）１９３ｎｍ透過率の測定の結果を含む。“初期”透過率は、分光計を用いて測定された、作成されたままの処女石英ガラスの１９３ｎｍ透過率である。この石英ガラスを次いで、１ｍＪ／ｃｍ^２／パルスの露光フルーエンスにおいて１００万パルスの１９３ｎｍエキシマーレーザ光で光分解性露光した。“最終”透過率は、分光計を用いて測定された、上記処理後の石英ガラスの高められた１９３ｎｍ透過率である。０．１２から０．１７％／ｃｍの透過率増大が認められる。さらに、Ｈ_２含有量が大きい方の試料ではより大きな透過率増大が測定されることも認められる。−ｌｏｇ（Ｔ／ＴＯ）＝０の線は、石英ガラスの光分解性露光により、石英ガラスの２００ｎｍより短波長の光に対する透過率が向上した（ＳｉＨ^＊＋ｈν→［ＳｉＨ］）ことを示す。
【００３２】
２４８ｎｍエキシマー照射を用いて同様の一組の実験を実行した。この一組の実験では、１５ｍＪ／ｃｍ^２／パルスのフルーエンスを１０^６パルスについて用いた。レーザ誘起圧密化研究に基づけば、２４８ｎｍ光照射を用いる励起では、同じ効果を達成するために１９６ｎｍ光に必要なフルーエンスのおよそ１０倍のフルーエンスが必要である。そのような結果は、１９３ｎｍ露光と２４８ｎｍ露光に用いられた露光条件が同等であることを示唆する。２４８ｎｍ露光の前と後に測定された１９３ｎｍ内部透過率の結果が表１に示される。
【００３３】
【表１】

表２にデータが示されるように、２４８ｎｍにおける透過率も露光後に高められていることも認められる。
【００３４】
【表２】

様々なＨ_２含有量をもつ一組の石英ガラスの、３００ｎｍより短波長のＵＶ領域出力を有するランプからの非コヒーレント連続光源による露光も行った。Ｘｅランプで２４時間露光した、２．３〜３．２分子／ｃｍ^３のＨ_２を有するガラスの透過率変化が図２１に示される。ほぼ０．１５％の増大がみられた。
【００３５】
透過率増大をおこさせるために低圧水銀ランプ露光も用いた。図２２に示されるデータは、２４時間露光後のおよそ０．２％の透過率増大をやはり示す。
【００３６】
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなされ得ることが、当業者には明白であろう。したがって、本発明は、本発明の改変及び変形が特許請求項及びその等価物の範囲に入れば、そのような改変及び変形を包含するとされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明にしたがう紫外光リソグラフィ法及びシステムを示す
【図２】
本発明にしたがう紫外光リソグラフィ法及びシステムを示す
【図３】
本発明にしたがう紫外光リソグラフィ法及びシステムを示す
【図４】
本発明にしたがう紫外光リソグラフィ法及びシステムを示す
【図５】
本発明にしたがうリソグラフィパターン方法を示す
【図６】
本発明にしたがうリソグラフィパターン方法を示す
【図７】
本発明にしたがうリソグラフィパターン方法を示す
【図８】
本発明にしたがうリソグラフィパターン方法を示す
【図９】
本発明にしたがうリソグラフィパターン方法を示す
【図１０】
本発明にしたがう方法を示し、本発明にしたがう方法の光学素子及びプリフォームを示す
【図１１】
本発明にしたがう方法を示す
【図１２】
本発明にしたがう方法及びシステムを示す
【図１３】
本発明にしたがう方法及びシステムを示す
【図１４】
本発明にしたがう方法を示す
【図１５】
本発明にしたがう方法を示す
【図１６】
本発明にしたがう方法を示す
【図１７】
２水準の石英ガラス内Ｈ_２に対する、１９３ｎｍ光％透過率［１／ｃｍ］（ｙ軸）対Ｎａ陽イオン不純物含有量［ｐｐｂ］のグラフである
【図１８】
誘起２１５ｎｍ光吸収度／ｃｍ［−ｌｏｇ（Ｔ／ＴＯ）］（ｙ軸）対１９３ｎｍ光パルス数（６ｍＪ／ｃｍ^２／パルス）［時間（分）］（ｘ軸）のグラフである
【図１９】
誘起１９３ｎｍ光吸収度／ｃｍ［−ｌｏｇ（Ｔ／ＴＯ）］（ｙ軸）対１９３ｎｍ光パルス数（６ｍＪ／ｃｍ^２／パルス：繰返し周波数４００Ｈｚ）［時間（秒）］（ｘ軸）のグラフである
【図２０】
誘起１９３ｎｍ光吸収度／ｃｍ［−ｌｏｇ（Ｔ／ＴＯ）］（ｙ軸）対１９３ｎｍエキシマーレーザ光露光時間［秒］のグラフである
【図２１Ａ】
１９３ｎｍ光内部透過率対、Ｘｅランプの非コヒーレント光で露光された、石英ガラスの深さ［ｍｍ］のグラフである
【図２１Ｂ】
１９３ｎｍ光内部透過率対、Ｘｅランプの非コヒーレント光で露光された、石英ガラスの深さ［ｍｍ］のグラフである
【図２２】
１９３ｎｍ光内部透過率対、水銀ＵＶランプ光で露光された、石英ガラスの深さ［ｍｍ］のグラフである
【符号の説明】
２０２００ｎｍより短波長光の光源
２２光子
２４リソグラフィマスク
２６感光性印画材料
２７ウエハ
３０石英ガラスリソグラフィ光学素子[0001]
Field of the invention
The present invention relates generally to light projection lithography and photolithography, and more particularly to optical photolithography systems utilizing UV wavelengths shorter than 200 nm, such as ultraviolet (UV) lithography systems utilizing wavelengths in the 193 nm region.
[0002]
Background of the Invention
Projection light photolithography methods / systems utilizing ultraviolet light wavelengths shorter than 200 nm are beneficial for achieving smaller integrated circuit minimum dimensions. Such methods / systems utilizing ultraviolet light wavelengths in the 193 nm wavelength region have the potential to improve the manufacturing capability of integrated circuits with smaller minimum dimensions, but have the potential to reduce the wavelength of UV below 200 nm in the mass production of integrated circuits. Progress in commercial use and adoption has been slow. Part of the slow progress in the use of UV below 200 nm in the semiconductor industry is partly due to the lack of high quality optical photolithography elements of high purity quartz glass that can be manufactured economically. . In order to utilize the advantages of ultraviolet photolithography in the 193 nm region, such as the ArF excimer laser emission spectrum, in integrated circuit fabrication, UV photons with wavelengths shorter than 200 nm with useful optical properties can be manufactured economically. There is a need for an optical photolithographic element quartz glass and an optical element of that quartz glass that can be used.
[0003]
There is a need to improve the transmittance of lithographic optical element quartz glass for light having a wavelength shorter than 300 nm by photolysis.
[0004]
There is a need to increase the transmittance of quartz glass light having a wavelength shorter than 300 nm by photolysis.
[0005]
When producing silica glass by fusing silica particles together, H₂It is necessary to increase the transmittance of light having a wavelength shorter than 300 nm of lithographic element quartz glass having non-impregnated hydrogen, which is incorporated in quartz glass, by photolysis.
[0006]
SiH^*There is a need to improve the quality of quartz glass containing seeds and to increase the transmittance of light having a wavelength shorter than 300 nm by photolysis.
[0007]
SiH^*Containing seeds, H₂Content is 2 × 10¹⁷Molecule / cm³There is a need to improve the quality of less quartz glass and to increase the transmittance of light having a wavelength shorter than 300 nm by photolysis.
[0008]
Summary of the Invention
The invention includes a deep ultraviolet lithography method. This deep ultraviolet light lithography method comprises the steps of providing a lithography UV wavelength light source for generating photons, providing a quartz glass lithography optical element having improved transmittance by photolysis, and photolysis of the generated photons by photolysis. Transmitting a quartz glass lithographic optical element having an improved transmittance. The method includes forming a lithographic pattern with photons and projecting the lithographic pattern onto a photosensitive lithographic printing material to form a printed lithographic pattern.
[0009]
The present invention further includes a method for producing an optical element quartz glass. The method includes providing an optical element quartz glass having an internal transmittance T (% / cm) for light having a wavelength shorter than 300 nm, and an enhanced internal transmittance IN (% / cm) for light having a wavelength shorter than 300 nm. Exposure photons with wavelengths shorter than 300 nm to provide a quartz glass having a transmittance of Δ7 ≧ 0.07, where IN-T = Δ transmittance (% / cm), having a transmittance of And exposing the quartz glass to photolytic exposure.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention includes ultraviolet lithography. As shown in FIG. 1, the method includes providing a light source 20 of shorter wavelength than 200 nm for generating photons 22 and providing a quartz glass lithographic element 30 having enhanced transmittance by photolysis. . The method includes the step of transmitting lithographic photons 22 having a wavelength shorter than 200 nm through a quartz glass lithographic optical element 30 whose transmittance has been improved by photolysis. The method includes forming a lithographic pattern with lithographic photons 22, reducing the lithographic pattern, and projecting the lithographic pattern onto a photosensitive lithographic printing material 26 to form a printed lithographic pattern. As shown in FIG. 2, the lithography method / system 28 of the present invention preferably utilizes a plurality of quartz glass lithography optics 30 that have enhanced transmittance through photolysis. As shown in FIG. 3, the present lithographic method / system 28 manipulates the lithographic photons and the lithographic pattern to form the printed lithographic pattern on the printing material 26 of the wafer 27, with enhanced transmission by photolysis. A number of quartz glass lithographic optical elements 30 can be provided. FIG. 5 shows a lithography IC pattern on the lithography mask 24. As shown in FIG. 6, a lithography IC pattern is formed by lithography photons whose transmission characteristics and IC pattern of the mask 24 are shorter than 200 nm. As shown in FIG. 7, the lithographic IC pattern is reduced and projected on the wafer 27. Similarly, the mask pattern 32 of the mask 24 of FIG. 8 is reduced-projected onto the photosensitive lithographic material 26 of FIG. 9 to obtain a printed lithographic pattern 34. In a preferred embodiment, as shown in FIG. 4, providing the light source 20 includes providing an ArF excimer laser 36 and generating 193 nm lithographic photons. The step of providing the quartz glass lithography optical element 30 having the transmittance improved by photolysis includes the step of providing the quartz glass lithography optical element preform body 40 having the transmittance improved by photolysis and the step of providing the lithography optical element 30 from the preform 40. Is formed. As shown in FIG. 10, a quartz glass optical element preform 40 is formed in the form of an optical lens element 30. The step of forming the optical element 30 preferably includes the step of forming a preform by grinding and polishing to give the optical shape of the element 30. Element 30 can also be coated and housed in a housing for assembly. FIG. 10 shows a cross section of the preform 40 and a cross section of the optical element 30 which are preferably disc-shaped. Before being formed into the optical element 30, the quartz glass preform body 40 is preferably subjected to photolytic exposure in order to improve the transmittance according to the present invention.
[0011]
The step of providing the quartz glass lithography optical element preform body 40 whose transmittance has been improved by photolysis is performed by an optical element quartz glass body 50 having an internal transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 200 nm. And having an increased internal transmittance IN (% / cm) for light of wavelengths shorter than 200 nm, where IN-T = Δ transmittance (% / cm), with Δ transmittance ≧ 0.07. In order to provide a quartz glass body whose transmittance is improved by photolysis, a step of photolytically exposing the quartz glass with an exposure photon having a wavelength shorter than 300 nm is included. As shown in FIG. 11, the present method provides a step of providing an optical element quartz glass body 50 having an internal transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 200 nm, and exposing light having a wavelength shorter than 300 nm. A step of photodecomposing the quartz glass preform 50 at 42 is included. The preform 50 has an increased internal transmittance of the preform up to an improved internal transmittance IN that is at least 0.07 (% / cm) higher than the pre-exposure virgin internal transmittance T of the pre-exposure virgin glass preform 50 for a period of time. Exposure is performed with such an exposure photon fluence. As shown in FIG. 11, the step of photolytically exposing the quartz glass includes the step of providing light 44 having a wavelength shorter than 300 nm that impinges on the quartz glass. 12-13 show an embodiment of photodegradable exposure of a preform 50 with light 44 having a wavelength shorter than 300 nm. Preferably, the photolytic exposure of the quartz glass preform 50 involves optical manipulation of light with a wavelength shorter than 300 nm. In FIG. 12, exposure light having a wavelength shorter than 300 nm is optically manipulated by expanding a coherent laser beam generated by a laser 46 having a wavelength shorter than 300 nm. In a preferred embodiment, laser 46 is an excimer laser. In FIG. 13, the exposure light having a wavelength shorter than 300 nm generated by the light source 48 is optically manipulated by the integrating sphere 52 and the surface 54 inside the integrating sphere 52 that reflects light having a wavelength shorter than 300 nm.
[0012]
In a preferred embodiment of the present invention, the step of providing quartz glass having an internal transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm includes the step of providing non-impregnated hydrogen-doped quartz glass. Preferably, the hydrogen is specific to the quartz glass and not externally introduced into the glass, such as by an impregnation process after glass formation. As shown in FIGS. 14-15, providing the quartz glass 56 from which the VUV pre-treatment virgin quartz glass preform 50 is taken includes providing a plurality of silica particles 58 in the presence of hydrogen. H₂Is taken into the quartz glass 56 and the quartz glass preform 50. As shown in FIGS. 14-15, hydrogen is preferably incorporated into the high purity quartz glass of the present invention during the direct deposition glass formation stage. Quartz glass is a high purity Si-containing feedstock such as SiCl₄Alternatively, a silica-forming feedstock such as OMCTS (cyclic siloxane-octamethylcyclotetrasiloxane) is produced by a one-step flame hydrolysis process in which a heat-holding directly deposited quartz glass bowl furnace 64 is sent to a burner 60 at a conversion site 62 inside a furnace 64. Is preferred. The Si feed is CH₄, H₂Hydrogen-containing fuels such as natural gas and oxygen O₂Is supplied in the flame hydrolysis conversion site burner flame 66 of the burner 60. As shown in FIG. 16, a bowl of quartz glass 56 made in a direct deposition furnace 64 is the mother body of the pre-exposure virgin quartz glass preform 50. The preform 50 is removed from the larger host glass by a glass removal process such as cutting and drilling. The preform 50 is then photolytically exposed to provide a quartz glass lithographic optical element preform body 40 whose transmittance has been enhanced by photolysis, from which the lithographic optical element 30 is then formed. The step of directly depositing and forming the quartz glass body 56 includes a step of forming the fused quartz glass body 56 from the silica particles 58 in the presence of hydrogen, and the obtained quartz glass 56 and the preform 50 from the quartz glass 56 are made of SiH.^*It preferably contains a radical. SiH formed in high purity quartz glass^*Radicals have UV absorption at wavelengths shorter than 300 nm that can be removed by photolysis. The novel method of the present invention provides for the exposure of these SiH^*Converts radicals into less absorbing glass species. As shown in FIG. 14, a quartz glass 56 formed by direct deposition has a stratified structure refractive index stria 68 formed thereon, and as shown in FIG. And a step of suppressing removal of Removal of any stria present in the glass is suppressed by avoiding high temperature machining of the glass, such as homogenization and molding of the glass. The preform 50 is photolytically exposed without disturbing the glass structure already in the preform 50. In particular, homogenization of the glass to homogenize the striae and high-temperature machining / kneading of the glass are avoided and not used. The step of photolytically exposing the glass preform 50 includes a step of photolytically exposing the glass preform 50 that has not been subjected to homogenization and high-temperature processing / kneading. SiH^*The step of providing the quartz glass 56 having radicals is H₂Content <2 × 10¹⁷Molecule / cm³It is preferable to include a step of providing the quartz glass 56 which is as follows.
[0013]
The present invention further includes a method of forming the optical element quartz glass 40. As shown in FIG. 11, the method includes providing an optical element quartz glass 50 having an internal transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm, and a method for providing light having a wavelength shorter than 300 nm. In order to provide a quartz glass 40 having an improved transmittance due to photolysis having an increased internal transmittance IN (% / cm), the quartz glass is subjected to photolytic exposure with an exposure photon having a wavelength shorter than 300 nm, and IN-T = Δ transmittance (% / cm), and a step of setting Δ transmittance ≧ 0.07 is included. The present invention can be used to manipulate a plurality of photons having a wavelength of 248 nm or less, such as forming the lens 30 utilized in a lithography system as shown in FIGS. 1-4 from the glass 40 of FIG. And a step of using the quartz glass 40 having improved transmittance.
[0014]
The step of providing the optical element quartz glass 50 having the internal transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm is performed by exposing the optical element quartz glass 50 to 99.92% / cm or less of light having a wavelength shorter than 300 nm. It is preferable to include a step of providing the optical element quartz glass 50 having the front internal transmittance T. The step of photolytically exposing the glass 50 preferably provides an enhanced internal transmission IN for light of wavelengths shorter than 300 nm, of at least 99.98% / cm.
[0015]
In a preferred embodiment, the method comprises photo-degrading the glass to increase the transmittance of the glass, such that the Δ transmittance is ≧ 0.09, more preferably, the Δ transmittance is ≧ 0.16. Step of exposing to light. The photodegradable exposure method of the quartz glass 50 with the exposure photons having a wavelength shorter than 300 nm includes a step of providing light having a wavelength shorter than 300 nm and a step of applying light 44 having a wavelength shorter than 300 nm to the quartz glass. As shown in FIGS. 12-13, the method includes the step of optically manipulating and directing light of a wavelength shorter than 300 nm by an optical control system, such as by a beam expander or a reflection integrating sphere. In one embodiment, the method includes providing a laser light source having a wavelength shorter than 300 nm, generating a laser light beam having a wavelength shorter than 300 nm, expanding the laser light beam having a wavelength shorter than 300 nm, and expanding. And a step of applying a laser beam having a wavelength shorter than 300 nm to the quartz glass 50. The laser beam can be a continuous beam, such as from a CW laser, or a pulsed beam, such as from an excimer laser. As shown in FIG. 13, one embodiment of the present invention provides a process of providing a non-coherent light source 48 having a wavelength shorter than 300 nm, such as a discharge lamp, a process of providing a reflective container 52, and a process of reflecting quartz glass 50. And a step of exposing the quartz glass to light 44 having a wavelength shorter than 300 nm in the reflective container. The reflective container 52 is preferably an integrating sphere that has a surface that reflects UV light having a wavelength shorter than 300 nm and preferably surrounds the glass 50.
[0016]
The method for providing quartz glass having a transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm includes a step of providing non-impregnated hydrogen-doped quartz glass 50. The glass 50 preferably contains hydrogen, which is specific to the glass and has not been incorporated into the glass by the impregnation process. The step of providing the quartz glass 50 having a transmittance T (% / cm) for light having a wavelength shorter than 300 nm includes the steps of:₂As shown in the direct deposition process of FIGS.₂Is provided in the presence of hydrogen and collectively provides a plurality of silica particles 58 in the presence of hydrogen. The method includes providing a silica precursor feed, sending the silica feed to a conversion site burner 60, converting the silica feed into a plurality of silica soot particles 58 with the conversion site burner, and heating the silica soot particles. Depositing silica soot particles on the heated quartz glass surface of the glass body 56, wherein the silica soot particles are fused to the quartz glass surface and the hydrogen molecules are taken into the quartz glass 56. In this direct deposition process, hydrogen in the glass is provided from conversion sites, silica-forming reactions and fuels and feeds sent to the burners. (H₂, CH₄The use of a fuel having H and a hydrogen-containing feedstock (such as) provides hydrogen at the conversion site. Direct deposition of fused silica glass bodies from silica particles in the presence of hydrogen involves multiple SiH^*Preferably, a quartz glass 56 containing the seed is provided as a result. SiH in glass^*The species has UV absorption at wavelengths shorter than 300 nm that can be removed by photolysis,^*Species can be converted to less absorbing species by exposure according to the present invention. As shown in FIG. 14, the present invention includes a method having a stratified refractive index striae 68 on which a directly deposited formed quartz glass 56 has been formed, the method comprising forming a striae formed, particularly prior to the exposing step. And the step of suppressing removal. Elimination is suppressed by avoiding homogenization of the glass and avoiding high temperature machining / kneading of the glass.
[0017]
The step of providing a quartz glass having a transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm is performed by H₂Content <2 × 10¹⁸H₂/ Cm³It is preferable to include a step of providing a quartz glass of Providing a quartz glass having a pre-exposure transmittance T (% / cm) for light having a wavelength shorter than 300 nm preferably involves a uniform contamination level of less than 20 ppb in both the glass surface area and the glass interior. Preferably, the method includes providing a quartz glass having a contaminating Na level. In the present invention, the step of providing the quartz glass 50 comprises a disk shape having a diameter D> 17 cm and a thickness TH> 7 cm, preferably a diameter of> 8 inches (20.32 cm) and 4 inches (10.16 cm) thick. And providing a large-sized high-purity quartz glass member. High purity quartz glass has high internal UV transmittance, high refractive index uniformity and low birefringence, and can be formed, shaped and polished into optical elements. Since the light source used in modern lithography stepper tools is an excimer laser, resistance to high-energy pulsed light is also an important life parameter.
[0018]
Unreacted hydrogen molecules (H₂) Reacts with the color center formed by the laser light to produce
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By giving a hydrogen-containing species that has much lower UV absorption than the unpaired electron species shown on the left side of, the induced absorption in the glass can be reduced.
[0019]
Therefore, H₂Molecules are generally considered to be desirable entities for high purity quartz glass. H₂There are several ways that can be reliably incorporated into glass. A simple but time-consuming method is to apply H to the bulk glass body.₂High pressure osmosis impregnation of gas. This method uses H₂Is very time consuming in that it must rely on the diffusion coefficient of In practice, for components of lens blank size (diameter> 8 inches, thickness ~ 4 inches), addition at a temperature of 350 ° C would require 2282 days for addition. At an addition temperature of 800 ° C., the required time is reduced to 68 days. The higher the temperature used for impregnating the glass, the higher the H₂Also react with the glass to form SiOH and SiH. As demonstrated below, the SiH of this process and reaction product can be detrimental to the permeation properties of the material. This is not only a very time-consuming process, but also a high-temperature, high-pressure H₂It is also clear that the use of gas has problems for practical industrial production to consider.
[0020]
During the actual formation of high purity quartz glass, H₂The production of a glass incorporating the optical element quartz glass according to the present invention, having an internal transmittance before exposure to light with a wavelength shorter than 300 nm and hydrogen that is intrinsic and not impregnated or impregnated. Is a preferred method of providing The preferred method of the present invention, as shown in FIGS. 14-15, utilizes a direct deposition flame hydrolysis process to provide an intrinsic H during co-deposition / solidification, such as to provide high purity quartz glass.₂Molecules are incorporated into fused silica glass, laser damage (color center formation) is minimized, no post-treatment of the glass such as refractive index equalization or hydrogen impregnation is required, and SiH formation is minimized. Create high-purity quartz glass that occurs only in
[0021]
Fuel (CH₄, H₂), Oxidizing agent (O₂) And supply gas (SiCl₄, OMCTS cyclic siloxane) by adjusting the balance of H by Raman spectroscopy.₂<10 as measured by the stretching of the molecule¹⁶H₂Molecule / cm³SiO₂From 10¹⁸H₂Molecule / cm³SiO₂Of intrinsic H in high purity quartz glass₂It is possible to achieve a concentration.
[0022]
The present inventors have₂Was added and subsequently heat treated, the high purity quartz glass correlated with the magnitude of the absorption spike behavior after heat treatment, 2260 cm^-1The characteristic absorption of the Raman spectrum at was observed. This spectral position is determined by the photolyzed H₂(2280 cm) where the SiH vibration is observed in the silica sample containing^-1) Is close to. The inventors are 2260cm^-1Vibration in silica is H with silica₂Formed by the high-temperature reaction of^*), Which is considered to be a photodegradable precursor that gives rise to SiE 'centers. The decrease in absorption is believed to be due to the reaction of E 'with H, a pair recombination in Formula C, which produces SiH. To explain the decrease in absorption, the absorption cross section of SiH is SiH^*Is considered to be significantly smaller than the absorption cross section of The reaction is such that the precursor associated with the initial absorption spike is SiH^*Formula A represented by:
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And B:
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Is shown in Formula C:
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Shows the reaction of the E 'center with H to generate SiH species.
[0023]
The inventors have found that SiH^*As a result, it has been found that the transmittance of glass can be improved by photolytic exposure of quartz glass. The inventors have found that SiH^*It has been found that the absorption of the seeded quartz glass eventually becomes smaller than the measured initial absorption, ie the transmittance of the glass is increased by the exposure treatment described above. At lithographic wavelengths shorter than 200 nm, such as 193 nm, SiH removed by photolytic exposure, such as by high intensity excimer source photolytic exposure,^*There is absorption by the low energy tail due to the species. SiH^*Is considered to be significantly larger than the absorption cross section of SiH.
[0024]
SiH^*An important consideration for practical use is the SiH to 193 nm initial transmission.^*Of SiH to provide improved quartz glass with enhanced effects and transmittance^*Removal. In accordance with the present invention, high purity quartz glass was measured with a spectrophotometer that provided high precision internal transmittance measurements, then the glass was exposed to 193 nm excimer laser irradiation and subsequently re-measured with a spectrophotometer. Spectrophotometer measurement data is SiH^*Showed a 0.17% increase in transmittance at 193 nm.
[0025]
In accordance with the present invention, photodegradable exposure of quartz glass to UV light having a wavelength shorter than 300 nm results in enhanced transmittance of the glass at wavelengths shorter than 300 nm. Excimer illumination sources and continuous UV lamp sources have been shown to be effective for this process.
[0026]
According to the present invention, high concentrations of H₂The process of forming quartz glass at high temperatures using molecular atmosphere conditions has resulted in SiH^*It has been shown that seed formation occurs in the glass, referred to as glass. Within a given set of experiments or process conditions, the SiH^*Is the final H of the glass.₂Correlates well with molecular content. SiH^*Species are thought to have electronic transitions at high energies (> 6.4 eV); this is due to the low energy, SiH that causes absorption at 193 nm.^*The long wavelength tail of the species. SiH^*Photolysis of Si-H^*By breaking the bond, the SiH^*Decrease strength. Due to the recombination of silicon atoms and hydrogen atoms, the original SiH^*A homologous SiH species different from the radical results. According to the present invention, the resulting SiH species is SiH^*Has a smaller absorption cross-section, so that the formation of SiH species is not detrimental to the transmission at 193 nm. SiH via photolysis by pre-exposure^*Conversion to SiH is an approach invented for increased transmission at wavelengths shorter than 300 nm.
[0027]
In one embodiment, a beam expander is used to expose the large-sized preform body in consideration of industrial production (overall exposure) to expand the excimer laser beam to give excimer irradiation. For lamp exposure, it is used to ensure uniform exposure inside a reflective container, such as inside an integrating sphere, large enough to accommodate the quartz glass optical element preform member.
[0028]
Relatively high concentration of H in glass₂Was observed to correlate with the relatively low 193 nm transmission (FIG. 17). Two H at constant impurity concentration₂Data for levels is shown. In this case, the transmittance is measured by a spectrophotometer (Hitachi UV spectrometer) using a low-luminance illumination source.
[0029]
FIG. 18 shows that one is made by a flame hydrolysis process and the other is high pressure H after glass formation.₂4 shows a graph of induced 215 nm absorption / cm vs. number of 193 nm exposure pulses for two quartz glasses made using a / high temperature impregnation process. The glass was irradiated with 193 nm excimer (6 mJ / cm²(Pulse), there is a rapid increase in absorption (this measurement serves as a measure of the change in 193 nm transmission because the 215 nm center has significant absorption at 193 nm). The 215 nm absorption then decays to a lower level over time. High pressure H₂The Raman spectrum of the glass treated at high temperature conditions is herein referred to as SiH^*(SiO₂+ H₂→ SiH^*+ HOSi), indicating the presence of an absorption attributable to hydrogen-bonded species. The intensity of this absorption correlates well with the size of the absorption spike, suggesting that the two are related. As described herein, SiH^*The existence of H₂It is believed to be responsible for the relatively low transmission of high purity quartz glass, such as Corning Incorporated's directly deposited HPFS® quartz glass, with increased content. Photolysis at 215 nm center results in a decrease in 215 nm center and an increase in transmission at 193 nm. Transient absorption is a consequence of glass processing conditions, especially high H₂It is related to the conditions of concentration and time at processing temperature.
[0030]
FIG. 19 shows that the fluence (<1 mJ / cm) was created by direct deposition flame hydrolysis and was significantly lower.²4 shows a graph of induced 193 nm absorption / cm versus the number of pulses for glass exposed to 193 nm light for a short time at (/ pulse: pulse repetition rate of 400 Hz). 1mJ / cm²A fluence of less than / pulse is the fluence that would be expected with the method of the lithographic optical element of the present invention. This graph shows that the glass shows "induced transmission" after ~ 800,000 pulses at the above low fluence, i.e., that the light transmission of the provided quartz glass has been enhanced by exposure. The light transmission at 193 nm of this quartz glass is higher (negative absorption) after an exposure time of 2000 seconds.
[0031]
FIG.₂Includes the results of a 193 nm transmission measurement (reported as internal transmission) made on two glasses with different contents. "Initial" transmittance is the 193 nm transmittance of as-made virgin quartz glass, measured using a spectrometer. The quartz glass is then removed to 1 mJ / cm²Exposure / Pulse Exposure was performed with 193 nm excimer laser light of 1 million pulses at a fluence. "Final" transmission is the enhanced 193 nm transmission of the quartz glass after the above treatment, as measured using a spectrometer. A transmission increase of 0.12 to 0.17% / cm is observed. Furthermore, H₂It is also observed that higher transmittance increases are measured for the higher content sample. The line of −log (T / TO) = 0 shows that the transmittance of quartz glass to light having a wavelength shorter than 200 nm has been improved by photolytic exposure of quartz glass (SiH).^*+ Hν → [SiH]).
[0032]
A similar set of experiments was performed using 248 nm excimer irradiation. In this set of experiments, 15 mJ / cm²/ Pulse fluence is 10⁶Used for pulses. Based on laser-induced compaction studies, excitation using 248 nm light irradiation requires about 10 times the fluence required for 196 nm light to achieve the same effect. Such a result suggests that the exposure conditions used for the 193 nm exposure and the 248 nm exposure are equivalent. The results of the 193 nm internal transmittance measured before and after the 248 nm exposure are shown in Table 1.
[0033]
[Table 1]

As shown in the data in Table 2, it is also observed that the transmittance at 248 nm was also increased after exposure.
[0034]
[Table 2]

Various H₂A set of fused quartz glass contents was also exposed by a non-coherent continuous light source from a lamp having a UV output below 300 nm. 2.3-3.2 molecules / cm exposed to Xe lamp for 24 hours³H₂FIG. 21 shows the change in transmittance of glass having the following formula. An increase of almost 0.15% was observed.
[0035]
A low pressure mercury lamp exposure was also used to cause an increase in transmission. The data shown in FIG. 22 also shows a transmission increase of approximately 0.2% after 24 hours exposure.
[0036]
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Thus, it is intended that the present invention covers such modifications and variations as come within the scope of the appended claims and their equivalents.
[Brief description of the drawings]
FIG.
1 illustrates an ultraviolet light lithography method and system according to the present invention.
FIG. 2
1 illustrates an ultraviolet light lithography method and system according to the present invention.
FIG. 3
1 illustrates an ultraviolet light lithography method and system according to the present invention.
FIG. 4
1 illustrates an ultraviolet light lithography method and system according to the present invention.
FIG. 5
2 illustrates a lithographic pattern method according to the present invention.
FIG. 6
2 illustrates a lithographic pattern method according to the present invention.
FIG. 7
2 illustrates a lithographic pattern method according to the present invention.
FIG. 8
2 illustrates a lithographic pattern method according to the present invention.
FIG. 9
2 illustrates a lithographic pattern method according to the present invention.
FIG. 10
Fig. 3 shows a method according to the invention, showing an optical element and a preform of the method according to the invention.
FIG. 11
2 shows a method according to the invention
FIG.
1 illustrates a method and system according to the present invention.
FIG. 13
1 illustrates a method and system according to the present invention.
FIG. 14
2 shows a method according to the invention
FIG.
2 shows a method according to the invention
FIG.
2 shows a method according to the invention
FIG.
H in quartz glass of two levels₂FIG. 5 is a graph of 193 nm light% transmittance [1 / cm] (y-axis) versus Na cation impurity content [ppb] with respect to FIG.
FIG.
Induced 215 nm light absorption / cm [-log (T / TO)] (y-axis) versus 193 nm light pulse number (6 mJ / cm)²/ Pulse) [time (minutes)] (x-axis)
FIG.
Induced 193 nm light absorption / cm [-log (T / TO)] (y-axis) versus 193 nm light pulse number (6 mJ / cm²/ Pulse: repetition frequency 400 Hz) [time (sec)] (x-axis)
FIG.
FIG. 7 is a graph of induced 193 nm light absorption / cm [-log (T / TO)] (y-axis) versus 193 nm excimer laser light exposure time [seconds].
FIG. 21A
FIG. 4 is a graph of 193 nm internal light transmittance versus depth [mm] of quartz glass exposed to non-coherent light from a Xe lamp.
FIG. 21B
FIG. 4 is a graph of 193 nm light internal transmittance versus depth [mm] of quartz glass exposed to non-coherent light from a Xe lamp.
FIG. 22
FIG. 4 is a graph of 193 nm light internal transmittance versus depth [mm] of quartz glass exposed to mercury UV lamp light.
[Explanation of symbols]
20 Light source for shorter wavelength light than 200 nm
22 photons
24 Lithography mask
26 Photographic printing materials
27 Wafer
30 Quartz glass lithography optical element

Claims

In an ultraviolet light lithography method, the method includes:
Providing a light source of light having a wavelength shorter than 200 nm to generate lithographic photons;
Providing a quartz glass lithographic optical element whose transmittance is improved by photolysis;
Transmitting the lithographic photons having a wavelength shorter than 200 nm through the quartz glass lithographic optical element whose transmittance has been improved by the photolysis;
Forming a lithographic pattern with the lithographic photons having a wavelength shorter than 200 nm;
Reducing the lithographic pattern and projecting the lithographic pattern onto a photosensitive lithographic printing material to form a printed lithographic pattern;
A method comprising:

2. The method of claim 1, wherein providing a light source of light having a wavelength shorter than 200 nm to generate lithographic photons comprises providing an ArF excimer laser and generating a plurality of 193 nm lithographic photons. The method described in.

The step of providing a quartz glass lithography optical element whose transmittance is improved by the photolysis is a step of providing a quartz glass lithography optical element preform body whose transmittance is improved by the photolysis and the transmittance is improved by the photolysis. The method of claim 1, comprising forming the lithographic optical element from a quartz glass lithographic optical element preform.

The step of providing a quartz glass lithography optical element preform body having an improved transmittance due to the photodecomposition includes the steps of: And providing the quartz glass with photolytic exposure with an exposure photon of a wavelength shorter than 300 nm, the transmittance of which is increased by photolysis with an increased internal transmittance IN (% / cm) for light of a wavelength shorter than 200 nm. 4. The method of claim 3 including providing an improved quartz glass body, wherein IN-T = [Delta] transmittance (% / cm), wherein [Delta] transmittance ≥ 0.07.

The step of photolytically exposing the quartz glass with the exposure photons having a wavelength shorter than 300 nm includes a step of providing light having a wavelength shorter than 300 nm and a step of applying the light having a wavelength shorter than 300 nm to the quartz glass. The method according to claim 4, characterized in that:

The method of claim 5, wherein the method comprises the step of optically manipulating the light having a wavelength shorter than 300 nm.

5. The method according to claim 4, wherein the step of providing the quartz glass having a transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm includes a step of providing non-impregnated hydrogen-doped quartz glass. The method described in.

The step of providing the quartz glass having a transmittance T (% / cm) for light of short wavelength from the 300nm comprises the step of providing together a plurality of silica particles in the presence of hydrogen, H ₂ is The method of claim 7, wherein the method is incorporated into the quartz glass.

The method includes forming a fused silica glass body from the silica particles by direct deposition in the presence of the hydrogen, wherein the resulting silica glass provided comprises a plurality of SiH ^* species. The method according to claim 8, characterized in that:

The method of claim 9, wherein the SiH ^* species has UV light absorption at a wavelength shorter than 300 nm that can be removed by photolysis.

The quartz glass formed by the direct deposition has a stratified refractive index striae formed, and the method includes the step of suppressing removal of the striae formed. 9. The method according to 9.

The method of claim 9, wherein the quartz glass is characterized in that it contains of _{H 2} <2 × ^{10 17} molecules / cm ^3.

In the method for producing an optical element quartz glass, the method includes:
Providing an optical element quartz glass having an internal transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm;
A quartz glass having a transmittance improved by photolysis having an increased internal transmittance IN (% / cm) for light having a wavelength shorter than 300 nm by subjecting the quartz glass to photolytic exposure with an exposure photon having a wavelength shorter than 300 nm; Providing a;
Wherein IN-T = Δ transmittance, Δ transmittance ≧ 0.07.

14. The method of claim 13, wherein the method further comprises the step of manipulating a plurality of photons having a wavelength of ≤ 248 nm using quartz glass whose transmittance has been improved by the photolysis.

The step of providing an optical element quartz glass having a pre-exposure internal transmittance T (% / cm) for light having a wavelength shorter than 300 nm is performed by using an internal transmittance before exposure processing for light having a wavelength shorter than 300 nm which is 99.92% or less. 14. The method of claim 13 including providing an optical element quartz glass having a T.

14. The method of claim 13, wherein the step of photolytically exposing the glass provides an enhanced transmission IN for light at wavelengths shorter than 300 nm of at least 99.98% / cm.

14. The method of claim 13, wherein providing the glass and exposing the glass to photolytic exposure comprises increasing the transmittance of the glass so that Δ transmittance ≧ 0.09. the method of.

14. The method of claim 13, wherein providing the glass and exposing the glass to photolytic exposure comprises increasing the transmittance of the glass such that Δ transmittance ≥ 0.16. the method of.

The step of photolytically exposing the quartz glass with an exposure photon having a wavelength shorter than 300 nm includes a step of providing light having a wavelength shorter than 300 nm and a step of irradiating the quartz glass with light having a wavelength shorter than 300 nm. The method according to claim 13, wherein

20. The method according to claim 19, wherein said method comprises the step of optically manipulating light of a wavelength shorter than 300 nm.

Providing a laser light source having a wavelength shorter than 300 nm, generating a laser light beam having a wavelength shorter than 300 nm, expanding the laser light beam having a wavelength shorter than 300 nm, and the expanded laser having a wavelength shorter than 300 nm 21. The method of claim 20, comprising applying a light beam to the quartz glass.

Providing a non-coherent light source having a wavelength shorter than 300 nm, providing a reflective container, arranging the quartz glass in the reflective container, and transmitting light having a wavelength shorter than 300 nm in the reflective container. 21. The method of claim 20, comprising applying to the quartz glass.

14. The method according to claim 13, wherein providing the quartz glass having a transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm includes providing non-impregnated hydrogen-doped quartz glass. The method described in.

The step of providing the quartz glass having a transmittance T (% / cm) for light of short wavelength from the 300nm comprises the step of providing together a plurality of silica particles in the presence of hydrogen, H ₂ is The method according to claim 13, wherein the method is incorporated into the quartz glass.

The method comprising: providing a silica precursor feed; sending the silica feed to a conversion site burner; converting the silica feed to a plurality of silica soot particles by the conversion site burner; heated quartz. The method of claim 24, further comprising depositing the silica soot particles on a glass surface, wherein the silica soot particles are fused to the heated quartz glass surface, and hydrogen molecules are incorporated into the quartz glass. Method.

The method includes forming a fused silica glass body from the silica particles by direct deposition in the presence of the hydrogen, wherein the resulting silica glass provided comprises a plurality of SiH ^* species. 25. The method of claim 24, wherein the method comprises:

27. The method of claim 26, wherein the SiH ^* species has UV light absorption at a wavelength shorter than 300 nm that can be removed by photolysis.

The quartz glass formed by the direct deposition has a stratified refractive index striae formed, and the method includes the step of suppressing removal of the striae formed. 27. The method according to 26.

The step of providing the quartz glass having a transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm provides a quartz glass containing <2 × 10 ¹⁸ H ₂ / cm ³ of H _2. 14. The method according to claim 13, comprising a step.

The step of providing the quartz glass having a transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm includes a step of providing quartz glass having a uniform level of contaminating Na. The method according to claim 13.

Exposing the glass to light of a shorter wavelength than 300 nm having a predetermined transmission-induced fluence for a predetermined transmission-induced exposure time, wherein Δ transmittance ≧ 0.10. The method according to claim 13.

32. The method of claim 31, wherein the glass is exposed to 193 nm light with a fluence of <1 mJ / cm < ² > / pulse and more than 800,000 pulses at a repetition rate of at least 400 Hz.

32. The method of claim 31, wherein the glass is exposed with 248 nm light having a fluence of> 15 mJ / cm < ² > / pulse with at least one million pulses.

The transmittance T (% / cm) before exposure to light having a wavelength shorter than 300 nm is ≦ 99.5% / cm at 193 nm, and the increased transmittance IN at 193 nm is ≧ 99.7% / cm. 14. The method according to claim 13, wherein the glass is exposed to photolytic exposure.

The pre-exposure transmittance T (% / cm) for the light having a wavelength shorter than 300 nm is in the range of about 99.5 to 99.8% / cm at 193 nm, and the enhanced transmittance IN at 193 nm is ≧ 99. 14. The method of claim 13, wherein the glass is photolytically exposed to 9% / cm.

14. The method of claim 13, wherein providing the quartz glass comprises providing a large quartz glass member having a diameter D> 17 cm and a thickness TH> 7 cm.

An apparatus for improving the ultraviolet light transmittance of a DUV (deep ultraviolet light) virgin quartz glass optical element preform, wherein the apparatus comprises:
An optical element preform receiver for receiving a DUV virgin quartz glass optical element preform;
A photodegradable exposure device, comprising: a light source for light having a wavelength shorter than 300 nm for generating exposure light having a wavelength shorter than 300 nm; and an optical control system for guiding the exposure light having a wavelength shorter than 300 nm. Exposure device;
With:
Exposure light of a wavelength shorter than 300 nm impinges on the DUV virgin quartz glass optical element preform received by the preform receiver, passes through the DUV virgin quartz glass optical element preform, and enhances (at the DUV wavelength). Induces a measured DUV internal transmission (% / cm);
An apparatus characterized in that:

The apparatus according to claim 37, wherein the light source of the light having a wavelength shorter than 300 nm is a laser having a wavelength shorter than 300 nm.

The apparatus of claim 37, wherein the optical control system comprises a beam expander.

38. The apparatus according to claim 37, wherein the light source for light having a wavelength shorter than 300 nm is a non-coherent light source having a wavelength shorter than 300 nm.

The apparatus of claim 37, wherein the optical control system comprises a reflective container for containing the received preform.

38. The apparatus of claim 37, wherein said receiver is a multi-type optical element preform receiver for receiving at least two optical element preforms.

The light source of light having a wavelength shorter than 300 nm is a laser having a wavelength shorter than 300 nm, and the receiver has a first optical element preform adjacent to a second optical element preform; A plurality of optical element preform receivers for receiving at least two optical element preforms including the second adjacent preform, wherein the optical control system comprises a beam expander for creating an expanded laser light beam. 38. The apparatus of claim 37, wherein the expanded laser light beam first strikes the first preform and subsequently strikes the second adjacent preform.