JPH11116248A - 合成石英ガラス部材 - Google Patents
合成石英ガラス部材Info
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- JPH11116248A JPH11116248A JP9279118A JP27911897A JPH11116248A JP H11116248 A JPH11116248 A JP H11116248A JP 9279118 A JP9279118 A JP 9279118A JP 27911897 A JP27911897 A JP 27911897A JP H11116248 A JPH11116248 A JP H11116248A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1415—Reactant delivery systems
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/30—For glass precursor of non-standard type, e.g. solid SiH3F
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C2201/08—Doped silica-based glasses containing boron or halide
- C03C2201/12—Doped silica-based glasses containing boron or halide containing fluorine
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C2203/40—Gas-phase processes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石英ガラスに対する紫外光照射は透過率低下
の他に屈折率変動を引き起こす。 【解決手段】 石英ガラスの原料に有機ケイ素化合物と
ケイ素のフッ化物を用いて石英ガラス中の塩素を除き、
フッ素を導入することにより、紫外線照射による透過率
低下、コンパクションおよび複屈折発生を抑制する。
の他に屈折率変動を引き起こす。 【解決手段】 石英ガラスの原料に有機ケイ素化合物と
ケイ素のフッ化物を用いて石英ガラス中の塩素を除き、
フッ素を導入することにより、紫外線照射による透過率
低下、コンパクションおよび複屈折発生を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエキシマレーザリソ
グラフィなどの300nm以下の紫外線レーザの光学系に使
用される石英ガラス光学部材に関する。
グラフィなどの300nm以下の紫外線レーザの光学系に使
用される石英ガラス光学部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン等のウエハ上に集積回路
の微細パターンを露光・転写する光リソグラフィー技術
においては、ステッパと呼ばれる露光装置が用いられて
いる。このステッパの光源は、近年のＬＳＩの高集積化
に伴ってｉ線（３６５ｎｍ）から、ＫｒＦ（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザへと短波長
化が進められている。
の微細パターンを露光・転写する光リソグラフィー技術
においては、ステッパと呼ばれる露光装置が用いられて
いる。このステッパの光源は、近年のＬＳＩの高集積化
に伴ってｉ線（３６５ｎｍ）から、ＫｒＦ（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザへと短波長
化が進められている。
【０００３】一般に、 ｉ線よりも長い波長の光源を用
いるステッパの照明光学系あるいは投影光学系に使用さ
れる光学部材は、ｉ線よりも短い波長領域では光透過率
が著しく低下し、特に２５０ｎｍ以下の波長領域では、
ほとんどの光学ガラスで光は透過しなくなる。そこで、
光源にエキシマレーザを用いるステッパにおいては従来
の光学ガラスにかえて、石英ガラスあるいは蛍石（Ｃａ
Ｆ2）等のフッ化物単結晶からなる光学部材を用いるこ
とが提案されている。石英ガラスや蛍石は紫外線及び真
空紫外線の光学系に広く用いられている材料である。
いるステッパの照明光学系あるいは投影光学系に使用さ
れる光学部材は、ｉ線よりも短い波長領域では光透過率
が著しく低下し、特に２５０ｎｍ以下の波長領域では、
ほとんどの光学ガラスで光は透過しなくなる。そこで、
光源にエキシマレーザを用いるステッパにおいては従来
の光学ガラスにかえて、石英ガラスあるいは蛍石（Ｃａ
Ｆ2）等のフッ化物単結晶からなる光学部材を用いるこ
とが提案されている。石英ガラスや蛍石は紫外線及び真
空紫外線の光学系に広く用いられている材料である。
【０００４】石英ガラスをステッパの光学系、特に投影
光学系で用いる場合、集積回路パターンを大面積かつ高
解像度で露光するためには、用いる石英ガラスには非常
に高い屈折率均質性が要求される。例えば、直径２００
ｍｍ程度の大口径内で屈折率均質性が１０-6オーダー以
下であることが要求される。また、屈折率の高均質性と
ともに、使用する光源の波長において高透過率を有する
ことが要求される。例えば、ステッパの投影光学系は総
長１０００ｍｍにもおよぶことがあるが、投影光学系で
のスループットを８０％以上に保つためには、使用する
光学部材に許される内部吸収の吸収係数は０．００２ｃ
ｍ-1以下である。
光学系で用いる場合、集積回路パターンを大面積かつ高
解像度で露光するためには、用いる石英ガラスには非常
に高い屈折率均質性が要求される。例えば、直径２００
ｍｍ程度の大口径内で屈折率均質性が１０-6オーダー以
下であることが要求される。また、屈折率の高均質性と
ともに、使用する光源の波長において高透過率を有する
ことが要求される。例えば、ステッパの投影光学系は総
長１０００ｍｍにもおよぶことがあるが、投影光学系で
のスループットを８０％以上に保つためには、使用する
光学部材に許される内部吸収の吸収係数は０．００２ｃ
ｍ-1以下である。
【０００５】このような厳しい条件を満たすことの可能
な石英ガラスとして、合成石英ガラスが用いられる。特
に、気相合成法であって直接法と呼ばれる製造方法によ
って製造される合成石英ガラスは、きわめて高純度であ
り、大口径で均質であるため、エキシマレーザステッパ
の光学系用光学部材として、非常に有望視されている。
な石英ガラスとして、合成石英ガラスが用いられる。特
に、気相合成法であって直接法と呼ばれる製造方法によ
って製造される合成石英ガラスは、きわめて高純度であ
り、大口径で均質であるため、エキシマレーザステッパ
の光学系用光学部材として、非常に有望視されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ステッ
パに搭載する合成石英ガラスには、高均質性および高透
過率が要求される。さらに、これらの光学特性がステッ
パ稼働中にわたって維持されなければならない。しかし
ながら、石英ガラスに高出力の紫外光やエキシマレーザ
光が作用すると、Ｅ’センター（≡Ｓｉ・の構造を持
つ。ただし、≡は三重結合ではなく、３つの酸素原子と
結合していることを示す。また、・は不対電子を示す）
と呼ばれる構造欠陥に起因する215nmの吸収帯が現れ、
紫外領域の透過率が著しく低下する。Ｅ'センターの前
駆体としては、基本構造の欠陥と考えられる、≡ Ｓｉ
−Ｏ−Ｏ−Ｓｉ≡、≡Ｓｉ−Ｓｉ≡結合、あるいは、不
純物として取り込まれる水素や塩素とケイ素との結合で
ある、≡Ｓｉ−Ｈ、≡Ｓｉ−Ｃｌなどが提案されてい
る。
パに搭載する合成石英ガラスには、高均質性および高透
過率が要求される。さらに、これらの光学特性がステッ
パ稼働中にわたって維持されなければならない。しかし
ながら、石英ガラスに高出力の紫外光やエキシマレーザ
光が作用すると、Ｅ’センター（≡Ｓｉ・の構造を持
つ。ただし、≡は三重結合ではなく、３つの酸素原子と
結合していることを示す。また、・は不対電子を示す）
と呼ばれる構造欠陥に起因する215nmの吸収帯が現れ、
紫外領域の透過率が著しく低下する。Ｅ'センターの前
駆体としては、基本構造の欠陥と考えられる、≡ Ｓｉ
−Ｏ−Ｏ−Ｓｉ≡、≡Ｓｉ−Ｓｉ≡結合、あるいは、不
純物として取り込まれる水素や塩素とケイ素との結合で
ある、≡Ｓｉ−Ｈ、≡Ｓｉ−Ｃｌなどが提案されてい
る。
【０００７】また、石英ガラスに対する紫外光照射は透
過率低下の他に屈折率変動を引き起こす。これはコンパ
クションと呼ばれる現象であり、紫外光が照射された部
分において、石英ガラスの構造が緻密化、高密度化する
ことにより、石英ガラスの屈折率が局所的に上昇するも
のである。ステッパにおいてはきわめて微細なパターン
を加工するため、投影レンズの屈折率均質性は厳しく制
御されているが、紫外光を照射することにより、ステッ
パ稼働中に投影レンズの屈折率が局所的に変動し、要求
される微細加工が不可能になる。コンパクションは近年
になって注目され始めた現象であり、その生成機構、コ
ンパクションを制御する因子等については明らかになっ
ていない。さらに、コンパクションの発生により、石英
ガラス内で紫外線照射部位とそれ以外の部位との境界付
近に強い応力が生じ、複屈折が発生する。このような現
象もコンパクションと同様、石英ガラスの均質性に対し
て大きく影響する。
過率低下の他に屈折率変動を引き起こす。これはコンパ
クションと呼ばれる現象であり、紫外光が照射された部
分において、石英ガラスの構造が緻密化、高密度化する
ことにより、石英ガラスの屈折率が局所的に上昇するも
のである。ステッパにおいてはきわめて微細なパターン
を加工するため、投影レンズの屈折率均質性は厳しく制
御されているが、紫外光を照射することにより、ステッ
パ稼働中に投影レンズの屈折率が局所的に変動し、要求
される微細加工が不可能になる。コンパクションは近年
になって注目され始めた現象であり、その生成機構、コ
ンパクションを制御する因子等については明らかになっ
ていない。さらに、コンパクションの発生により、石英
ガラス内で紫外線照射部位とそれ以外の部位との境界付
近に強い応力が生じ、複屈折が発生する。このような現
象もコンパクションと同様、石英ガラスの均質性に対し
て大きく影響する。
【０００８】以上のように、紫外線照射による透過率低
下及びコンパクションのため、石英ガラスの中には前述
のような紫外線用光学部材の材料としては不適切なもの
があった。そこで、本発明は、紫外線照射によって透過
率低下を生じず、かつ、屈折率上昇、複屈折を生じない
合成石英ガラス光学部材を提供することを目的とする。
下及びコンパクションのため、石英ガラスの中には前述
のような紫外線用光学部材の材料としては不適切なもの
があった。そこで、本発明は、紫外線照射によって透過
率低下を生じず、かつ、屈折率上昇、複屈折を生じない
合成石英ガラス光学部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】エキシマレーザ等の短波
長の紫外線を石英ガラスに照射した際に引き起こされる
透過率低下やコンパクションを抑制するためには、ま
ず、それらの現象を支配する因子を知る必要がある。本
発明者らは様々な石英ガラスにＫｒＦ、ＡｒＦエキシマ
レーザを照射し、その時の透過率低下及びコンパクショ
ンの大きさを測定し、石英ガラス中に含まれる様々な成
分（不純物）に対する依存性を調査した。
長の紫外線を石英ガラスに照射した際に引き起こされる
透過率低下やコンパクションを抑制するためには、ま
ず、それらの現象を支配する因子を知る必要がある。本
発明者らは様々な石英ガラスにＫｒＦ、ＡｒＦエキシマ
レーザを照射し、その時の透過率低下及びコンパクショ
ンの大きさを測定し、石英ガラス中に含まれる様々な成
分（不純物）に対する依存性を調査した。
【００１０】石英ガラス中の成分(不純物)には、原料に
起因するものと合成法に起因するものが考えられる。直
接法で石英ガラスを合成する場合、原料として通常四塩
化ケイ素を用い、これを酸水素火炎中で燃焼させる。こ
のため、必然的に合成中に塩素とＯＨ基がガラス中に取
り込まれる。このうち、塩素はＥ’センターの前駆体に
なることは既に述べた。そこで、石英ガラスの原料から
塩素を除くために、原料を従来の四塩化ケイ素から、塩
素を含まない有機ケイ素化合物や四フッ化ケイ素等に変
えることが提案されている。これらの新しい原料を用い
た場合に石英ガラス中に取り込まれる不純物としては、
前者からは炭素、後者からはフッ素が考えられる。以上
から本発明者らは、紫外線に対する耐久性を支配する因
子として、特に、塩素、フッ素、ＯＨ基に注目し、石英
ガラスの耐紫外線性のこれらの成分濃度依存性を調査し
た。その結果、次のことが明らかになった。まず、透過
率低下に対しては、塩素は透過率低下を促進する方向
に、フッ素、ＯＨ基は透過率低下を抑制する方向に寄与
する。また、コンパクションに対しては、塩素及びＯＨ
基はコンパクションを促進する方向に、フッ素はコンパ
クションを抑制する方向に寄与する。さらに、複屈折量
はコンパクションの発生量と線形の関係を持つことを見
出した。
起因するものと合成法に起因するものが考えられる。直
接法で石英ガラスを合成する場合、原料として通常四塩
化ケイ素を用い、これを酸水素火炎中で燃焼させる。こ
のため、必然的に合成中に塩素とＯＨ基がガラス中に取
り込まれる。このうち、塩素はＥ’センターの前駆体に
なることは既に述べた。そこで、石英ガラスの原料から
塩素を除くために、原料を従来の四塩化ケイ素から、塩
素を含まない有機ケイ素化合物や四フッ化ケイ素等に変
えることが提案されている。これらの新しい原料を用い
た場合に石英ガラス中に取り込まれる不純物としては、
前者からは炭素、後者からはフッ素が考えられる。以上
から本発明者らは、紫外線に対する耐久性を支配する因
子として、特に、塩素、フッ素、ＯＨ基に注目し、石英
ガラスの耐紫外線性のこれらの成分濃度依存性を調査し
た。その結果、次のことが明らかになった。まず、透過
率低下に対しては、塩素は透過率低下を促進する方向
に、フッ素、ＯＨ基は透過率低下を抑制する方向に寄与
する。また、コンパクションに対しては、塩素及びＯＨ
基はコンパクションを促進する方向に、フッ素はコンパ
クションを抑制する方向に寄与する。さらに、複屈折量
はコンパクションの発生量と線形の関係を持つことを見
出した。
【００１１】石英ガラスの原料から塩素を除くために、
原料を従来の四塩化ケイ素から、塩素を含まない有機ケ
イ素化合物にすることが提案されていることは既に述べ
た。このようにすれば、合成反応系から塩素が除かれる
ため、石英ガラス中に塩素が残留することはなく、従っ
て、Ｅ'センターの前駆体濃度も減少する。しかし、一
方で塩素は合成雰囲気中に存在する金属不純物を塩化物
として系外に放出する働きを持つ。金属不純物は合成石
英ガラスの紫外及び真空紫外領域での光透過率を著しく
低下させるため、石英ガラス中の金属不純物を排除する
必要がある。このように塩素濃度の低減は耐紫外線性と
初期の透過率に対して相反する効果をもたらす。石英ガ
ラスの原料に有機ケイ素化合物のみを用いた場合には、
紫外線照射による透過率低下は抑制されるものの、石英
ガラス中に金属不純物が取り込まれ易いために初期の透
過率は、原料に四塩化ケイ素を用いた場合より若干低く
なってしまう。さらに、石英ガラス中に炭素が取り込ま
れる可能性が高く、紫外線照射時の透過率低下に対する
炭素の存在の影響が懸念される。そこで本発明者らは、
塩素と同じハロゲンであるフッ素に注目した。フッ素
は、塩素と同様に、金属不純物を系外に放出する働きを
持つ。さらに、フッ素は塩素と異なり、ケイ素と強固な
結合を作る。結合エネルギーを比較すると、≡Ｓｉ−Ｃ
ｌ＜≡Ｓｉ−Ｆのような大小関係となる。つまり、この
順番にＥ'センターは出来にくくなる。したがって、フ
ッ素の導入によりＥ'センター前駆体の生成は抑制され
るため、紫外線照射に対する耐久性は従来よりも向上
し、また、初期の透過率についても、従来と同レベルの
優れた石英ガラスが得られる。また、フッ素を導入する
ことにより、ＯＨ基も石英ガラス中に残留しにくくなる
ことも明らかになった。既に述べたように、ＯＨ基は耐
紫外線性を向上するが、コンパクションを促進する。石
英ガラス中のＯＨ基濃度が減少すると、耐紫外線性が悪
化するが、これは、ケイ素と強固な結合を作るフッ素を
導入することで補償され、かつ、コンパクションは抑制
されることになる。
原料を従来の四塩化ケイ素から、塩素を含まない有機ケ
イ素化合物にすることが提案されていることは既に述べ
た。このようにすれば、合成反応系から塩素が除かれる
ため、石英ガラス中に塩素が残留することはなく、従っ
て、Ｅ'センターの前駆体濃度も減少する。しかし、一
方で塩素は合成雰囲気中に存在する金属不純物を塩化物
として系外に放出する働きを持つ。金属不純物は合成石
英ガラスの紫外及び真空紫外領域での光透過率を著しく
低下させるため、石英ガラス中の金属不純物を排除する
必要がある。このように塩素濃度の低減は耐紫外線性と
初期の透過率に対して相反する効果をもたらす。石英ガ
ラスの原料に有機ケイ素化合物のみを用いた場合には、
紫外線照射による透過率低下は抑制されるものの、石英
ガラス中に金属不純物が取り込まれ易いために初期の透
過率は、原料に四塩化ケイ素を用いた場合より若干低く
なってしまう。さらに、石英ガラス中に炭素が取り込ま
れる可能性が高く、紫外線照射時の透過率低下に対する
炭素の存在の影響が懸念される。そこで本発明者らは、
塩素と同じハロゲンであるフッ素に注目した。フッ素
は、塩素と同様に、金属不純物を系外に放出する働きを
持つ。さらに、フッ素は塩素と異なり、ケイ素と強固な
結合を作る。結合エネルギーを比較すると、≡Ｓｉ−Ｃ
ｌ＜≡Ｓｉ−Ｆのような大小関係となる。つまり、この
順番にＥ'センターは出来にくくなる。したがって、フ
ッ素の導入によりＥ'センター前駆体の生成は抑制され
るため、紫外線照射に対する耐久性は従来よりも向上
し、また、初期の透過率についても、従来と同レベルの
優れた石英ガラスが得られる。また、フッ素を導入する
ことにより、ＯＨ基も石英ガラス中に残留しにくくなる
ことも明らかになった。既に述べたように、ＯＨ基は耐
紫外線性を向上するが、コンパクションを促進する。石
英ガラス中のＯＨ基濃度が減少すると、耐紫外線性が悪
化するが、これは、ケイ素と強固な結合を作るフッ素を
導入することで補償され、かつ、コンパクションは抑制
されることになる。
【００１２】もっとも、有機ケイ素を用いず、ケイ素の
フッ化物のみを原料とすると、屈折率の均質性が低下す
る。これは、石英ガラス中のフッ素の濃度分布が、屈折
率分布の原因となるからである。以上のことから、本発
明者らは、石英ガラスの原料に、塩素を含有しない有機
ケイ素化合物と、上述の優れた特性を持つフッ素を含有
するケイ素のフッ化物との混合物を用いることを提案す
る。本発明は、石英ガラスの原料に有機ケイ素化合物と
ケイ素のフッ化物を用いて石英ガラス中の塩素を除き、
フッ素を導入することにより、紫外線照射による透過率
低下、コンパクションおよび複屈折発生を抑制すること
を特徴とする。このとき、≡Ｓｉ−Ｆの形態で石英ガラ
ス中に取り込まれるフッ素が重要な役割を持つことは既
に述べた。また、その濃度は１０ｐｐｍ以上１００００
ｐｐｍ以下であることが望ましい。
フッ化物のみを原料とすると、屈折率の均質性が低下す
る。これは、石英ガラス中のフッ素の濃度分布が、屈折
率分布の原因となるからである。以上のことから、本発
明者らは、石英ガラスの原料に、塩素を含有しない有機
ケイ素化合物と、上述の優れた特性を持つフッ素を含有
するケイ素のフッ化物との混合物を用いることを提案す
る。本発明は、石英ガラスの原料に有機ケイ素化合物と
ケイ素のフッ化物を用いて石英ガラス中の塩素を除き、
フッ素を導入することにより、紫外線照射による透過率
低下、コンパクションおよび複屈折発生を抑制すること
を特徴とする。このとき、≡Ｓｉ−Ｆの形態で石英ガラ
ス中に取り込まれるフッ素が重要な役割を持つことは既
に述べた。また、その濃度は１０ｐｐｍ以上１００００
ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００１３】また、請求項２に記載のように石英ガラス
中に塩素が実質的に存在しないことを特徴とする。この
ようにして合成された石英ガラスは、請求項３、４およ
び５に記載のように、紫外線照射の透過率低下及びコン
パクション発生が抑制されていることを特徴とする。請
求項３、４および５に記載のＡｒＦエキシマレーザ照射
条件である、エネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ2・ｐ、
２×１０8パルスとは、ＡｒＦエキシマステッパ投影光
学系の稼働条件に換算すると、エネルギー密度１ｍＪ／
ｃｍ2・ｐ、４×１０10パルスにほぼ相当する。請求項
３、４および５に示した透過率低下量、コンパクション
および複屈折発生量は、このような実使用条件下におい
て何ら問題を生じない。
中に塩素が実質的に存在しないことを特徴とする。この
ようにして合成された石英ガラスは、請求項３、４およ
び５に記載のように、紫外線照射の透過率低下及びコン
パクション発生が抑制されていることを特徴とする。請
求項３、４および５に記載のＡｒＦエキシマレーザ照射
条件である、エネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ2・ｐ、
２×１０8パルスとは、ＡｒＦエキシマステッパ投影光
学系の稼働条件に換算すると、エネルギー密度１ｍＪ／
ｃｍ2・ｐ、４×１０10パルスにほぼ相当する。請求項
３、４および５に示した透過率低下量、コンパクション
および複屈折発生量は、このような実使用条件下におい
て何ら問題を生じない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の方法を用いて合
成した石英ガラスの例を実施例１、２として、従来の方
法で単一原料を用いて合成した石英ガラスの例を比較例
１、２、３として示す。また、各例の合成条件を表１
に、得られたサンプルの物性を表２に示す。
成した石英ガラスの例を実施例１、２として、従来の方
法で単一原料を用いて合成した石英ガラスの例を比較例
１、２、３として示す。また、各例の合成条件を表１
に、得られたサンプルの物性を表２に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【実施例１】高純度石英ガラスインゴットは五重管構造
の石英ガラス製バーナにて、酸素ガス及び水素ガスを表
１に示すような流量で燃焼させ、中心部から原料をキャ
リアガスで希釈して噴出させる、いわゆる酸水素火炎加
水分解法と呼ばれる方法により合成を行った（図１）。
原料として、四フッ化ケイ素とヘキサメチルジシロキサ
ン（ＨＭＤＳ）の混合物を表１に示した混合比で用い
た。合成の際、ガラスを積層させる不透明石英ガラス板
からなるターゲットを一定周期で回転及び揺動させ、さ
らに降下を同時に行うことにより、インゴットの上部の
位置を常時バーナから一定に保った。
の石英ガラス製バーナにて、酸素ガス及び水素ガスを表
１に示すような流量で燃焼させ、中心部から原料をキャ
リアガスで希釈して噴出させる、いわゆる酸水素火炎加
水分解法と呼ばれる方法により合成を行った（図１）。
原料として、四フッ化ケイ素とヘキサメチルジシロキサ
ン（ＨＭＤＳ）の混合物を表１に示した混合比で用い
た。合成の際、ガラスを積層させる不透明石英ガラス板
からなるターゲットを一定周期で回転及び揺動させ、さ
らに降下を同時に行うことにより、インゴットの上部の
位置を常時バーナから一定に保った。
【００１８】このようにして複数個の石英ガラスインゴ
ットを合成した。このインゴットからテストピースを切
り出し、研磨することにより、成分濃度測定用サンプル
及びＡｒＦエキシマレーザ照射用サンプルとした。表２
にこれらの測定・評価結果を示す。表２中で、フッ素濃
度はラマン分光法を用いて定量した。≡Ｓｉ−Ｆによる
ピークは９４５ｃｍ−１にあらわれる。このピーク強度
と、石英ガラスの基本構造による８００ｃｍ−１のピー
ク強度との比によりフッ素濃度を求めた。
ットを合成した。このインゴットからテストピースを切
り出し、研磨することにより、成分濃度測定用サンプル
及びＡｒＦエキシマレーザ照射用サンプルとした。表２
にこれらの測定・評価結果を示す。表２中で、フッ素濃
度はラマン分光法を用いて定量した。≡Ｓｉ−Ｆによる
ピークは９４５ｃｍ−１にあらわれる。このピーク強度
と、石英ガラスの基本構造による８００ｃｍ−１のピー
ク強度との比によりフッ素濃度を求めた。
【００１９】
【実施例２】実施例１と同様の合成法によって、原料に
四フッ化ケイ素とヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤ
Ｓ）の混合物を用い、高純度石英ガラスインゴットを得
た。原料の混合比は表１に示した。このようにして複数
個の石英ガラスインゴットを合成した。このインゴット
からテストピースを切り出し、研磨することにより、成
分濃度測定用サンプル及びＡｒＦエキシマレーザ照射用
サンプルとした。表２にこれらの測定・評価結果を示
す。
四フッ化ケイ素とヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤ
Ｓ）の混合物を用い、高純度石英ガラスインゴットを得
た。原料の混合比は表１に示した。このようにして複数
個の石英ガラスインゴットを合成した。このインゴット
からテストピースを切り出し、研磨することにより、成
分濃度測定用サンプル及びＡｒＦエキシマレーザ照射用
サンプルとした。表２にこれらの測定・評価結果を示
す。
【００２０】表２中で、フッ素濃度は実施例１と同様に
ラマン分光法を用いて定量した。
ラマン分光法を用いて定量した。
【００２１】
【比較例１】実施例１と同様の合成法によって、原料に
従来と同様に四塩化ケイ素を用い、高純度石英ガラスイ
ンゴットを得た。このようにして複数個の石英ガラスイ
ンゴットを合成した。このインゴットからテストピース
を切り出し、研磨することにより、成分濃度測定用サン
プル及びＡｒＦエキシマレーザ照射用サンプルとした。
表２にこれらの測定・評価結果を示す。
従来と同様に四塩化ケイ素を用い、高純度石英ガラスイ
ンゴットを得た。このようにして複数個の石英ガラスイ
ンゴットを合成した。このインゴットからテストピース
を切り出し、研磨することにより、成分濃度測定用サン
プル及びＡｒＦエキシマレーザ照射用サンプルとした。
表２にこれらの測定・評価結果を示す。
【００２２】表２中で、フッ素濃度は実施例１と同様に
ラマン分光法を用いて定量した。
ラマン分光法を用いて定量した。
【００２３】
【比較例２】実施例１と同様の合成法によって、原料に
四フッ化ケイ素を用い、高純度石英ガラスインゴットを
得た。このようにして複数個の石英ガラスインゴットを
合成した。このインゴットからテストピースを切り出
し、研磨することにより、成分濃度測定用サンプル及び
ＡｒＦエキシマレーザ照射用サンプルとした。表２にこ
れらの測定・評価結果を示す。
四フッ化ケイ素を用い、高純度石英ガラスインゴットを
得た。このようにして複数個の石英ガラスインゴットを
合成した。このインゴットからテストピースを切り出
し、研磨することにより、成分濃度測定用サンプル及び
ＡｒＦエキシマレーザ照射用サンプルとした。表２にこ
れらの測定・評価結果を示す。
【００２４】表２中で、フッ素濃度は実施例１と同様に
ラマン分光法を用いて定量した。
ラマン分光法を用いて定量した。
【００２５】
【比較例３】実施例１と同様の合成法によって、原料に
ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）を用い、高純度
石英ガラスインゴットを得た。このようにして複数個の
石英ガラスインゴットを合成した。このインゴットから
テストピースを切り出し、研磨することにより、成分濃
度測定用サンプル及びＡｒＦエキシマレーザ照射用サン
プルとした。表２にこれらの測定・評価結果を示す。
ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）を用い、高純度
石英ガラスインゴットを得た。このようにして複数個の
石英ガラスインゴットを合成した。このインゴットから
テストピースを切り出し、研磨することにより、成分濃
度測定用サンプル及びＡｒＦエキシマレーザ照射用サン
プルとした。表２にこれらの測定・評価結果を示す。
【００２６】表２中で、フッ素濃度は実施例１と同様に
ラマン分光法を用いて定量した。表２から明らかなよう
に、単一原料によって合成した石英ガラス（比較例１〜
３）は、紫外線照射前の透過率（初期透過率）及び屈折
率均質性、紫外線照射時の透過率低下およびコンパクシ
ョン発生において一長一短の性質を示すが、本発明によ
る混合原料を用いた合成石英ガラスは、これらをうまく
補い合って、紫外光用光学部材として充分な品質が得ら
れた。
ラマン分光法を用いて定量した。表２から明らかなよう
に、単一原料によって合成した石英ガラス（比較例１〜
３）は、紫外線照射前の透過率（初期透過率）及び屈折
率均質性、紫外線照射時の透過率低下およびコンパクシ
ョン発生において一長一短の性質を示すが、本発明によ
る混合原料を用いた合成石英ガラスは、これらをうまく
補い合って、紫外光用光学部材として充分な品質が得ら
れた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、紫外線照射によって透
過率低下を生じず、かつ、コンパクションをおこさない
合成石英ガラス光学部材を提供することが可能である。
過率低下を生じず、かつ、コンパクションをおこさない
合成石英ガラス光学部材を提供することが可能である。
【図１】 本実験で使用した装置の概略図である。
１ 石英ガラス製５重管バーナ ２ 不透明石英ガラスターゲット ３ 石英ガラスインゴット ４ 炉床板 ５ 炉枠 ６ 耐火物
Claims (5)
- 【請求項１】有機ケイ素化合物とケイ素のフッ化物との
混合物を支燃性ガス及び可燃性ガスによる火炎中で燃焼
させ、ターゲット上に石英ガラス微粒子を堆積し、ガラ
ス化して石英ガラスインゴットを形成する石英ガラスの
製造方法により製造された、石英ガラスの骨格を形成す
るＳｉに直接Ｓｉ−Ｆの形態で結合しているフッ素の濃
度が１０ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下であることを
特徴とする、紫外光用合成石英ガラス部材。 - 【請求項２】請求項１に記載の紫外光用合成石英ガラス
部材において、前記石英ガラス中に塩素を実質的に含ま
ないことを特徴とする紫外光用合成石英ガラス部材。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の紫外光用
合成石英ガラス部材において、ＡｒＦエキシマレーザを
エネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ2にて２×１０8パルス
照射した際の、１９３ｎｍの吸収係数が０．００２ｃｍ
-1以下であることを特徴とする紫外光用合成石英ガラス
部材。 - 【請求項４】請求項１または請求項２に記載の紫外光用
合成石英ガラス部材において、ＡｒＦエキシマレーザを
エネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ2にて２×１０8パルス
照射した際の、６３３ｎｍの屈折率変化量が４×１０-7
以下であることを特徴とする紫外光用合成石英ガラス部
材。 - 【請求項５】請求項１または請求項２に記載の紫外光用
合成石英ガラス部材において、ＡｒＦエキシマレーザを
エネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ2にて２×１０8パルス
照射した際に生ずる複屈折量が１ｎｍ／ｃｍ以下である
ことを特徴とする紫外光用合成石英ガラス部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9279118A JPH11116248A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 合成石英ガラス部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9279118A JPH11116248A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 合成石英ガラス部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116248A true JPH11116248A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17606686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9279118A Withdrawn JPH11116248A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 合成石英ガラス部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11116248A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1127857A3 (en) * | 2000-02-23 | 2001-10-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Fluorine-containing synthetic quartz glass and method of production |
| US6410192B1 (en) * | 1999-11-15 | 2002-06-25 | Corning Incorporated | Photolithography method, photolithography mask blanks, and method of making |
| WO2003080525A1 (fr) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nikon Corporation | Element de verre de quartz synthetique et procede de production de celui-ci |
| WO2004078663A2 (en) | 2003-03-06 | 2004-09-16 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Optical synthetic quartz glass and method for producing the same |
| WO2005031821A1 (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-07 | Nikon Corporation | 光学系、露光装置、およびそれらの製造方法 |
| US7514382B2 (en) | 2003-12-17 | 2009-04-07 | Asahi Glass Company, Limited | Synthetic quartz glass for optical member and its production method |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP9279118A patent/JPH11116248A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410192B1 (en) * | 1999-11-15 | 2002-06-25 | Corning Incorporated | Photolithography method, photolithography mask blanks, and method of making |
| US6758063B2 (en) | 1999-11-15 | 2004-07-06 | Corning Incorporated | Photolithography method, photolithography mask blanks, and method of making |
| EP1127857A3 (en) * | 2000-02-23 | 2001-10-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Fluorine-containing synthetic quartz glass and method of production |
| WO2003080525A1 (fr) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nikon Corporation | Element de verre de quartz synthetique et procede de production de celui-ci |
| WO2004078663A2 (en) | 2003-03-06 | 2004-09-16 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Optical synthetic quartz glass and method for producing the same |
| WO2004078663A3 (en) * | 2003-03-06 | 2005-06-30 | Heraeus Quarzglas | Optical synthetic quartz glass and method for producing the same |
| US7312170B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-12-25 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Optical synthetic quartz glass and method for producing the same |
| WO2005031821A1 (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-07 | Nikon Corporation | 光学系、露光装置、およびそれらの製造方法 |
| US7514382B2 (en) | 2003-12-17 | 2009-04-07 | Asahi Glass Company, Limited | Synthetic quartz glass for optical member and its production method |
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|---|---|---|---|
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