KR100667636B1 - 합성석영유리와 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

파장 150~200 nm 의 광에 사용되고, OH 기 농도가 100 ppm 이하, 수소분자 농도가 1×1017 분자/㎤ 이하, 환원형 결함이 1×1015 개/㎤ 이하, 자외선조사 전후의 Δk163 과 Δk190 과의 관계가 0〈 Δk163〈 Δk190 을 만족하는 합성석영유리 및 그의 제조방법.
합성석영유리

Description

합성석영유리와 그의 제조방법 {SYNTHETIC QUARTZ GLASS AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 파장 150~200 nm 의 자외선을 광원으로 하는 장치에 이용되는 광학부재용 합성석영유리와 그 제조방법에 관한 것이며, 상세하게는 ArF 엑시머레이저 (파장 193 nm), F2 레이저 (파장 157 nm), 저압수은램프 (파장 185 nm), Xe2 * 엑시머램프 (파장 172 nm) 등의 진공자외~자외광용 렌즈, 프리즘, 포토마스크, 펠리클, 창재 등의 광학부재로 이용되는 합성석영유리와 그 제조방법에 관한 것이다.
합성석영유리는 근적외부터 진공자외역까지의 광범위한 파장역에 있어서 투명한 재료인 점, 열팽창계수가 매우 작아 치수안정성이 우수한 점, 금속불순물을 거의 함유하지 않아 고순도인 점 등의 특징이 있다. 그런 이유로, 종래의 g 선, i 선을 광원으로 사용한 광학장치의 광학부재로는 합성석영유리가 주로 이용되어 왔다.
최근 LSI 의 고집적화에 수반하여 웨이퍼상에 집적회로 패턴을 묘화하는 광리소그래피 기술에 있어서, 보다 선폭이 좁은 미세한 묘화기술이 요구되고 있으며, 이에 대응하기 위하여 노광광원의 단파장화가 진행되고 있다. 즉, 예를 들면 광 리소그래피용 스테퍼의 광원은 종래의 g 선 (파장 436 nm), i 선 (파장 365 nm) 에서 진행하여, ArF 엑시머 레이저 (이하, 단순히 ArF 레이저라 한다) 나, F2 레이저가 이용되려 하고 있다.
또한, 저압수은램프나 Xe2 * 엑시머램프는 광 CVD 등의 장치, 실리콘 웨이퍼의 세척장치 또는 오존발생장치 등에 이용되고 있으며, 또한 추후 광리소그래피 기술에 적용하기 위한 개발이 진행되고 있다.
저압수은램프나 엑시머램프에 이용되는 램프의 가스봉입관, 또는 전술한 단파장광원을 이용한 광학장치에 이용되는 광학소자에도 합성석영유리를 이용할 필요가 있다.
이들 광학계에 이용되는 합성석영유리는 자외역에서 진공자외역까지의 파장에 있어서의 광투과성이 요구됨과 동시에, 광조사후에 사용파장에서의 광투과율이 저하되지 않을 것이 요구된다.
종래의 합성석영유리에서는 ArF 레이저나 F2 레이저 등의 고에너지 광원으로부터의 광을 조사하면 자외선영역에 새로운 흡수대를 생성하므로, ArF 레이저나 F2 레이저 등을 광원으로 한 광학계를 구축할 때의 광학부재로는 문제가 있었다.
ArF 레이저나 F2 레이저 등을 장시간 조사하면, 소위 E' 센터 (≡Si·) 라 불리우는 파장 214 nm 를 중심으로 하는 흡수대 (이하, 214 nm 흡수대라 한다) 와, NBOHC (비가교산소래디컬:(≡Si-O·) 이라 불리우는 파장 260 nm 를 중심으로 하는 흡수대 (이하, 260 nm 흡수대라 한다) 가 생성된다.
이들 흡수대의 생성을 억제하는 기술로는, 환원형 결함이나 산화형 결함을 실질적으로 포함하지 않으며, 또한 합성석영유리중에 OH 기를 100 ppm 이상 함유시키고, 수소분자를 5×1016 분자/㎤ 이상 함유시키는 방법이 제안되어 있다 (일본 공개특허공보 평3-101282 호). 합성석영유리중의 수소분자는 자외선조사에 의하여 생성되는 E' 센터나 NBOHC 등의 결함을 수복(修復) 하는 작용이 있으며, 또한 OH 기는 자외선조사한 경우에 E' 센터나 NBOHC 등의 결함이 되는 결함전구체의 농도를 저감하는 작용이 있다고 여겨진다.
그러나 본 발명자들이 자외선조사에 의한 합성석영유리의 광투과성의 변화에 관하여 상세한 연구를 행한 결과, 합성석영유리에는 214 nm 흡수대와 260 nm 흡수대 이외에, 파장 163 nm 을 중심으로 하는 흡수대 (이하, 163 nm 흡수대라 한다) 가 생성되는 것을 발견하였다. 파장 200 nm 이상의 광을 광원으로 하는 장치의 광학부재로 이용되는 경우에는, 사용파장과 163 nm 흡수대가 떨어져 있으므로 163 nm 흡수대의 생성에 의한 광투과율 저하의 영향은 거의 없으나, 파장 150~200 nm 의 광을 광원으로 하는 장치의 광학부재로 이용하는 경우에는, 163 nm 흡수대의 생성에 의하여 사용파장 부근의 광투과율이 저하된다.
본 발명은 파장 150~200 nm 의 자외선을 광원으로 하는 장치에 이용되며, 파장 150~200 nm 에 있어서의 광투과율이 높고, 또한 내자외선성이 우수한 (파장 150~200 nm 의 자외선을 광원으로 하는 광을 조사해도 사용파장 부근의 광투과율이 저하되지 않는다) 합성석영유리와 그 제조방법의 제공을 목적으로 한다.
발명의 개시
본 발명은 파장 150~200 nm 의 광에 사용되는 합성석영유리로서, 합성석영유리중의 OH 기 농도가 100 ppm 이하, 수소분자 농도가 1×1017 분자/㎤ 이하, 환원형 결함이 1×1015 개/㎤ 이하, 또한 파장 250 nm 이하의 자외선조사 전후의 파장 163 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk163 과 파장 190 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk190 과의 관계가 0〈 Δk163〈 Δk190 을 만족하는 합성석영유리를 제공한다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
OH 기 농도는 100 ppm (중량ppm 의 의미) 이하로 하는 것이 중요하며, 파장 180 nm 이하의 진공자외역의 광을 광원으로 하는 장치의 광학부재에 사용되는 경우에는, OH 기 농도는 50 ppm 이하, 특히 10 ppm 이하가 바람직하다. OH 기 농도가 낮을수록 높은 광투과율이 얻어진다.
수소분자를 함유한 합성석영유리에 자외선을 조사하면 163 nm 흡수대가 생성된다. 163 nm 흡수대는 환원형 결함 (≡Si-Si≡결합) 에 의한 것으로, 파장 200 nm 이하의 자외광의 광투과성을 대폭 저하시킨다. 163 nm 흡수대의 생성을 억제하는 관점에서, 합성석영유리중의 수소분자 농도는 1×1017 분자/㎤ 이하로 하는 것이 중요하며, 특히 3×1016 분자/㎤ 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 163 nm 흡수대의 생성이 억제될 필요가 있다. 163 nm 흡수대 생성의 억제정도는 파장 250 nm 이하의 자외선조사 전후의 파장 163 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk163 과 파장 190 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk190 과의 관계로부터 평가할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서는 0〈Δk163〈Δk190 의 관계를 만족하는 것이 중요하다.
또한, 합성석영유리중의 환원형 결함 (≡Si-Si≡결합) 은, 자외선을 조사한 경우에 ≡Si-Si≡+ h ν→≡Si·+ ≡Si·인 식에 의하여 214 nm 흡수대 (≡Si·) 가 생성되어 파장 150~200 nm 에 있어서의 자외선의 광투과율을 저하시킨다. 따라서 본 발명에 있어서는, 합성석영유리중의 환원형 결함이 1×1015 개/㎤ 이하인 것이 중요하다. 환원형 결함의 농도는 파장 163 nm 에 있어서의 흡수강도로부터 구할 수 있다 (Phys. Rev., B38, 12772 (1988)).
또한, 합성석영유리중의 산화형 결함 (≡Si-O-O-Si≡결합) 은, 자외선을 조사한 경우에 ≡Si-O-O-Si≡+ h ν→≡Si-O·+ ≡Si-O·인 식에 의하여 260 nm 흡수대 (≡Si-O·) 가 생성되어, 그 정도에 따라서는 파장 150~200 nm 에 있어서의 자외선의 광투과율에 악영향을 미친다. 따라서 본 발명에 있어서는, 합성석영유리중의 산화형 결함이 2×1017 개/㎤ 이하인 것이 바람직하다. 산화형 결함의 농도는 합성석영유리 (10 mm 두께) 를 수소가스 100 %, 1 기압, 900 ℃, 24 시간의 열처리를 행하여, 증가한 OH 기 농도로부터 구할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 합성석영유리중의 금속불순물 (알칼리금속, 알칼리토금속, 전이금속 등) 이나 염소원소는 진공자외역에서 자외역까지의 파장역에 있어서의 초기 광투과율을 저하시킬 뿐 아니라, 내자외선성을 저하시키는 원인도 되므로, 그 함유량은 적은 편이 바람직하다. 금속불순물의 함유량은 100 ppb (중량ppb 의 의미) 이하, 특히 10 ppb 이하가 바람직하다. 염소원소의 농도는 100 ppm (중량ppm 의 의미) 이하, 특히 10 ppm 이하, 더 바람직하게는 2 ppm 이하이다.
본 발명의 합성석영유리는 직접법, 수트 (soot) 법 (VAD 법, OVD 법) 이나 플라스마법에 의하여 제조할 수 있다. 특히 합성석영유리중의 OH 기 농도의 제어가 비교적 용이하고 합성시의 온도가 낮아 염소나 금속 등의 불순물의 혼입을 피할 수 있어, 유리하므로 수트법이 바람직하다.
또한, 본 발명은 (1) 유리형성원료를 산화성 분위기에서 화재가수분해하여 얻어지는 석영유리 미립자를 기재에 퇴적, 성장시켜 다공질석영유리체를 형성하는 공정과, (2) 이 다공질석영유리체를 1400 ℃ 이상으로 가열하여 투명유리체를 얻는 공정과, (3) 이 투명유리체를 수소를 함유한 분위기하에서 가열하여 수소를 도프하는 공정과, (4) 이 투명유리체를 수소를 함유하지 않은 분위기하에서 가열하여 탈수처리하여 상기 합성석영유리를 얻는 공정을 이 순서대로 행하는 합성석영유리의 제조방법을 제공한다.
유리형성원료로는 할로겐화 규소화합물 (예를 들면, SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl 2, CH3SiCl3 등의 염화물, SiF4, SiHF3, SiH2F2 등의 불화물, SiBr4, SiHBr3 등의 브롬화물, SiI4 등의 요오드화물) 이나, 알콕시실란 (예를 들면, RnSi(OR)4-n (R 은 탄소수 1~4 의 알킬기, n 은 0~3 의 정수)) 등을 들 수 있다. 염소나 금속 등의 불순물의 혼입저감의 관점에서, 알콕시실란 (특히, 메틸트리메톡시실란, 테트라메톡시실란 등) 이 바람직하다. 또한, 작업성이나 원가면에서 SiCl4 등도 바람직하게 이용된다.
기재로는 석영유리재의 종봉 (種棒) 을 사용할 수 있다. 또한 봉형상에 한정되지 않고 판형상의 기재를 사용해도 된다.
본 발명에 있어서는, OH 기 농도를 100 ppm 이하로 하는 관점에서, 공정 (1) 과 (2) 사이에 다공질석영유리체를 900~1300 ℃ 의 온도로 가열하여 탈수하는 공정 (1a) 를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 공정 (1a) 에 있어서의 분위기는 헬륨 등의 불활성가스를 주성분 (불활성가스 100 % 의 경우를 포함한다) 으로 하는 분위기로 하는 것이 바람직하다. 압력 (절대압, 이하도 동일) 은 감압 또는 상압이 바람직하며, 특히 100 Torr (1.33×104 Pa) 이하, 더 바람직하게는 10 Torr (1.33×103 Pa) 이하이다.
또한 본 발명에 있어서는, OH 기 농도를 100 ppm 이하로 하는 관점에서, 공정 (1) 과 (2) 사이에 다공질석영유리체를 함불소가스를 포함하는 분위기하에 노출시켜 불소도프하는 공정 (1b) 을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 합성석영 유리에는 불소가 100~10000 ppm, 바람직하게는 1000~8000 ppm, 특히 바람직하게는 3000~8000 ppm 함유된다. 함불소가스로는 SiF4, SF6, CHF3, CF4 , F2 등을 들 수 있다. 함불소가스를 함유하는 분위기로는, 함불소가스를 0.1~100 체적%, 특히 0.1~25 체적% 함유하는 불활성가스가 바람직하다. 이 경우, 온도는 600 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 500~1150 ℃ 의 고온하에서 불소도프하는 경우는 함불소가스를 0.1~100 체적%, 특히 0.1~25 체적% 함유하고, 또한 산소를 5~95 체적%, 특히 50~95 체적% 함유하는 분위기로 함으로써, 환원형 결함의 생성을 억제하는 것이 바람직하다. 불소도프할 때의 압력은 0.1~10 atm (1.013×104 ~1.013×106 Pa) 인것이 바람직하다. 또한 시간은 수시간~수십시간인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 공정 (1a) 과 공정 (1b) 의 양공정을 행할 때는 공정 (1b) 를 공정 (1a) 보다 먼저 행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 환원형 결함의 생성을 억제하는 관점에서, 공정 (3) 에 있어서의 가열온도가 600 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서는, 환원형 결함의 생성을 억제하는 관점에서, 공정 (4) 에 있어서의 가열온도가 600 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
이하의 실시예에 있어서, 예 1~6, 14, 15 는 실시예, 예 7~13 은 비교예에 해당한다.
실시예 1
SiCl4 를 표 1 의 「공정 (1) 에 있어서의 O2/H2 체적비율」란에서 나타내는 산소가스/수소가스 비율 (SiCl4 를 1 로 했을 때의 체적비율) 로 1200~1500 ℃ 의 산수소화재중에서 가수분해시켜 형성된 석영유리 미립자를 기재상에 퇴적, 성장시켜 500 mmφ×600 mm 의 다공질석영유리체를 제작하였다 (공정 (1)).
얻어진 다공질석영유리체를 분위기제어 가능한 전기로내에 두고, 압력 10 Torr 이하의 감압으로 유지한 상태에서 1450 ℃ 까지 승온시켜, 이 온도에서 10 시간 유지하여 투명석영유리체 (200 mmφ×450 mm) 를 얻었다 (공정 (2)).
얻어진 투명석영유리체를 200 mmφ×10 mm 로 절단하여 합성석영유리를 얻었다.
실시예 2
실시예 1 에 있어서의 공정 (1) 과 공정 (2) 사이에, 다공질석영유리체를 표 1 의 「공정 (1a) 에 있어서의 압력, 온도, 시간」란에서 나타내는 압력, 온도, 시간으로 처리하여 탈수를 행한 (공정 (1a)) 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법에 의하여 합성석영유리를 얻었다.
실시예 3, 실시예 11, 실시예 12 및 비교예 13
실시예 1 의 공정 (1) 및 공정 (2) 와 동일한 공정을 거쳐 투명석영유리체 (200 mmφ×450 mm) 를 얻은 후, 얻어진 투명석영유리체를 200 mmφ×10 mm 로 절단하여 수소가스 100 %, 1 atm (1.013×105 Pa) 에서, 표 1 의 「공정 (3) 에 있어서의 온도, 시간」란에서 나타내는 온도, 시간으로 처리하여 수소도프하였다 (공정 (3)).
이어서, 실시예 3 및 비교예 13 에 관해서는, 헬륨가스 100 %, 1 atm 에서 표 1 의 「공정 (4) 에 있어서의 온도, 시간」란에서 나타내는 온도, 시간으로 처리하여 탈수소처리하여 합성석영유리를 얻었다 (공정 (4)).
실시예 4, 실시예 5 및 비교예 7~10
실시예 3 에 있어서의 공정 (1) 과 공정 (2) 사이에, 다공질석영유리체를 표 1 의 「공정 (1a) 에 있어서의 압력, 온도, 시간」란에서 나타내는 온도, 시간으로 처리하여 탈수를 행한 (공정 (1a)) 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 방법에 의하여 합성석영유리를 얻었다.
실시예 6, 14, 15
실시예 3 에 있어서의 공정 (1) 과 공정 (2) 사이에 다공질석영유리체를 표 1 의 「공정 (1b) 에 있어서의 분위기, 압력, 온도, 시간」란에서 나타내는 온도, 시간으로 처리하여 불소도프한 (공정 (1b)) 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 방법에 의하여 합성석영유리를 얻었다. 각 합성석영유리에 있어서, 불소농도는 실시예 6 에서 400 ppm, 실시예 14 에서 4000 ppm, 실시예 15 에서 5000 ppm이 되었다.
예 1~15 에서 얻어진 합성석영유리중의 OH 기 농도, 수소분자농도, 환원형 결함농도, 산화형 결함농도를 표 2 에 나타내었다. 또한, 예 1~15 에서 얻어진 합성석영유리중의 금속불순물의 함유량은 10 ppb 이하이며, 염소원소의 농도는 5 ppm 이었다. OH 기 농도 및 수소원자 농도는 이하의 방법에 의하여 구하였다.
(OH 기 농도) 적외분광광도계에 의한 측정을 행하여, 파장 2.7 ㎛ 에서의 흡 수피크로부터 OH 농도를 구하였다 (Cer. Bull., 55 (5), 524 (1976)).
(수소분자농도) 라만분광측정을 행하여, 레이저라만스펙트럼 4135 cm-1 의 산란피크에 의하여 검출한 강도 I4135 와, 규소와 산소 사이의 기재진동인 800 cm-1 의 산란피크의 강도 I800 와의 강도비 (I4135/I800) 로부터 수소분자 농도 [분자/㎤] 를 구하였다 (Zh. Prikl. Spektrosk., 46 (6), 987 (1986)). 또한 본 법에 의한 검출한계는 3×1016 분자/㎤ 이다.
또한, 얻어진 200 mmφ×10 mm 의 합성석영유리의 중심부로부터 30 mmφ×10 mm 의 평가용 시료를 잘라내어, 30 mmφ의 면을 경면(鏡面)연마하여 다음의 평가를 실시하였다.
또한, ArF 레이저광은 100 mJ/㎠/pulse, 100 Hz 의 조건으로 1×106 펄스조사하였다.
또한, 상기 ArF 레이저광의 조사전후에 있어서의 파장 150~200 nm 의 광투과율을 진공자외분광광도계 (Acton Research 사 제조 VTMS-502) 를 이용하여 측정하고, 조사전후에서의 파장 163 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk163 과 파장 190 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk190 을 각각 Δk163 = 1n(Tb163/Ta 163), Δk190 = 1n(Tb190/Ta190) 로부터 산출하여, Δk163/Δk190 을 평가하였다. 또한, Tb163 은 ArF 레이저광 조사전의 초기의 163 nm 투과율 (%), Ta163 은 ArF 레이저광 조사후의 163 nm 투과율 (%), Tb190 은 ArF 레이저광 조사전의 초기의 190 nm 투과율 (%), Ta190 은 ArF 레이저광 조사후의 190 nm 투과율 (%) 이다. 결과를 표 3 에 나타내었다.
상기 진공자외분광광도계를 이용하여 파장 150~200 nm 의 광투과율을 측정하였다. 파장 150~200 nm 의 광투과율은 파장 172 nm 에 있어서의 광투과율로 대표시켜 평가하였다. 파장 172 nm 에 있어서의 초기 광투과율과 ArF 레이저광을 조사한 후의 파장 172 nm 에 있어서의 광투과율을 표 3 에 나타내었다. 실용상으로는 ArF 레이저광을 조사한 후의 파장 172 nm 에 있어서의 광투과율은 80 % 이상인 것이 중요하다.
예 공정(1)에 있어서의O2/H2체적비율 공정(1a)에 있어서의압력, 온도, 시간 공정(1b)에 있어서의분위기, 압력, 온도, 시간 공정(3)에 있어서의온도, 시간 공정(4)에 있어서의온도, 시간
1 18/25 공정(1a)무 공정(1b)무 공정(3)무 공정(4)무
2 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 공정(3)무 공정(4)무
3 15/25 공정(1a)무 공정(1b)무 500℃, 24시간 500℃, 24시간
4 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 500℃, 24시간 500℃, 24시간
5 15/25 13.3Pa, 1200℃, 30시간 공정(1b)무 500℃, 24시간 500℃, 24시간
6 15/25 공정(1a)무 SiF4/He=1/99, 1atm, 실온, 5시간 500℃, 24시간 500℃, 24시간
7 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 900℃, 24시간 500℃, 24시간
8 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 1200℃, 24시간 500℃, 24시간
9 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 500℃, 24시간 900℃, 24시간
10 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 500℃, 24시간 1200℃, 24시간
11 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 500℃, 24시간 공정(4)무
12 15/25 13.3Pa, 1200℃, 10시간 공정(1b)무 500℃, 24시간 공정(4)무
13 11/27 공정(1a)무 공정(1b)무 500℃, 24시간 500℃, 24시간
14 15/25 공정(1a)무 SiF4/He/O2=10/0/90, 1atm, 1050℃, 10시간 공정(3)무 공정(4)무
15 15/25 공정(1a)무 SiF4/He/O2=10/10/80, 1atm, 1000℃, 10시간 500℃, 24시간 500℃, 24시간
예 OH기 농도 (ppm) 수소분자 농도 (분자/㎤) 환원형 결함농도 (개/㎤) 산화형 결함농도 (개/㎤)
1 94 〈3×1016 〈1×1015 4.5×1017
2 31 〈3×1016 〈1×1015 2.3×1017
3 86 〈3×1016 〈1×1015 〈2×1017
4 32 〈3×1016 〈1×1015 〈2×1017
5 12 〈3×1016 〈1×1015 〈2×1017
6 4 〈3×1016 〈1×1015 〈2×1017
7 30 〈3×1016 1.5×1015 〈2×1017
8 30 〈3×1016 6.3×1015 〈2×1017
9 30 〈3×1016 1.3×1015 〈2×1017
10 31 〈3×1016 5.8×1015 〈2×1017
11 33 〈7×1016 〈1×1015 〈2×1017
12 33 〈3×1017 〈1×1015 〈2×1017
13 180 〈3×1016 〈1×1015 〈2×1017
14 0.8 〈3×1017 〈1×1015 〈2×1017
15 1.3 〈3×1016 〈1×1015 〈2×1017
예 Δk163 (1/cm) Δk190 (1/cm) Δk163/Δk190 172nm에 있어서의 초기투과율(%) ArF레이저조사후의 172nm에 있어서의 투과율(%)
1 2.3×10-2 6.5×10-2 0.35 83.5 81.1
2 8.7×10-4 3.0×10-3 0.29 87.0 86.9
3 6.0×10-4 1.9×10-3 0.32 83.9 83.8
4 1.6×10-4 4.9×10-4 0.33 87.0 87.0
5 6.3×10-5 1.9×10-4 0.33 88.4 88.4
6 2.8×10-5 8.7×10-5 0.32 89.2 89.2
7 -1.1×10-1 2.5×10-1 -0.44 79.1 75.0
8 -4.4×10-1 1.1×100 -0.40 58.3 46.5
9 -9.6×10-2 2.3×10-1 -0.42 79.8 75.9
10 -4.0×10-1 9.6×10-1 -0.42 60.2 49.0
11 2.6×10-1 1.5×10-2 17.3 86.9 73.9
12 4.2×10-1 2.4×10-2 17.5 86.9 66.8
13 3.5×10-3 1.0×10-2 0.35 79.7 79.3
14 4.3×10-6 1.2×10-4 0.31 87.2 86.9
15 2.8×10-6 8.9×10-5 0.30 89.3 89.1

본 발명의 합성석영유리는 파장 150~200 nm 의 자외선을 광원으로 하는 장치에 이용되며, 파장 150~200 nm 에 있어서의 광투과율이 높고, 또한 내자외선성이 우수하다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하면, 파장 150~200 nm 의 자외선을 광원으로 하는 장치에 이용되며, 파장 150~200 nm 에 있어서의 광투과율이 높고, 또한 내자외선성이 우수한 합성석영유리를 간편하게 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. 파장 150~200 nm 의 광에 사용되는 합성석영유리로서, 합성석영유리중의 OH 기 농도가 100 ppm 이하, 수소분자 농도가 1×1017 분자/㎤ 이하, 환원형 결함이 1×1015 개/㎤ 이하, 또한 파장 250 nm 이하의 자외선조사 전후의 파장 163 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk163 과 파장 190 nm 에 있어서의 흡수계수의 변화 Δk190 과의 관계가 0〈 Δk163〈 Δk190 을 만족하는 합성석영유리.
  2. 제 1 항에 있어서, 추가적으로 산화형 결함이 2×1017 개/㎤ 이하인 합성석영유리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 추가적으로 불소농도가 100~10000 ppm 인 합성석영유리.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 추가적으로 불소농도가 1000~8000 ppm 인 합성석영유리.
  5. (1) 유리형성원료를 산화성 분위기에서 화염가수분해하여 얻어지는 석영유리 미립자를 기재상에 퇴적, 성장시켜 다공질석영유리체를 형성하는 공정,
    (2) 이 다공질석영유리체를 1400 ℃ 이상으로 가열하여 투명유리체를 얻는 공정,
    (3) 이 투명유리체를 수소를 함유한 분위기하에서 가열하여 수소를 도프하는 공정, 및
    (4) 이 투명유리체를 수소를 함유하지 않은 분위기하에서 가열하여 탈수소처리하여 제 1 항에 기재된 합성석영유리를 얻는 공정을 이 순서대로 행하는 합성석영유리의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 공정 (1) 과 (2) 사이에, 다공질석영유리체를 900~1300 ℃ 의 온도로 가열하여 탈수하는 공정 (1a) 를 포함하는 합성석영유리의 제조방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 공정 (1) 과 (2) 사이에, 다공질석영유리체를 불소가스를 함유하는 분위기하에 노출시켜 불소도프하는 공정 (1b) 을 포함하는 합성석영유리의 제조방법.
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