KR20030011327A - 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크 - Google Patents

플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크 Download PDF

Info

Publication number
KR20030011327A
KR20030011327A KR1020027015035A KR20027015035A KR20030011327A KR 20030011327 A KR20030011327 A KR 20030011327A KR 1020027015035 A KR1020027015035 A KR 1020027015035A KR 20027015035 A KR20027015035 A KR 20027015035A KR 20030011327 A KR20030011327 A KR 20030011327A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
ppm
fluoride
blank
crystalline
Prior art date
Application number
KR1020027015035A
Other languages
English (en)
Inventor
알렉산드레 엠 메이올렛
미셸 에이. 펠
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20030011327A publication Critical patent/KR20030011327A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/12Halides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/02Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7095Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient
    • G03F7/70958Optical materials or coatings, e.g. with particular transmittance, reflectance or anti-reflection properties
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7095Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient
    • G03F7/70958Optical materials or coatings, e.g. with particular transmittance, reflectance or anti-reflection properties
    • G03F7/70966Birefringence
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S501/00Compositions: ceramic
    • Y10S501/90Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로리소그래피 시스템의 렌즈 소자를 형성하는데 있어서 고품질이며 동일함을 증명할 수 있는 플루오르화물 결정성 광학 마이크로리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 제공한다. 상기 플루오르화물 광학 리소그래피 렌즈 블랭크의 고도로 적격화된(qualified) 플루오르화물 결정의 특징들은, 고에너지의 단파장 자외 레이저원을 이용하는 마이크로리소그래피 생산공정에서 바람직한 수행능력을 갖게 한다. 상기 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크는 낮은 경계각과 함께 다중적으로 결합된 인접 결정성 아결정립들로 구성된다.

Description

플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크 {Fluoride crystalline optical lithography lens element blank}
컴퓨터의 향상된 성능을 위한 수요자의 관심은 집적된 회로칩을 제조하는데 사용되는 리소그래픽 공정(lithograpic process)에 집중되었다. 리소그래피는 마스크를 발광시키고 광학 마이크로리소그래피 시스템(microlithography system)을 통해 포토레지스트(photoresist)로 코팅된 웨이퍼(wafer) 상으로 이 마스크(mask)의 패턴(pattern)을 포커싱(focusing)하는 단계를 수반한다. 이후에 상기 마스크의 패턴은 웨이퍼 상으로 이송된다. 주어진 웨이퍼상에서 두드러진 선-폭(line-width)의 감소는 성능의 향상을 일으킨다. 더욱 미세해진 선-폭을 달성하기 위해 요구되는 향상된 해상도는 발광원의 파장을 감소시켜 이룰수 있다. 리소그래피 패터닝(patterning)에 사용되는 에너지는 UV 영역으로 보다 깊이 움직인다. 이러한 짧은 광학 마이크로리소그래피 파장에서 신뢰할 수 있는 성능의 광학성분들이 요구된다. 193nm 및 157nm에서 높은 투과도를 갖는 공지된 물질들은 거의 없으며 심한 레이저 노출하에서 열화되지 않는다. 플루오르화 칼슘 및 플루오르화 바륨과 같은 플루오르화물 결정체들은 200nm 보다 큰 파장에서 높은 투과도를 갖는 잠재능을 가진 물질들이다. 빛의 진공의 자외파장 및 193nm 이하에서 적용되는 투사 광학 포토리소그래피 시스템은 더욱 작은 특색을 달성하는데 있어서 바람직한 잇점을 제공한다. 157nm 파장영역에서 진공 자외파장들을 이용하는 마이크로리소그래피 시스템은 향상된 집적회로 및 그들의 생산에 있어 잠재능을 갖는다. 193nm 및 157nm와 같은 진공 자외파장하의 사용적인 사용 및 적용은 광물질을 통해 157nm 영역에서 상기 깊은 자외파장의 투과특성에 의해 가려져왔다. 157nm 영역의 빛과 같은 175nm 이하의 VUV 빛의 사용의 반도체 산업에 의해 상기와 같은 느린 진행은 또한 그들의 예상되는 마이크로리소그래피 용도에 있어서 높은 품질과 적격화와 같이 정의될 수 있는 블랭크의 생산의 어려움 및 광학적으로 투과가능한 물질로부터의 경제적으로 생산가능한 블랭크의 부족 때문이다. 집적 회로의 생산에 이용되는 불소 엑시머 레이저의 방출 스펙트럼과 같은 VUV 157nm 영역에서 깊은 자외 포토리소그래피의 잇점에 있어서, 200nm 이하 및 193 및 157nm에서 좋은 투과도를 갖는 고도로 적격화된 결정특성 및 광학적 잇점을 갖고 경제적으로 생산되고 적격화될 수 있는 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크가 요구되었다. 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하고 진공 자외 파장과 함께 집적 회로의 생산을 향상시키는데 사용할 수 있는 고품질의 동일성을 증명할 수 있는 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 경제적으로 제조하기 위한 수단을 제공한다.
발명의 요약
본 발명은 고품질의 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 포함한다. 상기 플루오르화물 결정성 광학 소자 블랭크는 결정성 아결정립 구조(crystalline subgrain structure)를 갖는 결정성 아결정립(crystalline subgrain)을 포함한다. 상기 플루오르화물 결정성 광학 소자 블랭크는 적어도 제1아결정립 구조 및 제2 아결정립 구조를 포함한다. 전위 결함(dislocation defects)들에 의해 형성된 제1 결함 경계(first defect boundary)에서 상기 제2 아결정립 구조는 상기 제1 아결정립 구조에 인접하고 이웃한다. 상기 제1의 결함 경계는 인접하는 제1 아결정립-제2 아결정립의 경계각(boundary angle)을 갖는다. 상기 제1 아결정립-제2 아결정립 경계각은 2분 미만이고, 상기 블랭크는 중량으로 1ppm 미만의 Pb, 중량으로 0.5ppm 미만의 Ce, 중량으로 2ppm 미만의 Na, 및 중량으로 2ppm 미만의 K의 불순물을 갖는다. 상기 블랭크는 (기준 10 흡수계수에 대해) 0.0022/cm 미만의 157nm에서의 내부 흡수계수(internal absorption coefficient) 및 (기준 10 흡수계수에 대해) 0.00043/cm 미만의 193nm에서의 흡수계수를 가지며, 2ppm 미만의 광학 균질성(optical homogeneity), 및 5nm/cm 미만의 최대 복굴절(maximum birefringence)과 함께 2nm/cm RMS 미만의 평균 복굴절(average birefringence)을 갖는다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크의 제조방법을 포함한다. 상기 제조방법은, 플루오르화물 결정성 용융물을 형성하는 단계; 상기 용융물을 200mm 이상의 큰 크기를 갖는 플루오르화물 결정성 부재내에서 결정화시키는 단계; 상기 플루오르화물 결정성 부재를 어닐링하는 단계를 포함한다. 또한 상기 방법은 상기 어닐링된 플루오르화물 결정성 부재를 적격화(qualifying)하여, 0.0022/cm 미만의 157nm에서의 내부 흡수계수 및 0.00043/cm 미만의 193nm에서의 내부 흡수계수, 0.23cm-1국부 흡광도 미만의 205nm에서의 납 흡수, 0.7×10-3cm-1국부 흡광도 미만의 306nm에서의 세륨 흡수, 5nm/cm 미만의 최대 복굴절과 함께 2nm/cm RMS 미만의 평균 복굴절, 및 2분 이하의 표면 아결정립 디스오리엔테이션 경계각과 함께 2ppm 미만의 광학 균질성을 갖는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 제공하는 단계;를 더욱 포함한다.
도 1 내지 3은 결정성 아결정립 및 상대 경계각(단위: 도)으로 결정성 칼슘 플루오르화물의 3가지 시료의 구조를 도시한다.
도 4a는 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 도시한다.
도 4b는 블랭크의 측단면도를 나타낸다.
도 4c는 도 4b의 블랭크로부터 형성된 렌즈 소자의 측단면도이다.
도 5는 상대 경계각(단위: 도)으로 고도로 디스오리엔테이션된 아결정립을 갖는 칼슘 플루오르화물 아결정립의 대조구를 나타낸다.
도 6은 결정성 칼슘 플루오르화물에서 157nm 광학 리소그래피 빛의 투과에 있어서의 산소의 영향을 도시한다.
도 7은 2.16ppm Pb 함량을 갖는 0.57cm 경로 길이 결정성 칼슘 플루오르화물 시료의 190nm 내지 300nm의 흡수 스펙트럼이다.
도 8은 203nm 빛에 의해 여기될 때 도 7의 납 함유 시료의 발광 스펙트럼이다.
도 9는 0.73ppm의 Ce 함량을 갖는 0.57cm 경로 길이 결정성 칼슘 플루오르화물 시료의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 10은 결정성 칼슘 플루오르화물 시료들의 193nm 및 157nm의 대조도표이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일구체예이다.
본 발명의 요지 및 범주내를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명은 당업자에 의해 다양하게 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 청구범위 및 이들의 균등물내에서 제공되는 본 발명의 변형 및 변경을 커버할 것이다.
본 발명의 목적은 상기 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크가 결정성 아결정립 구조를 갖는 아결정립(subgrain)을 갖는다. 바람직한 구체예에서, 제1 아결정립 구조는 전위 결함에 의해 형성된 제1 결함 경계에서 제2 아결정립 구조에 인접하고 이에 이웃하며, 상기 경계는 2분 미만의 제1 아결정립-제2 아결정립의 경계각을 갖고, 상기 블랭크는 중량으로 1ppm 미만의 Pb, 중량으로 0.5ppm 미만의 Ce, 중량으로 2ppm 미만의 Na, 및 중량으로 2ppm 미만의 K의 불순물을 가지며, 2ppm 미만의 광학 균질성을 갖고, 5nm/cm 미만의 최대 복굴절과 함께 2nm/cm RMS 미만의 평균 복굴절을 가지며, 기준 10 흡수계수에 대해 0.0022/cm 미만의 157nm에서의 내부 흡수계수 및 기준 10 흡수계수에 대해 0.00043/cm 미만의 193nm에서의 내부 흡수계수를 갖는다. 상기 블랭크는 인접하고 이웃하는 아결정립구조와 함께 제2 결함 경계를 형성하는 제3 아결정립 구조를 갖는다. 또한 상기 제2 결함 경계도 2분 미만인 제2 인접 아결정립 경계각을 갖는다. 바람직하게, 제1 아결정립 구조 또는 제2 아결정립 구조는 이 제3 아결정립 구조와 함께 2분 미만의 경계각을 형성하는 인접하고 이웃하는 아결정립 구조이다. 바람직하게, 상기 제1 아결정립-제2 아결정립 경계각은 1분 이하이고, 제2 인접 아결정립 경계각은 1분 이하이다.
더욱 바람직한 구체예에서, 상기 플루오르화물 결정성 렌즈 소자 블랭크는 중량으로 100ppb 미만의 납 불순물을 갖는다. 바람직하게 Na 불순물은 중량으로 0.5ppm 미만이고, K 불순물은 중량으로 0.5ppm 미만이다. 바람직하게 상기 블랭크는 205nm에서 0.23cm-1국부 흡광도 미만의 205nm에서의 납 흡수(a 205nm lead absorption < 0.23cm-1local extinction at 205nm)를 갖고, 306nm에서 0.35×10-3cm-1국부 흡광도 미만의 306nm에서의 세륨 흡수(a 306nm cerium absorption < 0.35×10-3cm-1local extinction at 306nm)를 갖는다.
바람직한 구체예에서, 상기 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크는 결정성 칼슘 플루오르화물 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크이다. 바람직하게 상기 결정성 칼슘 플루오르화물 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크는 140 내지 150nm의 파장범위내에서 산소 흡수피크를 갖지 않는다. 바람직하게 상기 블랭크는 Ca 및 F로 필수적으로 이루어진다.
또 다른 구체예에서, 상기 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크는 결정성 바륨 플루오르화물 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크이다. 바람직하게 상기 블랭크는 Ba 및 F로 필수적으로 이루어진다.
바람직한 구체예에서, 상기 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크는 2nm/cm 미만의 최대 복굴절과 함께 1nm/cm RMS 미만의 평균 복굴절을 갖는다.
바람직하게 상기 플루오르화물 결정성 광학 블랭크는 큰 크기의 표면을 가지며, 상기 블랭크 표면은 20초 초과 2분 미만의 범위의 디스오리엔테이션 경계각(disorientation boundary angles)을 갖는 인접하고 이웃하는 아결정립들에 의해 경계되는 표면 아결정립(surface subgrain)을 가지며, 상기 큰 크기의 표면은 cm2당 적어도 3개의 표면 아결정립을 갖는다. 바람직하게, 상기 큰 크기의 표면은 적어도 300cm2의 표면적을 갖는다. 바람직하게, 상기 블랭크의 큰 크기의 표면은 원형이고 가장 바람직하게는 200mm 이상의 직경을 갖는다. 바람직하게, 상기 큰 크기의 표면 원형 블랭크는 400mm 이하의 직경을 갖는다. 본 발명의 블랭크의 큰 크기의 직경 범위는 약 150mm 내지 400nm를 포함하고, 바람직하게 약 200mm 내지 400mm를 포함하고, 가장 바람직하게는 약 200mm 내지 300mm를 포함한다.
본 발명의 결정성 플루오르화물 블랭크들은 전위 결함(dislocation defect)을 함유한다. 전위는 결정 격자구조(crystal lattice structure)의 일부가 이웃하는 부분에 대해 환원될 때 발생한다. 전위들은 아결정립 경계들을 형성하기 위해정렬될 수 있다. 따라서, 아결정립은 전위들의 배열(array)에 의해 경계되는 격자의 부분이다. 인접한 아결정립들 사이의 각은 디스오리엔테이션 각(disorientation angle)이라 불린다. 단지 아결정립 경계들이 열역학적으로 준안정적일 때, 그들은 결정에서 높은 응력의 면적들을 나타낸다. 이러한 영역에서, 스캐터링 중심(scattering centers)들의 국부 밀도(local density)는 벌크와 다르다.
상기 응력의 작용에 따라 굴절률의 국부 변화는 다음 식들에 의해 인장-광학계수(strain-optical coefficients) p11, p12및 p44로 기재된다:
여기서, n은 인장되지 않는 위치의 굴절률이고 ε는 얻어진 인장값이다. x, z, x' 및 x'축은 각각 결정학적인 축[100], [001], [-110] 및 [110]에 상응한다. (p11-p12) 및 p44는 전단(shear)에 있어서 폭켈 계수(Pockel coefficient)이고, (p11+2p12)는 부피 변화에 있어서 폭켈 계수(Pockel coefficient)이다.
상기 전위각 θ은 다음과 같이 표현될 수 있다.
θ=b/ι 여기서, b는 버거 벡터(Burgers vector)이고 ι은 전위의 공간이다.
본 발명에 따라, 싱크로트론 복사(synchrotron radiation)는 결정성 플루오르화물 렌즈 블랭크의 국부 지형학(local topography)을 심사하고 θ를 측정하는데 사용된다. 상기 싱크로트론 복사원은 8 및 12keV 사이에서 복사 에너지의 선택을가능하게 한다. 상기 분석은 낮은 작동 파장 및 낮은 빔 발산(beam divergence)에 속하는 다른 복사원에 대해 크게 증가된다. 또한 측정시간은 X-레이 튜브와 같은 다른 복사원의 것보다 큰 1012배까지 일 수 있다.
싱크로트론 복사를 이용하여 수행된 일련의 폐쇄-곡선 측정값(rocking-curve measurement)은 상기 결정이 리소그래피 사용을 위해 바람직한 광학특성을 갖는다면, 상기 평균 아결정립 디스오리엔테이션이 2'를 초과하지 않아야 함이 볼 수 있다.
바람직하게 상기 평균 아결정립 디스오리엔테이션은 4cm 이하의 상기 면적들 사이의 공간을 갖는 일부 1cm2면적으로 평균된다.
통상적인 브릿지맨 테크닉을 이용한 결정 성장속도가 3.5mm/h 이하이고, 바람직하게 촉매에 있어서 10cm 이상의 직경을 가지며, 성장속도가 2.4mm/h를 초과하지 않을 때, 2' arc 미만의 평균 아결정립 디스오리엔테이션을 갖는 플루오르화물 결정성 블랭크가 바람직하게 얻어진다. 정확한 성장속도는 결정 직경에 반비례한다. 우리는 상기 조건들이 2' 미만의 평균 아결정립 디스오리엔테이션을 갖는 것하에서 40%까지의 결정성장을 관찰하였다. 이러한 조건에 해당하는 결정들은 후술할 회절 기술에 기초하여 분별될 수 있다. 상기 결정은 2ppm 미만의 광학 균질성을 가질 것이다.
도 1 내지 3은 칼슘 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크의 3가지 시료의 결정성 아결정립 및 구조를 나타낸다. 도 4a는 큰 크기의표면(22)을 갖는 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크(20)를 나타낸다. 도 4b는 블랭크의 큰 크기의 직경을 갖고 큰 크기의 표면(22)을 제공하는 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크 디스크인 블랭크(20)에서의 측단면도이다. 도 4b 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크(20)는 포토리소그래피 장치/공정에서 200nm 미만의 파장의 광양자를 포커싱하기 위해 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자(24)로 마무리된다. 큰 크기의 렌즈(24)는 블랭크(20)의 큰 크기로 시작되며 블랭크(20)의 큰 크기 표면(22)은 리소그래피 복사상에서 광학적으로 작동하고 조정하는 광표면(26)으로 형성된다. 도 1 내지 3은 3개의 개별 칼슘 플루오르화물 블랭크의 1센티미터 정사각면의 아결정립 구조의 포토마이크로그래프이다. 정사각형 시료 표면(28)에 의해 도 4a에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 3의 아결정립 구조 포토마이크로그래프는 플루오르화물 결정성 블랭크의 표면으로부터 얻어진다. 도 1 내지 3은 프랑스, 그레노블의 유럽 싱크로트론 복사 설비에서 싱크로트론 복사를 이용하여 결정성 시료의 표면의 폐쇄 곡선 측정의 결과이다. 높게 조준되고(highly collimated), 포커싱되고, 인-페이스(in-phase), 엄격한 싱크로트론 복사빔은 싱크로트론 복사에 정사각형 센티미터 시료의 면적을 노출시키는데 사용되었다. 상기 시료에 의해 회절된 싱크로트론 복사는 2차원 상(결정 위치에 따라 측정된 회절된 싱크로트론 복사)들을 제공하는 복사 검출 카메라에 의해 측정되었다. 도 1 내지 3에서, 상기 블랭크의 결정성 아결정립 구조들은 도 단위의 인접 아결정립 구조의 경계각을 부여하는 상대 경계각 키(Relative Boundary Angle Keys)의 사용에 관한것이다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 시료 C는 제1 아결정립 구조(30) 및 제2 인접하고 이웃하는 아결정립 구조(32)를 갖고, 약 1.5분의 아결정립 경계각을 갖는 아결정립 구조들(30 및 32) 사이의 제1 결함 경계(34)도 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 시료 C는 인접하고 이웃하는 아결정립 구조(32)를 갖고 약 1.5분의 제2의 인접하는 아결정립 경계각을 갖는 결함 경계(38)을 갖는 제2 결합 경계(38)를 형성하는 제3 아결정립 구조(36)와 같은 적어도 하나의 제3 아결정립 구조를 포함한다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 시료 B는 제1 아결정립 구조(30) 및 제2 인접하고 이웃하는 아결정립 구조(32)를 가지며, 약 0.7분의 아결정립 경계각을 갖는 아결정립 구조들(30 및 32) 사이에 제1 결함 경계(34)를 갖는다. 도 2에서, 시료 B는 인접하고 이웃하는 아결정립 구조(30)를 갖는 제2 결함 경계(38)를 형성하는 구조(36)와 같은 제3 아결정립 구조를 포함하고, 약 0.7분의 제2 인접 아결정립 경계각을 갖는 결함 경계(38)도 포함한다. 마찬가지로 도 1에서, 시료 A는 2분 미만 및 1분 미만인, 본 발명의 바람직한 낮은 인접 아결정립 경계각들을 갖는 결함 경계를 갖는 인접하고 이웃하는 아결정립 구조를 나타낸다.
상기 결정성 아결정립 및 아결정립 구조들은 리소그래피 렌즈로의 형성을 위해 극도로 적격화된 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 보증하고, 최소 불순물 유도 결정성 결함 및 157nm 및 193nm 흡수와 같은 광학 문제를 일으키는 관련 불순물 뿐만 아니라 낮은 복굴절 및 높은 광학 균질성을 포함하는 바람직하고 유리한 광학적 특성들을 보증하는데 바람직하다. 시료 A 블랭크는 2.0분의 평균 아결정립 디스오리엔테이션을 갖고 1.4ppm의 광학 균질성을 가졌다.시료 B 블랭크는 0.7분의 평균 아결정립 디스오리엔테이션을 갖고 1.1ppm의 광학 균질성을 가졌다. 시료 C 블랭크는 1.5분의 평균 아결정립 디스오리엔테이션을 갖고 1.4ppm의 광학 균질성을 가졌다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 상기 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크는 1 초과 2분 미만의 범위의 큰 크기의 표면 아결정립 경계각을 포함한다.
도 5는 극도로 디스오리엔테이션된 아결정립을 갖는 플루오르화 칼슘의 대조시료를 나타낸다. 도 5의 대조시료의 평균 디스오리엔테이션 전위 결함 경계각은 22.2분이었고, 광학 균질성은 8.3ppm이었다. 도 1-3 내지 도 5의 비교는 도 5의 높은 디스오리엔테이션 정도와 함께, 2분 미만의 바람직한 평균 디스오리엔테이션 경계각을 나타낸다. 아결정립 구조는 마이크로리소그래피 분야에 있어서 적절치 않은 높은 수준의 복굴절 및 균질성과 함께, 고도로 응력을 받은 결정성 구조를 초래한다.
도 6은 결정성 플루오르화 칼슘에서 157nm 광학 리소그래피 복사의 투과에서 산소의 영향을 나타낸다. 도 6은 플루오르화 칼슘 결정들의 50mm 경로 길이의 시료들을 통해 VUV 투과를 나타낸다. 시료 A1은 낮은 산소함량을 갖고, 시료 B1은 중간의 산소함량을 갖고, 시료 C1은 높은 산소함량을 갖는다. 상기와 같은 정도의 산소의 함량은 결정성 구조로부터 산소를 제거하기 위해 결정성 용융물에서 플루오르화 납을 제거하는 높은, 중간의, 낮은 산소의 정도를 사용하여 얻어졌다. 시료 B1 및 C1과 함께 시료 A1의 스펙트럼 비교는 낮은 산소 시료 A1은 최소화된 흡수를 가지며 140 내지 150nm의 파장 범위내에서 산소 흡수피크가 없다. 시료 B1 및 C1은157nm 복사의 투과에서 140 내지 150의 범위내의 그들의 산소 흡수대역의 악영향을 나타낸다.
도 7 및 도 8은 결정성 플루오르화 칼슘내에서 300nm 미만의 파장의 복사의 투과상에서 납의 영향을 나타낸다. 도 7은 2.16ppm의 Pb의 함량을 갖는 0.57cm 경로 길이 결정성 플루오르화 칼슘 시료의 190nm 내지 300nm의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 도 7에서 납 함유 시료는 205nm에서 0.23cm-1/ppm의 205nm 납 흡수를 갖는다. 도 8은 203nm 빛에 의해 여기될 때 도 7의 납 함유 시료의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 8은 203nm 여기된 시료가 210nm 내지 270nm의 발광 세기 피크를 가짐을 나타낸다. 본 발명의 플루오르화 칼슘 결정성 광 블랭크는 바람직하게 205nm에서 0.23cm-1/ppm의 205nm 납 흡수, 더욱 바람직하게는 0.23cm-1/ppm의 205nm 납 흡수를 갖는다. 본 발명의 플루오르화 칼슘 결정성 광학 블랭크는 바람직하게 203nm 빛에 의해 여기될 때 235nm 집중된(210nm 내지 270nm) 납 발광 세기 피크가 없다. 본 발명의 결정성 광학 소자 블랭크는 1ppm 미만의 Pb 불순물 정도를 갖고, 바람직하게는 중량으로 100ppb 미만의 Pb를 갖는다. 상기와 같은 낮은 정도의 납은 여기될 때 납의 발광을 피하고 220nm 파장하에서 바람직하게 낮은 흡수를 갖는 결정성 광학 리소그래피 블랭크 렌즈 소자적격화된 성능을 보장한다.
도 7은 2.16ppm의 Pb의 함량을 갖는 0.57cm 경로 길이의 결정성 플루오르화 칼슘 시료의 190nm 내지 300nm의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 도 7에서 납 함유 시료는 205nm에서 0.23cm-1/ppm의 205nm 납 흡수를 갖는다. 도 8은 203nm 빛에 의해여기될 때 도 7의 납 함유 시료의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 9는 결정성 플루오르화 칼슘에서 350nm 이하의 빛의 투과상에서 세륨의 영향을 나타낸다. 도 9는 0.73ppm의 Ce의 함량을 갖는 0.57cm 경로 길이 결정성 플루오르화 칼슘 시료의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 도 9의 0.73ppm Ce 함유 시료는 306nm에서 7×10-3cm-1/ppm의 국부 흡광도의 306nm Ce+3세륨 흡수를 갖는다. 본 발명의 플루오르화 칼슘 결정성 광학 리소그래피 블랭크는 바람직하게 306nm에서 0.35×10-3cm-1미만의 306nm 세륨 흡수를 갖는다. 본 발명의 결정성 광학 소자 블랭크는 0.5ppm 미만의 Ce 불순물 정도를 갖는다.
도 10은 결정성 플루오르화 칼슘 시료들의 193nm 및 157nm의 대조이며, 193nm 및 157nm 리소그래피 빛의 투과의 결정이 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크에 있어서 중요함을 나타낸다. 도 10에서 왼쪽에서 오른쪽으로, 1 내지 3 시료의 두께는 하나의 플루오르화 칼슘 블랭크로부터 취해지며, 4번째 시료는 다른 플루오르화 칼슘 블랭크로부터 취해진다. 도 10은 193nm 및 157nm 모두에서의 흡수가 중요하고, 193nm 흡수의 측정이 플루오르화 칼슘 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크의 157nm 투과 특성을 나타내는데 사용될 수 없음을 나타내고 있다. 본 발명의 결정성 광학 소자 블랭크는 기준 10 흡수 계수에 대해 0.0022/cm 미만의 157nm 흡수 계수를 갖고 기준 10 흡수 계수에 대해 0.00043/cm 미만의 193nm 흡수 계수를 갖는다.
주어진 결정성 플루오라이드 시료가 엄격한 광학 리소그래피 수요들에 만족할 것인지를 나타내는 인자들은 그것의 순도 및 결정 품질을 포함한다. 상기 플루오라이드 결정들은 바람직하게 스톡바거-브릿지맨 방법(Stockbarger-Bridgman method)에 의해 바람직하게 성장한다. 이러한 방법은 정확한 온도 구배를 통해 용융된 물질의 도가니를 낮추는 단계를 포함한다. 상기 결정 정면(crystallization front)이 정적(static)이라면 바람직한 결정이 얻어질 것이다. CaF2가 낮은 열전도도(311K에서 9.71W/m·K) 및 높은 용융점(1418℃)를 가질 때 플루오르화 칼슘의 큰 직경의 결정들이 성장하는 것이 어렵다.
바람직하게 본 발명은 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크의 제조방법을 포함한다. 상기 방법은 플루오르화물 결정성 용융물을 형성하는 단계, 상기 용융물을 200mm 이상의 큰 크기를 갖는 플루오르화물 결정성 부재내로 넣어 결정화시키는 단계, 상기 플루오르화물 결정성 부재를 어닐링하는 단계 및 상기 어닐링된 플루오르화물 결정성 부재를 적격화(qualifying)하여, 0.0022/cm 미만의 157nm에서의 내부 흡수계수 및 0.00043/cm 미만의 193nm에서의 내부 흡수계수, 0.23cm-1국부 흡광도 미만의 205nm에서의 납 흡수, 0.7×10-3cm-1국부 흡광도 미만의 306nm에서의 세륨 흡수, 5nm/cm 미만의 최대 복굴절과 함께 2nm/cm RMS 미만의 평균 복굴절, 및 2분 이하의 표면 아결정립 디스오리엔테이션 경계각과 함께 2ppm 미만의 광학 균질성을 갖는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 제공하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 상기 용융물을 형성하는 단계는 1ppm 이하의 Li, 3.3ppm 이하의 Na, 3.8ppm 이하의 K, 0.5ppm 이하의 Mg, 19ppm 이하의Sr, 0.5ppm 이하의 Ba, 0.2ppm 이하의 Sc, 0.2ppm 이하의 Y, 0.2ppm 이하의 La, 0.2ppm 이하의 Gd, 0.2ppm 이하의 Yb, 0.2ppm 이하의 Ti, 0.2ppm 이하의 Cr, 4.2ppm 이하의 Mn, 0.4ppm 이하의 Fe, 0.2ppm 이하의 Co, 0.2ppm 이하의 Ni, 0.3ppm 이하의 Cu 및 200ppm 이하의 O를 불순물로서 중량으로 갖는 고순도 칼슘 플루오르화물 원료를 용해시키는 단계를 포함한다. 바람직하게 플루오르화 칼슘 원료는 0.5ppm보다 작거나 같은 Na 및 1ppm보다 작거나 같은 K를 갖는다.
상기 부재를 어닐링하기 전에 높은 복굴절에 놓고 어닐링을 통해 이 복굴절이 낮은 복굴절로 감소되므로, 어닐링 단계는 바람직하게 부재의 응력 복굴절을 감소시킨다. 바람직하게, 최대 어닐링 온도는 1250℃이고, 상기 부재는 몇일에 걸쳐 천천히 냉각되어 복굴절을 감소시킨다.
바람직하게 플루오르화 칼슘 원료는 Na 불순물 정도가 2ppm 미만이고, 더욱 바람직하게는 0.5ppm 미만이다. 원료 K 불순물 정도가 2ppm 미만이고, 더욱 바람직하게는 1ppm 미만이다. Ba 불순물 정도는 바람직하게 0.2ppm 이하이다. 바람직하게 Mn 불순물 정도는 0.6ppm 이하이다. 바람직하게는 Fe 불순물 정도는 0.2ppm 미만이다.
바람직하게 플루오라이드 결정성 용융물을 형성하는 단계는 200mm 이하의 직경을 갖는 적어도 하나의 탈산화된 고밀화 고체 플루오라이드 디스크를 제공하는 단계 및 상기 탈산화된 고밀화 고체 플루오라이드 디스크를 용해시키는 단계를 포함한다. 바람직한 구체예에서, 플루오르화 칼슘 결정성 용융물을 형성하는 단계는 200mm 이하의 직경을 갖는 적어도 하나의 탈산화된 고밀화 고체 플루오라이드 디스크를 이용한다. 상기 고밀화 플루오르화 칼슘 디스크는 바람직하게 3g/cm3의 밀도를 갖는다.
산소는 특히 CaF2및 다른 플루오라이드 물질들에서 까다로운 불순물이다. 만약 결정 성장을 위해 사용된 CaF2물질에 산소가 없다면, 결정 성장의 본래 공정동안 존재하는 물, 공기 및 다른 산소원과의 우발적인 반응(CaF2는 흡습성임)은 산소 음이온들의 바람직하지 않은 양을 갖는 제품을 초래할 것이다. 이러한 유해한 불순물을 제거하기 위해, 출발물질은 결정화 공정 전 및/또는 동안 플루오르화 원으로 일반적으로 처리된다. PbF2는 조작하기가 비교적 쉽고 훨씬 큰 휘발성에 속하는 CaF2로부터 쉽게 분리되기 때문에, 자주 쓰이는 플루오르화제이다. 또한 플루오르화시에 얻어지는 제품인, PbO는 결정 성장 공정동안 진공하에서 쉽게 제거된다.
벌크 결정이 CaF2유닛 셀의 크기에 기초하여 예상되는 밀도와 유사한 밀도, 즉 3.18g/cm3를 갖는 반면, 통상적으로 고순도 합성 CaF2분말은ca. 1.1g/cm3의 밀도를 갖는다. 따라서, 고순도 원료 합성 분말이 직접 사용될 때, 상기 결정화 챔버의 큰 용량이 낭비된다. 일반적으로 결정화 공정은 몇 주가 요구되기 때문에, 이러한 비효율적인 팩킹은 특히 바람직하지 않고, 2/3의 결정화 챔버의 용량이 낭비될 때 저밀도 합성 분말이 직접 사용된다. 무기 고체의 고밀화는 일반적으로 용해(용융) 또는 압축(승온된 온도에서 종종)에 의해 달성된다.
바람직하게 CaF2고순도 원료 분말의 정제 및 고밀화 모두는 단일 단계에서 실시되고, 그것은 결정 성장 공정에 있어서 요구되는 것에 추가되는 모든 장치를 수반하지 않는다. 상기 사용된 결정 성장 공정은 저장 도가니(100)에 의해 막혀진 큰 내부연결된 흑연 도가니(90)의 시스템을 수반한다(도 11a).
이러한 기술에서, 합성 CaF2원료 분말은 PbF2와 직접 혼합된다. 그러면, 상기 분말은 모든 휘발 납 화합물의 제거를 위해 충분한 시간동안 CaF2의 용융점 이상의 온도까지 결정화로(110)내에 진공하에서 가열되는 도가니 스택내에 적재된다. 얻어진 제품은 바람직하게 200mm 이상의 직경을 갖는 조밀 디스크(80)의 형태로 산소가 없는 CaF2가 얻어진다(도 11b). 상기 공정은 효과적인 결정-성장이 진행되도록 충분히 디스크(80)가 생길 때까지 반복된다. 각 CaF2디스크는 결정 성장전에 다른 도가니(90)으로 전달되거나 원래의 도가니(90)내에서 유지될 것이다.
정제 및 조밀화를 위한 반응온도는ca. 1500℃에서 유지될 것이고, CaF2의 용융점이상인 상기 값은 진공 로(110)의 오븐 성분 상에 초과의 열응력을 추가하지 않으며, 결정 성장의 조작동안 그값으로 일치된다. CaF2에 첨가되는 PbF2의 바람직한 양은 약 2중량%이고, 0.5 내지 5중량%의 PbF2플루오르화제가 첨가된다. 적당하지 않은 세척, 열악한 진공, 성분의 탈기, 및 물 흡수에 속하는 잔류 O원들이 결정화 오븐내에 존재하도록 하는 것이 가능하다. 따라서, 결정 성장 공정 동안 존재하는 PbF2원을 제거하는 단계를 갖는 것이 바람직하다. 이것은 조밀화 CaF2디스크의 대신에 PbF2와 직접 혼합되는 합성 CaF2분말을 갖는 도가니(90)의 하나(또는 그 이상)을 충빈하여 수행된다(도 11c); 상단 저장조(100)내에 존재하는 CaF2는 소비되는 용량과 밸런스될 것이다. 바람직하게 상기 분말은 하부 도가니(90)에 첨가된다. 또한 PbF2는 상단 저장조(100)내에 포함될 수 있다. 바람직하게 도 11a의 조밀화/정제화 단계에서 생산되는 도 11b의 디스크(80)를 갖는 도 11c내의 결정화 단계에 첨가되는 PbF2사이의 직접적인 접촉이 없다. 더욱 불순물에의해 오염이 PbF2에 존재하고, 따라서 연마는 피한다. 본 발명에서 하부 도가니(90) 및/또는 상부 저장조(100)에 첨가되는 PbF2는 가스상 플루오르화제의 원으로 제공된다. 상기 CaF2디스크(80)는 결정 성장 전에 용해된다.
도 11a∼11c에서 도시된 바와 같이, 바람직하게 저장조를 갖는 2개의 흑연 도가니의 스택(stack)이 사용되고, 상기 도가니는 작은 홀에 의해 내부 연결되며, 2개의 조밀화된 산소없는 CaF2디스크가 생산되고, 상기 디스크가 결정성장공정에서 직접 사용되며, 하부 도가니 및 저장조는 직접 혼합된 고순도의 CaF2및 PbF2로 충진된다.
불순물은 CaF2성능에 직접적이든 간접적이든 어떤 식으로든 영향을 미친다. 직접적인 영향은 작업조건하에서 선택적으로 활성을 갖는 소자들에 의해 생기는 것들을 포함한다. 이것들은 흡수 및 형광을 포함한다. 비직접적인 영향은 결정 격자 구조의 왜곡을 포함하고 다른 크기 및/또는 전하의 원소들의 포함에 의해 생기는 결정의 아결정립을 포함한다. 상기 비직접적인 효과는 스캐터링, 복굴절, 레이저 손상 및 선형 감쇠계수를 증가시킨다. 다른 변화의 원소의 포함은 격자 결함, 베이켄시스 및 색체 중심들을 일으킨다(즉, Ca2+사이트상에서 +2 양이온 없음 또는 F-사이트상에서 -1 음이온 없음).
큰 크기의 결정(200mm보다 큼)은 충분한 품질을 얻기 위해 약 0.5 내지 3mm/시간의 결정 성장 속도로 바람직하게 매우 낮은 인력속도(약 2mm/hr과 같이)를 요구한다.
바람직하게, 상기 칼슘 플루오르화물 원료는 2ppm 미만의 Na 불순물을 갖고, 더욱 바람직하게는 0.5ppm 미만이다. 원료 K 불순물은 2ppm 미만이고 더욱 바람직하게는 1ppm 미만이다. 원료 Ba 불순물은 바람직하게 0.2ppm 이하이다. 바람직하게 Mn 불순물은 0.6ppm 이하이다. 바람직하게 Fe 불순물은 0.2ppm 미만이다.
바람직하게 플루오르화물 결정성 용융물을 형성하는 단계는 칼슘 플루오르화물 용융물을 형성하는 단계를 포함하고, 적격화하는 단계는 140 내지 150nm의 파장 범위내에서 산소 흡수 피크의 분석을 포함한다. 도 6에 따라 140 내지 150nm 파장범위내에 산소 흡수의 상기 분석은 바람직한 광학 리소그래피 157nm 광투과를 가능하게 한다.
바람직하게 적격화하는 단계를 205nm 납 흡수 피크에서 200nm 내지 220nm의부재의 흡수 스펙트럼을 측정하는 단계를 포함하고, 도에 따라 부재를 여기하여 제조된 발광 스펙트럼을 측정하고 203nm 여기 복사를 갖는 부재를 여기하는 단계를 포함한다.
본 발명의 요지 및 범주내를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명은 당업자에 의해 다양하게 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 청구범위 및 이들의 균등물내에서 제공되는 본 발명의 변형 및 변경을 커버할 것이다.

Claims (24)

  1. 각각의 아결정립이 결정성 아결정립 구조를 갖는 다수의 결정성 아결정립을 포함하고;
    적어도 제1 아결정립 구조 및 제2 아결정립 구조를 포함하며, 이 때 다수의 전위 결함들에 의해 형성된 제1 결함 경계에서 상기 제2 아결정립 구조는 상기 제1 아결정립 구조에 인접하고 이웃하며, 상기 경계의 전위 결함은 인접하는 제1 아결정립-제2 아결정립의 경계각을 갖고, 상기 제1 아결정립-제2 아결정립 경계각은 2분 미만임;
    중량으로 1ppm 미만의 Pb, 중량으로 0.5ppm 미만의 Ce, 중량으로 2ppm 미만의 Na, 및 중량으로 2ppm 미만의 K의 불순물을 갖고;
    기준 10 흡수계수에 대해 0.0022/cm 미만의 157nm에서의 흡수계수 및 기준 10 흡수계수에 대해 0.00043/cm 미만의 193nm에서의 흡수계수를 가지며;
    2ppm 미만의 광학 균질성, 및 5nm/cm 미만의 최대 복굴절과 함께 2nm/cm RMS 미만의 평균 복굴절을 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 인접하고 이웃하는 아결정립 구조를 갖는 제2 결함 경계를 형성하는 제3 아결정립 구조를 포함하며, 상기 제2 결함 경계는 제2 인접 아결정립 경계각을 갖고, 상기 제2 인접 아결정립 경계각은 2분 미만인것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 아결정립-제2 아결정립 경계각은 1분 이하인 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 인접 아결정립 경계각은 1분 이하인 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 플루오르화 칼슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 플루오르화 바륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  7. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 중량으로 100ppb 미만의 Pb의 불순물 정도를 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  8. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 중량으로 0.5ppm 미만의 Na의 불순물 정도를 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  9. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 중량으로 0.5ppm 미만의 K의 불순물 정도를 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  10. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 205nm에서 0.23cm-1국부 흡광도 미만의 205nm에서의 납 흡수(a 205nm lead absorption < 0.23cm-1local extinction at 205nm)를 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  11. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 306nm에서 0.35×10-3cm-1국부 흡광도 미만의 306nm에서의 세륨 흡수를 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  12. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 140 내지 150nm의 파장범위내에 산소 흡수피크가 없음을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  13. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 2nm/cm 미만의 최대 복굴절과 함께 1nm/cm (RMS) 미만의 평균 복굴절을 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  14. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 큰 크기의 표면(large dimension surface)을 가지며, 상기 블랭크 표면은 20초 초과 2분 미만의 범위의 디스오리엔테이션 경계각(disorientation boundary angles)을 갖는 인접하고 이웃하는 아결정립들에 의해 경계되는 다수의 표면 아결정립을 가지며, cm2당 적어도 3개의 표면 아결정립을 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  15. 제13항에 있어서, 상기 큰 크기의 표면은 적어도 300cm2의 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  16. 제14항에 있어서, 상기 블랭크는 20초 초과 2분 미만의 범위의 디스오리엔테이션 경계각을 갖는 인접하고 이웃하는 플루오르화 칼슘에 의해 경계되는 다수의 플루오르화 칼슘 아결정립으로 필수적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크.
  17. 플루오르화물 결정성 용융물을 형성하는 단계;
    상기 용융물을 200mm 이상의 큰 크기를 갖는 플루오르화물 결정성 부재내에서 결정화시키는 단계;
    상기 플루오르화물 결정성 부재를 어닐링하는 단계;
    상기 어닐링된 플루오르화물 결정성 부재를 적격화(qualifying)하여,0.0022/cm 미만의 157nm에서의 내부 흡수계수 및 0.00043/cm 미만의 193nm에서의 내부 흡수계수, 0.23cm-1국부 흡광도 미만의 205nm에서의 납 흡수, 0.7×10-3cm-1국부 흡광도 미만의 306nm에서의 세륨 흡수, 5nm/cm 미만의 최대 복굴절과 함께 2nm/cm RMS 미만의 평균 복굴절, 및 2분 이하의 표면 아결정립 디스오리엔테이션 경계각과 함께 2ppm 미만의 광학 균질성을 갖는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크를 제공하는 단계;
    를 포함하는 플루오르화물 결정 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 플루오르화물 결정성 용융물을 형성하는 단계는 1ppm 이하의 Li, 3.3ppm 이하의 Na, 3.8ppm 이하의 K, 0.5ppm 이하의 Mg, 19ppm 이하의 Sr, 0.5ppm 이하의 Ba, 0.2ppm 이하의 Sc, 0.2ppm 이하의 Y, 0.2ppm 이하의 La, 0.2ppm 이하의 Gd, 0.2ppm 이하의 Yb, 0.2ppm 이하의 Ti, 0.2ppm 이하의 Cr, 4.2ppm 이하의 Mn, 0.4ppm 이하의 Fe, 0.2ppm 이하의 Co, 0.2ppm 이하의 Ni, 0.3ppm 이하의 Cu 및 200ppm 이하의 O를 불순물로서 중량으로 갖는 고순도 칼슘 플루오르화물 원료를 용해시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 플루오르화물 결정성 용융물을 형성하는 단계는 200mm 이상의 직경을 갖는 적어도 하나의 탈산화되고 고밀화된 고체 플루오르화물결정성 디스크를 제공하는 단계 및 상기 200mm 이상의 직경을 갖는 적어도 하나의 탈산화되고 고밀화된 고체 플루오르화물 결정성 디스크를 용해시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 플루오르화물 결정성 용융물의 형성단계는 칼슘 플루오르화물 용융물을 형성하는 단계 및 140 내지 150nm의 파장 범위내에 산소흡수피크를 분석하는 단계를 포함하는 적격화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 적격화 단계는 205nm 납 흡수피크에 있어서 200 내지 220nm의 부재의 흡수 스펙트럼을 측정하는 단계, 203nm 여기 복사선으로 상기 부재를 여기시키는 단계 및 상기 부재를 여기하여 제조된 발광 스펙트럼을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 적격화 단계는 상기 부재의 표면 아결정립 디스오리엔테이션 경계각들을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 검출단계는 싱크로트론 복사원(synchrotron radiation source)에 플루오르화물 결정성 블랭크를 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 검출단계는 플루오르화물 결정성 블랭크에 의해 회절된 복사선을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020027015035A 2000-05-09 2001-04-03 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크 KR20030011327A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00401271.2 2000-05-09
EP00401271A EP1154046B1 (en) 2000-05-09 2000-05-09 Fluoride crystalline optical lithography lens element blank

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030011327A true KR20030011327A (ko) 2003-02-07

Family

ID=8173670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027015035A KR20030011327A (ko) 2000-05-09 2001-04-03 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크

Country Status (8)

Country Link
US (3) US6395657B2 (ko)
EP (1) EP1154046B1 (ko)
JP (1) JP2003532610A (ko)
KR (1) KR20030011327A (ko)
CN (1) CN1429285A (ko)
RU (1) RU2002132889A (ko)
TW (1) TW581830B (ko)
WO (1) WO2001086032A1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0997778A3 (en) * 1998-10-30 2002-05-02 Nikon Corporation Optical member and projection optical system for photolithography using the same
DE10010485C2 (de) * 2000-03-03 2002-10-02 Schott Glas Verfahren zur Herstellung von hochhomogenen, grossformatigen Einkristallen aus Calciumfluorid sowie deren Verwendung
EP1154046B1 (en) * 2000-05-09 2011-12-28 Hellma Materials GmbH & Co. KG Fluoride crystalline optical lithography lens element blank
KR20030097862A (ko) 2001-05-16 2003-12-31 코닝 인코포레이티드 입방체 물질로부터 선택된 결정방향의 광학 소자
US7163649B2 (en) * 2001-07-09 2007-01-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Minimizing spatial-dispersion-induced birefringence
FR2828933A1 (fr) * 2001-08-27 2003-02-28 Corning Inc Procede de determination de la qualite optique d'un monocristal de fluorure et element optique
DE10142649A1 (de) * 2001-08-31 2003-04-24 Schott Glas Verfahren zur Herstellung bruchfester Calciumfluorid-Einkristalle sowie deren Verwendung
DE10142651C5 (de) * 2001-08-31 2009-04-23 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von hoch homogenen strahlenbeständigen streufreien Einkristallen, eines damit erhaltenen Ingots sowie deren Verwendung
KR20040035780A (ko) 2001-09-14 2004-04-29 코닝 인코포레이티드 포토리소그라피 방법 및 최소 공간분산을 갖는 유브이투과용 플루오라이드 결정
US6669920B2 (en) * 2001-11-20 2003-12-30 Corning Incorporated Below 160NM optical lithography crystal materials and methods of making
US20030094128A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-22 Sparrow Robert W. Dispersion management optical lithography crystals for below 160nm optical lithography method thereof
JP3741208B2 (ja) * 2001-11-29 2006-02-01 株式会社ニコン 光リソグラフィー用光学部材及びその評価方法
WO2003052392A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-26 Corning Incorporated UV OPTICAL FLUORIDE CRYSTAL ELEMENTS FOR μ<200NM LASER LITHOGRAPHY AND METHODS THEREFORE
US20030213916A1 (en) * 2002-05-16 2003-11-20 Orvek Kevin J. VUV-attenuating windows
US6997987B2 (en) * 2002-07-17 2006-02-14 Corning Incorporated Optical lithography fluoride crystal annealing furnace
RU2002121259A (ru) * 2002-08-12 2004-03-20 Корнинг Инкорпорейтед (US) Способ обнаружения уровней содержания свинцовой примеси, составляющих менее миллионной доли, в оптическом фторидном кристалле, способ измерения этих уровней, способ изготовления оптического элемента, способ изготовления оптического фторидного кристалла и оптический фторидный кристалл
US7075905B2 (en) * 2002-09-11 2006-07-11 Qualcomm Incorporated Quality indicator bit (QIB) generation in wireless communications systems
DE10307423B4 (de) * 2003-02-21 2005-03-24 Schott Ag Verfahren zur Qualitätsbestimmung von Kristallen
US20050016446A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Abbott John S. CaF2 lenses with reduced birefringence
CA2545554A1 (en) * 2003-11-14 2005-05-26 Canada Post Corporation System and method for coordination of delivery of marketing material
US7014703B2 (en) * 2003-12-30 2006-03-21 Corning Incorporated Method for annealing group IIA metal fluoride crystals
US7856374B2 (en) * 2004-01-23 2010-12-21 3Point5 Training retail staff members based on storylines
US7306673B2 (en) * 2004-08-20 2007-12-11 Corning Incorporated Furnace purification and metal fluoride crystal grown in a purified furnace
US7128984B2 (en) * 2004-08-31 2006-10-31 Corning Incorporated Surfacing of metal fluoride excimer optics
US20060249072A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 Csillag Frank J Method of synthesizing a fluoride growth material for improved outgassing
DE102005024678B3 (de) * 2005-05-30 2006-08-31 Schott Ag Verfahren zur Bestimmung von irreversiblen Strahlenschäden von optischem Material
US8252208B2 (en) * 2008-10-31 2012-08-28 Corning Incorporated Calcium fluoride optics with improved laser durability
US8986572B2 (en) 2009-10-21 2015-03-24 Corning Incorporated Calcium fluoride optics with improved laser durability
EP2597178A4 (en) * 2010-07-22 2015-04-22 Nihon Kessho Kogaku Co Ltd PROCESS FOR PRODUCING FLUORIN

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE213514C (ko)
US4038201A (en) * 1972-03-24 1977-07-26 Optovac, Inc. Polycrystalline bodies and means for producing them
DE3415530A1 (de) * 1984-04-26 1985-10-31 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Thermotrope aromatische polyester hoher steifigkeit und zaehigkeit, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zur herstellung von formkoerpern, filamenten, fasern und folien
US5045507A (en) * 1990-01-22 1991-09-03 Infrared Fiber Systems, Inc. In-situ quenched fluoride glasses
JP3487680B2 (ja) 1995-06-20 2004-01-19 セイレイ工業株式会社 根菜類収穫機の抜き上げ搬送装置
JP3957782B2 (ja) * 1996-03-22 2007-08-15 キヤノン株式会社 蛍石及びその製造方法並びに露光装置
JP3697008B2 (ja) * 1996-03-22 2005-09-21 キヤノン株式会社 フッ化物結晶及びフッ化物結晶レンズの製造方法
US6342312B2 (en) * 1996-03-22 2002-01-29 Canon Kabushiki Kaisha Calcium fluoride crystal, optical article and exposure apparatus for photo-lithography using the same
JPH09315815A (ja) * 1996-03-22 1997-12-09 Canon Inc 蛍石とそれを用いた光学物品及びフォトリソグラフィー用の露光装置
JP3707750B2 (ja) 1996-05-30 2005-10-19 株式会社ニコン フッ化カルシウム結晶の製造方法
JPH1059799A (ja) * 1996-08-20 1998-03-03 Nikon Corp 光リソグラフィー装置
JPH10260349A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Nikon Corp 紫外線レーザ用結像光学系
JP3475407B2 (ja) * 1997-03-31 2003-12-08 キヤノン株式会社 フッ化物結晶の製造装置及び製造法並びにルツボ
US6268026B1 (en) * 1997-10-20 2001-07-31 Hoechst Celanese Corporation Multilayer laminate formed from a substantially stretched non-molten wholly aromatic liquid crystalline polymer and non-liquid crystalline polyester and method for forming same
JP4154744B2 (ja) 1997-12-01 2008-09-24 株式会社ニコン フッ化カルシウム結晶の製造方法および原料の処理方法
JP2000081367A (ja) * 1998-09-07 2000-03-21 Nikon Corp 光透過性光学部材、その製造方法、その評価方法、および光リソグラフィー装置
JP3631063B2 (ja) * 1998-10-21 2005-03-23 キヤノン株式会社 フッ化物の精製方法及びフッ化物結晶の製造方法
US6630117B2 (en) * 1999-06-04 2003-10-07 Corning Incorporated Making a dispersion managing crystal
US6350310B1 (en) * 1999-06-07 2002-02-26 Sandia Corporation Crystal growth and annealing for minimized residual stress
US6309461B1 (en) * 1999-06-07 2001-10-30 Sandia Corporation Crystal growth and annealing method and apparatus
FR2799194B1 (fr) * 1999-10-05 2001-12-14 Corning Sa Billes d'un fluorure d'alcalin ou d'alcalino-terreux polycristallin, leur preparation et leur utilisation pour preparer des monocristaux
EP1154046B1 (en) * 2000-05-09 2011-12-28 Hellma Materials GmbH & Co. KG Fluoride crystalline optical lithography lens element blank

Also Published As

Publication number Publication date
US6395657B2 (en) 2002-05-28
US20010046091A1 (en) 2001-11-29
EP1154046A1 (en) 2001-11-14
CN1429285A (zh) 2003-07-09
US20020132719A1 (en) 2002-09-19
WO2001086032A1 (en) 2001-11-15
TW581830B (en) 2004-04-01
EP1154046B1 (en) 2011-12-28
JP2003532610A (ja) 2003-11-05
US6699408B2 (en) 2004-03-02
US20040115485A1 (en) 2004-06-17
US7204942B2 (en) 2007-04-17
RU2002132889A (ru) 2004-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20030011327A (ko) 플루오르화물 결정성 광학 리소그래피 렌즈 소자 블랭크
US6061174A (en) Image-focusing optical system for ultraviolet laser
KR100247314B1 (ko) 불화물 결정, 광학 제품, 및 불화물 결정의 제조 방법
EP0987538A1 (en) Light-transmitting optical element for optical lithography apparatus
JP2005239543A (ja) (100)結晶軸あるいは(110)結晶軸に平行な光学軸を備えた光学素子用の大容積CaF2単結晶を製造する方法及びそれにより製造されたCaF2単結晶
US5978070A (en) Projection exposure apparatus
US6989060B2 (en) Calcium fluoride crystal and method and apparatus for using the same
JPH101310A (ja) フッ化カルシウム結晶、その製造方法 及びこれを用いた投影露光装置
KR20040044918A (ko) 포토리소그라피 유브이 투과 혼합 플루오라이드 결정
US6806039B2 (en) Photolithographic element blank calcium strontium fluoride UV transmitting mixed fluoride crystal with minimized spatial dispersion
JP2002293685A (ja) 結晶製造方法及び装置
JP4892192B2 (ja) 減じられた応力複屈折及びより均質な屈折率をもつ低応力大容積の非(111)配向結晶の製造方法及び同方法により製造される結晶
JP2005536765A (ja) 160nmより短波長の光を利用する光リソグラフィのための光リソグラフィ用分散制御光学結晶及びその作成方法
US7014703B2 (en) Method for annealing group IIA metal fluoride crystals
US20040031436A1 (en) Scatter-free UV optical fluoride crystal elements for &lt;200NM laser lithography and methods
JP2005330123A (ja) CaF2結晶の製造方法
JP2003206197A (ja) フッ化カルシウム結晶の検査及び製造方法、並びに、かかるフッ化カルシウム結晶から製造された光学素子
Enami et al. 1-kHz 5-W ArF excimer laser for microlithography with highly narrow 0.7-pm bandwidth and issues on durability related to optical damage
KR19990070213A (ko) 투영노광장치
JP2003306396A (ja) フッ化カルシウム結晶の検査及び製造方法、並びに、かかるフッ化カルシウム結晶から製造された光学素子
JP2005067937A (ja) 結晶製造方法
JP2005330121A (ja) 弗化物結晶の製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid