JP2001019465A - エキシマレーザ用合成石英ガラス部材及びその製造方法 - Google Patents

エキシマレーザ用合成石英ガラス部材及びその製造方法

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久利 大塚
Kazuo Shirota
和雄 代田
Akira Fujinoki
朗 藤ノ木
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Shin Etsu Quartz Products Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 (i)ArFエキシマレーザを2mJ/
cm2/パルスで4×104ショット照射したときの波長
193nmにおける透過率変化が吸光係数で0.002
cm-1以下、(ii)193nmでの初期透過率が9
9.6%以上、(iii)水素分子含有量が5×1017
分子数/cm3以上、(iv)屈折率変動幅が1×10
-6以下、(v)複屈折が1nm/cm以下であることを
特徴とするエキシマレーザ用合成石英ガラス部材。 【効果】 本発明によれば、光透過率変化の少ないエキ
シマレーザ用合成石英ガラス部材を製造することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ
用、特にArFエキシマレーザ用に使用されるレンズ、
プリズム、ミラー、窓材等の光学用素材及びフォトマス
ク用合成石英ガラス基板等の基板材料として光透過率変
化の少ないエキシマレーザ用合成石英ガラス部材及びそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
LSIの高集積化に伴い、ウェーハ上に集積回路パター
ンを描画する光リソグラフィー技術においても、サブミ
クロン単位の描画技術が要求されており、より微細な線
幅描画を行うために、露光系の光源の短波長化が進めら
れてきている。このため、例えば、リソグラフィー用の
ステッパーレンズには、優れた均質性と紫外線の透過性
及び紫外線照射に対して強い耐性が要求されている。
【0003】このような観点から、不純物含有量の少な
い合成石英ガラスが用いられているが、合成石英ガラス
は、通常、紫外線吸収の原因となる金属不純物の混入を
避けるために、四塩化ケイ素など高純度のシリコーン化
合物の蒸気を直接酸水素火炎中に導入して、火炎加水分
解させてシリカ微粒子を生成させて直接回転する石英ガ
ラスなどの耐熱性基体上に堆積・溶融ガラス化させて、
透明な合成石英ガラスとして製造される。
【0004】このようにして製造された透明な合成石英
ガラスは、190nm程度の短波長領域まで良好な光透
過性を示し、紫外線レーザ光、具体的にはi線の他、K
rF(248nm)、XeCl(308nm)、XeB
r(282nm)、XeF(351,353nm)、A
rF(193nm)等のエキシマレーザ光及びYAGの
4倍高調波(250nm)等についての透過材料として
用いられてきた。
【0005】ところで、合成石英ガラスにエキシマレー
ザのような強烈なエネルギーをもつ紫外線を照射するこ
とによって新たに生じる紫外線領域における光の吸収
は、合成石英ガラス中の固有欠陥から光反応により生じ
た常磁性欠陥によるものと考えられている。このような
常磁性欠陥による光吸収は、これまでESRスペクトル
などで数多く同定されており、例えば、E’センター
(Si・)やNBOHC(Si−O・)などがある。
【0006】このように、常磁性欠陥は、一般的に光学
的吸収帯を有しているため、石英ガラスに紫外線を照射
した場合、紫外線領域において石英ガラスの常磁性欠陥
による問題となる吸収帯は、例えばE’センター(Si
・)の215nmと、まだ正確に同定されていないが、
260nmである。これらの吸収帯は、比較的ブロード
で、しかも強い吸収を生じる場合があり、例えば、Ar
FエキシマレーザやKrFエキシマレーザの透過材料と
して用いる場合には大きな問題となっていた。
【0007】常磁性欠陥の原因となる合成石英ガラス中
の固有欠陥は、例えばSi−OH、Si−ClなどのS
iO2以外の構造や、Si−Si、Si−O−O−Si
などの酸素欠損、酸素過剰の構造に起因している。
【0008】そこで、常磁性欠陥を抑制する方法とし
て、塩素を含有しないテトラメトキシシランのようなア
ルコキシシランをシラン化合物として用いることによ
り、常磁性欠陥の一つであるSi−Clをガラス中に含
有させなくさせる方法が提案されている(特開平6−1
99532号公報)。
【0009】また、特にArFレーザ照射初期に、1×
104ショット程度で透過率が急激に低下し、その後の
照射継続と共に、1×106ショット程度は透過率が回
復するという現象を利用する方法がある。これは、ガラ
ス中に含有する水素濃度に起因しており、水素分子濃度
が高いとレーザ照射初期時の透過率低下が大きく、水素
分子濃度が低いとレーザ照射初期時の透過率低下は小さ
い。但し、逆に長期的照射時の場合は、水素分子濃度が
高いと長期的照射時の透過率低下は小さく、水素分子濃
度が低いと長期的照射時の透過率低下は大きくなる。こ
れは、下記式(4)又は(5)のように考えられている
(特開平7−43891号公報)。
【0010】 <照射初期時> Si−H+hν → Si・+H …(4) <回復現象> Si・+H → Si−H …(5)
【0011】また、合成石英ガラス中の水素分子濃度の
制御方法も提案されており(特開平6−305736号
公報)、ArFレーザのエネルギー使用条件によって、
ガラス中の水素分子濃度の調整が行われてきた。
【0012】しかし、最近ではこの水素分子濃度の調整
だけでは透過率変化を十分抑制することができず、実用
上問題を生じていた。
【0013】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、エキシマレーザに使用される合成石英ガラスにおい
て、強い紫外線照射に伴って生じる紫外線領域における
光透過率の変化を抑えるエキシマレーザ用合成石英ガラ
ス部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結
果、ArFエキシマレーザを2mJ/cm2/パルスで
4×104ショット照射したときの波長193nmにお
ける透過率変化が吸光係数で0.002cm-1以下、1
93nmでの初期透過率が99.6%以上、水素分子含
有量が5×1017分子数/cm3以上、屈折率変動幅が
1×10-6以下、複屈折が1nm/cm以下である合成
石英ガラスをエキシマレーザ用合成石英ガラス部材、特
にArFエキシマレーザ用合成石英ガラス部材又はフォ
トマスク用合成石英ガラス基板として用いることによ
り、強い紫外線照射に伴って生じる紫外線領域における
光透過率変化を抑えることができることを知見し、本発
明をなすに至ったものである。
【0015】従って、本発明は、(1)(i)ArFエ
キシマレーザを2mJ/cm2/パルスで4×104ショ
ット照射したときの波長193nmにおける透過率変化
が吸光係数で0.002cm-1以下、(ii)193n
mでの初期透過率が99.6%以上、(iii)水素分
子含有量が5×1017分子数/cm3以上、(iv)屈
折率変動幅が1×10-6以下、(v)複屈折が1nm/
cm以下であることを特徴とするエキシマレーザ用合成
石英ガラス部材、(2)エキシマレーザがArFエキシ
マレーザであることを特徴とする(1)記載のエキシマ
レーザ用合成石英ガラス部材、(3)エキシマレーザ用
合成石英ガラス部材がフォトマスク用合成石英ガラス基
板であることを特徴とする(1)又は(2)記載のエキ
シマレーザ用合成石英ガラス部材、(4)有機ケイ素化
合物から酸水素火炎によって合成石英ガラスを製造する
に際し、バーナー中心のノズルに供給する際の有機ケイ
素化合物と酸素との混合比を酸素量論量の2倍モル以上
とすることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれか1
に記載のエキシマレーザ用合成石英ガラス部材の製造方
法、(5)有機ケイ素化合物から酸水素火炎によって合
成石英ガラスを製造するに際し、バーナー中心のノズル
に供給する際の有機ケイ素化合物と酸素との混合比を酸
素量論量の2倍モル以上とし、得られた合成石英ガラス
部材をアニール処理することを特徴とする(1)乃至
(3)のいずれか1に記載のエキシマレーザ用合成石英
ガラス部材の製造方法、及び、(6)有機ケイ素化合物
から酸水素火炎によって合成石英ガラス部材を製造する
に際し、バーナー中心のノズルに供給する際の有機ケイ
素化合物と酸素との混合比を酸素量論量の2倍モル以上
とし、得られた合成石英ガラス部材を更に均質化した
後、アニール処理することを特徴とする(1)乃至
(3)のいずれか1に記載のエキシマレーザ用合成石英
ガラス部材の製造方法を提供する。
【0016】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のエキシマレーザ用合成石英ガラス部材は、
ArFエキシマレーザを2mJ/cm2/パルスで4×
104ショット照射したときの波長193nmにおける
透過率変化が吸光係数で0.002cm-1以下、好まし
くは0.0015cm-1以下である。透過率変化が大き
すぎると、例えばステッパーのレンズ材として使用した
場合に、吸収に伴う熱収差によりパターン回路等を転写
すると像が歪む等の問題を生じてしまうこととなる。
【0017】また、193nmでの初期透過率は99.
6%以上、好ましくは99.7%以上である。初期透過
率が小さすぎる場合も上記と同様の問題を生じる。
【0018】水素分子含有量は5×1017分子数/cm
3以上、好ましくは10×1017分子数/cm3以上であ
る。水素分子含有量が5×1017分子数/cm3未満で
あると、レーザを長期的に照射した際に、透過率変化が
吸光係数で0.002cm-1を超えてしまうこととな
る。水素分子含有量の上限は特に制限されるものではな
いが、通常1×1019分子数/cm3以下である。な
お、長期的な透過率変化を抑制するためには、水素分子
含有量を上記範囲にすることが好ましい。
【0019】屈折率変動幅は1×10-6以下、好ましく
は0.5×10-6以下であり、複屈折は1nm/cm以
下が好ましい。屈折率変動幅及び複屈折が上記範囲を超
えると、例えばステッパーのレンズ材として使用する場
合、回路パターンの転写像が歪むこととなる。
【0020】なお、本発明において、上記透過率変化と
は、厚さ10mmの二面を磨いた合成石英ガラス板にA
rFエキシマレーザをエネルギー密度2mJ/cm2
パルス、200Hz、4×104ショットの条件下で照
射した時に、合成石英ガラスに誘起される215nmの
吸収に伴う193nmにおける吸光係数と照射前の19
3nmにおける吸光係数の差の最大値をいう。
【0021】なお、初期透過率とは、エキシマレーザを
照射していない合成石英ガラスの内部透過率をいう。こ
こで、内部透過率(Ti)とは、厚さ10mmの二面を
磨いた合成石英ガラスを紫外分光光度計で測定して得ら
れる見掛け透過率を理論透過率で割った値をいい、波長
193nmにおける見掛け透過率をTaとした場合、T
i=Ta/90.85で求められる。また、波長193
nmにおける吸光係数とは、−logTiで表される。
屈折率変動幅とは、厚さ50mmの合成石英ガラスの波
長632.8nmにおける屈折率の最大値と最小値の差
(Δn)をいう。
【0022】次に、本発明のエキシマレーザ用合成石英
ガラス部材の製造方法について説明すると、原料の有機
ケイ素化合物としては、下記一般式(1)、(2)又は
(3)で示されるシラン化合物、シロキサン化合物が用
いられる。
【0023】 (R1nSi(OR24-n …(1) (式中、R1,R2は同一又は異種の脂肪族一価炭化水素
基を示し、nは0〜3の整数を示す。)
【0024】
【化1】 (式中、R3は水素原子又は脂肪族一価炭化水素基を示
し、mは1以上,特に1又は2である。また、pは3〜
5の整数である。)
【0025】ここで、R1,R2,R3の脂肪族一価炭化
水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n
−ブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4のア
ルキル基、シクロヘキシル基等の炭素数3〜6のシクロ
アルキル基、ビニル基、アリル基等の炭素数2〜4のア
ルケニル基等が挙げられる。
【0026】具体的に上記一般式(1)で示されるシラ
ン化合物としては、Si(OCH34、Si(OCH2
CH34、CH3Si(OCH33等が挙げられ、一般
式(2),(3)で示されるシロキサン化合物として
は、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロト
リシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、
デカメチルシクロペンタシロキサンが挙げられる。
【0027】そして、酸水素火炎を形成する石英製バー
ナーに原料のシラン又はシロキサン化合物、水素、一酸
化炭素、メタン、プロパン等の可燃性ガス、酸素等の支
燃性ガスの各々を供給する際に、シラン又はシロキサン
化合物と酸素との混合比を酸素量論量の少なくとも2倍
モル以上に調整することにより、エキシマレーザ、特に
はArFエキシマレーザのように高エネルギーレーザを
照射した時に生じる構造欠陥や波長215nmに吸収帯
を有するE’センター(Si・)起因の吸収を抑制でき
る。
【0028】ここで、エキシマレーザ用合成石英ガラス
部材を製造する装置は、竪型又は横型のいずれも使用す
ることができるが、横型の装置を用いる場合は、シラン
化合物と酸素との混合比は酸素量論量の2倍モル以上、
特に2.5〜3.0倍モルの範囲であることが好まし
い。
【0029】一方、合成石英ガラス部材の径が、自重も
加わって、200mmφ以上の大口径品のものが得やす
い竪型の装置においては、バーナーのノズルサイズが大
口径となるため、バーナー中心のノズルに供給するシラ
ン化合物と酸素との混合比は3倍モル以上、特に3.5
〜4.0倍モルの範囲であることが好ましい。
【0030】シラン化合物と酸素との混合比が2倍モル
に満たない場合には、波長215nmでの吸光係数が
0.003cm-1を超えてしまうため、193nmでの
透過率変化も0.002cm-1を上回ることになる。
【0031】また、バーナーに供給するシラン又はシロ
キサン化合物、水素が必要とする酸素量論量に対する実
酸素量とのモル比は0.6〜1.3、特に0.7〜0.
9の範囲とすることが好ましい。これにより、合成石英
ガラス部材中に含有される水素分子含有量を5×1017
分子数/cm3以上に保つことが可能になり、エキシマ
レーザ照射時の長期的安定性(透過率変化抑制)を十分
維持できる。上記比が0.6未満の場合、シリカ微粒子
の堆積・溶融面の温度が低下してシリカの成長が困難に
なり、レーザ照射初期の波長215nmでの吸光係数が
0.003cm -1を超えてしまう結果、波長193nm
での透過率変化が吸光係数で0.002cm-1を超える
こととなる。上記比が1.3を超える場合、水素分子含
有量が5×1017分子数/cm3未満になり、エキシマ
レーザ照射中の長期的安定性が維持できなくなる。
【0032】なお、シラン化合物、水素等の可燃性ガ
ス、酸素等の支燃性ガスを供給するバーナーは、通常と
同様に、中心部が多重管、特に三重管又は五重管バーナ
ーが用いられる。
【0033】このような方法により製造されたエキシマ
レーザ用合成石英ガラス部材は、ArFエキシマレーザ
をエネルギー密度2mJ/cm2/パルス、200H
z、4×104ショットの条件下で照射した後における
波長215nmの吸光係数を0.003cm-1以下にす
ることができ、波長193nmでの透過率変化を吸光係
数で0.002cm-1以下に抑えることが可能になる。
これは、波長215nmでの吸収帯は、波長193nm
の領域まで吸収帯の裾がかかるため、透過率変化に繋が
ることによる。なお、吸収スペクトルの解析によると、
193nmの吸光係数は215nmの吸光係数の60%
程度であるので、215nmの吸光係数に0.6を乗じ
ることにより求められる。
【0034】更に、得られた合成石英ガラス部材は、ア
ニール処理を行うことが好ましい。アニール処理は、真
空又はアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス雰囲
気中で1500℃、好ましくは1800℃以上に加熱し
て所望の形状に成型する。そして、この成型物を110
0〜1250℃、好ましくは1150〜1200℃に加
熱し、600℃の温度になるまで0.1℃/分以下の降
温速度で徐冷することにより、光学的に高均質なエキシ
マレーザ用合成石英ガラス部材を得ることができる。
【0035】なお、本発明のエキシマレーザ用合成石英
ガラス部材の製造方法においては、必要に応じて、均質
化処理を行うことができる。合成石英ガラス部材の径が
200mmφ以上の大口径品のものが得やすい竪型の装
置においては、インゴット径が大口径であるため、溶融
面に成長するシリカの一層当たりの厚みが薄くなり、光
学的に均質なものが得やすいことで、特に均質化処理は
必要ないが、横型の装置においては均質化処理を行うこ
とが好ましい。
【0036】均質化処理は、合成石英ガラス部材を16
00℃、好ましくは1700℃以上の温度下で、せん断
力を与えて均質化することにより行われ、その結果、三
方向において脈理を有しない高均質な合成石英ガラスを
得ることができる。
【0037】このようにして得られた合成石英ガラス
は、ステッパーの照明系レンズ、投影光学用レンズ、窓
材、ミラー、ビームスプリッター、プリズム等のほか、
レチクル用基板等のフォトマスク用合成石英ガラス基板
に用いられる。
【0038】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【0039】[実施例1]原料としてメチルトリメトキ
シシランを石英製バーナーに供給し、酸水素炎にて酸化
又は燃焼分解させてシリカ微粒子を生成させ、これを回
転している石英製ターゲット上に堆積すると同時に溶融
ガラス化して合成石英ガラス部材を得た。
【0040】この場合、図1に示したように、回転する
支台1上に石英ガラス製ターゲット2を取り付ける一
方、原料蒸発器3内に入れたメチルトリメトキシシラン
4にアルゴンガス5を導入し、このアルゴンガス5にメ
チルトリメトキシシラン4の蒸気を随伴させ、かつこれ
に酸素ガス6を混合した混合ガスを石英製バーナー7の
中心ノズルに供給すると共に、このバーナー7には、更
に上記混合ガスを中心にして順次内側から外側に酸素ガ
ス8、水素ガス9、水素ガス10、酸素ガス11を供給
し、バーナー7から上記原料メチルトリメトキシシラ
ン、酸水素火炎12をターゲット2に向けて噴出して、
シリカ微粒子13をターゲット2に堆積させ、同時に溶
融透明ガラス化させて合成石英ガラス14を得た。な
お、この時の各々のガス流量バランスを図1に示す。
【0041】なお、合成石英ガラスインゴットのサイズ
は140mmφ×500mmLであった。この合成石英
ガラス部材に対し処理Aを行った結果を表1に示す。
【0042】〔処理A〕合成石英ガラスインゴットをア
ルゴンガス雰囲気中、−200Torrで1750℃ま
で昇温し、1時間保持して、250mmφ×157mm
Lの成型体を得た。次に、大気中雰囲気下で1150℃
まで昇温後、100時間保持した後、600℃の温度に
なるまで0.1℃/min以下の降温速度で徐冷した。
【0043】[実施例2]表1に示す条件下、処理Aの
代わりに下記の処理Bを行った以外は、実施例1と同様
に行った結果を表1に示す。
【0044】〔処理B〕合成石英ガラスインゴットの両
端部に石英ガラス製の支持棒を取り付け、旋盤のチャッ
クに固定した。プロパンガスバーナーにより、上記の棒
状合成石英ガラス部材を加熱し、旋盤を回転させ、棒状
合成石英ガラス部材の軟化部分にせん断を与えた。この
時の作業温度は約2000℃であった。その後、上記の
処理Aを実施した。
【0045】上記処理A及び処理Bにより得られた合成
石英ガラス部材から、サイズ200mmφ×100mm
を切り出し、ZygoMarkIV(Zygo社製)に
よる検査を行った結果、三方向に脈理を有さず、屈折率
変動幅も1×10-6以下であり、複屈折は1nm/cm
以下であった(型式ABR−10A,ユニオプト社
製)。
【0046】次に、紫外線照射に対する常磁性欠陥の生
成を調査するため、サンプルとして一部(10×10×
40mm)を切り出し、鏡面に研摩加工した。このガラ
ス体の193nmにおける初期透過率(型式Cary4
00,バリアン社製)を測定した。また、このガラス体
にArFエキシマレーザ(型式LPX−200,ラムダ
フィジック社製)を2mJ/cm2/パルス、200H
zの照射条件にて4×104ショット照射し、波長21
5nmでの吸光係数を測定した。なお、215nmでの
吸光係数の測定は、図4で示される装置により行い、2
15nmの吸光係数は−log(1cm当たりの内部透
過率)を用いて計算した。ここで、上記内部透過率と
は、見掛け透過率を理論透過率で除した数値である。次
に、吸光係数の変化の測定方法について説明する。図4
は、透過率変化測定装置の概略図で、aはエキシマレー
ザで、ラムダフィジック社製LPX2000を用い、パ
ルス当たりのエネルギー密度150mJ/cm2/パル
ス,100Hzにて、各試料bのレーザ照射面に直角に
レーザ照射を行うように構成している。透過率測定装置
は、紫外線の光源としてD2ランプc、その光を215
nmに分光する第1のモノクロメータg、ビームスプリ
ッターdを介して入射光の光量を測定するための第1の
ホトマルe、及び試料bを挟んで第2のモノクロメータ
h及び透過してくる光量を測定するためのホトマルfに
よって構成されている。D2ランプcより照射された光
は、ビームスプリッターdを介して一部ホトマルeに入
射すると共に、他の光はモノクロメータgにより215
nmに分光され、試料b、モノクロメータhを経てホト
マルfに受光され、ホトマルeとfの受光比により透過
率が測定できる。ここでホトマルe,fの受光量の計測
は、エキシマレーザの発振パルスと同期しているため
に、レーザ照射を行いながら同時に透過率の測定が行え
る。その結果を表1及び図2,3に示す。
【0047】[比較例]表1に示す条件下、比較例1,
2については処理Bを、比較例3については処理Aを行
った。結果を表1に示す。
【0048】
【表1】
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、光透過率変化の少ない
エキシマレーザ用合成石英ガラス部材を製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成石英ガラスの製造装置の一例を示す概略図
である。
【図2】バーナー中心部の原料シランと酸素との混合比
と石英ガラスの透過率変化との関係を示すグラフであ
る。
【図3】ArFエキシマレーザ照射による215nmの
吸光係数変化を示すグラフである。
【図4】215nmでの吸光係数の測定に用いた装置の
概略図である。
【符号の説明】 1 支台 2 石英ガラス製ターゲット 3 原料蒸発器 4 メチルトリメトキシシラン 5 アルゴンガス 6 酸素ガス 7 バーナー 8 酸素ガス 9 水素ガス 10 水素ガス 11 酸素ガス 12 酸水素火炎 13 シリカ微粒子 14 合成石英ガラス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年7月14日(2000.7.1
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】この場合、図1に示したように、回転する
支台1上に石英ガラス製ターゲット2を取り付ける一
方、原料蒸発器3内に入れたメチルトリメトキシシラン
4にアルゴンガス5を導入し、このアルゴンガス5にメ
チルトリメトキシシラン4の蒸気を随伴させ、かつこれ
に酸素ガス6を混合した混合ガスを石英製バーナー7の
中心ノズルに供給すると共に、このバーナー7には、更
に上記混合ガスを中心にして順次内側から外側に酸素ガ
ス8、水素ガス9、水素ガス10、酸素ガス11を供給
し、バーナー7から上記原料メチルトリメトキシシラ
ン、酸水素火炎12をターゲット2に向けて噴出して、
シリカ微粒子13をターゲット2に堆積させ、同時に溶
融透明ガラス化させて合成石英ガラス14を得た。な
お、この時の各々のガス流量バランスを表1に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 515D (72)発明者 代田 和雄 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所内 (72)発明者 藤ノ木 朗 福島県郡山市田村町金屋字川久保88 信越 石英株式会社石英技術研究所内 Fターム(参考) 2H095 BA07 BC27 4G014 AH11 AH12 4G062 AA04 BB02 CC07 MM02 NN01 5F046 BA05 CB02 CB10 CB12 CB17 CB19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)ArFエキシマレーザを2mJ/
    cm2/パルスで4×104ショット照射したときの波長
    193nmにおける透過率変化が吸光係数で0.002
    cm-1以下、(ii)193nmでの初期透過率が9
    9.6%以上、(iii)水素分子含有量が5×1017
    分子数/cm3以上、(iv)屈折率変動幅が1×10
    -6以下、(v)複屈折が1nm/cm以下であることを
    特徴とするエキシマレーザ用合成石英ガラス部材。
  2. 【請求項2】 エキシマレーザがArFエキシマレーザ
    であることを特徴とする請求項1記載のエキシマレーザ
    用合成石英ガラス部材。
  3. 【請求項3】 エキシマレーザ用合成石英ガラス部材が
    フォトマスク用合成石英ガラス基板であることを特徴と
    する請求項1又は2記載のエキシマレーザ用合成石英ガ
    ラス部材。
  4. 【請求項4】 有機ケイ素化合物から酸水素火炎によっ
    て合成石英ガラスを製造するに際し、バーナー中心のノ
    ズルに供給する際の有機ケイ素化合物と酸素との混合比
    を酸素量論量の2倍モル以上とすることを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれか1項記載のエキシマレーザ用合
    成石英ガラス部材の製造方法。
  5. 【請求項5】 有機ケイ素化合物から酸水素火炎によっ
    て合成石英ガラスを製造するに際し、バーナー中心のノ
    ズルに供給する際の有機ケイ素化合物と酸素との混合比
    を酸素量論量の2倍モル以上とし、得られた合成石英ガ
    ラス部材をアニール処理することを特徴とする請求項1
    乃至3のいずれか1項記載のエキシマレーザ用合成石英
    ガラス部材の製造方法。
  6. 【請求項6】 有機ケイ素化合物から酸水素火炎によっ
    て合成石英ガラスを製造するに際し、バーナー中心のノ
    ズルに供給する際の有機ケイ素化合物と酸素との混合比
    を酸素量論量の2倍モル以上とし、得られた合成石英ガ
    ラス部材を更に均質化した後、アニール処理することを
    特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のエキシ
    マレーザ用合成石英ガラス部材の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006267997A (ja) * 2005-02-25 2006-10-05 Nikon Corp マスク基板、フォトマスク、露光方法、露光装置の管理方法、及びデバイス製造方法
US7232778B2 (en) 2001-12-11 2007-06-19 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic quartz glass ingot, synthetic quartz glass, and methods of manufacture thereof
JP2010533309A (ja) * 2007-07-12 2010-10-21 ピクサー テクノロジー リミテッド Duv透過マッピングのための方法と装置
JP2021067908A (ja) * 2019-10-28 2021-04-30 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスク、及び半導体デバイスの製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410192B1 (en) 1999-11-15 2002-06-25 Corning Incorporated Photolithography method, photolithography mask blanks, and method of making
US6317209B1 (en) 1999-12-09 2001-11-13 Corning Incorporated Automated system for measurement of an optical property
JP3865039B2 (ja) * 2000-08-18 2007-01-10 信越化学工業株式会社 合成石英ガラスの製造方法および合成石英ガラス並びに合成石英ガラス基板
CN1558875A (zh) * 2001-09-27 2004-12-29 康宁股份有限公司 内透射率高并且双折射低的熔凝硅石
US20040162211A1 (en) * 2001-09-27 2004-08-19 Domey Jeffrey J. Fused silica having high internal transmission and low birefringence
US6761951B2 (en) 2001-12-11 2004-07-13 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic quartz glass blank
JP4017863B2 (ja) 2001-12-18 2007-12-05 信越石英株式会社 アニール炉及び光学用合成石英ガラスの製造方法
EP1340723B1 (de) * 2002-03-01 2010-08-11 Schott AG Verfahren zu Herstellung von Quarzglas und einer Quarzglasvorform
AU2003221105A1 (en) * 2002-03-25 2003-10-08 Nikon Corporation Synthetic quartz glass member and process for producing the same
JP2005255423A (ja) 2004-03-09 2005-09-22 Asahi Glass Co Ltd 合成石英ガラス製フォトマスク基板およびフォトマスク
JP2008063181A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Shin Etsu Chem Co Ltd エキシマレーザー用合成石英ガラス基板及びその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51102014A (en) 1974-11-01 1976-09-09 Komatsu Denshi Kinzoku Kk Kojundotomeigarasutaino seizohoho
ATE116448T1 (de) 1989-06-09 1995-01-15 Heraeus Quarzglas Optische teile und rohlinge aus synthetischem siliziumdioxidglas und verfahren zu ihrer herstellung.
JP2881930B2 (ja) * 1990-03-28 1999-04-12 三菱マテリアル株式会社 光伝送用石英ガラスの製造方法
JP3114979B2 (ja) 1990-04-05 2000-12-04 信越化学工業株式会社 合成石英ガラス部材およびその製造方法
JP3007510B2 (ja) 1993-04-27 2000-02-07 信越化学工業株式会社 合成石英ガラス部材の製造方法
DE69806672T2 (de) 1997-04-08 2003-03-20 Shinetsu Quartz Prod Optisches synthetisches Quarzglas, Herstellungsverfahren davon, und optisches Element für Excimer-Laser mit dem synthetischen Quarzglas
TW440548B (en) 1997-05-14 2001-06-16 Nippon Kogaku Kk Synthetic silica glass optical member and method of manufacturing the same
US6143676A (en) * 1997-05-20 2000-11-07 Heraeus Quarzglas Gmbh Synthetic silica glass used with uv-rays and method producing the same
EP0978487A3 (en) 1998-08-07 2001-02-21 Corning Incorporated Sealed, nozzle-mix burners for silica deposition
ATE303978T1 (de) 1998-12-28 2005-09-15 Pirelli & C Spa Verfahren zur herstellen von siliciumdioxyd durch zersetzung eines organosilans
US6649268B1 (en) 1999-03-10 2003-11-18 Nikon Corporation Optical member made of silica glass, method for manufacturing silica glass, and reduction projection exposure apparatus using the optical member
JP2001010833A (ja) 1999-06-21 2001-01-16 Nikon Corp 石英ガラス部材

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7232778B2 (en) 2001-12-11 2007-06-19 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic quartz glass ingot, synthetic quartz glass, and methods of manufacture thereof
JP2006267997A (ja) * 2005-02-25 2006-10-05 Nikon Corp マスク基板、フォトマスク、露光方法、露光装置の管理方法、及びデバイス製造方法
JP4692745B2 (ja) * 2005-02-25 2011-06-01 株式会社ニコン マスク基板、フォトマスク、露光方法、露光装置の管理方法、及びデバイス製造方法
JP2010533309A (ja) * 2007-07-12 2010-10-21 ピクサー テクノロジー リミテッド Duv透過マッピングのための方法と装置
JP2021067908A (ja) * 2019-10-28 2021-04-30 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスク、及び半導体デバイスの製造方法

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