JPH0388743A - 紫外線レーザ用合成シリカガラス光学体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、略３６０ｒｕｉ以下の紫外線レーザに使用さ
れるレンズ、窓部材、ミラー・、プリズム、フィルタ、
エタロン板、その他のレーザ光用の合成シリカガラス製
光学体及びその製造方法Ｃ関する。

「従来の技術」 近年におけるＬＳＩの微細化、高集積化の進展は極めて
著しく、すでにチップ当りの素子数が百方以上のＶＬＳ
Ｉの時代に入っている。これに伴ないウェハ上に集積回
路パターンを描画するリソグラフィ技術においてもその
開発が急速じ進み、より微細な線巾例えば１ＭビットＯ
Ｒ，ＡＭに対応する線巾１μ重、４ＭビットＤＲＡＭＡ
：対応する線巾０．８μ讃、が開発されている。そして
今やサブミクロンの線巾すなわち　１６Ｍビット乃至２
５６ＭビットＤＲＡＭに対応する０、５乃至０．２μ箇
の線巾で描画可能なりソグラフィ技術の開発が急務ヒさ
れている。

しかしながら従来の光りソグラフィ技術はその欠点とし
て露光波長が大きいため、回折により解像力が制限され
るという問題があり、上記要請を満足することはできな
い。

光の短波長化を図る鳥に、　　４０Ｑｎｍ以下の紫外線
を用いた技術が開示されているが、従来の光学ガラスを
用いたレンズでは使用波長が３６５ｎｍ　（を線）付近
より光透過率が急激に低下するために、レンズ材料を従
来の光学ガラスから石英ガラスに代える必要があるが、
石英ガラスに通常の紫外線を透過した場合光スペクトル
巾が広いために色収差が発生してしまう。

そこでスペクトル巾の狭い且つ紫外域で発振する高出力
パルスレーザであるエキシマレーザ、特にサブミクロン
単位のより鮮明画像を得るために短波長なＫｒＦ　（２
４８ｎｍ）　、ＡｒＦ　（１９３ｎｍ）を前記光りソグ
ラフィ用の光源として用いた技術が検討されている。

しかしながらエキシマレーザ光は従来のｉ線、ｇｌａ等
Ｃ比較して極めてパワーが大であり而も発振波長の短波
長化が進むにつれ、例え前記石英ガラスを用いて前記レ
ーザ光用光学部材を製作したとしても該レーザ光が長時
間黒鍵されるとレンズ等の光学部材がダメージを受け、
透過率の低下等の光学特性が低下し、最終的にクラツク
ガ発生するヒいう問題が生じる。

ところで、従来水晶を溶融して造った天然石英ガラスを
水素ガス雰囲気中で約４００−１０００℃で加熱するこ
とにより電離線の作用によりその石英ガラスが着色を生
じるのを防止しようとする技術が提案されている（特公
昭４０−１０２２８号参照）が、このような単に水素処
理を施しただけにすぎない石英ガラスでは耐レーザ性が
不充分であり、前記問題点を解決することができない。

他方、本出願人は先に特開昭６４−２３８２４０号にお
いて、略４００ｎ＋＋＋以下の紫外線レーザ光に使用さ
れる光学用石英ガラス部材において、脈理除去、特に三
方向脈理フリーの石英ガラス材よりなり、光が透過する
区域において屈折率変動幅Δｎが　５ＸＩＦ’以下の均
質性を有するこ七を特＠ヒする光学用石英ガラス部側を
提案した。しかし、かかる光学部材は高純度合成石英ガ
ラス塊を加熱し脈理を除去した後、円柱状等の所望形状
Ｃ成型し、更に内部歪除去と均質化を図る為に加熱−徐
冷処理（アニール処理）し、光学部材を作製するもので
あるので、該徐冷工程時に該光学部材の中心域ヒ周縁域
ヒでの温度差を生じ、仮想温度（Ｆｉｃｔｉｖｅ　ｔｅ
＋ｗｐｅｒａｔｕｒｅ）分布が発生する。該仮想温度分
布の発生は結果として屈折率変動の分布を引き起し更な
る改良が望まれていた。

「発明が解決しようとする課題」 前記徐冷工程じおいて徐冷速度を極力遅くしても、外気
と接する周縁側と中心域側の徐冷速度奢均−化しながら
徐冷する事は不可能であり、該徐冷中高温状態にあるガ
ラス塊の中心域より周縁域の冷却速度が必然的に早くな
ってしまい、いわゆる中心域より周縁側Ｅ向は同心状に
して且つその断面内における仮想温度（Ｆｉｃｔｆｖｅ
　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）が中心域から周縁域に向っ
て順次大きな債を示す仮想温度分布を示す。

従って前記シリカガラス塊の屈折率分布の均一化を図る
為には、シリカガラスの合成による高純度化とヒもに、
その後における前記熱ｍ歴時における仮想温度分布の平
坦化を図らねばならないが、その改善には限界があり、
結果として前記屈折率分布の均質化を図るのは極めて困
難である。

しかして、合成シリカガラスの製造では、多くの場合四
塩化けい素を酸水素炎中で反応させシリカガラスを得る
方法が採用されているかめ、通常これらシリカガラス中
にはＯＨ基と共に塩素が含まれている。これらＯＨ基及
び塩素の濃度分布線屈折率変動に影響を与える作用があ
る。

そこで本発明は、０１１基濃度分布及び塩素濃度分布に
よる屈折率変動を仮想温度分布による屈折率変動分布と
効果的に組合せるこ辷により、高均質性を達成しつつ、
耐紫外線レーザ性に関する８ｉｌ記問題を解決するこε
を目的とする。

「課題を解決する為の手段」 本発明は、屈折率分布の変動要因たる仮想温度差を極力
ｏｅ近づけて、光学部材における屈折率の高均一性を得
るのではなく、逆に前記仮想温度差を実質的にＯにする
事が不可能である九に、前記変動要因の温度差の発生を
許容しつつ該温度差に対応させてＯＨ基濃度及び塩素濃
度の分布状態を各々適切に規制する事により、前記各々
の分布状態に起因して発生する屈折率変動を互いＣ打消
し、結果として少なくとも−の断面方向における屈折率
分布の変動幅を２Ｘ　１０−’以下に抑制した点にある
。

更に５本発明の第二の特ｍａする所は、内部歪除去の加
熱蛤理後若しくは加熱処理と同時じ行う水素ドーピング
処理にて紫外線レーザ黒用による光透Ａ基低下を抑制す
るに充分な量の水素ガスをドープした点にある。

前記水素ドープ量の有効な範囲は、水素分子濃度の測定
か又は水素分子放出量ヒして測定することにより決定し
うる。

その好ましい範囲は、前記水素ガスがｓｘ　１０”（ｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）分子濃度以上、若しくは真
空下での１０８０℃昇温時における放出量が少なくヒも
１ｘ　１０”（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／１）以上になるよ
うに水５素ガスをドープさせるのがよい。

尚本発明の光学体は略３６０ｎｍまでの特定波長域のレ
ーザ光に好適に使用される。波長域が３６０ｎｍ以上で
はフォトンエネルギーが小さくなるので光学特性の安定
性を考慮する必要性が少な（、本発明の光学体を必ずし
も使用する必要性はない。

「作用」 本発明の作用を第１図（＾）、（Ｂ）　＆：基づいて詳
細に説明する。なお、同図は（０１基濃度分布、塩素（
（：１）濃度分布及び屈折率分布の頻向を模式的に示し
たものである。

前記したようじ高純度で且つ均一組成の合成シリカガラ
ス体を用いて加熱−徐冷処理を行った場合は、屈折率分
布は前記仮想温度分布に依存してしまう為に、ガラス体
の中心域より周縁域に移行するに連れ順次屈折率が大で
ある曲Ｉ！５すなわち、凹曲線状の屈折率分布を相殺し
、平坦な屈折率分布を得る為には、加熱処理前のシリカ
ガラス体の屈折率分布を中心域から周縁域に移行するに
連れ順次小になるよう軸対称で且つ上に凸型曲線状の分
布形状茫しなければならない。

さて第１図（Ａ）　、　（Ｂ）に示゛すようにＯＨ基濃
度分布とそれにより決定される屈折率分布は負の比例相
関関係にあり、一方ＣＩ濃度分布は０１＋基濃度分布の
場合ヒ異なり屈折率分布ヒ正の比例相関関係にある為に
５両者の組み合わせ（より形成される屈折率分布を仮想
温度分布はよる屈折率分布を相殺するような分相形状に
するには、例えば第１図（Ａ）試料番号１に示すように
、ＯＨ基濃度分布が凹曲線、ＣＩ濃度分布の凸曲線の組
み合わせか、又試料番号２に示すように前記両分布曲線
が凹曲線で且つその濃度分布差が０）！・基濃度分布の
方が大なる分布曲線の組み合わせか、更に試料番号３に
示すように前記両分布曲線が凸曲線で且つその濃度分布
差がＣ１濃度分布の方が大なる分相曲線の組み合わせの
分布曲線を設定する事により、前記仮想温度分布に依存
する屈折率分布（Ｂ）を相殺する屈折率分布（Ｃ）形成
が容易であり、これにより本発明の効果を円滑に達成す
る事が可能となる。

尚、光学特性に影響を与える透過率と屈折率等の変化＆
ｔＱＨ基とＣＩ基の濃度分布曲線のみならず、囲碁含有
量にも依存Ｌノ、従ってＯＨ基含有量を増大させる事に
より、紫外線レーザ照射による前記蛍光特性、屈折率、
透過率等の光学特性の安定性が向上する。その理由は必
ずしも明らかではないが、シリカガラスに強力なレーザ
光を照射する１、ガラス網目構造を構成する原子間の結
合が切断され、その結果通過率が低下し、吸収バンドが
現われる６又、蛍光強度も増加するが、これら原子間の
切断もガラス組織中に含まれるＯＨ基やＨ７の存在等に
より大部分が修復されるもの辷推定される。

そこで、本発明は前記ＯＨ基濃度分布における極小点等
の最少濃度領域におけるＯＨ基濃度を少なくとも５０ｐ
ｐｍｍ以上に設定している。

レーザ光用光学部材２は第２図に示すように、少なくと
も前記ＯＨ基濃度分布を有する断面方向に対して直交す
る方向にレーザ光入射軸を設定する訳であるが、該光学
部材は前記合成シリカガラス体！の一部を使用するもの
である為に、前記濃度分布の極大又は極小点が中心域に
あるとは限らず、第２図の２Ａ、２Ｇに示すように極大
又は極小点さえない場合もある。

そごで請求項１）及び１２）に記載した発明においては
、高純度合成シリカガラス塊を水素ガス若しくは水素ガ
ス混合雰囲気下で加熱処理して得られる水素吸蔵シリカ
ガラス材を用いて紫外線レーザ光用光字体を形成すると
ヒもに、前記仮想温度分布に起因する屈折率変動を実質
的に相殺する為に、レーザ入射軸ヒ直交する面内におけ
るＯＨ基濃度分布ｈｃｉ６度分布を効果的に組み合わせ
て形成される屈折率分布曲面が、最少屈折率域から最大
屈折率域に至る間変曲点をもつことなく順次大きい値に
なるように設定した事にある。

「実施例」 次に製造手順に従って、本発明の好ましい実施例を説明
する。

先ず原料四塩化ケイ素を蒸留して不純物を除去させた後
フッ素樹脂ライニング付ステンレス製容器に貯溜した高
純度四塩化ケイ素を用意し、該高純度の四塩化ケイ素原
料を酸水素炎中で反応させながら円柱状の合成シリカガ
ラスインゴットを複数個製造した。

これらのインゴットを一定の直径の棒状体に延伸した後
、横型浮遊帯域融解法（ＦＺ法）により混練り均質化し
、三方向脈理フリーとした。

次に、これらのインゴットを加熱成型し／室温まで放冷
し、φ２００Ｘ　ｔ７０關のガラス体を形成し、赤外吸
光光度法によるＯＨ基濃度分布測定と比濁分析法Ｃよる
ＣＩ濃度分布の測定を行った。ただし、濃度測定範囲は
最終製品である合成シリカガラス光学体の寸法がφ１６
０ｘ　ｔ３０＋ｍｓであるごヒから、該インゴットの８
貼エリアとした。

その結果、第１図（Ａ）の試料番号１に示すように前者
の濃度分布差　（ΔＯＨ）が１５ｐｐｍの凹曲線、後者
の濃度分布差（ΔＣ１）が１５ｐｐｍの凸曲線になるよ
うに、又試料番号２に示すように前記両分布曲線が凹曲
線で且つその濃度分布差Δ０１１が３５ｐｐａｗでΔＣ
１が５ｐｐｍになるように、更に試料番号３に示すよう
に前記両分布曲線が凸曲線で且つその濃度分布差ΔＯＨ
が５ｐｐｍでΔＣ１が３５ｐｐ＠になるように、一方試
料番号４においては試料番号１と逆に前者の濃度分布差
Δ０■が２０ｐｐｍの凸曲線、後者の分布差ΔＣＩが１
０ｐｐｍの凹曲線（なるように前記濃度曲線を設定した
。尚前記各ガラス体のＯＨ基濃度分布の極小点若しくは
最少濃度域はいずれも略４００ｐｐｍに設定しである。

さらに、試料番号５に示すようにＯＨ基濃度の最小値を
略２１０ｐｐｉａに設定し１．ＯＨ基濃度分布差△ＯＨ
が１５ｐｐｍの凹型分布に、Ｃ１濃度分布差ΔＣ１が同
じく１５ｐｐ璽の凸型分布になるように、また試料番号
６に示すよう（ＯＨ基濃度の最小値を略８５０ｐｐｍに
設定し、０＋ｉ基濃度分布差ΔＯＨが２０ｐｐｔａの凹
型分布に。

Ｃ１濃度分布差ΔＣ１が１０ｐｐｍの凸型分布になるよ
うに設定した。

尚、前記ガラス体のＯＨ基濃度分布は、インゴット合成
時に原料ガスと酸水素ガスとの混合比率を調整し、合成
装置のバーナー形状、バーナー等を変化させ、さらに混
練りによって制御することが可能である。

そして、前記のようにして製造されたガラス体の屈折率
分布（Ｃ）を調べた所、試料番号１，２，３．５及び６
では凸曲線で且つ屈折率変動幅　（Δｎ）が（Δ叶、Δ
Ｃ１）に対応１ノ”Ｃ約３Ｘ　１０−’に設定され、試
料番号４においては凹曲線で約３Ｘ　１０−＠に設定さ
れている事が計算された。

次に、これらガラス体を高純度アルミナブロック材を保
温材とし、炭化ケイ素を発熱体辷するきわめて高純度な
電気炉内に設置し、内部歪除去と仮想温度分布調整のた
めに１１００〜１２００℃の温度に１０時間保持した後
、室温まで徐冷を行った。

（アニール処理）。

さらに、これらガラス体をステンレススチールのジャケ
ット及びタングステンヒータから成る、きわめて純度の
高い別の電気炉内に設置し、水素ガス雰囲気（１ｋｇ／
ｃｍ”）にて略６００℃に１００時間保持し、そのまま
の雰囲気下で室温まで徐冷を行った（１（２ドープ処理
）。

尚、アニール処理温度を１１００〜１２００℃の範囲と
した理由は、合成シリカガラスの歪点が約１０２０℃、
徐冷点が約１１２０℃なので、１０２０℃から１１２０
℃のガラス転移領域を含む温度領域で熱処理することが
有効であると考えられるからである。

前記光学体の直径はよっても異なるが、仮想温度分布曲
線の乱れを防止する見地から現状の熱処理による仮想温
度分布差は４℃以内の範囲に設定する事が好ましく、従
ってＯ１１基と０１の分布差は前記ＯＨ基濃度の極小点
もしくは最小濃度域を５０ｐｐｉｉ以上に設定しつつΔ
０■、ΔＣ【の濃度値を各々略６０ｐｐｏ＋以内になる
ように設定するのがよい。

この結果、前記仮想温度分布による屈折率分布（Ｉ３）
が軸を通る断面的における分！５曲線が軸において極小
値を示し、外縁部に移行するに従い順次大きい値を示す
曲線、具体的には極小値がガラス体の中心域にある略二
次曲線状になり、屈折率分布（Ｃ）と対称形状となる。

従って前記ガラス体の屈折率分布（Ａ）は、前記仮想温
度勾配により形成される屈折率分布（Ｂ）と、前記画濃
度分布の組み合わせにより形成される屈折率分布（Ｃ）
が加算される結果、試料番号１゜２．３．５及び６では
屈折率変動幅（Δｎ）がＩＸ　１０−’以下という非常
に高均質なシリカガラス光学体を得ることが出来た。

しかし試料番号４では（Ｂ）と（Ｃ）が増長されて屈折
率変動幅（Δｎ）が６Ｘ　１０−１＋と非常に悪くなっ
てしまった。

Δｎ値の測定は、Ｈｅ−Ｎｅレーザを用いた干渉計によ
って行った。

次に、前記シリカガラス光学体について各金属元素の微
量分析を原子吸光光度法及び中性子放射化分析法で行っ
たところ、Ｌｉ、Ｎａ、にのアルカリ金属元素について
は各々Ｑ、Ｏ５ｐｐｍ以下、Ｍｇ、Ｃａのアルカリ土類
金属元素については各々Ｑ、０１．ｐｐｍ以下、及びＴ
ｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ　、Ｃｕの遷移全域元素について
は各々０．０１ｐｐｍ以下と高純度が維持されていた。

また、このようにして形成した内部歪のない複屈折が５
　（ｎ＋ｗ／ｃｍ）以下のシリカガラスを４．ＯＸ３０
ｘｔ３０ｍｍの寸法に切断しかつ両面鏡面仕上を行って
エキシマレーザ照射実験用試験片な作成するのと同時に
Ｈ２ガス測定用サンプルとして寸法４０Ｘ　２０Ｘｔｉ
ｍｓでかつ両面を鏡面仕上したもの及び寸法１０×１（
ｌＸ２０（１）＋ｍｇでかつ３面を鏡面仕上したものを
作製してＨ２放出量及びＨ２濃度の測定を行った。前記
Ｈ２ガス放出量の測定はサンプルをセットした石英チャ
ンバー内を真空にした後、　４℃／ｖｔｎで１０００℃
まで昇温させた後、該１０００℃にて２時間保持した。

その時放出される各種ガスを四重種型質量分析計に導入
し、分子の種類と量を測定した。（参考文献　森本幸裕
、他、照明学会東京支部大会社、ＰＰ、　１６〜２５．
１９８９） さらに、レーザラマン散乱測定法によるＨ２ガス濃度測
定では、サンプルをセットした後Ａｒレーザ（４８８ｎ
ｍ）で照射し４１３５　（ｃｍ−’　）と８００（ａｍ
−’）の散乱光の強度比よりＨ２ガス濃度を計算した。

　（参考文献Ｖ、Ｓ、Ｋｈｏｔｉｎｃｈｅｎｋｏ、ｅｔ
　ａｌ、　Ｚｈｕｒｎａｌ　Ｐｒ１ｋ！ａｄｎｏｉＳｐ
ｅｋｔｒｏｓｋｏｐｉｉ、　Ｖｏｌ、４６．Ｎｏ、６．
ＰＰ、９８７〜９９１゜１９８６）、これら測定結果に
よれば、試料Ｎｏ、ｌ−Ｎ０１６におけるＨ２放出置は
略２〜３Ｘ１０２°（ｍｏｌｅｅｕｌｅｓ／ｍ２）であ
り、■２ガス濃度は略３〜５×ｌＯＩア（ａ＋ｏＬｅｃ
ｕｌｅｓ／ｃｍ’）という値を得た（表−１参照）。

次に前記耐エキシマレーザ性評価用の試験片に対して、
　ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）を用い、パルス
当りエネルギー密度１００，２００，４００（ｍＪ／ｃ
ｍ”−ｐｕｌｓｅ）及び照射パルス数ＩＸ　１０’　　
ｌ　Ｘ　１０’ＩＸ　１０’　（ｐｕｌｓｅ）の組合せ
から成る照射条件にて照射を行った。

また、前記耐エキシマレーザ性評価用の別の試験片に対
してＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ＠）を用い、パル
ス尭りエネルギー密度を１００　（ｍＪ／ｃ１・ｐｕｌ
ｓｅ）、周波数を１００　（Ｈｚ）にて連続照射を行い
、５．８ｅＶ（略２１５ｎｍＮＣおける内部透過率が２
を低下するまでの照射パルス数を測定し、に「Ｆエキシ
マレーザ（２４８ｎｍ）でのデータと比較を行った（表
−２参照）。

その結果、ＯＨ基を略ＩＱＱｐｐｍ以上含有しかつ水素
分子濃度略５ｘ　１０”（ａ＋ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ
３）以上又は水素分子放出量略ｌｘ　１０”（ｍｏｌｅ
ｃｕｌｅｓ／＋”　）以上の値を有する試料で、非常に
高い耐エキシマレーザ性が得られることが明らかとなっ
た。

また、前述した屈折率の均質性を含めて評価した場合合
成シリカガラス光学体の仮想温度分布に基づく屈折率変
動分布と、ＯＨ基濃慶分布及びＣ１濃度分布に基づく屈
折率変動分布とが相互に打消し合う構成とし、かつ一定
量以上の水素分子を含有することの２つの条件を同時に
満足することが紫外線レーザ用合成シリカガラス光学体
にとって非常に重要であることが明らかとなった。

尚、本実験結果と比較するために試料番号１と同一のＯ
Ｈ基濃度分布、ＣＩ　Ｗ度分昂を有するガラス体をアニ
ール処理し、Ｈ２ドープ処理ゼずじ均質性と耐エキシマ
レーザ−性を評価したところ、ΔｎはｌＸｌ０−’以下
であったが、耐レーザ性は、表−２の＊１の条件でｌＸ
ｌ０’　、　＊２の条件で１．ＸｌＯ’以下ときわめて
低いものであった。

さらに比較実験として、ＣＩ含有最大値５０ｐｐ＋ｉを
中心域に持ち、Δ（１１０１１１１）ＤＩで、０■基Ｃ
１ｐｐｍのガラス体をアニール処理した後、Ｈ２ドープ
処理を行い、均質性と耐エキシマレーザ性を評価したと
ころ、Δｎは２ｘ　１０−６程度であったが、やはり耐
レーザ性は先の比較例と略同じ値を示し、きわめて低い
ものであフた。

５１カガース シマレ− 一ター ＊１ ＊２ 波長： ＫｒＦ　（２４８ｎｍ） ＡｒＦ（７９３旧） パルスエネルギー： ４００　（１！ＩＪ／ＣＩ＋”−Ｐ） １００　（ｍＪ／ｃ１１２−Ｐ） 周波数： ｔｏｎ　（Ｈｚ） １００　（Ｈｚ） 「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、内部歪を除去しガラ
ス組織の均質化を図る為Ｃ行われる加熱−徐冷処理によ
り生じる仮想温度分布を許容しつつ、該仮想温度分布が
存在する場合でも均一・な屈折率分布を得る事が出来、
更に該加熱処理工程時において生じる不具合を解消し、
特に略３６０ｒｖ以下の特に２００ｎ−前後の短波長の
レーザ光を利用した各種装置においてもすぐれた耐レー
ザ性を示す光学部材を提供する事が出来る、等の種々の
著効を有す。

【図面の簡単な説明】 第１図（＾）　、　（Ｂ）は合成シリカガラス光学体の
ＯＨ基及びＣ１の濃度分布とそれらの屈折率分布換算及
び仮想温度分布とその屈折率分布換算並びに屈折率分布
の実測値を示すグラフ図である。 第２図は本発明の合成シリカガラス光学体から光学部材
を切り出した時のＯＨ基及びＣ１含有量分布を示す製造
手順図である。 １・・・合威シリカガラス光学体 １　′　・ ２Ａ。 ２　ａ　・ ・周辺研削前の合成シリカガラス体 ２Ｂ、２Ｃ・・・切り出された光学部材・・光入射光軸
に直交する光入射面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）脈理除去及び内部歪除去の処理を施したＯＨ基及び
   塩素を含有する合成シリカガラス体からなり、該ガラス
   体はその仮想温度分布に基づく屈折率変動分布とＯＨ基
   濃度分布に基づく屈折率変動分布と塩素濃度分布に基づ
   く屈折率変動分布とが相互に打消し合い実質的に屈折率
   変動の無い構成としてあり、かつ、紫外線レーザ照射に
   よる光透過率低下を抑制するに充分な量の水素分子を含
   有していることを特徴とする紫外線レーザ用合成シリカ
   ガラス光学体。 ２）前記合成シリカガラス光学体は、ＯＨ基の最低濃度
   領域におけるＯＨ基濃度が少なくとも５０ｐｐｍであり
   、かつ該ＯＨ基濃度が低濃度領域から高濃度領域へ変曲
   点を持つことなく順次増加する分布であることを特徴と
   する請求項１）記載の合成シリカガラス光学体。 ３）前記シリカガラス光学体が水素分子含有量略５×１
   ０＾１＾６（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ＾３）以上であ
   ることを特徴とする請求項１）記載の合成シリカガラス
   光学体。 ４）前記シリカガラス光学体が、真空下での１０００℃
   昇温時における水素分子放出量略１×１０＾２＾０（ｍ
   ｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｍ＾２）以上になるように水素を含
   有していることを特徴とする請求項１）記載の合成シリ
   カガラス光学体。 ５）前記紫外線レーザがＫｒＦエキシマレーザであるこ
   とを特徴とする請求項１）記載の合成シリカガラス光学
   体。 ６）前記紫外線レーザがＡｒＦエキシマレーザであるこ
   とを特徴とする請求項１）記載の合成シリカガラス光学
   体。 ７）前記合成シリカガラス光学体が、アルカリ金属（Ｌ
   ｉ、Ｎａ、Ｋ）含有量１５０ｐｐｂ以下、アルカリ土類
   金属（Ｍｇ、Ｃａ）含有量１００ｐｐｂ以下、遷移金属
   （Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ）含有量５０ｐｐｂ以
   下のものであることを特徴とする請求項１）記載の合成
   シリカガラス光学体。 ８）前記合成シリカガラス光学体が、アルカリ金属元素
   Ｌｉ、Ｎａ、Ｋの各含有量が５０ｐｐｂ以下、アルカリ
   土類金属元素Ｍｇ、Ｃａの各含有量が１０ｐｐｂ以下、
   遷移金属元素Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕの各含有量
   が１０ｐｐｂ以下のものであることを特徴とする請求項
   １）記載の合成シリカガラス光学体。 ９）前記合成シリカガラス光学体が、三方向脈理フリー
   のものであることを特徴とする請求項１）記載の合成シ
   リカガラス光学体。 １０）前記合成シリカガラス光学体が複屈折率５（ｎｍ
   ／ｃｍ）以下のものであることを特徴とする請求項１）
   記載の合成シリカガラス光学体。 １１）前記合成シリカガラス光学体が屈折率変動分布幅
   △ｎ２×１０＾−＾６以下のものであることを特徴とす
   る請求項１）記載の合成シリカガラス光学体。 １２）ＯＨ基及び塩素を含有する脈理フリーの高純度合
   成シリカガラス塊で、ＯＨ基濃度分布及び塩素濃度分布
   を調整した該ガラス塊を温度１０００〜１２００℃に一
   定時間加熱し徐冷することにより内部歪除去の処理を施
   すと共に、この徐冷工程によってガラス塊の周縁域から
   中心域方向に形成される仮想温度分布に基づく屈折率変
   動分布と前記ＯＨ基濃度分布及び塩素濃度分布に基づく
   屈折率変動分布とを相互に打消し合う構成とし、ついで
   このガラス塊を常圧ないし加圧の水素ガス雰囲気中２０
   ０〜１０００℃に加熱処理することにより、紫外線レー
   ザ照射による光透過率低下を抑制するに充分な量の水素
   分子をドープすることを特徴とする合成シリカガラス光
   学体の製造方法。 １３）前記ガラス塊におけるＯＨ基濃度分布及び塩素濃
   度分布が、ガラス塊の中心域から周縁域に向けて変曲点
   を持つことなく順次変化する分布であって、両者の組合
   せにより形成される屈折率変動分布が仮想温度分布に基
   づく屈折率変動分布を打消す構成であることを特徴とす
   る請求項１２）記載の光学体の製造方法。 １４）前記内部歪除去の処理工程を経たガラス塊につい
   て、水素分子ドープに先立って減圧下に２００〜１００
   ０℃に加熱することにより脱ガス処理を施すことを特徴
   とする請求項１２）記載の光学体の製造方法。 １５）前記ガラス塊についての内部歪除去の処理を水素
   ガス雰囲気中で実施し、その徐冷工程において常圧ない
   し加圧雰囲気下で２００〜１０００℃に所定時間維持す
   ることにより、ガラス塊中へ紫外線レーザ照射による光
   透過率低下を抑制するに充分な量の水素ガスをドープす
   ることを特徴とする請求項１２）記載の光学体の製造方
   法。