JP2566151B2 - レーザー光学系母材の製造方法 - Google Patents
レーザー光学系母材の製造方法Info
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- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、レーザステッパ装置、レーザ発振装置、レ
ーザー核融合装置等に用いるレンズ、窓部材、ミラー、
プリズム、フィルター等のレーザ光学系母材の製造方法
に係り、特に高出力の且つ短波長域のレーザ光に対し耐
久性と高品質性を保証し得るレーザ光学系母材の製造方
法に関する。
ーザー核融合装置等に用いるレンズ、窓部材、ミラー、
プリズム、フィルター等のレーザ光学系母材の製造方法
に係り、特に高出力の且つ短波長域のレーザ光に対し耐
久性と高品質性を保証し得るレーザ光学系母材の製造方
法に関する。
「従来の技術」 近年、ウエハ上に集積回路パターンをする描画するリ
ソグラフィ技術においてもその開発が急速に進み、例え
ば1MビットDRAMに対応するパターン線巾１μm,更には4M
ビットDRAMに対応するパターン線巾0.8μｍと、より微
細な線幅が描画可能な技術が開発されつつあり、これら
の微細な線幅描画技術は、比較的高輝度の光源、高感度
レジスト、安定した光学材料がそろっている等超微細な
線幅描画を行う上で必要な種々の条件を備えている為に
一般に光リソグラフィーにより行われているが、該光リ
ソグラフィーは露光波長が大きいため、回折により解像
力が制限されるという問題がある。
ソグラフィ技術においてもその開発が急速に進み、例え
ば1MビットDRAMに対応するパターン線巾１μm,更には4M
ビットDRAMに対応するパターン線巾0.8μｍと、より微
細な線幅が描画可能な技術が開発されつつあり、これら
の微細な線幅描画技術は、比較的高輝度の光源、高感度
レジスト、安定した光学材料がそろっている等超微細な
線幅描画を行う上で必要な種々の条件を備えている為に
一般に光リソグラフィーにより行われているが、該光リ
ソグラフィーは露光波長が大きいため、回折により解像
力が制限されるという問題がある。
かかる問題の解決には、前記光リソグラフィーに用い
るレンズその他の光学系の高NA（開口数）化と光の短波
長化が考えられる。
るレンズその他の光学系の高NA（開口数）化と光の短波
長化が考えられる。
光学系の高NA化は、NA（開口数）0.4を超える時代に
入っており、又試作品としてNA0.6のレンズも開発され
ているが、高NA化に伴い焦点深度が浅くなる為にその解
像度の向上を図る為の高NA化には限界に来ている。
入っており、又試作品としてNA0.6のレンズも開発され
ているが、高NA化に伴い焦点深度が浅くなる為にその解
像度の向上を図る為の高NA化には限界に来ている。
そこで、次に光の短波長化が検討されることになる。
しかしながら光の短波長化を図る為に、例えば略400
μｍ以下の紫外線を用いた場合は、従来の光学ガラスを
用いたレンズでは使用波長が365nm（ｉ線）付近より光
透過率が急激に低下して、言い変えれば光吸収と該光吸
収による発熱が生じ、該レンズの焦点位置やその他の特
性を狂わせることになる。
μｍ以下の紫外線を用いた場合は、従来の光学ガラスを
用いたレンズでは使用波長が365nm（ｉ線）付近より光
透過率が急激に低下して、言い変えれば光吸収と該光吸
収による発熱が生じ、該レンズの焦点位置やその他の特
性を狂わせることになる。
かかる欠点を解消する為に前記レンズ材料を石英ガラ
スや蛍石に代える事が提示されているが、該石英ガラス
等を用いた場合通常の紫外線光では光スペクトル巾が広
いため色収差補正は大変困難である。
スや蛍石に代える事が提示されているが、該石英ガラス
等を用いた場合通常の紫外線光では光スペクトル巾が広
いため色収差補正は大変困難である。
この為前記石英ガラス等に組み合わせてスペクトル巾
の狭いレーザー光、特に主として紫外域で発振する高出
力パルスレーザーでるエキシマレーザを使うことが考え
られ、かかるエキシマレーザーは発振効率とガス寿命の
点から、KrF（248nm）,XeCl（308nm）,ArF（193nm）が
有利である。
の狭いレーザー光、特に主として紫外域で発振する高出
力パルスレーザーでるエキシマレーザを使うことが考え
られ、かかるエキシマレーザーは発振効率とガス寿命の
点から、KrF（248nm）,XeCl（308nm）,ArF（193nm）が
有利である。
しかしながら前記エキシマレーザはいずれも波長が35
0nm以下の短波長であるが故にこれら光学材料の屈折率
の均一性は従来の水銀灯の紫外線使用波長であるｇ線
（436nm）或いはｉ線（365nm）の場合に比較して１桁以
上高い（△ｎ≒１×10-7〜１×10-6、△n:屈折率変動
幅）ものが要求されているが、前記レンズ材料の内、蛍
石については屈折率の均一性と最大寸法、加工時の吸湿
性と機械的強度に問題が多く残されており、この為短波
長域のレーザ光に対し耐久性と高品質性を保証し得るレ
ーザ光学系母材としては石英ガラス以外には見出せな
い。
0nm以下の短波長であるが故にこれら光学材料の屈折率
の均一性は従来の水銀灯の紫外線使用波長であるｇ線
（436nm）或いはｉ線（365nm）の場合に比較して１桁以
上高い（△ｎ≒１×10-7〜１×10-6、△n:屈折率変動
幅）ものが要求されているが、前記レンズ材料の内、蛍
石については屈折率の均一性と最大寸法、加工時の吸湿
性と機械的強度に問題が多く残されており、この為短波
長域のレーザ光に対し耐久性と高品質性を保証し得るレ
ーザ光学系母材としては石英ガラス以外には見出せな
い。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、前記のような短波長域のレーザー光源
を用いた場合、例えば石英ガラスを用いてレーザ光学系
を製作したとしても、エキシマレーザのような高出力パ
ルス光が長時間照射されると時間経過とともに、石英ガ
ラスレンズがダメージを受け、歪が入り複屈折が起こる
のみならず、前記レーザー光の長時間照射により、透過
率の低下、絶対屈折率の上昇、屈折率分布の変動が起こ
り、最終的にクラックが発生するという問題が派生す
る。特に、エキシマレーザーを用いたリソグラフィー用
の石英ガラスレンズに対しては、屈折率分布の△ｎが１
×10-6以下が好ましいとされており、前記のような石英
ガラスの光学的物性変化が起こると、レンズの光軸、焦
点位置が変動し、微細かつ鮮明パターンの形成が極めて
困難となる。
を用いた場合、例えば石英ガラスを用いてレーザ光学系
を製作したとしても、エキシマレーザのような高出力パ
ルス光が長時間照射されると時間経過とともに、石英ガ
ラスレンズがダメージを受け、歪が入り複屈折が起こる
のみならず、前記レーザー光の長時間照射により、透過
率の低下、絶対屈折率の上昇、屈折率分布の変動が起こ
り、最終的にクラックが発生するという問題が派生す
る。特に、エキシマレーザーを用いたリソグラフィー用
の石英ガラスレンズに対しては、屈折率分布の△ｎが１
×10-6以下が好ましいとされており、前記のような石英
ガラスの光学的物性変化が起こると、レンズの光軸、焦
点位置が変動し、微細かつ鮮明パターンの形成が極めて
困難となる。
又、特に300nm以下の短波長レーザー光が照射される
と従来の光学ガラスより光学的安定性の高い石英ガラス
においても蛍光を発生し、特にエキシマレーザーステッ
パのように投影露光型の装置においては、レンズその他
の光学系から蛍光がレーザー光とともにウエハ上のフォ
トレジストに感応してしまい、鮮明パターンの形成が困
難となる。
と従来の光学ガラスより光学的安定性の高い石英ガラス
においても蛍光を発生し、特にエキシマレーザーステッ
パのように投影露光型の装置においては、レンズその他
の光学系から蛍光がレーザー光とともにウエハ上のフォ
トレジストに感応してしまい、鮮明パターンの形成が困
難となる。
一方、前記のようなレーザー光の照射により発生する
透過率の低下等の光学的物性の変化や蛍光の発生は一般
に、前記石英ガラス組織中に存在するLi,Na,Mg,Al,K,C
a,Ti,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ge等の不純物金属元素に起
因するとされ、この為前記光リソグラフィーの開発にお
いて、高純度化されたSiCl4等のけい素化合物を用い
て、スート法あるいはプラズマ法等により金属元素の混
入を極力排除しながら極めて高純度の合成石英ガラスを
形成し、該石英ガラス材を母材として前記短波長レーザ
ー光用のレンズ等を製作し、前記欠点の解消を図った
が、なお高出力の短波長レーザー光用光学系として満足
が得られる結果が得られなかった。
透過率の低下等の光学的物性の変化や蛍光の発生は一般
に、前記石英ガラス組織中に存在するLi,Na,Mg,Al,K,C
a,Ti,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ge等の不純物金属元素に起
因するとされ、この為前記光リソグラフィーの開発にお
いて、高純度化されたSiCl4等のけい素化合物を用い
て、スート法あるいはプラズマ法等により金属元素の混
入を極力排除しながら極めて高純度の合成石英ガラスを
形成し、該石英ガラス材を母材として前記短波長レーザ
ー光用のレンズ等を製作し、前記欠点の解消を図った
が、なお高出力の短波長レーザー光用光学系として満足
が得られる結果が得られなかった。
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、高純度の石英
ガラス材を用いつつも該石英ガラス材に所定の熱処理を
施す事により、高出力の且つ短波長域のレーザ光に対し
耐久性と高品質性を保証し得るレーザ光学系母材の製造
方法を提供する事を目的とする。
ガラス材を用いつつも該石英ガラス材に所定の熱処理を
施す事により、高出力の且つ短波長域のレーザ光に対し
耐久性と高品質性を保証し得るレーザ光学系母材の製造
方法を提供する事を目的とする。
「課題を解決する為の手段」 本発明はかかる技術的課題を達成する為に、例えば、
スート法あるいはプラズマ法等により石英ガラスを合成
して高純度の石英ガラス塊を形成した後、該高純度の石
英ガラス塊を酸化性又は還元性のいずれか一又は複数の
選択された雰囲気中で、前記石英ガラス塊を加熱処理し
て多数種類のレーザ光学系母材を形成し、該夫々の母材
を用いて製作した試験片に、エネルギー密度（J/cm2・p
ulse）と、総照射パルス数（pulse）を変化させた同一
波長域（248nm）の短波長エキシマレーザ光を照射さ
せ、その蛍光特性、透過率、屈折率変化、及びクラック
発生の有無について調査してみた所、前記試験片中に、
短波長域レーザー光に使用されるレーザー光学系の蛍光
発生を低減させ、屈折率、透過率等の安定性を向上させ
ることが出来、特に300nm以下の高出力レーザ用の光学
系母材として極めて好ましい結果が得られた。
スート法あるいはプラズマ法等により石英ガラスを合成
して高純度の石英ガラス塊を形成した後、該高純度の石
英ガラス塊を酸化性又は還元性のいずれか一又は複数の
選択された雰囲気中で、前記石英ガラス塊を加熱処理し
て多数種類のレーザ光学系母材を形成し、該夫々の母材
を用いて製作した試験片に、エネルギー密度（J/cm2・p
ulse）と、総照射パルス数（pulse）を変化させた同一
波長域（248nm）の短波長エキシマレーザ光を照射さ
せ、その蛍光特性、透過率、屈折率変化、及びクラック
発生の有無について調査してみた所、前記試験片中に、
短波長域レーザー光に使用されるレーザー光学系の蛍光
発生を低減させ、屈折率、透過率等の安定性を向上させ
ることが出来、特に300nm以下の高出力レーザ用の光学
系母材として極めて好ましい結果が得られた。
そこで、前記好ましい結果が得られたレーザ光学系母
材とそれ以外の母材について分析を加えた所、 前記好ましい結果が得られた母材は加熱処理前の母材
に比していずれも石英ガラス組織（SiO2）中に存在する
酸素欠陥、具体的にはスート再溶融法により合成した合
成石英ガラス塊においては下記式で示される酸素欠損
型欠陥が、又プラズマ合成法により合成した合成石英ガ
ラス塊においては下記式で示される酸素過剰型欠陥が
実質的に除去されている事が確認された。
材とそれ以外の母材について分析を加えた所、 前記好ましい結果が得られた母材は加熱処理前の母材
に比していずれも石英ガラス組織（SiO2）中に存在する
酸素欠陥、具体的にはスート再溶融法により合成した合
成石英ガラス塊においては下記式で示される酸素欠損
型欠陥が、又プラズマ合成法により合成した合成石英ガ
ラス塊においては下記式で示される酸素過剰型欠陥が
実質的に除去されている事が確認された。
ここでスート再溶融法により合成した合成石英ガラス
塊とは、例えばSiCl4その他の高純度の珪素化合物を、
火炎中での酸水素加水分解により多孔質シリカガラス体
（シリカガラススート体又は単にスート体という）を製
造した後、該多孔質シリカガラス体を1500〜1700℃前後
の温度で溶融透明固体化してなる合成石英ガラス材を示
し、一方プラズマ合成法により合成した合成石英ガラス
塊とは、高純度の珪素化合物を、プラズマ火炎中にて分
解、酸化処理してなる合成石英ガラス材を示す。
塊とは、例えばSiCl4その他の高純度の珪素化合物を、
火炎中での酸水素加水分解により多孔質シリカガラス体
（シリカガラススート体又は単にスート体という）を製
造した後、該多孔質シリカガラス体を1500〜1700℃前後
の温度で溶融透明固体化してなる合成石英ガラス材を示
し、一方プラズマ合成法により合成した合成石英ガラス
塊とは、高純度の珪素化合物を、プラズマ火炎中にて分
解、酸化処理してなる合成石英ガラス材を示す。
従って本発明は上述した知見と実験結果に基づいてな
されたものであり、その特徴とするところは、レーザ光
学系の母材となるべき高純度石英ガラス塊を形成した
後、酸化性又は還元性のいずれか一又は複数の選択され
た雰囲気中で、前記石英ガラス塊を加熱処理する事によ
り、該石英ガラス塊組織中に存在する酸素欠陥の実質的
な除去を図った点にある。
されたものであり、その特徴とするところは、レーザ光
学系の母材となるべき高純度石英ガラス塊を形成した
後、酸化性又は還元性のいずれか一又は複数の選択され
た雰囲気中で、前記石英ガラス塊を加熱処理する事によ
り、該石英ガラス塊組織中に存在する酸素欠陥の実質的
な除去を図った点にある。
即ち具体的には、第１の発明においてはレーザ光学系
の母材となるべき高純度石英ガラス塊をプラズマ合成法
により合成した後、該合成石英ガラス塊を還元性雰囲気
中で加熱処理する事により、前記石英ガラス塊組織中に
存在する酸素欠陥の実質的な除去を図る事を特徴とす
る。
の母材となるべき高純度石英ガラス塊をプラズマ合成法
により合成した後、該合成石英ガラス塊を還元性雰囲気
中で加熱処理する事により、前記石英ガラス塊組織中に
存在する酸素欠陥の実質的な除去を図る事を特徴とす
る。
第２発明においては、レーザ光学系の母材となるべき
高純度石英ガラス塊をスート再溶融法により合成した
後、該合成石英ガラス塊を酸化性雰囲気中で加熱処理す
る事により、前記石英ガラス塊組織中に存在する酸素欠
陥の実質的な除去を図る事を特徴とする。
高純度石英ガラス塊をスート再溶融法により合成した
後、該合成石英ガラス塊を酸化性雰囲気中で加熱処理す
る事により、前記石英ガラス塊組織中に存在する酸素欠
陥の実質的な除去を図る事を特徴とする。
第３発明については、レーザ光学系の母材となるべき
高純度石英ガラス塊をスート再溶融法により合成した
後、該合成石英ガラス塊を酸化性雰囲気中で加熱処理し
た後、更に還元性雰囲気で熱処理する事により、前記石
英ガラス塊組織中に存在する酸素欠陥の実質的な除去を
図る事を特徴とする。
高純度石英ガラス塊をスート再溶融法により合成した
後、該合成石英ガラス塊を酸化性雰囲気中で加熱処理し
た後、更に還元性雰囲気で熱処理する事により、前記石
英ガラス塊組織中に存在する酸素欠陥の実質的な除去を
図る事を特徴とする。
すなわち、第３発明は酸素欠陥型の石英ガラスを酸化
熱処理し、若干の酸素過剰型欠陥を持つ石英ガラスと変
えた後、水素雰囲気で熱処理することにより、過剰酸素
の大部分をOH基に変化させて耐エキシマレーザ性を向上
させるものである。
熱処理し、若干の酸素過剰型欠陥を持つ石英ガラスと変
えた後、水素雰囲気で熱処理することにより、過剰酸素
の大部分をOH基に変化させて耐エキシマレーザ性を向上
させるものである。
加熱処理の温度は500〜1500℃の間で任意に選択する
ことが望ましく、500℃より低い温度では酸素欠陥の除
去が困難となるし、一方1500℃よりも高い温度にしても
更に効果が向上するわけでもなく、かえってガラス塊変
形の不利が生じる。
ことが望ましく、500℃より低い温度では酸素欠陥の除
去が困難となるし、一方1500℃よりも高い温度にしても
更に効果が向上するわけでもなく、かえってガラス塊変
形の不利が生じる。
酸素欠陥の存在が何故光学特性に悪影響を及ぼすかそ
の理由についてはさだかではないが、下記の理由による
ものと推定される。
の理由についてはさだかではないが、下記の理由による
ものと推定される。
即ちガラス組織中に、不純物に加えて酸素欠陥が存在
すると、前記ガラス組織を構成する元素間の結合が、理
想的石英ガラスの元素間の結合に比較して弱くなり、該
レーザー光のエネルギーにより結合が切断されやすくな
り、そして石英ガラスの元素間の結合が切断されること
により密度変化を起こし、屈折率を変化させるものと推
定される。又同様に不純物もしくは酸素欠陥の存在が前
駆体となり、レーザー光照射後各種のカラーセンターを
形成し、透過率の低下をもたらし、更に不純物元素の存
在及び前記カラーセンターの形成に伴って、レーザー照
射中の石英ガラスの蛍光波長と強度が決り、これにより
蛍光が発生し易くなるものと思慮される。
すると、前記ガラス組織を構成する元素間の結合が、理
想的石英ガラスの元素間の結合に比較して弱くなり、該
レーザー光のエネルギーにより結合が切断されやすくな
り、そして石英ガラスの元素間の結合が切断されること
により密度変化を起こし、屈折率を変化させるものと推
定される。又同様に不純物もしくは酸素欠陥の存在が前
駆体となり、レーザー光照射後各種のカラーセンターを
形成し、透過率の低下をもたらし、更に不純物元素の存
在及び前記カラーセンターの形成に伴って、レーザー照
射中の石英ガラスの蛍光波長と強度が決り、これにより
蛍光が発生し易くなるものと思慮される。
そして本発明を円滑に達成し得る上で好ましい酸素欠
陥の低減程度は、下記実施例に記載した実験結果によれ
ば、下記Shelby（1980）法を参考にして前記ガラス組織
中の欠損酸素原子濃度及び過剰酸素原子濃度を測定した
場合その測定値が検出限界以下、具体的には理想的なガ
ラス組織（SiO2）に対し不足又は過剰の酸素原子数が、
ガラス1g中おおむね1017個以下であるものがよいと推測
される。
陥の低減程度は、下記実施例に記載した実験結果によれ
ば、下記Shelby（1980）法を参考にして前記ガラス組織
中の欠損酸素原子濃度及び過剰酸素原子濃度を測定した
場合その測定値が検出限界以下、具体的には理想的なガ
ラス組織（SiO2）に対し不足又は過剰の酸素原子数が、
ガラス1g中おおむね1017個以下であるものがよいと推測
される。
ちなみに酸素過剰型欠陥の場合過剰の酸素原子濃度10
17個（ガラス1g当り）は約3ppmに相当し、又これが1019
個であると約300ppmに相当する。
17個（ガラス1g当り）は約3ppmに相当し、又これが1019
個であると約300ppmに相当する。
尚、酸素過剰型欠陥は、高温で水素と反応させた時発
生するOH基の赤外吸収ピークの増大を測定することによ
り検知出来、酸素欠損型欠陥は、真空紫外域7.6eV（163
nm）の吸収ピークの存在、及び高温で酸素と反応させた
時減少する7.6eV吸収ピークを測定することにより検知
出来る。
生するOH基の赤外吸収ピークの増大を測定することによ
り検知出来、酸素欠損型欠陥は、真空紫外域7.6eV（163
nm）の吸収ピークの存在、及び高温で酸素と反応させた
時減少する7.6eV吸収ピークを測定することにより検知
出来る。
「実施例」 本発明に至った経過を具体的な実験例に基づいて説明
する。
する。
原料四塩化ケイ素を蒸留処理して不純物を除去させた
後、テフロンライニング付ステンレス製容器に貯溜した
高純度四塩化ケイ素を用意し、該高純度の四塩化ケイ素
原料を用いて、アルゴンプラズマ合成法とCVDスート再
溶融合成法にて、２種類の高純度石英ガラス塊を夫々複
数個合成する。この場合前記石英ガラス塊においては、
スート法及びプラズマ法のいずれの石英ガラス塊につい
てもFe,Mg,Al,Li,Na,K,Ca,Ti,Cr,Cu等の金属元素不純物
含有量は検出限界以下であった。
後、テフロンライニング付ステンレス製容器に貯溜した
高純度四塩化ケイ素を用意し、該高純度の四塩化ケイ素
原料を用いて、アルゴンプラズマ合成法とCVDスート再
溶融合成法にて、２種類の高純度石英ガラス塊を夫々複
数個合成する。この場合前記石英ガラス塊においては、
スート法及びプラズマ法のいずれの石英ガラス塊につい
てもFe,Mg,Al,Li,Na,K,Ca,Ti,Cr,Cu等の金属元素不純物
含有量は検出限界以下であった。
次に、前記２種類の夫々複数の石英ガラス塊の内、一
部の石英ガラス塊を残して他の石英ガラス塊を順次雰囲
気加熱炉内の石英ガラスチャンバー内に設置して、アル
ゴンガスもしくはチッ素ガスで稀釈した酸素ガス、もし
くは水素ガスの濃度と熱処理温度を選択的に変化させな
がら、一部の石英ガラス塊は酸化性雰囲気で約1000℃前
後の加熱処理を熱処理し、又同様に一部の石英ガラス塊
は還元性雰囲気で約1000℃前後の加熱処理で熱処理を行
った。
部の石英ガラス塊を残して他の石英ガラス塊を順次雰囲
気加熱炉内の石英ガラスチャンバー内に設置して、アル
ゴンガスもしくはチッ素ガスで稀釈した酸素ガス、もし
くは水素ガスの濃度と熱処理温度を選択的に変化させな
がら、一部の石英ガラス塊は酸化性雰囲気で約1000℃前
後の加熱処理を熱処理し、又同様に一部の石英ガラス塊
は還元性雰囲気で約1000℃前後の加熱処理で熱処理を行
った。
そして、このようにして形成した加熱処理後の又加熱
処理前の合成石英ガラス塊を30×20×10mmの寸法に切断
し、かつ両面鏡面仕上げを行ってエキシマレーザ照射実
験用試験片を各々９個作成する。
処理前の合成石英ガラス塊を30×20×10mmの寸法に切断
し、かつ両面鏡面仕上げを行ってエキシマレーザ照射実
験用試験片を各々９個作成する。
次にこれらの各９個の試験片に対して、248nm（KrF）
の波長域を有するレーザ光について、パルス当りエネル
ギー密度200,400,600（mJ/cm2・pulse）、及び照射パル
ス数１×104、１×105、１×106（pulse）の組合せから
成る照射条件にて照射を行った。
の波長域を有するレーザ光について、パルス当りエネル
ギー密度200,400,600（mJ/cm2・pulse）、及び照射パル
ス数１×104、１×105、１×106（pulse）の組合せから
成る照射条件にて照射を行った。
そして、前記照射終了後の各試験片について、干渉計
にて屈折率分布変化、透過率計にてソーラリゼーショ
ン、蛍光測定器にて蛍光強度測定を行い、その結果を下
記実験結果一覧表に示す。
にて屈折率分布変化、透過率計にてソーラリゼーショ
ン、蛍光測定器にて蛍光強度測定を行い、その結果を下
記実験結果一覧表に示す。
下記一覧表より理解される如く、プラズマ法で合成さ
れた石英ガラス塊には、酸素過剰型欠陥が存在し、耐エ
キシマレーザ性は好ましい結果が得られなかったが、そ
の後この石英ガラス塊を還元性雰囲気にて熱処理し、酸
素欠陥濃度を検出限界以下まで実質的な除去を図る事に
より耐エキシマレーザ性を大幅に改善させることが出来
た。しかし、酸化性雰囲気にて熱処理したサンプルは、
酸素欠陥濃度が増大し耐エキシマレーザ性が大幅に悪化
することが明らかとなった（実験例１）〜４））。
れた石英ガラス塊には、酸素過剰型欠陥が存在し、耐エ
キシマレーザ性は好ましい結果が得られなかったが、そ
の後この石英ガラス塊を還元性雰囲気にて熱処理し、酸
素欠陥濃度を検出限界以下まで実質的な除去を図る事に
より耐エキシマレーザ性を大幅に改善させることが出来
た。しかし、酸化性雰囲気にて熱処理したサンプルは、
酸素欠陥濃度が増大し耐エキシマレーザ性が大幅に悪化
することが明らかとなった（実験例１）〜４））。
次に、スート再溶融法で合成された石英ガラス塊に
は、酸素欠損型欠陥が存在し、耐エキシマレーザ性は好
ましい結果が得られなかったが、その後その石英ガラス
塊を酸化性雰囲気にて熱処理し、酸素欠陥濃度を実質的
に除去させる事により耐エキシマレーザ性を大幅に改善
させることが出来た。しかし、還元性雰囲気にて熱処理
したサンプルは逆に酸素欠陥濃度が増大し耐エキシマレ
ーザ性が悪化することが明らかとなった（実験例５）〜
７））。
は、酸素欠損型欠陥が存在し、耐エキシマレーザ性は好
ましい結果が得られなかったが、その後その石英ガラス
塊を酸化性雰囲気にて熱処理し、酸素欠陥濃度を実質的
に除去させる事により耐エキシマレーザ性を大幅に改善
させることが出来た。しかし、還元性雰囲気にて熱処理
したサンプルは逆に酸素欠陥濃度が増大し耐エキシマレ
ーザ性が悪化することが明らかとなった（実験例５）〜
７））。
更に、実験例８）に示されるように、スート再溶融法
で合成された石英ガラス塊を一度酸化性雰囲気で熱処理
し、その後還元性雰囲気で熱処理して酸素欠陥濃度を検
出限界以下にしその実質的な除去を図る事により、耐エ
キシマレーザ性が向上することが認められた。
で合成された石英ガラス塊を一度酸化性雰囲気で熱処理
し、その後還元性雰囲気で熱処理して酸素欠陥濃度を検
出限界以下にしその実質的な除去を図る事により、耐エ
キシマレーザ性が向上することが認められた。
これは、以下のように推測される。すなわち、酸素欠
損型の石英ガラスを酸化熱処理し、若干の酸素過剰型欠
陥を持つ石英ガラスと変えた後、水素雰囲気で熱処理す
ることにより、過剰酸素の大部分をOH基に変化させため
耐エキシマレーザ性が向上したものと考えられる。
損型の石英ガラスを酸化熱処理し、若干の酸素過剰型欠
陥を持つ石英ガラスと変えた後、水素雰囲気で熱処理す
ることにより、過剰酸素の大部分をOH基に変化させため
耐エキシマレーザ性が向上したものと考えられる。
「発明の効果」 以上記載の如く本発明によれば、高純度の石英ガラス
材を用いつつも該石英ガラス材に特殊な処理を施す事に
より、高出力の且つ短波長域のレーザ光に対し耐久性と
高品質性を保証し得るレーザ光学系母材の製造方法を提
供し得、而も本発明に基づいて製造されたレーザ光学系
母材は、リソグラフィー装置その他の高集積回路製造装
置のみならず、レーザ核融合装置その他の高出力エキシ
マレーザーに使用されるレーザ光学系母材にも十分適用
可能である。
材を用いつつも該石英ガラス材に特殊な処理を施す事に
より、高出力の且つ短波長域のレーザ光に対し耐久性と
高品質性を保証し得るレーザ光学系母材の製造方法を提
供し得、而も本発明に基づいて製造されたレーザ光学系
母材は、リソグラフィー装置その他の高集積回路製造装
置のみならず、レーザ核融合装置その他の高出力エキシ
マレーザーに使用されるレーザ光学系母材にも十分適用
可能である。
等の種々の著効を有す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭42−22634（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−45824（ＪＰ，Ｂ２) 電気学会研究会資料光・量子デバイス 研究会（1985−７−22発行）ＯＱＤ−85 −48，Ｐ．15〜19 「ガラスハンドブック」初版（昭50. ９．30）朝倉書店Ｐ．1005
Claims (3)
- 【請求項１】略400nm以下の特定波長域のレーザ光に使
用されるレーザ光学系母材の製造方法において、 レーザ光学系の母材となるべき高純度石英ガラス塊をプ
ラズマ合成法により合成した後、該合成石英ガラス塊を
還元性雰囲気中で加熱処理する事により、前記石英ガラ
ス塊組織中に存在する酸素欠陥の実質的な除去を図る事
を特徴とするレーザ光学系母材の製造方法 - 【請求項２】略400nm以下の特定波長域のレーザ光に使
用されるレーザ光学系母材の製造方法において、 レーザ光学系の母材となるべき高純度石英ガラス塊をス
ート再溶融法により合成した後、該合成石英ガラス塊を
酸化性雰囲気中で加熱処理する事により、前記石英ガラ
ス塊組織中に存在する酸素欠陥の実質的な除去を図る事
を特徴とするレーザ光学系母材の製造方法 - 【請求項３】略400nm以下の特定波長域のレーザ光に使
用されるレーザ光学系母材の製造方法において、 レーザ光学系の母材となるべき高純度石英ガラス塊をス
ート再溶融法により合成した後、該合成石英ガラス塊を
酸化性雰囲気中で加熱処理した後、更に還元性雰囲気で
熱処理する事により、前記石英ガラス塊組織中に存在す
る酸素欠陥の実質的な除去を図る事を特徴とするレーザ
光学系母材の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021362A JP2566151B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | レーザー光学系母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021362A JP2566151B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | レーザー光学系母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197335A JPH01197335A (ja) | 1989-08-09 |
| JP2566151B2 true JP2566151B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=12052980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63021362A Expired - Lifetime JP2566151B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | レーザー光学系母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566151B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4011217B2 (ja) * | 1998-12-25 | 2007-11-21 | 信越石英株式会社 | エキシマレーザー用光学石英ガラスの製造方法 |
| DE10308466A1 (de) * | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Carl Zeiss Smt Ag | Verfahren zur Herstellung von strahlungsresistentem Quarzglasmaterial und Quarzglasmaterial |
| JP5130735B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2013-01-30 | 住友電気工業株式会社 | 石英ガラス成形品の製造方法および石英ガラス成形品 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6145824A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-03-05 | Nippon Kiki Kogyo Kk | 荷扱い装置 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP63021362A patent/JP2566151B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 「ガラスハンドブック」初版（昭５０．９．３０）朝倉書店Ｐ．１００５ |
| 電気学会研究会資料光・量子デバイス研究会（１９８５−７−２２発行）ＯＱＤ−８５−４８，Ｐ．１５〜１９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01197335A (ja) | 1989-08-09 |
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