JPH09315815A - Fluorite and optical article using the same and exposing device for photolithography - Google Patents

Fluorite and optical article using the same and exposing device for photolithography

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JPH09315815A
JPH09315815A JP9068016A JP6801697A JPH09315815A JP H09315815 A JPH09315815 A JP H09315815A JP 9068016 A JP9068016 A JP 9068016A JP 6801697 A JP6801697 A JP 6801697A JP H09315815 A JPH09315815 A JP H09315815A
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JP
Japan
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fluorite
content
ppm
yttrium
lanthanum
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Application number
JP9068016A
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Japanese (ja)
Inventor
Ten Ooba
点 大場
Toshio Ichizaki
敏夫 市崎
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09315815A publication Critical patent/JPH09315815A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a fluorite hardly deteriorated in transmissivity characteristic even at the time of repeating the irradiation with a short wave high output light for a long period by purifying it to have the content of lanthanum and yttrium to that equal to or below a specific value. SOLUTION: This fluorite has >=70% transmissivity to the light of 135nm wave length, contains lanthanum (La) and yttrium (Y), the lanthanum content is <=1ppm and the yttrium content is <=10ppm. The fluorite further contains preferably at least one selected from strontium, aluminum, silicon, magnesium. The adequate content is 1-600ppm of Sr, 1-50ppm of Al, 1-50ppm of Si, 1-10ppm of Mg. In the fluorite, etch pit density may be controlled to <=10<4> .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、蛍石とそれを用い
た光学部品及びフォトリソグラフィー用の露光装置に係
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to fluorite, an optical component using the same, and an exposure apparatus for photolithography.

【0002】[0002]

【従来の技術】エキシマレーザーは、紫外域で発振する
唯一の高出力レーザーとして注目されており、電子産業
や化学産業やエネルギー産業において応用が期待されて
いる。
2. Description of the Related Art Excimer lasers are attracting attention as the only high-power lasers that oscillate in the ultraviolet region, and are expected to be applied in the electronics, chemical, and energy industries.

【0003】具体的には金属、樹脂、ガラス、セラミッ
クス、半導体等の加工や化学反応等に利用されている。
[0003] Specifically, it is used for processing and chemical reaction of metals, resins, glass, ceramics, semiconductors and the like.

【0004】エキシマレーザー光を発生する装置はエキ
シマレーザー発振装置として知られている。マニホルド
内に充填されたAr,Kr,Xe,KrF,ArF等の
レーザーガスを電子ビーム照射や放電等により励起状態
にする。すると、励起された原子は基底状態の原子と結
合して励起状態でのみ存在する分子を生成する。この分
子がエキシマと呼ばれるものである。エキシマは不安定
な為、直ちに紫外光を放出して基底状態に落ちる。これ
をボンドフリー遷移というが、この遷移よってえられた
紫外光を一対のミラーで構成される光共振器内で増倍し
てレーザー光として取り出すものがエキシマレーザー発
振装置である。
An apparatus for generating an excimer laser beam is known as an excimer laser oscillation apparatus. A laser gas such as Ar, Kr, Xe, KrF, or ArF filled in the manifold is excited by electron beam irradiation or discharge. Then, the excited atoms combine with atoms in the ground state to generate molecules that exist only in the excited state. This molecule is called excimer. Since the excimer is unstable, it immediately emits ultraviolet light and falls to the ground state. This is called a bond-free transition, and an excimer laser oscillation device is a device that multiplies the ultraviolet light obtained by this transition in an optical resonator composed of a pair of mirrors and extracts it as laser light.

【0005】エキシマレーザー光の中でもKrFレーザ
ーやArFレーザーはそれぞれ波長が248nm、19
3nmといった真空紫外域とよばれる波長域の光であ
り、光学系にはこうした波長域の光の透過率が高いもの
を用いなければならない。蛍石(フッ化カルシウム単結
晶)はこうした光学系の為の硝材として好ましいもので
ある。
Among excimer laser beams, KrF laser and ArF laser have wavelengths of 248 nm and 19 respectively.
It is light in a wavelength range called a vacuum ultraviolet region such as 3 nm, and an optical system having a high transmittance of light in such a wavelength range must be used. Fluorite (calcium fluoride single crystal) is a preferable glass material for such an optical system.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
蛍石は通常の可視光の光学系の物品としては満足できる
性能を示すものの、エキシマレーザーのように短波長で
高出力の光を長期間繰り返し照射するとその光学特性が
劣化することがあった。
However, although conventional fluorite shows satisfactory performance as an ordinary visible light optical system article, it repeats high-power light with a short wavelength for a long time like an excimer laser. Irradiation sometimes deteriorated its optical characteristics.

【0007】本発明者らは、その原因を探究するうちに
それが結晶構造や含有する不純物に影響を受けているこ
とに気がついた。
The present inventors, while searching for the cause, realized that it was influenced by the crystal structure and the impurities contained therein.

【0008】本発明は、上述した技術的課題に鑑みなさ
れたものであり、短波長で高出力の光を長期間繰り返し
照射した場合であっても、透過率特性が劣化し難い蛍石
を提供することを主たる目的とする。
The present invention has been made in view of the above technical problems, and provides a fluorite whose transmittance characteristics are not easily deteriorated even when high-power light having a short wavelength is repeatedly irradiated for a long period of time. The main purpose is to do.

【0009】本発明の別の目的は、エキシマレーザー用
の光学部品、とりわけフォトリソグラフィー用の露光装
置のエキシマレーザー用の光学部品に好適な蛍石を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a fluorite suitable for an optical component for an excimer laser, particularly an optical component for an excimer laser of an exposure apparatus for photolithography.

【0010】本発明の更に別の目的は、信頼性の高い光
学物品となりうる蛍石を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide fluorite which can be a highly reliable optical article.

【0011】本発明の更に別の目的は、比較的安価に製
造できる蛍石を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a fluorspar which can be manufactured relatively inexpensively.

【0012】本発明の更に別の目的は、短波長で高出力
の光を長期間繰り返し照射しても光学特性が劣化しない
エキシマレーザー用の光学部品を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an optical component for an excimer laser which does not deteriorate its optical characteristics even if it is repeatedly irradiated with light of short wavelength and high output for a long period of time.

【0013】本発明の更に別の目的は、0.25ミクロ
ン以下の微細パターンを長期間安定して露光することが
できるフォトリソグラフィー用の露光装置を提供するこ
とにある。
Still another object of the present invention is to provide an exposure apparatus for photolithography, which can stably expose a fine pattern of 0.25 micron or less for a long period of time.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の蛍石は、135
nmの波長の光に対する透過率が70%以上であり、ラ
ンタン(La)、イットリウム(Y)を含み、ランタン
含有量が1ppm以下、イットリウム含有量が10pp
m以下であることを特徴とする。
The fluorspar of the present invention is 135
having a transmittance of 70% or more for light having a wavelength of nm, including lanthanum (La) and yttrium (Y), a lanthanum content of 1 ppm or less, and a yttrium content of 10 pp.
m or less.

【0015】本発明のエキシマレーザー用の光学部品
は、135nmの波長の光に対する透過率が70%以上
であり、ランタン(La)、イットリウム(Y)を含
み、ランタン含有量が1ppm以下、イットリウム含有
量が10ppm以下である蛍石からなることを特徴とす
る。
The excimer laser optical component of the present invention has a transmittance of 70% or more for light having a wavelength of 135 nm, contains lanthanum (La) and yttrium (Y), and has a lanthanum content of 1 ppm or less and yttrium. It is characterized by being composed of fluorite whose amount is 10 ppm or less.

【0016】本発明のフォトリソグラフィー用の露光装
置は、135nmの波長の光に対する透過率が70%以
上であり、ランタン(La)、イットリウム(Y)を含
み、ランタン含有量が1ppm以下、イットリウム含有
量が10ppm以下である蛍石からなるレンズを有する
光学系と、露光される基板を保持するステージとを備え
たことを特徴とする。
The exposure apparatus for photolithography of the present invention has a transmittance of 70% or more for light having a wavelength of 135 nm, contains lanthanum (La) and yttrium (Y), and has a lanthanum content of 1 ppm or less and yttrium content. An optical system having a lens made of fluorite having an amount of 10 ppm or less and a stage for holding a substrate to be exposed are provided.

【0017】本発明でいう含有量ppmは、蛍石1gあ
たりの対象原子の重量(μg)である。
The content ppm in the present invention is the weight (μg) of the target atom per 1 g of fluorite.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明者らは蛍石製造時の製造条
件を変えて数多くの蛍石を製造した。そして、用途を考
慮してKrF,ArFエキシマレーザーを長期間繰り返
し照射してそれらの特性を測定した。そして特性のよい
蛍石だけを用いて厚さ10mmの円盤状に成形した光学
部材にエキシマレーザーを照射する実験を行った。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors produced a large number of fluorspars by changing the production conditions during the production of fluorspar. Then, considering the application, KrF and ArF excimer lasers were repeatedly irradiated for a long period of time, and their characteristics were measured. Then, an experiment was carried out in which an excimer laser was irradiated to an optical member formed into a disk shape having a thickness of 10 mm using only fluorite having good characteristics.

【0019】つまり、出力30mJ/cm2のレーザー
を1×104パルス照射と、1×10 4R/Hのガンマ線
を1時間照射をする実験した結果、試料のうちいくつか
は着色した。着色した試料も、着色しなかった試料も初
期の248nmや193nmの吸収率(透過率)は同じ
であった。従って、使用する光の波長における透過率を
基準に良品をサンプリングしても、将来劣化しやすい試
料と劣化しがたい試料とを区別することができない。
That is, the output is 30 mJ / cm.TwoLaser
1 x 10FourPulse irradiation and 1 × 10 FourR / H gamma rays
As a result of experiment of irradiating for 1 hour, some of the samples
Is colored. Both colored and uncolored samples are the first
The same absorption rate (transmittance) at 248 nm and 193 nm
Met. Therefore, the transmittance at the wavelength of the light used is
Even if a good product is sampled according to the standard, a test that is likely to deteriorate in the future
No distinction can be made between materials and non-degradable samples.

【0020】そこで本発明者らは、上記実験により劣化
しなかった試料の特性を分析した結果、エキシマレーザ
ーの波長よりずっと短い波長である135nm付近にお
ける透過率を基準にすると、良品とそうでないものとを
区別できることに気がついた。即ち、レーザーやガンマ
線の照射前であっても照射後であっても透過率測定時に
波長135nmにおける透過率が70%以上である蛍石
光学部材をエキシマレーザー光学系に使用すると、被処
理体に照射されるレーザー光が安定することになる。
Therefore, as a result of analyzing the characteristics of the sample which was not deteriorated by the above experiment, the inventors of the present invention have determined that the product is a non-defective product based on the transmittance in the vicinity of 135 nm which is a wavelength much shorter than the wavelength of the excimer laser. I noticed that I could distinguish That is, when a fluorite optical member having a transmittance of 70% or more at a wavelength of 135 nm at the time of transmittance measurement is used for an excimer laser optical system before or after laser or gamma ray irradiation, the object to be processed is The irradiated laser light becomes stable.

【0021】図1は本発明による蛍石の透過率特性の一
例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of transmittance characteristics of fluorspar according to the present invention.

【0022】更に、結晶性を高めるためには、特定の元
素(原子)の含有量を所定量以下に抑える必要がある。
Further, in order to improve the crystallinity, the content of the specific element (atom) needs to be suppressed to a predetermined amount or less.

【0023】こうした原子としては、La,Yがあり、
Laは1ppm以下、Yは10ppm以下にするとよ
い。
As such atoms, there are La and Y,
La is preferably 1 ppm or less and Y is preferably 10 ppm or less.

【0024】このように、La,Yの夫々の含有量を1
0ppm以下にする本発明によれば、エキシマレーザー
の耐久性を向上させ、蛍石の着色を防止するとともに、
エッチピットデンシティ(EPD)を104以下とする
ことができる。
Thus, the content of each of La and Y is set to 1
According to the present invention of 0 ppm or less, the durability of the excimer laser is improved, the coloring of fluorite is prevented, and
The etch pit density (EPD) can be 10 4 or less.

【0025】更には、耐熱性を向上させて歪みが生じ難
い蛍石を提供できる。
Further, it is possible to provide fluorite which has improved heat resistance and is resistant to distortion.

【0026】上述した特性示す蛍石を得るためには、単
結晶成長前に精製工程を多数回繰り返すことが現在のと
ころ必要な1つの製造条件と考えられる。しかしなが
ら、精製工程を多数回繰り返すことは、最終的な蛍石を
得るに必要な製造時間を長くせしめ、蛍石の製造コスト
を低下させる妨げになる。
In order to obtain the fluorite having the above-mentioned characteristics, it is considered that one of the manufacturing conditions required at present is to repeat the refining process many times before growing the single crystal. However, repeating the refining process a number of times prolongs the manufacturing time required to obtain the final fluorspar, which is an obstacle to reducing the manufacturing cost of the fluorspar.

【0027】一方、ある種の不純物は、蛍石中に全く存
在しないことよりも、微量存在する方がむしろ良い場合
もある。蛍石の場合、ストロンチウム、アルミニウム、
シリコン、マグネシウムがその一種である。これらの含
有量が多すぎると蛍石中でこれらの酸化物を作り、酸素
を取り込み易くなり、蛍石の特性を向上させ難くなる。
On the other hand, in some cases, it is better that a certain amount of impurities is present in the fluorite in a trace amount rather than not being present at all. For fluorite, strontium, aluminum,
Silicon and magnesium are one of them. If the content of these is too large, these oxides are formed in the fluorite, oxygen is easily taken in, and it becomes difficult to improve the characteristics of the fluorite.

【0028】これらの含有量が少な過ぎても、光学特性
はあまり変化せず、むしろ特性をより劣化させ易いそれ
以外の遷移金属が許容量以上に含ませてしまう傾向があ
る。適切な含有量としては、ストロンチウムは1〜60
0ppm、アルミニウムは1〜50ppm、シリコンは
1〜50ppm、マグネシウムは1〜10ppmであ
る。
If the content of these elements is too small, the optical characteristics do not change so much, and there is a tendency that other transition metals, which tend to deteriorate the characteristics, are contained in an amount more than the permissible amount. Strontium is 1-60 as a suitable content.
0 ppm, aluminum is 1 to 50 ppm, silicon is 1 to 50 ppm, and magnesium is 1 to 10 ppm.

【0029】Sr,Al,Si,Mgの含有量が上記範
囲内である蛍石は酸素の含有量を25ppm以下とする
ことができ、又Y,La以外の遷移金属の含有量を少な
くすることができる。
Fluorite containing Sr, Al, Si, and Mg in the above range can have an oxygen content of 25 ppm or less, and a transition metal content other than Y and La can be reduced. You can

【0030】こうして、本発明によれば、精製工程の繰
り返し数を過度に多くすることなく、酸素、炭素、水と
いった光学特性に悪い影響を与え易い不純物の含有量を
少なくでき、かつ、135nmにおける透過率が75%
以上と高い蛍石を提供できる。
Thus, according to the present invention, it is possible to reduce the content of impurities such as oxygen, carbon and water, which tend to have a bad influence on the optical characteristics, without increasing the number of repetitions of the refining step excessively, and at 135 nm. 75% transmittance
It is possible to provide fluorite that is as expensive as the above.

【0031】以下、図面を参照して本発明の好適な製造
工程について、説明する。
A preferred manufacturing process of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0032】図2に露光装置組立までの製造工程例をフ
ローチャートとして示す。
FIG. 2 is a flow chart showing an example of manufacturing steps until the exposure apparatus is assembled.

【0033】まず、原料として蛍石原石又は合成原料を
用意する。
First, raw fluorspar or synthetic raw material is prepared as a raw material.

【0034】そして、フッ化カルシウム原料とスカベン
ジャーとを混合する。このとき、フッ化カルシウムとス
カベンジャーとを容器にいれてこの容器を回転させて混
合するとよい。スカベンジャーとしては、フッ化亜鉛、
フッ化ビスマス、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム
等、成長させるフッ化物より酸素と結合し易いものが望
ましい。
Then, the calcium fluoride raw material and the scavenger are mixed. At this time, calcium fluoride and the scavenger may be put in a container and the container may be rotated to mix. As a scavenger, zinc fluoride,
It is preferable to use bismuth fluoride, sodium fluoride, lithium fluoride or the like, which is more likely to bond with oxygen than the grown fluoride.

【0035】合成フッ化物原料中に混じっている酸化物
素と反応して、気化し易い酸化物となる物質が選択され
る。とりわけフッ化亜鉛が望ましいものである。
A substance is selected which becomes an oxide which is easily vaporized by reacting with an oxide mixed in the synthetic fluoride raw material. Zinc fluoride is particularly desirable.

【0036】例えば、フッ化亜鉛スカベンジャーは、水
分の存在により発生した酸化カルシウムをフッ化カルシ
ウムに変える。
For example, a zinc fluoride scavenger converts calcium oxide generated by the presence of water into calcium fluoride.

【0037】CaF+H2O→CaO+2HF CaO+ZnF2→CaF2+ZnO↑ スカベンジャーの添加率は0.05mol%以上5.0
0mol%以下であり、より好ましくは0.1〜1.0
mol%である。発生したZnOは各工程における高温
条件下で蒸発していく。
CaF + H 2 O → CaO + 2HF CaO + ZnF 2 → CaF 2 + ZnO ↑ The scavenger addition rate is 0.05 mol% or more 5.0
0 mol% or less, more preferably 0.1 to 1.0
mol%. The generated ZnO evaporates under high temperature conditions in each process.

【0038】こうして得られたフッ化カルシウム粉末と
スカベンジャーの混合物を図3に示す精製炉のるつぼの
中に入れる。その後、ヒーターに通電して混合物を熔融
する。この際必要に応じてAlF3,SrF2,Mg
2,Siを添加してもよい。続いてるつぼを降下させ
て熔融したフッ化カルシウムを徐冷して結晶成長させる
(精製工程)。
The mixture of the calcium fluoride powder thus obtained and the scavenger is placed in the crucible of the refining furnace shown in FIG. Thereafter, the heater is energized to melt the mixture. At this time, if necessary, AlF 3 , SrF 2 , Mg
F 2 and Si may be added. Then, the crucible is lowered and the molten calcium fluoride is gradually cooled to grow crystals (purification step).

【0039】この工程は、後述する単結晶成長工程ほど
の温度管理は必要としない。よって、得られる結晶の粒
界が存在するものであってよい。
This step does not require temperature control as much as the single crystal growth step described later. Therefore, a grain boundary of the obtained crystal may exist.

【0040】こうして得られた結晶のうち上部、即ち経
時的に最後に結晶化した部分を除去する。この部分は不
純物が集まりやすい部分であるためこの除去工程によっ
て、特性に悪影響を与える不純物を除去する。
The upper part of the crystals thus obtained, that is, the part which was finally crystallized over time, is removed. Since this portion is a portion where impurities are likely to be collected, this removing step removes impurities that adversely affect the characteristics.

【0041】再びこの結晶をるつぼに入れて熔融、結晶
化、上部除去の一連の工程を複数回繰り返し行う。
The crystal is placed in the crucible again, and a series of steps of melting, crystallization and upper removal are repeated a plurality of times.

【0042】そして、1390〜1450℃程度までる
つぼを加熱して、集合体を熔融させた後、一時間あたり
0.1〜5.0mmの速度でるつぼを降下させて、部分
的に放熱させて冷却する。こうして単結晶が得られる。
Then, after heating the crucible to about 1390 to 1450 ° C. to melt the assembly, the crucible is lowered at a rate of 0.1 to 5.0 mm per hour to partially radiate heat. Cooling. In this way, a single crystal is obtained.

【0043】続いて、結晶成長したフッ化物単結晶を図
5に示すアニール炉で熱処理する(アニール工程)。こ
のアニール工程では、るつぼ4を900〜1000℃に
加熱する。加熱時間は20時間以上、より好ましくは2
0〜30時間である。
Subsequently, the grown fluoride single crystal is heat-treated in the annealing furnace shown in FIG. 5 (annealing step). In this annealing step, the crucible 4 is heated to 900 to 1000 ° C. The heating time is 20 hours or more, more preferably 2 hours.
0-30 hours.

【0044】なお、上記例によれば成長前と成長後の嵩
密度の変化は従来に比べて極めて小さくでき、成長炉に
おける嵩密度を高めることができる。
According to the above example, the change in the bulk density before and after the growth can be made extremely small as compared with the prior art, and the bulk density in the growth furnace can be increased.

【0045】こうして得られたフッ化物単結晶(蛍石)
の内部透過率を測定し、波長135nmにおける内部透
過率が70%以上のものを抽出する。こうして選別され
た蛍石を用いて光学物品を作る。
Fluoride single crystal (fluorite) thus obtained
And the internal transmittance at a wavelength of 135 nm of 70% or more is extracted. An optical article is produced using the fluorite thus selected.

【0046】その後は、必要とされる光学物品の形状
(凸レンズ、凹レンズ、円盤状、板状等)に成形加工す
る(成形加工工程)。又、必要に応じて、反射防止膜を
フッ化物結晶の光学物品表面に設けるとよい。反射防止
膜としては、フッ化マグネシウムや酸化シリコン、酸化
タンタルが望ましいく、これらは、抵抗加熱による蒸着
や電子ビーム蒸着やスパッタリングなどで形成できる本
発明により得られた光学物品は水をほとんど含まない為
に反射防止膜との密着性もよくなり、また、耐熱性も向
上するのでスパッタリングによる成膜がしやすい。
After that, the optical article is molded into a required shape (convex lens, concave lens, disk shape, plate shape, etc.) (molding step). Further, if necessary, an anti-reflection film may be provided on the surface of the fluoride crystal optical article. As the antireflection film, magnesium fluoride, silicon oxide, or tantalum oxide is preferable, and these can be formed by vapor deposition by resistance heating, electron beam vapor deposition, sputtering, etc. The optical article obtained by the present invention contains almost no water. Therefore, the adhesion with the antireflection film is improved, and the heat resistance is improved, so that the film formation by sputtering is easy.

【0047】こうして得られたレンズを各種組み合わせ
れば、エキシマレーザー、特にArFエキシマレーザー
に適した照明光学系を構成できる(光学系組に立て工
程)。そして、エキシマレーザー光源と、フッ化カルシ
ウムからなるレンズを有する光学系と、基板を移動させ
得るステージとを組み合わせて、フォトリソグラフィー
用の露光装置を構成できる(装置組み立て工程)。
By combining various lenses obtained in this way, an illumination optical system suitable for an excimer laser, particularly an ArF excimer laser, can be constructed (an optical system assembly step). Then, an exposure apparatus for photolithography can be configured by combining an excimer laser light source, an optical system having a lens made of calcium fluoride, and a stage that can move the substrate (apparatus assembling step).

【0048】この露光装置を用いて、エキシマレーザー
光をレチクルのパターンを介して基板上の光増感型レジ
ストに照射すれば、形成すべきパターンに対応した潜像
が形成できる。
By using this exposure apparatus and irradiating the photosensitized resist on the substrate with the excimer laser light through the pattern of the reticle, a latent image corresponding to the pattern to be formed can be formed.

【0049】ランタン、イットリウム含有量の分析法に
は、蛍光X線分析法、ICP発光分析法、ICP質量分
析法等が用いられる。
As the analysis method of the lanthanum and yttrium contents, there are used a fluorescent X-ray analysis method, an ICP emission analysis method, an ICP mass spectrometry method and the like.

【0050】135nmにおける内部透過率は真空紫外
線分光光度計で測定できる。
The internal transmittance at 135 nm can be measured with a vacuum ultraviolet spectrophotometer.

【0051】[0051]

【実施例】【Example】

(実施例1)イットリウムの含有量が12ppm、ラン
タンの含有量が5ppmと不純物含有量が多い蛍石原石
を粉砕して粉末のフッ化カルシウムを得た。これとZn
2をフッ化カルシウムに対して0.7重量%添加し
て、両者を混合させた。
(Example 1) A raw fluorspar ore having a large yttrium content of 12 ppm and a lanthanum content of 5 ppm and a large impurity content was ground to obtain powdered calcium fluoride. This and Zn
0.7% by weight of F 2 was added to calcium fluoride to mix them.

【0052】次いで、この混合物を精製炉のるつぼに入
れて1360℃に加熱した後、るつぼを降下させて徐冷
し、原料を結晶化した。るつぼ上部にあたる結晶化した
フッ化カルシウムの上部を厚さ数mm除去した。この加
熱・徐冷・除去の工程を繰り返し行い、繰り返す工程数
が異なるフッ化カルシウム結晶ブロックの試料を多数用
意した。
Then, this mixture was put in a crucible of a refining furnace and heated to 1360 ° C., and then the crucible was lowered and gradually cooled to crystallize the raw material. The upper part of the crystallized calcium fluoride corresponding to the upper part of the crucible was removed by a thickness of several mm. The steps of heating, gradual cooling and removal were repeated, and a large number of calcium fluoride crystal block samples with different numbers of repeating steps were prepared.

【0053】次に、上記ブロックを、シリコンとともに
単結晶成長用炉のるつぼに入れた。なお、スカベンジャ
ーとしてZnF2を0.1重量%るつぼに入れた。炉内
を真空排気して、るつぼを加熱した。真空度6×10-4
Torr、温度は1360℃とした。
Next, the above block was put into a crucible of a single crystal growth furnace together with silicon. As a scavenger, ZnF 2 was put in a 0.1 wt% crucible. The furnace was evacuated to heat the crucible. Vacuum degree 6 × 10 -4
Torr and temperature were 1360 ° C.

【0054】真空度を2×10-6Torr、温度を13
60℃として11時間保った。
The degree of vacuum is 2 × 10 -6 Torr and the temperature is 13
The temperature was kept at 60 ° C for 11 hours.

【0055】次にるつぼを2mm/hの速度で降下させ
た。この時の温度降下速度は約100℃/hに相当す
る。
Next, the crucible was lowered at a speed of 2 mm / h. The rate of temperature decrease at this time corresponds to about 100 ° C./h.

【0056】次に、アニール炉のるつぼに成長させたフ
ッ化カルシウム単結晶と、0.1重量%のZnF2を入
れた。炉内を排気してるつぼの温度を室温から900℃
に速度100℃/hで上昇させた後、20時間900℃
に保持した。そして、6℃/hの速度で低下させ、室温
まで冷却した。
Next, the calcium fluoride single crystal grown in the crucible of the annealing furnace and 0.1% by weight of ZnF 2 were added. The temperature of the crucible evacuating the furnace is from room temperature to 900 ° C.
At a rate of 100 ° C / h for 20 hours at 900 ° C
Held. Then, the temperature was lowered at a rate of 6 ° C./h and cooled to room temperature.

【0057】こうして得られた蛍石試料の内部透過率と
Y、La含有量(ppm)は以下の通りである。
The internal transmittance and the Y and La contents (ppm) of the fluorspar sample thus obtained are as follows.

【0058】[0058]

【表1】 この結果、Laが1ppm以下、Y10ppm以下のも
のは、内部透過率が70%以上の蛍石となり、着色が無
く、劣化率も0%となり、KrF,ArFエキシマレー
ザー用の光学系として好ましく適用できることが判か
る。
[Table 1] As a result, those having La of 1 ppm or less and Y of 10 ppm or less become fluorite with an internal transmittance of 70% or more, are not colored, and have a deterioration rate of 0%, and can be preferably applied as an optical system for KrF, ArF excimer laser. Is understood.

【0059】なお、劣化率は、193nmと248nm
とにおける透過率の減少比である。
The deterioration rates are 193 nm and 248 nm.
It is the reduction ratio of the transmittance at and.

【0060】(実施例2)精製工程において、Al
3,SrF2,MgF2,SiをZnF2と共に量を変え
て添加した。
Example 2 In the refining process, Al
F 3, SrF 2, and the MgF 2, Si was added varying amounts with ZnF 2.

【0061】それ以外は実施例1と同様にした。Other than that was the same as in Example 1.

【0062】こうして得られた蛍石を分析して含まれる
不純物の範囲は以下の通りであった。
The range of impurities contained in the thus-obtained fluorite analyzed was as follows.

【0063】[0063]

【表2】 表2に示すように、本実施例では、Sr,Al,Si,
Mgの含有量をも所定の範囲内としているため、精製工
程を繰り返すことなく酸素、炭素の含有量を25ppm
以下とすることができ、また、Ce,Fe,Pbの含有
量も1ppm以下とすることができた。
[Table 2] As shown in Table 2, in this embodiment, Sr, Al, Si,
Since the content of Mg is also within the predetermined range, the content of oxygen and carbon is 25 ppm without repeating the refining process.
The content of Ce, Fe, and Pb could be 1 ppm or less.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明によれば次の諸々の効果を達成す
ることができる。
According to the present invention, the following various effects can be achieved.

【0065】短波長で高出力の光を長期間繰り返し照射
した場合であっても、透過率特性が劣化し難い蛍石を提
供することができる。
It is possible to provide fluorite in which the transmittance characteristics are not easily deteriorated even when light having a short wavelength and a high output is repeatedly irradiated for a long period of time.

【0066】エキシマレーザー用の光学部品、とりわけ
フォトリソグラフィー用の露光装置のエキシマレーザー
用の光学部品に好適な蛍石を提供するができる。
It is possible to provide a fluorite suitable for an optical component for an excimer laser, particularly for an optical component for an excimer laser of an exposure apparatus for photolithography.

【0067】信頼性の高い光学物品となりうる蛍石を提
供するができる。
It is possible to provide fluorite that can be a highly reliable optical article.

【0068】比較的安価に製造できる蛍石を提供するこ
とができる。
It is possible to provide fluorspar that can be manufactured at a relatively low cost.

【0069】短波長で高出力の光を長期間繰り返し照射
しても光学特性が劣化しないエキシマレーザー用の光学
部品を提供することができる。
It is possible to provide an optical component for an excimer laser that does not deteriorate in optical characteristics even if it is repeatedly irradiated with light of short wavelength and high output for a long period of time.

【0070】0.25ミクロン以下の微細パターンを長
期間安定して露光することができるフォトリソグラフィ
ー用の露光装置を提供することができる。
It is possible to provide an exposure apparatus for photolithography that can stably expose a fine pattern of 0.25 micron or less for a long period of time.

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

【図1】本発明に係る蛍石の透過率特性の一例を示すグ
ラフである。
FIG. 1 is a graph showing an example of transmittance characteristics of fluorspar according to the present invention.

【図2】露光装置組立までの製造工程例を説明する為の
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of a manufacturing process up to exposure apparatus assembly.

【図3】精製装置の断面を示す図である。FIG. 3 is a view showing a cross section of a refining device.

【図4】単結晶成長工程に用いられる成長炉の断面を示
す図である。
FIG. 4 is a view showing a cross section of a growth furnace used in a single crystal growth step.

【図5】アニール工程に用いられる成長炉の断面を示す
図である。
FIG. 5 is a view showing a cross section of a growth furnace used in an annealing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバー、 2 断熱材、 3 ヒーター、 4 るつぼ、 5 蛍石、 6 ルツボ引き下げ機構。 1 chamber, 2 heat insulating material, 3 heater, 4 crucible, 5 fluorite, 6 crucible lowering mechanism.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 135nmの波長の光に対する透過率が
70%以上であり、ランタン(La)、イットリウム
(Y)を含み、ランタン含有量が1ppm以下、イット
リウム含有量が10ppm以下であることを特徴とする
蛍石。
1. A light-transmitting material having a wavelength of 135 nm has a transmittance of 70% or more, contains lanthanum (La) and yttrium (Y), and has a lanthanum content of 1 ppm or less and a yttrium content of 10 ppm or less. Fluorite.
【請求項2】 更に、ストロンチウム(Sr)、アルミ
ニウム(Al)、シリコン(Si)、マグネシウム(M
g)から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とす
る請求項1記載の蛍石。
2. Further, strontium (Sr), aluminum (Al), silicon (Si), magnesium (M
The fluorspar according to claim 1, comprising at least one selected from g).
【請求項3】 エッチピット密度が104以下であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の蛍石。
3. The fluorite according to claim 1, wherein the etch pit density is 10 4 or less.
【請求項4】 135nmの波長の光に対する透過率が
70%以上であり、ランタン(La)、イットリウム
(Y)を含み、ランタン含有量が1ppm以下、イット
リウム含有量が10ppm以下である蛍石からなること
を特徴とするエキシマレーザー用の光学部品。
4. From fluorite having a transmittance of light having a wavelength of 135 nm of 70% or more, including lanthanum (La) and yttrium (Y), and having a lanthanum content of 1 ppm or less and a yttrium content of 10 ppm or less. An optical component for an excimer laser, which is characterized by:
【請求項5】 135nmの波長の光に対する透過率が
70%以上であり、ランタン(La)、イットリウム
(Y)を含み、ランタン含有量が5ppm以下、イット
リウム含有量が10ppm以下である蛍石からなるレン
ズを有する光学系と、露光される基板を保持するステー
ジとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフィー用
の露光装置。
5. From fluorite having a transmittance of light having a wavelength of 135 nm of 70% or more, including lanthanum (La) and yttrium (Y), having a lanthanum content of 5 ppm or less and a yttrium content of 10 ppm or less. An exposure apparatus for photolithography, comprising: an optical system having the following lens and a stage for holding a substrate to be exposed.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1234898A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Calcium fluoride crystal and method and apparatus for producing the same
WO2003025262A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-27 Schott Glas Method for producing break-proof calcium fluoride monocrystals and their use
US6562126B2 (en) 2000-10-13 2003-05-13 Corning Incorporated Method and device for producing optical fluoride crystals
JP2003532610A (en) * 2000-05-09 2003-11-05 コーニング インコーポレイテッド Fluoride crystal optical lithography lens element material
US6740159B2 (en) 2001-08-31 2004-05-25 Schott Glas Method of making a fracture-resistant calcium fluoride single crystal and its use
JP4834198B2 (en) * 2002-12-25 2011-12-14 独立行政法人科学技術振興機構 Light emitting device, light receiving device, optical device, fluoride crystal
WO2012011372A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 日本結晶光学株式会社 Fluorite

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532610A (en) * 2000-05-09 2003-11-05 コーニング インコーポレイテッド Fluoride crystal optical lithography lens element material
US6562126B2 (en) 2000-10-13 2003-05-13 Corning Incorporated Method and device for producing optical fluoride crystals
EP1234898A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Calcium fluoride crystal and method and apparatus for producing the same
WO2003025262A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-27 Schott Glas Method for producing break-proof calcium fluoride monocrystals and their use
US6740159B2 (en) 2001-08-31 2004-05-25 Schott Glas Method of making a fracture-resistant calcium fluoride single crystal and its use
JP4834198B2 (en) * 2002-12-25 2011-12-14 独立行政法人科学技術振興機構 Light emitting device, light receiving device, optical device, fluoride crystal
WO2012011372A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 日本結晶光学株式会社 Fluorite
JP5260796B2 (en) * 2010-07-22 2013-08-14 日本結晶光学株式会社 Fluorite
US8784970B2 (en) 2010-07-22 2014-07-22 Nihon Kessho Kogaku Co., Ltd. Fluorite

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