KR20030097862A - 입방체 물질로부터 선택된 결정방향의 광학 소자 - Google Patents

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KR20030097862A
KR20030097862A KR10-2003-7014706A KR20037014706A KR20030097862A KR 20030097862 A KR20030097862 A KR 20030097862A KR 20037014706 A KR20037014706 A KR 20037014706A KR 20030097862 A KR20030097862 A KR 20030097862A
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도글라스 씨. 알랜
니콜라스 에프. 포렐리
찰렌 엠. 스미스
브리안 디. 스톤
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 입사면인 {100} 결정면을 갖는 광학 소자의 광학용 불화칼슘 결정을 제공하는 단계 및 광학용 불화칼슘 결정의 <100> 결정방향을 따라 정렬된 광축을 구비한 광학용 리소그래피 소자의 광학용 리소그래피 소자 표면에 입사면인 {100} 결정면을 형성하는 단계에 의하여, 최소 복굴절을 갖는 광축을 따라 약 194nm 보다 작은 파장을 전달하기 위한 194nm 미만 파장의 불화칼슘 결정의 광학용 리소그래피 소자를 제조하는 방법을 제공한다. 바람직한 실시예에 있어서, 194nm 미만을 전달하는 광학 소자는 <100>으로 방향이 정해진 불화칼슘 렌즈이다. 바람직한 실시예에 있어서, 194nm 미만을 전달하는 광학 소자는 <100>으로 방향이 정해진 불화칼슘 빔 스플리터(beam splitter)이다.

Description

입방체 물질로부터 선택된 결정방향의 광학 소자{Preferred crystal orientation optical elements from cubic materials}
194nm 미만의 자외선 광파장을 이용하는 영사 광학용 포토리소그래피 방법 및 시스템은 보다 작은 특정 크기를 달성하는 것에 관하여 이득을 제공한다. 157nm 와 193nm 파장 영역의 자외선 파장을 이용하는 이러한 방법 및 시스템은 보다 작은 특정 크기의 집적 회로의 제조를 향상시키는 잠재력을 가지고 있으나, 집적회로의 대량 생산에서 194nm 미만 자외선의 상업적 이용과 채택은 지체되고 있다. 반도체 산업에서 194nm 미만 자외선의 부분적으로 느린 진보는 이러한 단파장에서 고성능을 가지며 경제적으로 제조할 수 있는 불소화합물 입방체 결정의 광학 소자의 부족 때문이었다. 불소 엑시머 레이저(fluorine excimer laser)의 방출 스펙트럼 윈도우(emission spectrum window)와 같은 157nm 영역과 ArF 엑시머 레이저 방출 스펙트럼(excimer laser emission spectrum)과 같은 193nm 영역에서 자외선 포토리스그래피의 이득이 집적 회로의 제작에 이용되기 위하여, 유익한 광학적 특징을 지니며 194nm 미만의 자외선 광자을 가지고 설계되고 이용될 수 있는 불소화합물 결정의 광학 소자에 대한 요구가 있다. 불화아르곤 엑시머(ArF excimer)는 약 193nm에서 방출하고 불소 엑시머(F2excimer)는 약 157nm에서 방출하며, 다양한 광학적 응용에 있어 194nm 미만의 빛의 단파장을 가지는 것이 바람직하다. 불소(F2) 레이저 또는 불화아르곤(ArF) 레이저를 구비한 광학 시스템의 사용에 있어서, 광학 소자용으로 선택된 결정 물질은 입방체의 불소화합물 결정인 불화칼슘이었다.
본 발명은 일반적으로 광학용 영사 리소그래피(lithography) 방법 및 포토리소그래피(photolithography)에 사용하기 위한 단파장 광학 시스템 및 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 193nm 영역과 157nm 영역의 파장을 이용하는 자외선 리소그래피 시스템과 같은 194nm 미만의 자외선(UV; ultraviolet light) 파장을 이용하는 광학용 포토리소그래피 시스템 및 단파장 광학용 시스템에 사용하기 위한 광학용 포토리소그래피 불소화합물 결정 소자에 관한 것이다.
도 1(a), 1(b) 및 1(c)는 <100> 결정방향이 정해진 불소화합물 결정의 렌즈 소자를 구비한 본 발명의 일실시예를 나타낸다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 <100> 결정방향이 정해진 불소화합물 결정의 빔 스플리터 소자(beam splitter element)를 구비한 본 발명의 일실시예를 나타낸다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 <100> 결정방향이 정해진 불소화합물 결정의 빔 스플리터 소자를 구비한 본 발명의 일 실시에를 나타낸다.
본 발명은 최소 고유복굴절을 갖는 광축을 따라 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 194nm 미만의 파장을 전달하는 불화칼슘 결정의 광학용 리소그래피 소자를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 입사면인 {100} 결정면을 구비한 광학 소자의 불화칼슘 결정을 제공하는 단계 및 상기 불화칼슘 결정의 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비한 광학용 리소그래피 소자의 광학용 리소그래피 소자 표면에 상기 입사면인 {100} 결정면을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 최소 고유복굴절을 갖고 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 194nm 미만의 파장을 전달하는 불화칼슘 결정의 광학용 리소그래피 소자를 포함한다. 상기 광학용 리소그래피 소자는 <100> 불화칼슘 결정방향으로 정렬된 광축을 구비한 광학 소자가 갖는 {100} 결정면과 <100> 결정방향을 구비한 광학용 불화칼슘 결정을 포함한다.
본 발명은 최소 고유복굴절을 갖는 광축을 따라 빛의 단파장(194nm 미만)을 전달하기 위한 불소화합물 결정의 광학 소자를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 입사면인 {100} 결정면을 구비한 광학 소자인 광학용 불소화합물 결정을 제공하는 단계 및 상기 광학용 불소화합물 결정의 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비한 광학 소자의 광학 소자 표면에 입사면인 {100} 결정면을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 최소 고유복굴절을 갖고 약 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 광학 소자를 포함한다. 상기 광학 소자는 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비한 광학 소자가 갖는 {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 구비한 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함한다
본 발명은 {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 구비한 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함하며 최소 고유복굴절을 갖고 194nm 미만의 파장을 전달하는 렌즈를 포함한다. 상기 렌즈는 곡선의 광학적 표면 및 <100> 결정방향으로 정렬되고 {100} 결정면에 수직인 광축을 구비한다.
본 발명은 최소 고유복굴절을 갖고 194nm 미만의 파장을 전달하는 빔 스플리터 입방체(beam splitter cube)를 포함한다. 상기 빔 스플리터 입방체는 {100} 결정면에 평행인 빔 스플리터 입방체면(beam splitter cube face)과 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비하고 {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 구비한 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함한다.
본 발명의 부가적인 특징과 장점은 이하 상세한 설명부분에서 기술되어 있으며, 부분적으로 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백하거나 또는 기술된 상세한 설명과 청구항 및 첨부된 도면으로 설명되는 본 발명을 수행함으로써 인정될 것이다.
상술한 개략적인 설명과 아래의 상세한 설명 모두는 단지 본 발명의 일실시예이며, 특허청구범위로서 본 발명의 본질과 특성을 이해하기 위한 개요 또는 개괄를 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.
첨부한 도면은 한층 더 본 발명의 이해를 제공하기 위하여 포함되며, 본 명세서에 일체화되어 본 명세서의 한 부분을 구성한다. 도면은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예(들)을 설명하고, 이러한 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리와 동작을 설명하는데 도움이 된다.
본 발명은 최소 복굴절을 갖는 광축을 따라 193nm 또는 157nm 와 같은 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 194nm 미만의 파장을 전달하는 불화칼슘 결정의 광학용 리소그래피 소자(optical lithography element; 30)를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 입사면인 {100} 결정면(34)을 구비한 광학 소자의 광학용 불화칼슘 결정(32)을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 광학용 불화칼슘 결정(32)의 <100> 결정방향(40)으로 정렬된 광축(38)을 구비한 광학용 리소그래피 소자(30)의 광학용 리소그래피 소자 표면(36)에 입사면인 {100} 결정면(34)을 형성하는 단계를 포함한다. 일실시예에 있어서, 형성하는 단계는 곡선의 광학 소자 표면(44)을 구비한 렌즈 소자(42)에 상기 불화칼슘 결정(32)을 형성하는 단계를 포함한다. 렌즈 광축(38)을 구비한 상기 형성된 렌즈 소자(40)는 상기 불화칼슘 결정의 <100> 결정방향(40)으로 정렬되고 {100} 불화칼슘 결정면(34)에 수직이다. 일실시예에 있어서, 형성하는 단계는 {100} 불화칼슘 결정면(34)에 평행인 빔 스플리터 입방체면(beam splitter cube face; 48) 및 불화칼슘 결정(32)의 <100> 결정방향(40)으로 정렬된 빔 스플리터(beam splitter) 광축(38)을 구비한 빔 스플리터 입방체(beam splitter cube; 46)에 광학용 불화칼슘 결정(32)을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 최소 고유복굴절을 갖고 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 194nm 미만 파장의 불화칼슘 결정의 광학용 리소그래피 소자(30)를 포함한다. 상기 광학용 리소그래피 소자(30)는 {100} 결정면(34) 및 <100> 결정방향(40)을 구비한 광학용 불화칼슘 결정(32)을 포함한다. 상기 광학 소자는 <100> 불화칼슘 결정방향(40)으로 정렬된 광축(38)을 구비한다. 상기 소자의 광학 소자 표면은 결정들이 {100} 결정면으로 정렬되어 형성된 광학적 표면을 구비한 광축(38)에 수직인 것이 바람직하다. 일실시예에 있어서, 상기 불화칼슘 결정의 광학 소자는 하나의 렌즈이다. 일실시예에 있어서, 상기 불화칼슘 결정의 광학 소자는 하나의 빔 스플리터(beam splitter)이다.
본 발명은 최소 복굴절을 갖는 광축을 따라 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 불소화합물 결정의 광학 소자를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 193nm 파장 또는 157nm 파장과 같은, 194nm 미만의 파장에서 작동하는 리소그래피 시스템에 대한 입방체의 불소화합물 결정의 광학용 리소그래피 소자를 제조하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 방법은 입사면인 {100} 결정면(34)을 구비한 광학 소자의 광학용 불소화합물 결정(32)을 제공하는 단계 및 상기 광학용 불소화합물 결정(32)의 <100> 결정방향(40)으로 정렬된 광축(38)을 구비한 광학 소자(30)의 광학 소자 표면(36)에 상기 입사면인 {100} 면을 형성하는 단계를 포함한다. 일실시예에 있어서, 형성하는 단계는 불화칼슘 결정(32)의 <100> 결정방향(40)으로 정렬되고 불화칼슘 결정(32)의 {100} 결정면(34)에 수직인 렌즈 광축(38)을 갖는 렌즈 소자(42)를 구비하고, 곡선의 광학 소자 표면(44)을 구비한 렌즈 소자(42)에 광학용 불소화합물 결정(32)을 형성하는 단계를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 불화칼슘 결정(32)은 적어도 35.26°의 원추각(cone angle)을 갖는 광선의 원추(cone)를 지향하기 위하여 렌즈 소자(42)에 형성된다. 다른 실시예에 있어서, 불화칼슘 결정(32)은 {100} 결정면(34)에 평행인 빔 스플리터 입방체면(48) 및 불화칼슘 결정(32)의 <100> 결정방향(40)으로 정렬된 빔 스플리터광축(38)을 구비한 빔 스플리터 입방체(46)에 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 불화칼슘 결정(32)은 입방체위에 임의의 각도에서 입사하는 입사광선이고 194nm 미만의 파장을 갖는 편광을 전달하기 위한 곡선의 거울과 함께 사용하기 위하여 빔 스플리터 입방체에 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 불화칼슘 결정(32)은 불화칼슘 결정(32)의 <100> 방향([100], [010], [001])으로 정렬된 광축을 따라 진행하고 194nm 미만의 광선을 사용하기 위하여 간섭계용 빔 스플리터 입방체(interferometry beam splitter cube)에 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 불화칼슘 결정(32)은 광학 소자를 통과한 빛이 {100} 결정면에 수직이 아닐 경우, 194nm 미만의 광학적 응용분야에 사용하기 위하여 최소화된 고유복굴절을 구비한 광학 소자(30)에 형성된다. 일실시예에 있어서, 광학용 불소화합물 결정(32)은 칼슘으로 구성되며, 바람직하게는 불화칼슘으로 구성되고, 본질적으로 가장 바람직하게는 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 갖는 CaF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 광학용 불소화합물 결정(32)은 바륨(Ba)으로 구성되며, 바람직하게는 불화바륨으로 구성되고, 본질적으로 가장 바람직하게는 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 갖는 BaF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 광학용 불소화합물 결정(32)은 스트론튬(Sr)으로 구성되며, 바람직하게는 불화스트론튬으로 구성되고, 본질적으로 가장 바람직하게는 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 갖는 SrF2로 구성된다.
본 발명은 최소 고유복굴절을 갖는 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 광학소자를 포함한다. 상기 광학 소자는 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비하고 {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 갖는 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 소자는 광학용 리소그래피 시스템에서 193nm의 파장 또는 157nm의 파장과 같은 194nm 미만의 리소그래피 파장을 전달하기 위한 194nm 미만의 리소그래피 소자이다. 상기 광학 소자(30)는 광축(38)을 따라 194nm 미만의 빛을 전달한다. 상기 광학 소자(30)는 <100> 결정방향(40)으로 정렬되고 {100} 결정면(34)에 수직인 광축(38)을 구비하고, {100} 결정면(34) 및 <100> 결정방향(40)을 구비한 입방체의 광학용 불소화합물 결정(32)을 포함한다. 상기 광학 소자(30)는 {100} 결정면으로 정렬되고 <100> 결정방향인 상기 소자의 광축에 수직인 광학 소자 표면(36)을 구비한다. 일실시예에 있어서, 소자(30)의 상기 광학용 불소화합물 결정(32)은 칼슘(Ca)으로, 바람직하게는 불화칼슘으로 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게 상기 불소화합물 결정은 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 가진 CaF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 소자(30)의 상기 광학용 불소화합물 결정(32)은 바륨(Ba)으로, 바람직하게는 불화바륨으로 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게 상기 불소화합물 결정은 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 가진 BaF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 소자(30)의 상기 광학용 불소화합물 결정(32)은 스트론튬(Sr)으로, 바람직하게는 불화스트론튬으로 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게 상기 불소화합물 결정은 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 가진 SrF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 광학 소자(30)는 곡선의광학적 표면 및 <100> 결정방향으로 정렬된 렌즈 광축(38)을 구비한 렌즈 소자이다. 상기 렌즈 소자는 {100} 결정면에 수직이 아니고, 적어도 35.26°의 원추각(cone angle)을 갖는 광선의 원추에 대하여 원추각 θ를 구비하는 것이 바람직하다. 일실시예에 있어서, 광학 소자(30)는 {100} 결정면에 평행인 빔 스플리터 입방체면 및 <100> 결정방향으로 정렬된 빔 스플리터 광축을 구비한 빔 스플리터 입방체이다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 빔 스플리터 입방체는 상기 입방체위에 임의의 각도에서 입사하는 입사광선이고 194nm 미만의 파장을 갖는 편광을 전달하기 위한 곡선의 거울과 함께 사용하기 위한 리소그래피 소자인 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 빔 스플리터 입방체는 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 따라 진행하고 194nm 미만의 광선과 함께 사용하기 위한 간섭계용 빔 스플리터 입방체이다. 상기 광학 소자(30)는 194nm 미만의 단파장에서 최소화된 고유복굴절을 제공한다.
본 발명은 {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 갖는 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함하고 곡선의 광학용 표면(44) 및 광축(38)을 구비하며 194nm 미만의 파장을 전달하는 렌즈(42)를 포함한다. 상기 렌즈 광축(38)은 <100> 결정방향으로 정렬되고 {100} 결정면에 수직이다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 194nm 미만을 전달하는 렌즈의 광학용 불소화합물 결정은 칼슘(Ca)으로, 바람직하게는 불화칼슘으로 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게는 적어도 99%/cm의 194nm 내부 투과율을 갖는 CaF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 상기 194nm 미만을 전달하는렌즈의 광학용 불소화합물 결정은 바륨(Ba)으로, 바람직하게는 불화바륨 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게 상기 불소화합물 결정은 적어도 99%/cm의 194 nm 내부 투과율을 갖는 BaF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 상기 194nm 미만을 전달하는 렌즈의 광학용 불소화합물 결정은 스트론튬(Sr)으로, 바람직하게는 불화스트론튬 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게 상기 불소화합물 결정은 적어도 99%/cm의 194nm 내부 투과율을 갖는 SrF2로 구성된다. 상기 렌즈 소자는 적어도 35.26°의 원추각을 구비한 광선의 원추에 대하여 원추각 θ를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 광학 소자 결정 렌즈는 {100} 결정면(34)에 수직하지 않는 194nm 미만의 단파장 광선에서 최소화된 고유복굴절을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 갖는 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함하고 {100} 결정면에 평행인 빔 스플리터 입방체면(48) 및 <100> 결정방향으로 정렬된 빔 스플리터 광축을 구비하며 194nm 미만의 파장을 전달하는 빔 스플리터 입방체(46)를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 194nm 미만의 빔 스플리터 입방체의 광학용 불소화합물 입방체 결정은 칼슘(Ca)으로, 바람직하게는 불화칼슘으로 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게 상기 불소화합물 입방체의 결정은 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 갖는 CaF2로 구성된다. 일실시예에 있어서, 상기 194nm 미만의 빔 스플리터 입방체의 광학용 불소화합물 입방체 결정은 바륨(Ba)으로, 바람직하게는 불화바륨으로 구성되며, 본질적으로 가장 바람직하게는 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 갖는 BaF2로 구성된다.일실시예에 있어서, 상기 194nm 미만의 빔 스플리터 입방체의 광학용 불소화합물 입방체 결정은 스트론튬(Sr), 바람직하게는 불화스트론튬, 본질적으로 가장 바람직하게는 적어도 99%/cm의 194nm 미만 내부 투과율을 갖는 SrF2로 구성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 빔 스플리터 입방체(46)는 193nm 또는 157nm와 같은 리소그래피 파장과 함께 사용하기 위한 리소그래피 소자이다. 상기 리소그래피 소자인 빔 스플리터는 곡선의 거울과 함께 사용하기 위하여 입방체면(48)위에 임의의 각도에서 입사하고 194nm 미만의 파장을 갖는 편광을 전달하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 빔 스플리터 입방체(46)는 결정의 <100> 방향으로 정렬된 축을 따라 진행하는 194nm 미만의 광선과 함께 사용하기 위한 간섭계용 광학 소자이다. 상기 빔 스플리터 입방체 광학 소자(46)는 입방체의 불소화합물 결정(32)의 <100> 결정방향을 이용하는 것에 의해 194nm 미만의 단파장에서 고유복굴절을 최소화하는 것을 제공한다.
지금까지는, 복굴절에 대한 입방체 결정과 관련성이 성장 단계의 결과로서 스트레스 복굴절(stress birefringence)과 관련된 것에 관한 것이었다. 이것은 상기 스트레스 복굴절의 효과가 최소화되는 면인, {111} 입사면을 갖는 결정을 사용하기 위하여 선택된 방향을 지정했다.
그러나, 고려되지 않았던 입방체 결정의 고유복굴절이 있다. 이 고유복굴절은 스트레스와 전혀 관계가 없다. 상기 고유복굴절은 더 짧은 파장에서 스트레스 복굴절과 비교할 만하게 된다. 직감은 CaF2또는 BaF2와 같은 입방체의 결정형 물질이 광학적으로 등방성임을 생각나게 한다. 바꾸어 말하면, 굴절률 또는 유전체 텐서(dielectric tensor)는 어떤 임의의 방향에서의 빛의 진행에 대하여 동일하다. 이리하여, 입방체 결정은 등방성의 광학적 특성을 지닌 유리와 유사하다. 입방체 결정에 있어서, 광파장이 원자 사이의 거리와 비교하여 매우 길다는 한정 조건에서 이 상황이 단지 유용하다는 것이 판명되었다. 물질이 미만의 파장에서 사용됨에 따라, 광학적 반응에 대한 부가적인 기여가 더 이상 무시할 수 없게 된다. 이들 부가적인 기여는 굴절률에 직접적으로 의존하는 즉, 고유복굴절을 야기한다. 이 복굴절이 스트레스에 관련된 복굴절이 아님을 유념하는 것은 중요하다. 그것은 어떤 입방체 결정의 고유의 특성이고 열처리에 의해 제거될 수 있는 것이 아니다.
이 고유복굴절은 대칭 방향인 <111> 또는 <100>로 전달하는 빛에 대하여 영(0)이 되나, <110> 방향으로 전달하는 빛에 대하여 최대값에 도달한다는 것을 보여준다.
렌즈의 입사면을 형성하는 {111} 결정면을 사용하는 것에 의해 CaF2의 렌즈을 제조하는 실험이 있었다. 빛이 {111} 면(또는 동등한 고대칭 방향)에 수직이외의 방향에서 렌즈를 통과하여 진행하는 렌즈의 제조는 본 명세서에서 설명된 고유복굴절이 문제점이 될 수 있는 경우를 제시한다.
세 개의 실시예들이 첨부된 도면에 보여준다. 처음의 두 개의 실시예는 단파장에서 화상 응용분야에 관한 것이다. 첫 번째 실시예는 렌즈 자체가 곡률을 갖는 것이다(도 1(a)). 적어도 cos-1 (2/6^1/2) = 35.26도인 각도 θ에서 광선의 원추를 포함하는 경우를 고려하자. <110> 방향은 원추에 포함되고 최대 복굴절(peak birefringence)은 여러 위치에서 관측될 것이다. 12개의 동등한 <110> 방향 중 단지 3개만이 [111]과 90도 보다 작은 각도 내에 놓인다. 이들은 [110], [101] 및 [011]이다. 빛의 원추가 이들 세 개의 방향을 포함하기 때문에, 복굴절의 세 개의 동등한 최대값이 투과된 세기(transmitted intensity) 안에 120도 떨어져 관측될 것이다. 만약 입사면인 {100} 면을 사용하는 지금의 경우를 제외한 유사한 경우를 고려한다면, 입사광선의 원추가 같은 복굴절에 대하여 더 큰 각도를 쓸고 지나가는 것이 보여질 수 있다. 달리 표현하면, {100} 면이 사용될 때 동일한 원추 각도는 보다 작은 복굴절을 갖는다.
두 번째 실시예는 편광을 전달하는 평평한 입방체 빔 스플리터와 결합된 곡선의 거울을 사용하는 것이다(도 2(a)). 또한 쿼터 웨이브 플레이트(quarter wave plate)가 이 설계에 포함된다. 이 경우에 있어서, 곡선의 거울로부터 반사로 인하여, 입사광선은 입방체위에 임의의 각도에서 입사한다. 이것은 도 1(a)에서 보여준 것과 관련된 상황이고, 여기서 다시 {100} 면은 고유복굴절을 최소화하는 장점을 제공할 것이다.
마지막으로, 불화칼슘을 이용하는 간섭계 응용분야가 {100} 면의 유용성의 인식으로부터 또한 이득을 얻는 것일 것이다. 이것의 개략도는 도 3(a)에서 보여준다. 광선(1)이 <111> 방향으로 진행한다면, 그때 고유복굴절을 경험하지 않는다. 그러나, 이 경우에 있어서, 광선(3)은 <110> 방향들이 <111> 방향과 직각이기 때문에, 최대 고유복굴절을 경험하는 <110> 방향들 중 하나로 진행해야만 한다.
대안으로, 광선(1)이 결정의 <100> 방향으로 진행한다면, 그때 광선(3)은 <010> 방향으로 진행할 수 있다. 이들 두 개의 방향은 고유복굴절이 영(0)을 갖는다. 이 접근 방식은 간섭계 설계에서 웨이브플레이트(waveplate) 사용을 부정할 것이다.
직면하는 고유복굴절의 총량을 최소화하기 위한 방향을 사용하는 것의 타당성은 파면 보전(wavefront integrity)이 중요한 응용분야에 있다. 그것은 단파장 리소그래피 및 간섭계 기능을 포함한다.
고유복굴절은 입방체 결정의 {111} 및 {100} 면에서 영(0)이 되고, {110} 면에서 최대가 된다. 특히, 렌즈를 통한 빛이 결정면에 수직이 아닐 때, {100} 면이 고유복굴절의 효과를 최소화하기 위하여 선택될 수 있음이 제시된다.
도 3(a)에 있어서, 입방체 빔 스플리터와 함께, 빛이 경로(1)를 따라 들어가고, 물질을 통과하여 동일한 경로 길이를 갖는 경로(2, 3)로 분리된다. 고유복굴절은 <111> 방향에서 영(0)이 되고 <111> 및 <100> 방향에서도 영(0)이 된다. 본질적으로 발생하는 복굴절의 효과를 피하기 위하여, 결정의 {100} 면(또는 동등한 면)이 렌즈의 입사면인 입방체 렌즈를 제조한다. 이 경우에 있어서, 도 3(a)에서 보여준 광선(3)은 {010} 면 또는 {100}과 동등한 면으로부터 방출될 것이다. 그러므로, 도 3(a)의 입사광선, 투과광선 및 반사광선은 고유복굴절을 경험하지 않을 것이다.
이것은 CaF2및 다른 입방체 결정들의 고유복굴절의 간단한 물리적 상황을설명하고, 또한 단파장에서 단지 관측될 수 있는 입방체의 결정안에 고유복굴절의 수학적 해석을 설명한다.
통상적으로, CaF2와 같은 입방체의 결정들은 그것들의 입방체 대칭성 때문에 무시할 수 있는 고유복굴절을 갖는 것으로 생각된다.(잔존하는 스트레스에 의하여 유도된 복굴절은 고려하지 않는다.) 그러나, 광파장이 감소함에 따라, 광파는 다른 진행방향에 대하여 약간 다른 환경을 경험한다. 정량적으로, 이 효과는 파장의 역제곱에 비례하는 고유복굴절을 발생시키는 부가적인 대칭성을 파괴하는 항(symmetry-breaking term)으로서 명백해진다. 복굴절의 이 레벨은 157nm 및 193nm에서 광학적 성능에 해를 끼칠 수 있다.
논의된 1/λ2에 비례하는 상기 대칭성을 파괴하는 항은 기본적인 원리로부터 입방체 시스템에서 발생하는 것으로 기대된다. 마찬가지로, 이 항은 유리와 같이 완벽하게 등방성인 물질에서는 존재하지 않는다. 고유복굴절은 <111> 및 <100>과 같은 어떤 고대칭성의 진행방향에 대하여 영(0)이 되고, <110> 방향들 사이에서 최대값에 도달한다. 따라서, 예를 들면 <111> 방향의 전형적인 광축 아래로 진행하는 빛은 고유복굴절을 경험하지 않을 것이다.
Collected Paper III의 314 페이지에 H. A. Lorentz에 기인하여, 고유값의 크기의 대략적인 계산식이 있다.
(0.1)
여기서 Δn은 복굴절, n은 굴절률, "a"는 전형적인 결합길이로서 주어지는특성길이(characteristic length), 그리고 λ는 파장이다. λ=147nm에서 계산하기 위하여, λn=13×10-6또는 130nm/cm를 얻는 n=1.589와 CaF2에 대하여 0.2365 nm의 결합길이인 문헌값을 취한다. Lorentz 계산식은 약 5의 인수가 분자에 있을 것으로 믿어진다. 이것은 수정된 1/λ2의 의존성을 가진 매우 대략적인 근사값임을 고려하자.
<110> 방향에서 가장 크고 <100> 및 <111> 방향에서 영(0)이 되는 효과를 통찰하는 것은 입방체의 대칭성을 고려하는 것으로 충분하다. 입방체의 x, y 또는 z축(즉, <100> 방향)으로 내려다보면, 4중의 회전(4-fold rotation)이 입방체를 동일하게 되돌리는 것을 발견한다. 유사하게, 입방체의 대각선(즉, <111> 방향)으로 내려다보면, 3중의 대칭 회전을 발견한다. 이들 대칭 회전들 중 어느 것도 그것의 축 아래로 직진하여 진행하는 광파에 대하여 임의의 복굴절을 파괴하는 회전축에 수직인 평면에 놓인 임의의 2차원 벡터의 성분들을 혼합하는 것으로 충분하다. <110> 방향으로 입방체를 내려다보면(예를 들어, 입방체면을 가로질러 나아가는 선을 내려다보면), 단지 2중의 회전 대칭성을 갖는 직사각형의 대칭성을 분명하게 볼 것이다. 2중 회전은 벡터 성분들로 혼합되지 않아서, 복굴절이 가능하다. 이것은 가장 큰 복굴절 방향으로 판명된다.
수학적 해석으로 건너뛰기 전에, 광 원추 복굴절에 대한 하나 이상의 상황을 고려하자. 평균 방향이 <111> 인 광 원추와 함께; 원추가 적어도의 각도(설계는 CaF2에서 42°에 이를 수 있음)에서 광선을 포함한다면, 그때 <110> 방향은 포함되고 최대 복굴절은 여러 위치에서 관측될 것이다. 12개의 동등한 <110> 방향 중, 단지 세 개만이 <111> 과 90°보다 작은 각도 내에 놓인다. 이들은 [110], [101] 및 [011]이다. 광선의 원추가 이들 세 개의 방향을 포함하기 때문에, 복굴절 안에서 세 개의 동등한 최대값이 투과된 세기에서 120°떨어져 관측될 것이다.
수학적 설명의 이 부분은 퍼스트 프린시플(first principle)로부터 유도될 수 있는 유전체 텐서(tensor)에 대한 기본적인 표현으로 시작하고, 여러 중요한 표현과 결과를 유도한다. 이 부분은 <100> 및 <111>을 따라 고유복굴절이 영(0)이 되는 것을 증명하고, 등방성 물질내에서 고유복굴절이 영(0)이 되는 것을 보여주며(대수학에서 검산과 같음), <110> 방향에 대하여 영(0)이 되지 않은 결과를 보이기 위하여 중요하다. <110> 방향의 빛에 대하여, 또한 자세한 해석은 중요한 광축들의 방향을 제공한다.
영(0)이 아닌 광자 파동벡터를 포함하는 유전체 텐서에 대한 일반적인 표현은 다음과 같다.
(0.2)
여기서는 ε에 영(0)이 아닌 파동벡터의 영향을 설명하는 새로운 랭크 4 텐서(rank 4 tensor)이다. 이 표현은 광학적 반응에 대한 기본적인 양자역학으로부터 유도될 수 있다. 통상적으로 가장 좋은 접근법이기 때문에, 가장 전형적인유도는인 극한을 취하는 것이다. 특징(strain)과 첨자 변환(index change)과 관련하는 랭크 4 탄성광학 또는 광탄성학 텐서(rank 4 elasto-optical or photoelastic tensor)에 밀접한 유사성을 유지하기 위하여, 다음과 같은 q에 의존하는 첨자 변환을 정의한다.
(0.3)
여기서는 q=0인 값으로부터 상대적인 유전체 불투과성 텐서(relative dielectric impermeability tensor)의 변환이다.(및 관련된 텐서들은 Physical Properties of Crystals의 243 페이지에 J. F. Nye에 의하여 정의되고 논술되어 있다.는 유전체 텐서의 역수이다.) 여기서 정의한 텐서는 동일한 방식으로 정의 될 수 있거나 또는 정의되지 않을 수 있어서, 실제값을 다룰 때에는 주의깊은 비교가 요구된다. 입방체의 결정 시스템에 있어서, 랭크 4 텐서는 단지 세 개의 유일하게 영(0)이 아닌 성분을 갖는다. 축약된 표기법(J. F. Nye에 의한 Physical Properties of Crystals의 248 페이지 근처 참조)을 사용하면, 이들 성분은 다음과 같다.
(0.4)
또는 P11, P12및 P44이다. 동일한 세 개의 텐서 성분이 전체적으로 입방체 물질의 광탄성학적 반응을 특징지운다 것을 유념하자(물론, 동일한 변환특성이 없는 다른 텐서도 포함).로 형성된 다이애드(dyad)가 축약된 첨자 표기법을 따르게 하기 위하여 변형되어야 한다.를 표현하는 3×3 텐서(다이애드)는 6 개의 성분을 갖는 열벡터에 의해 대신 사용된다.
(0.5)
계수 2는 본래의 랭크 4 텐서의 지저분한 첨자의 합산을 재현하는 축약된 첨자 곱들을 만들기 위하여 필요로 한다. 이들 정의를 사용하면, 식 (0.3)은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.
(0.6)
세 개의 상수 P11, P12및 P44에 대한 측정되거나 이론적으로 계산된 값이 주어지면, 식 (0.6)은 유전체 불투과성 텐서 성분이 입방체 시스템안에 단파장에서 변형되는 방식을 정확하게 보여준다. 그 이상의 해석은 q1, q2및 q3성분들을 알 수 있도록 광자 파동벡터에 대하여 어떤 주어진 방향을 명확히 하는 것이 요구된다.(P 텐서의 다른 정의가 가능함을 유념하자. 그 정의는 결과를 비교하기 전에 주의깊게 검토되어야 한다.) 유전체 불투과성 텐서는 다음과 같은 표현에 의해 첨자 타원(index ellipsoid) 또는 광학적 인디케이트릭스(optical indicatrix)를 정의하는데 사용된다.
(0.7)
그러므로,의 작은 변화는 (복굴절을 포함하는)굴절률의 변화 및 중요한 첨자 축들(B의 고유벡터)의 변화를 발생시킨다. 입방체의 결정에 대하여(극한), 불투과성 텐서는 대각선이고 굴절률 n에 대하여 (1/n2)인 세 개의 동일한 고유값을 가진다. 따라서, 본 발명의 입방체 시스템에 대한,및는 각각 (1/n2)이다.
검산단계 없이,을 식 (0.6)에 대입하면, [100]을 따라 복굴절이 상기 주어진 논증에 의해 영(0)이 되는 것을 기대한다. 그 때 유전체 불투과성 텐서 성분은 다음과 같이 된다.
(0.8)
이 경우에 대하여 유전체 불투과성 텐서가 여전히 대각선이나, 대각선위에 각각의 성분에 대하여 더 이상 동일한 값을 갖지 않는다는 것을 유념하자. 그러나, 빛이 횡파이기 때문에, 단지 B22및 B33성분들만이 본 발명의 [100] 방향으로 진행하는 빛의 경우와 관련된다. 이 간단한 경우에 있어서, [100]에 수직인 임의의 편광에 대응하는 두 개의 동일한 고유값이 존재한다. 고유복굴절은 이들 두 개의 동일한 값, 즉 영(0), 사이에 차이점이 있다. 비록 복굴절이 영(0)이 되긴 하지만, 실제 굴절률은 이 항에 의해 약간 변경된다. 변경된 굴절률은 다음과 같은 표현에 의해 주어진다(다시 Nye의 252 페이지 참조).
(0.9)
복굴절이든 아니든 굴절률이 입방체 결정안에서 다른 방향으로 진행하는 빛에 대하여 차수가 1 ppm인 항으로 변경될 수 있는 것이 판명될 것이다. 고유복굴절에 덧붙여, 이러한 굴절률에서 고유의 변경은 렌즈 설계 모델링에서 설명된다.
<111> 경우
<100> 에 관해서는, <111> 축 아래로 광선 진행에 대하여 복굴절이 영(0)이 되는 대칭성 논의가 주어졌다. 그럼에도 불구하고, 대수학을 되짚어보고 이것을 논증하는 것이 유익하다. 파동벡터을 고려하자. 규격화는 크기가이 아니고 q이기 때문에 선택된다. 유전체 불투과성 텐서 성분은 다음과 같이 된다.
(0.10)
지금 유전체 불투과성 텐서는 대각선이 아니어서, 굴절률은 다른 편광들 및그와 관련된 복굴절에 관한 것임이 분명하지 않다. 약간의 교묘한 처리후에, 주축들 및 굴절률들을 주어지기 위하여, 요구되는 것은 유전체 불투과성 텐서의 고유벡터 및 고유값이다. 유전체 불투과성 텐서는 다음과 같은 3×3 행렬 형태을 갖는다.
(0.11)
이 행렬은 고유벡터을 갖는 (a+2b)의 하나의 고유값과및의 고유벡터를 갖는 (a-b)의 두 개의 축퇴된(degenerate) 고유값을 갖는다. (두 개의 고유값이 동일하기 때문에, 이들 고유벡터의 어떠한 선형결합도 또한 고유벡터이다.) 제 1 주축은 진행방향을 따라 존재해서, 관계가 없다. 제 2의 두 개는 편광의 주축들이 가능하나, 다시 고유값(그리고 굴절률)이 동일하기 때문에 그것들은 복굴절은 생산하지 않는다. {100} 경우에서처럼, 실제 굴절률은 이 때 다음과 같은 값으로 약간 변형된다.
(0.12)
그러나 고유복굴절은 영(0)이 된다.
<110> 경우
대칭성으로부터 고유복굴절이 <110> 방향에 대하여 영(0)이 되지 않는 것을 논의했었다.
또한, 다음과 같은 대수학적 증명이 고유복굴절에 대한 정량적인 표현으로 주어진다. 광자 파동벡터을 고려하자. 유전체 불투과성 텐서는 다음과 같이 된다.
(0.13)
유전체 불투과성 텐서는 다음과 같은 형태의 3×3 행렬이다.
(0.14)
다음과 같은 고유값과 고유벡터를 갖는다.
(0.15)
빛이 제 1 고유벡터와 동일한 방향으로 진행해서, 제 2 및 제 3 고유벡터는 굴절률에 대한 주축을 표현한다. 지금 마지막으로, {-1,1,0} 및 {0,0,1}을 따라 편광에 대한 차수에 다른 첨자값을 다음과 같이 알아낸다.
(0.16)
{110} 방향으로 진행하는 빛에 대한 복굴절은 다음과 같은 최대값을 갖는다.
(0.17)
이것은 매우 중요한 방정식이다. 그것은 텐서 성분들과 가장 큰 고유복굴절사이에 관계식을 준다.
모든 방향에서 실제로 (평균값이)동일하게 고려될 수 있는 유리 또는 어떤 물질은 입방체 결정보다 매우 더 높은 대칭성을 갖는다. 등방성 물질에 있어서, 랭크 4 텐서는 P11및 P12로 취해질 수 있는 단지 두 개의 독립 성분을 갖는다. 등방성 물질은 다음과 같은 관계식을 따른다.
(0.18)
모든 방향이 동등하기 때문에, <110> 방향으로 광선 진행을 고려하고 영(0)이 아닌 복굴절을 찾을 수 있다. 그 때 식 (0.18)을 식 (0.17)에 대입하면, BR=0임을 알 수 있다. <100> 또는 <111> 방향만을 쉽게 고려했기 때문에, BR=0 되어야한다. 모든 방향이 동등하기 때문에, 고유복굴절은 모든 방향에서 영(0)이 되어야한다. 이것은 유리의 중요한 장점이다.
굴절률 대 방향
첨자 타원(index ellipsoid) 또는 불투과성 텐서가 주어지면, 다른 편광들과 광선진행 방향에 대한 굴절률을 정의하는 것은 가능하다. 이것은 렌즈 설계 또는 수차 모델링(aberration modeling)을 수행함에 있어 요구되는 일종의 정보이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 텐서자체가 진행의 다른 방향들에 대하여 변화시키기 때문에, 그 문제는 고유복굴절을 더 복잡하게 한다. 식 (0.6)이 모든 정보를 주기는 하나, q1, q2, 및 q3에 의해 주어진 방향들의 각각의 선택에 대하여 교묘하게 처리되는 것이 필요로 한다. 약간의 단순화가 가능할 것이다. 예를 들면, xy 평면과 동등한 임의의 평면에서 벡터를 회전시키는 것과 관련된 방향들에 관하여, 그 방향은 일련의 [100], [110], [010],,,,,을 지나고, 그 때 다시 [100] 으로 되돌아온다. 이들 회전이 고려됨에 따라, 복굴절은 영(0)에서부터 식 (0.17)에 의해 주어진 최대값까지 가고, 다음과 같은 표현에 따르는 4회의 회전과 함께 영(0)으로 되돌아온다.
(0.19)
여기서 θ는 x-축으로부터 각도이다. 광선 방향이 입방체면에 평행인 면에 놓이지 않을 때, 더 복잡하게 된다.
다양한 파장에서 복굴절에 고유한 기여를 계산하기 위하여, 단지 가장 큰 복굴절 방향만을 고려하고 157nm에서 6.5 nm/cm 값을 취한다. 그 표현은 식 (0.17)이거나, 또는 다음과 같다.
(0.20)
CaF2의 첨자 변화에 대한 Sellmeier 표현은 n(157nm)=1.5586을 준다. q = 2π/λ와 함께 BR = 6.5 nm/cm를 대입하면,= 0.000214 nm2을 추론한다. 이들 텐서 성분들이 아마도 더 긴 파장에서 더 작은값을 얻는 파장에 대하여 매우 작은 분산을 갖는 것을 기대할 것이다. 결과적으로, 예측된 고유복굴절은 실제로 관측된 것보다 조금 더 클 것이다. 따라서, 첨자 및 q에 분산을 고려하지 않고 157nm 로부터 값에 고정된 텐서 성분을 유지하면, 다음과 같은 표가 구성될 수 있다.
lambda(nm)q(1/nm)nBR(nm/cm)
1470.0427431.5897.8
1570.040021.55866.5
1930.0325551.50153.8
2480.0253351.4682.2
253.650.0247711.4662.1
6330.0099261.4328820.3
18 배가 1/λ2에 기인하고 나머지는 q=0 첨자 변화에 기인하여, 고유의 복굴절은 633 nm에서보다 147 nm에서 26배 더 크다. 이들 계산값이 올바른 고유복굴절이라면, <110> 방향에서 관측되는 경우는 633 nm에서는 상당히 작으나 193nm 바로 관측될 수 있을 것이다. 2.1nm/cm의 계산값과 비교하여, 측정된 값이 253.65 nm 에서 1.2 nm/cm로 주어져서, P 상수들의 분산은 633 nm 에 의한 결과를 더욱더 작게 만든다.
<100>, <111> 및 <110>에서 떨어진 방향에서 발생하는 복잡성을 나타내기 위하여, xy 평면에 머무르나 약간의 각도(예를 들면, {100}과 {110} 사이)에서 나아가는 광선방향을 고려하자.
(0.21)
이 경우에 대하여, 고유벡터는 간단하게를 따르지 않고에 수직도 아니다. 이 경우, 광선방향이 고유벡터가 아니라는 것을 지적하는 것은 중요하다. 앞서 고려된 모든 고대칭성 경우에서, 광선 방향은 고유벡터(주요한 방향) 중 하나였으나, 이것이 식 (0.21)과 같은 더 일반적인 파동벡터에 대한 경우는 분명하게 아니다. P44=(P11-P12)/2로 설정하는 특별한 경우에 있어서, 그때 광선 방향은 항상 고유값 1/n2+P11q2을 갖는 하나의 고유벡터이고, 다른 고유벡터들은 축퇴된 고유값(degenerate eigenvalue) 1/n2+P12q2을 갖고 상기 벡터에 수직인 평면에 존재한다. 이것은 단지 유리에서와 같은 등방성의 결과를 반영한다.
파동벡터의 고유값은 다음과 같이 주어진다.
(0.22)
이것은 광선방향과 함께 굴절률의 명백한 변화를 보여주기는 하나, 평면안에 고유벡터가 계산될 때까지 거의 사용하지 않는다.(또 다른 고유벡터는 {001}이다.)
본 발명은 결정을 통하여 투과되는 단파장의 빛과 관련되는 고유복굴절을 최소화하기 위하여 선택된 <100> 결정방향을 구비하고, 194nm 미만의 광파장을 갖는 단파장 광학 시스템에서 사용하기 위하여 불화칼슘, 불화바륨, 불화스트론튬 및 바람직하게는 CaF2와 같은 입방체의 불소화합물 결정으로부터 형성된 광학 소자를 제공한다.
본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 본 발명에서 수행될 수 있음은 기술분야의 숙련된 당업자에게 분명할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 및 그와 균등한 범위내에서 제공되는 상기 변형 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (24)

  1. 입사면인 {100} 결정면을 갖는 광학 소자의 광학용 불화칼슘 결정을 제공하는 단계; 및
    상기 광학용 불화칼슘 결정의 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비한 광학용 리소그래피 소자(optical lithography element)의 광학용 리소그래피 소자 표면에 상기 입사면인 {100} 결정면을 형성하는 단계를 포함하며,
    최소 복굴절을 갖는 광축을 따라 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 194nm 미만의 불화칼슘 결정인 것을 특징으로 하는 광학용 리소그래피 소자 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 형성하는 단계는
    곡선의 광학 소자 표면을 구비한 렌즈 소자에 상기 광학용 불화칼슘 결정을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 렌즈 소자가 상기 불화칼슘 결정의 <100> 결정방향으로 정렬되고 상기 {100} 불화칼슘 결정면에 수직인 렌즈 광축을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학용 리소그래피 소자 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 형성하는 단계는
    상기 {100} 불화칼슘 결정면에 평행인 빔 스플리터 입방체면(beam splitter cube face) 및 상기 불화칼슘 결정의 <100> 결정방향으로 정렬된 빔 스플리터광축(beam splitter optical axis)을 구비한 빔 스플리터 입방체(beam splitter cube)에 상기 광학용 불화칼슘 결정을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 리소그래피 소자 제조 방법.
  4. {100} 결정면과 <100> 결정방향을 갖는 광학용 불화칼슘 결정을 포함하고, 상기 <100> 불화칼슘 결정방향으로 정렬된 광축을 구비하며, 최소 복굴절을 갖는 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 194nm 미만의 불화칼슘 결정인 것을 특징으로 하는 광학용 리소그래피 소자.
  5. 입사면인 {100} 결정면을 갖는 광학 소자의 광학용 불소화합물 결정을 제공하는 단계; 및
    상기 광학용 불소화합물 결정의 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비한 광학 소자의 광학 소자 표면에 입사면인 {100} 결정면을 형성하는 단계를 포함하고,
    최소 복굴절을 갖는 광축을 따라 194nm 미만의 파장을 전달하기 위한 불소화합물 결정인 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 형성하는 단계는
    곡선의 광학 소자 표면을 구비한 렌즈 소자에 상기 광학용 불소화합물 결정을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 렌즈 소자가 상기 불소화합물 결정의 <100> 결정방향으로 정렬되고 상기 {100} 결정면에 수직인 렌즈 광축을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 형성하는 단계는
    상기 {100} 결정면에 평행인 빔 스플리터 입방체면 및 상기 불소화합물 결정의 <100> 결정방향으로 정렬된 빔 스플리터 광축을 구비한 빔 스플리터 입방체에 상기 광학용 불소화합물 결정을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학용 불소화합물 결정은 칼슘(Ca)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학용 불소화합물 결정은 바륨(Ba)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학용 불소화합물 결정은 스트론튬(Sr)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  11. {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 갖는 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함하고, 상기 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비하며, 최소 복굴절을 갖는 194nm 미만의 파장을 전달하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학용 불소화합물 결정은 칼슘(Ca)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학용 불소화합물 결정은 바륨(Ba)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학용 불소화합물 결정은 스트론튬(Sr)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 곡선의 광학 소자 표면 및 상기 <100> 결정방향으로 정렬된 렌즈 광축을 구비한 렌즈 소자인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 상기 {100} 결정면에 평행인 빔 스플리터 입방체면 및 상기 <100> 결정방향으로 정렬된 빔 스플리터 광축을 구비한 빔 스플리터 입방체인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  17. {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 갖는 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함하고, 곡선의 광학용 표면 및 상기 <100> 결정방향으로 정렬되고 상기 {100} 결정면에 수직인 광축을 구비하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 렌즈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 입방체의 광학용 불소화합물 결정은 칼슘(Ca)을 포함하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 렌즈.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 입방체의 광학용 불소화합물 결정은 바륨(Ba)을 포함하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 렌즈.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 입방체의 광학용 불소화합물 결정은 스트론튬(Sr)을 포함하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 렌즈.
  21. {100} 결정면 및 <100> 결정방향을 갖는 입방체의 광학용 불소화합물 결정을 포함하고, 상기 {100} 결정면에 평행인 빔 스플리터 입방체면 및 상기 <100> 결정방향으로 정렬된 광축을 구비하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 빔 스플리터 입방체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 입방체의 광학용 불소화합물 결정은 칼슘(Ca)을 포함하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 빔 스플리터 입방체.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 입방체의 광학용 불소화합물 결정은 바륨(Ba)을 포함하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 빔 스플리터 입방체.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 입방체의 광학용 불소화합물 결정은 스트론튬(Sr)을 포함하는 것을 특징으로 하는 194nm 미만의 파장을 전달하는 빔 스플리터 입방체.
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