WO2005005694A1

WO2005005694A1 - 人工水晶部材、露光装置、及び露光装置の製造方法

Info

Publication number: WO2005005694A1
Application number: PCT/JP2004/009839
Authority: WO
Inventors: Masafumi Mizuguchi; Norio Komine; Hiroki Jinbo
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2005-01-20
Also published as: US7835070B2; EP1652972B1; JPWO2005005694A1; EP1652972A4; US20060110604A1; EP1652972A1; JP4666157B2

Description

明細書

人工水晶部材、露光装置、及び露光装置の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、波長 250nmより短波長のエキシマレーザー等の紫外線レーザーを光源とした装置などにおいて、プリズム等の光学素子やオプティカルインテグレータを構成する各種の光学素子として使用可能な人工水晶部材に関するものである。

^景技術

[0002] IC、 LSI等の集積回路パターン転写には、主に縮小投影露光装置 (または光リソグラフィ装置）が用いられる。この装置に用いられる投影光学系には、集積回路の高集積化に伴い、広い露光領域と、その露光領域全体にわたって、より高い解像力が要求される。投影光学系の解像力の向上については、露光波長をより短くするか、あるいは投影光学系の開口数 (NA)を大きくすることが考えられる。

[0003] 露光波長は、現在、主に半導体露光装置用光源として用いられている KrF (248η m)エキシマレーザー力深紫外光源である ArF (193nm)エキシマレーザーへと短波長化が進められている。また、更に高集積化を進めるに当たって、現在、真空紫外光の F (157nm)レーザーが検討されている。

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[0004] 最近、光学部品が機械的に損傷するというマイクロチャンネル現象が注目されている。マイクロチャンネル現象とは光学部品の表面から内部に直径数 μ mの穴が空くとレヽっ現象で fcd (E.M.Wngnt et al., Spatial pattern microchannel rormation in fused silica irradiated by nanosecond ultraviolet pulses", Applied Optics, 1999， Vol.38, p.5785- 5788)。

[0005] マイクロチャンネルが発生すると、散乱によって部材の透過率が減少したり光学薄膜が破壊されたりし、光学部品の透過特性が著しく減少する。マイクロチャンネノレは、例えば、数 mj/cm²という実用域のエネルギー密度の ArFエキシマレーザーを合成石英ガラスに 1B (10⁹)パルス程度照射し続けると発生する。そのため、露光装置の通常の使用条件においてもマイクロチャネルの発生による機械的損傷の防止策を施さなければならなレヽとレ、うことになる。 [0006] 本発明者らは、マイクロチャンネルの発生が石英ガラスの高密度化と密接に関係しているということを見出し、既に特許出願している（特願 2003-38345号明細書)。石英ガラスの高密度化は、照射ビームの波長が短くなるほど発生しやすくなるので、露光装置の高解像化が進む程マイクロチャンネルは深刻な問題になる。また、石英ガラスは高エネルギー密度の紫外レーザーの照射によって例外なく高密度化してしまうため、ある照射エネルギー閾値を越えるとほとんどの石英ガラスでマイクロチャンネルは発生してしまう。従って、マイクロチャンネルの発生を防止する手段の一つとして石英ガラスへの照射エネルギー密度を制限するということが考えられる。し力ながら、縮小投影露光装置においては、レジスト面で所定のエネルギー密度が必要とされており、光源の出力を抑制することは設計上実施できないこともある。

[0007] もう一つの解決手段として、エネルギー密度の高いビームが照射される光学部品には石英ガラスを用いずに高密度化が生じない透明結晶材料を用いるという方法がある。この方法を用いれば、光源の出力を抑制しなくても光学部品へのマイクロチャンネルの発生を防止できる。

[0008] エキシマレーザーのような短波長域で高い透過率と高い化学的安定性を有するェ業的に利用可能な結晶材料は限られる。それらには、例えば、蛍石や水晶がある。

[0009] 蛍石（CaF )は、立方晶で光学的に等方性であり、約 12eVの光学的バンドギヤッ

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プ（lOOnm付近まで透明）を有する非常に優れた光学材料である。最近、 ArFェキシマレーザーを光源にした縮小露光装置のレンズ材料として用いられている。しかし、（111)面で劈開するために機械的に弱いという性質も持っており、例えば、 15段階モース硬度は 4である。そのため、光学素子へ加工する際、破損等を生じ易くて加工し難いという難点がある。

[0010] 一方、水晶（分子式で Si〇 )は、六方晶で、光学的バンドギャップは約 9eVといわ

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れている。水晶は劈開しないため、機械的な強度が強ぐ例えば、 15段階モース硬度は 8である。そのため、蛍石に比べてカ卩ェ性が優れている。

[0011] しかし、水晶は異方的な結晶構造を有しているので、強い複屈折がある。そのため、複屈折を有していても使用可能な光学部材や、水晶の持つ複屈折性を積極的に利用できる光学部材として使用することができる。 [0012] このような状況の中で、縮小投影露光装置の照明系光学部品の一部に水晶を用いることが提案されており、特開平 5-47636号公報においては、水晶の持つ複屈折性を積極的に利用し、偏光ビームスプリツターや偏光解消素子（デボラライザ一）を水晶で作製することが開示されている。これらの光学素子を作製するためには材料に複屈折性が必要なので、蛍石や石英ガラスでは使用できない。

[0013] また、特開 2002—75835号公報においては、ビームを均質化するホモジナイザーに、基板表面に特殊な加工を施した回折光学素子やマイクロフライアイを用いることが開示されている。これらの光学素子を蛍石で作製するには機械的な強度が足りないので極めて難しい。また、ホモジナイザーは光源に近い位置で用いられるので、照射されるビームのエネルギー密度は比較的高ぐ石英ガラスで作製する場合、マイク口チャンネルが発生する危険性がある。そのため、このような光学素子に機械的に強く、マイクロチャンネルが発生しなレ、水晶を用いるのが好ましレ、。

発明の開示

[0014] し力しながら、従来の水晶は可視光の光学系の物品として満足できる性能を示すものの、エキシマレーザーのように短波長で高出力の光を長期間繰り返し照射すると、透過率等の光学特性が劣化しやすレ、ものと、光学特性が劣化しにくいものとが存在し、品質のばらつきが大き力た。

[0015] 従って、複屈折が強いという欠点に加え、このような品質のばらつきのために、水晶を 250nm以下の短波長で高出力の光を長期間繰り返し照射される光学素子には使用し難いとレ、う問題点があった。

[0016] そこで、この発明は、マイクロチャンネルの発生を十分に防止することができると共に、機械的強度が高くて光学素子をカ卩ェすることが容易であり、しかも 250nm以下の短波長で高出力の光が長期間繰返し照射されても、透過率特性が劣化し難い人ェ水晶部材、それを用いた露光装置、並びにその露光装置の製造方法を提供することを課題とする。

[0017] 本発明者らは、短波長で高出力の光が長期間繰り返し照射された際、人工水晶の光学特性が劣化することについての原因を探究することにより、光学特性の劣化が、人工水晶の合成法等の製造段階に由来して含有される特定の不純物等に影響を受けていることを見出し、この発明に至った。

[0018] そこで、本発明は、前記課題を解決する以下の人工水晶部材、それを用いた露光装置、並びにその露光装置の製造方法を提供する。

[0019] < 1 > 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、 Βδδδοπ ¹に位置するヒドロキシノレ基の赤外吸収帯の吸収係数ひが 0. 035Zcm以下である人工水晶部材。

[0020] < 2 > 波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上である、く 1

>に記載の人工水晶部材。

[0021] < 3 > アルミニウム含有量が lppm以下及びリチウム含有量が 0. 5ppm以下である、 < 1 >に記載の人工水晶部材。

[0022] < 4 > 脈理が日本光学硝子工業会規格 (JOGIS)で定める 1級又は 2級である、

< 1 >に記載の人工水晶部材。

[0023] < 5 > 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上である人工水晶部材。

[0024] < 6 > 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、アルミニウム含有量が lppm以下及びリチウム含有量が 0. 5pp m以下である人工水晶部材。

[0025] < 7 > 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、脈理が日本光学硝子工業会規格 CiOGIS)で定める 1級又は 2 級である人工水晶部材。

[0026] < 8 > 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上、脈理が日本光学硝子工業会規格 (JOGIS)で定める 1級又は 2級、 Βδδδοπ ¹に位置するヒドロキシル基の赤外吸収帯の吸収係数ひが 0. 035/cm以下、及びアルミニゥム含有量力 Sip_pm以下及びリチウム含有量が 0. 5ppm以下である人工水晶部材

[0027] < 9 > 波長 250nmより短波長のレーザー光を光源としてマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を被露光基板上に投影露光する投影光学系とを備えた露光装置であって、前記照明光学系及び/又は前記投影光学系に <1>ー< 8 >のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子を配置した露光装置。

[0028] <10> 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系のオプティカルィンテグレータに用いる、 <9>に記載の露光装置。

[0029] <11> 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系の位相部材及び

/又はデボラライザに用いる、 <9>に記載の露光装置。

[0030] <12> 前記露光装置に配置される人工水晶部材からなる光学素子のうちの少なくとも 80%力 <1>一 <8>のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子である、 <9>に記載の露光装置。

[0031] <13> 波長 250nmより短波長のレーザー光を光源としてマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を被露光基板上に投影露光する投影光学系とを備えた露光装置の製造方法であって、

< 1 >一 < 8 >のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子を選別して準備する工程と、

前記人工水晶部材力なる光学素子以外の、前記露光装置に必要な諸部材を準備する工程と、

前記露光装置に必要な諸部材を、前記人工水晶部材からなる光学素子と共に組み立てて、前記照明光学系及び/又は前記投影光学系に前記人工水晶部材からなる光学素子を配置した露光装置を得る工程と、

を含む露光装置の製造方法。

[0032] <14> 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系のオプティカルィンテグレータに用いる、く 13 >に記載の露光装置の製造方法。

[0033] <15> 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系の位相部材及び

/又はデボラライザに用いる、 < 13 >に記載の露光装置の製造方法。

[0034] <16> 前記露光装置に配置される人工水晶部材からなる光学素子のうちの少なくとも 80%力 <1>一 <8>のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子である、 < 13 >に記載の露光装置の製造方法。

[0035] 上記 < 1 >一 < 8 >のうちの何れか一項に記載の本発明の人工水晶部材によれば、マイクロチャンネルの発生を十分に防止することができると共に、機械的強度が高くて光学素子をカ卩ェすることが容易であり、しかも、波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上であるか、 Βδδδαι ¹に位置するヒドロキシル基の赤外吸収帯の吸収係数ひが 0. 035/cm以下である力、、又は、アルミニウム含有量が lp pm以下及びリチウム含有量が 0. 5ppm以下であれば、短波長で高出力の光が長期間繰り返し照射されても、透過率特性が劣化し難ぐ優れた光学素子としての人工水 β材を提供することができる。

[0036] また、脈理が日本光学硝子工業会規格で定める 1級又は 2級であれば、

一ザ一の照射後に着色が発生し易い脈理が少ないため、層状の脈理の発生を防止し易い。

[0037] また、上記 < 9 >ー< 12 >のうちの何れか一項に記載の本発明の露光装置によれば、照明光学系及び/又は前記投影光学系に前記本発明の人工水晶部材からなる光学素子を配置したので、光学系を構成する光学素子のマイクロチャンネルの発生を抑制できると共に、透過率特性の劣化を抑制できるので、耐久性に優れた露光装置を提供することができる。

[0038] さらに、上記< 13 >— < 16 >のぅちの何れかー項に記載の本発明の露光装置の製造方法によれば、光学系を構成する光学素子のマイクロチャンネルの発生が抑制されると共に透過率特性の劣化が抑制され、耐久性に優れた露光装置を効率良くかつ確実に得ることが可能となる。

図面の簡単な説明

[0039] [図 1]図 1は、本発明の露光装置の好適な一実施形態の構成を概略的に示す図である。

[図 2]図 2は、 150nmの光に対する初期透過率と ArFエキシマレーザー照射後の波長 193nmでの誘起吸収量の関係を示すグラフである。

[図 3A]図 3Aは、 ArFエキシマレーザー照射前における脈理の位置と着色の位置を示す模式図である。 [図 3B]図 3Bは、 ArFエキシマレーザー照射後における脈理の位置と着色の位置を示す模式図である。

[図 4]図 4は、 ArFエキシマレーザー照射後の波長 193nmでの誘起吸収量と 3585c π ¹の赤外吸収帯の高さとの関係を示すグラフである。

[図 5]図 5は、 ArFエキシマレーザー照射後の波長 193nmでの誘起吸収量と Al、 Li 不純物量の関係を示すグラフである。

[図 6]図 6は、本発明の露光装置の好適な他の実施形態の構成を概略的に示す図でめる。

[図 7]図 7は、図 6に示す位相部材及びデボラライザの構成を概略的に示す図である発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下、この発明の実施の形態について説明する。

[0041] 図 1に示す露光装置は、本発明の好適な実施形態にかかる露光装置であり、例えば、 KrFエキシマレーザ、 ArFエキシマレーザ、 Fレーザ等の 250nm以下の紫外線

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を光源 1から照射し、各種の光学素子からなる照明光学系 4及び投影光学系 16を経て、マスク 14の回路パターン等の露光形状をウェハ等の被露光物 20に転写する装置である。

[0042] この露光装置では、光源 1から照射された紫外線が、複数のレンズ 2が配置された光束整形光学系 3において平行光束に変換され、ミラー 4aで偏向された後、照明光学系 4のホモジナイザー 5に入射される。

[0043] ホモジナイザ 5では、まず、回折光学素子 6に入射されて、輪帯状の断面を有する発散光束に変換され、複数のズームレンズ 7を経由してほぼ平行光束に変換されて、マイクロフライアイ 8に入射される。このマイクロフライアイ 8は、稠密に且つ縦横に多数配列された正六角形状の微小レンズからなる光学素子で、入射された光束に基づいて、各微小レンズの後側焦点面に、それぞれ 1つのリング状の光源を形成する。

[0044] マイクロフライアイ 8の後側焦点面に形成された多数の光源からの光束は、ズームレンズ 9を介して、フライアイレンズ 11を重畳的に照射する。このフライアイレンズ 11は、入射面側及び射出側が凸面を有する多数のレンズエレメントを稠密に且つ縦横に配列することによって構成され、マスクの照野の形状及びウェハ上に形成される露光領域の形状に相似する矩形状の断面を有するものであり、フライアイレンズ 11の後側焦点面に輪帯状の実質的な面光源が形成される。

[0045] その後、ホモジナイザー 5において光束のずれ等が補正されて紫外線のエネルギ一密度のむらが低減された光束力コンデンサレンズ 12の集光作用を受けた後、ミラ一 13を経由して、所定のパターンが形成されたマスク 14を重畳的に均一照明する。その後、多数のレンズ 15を備えた投影光学系 16を経由して、マスク 14の回路パターン等の露光形状がウェハ等の被露光物 20に転写される構成となっている。

[0046] この発明では、このような露光装置の各種の光学素子として本発明の人工水晶部材を用いることができる。特に、人工水晶部材が強い複屈折を有しているため、本発明の人工水晶部材からなる光学素子を、複屈折を有していても使用可能な光学素子として使用することが好ましぐ照明光学系に用いることがより好ましぐ照明光学系の偏光ビームスプリッタゃ波長板等の位相部材及び/又はデボラライザに用いることが特に好ましい。また、本発明の人工水晶部材からなる光学素子を、照明光学系のォプティカルインテグレータにに用いることも好ましい。

[0047] また、露光装置に使用される人工水晶部材の枚数は一般的に露光装置 1台あたり 2枚一 10枚程度である力本発明の人工水晶部材からなる光学素子が少なくとも 80 %を占めていることが好ましぐ 100%を占めていることが特に好ましい。

[0048] より具体的には、露光装置のホモジナイザ 5等のオプティカルインテグレータを構成する光学素子として本発明の人工水晶部材力なる光学素子を使用することができる。このオプティカルインテグレータを構成する光学素子として、この実施の形態の露光装置では、回折光学素子 5等の回折光学素子、極めて微小の複数のレンズ素子力、ら構成されるマイクロフライアイ 8等のマイクロアレイレンズ、フライアイレンズ 11などが挙げられる。なお、この実施の形態の露光装置には使用されていないが、カレイドスコープ等のロッド状の内面反射型の光学素子等にも使用可能である。

[0049] このような光学素子として本発明の人工水晶部材を用いると、人工水晶部材が結晶であるため、エネルギー密度の高いビームが照射されても、光源の出力を抑制するこ

)発生を防止することができる。同時に、水晶が劈開せず、機械的な強度が強いため、マイクロフライアイ 8やフライアイレンズ 11などの複雑な形状であっても加工することが容易である。

[0050] このような人工水晶部材は、水熱合成法により人工水晶を合成して、所望の形状に加工することにより製造される。この水熱合成法とは、水晶屑とアルカリ溶液を下部に配置するとともに、上部に水晶の種結晶を吊した高温及び高圧のオートクレープ内で結晶を育成することにより人工水晶を得る方法である。

[0051] 水熱合成法により合成された人工水晶の場合、 KrFまたは ArFエキシマレーザー等の 250nm以下の波長の紫外線レーザを長期間繰り返し照射して特性の変化を測定すると、照射後、着色した試料と着色しない試料とが生じて、透過率の低下が大きレ、試料と透過率の低下が小さレ、試料とが生じる。

[0052] 本発明者らが種々の人工水晶について測定したところ、着色した試料も、着色しない試料も 248nmや 193nmの初期透過率は同じであった。従って、主に使用する波長域の透過率を基準にしても、試料の特性の良し悪しを篩分けすることができない。

[0053] ところ力 S、実験により劣化しな力つた試料の特性を再度解析した結果、実際に照射される紫外線レーザより短い波長である 150nm付近における初期透過率を基準にすると、良品とそうでなレ、ものとを区別できることを見出した。

[0054] そこで、この発明では、例えば、人工水晶を水熱合成法を用いて合成する際、結晶育成用のアルカリ溶液の成分を調整したり、結晶育成時の圧力や温度を調整することにより、或いは、水熱合成法を用いて合成された人工水晶から選択することにより、波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上となるようにして、 250 nm以下の波長の紫外線レーザを照射した際に透過率が低下し難い本発明の人工水晶部材を得ている。

[0055] 前述の通り、 KrFエキシマレーザ、 ArFエキシマレーザ、 Fレーザ等の使用波長に

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より透過率を測定しても、当初の測定値には差がない。しかし、 150nmという波長は、水晶の本質的な吸収帯の裾に相当するため、この波長で測定された初期透過率は、水晶の結晶性を非常に強く反映している。しかも、この初期透過率には、水熱合成法による人工水晶に含有されやすくて透過率の耐久性に影響を与えやすい不純物濃度も反映されている。即ち、 150nmの透過率が高い人工水晶は、結晶性がよく、不純物濃度も小さいことを示唆している。

[0056] この 150nmという波長の紫外線は、石英ガラスの場合、透過しないため判定に使用することができず、また、蛍石の場合、吸収帯がより短波長側に存在するため、やはり、判定に使用することができないのである。

[0057] 即ち、 150nmで測定された初期透過率には、水晶固有の情報が含まれていて、そのため、 150nmの初期透過率を 60%以上となるように製造すれば、 250nmより短波長のレーザー光に対する透過率の耐久性が優れた本発明の人工水晶部材を得ることができるのである。

[0058] なお、本発明の人工水晶部材における上記初期透過率は、 30mm以下程度の間隔で測定することが好ましぐ直径が 30mm以下の部材であれば 1点測定であってもよい。

[0059] 次に、前記の実験により劣化した試料の特性を再度解析した結果から、粗悪品の多くには、 OH、 Al、 Li等の不純物が含有されており、それらの含有量と誘起光学吸収帯の生成に強い相関があることを見出した。

[0060] そのため、この発明では、例えば、人工水晶を水熱合成法を用いて合成する際、結晶育成用のアルカリ溶液の成分を調整したり、結晶育成時の圧力や温度を調整することにより、或いは、水熱合成法を用いて合成された人工水晶から選択することにより、まず、前記のような水熱合成法により合成される人工水晶部材の 3585cm— ¹に位置するヒドロキシル基の赤外吸収帯の吸収係数を 0· 035/cm以下にすることにより、 2 50nmより短波長のレーザー光に対する透過率の耐久性を向上している。

[0061] 水熱合成法では、アルカリ溶液を用いるため、特に、得られる人工水晶中のヒドロキシル基の含有量が多くなりやすレ、。 250nmより短波長のレーザー光が照射される人ェ水晶部材では、ヒドロキシル基の含有量が多いと誘起吸収が大きくなる。そのため、ヒロドキシノレ基による誘起吸収を少なく抑えれば、透過率の耐久性を向上し易い。

[0062] 特に、人工水晶部材の場合には、 3585cm— ¹に位置する赤外吸収帯の吸収係数が 0. 035Zcmを超える範囲では、誘起吸収が指数関数的に増大する。そのため、本発明の人工水晶部材においては前記吸収係数を 0. 035/cm以下にすることにより、前記のような短波長のレーザー光に対する透過率の耐久性を向上し易くすることができるのである。

[0063] なお、本発明の人工水晶部材における上記吸収係数は、 30mm以下程度の間隔で測定することが好ましぐ直径が 30mm以下の部材であれば 1点測定であってもよレ、。

[0064] また、このような人工水晶部材では、アルミニウム及びリチウムも含有されやすぐこのような不純物も、 250nmより短波長のレーザー光に対する人工水晶部材の透過率の耐久性に与える影響が大きい。そのため、本発明の人工水晶部材においては、ァノレミニゥム含有量を lppm以下、且つリチウム含有量を 0. 5ppm以下とすることにより、透過率の耐久性を向上している。

[0065] 更に、前記の実験による試料の特性の再度の解析から、粗悪品に誘起した着色の多くは層状に分布していることを見出した。

[0066] この層は結晶成長に何らかの障害が発生したことと関係しており、不純物が残留していたりエッチピットなどが発生していたりする。その様な不具合は脈理として観察されることが多々ある。そして、脈理のある水晶には、エキシマレーザーの照射後、脈理に沿って着色が発生し易いことを見出した。

[0067] そのため、前記のように水熱合成法により合成された人工水晶部材では、特に、脈理が日本光学硝子工業会規格 iOGIS)で定める 1級又は 2級であるのがよレ、。即ち、 50mm X 50mm X 20mmの形状の光学素子の 50mm X 20mmの平行な両面間に、層状の不均質性がピンホール光の投影像で認められないか、薄くて分散した脈理で眼に見える限界のものである。このような脈理の本発明の人工水晶部材においては、 250nm以下の波長の紫外線レーザの照射領域内に、脈理部分に沿って生じる着色を抑え易いのである。

[0068] なお、このように脈理が日本光学硝子工業会規格 (JOGIS)で定める 1級又は 2級である人工水晶部材をより確実に得るためには、水熱合成法等により合成された人ェ水晶部材から種結晶を含む領域を除外する前処理工程を含んでいることが好ましレ、。

[0069] 次に、本発明の露光装置の製造方法について説明する。本発明の露光装置の製造方法は、波長 250nmより短波長のレーザー光を光源としてマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を被露光基板上に投影露光する投影光学系とを備えた露光装置の製造方法であって、

前記本発明の人工水晶部材からなる光学素子を選別して準備する工程と、前記人工水晶部材力なる光学素子以外の、前記露光装置に必要な諸部材を準備する工程と、

前記露光装置に必要な諸部材を、前記人工水晶部材からなる光学素子と共に組み立てて、前記照明光学系及び Z又は前記投影光学系に前記人工水晶部材からなる光学素子を配置した露光装置を得る工程と、

を含む方法である。

[0070] ここで、前記本発明の人工水晶部材力なる光学素子を選別する具体的な方法は特に制限されず、下記選択基準：

(i) 3585cm— ¹に位置するヒドロキシル基の赤外吸収帯の吸収係数ひが 0. 035/cm 以下であること、

(ii) 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上であること、

(iii)アルミニウム含有量が lppm以下及びリチウム含有量が 0. 5ppm以下であること、

(iv)脈理が日本光学硝子工業会規格 CiOGIS)で定める 1級又は 2級であること、のうちの少なくとも一つの基準に基づいて選択される。

[0071] 前記人工水晶部材力なる光学素子以外の露光装置に必要な諸部材は特に制限されず、露光装置に一般的に使用される種々の部材が適宜用いられる。また、このような露光装置に必要な諸部材を、前記人工水晶部材からなる光学素子と共に組み立てる方法も特に制限されず、露光装置を組み立てる一般的な方法が適宜採用される

[0072] なお、本発明は、レチクルとウェハとを同期移動してレチクルのパターンを露光するステップ ·アンド 'スキャン方式の走查型投影露光装置（米国特許 5， 473, 410号）、いわゆるスキャニング.ステッパーのみならず、レチクルとウェハとを静止した状態でレチクルのパターンを露光し、ウェハを順次ステップ移動させるステップ'アンド'リピート方式の露光装置 (ステッパー）にも適用すること力 Sできる。

[0073] また、本発明はツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平 10 - 163099号及び特開平 10 - 2 14783号（対応米国特許 6, 341, 007号、 6, 400, 441号、 6, 549, 269号及び 6 , 590,634号）、特表 2000— 505958号（対応米国特許 5, 969, 441号）あるレ、は米国特許 6, 208, 407号に開示されている。

[0074] さらに、本発明は、投影光学系と被露光物との間に局所的に液体を満たす液浸露光装置や、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成しその中に基板を保持する液浸露光装置にも適用可能である。露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作については、例えば特開平 6 - 124873号に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその中に基板を保持する液浸露光装置については、例えば特開平 10—303114号や米国特許 5， 825, 043号にそれぞれ開示されている。

[0075] 以上説明したように、本発明の露光装置及びその製造方法においては、前記本発明の人工水晶部材からなる光学素子を選別して配置されていればよぐそれ以外の構成は特に制限されない。本発明の露光装置及びその製造方法に適用可能な構成が記載されている上記の米国特許 5, 473, 410号、米国特許 6, 341 , 007号、米国特許 6, 400, 441号、米国特許 6, 549, 269号、米国特許 6, 590,634号、米国特許 5, 969, 441号、米国特許 6, 208, 407号及び米国特許 5, 825, 043号、並びに、特開平 10-163099号、特開平 10-214783号、特開平 6—124873号、特開平 10— 303114号及び特表 2000— 505958号は、参考文献としてこの明細書中に組み込まれる。

実施例

[0076] 以下、実施例及び比較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限定されるものではない。

[0077] (実施例 1)

まず、水熱合成法により合成した Z板水晶原石の種結晶を除外した領域から、 60 φ X I 5mm厚のブロックを切り出した。 60 φ面は Z軸に対し垂直であった。 15mm厚の円板を精密研削ならびに研磨加工し、最終形状 60 φ X 10mm厚の試料を得た。 [0078] そして、得られた人工水晶試料を用い、 150nmの光に対する初期透過率（％/0 m、 /cmは単位厚さ）と、 ArFエキシマレーザーを 200mj/cm²で 1 X 10⁶パルス照射後の誘起吸収量 (/cm)とを測定した。

[0079] 試料への 150nmの紫外線の照射は窒素ガスでパージされたアルミニウム製チャンバーの中で行われた。 60 φ面を垂直に立てて、 60面に垂直な方向から光を照射した。

[0080] また、真空紫外域の光学透過測定には、市販のシングノレビーム方式の分光光度計を用いた。重水素ランプを光源とし、回折光学素子で分光される光をターボ分子ボンプで真空に引かれた試料室に導入した。試料室を透過した光の強度はフォトマルチプライアーで検出され、スペクトルはコンピューターに記録された。まず、試料台に何もおかずブランクスペクトルを最初に測定した。その後試料台に 60 φ X 10mm厚の人工水晶試料を静置し、試料を通過した光の強度を測定した。ブランクと試料を通過した光の強度比を試料の透過率とした。

[0081] 図 2に、 150nmの初期透過率（％/(：111)と ArFエキシマレーザー照射後の波長 19 3nmでの誘起吸収量 (/cm)の関係を示した。図中、横軸は厚さ lcmの試料で測定された 150nmの初期透過率を、縦軸は ArFエキシマレーザー照射後に誘起された 193nmでの誘起吸収係数（/cm)である。

[0082] ここで、誘起吸収量とは照射前後の吸収係数（/cm)の差を言う。 150nmの初期透過率が 60%より低いと、波長 193nmでの誘起吸収量 (/cm)が指数関数的に増大していることが分かる。

[0083] 図 2のグラフを元に、 150nmでの初期透過率を指標として水晶試料を選別したところ、 60%より初期透過率が高い試料では ArFエキシマレーザー照射後に 193nmの透過率がほとんど減少しな力、つたのに対し、 60%より初期透過率が低い試料では Ar Fエキシマレーザー照射後に 193nmの透過率は全て減少した。また、 150nmでの初期透過率が低い試料ほどレーザー照射後の 193nmでの透過率は顕著に減少した。

[0084] 従って、 150nmの光に対する初期透過率が 60%以上であれば、良品を不良品から選別して使用することができる。 [0085] (実施例 2)

上記実施の形態のようにして作製した試料を用いて、脈理の位置と着色部分の位置との関係を観察した。

[0086] 脈理の程度の評価は、ピンホール光の投影像を目視観察することにより行った。白熱灯の光をフィルターと拡散板を通して単色光（黄色）で一様にした。直径 0. 5mm のピンホールとコリメーシヨンレンズで平行にした光束を試料に照射した。試料を通過した光を白色平板のスクリーンに投影した。そして、被検物と標準試料と脈理の強さを比較し、脈理の程度を決定した。

[0087] そして、 2級の脈理が観察された試料に、 ArFエキシマレーザーを、 200mj/cm² で 1 X 10⁶パルス照射した。レーザー光は 10mm X 10mmのアパーチャ一を通し、試料の中央に照射された。照射領域内にある脈理部分が特に強く着色した。着色は目視でも十分確認できて、黒灰色の煙のように見えた。

[0088] 図 3A及び図 3Bに、脈理とレーザー照射後の着色の位置関係を示した。ここでは、

60 φ面を真上から見ており、図 3Aは照射前、図 3Bは照射後を示している。照射前、ピンホール光の投影によって見えた脈理 25に沿って、照射後、照射領域 26内に黒灰色の煙のような着色 27が観察された。

[0089] 従って、脈理が存在すると、その脈理に沿って着色が発生し易くなるため、脈理ができるだけ少ないことが望ましく、 JOJISにおける 1級又は 2級であることが望ましい。

[0090] (実施例 3)

上記実施の形態のようにして作製した水晶試料 (60 φ X 10mm厚）を用レ、、 OHの赤外吸収帯の高さ（/cm)と ArFエキシマレーザーを、 200mj/cm²で 1 X 10⁶パルス照射した後の波長 193nmの誘起吸収量 (Zcm)を測定した。

[0091] 近赤外一紫外域の光学透過測定には市販のダブルビーム方式の分光光度計を用いた。近赤外域ではハロゲンランプを紫外域では重水素ランプを光源とし、回折光学素子で分光される光を参照光と測定光の 2つの光線に分離した。分離された光線は共に窒素ガスでパージされた試料室に導入された。参照光側の試料台には何もおかず、測定光側の試料台には 60 φ X 10mm厚の水晶試料を静置した。試料室を通過した参照光と測定光は積分球で集光され、フォトマルチプライアーで検出される。参照光強度と測定光強度の比を透過率とした。

[0092] 図 4に、 OHの赤外吸収帯の高さ（/cm)と ArFエキシマレーザー照射後の波長 19 3nmでの誘起吸収量（/cm)の関係を示す。

[0093] ここで、〇Hの赤外吸収帯の高さとは、波長 2789nm (波数 Βδδδ^ι ¹)の位置の吸収係数から波長 2700nmの位置の吸収係数をベースとして引いた値である。また、誘起吸収量とは照射前後の吸収係数 (/cm)の差を言う。

[0094] 図 4では、 ArFエキシマレーザー照射後の波長 193nmでの誘起吸収量と 3585c π ¹の赤外吸収帯の高さとの関係を示している。〇Ηの赤外吸収量 0. OSScnT¹を境に照射後の誘起吸収量が指数関数的に増大していることが分かる。

[0095] 図 4より、〇H吸収帯の高さが 0. 035/cnT¹より高レ、と、波長 193nmでの誘起吸収量 (/cm)が指数関数的に増大していることが分かる。このグラフを元に、〇H吸収帯の高さを指標として水晶試料を選別したところ、 OH吸収帯の高さが 0. 035/cm より低い水晶は ArFエキシマレーザー照射後に 193nmの透過率がほとんど減少しなかったのに対し、 OH吸収帯の高さが 0. 035/cmより高い水晶は ArFエキシマレ一ザ一照射後に 193nmの透過率が顕著に減少した。また、 OH吸収帯の高さが高い試料ほどレーザー照射後の 193nmでの透過率は顕著に減少した。

[0096] (実施例 4)

前記のように作製した水晶試料（60 φ X 10mm厚）に ArFエキシマレーザーを、 20 Omj/cm²で 1 X 10⁶パルス照射して、 ArFエキシマレーザー照射後の波長 193nm での誘起吸収量 (/cm)を測定するとともに、試料に含まれるアルミニウムやリチウムの不純物含有量を ICP質量分析装置を用いて定量的に評価した。

[0097] 図 5に、 ArFエキシマレーザー照射後の波長 193nmでの誘起吸収量（/cm)と A1 ならびに Li含有量 (ppm)の関係を示した。ここで、誘起吸収量とは照射前後の吸収係数（/cm)の差を言う。

[0098] 図 5では、 ArFエキシマレーザー照射後の波長 193nmでの誘起吸収量と Al、 Li不純物量の関係を示している。左縦軸が A1含有量 (ppm)を、右縦軸が Li含有量を示してレ、る。 ·が A1含有量のデータであり、口が Li含有量のデータである。照射後の 1 93nmでの誘起吸収量は A1含有量と Li含有量に対しほぼ直線的に増加している。 [0099] 図 5より、 A1含有量が lppmより高いと、波長 193nmでの誘起吸収量（/cm)が直線的に増大していることが分かる。このグラフを元に、 A1含有量を指標として水晶試料を選別したところ、 A1含有量が lppmより少ない水晶は ArFエキシマレーザー照射後に 193nmの透過率がほとんど減少しなかったのに対し、 A1含有量が lppmより多い水晶は ArFエキシマレーザー照射後に 193nmの透過率がほとんど減少しなかつた。また、 A1含有量が多い試料ほどレーザー照射後の 193nmでの透過率は顕著に減少した。

[0100] 同様に、 Li含有量が 0. 5ppmより高いと、波長 193nmでの誘起吸収量（/cm)が直線的に増大していることが分かる。このグラフを元に、 Li含有量を指標として水晶試料を選別したところ、 Li含有量が 0. 5ppmより少ない水晶は ArFエキシマレーザ一照射後に 193nmの透過率がほとんど減少しなかったのに対し、 Li含有量が 0. 5p pmより多い水晶は ArFエキシマレーザー照射後に 193nmの透過率が顕著に減少した。また、 Li含有量が多い試料ほどレーザー照射後の 193nmでの透過率は顕著に減少した。

[0101] (実施例 5)

本実施例では図 6に示す構成の露光装置を製造した。

[0102] 始めに水熱合成により人工水晶単結晶を製造した。合成した単結晶塊には種結晶が含まれるため、集光灯を用いて肉眼で観察し、種結晶との界面を見出してマーキングを施し、マーキングの外側に 5mmの余裕を残して種結晶部分を切断、除去した。このようにして種結晶部分を除去した単結晶を光学素子製造用の母材とした。

[0103] 上記母材から直径 30mmの円柱状試料を切り出し、 2面を平行に光学研磨して厚さ 10mmの透過率測定用試料とした。この試料を用いて市販のシングルビーム型真空紫外分光光度計により波長 150nmの光に対する初期透過率を測定した。

[0104] 次に、上記の透過率測定用試料を用いて、市販のダブルビーム型赤外分光光度計により、 3585cm ¹ ( = 2789nm)の吸収係数を測定した。具体的には 2600nm力ら 3200nmまで波長掃引の透過率測定を行レ、、測定された透過率スペクトルを吸収スペクトルに変換した。この吸収スペクトルにおける 3703cm_¹ ( = 2700nm)の吸収係数をベースラインとし、 3585cm— ¹の吸収係数を求めた。 [0105] 次に、母材から 50mm X 50mm X 20mmの結晶を切り出し、 50mm X 20mmの両面を平行に光学研磨して脈理評価用試料とした。この試料を JOGIS (日本光学硝子工業会規格） 11-1975に従って標準試料と比較し、脈理等級を決定した。

[0106] 次に、母材の一部を化学分析用に採取し、 ICP質量分析装置を用いてアルミニゥムおよびリチウムの含有量を定量分析した。

[0107] 以上の項目の評価結果に基づき、波長 150nmの光に対する初期透過率が 60% 以上、 3585cm— ¹の吸収係数が 0. 035Zcm以下、脈理等級が 1級または 2級、アルミニゥムの含有量が lppm以下、リチウムの含有量が 0. 5ppm以下の全ての条件を充足する母材を選別した。

[0108] このようにして選別された母材から所望の大きさの人工水晶単結晶を切り出し、通常の研削加工および研磨加工を施して、所定の厚さの 1/2波長板および所定の頂角のプリズムを製作した。また板状に切り出した水晶単結晶の表面にフォトリソグラフィーを用いて所定のレジストパターンを形成し、ドライエッチングにより所定の表面形状を有する回折光学素子を製作した。これらの水晶単結晶からなる 1/2波長板、プリズム及び回折光学素子と、合成石英ガラスまたはフッ化カルシウムから製造した他の光学部材と組み合わせ、図 6に示す露光装置を製造した。

[0109] 図 6において、感光性基板であるウェハ Wの法線方向に沿って Z軸を、ウェハ面内において図 6の紙面に平行な方向に Y軸を、ウェハ面内において図 6の紙面に垂直な方向に X軸をそれぞれ設定している。なお、図 6では、照明光学装置が輪帯照明を行うように設定されている。

[0110] 図 6に示す露光装置は、露光光（照明光）を供給するための波長 193nmの ArFェキシマレーザ光源 101を備えている。レーザ光源 101から Z方向に沿って射出されたほぼ平行な光束は、 X方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ 102aおよび 102b力、らなるビームエキスパンダ 102に入射する。各レンズ 102aおよび 102bは、図 6の紙面内（YZ平面内）において負の屈折力および正の屈折力をそれぞれ有する。したがって、ビームエキスパンダ 102に入射した光束は、図 6の紙面内において拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。

[0111] 整形光学系としてのビームエキスパンダ 102を介したほぼ平行な光束は、折り曲げミラー 103で Y方向に偏向された後、位相部材 110、デボラライザ (非偏光化素子） 1 20、および回折光学素子 104を介して、ァフォーカルズームレンズ 105に入射する。回折光学素子 104は、水晶単結晶からなる基板に露光光（照明光）の波長程度のピツチを有する段差を形成することによって構成され、回折光学素子 104を介した光束は、ァフォーカルズームレンズ 105の瞳位置に円形状の光強度分布、すなわち円形状の断面を有する光束を形成する。回折光学素子 104は、照明光路から退避可能に構成されている。

[0112] ァフォー力ノレズームレンズ 105は、ァフォーカル系（無焦点光学系）を維持しながら所定の範囲で倍率を連続的に変化させることができるように構成されている。ァフォ一カルズームレンズ 105を介した光束は、輪帯照明用の回折光学素子 106に入射する。ァフォーカルズームレンズ 105は、回折光学素子 104の発散原点と回折光学素子 106の回折面とを光学的にほぼ共役に結んでいる。そして、回折光学素子 106 の回折面またはその近傍の面の一点に集光する光束の開口数は、ァフォーカルズームレンズ 105の倍率に依存して変化する。

[0113] 輪帯照明用の回折光学素子 106は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィ一ルドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。回折光学素子 106は、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ 4極照明用の回折光学素子 160や円形照明用の回折光学素子 161や X方向 2極照明用の回折光学素子 162や Υ方向 2極照明用の回折光学素子 163と切り換え可能に構成されている。

[0114] 回折光学素子 106を介した光束は、ズームレンズ 107に入射する。ズームレンズ 10 7の後側焦点面の近傍には、マイクロレンズアレイ（またはフライアイレンズ） 108の入射面が位置決めされている。マイクロレンズアレイ 108は、縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子である。一般に、マイクロレンズアレイは、たとえば平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成される。

[0115] 回折光学素子 104を介してァフォー力ノレズームレンズ 105の瞳位置に形成される円形状の光強度分布からの光束は、ァフォーカルズームレンズ 105から射出された後、様々な角度成分を有する光束となって回折光学素子 106に入射する。すなわち、回折光学素子 104は、角度光束形成機能を有するオプティカルインテグレータを構成している。一方、回折光学素子 106は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する光束変換素子としての機能を有する。したがって、回折光学素子 106を介した光束は、ズームレンズ 107の後側焦点面に（ひいてはマイクロレンズアレイ 108の入射面に）、たとえば光軸 AXを中心とした輪帯状の照野を形成する。

[0116] マイクロレンズアレイ 108に入射した光束は二次元的に分割され、マイクロレンズァレイ 108の後側焦点面には、入射光束によって形成される照野と同じ輪帯状の多数光源 (以下、「二次光源」という）が形成される。

[0117] マイクロレンズアレイ 108の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源力もの光束は、コンデンサー光学系 109の集光作用を受けた後、ミラー 130を経由して、所定のパターンが形成されたマスク Mを重畳的に照明する。マスク Mのパターンを透過した光束は、投影光学系 PLを介して、感光性基板であるウェハ W上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系 PLの光軸 AXと直交する平面 (XY平面）内においてウェハ Wを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハ Wの各露光領域にはマスク Mのパターンが逐次露光される。

[0118] 図 7は、図 6に示す位相部材 110およびデボラライザ 120の構成を概略的に示す図である。

[0119] 位相部材 110は、光軸 AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成された水晶単結晶からなる 1/2波長板により構成されている。一方、デボラライザ 120は、楔形状の水晶単結晶プリズム 120aと、この水晶単結晶プリズム 120aと相補的な形状を有する楔形状の石英ガラスプリズム 120bとにより構成されている。水晶単結晶プリズム 120aと石英ガラスプリズム 120bとは、一体的なプリズム組立体として、照明光路に対して揷脱自在に構成されている。レーザ光源 101から射出される光の偏光度は典型的には 95%以上の偏光度を有するため、 1/2波長板 110にはほぼ直線偏光の光が入射する。

[0120] 1/2波長板 110の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して 0度または 90度の角度をなすように設定された場合、 1/2波長板 110に入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなくそのまま通過する。また、 1/2波長板 110の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して 45度の角度をなすように設定された場合、 1/2波長板 110に入射した直線偏光の光は偏光面が 90度だけ変化した直線偏光の光に変換される。さらに、水晶単結晶プリズム 120aの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して 45度の角度をなすように設定された場合、水晶単結晶プリズム 120aに入射した直線偏光の光は非偏光状態の光に変換 (非偏光化）される

[0121] 水晶単結晶プリズム 120aを介して非偏光化された光は、光の進行方向を補償するためのコンペンセータとしての石英ガラスプリズム 120bを介して、非偏光状態でマスク M (ひいてはウェハ W)を照明する。一方、 1/2波長板 110の結晶光学軸が入射する P偏光の偏光面に対して 45度の角度をなすように設定すると、 1/2波長板 110 に入射した P偏光の光は偏光面が 90度だけ変化し、 S偏光の光になって水晶単結晶プリズム 120aに入射する。水晶単結晶プリズム 120aの結晶光学軸は入射する S 偏光の偏光面に対しても 45度の角度をなすように設定されているので、水晶単結晶プリズム 120aに入射した S偏光の光は非偏光状態の光に変換され、石英ガラスプリズム 120bを介して、非偏光状態でマスク Mを照明する。

[0122] これに対し、デボラライザ 120を照明光路から退避させた場合、 1/2波長板 110の結晶光学軸が入射する P偏光の偏光面に対して 0度または 90度の角度をなすように設定すると、 1/2波長板 110に入射した P偏光の光は偏光面が変化することなく P偏光のまま通過し、 P偏光状態の光でマスク Mを照明する。一方、 1/2波長板 110の結晶光学軸が入射する P偏光の偏光面に対して 45度の角度をなすように設定すると、 1/2波長板 110に入射した P偏光の光は偏光面が 90度だけ変化して S偏光の光になり、 S偏光状態の光でマスク Mを照明する。

[0123] 以上のように、図 6に示す露光装置では、デボラライザ 120を照明光路中に挿入して位置決めすることにより、非偏光状態でマスク Mを照明することができる。また、デボラライザ 120を照明光路から退避させ且つ 1Z2波長板 110の結晶光学軸が入射する P偏光の偏光面に対して 0度または 90度の角度をなすように設定することにより、 P偏光状態でマスク Mを照明することができる。さらに、デボラライザ 120を照明光路力退避させ且つ 1/2波長板 110の結晶光学軸が入射する P偏光の偏光面に対して 45度をなすように設定することにより、 S偏光状態でマスク Mを照明することができる。

[0124] 上記実施例により人工水晶単結晶の母材を選別して製造した露光装置と、このような露光装置と同一の構成を有するが人工水晶単結晶の母材を選別せずに製造した露光装置とを以下のように比較した。すなわち、同一の露光条件で両装置を連続的に稼動させ、ウェハ面の照度変化を測定した。

[0125] 本発明の露光装置の製造方法にしたがって本発明に係る選別条件を満たす人工水晶単結晶を選別して用いた本発明の露光装置では、 1 X 10¹。ショット露光するまでウェハ上の照度に変化は認められなかった力 S、このような選別をしないで人工水晶単結晶を用いた従来の露光装置では、 1 10⁹ショット程度からウェハ上の照度に急激な低下が認められ、 5 X 10⁹ショット露光した時点でウェハ上の照度は初期の 65%まで低下した。

[0126] なお、本発明に係る選別条件を満たさない人工水晶単結晶の場合、 1枚当たりの透過率低下は 10%程度であり、上記実施例では波長板、プリズム X 2、回折光学素子の計 4枚を使用しているので、照度は（0. 9)の約 4乗である 0. 65となる。

産業上の利用可能性

[0127] 以上詳述の通り、本発明によれば、マイクロチャンネルの発生を十分に防止することができると共に、機械的強度が高くて光学素子を加工することが容易であり、しかも 250nm以下の短波長で高出力の光が長期間繰返し照射されても、透過率特性が劣化し難い人工水晶部材、それを用いた露光装置、並びにその露光装置の製造方法を提供することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、 Βδδδαι ¹に位置するヒドロキシル基の赤外吸収帯の吸収係数ひが 0. 03 5/cm以下である人工水晶部材。

[2] 波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上である、請求項 1に記載の人工水晶部材。

[3] アルミニウム含有量が lppm以下及びリチウム含有量が 0. 5ppm以下である、請求項 1に記載の人工水晶部材。

[4] 脈理が日本光学硝子工業会規格 CiOGIS)で定める 1級又は 2級である、請求項 1に記載の人工水晶部材。

[5] 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上である人工水晶部材。

[6] 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、アルミニウム含有量が lppm以下及びリチウム含有量が 0. 5ppm以下である人工水晶部材。

[7] 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、脈理が日本光学硝子工業会規格 (JOGIS)で定める 1級又は 2級である人ェ水晶部材。

[8] 波長 250nmより短波長のレーザー光が照射される光学素子に用いる人工水晶部材であって、波長 150nmの光に対する初期透過率が lcm当たり 60%以上、脈理が日本光学硝子工業会規格 CFOGIS)で定める 1級又は 2級、 3585cm— ¹に位置するヒド口キシル基の赤外吸収帯の吸収係数ひが 0. 035/cm以下、及びアルミニウム含有量が lppm以下及びリチウム含有量が 0. 5ppm以下である人工水晶部材。

[9] 波長 250nmより短波長のレーザー光を光源としてマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を被露光基板上に投影露光する投影光学系とを備えた露光装置であって、前記照明光学系及び/又は前記投影光学系に請求項 1一 8のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子を配置した露光装置。

[10] 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系のオプティカルインテグレータに用いる、請求項 9に記載の露光装置。

[11] 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系の位相部材及び/又はデボラライザに用いる、請求項 9に記載の露光装置。

[12] 前記露光装置に配置される人工水晶部材からなる光学素子のうちの少なくとも 80% 力請求項 1一 8のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子である、請求項 9に記載の露光装置。

[13] 波長 250nmより短波長のレーザー光を光源としてマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を被露光基板上に投影露光する投影光学系とを備えた露光装置の製造方法であって、

請求項 1一 8のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子を選別して準備する工程と、

を含む露光装置の製造方法。

[14] 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系のオプティカルインテグレータに用いる、請求項 13に記載の露光装置の製造方法。

[15] 前記人工水晶部材からなる光学素子を前記照明光学系の位相部材及び/又はデボラライザに用いる、請求項 13に記載の露光装置の製造方法。

[16] 前記露光装置に配置される人工水晶部材からなる光学素子のうちの少なくとも 80% 力請求項 1一 8のうちの何れか一項に記載の人工水晶部材からなる光学素子である、請求項 13に記載の露光装置の製造方法。