WO2003054590A1 - Materiau en cristal de fluorure pour un dispositif optique utilise pour un materiel photolithographique et son procede de fabrication - Google Patents

Materiau en cristal de fluorure pour un dispositif optique utilise pour un materiel photolithographique et son procede de fabrication Download PDF

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Shigeru Sakuma
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    • G03F7/70966—Birefringence

Definitions

  • the present invention relates to a fluoride crystal material for an optical element used in an optical lithography apparatus and a method for producing the same.
  • the present invention relates to a fluoride crystal material for an optical element used in an optical lithography apparatus, an optical element, and a method for producing the same, and more particularly to a wavelength of 200 nm or less, for example, a wavelength of 193 3171 or 15
  • the present invention relates to a fluoride crystal material for an optical element used in an optical lithography apparatus using light of 7 nm as a light source and a method for producing the same, and an optical element using the fluoride crystal material, an optical apparatus, and an optical lithography apparatus.
  • an optical lithography method is generally used.
  • the exposure wavelength gradually becomes shorter, followed by a projection exposure apparatus (stepper or scanner) using KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) as a light source, followed by an ArF excimer laser ( Projection exposure equipment with a wavelength of 193 nm) is also available.
  • KrF excimer laser wavelength: 248 nm
  • ArF excimer laser Projection exposure equipment with a wavelength of 193 nm
  • High imaging performance resolution, depth of focus
  • the resolution and depth of focus are determined by the wavelength ⁇ of the light used for exposure and the numerical aperture of the lens ⁇ ⁇ .
  • the focal depth two k 2 - represented by ⁇ / (1- (1- ⁇ ⁇ 2)).
  • k and k 2 are proportional constants.
  • the exposure wavelength is the same, the angle of the diffracted light increases as the pattern becomes finer, so that the diffracted light cannot be captured unless the NA of the lens is large. Also, the shorter the exposure wavelength, the smaller the angle of the diffracted light in the same pattern, so the NA of the lens can be small. From the above formula, to improve the resolution, it is necessary to increase the NA of the lens (increase the lens diameter) or shorten the exposure wavelength. From the above formula, it can be seen that it is more advantageous to increase the resolution while keeping the depth of focus deeper than to increase the NA.
  • the exposure light wavelength lambda, K r F excimer short ⁇ consists wavelength 2 4 8 nm single laser light to A r F wavelength 1 9 3 nm excimer laser light, more F 2 laser It is expected that the wavelength of light will be shortened to 157 nm.
  • the numerical aperture NA of the lens already exceeds 0.6 for the projection lens of the projection exposure apparatus that uses KrF excimer laser light as the light source, and the NA of the ArF excimer laser exceeds It has become. In the projection lens of the F 2 laser as the light source, but 0.7 is also expected to become higher.
  • the raw material can be used as it is as a powder, but in this case, a semi-molten product or a crushed product thereof is generally used because the volume decreases sharply when the powder is melted. Also, it is possible to reuse the crystal-grown block as a raw material of the calcium fluoride single crystal.
  • a method for producing calcium fluoride by the Bridgman method will be described. First, a crucible filled with a raw material of calcium fluoride is placed in the growing device, and the inside of the growing device is discharged. Air to be kept in a vacuum atmosphere of 1 0- 3 1 0- 4 P a .
  • the temperature in the growing apparatus is raised to a temperature equal to or higher than the melting point of calcium fluoride to melt the raw materials in the rutupo.
  • constant power output control or high-precision PID control is performed to minimize temporal fluctuations in the temperature inside the growing device.
  • the crucible is pulled down at a speed of about 0.15 mm / hour in the growth apparatus, so that the crystal is gradually crystallized from the lower part of the crucible.
  • the crystal growth is completed, and simple slow cooling is performed avoiding rapid cooling so that the grown crystal (ingot) does not crack.
  • the temperature inside the growing device has dropped to about room temperature, open the device to the atmosphere and remove the ingot.
  • a calcium fluoride single crystal used for a projection lens or the like of a projection exposure apparatus high uniformity is required, so that the ingot is subjected to simple annealing (heat treatment) as it is. Then, after being cut into an appropriate size as a lens material, annealing is further performed. After the completion of annealing, various characteristics for quality assurance are measured and selected. Lens materials that have passed quality assurance are subjected to spherical or aspherical polishing on the surface shape required for optical lenses, and then coated. The finished optical lenses are held one by one at the periphery by a metal or resin holding tool, and a plurality of lenses are adjusted and assembled in a container called a lens barrel to complete the projection lens.
  • fluoride crystals belonging to the equiaxed crystal system have a birefringence inherent to the crystal.
  • fluorinated lithium crystals in the crystal plane orientation where the maximum intrinsic birefringence appears, 3.4 nm / cm for light with a wavelength of 193 nm and 1 1 for light with a wavelength of 157 nm It is known that birefringence of 2 nm / cm is present (H. Burnett et al Phys. Rev. B64, 241102 (2001)).
  • the intrinsic birefringence depends on the traveling direction of light passing through the crystal and the polarization direction of the light. That is, depending on the direction of the transmitted light, there is a polarization direction (fast axis) where the refractive index is minimum and a polarization direction (slow axis) where the refractive index is maximum.
  • the advancing axis and the lagging axis are orthogonal.
  • the light When light is applied to the processed projection lens, the light passes through the optical axis (center axis of the lens) at the center of the lens, but enters the optical axis at a finite incident angle to the optical axis at the other parts. And is affected by birefringence. For example, there is almost no intrinsic birefringence for light that is perpendicularly incident on the ⁇ 111 ⁇ or ⁇ 100 ⁇ plane of the fluoride crystal, but light deviated from the perpendicular direction, that is, There is an inherent birefringence for incident light that is angled with respect to the vertical axis of the ⁇ 1 1 1 ⁇ plane or ⁇ 100 ⁇ plane.
  • the Strehl intensity is also called a point image intensity distribution, and is the ratio of the height of the highest point of the diffraction image of the lens having an aberration to the height of the peak of the aberration-free lens.
  • the Strehl bow angle is 1.0 for an aberration-free lens, and becomes a positive value smaller than 1 as the aberration increases.
  • the present inventor has disclosed, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-240798, a method for producing a fluorite single crystal having sufficiently small birefringence, which is used in an optical system for photolithography. I have. In this method, a fluorite single crystal produced by the Bridgman method is annealed according to a specific temperature schedule. However, this document does not heat the crystal in such a way that a specific heat distribution occurs. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a first object of the present invention is to provide a fluoride crystal material with reduced birefringence inherent to a fluoride crystal and a method for producing the same. It is to be.
  • the second object of the present invention is to use a short wavelength such as a vacuum ultraviolet region.
  • An object of the present invention is to provide an optical element having good imaging characteristics for light in a region, an optical device using the same, and an optical lithography apparatus.
  • a fluoride crystal material for an optical element used in an optical lithography apparatus, wherein a birefringence for a light source having a wavelength of about 157 nm is 2.
  • a fluoride crystal material for an optical element used in an optical lithography apparatus there is provided a fluoride crystal material for an optical element used in an optical lithography apparatus.
  • a fluoride crystal material characterized by having a maximum birefringence of 1.0 nm / cm or less for a light source having a wavelength of about 193 nm.
  • the crystalline material has a very low birefringence ⁇ suppressed even for light with a short wavelength of about 157 nm or about 193 ⁇ m, so good imaging characteristics can be obtained even with a short wavelength light source. Can be maintained.
  • the average value of the birefringence is 1.7 nm / cm or less for light having a wavelength of about 157 nm, and 0.8 nm for light having a wavelength of about 193001. / cm or less.
  • the fast axis (and the slow axis) of the refractive index of the fluoride crystal cut out in a disc shape from the ingot of the fluoride crystal is determined by actual measurement or calculation, and based on the characteristics thereof. It is obtained by generating internal stress in the fluoride crystal material so as to reduce the birefringence inherent in the crystal.
  • the fluoride crystal material for an optical element of the present invention is preferably a calcium fluoride crystal.
  • the light incidence surface of the calcium fluoride crystal may be a ⁇ 111 ⁇ plane, a ⁇ 110 ⁇ plane or a ⁇ 100 ⁇ plane.
  • internal stress is generated in the fluoride crystal material so as to reduce the amount of birefringence inherent to the fluoride crystal material.
  • This internal stress is It can be generated by pressing the above-mentioned fluoride crystal material from the outside or by heat-treating the fluoride crystal material. Further, the internal stress may be generated by both heat treatment of the fluoride crystal material and external pressure treatment.
  • an optical element formed of the fluoride crystal material of the present invention and an optical lithography apparatus including the optical element are ideal for short wavelength light source such as F 2 laser used for high resolution.
  • an optical apparatus used in an optical lithography apparatus is ideal for short wavelength light source such as F 2 laser used for high resolution.
  • the optical device of the present invention includes a pressing member that presses the lens to generate stress in the lens, birefringence of the lens is generated by generating stress inside the lens by pressing a specific direction of the lens. Can be reduced.
  • the maximum value of the birefringence for light having a wavelength of about 157 nm is less than 2.0 nm / cm within the effective diameter (light transmission area) of the lens.
  • the maximum value of the amount of birefringence for light having a wavelength of about 193 nm can be made to be 1.0 nm / cm or less within the effective diameter of the lens.
  • the pressing member since the pressing member is provided on the holder, it is possible to maintain the state where the pressing force is applied to the lens as long as the lens is held by the holder.
  • the pressing member includes a plurality of pressing portions (internal pressure generating members), and each pressing portion can press different positions on the lens outer periphery.
  • each pressing part has a rotationally symmetric position on the outer periphery of the lens, for example, twice, three times. It is desirable that the lens is provided on the holder so as to press the lens at the four-fold symmetric position. More specifically, every 30 ° (supported at 12 points), every 60 ° (supported at 6 points), every 120 ° (supported at three points), every 120 ° with respect to the center axis of the lens, Alternatively, a pressing portion can be provided on the holder corresponding to the position of 180 ° (two-point support).
  • the holder may be provided with a holding member for holding the lens separately from the pressing member, or the lens may be held by the pressing member.
  • the holding member When the holding member is provided on the holder, the holding member may be configured to hold the outer peripheral portion of the lens.
  • a fixing member for fixing the pressing portion on the holder in a state where each pressing portion presses the lens for example, a holding screw may be provided.
  • the holder if the holder is designed according to the purpose for which the lens is installed, it can be installed as it is.
  • the holder 1 may constitute a part of a lens barrel of a projection optical system used for optical lithography. This facilitates assembly of the projection optical system and adjustment of various characteristics of the lens.
  • an optical lithography apparatus comprising: a step of growing a fluoride crystal; and a heat treatment step of raising the temperature of the grown fluoride crystal, holding the crystal for a certain time, and then lowering the temperature.
  • a method for producing a fluoride crystal material for an optical element wherein the heat treatment step heats the fluoride crystal such that a non-uniform heat distribution is generated in the fluoride crystal.
  • a manufacturing method is provided. In the method for producing a fluoride crystal material of the present invention, the fluoride crystal is heated so that a non-uniform heat distribution is generated in the fluoride crystal. Internal stress (thermal stress) that cancels the amount of refraction can be generated.
  • the apparatus used for the heat treatment may use heat treatment furnace capable of providing a temperature distribution in the 3-fold symmetry and four-fold symmetry in the circumferential direction of the fluoride crystal material, heat treatment This can be achieved by arranging a heater at a desired symmetric position in the furnace or arranging a heat insulator, a reflector, a heat sink, etc. at a desired symmetric position.
  • heat treatment furnace capable of providing a temperature distribution in the 3-fold symmetry and four-fold symmetry in the circumferential direction of the fluoride crystal material
  • heat treatment This can be achieved by arranging a heater at a desired symmetric position in the furnace or arranging a heat insulator, a reflector, a heat sink, etc. at a desired symmetric position.
  • a fluoride crystal material cut out in a disk shape such that the ⁇ 111 ⁇ plane is the upper and lower surfaces of the lens, 120 ° in the circumferential direction with respect to the vertical axis of the disk-shaped fluoride crystal material.
  • each has its own birefringence peak. That is, the distribution of the birefringence amount has a distribution shape symmetrical three times in the circumferential direction with respect to the vertical axis of the disc-shaped fluoride crystal material. Birefringence hardly occurs when light is incident from the same direction as the vertical axis. However, when this fluoride crystal material is used as a lens, ⁇ 11 1 ⁇ Intrinsic birefringence occurs in directions other than the plane direction. Therefore, for a fluoride crystal material that is cut into a disk shape so that the ⁇ 111 ⁇ plane becomes the upper and lower surfaces, a temperature distribution that is three-fold symmetrical in the circumferential direction with respect to the central axis of the fluoride crystal material is obtained.
  • an optical lithography apparatus comprising: a step of growing a fluoride crystal; and a heat treatment step of raising the temperature of the grown fluoride crystal, holding the crystal for a certain time, and then lowering the temperature.
  • the method for producing a fluoride crystal material for an optical element comprising a step of partially pressing the fluoride crystal so that an internal stress is generated in the fluoride crystal subjected to the heat treatment step.
  • a method for producing a fluoride crystal material is provided. As in the method according to the fifth aspect of the present invention, heat treatment is performed in a state where a pressing force is applied to the outer periphery of the fluoride crystal material, and the external stress is removed after the heat treatment, whereby the internal stress of the fluoride crystal material is reduced. May be generated.
  • the pressing force applied to the outer periphery may be non-uniform in the circumferential direction with respect to the central axis of the fluoride crystal material, for example, a pressing force such as three-fold symmetry or four-fold symmetry in the circumferential direction with respect to the central axis.
  • a fluoride crystal is held by applying a partial pressing force to the fluoride crystal using a holder provided with a pressing member, and the holder holding the fluoride crystal is subjected to a heat treatment step. it can.
  • FIG. 1 shows an optical element holding the calcium fluoride crystal described in Example 1
  • FIG. 1 (a) is a plan view
  • FIG. 1 (b) is a broken line A 1— in FIG. 1 (a).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view in the A1 direction.
  • FIG. 2 shows a method of holding the calcium fluoride crystal when measuring the birefringence of the calcium fluoride crystal described in Example 1
  • FIG. 2 (a) is a plan view
  • FIG. 2 (b) is a diagram
  • FIG. 2 (a) is a cross-sectional view in the direction of dashed line A2-A2.
  • FIG. 3 shows a method for measuring the birefringence of the calcium fluoride crystal described in Example 1 with respect to oblique incident light.
  • FIG. 4 shows an optical element holding the calcium fluoride crystal described in Example 2
  • FIG. 4 (a) is a plan view
  • FIG. 4 (b) is a broken line A 3— in FIG. 4 (a).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view in the A3 direction.
  • FIG. 5 shows a method of holding the calcium fluoride crystal when measuring the birefringence of the calcium fluoride crystal described in Example 2
  • FIG. 5 (a) is a plan view
  • FIG. 5 (b) is a diagram
  • 5 (a) is a cross-sectional view in the direction of dashed line A4--A4.
  • FIG. 6 shows an optical element holding the calcium fluoride crystal described in Example 3
  • FIG. 6 (a) is a plan view
  • FIG. 6 (b) is a broken line A 5— in FIG. 6 (a).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view in the A5 direction.
  • FIG. 7 shows a method of holding the calcium fluoride crystal when measuring the birefringence of the calcium fluoride crystal described in Example 3,
  • FIG. 7 (a) is a plan view
  • FIG. 7 (b) is a diagram.
  • FIG. 7 (a) is a cross-sectional view taken along a broken line A6-A6 in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the configuration of a heat treatment furnace when annealing a calcium fluoride crystal in which the upper and lower surfaces of the flat plate described in Example 4 are ⁇ 111 ⁇ planes.
  • FIG. 9 shows a method of retaining calcium fluoride crystals during the heat treatment described in Example 5, FIG. 9 (a) is a plan view, and FIG. 9 (b) is a broken line A in FIG. 9 (a).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view in the 7_A7 direction.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram showing the entire structure of an optical lithography apparatus. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIGS. 1A and 1B show an optical element (optical apparatus) used in lithography manufactured in Example 1.
  • the optical element 110 manufactured in this example has a lens 111, a cylindrical holder 111, three holding members 111, and three The internal stress generating member (pressing member) is composed of 115.
  • the lens 111 is a disc-shaped uneven lens made of calcium fluoride crystal, and the optical axis (center axis) 117 of the lens 111 is approximately the same as the [111] axis of the calcium fluoride crystal. I agree.
  • “substantially coincide” means that the optical axis is ⁇ 3 with respect to the specified axis of the crystal. It indicates that they match within blueness.
  • a convex portion 111a is formed in a circumferential direction on a side wall 111b of the outer periphery of the lens 111.
  • the lens 111 is held in the holder 114 by a holding member 116 provided on the cylindrical holder 114.
  • three holding members 116 are provided on the holder 114, and are provided at intervals of about 120 ° in the circumferential direction of the holder 114.
  • the holding member 1 16b is an arm 1 16b extending from the inside of the inner peripheral wall of the holder 114 toward the center of the holder 1 and a holding portion provided at the tip thereof. (Recess) 1 16 a.
  • the grip portion 116a has a structure for sandwiching the upper and lower surfaces of the convex portion 111a formed on the outer peripheral side wall of the lens 111a.
  • the lens 1 1 1 is held coaxially with the center axis of the holder 1 1 4 by sandwiching the convex 1 1 1 a on the outer periphery of the lens 1 1 1 1 with the holding section 1 1 6 a of the holding member 1 1 6. ing.
  • the holding member 116 and the internal stress generating member 115 are provided at positions that do not overlap with each other in the circumferential direction.
  • the holder 111 is provided with three internal stress generating members (pressing portions) 115 for generating internal stress in the lens 111.
  • This member 1 15 is divided into a rod 1 15 a movably inserted into a through hole 1 14 a penetrating the wall of the holder 1 14 and a lens-side end of the rod 1 15 a.
  • the position of rod 1 1 5a with respect to holder 1 1 1 4 is fixed by screw 1 1 4c inserted into screw hole 1 1 4b formed in holder 1 1 4 pressing rod 1 1 5a.
  • the internal stress-generating member 115 is 30 in the circumferential direction of the holder 114 from the [—110] axis 111 perpendicular to the lens center axis 117 ([111] axis).
  • the internal stress generating member 1 15 is applied by applying a pressing force 113 toward the lens center axis 117 to the end of the load 1 115 a located outside the holder of the internal stress generating member 115.
  • the elastic member 1 1 5c presses the outer peripheral wall 1 1 1 b of the lens 1 1 1 and the center axis of the lens 1 1 1 from the outside of the holder 1 1 4 in the radial direction.
  • a pressing force 1 1 3 is applied toward 1 1 7.
  • a calcium fluoride crystal used for the lens 111 was grown by a Bridgman method, and was manufactured by removing a thermal strain through a heat treatment step.
  • a columnar calcium fluoride crystal having a diameter of 25 Omm was prepared.
  • FIGS. 2 (a) and (b) show a state in which a calcium fluoride crystal material is mounted on a holder 124 for measuring birefringence.
  • the holder 124 has the same structure as the holder 114 shown in FIG. 1 except that no holding member is provided. As shown in FIG. 2 (a), the calcium fluoride crystal material 121 is arranged coaxially with the center axis of the holder 124, and the [ ⁇ 110] axis 122 of the calcium fluoride crystal material 121 is arranged.
  • the birefringence amount was reduced by externally applying a pressing force of about 50 N / cm 2 to the calcium fluoride crystal material 121.
  • the amount of birefringence was measured by changing the pressing force in the same manner as described above, and it was found that the amount of birefringence was minimized when the pressing force was about 50 N / cm 2 .
  • the intrinsic birefringence is the most efficient due to stress birefringence. ⁇ Canceled. Are offset, reducing the total birefringence of the material.
  • the measurement light 13 emitted from the light source 13 4 holds the calcium fluoride crystal material 121 in the holder 124 with the internal stress generating member 125.
  • the birefringence of the obliquely incident light was measured by detecting the transmitted light with the detector 1336 tilted with respect to 5.
  • the inclination angles of the calcium fluoride crystal material 121 were set to 30 ° and 45 ° with respect to the incident direction of the measuring light 135. Note that the measurement was performed while moving the light irradiation position at an interval of 15 ° in a circumferential shape having a radius of 10 O mm in the in-plane region of the calcium fluoride crystal material 121. The measurement results are shown in Table 1B. Table 1 B
  • the lens 111 was held coaxially with the central axis of the holder 114 by three holding members 111 provided on the holder 114.
  • the pressing member 1 15 c of each internal stress generating member 1 15 provided on the holder 1 1 4 is pressed against the side wall 1 1 1 b formed on the outer periphery of the lens 1 1 1, Apply a pressing force 1 1 3 vertically to the center axis 1 1 7 of the lens 1 1 1 1
  • a compressive stress was generated in the lens 1 1 1.
  • Air pressure was used for the pressing force 1 13 and the pressure value was 50 ⁇ 5 N / cm 2 .
  • the optical device for lithography 110 of Example 1 was produced.
  • FIGS. 4A and 4B show the optical element for lithography manufactured in Example 2.
  • the optical element 210 manufactured in this example includes a lens 21 K, a cylindrical holder 214, four holding members 216, and two internal stress generating members 215. It is composed of In this example, the central axis 217 of the lens 221 is set to the [110] axis of the calcium fluoride crystal. Further, as shown in FIG. 4A, four holding members 216 are provided at intervals of about 90 ° in the circumferential direction of the holder 214, and the internal stress generating member 215 is orthogonal to the center axis 217 of the lens.
  • the configuration was the same as that of Example 1 except that the holder was provided at 0 ° and 180 ° in the circumferential direction of the holder 114 from the —110 ⁇ axis 212. However, as shown in FIG. 4A, the four holding members 216 and the two internal stress generating members 215 are provided at positions that do not overlap with each other.
  • a method for manufacturing the optical element for lithography 210 manufactured in this example will be described. First, in the same manner as in Example 1, a calcium fluoride crystal used for the lens 211 is grown by the Bridgman method, and a heat treatment step is performed to remove thermal strain, thereby forming a columnar calcium fluoride crystal having a diameter of 250 mm. Produced.
  • a disc-shaped material was cut out from the prepared calcium fluoride crystal ingot such that the [110] axis of the crystal substantially coincided with the central axis 217 of the lens 211, and the [110] axis was obtained.
  • the [ ⁇ 110] axis direction orthogonal to the above was found by X-ray diffraction.
  • the cut disk-shaped calcium fluoride crystal material is placed in a holder for birefringence measurement. Attached to. This is shown in Figure 5.
  • the holder 224 has the same structure as the holder 224 shown in FIG. 4 except that the holding member 216 is not provided.
  • the holder 2 2 4 When the calcium fluoride crystal material 2 2 1 is mounted on the holder 2 2 4 for measuring birefringence, the holder 2 2 4 is moved from the [-11 0] axis 2 2 2 of the calcium fluoride crystal material 2 2 1.
  • Internal stress generating members 2 25 provided at 0 ° and 180 ° in the circumferential direction of the bearing apply a pressing force 2 23 of about 50 Ncm 2 from two directions toward the central axis 2 27 from two directions.
  • the calcium fluoride crystal material 221 was held by the internal stress generating member 225 while being applied perpendicularly to the central axis 227.
  • the measurement was carried out by moving the light irradiation position every 5 mm in the radial direction and every 30 ° in the circumferential direction in the in-plane region from the center of the calcium fluoride crystal material 222 to the outermost periphery.
  • Table 2 shows the maximum and average measured values. For comparison, the birefringence when no pressing force is applied to the calcium fluoride crystal material 221 is also shown.
  • the calcium fluoride crystal material 221 was once removed from the holder 224 and ground and polished so as to have a predetermined lens shape. .
  • the side wall of the lens outer periphery is held by the holding member 2 14 with the lens 2 11 and pressed by the pressing member 2 15 c of the internal stress generating member 2 15 as shown in Fig. 4 (b).
  • a convex portion 211a was formed.
  • the processed lens was mounted on a holder 124 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • the lens 211 was held coaxially with the center axis of the holder -214 by the four holding members 216 provided on the holder 214.
  • a pressing member 215 c of each internal stress generating member 215 provided on the holder 214 is pressed against a side wall portion 211 b of an outer periphery of the lens 211, and is pressed against a central axis 217 of the lens 211.
  • a compressive stress was generated in the lens 211 by applying a pressing force 213 toward the center and perpendicular to the central axis 217. Air pressure was used for the pressing force 213, and the pressure value was 50 ⁇ 5 N / cm 2 .
  • the lithographic optical element 210 of Example 2 was produced.
  • FIG. 6 shows the optical element for lithography manufactured in Example 3.
  • the optical element 310 manufactured in this example includes a lens 311, a cylindrical holder 314, four holding members 316, and four internal stress generating members 315.
  • the central axis 317 of the lens 321 was the [100] axis of the calcium fluoride crystal.
  • four holding members 316 are provided at intervals of about 90 ° in the circumferential direction of the holder 314, and the internal stress generating member 315 is connected to the center axis 317 of the lens. Cross the [001] 0 from the axis 312 in the circumferential direction of the holder 1314. , 90.
  • the four holding members 316 and the four internal stress generating members 315 are provided at positions that do not overlap each other.
  • a method of manufacturing the optical element 310 for lithography manufactured in this example will be described.
  • a calcium fluoride crystal used for the lens 311 was grown by the Bridgman method, and a heat treatment step was performed to remove thermal strain to obtain a columnar calcium fluoride crystal having a diameter of 25 Omm.
  • a heat treatment step was performed to remove thermal strain to obtain a columnar calcium fluoride crystal having a diameter of 25 Omm.
  • the [100] axis of the crystal was obtained from the ingot of the calcium fluoride crystal.
  • the disc-shaped material was cut out so as to substantially coincide with the central axis 3 17, and the [00 1] axis direction 3 12 orthogonal to the [100] axis was found by X-ray diffraction.
  • the cut-out disk-shaped calcium fluoride crystal material was mounted on a holder for birefringence measurement. This is shown in FIG.
  • the holder 324 has the same structure as the holder 314 shown in FIG. 6 except that the holding member 316 is not provided.
  • the calcium fluoride crystal material 32 1 is mounted on the holder 324 for birefringence measurement, 0 ° in the circumferential direction of the holder 1 24 from the [00 1:] axis 322 of the calcium fluoride crystal material 32 1.
  • Table 3 The results are shown in Table 3 below.
  • the measurement was performed by moving the light irradiation position every 5 mm in the radial direction and every 30 ° in the circumferential direction in the in-plane region from the center of the calcium fluoride crystal material 321 to the outermost periphery.
  • Table 3 shows the maximum and average measured values.
  • the birefringence when no pressing force is applied to the calcium fluoride crystal material 321 is also shown.
  • the crystal material 3221 was once removed from the holder 3224 and was ground and polished so as to have a predetermined lens shape. As shown in FIG. 6B, the side wall of the lens outer peripheral portion holds the lens 311 with the holding member 316 and the convex portion 3 so that the pressing member 315c can press the lens 311. Formed 1 1a.
  • the processed lens was mounted on a holder 13 14 as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). At that time, the lens 311 was held coaxially with the center axis of the holder 13 14 by four holding members 3 16 provided on the holder 13 14.
  • each internal stress generating member 3 15 is pressed against the outer peripheral side wall 3 1 1 b of the lens 3 11, and is moved toward the central axis 3 17 of the lens 3 1 1.
  • a compressive stress was generated in the lens 311 by applying a pressing force 313 vertically to the central axis 3117. Air pressure was used for the pressing force 3 13, and the pressure value was 50 ⁇ 5 N / cm 2 .
  • the optical element for lithography 310 of Example 3 was produced.
  • the birefringence of the lens 311 in the optical element 310 manufactured by the above manufacturing method was measured by the same method as the above-described birefringence measurement method. As a result, almost the same results as in Table 3 were obtained.
  • the cut-out disk-shaped material of each calcium fluoride crystal was put into a heat treatment apparatus shown in FIG. 8 and heat-treated to generate internal stress in the calcium fluoride crystal.
  • the center of the cylindrical heat treatment device 40 is The formed container 42 is arranged, and an airtight stainless steel container 43 is provided around the container 42. Outside the stainless steel container 43, an alumina heat insulating material 44 and a heater 45 are arranged, respectively.
  • Alumina insulation material 44 is oriented in the circumferential direction 120 ° so that heat can be distributed three times circumferentially from the center of the container 42 (48) from the heat source 45. It is divided and installed for each.
  • the heater 45 may be any heater as long as it can raise the temperature inside the heat treatment apparatus to 1200 ° C.
  • a resistance heating element made of an alloy of nickel and chromium is used as a coil. It was used in a roll.
  • a heat insulating material 46 and an outer frame 47 are provided outside the heater 45.
  • the calcium fluoride crystal material 41 whose upper and lower surfaces were ⁇ 111 ⁇ planes was cut into the container 42 of the heat treatment apparatus 40. In the calcium fluoride crystal material 41 whose upper and lower surfaces are the ⁇ 111 ⁇ planes, there is a unique birefringence peak at every 120 ° around the center axis in the circumferential direction. I do.
  • the calcium fluoride crystal material with the upper and lower surfaces of the disc material being ⁇ 100 ⁇ planes
  • a temperature distribution that is four-fold symmetrical in the circumferential direction with respect to the central axis of the calcium fluoride crystal material is given.
  • Alumina insulation was placed in the space (not shown).
  • the fluoride fluoride crystal material having the ⁇ 111 ⁇ , ⁇ 110 ⁇ , and ⁇ 100 ⁇ planes on the upper and lower surfaces of the disc material is subjected to a heat treatment adapted to the respective birefringence distributions.
  • the stainless steel container 43 was evacuated with an oil rotary pump together with an appropriate amount of ammonium hydrogen fluoride. After sealing the container 43, a heat treatment process of raising, holding, and lowering the temperature was performed. In this example, the following temperature control schedule was adopted for the heat treatment. First, the temperature is raised from 0 ° C to 150 ° C at a rate of 5 CTCZh, and is maintained at 150 ° C for 50 hours. 0212928
  • Example 4 the same manner as in Example 1, using D 2 lamp as the light source, the birefringence measured by birefringence measurement apparatus. The measurement was performed at approximately 280 measurement points in the in-plane region of each calcium fluoride crystal material within a diameter of 21 Omm. Table 4 shows the results. Table 4 shows the maximum and average measured values. From Table 4, it can be seen that the birefringence of each of the crystal materials is sufficiently suppressed with respect to light having wavelengths of 193 nm and 157 nm. Table 4
  • FIG. 9 As shown in FIG. 9, as shown in FIG. 9, as shown in FIG. 9, after being wound around a graphite kit 516, it is placed in a cylindrical holder 514, and an internal stress generating portion provided in the holder 514 is provided. A pressing force was applied from the outside to the central axis of the calcium fluoride crystal material 511 from the outside toward the central axis of the calcium fluoride crystal material 511, thereby generating internal stress in the calcium fluoride crystal.
  • the internal stress generating members 515 provided at the positions of 50 ° and 270 ° press the calcium fluoride crystal material 51 1 from the outside in the semi-monstrous direction toward the central axis 517 to form the calcium fluoride crystal material 51 1 A three-fold symmetrical compressive stress was generated at the time.
  • the pressing force was about 50 N / cm 2 .
  • the calcium fluoride crystal material 51 1 in a state where compressive stress is generated in each internal stress generating member 51 5 is put into the heat treatment apparatus together with the holder 51 4, and the center axis 51 7 of the calcium fluoride crystal material 51 1 is
  • the heat treatment was performed so as to be uniformly heated in the circumferential direction.
  • the temperature control schedule of the heat treatment is as follows: first, the temperature is increased at a rate of 50 ° C / h from 0 ° C to 1050 ° C, and the temperature is maintained at 1050 ° C for 50 hours.
  • a calcium fluoride crystal material is mounted on a holder, that is, a holder in which an internal stress generating member is provided diametrically opposed, and an internal stress is generated in the calcium fluoride crystal material, and heat treatment is performed in this state. went.
  • the temperature control schedule was the same as for the disk material with the upper and lower surfaces being ⁇ 1 1 1 ⁇ surfaces.
  • the center axis of the calcium fluoride crystal material is A calcium fluoride crystal material is mounted on a holder to which a pressing force symmetrical four times in the circumferential direction is applied, that is, a holder provided with internal stress generating members at a rotation angle interval of 90 °.
  • the temperature control schedule was the same as for the disk material with the upper and lower surfaces being ⁇ 111 ⁇ surfaces.
  • the calcium fluoride crystal material was removed from the holder, and the outer periphery of the calcium fluoride crystal material was ground at a pressure of about 2 mm.
  • Light having wavelengths of 193 nm and 157 nm was irradiated in the direction of the central axis of the fluorinated calcium fluoride crystal material after grinding to measure the birefringence of the calcium fluoride crystal material, respectively.
  • the measurement was performed in the in-plane area of 21 O mm in diameter from the center of the calcium fluoride crystal material, moving the measurement points every 5 mm in the radial direction and every 30 ° in the circumferential direction, and a total of about 280 Went in point.
  • Table 5 shows the results.
  • Table 5 shows the maximum and average measured values.
  • Table 5 shows that the amount of birefringence was sufficiently suppressed for all crystal materials.
  • Embodiments 1 to 3 have described examples in which the holding member for holding the lens in the optical element and the internal stress generating member for generating the internal stress in the lens are separate.
  • the holding member may have an internal stress generating function, and the holding and pressing of the lens may be performed only by the holding member.
  • the holder can be provided with a screw for allowing the arm of the holding member to move through the wall surface of the holder and for fixing the arm after pressing.
  • the holding member can be omitted from the holder by supporting the lens with the internal stress generating member.
  • calcium fluoride crystals were used as the lens forming material, but the present invention is not limited to this.
  • a fluoride crystal belonging to an equiaxed crystal system such as barium fluoride and sodium fluoride
  • the fluoride crystal material is cut into a disc shape from the ingot, the ⁇ 111 ⁇ , ⁇ 110 ⁇ , and ⁇ 100 ⁇ faces of the fluoride crystal are discs.
  • cutting out the upper and lower surfaces has been described, cutting may be performed on surfaces other than these.
  • FIG. 10 shows, as an example of an optical lithography apparatus, an exposure apparatus provided with a projection optical system accommodating the fluoride crystal lens manufactured in Example 1 above.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of an exposure apparatus 10 for photolithography using an F 2 laser as a light source.
  • 100 is F 2 laser-light source (center wavelength of 157.6 nm)
  • IL is illumination optical system
  • PL projection optical system
  • R is reticle
  • W silicon to be reduced and projected. Wafer.
  • the light emitted from the light source 100 illuminates the reticle R on which the predetermined pattern is formed with uniform illuminance via the illumination optical system IL.
  • the optical path between the light source 100 and the illumination optical system IL is sealed by casing (not shown), and the space from the light source 100 to the lens closest to the reticle of the illumination optical system IL is:
  • An inert gas having a low absorptance of exposure light is filled.
  • Reticle R is held on reticle stage RS via reticle holder RH so as to be parallel to the XY plane.
  • the reticle R has a pattern to be transferred onto the wafer W. In the entire pattern area, a rectangular (slit) area having a short side along the X direction and a long side along the Y direction is illuminated.
  • the reticle stage RS can move two-dimensionally along the reticle plane (that is, the XY plane), and its position coordinates are measured and controlled by a reticle interferometer RIF using a reticle moving mirror RM.
  • the light passing through the pattern formed on the reticle R forms a reticle pattern image on the wafer W as a photosensitive substrate via the projection optical system PL.
  • Wafer W is held on wafer stage WS via wafer table WT so as to be parallel to the XY plane.
  • the wafer stage WS has a rectangular exposure area having a short side along the X direction on the wafer W and a long side along the Y direction, and a rectangular illumination area on the reticle R.
  • the position coordinates of the wafer table WT are measured and controlled by the wafer interferometer WIF using the wafer moving mirror WM.
  • the interior of the projection optical system P is configured to maintain an airtight state, and the interior space is filled with an inert gas.
  • the optical elements 110a, 110b, and 110c with holders manufactured in Example 1 project the respective holders.
  • Optical system Installed by mounting on the lens barrel of PL. In a narrow optical path between the illumination optical system IL and the projection optical system PL, a reticle R and a reticle stage RS are arranged.
  • the inside of a casing (not shown) that hermetically surrounds the reticle R and the reticle stage RS is filled with an inert gas.
  • an atmosphere in which the exposure light is hardly absorbed is formed over the entire optical path from the light source 100 to the wafer W.
  • the illumination area on the reticle R and the exposure area on the reticle W illuminated via the projection optical system PL have a rectangular shape having a short side along the X direction. Therefore, while controlling the position of the reticle R and the wafer W using a drive system and an interferometer (RIF, WIF), etc., the reticle stage RS along the short side direction of the rectangular illumination area and the exposure area, ie, along the X direction.
  • RIF interferometer
  • the wafer stage WS and the wafer stage synchronously By moving (scanning) the wafer stage WS and the wafer stage synchronously, it has a width on the wafer W equal to the long side of the exposure area and a length corresponding to the amount of movement (scanning) of the wafer W.
  • the reticle pattern is scan-exposed to the region having. P02 12928
  • the exposure apparatus having such a configuration, it is possible to realize an optical lithography capable of obtaining a fine and clear pattern.
  • the optical elements 110a, 110b and 110c with holders manufactured in Example 1 are directly mounted on the barrel of the projection optical system PL as shown in FIG. This makes it possible to assemble the projection optical system while maintaining good imaging characteristics of the lens.
  • the imaging characteristics of the projection optical system can be controlled by adjusting the stress generating member provided on the holder, which is advantageous in terms of maintenance.
  • the details of the structure of the exposure apparatus that can be used for the lens made of the fluoride crystal manufactured in the above-mentioned embodiment not only for the lens for the projection optical system but also for various lenses used in the illumination optical system are described in, for example, US Pat. 4 0, 4 4 1 B 1 and 6, 3 9 1, 5 0 3 B 2, and where permitted by national laws or regulations of the designated or elected country of the international application, these The content of the US patent is incorporated herein by reference.
  • fluoride crystal material and the optical device (optical element) of the present invention it is possible to minimize the influence of the intrinsic birefringence of the fluoride crystal on the optical performance.
  • fluoride crystal material for example, when using a projection exposure apparatus, in particular A r F laser or F 2 laser as a projection lens material for use in a projection exposure apparatus whose light source, to improve the Strehl value And high-resolution exposure.
  • the optical device of the present invention since the imaging characteristics of the lens are adjusted by the holder, the work of assembling the lens and the adjustment and maintenance of the optical characteristics are facilitated.

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Description

明細書 光リソグラフィ一装置に用いられる光学素子用のフッ化物結晶材料及びその製造方 法 技術分野
本発明は、 光リソグラフィ一装置に用いられる光学素子用のフッ化物結晶材料及 び光学素子並びにそれらの製造方法に関し、 特に、 波長 2 0 0 n m以下、 例えば波 長 1 9 3 门 171または1 5 7 n mの光を光源として用いる光リソグラフィ一装置に用 いられる光学素子用のフッ化物結晶材料及びその製造方法、 並びにフッ化物結晶材 料を用いた光学素子、 光学装置及び光リソグラフィ一装置に関する。 技術背景
近年における V L S Iは、 高集積化、 高機能化が進行し、 ウェハ上の微細加工技 術が要求されている。 その加工方法として、 光リソグラフィ一による方法が一般的 に行われている。 現在では、 露光波長もしだいに短波長となり、 K r Fエキシマレ —ザ光 （波長 2 4 8 n m ) を光源とする投影露光装置 （ステッパーやスキャナー） に続いて、 A r Fエキシマレ一ザ光 （波長 1 9 3 n m ) を光源とする投影露光装置 も巿 ·¾Ιこ登 してし、る。 光リソグラフィ一技術の要である投影露光装置の投影レンズには、 高い結像性能 (解像度、 焦点深度） が要求されている。解像度と焦点深度は、 露光に用いる光の 波長 λとレンズの開口数 Ν Αにより決まり、 解像度 =！^ ■ 人/ N A、 焦点深度二 k 2 - λ/ ( 1— ( 1— Ν Α 2 )) で表される。 ここで、 k，及び k 2は比例定数で ある。 露光波長久が同一の場合には、 細かいパターンほど回折光の角度が大きくな るので、 レンズの N Aが大きくなければ回折光を取り込めなくなる。 また、 露光波 長入が短いほど、 同一パターンにおける回折光の角度は小さくなるので、 レンズの N Aは小さくて済む。 上式より、 解像度を向上させるためには、 レンズの N Aを大きくする （レンズを 大口径化する） か、 あるいは露光波長人を短くすればよい。特に焦点深度を深く し たまま解像度を上げるには、 N Aを大きくするよりも久を小さくするぼうが有利で あることが上式から分る。 それゆえ、 光リソグラフィ一で更なる微細加工を実現す るために、 光源の波長を短〈する試みがなされている。 光の短波長化に関して、 露 光波長 λは、 K r Fエキシマレ一ザ光の波長 2 4 8 n mから A r Fエキシマレーザ 光の波長 1 9 3 n mへと短〈なり、 さらには F 2レーザ光の波長 1 5 7 n mへと短 波長化が進むと予想されている。 一方、 レンズの大口径化に関して、 レンズの開口数 N Aは K r Fエキシマレーザ 光を光源とする投影露光装置の投影レンズですでに 0 . 6を越え、 A r Fエキシマ レーザではそれ以上の N Aとなっている。 F 2レーザを光源とする投影レンズでは、 が0 . 7以上になることも予想される。
2 5 0 n m以下の光源波長に対する光リソグラフィ一投影レンズに用いられる光 学材料は非常に少なく、 主にフヅ化カルシウム結晶と石英ガラスの 2種類が用いら れる。 また、 F 2レーザ光に対する光リソグラフィ一投影レンズでは、 もはや石英 ガラスは使用が困難と予想され、 フヅ化カルシウム結晶が有望視されている。 フヅ化カルシウム単結晶は、 一般にブリッジマン法 （ストツクバ—ガ法、 ルツボ 降下法とも呼ばれる） により製造される。 紫外域または真空紫外域において使用さ れるフッ化カルシウム単結晶の場合、 原料として天然の蛍石は使用せず、 化学合成 により作製された高純度原料を使用することが一般的である。 原料は粉末のまま使 用することも可能であるが、この場合、粉末が溶融した時の体積減少が激しいため、 一般に半溶融品やその粉砕品が用いられる。 また、 フッ化カルシウム単結晶の原料 として、 結晶成長させたブロックを再利用することも可能である。 ここで、 ブリッジマン法によるフッ化カルシウムの製造方法を説明する。 まず、 育成装置の中にフッ化カルシウムの原料を充填したルツボを置き、 育成装置内を排 気して 1 0— 3 1 0— 4 P aの真空雰囲気に保持する。次に、育成装置内の温度をフ ッ化カルシウムの融点以上まで上昇させてルツポ内の原料を溶融する。 この際、 育 成装置内温度の時間的変動を最小限に抑えるために、 定電力出力による制御または 高精度な P I D制御を行う。 結晶育成段階では、育成装置内でルツボを 0 · 1 5 m m/時間程度の速度で引 き下げることにより、 ルツボの下部から徐々に結晶化させる。融液最上部まで結晶 化したところで結晶育成は終了し、育成した結晶（インゴッ ト）が割れないように、 急冷を避けて簡単な徐冷を行う。育成装置内の温度が室温程度まで下がったところ で、 装置を大気開放してインゴットを取り出す。 投影露光装置の投影レンズなどに用いられるフヅ化カルシウム単結晶の場合には、 高均質性が要求されるので、 インゴヅ卜はそのまま簡単なァニール （熱処理） が行 われる。 そして、 レンズ素材として、適当な大きさに切断加工された後、 さらにァ ニールが行われる。 ァニール終了後に、 品質保証のための諸特性が測定されて選別 される。品質保証に合格したレンズ素材は、 光学レンズとして必要な表面形状に球 面研磨または非球面研磨が行われ、 コーティング処理が施される。 こうして仕上が つた光学レンズは、 1枚ずつ、 周辺を金属または樹脂製の保持用工具によって保持 され、鏡筒と呼ばれる容器に複数枚のレンズが調整されて組み込まれ、投影レンズ が完成する。 ところで、等軸晶系に属するフヅ化物結晶（フヅ化カルシウム、フッ化バリウム、 フッ化ストロンチウムなど） には結晶固有の複屈折が存在する。例えば、 フッ化力 ルシゥム結晶の場合、 最大の固有複屈折が現れる結晶面方位において、波長 1 9 3 n mの光に対して 3 . 4 n m/ c m 波長 1 5 7 n mの光に対して 1 1 . 2 n m/ c mの複屈折がそれぞれ存在することが知られている（ . H. Burnett et al Phys. Rev. B64, 241102(2001 ) )。 その固有の複屈折量は結晶を透過する光の進行方向及 び光の偏光方向に依存する。即ち、透過光の方向に応じて、屈折率が最小となる偏 光方向（進相軸）及び屈折率が最大となる偏光方向（遅相軸）が存在する。 ここで、 進ネ目軸と遅ネ目軸は直交する。 固有の複屈折を有するフッ化物結晶材料を用いて光リソグラフィ—投影レンズを 作製する場合、 フッ化物結晶材料を円板状に加工した後、 光学設計に応じて表面を 球面研磨または非球面研磨する。 その加工された投影レンズに光を照射すると、 レ ンズの中心では光は光軸 （レンズの中心軸） を通るが、 その他の部分では光軸に対 して有限の大きさの入射角で入射して複屈折の影響を受ける。例えば、 フッ化物結 晶の { 1 1 1 }面や { 1 0 0 }面に垂直に入射される光に対しては固有の複屈折は ほとんど存在しないが、垂直方向からずれた光、即ち、 { 1 1 1 }面や { 1 0 0 }面 の垂直軸に対して角度を持った入射光に対しては固有の複屈折が存在する。 それゆえ、波長が 2 0 0 n m以下、 例えば、波長が 1 9 3 n mまたは 1 5 7 n m である光をフッ化物結晶で作製された光リソグラフィ一用投影レンズに入射させる と、 フッ化物結晶における固有の複屈折によりストレール強度が低下して、結像性 能が悪化するという問題があった。 ここで、 ストレール強度とは点像強度分布とも 呼ばれ、収差のあるレンズの回折像最高点の高さと、 無収差レンズの山の高さとの 比である。 ストレール弓虽度は、 無収差レンズで 1 . 0となり、収差が大きいほど 1 より小さい正の値となる。 本発明者は、 特開平 1 1—2 4 0 7 9 8号公報において、光リソグラフィ一用の 光学系に使用される、複屈折が十分に小さい蛍石単結晶を製造する方法を開示して いる。 この方法では、 ブリッジマン法で製造した蛍石単結晶を特定の温度スケジュ —ルに従ってァニール処理している。 しかしながら、 この文献では特定の熱分布が 発生するような方法で結晶を加熱してはいない。 発明の開示
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、本発明の 第 1の目的はフッ化物結晶固有の複屈折が低減されたフッ化物結晶材料及びその製 造方法を提供することである。本発明の第 2の目的は、真空紫外域のような短波長 領域の光に対して良好な結像特性を有する光学素子並びにそれを用いた光学装置及 び光リソグラフィ一装置を提供することにある。 本発明の第 1の態様に従えば、光リソグラフィ一装置に用いられる光学素子用の フッ化物結晶材料であって、波長が約 1 57 nmである光源に対する複屈折量が、 最大値で 2. 0 n m/c m以下であることを特徴とするフッ化物結晶材料が提供さ れ o 本発明の第 2態様に従えば、 光リソグラフィ一装置に用いられる光学素子用のフ ッ化物結晶材料であって、波長が約 1 93 nmである光源に対する複屈折量が、 最 大値で 1. 0 nm/cm以下であることを特徴とするフッ化物結晶材料が提供され ο 本発明の光学素子用フッ化物結晶材料は、 波長が約 1 57 nmまたは約 1 93 η mの短波長の光に対しても複屈折量が極めて低 <抑制されているので、短波長光源 を用いても良好な結像特性を維持することができる。後述の実施例から分るように 複屈折量の平均値は、波長約 1 57 n mの光に対して 1. 7 n m/c m以下であり、 波長約 1 93001の光に対して0. 8 nm/cm以下を達成している。 このような フッ化物結晶材料は、 フッ化物結晶のインゴヅ卜から円板状に切り出したフッ化物 結晶の屈折率の進相軸 （及び遅相軸） を実測あるいは計算で求め、 その特性に基づ いて結晶固有の複屈折を低減させるようにフッ化物結晶材料内に内部応力を発生さ せることで得られる。 本発明の光学素子用フッ化物結晶材料は、 フッ化カルシウム結晶であることが好 ましい。 この場合、 フヅ化カルシウム結晶の光入射面は {1 1 1 }面、 {1 1 0}面 または {1 00}面にし得る。 本発明の光学素子用フッ化物結晶材料では、 フッ化物結晶材料固有の複屈折量を 低減させるように該フッ化物結晶材料内に内部応力が生じている。この内部応力は、 上記フッ化物結晶材料を外部から押圧することにより、 または、 フッ化物結晶材料 を熱処理することにより生じさせ得る。 さらに、 内部応力はフッ化物結晶材料の熱 処理及び外部からの加圧処理の両方により生じさせてもよい。 本発明では、 本発明のフッ化物結晶材料で形成された光学素子及びこの光学素子 を備える光リソグラフィ一装置もまた提供される。 これらの光学素子及び光リソグ ラフィ一装置は、高解像度のために用いられる F 2レーザなどの短波長光源に最適 である。 本発明の第 3の態様に従えば、 光リソグラフィ一装置に用いられる光学装置であ つて、
フッ化物結晶材料で形成されたレンズと；
上記レンズを保持するホルダ一と；
上記ホルダーに取り付けられた押圧部材であって、 レンズ内に応力を発生させる ためにレンズを押圧する押圧部材と；を備える光学装置が提供される。 本発明の光学装置はレンズ内に応力を発生させるためにレンズを押圧する押圧部 材を備えるので、 レンズの特定の方位を押圧することでレンズ内部に応力を発生さ せてレンズの複屈折を低減させることができる。例えば、 レンズをフッ化カルシゥ 厶結晶から構成した場合、 波長約 1 5 7 n mの光に対する複屈折量の最大値が上記 レンズの有効径 （光透過領域） 内で 2 . O n m/ c m以下、 あるいは波長約 1 9 3 n mの光に対する複屈折量の最大値が上記レンズの有効径内で 1 . 0 n m/ c m以 下にすることができる。 また、本発明の光学装置では、押圧部材はホルダ一に設け られているので、 レンズがホルダーに保持されている限り、 レンズに押圧力をかけ た状態を維持することができる。 上記押圧部材が複数の押圧部 （内部圧力発生部材） を備え、各押圧部が上記レン ズ外周の異なる位置を押圧し得る。 フッ化物結晶材料の複屈折が現れる面方位を考 慮すると、 各押圧部が上記レンズの外周の回転対称位置、 例えば、 2回、 3回及び 4回対称位置でレンズを押圧するようにホルダ一に設けることが望ましい。 より具 体的には、レンズの中心軸に対して、周方向に 3 0 ° 毎（1 2点支持）、 6 0 ° 毎（6 点支持)、 1 2 0 ° 毎 （3点支持)、 あるいは 1 8 0 ° ( 2点支持） の位置に対応す るホルダ一上に押圧部を設けることができる。 ホルダーには、押圧部材とは別にレ ンズを保持する保持部材を設けてもよく、 または、押圧部材によりレンズを保持さ せてもよい。保持部材をホルダーに設ける場合に、保持部材はレンズの外周部を把 持するように構成し得る。 各押圧部がレンズを押圧している状態で押圧部をホルダ一上に固定するための固 定部材、例えば、押さえ螺子を備え得る。 また、 ホルダーを、 レンズが設置される 用途に応じて設計しておけばそのまま設置が可能となる。例えば、上記ホルダ一を、 光リソグラフィ一に用いられる投影光学系の鏡筒の一部を構成するようにしてもよ い。 こうすることで投影光学系の組立及びレンズの諸特性の調整が容易となる。 本発明の第 4の態様に従えば、 フッ化物結晶を成長させる工程と成長させたフッ 化物結晶を昇温して一定時間保持した後に降温する熱処理工程とを含む、 光リソグ ラフィ一装置に用いられる光学素子用のフッ化物結晶材料の製造方法において、 上記熱処理工程で、 フッ化物結晶内に不均一な熱分布が発生するようにフッ化物 結晶を加熱することを特徴とするフッ化物結晶材料の製造方法が提供される。 本発明のフッ化物結晶材料の製造方法では、 フッ化物結晶内に不均一な熱分布が 発生するようにフッ化物結晶を加熱するので、 昇温時または降温時に、 上記フッ化 物結晶固有の複屈折量を打ち消すような内部応力 （熱応力） を発生させることがで きる。熱処理に用いる装置としては、 例えば、 フッ化物結晶材料の中心軸に対して 周方向に 3回対称や 4回対称の温度分布を与えることのできる熱処理炉を用い得る t これらの温度分布は、熱処理炉内で所望の対称位置にヒータを配置したり、断熱材、 反射板や放熱板などを所望の対称位置に配置することで、 実現することが可能であ る o 例えば、 { 1 1 1 }面がレンズの上下面となるように円板状に切り出したフッ化物 結晶材料では、 円板状のフッ化物結晶材料の垂直軸に対して周方向に 1 2 0 ° 毎に 固有の複屈折量のピークが存在する。即ち、複屈折量の分布が円板状のフッ化物結 晶材料の垂直軸に対して周方向に 3回対称の分布形状を有する。光が垂直軸と同じ 方向から入射する場合には複屈折はほとんど発生しないが、 このフッ化物結晶材料 をレンズとして使用した際には垂直軸に対して斜めから入射する光に対して { 1 1 1 }面方向以外の方向の固有の複屈折が発生する。そこで、 { 1 1 1 }面を上下面と なるように円板状に切り出したフッ化物結晶材料に対して、 フッ化物結晶材料の中 心軸に対して周方向に 3回対称の温度分布を与えることのできる熱処理炉を用意し、 その中心にフッ化物結晶材料を配置して熱処理を行うと、 { 1 1 1 }面を上下面とし て円板状に切り出したフッ化物結晶材料内にその中心軸に対して周方向に不均一 ( 3回対称） な内部応力を発生させることができる。 これによりフッ化物結晶材料 の斜入射光に対する固有の複屈折を低下させてフッ化物結晶全体の複屈折量を低減 することができる。 本発明の第 5の態様に従えば、 フッ化物結晶を成長させる工程と成長させたフッ 化物結晶を昇温して一定時間保持した後に降温する熱処理工程とを含む、 光リソグ ラフィ一装置に用いられる光学素子用のフッ化物結晶材料の製造方法において、 上記熱処理工程に施されるフッ化物結晶に内部応力が発生するように、 フッ化物 結晶を部分的に押圧する工程を含むことを特徴とするフッ化物結晶材料の製造方法 が提供される。 本発明の第 5の態様に従う方法のように、 フッ化物結晶材料の外周に押圧力を加 えた状態で熱処理を行い、熱処理終了後にその外部応力を取り除くことにより、 フ ッ化物結晶材料に内部応力を発生させても良い。 この外周に加える押圧力は、 フッ 化物結晶材料の中心軸に対して周方向に不均一、例えば中心軸に対して周方向に 3 回対称、 4回対称などの押圧力を加えても良い。 この方法では、例えば、 押圧部材 が設けられたホルダーを用いてフッ化物結晶に部分的に押圧力をかけてフッ化物結 晶を保持し、フッ化物結晶を保持したホルダーを熱処理工程に供することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、実施例 1に記載のフッ化カルシウム結晶を保持した光学素子を示し、 図 1 (a) は平面図であり、 図 1 (b) は図 1 (a) 中の破線 A 1— A 1方向の断面 図である。
図 2は、実施例 1に記載のフッ化カルシウム結晶の複屈折を測定する際のフッ化 カルシウム結晶の保持方法を示し、 図 2 (a) は平面図であり、 図 2 (b) は図 2 (a) 中の破線 A 2— A 2方向の断面図である。
図 3は、実施例 1に記載のフッ化カルシウム結晶の斜入射光に対する複屈折の測 定方法を示す。
図 4は、実施例 2に記載のフッ化カルシウム結晶を保持した光学素子を示し、 図 4 (a) は平面図であり、 図 4 (b) は図 4 (a) 中の破線 A 3— A 3方向の断面 図である。
図 5は、実施例 2に記載のフッ化カルシウム結晶の複屈折を測定する際のフッ化 カルシウム結晶の保持方法を示し、 図 5 (a) は平面図であり、 図 5 (b) は図 5 (a) 中の破線 A 4— A 4方向の断面図である。
図 6は、実施例 3に記載のフッ化カルシウム結晶を保持した光学素子を示し、 図 6 (a) は平面図であり、 図 6 (b) は図 6 (a) 中の破線 A 5— A 5方向の断面 図である。
図 7は、実施例 3に記載のフッ化カルシゥム結晶の複屈折を測定する際のフッ化 カルシウム結晶の保持方法を示し、 図 7 (a) は平面図であり、 図 7 (b) は図 7 (a) 中の破線 A 6—A 6方向の断面図である。
図 8は、実施例 4に記載の平板の上下面が {1 1 1 }面であるフッ化カルシウム 結晶をァニールする際の熱処理炉の構成断面図である。
図 9は、実施例 5に記載の熱処理時のフヅ化カルシウム結晶の保持方法を示し、 図 9 (a) は平面図であり、 図 9 (b) は図 9 (a) 中の破線 A 7 _ A 7方向の断 面図である。
図 1 0は、 光リソグラフィ一装置の全体構造を表す概念図である。 発明を実施する最良の実施形態
実施例 1
図 1 ( a )及び （b ) に、実施例 1で作製したリソグラフィ一に用いられる光学 素子（光学装置）を示す。この例で作製した光学素子 1 1 0は、図 1 ( a )及び（b ) に示すように、 レンズ 1 1 1、 円筒状のホルダー 1 1 4、 3つの保持部材 1 1 6及 び 3つの内部応力発生部材（押圧部材） 1 1 5で構成される。 レンズ 1 1 1はフヅ化カルシウム結晶で形成された円盤状の凹凸レンズであり、 レンズ 1 1 1の光軸 （中心軸） 1 1 7はフッ化カルシウム結晶の [ 1 1 1 ]軸と概 ね一致している。ここで、 「概ね一致」とは、光軸が結晶の指定の軸に対して ± 3。 以内の青度で一致していることを表している。 レンズ 1 1 1の外周の側壁 1 1 1 b は、 図 1 ( b ) に示すように、 凸部 1 1 1 aが周方向に形成されている。 レンズ 1 1 1は、 円筒状のホルダ一 1 1 4に設けられた保持部材 1 1 6によりホ ルダー 1 1 4内に保持される。保持部材 1 1 6は、 図 1 ( a ) に示すように、 ホル ダ一 1 1 4に 3つ設けられ、 ホルダ一 1 1 4の周方向に約 1 2 0 °間隔で設けられ ている。 図 1 ( b ) に示すように、保持部材 1 1 6はホルダー 1 1 4の内周壁内部 からホルダ一の中心に向かって延在するアーム 1 1 6 bとその先端に設けられたの 把持部 （凹部） 1 1 6 aとを有する。把持部 1 1 6 aはレンズ 1 1 1の外周の側壁 に形成された凸部 1 1 1 aの上下面を挾み込む構造を有する。保持部材 1 1 6の把 持部 1 1 6 aでレンズ 1 1 1の外周の凸部 1 1 1 aを挟み込むことにより、 レンズ 1 1 1をホルダー 1 1 4の中心軸と同軸上に保持している。 ただし、 図 1 ( a ) に 示すように、保持部材 1 1 6と内部応力発生部材 1 1 5とは周方向に互いに重なら ない位置に設けられている。 ホルダー 1 1 4には、 レンズ 1 1 1に内部応力を発生させるための 3つの内部応 力発生部材（押圧部） 1 1 5が設けられている。 この部材 1 1 5は、 ホルダ一 1 1 4の壁面を貫通する貫通穴 1 1 4 a内に移動可能に挿入されたロッド 1 1 5 aと、 ロッド 1 1 5 aのレンズ側端部が分岐してできたァ一厶 1 1 5 bと、 アーム 1 1 5 bの先端に取り付けられた円盤状の弾性部材 1 1 5 cとを備える。 ロッド 1 1 5 a のホルダ一 1 1 4に対する位置はホルダ— 1 14に形成されたねじ穴 1 1 4bに挿 入されるねじ 1 1 4 cがロッド 1 1 5 aを押圧することで固定される。 内部応力発 生部材 1 1 5は、 レンズの中心軸 1 1 7 ([1 1 1 ]軸） と直交する [—1 1 0]軸 1 1 2からホルダ一 1 14の周方向に 30。 、 1 50°及び 270°の位置に設け られている。 内部応力発生部材 1 1 5のロヅド 1 1 5 aのホルダ一外側に位置する 端部に、 レンズ中心軸 1 1 7に向かって押圧力 1 1 3を加えることによって、 内部 応力発生部材 1 1 5の弾性部材 1 1 5 cは、 図 1 (b) に示すように、 レンズ 1 1 1の外周壁面 1 1 1 bを押圧し、 ホルダー 1 1 4の半径方向外側からレンズ 1 1 1 の中心軸 1 1 7に向かって押圧力 1 1 3が加えられる。 レンズ 1 1 1内に内部応力 を発生させる際、 レンズ 1 1 1の材料であるフッ化カルシウム結晶固有の複屈折を 低減させるように、 各内部応力発生部材 1 1 5から加えられる圧力をそれぞれ調整 する。 以下に、 リソグラフィー用光学素子 1 1 0の作製方法について説明する。 まず、 レンズ 1 1 1に用いられるフヅ化カルシウム結晶を、 ブリッジマン法によって成長 させ、 熱処理工程を経て熱歪を除去することにより作製した。 この例では直径 25 Ommの円柱状のフッ化カルシウム結晶を作製した。次いで、 作製したフッ化カル シゥ厶結晶のインゴヅ卜から、 フッ化カルシウム結晶の [1 1 1 ]軸がレンズの中 心軸と概ね一致するように円板状素材を切り出した。切り出した円板状素材につい て、 [1 1 1 ]軸と直交する [— 1 1 0]軸方向を X線回折により見出した。 次に、 採取した円板状のフッ化カルシウム結晶素材を複屈折測定用のホルダ一に 装着してフッ化カルシウム結晶素材の複屈折量を測定した。 図 2 (a)及び （b) にフッ化カルシウム結晶素材を複屈折測定用のホルダ一 1 24に装着した様子を示 した。 ホルダー 1 24は保持部材を設けていない以外は、 図 1に示したホルダ一 1 1 4と同様な構造を有する。 図 2 (a) に示すように、 フヅ化カルシウム結晶素材 1 21をホルダー 1 24の中心軸と同軸上に配置して、 フッ化カルシウム結晶素材 1 21の [― 1 1 0]軸 1 22からホルダ一 1 24の周方向に 30°、 1 50°及 び 2 7 0 ° の位置に設けられた内部応力発生部材 1 2 5で 3方向からそれぞれ約 5 0 NZ c m 2の押圧力 1 2 3をフヅ化カルシウム結晶素材 1 2 1の半径方向外側 から中心軸 1 2 7に向かって中心軸 1 2 7に垂直に加えながらフッ化カルシウム結 晶素材 1 2 1を内部応力発生部材 1 2 5により保持した。
3つの内部応力発生部材 1 2 5により保持され且つ加圧されたフッ化カルシウム 結晶素材 1 2 1に、波長が 1 9 3 n m及び 1 5 7 n mである光をそれぞれ中心軸 1 2 7に平行に照射して、 フッ化カルシウム結晶素材 1 2 1の複屈折量を測定した。 この例では、光源に D 2ランプを用い、複屈折量は複屈折測定装置により測定した。 その結果を下記表 1 Aに示した。 なお、 測定はフッ化カルシウム結晶素材 1 2 1の 中心から最外周までの面内領域で半径方向に 5 m m毎及び円周方向に 3 0 ° 毎に 光照射位置を移動して測定した。表 1 Aには、測定値の最大値と平均値を示した。 また、 比較のために、 フッ化カルシウム結晶素材 1 2 1に押圧力を加えない場合の 複屈折量も記載した。 表 1 A
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表 1 Aから明らかなように、 フッ化カルシウム結晶素材 1 2 1に外部から約 5 0 N/ c m 2の押圧力を加えることにより複屈折量が低減されることが分った。なお、 押圧力を変更して上記と同様にして複屈折量を測定したところ、 押圧力が約 5 0 N / c m 2のときに複屈折量が最小になることが分った。すなわち、 押圧力が約 5 0 N / c m 2のときに固有複屈折が応力複屈折によつて最も効率よ〈相殺されている c このように、応力による複屈折を加えることにより、 固有複屈折が相殺されて素材 のトータルの複屈折が小さくなる。 そうすると、 入射光の互いに直交して振動する 2つの偏光成分の光路差が小さくなるので、 その結果として、 ス卜レール強度が上 がり、 1に近づく。 ストレール強度が 1に近づくほど結像特性が良〈なるので、 こ の実施例により得られた素材を用いることにより結像特性の優れた光学素子を製造 することができる。 また、 この例では、 図 3に示すように、 フッ化カルシウム結晶素材 1 2 1を内部 応力発生部材 1 2 5でホルダー 1 2 4に保持したまま、 光源 1 3 4から射出した測 定光 1 3 5に対して傾け、 透過光を検出器 1 3 6で検出することで斜入射光に対す る複屈折の測定を行った。 フッ化カルシウム結晶素材 1 2 1の傾斜角は測定光 1 3 5の入射方向に対して 3 0 ° 及び 4 5 ° とした。 なお、 測定は、 フッ化カルシウム 結晶素材 1 2 1の面内領域で半径 1 0 O m mの円周状を 1 5 ° 間隔で光照射位置 を移動しながら測定した。 測定結果を表 1 Bに示した。 表 1 B
Figure imgf000015_0001
フッ化カルシウム結晶素材 1 2 1の複屈折量を測定した後、 フッ化カルシウム結 晶素材 1 2 1を一旦ホルダ一 1 2 4から取り外し、所定のレンズ形状になるように、 研削及び研磨を行った。 なお、 取り外す前に、 結晶軸の方位とホルダ一との相対位 置関係について研削及び研磨後のレンズ取り付けのために記録しておいた。研削の 際、 レンズ外周部の側壁には、 図 1 ( b ) に示すような凸部 1 1 1 aが形成される ようにした。 次いで、 加工されたレンズを、 図 1 ( a ) 及び （b ) に示すようなホ ルダー 1 1 4に、 前記記録した相対位置関係を維持しつつ装着した。 その際、 ホル ダ— 1 1 4に設けられた 3つの保持部材 1 1 6でレンズ 1 1 1をホルダー 1 1 4の 中心軸と同軸上に保持した。 次に、 ホルダ一 1 1 4に設けられた各内部応力発生部 材 1 1 5の押圧部材 1 1 5 cを、 レンズ 1 1 1の外周に形成された側壁部 1 1 1 b に押し当て、 レンズ 1 1 1の中心軸 1 1 7に向かって垂直に押圧力 1 1 3を加えて レンズ 1 1 1に圧縮応力を発生させた。押圧力 1 1 3には空気圧を用い、圧力値は 50±5 N/cm2とした。 このようにして、 実施例 1のリソグラフィー用光学素 子 1 1 0を作製した。 上記作製方法で作製された光学素子 1 1 0内のレンズ 1 1 1の複屈折量を前述の 複屈折測定方法と同様の方法で測定した。 その結果、 表 1 Aとほぼ同じ結果が得ら れた。 実施例 2
図 4 ( a )及び（ b )に、実施例 2で作製したリソグラフィ一用光学素子を示す。 この例で作製した光学素子 21 0は、 図 4 (a)及び（b) に示すように、 レンズ 21 K 円筒状のホルダー 21 4、 4つの保持部材 21 6及び 2つの内部応力発生 部材 21 5で構成されている。 この例では、 レンズ 221の中心軸 21 7は、 フヅ 化カルシウム結晶の [1 1 0]軸とした。 また、 図 4 (a) に示すように、保持部 材 21 6をホルダー 214の周方向に約 90° 間隔で 4つ設け、 内部応力発生部材 21 5をレンズの中心軸 21 7と直交する [—1 1 0]軸 21 2からホルダ一 21 4の周方向に 0°及び 1 80° の位置にそれぞれ設けた以外は、実施例 1と同様の 構成とした。 ただし、 図 4 (a) に示すように、 4つの保持部材 21 6と 2つの内 部応力発生部材 21 5とは互いに重ならない位置に設けられている。 以下に、 この例で作製したリソグラフィー用光学素子 21 0の作製方法について 説明する。 まず、 実施例 1 と同様に、 レンズ 21 1に用いられるフッ化カルシウム 結晶を、 ブリッジマン法によって成長させ、 熱処理工程を経て熱歪を除去すること により直径 250mmの円柱状のフッ化カルシウム結晶を作製した。 次いで、作製 されたフヅ化カルシウム結晶のインゴッ卜から結晶の [1 1 0]軸がレンズ 21 1 の中心軸 21 7と概ね一致するように円板状素材を切り出し、 [1 1 0]軸と直交す る [—1 1 0] 軸方向 21 2を X線回折により見出した。 次に、切り出した円板状のフッ化カルシウム結晶素材を複屈折測定用のホルダ一 に装着した。 その様子を図 5に示した。ホルダ一 2 2 4は保持部材 2 1 6を設けな かった以外は図 4に示したホルダ一 2 1 4と同様の構造を有する。 フヅ化カルシゥ 厶結晶素材 2 2 1を複屈折測定用のホルダー 2 2 4に装着する際、 フッ化カルシゥ 厶結晶素材 2 2 1の [― 1 1 0 ]軸 2 2 2からホルダー 2 2 4の周方向に 0 °及び 1 8 0 ° の位置に設けられた内部応力発生部材 2 2 5で 2方向からそれぞれ約 5 0 N c m 2の押圧力 2 2 3を中心軸 2 2 7に向かって中心軸 2 2 7に垂直に加え ながらフッ化カルシウム結晶素材 2 2 1を内部応力発生部材 2 2 5で保持した。 内部応力発生部材 2 2 5で保持されたフッ化カルシウム結晶素材 2 2 1の中心軸 2 2 7 ([ 1 1 0 ]軸）方向に、波長が 1 9 3 n m及び 1 5 7 n mである光をそれぞ れ照射して、フッ化カルシウム結晶素材 2 2 1の複屈折量を測定した。この例では、 実施例 1同様、 光源に D 2ランプを用い、 複屈折量は複屈折測定装置により測定し た。 その結果を下記の表 2に示した。 なお、 測定は、 フッ化カルシウム結晶素材 2 2 1の中心から最外周までの面内領域で半径方向に 5 m m毎及び円周方向に 3 0 °毎に光照射位置を移動して測定した。表 2には、測定値の最大値と平均値を示 した。 また、 比較のために、 フヅ化カルシウム結晶素材 2 2 1に押圧力を加えない 場合の複屈折量も記載した。 表 2
Figure imgf000017_0001
フッ化カルシウム結晶素材 2 2 1の複屈折量を測定した後、 フッ化カルシウム結 晶素材 2 2 1を一旦ホルダー 2 2 4から取り外し、所定のレンズ形状になるように、 研削及び研磨を行った。 レンズ外周部の側壁には、 図 4 ( b ) に示すように、保持 部材 2 1 4でレンズ 2 1 1を保持するとともに、 内部応力発生部材 2 1 5の押圧部 材 2 1 5 cで押圧できるようにするために凸部 2 1 1 aを形成した。次いで、 加工 されたレンズを、 図 4 ( a )及び （b ) のように、 ホルダ一 2 1 4に装着した。 そ の際、 ホルダ一 21 4に設けられた 4つの保持部材 21 6でレンズ 21 1をホルダ -214の中心軸と同軸上に保持した。次に、 ホルダ— 21 4に設けられた各内部 応力発生部材 21 5の押圧部材 21 5 cを、 レンズ 21 1の外周の側壁部 21 1 b に押し当て、 レンズ 21 1の中心軸 21 7に向かって且つ中心軸 21 7に垂直に押 圧力 21 3を加えてレンズ 21 1に圧縮応力を発生させた。押圧力 21 3には空気 圧を用い、圧力値は 50± 5 N/cm2とした。 このようにして、 実施例 2のリソ グラフィ一用光学素子 21 0を作製した。 上記作製方法で作製された光学素子 21 0内のレンズ 21 1の複屈折量を前述の 複屈折測定方法と同様の方法で測定した。 その結果、 表 2とほぼ同じ結果が得られ た。 実施例 3
図 6に、 実施例 3で作製したリソグラフィー用光学素子を示す。 この例で作製し た光学素子 31 0は、図 6に示すように、 レンズ 31 1、円筒状のホルダ— 31 4、 4つの保持部材 31 6及び 4つの内部応力発生部材 31 5で構成されている。 この 例では、 レンズ 321の中心軸 31 7は、 フヅ化カルシウム結晶の [1 00]軸と した。 また、 図 6 (a) に示すように、保持部材 31 6をホルダ一 31 4の周方向 に約 90° 間隔で 4つ設け、 内部応力発生部材 31 5をレン ,ズの中心軸 31 7と直 交する [001 ]軸 31 2からホルダ一 31 4の周方向に 0。、 90。 、 1 80° 及び 270°の位置に設けた以外は、 実施例 1と同様の構成とした。ただし、 図 6 (a) に示すように、 4つの保持部材 31 6と 4つの内部応力発生部材 31 5は互 いに重ならない位置に設けられている。 以下に、 この例で作製したリソグラフィー用光学素子 31 0の作製方法について 説明する。 まず、 実施例 1 と同様に、 レンズ 31 1に用いられるフッ化カルシウム 結晶を、 ブリッジマン法によって成長させ、 熱処理工程を経て熱歪を除去すること により直径 25 Ommの円柱状のフッ化カルシウム結晶を作製した。次いで、作製 したフッ化カルシウム結晶のインゴッ卜から結晶の [1 00]軸がレンズ 31 1の TJP02/12928
中心軸 3 1 7と概ね一致するように円板状素材を切り出し、 [1 00]軸と直交する [00 1 ]軸方向 3 1 2を X線回折により見出した。 次に、切り出した円板状のフッ化カルシウム結晶素材を複屈折測定用のホルダー に装着した。 その様子を図 7に示した。ホルダ一 324は、保持部材 31 6を設け なかった以外は図 6に示したホルダー 31 4と同じ構造を有する。 フッ化カルシゥ 厶結晶素材 32 1を複屈折測定用のホルダ一 324に装着する際、 フッ化カルシゥ 厶結晶素材 32 1の [00 1：]軸 32 2からホルダ一 3 24の周方向に 0° 、90° 、 1 80°及び 2.7 0° の位置に設けられた内部応力発生部材 3 25で 4方向から それぞれ約 50 N/cm2の押圧力 323を中心軸 3 27に向かって中心軸 3 27 に垂直に加えることにより、 フッ化カルシウム結晶素材 3 2 1を内部応力発生部材 32 5で保持した。 内部応力発生部材 325で保持されたフッ化カルシウム結晶素材 321の中心軸 327 ([1 00] )方向に、波長が 1 9 3 nm及び 1 57 nmである光をそれぞ れ照射して、フッ化カルシウム結晶素材 3 21の複屈折量を測定した。この例では、 実施例 1同様、 光源に D2ランプを用い、複屈折量は複屈折測定装置により測定し た。 その結果を下記の表 3に示した。 なお、 測定は、 フッ化カルシウム結晶素材 3 21の中心から最外周までの面内領域で半径方向に 5 mm毎及び円周方向に 3 0°毎に光照射位置を移動して測定した。表 3には、 測定値の最大値と平均値を示 した。 また、比較のためにフッ化カルシウム結晶素材 32 1に押圧力を加えない場 合の複屈折量も記載した。 表 3
Figure imgf000019_0001
フッ化カルシウム結晶素材 321の複屈折量を測定した後、 フッ化カルシウム結 晶素材 3 2 1を一旦ホルダー 3 2 4から取り外し、所定のレンズ形状になるように、 研削及び研磨を行った。 レンズ外周部の側壁には、 図 6 ( b ) に示すように、保持 部材 3 1 6でレンズ 3 1 1を保持するとともに、 押圧部材 3 1 5 cで押圧できるよ うにするために凸部 3 1 1 aを形成した。次いで、加工されたレンズを、図 6 ( a ) 及び （b ) のように、 ホルダ一 3 1 4に装着した。 その際、 ホルダ一 3 1 4に設け られた、 4つの保持部材 3 1 6でレンズ 3 1 1をホルダ一 3 1 4の中心軸と同軸上 に保持した。次に、各内部応力発生部材 3 1 5の押圧部材 3 1 5 cを、 レンズ 3 1 1の外周の側壁部 3 1 1 bに押し当て、 レンズ 3 1 1の中心軸 3 1 7に向かって中 心軸 3 1 7に垂直に押圧力 3 1 3を加えてレンズ 3 1 1に圧縮応力を発生させた。 押圧力 3 1 3には空気圧を用い、 圧力値は 5 0 ± 5 N/ c m 2とした。 このように して、 実施例 3のリソグラフィ一用光学素子 3 1 0を作製した。 上記作製方法で作製された光学素子 3 1 0内のレンズ 3 1 1の複屈折を前述の複 屈折測定方法と同様の方法で測定した。その結果、表 3とぼぼ同じ結果が得られた。 実施例 4
この例では、 熱処理によりフッ化カルシウム結晶内に内部応力を発生させた。以 下に、 この例で 製したリソグラフィ一用フッ化カルシウム結晶の作製方法につい て説明する。 まず、 ブリッジマン法により、 直径 3 0 0 m mの円柱状のフッ化カル シゥ厶結晶を成長させて 3本のフヅ化カルシウム結晶のインゴヅ卜を得た。 これら のフッ化力ルシゥ厶結晶のインゴットは概ね単結晶であり、 それらのインゴットか ら { 1 1 1 }面、 { 1 1 0 }面、 { 1 0 0 }面がそれぞれのレンズの上下面になるよ うに、 直径 2 3 0 m m、厚さ 5 5 m mの円板状の 3種類のフッ化カルシウム結晶素 材を切り出した。 次に、切り出した各フッ化カルシウム結晶の円板状素材を図 8に示す熱処理装置 に入れて熱処理を行い、 フッ化カルシウム結晶に内部応力を発生させた。 図 8に示すように、 円筒形状の熱処理装置 4 0の中央部には、 グラフアイ卜で形 成された容器 4 2が配置され、 その外周には、 気密性のステンレス容器 4 3が設け られている。 ステンレス容器 4 3の外側には、 アルミナ製断熱材 4 4とヒータ 4 5 がそれぞれ配置されている。 アルミナ製断熱材 4 4は、 ヒ一夕 4 5から熱を容器 4 2の中心 （4 8 ) に対して周方向に 3回対称に分布させることができるように周方 向に 1 2 0 ° 毎に分割して設置されている。 ヒータ 4 5は、 熱処理装置内部の温度 を 1 2 0 0°Cまで上昇させることができるヒータであれば任意のヒータで良く、 こ の例ではニッケルとクロムの合金でできた抵抗発熱体をコイル状に巻いたものを使 用した。 また、 ヒータ 4 5の外側は、 断熱材 4 6と外枠 4 7がそれぞれ設けられて いる。 このような熱処理装置 4 0の容器 4 2内に、切り出した円板状素材の上下面 が { 1 1 1 }面であるフヅ化カルシウム結晶素材 4 1を挿入した。 円板状素材の上 下面が { 1 1 1 }面であるフヅ化カルシウム結晶素材 4 1では、 その中心軸に対し て周方向に 1 2 0 °毎に固有の複屈折量のピークが存在する。 そのため円板素材の 上下面が { 1 1 1 }面であるフッ化カルシウム結晶素材 4 1を熱処理する際には、 固有の複屈折量のピークが低減されるように、 図 8に示した構造の熱処理装置 4 0 を用いて 3回対称の温度分布を形成することが好ましい。 一方、 円板素材の上下面が { 1 1 0 }面であるフヅ化カルシウム結晶素材につい ては、 フッ化カルシウム結晶素材の中心軸に対して周方向に 2回対称の温度分布が 与えられるようにアルミナ製断熱材を配置した（不図示）。また、円板素材の上下面 が { 1 0 0 }面であるフッ化カルシウム結晶素材については、 フッ化カルシウム結 晶素材の中心軸に対して周方向に 4回対称の温度分布が与えられるようにアルミナ 製断熱材を配置した （不図示)。 次に、円板素材の上下面が { 1 1 1 }面、 { 1 1 0 }面及び { 1 0 0 }面であるフ ッ化力ルシゥ厶結晶素材をそれぞれの複屈折分布に適合した熱処理装置に挿入し、 適量のフッ化水素アンモニゥ厶とともに、 油回転ポンプでステンレス容器 4 3内を 真空排気した。容器 4 3を密閉後、 昇温、保持、 降温の熱処理プロセスを行った。 この例では、 熱処理に次のような温度制御スケジュールを採用した。 まず、 0°Cか ら 1 0 5 0°Cまで 5 CTCZ hの速度で昇温して、 1 0 5 0 °Cで 5 0時間保持する。 0212928
次いで、 1 050°Cから 700°Cまでは 0. 5°C/hの速度、 700°Cから 500°C までは 2. CTCZhの速度、 そして、 500°Cから 20°Cまでは 5. 0°C/hの速 度でそれぞれ降温した。 上記熱処理が施された各フヅ化カルシウム結晶素材に、 波長 1 93门171及び1 5 7 n mの光を各フッ化カルシウム結晶素材の中心軸に平行に照射してそれぞれの複 屈折量を測定した。 この例では、 実施例 1同様、 光源に D2ランプを用い、 複屈折 量は複屈折測定装置により測定した。 なお、 測定は各フッ化カルシウム結晶素材の 直径 21 Omm以内の面内領域で約 280点の測定点で測定した。 その結果を表 4 に示した。 表 4には、 測定値の最大値と平均値を示した。 表 4からいずれの結晶素 材も波長 1 93 nm及び1 57 n mの光に対して複屈折量が十分に抑制されている ことが分る。 表 4
Figure imgf000022_0001
実施例 5
この例では、 熱処理と外部からの加圧処理によりフッ化カルシウム結晶内に内部 応力を発生させた。 以下に、 この例で作製したリソグラフィー用フッ化カルシウム 結晶の作製方法について説明する。 まず、 ブリッジマン法により、 直径 300mm の円柱状のフッ化力ルシゥム結晶を成長させて、 3本のフヅ化力ルシゥ厶結晶のィ ンゴッ 卜を得た。これらのフヅ化カルシウム結晶のインゴヅ卜は概ね単結晶であり、 それらのィンゴヅ卜から {1 1 1 }面、 {1 1 0}面、 {1 00}面がそれぞれのレ ンズの上下面になるように、 直径 230mm、 厚さ 55 m mの円板状の 3種類のフ ッ化力ルシゥ厶結晶素材を切り出した。 次に、 それぞれのインゴヅ卜から切り出したフッ化カルシウム結晶の円板状素材
51 1に、 図 9に示すように、 グラフアイ ト製ブランケヅ卜 51 6に巻いた後、 円 筒状のホルダ一 51 4内に配置して、 ホルダ一 51 4に設けられた内部応力発生部 材 51 5により外部からフヅ化カルシウム結晶素材 51 1の中心軸に向かって中心 軸に垂直に押圧力を加えてフッ化カルシウム結晶内に内部応力を発生させた。 円板素材の上下面が {1 1 1 }面であるフヅ化カルシウム結晶素材の場合には、 フッ化カルシウム結晶素材 51 1の中心軸 51 7と垂直方向の [—1 1 0]軸 51 2からホルダ一 51 4の周方向に 30。 、 1 50°及び 270° の位置に設けられ た内部応力発生部材 51 5によりフッ化カルシウム結晶素材 51 1の半怪方向外側 から中心軸 51 7に向かって加圧し、 フッ化カルシウム結晶素材 51 1に 3回対称 の圧縮応力を発生させた。 押圧力は約 50 N / c m 2とした。 各内部応力発生部材 51 5で圧縮応力が生じている状態のフヅ化カルシウム結晶 素材 51 1をホルダ一 51 4ごと熱処理装置に入れて、 フッ化カルシウム結晶素材 51 1の中心軸 51 7に対して周方向に均一に加熱されるように熱処理を行った。 熱処理の温度制御スケジュールは、 実施例 4と同様に、 まず、 0°C力、ら 1 050°C まで 50°C/hの速度で昇温して、 1 050°Cで 50時間保持する。次いで、 1 0 50°Cから 700°Cまでは 0. 5°0 ΙΊの速度、 700°Cから 500°Cまでは 2 · 0°O hの速度、 そして、 500°Cから 20°Cまで 5. 0°C/hの速度でそれぞれ 降)皿し 。 円板素材の上下面が {1 1 0}面であるフヅ化カルシウム結晶素材については、 フヅ化力ルシゥム結晶素材の中心軸に対して周方向に 2回対称の押圧力が加えられ るホルダー、 すなわち、 直径方向に対向して内部応力発生部材が設けられたホルダ —にフッ化カルシウム結晶素材を装着して、 フッ化カルシウム結晶素材内に内部応 力を発生させ、 この状態で熱処理を行った。 温度制御スケジュールは上下面が {1 1 1 } 面である円板素材と同様にした。 また、 円板の上下面が {1 00}面である フヅ化カルシウム結晶素材については、 フヅ化カルシウム結晶素材の中心軸に対し て周方向に 4回対称の押圧力が加えられるホルダ一、 すなわち、 9 0 ° の回転角度 間隔で内部応力発生部材が設けられたホルダ一にフッ化カルシウム結晶素材を装着 して、 フッ化カルシウム結晶素材内に内部応力を発生させ、 その状態で熱処理を行 つた。温度制御スケジュールは上下面が { 1 1 1 }面である円板素材と同様にした。 熱処理後、 フッ化カルシウム結晶素材をホルダ一から取り外し、 フヅ化カルシゥ ム結晶素材の外周を約 2 m mの圧さで研削した。研削後のフッ化力ルシゥ厶結晶素 材の中心軸の方向に波長 1 9 3 n m及び 1 5 7 n mの光を照射して、 フッ化カルシ ゥ厶結晶素材の複屈折量をそれぞれ測定した。 この例では、 実施例 1同様、 光源に D 2ランプを用い、複屈折量は複屈折測定装置により測定した。 なお、 測定は、 フ ッ化カルシウム結晶素材の中心から直径 2 1 O m mの面内領域で、 半径方向 5 m m 毎及び円周方向 3 0 ° 毎に測定点を移動して総計約 2 8 0点において行った。 その 結果を表 5に示した。表 5には測定値の最大値と平均値を示した。表 5からいずれ の結晶素材も複屈折量が十分に抑制されていることが分る。 表 5
Figure imgf000024_0001
上記実施例 1〜3では、 レンズを光学素子内で保持するための保持部材とレンズ 内に内部応力を発生させるための内部応力発生部材とが別個である例を説明したが、 本発明はこれに限定されず、保持部材に内部応力発生機能を持たせて、保持部材の みで、 レンズの保持と加圧を行っても良い。 この場合、例えば、保持部材のァ一厶 をホルダーの壁面を貫通して移動可能にするとともにアームを押圧後固定するため のネジをホルダーに設けることができる。 あるいは、 内部応力発生部材でレンズを 支持することにより、保持部材をホルダーから省略することもできる。 上記実施例 1〜5では、 レンズの形成材料としてフヅ化カルシウム結晶を用いて 説明したが、 本発明はこれに限定されない。例えば、 フッ化バリウム、 フッ化ス卜 □ンチウ厶などの等軸晶系に属するフッ化物結晶を用いることも可能であり、 上記 実施例と同様に複屈折を低減させることが可能である。 上記実施例 1〜 5では、 インゴットからフッ化物結晶素材を円板状に切り出す際 に、 フッ化物結晶の { 1 1 1 }面、 { 1 1 0 }面及び { 1 0 0 }面が円板の上下面と なるように切り出す例を説明したが、 これら以外の面で切り出しても良い。 その場 合には、フッ化物結晶素材に熱処理または加圧処理により内部応力を発生させる際、 切り出した結晶面の複屈折の特性に合わせて、 フッ化物結晶素材の中心軸に対する 周方向の熱処理の温度分布や加圧処理の圧力分布を適宜変更し得る。 実施例 6
図 1 0は、 光リソグラフィ—装置の一例として、 上記実施例 1で作製したフッ化 物結晶製レンズを収容した投影光学系を備える露光装置を示す。 図 1 0は F 2レー ザ一を光源とする光リソグラフィ一用露光装置 1 0の概念図を示す。 図 1 0におい て、 1 0 0は F 2レーザ—光源（発振中心波長 1 5 7 . 6 n m )s I Lは照明光学系、 P Lは投影光学系、 Rはレチクル、 Wは縮小投影されるシリコンウェハである。光 源 1 0 0から出射された光は、 照明光学系 I Lを介して、所定のパターンが形成さ れたレチクル Rを均一な照度で照明する。 光源 1 0 0と照明光学系 I Lの間の光路はケ一シング （不図示） で密封されてお り、光源 1 0 0から照明光学系 I Lの最もレチクルに近い側のレンズまでの空間は、 露光光の吸収率が低い不活性ガスが充填されている。 レチクル Rは、 レチクルホル ダ R Hを介してレチクルステ一ジ R S上において X Y平面に対して平行となるよう に保持されている。 レチクル Rにはウェハ W上に転写するためのパターンが形成さ れている。 パターン領域全体のうち、 X方向に沿って短辺を有し、 かつ、 Y方向に 沿って長辺を有する矩形状 （スリツト状） 領域が照明される。 PC蘭細 28
レチクルステージ R Sは、 レチクル面 （すなわち X Y平面） に沿って二次元的に 移動可能であり、 その位置座標はレチクル移動鏡 R Mを用いたレチクル干渉計 R I Fによつて計測され位置制御される。 レチクル Rに形成されたパターンを通過した 光は、 投影光学系 P Lを介して感光性基板であるウェハ W上にレチクルパターン像 を形成する。 ウェハ Wは、 ウェハテーブル W Tを介してウェハステージ W S上にお いて X Y平面に対して平行となるように保持される。 ウェハステージ W Sは、 ゥェ ハ W上において X方向に沿って短辺を有し、 かつ、 Y方向に沿って長辺を有する矩 形状の露光領、域が、 レチクル R上における矩形状の照明領域に光学的に対応するよ うに、 X Y平面に沿って二次元的に移動可能である。 ウェハテーブル W Tの位置座 標はウェハ移動鏡 WMを用いてウェハ干渉計 W I Fにより計測され位置制御される。 投影光学系 Pしの内部は気密状態を保つように構成され、 その内部の空間には不 活性ガスが充填されている。 図 1 0に示すように、 投影光学系 P Lの内部には、 実 施例 1で作製したホルダー付きの光学素子 1 1 0 a、 1 1 O b及び 1 1 0 cが各ホ ルダ一を投影光学系 P Lの鏡筒に装着することにより設置されている。 また、 照明 光学系 I Lと投影光学系 P Lの間の狭い光路には、 レチクル R及びレチクルステー ジ R Sなどが配置されている。 レチクル R及びレチクルステージ R Sなどを密封包 囲するケ一シング （不図示） の内部には不活性ガスが充填されている。 このように、 光源 1 0 0からウェハ Wまでの光路全体にわたって、 露光光が殆ど 吸収されることのない雰囲気が形成されている。 上述した通り、 投影光学系 P Lを 介して照明されるレチクル R上の照明領域及びウエノ、 W上の露光領域は、 X方向に 沿って短辺を有する矩形状である。従って、 駆動系及び干渉計 （R I F、 W I F ) 等を用いてレチクル R及びゥェハ Wの位置制御を行ないながら、 矩形状の照明領域 及び露光領域の短辺方向、 即ち X方向に沿ってレチクルステージ R Sとウェハステ —ジ W Sとを同期して移動 （走査） させることで、 ウェハ W上には露光領域の長辺 に等しい幅を有し、 かつ、 ウェハ Wの移動 （走査） 量に応じた長さを有する領域に 対してレチクルパターンが走査露光される。 P02 12928
このような構成の露光装置により、 微細かつ鮮明なパ夕一ンを得られる光リソグ ラフィ一が実現できる。前述のように、 実施例 1で作製したホルダー付きの光学素 子 1 1 0 a、 1 1 O b及び 1 1 0 cは、 図 1 0に示すようにそのまま投影光学系 P Lの鏡筒に装着することが可能であるので、 レンズの良好な結像特性を維持したま ま投影光学系の組立が可能となる。 この場合、投影光学系の結像特性をホルダーに 設けられた応力発生部材を調整することで制御することも可能となり、 メンテナン スの点でも有利となる。上記実施例で作製したフッ化物結晶製レンズは投影光学系 用のレンズのみならず照明光学系で用いられる各種レンズに使用することができる 露光装置の構造の詳細は、 例えば、米国特許第 6， 4 0 0 , 4 4 1 B 1及び第 6 , 3 9 1， 5 0 3 B 2に記載されており、 国際出願の指定国又は選択国の国内法令又 は規則が許容する場合において、 これらの米国特許の内容を援用して本文の記載の 一部とする。 産業上の利用可能性
以上のように、本発明のフッ化物結晶材料及び光学装置 （光学素子） 並びにそれ らの製造方法によれば、 フッ化物結晶の固有の複屈折が光学性能に与える影響を最 小限にすることができる。それゆえ、フッ化物結晶材料を、例えば、投影露光装置、 特に A r Fレーザや F 2レーザを光源とする投影露光装置に用いられる投影レンズ 材料として用いたときに、 ストレール値を向上させることが可能となり、 高解像度 の露光が実現される。 また、本発明の光学装置は、 ホルダーによりレンズの結像特 性を調整しているために、 レンズの組み込み作業並びに光学特性の調整及びメンテ ナンスが容易となる。

Claims

請求の範囲
Ί . 光リソグラフィー装置に用いられる光学素子用のフッ化物結晶材料であって、 波長が約 1 5 7 n mである光源に対する複屈折量が、 最大値で 2 . 0 n m/ c m以 下であることを特徴とするフッ化物結晶材料。
2 . 光リソグラフィ一装置に用いられる光学素子用のフッ化物結晶材料であって、 波長が約 1 9 3 n mである光源に対する複屈折量が、 最大値で 1 . 0 n m/ c m以 下であることを特徴とするフッ化物結晶材料。
3 . 上記フッ化物結晶材料がフヅ化カルシウム結晶であり、 フヅ化カルシウム結 晶の光入射面が { 1 1 1 }面、 { 1 1 0 }面または { 1 0 0 }面である請求項 1また は 2に記載のフッ化物結晶材料。
4 . 上記フッ化物結晶材料固有の複屈折量を低減させるように該フッ化物結晶材 料内に内部応力が生じていることを特徴とする請求項 3に記載のフッ化物結晶材料 c
5 . 上記内部応力が、 上記フッ化物結晶材料を外部から押圧することにより生じ ていることを特徴とする請求項 4に記載のフッ化物結晶材料。
6 . 上記内部応力が、 上記フッ化物結晶材料を熱処理することにより生じている ことを特徴とする請求項 4記載のフヅ化物結晶材料。
7 . 上記内部応力が上記フッ化物結晶材料の熱処理及び外部からの加圧処理によ り生じていることを特徴とする請求項 4記載のフッ化物結晶材料。
8 . 請求項 1または 2に記載のフッ化物結晶材料で形成された光学素子。
9 . 請求項 8に記載の光学素子を備える光リソグラフィー装置。
1 0 . 光リソグラフィ一装置に用いられる光学装置であって、 フッ化物結晶材料で形成されたレンズと；
上記レンズを保持するホルダ一と；
上記ホルダーに取り付けられた押圧部材であって、 レンズ内に応力を発生させる ためにレンズを押圧する押圧部材と；を備える光学装置。
1 1 . 上記押圧部材が複数の押圧部を備え、各押圧部が上記レンズ外周の異なる 位置を押圧することを特徴とする請求項 1 0に記載の光学装置。
1 2 . 上記各押圧部が上記レンズの外周の回転対称位置を押圧することを特徴と する請求項 1 1に記載の光学装置。
1 3 . 上記回転対称位置が、 2回、 3回及び 4回対称位置のいずれかであること を特徴とする請求項 1 2に記載の光学装置。
1 4 . さらに、 上記各押圧部がレンズを押圧している状態で、押圧部をホルダ一 上に固定するための固定部材を備える請求項 1 1に記載の光学装置。
1 5 . 上記押圧部材に、 上記フッ化物結晶材料固有の複屈折量を低減させるよう に押圧力がかけられることを特徴とする請求項 1 0に記載の光学装置。
1 6 . 上記ホルダ一が、 光リソグラフィ一に用いられる投影光学系の鏡筒の一部 であることを特徴とする請求項 1 0に記載の光学装置。
1 7 . 上記フッ化物結晶材料がフヅ化カルシウム結晶であり、波長約 1 5 7 n m の光に対する複屈折量の最大値が上記レンズの有効径内で 2 · 0 n m/ c m以下で あることを特徴とする請求項 1 0に記載の光学装置。
1 8 . 上記フッ化物結晶材料がフヅ化カルシウム結晶であり、 波長約 1 9 3 n m の光に対する複屈折量の最大値が上記レンズの有効径内で 1 . 0 n m/ c m以下で あることを特徴とする請求項 1 0に記載の光学装置。
1 9 . 請求項 1 6に記載の光学装置を含む投影光学系。
2 0 . 請求項 1 9に記載の投影光学系を備える光リソグラフィ一装置。
2 1 . フッ化物結晶を成長させる工程と成長させたフッ化物結晶を昇温して一定 時間保持した後に降温する熱処理工程とを含む、光リソグラフィ一装置に用いられ る光学素子用のフッ化物結晶材料の製造方法において、
上記熱処理工程で、 フッ化物結晶内に不均一な熱分布が発生するようにフッ化物 結晶を加熱することを特徴とするフッ化物結晶材料の製造方法。
2 2 . 上記不均一な熱分布は、 上記フッ化物結晶固有の複屈折量を打ち消すよう な内部応力を発生させる熱分布であることを特徴とする請求項 2 1に記載のフッ化 物結晶材料の製造方法。
2 3 . 上記フッ化物結晶が、 フッ化カルシウム結晶である請求項 2 1または 2 2 に記載のフッ化物結晶材料の製造方法。
2 4 . フッ化物結晶を成長させる工程と成長させたフッ化物結晶を昇温して一定 時間保持した後に降温する熱処理工程とを含む、 光リソグラフィ一装置に用いられ る光学素子用のフッ化物結晶材料の製造方法において、
上記熱処理工程に施されるフッ化物結晶に内部応力が発生するように、 フッ化物 結晶を部分的に押圧する工程を含むことを特徴とするフッ化物結晶材料の製造方法
2 5 . ホルダ一を用いてフッ化物結晶に部分的に押圧力をかけてフッ化物結晶を 保持し、 フッ化物結晶を保持したホルダ一を熱処理工程に供することを特徴とする 請求項 2 4に記載のフッ化物結晶材料の製造方法。
2 6 . 上記フヅ化物結晶が、 フヅ化カルシウム結晶である請求項 2 4または 2 5 に記載のフッ化物結晶材料の製造方法。
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