(57)【要約】  【課題】  光学部材の光学特性測定において、洗浄にどのような処理を施しても、洗浄後の環境中での再付着などがあり、測定時に全く表面損失分のない状態で測定は不可能である。  【解決手段】  被測定サンプル及びモニター用サンプルを同一バッチで洗浄する工程及び同一環境で運搬する工程及び光学特性を同一バッチで測定する工程を有し、モニター用サンプルの測定値を用いて表面損失分を算出し、被測定サンプルの透過率又は反射率を補正する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定サンプル及びモニター用サンプルを同一バッチで洗浄する工程と、該洗浄された被測定サンプル及び該モニター用サンプルを同一環境で運搬する工程と、該運搬された被測定サンプル及び該モニター用サンプルの光学特性を同一バッチで測定する工程を有し、該モニター用サンプルの該測定値を用いて前記被測定サンプルの透過率又は反射率を補正する工程を有することを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記透過率又は反射率を補正する工程とは、前記モニター用サンプルの測定値から表面損失分を算出し、該表面損失分を用いて前記被測定サンプルの透過率又は反射率を補正する工程であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学部材の光学特性測定方法において、透過率が既知であるサンプルをモニター用サンプルとして用いることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光学部材の光学特性測定方法において、複数の厚さの異なるサンプルの透過率を測定し、該複数の値から厚さが０の時の透過率を推定し、該推定透過率と理論透過率の差から求めた表面損失分を用いて、内部透過率を算出したサンプルを透過率が既知であるモニター用サンプルとして用いることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つに記載の被測定光学特性測定方法を用いて測定されたサンプルを、透過率が既知であるモニター用サンプルとして用いることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１つに記載の光学特性測定方法において、透過率とは、ある特定の厚さにおける内部透過率である事を特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる洗浄とは、湿式洗浄又は乾式洗浄であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる乾式洗浄とは、波長２５０ｎｍ以下の光を照射することであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項９】
請求項７に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる乾式洗浄とは、レーザを照射することであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる前記レーザとは、ＡｒＦエキシマレーザであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる前記レーザとは、Ｆ２レーザであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１２】
請求項９から１１の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに照射するレーザは、エネルギー密度０．１ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅ以上、２５０ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅ以下の何れかの強度で、照射数１０００パルス以上、１０００００００パルス以下の何れかのパルス数であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記光学特性の測定に用いられる光の波長が１８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記光学特性の測定に用いられる光の波長が１８０ｎｍ以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１５】
請求項１から１４の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルと前記被測定サンプルは同一物質であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１６】
請求項１から１５の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルと前記被測定サンプルは同一の厚さであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１７】
請求項１から１５の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルの厚さは、前記被測定サンプルの厚さよりも薄いことを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１８】
請求項１から１７の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルの厚さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項１９】
請求項１から１８の何れか１つに記載の光学特性において、内部透過率が９９．０％以上のサンプルを前記モニター用サンプルとして使用することを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項２０】
請求項１から１９の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、透過率の測定精度が、標準偏差の２倍で０．２％以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法。
【請求項２１】
請求項１から２０の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、測定対象物が光学ガラス、石英ガラス又は結晶材料であることを特徴とする光学特性測定方法。  
【請求項２２】
請求項１から２１の何れか１つに記載の光学特性測定方法を用いて品質検査を行い基準を満足したものであることを特徴とする光学部材。
【請求項２３】
光源を用いる装置であって、該装置の光学系を構成する光学材料の少なくとも１つ以上が、請求項２２に記載の光学部材であることを特徴とする光学装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の装置であって、光源として用いる光の波長が１８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることを特徴とする光学装置。
【請求項２５】
請求項２３に記載の装置であって、光源として用いる光の波長が１８０ｎｍ以下であることを特徴とする光学装置。
【請求項２６】
請求項２３から２５の何れかに記載の光学装置が、光リソグラフィー装置であることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材の光学特性測定方法に関し、特に、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、エキシマレーザや非線形光学効果を利用した固体レーザ、その他の深紫外光もしくは真空紫外光を用いた装置に用いられる光学部材の光学特性測定方法並びに光学部材及び光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＶＬＳＩは、高集積化、高機能化が進行しており、ウェハ上の微細加工技術が要求されており、その加工方法として光リソグラフィーによる方法が行われている。この光リソグラフィー技術の要である露光装置の投影レンズには、高い結像性能（解像度、焦点深度）が要求されている。
【０００３】
解像度と焦点深度は、露光に用いる光の波長とレンズのＮＡ（開口数）によって決まる。露光波長λが同一の場合には、細かいパターンほど回折光の角度が大きくなるので、レンズのＮＡ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、同一パターンにおける回折光の角度は小さくなるので、レンズのＮＡは小さくてよいことになる。
解像度と焦点深度は次式により表される。
【０００４】
［数１］
解像度＝ｋ１・λ／ＮＡ
【０００５】
［数２］
焦点深度＝ｋ２・λ／（ＮＡ）２
（ここでｋ１，ｋ２は比例定数）
上式より、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、あるいは露光波長λを短くすればよく、またλを短くするほうが焦点深度の点で有利であることがわかる。
【０００６】
光の短波長化について述べると、現在では露光波長がしだいに短くなり、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を光源とする露光装置が市場に登場してきている。さらに、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）を光源とする露光装置の開発も、半導体産業界において待望されている。
【０００７】
光リソグラフィー光学系は、解像度を極限まで高めているため、各種波面収差の補正のためレンズ枚数が多く、光路長が長い。そのため、光リソグラフィー装置の光学系に用いる光学材料にわずかでも吸収があると、光学系全体では光量の低下の影響が大きくなり、ウェハ面上での照度が不充分となる。例えば、１ｍの光路長では、１ｃｍ辺りの透過損失量が０．５％の場合でも、最終的に光の強度は０．９９５１００＝０．６０６つまり６１％にまで減少してしまう。そのため、使用される光学部材については、１ｃｍ辺りの内部透過率は９９．５％以上であることが望ましく、なるべく１００％に近いほどよい。
【０００８】
また、光学材料に吸収があると光吸収による光学材料（レンズ）の温度上昇が結像性能を低下させるという問題も起こる。
【０００９】
これらのことから、透過率の高い材料を選別するために光学材料のわずかな吸収を正確に測定することが、非常に重要になってきている。
【００１０】
測定値の精度を表す量として、標準偏差σがしばしば用いられる。Ｎ回測定を行ったときの標準偏差σは次の式で与えられる。
【００１１】
［数３］
σ＝√｛Σ（Ｘｉ−＜Ｘ＞）２／（Ｎ−１）｝
ここでＸｉ  （ｉ＝１，  ２，・・・，  Ｎ）は各測定値、＜Ｘ＞は測定値の平均値を表す。
【００１２】
測定値のバラつきが正規分布を取るとき、真の値がＸとすると、１回の測定値がＸ±σの間に入る確率は６８％であり、Ｘ±２σに入る確率は９５％となる。
ここで、実際に１０ｍｍの厚さのサンプルで１ｃｍ辺りの内部透過率が９９．５％を超えるか否かの判断が必要とされる場合を想定すると、確実に合否判別をするためには６８％の精度では不十分であり、悪くとも２σで０．２％、望ましくは２σで０．１％以下の精度で透過率が測定できることが必要である。
【００１３】
しかしながら、分光器で測定する透過率には、測定したいサンプル内部の吸収以外に、サンプルに付着しているサンプル以外の物質による吸収の影響やサンプルそのものの表面の状態による光の散乱など、外的因子も含まれてしまう。これらの外的因子は、１％〜数％程度の精度を必要とする測定においては、なんら問題のない場合も多いが、０．１％の精度が必要な場合、大きな影響を及ぼすものとなる。
【００１４】
そこで、これまで透過率の測定精度を上げるための試みが数々なされてきた。
例えば、特許文献１においては、測定誤差を低減するため、高精度な測定サンプルの規格が提示されている。
【００１５】
また、特許文献２においては、複数の厚さの異なるサンプルの透過率を測定し、該複数の値から厚さが０の時の透過率を想定し、該想定透過率と理論透過率の差から求めた表面損失をあらかじめ算出した上で、固定値である表面損失分を透過率の実測値に加算し、内部透過率を算出する方法が提示されている。図４に、従来の方法における透過率の測定方法を示したフローチャートの一例を示す。被測定サンプルの表面処理を行い、被測定サンプルの透過率を測定し、表面損失分（固定値）を用いて被測定サンプルの透過率を補正する、という処理を経る。
【００１６】
ここで、材料の内部透過率について述べる。
【００１７】
一般的な分光光度計で測定されるのは、表面での反射などの損失を含んだ透過率（Ｔｒ）またはその透過率から計算される吸収係数（α）である。測定物がない状態での、検出器に入る光の強度Ｉ０、測定物を透過した場合のその強度Ｉ、測定物の厚さｄ［ｃｍ］とすると、以下の関係式が成り立つ。
【００１８】
［数４］
Ｔｒ（ｄ）＝Ｉ／Ｉ０ ・・・（１）
【００１９】
［数５］
α＝−（１／ｄ）ｌｏｇｅ（Ｔｒ（ｄ））  ・・・（２）
また、表面でのフレネル反射率（Ｒ）は、屈折率ｎとして
【００２０】
［数６］
Ｒ＝（ｎ−１）２／（ｎ＋１）２ ・・・（３）
であり、この表面でのフレネル反射が２面で多重反射をするとすれば、その多重反射を除いた透過率（内部透過率）Ｔｉ（ｄ）は、
【００２１】
［数７］
Ｔｒ（ｄ）＝（１−Ｒ）２・Ｔｉ（ｄ）／（１−Ｒ２・Ｔｉ（ｄ）２）・・・（４）
と透過率（Ｔｒ）と結びつけることができる。１５７．６ｎｍにおける真空中での屈折率（絶対屈折率）の値、１．５５９３から上記の関係式を用いて、Ｔｉ（０）＝１．０の場合を計算すると、Ｔｓ＝０．９０９、つまり９０．９％が、内部損失が０％の場合の、理論透過率（フレネル反射を含む）の値ということになる。しかし、実際には表面では、フレネル反射以外の損失が存在している。表面に吸着した水や炭化水素などが原因であると考えている。
【００２２】
つまり、分光光度計で測定される透過率（Ｔｒ）または吸収係数（α）には、表面のフレネル反射とその他の表面損失に、測定物の内部損失（吸収＋散乱）が含まれた形で測定されるのである。したがって、内部透過率の値を算出するためには、フレネル反射以外の表面損失を見積もらなければならない。
【００２３】
また内部透過率Ｔｉは、サンプルの厚さにより変化する量であるため、測定値を比較するためには、厚さをある一定の値に固定して比較する必要がある．同一の物体を、厚さｄ１で測定した内部透過率Ｔｉ(ｄ１)と、厚さｄ２で測定した内部透過率Ｔｉ（ｄ２）の間には次の関係が成り立つ。
【００２４】
［数８］
Ｔｉ（ｄ２）ｄ１＝Ｔｉ（ｄ１）ｄ２                  ・・・（５ａ）
変形して
【００２５】
［数９］
Ｔｉ（ｄ２）＝Ｔｉ（ｄ１）（ｄ２／ｄ１）      ・・・（５ｂ）
（５ｂ）式を用いると、ある厚さでの内部透過率から、別の異なる厚さでの内部透過率に簡単に変換することができる。
【特許文献１】特開平８−７５６４９号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、洗浄にどのような処理を施しても、洗浄処理後の環境中での再付着などがあり、測定時に全く表面損失分のない状態で測定は不可能であることがわかった。特に、測定波長が短波長になるにつれ、表面に付着している物質の吸収量が大きくなり、長波長では影響が小さい量であっても、短波長では無視できない影響が生じてしまうことがわかった。なかでも、真空紫外域と呼ばれる１８０ｎｍ以下の波長においてはその影響が大きいことがわかった。
【００２７】
さらに、たとえ同一条件の表面処理を行ったとしても、測定バッチごとに表面損失分はある程度の範囲を持ってばらつくことがわかった。さらに、この測定バッチごとの表面損失分のバラつきが、１ｃｍ辺り９９．５％以上であることを判別しなければならない光リソグラフィー装置用光学材料の選別において、非常に悪影響を与えているということがわかった。
【００２８】
内部透過率を算出する方法として、厚さが異なる複数の測定物を用意し、その測定された透過率の値から単位長さあたりの内部透過率、吸収係数、フレネル反射以外の表面損失を見積もることもできる。しかし、複数の測定物を用意する複雑さ、それらが同一な内部透過率または吸収係数を持つという仮定をしなければならない、という問題点もある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
そこで、測定バッチごとに表面損失分を考慮し、透過率を補正する方法を検討した。その結果、以下の工程による光学部材の光学特性測定方法を実施することにより、本発明に至った。
【００３０】
即ち、請求項１に記載の発明は、被測定サンプル及びモニター用サンプルを同一バッチで洗浄する工程と、該洗浄された被測定サンプル及び該モニター用サンプルを同一環境で運搬する工程と、該運搬された被測定サンプル及び該モニター用サンプルの光学特性を同一バッチで測定する工程を有し、該モニター用サンプルの該測定値を用いて前記被測定サンプルの透過率又は反射率を補正する工程を有することを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記透過率又は反射率を補正する工程とは、前記モニター用サンプルの測定値から表面損失分を算出し、該表面損失分を用いて前記被測定サンプルの透過率又は反射率を補正する工程であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学部材の光学特性測定方法において、透過率が既知であるサンプルをモニター用サンプルとして用いることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光学部材の光学特性測定方法において、複数の厚さの異なるサンプルの透過率を測定し、該複数の値から厚さが０の時の透過率を推定し、該推定透過率と理論透過率の差から求めた表面損失分を用いて、内部透過率を算出したサンプルを透過率が既知であるモニター用サンプルとして用いることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の被測定光学特性測定方法を用いて測定されたサンプルを、透過率が既知であるモニター用サンプルとして用いることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３５】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の光学特性測定方法において、透過率とは、ある特定の厚さにおける内部透過率である事を特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３６】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる洗浄とは、湿式洗浄又は乾式洗浄であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる乾式洗浄とは、波長２５０ｎｍ以下の光を照射することであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３８】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる乾式洗浄とは、レーザを照射することであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００３９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる前記レーザとは、ＡｒＦエキシマレーザであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４０】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに同一バッチで用いる前記レーザとは、Ｆ２レーザであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４１】
請求項１２に記載の発明は、請求項９から１１の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記被測定サンプル及び前記モニター用サンプルに照射するレーザは、エネルギー密度０．１ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅ以上、２５０ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅ以下の何れかの強度で、照射数１０００パルス以上、１０００００００パルス以下の何れかのパルス数であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４２】
請求項１３に記載の発明は、請求項１から１２のいずれか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記光学特性の測定に用いられる光の波長が１８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４３】
請求項１４に記載の発明は、請求項１から１３の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記光学特性の測定に用いられる光の波長が１８０ｎｍ以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４４】
請求項１５に記載の発明は、請求項１から１４の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルと前記被測定サンプルは同一物質であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４５】
請求項１６に記載の発明は、請求項１から１５の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルと前記被測定サンプルは同一の厚さであることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４６】
請求項１７に記載の発明は、請求項１から１５の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルの厚さは、前記被測定サンプルの厚さよりも薄いことを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４７】
請求項１８に記載の発明は、請求項１から１７の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、前記モニター用サンプルの厚さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４８】
請求項１９に記載の発明は、請求項１から１８の何れか１つに記載の光学特性において、内部透過率が９９．０％以上のサンプルを前記モニター用サンプルとして使用することを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００４９】
請求項２０に記載の発明は、請求項１から１９の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、透過率の測定精度が、標準偏差の２倍で０．２％以下であることを特徴とする光学部材の光学特性測定方法である。
【００５０】
請求項２１に記載の発明は、請求項１から２０の何れか１つに記載の光学部材の光学特性測定方法において、測定対象物が光学ガラス、石英ガラス又は結晶材料であることを特徴とする光学特性測定方法である。  
【００５１】
請求項２２に記載の発明は、請求項１から２１の何れか１つに記載の光学特性測定方法を用いて品質検査を行い基準を満足したものであることを特徴とする光学部材である。
【００５２】
請求項２３に記載の発明は、光源を用いる装置であって、該装置の光学系を構成する光学材料の少なくとも１つ以上が、請求項２２に記載の光学部材であることを特徴とする光学装置である。
【００５３】
請求項２４に記載の発明は、請求項２３に記載の装置であって、光源として用いる光の波長が１８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることを特徴とする光学装置。
【００５４】
請求項２５に記載の発明は、請求項２３に記載の装置であって、光源として用いる光の波長が１８０ｎｍ以下であることを特徴とする光学装置である。
【００５５】
請求項２６に記載の発明は、請求項２３から２５の何れかに記載の光学装置が、光リソグラフィー装置であることを特徴とする光学装置である。
【発明の効果】
【００５６】
上記請求項１乃至２６に記載の発明によれば、装置に使用する光学部材の透過率又は反射率を高精度で測定することが可能になる。その結果、装置の性能を精度よく予測することが可能となり、したがって、露光精度のばらつきを押さえた品質の高い装置を提供できる。さらに、装置に使用する透過率又は反射率の検査を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下に、本発明の実施の形態を示す。まず、被測定サンプルと同一の物質であるモニター用サンプルを用意する。モニター用サンプルは厚さは限定されないが、内部透過率が判明していなければならない。内部透過率の判明しているサンプルがない場合は、次のようにして準備できる。
【００５８】
例えば同一ブロックの近接する位置から採取するなどした、同一厚さでの内部透過率の値が同一と考えられる、複数の厚さの異なるサンプルを用意する。それぞれのサンプルの平行２平面を同様に光学研磨する。表面の汚れを清浄にするため洗浄する。ここで洗浄とは超音波洗浄やＩＰＡベーパを用いるＩＰＡ洗浄などの湿式洗浄、紫外光を照射するＵＶ洗浄などの乾式洗浄のほか、エキシマレーザ照射など、表面を清浄にする効果のある処理であれば何でも良いが、それぞれのサンプルの表面状態を同一にするため、同一バッチで洗浄することが必要である。
さらにそれぞれのサンプルの表面状態を同一にするため、同一環境で運搬した後、測定したい特定波長での透過率を同一バッチで測定する。図２は、透過率と厚みの関係を表す図である。図中に示すように、測定値に基づいて透過率Ｔｒの値を各厚さごとにプロットする。これらの線を結ぶように近似直線Ｐを求めると、サンプルの厚さが０ｍｍでの、透過率Ｔｒ（０）が得られる。このＴｒ（０）は厚さが０ｍｍとして、内部損失がない状態を想定しているが、フレネル反射及びフレネル反射以外の表面損失を含むものである。図３にフレネル反射、フレネル反射以外の表面損失ｈ、厚さａでの内部損失、理論透過率Ｔs、厚さ０ｍｍでの透過率、厚さａでの透過率測定値の関係を図示する。してみれば、ここで表面損失ｈとすると、ここで内部損失およびフレネル反射以外の表面損失ｈはないがフレネル反射を含む理論透過率がＴｓの値であり、Ｔｒ（０）は内部損失はないが、フレネル反射及びフレネル反射以外の表面損失ｈを含む値であるため、
【００５９】
［数１０］
ｈ＝Ｔｓ−Ｔｒ（０）・・・（６）
が算出される。この表面損失ｈは同様な表面の研磨を行い、同一バッチで洗浄し、同一バッチで測定を行った場合には同一とみなせる。そして、この測定に用いたサンプルの内部透過率Ｔｉは、そのフレネル反射を含まない表面損失ｈ、損失を含んだ透過率Ｔｒの測定値、理論透過率Ｔｓから以下の式により算出される。
【００６０】
［数１１］
Ｔｉ（ｄ）＝（Ｔｒ（ｄ）＋ｈ）／Ｔｓ・・・（７）
したがって、（７）式より、
【００６１】
［数１２］
Ｔｉ（ａ）＝（Ｔｒ（ａ）＋ｈ）／Ｔｓ
となる。Ｔｉ（ａ）は、厚さａのサンプルの内部透過率であり、測定バッチにはよらない普遍的な値である。
【００６２】
こうして、内部透過率Ｔｉ（ａ）のモニター用サンプルが得られる。続いて、被測定サンプルと、このモニター用サンプルを同一バッチで洗浄する。ここで洗浄とは超音波洗浄やＩＰＡベーパを用いるＩＰＡ洗浄などの湿式洗浄、紫外光を照射するＵＶ洗浄などの乾式洗浄のほか、エキシマレーザ照射など、表面を清浄にする効果のある処理であれば何でも良いが、それぞれのサンプルの表面状態を同一にするため、同一バッチで洗浄することが必要である。また、表面状態を同一にするため、両サンプルを同一環境下で運搬後、同一バッチでの透過率を測定する。図１は、本発明における透過率の測定方法を示したフローチャートの一例である。
【００６３】
ついで、モニター用サンプルの透過率測定値Ｔｒｍから、この測定における表面損失ｈｍを算出する。内部透過率はＴｉ（ａ）であることがわかっているので、（７）式からＴｉ（ａ）＝（Ｔｒｍ（ａ）＋ｈｍ）／Ｔｓ、すなわち
【００６４】
［数１３］
ｈｍ＝Ｔｉ（ａ）・Ｔｓ−Ｔｒｍ（ａ）・・・（８）
が簡単に導き出せる。
【００６５】
最後に、被測定サンプルの透過率測定値Ｔｒｖから被測定サンプルの内部透過率Ｔｉｖを求める。同一バッチで洗浄し、同一バッチで測定しているので、表面損失分はモニター用サンプルの表面損失分ｈｍと同じであるとみなせる。そこで（７）式よりＴｉｖ（ｄ）＝（Ｔｒｖ（ｄ）＋ｈｍ）／Ｔｓと算出できる。
【００６６】
本発明において、モニター用サンプルと被測定サンプルは１個ずつである必要はなく、１個のモニター用サンプルに対して複数個の被測定サンプルを同時に測定しても良い。この場合、同時に測定する被測定サンプルすべてを、モニター用サンプルと同一バッチで洗浄し、同一バッチで測定することが必要である。
【００６７】
また、モニター用サンプルに求められる条件は内部透過率が既知であるということであるだけなので、一度上記のように厚さの異なる複数のサンプルからモニター用サンプルの内部透過率Ｔｉ（ａ）を求めておけば、これ以後、厚さの異なる複数のサンプルを測定する必要はない。内部透過率は普遍的な値であるので、このモニター用サンプルを繰り返し用いればよい。
【００６８】
さらに、モニター用サンプルとして、本発明を用いて、一度被測定サンプルとして内部透過率Ｔｉｖ（ｄ）を求めたサンプルを、次の機会には内部透過率Ｔｉｖ（ｄ）を持つモニター用サンプルとして流用することも可能である。
また、上記の方法では測定ごとの表面損失の算出に内部透過率（Ｔｉ）を用いて計算を行っているが、必ずしも内部透過率（Ｔｉ）で算出しなくても良く、表面損失分を含まず内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの透過率（Ｔｒ＋ｈ）を用いて計算を行っても、同様に測定ごとの表面損失分を求めることは可能である。
【００６９】
さらにまた、上記の方法では、モニター用サンプルは被測定サンプルと同一の物質であるとしたが、必ずしもモニター用サンプルは被測定サンプルと同一の物質である必要はなく、異なる物質であっても本発明の適用は可能である。モニター用サンプルと被測定サンプルの物質が異なる場合、同一波長における両者の屈折率は異なるため、理論透過率Ｔｓが異なるが、モニター用サンプルに対応する理論透過率Ｔｓｍから表面損失分ｈを算出し、該表面損失分ｈと被測定用サンプルに対応した理論透過率Ｔｓｍから被測定サンプルの透過率を算出することが可能である。ただし、物質が異なることによって、表面状態が大きく異なる場合もあるので、モニター用サンプルと測定用サンプルは同一物質である方が望ましい。
（実施例１）
【００７０】
まず、モニター用サンプルを得るために、内部透過率の値が同一と考えられる、厚さの異なるフッ化カルシウム結晶を用意した。
【００７１】
人工的に化学合成されたフッ化カルシウム原料を用いて、ブリッジマン法により結晶成長させたインゴットの隣接部位から、直径３０ｍｍ、厚さ３、１０、２０、４０ｍｍの４種類の試験片を採取し、平行２平面を光学研磨した。表面のよごれを洗浄するため、４種類のサンプルに対して同一バッチでＩＰＡ洗浄を行った。洗浄後、アクトンリサーチ製真空紫外分光光度計ＣＡＭＳの測定チャンバー内に同時に４種類のサンプルをセットし、それぞれのサンプルについて、波長１４０ｎｍから２００ｎｍまでの分光透過率を測定した。その１５７．６ｎｍでの透過率の値を厚さに対してプロットし、この近似直線を外挿した厚さ０ｍｍでの透過率Ｔｒ（０）＝９０．２％を（６）式に代入して、表面損失分として、ｈ＝９０．９−９０．２＝０．７［％］と見積もった。この表面損失は、同一バッチで同一の洗浄工程を経たもの、そして同一測定装置で同時に測定している場合には同一と考えてよいものである。また、この測定における１０ｍｍ厚さのサンプルの透過率の測定値Ｔｒ（１０）＝９０．０％に、該表面損失分ｈ＝０．７％を加算した値  ９０．７％が、この１０ｍｍ厚さのサンプルの表面損失を含まない（内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの）透過率である。式（７）より、この表面損失を含まない透過率Ｔｒ（１０）＋ｈ＝９０．７％を、理論透過率
Ｔｓ＝９０．９％で除した値９９．８％が、１５７．６ｎｍにおける、この１０ｍｍ厚さのサンプルの内部透過率（Ｔｉ）であり、測定バッチにはよらない普遍的な値である。
【００７２】
次に、上記のように内部透過率を求めた直径３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのサンプルをモニター用サンプルとして、直径３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの被測定サンプルと同一バッチでＩＰＡ洗浄を行った。洗浄後、モニター用サンプルと被測定サンプルの１５７．６ｎｍでの透過率を分光光度計を用いて、同一バッチで測定した。
ついで、モニター用サンプルの測定値から、この測定時の表面損失分を求めた。モニター用サンプルの内部透過率Ｔｉｍ（０）＝９９．８％（＝０．９９８）に理論透過率９０．９％を乗じて得られる透過率（表面損失分を含まず内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの透過率）９０．７％から今回の測定値Ｔｒｍ（０）＝８９．９％を減じて得られる値０．８％が今回の測定時の表面損失分（ｈｍ）である。
【００７３】
ついで、被測定サンプルの測定値Ｔｒｖ（１０）＝８９．７％に表面損失ｈｍ＝０．８％を加える。この値９０．５％が、１０ｍｍ厚さの被測定サンプルの表面損失を含まない（内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの）透過率である。そして、その求めた値をＴｓ＝９０．９で除した値９９．６％が、この被測定サンプルの１０ｍｍ厚さでの内部透過率Ｔｉｖ（１０）である。
このモニター用サンプルと被測定サンプルを同一バッチで洗浄し、同一バッチで測定する作業を５回繰り返した。その結果を表１に記した。
【００７４】
【表１】
2006329633.tif 000003
【００７５】
表１に示すとおり被測定サンプルの内部透過率の測定精度を標準偏差の２倍（２σ）で表すと０．１％であった。
【００７６】
なお、本発明は以下の実施の例の詳細な数字や記述に限定されるものではないことは言うまでもない。例えば、本実施例においてはＦ２レーザ光を用いた装置に使用されるフッ化物結晶の例を示したため、測定波長は１５７．６ｎｍであるが、もちろん、本発明は他の波長でも有効である。たとえば、ＡｒＦエキシマレーザ光を用いた装置に使用されるフッ化物結晶の場合は、測定波長を１９３．４ｎｍにし、１９３．４ｎｍにおける真空中の屈折率と式（１）から式（４）を用いて、内部損失が０％の場合の透過率を算出し、その後は波長１５７．６ｎｍの場合と同様の手順を踏めばよい。また、ここではフッ化カルシウム結晶について本発明を実施した例を示してあるが、他の光学材料、たとえば石英ガラスなどの光学ガラス、水晶、フッ化マグネシウムなどの他の結晶などにおいても、内部透過率を測定する手法は共通するものであり、本発明は極めて効果的である。
（実施例２）
【００７７】
実施例２として、実施例１で被測定サンプルとして透過率を求めたサンプルを、透過率既知のモニター用サンプルとして用いた例を説明する。実施例１において内部透過率が９９．６％と求められた直径３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのサンプルをモニター用サンプルとして、直径３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの被測定サンプルと同一バッチでＵＶ洗浄を行った。ＵＶ洗浄後、モニター用サンプルと被測定サンプルを同時に分光光度計にセットし、分光光度計を用いて、１５７．６ｎｍでの透過率を同一バッチで測定した。
【００７８】
ついで、モニター用サンプルの測定値から、この測定時の表面損失分を求めた。モニター用サンプルの内部透過率Ｔｉｍ（０）＝９９．６％（＝０．９９６）に理論透過率Ｔｓ＝９０．９％を乗じて得られる透過率（表面損失分を含まず内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの透過率）９０．５％から今回の測定値Ｔｒｍ（０）＝８９．５％を減じて得られる値１．０％が今回の測定時の表面損失分（ｈｍ）である。
【００７９】
ついで、被測定サンプルの測定値Ｔｒｖ（１０）＝８９．８％に表面損失ｈｍ＝１．０％を加える。この値９０．８％が、１０ｍｍ厚さの被測定サンプルの表面損失を含まない（内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの）透過率である。そして、その求めた値をＴｓ＝９０．９で除した値９９．９％が、この被測定サンプルの１０ｍｍ厚さでの内部透過率（Ｔｉｖ）である。
【００８０】
このモニター用サンプルと被測定サンプルを同一バッチで洗浄し、同一バッチで測定する作業を５回繰り返した。その結果を表２に記した。
【００８１】
【表２】
2006329633.tif 000004
【００８２】
表２に示すとおり被測定サンプルの内部透過率の測定精度を標準偏差の２倍（２σ）で表すと０．２％であった。
（実施例３）
【００８３】
実施例３として、モニター用サンプルと被測定サンプルの厚さの異なる場合の例を以下に説明する。
【００８４】
まずフレネル反射を含んだ表面損失の値を求めるために、内部透過率の値が同一と考えられる、厚さの異なるフッ化カルシウム結晶を用意した。
【００８５】
人工的に化学合成されたフッ化カルシウム原料を用いて、ブリッジマン法により結晶成長させたインゴットの隣接部位から、直径３０ｍｍ、厚さ３、１０、２０ｍｍの３種類の試験片を採取し、平行２平面を光学研磨した。表面を洗浄するため、この３種のサンプルを同時にＦ２レーザ照射装置の中に配置し、４ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅのエネルギー密度のＦ２レーザを、１００００００パルス照射した。
【００８６】
洗浄後、分光光度計の測定チャンバー内に同時に３種類のサンプルをセットし、それぞれのサンプルについて、分光光度計で波長１５７．６ｎｍの分光透過率を測定した。透過率の値を厚さに対してプロットし、この近似直線を外挿した厚さ０ｍｍでの透過率Ｔｒ（０）＝９０．７％から、表面損失分として、ｈ＝９０．９−９０．７＝０．２［％］と見積もった。この表面損失は、同一バッチで同一の洗浄工程を経たもの、そして同一測定装置で同時に測定している場合には同一と考えてよいものである。また、この測定における３ｍｍ厚さのサンプルの透過率Ｔｒ＝９０．６％に、該表面損失分ｈ＝０．２％を加算した値  ９０．８％が、この３ｍｍ厚さのサンプルの表面損失を含まない（内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの）透過率である。この表面損失を含まない透過率９０．８％を、理論透過率Ｔｓ＝９０．９％で除した値９９．９％が、１５７．６ｎｍにおける、この３ｍｍ厚さのサンプルの３ｍｍ厚さでの内部透過率Ｔｉ（３）であり、測定バッチにはよらない普遍的な値である。
【００８７】
次に、上記のように内部透過率を求めた直径３０ｍｍ、厚さ３ｍｍのサンプルをモニター用サンプルとして、直径３０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの被測定サンプルと同一バッチで、４ｍＪ／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅのエネルギー密度のＦ２レーザーを、１００００００パルス照射した。照射後、モニター用サンプルと被測定サンプルの１５７．６ｎｍでの透過率を分光光度計を用いて、同一バッチで測定した。ついで、モニター用サンプルの測定値から、この測定時の表面損失分を求めた。  モニター用サンプルの内部透過率Ｔiｍ(０)＝９９．９％（＝０．９９９）に理論透過率Ｔｓ＝９０．９％を乗じて得られる透過率（表面損失分を含まず内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの透過率）９０．８％から今回の測定値Ｔｒｍ（０）＝９０．３％を減じて得られる値０．５％が今回の測定時の表面損失分ｈｍである。
【００８８】
ついで、被測定サンプルの測定値Ｔｒｖ（２０）＝８９．０％に表面損失ｈｍ＝０．５％を加える。この値８９．５％が、２０ｍｍ厚さの被測定サンプルの表面損失を含まない（内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの）透過率である。そして、その求めた値を９０．９で除した値９８．５％が、この被測定サンプルの２０ｍｍ厚さでの内部透過率Ｔｉｖ（２０）である。この２０ｍｍ厚さの内部透過率９８．６％から、式（５ｂ）を用いて変換すると、このサンプルの１０ｍｍ厚さでの内部透過率Ｔｉｖ（１０）は９９．２％となる。
【００８９】
このモニター用サンプルと被測定サンプルを同一バッチで洗浄し、同一バッチで測定する作業を５回繰り返した。その結果を表３に記した。
【００９０】
【表３】
2006329633.tif 000005
【００９１】
表３に示すとおり被測定サンプルの内部透過率の測定精度を標準偏差の２倍（２σ）で表すと０．１％であった。
【００９２】
本発明と比較する例として、従来の方法の透過率の測定を行った。まず、表面損失分を得るために、内部透過率の値が同一と考えられる、厚さの異なるフッ化カルシウム結晶を用意した。
【００９３】
人工的に化学合成されたフッ化カルシウム原料を用いて、ブリッジマン法により結晶成長させたインゴットの隣接部位から、直径３０ｍｍ、厚さ３、１０、２０、４０ｍｍの４種類の試験片を採取し、平行２平面を光学研磨した。表面のよごれを洗浄するため、４種類のサンプルに対して同一バッチでＩＰＡ洗浄を行った。洗浄後、分光光度計の測定チャンバー内に同時に４種類のサンプルをセットし、それぞれのサンプルについて、分光光度計で波長１４０ｎｍから２００ｎｍまでの分光透過率を測定した。その１５７．６ｎｍでの透過率の値を厚さに対してプロットし、この近似直線を外挿した厚さ０ｍｍでの透過率９０．２％から、表面損失分として、ｈ＝９０．９−９０．２＝０．７［％］と見積もった。この０．７％を同一条件で洗浄した場合の表面損失分として採用した。
【００９４】
次に、厚さ１０ｍｍの被測定サンプルだけを、同一の条件でＩＰＡ洗浄を行い、分光光度計で１５７．６ｎｍの透過率を測定した。測定値Ｔｒｖ（１０）＝８９．７％に表面損失ｈ＝０．７％を加えた値９０．４％が、１０ｍｍ厚さの被測定サンプルの表面損失を含まない（内部透過率、吸収係数、フレネル反射のみの）透過率である。そして、その求めた値をＴｓ＝９０．９％で除した値９９．４％が、この被測定サンプルの１０ｍｍ厚さでの内部透過率（Ｔｉｖ）である。
【００９５】
この被測定サンプルだけを同一条件で洗浄し、測定する作業を５回繰り返した。その結果を表４に記した。
【００９６】
【表４】
2006329633.tif 000006
【００９７】
表４に示すとおり被測定サンプルの内部透過率の測定精度を標準偏差の２倍（２σ）で表すと０．４％であった。
【００９８】
本発明の光学測定で用いる光学材料としては、光学ガラス、石英ガラス及び結晶材料等がある。結晶材料とは、水晶及びフッ化物結晶等がある。フッ化物結晶とは、フッ化カルシウム、フッ化バリウム又はフッ化マグネシウム等である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明における光学部材の光学特性測定方法を示したフローチャートの一例である。
【図２】透過率と厚さの関係を表す図である。
【図３】各種損失と透過率等との関係を表す図である。
【図４】従来の方法における光学部材の光学特性測定方法を示したフローチャートの一例である。
【図１】
2006329633.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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