JPWO2003091175A1 - 光学部材用合成石英ガラス、投影露光装置および投影露光方法 - Google Patents

Abstract

ＡｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用されるか、あるいはＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０１６分子／ｃｍ３以上５×１０１６分子／ｃｍ３未満の範囲内にあることを特徴とする光学部材用合成石英ガラス。

Description

技術分野
本発明は、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等を光源とした光学装置の、レンズ、プリズム、エタロン、回折格子、フォトマスク、ペリクル（ペリクル材およびペリクルフレーム）、窓材などの光学部品材料として用いられる光学部材用合成石英ガラス等に関する。
背景技術
従来から光リソグラフィ技術において、ウエハ上に微細な回路パターンを転写して集積回路を製造するための露光装置が広く利用されている。集積回路の高集積化および高機能化に伴い、集積回路の微細化が進み、高解像度の回路パターンを深い焦点深度でウエハ面上に結像させることが露光装置に求められ、露光光源の短波長化が進められている。露光光源は、従来のｇ線（波長４３６ｎｍ）やｉ線（波長３６５ｎｍ）から進んで、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
波長１８０〜４００ｎｍの光を光源とする露光装置の光学部材には、近赤外域から紫外域までの広範囲にわたって透過性に優れ、熱膨張係数が極めて小さく加工が比較的容易であるなどの理由から、合成石英ガラスが主に用いられてきた。従来用いられてきた合成石英ガラスは、例えば特開平３−８８７４２号公報に開示されたものが知られている。すなわち合成石英ガラス中のＯＨ基含有量が１０ｐｐｍ以上であり、かつ水素を５×１０^１６分子／ｃｍ^３以上含有することを特徴とするものである。
合成石英ガラスに紫外光を照射すると、三員環構造や四員環構造の歪んだ構造などの欠陥前駆体が開裂し、Ｅ’センター（≡Ｓｉ・）やＮＢＯＨＣ（≡ＳｉＯ・）などの常磁性欠陥が生じる。これら常磁性欠陥はそれぞれ波長２２０ｎｍと波長２６０ｎｍに光吸収帯を有するため、常磁性欠陥の生成は透過率低下の主因である。合成石英ガラス中の水素分子は、Ｅ’センターやＮＢＯＨＣをそれぞれ波長１９０〜４００ｎｍに吸収帯を有しない≡ＳｉＨおよび≡ＳｉＯＨに置換するはたらきを有すると考えられており、前記特開平３−８８７４２号公報はこの水素分子の欠陥修復効果に着目した提案である。
しかしながら≡ＳｉＨおよび≡ＳｉＯＨは紫外光照射により開裂して再びＥ’センターおよびＮＢＯＨＣとなるため、紫外光照射中の欠陥生成プロセスは複雑であり、次の４つのプロセスが進行していると考えられる。

合成石英ガラスへの紫外光照射を中断すると、前記式（２）のプロセスのみ進行し、照射中に存在したＥ’センターやＮＢＯＨＣは逐次ＳｉＨやＳｉＯＨ構造に変換され、紫外光照射中の透過率低下状態から徐々に回復する。しかし、再度紫外光を照射すると、前記式（３）および（４）の２つのプロセスが直ちに進行し、照射を中断する直前のレベルにまで直ちに透過率が低下する。
ところで、半導体露光機用光学部材などの実際の応用においては、図２に示すように、アライメント、ウエハ交換やジョブチェンジなどのために、紫外光照射は通常断続的に実施される（この照射方法を「バーストモード」という）。
このような場合の透過率変動は、露光量の制御精度を低下させ、パターン寸法精度の悪化につながるため、断続的に紫外光を照射した場合の透過率変動は極力少ない方が好ましい。
特に半導体露光機の露光量は、投影レンズと光源の間に設置された照度計により通常制御される。投影レンズ自体の透過率変動は露光量の制御精度を著しく劣化させるため、透過率変動の少ない硝子材を用いることが特に望まれる。前記特開平３−８８７４２号公報は、水素分子を単純にある一定濃度以上含有させることにより、紫外光を連続照射した場合の透過率低下を抑えることを意図した提案であり、実使用条件に近い照射条件、すなわちバーストモードにて照射した場合の透過率変動については考慮されておらず、同提案による合成石英ガラスは、バーストモードにて紫外光を照射した場合の透過率変動量に問題がある場合があった。
本発明は、紫外光照射による透過率低下が少なくかつ断続的に紫外光を照射した場合の透過率変動量が少ない合成石英ガラスの提供を目的とする。
発明の開示
本発明者らは、紫外光を断続的に照射した場合の合成石英ガラスの透過率変化を低減することを目的として、紫外光照射中の透過率低下挙動、紫外光照射後の透過率回復挙動、さらに紫外光を再照射した場合の透過率変化挙動についてそれぞれ詳細な検討を行った。その結果、紫外光を断続的に照射した場合の合成石英ガラスの透過率変動を抑えるためには、単純に合成石英ガラス中に水素分子を一定濃度以上含有させるだけでは不充分であり、適切な濃度範囲の水素分子を合成石英ガラス中に含有させる必要があるとの結論に至った。
すなわち、合成石英ガラスに紫外光を照射した場合、常磁性欠陥の生成により透過率は低下するが、照射により安定状態となった際の透過率低下量は、常磁性欠陥を修復する水素分子の濃度が高いほど小さくなる傾向にある。特にエネルギーの強い紫外光を照射した場合にはこの傾向は顕著になる。
しかしながら、実際の応用分野においては紫外光のエネルギーは比較的低く、たとえばＡｒＦエキシマレーザ用光学部材の場合はパルスエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下、ＫｒＦエキシマレーザ用光学部材の場合はパルスエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下である。
このような低いエネルギー密度の紫外光を照射した場合、紫外光照射により生成する常磁性欠陥の濃度が少ないため、１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上の水素分子を含有すれば、生成した常磁性欠陥は式（２）の反応により修復され、安定状態における透過率低下は低いレベルに抑えることが可能であり、さらに同範囲では透過率低下量は水素分子濃度にさほど依存しないことを本発明者らは知見した。
一方、紫外光照射を中断した場合の透過率低下の回復速度は水素分子濃度に依存し、水素分子濃度が少ないほど回復速度は遅くなる。具体的には、合成石英ガラス中の水素分子濃度を５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは４．５×１０^１６分子／ｃｍ^３以下とすれば、紫外光照射後の透過率低下の回復速度を充分に遅くすることができる。紫外光照射を中断した後に再度照射を実施すると、透過率低下量は紫外光照射中断前のレベルにまで直ちに戻るが、その速度は紫外線のエネルギー密度のみに依存し、材料には依存しない。
従って紫外光を断続的に照射した場合の透過率変動量を少なくするためには、紫外光照射中の透過率低下量を少なく、かつ紫外光照射後の回復速度を遅くする必要がある。具体的には、合成石英ガラス中の水素分子濃度を１×１０^１６〜５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満とすれば、紫外光を断続的に照射した場合の透過率変動量が少ない光学部材を得ることができることを見出した。
すなわち本発明は、ＡｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用されるか、あるいはＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満の範囲内、好ましくは１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上４．５×１０^１６分子／ｃｍ^３以下の範囲内にあることを特徴とする光学部材用合成石英ガラスを提供する。
また、ＡｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上〜５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満の範囲内にあり、前記ＡｒＦエキシマレーザ光を照射して波長１９３ｎｍ内部透過率を安定状態にした場合の波長１９３ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{１９３ＳＴ}（％／ｃｍ）とし、その後前記ＡｒＦエキシマレーザ光の照射を５０秒間停止して波長１９３ｎｍ内部透過率を回復した場合の波長１９３ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{１９３ＲＣ}（％／ｃｍ）としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光学部材用合成石英ガラスを提供する。
ΔＴ_{１９３ＳＴ}＜０．２
（ΔＴ_{１９３ＳＴ}−ΔＴ_{１９３ＲＣ}／ΔＴ_{１９３ＳＴ}＜０．１
さらに、ＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満の範囲内にあり、前記ＫｒＦエキシマレーザ光を照射して波長２４８ｎｍ内部透過率を安定状態にした場合の波長２４８ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{２４８ＳＴ}（％／ｃｍ）とし、その後前記ＫｒＦエキシマレーザ光の照射を５０秒間停止して波長２４８ｎｍ内部透過率を回復した場合の波長２４８ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{２４８ＲＣ}（％／ｃｍ）としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光学部材用合成石英ガラスを提供する。
ΔＴ_{２４８ＳＴ}＜０．２
（ΔＴ_{２４８ＳＴ}−ΔＴ_{２４８ＲＣ}）／ΔＴ_{２４８ＳＴ}＜０．１
発明を実施するための態様
本発明の合成石英ガラスは、ＡｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用されるか、ＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用されることが好ましい。
また、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満の範囲内、好ましくは、１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上４．５×１０^１６分子／ｃｍ^３以下の範囲内にある。これにより、紫外光照射による透過率低下を抑えることができると同時に紫外光を断続的に照射した場合の透過率変動量を抑えることができる。
特に、エネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下のＡｒＦエキシマレーザ光を照射して波長１９３ｎｍ内部透過率を安定状態にした場合の波長１９３ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{１９３ＳＴ}（％／ｃｍ）とし、その後前記ＡｒＦエキシマレーザ光の照射を５０秒間停止して波長１９３ｎｍ内部透過率を回復した場合の波長１９３ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{１９３ＲＣ}（％／ｃｍ）としたとき、以下の関係を満足する。
ΔＴ_{１９３ＳＴ}＜０．２
（ΔＴ_{１９３ＳＴ}−ΔＴ_{１９３ＲＣ}）／ΔＴ_{１９３ＳＴ}＜０．１
また、エネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下のＫｒＦエキシマレーザ光を照射して波長２４８ｎｍ内部透過率を安定状態にした場合の波長２４８ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{２４８ＳＴ}（％／ｃｍ）とし、その後前記ＫｒＦエキシマレーザ光の照射を５０秒間停止して波長２４８ｎｍ内部透過率を回復した場合の波長２４８ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{２４８ＲＣ}（％／ｃｍ）としたとき、以下の関係を満足する。
ΔＴ_{２４８ＳＴ}＜０．２
（ΔＴ_{２４８ＳＴ}−ΔＴ_{２４８ＲＣ}）／ΔＴ_{２４８ＳＴ}＜０．１
以上の条件を満足することにより、安定した投影露光を行う投影露光装置に適した光学部材用の合成石英ガラスが得られる。
本発明において、合成石英ガラス中の酸素欠乏型欠陥（≡Ｓｉ−Ｓｉ≡、（≡はＳｉ−Ｏ結合を示す。以下同様））、酸素過剰型欠陥（≡Ｓｉ−Ｏ−Ｏ−Ｓｉ≡）、≡ＳｉＨ結合、溶存酸素分子などは光透過性および耐光性に悪影響を及ぼすため、実質的に含有しない方が好ましい。
本発明において、合成石英ガラス中のアルカリ金属（Ｎａ，Ｋ，Ｌｉなど）、アルカリ土類金属（Ｍｇ，Ｃａなど）、遷移金属（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｅなど）などの金属不純物は、紫外域から真空紫外域における初期光透過率を低下させるだけでなく、耐光性を悪化させる原因ともなるため、その含有量は極力少ない方が好ましい。具体的には金属不純物の合計含有量が１００ｐｐｂ以下、特に５０ｐｐｂ以下が好ましい。
本発明において、合成石英ガラス中のＯＨ基は、紫外線照射時の赤色蛍光発光やＮＢＯＨＣ生成の原因となりうるため、その濃度は１００ｐｐｍ以下が好ましい。
本発明において、合成石英ガラス中の塩素は、真空紫外域における光透過性および耐光性を悪化させるため、その含有量が少ない方が好ましい。具体的には合成石英ガラス中の塩素含有量は１００ｐｐｍ以下、特には１０ｐｐｍ以下、さらには実質的に含有しないことが好ましい。
本発明において、合成石英ガラス中のひずんだ構造は、紫外光照射により生成するＥ’センターやＮＢＯＨＣなどの欠陥前駆体であるため、その濃度は少ない方が好ましい。具体的には、レーザラマンスペクトルにおける４４０ｃｍ^−１の散乱ピーク強度Ｉ_４４０に対する４９５ｃｍ^−１の散乱ピーク強度Ｉ_４９５、および６０６ｃｍ^−１の散乱ピーク強度Ｉ_６０６の比Ｉ_４９５／Ｉ_４４０およびＩ_６０６／Ｉ_４４０がそれぞれ０．５８５以下、０．１３６以下であることが好ましい。
本発明において、合成石英ガラスを製造する方法としては、直接法、スート法（ＶＡＤ法、ＯＶＤ法等を含む）、プラズマ法などを挙げることができる。製造時の温度が低く、金属などの不純物の混入を避けることができる観点で、スート法が特に好ましい。
本発明の合成石英ガラスを光学部材として用いた投影露光装置は、安定した投影露光に非常に適したものであるが、レーザの非照射時間が非常に長くなると、非照射時間中に回復した透過率が、再び安定状態まで低下するのに時間がかかる場合がある。
そこで、本発明はまた、波長１８０〜４００ｎｍの光を光源とする投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する場合に、光源光の照射を３０分以上中断した後に再度光源光を照射し、露光する場合において、露光前に３０秒間以上光源光を連続でダミー照射する動作を実施することを特徴とする投影露光方法を提供する。このようにすると、ダミー照射時間に非照射時間中に回復した透過率が、再び安定状態まで低下するので、透過率変動の少ない投影露光ができる。この場合も、本発明の合成石英ガラスを投影露光装置の光学部品に使用することが非常に好ましい。
以下、本発明の実施例および比較例によって、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
（例１〜７）
ＳｉＣｌ_４を原料に用いたＶＡＤ法により合成石英ガラス（直径２００ｍｍ×厚み３０ｍｍ）を作製し、表１に示す条件にて水素ドープ処理を実施し、水素分子濃度の異なるサンプルを準備した。最後に直径２００ｍｍの面のほぼ中央より３０ｍｍ角×厚み２０ｍｍを切り出し、３０ｍｍ角の対向２面／試料、および３０ｍｍ×２０ｍｍの対向２面／試料を鏡面研磨して、評価用試料を準備した。例４、５が実施例、その他は比較例である。

（水素濃度評価）
昇温脱離質量分析計（電子科学社製）を用いて、サイズ：１０ｍｍ角×１ｍｍ厚の試料を室温から１５００℃まで約６０分間で昇温し、この際に試料から放出される水素ガスのイオン強度を測定し、試料中の水素分子濃度を評価した。同方法による検出限界は５×１０^１５分子／ｃｍ^３である。ここで同法では合成石英ガラス中の水素分子濃度を直接求めることができないため、あらかじめラマン分光測定を行い水素分子濃度が既知の試料について、昇温脱離質量分析を行い、ラマン分光測定による水素分子濃度と昇温脱離湿力分析によるガスイオン強度との相関関係をあらかじめ求め、同関係を使用した。
なおラマン分光測定における水素分子濃度の評価方法は以下の通りである。レーザラマンスペクトルの４１３５ｃｍ^−１の散乱ピークにより検出した強度Ｉ_４１６０と珪素と酸素との間の基本振動である８００ｃｍ^−１の散乱ピークの強度Ｉ_８００との強度比（＝Ｉ_４１６０／Ｉ_８００）より、水素分子含有量［分子／ｃｍ^３］を求めた（Ｖ．Ｓ．Ｋｈｏｔｉｍｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ．ａｌ．，Ｚｈｕｒｎａｌ Ｐｒｉｋｌａｄｎｏｉ Ｓｐｅｋｔｒｏｓｋｏｐｉｉ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．６，ＰＰ．９８７〜９９７，１９８６）。なお本法による検出限界は３×１０^１６分子／ｃｍ^３である。
（耐光性評価）
ＡｒＦエキシマレーザ光を試料の３０ｍｍ角の面のほぼ中央部に、同面に対して垂直な方向に照射し、耐光性を評価した。エネルギー密度＝１ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ、周波数２０００Ｈｚの照射条件にて５×１０^９パルス連続で照射して内部透過率の低下が安定した状態とし、その後断続的に照射、すなわち「２００秒間照射→５０秒間照射中断→再度２００秒間照射する」というサイクルを繰り返し行い、この間の透過率変動を評価した。照射部のサイズは３ｍｍ（水平）×１０ｍｍ（垂直）である。
波長１９３ｎｍにおける透過率変動量ΔＴ_１９３（％／ｃｍ）の評価は、図３に示される装置により行い、カラーセンターの中心波長である波長２２０ｎｍ透過率を測定することにより実施した。
Δｋ_２２０＝１ｎ（初期透過率／測定中の透過率）
ΔＴ_１９３＝（１−ｅｘｐ（−Δｋ_２２０×０．６））×１００
図３において、ＡｒＦエキシマレーザ装置１（ラムダフィジーク社製）から照射されたレーザ光はアパーチャー３を介してビームスプリッタ４で光線分割され、一方の光線は試料７に入射し、その透過光がパワーメータ５（コヒーレント社製）で強度測定される。ビームスプリッタ４で光線分割され他方の光線は直接パワーメータ２（コヒーレント社製）で強度測定され、上記２つのパワーメータでＡｒＦエキシマレーザ光の強度が制御される。一方、Ｄ２ランプ光源６からの光を試料７に入射し、試料７から出射した光を分光光度計８（大塚電子社製）で強度測定することにより、波長２２０ｎｍの透過率を測定する。
ここで吸収スペクトルの解析によると、波長１９３ｎｍにおける吸収係数の変化量は波長２２０ｎｍにおける吸収係数の変化量の６０％程度であるので、波長２２０ｎｍにおける吸収係数の変化量に０．６を乗じることにより求められる。
評価結果を表２に示す。ここでΔＴ_１は透過率低下量の最大値（照射中の最大透過率低下量）を、ΔＴ_２は透過率低下量の最小値（照射中断中の最小透過率低下量）を示し、透過率低下量の変動量をΔＴ_１−ΔＴ_２とした。なお、図１は、例２と例４の透過率低下量の変動を示すグラフである。

産業上の利用可能性
表２から明らかなように、本発明の合成石英ガラスは、投影露光装置の光学部材、特に投影系の光学部材として、適しており、透過率変動の少ない安定した投影露光ができるものである。
【図面の簡単な説明】
図１：本発明と比較例との合成石英ガラスの透過率低下量の変動を示すグラフ。
図２：半導体露光機のレーザ照射の典型的パターンを示す概念図。
図３：透過率測定装置の概念図。
符号の説明
１：ＡｒＦエキシマレーザ装置 ２：パワーメータ
３：アパーチャー ４：ビームスプリッタ
５：パワーメータ ６：Ｄ２ランプ光源
７：試料 ８：分光光度計

Claims (7)

1. ＡｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用されるか、あるいはＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満の範囲内にあることを特徴とする光学部材用合成石英ガラス。
2. ＡｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用されるか、あるいはＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上４．５×１０^１６分子／ｃｍ^３以下の範囲内にあることを特徴とする光学部材用合成石英ガラス。
3. ＡｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度２ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満の範囲内にあり、前記ＡｒＦエキシマレーザ光を照射して波長１９３ｎｍ内部透過率を安定状態にした場合の波長１９３ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{１９３ＳＴ}（％／ｃｍ）とし、その後前記ＡｒＦエキシマレーザ光の照射を５０秒間停止して波長１９３ｎｍ内部透過率を回復した場合の波長１９３ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{１９３ＲＣ}（％／ｃｍ）としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光学部材用合成石英ガラス。
   ΔＴ_{１９３ＳＴ}＜０．２
   （ΔＴ_{１９３ＳＴ}−ΔＴ_{１９３ＲＣ}）／ΔＴ_{１９３ＳＴ}＜０．１
4. ＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする光学装置内でエネルギー密度３０ｍＪ／ｃｍ^２／ｐｕｌｓｅ以下にて使用される光学部材用合成石英ガラスにおいて、水素分子濃度が１×１０^１６分子／ｃｍ^３以上５×１０^１６分子／ｃｍ^３未満の範囲内にあり、前記ＫｒＦエキシマレーザ光を照射して波長２４８ｎｍ内部透過率を安定状態にした場合の波長２４８ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{２４８ＳＴ}（％／ｃｍ）とし、その後前記ＫｒＦエキシマレーザ光の照射を５０秒間停止して波長２４８ｎｍ内部透過率を回復した場合の波長２４８ｎｍ内部透過率低下量をΔＴ_{２４８ＲＣ}（％／ｃｍ）としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする光学部材用合成石英ガラス。
   ΔＴ_{２４８ＳＴ}＜０．２
   （ΔＴ_{２４８ＳＴ}−ΔＴ_{２４８ＲＣ}）／ΔＴ_{２４８ＳＴ}＜０．１
5. 波長１８０〜４００ｎｍの光を光源とする投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、請求項１〜４のいずれかに記載の合成石英ガラスからなる光学部材を、前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系に使用したことを特徴とする投影露光装置。
6. 波長１８０〜４００ｎｍの光を光源とする投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する方法であって、光源光の照射を３０分以上中断した後に再度光源光を照射し、露光する場合において、露光前に３０秒間以上光源光を連続でダミー照射する動作を実施することを特徴とする投影露光方法。
7. 波長１８０〜４００ｎｍの光を光源とする投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する方法であって、請求項１〜４のいずれかに記載の合成石英ガラスからなる光学部材を、前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系に使用するとともに、光源光の照射を３０分以上中断した後に再度光源光を照射し、露光する場合において、露光前に３０秒間以上光源光を連続でダミー照射する動作を実施することを特徴とする投影露光方法。

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