JPH06308717A - 光リソグラフィー用石英ガラス部材 - Google Patents
光リソグラフィー用石英ガラス部材Info
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- JPH06308717A JPH06308717A JP9821893A JP9821893A JPH06308717A JP H06308717 A JPH06308717 A JP H06308717A JP 9821893 A JP9821893 A JP 9821893A JP 9821893 A JP9821893 A JP 9821893A JP H06308717 A JPH06308717 A JP H06308717A
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- glass member
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光リソグラフィー技術において、より微細
な、例えば線幅０．５μｍ以下を実現し、微細かつ鮮明
な、パターンを得ることが可能な石英ガラスを提供す
る。 【構成】 ４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される
光リソグラフィー用石英ガラス部材において、波面収差
のＲＭＳ値が０．０１５λ以下である。
な、例えば線幅０．５μｍ以下を実現し、微細かつ鮮明
な、パターンを得ることが可能な石英ガラスを提供す
る。 【構成】 ４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される
光リソグラフィー用石英ガラス部材において、波面収差
のＲＭＳ値が０．０１５λ以下である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光リソグラフィー 技
術において４００nm以下、好ましくは３００nm以下の特
定波長帯域で、レンズ やミラー 等の光学系に使用され
る光リソグラフィー 用石英ガラス 部材に関する。
術において４００nm以下、好ましくは３００nm以下の特
定波長帯域で、レンズ やミラー 等の光学系に使用され
る光リソグラフィー 用石英ガラス 部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年におけるVLSIは、ますます高集積
化，高機能化し、論理VLSIの分野ではチップ 上により
大きなシステムが盛り込まれるシステムオンチップ 化が進行して
いる。これにともない、その基板となるシリコン等の ウェハ上
において、微細加工化及び高集積化が要求されている。
ウェハ上への微細加工の方法としては、直接集積回路 パ
ターン を描画する光リソグラフィー による方法が一般
的に行われている。このVLSIの中で、DRAMを例にあげれ
ば LSIからVLSIへと展開され 1K →256K→1M→4M→16M
と容量が増大してゆくにつれ、その加工線幅がそれぞれ
10 μm →2 μm →1μm →0.8 μm →0.5 μm と微細
になっている。
化，高機能化し、論理VLSIの分野ではチップ 上により
大きなシステムが盛り込まれるシステムオンチップ 化が進行して
いる。これにともない、その基板となるシリコン等の ウェハ上
において、微細加工化及び高集積化が要求されている。
ウェハ上への微細加工の方法としては、直接集積回路 パ
ターン を描画する光リソグラフィー による方法が一般
的に行われている。このVLSIの中で、DRAMを例にあげれ
ば LSIからVLSIへと展開され 1K →256K→1M→4M→16M
と容量が増大してゆくにつれ、その加工線幅がそれぞれ
10 μm →2 μm →1μm →0.8 μm →0.5 μm と微細
になっている。
【０００３】このため、現在、光リソグラフィー 技術
の主流となっているステッパー の投影レンズ には、高
い解像度と深い焦点深度が要求されている。この解像度
と焦点深度は、露光に使う光の波長とレンズ のＮ．
Ａ．（開口数）によって決まる。細かいパターンほど回
折光の角度が大きくなり、レンズ のＮ．Ａ．が大きく
なければ回折光を取り込めなくなる。また、波長λが短
いほど同じパターンでの回折光の角度は小さくなり、従
ってＮ．Ａ．は小さくてよいことになる。
の主流となっているステッパー の投影レンズ には、高
い解像度と深い焦点深度が要求されている。この解像度
と焦点深度は、露光に使う光の波長とレンズ のＮ．
Ａ．（開口数）によって決まる。細かいパターンほど回
折光の角度が大きくなり、レンズ のＮ．Ａ．が大きく
なければ回折光を取り込めなくなる。また、波長λが短
いほど同じパターンでの回折光の角度は小さくなり、従
ってＮ．Ａ．は小さくてよいことになる。
【０００４】解像度と焦点深度は、次式のように表され
る。 解像度＝k1・λ／Ｎ．Ａ． 焦点深度＝k2・λ／Ｎ．Ａ．2 （但し、k1、k2は比例定数である。） 解像度を向上させるためには、Ｎ．Ａ．を大きくする
か、λを短くするかのどちらかであるが、上式からも明
らかなように、λを短くするほうが深度の点で有利であ
る。
る。 解像度＝k1・λ／Ｎ．Ａ． 焦点深度＝k2・λ／Ｎ．Ａ．2 （但し、k1、k2は比例定数である。） 解像度を向上させるためには、Ｎ．Ａ．を大きくする
か、λを短くするかのどちらかであるが、上式からも明
らかなように、λを短くするほうが深度の点で有利であ
る。
【０００５】それに対応して、加工の際使用する光源の
波長も、ｇ線（436nm ）からｉ線（365nm ）へ、さらに
ＫｒＦ（248nm ）やＡｒＦ（193nm ）エキシマレーザーへと
短波長化が進められている。ステッパー の照明系ある
いは投影レンズ として用いられるガラス 部材は、ｉ線
よりも短い波長領域では光透過率が低下するため、これ
らのガラス 部材に代えて合成石英ガラス が用いられ
る。
波長も、ｇ線（436nm ）からｉ線（365nm ）へ、さらに
ＫｒＦ（248nm ）やＡｒＦ（193nm ）エキシマレーザーへと
短波長化が進められている。ステッパー の照明系ある
いは投影レンズ として用いられるガラス 部材は、ｉ線
よりも短い波長領域では光透過率が低下するため、これ
らのガラス 部材に代えて合成石英ガラス が用いられ
る。
【０００６】合成石英ガラス は、通常の光学ガラス と
比べて、光透過率が全波長にわたって非常に高いという
特徴があり、特に４００nm以下の短波長領域では他のす
べてのガラス よりはるかに良好な透過性を示す。
比べて、光透過率が全波長にわたって非常に高いという
特徴があり、特に４００nm以下の短波長領域では他のす
べてのガラス よりはるかに良好な透過性を示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、光源の短波長化の目的は、より微細な線幅を実現
し微細かつ鮮明なパターンを得ることであるが、これに
用いる石英ガラス 部材は特定波長領域での光透過率が
高いだけでは充分とは言えず、他の光学性能、例えば屈
折率の均質性、脈理や蛍光の有無、耐レーザー性等が影
響を与える。
うに、光源の短波長化の目的は、より微細な線幅を実現
し微細かつ鮮明なパターンを得ることであるが、これに
用いる石英ガラス 部材は特定波長領域での光透過率が
高いだけでは充分とは言えず、他の光学性能、例えば屈
折率の均質性、脈理や蛍光の有無、耐レーザー性等が影
響を与える。
【０００８】これらのうち、屈折率の均質性（測定領域
内の屈折率のばらつき）については、従来、測定領域内
の屈折率の最大値と最小値の差（以下ＰＶ値という）で
表され、この値が小さいほど屈折率の均質性が良い石英
ガラス であると考えられている。それ故、既存の高均
質と称する石英ガラス はこのＰＶ値を最小にする事を
目的に製造されている。
内の屈折率のばらつき）については、従来、測定領域内
の屈折率の最大値と最小値の差（以下ＰＶ値という）で
表され、この値が小さいほど屈折率の均質性が良い石英
ガラス であると考えられている。それ故、既存の高均
質と称する石英ガラス はこのＰＶ値を最小にする事を
目的に製造されている。
【０００９】しかしながら、このようにして製造された
ＰＶ値が充分に小さい、例えば一般に言われる２×１０
-6以下の石英ガラス を使用しているにもかかわらず、
微細かつ鮮明なパターンを得られない場合があった。そ
こで、本発明は、光リソグラフィー 技術において、例
えば線幅０．５μm以下の、微細かつ鮮明なパターンを
得る事が可能な石英ガラス 部材を提供ことを目的とす
る。
ＰＶ値が充分に小さい、例えば一般に言われる２×１０
-6以下の石英ガラス を使用しているにもかかわらず、
微細かつ鮮明なパターンを得られない場合があった。そ
こで、本発明は、光リソグラフィー 技術において、例
えば線幅０．５μm以下の、微細かつ鮮明なパターンを
得る事が可能な石英ガラス 部材を提供ことを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、光
リソグラフィー 技術において微細かつ鮮明なパターン
を得ることのできる石英ガラス の屈折率の均質性につ
いて鋭意研究した結果、以下の３つの条件を満たす石英
ガラス において、線幅０. ５μm 以下のものが得られ
た。従って、本発明は第１に、４００nm以下の特定波長
帯域で使用される光リソグラフィー 用石英ガラス 部材
において、波面収差のＲＭＳ（二乗平均平方根）値がパ
ワー 成分補正後に０．０１５λ以下である事を特徴と
する光リソグラフィー 用石英ガラス 部材を提供する。
リソグラフィー 技術において微細かつ鮮明なパターン
を得ることのできる石英ガラス の屈折率の均質性につ
いて鋭意研究した結果、以下の３つの条件を満たす石英
ガラス において、線幅０. ５μm 以下のものが得られ
た。従って、本発明は第１に、４００nm以下の特定波長
帯域で使用される光リソグラフィー 用石英ガラス 部材
において、波面収差のＲＭＳ（二乗平均平方根）値がパ
ワー 成分補正後に０．０１５λ以下である事を特徴と
する光リソグラフィー 用石英ガラス 部材を提供する。
【００１１】本発明は第２に、４００nm以下の特定波長
帯域で使用される光リソグラフィー用石英ガラス 部材
において、屈折率の傾斜成分が±５×１０-6以下である
事を特徴とする光リソグラフィー 用石英ガラス 部材を
提供する。本発明は第３に、４００nm以下の特定波長帯
域で使用される光リソグラフィー用石英ガラス 部材に
おいて、屈折率分布が回転対称であり、該回転対称の対
称軸と石英ガラス 部材の中心軸とが一致する事を特徴
とする光リソグラフィー 用石英ガラス 部材を提供す
る。
帯域で使用される光リソグラフィー用石英ガラス 部材
において、屈折率の傾斜成分が±５×１０-6以下である
事を特徴とする光リソグラフィー 用石英ガラス 部材を
提供する。本発明は第３に、４００nm以下の特定波長帯
域で使用される光リソグラフィー用石英ガラス 部材に
おいて、屈折率分布が回転対称であり、該回転対称の対
称軸と石英ガラス 部材の中心軸とが一致する事を特徴
とする光リソグラフィー 用石英ガラス 部材を提供す
る。
【００１２】なお、上記の３つの発明は独立した発明で
あり、いずれかの条件を満たす石英ガラス においても
目的とする線幅０. ５μm 以下のパターンを得ることが
できるが、これらの条件を複数満たせば、より満足のい
く石英ガラス が得られることは言うまでもない。
あり、いずれかの条件を満たす石英ガラス においても
目的とする線幅０. ５μm 以下のパターンを得ることが
できるが、これらの条件を複数満たせば、より満足のい
く石英ガラス が得られることは言うまでもない。
【００１３】
【作用】かかる石英ガラス 部材を用いて製造した投影
レンズ を用いる事により、光リソグラフィー 技術にお
いて微細かつ鮮明なパターンを得るための光学性能を得
る事ができる。以下にその理由を述べる。従来、屈折率
の均質性は、単にＰＶ値（パワー 成分補正なし）のみ
で評価されてきた。しかし、屈折率分布をさらに細かく
見ると、パワー （２次）成分、アス成分、回転対称成
分、傾斜成分、ランダム成分等に分離でき、それぞれが
重なりあって全体の屈折率分布を作っている。そして、
ここで述べた各成分が光学性能に及ぼす影響はそれぞれ
異なっている。このため、同一のＰＶ値の石英ガラス部
材を使用してレンズ を製造しても、各成分の比率が異
なれば、光学性能に差が出てしまう。したがって、これ
らの要素を個別に十分考慮せず、単にＰＶ値を一定値以
下（例えば一般に言われる２×１０-6以下）に抑えたの
みでは、設計性能を満足する投影レンズ を製造するこ
とはできず、光リソグラフィー 技術において微細かつ
鮮明なパターンを得ることはできない。
レンズ を用いる事により、光リソグラフィー 技術にお
いて微細かつ鮮明なパターンを得るための光学性能を得
る事ができる。以下にその理由を述べる。従来、屈折率
の均質性は、単にＰＶ値（パワー 成分補正なし）のみ
で評価されてきた。しかし、屈折率分布をさらに細かく
見ると、パワー （２次）成分、アス成分、回転対称成
分、傾斜成分、ランダム成分等に分離でき、それぞれが
重なりあって全体の屈折率分布を作っている。そして、
ここで述べた各成分が光学性能に及ぼす影響はそれぞれ
異なっている。このため、同一のＰＶ値の石英ガラス部
材を使用してレンズ を製造しても、各成分の比率が異
なれば、光学性能に差が出てしまう。したがって、これ
らの要素を個別に十分考慮せず、単にＰＶ値を一定値以
下（例えば一般に言われる２×１０-6以下）に抑えたの
みでは、設計性能を満足する投影レンズ を製造するこ
とはできず、光リソグラフィー 技術において微細かつ
鮮明なパターンを得ることはできない。
【００１４】これに対し、まず第１の発明に関して、波
面収差のＲＭＳ値（パワー 成分補正後）について述べ
る。従来用いられているＰＶ値に対し、波面収差のＲＭ
Ｓ値（パワー 成分補正後）は、光学性能に直接影響を
与える成分のみを表しているため、より確実に光学性能
を保証する事ができる。
面収差のＲＭＳ値（パワー 成分補正後）について述べ
る。従来用いられているＰＶ値に対し、波面収差のＲＭ
Ｓ値（パワー 成分補正後）は、光学性能に直接影響を
与える成分のみを表しているため、より確実に光学性能
を保証する事ができる。
【００１５】パワー 成分は、曲率半径の誤差と同一で
あり、レンズ の曲率で補正も可能であるし、レンズ の
空気間隔でも容易に補正可能である。したがって、像質
に直接影響を及ぼすパワー 補正（除外）後の成分を問
題にすべきである。以下に、ＰＶ値でなくＲＭＳ値を用
いる理由を述べる。なお、通常は、波面収差のＰＶ値で
はなく、以下のように屈折率に換算したＰＶ値（△ｎと
呼ばれる）が用いられる事が多い。
あり、レンズ の曲率で補正も可能であるし、レンズ の
空気間隔でも容易に補正可能である。したがって、像質
に直接影響を及ぼすパワー 補正（除外）後の成分を問
題にすべきである。以下に、ＰＶ値でなくＲＭＳ値を用
いる理由を述べる。なお、通常は、波面収差のＰＶ値で
はなく、以下のように屈折率に換算したＰＶ値（△ｎと
呼ばれる）が用いられる事が多い。
【００１６】例えば波面収差ＰＶ値：０．３０λ、厚さ
ｔ：３０mmの場合、λは干渉計の光源６３２．８nmを使
用して、
ｔ：３０mmの場合、λは干渉計の光源６３２．８nmを使
用して、
【００１７】
【数１】 △ｎ（ＰＶ）＝０．３０×６３２．８×１０-9／（３０×１０-3） ＝６．４×１０-6 のように換算される。。この値は、屈折率差という物理
量に換算されているので厚さに依存しない値である。
量に換算されているので厚さに依存しない値である。
【００１８】しかし、投影レンズ の光学系では様々な
径、厚さを持つレンズ が多数組み合わされており、厚
さの異なるレンズ の性能を個別に規定するためには、
この様な換算値ではなく測定された波面収差そのものを
使用する必要がある。さらに、ＰＶ値は測定領域内の最
大・最小値各々１点のみを比較しているため、ノイズ
等の誤差要因の影響を受けやすい問題があった。これに
対し、ＲＭＳ（二乗平均平方根）値は全測定点を用い計
算されるため情報量が多く測定誤差の影響を受けにく
く、統計処理も可能である。
径、厚さを持つレンズ が多数組み合わされており、厚
さの異なるレンズ の性能を個別に規定するためには、
この様な換算値ではなく測定された波面収差そのものを
使用する必要がある。さらに、ＰＶ値は測定領域内の最
大・最小値各々１点のみを比較しているため、ノイズ
等の誤差要因の影響を受けやすい問題があった。これに
対し、ＲＭＳ（二乗平均平方根）値は全測定点を用い計
算されるため情報量が多く測定誤差の影響を受けにく
く、統計処理も可能である。
【００１９】以上の理由から、パワー 成分補正後の波
面収差のＲＭＳ値を用いることとし、さらに上限である
０．０１５λは、パワー 成分を除いた屈折率分布の各
成分の影響により発生する諸収差を考慮してシミュレーション
し、投影レンズ の性能を発揮できる値として決定した
ものである。つまり、０．０１５λ以上であると収差が
大きくなり、光リソグラフィー 用部材として適さな
い。
面収差のＲＭＳ値を用いることとし、さらに上限である
０．０１５λは、パワー 成分を除いた屈折率分布の各
成分の影響により発生する諸収差を考慮してシミュレーション
し、投影レンズ の性能を発揮できる値として決定した
ものである。つまり、０．０１５λ以上であると収差が
大きくなり、光リソグラフィー 用部材として適さな
い。
【００２０】ところで、屈折率の傾斜成分や屈折率分布
の形状も光学性能上重要な要素である。レンズ 部品を
光学系に組み込む場合、レンズの中心軸と光学系の光軸
を一致させ、レンズ 部品が偏心しないように調整され
る。しかしながら、このように調整されたレンズ であ
っても、屈折率分布が回転対称でなく屈折率に傾斜が生
じているときは所望の光学性能が得られないことがわか
った。
の形状も光学性能上重要な要素である。レンズ 部品を
光学系に組み込む場合、レンズの中心軸と光学系の光軸
を一致させ、レンズ 部品が偏心しないように調整され
る。しかしながら、このように調整されたレンズ であ
っても、屈折率分布が回転対称でなく屈折率に傾斜が生
じているときは所望の光学性能が得られないことがわか
った。
【００２１】理想的には、屈折率分布が回転対称で傾斜
成分がなく、回転対称軸とレンズの中心軸とを一致さ
せ、これをさらに光学系の光軸と一致させることによ
り、所望の光学性能が発揮されることがわかった。
成分がなく、回転対称軸とレンズの中心軸とを一致さ
せ、これをさらに光学系の光軸と一致させることによ
り、所望の光学性能が発揮されることがわかった。
【００２２】以下に、第２の発明に関して、屈折率の傾
斜成分について述べる。屈折率に傾斜が生じると、各レ
ンズ 部品が偏心を起こしたのと同様な影響が出る。投
影レンズ の偏心公差（レンズエレメントの横シフト 、チルト ）を
見積もるため、 １）ディストーションのトラペゾイド（台形歪み） ２）非点収差の露光フィールド 内のばらつき ３）偏心コマ収差 の３条件をシミュレーションで検討した。
斜成分について述べる。屈折率に傾斜が生じると、各レ
ンズ 部品が偏心を起こしたのと同様な影響が出る。投
影レンズ の偏心公差（レンズエレメントの横シフト 、チルト ）を
見積もるため、 １）ディストーションのトラペゾイド（台形歪み） ２）非点収差の露光フィールド 内のばらつき ３）偏心コマ収差 の３条件をシミュレーションで検討した。
【００２３】この結果、設計性能を満足させるために
は、この傾斜成分の大きさは±５×１０-6以下、すなわ
ち、レンズ の直径方向での両端の屈折率差を最大５×
１０-6以下に抑える事が望ましいことが明らかになっ
た。次に、第３の発明に関して、屈折率分布の形状につ
いて述べる。石英ガラス 部材の屈折率分布の対称軸と
それから製造したレンズ 部品（石英ガラス 部材）の中
心軸とを一致させる事が望ましいが、工業的にはある程
度の公差を見込む必要がある。
は、この傾斜成分の大きさは±５×１０-6以下、すなわ
ち、レンズ の直径方向での両端の屈折率差を最大５×
１０-6以下に抑える事が望ましいことが明らかになっ
た。次に、第３の発明に関して、屈折率分布の形状につ
いて述べる。石英ガラス 部材の屈折率分布の対称軸と
それから製造したレンズ 部品（石英ガラス 部材）の中
心軸とを一致させる事が望ましいが、工業的にはある程
度の公差を見込む必要がある。
【００２４】そこで、傾斜成分と同様の検討をした。シミ
ュレーションの結果によると、このズレを５mm以下に抑え、屈
折率分布の回転対称軸とガラス 部材の中心軸とを事実
上一致されることにより、所望の光学性能を得ることが
可能である。このような石英ガラス 部材を得るための
製法は以下のようなものである。石英ガラス の製法と
しては他の製法に比較してエキシマレーザー耐性が高く、大
きな形状が得られる火炎加水分解法が用いられる。
ュレーションの結果によると、このズレを５mm以下に抑え、屈
折率分布の回転対称軸とガラス 部材の中心軸とを事実
上一致されることにより、所望の光学性能を得ることが
可能である。このような石英ガラス 部材を得るための
製法は以下のようなものである。石英ガラス の製法と
しては他の製法に比較してエキシマレーザー耐性が高く、大
きな形状が得られる火炎加水分解法が用いられる。
【００２５】石英ガラス の屈折率分布は、不純物と熱
履歴による密度分布により決まる。不純物としては、O
H、Cl、金属不純物、溶存ガス等が考えられるが、火炎
加水分解法の場合、数百ppm 以上含有されるOH、次いで
数十ppm 含有されるClが混入量から考えて支配的だと考
えられる。他の不純物は、分析によると５０ppb 以下に
過ぎないので、屈折率に対する影響は無視し得る。
履歴による密度分布により決まる。不純物としては、O
H、Cl、金属不純物、溶存ガス等が考えられるが、火炎
加水分解法の場合、数百ppm 以上含有されるOH、次いで
数十ppm 含有されるClが混入量から考えて支配的だと考
えられる。他の不純物は、分析によると５０ppb 以下に
過ぎないので、屈折率に対する影響は無視し得る。
【００２６】一方、熱履歴による密度分布は、直接法，
ＶＡＤ法，ゾルゲル法，プラズマバーナー法等の製造方
法によらず支配的な要素である。このような要素により
屈折率分布が決定されるため、ＲＭＳ値が小さい、また
は、中心対称に近い屈折率パターンを持つ、あるいは傾
斜成分の小さい石英ガラス 素材を得るため、合成、均
質化や形状変更のための熱処理、アニール、加工の各工程で
幾何学的な中心位置を常に維持するような製造方法が必
要となる。
ＶＡＤ法，ゾルゲル法，プラズマバーナー法等の製造方
法によらず支配的な要素である。このような要素により
屈折率分布が決定されるため、ＲＭＳ値が小さい、また
は、中心対称に近い屈折率パターンを持つ、あるいは傾
斜成分の小さい石英ガラス 素材を得るため、合成、均
質化や形状変更のための熱処理、アニール、加工の各工程で
幾何学的な中心位置を常に維持するような製造方法が必
要となる。
【００２７】以下に各工程について、図１に基づいて具
体的に述べる。石英ガラス の合成工程においては、イ
ンゴット １１を回転させながら合成するため、不純物
濃度分布、物性分布は必ず中心対称になる。しかし、中
心を維持しながら円筒形の石英ガラス 素材１２を切り
出して行くので、必要な素材径に近い径のインゴット
を使用しなければ、重量歩留まりが著しく低下する。
体的に述べる。石英ガラス の合成工程においては、イ
ンゴット １１を回転させながら合成するため、不純物
濃度分布、物性分布は必ず中心対称になる。しかし、中
心を維持しながら円筒形の石英ガラス 素材１２を切り
出して行くので、必要な素材径に近い径のインゴット
を使用しなければ、重量歩留まりが著しく低下する。
【００２８】アニール等の熱処理を加える場合は、対称性を
維持するために、素材形状を円筒形とし、中心対称な温
度分布を持つ炉の中央で熱を加える必要がある。この石
英ガラス 素材は回転させる事が望ましい。粘性変形を
させる場合は、片寄った変形とならないように特に配慮
を加える必要がある。丸め等の加工を加え、石英ガラス
部材１３を得るときは、加工前に中心位置をマーク し、
位置のズレがないように加工を行う。
維持するために、素材形状を円筒形とし、中心対称な温
度分布を持つ炉の中央で熱を加える必要がある。この石
英ガラス 素材は回転させる事が望ましい。粘性変形を
させる場合は、片寄った変形とならないように特に配慮
を加える必要がある。丸め等の加工を加え、石英ガラス
部材１３を得るときは、加工前に中心位置をマーク し、
位置のズレがないように加工を行う。
【００２９】石英ガラス 部材１３を加工し、投影レン
ズ １４を製造する事により、光リソグラフィー 技術に
おいて微細かつ鮮明なパターンを得るための光学性能を
得る事ができる。
ズ １４を製造する事により、光リソグラフィー 技術に
おいて微細かつ鮮明なパターンを得るための光学性能を
得る事ができる。
【００３０】
【実施例１】火炎加水分解法において合成条件（バーナ
構造，ガス量、ターゲット の揺動パターン等）を精密
に制御する事により、三方向脈理がなく、エキシマレーザー
耐性が高い、φ２００，３２０，４５０mm×Ｌ８００mm
のインゴット が得られた。このインゴット を切断し、
円筒形の形状で干渉計により均質性を測定したところ、
測定範囲で屈折率分布は対称であり、インゴット の幾
何学的な外形の中心と屈折率分布の中心は一致してい
た。また、屈折率分布の極値が中央１箇所であった。
構造，ガス量、ターゲット の揺動パターン等）を精密
に制御する事により、三方向脈理がなく、エキシマレーザー
耐性が高い、φ２００，３２０，４５０mm×Ｌ８００mm
のインゴット が得られた。このインゴット を切断し、
円筒形の形状で干渉計により均質性を測定したところ、
測定範囲で屈折率分布は対称であり、インゴット の幾
何学的な外形の中心と屈折率分布の中心は一致してい
た。また、屈折率分布の極値が中央１箇所であった。
【００３１】さらに、インゴット 外形から割り出した
幾何学的中央部を維持しながら丸め、あるいはコアドリ
ル により抜き、φ１４０×ｔ４０，１８０×ｔ６０，
３００×ｔ７０の石英ガラス 部材を得た。この部材を
中心対称の温度分布を持つアニール炉の中央に設置しアニールを
行った。こうして得られた石英ガラス 部材の均質性を
測定したところ、各々のＲＭＳ値＝０．００５λ，０．
００６λ，０．００６λであった。
幾何学的中央部を維持しながら丸め、あるいはコアドリ
ル により抜き、φ１４０×ｔ４０，１８０×ｔ６０，
３００×ｔ７０の石英ガラス 部材を得た。この部材を
中心対称の温度分布を持つアニール炉の中央に設置しアニールを
行った。こうして得られた石英ガラス 部材の均質性を
測定したところ、各々のＲＭＳ値＝０．００５λ，０．
００６λ，０．００６λであった。
【００３２】屈折率の傾斜成分を、干渉計で直接測定す
ることは非常に困難である。そこで、この部材の直径上
の両端から２つプリズムのテストピースを取り、高精度
のスペクトロメーター を使用し最小偏角法により１０-7
オーダーの精度で屈折率の測定を行った。この結果、２
つのテストピースの屈折率差は測定限界以下であり、従
って傾斜成分も１０-7以下であった。
ることは非常に困難である。そこで、この部材の直径上
の両端から２つプリズムのテストピースを取り、高精度
のスペクトロメーター を使用し最小偏角法により１０-7
オーダーの精度で屈折率の測定を行った。この結果、２
つのテストピースの屈折率差は測定限界以下であり、従
って傾斜成分も１０-7以下であった。
【００３３】この石英ガラス 部材を使用して、図２に
示すような投影レンズ を製造したところ、所望の設計
性能を満足する事が確認できた。これにより線幅０．３
μm 程度の解像力を有し、実用上十分な平坦性を持つ集
積回路パターンを得る事ができた。
示すような投影レンズ を製造したところ、所望の設計
性能を満足する事が確認できた。これにより線幅０．３
μm 程度の解像力を有し、実用上十分な平坦性を持つ集
積回路パターンを得る事ができた。
【００３４】
【実施例２】合成で得られたインゴット から中央位置
を維持しながら切りだしたφ２５０ｔ１２０の円筒形石
英ガラス 素材を、２０００℃で加熱し均質性の調整の
ための２次的な熱処理を行った。この場合、冷却時の熱
の流れの片寄りにより屈折率分布が非対称となる可能性
が高いので、円筒形のガラス 素材の幾何学的中心を炉
内のターンテーブル の回転中心に一致させ設置し、回
転させた。
を維持しながら切りだしたφ２５０ｔ１２０の円筒形石
英ガラス 素材を、２０００℃で加熱し均質性の調整の
ための２次的な熱処理を行った。この場合、冷却時の熱
の流れの片寄りにより屈折率分布が非対称となる可能性
が高いので、円筒形のガラス 素材の幾何学的中心を炉
内のターンテーブル の回転中心に一致させ設置し、回
転させた。
【００３５】その後は実施例１と同様に中央対称性を維
持したアニール、加工を行い、ＲＭＳ値＝０．００６λ，か
つ中心対称に近く傾斜成分の小さい石英ガラス 部材が
得られた。この石英ガラス 部材を使用して、投影レン
ズ を製造したところ、所望の設計性能を満足する事が
確認できた。
持したアニール、加工を行い、ＲＭＳ値＝０．００６λ，か
つ中心対称に近く傾斜成分の小さい石英ガラス 部材が
得られた。この石英ガラス 部材を使用して、投影レン
ズ を製造したところ、所望の設計性能を満足する事が
確認できた。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光リソグ
ラフィー 技術において、０．５μm以下の微細パターン
を得る事が可能になった。さらに、ＰＶ値はノイズ等の
誤差要因の影響を受けやすい問題があったが、ＲＭＳ値
を使用する事により測定誤差の影響を受けにくくなり、
統計処理も可能になった。
ラフィー 技術において、０．５μm以下の微細パターン
を得る事が可能になった。さらに、ＰＶ値はノイズ等の
誤差要因の影響を受けやすい問題があったが、ＲＭＳ値
を使用する事により測定誤差の影響を受けにくくなり、
統計処理も可能になった。
【００３７】また、石英ガラス の価格は、同一形状、
同一重量に対してはＰＶ値が小さいほど高くなっていた
が、ＰＶ値が大きく、価格の安い石英ガラス 部材で
も、パワー 成分補正後の波面収差のＲＭＳ値が０．０
１５λ以下である物が使用可能になり、光リソグラフィ
ー 装置のコストダウンになった。さらに、屈折率の傾
斜成分が大きかったり光軸を中心とした屈折率分布が対
称でない石英ガラス 部材から製造したレンズ を投影レ
ンズ に組み込み光学系として調整する場合、非常に多
くの調整の手間がかかっていたが、本発明により調整に
要する時間が大幅に短縮された。
同一重量に対してはＰＶ値が小さいほど高くなっていた
が、ＰＶ値が大きく、価格の安い石英ガラス 部材で
も、パワー 成分補正後の波面収差のＲＭＳ値が０．０
１５λ以下である物が使用可能になり、光リソグラフィ
ー 装置のコストダウンになった。さらに、屈折率の傾
斜成分が大きかったり光軸を中心とした屈折率分布が対
称でない石英ガラス 部材から製造したレンズ を投影レ
ンズ に組み込み光学系として調整する場合、非常に多
くの調整の手間がかかっていたが、本発明により調整に
要する時間が大幅に短縮された。
【００３８】なお、本発明の石英ガラス 部材を光リソ
グラフィー 技術に用いた場合において、４００nm以下
の特定波長帯域の光を用いて焼き付け・転写を行うほ
か、He‐Ne（６３２．８nm）等のレーザー光を用いての
ウエハーのアライメントにも兼用することが可能である。
グラフィー 技術に用いた場合において、４００nm以下
の特定波長帯域の光を用いて焼き付け・転写を行うほ
か、He‐Ne（６３２．８nm）等のレーザー光を用いての
ウエハーのアライメントにも兼用することが可能である。
【図１】 本発明に係るリソグラフィー 用石英ガラス
の製造手順を示す概略図である。
の製造手順を示す概略図である。
【図２】 本発明に係る光リソグラフィー 用石英ガラ
ス 部材を用いて製造された投影レンズ を組み込んだリ
ソグラフィー 装置の概略図である。
ス 部材を用いて製造された投影レンズ を組み込んだリ
ソグラフィー 装置の概略図である。
１１・・・石英ガラスインゴット １２・・・切断され熱処理された石英ガラス 素材 １３・・・まるめられた石英ガラス 部材 １４・・・石英ガラス 部材（加工されたレンズ ） ２１・・・レーザー光源 ２２・・・照明系光学系 ２３・・・レチクル ２４・・・投影レンズ ２５・・・ウエハー
Claims (3)
- 【請求項１】４００nm以下の特定波長帯域で使用される
光リソグラフィー 用石英ガラス 部材において、波面収
差のＲＭＳ値がパワー 成分補正後に０．０１５λ以下
である事を特徴とする光リソグラフィー 用石英ガラス
部材。 - 【請求項２】４００nm以下の特定波長帯域で使用される
光リソグラフィー 用石英ガラス 部材において、屈折率
の傾斜成分が±５×１０-6以下である事を特徴とする光
リソグラフィー 用石英ガラス 部材。 - 【請求項３】４００nm以下の特定波長帯域で使用される
光リソグラフィー 用石英ガラス 部材において、屈折率
分布が回転対称であり、該回転対称の対称軸と石英ガラ
ス部材の中心軸とが一致する事を特徴とする光リソグラ
フィー 用石英ガラス 部材。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9821893A JP3656855B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 光リソグラフィー用石英ガラス部材 |
| US08/479,130 US5702495A (en) | 1993-02-10 | 1995-06-07 | Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production |
| US08/484,863 US5699183A (en) | 1993-02-10 | 1995-06-07 | Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production |
| US08/509,223 US5703712A (en) | 1993-02-10 | 1995-07-31 | Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production |
| US08/648,867 US5696624A (en) | 1993-02-10 | 1996-05-16 | Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production |
| US08/711,471 US5719698A (en) | 1993-02-10 | 1996-09-06 | Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9821893A JP3656855B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 光リソグラフィー用石英ガラス部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06308717A true JPH06308717A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3656855B2 JP3656855B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=14213837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9821893A Expired - Lifetime JP3656855B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-04-23 | 光リソグラフィー用石英ガラス部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3656855B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5696038A (en) * | 1995-09-12 | 1997-12-09 | Corning Incorporated | Boule oscillation patterns in methods of producing fused silica glass |
| US5698484A (en) * | 1995-09-12 | 1997-12-16 | Corning Incorporated | Method and containment vessel for producing fused silica glass and the fused silica blank produced |
| US5764345A (en) * | 1995-09-12 | 1998-06-09 | Corning Incorporated | Methods for detecting inhomogeneities, specifically, striae, infused silica glasses |
| US5951730A (en) * | 1995-09-12 | 1999-09-14 | Corning Incorporated | Furnace for producing fused silica glass |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP9821893A patent/JP3656855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5696038A (en) * | 1995-09-12 | 1997-12-09 | Corning Incorporated | Boule oscillation patterns in methods of producing fused silica glass |
| US5698484A (en) * | 1995-09-12 | 1997-12-16 | Corning Incorporated | Method and containment vessel for producing fused silica glass and the fused silica blank produced |
| US5764345A (en) * | 1995-09-12 | 1998-06-09 | Corning Incorporated | Methods for detecting inhomogeneities, specifically, striae, infused silica glasses |
| US5951730A (en) * | 1995-09-12 | 1999-09-14 | Corning Incorporated | Furnace for producing fused silica glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3656855B2 (ja) | 2005-06-08 |
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