JP2005330155A - Method for producing crystalline substance - Google Patents

Method for producing crystalline substance Download PDF

Info

Publication number
JP2005330155A
JP2005330155A JP2004150341A JP2004150341A JP2005330155A JP 2005330155 A JP2005330155 A JP 2005330155A JP 2004150341 A JP2004150341 A JP 2004150341A JP 2004150341 A JP2004150341 A JP 2004150341A JP 2005330155 A JP2005330155 A JP 2005330155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crucible
temperature
seed crystal
crystal
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004150341A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunao Oyama
泰直 雄山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004150341A priority Critical patent/JP2005330155A/en
Publication of JP2005330155A publication Critical patent/JP2005330155A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide fluorite more improved in uniformity of refractive indices. <P>SOLUTION: The production method employs a crystal production apparatus provided with a fluid circulation path for changing temperature near a seed crystal to define temperature control in the vicinity of the seed crystal, and a temperature sensor for observation is provided on the periphery of the fluid circulation path in a crucible descending method, where the length of the seed crystal is elongated, or the joint part between the seed crystal and a crystallization part is processed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、真空紫外域から遠赤外域までの広い波長範囲において用いられる各種光学素子、レンズ、窓材、プリズム等に好適である蛍石の製造装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for producing fluorite that is suitable for various optical elements, lenses, window materials, prisms and the like used in a wide wavelength range from a vacuum ultraviolet region to a far infrared region.

エキシマレーザーは、紫外域で発振する唯一の高出力レーザーとして注目されており、電子産業や化学産業やエネルギー産業において応用が期待されている。   Excimer lasers are attracting attention as the only high-power lasers that oscillate in the ultraviolet region, and are expected to be applied in the electronics, chemical and energy industries.

具体的には金属、樹脂、ガラス、セラミックス、半導体等の加工や化学反応等に利用されている。近年では、短波長性を生かした超微細リソグラフィー用光源として特に進展がみられている。   Specifically, it is used for processing, chemical reaction, etc. of metals, resins, glass, ceramics, semiconductors and the like. In recent years, the development of a light source for ultrafine lithography that makes use of short wavelength characteristics has been particularly advanced.

リソグラフィー工程では、マスク上に描かれたパターンをレンズでウエハー上に転写する方法が主におこなわれている。これを光リソグラフィーという。一般に、転写パターンの解像度は、レンズの開口数(NA)、及び光の波長の逆数にそれぞれ比例して高くなる。しかしレンズの開口数に関しては製造上の問題があり、解像度を高めるには、光の波長を短くすることが有効である。このため光リソグラフィー用光源として、g線(436nm)からi線(365nm)、さらにKrFエキシマレーザー(248nm)と短波長化が実現されてきた。KrFエキシマレーザーを光源とした縮小投影型露光装置では解像度0.23μmが達成されている。   In the lithography process, a method of transferring a pattern drawn on a mask onto a wafer with a lens is mainly performed. This is called optical lithography. In general, the resolution of a transfer pattern increases in proportion to the numerical aperture (NA) of a lens and the inverse of the wavelength of light. However, there is a manufacturing problem regarding the numerical aperture of the lens, and it is effective to shorten the wavelength of light in order to increase the resolution. For this reason, as a light source for photolithography, g-line (436 nm) to i-line (365 nm), and KrF excimer laser (248 nm) have been realized. A reduction projection type exposure apparatus using a KrF excimer laser as a light source has achieved a resolution of 0.23 μm.

KrFエキシマレーザー、あるいはこれよりも短波長、特に200nm以下の波長、いわゆる真空紫外波長域の光を光源として用いる装置においては、これに用いられる光学材料として、吸収が少なく、かつ大口径で研磨可能な合成石英ガラスが適していると従来は考えられてきた。また結晶では、フッ化リチウム結晶、フッ化マグネシウム結晶及びフッ化カルシウム結晶(蛍石)が考えられる。しかしフッ化リチウム結晶には著しい潮解性があり、研磨加工が困難であるため実用的ではない。またフッ化マグネシウム結晶は二軸性結晶のため、光学的異方性の性質を持ち、複屈折現象が生じる。このため、複屈折現象を利用した偏光プリズムなどの偏光素子や、真空系窓材など高い結像性能の要求されない光学材料には使用可能であるが、光リソグラフィーで使用されるレンズ、プリズム等の高い結像性能が要求される光学材料としては不適当である。蛍石結晶は潮解性及び光学的異方性は認められず、優れた紫外線透過材料であり、精密光学系に使用可能であると有望視されてきた。   In an apparatus using a KrF excimer laser or a light having a shorter wavelength, particularly, a wavelength of 200 nm or less, that is, a so-called vacuum ultraviolet wavelength region as a light source, it can be polished with a large aperture as an optical material used for this. Conventionally, it has been considered that such synthetic quartz glass is suitable. As the crystal, lithium fluoride crystal, magnesium fluoride crystal, and calcium fluoride crystal (fluorite) can be considered. However, the lithium fluoride crystal is not practical because it has significant deliquescence and is difficult to polish. In addition, since the magnesium fluoride crystal is a biaxial crystal, it has an optically anisotropic property and a birefringence phenomenon occurs. For this reason, it can be used for polarizing elements such as polarizing prisms utilizing the birefringence phenomenon, and optical materials that do not require high imaging performance such as vacuum window materials, but such as lenses and prisms used in optical lithography. It is not suitable as an optical material that requires high imaging performance. Fluorite crystals do not show deliquescence and optical anisotropy, and have been regarded as promising as being excellent UV transmissive materials and usable in precision optical systems.

蛍石結晶光学透過材料として用いるので、特に単結晶化と屈折率の均質性の向上及び複屈折率(歪み)の低減は大きな問題である。   Since it is used as an optically transparent material for fluorite crystal, single crystallizing, improvement of homogeneity of refractive index, and reduction of birefringence (distortion) are particularly serious problems.

従来の蛍石の成長法としてブリッジマン法と呼ばれる温度分布のある炉の中を移動させ、一端より融液を順次凝固させる方法がある。光デバイスに用いられるInP結晶やGaAs結晶等も上記成長法で製造される。   As a conventional fluorite growth method, there is a method called a Bridgman method in which a melt is sequentially solidified from one end by moving in a furnace having a temperature distribution. InP crystals and GaAs crystals used for optical devices are also produced by the above growth method.

単結晶化及び複屈折率(歪み)の低減に対しては凝固方向の温度勾配つまり融液が凝固し固体になる固液界面付近の温度勾配および結晶の成長方向の制御が重要である。蛍石では結晶の面方位を(111)方向から光を透過させると、他の面方位から光を透過させるよりも複屈折率が小さいことが知られている。よって結晶を製造する際には、通常面方位(111)の種結晶を用いて成長を行う。
特開平9−315893号公報 特開2000−191322号公報
Control of the temperature gradient in the solidification direction, that is, the temperature gradient in the vicinity of the solid-liquid interface where the melt is solidified and becomes a solid, and the crystal growth direction are important for single crystallization and birefringence (strain) reduction. Fluorite is known to have a lower birefringence when light is transmitted from the (111) direction of the crystal than when light is transmitted from other surface directions. Therefore, when producing a crystal, growth is performed using a seed crystal having a normal plane orientation (111).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-315893 JP 2000-191322 A

しかしながら、ブリッジマン法では図1に示すように坩堝の中に種結晶が配置されていることと、結晶が下部から固化するので、結晶部の下側に種結晶を配置しなければならないので、種結晶の面方位を結晶の面方位と同一にさせること、すなわち種結晶の接続は、種結晶付近の温度を精密に制御しなければ、再現性よく実現されない。特に温度を上げすぎると、種結晶が全部融解するので望む面方位が得られない。   However, in the Bridgman method, the seed crystal is arranged in the crucible as shown in FIG. 1, and the crystal is solidified from the bottom, so the seed crystal must be arranged below the crystal part. Making the plane orientation of the seed crystal the same as the plane orientation of the crystal, that is, the connection of the seed crystal, cannot be realized with good reproducibility unless the temperature in the vicinity of the seed crystal is precisely controlled. In particular, if the temperature is raised too much, the seed crystal is completely melted, so the desired plane orientation cannot be obtained.

種結晶近傍の温度は炉内全体の温度分布によって支配されるので、種結晶の温度を精密に制御しようとすると炉内の温度の制御範囲が小さくなる。図2に種結晶の接続部付近の温度分布を示す。理想的には未融解部分の温度が融解部と比較してかなり低いのが望ましい。本発明では種結晶付近に流体を配置することによって、種結晶の温度の制御温度範囲を広くすることにより、種結晶の未融解部分を多くして、種結晶と結晶との接続の温度範囲及び確率を大きくする。   Since the temperature in the vicinity of the seed crystal is governed by the temperature distribution in the entire furnace, if the temperature of the seed crystal is controlled precisely, the temperature control range in the furnace becomes small. Figure 2 shows the temperature distribution near the seed crystal connection. Ideally, it is desirable that the temperature of the unmelted portion is considerably lower than that of the molten portion. In the present invention, by disposing a fluid in the vicinity of the seed crystal, the control temperature range of the temperature of the seed crystal is widened, so that the unmelted portion of the seed crystal is increased, the temperature range of the connection between the seed crystal and the crystal, and Increase the probability.

図3に本発明の種結晶温度制御装置を示す。14が流体循環路である。流体は温度センサー15aで監視される。温度センサーが所望の温度になるように、流体の温度及び流量を制御する。これにより接続可能な種結晶付近の温度制御幅を大きくすることが可能になった。加えて流体の種類を変化させることにより、より広い範囲での温度制御が可能になった。   FIG. 3 shows the seed crystal temperature control apparatus of the present invention. 14 is a fluid circuit. The fluid is monitored by temperature sensor 15a. The temperature and flow rate of the fluid are controlled so that the temperature sensor has a desired temperature. This makes it possible to increase the temperature control range in the vicinity of the connectable seed crystal. In addition, the temperature can be controlled in a wider range by changing the type of fluid.

本発明の目的は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、屈折率の均質性および複屈折率の低減がより向上する蛍石を提供することを目的とした。   An object of the present invention was made in view of the above-mentioned unsolved problems of the conventional techniques, and an object of the present invention is to provide a fluorite in which the homogeneity of the refractive index and the reduction of the birefringence are further improved. did.

本発明の更に別の目的は、エキシマレーザー用の光学部品、とりわけフォトリソグラフィ用の露光装置のエキシマレーザー用の光学部品に好適な蛍石を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a fluorite suitable for an optical component for an excimer laser, particularly an optical component for an excimer laser of an exposure apparatus for photolithography.

本発明の更に別の目的は、信頼性の高い光学物品となりうる蛍石を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide fluorite that can be a highly reliable optical article.

本発明の更に別の目的は、比較的安価に製造できる蛍石を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide fluorite that can be produced at a relatively low cost.

本発明の更に別の目的は、短波長で高出力の光を長期間繰り返し照射しても光学特性が劣化しないエキシマレーザー用の光学部品を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide an optical component for an excimer laser that does not deteriorate its optical characteristics even when it is repeatedly irradiated with high-power light at a short wavelength for a long period of time.

本発明は坩堝降下法において、種結晶の長さを長くし、又は種結晶と結晶部の接続部を加工することにより、面方位(111)からなり、複屈折性が2nm以下である蛍石の製造することを特徴とする。   The present invention relates to a fluorite having a plane orientation (111) and having a birefringence of 2 nm or less by increasing the length of a seed crystal or processing a connecting portion between a seed crystal and a crystal part in a crucible descent method It is characterized by manufacturing.

本発明によれば次の諸々の効果を達成することができる。   According to the present invention, the following various effects can be achieved.

屈折率の均質性がより向上する蛍石を提供することができる。   It is possible to provide a fluorite with improved refractive index homogeneity.

より複屈折率(歪み)の少ない蛍石を提供することができる。   Fluorite with less birefringence (distortion) can be provided.

エキシマレーザー用の光学部品、とりわけフォトリソグラフィ用の露光装置のエキシマレーザー用の光学部品に好適な蛍石を提供することができる。   A fluorite suitable for an optical component for excimer laser, particularly for an optical component for excimer laser of an exposure apparatus for photolithography can be provided.

信頼性の高い光学物品となりうる蛍石を提供することができる。   Fluorite that can be a reliable optical article can be provided.

比較的安価に製造できる蛍石を提供することができる。   A fluorite that can be produced at a relatively low cost can be provided.

短波長で高出力の光を長期間繰り返し照射しても光学特性が劣化しないエキシマレーザー用の光学部品を提供することができる。   It is possible to provide an optical component for an excimer laser in which optical characteristics are not deteriorated even when repeatedly irradiated with high-power light at a short wavelength for a long period of time.

本発明は従来のブリッジマン法のみならず坩堝にスリットが入った多段式の坩堝を用いるブリッジマン法においても同様の効果が得られる。   The present invention can obtain the same effect not only in the conventional Bridgman method but also in the Bridgman method using a multi-stage crucible having slits in the crucible.

本発明者は蛍石製造時の製造条件を変えて数多くの蛍石を製造した。   The present inventor manufactured many fluorites by changing the production conditions at the time of fluorite production.

本発明の好適な製造工程例をフローチャートとして図4に示す。   FIG. 4 shows a flowchart of a preferred manufacturing process example of the present invention.

フッカ物原料とスカベンジャーとを混合する為に、まず、フッ化物原料を準備する。そのためには、炭酸カルシウムとフッ化水素を用意し、これら炭酸カルシウムとフッ化水素とを反応させて粉末状のフッ化カルシウムを合成する。   First, a fluoride raw material is prepared in order to mix the hooker raw material and the scavenger. For that purpose, calcium carbonate and hydrogen fluoride are prepared, and these calcium carbonate and hydrogen fluoride are reacted to synthesize powdered calcium fluoride.

フッ化カルシウムは以下の反応により生成される。   Calcium fluoride is produced by the following reaction.

CaCO3+2HF→CaF2+H2O+CO2
この合成では上記反応により生じたCaF2を乾燥させたのち、焼成して水分を除去するとよい。
CaCO 3 + 2HF → CaF 2 + H 2 O + CO 2
In this synthesis, it is preferable to dry the CaF 2 generated by the above reaction and then calcinate to remove moisture.

こうして得られたフッ化カルシウム原料はできるだけ大気にさらされないように真空パックしておく。   The calcium fluoride raw material thus obtained is vacuum packed so as not to be exposed to the atmosphere as much as possible.

そして、フッ化カルシウムとスカベンジャーとを混合する。このときフッ化カルシウムとスカベンジャーとを容器にいれてこの容器を回転させて混合するとよい。   Then, calcium fluoride and scavenger are mixed. At this time, calcium fluoride and a scavenger may be placed in a container and mixed by rotating the container.

スカベンジャーとしては、フッ化亜鉛、フッ化ビスマス、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム等、成長させるフッ化物より酸素と結合しやすいものが望ましい。   As the scavenger, zinc fluoride, bismuth fluoride, sodium fluoride, lithium fluoride, or the like that is more easily bonded to oxygen than the growing fluoride is desirable.

合成フッ化物原料中に混じっている酸化物と反応して、気化し易い酸化物となる物質が選択される。とりわけフッ化亜鉛が望ましいものである。   A substance that reacts with the oxide mixed in the synthetic fluoride raw material to become an oxide that is easily vaporized is selected. Zinc fluoride is particularly desirable.

例えば、フッ化亜鉛スカベンジャーは、水分の存在により発生した酸化カルシウムをフッ化カルシウムに変化させる。   For example, a zinc fluoride scavenger changes calcium oxide generated by the presence of moisture into calcium fluoride.

CaF2+H2O→CaO+2HF(300℃)
CaO+ZnF2→CaF2+ZnO↑
スカベンジャーの添加率は0.05mol%以上5.00mol%以下であり、より好ましくは0.1から1.0mol%である。
CaF 2 + H 2 O → CaO + 2HF (300 ° C)
CaO + ZnF 2 → CaF 2 + ZnO ↑
The addition rate of the scavenger is 0.05 mol% or more and 5.00 mol% or less, more preferably 0.1 to 1.0 mol%.

こうして得られたフッ化カルシウム粉末とスカベンジャーの混合物を精製炉の坩堝の中に入れる。その後、ヒーターに通電して混合物を溶融する。続いて前述のブリッジマン法により坩堝を降下させて、溶融したフッ化カルシウムを結晶成長させる。   The calcium fluoride powder and scavenger mixture thus obtained is placed in a crucible of a refining furnace. Thereafter, the heater is energized to melt the mixture. Subsequently, the crucible is lowered by the above-mentioned Bridgman method to grow crystal of molten calcium fluoride.

(精製工程)
この工程は、後述する単結晶成長工程ほどの温度管理は必要としない。よって、得られる結晶の粒界が存在するものであってよい。
(Purification process)
This step does not require the temperature control as the single crystal growth step described later. Therefore, there may be a grain boundary of the obtained crystal.

こうして得られた結晶のうち上部、即ち経時的に最後に結晶化した部分を除去する。この部分は不純物が濃集しやすいのでこの除去工程によって、特性に悪影響を与える不純物を除去する。   The upper part of the crystal thus obtained, that is, the last crystallized part with time is removed. Since this portion tends to concentrate impurities, impurities that adversely affect the characteristics are removed by this removal step.

再びこの結晶を坩堝に入れて溶融、結晶化、上部除去の一連の工程を複数回繰り返し行う。   This crystal is again put in the crucible, and a series of steps of melting, crystallization, and removal of the upper part is repeated a plurality of times.

(単結晶製造工程)
精製工程で精製したフッ化物を、1390から1450℃程度まで坩堝を加熱して、溶融させた後、徐々に冷却する。なお、この徐冷では、一時間あたり0.1から5.0mmの速度で坩堝を降下させて徐冷することが好ましいものである。
(Single crystal manufacturing process)
The fluoride purified in the purification process is melted by heating the crucible from about 1390 to about 1450 ° C., and then gradually cooled. In this slow cooling, it is preferable that the crucible is lowered at a speed of 0.1 to 5.0 mm per hour to cool slowly.

(アニール工程)
結晶成長したフッ化物単結晶をアニール炉で熱処理する。この工程では、坩堝を900〜1300℃に加熱する。加熱時間は20時間以上、より好ましくは20から30時間である。
(Annealing process)
The crystal-grown fluoride single crystal is heat-treated in an annealing furnace. In this step, the crucible is heated to 900-1300 ° C. The heating time is 20 hours or more, more preferably 20 to 30 hours.

こうして得られるフッ化物単結晶は、酸素を25ppm以下、水、鉄(Fe),ニッケル(Ni)そしてクロム(Cr)等の好ましくない不純物量をそれぞれ10ppm以下にすることができる。   The fluoride single crystal thus obtained can have oxygen of 25 ppm or less and undesirable amounts of impurities such as water, iron (Fe), nickel (Ni) and chromium (Cr), respectively, of 10 ppm or less.

上記工程により得られたフッ化物単結晶を屈折率の均質性測定ならびに複屈折性(歪み)測定を行う。   The fluoride single crystal obtained by the above process is subjected to refractive index homogeneity measurement and birefringence (strain) measurement.

以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図示した実施の形態の装置で原料を収容する領域は図示されている場合以外でも構わない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The region for storing the raw material in the apparatus of the illustrated embodiment may be other than the case illustrated.

図1においてこの装置は、炉室6を形成するきょう体5と炉室内に配置されたグラファイト製の側面ヒーター3aからなる。該側面ヒーターは、側面ヒーター用電源7から電力を供給される。坩堝1はグラファイトもしくはプラチナ製である。またきょう体5の内側にはグラファイト製の断熱部材4が設置されきょう体5を高熱から保護する。きょう体下手からきょう体5を突き抜ける形で坩堝支持棒2が設置され、坩堝1を支えている。坩堝昇降用モーター2aは坩堝昇降用電源2bから電流を供給されるがその電力は昇降用制御装置9によって制御される。炉内温度環境は温度センサー15bにより管理される。   In FIG. 1, this apparatus includes a casing 5 forming a furnace chamber 6 and a side heater 3a made of graphite disposed in the furnace chamber. The side heater is supplied with power from a side heater power source 7. The crucible 1 is made of graphite or platinum. Further, a heat insulating member 4 made of graphite is installed inside the case 5 to protect the case 5 from high heat. A crucible support rod 2 is installed so as to penetrate the casing 5 from the lower side of the casing, and supports the crucible 1. The crucible lifting / lowering motor 2a is supplied with a current from the crucible lifting / lowering power supply 2b, and its power is controlled by the lifting / lowering control device 9. The temperature environment in the furnace is managed by the temperature sensor 15b.

種結晶収納部12は坩堝1の下部に配置される。ここに蛍石の種結晶を配置する。いずれのヒーター用部品もすべてカーボン製もしくはモリブデン製である。種結晶近傍の構造は図3に示す。流体は流体循環路14を通じて導入される。温度センサー15aは種結晶融解部と未融解部の境界に配置され、所望の温度になるように流体の温度及び流量を制御する。   The seed crystal storage unit 12 is disposed below the crucible 1. A fluorite seed crystal is placed here. All heater parts are made of carbon or molybdenum. The structure near the seed crystal is shown in FIG. The fluid is introduced through the fluid circuit 14. The temperature sensor 15a is arranged at the boundary between the seed crystal melting portion and the unmelted portion, and controls the temperature and flow rate of the fluid so as to reach a desired temperature.

炭酸カルシウムとフッ化水素酸とを反応させて粉末のフッ化カルシウムを得た。   Calcium carbonate and hydrofluoric acid were reacted to obtain powdered calcium fluoride.

これとZnF2をフッ化カルシウムに対して0.7重量%添加して、両者を混合させた。 This and ZnF 2 were added at 0.7% by weight with respect to calcium fluoride, and both were mixed.

次いで、この混合物を精製炉の坩堝に入れて1450℃に加熱した後、冷却し、溶融したフッ化カルシウムを得た。   Next, this mixture was put in a crucible of a refining furnace, heated to 1450 ° C., and then cooled to obtain molten calcium fluoride.

次に上記ブロックを図1の単結晶成長炉の坩堝に入れた。なお、スカベンジャーとしてZnF2をフッ化カルシウムの0.1重量%の量を坩堝に加えた。 Next, the block was placed in the crucible of the single crystal growth furnace of FIG. As a scavenger, ZnF 2 was added to the crucible in an amount of 0.1% by weight of calcium fluoride.

種結晶は面方位(111)を上面にして、種結晶を用い、図3の種結晶収納部に設置した。   The seed crystal was placed in the seed crystal storage section of FIG. 3 using the seed crystal with the surface orientation (111) as the top surface.

種結晶付近には流体を導入しなかった。そのときの流体循環路の温度センサーは1450℃であった。   No fluid was introduced near the seed crystal. The temperature sensor of the fluid circuit at that time was 1450 ° C.

炉内は真空度6×10-4Torrとした。そして室温から1450℃まで昇温し、真空度を2×10-6Torr、温度1450℃として11時間保った。 The degree of vacuum in the furnace was 6 × 10 −4 Torr. The temperature was raised from room temperature to 1450 ° C., and the degree of vacuum was 2 × 10 −6 Torr and the temperature was 1450 ° C. and maintained for 11 hours.

次に坩堝を2mm/hの速度で降下させた。この時の温度降下速度は約100℃/hに相当する。   Next, the crucible was lowered at a speed of 2 mm / h. The temperature drop rate at this time corresponds to about 100 ° C./h.

次に、アニール炉の坩堝に成長させたフッ化カルシウム単結晶と、フッ化カルシウムに対して0.1重量%のZnF2を入れた。炉内を排気して坩堝の温度を室温から900℃に速度100℃/hで上昇させた後、20時間で900℃に保持した。そして6℃/hの速度で低下させ、室温まで冷却した。 Next, a calcium fluoride single crystal grown in a crucible of an annealing furnace and 0.1% by weight of ZnF 2 with respect to calcium fluoride were added. The furnace was evacuated and the temperature of the crucible was increased from room temperature to 900 ° C. at a rate of 100 ° C./h, and then held at 900 ° C. for 20 hours. Then, the temperature was lowered at a rate of 6 ° C / h and cooled to room temperature.

この作業をそれぞれ20回繰り返して行った。   This operation was repeated 20 times each.

次にこの実施例の結果、種接続率(%)(上面が面方位(111)の結晶の個数/試行回数)、複屈折性(歪み)(nm/cm)の平均値を下表1に示す。   Next, as a result of this example, the average value of the seed connection rate (%) (the number of crystals whose upper surface is oriented (111) / number of trials) and birefringence (strain) (nm / cm) is shown in Table 1 below. Show.

炭酸カルシウムとフッ化水素酸とを反応させて粉末のフッ化カルシウムを得た。   Calcium carbonate and hydrofluoric acid were reacted to obtain powdered calcium fluoride.

これとZnF2をフッ化カルシウムに対して0.7重量%添加して、両者を混合させた。 This and ZnF 2 were added at 0.7% by weight with respect to calcium fluoride, and both were mixed.

次いで、この混合物を精製炉の坩堝に入れて1450℃に加熱した後、冷却し、溶融したフッ化カルシウムを得た。   Next, this mixture was put in a crucible of a refining furnace, heated to 1450 ° C., and then cooled to obtain molten calcium fluoride.

次に上記ブロックを図1の単結晶成長炉の坩堝に入れた。なお、スカベンジャーとしてZnF2をフッ化カルシウムの0.1重量%の量を坩堝に加えた。 Next, the block was placed in the crucible of the single crystal growth furnace of FIG. As a scavenger, ZnF 2 was added to the crucible in an amount of 0.1% by weight of calcium fluoride.

種結晶は面方位(111)を上面にして、種結晶を用い、図3の種結晶収納部に設置した。   The seed crystal was placed in the seed crystal storage section of FIG. 3 using the seed crystal with the surface orientation (111) as the top surface.

流体循環路には水を導入し、種結晶付近の温度を精密に制御を行い、種結晶の融解部と未融解部を規定する部分の温度を1400℃に固定した。   Water was introduced into the fluid circulation path, and the temperature near the seed crystal was precisely controlled, and the temperature of the part defining the melted and unmelted part of the seed crystal was fixed at 1400 ° C.

炉内は真空度6×10-4Torrとした。そして室温から1450℃まで昇温し、真空度を2×10-6Torr、温度1450℃として11時間保った。 The degree of vacuum in the furnace was 6 × 10 −4 Torr. The temperature was raised from room temperature to 1450 ° C., and the degree of vacuum was 2 × 10 −6 Torr and the temperature was 1450 ° C. and maintained for 11 hours.

次に坩堝を2mm/hの速度で降下させた。この時の温度降下速度は約100℃/hに相当する。   Next, the crucible was lowered at a speed of 2 mm / h. The temperature drop rate at this time corresponds to about 100 ° C./h.

次に、アニール炉の坩堝に成長させたフッ化カルシウム単結晶と、フッ化カルシウムに対して0.1重量%のZnF2を入れた。炉内を排気して坩堝の温度を室温から900℃に速度100℃/hで上昇させた後、20時間で900℃に保持した。そして6℃/hの速度で低下させ、室温まで冷却した。 Next, a calcium fluoride single crystal grown in a crucible of an annealing furnace and 0.1% by weight of ZnF 2 with respect to calcium fluoride were added. The furnace was evacuated and the temperature of the crucible was increased from room temperature to 900 ° C. at a rate of 100 ° C./h, and then maintained at 900 ° C. for 20 hours. Then, the temperature was lowered at a rate of 6 ° C / h and cooled to room temperature.

この作業をそれぞれ20回繰り返して行った。   This operation was repeated 20 times each.

次にこの実施例の結果、種接続率(%)(上面が面方位(111)の結晶の個数/試行回数)、複屈折性(歪み)(nm/cm)の平均値を下表1に示す。   Next, as a result of this example, the average value of the seed connection rate (%) (the number of crystals whose upper surface is oriented (111) / number of trials) and birefringence (strain) (nm / cm) is shown in Table 1 below. Show.

炭酸カルシウムとフッ化水素酸とを反応させて粉末のフッ化カルシウムを得た。   Calcium carbonate and hydrofluoric acid were reacted to obtain powdered calcium fluoride.

これとZnF2をフッ化カルシウムに対して0.7重量%添加して、両者を混合させた。 This and ZnF 2 were added at 0.7% by weight with respect to calcium fluoride, and both were mixed.

次いで、この混合物を精製炉の坩堝に入れて1450℃に加熱した後、冷却し、溶融したフッ化カルシウムを得た。   Next, this mixture was put in a crucible of a refining furnace, heated to 1450 ° C., and then cooled to obtain molten calcium fluoride.

次に上記ブロックを図1の単結晶成長炉の坩堝に入れた。なお、スカベンジャーとしてZnF2をフッ化カルシウムの0.1重量%の量を坩堝に加えた。 Next, the block was placed in the crucible of the single crystal growth furnace of FIG. As a scavenger, ZnF 2 was added to the crucible in an amount of 0.1% by weight of calcium fluoride.

種結晶は面方位(111)を上面にして、種結晶を用い、図3の種結晶収納部に設置した。   The seed crystal was placed in the seed crystal storage section of FIG. 3 using the seed crystal with the surface orientation (111) as the top surface.

流体循環路には窒素ガスを導入し、種結晶付近の温度を精密に制御を行い、種結晶の融解部と未融解部を規定する部分の温度を1400℃に固定した。   Nitrogen gas was introduced into the fluid circulation path, the temperature near the seed crystal was precisely controlled, and the temperature of the part defining the melted and unmelted part of the seed crystal was fixed at 1400 ° C.

炉内は真空度6×10-4Torrとした。そして室温から1450℃まで昇温し、真空度を2×10-6Torr、温度1450℃として11時間保った。 The degree of vacuum in the furnace was 6 × 10 −4 Torr. The temperature was raised from room temperature to 1450 ° C., and the degree of vacuum was 2 × 10 −6 Torr and the temperature was 1450 ° C. and maintained for 11 hours.

次に坩堝を2mm/hの速度で降下させた。この時の温度降下速度は約100℃/hに相当する。   Next, the crucible was lowered at a speed of 2 mm / h. The temperature drop rate at this time corresponds to about 100 ° C./h.

次に、アニール炉の坩堝に成長させたフッ化カルシウム単結晶と、フッ化カルシウムに対して0.1重量%のZnF2を入れた。炉内を排気して坩堝の温度を室温から900℃に速度100℃/hで上昇させた後、20時間で900℃に保持した。そして6℃/hの速度で低下させ、室温まで冷却した。 Next, a calcium fluoride single crystal grown in a crucible of an annealing furnace and 0.1% by weight of ZnF 2 with respect to calcium fluoride were added. The furnace was evacuated and the temperature of the crucible was increased from room temperature to 900 ° C. at a rate of 100 ° C./h, and then maintained at 900 ° C. for 20 hours. Then, the temperature was lowered at a rate of 6 ° C / h and cooled to room temperature.

この作業をそれぞれ20回繰り返して行った。   This operation was repeated 20 times each.

次にこの実施例の結果、種接続率(%)(上面が面方位(111)の結晶の個数/試行回数)、複屈折性(歪み)(nm/cm)の平均値を下表1に示す。   Next, as a result of this example, the average value of the seed connection rate (%) (the number of crystals whose upper surface is oriented (111) / number of trials) and birefringence (strain) (nm / cm) is shown in Table 1 below. Show.

Figure 2005330155
Figure 2005330155

以上のように本発明により、種接続率、複屈折性(歪み)の点ですぐれた光学部品用の結晶物品の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a crystal article for an optical component which is excellent in terms of seed connection rate and birefringence (distortion).

引き下げ成長炉の図である。It is a figure of a pulling-down growth furnace. 種結晶接続部付近の温度分布。Temperature distribution near the seed crystal connection. 種結晶温度制御装置。Seed crystal temperature control device. 光学用蛍石の製造工程例を説明する為のフローチャート。The flowchart for demonstrating the example of a manufacturing process of the optical fluorite.

符号の説明Explanation of symbols

1 坩堝(結晶部)
2 坩堝支持棒
2a 坩堝昇降モーター
2b 坩堝昇降モーター用電源
3a 側面ヒーター
3b 側面ヒーター支持部
3c 側面ヒーター支持用脚部
4 側面及び上面断熱部材
5 きょう体(チャンバー)
6 炉室
7 側面ヒーター加熱用電源
8 ヒーター用制御装置
9 坩堝昇降モーター用制御装置
10 種冷却用制御装置
11 坩堝受け
12 種結晶収納部
13 カーボン材
14 流体循環路
15a 温度センサー(流体循環路用)
15b 温度センサー(炉内環境用)
1 Crucible (crystal part)
2 Crucible support rod
2a Crucible lifting motor
2b Power supply for crucible lifting motor
3a side heater
3b Side heater support
3c Side heater support legs
4 Side and top insulation
5 Housing (chamber)
6 Furnace room
7 Power supply for side heater heating
8 Heater control device
9 Control device for crucible lifting motor
Control device for 10 types of cooling
11 crucible holder
12 seed crystal storage
13 Carbon material
14 Fluid circuit
15a Temperature sensor (for fluid circuit)
15b Temperature sensor (for furnace environment)

Claims (9)

坩堝降下法において、坩堝中で溶融させた結晶性物質の原料を冷却することで結晶化させる結晶製造装置において、種結晶近傍の温度制御を規定することを特徴とする結晶性物質の製造方法。   A method for producing a crystalline substance, characterized in that, in a crucible descent method, temperature control in the vicinity of a seed crystal is defined in a crystal production apparatus that crystallizes by cooling a raw material of a crystalline substance that has been melted in a crucible. 坩堝降下法において、坩堝中で溶融させた結晶性物質の原料を冷却することで結晶化させる結晶製造装置において、種結晶近傍の温度を変化させるための流体循環路を設け、その周辺に観測用の温度センサーが設置することを特徴とする結晶性物質の製造方法。   In the crucible descent method, in a crystal manufacturing device that crystallizes by cooling the raw material of the crystalline material melted in the crucible, a fluid circulation path is provided to change the temperature in the vicinity of the seed crystal, and the surrounding area is for observation A method for producing a crystalline substance, characterized in that a temperature sensor is installed. 請求項1及び2の坩堝降下法において、種結晶近傍の温度制御のための流体を気体又は液体であることを特徴とする結晶性物質の製造方法。   3. The method for producing a crystalline substance according to claim 1, wherein the temperature control fluid in the vicinity of the seed crystal is a gas or a liquid. 請求項1及び2の坩堝降下法において、請求項3の流体の流量が可変であることを特徴とする結晶性物質の製造方法。   3. The method for producing a crystalline substance according to claim 1 or 2, wherein the flow rate of the fluid according to claim 3 is variable. 請求項3の坩堝降下法において、請求項3の流体の温度を制御することを特徴とする結晶性物質の製造方法。   4. The method for producing a crystalline substance according to claim 3, wherein the temperature of the fluid according to claim 3 is controlled. 投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、請求項1〜5に記載の蛍石材料を含み、前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系と、からなる投影露光装置。   An apparatus for projecting and exposing a mask pattern image onto a substrate using a projection optical system, the projection optical system including the fluorite material according to claim 1 and forming the mask pattern image on the substrate. A projection exposure apparatus. 投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、請求項1〜5に記載の蛍石材料を含み、前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系と、からなる投影露光装置。   An apparatus for projecting and exposing a mask pattern image onto a substrate using a projection optical system, the projection optical system including the fluorite material according to claim 1 and forming the mask pattern image on the substrate. A projection exposure apparatus. 投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、請求項1〜5に記載の蛍石材料を含み、前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系と、からなる投影露光装置。   An apparatus for projecting and exposing a mask pattern image onto a substrate using a projection optical system, the projection optical system including the fluorite material according to claim 1 and forming the mask pattern image on the substrate. A projection exposure apparatus. 請求項6〜8に記載の投影露光装置において、照明光学系及び/または投影光学系が蛍石光学材料と石英ガラスを含むことを特徴とする投影露光装置。   9. The projection exposure apparatus according to claim 6, wherein the illumination optical system and / or the projection optical system includes a fluorite optical material and quartz glass.
JP2004150341A 2004-05-20 2004-05-20 Method for producing crystalline substance Withdrawn JP2005330155A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004150341A JP2005330155A (en) 2004-05-20 2004-05-20 Method for producing crystalline substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004150341A JP2005330155A (en) 2004-05-20 2004-05-20 Method for producing crystalline substance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005330155A true JP2005330155A (en) 2005-12-02

Family

ID=35485065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004150341A Withdrawn JP2005330155A (en) 2004-05-20 2004-05-20 Method for producing crystalline substance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005330155A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4195222B2 (en) Method and apparatus for growing large volume oriented monocrystals.
JP2004522981A (en) Fluoride lens crystals for optical microlithography systems
JP2005239543A (en) METHOD FOR MANUFACTURING LARGE-VOLUME CaF2 SINGLE CRYSTAL FOR OPTICAL ELEMENT WITH OPTICAL AXIS PARALLEL TO (100)-CRYSTAL AXIS OR (110)-CRYSTAL AXIS, AND CaF2 SINGLE CRYSTAL MANUFACTURED BY THE METHOD
US20040099205A1 (en) Method of growing oriented calcium fluoride single crystals
JP3466948B2 (en) Heat treatment method for fluoride crystal and method for producing optical component
JP3969865B2 (en) Method for producing fluoride crystals
JP3006148B2 (en) Fluorite production equipment with excellent excimer resistance
JP2007005777A (en) Last lens of immersion exposure device
JP4147595B2 (en) Method for producing fluorite single crystal
JP2003238152A (en) Method for making crystal
JP2002293685A (en) Crystal manufacturing method and apparatus
JP2005509583A (en) Crystal material for optical lithography that transmits light having a wavelength shorter than 160 nm and method for producing the same
JP2005330155A (en) Method for producing crystalline substance
WO2005116305A1 (en) Method for producing calcium fluoride crystal
JP2005289776A (en) Method for manufacturing crystal and crystal manufacturing apparatus
JP4092515B2 (en) Fluorite manufacturing method
JP2005330156A (en) Method for producing fluorite
JP4839205B2 (en) Fluorite manufacturing method
JP2005001933A (en) Metal fluoride body and its manufacturing method
JP2005035825A (en) Crucible and method for manufacturing fluoride crystal
JP2005239540A (en) Method for producing low stress, large volume crystal with reduced stress birefringence and homogeneous refractive index, and crystal produced by the same
JPH10203899A (en) Fluorite little in alkaline earth metal impurities and its production
JP2005035824A (en) Fluoride crystal growth equipment
JP2001335398A (en) Large diameter fluorite single crystal for photolithography and its production method
JP2010285327A (en) Method for heat-treating fluoride, method for producing fluoride single crystal, and fluoride single crystal

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070807