JPH0532432A - 高出力レーザ用光学部材 - Google Patents
高出力レーザ用光学部材Info
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- JPH0532432A JPH0532432A JP21320491A JP21320491A JPH0532432A JP H0532432 A JPH0532432 A JP H0532432A JP 21320491 A JP21320491 A JP 21320491A JP 21320491 A JP21320491 A JP 21320491A JP H0532432 A JPH0532432 A JP H0532432A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は経時的な耐レーザ性と高屈折率を保
証し、これにより長期間に亙って使用可能な高出力レー
ザ用光学部材、特にステッパ用の光学部材を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明は、Ｈ2ガスを１．５×１０17molecul
es/cm3以上含有させるとともに、Ｃｌの含有量を２００
ｐｐｍ以下に設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量
を著しく低下させ、長期に亙って高出力レーザを照射し
ても欠陥発生限界である１×１０16molecules/cm3に達
することのない安定した耐レーザガラスを得ることを特
徴とする。
証し、これにより長期間に亙って使用可能な高出力レー
ザ用光学部材、特にステッパ用の光学部材を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明は、Ｈ2ガスを１．５×１０17molecul
es/cm3以上含有させるとともに、Ｃｌの含有量を２００
ｐｐｍ以下に設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量
を著しく低下させ、長期に亙って高出力レーザを照射し
ても欠陥発生限界である１×１０16molecules/cm3に達
することのない安定した耐レーザガラスを得ることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高出力レーザを利用し
た各種装置に組込まれる光学部材に係り、特にレンズ、
プリズム、エタロン板若しくはこれらの部材の最終仕上
げ加工前の半製品として機能し得る高出力レーザ用光学
部材に関する。
た各種装置に組込まれる光学部材に係り、特にレンズ、
プリズム、エタロン板若しくはこれらの部材の最終仕上
げ加工前の半製品として機能し得る高出力レーザ用光学
部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高出力レーザ、特にＫｒＦエキシ
マレーザその他の短紫外線レーザはＬＳＩ製造のための
リソグラフィー技術、光化学反応を利用する技術、切断
研削のための加工技術、レーザ核融合技術に利用される
ものと注目を集めている。
マレーザその他の短紫外線レーザはＬＳＩ製造のための
リソグラフィー技術、光化学反応を利用する技術、切断
研削のための加工技術、レーザ核融合技術に利用される
ものと注目を集めている。
【０００３】また紫外線レーザを透過、伝送、屈折、反
射、吸収、干渉させることにより制御するレンズ、プリ
ズム、フィルター、ウインドウ、ミラー、エタロン板、
ファイバーの材料としては、フッ化マグネシウム、フッ
化カルシウム、フッ化バリウム等のフッ化物もしくは石
英ガラスが利用できるが、加工性、寸法、脈理や屈折率
の均質性から石英ガラスが最もふさわしいものである。
しかしながら、前記各種オプティクスを構成する石英ガ
ラスは略３６０ｎｍの紫外波長域の光が作用した場合、
他の電離放射線、例えばＸ線やγ線に比較して大幅に強
い光学的ダメージを受け易い。
射、吸収、干渉させることにより制御するレンズ、プリ
ズム、フィルター、ウインドウ、ミラー、エタロン板、
ファイバーの材料としては、フッ化マグネシウム、フッ
化カルシウム、フッ化バリウム等のフッ化物もしくは石
英ガラスが利用できるが、加工性、寸法、脈理や屈折率
の均質性から石英ガラスが最もふさわしいものである。
しかしながら、前記各種オプティクスを構成する石英ガ
ラスは略３６０ｎｍの紫外波長域の光が作用した場合、
他の電離放射線、例えばＸ線やγ線に比較して大幅に強
い光学的ダメージを受け易い。
【０００４】例えば、紫外線レーザが長時間照射される
と石英ガラスの網目構造が切断されＲ、いわゆるＥ’セ
ンターと呼ばれる略２１５ｎｍの吸収バンドと、別の略
２６０ｎｍ吸収バンドが生成し、略３６０ｎｍから略１
６０ｎｍの透過率を低下させ、光学特性を劣化させてし
まう。従って、石英ガラスを前記波長域レーザに対して
耐久性を向上させることは構成上非常にむずかしい。更
にパルス発振レーザ、特に略２５０ｎｍ以下の短紫外域
におけるＫｒＦレーザは、他のあらゆる種類の紫外光に
比較して最も強いエネルギーを持っており、該ＫｒＦエ
キシマレーザの照射により一層強い光学的ダメージを受
けやすいことが確認されている。
と石英ガラスの網目構造が切断されＲ、いわゆるＥ’セ
ンターと呼ばれる略２１５ｎｍの吸収バンドと、別の略
２６０ｎｍ吸収バンドが生成し、略３６０ｎｍから略１
６０ｎｍの透過率を低下させ、光学特性を劣化させてし
まう。従って、石英ガラスを前記波長域レーザに対して
耐久性を向上させることは構成上非常にむずかしい。更
にパルス発振レーザ、特に略２５０ｎｍ以下の短紫外域
におけるＫｒＦレーザは、他のあらゆる種類の紫外光に
比較して最も強いエネルギーを持っており、該ＫｒＦエ
キシマレーザの照射により一層強い光学的ダメージを受
けやすいことが確認されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる欠点を解消する
為に、本出願人は全方向脈理フリーで複屈折率も認めら
れず、泡及び蛍光の発生もない高純度高均質性のＳＵＰ
ＲＡＳＩＬ−Ｐ１０（商品名：信越石英株式会社製）等
の合成シリカガラス体を開発し、該ガラス体を用いた光
学部材を提供してきたが、かかるガラス体は放射線や３
６０ｎｍ以上の近紫外線に有効であるが、略２５０ｎｍ
以下の短紫外域における高出力レーザ特にＫｒＦエキシ
マレーザの照射においてはダメージが大きく、前記欠点
を解決し得なかった。
為に、本出願人は全方向脈理フリーで複屈折率も認めら
れず、泡及び蛍光の発生もない高純度高均質性のＳＵＰ
ＲＡＳＩＬ−Ｐ１０（商品名：信越石英株式会社製）等
の合成シリカガラス体を開発し、該ガラス体を用いた光
学部材を提供してきたが、かかるガラス体は放射線や３
６０ｎｍ以上の近紫外線に有効であるが、略２５０ｎｍ
以下の短紫外域における高出力レーザ特にＫｒＦエキシ
マレーザの照射においてはダメージが大きく、前記欠点
を解決し得なかった。
【０００６】この為本発明者は、ＯＨ基とともにＨ2ガ
ス分子を５×１０16molecules/cm3以上含有した合成シ
リカガラスを提案し、前記欠点の解決を図っている。
（特願平２ー１４８６３３号）。しかしながら前記のガ
ラス体について確かに初期特性は改善されたが、該ガラ
ス体に高出力のレーザを長時間照射した場合、Ｈ2ガス
分子を５×１０16molecules/cm3以上含有していても、
レーザ照射によってＥ’が早急に生成してしまうシリカ
ガラス体があることが解明され、特にステッパ等に組込
まれる高出力用耐レーザガラスとして問題が生じること
が確認された。
ス分子を５×１０16molecules/cm3以上含有した合成シ
リカガラスを提案し、前記欠点の解決を図っている。
（特願平２ー１４８６３３号）。しかしながら前記のガ
ラス体について確かに初期特性は改善されたが、該ガラ
ス体に高出力のレーザを長時間照射した場合、Ｈ2ガス
分子を５×１０16molecules/cm3以上含有していても、
レーザ照射によってＥ’が早急に生成してしまうシリカ
ガラス体があることが解明され、特にステッパ等に組込
まれる高出力用耐レーザガラスとして問題が生じること
が確認された。
【０００７】例えば、前記シリカガラスにおいてレーザ
照射した場合１×１０16molecules/cm3以下になると欠
陥が発生すると思われるために、Ｈ2ガス分子を５×１
０16molecules/cm3以上含有していても短時間で欠陥発
生限界まで達してしまう。
照射した場合１×１０16molecules/cm3以下になると欠
陥が発生すると思われるために、Ｈ2ガス分子を５×１
０16molecules/cm3以上含有していても短時間で欠陥発
生限界まで達してしまう。
【０００８】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み経時
的な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間
に亙って使用可能な高出力レーザ用光学部材、特にステ
ッパ用の光学部材を提供することを目的とする。
的な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間
に亙って使用可能な高出力レーザ用光学部材、特にステ
ッパ用の光学部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明は、Ｈ2ガスを含有
した合成シリカガラスにおいて、ＫｒＦエキシマレーザ
照射時のＨ2ガス分子の消費量を評価したところＣｌの
含有量とＨ2ガス分子の消費量に関係があることを知見
し、かかる知見に基づいてなされたものである。 即ち
前記したように光学部材として好ましい光学特性と高純
度高均質性を得るには合成シリカガラス以外考えられな
い。しかしながら合成シリカガラスの製造では四塩化ケ
イ素を出発原料として用いている為に、当然に製造され
たガラス体中にＣｌが含有されている。
した合成シリカガラスにおいて、ＫｒＦエキシマレーザ
照射時のＨ2ガス分子の消費量を評価したところＣｌの
含有量とＨ2ガス分子の消費量に関係があることを知見
し、かかる知見に基づいてなされたものである。 即ち
前記したように光学部材として好ましい光学特性と高純
度高均質性を得るには合成シリカガラス以外考えられな
い。しかしながら合成シリカガラスの製造では四塩化ケ
イ素を出発原料として用いている為に、当然に製造され
たガラス体中にＣｌが含有されている。
【００１０】さて、前記したように合成シリカガラス中
にＨ2を含有させると、レーザ照射によって、欠陥が生
成されにくいのであるが、ガラス体中にＣｌが多く含有
されていると、Ｈ2ガス分子がレーザ照射によって消費
されてしまい、Ｈ2ガス分子含有量が欠陥発生限界以下
に低下してしまい、耐レーザ用光学部材として好ましい
効果を得られない事が知見された。
にＨ2を含有させると、レーザ照射によって、欠陥が生
成されにくいのであるが、ガラス体中にＣｌが多く含有
されていると、Ｈ2ガス分子がレーザ照射によって消費
されてしまい、Ｈ2ガス分子含有量が欠陥発生限界以下
に低下してしまい、耐レーザ用光学部材として好ましい
効果を得られない事が知見された。
【００１１】そこで本発明は、Ｃｌの含有量を２００ｐ
ｐｍ以下に設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量を
著しく低下させるとともに、Ｈ2ガスを１．５×１０17m
olecules/cm3以上含有させる事により、長期に亙って高
出力レーザを照射しても欠陥発生限界である１×１０16
molecules/cm3に達することのない安定した耐レーザガ
ラスを得ることを特徴とする。
ｐｍ以下に設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量を
著しく低下させるとともに、Ｈ2ガスを１．５×１０17m
olecules/cm3以上含有させる事により、長期に亙って高
出力レーザを照射しても欠陥発生限界である１×１０16
molecules/cm3に達することのない安定した耐レーザガ
ラスを得ることを特徴とする。
【００１２】尚、Ｃｌの含有量が少なくなるとＨ2ガス
分子の消費量が著しく低下する原因については不明であ
るが、次のように推測される。その第１がシリカガラス
中にＣｌを含有しているとレーザを照射した場合欠陥が
生成しやすく、該欠陥の発生の故にＨ2ガス分子が消費
されやすい点、及びＣｌが触媒となってＨ2ガス分子を
分解してしまう事にある。従って前記推測によれば、例
えＣｌを低減させてもレーザを照射した場合欠陥が生成
されればＨ2ガス分子が消費され易いことが理解でき
る。そしてこの欠陥の生成はＣｌのみには限らない。そ
こで本発明の第２の特徴は前記欠陥の生成を網羅的に抑
制させるために、ＫｒＦエキシマレーザ照射時のＨ2ガ
ス分子の消費量を１×１０8molecules/cm3・dose以下に
設定した点にある。
分子の消費量が著しく低下する原因については不明であ
るが、次のように推測される。その第１がシリカガラス
中にＣｌを含有しているとレーザを照射した場合欠陥が
生成しやすく、該欠陥の発生の故にＨ2ガス分子が消費
されやすい点、及びＣｌが触媒となってＨ2ガス分子を
分解してしまう事にある。従って前記推測によれば、例
えＣｌを低減させてもレーザを照射した場合欠陥が生成
されればＨ2ガス分子が消費され易いことが理解でき
る。そしてこの欠陥の生成はＣｌのみには限らない。そ
こで本発明の第２の特徴は前記欠陥の生成を網羅的に抑
制させるために、ＫｒＦエキシマレーザ照射時のＨ2ガ
ス分子の消費量を１×１０8molecules/cm3・dose以下に
設定した点にある。
【００１３】さて本発明者は、前記欠陥がＣｌとともに
シリカガラス自体の密度を高める事により抑制される事
も知見された。即ち前記耐レーザ用光学ガラス部材は高
純度と高均質性を前提とするものであるために、合成シ
リカガラス以外を用いる事ができないが、合成シリカガ
ラスは短時間で而も酸水素炎を用いて高温合成を行なう
ために、平衡化反応が十分行なわれず構造的には充分安
定とは言えない、而も天然石英に比較して構造的に不安
定な三員環及び四員環構造のガラス組織を多く含み、こ
れらのガラス組織の欠陥が水素消費量の増加につながる
ものと推定される。
シリカガラス自体の密度を高める事により抑制される事
も知見された。即ち前記耐レーザ用光学ガラス部材は高
純度と高均質性を前提とするものであるために、合成シ
リカガラス以外を用いる事ができないが、合成シリカガ
ラスは短時間で而も酸水素炎を用いて高温合成を行なう
ために、平衡化反応が十分行なわれず構造的には充分安
定とは言えない、而も天然石英に比較して構造的に不安
定な三員環及び四員環構造のガラス組織を多く含み、こ
れらのガラス組織の欠陥が水素消費量の増加につながる
ものと推定される。
【００１４】そしてこのような不安定構造の低減は例え
ば前記合成シリカガラスを高圧雰囲気下で加熱処理させ
て密度向上を図る事により、不安定結合である三及び四
員環構造が低減し、六員環構造等の安定構造を得ること
が出来るものと推定される。即ちガラス体の密度を上げ
ることにより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの網目構造が結晶構造に
近づく為にレーザ照射によっても欠陥は生成しにくくな
りＨ2ガス分子が消費されにくくなるものである。
ば前記合成シリカガラスを高圧雰囲気下で加熱処理させ
て密度向上を図る事により、不安定結合である三及び四
員環構造が低減し、六員環構造等の安定構造を得ること
が出来るものと推定される。即ちガラス体の密度を上げ
ることにより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの網目構造が結晶構造に
近づく為にレーザ照射によっても欠陥は生成しにくくな
りＨ2ガス分子が消費されにくくなるものである。
【００１５】しかしながら単にガラス体中の密度を向上
させたとしても、Ｃｌが多く含有した合成シリカガラス
では、密度が上がることによってＳｉ−Ｃｌ結合が切れ
てＣｌ2になってしまうと推測される。この為、レーザ
照射によってＣｌ2が励起されてＨ2と反応してＨＣｌと
なってしまい、Ｈ2が著しく消費されてしまう。従って
前記したようにガラス体中の密度が上がることによって
Ｈ2ガス分子の消費量は少なくなるがＣｌを２００ｐｐ
ｍ以上含有した場合にはこのＣｌがＣｌ 2となってＨ2と
反応してＨ2を消費してしまい、密度向上の利点が生か
されない。 そこで請求項２記載の発明は、Ｃｌの含有
量を５００ｐｐｍ以下に、ガラス密度を２．２０６以上
に夫々設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量を著し
く低下させるとともに、Ｈ2ガスを１×１０17molecules
/cm3以上含有させる事により、長期に亙って高出力レー
ザを照射しても欠陥発生限界である１×１０16molecule
s/cm3に達することのない安定した耐レーザガラスを得
ることを特徴とする高出力レーザ用光学部材を提案す
る。
させたとしても、Ｃｌが多く含有した合成シリカガラス
では、密度が上がることによってＳｉ−Ｃｌ結合が切れ
てＣｌ2になってしまうと推測される。この為、レーザ
照射によってＣｌ2が励起されてＨ2と反応してＨＣｌと
なってしまい、Ｈ2が著しく消費されてしまう。従って
前記したようにガラス体中の密度が上がることによって
Ｈ2ガス分子の消費量は少なくなるがＣｌを２００ｐｐ
ｍ以上含有した場合にはこのＣｌがＣｌ 2となってＨ2と
反応してＨ2を消費してしまい、密度向上の利点が生か
されない。 そこで請求項２記載の発明は、Ｃｌの含有
量を５００ｐｐｍ以下に、ガラス密度を２．２０６以上
に夫々設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量を著し
く低下させるとともに、Ｈ2ガスを１×１０17molecules
/cm3以上含有させる事により、長期に亙って高出力レー
ザを照射しても欠陥発生限界である１×１０16molecule
s/cm3に達することのない安定した耐レーザガラスを得
ることを特徴とする高出力レーザ用光学部材を提案す
る。
【００１６】また請求項３記載の発明は、Ｃｌの含有量
を２００ｐｐｍ以下に、ガラスの密度を２．２０６以上
に夫々設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量を請求
項１の１／１０まで低下させ、耐レーザ性の優れたガラ
スを得ることを特徴とする耐レーザ用光学部材を提案す
る。
を２００ｐｐｍ以下に、ガラスの密度を２．２０６以上
に夫々設定し、これによりＨ2ガス分子の消費量を請求
項１の１／１０まで低下させ、耐レーザ性の優れたガラ
スを得ることを特徴とする耐レーザ用光学部材を提案す
る。
【００１７】尚、Ｃｌの低減は合成シリカガラスの製造
方法は一般に四塩化ケイ素を原料としてＨ2／Ｏ2ガスフ
レーム中で火炎加水分解をしている。従ってＣｌについ
ては原料中のＣｌがシリカガラス中に溶け込んでしまう
が、Ｈ2／Ｏ2ガスフレーム中のＨ2ガスと化学反応を生
ぜしめて気化させることにより、ガラス体中へのＣｌの
溶存量を少なくさせることが出来る。即ちＣｌの含有量
を２００ｐｐｍ以下に設定するには、合成シリカガラス
製造時におけるＨ2、Ｏ2、ＳｉＣｌのガス流量をコント
ロールして製造すればよい事が出来る。
方法は一般に四塩化ケイ素を原料としてＨ2／Ｏ2ガスフ
レーム中で火炎加水分解をしている。従ってＣｌについ
ては原料中のＣｌがシリカガラス中に溶け込んでしまう
が、Ｈ2／Ｏ2ガスフレーム中のＨ2ガスと化学反応を生
ぜしめて気化させることにより、ガラス体中へのＣｌの
溶存量を少なくさせることが出来る。即ちＣｌの含有量
を２００ｐｐｍ以下に設定するには、合成シリカガラス
製造時におけるＨ2、Ｏ2、ＳｉＣｌのガス流量をコント
ロールして製造すればよい事が出来る。
【００１８】
【実施例】原料四塩化ケイ素を蒸留処理して不純物を除
去させた高純度の四塩化ケイ素原料を用いて酸水素炎加
水分解法の直接火炎法にて、Ｏ2、Ｈ2、ＳｉＣｌ4の流
量をコントロールして表１に示す複数種類の高純度シリ
カガラスインゴットを合成する。
去させた高純度の四塩化ケイ素原料を用いて酸水素炎加
水分解法の直接火炎法にて、Ｏ2、Ｈ2、ＳｉＣｌ4の流
量をコントロールして表１に示す複数種類の高純度シリ
カガラスインゴットを合成する。
【００１９】
【表１】
【００２０】Ｈ2についてはレーザラマン分光光度計で
８００ｃｍ-1のＳｉ−Ｏのピーク面積と４１３５ｃｍ-1
のピーク面積の比に定数１．２２×１０21をかけた値で
ある。装置の検出器は、浜松ホトニクスのフォトマル９
４３−０２を使用した。またレーザラマンのレーザはＡ
ｒレーザ（４Ｗ）を使用し、波長４８０ｎｍ、１５００
ｍＪの条件で測定した。Ｃｌについては湿式法にて、合
成シリカガラスをＨＦで溶解しＡｇ（ＮＯ3）を添加し
てＡｇＣｌの白濁沈殿を生成させ、この溶液の吸光度を
測定し、濃度を求めた。密度については、アルキメデス
法により測定した。
８００ｃｍ-1のＳｉ−Ｏのピーク面積と４１３５ｃｍ-1
のピーク面積の比に定数１．２２×１０21をかけた値で
ある。装置の検出器は、浜松ホトニクスのフォトマル９
４３−０２を使用した。またレーザラマンのレーザはＡ
ｒレーザ（４Ｗ）を使用し、波長４８０ｎｍ、１５００
ｍＪの条件で測定した。Ｃｌについては湿式法にて、合
成シリカガラスをＨＦで溶解しＡｇ（ＮＯ3）を添加し
てＡｇＣｌの白濁沈殿を生成させ、この溶液の吸光度を
測定し、濃度を求めた。密度については、アルキメデス
法により測定した。
【００２１】次に前記３種類のシリカガラスについてＫ
ｒＦエキシマレーザを１００mJ／ｃｍ2のエネルギー密
度，１００Ｈｚの周波数で３×１０7ｐ照射した後のＨ2
の含有量と測定しＨ2の消費量を計算した。その結果実
施例１では、レーザ照射前後でＨ2含有量が１．５×１
０17から２×１０16(molecules/cm3)へと低減（Ｈ2消費
量：４．３×１０7(molecules/cm3・dose)）したが、耐
レーザ性の欠陥発生限界である１×１０16molecules/cm
3を満足している。又、実施例２においても、レーザ照
射前後でＨ2含有量が５×１０17から３．５×１０17(mo
lecules/cm3)へと低減（消費量：５×１０7(molecules/
cm3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界である
１×１０16molecules/cm3を十分満足し、その消費量も
実施例１とほぼ同様である。一方比較例１では、レーザ
照射前のＨ2含有量は実施例２と同様であるが、使用後
において１×１０16(molecules/cm3)へと大きく低減
（消費量：１．６×１０8(molecules/cm3・dose)）し、
耐レーザ性の欠陥発生限界である１×１０16molecules/
cm3と同等程度に落ちている。
ｒＦエキシマレーザを１００mJ／ｃｍ2のエネルギー密
度，１００Ｈｚの周波数で３×１０7ｐ照射した後のＨ2
の含有量と測定しＨ2の消費量を計算した。その結果実
施例１では、レーザ照射前後でＨ2含有量が１．５×１
０17から２×１０16(molecules/cm3)へと低減（Ｈ2消費
量：４．３×１０7(molecules/cm3・dose)）したが、耐
レーザ性の欠陥発生限界である１×１０16molecules/cm
3を満足している。又、実施例２においても、レーザ照
射前後でＨ2含有量が５×１０17から３．５×１０17(mo
lecules/cm3)へと低減（消費量：５×１０7(molecules/
cm3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界である
１×１０16molecules/cm3を十分満足し、その消費量も
実施例１とほぼ同様である。一方比較例１では、レーザ
照射前のＨ2含有量は実施例２と同様であるが、使用後
において１×１０16(molecules/cm3)へと大きく低減
（消費量：１．６×１０8(molecules/cm3・dose)）し、
耐レーザ性の欠陥発生限界である１×１０16molecules/
cm3と同等程度に落ちている。
【００２２】この事から塩素の存在がＨ2の消費量に大
きく影響していることが理解でき、前記レーザ照射前の
Ｈ2含有量が１．５×１０17(molecules/cm3)以上且つＣ
ｌが２００（ｗｔ・ｐｐｍ）以下で、而もＨ2消費量が
１×１０8(molecules/cm3・dose)以下であれば、例えば
ステッパレンズに使用した場合でも実用的に十分耐え得
る光学部材の提供が可能となる。
きく影響していることが理解でき、前記レーザ照射前の
Ｈ2含有量が１．５×１０17(molecules/cm3)以上且つＣ
ｌが２００（ｗｔ・ｐｐｍ）以下で、而もＨ2消費量が
１×１０8(molecules/cm3・dose)以下であれば、例えば
ステッパレンズに使用した場合でも実用的に十分耐え得
る光学部材の提供が可能となる。
【００２３】尚、レーザの照射条件を上記のように設定
した理由はステッパ耐久寿命と対応させたものである。
即ちステッパレンズの場合、最大１０ｍＪ／ｃｍ2のエ
ネルギー密度が４００Ｈｚでの照射条件で、１年間照射
した場合の欠陥発生量と、１００ｍＪ／ｃｍ2のエネル
ギー密度で１００Ｈｚで３×１０7pulse照射した量とが
ほぼ同じになる。
した理由はステッパ耐久寿命と対応させたものである。
即ちステッパレンズの場合、最大１０ｍＪ／ｃｍ2のエ
ネルギー密度が４００Ｈｚでの照射条件で、１年間照射
した場合の欠陥発生量と、１００ｍＪ／ｃｍ2のエネル
ギー密度で１００Ｈｚで３×１０7pulse照射した量とが
ほぼ同じになる。
【００２４】次に、レーザ照射後の２４８ｎｍでの透過
率を調べてみると、実施例１については９１．０％、実
施例２については９１．５％といずれも十分なる透過性
を満足していたが、比較例１では８９．５％と、好まし
い透過性限界の９０％を割ってしまった。
率を調べてみると、実施例１については９１．０％、実
施例２については９１．５％といずれも十分なる透過性
を満足していたが、比較例１では８９．５％と、好まし
い透過性限界の９０％を割ってしまった。
【００２５】次に前記実施例２及び比較例２を熱間等方
圧加圧法（ＨＩＰ処理法）により、アルゴンガス100％
の2000atmの高圧雰囲気で、１０００℃、１０ｈｒの加
熱処理を行なったサンプルを実施例３及び４とし、次に
ＨＩＰ処理法により、アルゴンガス100％の2000atmの高
圧雰囲気で、１０００℃、５ｈｒの加熱処理を行なった
サンプルを実施例５及び比較例２とし、夫々のＨ2含有
量、Ｃｌ、密度について測定した結果を表２に示す。
圧加圧法（ＨＩＰ処理法）により、アルゴンガス100％
の2000atmの高圧雰囲気で、１０００℃、１０ｈｒの加
熱処理を行なったサンプルを実施例３及び４とし、次に
ＨＩＰ処理法により、アルゴンガス100％の2000atmの高
圧雰囲気で、１０００℃、５ｈｒの加熱処理を行なった
サンプルを実施例５及び比較例２とし、夫々のＨ2含有
量、Ｃｌ、密度について測定した結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】次に前記４種類のシリカガラスについて前
記と同様にＫｒＦエキシマレーザを１００mJ／ｃｍ2の
エネルギー密度，１００Ｈｚの周波数で３×１０7ｐ照
射した後のＨ2の含有量と測定しＨ2の消費量を計算し
た。
記と同様にＫｒＦエキシマレーザを１００mJ／ｃｍ2の
エネルギー密度，１００Ｈｚの周波数で３×１０7ｐ照
射した後のＨ2の含有量と測定しＨ2の消費量を計算し
た。
【００２８】その結果実施例３では、レーザ照射前後で
Ｈ2含有量が１×１０17から２．５×１０16(molecules/
cm3)へと僅かに低減（消費量：２．５×１０7(molecule
s/cm3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界であ
る１×１０16molecules/cm3 を十分満足し、その消費量
も実施例１より向上している。又実施例４では、レーザ
照射前後でＨ2含有量が３×１０17から４×１０16(mole
cules/cm3)へと低減（消費量：８×１０7(molecules/cm
3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界である１
×１０16molecules/cm3を満足し、その消費量も比較例
１より向上している。又実施例５では、レーザ照射前後
でＨ2含有量が５×１０16から３×１０6(molecules/c
m3)へと低減（消費量：１×１０7(molecules/cm3・dos
e)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界である１×１０
16molecules/cm3を十分満足し、その消費量も実施例１
より向上している。
Ｈ2含有量が１×１０17から２．５×１０16(molecules/
cm3)へと僅かに低減（消費量：２．５×１０7(molecule
s/cm3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界であ
る１×１０16molecules/cm3 を十分満足し、その消費量
も実施例１より向上している。又実施例４では、レーザ
照射前後でＨ2含有量が３×１０17から４×１０16(mole
cules/cm3)へと低減（消費量：８×１０7(molecules/cm
3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界である１
×１０16molecules/cm3を満足し、その消費量も比較例
１より向上している。又実施例５では、レーザ照射前後
でＨ2含有量が５×１０16から３×１０6(molecules/c
m3)へと低減（消費量：１×１０7(molecules/cm3・dos
e)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界である１×１０
16molecules/cm3を十分満足し、その消費量も実施例１
より向上している。
【００２９】しかしながら比較例４では、レーザ照射前
後でＨ2含有量が５×１０17から１．４×１０17(molecu
les/cm3)へと大きく低減（消費量：１．２×１０8(mole
cules/cm3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界
である１×１０16molecules/cm3を満足しているが、こ
れはレーザ照射前のＨ2含有量の絶対値が多かったため
であり、前記レーザ照射前のＨ2含有量が５×１０16(mo
lecules/cm3)以下の場合に、耐レーザ性の欠陥発生限界
である１×１０16molecules/cm3を割ってしまうことが
推定される。
後でＨ2含有量が５×１０17から１．４×１０17(molecu
les/cm3)へと大きく低減（消費量：１．２×１０8(mole
cules/cm3・dose)）したが、耐レーザ性の欠陥発生限界
である１×１０16molecules/cm3を満足しているが、こ
れはレーザ照射前のＨ2含有量の絶対値が多かったため
であり、前記レーザ照射前のＨ2含有量が５×１０16(mo
lecules/cm3)以下の場合に、耐レーザ性の欠陥発生限界
である１×１０16molecules/cm3を割ってしまうことが
推定される。
【００３０】従ってこの事から塩素の存在と密度向上が
Ｈ2の消費量に大きく影響していることが理解でき、密
度が２．２０６以上で且つＣｌが２００（ｗｔ・ｐｐ
ｍ）以下で且つ前記レーザ照射前のＨ2含有量が１×１
０17(molecules/cm3)以上であれば、例えばステッパレ
ンズに使用した場合でも実用的に十分耐え得る光学部材
の提供が可能となる。
Ｈ2の消費量に大きく影響していることが理解でき、密
度が２．２０６以上で且つＣｌが２００（ｗｔ・ｐｐ
ｍ）以下で且つ前記レーザ照射前のＨ2含有量が１×１
０17(molecules/cm3)以上であれば、例えばステッパレ
ンズに使用した場合でも実用的に十分耐え得る光学部材
の提供が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、経時的
な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間に
亙って使用可能な高出力レーザ用光学部材、特にステッ
パ用の光学部材を得ることが出来る。
な耐レーザ性と高屈折率を保証し、これにより長期間に
亙って使用可能な高出力レーザ用光学部材、特にステッ
パ用の光学部材を得ることが出来る。
Claims (4)
- 【請求項１】 合成シリカガラスからなる高出力レーザ
用光学部材において、 Ｈ2ガス分子の含有量を１．５×１０17molecules/cm3以
上、Ｃｌの含有量を２００ｐｐｍ以下、ＫｒＦエキシマ
レーザ照射時のＨ2ガス分子の消費量を１×１０8molecu
les/cm3・dose以下に夫々設定した事を特徴とする高出
力レーザ用光学部材 - 【請求項２】 合成シリカガラスからなる高出力レーザ
用光学部材において、 Ｈ2ガス分子の含有量を１×１０17molecules/cm3以上、
Ｃｌの含有量を５００ｐｐｍ以下に、ガラス密度を２．
２０６以上に夫々設定したことを特徴とする高出力レー
ザ用光学部材 - 【請求項３】 光学シリカガラスからなる高出力レーザ
用光学部材において、 Ｈ2ガス分子の含有量を５×１０16molecules/cm3以上、
Ｃｌの含有量を２００ｐｐｍ以下に、ガラス密度を２．
２０６以上、ＫｒＦエキシマレーザ照射時のＨ 2ガス分
子の消費量を１×１０17molecules/cm3・dose以下に設
定したことを特徴とする高出力レーザ用光学部材 - 【請求項４】 前記ガラス体がステッパ用の光学部材で
あることを特徴とする請求項2記載の高出力レーザ用光
学部材
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213204A JPH0742134B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213204A JPH0742134B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0532432A true JPH0532432A (ja) | 1993-02-09 |
| JPH0742134B2 JPH0742134B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=16635263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3213204A Expired - Lifetime JPH0742134B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742134B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06227827A (ja) * | 1992-02-07 | 1994-08-16 | Asahi Glass Co Ltd | 透明石英ガラスとその製造方法 |
| EP0879799A3 (en) * | 1997-05-16 | 1999-07-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silica glass article and manufacturing process therefor |
| WO1999038814A1 (fr) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Asahi Glass Company Ltd. | Elements optiques en verre de silice synthetique et leur procede de production |
| US6333283B1 (en) | 1997-05-16 | 2001-12-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silica glass article and manufacturing process therefor |
| US8402786B2 (en) | 1998-01-30 | 2013-03-26 | Asahi Glass Company, Limited | Synthetic silica glass optical component and process for its production |
| JP2019502633A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-01-31 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 均質な石英ガラス製のガラス繊維および母材 |
| JP2019506352A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-03-07 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 石英ガラス調製時の中間体としての炭素ドープ二酸化ケイ素造粒体の調製 |
| US11236002B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-02-01 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of an opaque quartz glass body |
| US11299417B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-04-12 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of a quartz glass body in a melting crucible of refractory metal |
| US11492285B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-11-08 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of quartz glass bodies from silicon dioxide granulate |
| US11492282B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-11-08 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven |
| US11708290B2 (en) | 2015-12-18 | 2023-07-25 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of a quartz glass body in a multi-chamber oven |
| US11952303B2 (en) | 2015-12-18 | 2024-04-09 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Increase in silicon content in the preparation of quartz glass |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424048A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-26 | Seiko Epson Corp | Defect-free quartz glass |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3213204A patent/JPH0742134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424048A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-26 | Seiko Epson Corp | Defect-free quartz glass |
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| US6333283B1 (en) | 1997-05-16 | 2001-12-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silica glass article and manufacturing process therefor |
| US6709997B2 (en) | 1997-05-16 | 2004-03-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silica glass article and manufacturing process therefor |
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| JP2019506352A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-03-07 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 石英ガラス調製時の中間体としての炭素ドープ二酸化ケイ素造粒体の調製 |
| JP2019502633A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-01-31 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 均質な石英ガラス製のガラス繊維および母材 |
| US11236002B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-02-01 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of an opaque quartz glass body |
| US11299417B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-04-12 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of a quartz glass body in a melting crucible of refractory metal |
| US11339076B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-05-24 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of carbon-doped silicon dioxide granulate as an intermediate in the preparation of quartz glass |
| US11492285B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-11-08 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of quartz glass bodies from silicon dioxide granulate |
| US11492282B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-11-08 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven |
| US11708290B2 (en) | 2015-12-18 | 2023-07-25 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of a quartz glass body in a multi-chamber oven |
| US11952303B2 (en) | 2015-12-18 | 2024-04-09 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Increase in silicon content in the preparation of quartz glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0742134B2 (ja) | 1995-05-10 |
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