【事件の表示】
　特許第３０８９９５５号「光リソグラフィー用投影レンズ及び投影光学系」の請求項１ないし９に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０８９９５５号の請求項１ないし９に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３０８９９５５号の請求項１ないし９に係る発明は、平成６年１０月６日に特許出願され、平成１２年７月２１日にその発明について特許権の設定登録がなされ、その後、その特許について、特許異議申立人信越石英株式会社により特許異議の申立てがなされ、取消の理由が通知され、その指定期間内である平成１３年８月１０日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は以下のとおりである。
訂正事項
　特許請求の範囲の請求項１乃至請求項６を
「【請求項１】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用投影レンズにおいて、屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下、複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下、複屈折量の分布が中央対称性を有することを特徴とする投影レンズ。
【請求項２】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用投影レンズにおいて、屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下、複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下、屈折率楕円体における進相軸方向が中央対称性を有することを特徴とする投影レンズ。
【請求項３】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項４】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、ＫｒＦエキシマレーザを４００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、２４８ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項５】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、ＡｒＦエキシマレーザを１００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項６】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、水素濃度が５×１０１７個／ｃｍ３以上であり、中央部が周辺部より高い水素濃度を持つ石英ガラスからなることを特徴とする投影レンズ。」と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　上記訂正事項は、訂正前の請求項１乃至請求項６に記載された「光学部材」が「投影レンズ」であることを限定するもので特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立てについての判断
（１）特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人信越石英株式会社は、特許第３０８９９５５号の
（１−１）請求項１〜６に係る発明は、甲第１号証に実質的に記載された発明であって、特許法第２９条第１項第３号に該当し特許を受けることができないものである。
（１−２）請求項１〜９に係る発明は、甲第１号証、甲第２号証及び甲第３号証の記載に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであって、特許法第２９条第２項の規定に該当し、特許を受けることができないものである旨主張している。
　
（２）本件発明
　特許第３０８９９５５号の請求項１〜９に係る発明（以下、それぞれ「本件発明１」〜「本件発明９」という。）は、平成１３年８月１０日付けの訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜９に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
【請求項１】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用投影レンズにおいて、屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下、複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下、複屈折量の分布が中央対称性を有することを特徴とする投影レンズ。
【請求項２】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用投影レンズにおいて、屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下、複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下、屈折率楕円体における進相軸方向が中央対称性を有することを特徴とする投影レンズ。
【請求項３】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項４】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、ＫｒＦエキシマレーザを４００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、２４８ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項５】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、ＡｒＦエキシマレーザを１００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項６】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、水素濃度が５×１０１７個／ｃｍ３以上であり、中央部が周辺部より高い水素濃度を持つ石英ガラスからなることを特徴とする投影レンズ。
【請求項７】
　４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下であり、投影光学系の結像位置における複屈折量の絶対値が２ｎｍ／ｃｍ以下となるようにそれぞれの光学部材の複屈折量の分布を組み合わせたことを特徴とする光リソグラフィー用投影光学系。
【請求項８】
　４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下であり、投影光学系の結像位置における屈折率楕円体の進相軸方向が光軸に対して中央対称になるようにそれぞれの光学部材の屈折率楕円体の進相軸方向を組み合わせたことを特徴とする光リソグラフィー用投影光学系。
【請求項９】
　４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下であり、投影光学系の結像位置における複屈折量の絶対値が２ｎｍ／ｃｍ以下で且つ屈折率楕円体の進相軸方向が光軸に対して中央対称になるようにそれぞれの光学部材の複屈折量の分布及び屈折率楕円体の進相軸方向を組み合わせたことを特徴とする光リソグラフィー用投影光学系。
　
（３）引用刊行物
刊行物１：特開平５−９７４５２号公報（甲第１号証）
刊行物２：特開平２−１０２１３９号公報（甲第２号証）
刊行物３：特開平２−２３９１２７号公報（甲第３号証）
　
（４）刊行物に記載された発明
（４−１）刊行物１
　刊行物１には、次の事項が記載されている。
「【請求項１】原料けい素化合物を火炎加水分解させて得た合成シリカ微粒子を回転している耐熱性担体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を製造する方法において、合成シリカ微粒子を耐熱性担体上に堆積すると同時に溶融ガラス化し、その成長溶融面の時間的温度変化を±２０°Ｃ以下とすることを特徴とする合成石英ガラス部材の製造方法。
【請求項２】合成石英ガラス部材が三方向脈理フリーでΔｎが≦５×１０−６であり、水素分子含有量が５×１０１６（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）以上のレンズ素材である請求項１に記載した合成石英ガラス部材の製造方法。」（【特許請求の範囲】）
「本発明は合成石英ガラス部材の製造方法・・・であり・・・２５０ｎｍ以下の紫外線領域に光源を持つレンズ素材として有用とされる合成石英ガラス部材を歩留りよく製造する方法に関するものである。」（【０００１】）
「しかし、この従来法で作られた合成石英ガラスには、光学物性の内脈理が３方向ないし１方向に存在しており、例えばこれをレンズとして使用すると使用面に脈理が存在するために光が集束せず、したがってこのものはレンズなどの光学用途には使用することができず、これにはまた光学的均質性を示す屈折率最大偏差量Δｎの値がΔｎ≧２０×１０−６となり、光学用として必要とされるΔｎ≦５×１０−６には達していないという不利がある。」（【０００３】）
「すなわち、本発明者らは光リソグラフィー装置などのレンズ素材として好適とされる三方向脈理フリーで屈折率偏差量Δｎが≦５×１０−６、複屈折率が５（ｎｍ／ｃｍ）以下、水素分子含有量が５×１０１６（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）以上である合成石英ガラス部材の製造方法について種々検討した結果、けい素化合物の熱分解または火炎加水分解で合成シリカ微粒子を作り、これを回転している耐熱性担体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を製造する際、ＳｉＯ２成長溶融面の温度分布と成長方向への単位時間当りの温度変化がガラス構造に変えることを見出すと共に、このガラス構造の変化を抑えるためにはＳｉＯ２堆積溶融面の成長方向での単位時間当りの温度変化を±２０°Ｃ以内とすれば実質的に三方向で脈理フリーで屈折率偏差量Δｎが≦５×１０−６、複屈折率が５（ｎｍ／ｃｍ）以下であり、水素分子含有量が５×１０１６（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３）以上であるものとなるので、耐紫外線レーザー（ＫｒＦまたはＡｒＦ）性にすぐれた光透過率低下を抑制する働きがあり、そのために新たに水素分子をドープさせる装置（特開平３−１０９２３３号公報参照）も不要である、紫外線レーザーを用いる光リソグラフィー装置などのレンズ素材として有用な合成石英ガラス部材を得ることができることを確認して本発明を完成させた。」（【０００６】）
「本発明は合成石英ガラス部材の製造方法、特には脈理フリーでΔｎ 、複屈折率がいずれも小さく、また水素分子を多く含有する合成石英ガラス部材の製造方法に関するものであり、これは原料けい素化合物の火炎加水分解で得た合成シリカ微粒子を回転している担体上に堆積し、溶融ガラス化するときに、その成長溶融面の時間的温度変化を±２０°Ｃ以内とすることを特徴とするものである。」（【０００７】）
「この場合、耐熱性担体はこれにけい素化合物の火炎加水分解で発生したシリカ微粒子を均一に堆積させるために回転させられるのであるが、担体の１回転中における合成シリカ微粒子の堆積量は１〜３００μｍ、好ましくは１〜２００μm の厚さとされることから、この回転数は３〜１００ｒｐｍ、好ましくは３〜２０ｒｐｍとすることがよい。」（【００１１】）
「このようにして得られた脈理フリーの合成石英ガラス部材は、Δｎ が≦５×１０−６、特には２×１０−６を示し、複屈折率も５ｎｍ／ｃｍ 以下で水素分子含有量が５×１０１６ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ３以上となるので、紫外線用のレンズ素材として有用とされる。」（【００１６】）
　また、第４頁の【表１】の実施例１にはΔｎの値として１×１０−６、複屈折率の値として３（ｎｍ／ｃｍ）が記載されている。
　
　上記記載からみて、刊行物１には「２５０ｎｍ以下の紫外線領域に光源を持つ光リソグラフィー装置などのレンズ素材として、屈折率偏差量Δｎが１×１０−６、複屈折率が５ｎｍ／ｃｍ以下の合成石英ガラスからなるレンズ素材であって、レンズ素材の合成石英ガラスは、原料けい素化合物を火炎加水分解させて得た合成シリカ微粒子を回転している耐熱性担体上に堆積すると同時に溶融ガラス化して製造する」こと（以下、「引用発明」という。）が記載されているものと認められる。
　
（４−２）引用刊行物２
　刊行物２には、次の事項が記載されている。
「１）ＯＨ基を含有する合成石英ガラス素塊を加熱し、ついで放冷処理した後、必要に応じてその周縁部位を研削して形成される光透過体用石英ガラス母材において、少なくとも一の所定断面方向に沿って形成したＯＨ基濃度分布と、前記加熱し、ついで放冷処理により前記断面方向に沿って形成される仮想温度分布を効果的に組み合わせる事により、前記断面方向における屈折率分布の変動幅を抑制した事を特徴とする光透過体用石英ガラス母材
２）前記ＯＨ基濃度分布が、母材中心域から周縁部に移行するに連れＯＨ基濃度が順次大になるように形成した請求項１）記載の光透過体用石英ガラス母材
３）前記ＯＨ基濃度分布曲線が、極小点が母材中心域にあり、周縁部に移行するに従い、なめらかに大きい値を示す軸対称の曲線である請求項１）記載の光透過体用石英ガラス母材
４）前記仮想温度分布が、極小点が母材中心域にあり、周縁部に移行するに従い、なめらかに大きい値を示す軸対称の曲線により形成される仮想温度分布である請求項１）記載の光透過体用石英ガラス母材
５）ＯＨ基を含有する合成石英ガラスからなり、該ガラス体の選択された一又は複数の断面内におけるＯＨ基濃度分布を中心域から周縁部に移行するに連れ順次大になるように設定したことを特徴とする石英ガラス素塊
６）前記ＯＨ基濃度分布曲線が、極小値が素塊中心域にあり、周縁部に移行するに従い、なめらかに大きく値を示す軸対称の曲線である請求項５）記載の石英ガラス素塊・・・
８）光の反射、屈折若しくは直進運動を生じせしめる光透過体を石英ガラスを用いて形成し、その入射面と直交する面内における最小濃度領域最大濃度領域に至るＯＨ基濃度分布を、変異点をもつ事なく順次大になる如く設定しつつ、該透過体の光使用領域における屈折率分布変動幅（Δｎ）を２×１０−６以下に設定した事を特徴とする光透過体」（特許請求の範囲）
「本発明は・・・リソグラフィー用レーザ露光装置・・・等の紫外線波長域のレーザを利用した各種装置に用いるレーザ光用透過体として好適な光透過体と、該透過体を製造する為の母材、及び主として母材の出発材として機能する石英ガラス素塊に関する。」（第２頁左上欄第１６行〜右上欄第７行）
「しかしながら例え前記徐冷速度を極力遅くしても、外気と接する周縁側と中心部位側の除冷速度を均一化しながら徐冷する事は不可能であり、該徐冷中高温状態にあるガラス素塊の中心部より周縁部の冷却速度が必然的に速くなってしまい、いわゆる中心部より周縁側に向け同心状にして且つその断面内における仮想温度（Ｆｉｃｔｖｅ　ｔｅｍｐｅｒｔｕｖｅ）分布が中心部から外縁部に向ってなめらかに大きくなる仮想温度値を示す、上に凹型の曲線となってしまう。尚、室温における石英ガラスの密度屈折率等の特性値はそのガラスが過去に高温度域にてなじまされた時の温度条件によって決定されていると推定される。そしてこの特性値が決定された時の温度を仮想温度という。そして前記のような仮想温度分布差が生じたまま室温状態にまで冷却すると、組成上理想的に均一なガラス素塊を用いて前記加熱−徐冷処理を行ったとしても、該処理により形成されたガラス母材の屈折率分布は前記仮想温度分布に依存してしまう為に、ガラス塊の中心部より周縁部の屈折率の方が大きい、軸対称で且つ上に凹型の曲線状の屈折率分布が生じてしまう。」（第２頁左下欄第１０頁〜右下欄第１２行）
「本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、前記加熱−徐冷処理により生じる仮想温度分布の変動幅を許容しつつ前記屈折率分布の均一性の向上を図った石英ガラス母材と該母材を製造する為の石英ガラス素塊を提供する事を目的とする。本発明の他の目的は、短波長レーザ光（１９３〜３０８ｎｍ）特に高出力のエキシマレーザ光を利用した各種装置に用いるレーザ光用透過体として好適な光透過体を提供する事にある。」（第３頁左上欄第１５行〜右上欄第３行）
「そこで、本研究者らは鋭意研究を重ねた結果、前記ＯＨ基濃度分布が中心域から周縁部に移行するに連れ順次大になるように制御して合成石英ガラスを製造し、必要に応じ該石英ガラスを前記濃度分布と平行する面内に沿って切断して円柱状、円板状または球状素塊を形成した後、該素塊を、前記ＯＨ基濃度分布と対応する断面方向に形成される仮想温度分布をもって加熱−放冷処理をする事により、前記両分布により屈折率変動が互いに相殺され屈折率分布をほぼ一定にした石英ガラス母材を製造する事が出来ることを見い出した。」（第３頁左下欄第２〜１２行）
「先ず酸水素炎加水分解法により、高純度の四塩化珪素を酸水素炎中で反応させながら円柱状の合成石英ガラスを製造するとともに、前記両ガスの混合比を調整して円柱軸Ｐに対してほぼ直交する断面におけるＯＨ基濃度分布が同心状にして且つ軸を通る断面内における分布曲線が円柱軸で極小値を示し、外縁部に移行するに従いなめらかに大きい値つ示す曲線、具体的には極小点が母材中心域にある上に凹型の曲線になるように制御する。尚、前記合成石英ガラス素塊中のＯＨ基濃度分布は原料ガスと酸水素ガスとの混合比率を調整するのみならず、合成装置のバーナー形状、バーナー位置等を変化させても容易に制御することが可能である。」（第４頁右上欄第１〜１４行）
「そして前記のようにして製造された合成石英ガラスは必要に応じて円柱軸ＰすなわちＯＨ基濃度分布対称軸と直交する断面内に沿って切断して第１図（Ｉ）に示すような石英ガラス素塊を形成する。」（第４頁左下欄第５〜９行）
「従って第１図ＩＩ（ａ）（ｂ）（ａ＋ｂ）に示すように、前記熱処理後の石英ガラス塊の周縁部を研削された石英ガラス母材は、前記前記仮想温度勾配により形成される屈折率分布と、ＯＨ基の濃度勾配により形成される屈折率分布が加算される結果屈折率変動幅（Δｎ）の小さい高均質な石英ガラス母材を得ることができる。そして該母材を必要に応じて加工し製品化されたものは、屈折率変動幅（Δｎ）２×１０−６以下という高い均質性を示す事になる。」（第４頁右下欄第１１〜２０行）
「その結果、第１図（ａ）及び（ａ＋ｂ）に示すように、サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２では、屈折率変動幅（Δｎ）１×１０−６以下という非常に高均質なガラスを得ることができた。しかし、サンプルＮｏ．３では、ＯＨ基分布により非常に悪い屈折率分布パターンとなってしまった。さらにサンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２について、同一条件にてＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）を照射したところ、螢光や内部歪、複屈折変動等のダメージを受けることなく耐レーザ性の面で実用的に問題のない事が確認出来た。」（第５頁右上欄第２〜１２行）
　
（４−３）引用刊行物３
　刊行物３には、次の事項が記載されている。
「１）ＯＨ基とＣｌ基を含有する合成石英ガラス素塊を加熱し、ついで冷却処理した後、必要に応じてその周縁部分を研削して形成される光透過体用石英ガラス母材において、少なくとも一つの所定断面方向に沿って形成したＯＨ基濃度分布とＣｌ濃度分布、及び前記加熱し、ついで冷却処理により前記断面方向に沿って形成される仮想温度分布を効果的に組み合わせる事により、これらの分布夫々に起因して発生する屈折率変動を互いに相殺し、結果として前記断面方向における屈折率分布の変動を抑制した事を特徴とする光透過体用石英ガラス母材」（特許請求の範囲）
「本発明は・・・リソグラフィー用レーザ露光装置・・・等の紫外線波長域のレーザを利用した各種装置に用いるレーザ光用透過体として好適な光透過体と、該光透過体を製造する為の母材、及び主として母材の出発材として機能する石英ガラス素塊に関する。」（第２頁右上欄第１４行〜左下欄第５行）
「しかしながら例え前記徐冷速度を極力遅くしても、外気と接する周縁側と中心域位側の徐冷速度を均一化しながら徐冷する事は不可能であり、該徐冷中高温状態にあるガラス素塊の中心域より周縁域の冷却速度が必然的に早くなってしまい、いわゆる中心域より周縁側に向け同心状にして且つその断面内における仮想温度（Ｆｉｃｔｖｅ　ｔｅｍｐｅｒｔｕｖｅ）分布が中心域から外縁部に向ってなめらかに大きくなる仮想温度値を示す、上に凹型の曲線となってしまう。尚、室温における石英ガラスの密度屈折率等の特性値はそのガラスが過去に高温度域にてなじまされた時の温度条件によって決定されていると推定される。そしてこの特性値が決定された時の温度を仮想温度という。そして前記のような仮想温度分布差が生じたまま室温状態にまで冷却すると、組成上理想的に均一なガラス素塊を用いて前記加熱−徐冷処理を行ったとしても、該処理により形成されたガラス母材の屈折率分布は前記仮想温度分布に依存してしまう為に、ガラス塊の中心域より周縁域の屈折率の方が大きい、軸対称で且つ凹型の曲線状の屈折率分布が生じてしまう。」（第２頁右下欄第７行〜第３頁左上欄第９行）
「かかる欠点を解消する為に本発明者達は先に、前記加熱−徐冷処理により生じる仮想温度分布の変動幅を許容しつつ、該仮想温度分布と少なくとも一つの所定断面方向に沿って形成したＯＨ基濃度分布を効果的に組み合わせる事により、前記ＯＨ基濃度分布と仮想温度分布夫々に起因して発生する屈折率変動を互いに相殺し、結果として前記断面方向における屈折率分布の変動幅を抑制した技術を提案している（特願昭６３−２５４８７５号）が、本発明者達は更に研究及び実験を繰り返した結果、より一層屈折率分布の変動を抑制し得る光透過体を開発し得た。即ち本発明は、短波長レーザ光（１９３〜３０８ｎｍ）特に高出力のエキシマレーザ光を利用した各種装置に用いるレーザ光用透過体として極めて好適な光透過体、該透過体を製造する為の母材、及び主として母材の出発材として機能する石英ガラス素塊を提供する事を目的とする。」（第３頁右上欄第１３行〜左下欄第１０行）
「そこで本発明は、屈折率の変動の大きな変動要素となり易い前記ＯＨ基とＣｌ濃度分布及び仮想温度夫々の変動に着目して、その変動分布を規制する事により前記先願発明より更に効果的に屈折率変動の抑制を図る事を可能にしたものである。即ち本発明は第１図に示すように、ＯＨ基濃度分布とＣｌ濃度分布を、母材中心域から周縁域に移行するに連れ変位点が生じる事なく順次変化するようにした合成石英ガラスを製造し、必要に応じ該石英ガラスを前記濃度分布と平行する面内に沿って切断して円柱状、円板状または球状素塊を形成した後、該素塊を、前記両濃度分布に依存して形成される屈折率分布（Ｂ）と対応する断面方向に形成される仮想温度分布をもって加熱−放冷処理をする事により、前記夫々の変動要素に起因して発生する屈折率分布変動（Ｂ，Ｃ）を互いに相殺し、この結果高均一性の屈折率分布（Ａ）を有する石英ガラス母材を得る事が出来るものである。」（第３頁右下欄第１３行〜第４頁左上欄第１１行）
「先ず酸水素炎加水分解法より、高純度の四塩化珪素を酸水素炎中で反応させながら円柱状の合成石英ガラス１´を製造するとともに、前記両ガスの混合比を調整して円柱軸に対して、ほぼ直交する断面におけるＯＨ基濃度により決定される屈折率分布（Ｂ−１）とＣｌ濃度により決定される屈折率分布（Ｂ−２）の合算された屈折率分布（Ｂ）が中心域で極大値を示し、外縁部に移行するに従いなめらかに小さい値を示す曲線、具体的には極大点が中心域にある上に軸対称の凸曲線になるように制御する。尚、前記合成石英ガラス素塊中のＯＨ基濃度分布及びＣｌ濃度分布は原料ガスと酸水素ガスとの混合比率を調整するのみならず、合成装置のバーナー形状、バーナ位置等を変化させて制御することが可能である。」（第５頁左上欄第３〜１８行）
「そして、前記のようにして製造された合成石英ガラスは必要に応じて円柱軸すなわちＯＨ基濃度及びＣｌ濃度分布対称軸と直交する断面内に沿って切断して第２図に示すような石英ガラス素塊１を形成する。」（第５頁右上欄第１０〜１４行）
「そして、該母材の所望部分を第２図に示すように円柱軸と断面方向から直交する面方向にレーザー光入射面２ａを設定して切断して必要に応じて研摩その他の加工をし製品化された光透過体２は、屈折率変動幅（Δｎ）２×１０−６以下という高い均質性を示すことになる。」（第５頁右下欄第３〜８行）
「その結果、第１図に示すように、前記ＯＨ基濃度分布が、母材中心部から周縁部に移行するに連れ順次大になるように形成した凹曲線、又Ｃｌ濃度分布が、母材中心域から周縁域に移行するに連れ、順次小になるように形成した凸曲線の組み合わせであるサンプルＮｏ．１と、前記ＯＨ基濃度分布とＣｌ濃度分布が夫々前記凹曲線又は夫々前記凸曲線の組み合わせであるサンプルＮｏ．２及びＮｏ．３では屈折率分布（Ｂ）と（Ｃ）が相殺されて（Ａ）に示すような屈折率変動幅（Δｎ）１×１０−６以下という非常に高均質なガラスを得ることができた。しかし、ＯＨ基濃度分布が凸曲線とＣｌ濃度分布が凹曲線の組み合わせであるサンプルＮｏ．４では（Ｂ）と（Ｃ）が逆に増長されて（Ａ）に示すような非常に悪い屈折率分布となってしまった。更に、サンプルＮｏ．１，Ｎｏ．２及びＮｏ．３について同一条件によって，ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）を照射したところ、螢光や内部歪、透過率低下のダメージを受けることなく耐レーザー性の面で実用的に問題のない事が確認できた。」（第６頁左上欄第４行〜右上欄第４行）
　
（５）対比・判断
（５−１）特許異議申立ての理由（１−１）について
　引用発明に記載された「２５０ｎｍ以下の紫外線領域」、「屈折率偏差量Δｎが１×１０−６」及び「複屈折率」は、それぞれ本件発明１の「４００ｎｍ以下の特定波長域」、「屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下」及び「複屈折量の絶対値」に相当する。そうすると両者は、
「４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用光学部材において、屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下、複屈折量の絶対値が５ｎｍ／ｃｍ以下の光学部材」で一致し、
　本件発明１は、光学部材が「投影レンズ」であるのに対し、引用発明の光学部材は「レンズ素材」である点（以下、「相違点１」という。）
　本件発明１が、複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下であるのに対し、引用発明は５ｎｍ／ｃｍ以下と２．０ｎｍ／ｃｍ以下を含んではいるが２．０ｎｍ／ｃｍ以下とする直接的な記載がない点（以下、「相違点２」という。）
　本件発明１が「複屈折量の分布が中央対称性を有する」のに対し、引用発明にはそのような記載がない点（以下、「相違点３」という。）で相違している。
　
　そこで、上記相違点１〜３について検討する。
　相違点１については、引用発明のレンズ素材は光リソグラフィー装置などのレンズ素材であり、光リソグラフィー用投影レンズにも用いられることは明らかであるから、相違点１について本件発明１と引用発明との間に実質的な差異はない。
　相違点２については、引用発明の複屈折率が５ｎｍ／ｃｍ以下は複屈折率を５ｎｍ／ｃｍ以下の範囲内でより低減した方が好ましいことを規定したものであり、具体的な実施例としては３ｎｍ／ｃｍしか記載されていないが、２ｎｍ／ｃｍ以下の範囲を排除するものではないので、相違点２についても本件発明１と引用発明との間に実質的な差異はない。
　相違点３については、本件の明細書には「石英ガラスの合成をインゴットを回転させながら行えば、不純物濃度分布、物性分布、及びそれに基づく偏光及び複屈折特性は必ず中心対称になる」（【００２８】）と記載されており、引用発明のレンズ素材は、原料けい素化合物を火炎加水分解させて得た合成シリカ微粒子を回転している耐熱性担体上に堆積すると同時に溶融ガラス化して製造するものであるから、製造された引用発明のレンズ素材は石英ガラスの合成をインゴットを回転させながら行ったものに相当し、その複屈折特性も中心対称になっているものと認められる。しかし、本件の明細書には「得られたインゴット１１を、まず円筒形状１２に切断する。この円筒形状１２の側面はインゴット１１側面のままであるため、円筒形状１２の幾何学的な中心を側面から求めれば、それがインゴット１１合成時の中心、すなわち応力分布の中心となる。この点を円形の切断面上にマーキングし、その後の切断、丸め等の加工の中心基準とすれば、インゴット１１の中心軸と石英ガラス部材の中心軸とが一致し、最終的に偏光特性及び複屈折特性の中央対称性を有する光学部材を得ることができる。」（【００２８】）、「アニール等の熱処理を加える場合は、対称性を維持するために、素材形状を円筒形とし、回転対称な温度分布を持つ炉の中央で熱を加える必要がある。この石英ガラス素材は回転させる事が望ましい。粘性変形をさせる場合は、片寄った変形とならないように特に配慮を加える必要がある。これらの方法により、複屈折量及び偏光特性分布を調整し、所望の光学部材を得ることができる。さらに、丸め等の加工を加え、石英ガラス部材１３を得るときは、加工前に中心位置をマークし、位置のズレがないように加工を行う。この石英ガラス部材１３をさらに加工・研磨し、投影レンズ１４を作製する」（【００３０】、【００３１】）ことが記載されており、インゴットの複屈折特性が中心対称となっていても、インゴットから投影レンズを作成する際にインゴット合成時の中心と投影レンズの中心との位置ずれがないように加工を行わなければ投影レンズの複屈折量の分布が中央対称性を有することにはならない。そして、引用発明のレンズ素材はインゴットに相当するものであり、このレンズ素材からどのようにして投影レンズを作成するのか刊行物１には具体的に記載されておらず、インゴット合成時の中心と投影レンズの中心との位置ずれがないように加工を行うことを示唆する記載もなく、そのことが自明または技術常識でもないから、この点で本件発明１と引用発明とを同一とすることはできない。
　また、本件発明２は「屈折率楕円体における進相軸方向が中央対称性を有する」点で引用発明と相違しており（以下、「相違点４」という。）、進相軸方向の分布を中央対称にするための方法は複屈折量の分布を中央対称にするための方法と同様であるので（本件明細書【００２７】参照）、引用発明のレンズ素材は屈折率楕円体における進相軸方向についても中央対称性を有するものと認められるが、上記相違点３で述べた理由と同様、引用発明のレンズ素材からどのようにしてレンズを作成するのか刊行物１には具体的に記載されておらず、また、インゴット合成時の中心と投影レンズの中心との位置ずれがないように加工を行うことを示唆する記載もなく、そのことが自明または技術常識でもないから、この点で本件発明２と引用発明とを同一とすることはできない。さらに、本件発明３〜６は本件発明１または本件発明２を引用しているので、本件発明３〜６についても上記本件発明１または２について述べた理由と同様の理由により同一とすることはできない。
　
（５−２）特許異議申立ての理由（１−２）について
（５−２−１）本件発明１〜６
　本件発明１、２と引用発明との一致点・相違点は上記（５−１）で述べた通りであり、相違点３または４の点で両者は相違している。また、刊行物２、３には、４００ｎｍ以下の特定波長域で使用されるリソグラフィー用レーザ露光装置に用いる光透過体の屈折率分布変動幅（Δｎ）を２×１０−６以下とすること、及びＯＨ基等の濃度分布が中心域から周縁部に移行するに連れ順次大になるように制御して合成石英ガラスを製造し、必要に応じ石英ガラスを前記濃度分布と平行する面内に沿って切断し、前記ＯＨ基等の濃度分布と対応する断面方向に形成される仮想温度分布をもって加熱−放冷処理する事により屈折率分布をほぼ一定にした石英ガラス母材を製造すること等が記載されているが、複屈折量の絶対値については特に記載されておらず、また、石英ガラス母材からどのようにしてレンズを作成するのか具体的な記載もないから、相違点３、４について刊行物２、３に記載されたものから容易に想到することができたとすることもできない。そして、本件発明３〜６は本件発明１または２を引用しているので、本件発明３〜６についても当業者が容易に想到し得たとすることはできない。
（５−２−２）本件発明７
　引用発明に記載された「２５０ｎｍ以下の紫外線領域」及び「屈折率偏差量Δｎが１×１０−６」は、それぞれ本件発明７の「４００ｎｍ以下の特定波長域」及び「屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下」に相当する。そして、光リソグラフィー装置などのレンズ素材は投影レンズなどの多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系に用いられるものであるから、両者は、
「４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下である光リソグラフィー用投影光学系」で一致し、
　本件発明７が、投影光学系の結像位置における複屈折量の絶対値が２ｎｍ／ｃｍ以下となるようにそれぞれの光学部材の複屈折量の分布を組み合わせたのに対し、引用発明にはそのような記載がない点（以下、「相違点５」という。）で相違している。
　そこで、上記相違点５について検討する。
　引用発明のレンズ素材は「複屈折率」（本件発明７の「複屈折量の絶対値」に相当）が５ｎｍ／ｃｍ以下と２ｎｍ／ｃｍ以下を含む範囲が記載されているが、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系の結像位置における複屈折量の絶対値を２ｎｍ／ｃｍ以下となるようにそれぞれの光学部材の複屈折量の分布を組み合わせることについては何等記載又は示唆されていない。また、刊行物２、３にもこの点について何等記載又は示唆されておらず、そのことが自明又は技術常識でもないから、この点を刊行物１〜３に記載されたものから容易に想到することができたとすることはできない。
　
（５−２−３）本件発明８、９
　引用発明に記載された「２５０ｎｍ以下の紫外線領域」及び「屈折率偏差量Δｎが１×１０−６」は、それぞれ本件発明７の「４００ｎｍ以下の特定波長域」及び「屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下」に相当する。そして、光リソグラフィー装置などのレンズ素材は投影レンズなどの多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系に用いられるものであるから、両者は、
「４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下である光リソグラフィー用投影光学系」で一致し、
　本件発明８が、投影光学系の結像位置における屈折率楕円体の進相軸方向が光軸に対して中央対称になるようにそれぞれの光学部材の屈折率楕円体の進相軸方向を組み合わせたのに対し、引用発明にはそのような記載がない点（以下、「相違点６」という。）で相違している。
　そこで上記相違点６について検討する。
　引用発明のレンズ素材は（５−１）で述べたように屈折率楕円体における進相軸方向について中央対称性を有するものと認められるが、レンズ素材から作成される投影レンズが屈折率楕円体における進相軸方向について中央対称性を有するものとまでは認められず、まして、多数の光学部材を組み合わせた光リソグラフィー用投影光学系の結像位置における屈折率楕円体の進相軸方向が光軸に対して中央対称になるようにそれぞれの光学部材の屈折率楕円体の進相軸方向を組み合わせることは、刊行物１〜３には何等記載又は示唆されておらず、そのことが自明又は技術常識でもないから、この点を刊行物１〜３に記載されたものから容易に想到することができたとすることはできない。
　また、本件発明９は本件発明７の構成に本件発明８の構成を加えたものであるから、本件発明７、８と同様の理由により当業者が容易に想到し得たとすることはできない。
　
（６）むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明１〜９についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜９についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年８月３０日（２００１．８．３０）
【訂正の要旨】
　【訂正の要旨】
特許請求の範囲の請求項１乃至請求項６を
「【請求項１】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用投影レンズにおいて、屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下、複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下、複屈折量の分布が中央対称性を有することを特徴とする投影レンズ。
　【請求項２】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用投影レンズにおいて、屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下、複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下、屈折率楕円体における進相軸方向が中央対称性を有することを特徴とする投影レンズ。
　【請求項３】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
　【請求項４】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、ＫｒＦエキシマレーザを４００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、２４８ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
　【請求項５】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、ＡｒＦエキシマレーザを１００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を越えることを特徴とする投影レンズ。
　【請求項６】
　請求項１または請求項２に記載の投影レンズにおいて、水素濃度が５×１０１７個／ｃｍ３以上であり、中央部が周辺部より高い水素濃度を持つ石英ガラスからなることを特徴とする投影レンズ。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
光リソグラフィー用
投影レンズ
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用
投影レンズ
投影レンズ
　【請求項２】
　４００ｎｍ以下の特定波長域で使用される光リソグラフィー用
投影レンズ
投影レンズ
　【請求項３】
　請求項１または請求項２に記載の
投影レンズ
投影レンズ
　【請求項４】
　請求項１または請求項２に記載の
投影レンズ
　【請求項５】
　請求項１または請求項２に記載の
投影レンズ
投影レンズ
　【請求項６】
　請求項１または請求項２に記載の
投影レンズ
投影レンズ
　【請求項７】４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下であり、投影光学系の結像位置における複屈折量の絶対値が２ｎｍ／ｃｍ以下となるようにそれぞれの光学部材の複屈折量の分布を組み合わせたことを特徴とする光リソグラフィー用投影光学系。
　【請求項８】４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下であり、投影光学系の結像位置における屈折率楕円体の進相軸方向が光軸に対して中央対称になるようにそれぞれの光学部材の屈折率楕円体の進相軸方向を組み合わせたことを特徴とする光リソグラフィー用投影光学系。
　【請求項９】４００ｎｍ以下の特定波長帯域で使用される、多数の光学部材の組み合わせにより構成された光リソグラフィー用投影光学系において、それぞれの光学部材の屈折率の均質性Δｎが２×１０−６以下であり、投影光学系の結像位置における複屈折量の絶対値が２ｎｍ／ｃｍ以下で且つ屈折率楕円体の進相軸方向が光軸に対して中央対称になるようにそれぞれの光学部材の複屈折量の分布及び屈折率楕円体の進相軸方向を組み合わせたことを特徴とする光リソグラフィー用投影光学系。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は、紫外線リソグラフィー技術において４００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下の特定波長領域で、レンズやミラー、プリズム等の光学系に使用される光リソグラフィー用光学部材、及びこれを用いた投影光学系に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】近年において、ＶＬＳＩは、ますます高集積化、高機能化され、論理ＶＬＳＩの分野ではチップ上により大きなシステムが盛り込まれるシステムオンチップ化が進行している。これに伴い、その基板となるシリコン等のウエハ上において、微細加工化及び高集積化が要求されている。シリコン等のウエハ上に集積回路の微細パターンを露光・転写する光リソグラフィー技術においては、ステッパと呼ばれる露光装置が用いられている。
　【０００３】ＶＬＳＩの中でＤＲＡＭを例に挙げれば、ＬＳＩからＶＬＳＩへと展開されて１Ｋ→２５６Ｋ→１Ｍ→４Ｍ→１６Ｍと容量が増大してゆくにつれ、加工線幅がそれぞれ１０μｍ→２μｍ→１μｍ→０．８μｍ→０．５μｍと微細なステッパが要求される。このため、ステッパの投影レンズには、高い解像度と深い焦点深度が要求されている。この解像度と焦点深度は、露光に使う光の波長とレンズのＮ．Ａ．（開口数）によって決まる。
　【０００４】細かいパターンほど回折光の角度が大きくなり、レンズのＮ．Ａ．が大きくなければ回折光を取り込めなくなる。また、露光波長λが短いほど同じパターンでの回折光の度は小さくなり、従ってＮ．Ａ．は小さくてよいことになる。解像度と焦点深度は、次式のように表される。
解像度＝ｋ１・λ／Ｎ．Ａ．
焦点深度＝ｋ２・λ／Ｎ．Ａ．２
（但し、ｋ１、ｋ２は比例定数である。）
解像度を向上させるためには、Ｎ．Ａ．を大きくするか、λを短くするかのどちらかであるが、上式からも明らかなように、λを短くするほうが深度の点で有利である。このような観点から、光源の波長は、ｇ線（４３６ｎｍ）からｉ線（３６５ｎｍ）へ、さらにＫｒＦ（２４８ｎｍ）やＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーへと短波長化が進められている。
　【０００５】また、ステッパに搭載される光学系は、多数のレンズ等の光学部材の組み合わせにより構成されており、たとえレンズ一枚当たりの透過率低下量が小さくとも、それが使用レンズ枚数分だけ積算されてしまい、照射面での光量の低下につながるため、光学部材に対して高透過率化が要求されている。そこで、４００ｎｍよりも短い波長領域では短波長化及び光学部材の組み合わせによる透過率の低下を考慮した特殊な製法の光学ガラスを用いる。さらに３００ｎｍ以下では合成石英ガラスやＣａＦ２（蛍石）等のフッ化物単結
晶を用いることが提案されている。
　【０００６】一方、投影レンズとしてより微細な線幅を実現し、微細かつ鮮明な露光・転写パターンを得るためには、屈折率の均質性の高い（測定領域内の屈折率のばらつきの小さい）光学部材を得ることが不可欠である。しかし、最近の半導体のウエハサイズの大型化に伴う露光面積の拡大により、これらの材料の口径や厚さは拡大し、その品質を得ることがますます困難になっている。そこで、大口径や厚みのある光学部材の屈折率の均質性を向上させるために様々な試みが行われている。
　【０００７】この屈折率の均質性については、従来、測定領域内の屈折率の最大値と最小値の差（以下Δｎとする）で表され、この値が小さいほど均質性が良い光学部材であると考えられている。それ故、既存の高均質と称する光学部材はこのΔｎを最小にすることを目的に製造が行われている。一方、光学部材の複屈折に関しては、複屈折量が５ｎｍ／ｃｍ以下の材料であれば、レンズ性能に影響がないとされていた。
　【０００８】しかしながら、一般に高均質と言われる△ｎが１０−６オーダー以下で、かつ、複屈折量が５ｎｍ／ｃｍ以下の光学部材を使用しているにもかかわらず、微細かつ鮮明な露光・転写パターンを得られない場合があった。
　【０００９】
　【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光リソグラフィー技術に使用される光学部材の複屈折の評価において、既存の技術とは異なる概念を導入し、詳細な評価及び光学系の調整を行うことにより、微細で鮮明な、例えば線幅０．３μｍ以下の露光・転写パターンを実現することが可能な光リソグラフィー用光学部材及び投影光学系を提供することにある。
　【００１０】
　【課題を解決するための手段】本発明者らは、光リソグラフィー技術において微細かつ鮮明な露光・転写パターンを得ることのできる光学部材の特性について鋭意研究した。その結果、投影レンズの性能は均質性△ｎがほぼ同一の場合、光学部材の複屈折量及びその分布、さらにその進相軸方向の分布が限界加工線幅と良い相関関係を示すことを見い出した。そしてこの知見をもとに、以下に示す物性を持つ光学部材を用いて構成された光学系において、線幅０．３μｍ以下の微細かつ鮮明な露光・転写パターンを得られる事が明らかになった。
　【００１１】ここで偏光、複屈折特性について説明する。偏光とは、光が電磁場に対する横波であり、その光の進行方向から観察した電場の変化を示す。例えばその状態を表す用語として、直線偏光、円偏光、楕円偏光が用いられる。また、同様の現象を別の言い方で表現すると、複屈折とは一つの入射光が光学的異方体を通過したとき二つの屈折光が得られる現象である。この時物質中を伝搬する方向によって位相速度（屈折率）の異なる光を異常光線、方向によらず位相速度が一定の光を常光線と定義される。
　【００１２】さらに、屈折率の偏光方向における分布を示す方法に、屈折率楕円体が用いられる。屈折率楕円体とは、屈折率の３次元空間での偏光に対する量を示す。屈折率楕円体は一般的に次式で表される。（光学部品の使い方と留意点　末田哲夫）
　【００１３】
　【数１】
　【００１４】ここで、進相軸とは屈折率の小さい方向つまり屈折率楕円体の短軸の方向と定義する。屈折率の高い方向を示すためには、進相軸の反対の意味として遅相軸という用語が用いられる。均質性に加え、下記の偏光（複屈折）特性の条件を満たす事により、投影レンズの設計性能に近い解像度を得ることが可能になる。
　【００１５】▲１▼複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以下である事▲２▼複屈折量の分布に中央対称性がある事▲３▼屈折率楕円体における進相軸方向が中央対称である事これらの条件を満たすことにより高い解像度が得られるのは、複屈折の絶対量が小さい事、及び偏光特性が中央対称であるために、解像度に対する影響が少なくなる為であろうと推測される。
　【００１６】光学部材の複屈折量の絶対値が２．０ｎｍ／ｃｍ以上であると、これを用いて構成された投影光学系のコントラストが低下し、解像度が悪くなり、結果として線幅０．３μｍ以下の露光・転写パターンを得ることができない。次に投影光学系の結像位置における複屈折量を最小にする、レンズの調整について説明する。
　【００１７】偏光解析には一般的にＪｏｎｅｓ行列計算が用いられる。（分光の基礎と方法工藤恵栄）
以下に、本発明に用いたＪｏｎｅｓ　Ｍａｔｒｉｘを示す。ｙ軸及びｚ軸方向の振幅透過度は、δｙ＝δｚ＝１であるとした。
　【００１８】
　【数２】
　【００１９】このＭａｔｒｉｘを用いた投影レンズ系における電気ベクトルの計算例を示す。
　【００２０】
　【数３】
Ｅ＝ＪＴｎ・ＪＱｎ・ＪＴｎ−１・ＪＱｎ−１・…・ＪＴ１・ＪＱ１・Ｅ０
　　　　　　　　　　ｎ：レンズ枚数
　【００２１】ここで、式中のｎはレンズの枚数であり、且つｎ，ｎ−１…‥１は、投影レンズ系における各レンズエレメント（部材）を示す記号でもある。この計算にレンズ部材の測定結果を代入し、最も複屈折量が最小になるような部材の組み合わせで投影レンズを組み上げる事で、さらにレンズ性能は向上した。
　【００２２】この組み合わせの例として、２枚の平行平板（Ａ，Ｂ）を考える。それぞれある一点において、複屈折量が同一で、且つＡで発生する異常光線の位相速度が常光線にたいして正であり、Ｂでは負であるとする。この場合、理論的には完全円偏光が入射した場合通過した光線も完全円偏光となる。つまり、見かけ上の複屈折量が０と同意となる。この際、異常光の位相速度が常光より常に小さい正の一軸性結晶（水晶等）や常に大きい負の一軸性結晶（方解石等）を使用する方法もある。実際にはレンズ枚数は、一般的には１０枚以上であるのでこの様に単純ではない。
　【００２３】同様に、レンズ系の偏光特性または複屈折特性の光軸する中央対称性についても、各レンズ部材の測定結果により、最も中央対称に近づく組み合わせで投影レンズを組み上げる。
　【００２４】
　【作用】巨視的な光学的性質である屈折率を考えた場合、ガラスは光学結晶等と異なり、理論的な無応力且つ完全均一状態では、その構造に方向性がないため、歪が発生せず複屈折は０である。しかし、その様な状態は重力等の影響も含め現実的には有り得ない。
　【００２５】そのため、石英ガラスの複屈折は、不純物と密度分布、熱履歴などにより発生する残留応力に起因する。不純物としては、ＯＨ、Ｃｌ、金属不純物、溶存ガスがあげられ、ダイレクト法の場合は、数百ｐｐｍ以上含有されるＯＨ、次いで数十ｐｐｍが含有されるＣｌ、が混入量から支配的だと考えられる。他の不純物は、分析によると５０ｐｐｂ以下に過ぎないので、複屈折に対する影響は無視できる。
　【００２６】一方、密度分布としては、熱履歴による密度分布が支配的である。これは、ダイレクト法（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）、ＶＡＤ（ｖａｐｏｒ　ａｘｉａｌ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ゾルゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ）法、プラズマバーナー（ｐｌａｓｍａ　ｂｕｒｎａｒ）法等の製造方法に依らず存在する。このような成分により複屈折量及び分布が決定されると推測される。この様な複屈折の原因である残留応力を減少するための手段としては以下の方法がある。
　【００２７】▲１▼合成条件の最適化による不純物量、密度分布の減少▲２▼アニール条件の最適化また、複屈折量及びその分布、進相軸方向の分布を中央対称にするための方法としては、合成、均質化や形状変更のための熱処理、除歪のためのアニール、および切断・丸め等の機械的な加工、の各工程で幾何学的な中心位置を常に維持するような製造方法が必要となる。
　【００２８】図１に、本発明に係るリソグラフィー用石英ガラスの製造手順の概略図を示す以下に製造方法の一例を説明する。石英ガラスの合成をインゴットを回転させながら行えば、不純物濃度分布、物性分布、及びそれに基づく偏光及び複屈折特性は必ず中心対称になる。得られたインゴット１１を、まず円筒形状１２に切断する。この円筒形状１２の側面はインゴット１１側面のままであるため、円筒形状１２の幾何学的な中心を側面から求めれば、それがインゴット１１合成時の中心、すなわち応力分布の中心となる。この点を円形の切断面上にマーキングし、その後の切断、丸め等の加工の中心基準とすれば、インゴット１１の中心軸と石英ガラス部材の中心軸とが一致し、最終的に偏光特性及び複屈折特性の中央対称性を有する光学部材を得ることができる。
　【００２９】前述したように、偏光及び複屈折特性は、不純物と熱履歴による密度分布等により決まるが、これらは合成条件により制御を行うことができる。合成条件の変動に影響を与える、原料、酸素、水素等のガス流量、排気流量、回転、引き下げ等の駆動部は、高精度に制御可能な構成とする。また、レーザー光の光軸を基準軸として使用し、炉、駆動部、バーナーのアライメントを高精度で行う。
　【００３０】アニール等の熱処理を加える場合は、対称性を維持するために、素材形状を円筒形とし、回転対称な温度分布を持つ炉の中央で熱を加える必要がある。この石英ガラス素材は回転させる事が望ましい。粘性変形をさせる場合は、片寄った変形とならないように特に配慮を加える必要がある。これらの方法により、複屈折量及び偏光特性分布を調整し、所望の光学部材を得ることができる。
　【００３１】さらに、丸め等の加工を加え、石英ガラス部材１３を得るときは、加工前に中心位置をマークし、位置のズレがないよう
に加工を行う。この石英ガラス部材１３をさらに加工・研磨し、投影レンズ１４を作製するこの際、均質性△ｎは、２×１０−６以下のものを使用した。図２にエキシマレーザステッパの簡単な概略図を示したが、以上のような工程により様々な形状の投影レンズ１４を作製し、組み合わせて鏡筒に組み込むことにより、露光・転写用の投影レンズ系２４ができあがる。この図において、２１はエキシマレーザ装置，２２はエキシマレーザステッパの照明系，２３はレチクル，２５は縮小投影されるシリコンウエハである。このような操作を行うことにより、光リソグラフィー技術において微細かつ鮮明なパターンを得るための光学性能を得る事ができる。さらに、進相軸方向を考慮し、結像面で複屈折量が最小になるような、レンズ部材を組み合わせて投影レンズを組み上げる事によりさらに、解像度は向上した。
　【００３２】すなわち以上のように本発明によれば、光リソグラフィー技術において、０．３μｍ以下の微細パターンを得る事が可能になった。
　【００３３】
　【比較例】レンズ部材として均質性△ｎ≦２×１０−６、且つ複屈折量≦５ｎｍ／ｃｍの仕様を満たす石英ガラスでＫｒＦエキシマレーザーステッパ用投影レンズを作製した。得られた解像度（Ｌ／Ｓ）は、設計解像度（Ｌ／Ｓ）０．２５μｍに対して０．５μｍであった。この様な仕様による材料の選定だけでは、設計性能が得られない事がわかった。
　【００３４】Ｌ／Ｓとは、ｌｉｎｅ　ａｎｄ　ｓｐａｃｅの略語で半導体製造の性能評価の指標として一般的に使用される数値である。均質性の測定は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ干渉計を用いたオイルオンプレート法、複屈折の測定は回転検光子法により行った。
　【００３５】
　【実施例１】レンズ部材の△ｎ≦２×１０−６、且つ複屈折量≦２ｎｍ／ｃｍ、且つ複屈折及び偏光特性が中央対称である仕様を満たす石英ガラスでＫｒＦエキシマレーザーステッパ用投影レンズを作製した。得られた解像度（Ｌ／Ｓ）は、設計解像度（Ｌ／Ｓ）０．２５μｍに対して０．３μｍであった。この仕様により部材を選別する事で、仕様に近い性能が得られた。
　【００３６】均質性の測定は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ干渉計を用いたオイルオンプレート法、複屈折の測定は位相変調法により行った。位相変調法は、回転検光子法と比較しておよそ２桁高い感度で、進相軸方向の確認が容易である。（持田悦宏：光技術コンタクト　ｖｏｌ．２７．Ｎｏ．３（１９８９））
この際使用した石英ガラスは、３６５ｎｍ，２４８ｎｍ，１９３ｎｍにおいて１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を超えるものであった。
　【００３７】また、ＫｒＦエキシマレーザを４００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、２４８ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率は９９．９％を超えていた。さらに、ＡｒＦエキシマレーザ特性を確認したところ１００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を超えることを確認した。レンズ設計をＡｒＦエキシマレーザー用にする事で、この材料を使用すれば、ＡｒＦエキシマステッパにも使用可能である。
　【００３８】この石英ガラスは、水素濃度５×１０１７個／ｃｍ３以上であり、中央部の方が周辺部より高い水素濃度を持つ。この投影レンズは、２５６ＭＢのＶＬＳＩ製造ライン用に使用可能である。
　【００３９】
　【実施例２】レンズ部材特性△ｎ≦２×１０−６、且つ複屈折量≦２ｎｍ／ｃｍ、且つ複屈折及び偏光特性が中央対称である仕様を満たす石英ガラスでＫｒＦエキシマレーザーステッパ用投影レンズを作製した。さらに、レンズ部材組み上げ時に、結像面における、複屈折量が最小になるように使用する部材を組み合わせ、調整を行った。得られた解像度（Ｌ／Ｓ）は、設計解像度（Ｌ／Ｓ）０．２５μｍに対して０．２５μｍであった。
　【００４０】均質性の測定は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ干渉計を用いたオイルオンプレート法、複屈折の測定は位相変調法により行った。この際使用した石英ガラスは、３６５ｎｍ，２４８ｎｍ，１９３ｎｍにおいて１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を超えるものであった。また、ＫｒＦエキシマレーザを４００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、２４８ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率は９９．９％を超えていた。
　【００４１】さらに、ＡｒＦエキシマレーザ特性を確認したところ１００ｍＪ／ｃｍ２・パルスで１０６パルス照射した後、１９３ｎｍにおける１０ｍｍ内部透過率が９９．９％を超えることを確認した。レンズ設計ををＡｒＦエキシマレーザー用にする事で、この材料を使用すれば、ＡｒＦエキシマステッパにも使用可能である。この石英ガラスは、水素濃度５×１０１７個／ｃｍ３以上であり、中央部の方が周辺部より高い水素濃度を持つ。
　【００４２】この投影レンズは、２５６ＭＢ以上の微細なＶＬＳＩ製造ライン用に使用可能である。以上の実施例においては、石英ガラスを材料として用いた投影レンズについて詳述したが、本発明はこれに限られるものではなく石英ガラス以外の光学部材、例えば蛍石を材料として用いたものにも適用され得るものであり、さらには、レンズ以外の光学部材、例えばミラーやプリズム等にも適用され得る。
　【００４３】
　【発明の効果】本発明によれば、レンズ設計時の設計解像度に近い光学性能が得られる光学部材及び投影光学系を提供することができる。本発明の光学部材及び投影光学系は、４００ｎｍ以下の、ｉ−Ｌｉｎｅ、ＡｒＦ・ＫｒＦエキシマレーザーステッパ用として適用できる。
　【００４４】これらの発明により、光リソグラフィー装置の性能向上及び安定化が可能になった。なお、本発明の光学部材を光リソグラフィー技術に用いた場合において、４００ｎｍ以下の特定波長領域の光を用いて露光・転写を行うほか、Ｈｅ−Ｎｅ（６３２．８ｎｍ）等のレーザー光を用いてのウエハのアライメントにも兼用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　本発明に係るリソグラフィー用石英ガラスの製造手順の概略図である。
　【図２】　本発明に係る光学部材を用いて製作された投影レンズを組み込んだリソグラフィー装置の概略図である。