JPH02238401A - Achromatic lens for ultraviolet ray - Google Patents

Achromatic lens for ultraviolet ray

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JPH02238401A
JPH02238401A JP5777989A JP5777989A JPH02238401A JP H02238401 A JPH02238401 A JP H02238401A JP 5777989 A JP5777989 A JP 5777989A JP 5777989 A JP5777989 A JP 5777989A JP H02238401 A JPH02238401 A JP H02238401A
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JP
Japan
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lens
quartz glass
glass
aluminum
purity
Prior art date
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Pending
Application number
JP5777989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kondo
信一 近藤
Koji Tsukuma
孝次 津久間
Tetsuo Fujii
哲夫 藤井
Shusuke Yamada
修輔 山田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02238401A publication Critical patent/JPH02238401A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the decrease of transmittance and the generation of fluorescence by constituting the above lens of two kinds of glass; high-purity quartz glass having >=99.9% purity and quartz glass contg. <=50wt.% aluminum oxide. CONSTITUTION:A triplet lens is produced by using the high-purity quartz glass having >=99.99% purity for convex lenses 1, 3 and quartz glass contg. <=50wt.% aluminum oxide for a concave lens 2. The achromatic lens formed by using the quartz glass added with the aluminum is smaller in the value of chromatic aberration and has a better chromatic aberration correcting effect as compared to a monochromatic lens system. Working is easy and polishing with high accuracy is possible. The optical uniformity is enhanced and the durability is improved. The formation of the lens to larger aperture diameters is possible.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は、紫外線リソグラフィー等に使用される縮小投
影露光装置(ステッパー)、例えば、XcCI, Kr
P等のエキシマレーザー・ステッパーに利用される光学
用色消レンズに関する。 〔従来の技術〕 これまで、半導体製造におけるフォトリソグラフィー用
に、超高圧水銀灯を光源としたステッパーがすでに使用
されている。しかしながら近年、LSIの高集積化が進
み、従来のステッパーで用いられている超高圧水銀灯の
g線(436rv)やi線(3C5nge)の解像度で
は、不十分となった。 そこで解像度を上げるために、より波長の短いXcCl
,κ『1コ等のエキシマレーザー光を光源とするステッ
パーの開発が進展している。ところが、これらのステッ
パーで望むところの解像度を得るためには、色収差を除
去する必要がある。現在エキシマレーザーでは、この色
収差を除去するために2つの方法が提案されている。 1つの方法は、光証のレーザー光を狭帯域化して色収差
を許容限度内に抑える方法であり、もう1つの方法は、
色消レンズを光学系に用いることにより色収差を補正す
る方法である。 1つめのレーザー光の半値幅(線幅)を狭くする、いわ
ゆる狭帯域化によって色収差を許容限度内に抑える方法
の場合、エタロン.プリズム,インジェクション・ロッ
キング等の素子や方式を用いてレーザー光の線幅を0.
003〜0 . 0 0 5 +1−に狭帯域化してい
る。しかし、狭帯域化によっていくつかの問題が発生す
る。たとえば、素子による損失に伴うレーザー出力の低
下を補うためにレーザーは大出力化せねばならず、その
ためにレーザー発生装置自体も大型化せざるを得なかっ
た。また、スペックルパターンが発生しやすくなる、照
射面積を大きくとることが困難である等の問題が発生す
る。 もう1つの色消レンズを光学系に用いることによって色
収差を補正する方法の場合、エキシマレーザー光を効率
良く透過する材科が限定されるという問題がある。色消
レンズとするためには、分散の異なる2種類の光学材料
が必要とされるが、従来より高純度シリカガラスとフツ
化カルシウム単結晶(ホタル石)との組み合わせが提案
されている。また、チタン,鉄等の遷移元素の酸化物、
ランタン,セリウム,ユーロピウム等の希土類元素の酸
化物等を添加した合成石英ガラスのレンズと無添加の合
成石英ガラスとの組み合わせで、両者の分散能の違いを
利用した色消レンズが提案されている(特開昭(i3−
 8512号公報等)。 [発明が解決しようとする課′XJ] しかしながら、ホタル石をレンズのような光学祠料とし
て用いようとした場合、ガラスと比較すると種々の欠点
がある。まず、ホタル石は硬度がat <て傷が付きや
すく、光学研磨が容易ではない。 また、水に対して若干の溶解性があり、耐久性に劣る。 そして、紫外領域の光線にたいして高い透過率が得難く
、機械的強度も劣る。さらに大口径化も困難である。 このようにホタル石は、光学材料として考えた場合に数
々の欠点を持ち合わせているために、これを用いて直径
100■暢以上の大口径光学レンズを作製するこ.とは
、極めて困難なことである。 この様な理由から現在、光学系に色消レンズを搭載した
エキシマレーザー・ステツパーは実用段階に達していな
い。 一方、遷移元素や希土類元素の酸化物を含む合成石英ガ
ラス製のレンズを用いる場合、これらの添加物はいずれ
も十分に大きな屈折率の変化を与えないばかりか、紫外
線吸収の原囚ともなり、透過率の低下や螢光の発生をも
たらす。このため紫外線用色消レンズとして不都合であ
り、むしろできるだけ除去するのが好ましい。 したがって、本発明の目的は、上記問題点のない新規な
紫外線用色消レンズを提供することである。 [課題を解決するための手段] 上記問題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らはアルミニ
ウム含有石英ガラスでは、酸化アルミニウムの添加量を
調節することによって屈折率と分散を自由に変化させる
ことが可能であるうえ、光学材料としてホタル石や遷移
元素酸化物等を含有する石英ガラスに見られる上述の欠
点がなく、大口径かつ高精度の色消レンズを作製するこ
とが可能となることを発見し、本発明に到達した。すな
わち、本発明は、(^)純度99.9%以上の高純度石
英ガラス及び(11)50重量%以下の酸化アルミニウ
ムを含む石英ガラスの2種類のガラスから構成されてい
ることを特徴とする紫外線用色消レンズにある。また、
本発明の紫外線用色消レンズは300I1−より短い波
長の紫外線を効率良く透過することができ、エキシマレ
ーザー縮小投影露光装置の光学系に利用し得ることを特
徴とする。 本発明を以下詳細に説明する。 本発明の第一の特徴は、酸化アルミニウム添加石英ガラ
スと無添加石英ガラスより作製されたレンズから構成さ
れた新規な紫外線用色消レンズを提1j一することにあ
る。 一般に、色消レンズを構成するためには分散の異なる2
種類の材料からなるレンズを組み合わせる必要がある。 本発明者らは、石英ガラスと組み合わせる材料として酸
化アルミニウム添加石英ガラスが適していることを見い
出した。 石英ガラス系においては酸化アルミニウムの添加によっ
て、屈折率および分散がともに高くなる。 例えば石英ガラスに5重量%の酸化アルミニウムを添加
すると、波長630n一の光に対する屈折率は無添加の
ものよりも約0.5%増加し、無添加石英ガラスとの分
散値の比ΔAl−8102 /ΔStO ,は約1.0
7となる。したがって、無添加石英ガラスを凸レンズ、
アルミニウム添加石英ガラスを凹レンズとして第1図に
示したような色消レンズを$1,i成することができる
。また、酸化アルミニウムの添加による屈折率の変化は
酸化リンなどの添加による場合よりも大きく、効果が大
きい。さらに、紫外線吸収の原因とならず、紫外線透過
率の低下はほとんど無い。 酸化アルミニウムの添加量は11かであってもその効果
がみられるが、一般には、分散比が大きくムればなるほ
ど、広い波長範囲にわたって、色消が可能となるので、
酸化アルミニウムの添加量は多いほど望ましい。しかし
ながら、酸化アルミニウムを過剰に添加するとガラス化
せずに不透明化するという問題が生ずる。したがって、
酸化アルミニウムの添加量は50重量%以下とする。好
ましい酸化アルミニウムの添加量は、2ffl!m%以
上20重量SI6以下である。 酸化アルミニウム含有石英ガラスを得るためには、種々
の方法がある。例えば、ガラスを気相合成する工程にお
いて、アルミニウム化合物の気体を作用させて、ガラス
中に^1を添加する方法や、火炎加水分解法でガラス微
粒子堆積体(スート母祠)を作製し、これをアルミニウ
ム化合物の気体を含んだ雰囲気中で熱処理することによ
りスート申に^1の添加されたガラス母材を得る方法や
、アルミニウムアルコキシドを用いたゾルゲル法によっ
てAI添加ガラスを得る方法等が知られている。 使用されるアルミニウム化合物としては、ガラス中で酸
化アルミニウムとなるものであればよく、気相合成法や
ゾル・ゲル法の場合には、^I013等が使用される。 また、酸化アルミニウムそのものを混ぜ込んで、ガラス
化を行うこともできる。 本発明の紫外線用色消レンズを構成するアルミニウム含
有石英ガラスとして、上記方法によって得られたものを
使用することも原理的には可能であるが、上記方法は主
として光ファイバー用の母材を得ることを目的としたも
のであり、光学用ガラス、特に大口径レンズ川ガラ,ス
を得る方法としては必ずしも好ましくはない。 本発明者らは、光学用ガラスを得ることを目的としたア
ルミニウム添加石英ガラスの製法を見い出した。すなわ
ち、出発原料としてシリコンテトラエトキシドやアルミ
ニウムトリブトキシド等のシリコンとアルミニウムのア
ルコキシドを用い、これを加水分解してアルミニウム含
有石英ガラス粉末を?1ノ、この粉末を金型ブレスや冷
間等方圧プレス等で成型した後にヘリウムガス雰囲気中
で焼結することによって完全もしくは部分的にガラス化
し、これをホットプレスあるいは熱間等方圧プレスを用
いて、高温高圧下で完全な無気泡ガラスとする方法であ
る。焼結の温度は1200〜1400℃が適当である。 また、高温高圧処理の温度および圧力は、ホットプレス
の場合、温度1300℃以上、圧力10MPa以上が、
熱間等方圧プレスの場合、温度1300℃以上、圧力5
0MPa以上が好ましい。この方法によれば、ガラスの
大型化が可能であるのみならず、光学ガラスとして重要
な問題である脈浬や歪などが存在せず、かつ、光学的均
質性に優れた材料となる。 なお、アルミニウム含有石英ガラスからなるレンズと組
み合わせるレンズは高純度石英ガラス製である必要があ
るが、本発明の目的を達成するためにはその純度は99
.9%以上である必要がある。 特に紫外線の吸収を避けるために、遷移元素や希土類元
素の不純物は数百I)pI以下に、好ましくは数十pp
m以下に抑えなければならない。 本発明の第二の特徴は、アルミニウム添加石英ガラスを
用いた紫外線用色消レンズをエキシマレーザー・ステッ
パーの縮小投影光学系に利用することにある。例えばK
rl’エキシマレーザーから発するレーザー光は通常0
.7 rvの半値幅(線幅)をHする。現在のステッパ
ーで、この線幅のレーザー光を用い、石英ガラスだけで
光学系レンズを構成して縮小投影露光をおこなった場合
、色収差による焦点距@4)ズレは数十μmにも達し、
鮮明な像を得ることはできない。このためレーザー光の
狭帯域化によって色収差を抑制することも考えられるが
、前述のような問題がある。 本発明の色消レンズを用いれば、この様な問題を本質的
に解決することができる。すなわち、光学系のレンズで
色収差の補正ができるため、レーザー線幅の極端な狭帯
域化は不要となる。 また、本発明のガラス材の光学レンズへの加工はホタル
石に比べて格段に容易である。すなわち、ホタル石より
もはるかにli!!度が高く、研磨中に傷が発生しにく
いために、研磨は従来どおり通常の光学レンズ研磨用の
研磨砂を、用いて実施することができるうえに、その際
の寸法精度も高めることができる。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to a reduction projection exposure apparatus (stepper) used in ultraviolet lithography, etc., such as XcCI, Kr
This invention relates to optical achromatic lenses used in excimer laser steppers such as P. [Prior Art] Steppers using ultra-high pressure mercury lamps as light sources have already been used for photolithography in semiconductor manufacturing. However, in recent years, as LSIs have become more highly integrated, the resolution of the G-line (436rv) and i-line (3C5nge) of the ultra-high pressure mercury lamp used in conventional steppers has become insufficient. Therefore, in order to increase the resolution, XcCl, which has a shorter wavelength,
Progress is being made in the development of steppers that use excimer laser light as a light source. However, in order to obtain the desired resolution with these steppers, it is necessary to remove chromatic aberration. Currently, two methods have been proposed for removing this chromatic aberration in excimer lasers. One method is to narrow the band of the optical certificate's laser light to keep chromatic aberration within acceptable limits, and the other method is to
This is a method of correcting chromatic aberration by using an achromatic lens in the optical system. In the case of the first method of narrowing the half-width (linewidth) of the laser beam, so-called band narrowing, to suppress chromatic aberration within acceptable limits, etalon. Using elements and methods such as prisms and injection locking, the line width of the laser beam can be reduced to 0.
003~0. The band is narrowed to 0 0 5 +1-. However, narrowing the band causes some problems. For example, in order to compensate for the decrease in laser output due to losses caused by the elements, the output of the laser must be increased, and therefore the laser generator itself must also be increased in size. Further, problems such as speckle patterns are likely to occur and it is difficult to increase the irradiation area occur. Another method of correcting chromatic aberration by using an achromatic lens in the optical system has the problem that materials that can efficiently transmit excimer laser light are limited. To make an achromatic lens, two types of optical materials with different dispersions are required, and a combination of high-purity silica glass and calcium fluoride single crystal (fluorite) has been proposed. In addition, oxides of transition elements such as titanium and iron,
An achromatic lens has been proposed by combining a synthetic silica glass lens doped with oxides of rare earth elements such as lanthanum, cerium, and europium, and synthetic silica glass without additives, taking advantage of the difference in dispersion power between the two. (Tokkai Sho (i3-
8512, etc.). [Problem to be Solved by the Invention'XJ] However, when attempting to use fluorite as an optical polishing material such as a lens, it has various disadvantages compared to glass. First of all, fluorite has a hardness of at <<<, so it is easily scratched, and optical polishing is not easy. In addition, it has some solubility in water and is inferior in durability. Furthermore, it is difficult to obtain high transmittance for light in the ultraviolet region, and the mechanical strength is also poor. Furthermore, it is difficult to increase the diameter. As described above, fluorite has a number of drawbacks when considered as an optical material, so it is difficult to use it to fabricate large-diameter optical lenses with a diameter of 100 cm or more. That is extremely difficult. For these reasons, excimer laser steppers equipped with an achromatic lens in their optical systems have not yet reached the practical stage. On the other hand, when using a lens made of synthetic silica glass containing oxides of transition elements or rare earth elements, these additives not only do not provide a sufficiently large change in the refractive index, but also act as a source of ultraviolet absorption. This causes a decrease in transmittance and generation of fluorescence. For this reason, it is inconvenient as an achromatic lens for ultraviolet rays, and it is preferable to remove it as much as possible. Therefore, an object of the present invention is to provide a novel achromatic lens for ultraviolet rays that does not have the above-mentioned problems. [Means for Solving the Problems] In view of the above problems, as a result of intensive research, the present inventors have discovered that it is possible to freely change the refractive index and dispersion of aluminum-containing quartz glass by adjusting the amount of aluminum oxide added. We discovered that not only is this possible, but it also does not have the above-mentioned drawbacks found in silica glass, which contains fluorite and transition element oxides as optical materials, making it possible to produce large-diameter, high-precision achromatic lenses. However, we have arrived at the present invention. That is, the present invention is characterized in that it is composed of two types of glass: (^) high-purity quartz glass with a purity of 99.9% or more and (11) quartz glass containing 50% by weight or less of aluminum oxide. Found in achromatic lenses for ultraviolet rays. Also,
The achromatic lens for ultraviolet rays of the present invention is characterized in that it can efficiently transmit ultraviolet rays with a wavelength shorter than 300I1-, and can be used in the optical system of an excimer laser reduction projection exposure apparatus. The present invention will be explained in detail below. The first feature of the present invention is to provide a novel achromatic lens for ultraviolet rays, which is constructed from lenses made of silica glass doped with aluminum oxide and silica glass without dopant. Generally, in order to construct an achromatic lens, two lenses with different dispersion are required.
It is necessary to combine lenses made of different materials. The present inventors have discovered that aluminum oxide-doped silica glass is suitable as a material to be combined with quartz glass. In silica glass systems, the addition of aluminum oxide increases both the refractive index and dispersion. For example, when 5% by weight of aluminum oxide is added to silica glass, the refractive index for light with a wavelength of 630 nm increases by approximately 0.5% compared to that without addition, and the dispersion value ratio with that of silica glass without addition is ΔAl-8102. /ΔStO is approximately 1.0
It becomes 7. Therefore, additive-free quartz glass is used as a convex lens,
An achromatic lens as shown in FIG. 1 can be made using aluminum-doped quartz glass as a concave lens. Furthermore, the change in refractive index due to the addition of aluminum oxide is greater than that due to the addition of phosphorus oxide, and the effect is greater. Furthermore, it does not cause ultraviolet absorption, and there is almost no decrease in ultraviolet transmittance. The effect can be seen even if the amount of aluminum oxide added is 11, but in general, the larger the dispersion ratio, the more achromatization becomes possible over a wider wavelength range.
It is desirable that the amount of aluminum oxide added be as large as possible. However, if aluminum oxide is added in excess, a problem arises in that it becomes opaque without vitrification. therefore,
The amount of aluminum oxide added is 50% by weight or less. The preferred amount of aluminum oxide added is 2ffl! m% or more and 20 weight SI 6 or less. There are various methods for obtaining aluminum oxide-containing quartz glass. For example, in the process of vapor phase synthesis of glass, ^1 is added to the glass by the action of an aluminum compound gas, or a glass particle deposit (soot matrix) is created using a flame hydrolysis method. A method of obtaining a glass base material doped with soot by heat-treating it in an atmosphere containing an aluminum compound gas, and a method of obtaining an AI-doped glass by a sol-gel method using aluminum alkoxide are known. ing. The aluminum compound to be used may be one that turns into aluminum oxide in glass, and in the case of vapor phase synthesis method or sol-gel method, ^I013 or the like is used. Additionally, aluminum oxide itself can be mixed in to vitrify it. Although it is theoretically possible to use the aluminum-containing quartz glass obtained by the above method as the achromatic lens for ultraviolet rays of the present invention, the above method is mainly used to obtain a base material for optical fibers. This method is not necessarily suitable as a method for obtaining optical glass, especially large-diameter lens glass. The present inventors have discovered a method for producing aluminum-doped silica glass for the purpose of obtaining optical glass. That is, a silicon and aluminum alkoxide such as silicon tetraethoxide or aluminum tributoxide is used as a starting material, and this is hydrolyzed to produce aluminum-containing silica glass powder. 1. After molding this powder with a mold press or cold isostatic press, it is completely or partially vitrified by sintering in a helium gas atmosphere, and then hot press or hot isostatic press. This is a method of creating completely bubble-free glass under high temperature and pressure. A suitable sintering temperature is 1200 to 1400°C. In addition, the temperature and pressure of high-temperature and high-pressure processing are, in the case of hot press, a temperature of 1300°C or higher and a pressure of 10 MPa or higher.
In the case of hot isostatic pressing, the temperature is 1300℃ or higher and the pressure is 5.
0 MPa or more is preferable. According to this method, it is not only possible to make the glass larger, but also the material is free from veins and distortion, which are important problems for optical glasses, and has excellent optical homogeneity. Note that the lens combined with the lens made of aluminum-containing quartz glass must be made of high-purity quartz glass, but in order to achieve the purpose of the present invention, the purity must be 99%.
.. It needs to be 9% or more. In particular, in order to avoid absorption of ultraviolet rays, impurities of transition elements and rare earth elements should be kept below several hundred I) pI, preferably several tens of pp.
Must be kept below m. The second feature of the present invention is that an achromatic lens for ultraviolet light using aluminum-doped silica glass is used in the reduction projection optical system of an excimer laser stepper. For example, K
The laser light emitted from the rl' excimer laser is usually 0.
.. 7 Set the half width (line width) of rv to H. When a current stepper performs reduction projection exposure using a laser beam with this line width and an optical system lens made only of quartz glass, the focal length due to chromatic aberration @4) can reach several tens of micrometers.
It is not possible to obtain a clear image. For this reason, it may be possible to suppress chromatic aberration by narrowing the band of laser light, but this poses the problems described above. By using the achromatic lens of the present invention, such problems can be essentially solved. That is, since chromatic aberration can be corrected with the lens of the optical system, it is not necessary to make the laser linewidth extremely narrow. Further, processing of the glass material of the present invention into an optical lens is much easier than that of fluorite. In other words, it is much more li than fluorite! ! Because the polishing properties are high and scratches are less likely to occur during polishing, polishing can be carried out as usual using abrasive sand for polishing optical lenses, and the dimensional accuracy can also be improved. .

【実  施  ?I1】 本発明を、以下の実施例により詳細に説明する。 しかし本発明は、これら実施例のみに限定されるもので
はない。第1図には3枚のレンズを用いた色消レンズを
示したが、形状.組み合わせ.枚数などに限定がないの
は勿論である。 実施例1 高純度石英ガラスはシリコンのアルコキシドを、アルミ
ニウム含ri石英ガラスはシリコン及びアルミニウムの
アルコキシド例えばシリコンテトラエトキシドやアルミ
ニウムトリブトキシドを、加水分解して得られた粉末を
成型し、これをヘリウム雰囲気中、温a 1500℃で
焼結し、1000℃で24時間酸素雰囲気中でア二一ル
して得た。 それぞれ、直径13Qtsおよび厚さ30mmの高純度
石英ガラス(99.99%以上)、およびアルミニウム
含6石英ガラス(酸化アルミニウム含有量11重量%)
の光学的均質性をレーザー干渉計を用いて測定した。ま
た、各々のガラスでプリズムを作製し、紫外域での屈折
率を精密分光光度計で測定した。 さらに250 nsにおける分散比を測定した。これら
の結果を第1表に示す。 高純度石英ガラス、およびアルミニウム添加石英ガラス
の光学的均質度を表す値であるΔnは、Δn − 3.
0 X IG−’以下であり、光学レンズとして満足で
きる特性であることがわかった。 また、アルミニウム添加石英ガラスは、アルミニウムの
添加に伴って屈折率および分散のどちらも共に増加して
いくことが認められた。 実施例2,比較例1 実施例1と同様にして得られたそれぞれ、直径130m
sおよび厚さ′30一一の高純度石英ガラス(99.9
9%以上)、およびアルミニウム含有石英ガラス(酸化
アルミニウム含有Elll重量96)を用いて、第1図
に示した凸レンズ1,3には高純度石英ガラスを、凹レ
ンズ2には酸化アルミニウム添加石英ガラスを用いて、
トリブレットレンズを作製した。レンズの作製は、まず
荒摺り皿と研磨砂を用いて所定の寸法形状に仕上げた後
、さらに微細な研磨砂による砂力ずけを施,し、さらに
酸化セリウムで精密研磨する工程によりおこなった。そ
の後、心取り機を用いて、光軸の位置を求め、心取り作
業をおこなった。寸法が公差範囲内にあることを検査し
、レンズ光学部品とした。 この作業は、通常の光学レンズ作製手順と同様であり、
ホタル石の加工ほど複雑な工程を必要とせず、また、部
品にはホタル石によく見られる残存研磨キズは認められ
なかった。 この色消レンズを用いて、第2表に示した線幅の異なる
κ『12エキシマレーザー光を集光させた場合に発生す
る縦色収差を算出し八〇その結果を第2表に示す。比較
例として無添加の石英ガラスからなるレンズで同様の1
・リブレットレンズを構成した中色レンズ系の色収差も
示す。さらに250 Ilmにおける分散比もあわせて
示す。 第2表の結果から、アルミニウムを添加した石英ガラス
を用いた色消レンズは、単色レンズ系に比べて色収差の
値が小さく、優れた色収差補正効果を持つことがわかる
。 〔允明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明の紫外線用色消
レンズは、ホタル石を用いたものと比較して、加工が容
易であり、高精度の研磨仕上げができ、光学的均質性が
高く、耐久性に優れており、大口径化が可能である等の
数々の利点を有している。したがって、エキシマレーザ
ー・ステッパーの光学系など、紫外線を利用した光学器
械に広く利用することができる。
【implementation ? I1] The present invention will be explained in detail by the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Figure 1 shows an achromatic lens using three lenses, but the shape is different. combination. Of course, there is no limit to the number of sheets. Example 1 High-purity quartz glass is made by hydrolyzing silicon alkoxide, and aluminum-containing quartz glass is made by hydrolyzing silicon and aluminum alkoxides such as silicon tetraethoxide and aluminum tributoxide. It was obtained by sintering at a temperature of 1500°C in an atmosphere and annealing at 1000°C for 24 hours in an oxygen atmosphere. High-purity quartz glass (99.99% or more) and aluminum-containing 6-quartz glass (aluminum oxide content 11% by weight), respectively, with a diameter of 13Qts and a thickness of 30mm.
The optical homogeneity of was measured using a laser interferometer. In addition, prisms were made from each type of glass, and the refractive index in the ultraviolet region was measured using a precision spectrophotometer. Furthermore, the dispersion ratio at 250 ns was measured. These results are shown in Table 1. Δn, which is a value representing the optical homogeneity of high-purity quartz glass and aluminum-doped silica glass, is Δn − 3.
0.times.IG-' or less, which was found to be a satisfactory characteristic as an optical lens. Furthermore, it was found that both the refractive index and dispersion of the aluminum-doped silica glass increased with the addition of aluminum. Example 2, Comparative Example 1 Each obtained in the same manner as Example 1, with a diameter of 130 m.
High purity quartz glass (99.9mm)
9% or more) and aluminum-containing quartz glass (aluminum oxide content: 96%), high-purity quartz glass is used for convex lenses 1 and 3 shown in FIG. 1, and aluminum oxide-added silica glass is used for concave lens 2. make use of,
A triplet lens was made. The lens was manufactured by first finishing it into the specified size and shape using a rough polishing plate and polishing sand, then applying sand pressure using fine polishing sand, and then precision polishing with cerium oxide. . Thereafter, using a centering machine, the position of the optical axis was determined and centering work was performed. The dimensions were inspected to be within the tolerance range, and the lens was used as an optical component. This work is similar to the normal optical lens manufacturing procedure,
It does not require as complex a process as processing fluorite, and the parts did not show any residual polishing scratches that are often seen in fluorite. Using this achromatic lens, the longitudinal chromatic aberration that occurs when the excimer laser beams having different line widths shown in Table 2 are focused is calculated.The results are shown in Table 2. As a comparative example, a similar 1 lens made of additive-free silica glass was used.
・It also shows the chromatic aberration of the intermediate color lens system that made up the libretto lens. Furthermore, the dispersion ratio at 250 Ilm is also shown. From the results in Table 2, it can be seen that an achromatic lens using silica glass doped with aluminum has a smaller chromatic aberration value than a monochromatic lens system, and has an excellent chromatic aberration correction effect. [Effect of Yumei] As is clear from the above explanation, the achromatic lens for ultraviolet rays of the present invention is easier to process than those using fluorite, and can be polished with high precision. It has many advantages such as high optical homogeneity, excellent durability, and the ability to increase the diameter. Therefore, it can be widely used in optical instruments that utilize ultraviolet rays, such as optical systems for excimer laser steppers.

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

第1図は、本発明の丈施例2及び比較例1により作製さ
れた色消しレンズの断面図である。 1.3・・・凸レンズ 2・・・凹レンズ
FIG. 1 is a sectional view of an achromatic lens manufactured according to Example 2 of the present invention and Comparative Example 1. 1.3...Convex lens 2...Concave lens

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記A及びBの2種類のガラスから構成されてい
ることを特徴とする紫外線用色消レンズ。 (A)純度99.9%以上の高純度石英ガラス(B)5
0重量%以下の酸化アルミニウムを含む石英ガラス
(1) An achromatic lens for ultraviolet rays characterized by being composed of two types of glasses A and B below. (A) High purity quartz glass with purity of 99.9% or more (B) 5
Quartz glass containing 0% by weight or less of aluminum oxide
(2)請求項1に記載の紫外線用色消レンズにおいて、
300nmよりも短い波長の紫外線を効率良く透過する
ことができ、エキシマレーザー縮小投影露光装置の光学
系に利用し得ることを特徴とする色消レンズ。
(2) In the achromatic lens for ultraviolet rays according to claim 1,
An achromatic lens capable of efficiently transmitting ultraviolet light having a wavelength shorter than 300 nm, and capable of being used in an optical system of an excimer laser reduction projection exposure apparatus.
JP5777989A 1989-03-13 1989-03-13 Achromatic lens for ultraviolet ray Pending JPH02238401A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699183A (en) * 1993-02-10 1997-12-16 Nikon Corporation Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699183A (en) * 1993-02-10 1997-12-16 Nikon Corporation Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production

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