JP3006148B2 - Fluorite production equipment with excellent excimer resistance - Google Patents

Fluorite production equipment with excellent excimer resistance

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JP3006148B2
JP3006148B2 JP3118451A JP11845191A JP3006148B2 JP 3006148 B2 JP3006148 B2 JP 3006148B2 JP 3118451 A JP3118451 A JP 3118451A JP 11845191 A JP11845191 A JP 11845191A JP 3006148 B2 JP3006148 B2 JP 3006148B2
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furnace
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栄治 佐藤
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐エキシマ性に優れた
蛍石を製造することができる 「るつぼ降下法」製造装
置に関するものである。本発明の製造装置により製造さ
れた蛍石は、エキシマレーザーステッパーの光学系の
外、例えば、レーザー発振装置、レーザーCVD装置、
レーザー核融合装置などの光学系に使用される構成要
素、例えばレンズ、窓材、プリズムなどに有用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a "crucible descent method" manufacturing apparatus capable of manufacturing fluorite excellent in excimer resistance. Fluorite manufactured by the manufacturing apparatus of the present invention is, outside the optical system of the excimer laser stepper, for example, a laser oscillation device, a laser CVD device,
It is useful for components used in optical systems such as laser fusion devices, for example, lenses, window materials, prisms, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明は、上記利用分野のなかでも、主
としてエキシマレーザーステッパーの光学系用蛍石の製
造装置に関するものである。近年、ウエハ上に集積回路
パターンを描画するリソグラフィー技術が急速に発展し
ている。集積回路の高集積化の要求は高まるばかりであ
り、その実現のためにはステッパー投影レンズの解像力
を上げてやる必要がある。投影レンズの解像力は、使用
する光の波長と、投影レンズのNA(開口数)とに支配
され、解像力を上げるためには、使用する光の波長をよ
り短くし、投影レンズのNAをより大きく(大口径化)
してやればよい。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for producing fluorite for an optical system of an excimer laser stepper. In recent years, lithography technology for drawing an integrated circuit pattern on a wafer has been rapidly developing. The demand for higher integration of integrated circuits is only increasing, and to achieve this, it is necessary to increase the resolution of the stepper projection lens. The resolution of the projection lens is governed by the wavelength of the light used and the NA (numerical aperture) of the projection lens. To increase the resolution, the wavelength of the light used is made shorter and the NA of the projection lens is made larger. (Large diameter)
Do it.

【0003】ステッパーに使用する波長は、すでにg線
(波長436nm)、i線(波長365nm)と進んで
きており、現在はi線ステッパーの全盛である。この波
長域までは、光学系に光学ガラスを使用することが可能
であったが、さらに波長の短いKrFエキシマレーザー
光(波長248nm)、 ArFエキシマレーザー光
(波長193nm)などになると、光学系に光学ガラス
を使用するのはその透過率からいってもはや不可能であ
る。
[0003] Wavelengths used for steppers have already progressed to g-line (wavelength 436 nm) and i-line (wavelength 365 nm), and are currently the prime of i-line steppers. Up to this wavelength range, it was possible to use optical glass for the optical system. However, when the wavelength becomes shorter, such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), the optical system becomes The use of optical glass is no longer possible due to its transmittance.

【0004】このため、エキシマレーザーステッパーの
光学系には石英ガラス又は蛍石(フッ化カルシウムCa
2 の結晶)を使用するのが一般的となっている。しか
し、蛍石と言えどもエキシマレーザーのような光子エネ
ルギーの高い光を長時間照射すると、その透過率が低下
していき、熱吸収によるレンズ自体の温度上昇が原因と
なって、ステッパー投影レンズの解像力が低下する。こ
れは、レーザー照射によってたたき出された電子が、結
晶中の格子欠陥、主にフッ素イオンが欠如して正に帯電
している部分に捕獲され着色中心を生じるためである。
このような結果に至らない性質が「耐エキシマ性」と呼
ばれる。近年、この「耐エキシマ性」が蛍石に対し強く
求められている。
For this reason, the optical system of the excimer laser stepper includes quartz glass or fluorite (calcium fluoride Ca).
To use an F 2 crystals) has become common. However, when fluorite is irradiated with light with high photon energy such as excimer laser for a long time, its transmittance decreases, and the temperature of the lens itself rises due to heat absorption. The resolution decreases. This is because electrons ejected by the laser irradiation are captured in lattice defects in the crystal, mainly in a positively charged portion lacking fluorine ions, and form a coloring center.
The property that does not lead to such a result is called “excimer resistance”. In recent years, this “excimer resistance” has been strongly required for fluorite.

【0005】従来、蛍石は、「つぼ降下法(ブリッジマ
ン法又はストックバーガー法と呼ばれる)」で製造され
ており、その製造装置(炉)は、「るつぼ降下法」製造
装置と呼ばれる。この装置には、図4に示す1室タイプ
及び図5に示す2室タイプ(米国特許第2,214,9
76参照)がある。
Conventionally, fluorite has been manufactured by the "crucible descent method (called the Bridgman method or Stockberger method)", and the manufacturing apparatus (furnace) is called a "crucible descent method" manufacturing apparatus. This device has a one-chamber type shown in FIG. 4 and a two-chamber type shown in FIG.
76).

【0006】第4図は、1室タイプの蛍石製造装置の一
例を示す概略垂直断面図である。この装置(炉)は、主
として、炉室(7a)を形成する炉本体(7)と炉室内
に配置されたグラファイト製の側面ヒータ(5)とから
なる。炉本体(7)は、一般に水冷されたステンレス製
缶体からなる。缶体は二重円筒形であり、内部を水が循
環できる構造のものが多い。炉本体(7)の底を貫い
て、るつぼ支持棒(3)の上部が炉室(7a)に存在す
る。この支持棒(3)の上端に「るつぼ(1)」が取り
付けられる。
FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing an example of a one-chamber type fluorite manufacturing apparatus. This apparatus (furnace) mainly comprises a furnace body (7) forming a furnace chamber (7a) and a graphite side heater (5) arranged in the furnace chamber. The furnace body (7) generally comprises a water-cooled stainless steel can. The can has a double cylindrical shape, and has a structure in which water can circulate inside. Through the bottom of the furnace body (7), the upper part of the crucible support bar (3) is present in the furnace chamber (7a). A “crucible (1)” is attached to the upper end of the support bar (3).

【0007】紫外ないし真空紫外域に使用される蛍石の
場合、原料に天然蛍石をそのまま使うことは稀で、化学
合成で作られた高純度原料を使用するのが一般的であ
る。原料は粉末の形で使用してもよいが、嵩比重の関係
から熔融したときの目減りが激しいので、カレットを使
用するのが一般的である。カレットは、上記の高純度原
料粉末を一度熔融して得られた塊を粉砕して得られる。
炉の中に原料(PbF2などの微量のフッ素化剤を添加
する)を充填した「るつぼ(1)」を置き、炉内を10
-5〜10-6Torr程度の真空に保つ。次に炉温を蛍石
の融点以上、通常1390〜1450℃にまで上げ原料
を熔融する。 炉温の変動を極力防止するため、ヒータ
ー(5)の出力制御は定電力制御か、又は高精度なPI
D制御にする。このとき、炉の中心線に沿った温度分布
は、図4左側に示す通り、緩やかな山型となる。結晶成
長させるときは、0.1〜5mm/Hぐらいの速度で
「るつぼ(1)」を降下させ (場合によっては回転さ
せながら降下させる)、「るつぼ(1)」の下部の方か
ら結晶化させていく。融液最上端まで結晶化したところ
で結晶成長は終了し、そのまま炉内で結晶(インゴット
と呼ぶ)が割れないように簡単な徐冷を行う。炉温が常
温まで下がったところで、インゴットを炉から取り出す
が、このままでは残留歪が大きいため、アニールを行っ
て除歪する。得られた蛍石は、この後、目的の製品別に
適当な大きさに加工される。なお、炉内の温度分布を調
整可能にするため、図5に示す2室タイプが開発され
た。1室タイプでは炉の中心線に沿った温度分布は、図
4左側に示す1つ山型である。それに対して、2室タイ
プでは、温度分布は、図5左側に示す2つ山型である。
In the case of fluorite used in the ultraviolet or vacuum ultraviolet region, natural fluorite is rarely used as a raw material as it is, and a high-purity raw material produced by chemical synthesis is generally used. The raw material may be used in the form of powder, but cullet is generally used because the loss upon melting is severe due to the bulk specific gravity. The cullet is obtained by pulverizing a lump obtained by melting the high-purity raw material powder once.
A “crucible (1)” filled with raw materials (adding a trace amount of a fluorinating agent such as PbF 2 ) in a furnace is placed in the furnace, and the inside of the furnace is heated for 10 minutes.
A vacuum of about -5 to 10 -6 Torr is maintained. Next, the furnace temperature is raised to the melting point of fluorite or higher, usually 1390-1450 ° C., and the raw materials are melted. In order to prevent fluctuations in the furnace temperature as much as possible, the output control of the heater (5) should be constant power control or highly accurate PI
Change to D control. At this time, the temperature distribution along the center line of the furnace has a gentle mountain shape as shown on the left side of FIG. When growing the crystal, lower the “crucible (1)” at a speed of about 0.1 to 5 mm / H (in some cases, lower it while rotating), and crystallize from the lower part of the “crucible (1)”. Let me do it. When the crystal is crystallized to the uppermost end of the melt, the crystal growth is completed, and simple slow cooling is performed in the furnace without breaking the crystal (called an ingot). When the furnace temperature falls to room temperature, the ingot is taken out of the furnace. However, since the residual strain is large as it is, annealing is performed to remove the strain. The obtained fluorite is then processed into a suitable size for each target product. In order to adjust the temperature distribution in the furnace, a two-chamber type shown in FIG. 5 was developed. In the one-chamber type, the temperature distribution along the center line of the furnace is a single mountain shape shown on the left side of FIG. On the other hand, in the case of the two-chamber type, the temperature distribution is a two-ridge type shown on the left side of FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の「るつぼ降下
法」製造装置は、製造された蛍石が耐エキシマ性におい
て十分ではないと言う問題点があった。本発明の目的
は、耐エキシマ性に優れた蛍石を製造できる「るつぼ降
下法」製造装置(炉)を提供することにある。
The conventional crucible descent method manufacturing apparatus has a problem that the manufactured fluorite is not sufficient in excimer resistance. An object of the present invention is to provide a "crucible descent method" manufacturing apparatus (furnace) capable of manufacturing fluorite excellent in excimer resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、第
一に、炉室を形成する炉本体及び炉室内に配置された側
面ヒータからなる、蛍石の「るつぼ降下法」製造装置に
おいて、前記炉室の下部に底部ヒーターを付加したこと
を特徴とする装置(請求項1の発明)を提供する。
Therefore, the present invention firstly provides an apparatus for manufacturing a fluorite "crucible lowering method" comprising a furnace main body forming a furnace chamber and a side heater disposed in the furnace chamber. An apparatus (invention of claim 1) is provided, wherein a bottom heater is added to a lower part of the furnace chamber.

【0010】また、第二に、炉室を形成する炉本体、該
炉室を高温側炉室と低温側炉室とに鉛直方向に2室に分
離する断熱板、該高温側炉室内に配置された第1の側面
ヒーター、及び該低温側炉室内に配置された第2の側面
ヒーターからなる、蛍石の「るつぼ降下法」製造装置に
おいて、前記高温側炉室の下部に底部ヒーターを付加し
たことを特徴とする装置(請求項2の発明)を提供す
る。
Second, a furnace body forming a furnace chamber, a heat insulating plate for vertically separating the furnace chamber into a high-temperature furnace chamber and a low-temperature furnace chamber, and disposed in the high-temperature furnace chamber In the fluorite “crucible descent method” manufacturing apparatus, comprising a first side heater and a second side heater disposed in the low temperature furnace chamber, a bottom heater is added to a lower part of the high temperature furnace chamber. An apparatus (the invention of claim 2) characterized by the following is provided.

【0011】[0011]

【作用】耐エキシマ性は、結晶の完全性を高くすれば、
向上する。完全性を高くする、つまり、格子欠陥を減ら
すためには、まず結晶成長速度を遅くすることが必要で
あり、るつぼの降下速度を通常の降下速度の1/2〜1
/3にする。また、融液から生成する結晶と融液との界
面の法線方向の温度勾配を大きくとり、界面を明瞭にし
てやることが必要である。図4に示した製造装置(1室
タイプ)では一義的に温度勾配は決まってしまうが、図
5の製造装置のように、高温側炉室と低温側炉室が断熱
板をはさんで鉛直方向に2室隣接して置かれたような製
造装置(2室タイプ)では、この温度勾配をある程度自
由に設定することが可能である。しかし、図4の製造装
置においても、図5の製造装置においても、炉室の下部
にヒーターがないため、結晶成長中、結晶インゴットか
ら炉下方への放熱が大きく、そのため結晶成長しながら
インゴット内に大きな温度勾配が生じ、応力が発生す
る。このため、インゴット内では、発生する応力を緩和
しようと多数の転位が生じ、結果として、格子欠陥が多
くなって結晶の完全性が低下してしまう。従来、炉出し
してから、二次的にインゴットのアニールを行なうこと
が実行されているが、これは、あくまでマクロ的な応力
解除いわゆる歪とりが目的であり、ミクロ的に結晶の完
全性を向上させるには、限界があった。
[Action] The excimer resistance can be improved by increasing the crystal integrity.
improves. In order to increase the integrity, that is, to reduce the lattice defects, it is necessary to first reduce the crystal growth rate, and the crucible descending speed is reduced to 1/2 to 1 of the normal descending speed.
/ 3. In addition, it is necessary to increase the temperature gradient in the normal direction of the interface between the crystal formed from the melt and the melt to make the interface clear. In the manufacturing apparatus (one-chamber type) shown in FIG. 4, the temperature gradient is uniquely determined. However, as in the manufacturing apparatus in FIG. 5, the high-temperature furnace chamber and the low-temperature furnace chamber are vertically sandwiched by an insulating plate. In a manufacturing apparatus (two-chamber type) in which two chambers are placed adjacent to each other in the direction, the temperature gradient can be set to some extent freely. However, in both the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 and the manufacturing apparatus shown in FIG. 5, since there is no heater in the lower part of the furnace chamber, during the crystal growth, a large amount of heat is dissipated from the crystal ingot to the lower part of the furnace. Causes a large temperature gradient and generates stress. For this reason, in the ingot, many dislocations are generated in an attempt to relieve the generated stress, and as a result, the number of lattice defects is increased and the crystal integrity is reduced. Conventionally, the ingot has to be annealed and then secondarily annealed, but this is only for the purpose of macroscopic stress release, or so-called strain relief, and microscopically reduces the crystal integrity. There were limits to improving.

【0012】それに対して、本発明では、炉室の下部に
底部ヒーターを設けてあるので、結晶成長するときイン
ゴット内に大きな温度勾配が生ぜず、そのため内部に応
力が発生しない。このことから、結晶中に結晶欠陥が少
なくなり、耐エキシマ性が向上する。以下、実施例によ
り本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限
られるものではない。
On the other hand, in the present invention, since the bottom heater is provided in the lower part of the furnace chamber, a large temperature gradient does not occur in the ingot during crystal growth, so that no stress is generated inside. For this reason, crystal defects are reduced in the crystal, and the excimer resistance is improved. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0013】[0013]

【実施例1】・・・・請求項1の発明の一例 図1は、本実施例にかかる製造装置(1室タイプ)の概
略縦断面図である。この装置は、図4と同じく主とし
て、炉室(7a)を形成する炉本体(7)と炉室内に配
置されたグラファイト製の側面ヒーター(5)とからな
る。 炉本体(7)は、一般に水冷されたステンレス製
缶体からなる。缶体は二重円筒形であり、内部を水が循
環できる構造を有する。炉本体(7)の底を貫いて、る
つぼ支持棒(3)の上部が炉室(7a)に存在する。こ
の支持棒(3)の上端に「るつぼ(1)」が取り付けら
れる。 炉本体(7)の内側には、熱遮断板(6)例え
ば、研磨されたモリブデン板が配置されており、熱損失
を減らすとともに炉本体(7)を高熱から守っている。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a manufacturing apparatus (one-chamber type) according to the present embodiment. This apparatus mainly comprises a furnace body (7) forming a furnace chamber (7a) and a graphite side heater (5) arranged in the furnace chamber as in FIG. The furnace body (7) generally comprises a water-cooled stainless steel can. The can body has a double cylindrical shape, and has a structure in which water can circulate. Through the bottom of the furnace body (7), the upper part of the crucible support bar (3) is present in the furnace chamber (7a). A “crucible (1)” is attached to the upper end of the support bar (3). A heat shield plate (6), for example, a polished molybdenum plate, is disposed inside the furnace body (7) to reduce heat loss and protect the furnace body (7) from high heat.

【0014】この装置では、本発明の特徴である底部ヒ
ーター(11)が、炉室(7a)の下部に取り付けられ
ている。底部ヒーター(11)は当然のことながら、側
面ヒーター(5)とは独立に制御される。
In this apparatus, the bottom heater (11), which is a feature of the present invention, is attached to the lower part of the furnace chamber (7a). The bottom heater (11) is, of course, controlled independently of the side heater (5).

【0015】[0015]

【実施例2】・・・・請求項2の発明の一例 図2は、本実施例にかかる製造装置(2室タイプ)の概
略縦断面図である。この装置は、図5と同じく主とし
て、炉室を形成する炉本体(7)、該炉室を高温側炉室
(7b)と低温側炉室(7c)とに鉛直方向に2室に分
離する断熱板(10)、該高温側炉室内に配置された第
1の側面ヒーター(5b)、及び該低温側炉室内に配置
された第2の側面ヒーター(5c)からなる。炉本体
(7)は一般に水冷されたステンレス製缶体からなる。
缶体は二重円筒形であり、内部を水が循環できる構造を
有する。炉本体(7)の底を貫いて、るつぼ支持棒
(3)の上部が炉室(7b)に存在する。この支持棒
(3)の上端に「るつぼ(1)」が取り付けられる。断
熱板(10)は、一般にはグラファイトで作られるが、
場合により、研磨したモリブデン板も断熱板として使用
される。
Second Embodiment FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a manufacturing apparatus (two-chamber type) according to the present embodiment. This apparatus mainly separates a furnace body (7) forming a furnace chamber into two chambers in a vertical direction into a high-temperature furnace chamber (7b) and a low-temperature furnace chamber (7c) as in FIG. It comprises a heat insulating plate (10), a first side heater (5b) arranged in the high temperature furnace chamber, and a second side heater (5c) arranged in the low temperature furnace chamber. The furnace body (7) generally comprises a water-cooled stainless steel can.
The can body has a double cylindrical shape, and has a structure in which water can circulate. Through the bottom of the furnace body (7), the upper part of the crucible support bar (3) is present in the furnace chamber (7b). A “crucible (1)” is attached to the upper end of the support bar (3). The insulation plate (10) is generally made of graphite,
Optionally, a polished molybdenum plate is also used as a heat insulating plate.

【0016】本装置では、本発明の特徴である底部ヒー
ター(11)が、低温側炉室(7c)の下部に取り付けら
れている。底部ヒーター(11)、第1の側面ヒーター
(5b) 及び第2の側面ヒーター(5c)は、 当然の
ことながら、独立に制御される。
In this apparatus, the bottom heater (11), which is a feature of the present invention, is attached to the lower part of the low temperature furnace chamber (7c) . The bottom heater (11), the first side heater (5b) and the second side heater (5c) are, of course, independently controlled.

【0017】[0017]

【実施例3】・・・・請求項2の発明の別の例 図3は、本実施例にかかる製造装置(2室タイプ)の概
略縦断面図である。本装置は、実施例2(図2)と同じ
であるが、高温側炉室(7b)の上部に、天端ヒーター
(9)とその上に熱電対(8a)が取り付けられている
点だけが相違する。
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a manufacturing apparatus (two-chamber type) according to a third embodiment. This apparatus is the same as that of Example 2 (FIG. 2) except that a top heater (9) and a thermocouple (8a) are mounted on the top heater (9) above the high-temperature furnace chamber (7b). Are different.

【0018】第1の側面ヒーター(5b)、第2の側面
ヒーター(5c)、天端ヒーター(9)及び底部ヒータ
ー(11)は、当然のことながら、それぞれ独立に制御
される。原料を満たした「るつぼ(1)」を、最初に高
温側炉室(7b)の中にセットし、全部のヒーターに通
電することにより真空中で原料を熔融する。純粋なフッ
化カルシウムの融点は1373℃であり、熱電対(8
c)の表示温度をそれよりやや低めの1350〜136
0℃になるように高温側炉室(7b)と低温側炉室(7
c)の温度を調節する。融点1373℃を高温側炉室内
にもっていくのは、低温側炉室内にもっていくと融点1
373℃の等温線(等温面)、すなわち、結晶〜融液界
面の形状が下に凸になってしまうからである。通常、高
温側炉室(7b)の温度(熱電対8dの表示値)は融点
より50℃ほど高めに、低温側炉室(7c)の温度(熱
電対8eの表示値)は融点より50〜100℃ほど低め
になるように調節する。このとき高温側炉室(7b)に
おいて、第1の側面ヒーター(5b)と天端ヒーター
(9)の出力バランスの最適化をはかる(実際には熱電
対(8f、8a)の温度設定によりバランスの最適化を
行う)ことにより、るつぼ(1)内の結晶融液(4)中
にわずかながら上に凸の温度分布を作ることができる。
この温度分布により、蛍石の単結晶化をより確実にする
ことができる。
The first side heater (5b), the second side heater (5c), the top heater (9) and the bottom heater (11) are, of course, independently controlled. The "crucible (1)" filled with the raw materials is first set in the high-temperature furnace chamber (7b), and the raw materials are melted in a vacuum by energizing all the heaters. The melting point of pure calcium fluoride is 1373 ° C., and a thermocouple (8
The indicated temperature of c) is slightly lower than 1350 to 136.
The high temperature furnace chamber (7b) and the low temperature furnace chamber (7
Adjust the temperature of c). The reason for bringing the melting point of 1373 ° C. into the high temperature furnace chamber is that the melting point of 1
This is because the isotherm at 373 ° C. (isothermal surface), that is, the shape of the interface between the crystal and the melt becomes convex downward. Normally, the temperature of the high-temperature furnace chamber (7b) (the indicated value of the thermocouple 8d) is set to about 50 ° C. higher than the melting point, and the temperature of the low-temperature furnace chamber (7c) (the indicated value of the thermocouple 8e) is 50 to 50 ° C. Adjust so that it is lower by about 100 ° C. At this time, in the high temperature furnace chamber (7b), the output balance between the first side heater (5b) and the top heater (9) is optimized (actually, the balance is set by setting the temperature of the thermocouples (8f, 8a)). By performing the above optimization, a slightly upwardly convex temperature distribution can be formed in the crystal melt (4) in the crucible (1).
With this temperature distribution, single crystallization of fluorite can be more reliably achieved.

【0019】そして、低温側炉室(7c)においては、
第2の側面ヒーター(5c)と底部ヒーター(11)の
出力バランスの最適化をはかる(実際には熱電対8g、
8bの温度設定によりバランスの最適化を行う)ことに
より、図3左側に示すような鉛直方向に均一な温度勾配
をつくることができる。原料熔融後、一定時間保持した
後、このような温度分布をもつ炉の中で、支持棒(3)
を下げることにより、るつぼ(1)を降下させ(場合に
よっては回転させながら降下させる)、結晶成長させ
る。
In the low-temperature furnace chamber (7c),
The output balance between the second side heater (5c) and the bottom heater (11) is optimized (actually, thermocouple 8g,
By optimizing the balance by setting the temperature at 8b), a uniform temperature gradient in the vertical direction as shown on the left side of FIG. 3 can be created. After the raw material is melted and held for a certain period of time, the support rod (3) is placed in a furnace having such a temperature distribution.
By lowering the temperature, the crucible (1) is lowered (in some cases, lowered while rotating) to grow crystals.

【0020】本実施例の装置では、底部ヒーター(1
1)があるので、低温側炉室(7b)を均一な温度に保
つことができ、その結果、結晶成長中にインゴット内に
発生する応力を小さくでき、結晶の完全性が向上し、目
的物である耐エキシマ性の優れた蛍石を製造することが
できる。さて、本実施例においては、天端ヒーター
(9)及び底部ヒーター(11)が存在することで、さ
らに次のような応用も可能である。
In the apparatus of this embodiment, the bottom heater (1
1), the low-temperature furnace chamber (7b) can be kept at a uniform temperature. As a result, the stress generated in the ingot during crystal growth can be reduced, and the crystal integrity can be improved. Which is excellent in excimer resistance. Now, in the present embodiment, the presence of the top heater (9) and the bottom heater (11) enables the following applications.

【0021】アニールは通常1000℃程度の温度で、
ステンレス容器内でフッ素雰囲気中か又は真空中で行う
のが一般的である。しかし、耐エキシマ性の向上を目的
に、結晶の完全性をより向上させるためには、さらに高
温の1200〜1300℃ぐらいまで熱的に励起させて
アニールすることが好ましい。この温度域の場合、ステ
ンレス容器では、ステンレス自体の耐熱性の問題から、
アニールが不可能である。また、結晶成長完了後、イン
ゴットを結晶製造装置の外に出すと、その瞬間からイン
ゴット表面に酸素が吸着したり、金属不純物が付着した
りして、次のアニ−ル工程で、にごりを生じたり着色し
たりする。
The annealing is usually performed at a temperature of about 1000 ° C.
It is common to carry out in a fluorine atmosphere or vacuum in a stainless steel container. However, in order to further improve the integrity of the crystal for the purpose of improving the excimer resistance, it is preferable to thermally anneal to a higher temperature of about 1200 to 1300 ° C. for annealing. In this temperature range, in the stainless steel container, due to the heat resistance of the stainless steel itself,
Annealing is not possible. After the crystal growth is completed, when the ingot is taken out of the crystal manufacturing apparatus, oxygen is adsorbed on the surface of the ingot or metal impurities are attached from the moment, resulting in a smear in the next annealing process. Or colored.

【0022】このため、結晶成長完了後、そのまま結晶
の製造装置内で1200〜1300℃のアニール工程に
移行するのが好ましい。ところが、図4、図5のごとき
従来の製造装置では、炉室内の温度分布を均一にするこ
とは不可能である。しかし、本発明の実施例3(図3)
のごとく、天端ヒーター(9)及び底部ヒーター(1
1)を付加した製造装置であれば、結晶成長完了後、
第1の側面ヒーター(5b)、第2の側面ヒーター(5
c)、天端ヒーター(9)及び底部ヒーター(11)の
出力バランスを最適化することにより、温度分布が均一
な炉室内で、そのまま、1200〜1300℃の高温で
アニールすることができる。この高温アニールを付加し
た結果、蛍石の耐エキシマ性は更に向上した。
For this reason, after completion of the crystal growth, it is preferable to directly shift to an annealing step at 1200 to 1300 ° C. in the crystal manufacturing apparatus. However, in the conventional manufacturing apparatus as shown in FIGS. 4 and 5, it is impossible to make the temperature distribution in the furnace chamber uniform. However, Embodiment 3 of the present invention (FIG. 3)
Like the top heater (9) and the bottom heater (1
In the case of a manufacturing apparatus to which 1) is added, after completion of crystal growth,
The first side heater (5b) and the second side heater (5b)
c) By optimizing the output balance between the top heater (9) and the bottom heater (11), annealing can be performed at a high temperature of 1200 to 1300 ° C in a furnace chamber having a uniform temperature distribution. As a result of the addition of the high-temperature annealing, the excimer resistance of the fluorite was further improved.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、底部ヒーターを設けた
ことで、1室タイプの装置では炉室の下半分を、2室タ
イプの装置では低温側炉室を均一な温度に保つことがで
き、結晶成長中にインゴット内に発生する応力を小さく
することができる。その結果、耐エキシマ性の十分に高
い蛍石を製造することが可能になった。
According to the present invention, by providing the bottom heater, the lower half of the furnace chamber can be maintained at a uniform temperature in the one-chamber type apparatus, and the low-temperature side furnace chamber can be maintained in the two-chamber type apparatus. As a result, the stress generated in the ingot during crystal growth can be reduced. As a result, it has become possible to produce fluorite with sufficiently high excimer resistance.

【0024】従って、本発明の装置で製造される蛍石
は、エキシマレーザーステッパーの光学系を構成する素
材として、極めて有用である。
Therefore, the fluorite produced by the apparatus of the present invention is extremely useful as a material constituting an optical system of an excimer laser stepper.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、本発明の実施例1にかかる製造装置の概略
垂直断面図である。左側に装置(炉)の鉛直方向の中心
線に沿った炉室温度分布を付加してある。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The furnace chamber temperature distribution along the vertical center line of the apparatus (furnace) is added to the left side.

【図2】は、本発明の実施例2にかかる製造装置の概略
垂直断面図である。左側に装置(炉)の鉛直方向の中心
線に沿った炉室温度分布を付加してある。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention. The furnace chamber temperature distribution along the vertical center line of the apparatus (furnace) is added to the left side.

【図3】は、本発明の実施例3にかかる製造装置の概略
垂直断面図である。左側に装置(炉)の鉛直方向の中心
線に沿った炉室温度分布を付加してある。
FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of a manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention. The furnace chamber temperature distribution along the vertical center line of the apparatus (furnace) is added to the left side.

【図4】は、従来の1室タイプの製造装置の概略垂直断
面図である。左側に装置(炉)の鉛直方向の中心線に沿
った炉室温度分布を付加してある。
FIG. 4 is a schematic vertical sectional view of a conventional one-chamber type manufacturing apparatus. The furnace chamber temperature distribution along the vertical center line of the apparatus (furnace) is added to the left side.

【図5】は、従来の2室タイプの製造装置の概略垂直断
面図である。左側に装置(炉)の鉛直方向の中心線に沿
った炉室温度分布を付加してある。
FIG. 5 is a schematic vertical sectional view of a conventional two-chamber type manufacturing apparatus. The furnace chamber temperature distribution along the vertical center line of the apparatus (furnace) is added to the left side.

【主要部分の符号の説明】[Explanation of Signs of Main Parts]

3・・・・るつぼ支持棒 1・・・・る
つぼ 5・・・・側面ヒーター 2・・・・る
つぼのフタ 5b・・・第1の側面ヒーター 4・・・・原
料融液 5c・・・第2の側面ヒーター 6・・・・熱遮断板 7・・・・炉本体 7a・・・炉室 7b・・・高温側炉室 7c・・・低温側炉室 8、8a〜8h・・・・熱電対(温度計の一部) 9・・・・天端ヒーター 10・・・断熱板 11・・・底部ヒーター 以上
3 Crucible support rod 1 Crucible 5 Side heater 2 Crucible lid 5b First side heater 4 Material melt 5c 2nd side heater 6 ··· thermal insulation plate 7 ··· furnace main body 7a ··· furnace room 7b ··· high temperature side furnace room 7c ··· low temperature side furnace room 8, 8a to 8h ···・ Thermocouple (part of thermometer) 9 ・ ・ ・ ・ Top heater 10 ・ ・ ・ Insulation plate 11 ・ ・ ・ Bottom heater

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 炉室を形成する炉本体及び炉室内に配置
された側面ヒータからなる、蛍石の「るつぼ降下法」製
造装置において、前記炉室の下部に底部ヒーターを付加
したことを特徴とする装置。
1. A fluorite "crucible descent method" manufacturing apparatus comprising a furnace main body forming a furnace chamber and a side heater disposed in the furnace chamber, wherein a bottom heater is added to a lower portion of the furnace chamber. And equipment.
【請求項2】 炉室を形成する炉本体、該炉室を高温側
炉室と低温側炉室とに鉛直方向に2室に分離する断熱
板、該高温側炉室内に配置された第1の側面ヒーター、
及び該低温側炉室内に配置された第2の側面ヒーターか
らなる、蛍石の「るつぼ降下法」製造装置において、前
記低温側炉室の下部に底部ヒーターを付加したことを特
徴とする装置。
2. A furnace main body forming a furnace chamber, a heat insulating plate for vertically separating the furnace chamber into a high-temperature furnace chamber and a low-temperature furnace chamber, and a first heat treatment chamber disposed in the high-temperature furnace chamber. Side heater,
A fluorite "crucible descent method" manufacturing apparatus comprising a second side heater disposed in the low temperature furnace chamber, wherein a bottom heater is added to a lower portion of the low temperature furnace chamber.
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