JP5314865B2 - Fドープ石英ガラス及び作成プロセス - Google Patents
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Description
50ppmより少ないCl;
50ppbより少ないNa;
合計して50ppbより少ない遷移金属;及び
0.1ppm〜5000ppm(いくつかの実施形態では1〜3000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜2000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜1000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜800ppm,いくつかの別の実施形態では1〜500ppm,いくつかの別の実施形態では1〜300ppm,いくつかの別の実施形態では1〜150ppm,いくつかの別の実施形態では1〜50ppm)のフッ素;
を含有し、
フルエンスが250μJ・cm−2・パルス−1でパルス長が30nsの157nm直線偏光パルスレーザビームの1000万パルスをかけた後に、633nmで測定して、7nm/mmより小さい(いくつかの実施形態では5nm/mmより小さく、いくつかの実施形態では1nm/cmより小さく、いくつかの実施形態では0.1nm/mmより小さい)、偏光誘起複屈折を有する、
Fドープ合成石英ガラス材料である。
本発明のFドープ合成石英ガラス材料のいくつかの実施形態にしたがえば、本材料は、少なくとも1つの方向に垂直な面で測定して、少なくとも10ppmより小さい屈折率変動を有する。屈折率変動は、いくつかの実施形態では5ppmより小さく、いくつかの実施形態では1ppmより小さく、いくつかの実施形態では0.5ppmより小さい。
(I)シリカを含有する複数の粒子を提供する工程、
(II)前記複数の粒子がその場で固結されて透明ガラス材料になるように、高温において前記粒子を支持堆積面上に堆積させる工程、
を含み、
得られるガラスが、ガラス重量で:
50ppmより少ないCl、
50ppbより少ないNa、
合計して50ppbより少ない遷移金属、及び
0.1ppm〜5000ppm(いくつかの実施形態では1〜3000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜2000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜1000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜800ppm,いくつかの別の実施形態では1〜500ppm,いくつかの別の実施形態では1〜300ppm,いくつかの実施形態では1〜150ppm,いくつかの実施形態では1〜50ppm)のフッ素、
を含有し、
フルエンスが250μJ・cm−2・パルス−1でパルス長が30nsの157nm直線偏光パルスレーザビームの1000万パルスをかけた後に、633nmで測定して、7nm/mmより小さい(いくつかの実施形態では5nm/mmより小さく、いくつかの実施形態では1nm/mmより小さく、いくつかの実施形態では0.1nm/mmより小さい)、偏光誘起複屈折を有する、
ように、
工程(I)において提供される複数の粒子がF含有粒子であり、及び/または工程(II)において堆積及び固結がF含有雰囲気内で行われる、
プロセスに関する。
(III)工程(II)で得られた固結ガラスを、H2及び/またはHD及び/またはD2を含有する雰囲気内で処理する工程、
を含む。いくつかの実施形態では、工程(III)において、処理温度は600℃より低い。いくつかの実施形態では、工程(III)において、処理温度は600℃より高い。いくつかの実施形態では、工程(III)において、処理時間及び温度は処理されたガラス内のH2,HD及びD2の濃度の総和が0.5E16から5E19分子/cm3の間になるように選ばれる。
50ppmより少ないCl、
50ppbより少ないNa、
合計して50ppbより少ない遷移金属、及び
0.1ppm〜5000ppm(いくつかの実施形態では1〜3000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜2000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜1000ppm,いくつかの別の実施形態では1〜800ppm,いくつかの別の実施形態では1〜500ppm,いくつかの別の実施形態では1〜300ppm,いくつかの実施形態では1〜150ppm,いくつかの実施形態では1〜50ppm)のフッ素;
を含有し、
フルエンスが250μJ・cm−2・パルス−1でパルス長が30nsの157nm直線偏光パルスレーザビームの1000万パルスをかけた後に、633nmで測定して、7nm/mmより小さい(いくつかの実施形態では5nm/mmより小さく、いくつかの実施形態では1nm/mmより小さく、いくつかの実施形態では0.1nm/mmより小さい)、偏光誘起複屈折を有する、
Fドープ合成石英ガラス材料を作成するための、
(A)シリカを含有する複数の粒子からなる粒子プリフォームを提供する工程、
(B)必要に応じて、粒子プリフォームを純化及び/または乾燥する工程、
(C)必要に応じて、粒子プリフォームにドーパントをさらにドープする工程、
(D)高温で粒子プリフォームを固結して緻密化ガラスにする工程、及び
(E)必要に応じて、工程(D)で得られた固結ガラスをH2,HD及び/またはD2の存在の下で処理する工程、
を含み、
工程(A),(B),(C)及び(D)の内の少なくとも1つにおいて、得られるガラスがガラス重量で0.1〜5000ppmのFを含有するように、Fがガラス内に導入されるかまたは形成される、
プロセスに関する。本発明の第5の態様のプロセスのいくつかの実施形態にしたがえば、工程(D)後、工程(E)の前または後に、ガラスに(アニール工程のような)熱処理を加えることができる。
工程(A)において提供されるスートプリフォームは重量で50ppbより多いナトリウムを含有し、
工程(B)は工程(A)に引き続いて実施され、
工程(B)の完了時に、スートプリフォームは重量で50ppbより少ないナトリウムを含有する。
(A1)複数の粒子を提供する工程、及び
(A2)粒子プリフォームを形成するために回転支持面上に粒子を堆積させる工程、
を含む。
(A(i)) シリカを含有するゾル−ゲルを形成する工程、及び
(A(ii))ゾル−ゲルから粒子プリフォームを形成する工程、
を含む。
(a)Fドープシリカを含有する複数の粒子を提供する工程、及び
(b)透明ガラスを得るために高温で粒子を溶融させる工程、
を含むプロセスに関する。
(a1)シリカを含有する複数の粒子を生成する工程、
(a2)必要に応じて、粒子を純化及び/または乾燥する工程、
(a3)必要に応じて、粒子にドープする工程、及び
(a4)必要に応じて、粒子内の酸素不足サイトを少なくともある程度修復するために粒子を酸化雰囲気内で処理する工程、
を含む。
(c)H2,D2及び/またはHDを含有する雰囲気内でガラスを処理する工程、
をさらに含む。
(a)少なくとも1つの固結Fドープ石英ガラスを提供する工程、
(b)Fドープ石英ガラスを溶融させ、石英ガラス内に実質的に一様に分布する[F]を有するガラスを得るために高温で石英ガラスを均質化する工程、
を含むプロセスに関する。
工程(a)において、相異なる[F]を有する少なくとも2つのFドープ石英ガラスが提供され、
工程(b)において、前記少なくとも2つのFドープ石英ガラスが混合されて、均質化される。
(i)リソグラフィ装置が意図される機能、すなわち、例えば半導体デバイスの作成プロセスにおけるリソグラフィ機能の実施のための通常の使用中に作動させられている間、材料をリソグラフィ光の光路に用いることができる、及び
(ii)リソグラフィ光を方向を変えるかまたは操作する目的のために材料を光路に用いることができる、
ことを意味する。
A=ε・c・b
から導かれる。ここで、吸光度A=log(T基準/TOH)、T基準=基準位置(4000cm−1のような非吸収波長)における試料の透過率、TOH=(シリカについては〜3673cm−1の)OH吸収ピークにおける試料の透過率であり、εはリットル・モル−1・cm−1を単位とするモル吸光率、cはモル・リットル−1を単位とする濃度、bはcmを単位とする路長(試料厚)であって:
c(モル・リットル−1)=A/(ε・b)
である。
A’=ε’・c’・b’
を用いて計算した。ここで、吸光度A’=log(T’基準/TOD)、T’基準=基準位置(2780cm−1のような非吸収波長)における試料の透過率、TOD=(シリカについては〜2705cm−1の)OD吸収ピークにおける試料の透過率であり、ε’はリットル・モル−1・cm−1を単位とするモル吸光率(2705cm−1において57.4リットル・モル−1・cm−1)、c’はモル・リットル−1を単位とするODの濃度、b’はcmを単位とする路長(試料厚)であって:
c’(モル・リットル−1)=A’/(ε’・b’)
である。
193nmにおいて、少なくとも99.00%/cmの初期内部透過率を示し,初期内部透過率は、いくつかの実施形態では少なくとも99.50%/cmであることが望ましく、いくつかの実施形態では少なくとも99.65%/cmであることが望ましく、いくつかの実施形態では少なくとも99.75%/cmであることが好ましく、いくつかの実施形態では少なくとも99.80%/cmであることが好ましい。
(I)シリカを含有する複数の粒子を提供する工程、
(II)粒子がその場で固結されて透明ガラスに材料になるように、高温で支持堆積面上に複数の粒子を堆積させる工程、
を含み、
工程(II)において、得られる石英ガラスがFを含有するように、堆積及び固結がF含有雰囲気内で実施される。
(III)工程(II)で得られた固結ガラスをH2及び/またはHD及び/またはD2を含有する雰囲気内で処理する工程、
にかけることができる。
(A)シリカを含有する複数の粒子からなる粒子プリフォームを提供する工程、
(B)必要に応じて、粒子プリフォームを純化及び/または乾燥する工程、
(C)必要に応じて、粒子プリフォームにさらにドーパントをドープする工程、
(D)ガラスを緻密化するために高温で粒子プリフォームを固結する工程、及び
(E)必要に応じて、工程(D)で得られた固結ガラスをH2,HD及び/またはD2の存在の下で処理する工程、
を含み、
工程(A),(B),(C)及び(D)の内の少なくとも1つにおいて、Fがガラスに導入されるかまたはガラス内に形成される。
(A1)複数の粒子を提供する工程、及び
(A2)粒子プリフォームを形成するために支持面上に粒子を堆積させる工程、
を含む。いくつかの実施形態において、支持面は回転していることが好ましい。
(A(i))シリカを含有するゾル−ゲルを形成する工程、及び
(A(ii))ゾル−ゲルから粒子プリフォームを形成する工程、
を含むゾル−ゲルプロセスを用いることができる。
(a)複数のFドープシリカ含有粒子を提供する工程、及び
(b)透明ガラスを得るために高温で粒子を溶融させる工程、
を含む。
(a1)シリカを含有する複数の粒子を生成する工程、
(a2)必要に応じて、粒子を純化及び/または乾燥する工程、
(a3)必要に応じて、少なくとも1種のF含有化合物を含有する雰囲気内で粒子にドープする工程、及び
(a4)必要に応じて、粒子内の酸素不足サイトを少なくともある程度修復するために酸化雰囲気内で粒子を処理する工程、
を含み、
工程(a1),(a2),(a3)及び(a4)の内の少なくとも1つにおいて、F成分が粒子に導入される。
. Kaiser),アイ・ラドセヴィック(I. Radosevic),ビー・ウェッビング(B. Uebbing),エス・トーマス(S. Thomas),「193nm浸漬リソグラフィ用に調製された合成石英ガラス(Synthetic Fused Silica Tailored for 193nm Immersion Lithography)」では、含有OHが非常に少ない(重量で1〜20ppm(ppm重量))シリカは、ガラスがガラス形成プロセスからの残留「ハロゲン」を含有している場合には、直線偏光ArFレーザ光に露光したときに、高OH(60〜100ppm)シリカよりも大きいPIBを実際に発現したことが報告されている。ハロゲン(例えば、Cl,F等)は、乾燥剤としてハロゲン化ガスが用いられた場合に、スートからガラス焼結(固結)プロセス中にガラス構造内に導入される。最も一般的な乾燥剤は塩素(Cl2)であるが、フッ素化ガス(例えば、CF4,SiF4)も有効である。発明者等は、どのハロゲンがより大きなPIBに関係付けられるかは明言しない。すなわち、FとClの間の弁別はなされていない。
化学式2:
Claims (10)
- 300nmより短波長で動作するリソグラフィ装置のリソグラフィ光の光路に用いることができるFドープ合成石英ガラス材料において、前記ガラスの重量で、
1から100ppmのOD、
50ppmより少ないCl、
50ppbより少ないNa、
合計して50ppbより少ない遷移金属、及び
0.1ppmから5000ppmのフッ素、
を含有し、
フルエンスが250μJ・cm−2・パルス−1で、パルス長が30nsの、157nm直線偏光パルスレーザビームの1000万パルスをかけた後の、633nmで測定した、偏光誘起複屈折が7nm/mmより小さいことを特徴とする合成石英ガラス材料。 - 実質的にOHを含有していないことを特徴とする請求項1に記載の合成石英ガラス材料。
- 1E16〜2E17分子/cm−3の水素分子を含有していることを特徴とする請求項1または2に記載の合成石英ガラス材料。
- 25mJ・cm−2・パルス−1のフルエンス及び30nsのパルス長において193nmエキシマーレーザの300万パルスに露光後の、215nmで測定した、誘起吸収が0.1cm−1より小さいことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の合成石英ガラス材料。
- 193nmで測定したLIWFD(LB193)が、N’=1375がLB193を測定したときに試料を露光した直線偏光ArFエキシマーレーザの100万を単位とするパルス数であり、F=0.6が前記ArFエキシマーレーザのmJ・cm−2・パルス−1を単位とするフルエンスであり、τ=25が前記ArFエキシマーレーザのns(ナノ秒)を単位とするパルス長であるときの、6の:
- 193nmにおいて低偏光誘起複屈折を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の合成石英ガラス材料。
- 少なくとも1つの方向に垂直な面において測定したOH及びODの濃度([OH]+[OD])の変動が100ppmより小さいことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の合成石英ガラス材料。
- 少なくとも1つの方向に垂直な面において測定したFの濃度([F])の変動が100ppmより小さいことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の合成石英ガラス材料。
- 300nmより短い波長を有する光の光路に用いるための光学部材であって、300nmより短波長で動作するリソグラフィ装置のリソグラフィ光の光路に用いることができるFドープ合成石英ガラス材料から実質的になる光学部材において、前記Fドープ合成石英ガラス材料が、前記ガラスの重量で、
1から100ppmのOD、
50ppmより少ないCl、
50ppbより少ないNa、
合計して50ppbより少ない遷移金属、及び
0.1ppmから5000ppmのフッ素、
を含有し、
フルエンスが250μJ・cm−2・パルス−1で、パルス長が30nsの、157nm直線偏光パルスレーザビームの1000万パルスをかけた後の、633nmで測定した、偏光誘起複屈折が7nm/mmより小さいことを特徴とする光学部材。 - 波長が300nmより短く、フルエンスが0.5mJ・cm−2・パルス−1をこえる光の光路に用いるため光学部材であることを特徴とする請求項9に記載の光学部材。
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