JP4569872B2 - 蛍石の単結晶製造装置及びそれを用いた蛍石単結晶の製造方法 - Google Patents
蛍石の単結晶製造装置及びそれを用いた蛍石単結晶の製造方法 Download PDFInfo
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Description
(解像度)=k1・λ/NA (1)
(焦点深度)=k2・λ/(NA)2 (2)
(式(1)及び(2)中、k1及びk2はそれぞれ比例定数を示す)
で表すことができる。このような式(1)及び(2)からも明らかなように、解像度を向上させるためにはレンズのNAを大きくする(レンズを大口径化する)か、或いは露光波長λを短くすればよく、λを短くする方が焦点深度の点でも有利であることが分かる。
前記ルツボの外径と前記ヒーターの内径との比(ルツボの外径/ヒーターの内径)が0.76以上であること、
前記ルツボの内径と前記ヒーターの内径との比(ルツボの内径/ヒーターの内径)が0.70以上であること、及び
前記仕切り部の垂直方向の長さと前記ルツボの内径との比(仕切り部の垂直方向の長さ/ルツボの内径)が1/7〜1/10の範囲にあること、
を特徴とするものである。
(Keff)=[K+(1−K)exp(−V・δ/D)]−1 (3)
(式(3)中、Kは界面における不純物の偏析係数を示し、δは半溶融層の厚さを示し、Dは融液中における不純物の拡散係数を示す。)
で表される。上記式(3)により、Keffの値は成長速度Vが小さいほど小さくなること及び半溶融層の厚さδが薄いほど小さくなることが分かる。
Fε1=f12=[1/ε1+(A1/A2)×(1/ε2−1)]−1 (4)
(ここで、ε1はルツボ側面の放射率を示し、ε2はルツボ外周囲に配置されたヒーター面の放射率を示す。)
で表される。上記式(4)より、幾何学的配置が同心円柱面となるルツボ側面とヒーター面の設置距離によって、このような向かい合う2面の距離が近いほど表面積比A1/A2は1に近い値をとり、他方、このような向かい合う2面の距離が遠いほど表面積比A1/A2は0に近い値をとる。このように表面積比A1/A2は0〜1までの範囲をとることが可能であり、ルツボ側面とヒーター面間の形態係数f12もルツボ側面とヒーター面の設置距離によって異なることとなる。そして、ヒーターとルツボに同様の材質を選択し、これらの加工表面状態も同様に仕上げた部材で構成した場合、上記式(4)の放射率はε1=ε2となることから、形態係数f12は向かい合う2面の表面積比A1/A2によってのみ決定される。ここで、ヒーター面とルツボ側面が同一中心軸を持って配置された円筒形状であるならば、これら2面の表面積比は互いの径の比によって規定されることになる。このような観点から、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、不純物の偏析効果を十分に得ることができるヒーターの径とルツボの径との関係を見出した。
1.原料の調製
先ず、高純度フッ化カルシウム原料粉末(純度99.0%以上のフッ化カルシウム)にスカベンジャー(PbF2)を添加量1.0mol%の割合で混合して混合粉末を得た後、前記混合粉末を前処理用の炉内に充填した。次に、前記炉内温度を850℃まで昇温させて8時間保持し、スカベンジ反応を進行させた。次いで、前記炉内温度を更にフッ化カルシウムの融点以上の温度である1400℃まで昇温してフッ化カルシウムを熔融せしめて熔融物とした後、徐々に温度を降下させて前記熔融物を固化させ、蛍石の多結晶を得た。
図3に示す蛍石の単結晶製造装置を用いて蛍石の単結晶を製造した。すなわち、このようにして得られた蛍石の多結晶を原料30として用い、原料30をルツボ11に充填し、前記ルツボ11を単結晶製造装置内のルツボ支持台12の上に設置した。その際、水平面の結晶面方位を{111}に指定した種結晶をルツボ11の最下部に納め、前記種結晶を納めた部分の高さ位置が仕切り部10bの上端の高さ位置と一致するようにルツボ11の高さ位置を定めた。
各実施例及び各比較例で得られた蛍石の単結晶インゴットの透過率を測定した。測定に際しては、先ず、各実施例及び各比較例で得られた蛍石の単結晶インゴットの上部をそれぞれ切断、加工して直径が30mmで厚さが10mmの透過率測定用のテストピースを作成した。次に、このようなテストピースに対して波長193.4nmのArFエキシマレーザー光を照射し、それぞれのテストピースの内部初期透過率(以下「内部初期透過率」と示す)を測定した後、更にArFエキシマレーザーを50mJの条件で1×105パルス照射した後の内部透過率(以下「照射後の内部透過率」と示す)を測定した。内部初期透過率及び照射後の内部透過率の測定結果を表1に示し、前記αと照射後の内部透過率との関係のグラフを図4に示す。
Claims (2)
- 炉室を形成する炉本体と、前記炉室を高温側炉室と低温側炉室とに鉛直方向に2室に分離する仕切り部に配置されている断熱部材と、引き下げ棒により前記高温側炉室と前記低温側炉室との間を前記仕切り部を通って移動可能なように設置されたルツボと、前記高温側炉室内と前記低温側炉室内とにそれぞれ配置されたヒーターとを備える垂直ブリッジマン法に用いられる蛍石の単結晶製造装置であって、
前記ルツボの外径と前記ヒーターの内径との比(ルツボの外径/ヒーターの内径)が0.76以上であること、
前記ルツボの内径と前記ヒーターの内径との比(ルツボの内径/ヒーターの内径)が0.70以上であること、及び
前記仕切り部の垂直方向の長さと前記ルツボの内径との比(仕切り部の垂直方向の長さ/ルツボの内径)が1/7〜1/10の範囲にあること、
を特徴とする蛍石の単結晶製造装置。 - 請求項1に記載の蛍石の単結晶製造装置を用いて蛍石の単結晶を得ることを特徴とする蛍石単結晶の製造方法。
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