WO2000048953A1

WO2000048953A1 - Element optique en verre de quartz synthetique pour lumiere ultraviolette et systeme d'exposition a reduction projection l'utilisant

Info

Publication number: WO2000048953A1
Application number: PCT/JP2000/000873
Authority: WO
Inventors: Seishi Fujiwara; Norio Komine; Hiroki Jinbo
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2000-08-24
Also published as: AU2572000A; TW581747B; EP1081106A4; US6587262B1; KR100516338B1; EP1081106A1; KR20010042697A

Description

明糸田書紫外光用合成石英ガラス製光学部材及びそれを用いた縮小投影露光装置技術分野

本発明は紫外光用合成石英ガラス製光学部材及びそれを用いた縮小投影露光装置に関し、より詳しくは、エキシマレ一ザ光等の紫外光を利用した縮小投影露光装置の、結像光学系を構成するレンズ、集積回路の回路パターンを焼き付けるために用いられるレチクル等のフォトマスクの基板、回折光学素子（D O E )、光源用のエタロン板等に用いるのに適した、合成石英ガラス製光学部材、及びそれを用いた縮小投影露光装置に関する。背景技術

従来より、 I C、 L S I等の集積回路のパターン転写には主に縮小投影露光装置（又は光リソグラフィ装置）が用いられているが、近年の集積回路の高集積化に伴い、装置の投影光学系にはより広い露光領域、及びその露光領域全体にわたるより高い解像度が要求されている。そこで、投影光学系の解像度を向上させるために、露光波長をより短くする、投影光学系の開口数（N A ) を増加させる等の方法による装置の改良が検討されている。

露光波長をより短くする方法において、装置に使用される光源は g線（波長 4

3 6 n m) から i線（波長 3 6 5 n m)、 K r Fエキシマレ一ザ（波長 2 4 8 η m)、 A r Fエキシマレ一ザ（波長 1 9 3 n m) へと推移している。そして、集積回路の更なる高集積化のために、 F ₂レーザ（波長 1 5 7 n m)、 X線、電子線等の光源の使用が検討されている。この中でも、 F ₂レーザを使用した縮小投影露光装置は、従来の設計思想に基づき作製できるので、にわかに脚光を浴びてきている。 —方、装置の光学系に用いられる光学部材には、このような短い波長を有する光と共に用いる上で十分な光学特性を有することが要求される。一般に、 i線より長波長の光を利用した縮小投影露光装置では、その照明光学系あるいは投影光学系のレンズ部材として多成分系の光学ガラスが用いられているが、このような光学ガラスの場合、光の波長が i線より短くなるとその光に対する内部透過率が急激に低下し、特に 2 5 O nm以下の波長を有する光に対してはほとんど透過性を示さなくなる。そのため、エキシマレ一ザを光源とした縮小投影露光装置の光学系を構成するレンズの材料としては、合成石英ガラスとフヅ化カルシウム（C a F ₂ ) 単結晶が使用される。この 2つの材料はエキシマレ一ザの結像光学系で色収差補正を行う上で必要とされる材料である。

また、前記光学材料のうち、合成石英ガラスは光透過性が高いことに加えて、耐エキシマレーザ性が良好である；温度変化に対して耐性がある；耐食性及び弾性性能が良好である；室温付近の線膨張率が小さい（約 5 . 5 X 1 0— 7/K )；等の優れた性質を有する。そのため、縮小投影露光装置において、耐紫外線性が良好であり、且つ.基板の発熱及びそれによる熱膨張が生じにくいといった光学特性が要求される光学部材の材料には合成石英ガラスを適用する試みがなされている。このような光学部材の具体例としては、ウェハ上にパターンを焼き付ける上で重要な要素の一つであるレチクル等のフォトマスクの基板等が挙げられる。従来より、石英ガラスは V A D法、 O V D法、ゾルゲル法等のスート法；又は直接法等により合成される。ここで、石英ガラスを合成する場合、その原料には四塩化ケィ素、四フッ化ケィ素、有機ケィ素化合物等のケィ素化合物が使用されている。また、必要に応じてゲルマニウム（G e )、チタン（T i )、ホウ素（B )、フヅ素（F )、アルミニウム（A 1 ) 等の成分を添加することにより、石英ガラスの諸物性を変化させることが可能である。特開平 6— 3 0 5 7 3 6号公報には、エキシマレ一ザ光と共に用いられるレンズ等の材料である合成石英ガラスの製造方法が開示されている。しかしながら、一般に投影光学系や照明光学系等の光学系は単一レンズで構成されているのではなく複数のレンズ（レンズ群）で構成されており、光学系全体としての光透過率は各レンズの光透過率が積算されたものとなるので、このような方法により製造された合成石英ガラスを材料としたレンズであっても、 2 5 0 n m以下の特定波長を有する光と共に用いる場合にはその光透過性が不十分であった。

また、合成石英ガラスをフォトマスク基板の材料に用いる場合も、光の内部吸収ゃ内部散乱による透過損失の増大、レーザ誘起により生じるカラーセン夕一、発熱や蛍光による光学性能の低下、密度が変化するコンパクション等の問題が指摘されており、特に 1 9 0 nm以下の波長を有する光と共に用いる場合にその傾向が顕著であった。

このように、合成石英ガラスからなるレンズ、フォトマスク基板等の光学部材は、 2 5 0 n m以下の特定波長を有する光に対する光透過性ゃ耐紫外線性等の光学特性が不十分であり、 A r Fエキシマレ一ザ（波長 1 9 3 n m) や F ₂レーザ (波長 1 5 7 . 6 n m) 等の光源を用いた縮小投影露光装置にこれらの光学部材を使用すると、パターン転写工程における線幅ムラ（焼き付けムラ）等が問題となり高い解像度を達成することは非常に困難であった。そのため、特に 1 9 O n m以下の特定波長を有する光と共に用いる光学部材の材料としては、光透過性がより高く耐紫外線性も良好であるフッ化カルシウム単結晶が検討されている。しかしながら、フッ化カルシウム単結晶は温度変化に対する耐性が低く、脆弱で傷つき易いので、パターンの形成過程において破損が生じやすい。また、線膨張率が石英ガラスの約 4 0倍と大きいので、高い精度のマスクパターンの形成が困難であると共に、露光処理を行う場合にその温度を極めて厳密に管理しなければならないという欠点があった。発明の開示

このように、縮小投影露光装置に利用する光の波長が短くなるにつれて、レンズ部材ゃフォトマスク部材等の光学部材にはより高い光学性能が要求されるようになってきているが、 2 5 0 n m以下の波長を有する光、中でも 1 9 0 n m以下の波長を有する光を利用した装置等に使用するのに適した、所望の光学性能を有する光学部材は未だ開発されていなかった。

そこで本発明は、 2 5 0 nm以下の波長を有する光を利用した縮小投影露光装置等に使用するのに適した、高い光透過性及び耐紫外線性を有し、パターン転写工程において線幅ムラ（焼き付けムラ）を生じることなく高い解像度が達成される合成石英ガラス製光学部材を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、石英ガラス製光学部材において、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 c m当たりの透過率 [%/ c m] の最大値と最小値との差を 2 . 0 %/ c m以下とすることにより前記課題が解決されることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の光学部材は、 2 5 0 n m以下の特定波長を有する光と共に使用される合成石英ガラス製光学部材であって、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 c m当たりの透過率 [%/ c m] の最大値と最小値との差が 2 . 0 %/ c m以下であるものである。

また、本発明の装置は、波長 2 5 0 nm以下の光を出射する露光光源と、パ夕

—ン原像の形成されたフォトマスクと、前記光源から出力される光を前記フォトマスクに照射する照射光学系と、前記フォトマスクから出力されるパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系と、前記フォトマスクと前記感光性基板との位置合わせを行うァライメント（alignment)系と、を有する縮小投影露光装置であって、

前記照射光学系及び前記投影光学系を構成するレンズ、及び前記フォトマスクのうち少なくとも一部が、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 c m当たりの透過率 [%/ c m] の最大値と最小値との差が 2 . 0 %/ c m以下の合成石英ガラスからなるものである、縮小投影露光装置である。このように、本発明の光学部材において、 2 5 0 n m以下の特定波長の光に対し、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 c m当たりの透過率 [%/ c m] の最大値と最小値との差を 2 . 0 %/ c m以下とすることによって、前記部材を縮小投影露光装置の光学系を構成するレンズやフォトマスク基板に用いた場合に、光学系全体の光透過性の低減が抑制され、また、フオトマスク基板においては高レ、光透過性が得られると共に部材の局所的な熱膨張による歪みが抑制されるので、パターン転写工程において線幅ムラ（焼き付けムラ）を生じることなく高い解像度が達成される。図面の簡単な説明

図 1は、光学部材の透過率を測定するための真空紫外用分光光度計の一例を示す概略模式図である。

図 2は、図 1の分光光度計を用いた測定における、試料に照射する光の形状及び前記光による走査方向を示す概略模式図である。

図 3は、図 1の分光光度計を用いた透過率の測定により得られた、試料の位置と透過率との相関関係の一例を示すグラフである。

図 4は、本発明にかかる合成石英ガラスの製造装置の一例を示す概略構成図であ O

図 5は、本発明にかかる合成石英ガラスの製造に用いるパーナの一例を示す概略構成図である。

図 6は、本発明にかかる投影光学系を備えた投影露光装置の全体の構成を示す概略模式図である。

図 7は、図 6の投影露光装置の投影光学系のレンズ構成を示す概略模式図である。

図 8 A及び図 8 Bは、それぞれ実施例 1及び実施例 2の透過率の測定により得られた、試料の位置と透過率との相関関係を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態

以下、場合により図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一及び相当部分については同一符号を付するものとする。

本発明の光学部材は、 250 nm以下の特定波長を有する光と共に使用される合成石英ガラス製光学部材であって、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 cm当たりの透過率 [%/cm] の最大値と最小値との差が 2. 0%/cm以下のものである。ここで、厚さ 1 cm当たりの透過率の最大値と最小値との差は、部材の不均一性により生じる光透過性のばらつきの指標であり、前記透過率の最大値と最小値との差が小さいほど部材全体にわたって均一な光透過性を有することとなる。本発明によれば、光学部材の厚さ 1 cm当たりの透過率の最大値と最小値との差を 2.0 %Z c m以下とすることによって、前記部材を縮小投影露光装置の光学系を構成するレンズに用いると光学系全体の光透過性の低減が抑制され、また、前記部材をフォトマスクの基板に用いると高レ、光透過性が得られると共に部材の局所的な熱膨張による歪みが抑制されるので、パターン転写工程において線幅ムラ（焼き付けムラ）を生じることなく高い解像度が達成される。なお、前記透過率の最大値と最小値との差は、部材の所定の方向における 1.5 cm以上の領域について求められたものであることが好ましい。また、 F ₂レーザ光（157. 6 nm) 等の 190 nm以下の特定波長を有する光と共に用いる場合には、厚さ 1/4インチ当たりの透過率 [%/ ( 1/4インチ）] の最大値と最小値との幅が 2. 0%/ (1/4インチ）以下であることが好ましい。透過率の最大値と最小値との差が 2. 0%/ (1/4インチ）以下の光学部材を用いると、パターン転写工程において線幅 0. l m以下というより高い解像度が達成され、且つ線幅ムラを起こさない傾向にある。次に、本発明にかかる光学部材の透過率を測定する方法の一例について説明する。本発明の光学部材の透過率は、図 1に示す真空紫外用分光光度計を用いて好適に測定される。なお、図 1においては、光軸 A Xに対して平行に Z軸を、光軸 AX に対して垂直な面内において紙面に対して平行に X軸を、紙面に対して垂直に Y軸を設定している。光源 1から出射された光はレンズ 2を経てホログラフィ —格子（Holographic grating) 3に到達する。そして、ホログラフィ一格子 3 で回折された光は、レンズ 4を経て走査ステージ（Scanninng stage) 5上に X Y面に対して平行に、すなわち光軸に対して垂直に保持されている試料 6に入射する。ここで、走査ステージ 5は情報処理装置 7と電気的に接続されており、情報処理装置 7から走査ステージ 5へ制御信号が送られて試料 5の位置制御が行われると共に、走査ステージ 5から情報処理装置 7へ位置座標に関するデータが送られる。試料 6を透過した光はシンチレ一ター（Scintillator) 8を経て検出器であるホト—マルチプライア一（Photo-maltiplier) 9に到達する。ホト—マルチプライア一 9には情報処理装置 7が電気的に接続されており、情報処理装置 Ί からホトーマルチプライアー 9に制御信号が送られると共に、ホト一マルチブラィァー 9から情報処理装置 7に測定データ信号が送られる。情報処理装置 7では、試料に入射した光の強度及び試料を透過した光の強度の測定値に基づき、所定の光に対する試料の透過率が求められる。なお、ホログラフィ格子 3及び試料 6が保持される走査ステージ 5を収容する真空チャンバ一 1 0及び 1 1は、排気ライン 1 2を介して真空ポンプ 1 3に、また、排気ライン 1 4を介してターボ分子ポンプ 1 5に、それぞれ接続されている。そして、真空チャンバ一 1 1内に試料 6 をセットした後（測定の準備段階）、光源 1からホログラフィ格子 3を介してホト一マルチプライア一 9に至るまでの光路は真空ポンプ 1 3により減圧される。更に、透過率の測定時には、夕一ボ分子ポンプ 1 5により前記光路は真空（約 1 0— ² P a ) に保たれる。

このように、試料 6の保持された走査ステージ 5は X Y面に沿って二次元的に移動することが可能であるので、試料 6について、光軸 AXに対して垂直な面内の所定の方向における厚さ 1. cm当たりの透過率 [%/cm] の最大値と最小値との差が得られる。ここで、前記透過率の最大値と最小値との差は、前記所定の方向における 1. 5 cm以上の領域について測定されたものであることが好ましい。測定領域が前記下限値未満である場合には、部材の透過率のばらつきを精度よく測定できない傾向にある。例えば、図 2に示すように直径 120mmの円形の試料 6について、その透過率を測定する場合、縦 lmm、横 5 mmのビーム形状の光 16を用いて、試料 6の一方の外縁から他方の外縁まで、中心 17を通り X軸に対して平行な線 18に沿って走査することにより、その走査領域における部材の位置と透過率との相関を示す図 3のグラフを得ることができる。そして、この測定結果に基づき、試料の透過率の最大値と最小値との差が求められる。なお、図 3のグラフにおける横軸は、試料の中心 17からの位置を表す。

上述のように、本発明の光学部材は、従来達成できなかった光学特性、すなわち、部材全体にわたる高い光透過性を有するものであるが、前記光学部材を 19 Onm以上 250 nm以下の波長を有する光と共に用いる場合には部材中の水酸基濃度が高い方が好ましく、具体的には、水酸基濃度が 50 Oppm以上 120 Oppm以下であることが好ましい。部材中の水酸基濃度が 50 Oppm未満であると 19 Onm以上 250 nm以下の波長を有する光に対して光透過性が低下する傾向にあり、また、 1200 ppmを越えるとコンパクションを起こす傾向にある。また、下記式で表される水酸基濃度の分布：

(水酸基濃度の分布 [%]) = {(C_max-C_min) /C_max} 100

(式中、 c_max及び c_minはそれぞれ部材の所定の方向における水酸基濃度の最大値及び最小値を表す）

としては、 20%以下であることが好ましい。水酸基濃度の分布が 20%を越えると、前記光に対する透過率のばらつきが大きくなる傾向にある。

このように、 190 nm以上 250 nm以下の波長を有する光に対して部材全体にわたって高い光透過性を有する光学部材は、以下に示す方法により製造した石英ガラスを用いることによって初めて得られるものである。

すなわち、本発明にかかる石英ガラスの第一の製造方法は、直接法と呼ばれる

( a ) の方法：

( a ) ケィ素化合物を酸水素火炎中で加水分解し、得られたガラス微粒子をターゲッ卜に堆積させると同時に透明ガラス化を行い石英ガラスインゴットを得る方法、

において、多重管バ一ナを用いて、各管から噴出するガスの種類（原料、酸素又は水素）及びその噴出条件（流量、流速等）を適宜調節すると共に、前記夕一ゲットを、揺動幅がィンゴット直径の 1 0 %以上 3 5 %以下、揺動速度 1 0 0 mm / s θ c以下で摇動運動させるものである。揺動幅が 1 0 %未満であると得られる石英ガラスの水酸基濃度のばらつきが大きくなる傾向にあり、また、揺動幅が 3 5 %を越えるとインゴットの形成が困難になる傾向にある。更に、揺動速度が 1 0 O mm/ s e cを越えるとインゴッ卜の形成が困難となる傾向にある。なお、前記ターゲットの揺動運動の向きが反転するときに、その揺動速度は O mm/ s e cとなる。

ここで、前記第一の製造方法に使用する装置の一例を図 4に概略的に示す。石英ガラス製造装置 401において、石英製パーナ 407は多重管構造となっており、炉の上部からターゲット 405にその先端部 406を向けて設置されている。炉壁は炉枠 403及び耐火物 404により構成されており、観察用の窓（図示せず)、 I Rカメラ監視用窓 415、及び排気管 413に接続された排気口 412が設けられている。炉の下部にはィンゴヅト I G形成用の夕一ゲット 405が配設されており、夕一ゲヅト 405は支持軸 408 を介して炉の外にある X Yステージ（図示せず）に接続されている。支持軸 408 はモー夕により回転可能とされており、 X Yステ一ジは X軸サーボモ一夕及び Y軸サーボモー夕により X軸方向及び Y軸方向に二次元的に移動可能とされている。バ一ナ 407 の中央部に配置された管からはケィ素化合物及びキャリアガスが噴出されると共に、前記中央部に配置された管の周囲に配置された管からは酸素ガス及び水素ガスがそれぞれ所定の流量及び流速で噴出され、前記ケィ素化合物の酸化性火炎中での反応により石英ガラス微粒子が生成する。この石英ガラス微粒子を、揺動幅がインゴットの直径の 1 0〜 3 5 %、揺動速度が 1 0 0 mm/ s e c以下の条件で揺動する夕一ゲット 405上に堆積させ、これと同時に溶融 . ガラス化することによって、透明石英ガラスのインゴヅト I Gが得られる。このとき、インゴット I Gの上部は火炎に覆われており、インゴット上部の合成面の位置を常にバ一ナから等距離に保つように夕一ゲツトが Z方向に引き下げられる。次に、図 4における多重管構造を有するパーナの一例を図 5に概略的に示す。図 5のバーナは、

中心部に配置された第一の管 5 0 1と、

第一の管の周囲に同心円状に配置された第二の管 5 0 2と、

第二の管の周囲に同心円状に配置された第三の管 5 0 3と、

第三の管の周囲に同心円状に配置された第四の管 5 0 4と、

第四の管の外周と該第四の管の内周との間に配置された複数の第五の管 5 0 5 と、

第四の管の周囲に同心円状に配置された第六の管 5 0 6と、

該第四の管の外周と該第六の管の内周との間に配置された複数の第七の管 5 0 7と、

を備えたものである。ここで、原料がハロゲン化ケィ素の場合、第一の管 5 0 1 からは窒素、ヘリウム、酸素、水素等のキャリアガスで希釈されたハロゲン化ケィ素が噴出される。なお、前記ハロゲン化ケィ素が常温で液体の場合にはこれを加熱してガス化させ、また、常温で気体の場合はそのままマスフローコント口一ラを用いて流量制御して、それそれキャリアガスと共に第一の管 5 0 1に導入される。また、原料が有機ケィ素化合物の場合、マスフローコントローラで流量制御をしながらべ一パライザによりガス化した後、窒素、ヘリウム等のキャリアガスと共に第 1の管 501に導入される。ここで、ケィ素化合物の種類に応じて、酸素ガス又は水素ガスが第二の管 502から第七の管 507までの管の所定の管から所定の条件（流量、流速等）で噴出される。具体的には、ハロゲン化ケィ素を原料に用いた場合には、内側、すなわち第二の管 502から順に酸素、水素、水素、酸素、水素、酸素を噴出させることによって、本発明にかかる石英ガラスを好適に得ることができる。また、有機ケィ素化合物を原料に用いた場合には、内側、すなわち第二の管 502から順に水素、酸素、水素、酸素、水素、酸素を噴出させることによって、本発明にかかる石英ガラスを好適に得ることができる。なお、図 5においては、同心円上に配置された五重の管とそれらの管の間に配置された複数の細管とを備えたパーナについて説明したが、同心円上に配置された七重の管とそれらの管の間に配置された複数の細管とを備えたバ一ナを用いることによっても、本発明にかかる石英ガラスを好適に得ることができる。

なお、上記第一の製造方法においては、得られた石英ガラスに 2次処理、すなわち、 1500°C以上の高温条件下、石英ガラスを変形させる処理を行わないことが好ましい。 2次処理を行うと、得られる石英ガラスの透過率のばらつきが増大する傾向にある。

また、本発明の光学部材を 190 nm以下の波長を有する光と共に用いる場合には、前記部材中の水酸基濃度は 2 Op pm以下であることが好ましく、また、下記式で表される水酸基濃度の分布：

(水酸基濃度の分布 [%]) = {(C_max-C_min) /C_max} X100

(式中、 C_max及び C_minはそれそれ部材の所定の方向における水酸基濃度の最大値及び最小値を表す）

としては、 20%以下であることが好ましい。水酸基濃度の分布が 20%を越えると、前記光に対する透過率のばらつきが大きくなる傾向にある。水酸基濃度が 20 ppmを越えると水酸基に起因する吸収帯の影響により 19 Onm以下の波長を有する光に対して十分な光透過性が得られない傾向にあり、また、水酸基濃度の分布が 2 0 %を越えると部材の透過率の最大値と最小値との差が増大する傾向にめる。

このように、 1 9 0 nm以下の波長を有する光に対して部材全体にわたって高い光透過性を有する光学部材は、以下に示す方法により製造した石英ガラスを材料に用いることによって初めて得られるものである。 '

すなわち、本発明にかかる石英ガラスの第二の製造方法は、ス一ト法のうち V A D法と呼ばれる（b ) の方法：

( b )ケィ素化合物を酸水素火炎中で加水分解してガラス微粒子（スート）を得、前記ガラス微粒子をターゲット上に堆積させて多孔質ガラス（ス一ト体）を形成させて、得られた多孔質ガラスに脱水処理を施した後、これを軟化点（好ましくは融点）近傍以上の温度で透明化させて石英ガラスインゴットを得る方法、において、多重管構造を有するパーナを用いて、各管から噴出するガスの種類（原料、酸素又は水素）及びその噴出条件（流量、流速等）を適宜調節して石英ガラス微粒子を合成し、その石英ガラス微粒子から得られた多孔質ガラスに対して脱水処理の後に更にフッ素雰囲気処理（フッ素ド一プ処理）を行うものである。そして、第二の製造方法においては、石英ガラスを均等に加圧するいわゆる等圧プレス処理を行うことによって、含有されるフッ素濃度の分布を均一に保ったまま加圧成形される。なお、従来の V A D法によっても水酸基濃度の低い石英ガラスを得ることは可能であるが、この方法により得られる石英ガラス中に酸素欠乏型の欠陥（V o ) (≡S i— S i≡、ここで、 ≡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表す）が形成され、この欠陥に起因する 1 6 0 n m付近の吸収帯が発現する傾向にある。なお、前記第二の製造方法により得られた石英ガラスが 1 9 0 n m以下の波長を有する光に対して高い光透過性を有するのは、石英ガラス中に形成された酸素欠乏型の欠陥（≡S i— S i≡) が、フッ素のド —プにより≡ S i— Fで表される構造となるので、前記欠陥に起因する 1 6 0 η m付近の吸収帯の発現が抑制されるものと本発明者らは推察する。

ここで、前記第二の製造方法により得られた石英ガラスのフッ素含有量は 0. 5wt%以上であることが好ましく、また、フッ素含有量の分布は最大値と最小値との差が 1. 0wt%以下であることが好ましい。フッ素含有量が 0. 5wt% 未満であると厚さ 1 cm当たりの内部吸収が 5%/ cmを越える等十分な光透過性が得られない傾向にあり、また、フッ素含有量の分布において最大値と最小値との差が 1. 0wt%を越えると透過率のばらつきが増大する傾向にある。そして、フッ素含有量の分布が前記好適範囲を満たす石英ガラスを得るためには、前記等圧プレス処理における処理温度を 1 700°C以上 1800°C以下、処理時間を 30分以上 2時間以下で行うことが好ましい。処理温度が 1 Ί 00°C未満であると、処理時間が短い場合には変形処理が不十分となる傾向にあり、また、処理時間が長い場合にはガラスが失透する傾向にある。また、処理温度が 1800°C を越えると、ガラス内部で泡が発生したり、含有されるフッ素のガラス外部への拡散によりその分布が増大したりする傾向にある。更に、処理時間が 30分未満であると、石英ガラスの成形が不十分となると共に、フッ素含有量の分布の均一化が不十分となる傾向にある。更にまた、処理時間が 2時間を超えると石英ガラス中のフッ素の拡散が促進され、その結果フッ素含有量の低減やその分布のばらつきが生じる傾向にある。

上記第一の製造方法及び第二の製造方法において、原料に用いるケィ素化合物としては、へキサメチルジシロキサン（HMD S)、ォクタメチルシクロテトラシロキサン（OMCTS)、テトラメチルシクロテトラシロキサン（TMCTS) 等のシロキサン類、メチルトリメトキシシラン、テロラエトキシシラン、テトラメトキシシラン等のシラン類、等の有機ケィ素化合物； S i C l₄、 S i HC l 3等のケィ素の塩化物； S i F₄、 S i ₂F₆等のケィ素のフヅ化物；その他 S i H₄、 S i₂H₆等のケィ素化合物が挙げられる。これらのケィ素化合物の中でも、有機ケィ素化合物及びケィ素のフッ化物を用いることは、石英ガラスへの塩素の混入量が低減され、耐紫外線性の優れた石英ガラスが得られる傾向にあるので好ましい。

上記の方法により得られた石英ガラスには、必要に応じて熱処理、ァニール処理等が施される。そして、得られた石英ガラスを所望の形状に成形、切断し、所要の研磨、コーティングを施すことにより、レンズ、フォトマスク基板、回折光学素子（DOE)、光源用のエタロン板等の光学部材が得られる。

このようにして得られた石英ガラスからなる本発明の光学部材は、部材全体にわたり光透過性が高く耐紫外線性が良好なものであり、これを光学系のレンズやフォトマスク基板に用いた縮小投影露光装置を用いることによって、パターン転写工程において線幅ムラを生じることなく高い解像度が達成されるが、装置の解像度を更に向上させるためには、 250 nm以下の特定波長を有する光に対する前記部材の厚さ 1 cm当たりの内部吸収量が 5. 0%/cm以下であることが好ましく、 3. 0%/cm以下であることがより好ましい。厚さ l cm当たりの内部吸収量が 5. 0%/cmを越えると、光透過性が低下すると共に、光の吸収による発熱及びそれに伴う熱膨張が起こりやすい傾向にある。内部吸収量を測定する方法としては、具体的には、図 1に示す真空紫外用分光光度計を用いる方法が挙げられる。

また、本発明においては、 250 nm以下の特定波長を有する光に対する前記部材の厚さ 1 cm当たりの内部散乱量は 1. 0%/cm以下であることが好ましい。厚さ 1 cm当たりの内部散乱量が 1. 0%/cmを越える光学部材を用いると、パターン転写工程においてフレアやゴーストが起こり高い解像度が得られない傾向にある。なお、内部散乱量を測定する方法としては、具体的には、積分球を備えた散乱測定器を用いる方法、入射光に対して 90度の方向に散乱する光の光量を測定する方法等が挙げられる。

更に、本発明においては、前記部材の内部欠陥（インクル一ジョン、微視的不均質（micro inhomogeneity)、微小泡等）の最大径は 0. 5〃m以下であることが好ましい。内部欠陥の最大径が 0 . 5 Ai mを越える光学部材を用いると、パターン転写工程において内部欠陥の像が転写される傾向にある。内部吸収を測定する方法としては、具体的には、光学顕微鏡を用いる方法が挙げられる。

更にまた、本発明の光学部材においては、ナトリウム、アルミニウム、力リウム、カルシウム等の金属不純物の含有濃度が低いことが好ましく、具体的には金属不純物の含有濃度が 5 0 p p b以下であることが好ましい。金属不純物の含有濃度が 5 0 p p bを超えると、光に対する光学部材の透過率のばらつきが増加する傾向にある。また、前記金属不純物の中でも、ナトリウムの濃度は 1 0 p p b 以下であることが好ましく、また、アルミニウムの濃度は 2 0 p p b以下であることが好ましい。ナトリウムの濃度が 1 0 p p bを越えると光学部材の光透過性が著しく低下する傾向にあり、アルミニウム濃度が 2 0 p p bを越えると前記熱処理工程において内部欠陥が生じやすくなる傾向にある。以上の理由により、上記の石英ガラスの合成工程及び熱処理工程においては、これらの金属不純物を排除することが重要である。

次に、本発明の光学部材を用いた縮小投影露光装置の一例について説明する。図 6は反射屈折光学系を備えた投影露光装置の全体構成を示す概略模式図である。なお、図 6において投影光学系 2 6の光軸 A Xに平行に Z軸を、光軸 A Xに垂直な面内において図 6の紙面に平行に X軸を、紙面に垂直に Y軸を設定している。

図 6の投影露光装置は 2 5 0 n m以下の波長を有する照明光を供給するための光源 1 9を備えている。光源 1 9から射出された光は、照明光学系 2 0を介して所定のパターンが形成されたフォトマスク 2 1を均一に照明する。ここで、光源 1 9としては、 K r Fエキシマレ一ザ（2 4 8 n m)、 A r Fエキシマレ一ザ（ 1 9 3 n m), F ₂レーザ（ 1 5 7 n m) 等が挙げられる。

なお、光源 1 9から照明光学系 2 0までの光路には、必要に応じて光路を偏光するための 1つ又は複数の折り曲げミラ一が配置される。また、照明光学系 2 0 は、例えばフライアイレンズや内面反射型ィンテグレ一夕からなり所定のサイズ ·形状の面光源を形成するオプティカルィンテグレー夕や、フォトマスク 2 1 上での照明領域のサイズ ·形状を規定するための視野絞り、この視野絞りの像をマスク上へ投影する視野絞り結像光学系などの光学系を有する。更に、光源 1 9 と照明光学系 2 0との間の光路はケ一シング 3 2で密封されており、光源 1 9から照明光学系 2 0中の最もマスク側の光学部材までの空間は露光光の吸収率が低い不活性ガスで置換されている。

フォトマスク 2 1はマスクホルダ 2 2を介してマスクステージ 2 3上に X Y平面に平行に保持されている。フォトマスク 2 1には転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうち Y方向に沿って長辺を有し且つ X方向に沿つて短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。

マスクステージ 2 3はマスク面（X Y平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はマスク移動鏡 2 4を用いた干渉計 2 5によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。

フォトマスク 2 1に形成されたパターンからの光は、投影光学系 2 6を介して感光性基板であるウェハ 2 7上にマスクパターン像を形成する。ウェハ 2 7はゥェハホルダ 2 8を介してウェハステージ 2 9上に X Y平面に平行に保持されている。そして、フォトマスク 2 1上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハ 2 7上では Y方向に沿って長辺を有し且つ X方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン像が形成される。

ウェハステージ 2 9はウェハ面（XY平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウェハ移動鏡 3 0を用いた干渉計 3 1によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。

また、図 6の投影露光装置では、投影光学系 2 6の内部が気密状態を保つように構成され、投影光学系 2 6の内部の気体は不活性ガスで置換されている。

更に、照明光学系 2 0と投影光学系 2 6との間の狭い光路にはフォトマスク 2 1及びマスクステージ 2 3等が配置されているが、フォトマスク 2 1及びマスクステージ 2 3などを密封包囲するケ一シング 3 3の内部に不活性ガスが充填されている。

また、投影光学系 2 6とウェハ 2 7との間の狭い光路にはウェハ 2 7及びゥェハステージ 2 9などが配置されているが、ウェハ 2 7及びウェハステージ 2 9等を密封包囲するケ一シング 3 4の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されている。

このように、光源 1 9からウェハ 2 7までの光路の全体に亘つて露光光がほとんど吸収されることのない雰囲気が形成されている。

上述したように、投影光学系 2 6によって規定されるフォトマスク 2 1上の視野領域（照明領域）及びウェハ 2 7上の投影領域（露光領域）は、 X方向に沿つて短辺を有する矩形状である。したがって、駆動系及び干渉計（2 5、 3 1 ) 等を用いてフォトマスク 2 1及びウェハ 2 7の位置制御を行いながら、矩形状の露光領域及び照明領域の短辺方向すなわち X方向に沿ってマスクステージ 2 3とゥェハステージ 2 9とを、ひいてはフォトマスク 2 1とウェハ 2 7とを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハ 2 7上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウェハ 2 7の走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してマスクパターンが走査露光される。

図 4の装置において、照明光学系 2 0及び投影光学系 2 6を構成するレンズ部材、及びフォトマスク 2 1の材料には石英ガラス又はフヅ化カルシウム結晶が使用される。なお、投影光学系 2 6においてフッ化カルシウム結晶からなるレンズを用いるのは色収差を補正するためである。また、フォトマスク 2 1の形状について特に制限はなく、一般的には縦 6 0〜 2 0 0 mm、横 6 0〜 2 0 0 mm、厚さ l〜2 mmのもの、あるいは直径 1 0 0〜3 0 0 mm、厚さ l〜7 m mのものが使用される。ここで、照明光学系及び投影光学系を構成する石英ガラス製レンズ、及びフォトマスクの少なくとも一部が本発明の光学部材であることが好ましい。更に、照明光学及び投影光学系を構成する全ての石英ガラス製レンズが本発明の光学部材であることがより好ましく、また、フォトマスクが本発明の光学部材であることが好ましい。

図 7は図 6にかかる投影光学系 26のレンズ構成の一例を示す概略図である。図 7に示す投影光学系 26は、第 1物体としてのレチクル R側より順に、正のパワーの第 1レンズ群 G 1と、正のパワーの第 2レンズ群 G 2と、負のパワーの第 3レンズ群 G3と、正のパワーの第 4レンズ群 G4と、負のパワーの第 5レンズ群 G5と、正のパワーの第 6レンズ群 G 6とを有し、物体側（レチクル R側）及び像側（ウェハ W側）においてほぼテレセントリックとなっており、縮小倍率を有するものである。また、この投影光学系の N. A. は 0, 6、投影倍率が 1 /4である。

この投影光学系においては、 G 1〜G 6のレンズ群を構成するレンズのうち、 L45、 L46、 L63、 L65、 L66、 L 67の 6箇所には、色収差を補正する目的でフッ化カルシウム単結晶からなるものを用い、前記 6箇所以外のレンズには石英ガラスからなるものを用いる。ここで、 G 1〜G6のレンズ群を構成するレンズのうち L 45、 L46、 L63、 L 65、 L 66及び L 67を除くレンズの少なくとも一つに本発明の光学部材を用いることが好ましく、 L45、 L 46、 L 63、 L 65、 L 66及び L 67を除く全てのレンズに本発明の光学部材を用いることがより好ましい。

このように、 250 nm以下の波長を有する光に対する厚さ 1 cm当たりの透過率 [%/cm] の最大値と最小値との差が 2. 0%/ cm以下であるレンズを用いることによって、光学系全体の透過率が高水準に維持される。そして、投影光学系を構成する全ての石英ガラス製レンズが本発明の光学部材である場合には、光学系全体の透過率がより向上する。また、本発明の光学部材をフォトマスク基板に用いることによって、高い光透過性が達成されると共に前記基板の局所的な熱膨張が抑制される。従って、このような光学部材を備えた縮小投影露光装置を用いることにより、パターン転写工程における線幅ムラ（焼き付けムラ）を生じることなく高い解像度を達成することができる。

実施例

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例 1

図 5の多重管構造を有するバ一ナを備えた図 4の装置を用いて、直接法により石英ガラスの製造を行った。まず、パーナの中央部に配置された管からキャリアガスで希釈された四塩化ケィ素を噴出させると共に、その管の周囲に配置された管からは内側から順に酸素、水素、水素、酸素、水素、酸素を噴出させて、石英ガラス微粒子を合成した。ここで、酸素ガス及び水素ガスの噴出条件は表 1示す通りとした。なお、表 1においては、各管から噴出される水素ガスを、それぞれパーナの内側に配置された管から順に第一の水素ガス、第二の水素ガス、第三の水素ガスと表し、同様に、各管から噴出される酸素ガスを、それぞれパーナの内側に配置された管から順に第一の酸素ガス、第二の酸素ガス、第三の酸素ガスと表す（以下の実施例についても同じ）。この石英ガラス微粒子を、揺動幅が 8 0 mm、揺動速度が 2 0 mm/ s e c以下の条件で揺動する夕一ゲヅト 405上に堆積させ、これと同時に溶融 'ガラス化することによって、透明石英ガラスのィンゴットを得た。

原料原料の流量第-—の第- -の第二：の第二：の第三 Ξの第三三の tg/min] 水素酸素水素酸素水素酸素

流量流速流量流速流量流速流量流速流量流速流流速

(slm) (m/sec) (slm) (m/sec) (slm) (m/sec) (slm) (m/sec) (slm) (m/sec) (slm) (.m/sec) 実施例 1 SiCl₄ 30 75 53 22 23 150 6 44 13 300 3 132 5 実施例 6 SiF₄ 25 75 53 22 23 150 6 44 13 300 3 132 5 実施例 7 HMDS 15 50 52 43 30 120 5 72 20 300 3 132 5 実施例 8 OMCTS 10 50 52 43 30 140 6 72 20 300 3 132 5

to

〇

このような方法により得られた直径 260mmのィンゴットから、所望の厚さの部材を切り出して光学特性の測定用の試料を得た。なお、この試料については、熱処理及びァニール処理等の 2次処理を行わずに測定に用いた。

この試料について、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における厚さ 1 cm 当たりの透過率 [%/cm] の最大値と最小値との差、厚さ l cm当たりの内部吸収量及び内部散乱量、内部欠陥の最大径、金属不純物（Na、 Al、 K、 Mg、 Ca、 Ti、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni) 濃度、水酸基濃度及びその分布、フッ素濃度及びその分布を測定した。なお、透過率の最大値と最小値との差及び内部吸収量の測定には図 1の真空紫外用分光光度計を用い；内部散乱量の測定には積分球を備えた散乱測定器を用い；内部欠陥の最大径の測定には光学顕微鏡を用い；金属不純物濃度の測定には I CP— AES、 I CP— MS及び放射化分析装置を用い；水酸基濃度及びその分布は I R吸光法を用いた測定により 1380 nm及び 2730 nmの吸収ピークに基づいて算出した。また、透過率の最大値と最小値との差、内部吸収量及び内部散乱量の測定における測定波長は 193η mとした（以下、実施例 2〜13についても表 2に記載の測定波長においてこれらの測定を行った）。更に、水酸基濃度の分布は下記式：

(水酸基濃度の分布 [%]) = {(C_max-C_min) /C_max} X100

により算出した。

この試料についての光学特性の測定結果を表 2に示す。また、この試料の厚さ l cm当たりの透過率 [%/cm] を測定して得られた、試料の位置と透過率との相関関係を図 8 Aに示す。実施例 1においては、透過率の最大値と最小値との差が 2. 0 %/cm以下であることが確認された。また、この試料においては、内部吸収量が 5. 0 %/cm以下、内部散乱量が 1. 0 %/cm以下、内部欠陥の最大径が 0. 5 /m以下であった。更に、この試料の水酸基濃度は 800 p p m以上 1200 p pm以下の条件を満たし、その分布は 20 %以下であった。なお、表 2には示していないが、この各試料中の各金属の濃度は 10 p p b以下であり、また、金属濃度の総量は 50 ppb以下であった。

表 2

次に、この石英ガラスを所望のレンズ形状（ø 30〜30 Ommx t 1〜 10 Omm) に加工し、図 7の光学系を作製した。ここで、図 7中、 L45、 L46、 L 63、 L 65 L 66及び L 67にはフッ化カルシウム単結晶からなるレンズを用い、これらを除く全てのレンズに実施例 1の光学部材を用いた。そして、このような光学系を備えた図 6の縮小投影光学装置（ステヅパ）を作製し、 ArF エキシマレーザを光源に用いた場合の装置の結像性能を評価したところ、ラインアンドスペース 0. 15 /m以下で線幅ムラが見られず、良好な結像性能を有していることが確認された。

実施例 2

実施例 2においては、以下の手順で石英ガラスの製造を行った。

先ず、五重管パーナを用いて、パーナの中央部に配置された管からキャリアガスで希釈された四塩化ケィ素を噴出させると共に、その管の周囲に配置された管からは内側から順に酸素、水素、酸素、水素を噴出させて反応を行い、直径 15 Omm、長さ 50 Ommの石英ガラスス一ト体を得た。次に、得られたス一ト体を加熱炉に導入し、 1050° 塩素とヘリウムとの混合ガス雰囲気下で熱処理した後、更に 1250°C、四フヅ化ケィ素とヘリウムとの混合ガス雰囲気下で加熱処理を行った。そしてこのスート体を 1600。Cに加熱して透明化を行い、直径 70mm、長さ 26 Ommの石英ガラスを得た。この石英ガラスの両端を切り落として直径 70mm、長さ 20 Ommの形状にし、更に 1775 °Cで 1時間等圧プレス処理を行い直径 23 Ommに成形した後、得られた石英ガラスを切断、研磨して口 120〜： 180 mm x t 1/4インチ（6. 35 mm) のフォトマスク基板を得た。

この部材について、実施例 1と同様の方法により、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における厚さ 1/4インチ当たりの透過率 [%/ ( 1/4インチ）] の最大値と最小値との差、厚さ 1 cm当たりの内部吸収量及び内部散乱量、内部欠陥の最大径、金属不純物（Na、 Al、 K、 Mg、 Ca、 T i、 Cr、 Mn、 Fe、 Co, Ni) 濃度、水酸基濃度及びその分布を測定した。また、ラマン分光法によりフッ素濃度及びその分布を測定した。これらの結果を表 2に示す。また、実施例 2について、透過率の測定により得られた、試料の位置と透過率との相関関係を図 8Bに示す。実施例 2の試料においては、厚さ 1/4インチ当たりの透過率の最大値と最小値との差が 2. 0%Z ( 1/4インチ）以内であることが確認された。また、この試料においては、内部吸収量が 5. 0%以下、内部散乱量が 1. 0%以下、内部欠陥の最大径が 0. 5 /m以下であった。更に、この試料中の水酸基濃度は 20 ppm以下、その分布は 20%以下であった。更に、この試料のフッ素濃度は 2. 5wt%であり、その分布は最大値と最小値との差が 0. 4wt%であった。更にまた、表 2には示していないが、試料中の各金属の濃度は 1 Oppb以下であり、金属濃度の総量は 5 Oppb以下であった。次に、このフォトマスク基板を用いて、 F₂レーザを光源に用いた図 6の縮小投影光学装置（ステツパ）を作製し、その結像性能を確認したところ、ラインァンドスペース 0. 09 mで線幅ムラが見られず、良好な結像性能を有することが確認された。

実施例 3〜 5及び実施例 9〜 13

実施例 3〜 5及び実施例 9〜 13においては、実施例 2と同様の方法により石英ガラスの合成を行った。但し、実施例 3〜5、 13では四塩化ケィ素（S i C 1₄) を；実施例 9， 1 0では四フッ化ケィ素（S i F₄) を；実施例 1 1ではへキサメチルジシロキサン（HMDS) を；実施例 12ではォクタメチルシクロテトラシロキサン（OMCTS) を、それぞれ原料に用いた。また、実施例 3〜 5、 9, 10、 13においては、パーナの中央部に配置された管の周囲に配置された管からは内側から順に酸素、水素、酸素、水素を噴出させ、実施例 1 1 , 1 2においては、内側から順に水素、酸素、酸素、水素を噴出させた。なお、実施例 9については、フッ素雰囲気処理を行わなかった。

このようにして得られた実施例 3〜 5及び実施例 9〜 13のフォトマスク基板について、実施例 2と同様にして、透過率の最大値と最小値との差、内部吸収量、内部散乱量、内部欠陥の最大径、金属不純物濃度、水酸基濃度及びその分布、フッ素濃度及びその分布を測定した。その結果を表 2に示す。実施例 3〜5、 9〜 13の何れの試料においても、厚さ 1/4インチ当たりの透過率の変動幅が 2. 0%/ (1/4インチ）以内であることが確認された。また、これらの試料においては、何れも、内部吸収量が 5. 0%以下、内部欠陥の最大径が 0. 5//m以下であった。更に、これらの試料中の水酸基濃度は何れも 20 p pm以下、その分布は 20%以下であった。更にまた、表 2には示していないが、実施例 3〜 5、 9〜13の各試料中の各金属の濃度は 1 Oppb以下であり、また、それら金属濃度の総量が 50 p p bを越えるものはなかった。なお、これらの実施例全てにおいて内部散乱量が 1. 0%以下であった。また、フッ素雰囲気処理を施した実施例 3〜5、 10〜13の試料は石英ガラス全体にわたってフヅ素が均一にドープされているのに対し、フヅ素雰囲気処理を施さなかつた実施例 9では他の実施例に比べてフッ素濃度が低いことが確認された。実施例 9のフッ素濃度が低下したことは、石英ガラスの熱処理においてその表面付近のフッ素が拡散したことによるものと本発明者らは推察する。

次に、実施例 2と同様にして、それそれ実施例 3〜5、 10〜13で得られたフォトマスク基板を用いて、 F ₂レーザを光源に用いた図 6の縮小投影光学装置 (ステヅパ）を作製し、その結像性能を確認したところ、ラインアンドスペース 0. 09 mで線幅ムラが見られず、良好な結像性能を有することが確認された。

実施例 6〜 8

実施例 6〜 8においては、実施例 1と同様の方法により石英ガラスの製造を行つた。但し、但し、実施例 6においては、パーナの中央部に配置された管の周囲に配置された管からは内側から順に酸素、水素、水素、酸素、水素、酸素を噴出させ、実施例 7， 8においては、内側から順に水素、酸素、水素、酸素、水素、酸素を噴出させた。また、各実施例における酸素ガス及び水素ガスの噴出条件は表 1に示すとおりである。

そして、各実施例において得られた試料について、実施例 1と同様にして、透過率、内部吸収量、内部散乱量、内部欠陥の最大径、金属不純物濃度、水酸基濃度及びその分布を測定した。この測定結果を表 2に示す。実施例 6〜 8の試料においては、透過率の最大値と最小値との差が何れも 2. 0%/cm以下であることが確認された。また、これらの試料においては、何れも、内部吸収量が 5. 0% /cm以下、内部散乱量が 1. 0%/cm以下、内部欠陥の最大径が 0. 5 m 以下であった。更に、これらの試料の水酸基濃度は何れも 80 Oppm以上 12 O Oppm以下であり、その分布は 20%以下であった。更にまた、実施例 6のフッ素濃度は 0. 05wt%であり、その分布は最大値と最小値との差が 0. 0 lwt%以下であった。なお、表 2には示していないが、実施例 6〜 8の各試料中の各金属の濃度は 10 ppb以下であり、また、金属濃度の総量が 50 ppb を越えるものはなかった。

次に、実施例 1と同様にして、 L45、 L 46s L 63s L 65、 L 66及び L 67を除く全てのレンズが実施例 6〜 8の石英ガラスからなるもので構成された図 7の光学系をそれぞれ作製した。そして、この光学系を備えた縮小投影露光装置を作製し、 A rFエキシマレ一ザを光源に用いたステツバの結像性能を評価したところ、何れの装置においてもラインアンドスペース 0. 15 m以下で線幅ムラが見られず良好な結像性能を有していることが確認された。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明の光学部材は部材全体にわたって高い光透過率及び耐紫外線性を有するので、 250 nm以下の波長を有する光を利用した縮小投影露光装置に使用した場合に、パターン転写工程において線幅ムラ（焼き付けムラ）を生じることなく非常に高い解像度が達成される。

Claims

言青求の範囲

1. 250 nm以下の特定波長を有する光と共に使用される合成石英ガラス製光学部材であって、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 cm当たりの透過率 [%/cm]の最大値と最小値との差が 2. 0%/c m以下である合成石英ガラス製光学部材。

2. 190 nm以下の特定波長を有する光と共に使用される合成石英ガラス製光学部材であって、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1ノ4インチ当たりの透過率 [%/ ( 1 4インチ）] の最大値と最小値との差が 2. 0%/ (1/4インチ）以下である請求項 1に記載の光学部材。

3. 190 nm以上 250 nm以下の特定波長を有する光と共に使用される合成石英ガラス製光学部材であって、前記部材中の水酸基濃度が 50 Op pm以上 120 Oppm以下である請求項 1に記載の合成石英ガラス製光学部材。

4. 190 nm以下の特定波長を有する光と共に使用される合成石英ガラス製光学部材であって、前記部材中の水酸基濃度が 2 O ppm以下である請求項 1に記載の合成石英ガラス製光学部材。

5. 250 nm以下の特定波長を有する光に対する厚さ 1 cm当たりの内部吸収量 [%/cm] が 5. 0 %/cm以下である請求項 1に記載の合成石英ガラス製光学部材。

6. 250 nm以下の特定波長を有する光に対する厚さ 1 cm当たりの内部散乱量 [%/cm] が 1. 0 %/cm以下である請求項 1に記載の合成石英ガラス製光学部材。

7. 前記部材中の内部欠陥の最大径が 0. 5 m以下である請求項 1 に記載の合成石英ガラス製光学部材。

8. 前記部材がレンズである請求項 1に記載の合成石英ガラス製光学部材。

9. 前記部材がフォトマスクである請求項 1に記載の合成石英ガラス製光学部材。

10. 波長 250 nm以下の光を出射する露光光源と、パターン原像の形成されたフォトマスクと、前記光源から出力される光を前記フォトマスクに照射する照射光学系と、前記フォトマスクから出力されるパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系と、前記フォトマスクと前記感光性基板との位置合わせを行うァライメント（alignment)系と、を有する縮小投影露光装置であって、前記照射光学系を構成するレンズ、前記投影光学系を構成するレンズ及び前記フォトマスクのうち少なくとも一部が、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 cm当たりの透過率 [%/cm] の最大値と最小値との差が 2. 0 %/cm以下の合成石英ガラスからなるものである、縮小投影露光装置。

1 1. 前記照射光学系及び前記投影光学系を構成する全ての石英ガラス製レンズが、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ l cm当たりの透過率 [%/cm] の最大値と最小値との差が 2. 0 /cm 以下の合成石英ガラスからなるものである、請求項 10に記載の縮小投影露光装置。

12. 前記フォトマスクが、光軸に対して垂直な面内の所定の方向における前記光に対する厚さ 1 cm当たりの透過率 [%/cm] の最大値と最小値との差が 2. 0%/cm以下の合成石英ガラスからなるものである、請求項 10 に記載の縮小投影露光装置。