JP5275580B2 - H2含有量を増加させた合成石英ガラスのレンズを製造するための方法 - Google Patents
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Description
3、302、602 境界表面
4、304、404、604 基部表面
5、305、405、505、605、805 前駆体製品
7、307 主体部
209、411、509、609 表面
306 部分領域
705 レンズ
802 外周境界表面
807 光学的使用領域
813 溝
815 斜端
917、1021 ホルダ機構
1019 ラム
Claims (69)
- 250nm未満、特に200nm未満の動作波長を持つ光学系用の、H2含有量を増加させた合成石英ガラスのレンズを製造するための方法であって、
外周境界表面と、向かい合う側に2つの基部表面とを備え、特に2×10 15 分子/cm 3 未満の第1のH 2 含有量を有する合成石英ガラスの前駆体製品を準備する工程であって、前記基部表面の少なくとも1つの部分表面は曲面を有する工程と、
前記第1のH2含有量に関して増加された第2のH2含有量、特に1016分子/cm3を超える第2のH2含有量を持つ合成石英ガラスの前駆体製品を作成するために、H2含有雰囲気中で前記前駆体製品を処理する工程と、
前記第2のH2含有量を持つ前記前駆体製品の少なくとも1つの光学特性を測定する工程と、
を含む方法。 - 前記少なくとも1つの光学特性は、均一性、応力誘発複屈折、透過率の1つである請求項1に記載の方法。
- 合成石英ガラスの前記前駆体製品は、実質的に円柱形のブランクから切り出される請求項1または2に記載の方法。
- 合成石英ガラスの前記前駆体製品は、力の作用により、特に鋳造、プレス、重力の効果、ラムの圧力、または、ガス流によりかけられる力により、加熱状態において形成される請求項1または2に記載の方法。
- 前記前駆体製品の形状は、前記前駆体製品が、前記前駆体製品から製造されるレンズの形状に実質的に適合するように選択されている請求項1から4のいずれか一項に記載方法。
- 前記前駆体製品の形状は、H2含有雰囲気中での前記前駆体製品の前記処理においてH2濃度の特定の分布が前記前駆体製品中に作成されるように選択されている請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品の前記処理は、H2含有不活性ガス雰囲気中で行われ、前記不活性ガス雰囲気の前記H2含有量は、5%から25%の範囲内に設定されている請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品の前記処理は、600℃未満、特に500℃未満の温度において、かつ、1barから10barの圧力において行われる請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- H2含有雰囲気中での前記処理の前の前記前駆体製品のH2含有量は2×1015分子/cm3未満である一方、H2含有雰囲気中での前記処理の後では、少なくとも5×1015分子/cm3である請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- H2含有雰囲気中での前記処理の後のH2含有量は、少なくとも1×1016分子/cm3、特に5×1016分子/cm3である請求項9に記載の方法。
- 前記前駆体製品の前記外周境界表面には、H2含有雰囲気中での前記処理の前に、斜端および/または溝が設けられる請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光学系のパラメータを考慮して、前記前駆体製品から製造される前記レンズに対する最低H2含有量を決定する追加の工程を含む請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- H2含有雰囲気下での前記処理中に発生する前記前駆体製品の内部でのH2の拡散および/またはSiHの形成をシミュレートし、かつ、前記シミュレートされた拡散および/または形成に基づき、H2含有不活性ガス雰囲気中での前記前駆体製品の前記処理に対する温度および/または圧力を決定する追加の工程を含む請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シミュレーションにおいて追加として、H2含有量が増加された前記前駆体製品からのレンズを製造する際に発生するH2の損失を考慮する請求項13に記載の方法。
- 前記前駆体製品は、重量に比例して150ppm未満のOH含有量、および、2×10−3/cm未満の十進法の吸光係数kを有する請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品は、重量に比例して、70ppm未満、特に30ppm未満のOH含有量を有する請求項15に記載の方法。
- H2含有雰囲気下での前記処理中に、合成石英のサンプル小板により汚染試験が行われ、前記汚染試験は、質量スペクトル法、蛍光スペクトル法、化学分析、または、紫外放射線、特に193nmの波長を持つ紫外放射線に対する透過率の測定により行われる請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記H2含有雰囲気下での前記処理の後に最終的なレンズ形状を作成するように、前記前駆体製品の前記基部表面の少なくとも1つの少なくとも一部を加工する追加の工程を含む請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 加工する前記追加の工程は、特定の表面形状に前記前駆体製品を研削、ラップ仕上げ、非球面化、または、研磨する工程の少なくとも1つを含む請求項18に記載の方法。
- 加工する前記追加の工程は、前記基部表面の1つの少なくとも一部から少なくとも0.05mmから少なくとも2mmの厚さの表面層を除去する工程を含む請求項18または19に記載の方法。
- 除去される前記表面層は、0.05mmから2mmの最低厚さを持つ一定していない厚さを有する請求項20に記載の方法。
- 前記基部表面の1つの前記少なくとも一部は、前記レンズの光学的使用部分に対応している請求項20または21に記載の方法。
- 最終的なレンズ表面を作成するように、前記前駆体製品を仕上げる追加の工程を含む請求項1から22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記仕上げの工程は、前記前駆体製品を特定の表面粗さに研磨する工程、イオン・ビーム整形もしくはMRFにより材料を微小除去する工程、または、反射防止コーティングを塗布する工程の少なくとも1つを含む請求項23に記載の方法。
- 250nm未満、特に200nm未満の動作波長を持つ光学系用の、H2含有量を増加させた合成石英ガラスのレンズを製造するための方法であって、
外周境界表面と、向かい合う側に2つの基部表面とを備え、特に2×10 15 分子/cm 3 未満の第1のH 2 含有量を有する合成石英ガラスの前駆体製品を準備する工程であって、前記基部表面の少なくとも1つの部分表面は曲面を有する工程と、
前記第1のH2含有量に関して増加された第2のH2含有量、特に1016分子/cm3を超える第2のH2含有量を持つ合成石英ガラスの前駆体製品を作成するために、H2含有雰囲気中で前記前駆体製品を処理する工程と、
前記H2含有雰囲気下での前記処理の工程の後に最終的なレンズ形状を作成するように、前記前駆体製品の前記基部表面の少なくとも1つの少なくとも一部を加工する工程と、
を含む方法。 - 加工する前記工程は、特定の表面形状に前記前駆体製品を研削、ラップ仕上げ、非球面化、または、研磨する工程の少なくとも1つを含む請求項25に記載の方法。
- 加工する前記工程は、前記基部表面の1つの少なくとも一部から少なくとも0.05mmから少なくとも2mmの厚さの表面層を除去する工程を含む請求項25または26に記載の方法。
- 除去される前記表面層は、0.05mmから2mmの最低厚さを持つ一定していない厚さを有する請求項27に記載の方法。
- 前記基部表面の少なくとも1つの前記少なくとも一部は、前記レンズの光学的使用部分に対応している請求項27または28に記載の方法。
- 前記第2のH2含有量を持つ前記前駆体製品の少なくとも1つの光学特性を測定する追加の工程を含む請求項25から29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの光学特性は、均一性、応力誘発複屈折、透過率の1つである請求項30に記載の方法。
- 合成石英ガラスの前記前駆体製品は、実質的に円柱形のブランクから切り出される請求項25から31のいずれか一項に記載の方法。
- 合成石英ガラスの前記前駆体製品は、力の作用により、特に鋳造、プレス、重力の効果、ラムの圧力、または、ガス流によりかけられる力により、加熱状態において形成される請求項25から31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品の形状は、前記前駆体製品が、前記前駆体製品から製造されるレンズの形状に実質的に適合するように選択されている請求項25から33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品の形状は、H2含有雰囲気中での前記前駆体製品の前記処理においてH2濃度の特定の分布が前記前駆体製品中に作成されるように選択されている請求項25から33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品の前記処理は、H2含有不活性ガス雰囲気中で行われ、前記不活性ガス雰囲気の前記H2含有量は、5%から25%の範囲内に設定されている請求項25から35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品の前記処理は、600℃未満、特に500℃未満の温度において、かつ、1barから10barの圧力において行われる請求項25から36のいずれか一項に記載の方法。
- H2含有雰囲気中での前記処理の前の前記前駆体製品のH2含有量は2×1015分子/cm3未満である一方、H2含有雰囲気中での前記処理の後では、少なくとも5×1015分子/cm3である請求項25から37のいずれか一項に記載の方法。
- H2含有雰囲気中での前記処理の後のH2含有量は、少なくとも1×1016分子/cm3、特に5×1016分子/cm3である請求項38に記載の方法。
- 前記前駆体製品の前記外周境界表面には、H2含有雰囲気中での前記処理の前に、斜端および/または溝が設けられる請求項25から39のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光学系のパラメータを考慮して、前記前駆体製品から製造される前記レンズに対する最低H2含有量を決定する追加の工程を含む請求項25から40のいずれか一項に記載の方法。
- H2含有雰囲気下での前記処理中に発生する前記前駆体製品の内部でのH2の拡散および/またはSiHの形成をシミュレートし、かつ、前記シミュレートされた拡散および/または形成に基づき、H2含有不活性ガス雰囲気中での前記前駆体製品の前記処理に対する温度および/または圧力を決定する追加の工程を含む請求項25から41のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シミュレーションにおいて追加して、H2含有量が増加された前記前駆体製品からのレンズを製造する際に発生するH2の損失を考慮する請求項42に記載の方法。
- 前記前駆体製品は、重量に比例して150ppm未満のOH含有量、および、2×10−3/cm未満の十進法の吸光係数kを有する請求項25から43のいずれか一項に記載の方法。
- 前記前駆体製品は、重量に比例して、70ppm未満、特に30ppm未満のOH含有量を有する請求項44に記載の方法。
- H2含有雰囲気下での前記処理中に、合成石英のサンプル小板により汚染試験が行われ、前記汚染試験は、質量スペクトル法、蛍光スペクトル法、化学分析、または、紫外放射線、特に193nmの波長を持つ紫外放射線に対する透過率の測定により行われる請求項25から43のいずれか一項に記載の方法。
- 除去されるべき前記層の厚さは、前記汚染試験の結果に基づき決定される請求項46に記載の方法。
- 最終的なレンズ表面を作成するように、前記前駆体製品を仕上げる追加の工程を含む請求項25から47のいずれか一項に記載の方法。
- 前記仕上げの工程は、前記前駆体製品を特定の表面形状と粗さに仕上げ研削する工程、ラップ仕上げする工程、非球面化する工程、または、研磨する工程と、
イオン・ビーム整形もしくはMRFにより材料を微小除去する工程と、あるいは、
反射防止コーティングを塗布する工程とのうちの少なくとも1つを含む請求項48に記載の方法。 - 250nm未満、特に200nm未満の動作波長を持つ光学系用のレンズを製造するための合成石英ガラスの前駆体製品であって、前記前駆体製品は、少なくとも1つの外周境界表面と、互いに向かい合って位置する2つの基部表面とを有し、前記基部表面の少なくとも1つの少なくとも一部分表面は曲面を有し、かつ、前記前駆体製品はH2濃度の三次元分布を有し、前記分布は少なくとも1つの局所最小値を有し、前記少なくとも1つの局所最小値におけるH2濃度は少なくとも0.8×1015分子/cm3である前駆体製品。
- 250nm未満、特に200nm未満の動作波長を持つ光学系用のレンズを製造するための合成石英ガラスの前駆体製品であって、前記前駆体製品は、少なくとも1つの外周境界表面と、互いに向かい合って位置する2つの基部表面とを有し、前記基部表面の少なくとも1つの少なくとも1つの部分表面は曲面を有し、かつ、前記前駆体製品はH2濃度の三次元分布を有し、一定したH2濃度の各表面は、前記各表面の個別に最も近い基部表面に実質的に平行に、かつ/または、前記各表面の最も近い外周境界表面に実質的に平行に、層をなしており、ならびに、前記前駆体製品の最大2mmまでの深さの表面領域における金属不純物の濃度は、10ppm未満、特に2ppm未満である前駆体製品。
- 金属不純物Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Cr、Ni、Cu、Al、または、Tiの少なくとも1つの濃度が0.01ppm未満である請求項51に記載の前駆体製品。
- 前記前駆体製品は、前記少なくとも1つの局所最小値の位置において、少なくとも2×1016分子/cm3、特に少なくとも5×1015分子/cm3のH2濃度を有する請求項50から52のいずれか一項に記載の前駆体製品。
- 前記H2濃度の前記分布は、一定したH2濃度の各表面に最も近い前記基部表面と実質的に同じ曲率を有する一定したH2濃度の各表面を有する請求項50から53のいずれか一項に記載の前駆体製品。
- H2濃度の局所最小値は、前記前駆体製品の中線面の領域に存在する請求項50から54のいずれか一項に記載の前駆体製品。
- 双方の基部表面は、同じ方向で、かつ、ほぼ同じ曲率半径を持つ曲面を有する請求項50から55のいずれか一項に記載の前駆体製品。
- 前記基部表面は、それぞれ反対の向きの曲面を有する請求項50から56のいずれか一項に記載の前駆体製品。
- 前記前駆体製品は凹面形状を有し、前記前駆体製品の中央部分におけるH2濃度は、前記前駆体製品の外周における外側部分における濃度よりも高い請求項57に記載の前駆体製品。
- 前記前駆体製品は、境界領域において、少なくとも1つの外周溝および/または少なくとも1つの斜端を有する請求項50から58のいずれか一項に記載の前駆体製品。
- 請求項50から59の一項に記載の前駆体製品から作られた合成石英ガラスのレンズ。
- 250nm未満、特に200nm未満の動作波長を持つ光学系用の合成石英ガラスのレンズであって、前記レンズは、少なくとも1つの外周境界表面と、互いに向かい合って位置する2つの基部表面とを有し、前記基部表面の少なくとも1つの少なくとも1つの部分表面は曲面を有し、かつ、前記レンズは、H2濃度の三次元分布を有し、一定したH2濃度の表面は、前記表面のそれぞれ最も近い基部表面に実質的に平行に、かつ/または、前記表面の最も近い外周境界表面に実質的に平行に層をなしており、かつ、前記レンズの最大2mmの深さの表面領域における金属不純物の濃度は10ppm未満、特に2ppm未満であるレンズ。
- 金属不純物Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Cr、Ni、Cu、Al、または、Tiの少なくとも1つの濃度が0.01ppm未満である請求項61に記載の前駆体製品。
- 前記H2濃度の前記三次元分布は少なくとも1つの局所最小値を有し、前記少なくとも1つの局所最小値の位置における前記H2濃度は少なくとも0.8×1015分子/cm3である請求項61に記載のレンズ。
- 前記少なくとも1つの局所最小値の位置におけるH2濃度は、少なくとも2×1016分子/cm3、特に少なくとも5×1016分子/cm3である請求項63に記載のレンズ。
- 前記レンズは光学的に利用される部分を有し、かつ、この光学的に利用される部分の内部において、局所H2濃度は10倍未満、特に5倍未満だけ変化する請求項61から64のいずれか一項に記載のレンズ。
- 請求項61から65のいずれか一項に記載のレンズを備えた光学系であって、250nm未満、特に200nm未満の動作波長のレーザ放射線を使用して動作可能である光学系。
- 微小リソグラフィにおける応用例のための、または、TFTディスプレーの生産のための投影露光装置の対物レンズである請求項66に記載の光学系。
- レーザ加工システムである請求項66に記載の光学系。
- 欠陥の検出に対する検査を行うために機能する測定システムである請求項66に記載の光学系。
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