(57)【要約】【課題】  短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つフッ化カルシウム単結晶及びその選別方法を提供する。【解決手段】  本発明によれば、フッ化カルシウム単結晶に線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０を測定し、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものを選別する。そのため、１９０ｎｍ及び１４０ｎｍの両者における透過率を高く維持していると共に１９０ｎｍ〜１４０ｎｍでの透過率の低下が少なく、短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つフッ化カルシウム単結晶を選別することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であることを特徴とするフッ化物単結晶。
【請求項２】
線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であることを特徴とするフッ化カルシウム単結晶。
【請求項３】
フッ化物単結晶に線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０を測定し、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものを選別することを特徴とするフッ化物単結晶の選別方法。
【請求項４】
フッ化カルシウム単結晶に線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０を測定し、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものを選別することを特徴とするフッ化カルシウム単結晶の選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子等に用いられるフッ化物単結晶及びフッ化カルシウム単結晶、並びに、その選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では光学素子の微細化への要請から露光解像度を高めることが求められており、その一手段として露光光源の短波長化が進んでいる。具体的には、従来のＫｒＦレーザー（２４８ｎｍ）からＡｒＦレーザー（１９３ｎｍ）やＦ２レーザー（１５７ｎｍ）へと短波長化されている。こうした短波長化に対応可能な光学素子として、真空紫外域での透過率が従来の合成石英（ＳｉＯ２）より優れるフッ化カルシウム等のフッ化物単結晶が注目されている。
【０００３】
短波長化に対応可能なフッ化カルシウム単結晶の特性や検査方法に関する技術としては、例えば下記特許文献１に記載の技術がある。同文献１によれば、比較的安価な手段としてガンマ線の照射を提案しており、線量１×１０６Ｒ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１４０ｎｍにおける厚さ３０ｍｍ当たりの透過率の減少量が照射前に対して１２％以下（好ましくは７％以下）、または、線量１×１０６Ｒ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１９０ｎｍにおける厚さ３０ｍｍ当たりの透過率の減少量が照射前に対して９％以下（好ましくは７％以下）であるフッ化カルシウム単結晶が好適であるとしている。（同文献１段落番号０００７等）
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０６１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フッ化物単結晶の透過率は短波長域に進むごとに急激に低下するのが一般的であるが、単一波長の透過率を測定するのみでは他の結晶特性を類推することが困難であるため、光学特性を含む結晶の総合特性を判断するには不十分であった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つフッ化物単結晶及びフッ化カルシウム単結晶、並びに、その選別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るフッ化物単結晶は、線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るフッ化カルシウム単結晶は、線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るフッ化物単結晶の選別方法は、フッ化物単結晶に線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０を測定し、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものを選別することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法は、フッ化カルシウム単結晶に線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０を測定し、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものを選別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るフッ化物単結晶によれば、線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるため、１９０ｎｍ及び１４０ｎｍの両者における透過率を高く維持していると共に１９０ｎｍ〜１４０ｎｍでの透過率の低下が少なく、短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つと言える。
【００１２】
また、本発明に係るフッ化カルシウム単結晶によれば、線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後の波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるため、１９０ｎｍ及び１４０ｎｍの両者における透過率を高く維持していると共に１９０ｎｍ〜１４０ｎｍでの透過率の低下が少なく、短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つと言える。
【００１３】
また、本発明に係るフッ化物単結晶の選別方法によれば、フッ化物単結晶に線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０を測定し、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものを選別するため、１９０ｎｍ及び１４０ｎｍの両者における透過率を高く維持していると共に１９０ｎｍ〜１４０ｎｍでの透過率の低下が少なく、短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つフッ化物単結晶を選別することができる。
【００１４】
また、本発明に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法によれば、フッ化カルシウム単結晶に線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線を１時間照射した後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０を測定し、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものを選別するため、１９０ｎｍ及び１４０ｎｍの両者における透過率を高く維持していると共に１９０ｎｍ〜１４０ｎｍでの透過率の低下が少なく、短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つフッ化カルシウム単結晶を選別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法について説明する。まず、選別対象となるフッ化カルシウム単結晶に対し、線量１×１０５ｒａｄ／ｈのガンマ線が１時間照射される（Ｓ１）。これは、上記特許文献１の図９等にも示されているように、フッ化カルシウム単結晶に関してＦ２レーザー耐久劣化量とガンマ線耐久劣化量に相関性があることが知られており、測定精度や測定コストの面からレーザー照射よりもガンマ線照射のほうが有利なためである。
【００１６】
ガンマ線が１時間照射された後、波長１４０ｎｍにおける透過率Ｔ１４０及び波長１９０ｎｍにおける透過率Ｔ１９０が測定される（Ｓ２）。この１４０ｎｍ及び１９０ｎｍとは、上記特許文献１の段落番号００１９等に示されているように、Ｆ２レーザーとガンマ線とに共通して得られるピークであることが知られており、透過率の劣化評価波長として選択されている。また、この透過率の測定には既知の真空紫外波長領域測定用の分光光度計が用いられる。そして、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０とＴ１９０との比であるＴ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるものが選別される（Ｓ３）。
【００１７】
図２は、３種類のガンマ線照射後のフッ化カルシウム単結晶Ａ、Ｂ、Ｃについて、本発明者らが波長と透過率との関係を調査した結果を示すグラフである。同図中Ａは、単結晶の高純度化に効果があるスカベンジャーを原料に添加せずに育成したフッ化カルシウム単結晶、すなわち不純物排除の処理が施されていないフッ化カルシウム単結晶について示したものである。同図によれば、単結晶Ａの透過率は２００ｎｍ付近で急激に低下しており、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上という条件を満たしていない。従って、本実施形態に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法では、この単結晶Ａを排除することができる。
【００１８】
同図中Ｂは、スカベンジャーを添加して育成させたものの原料に固有の不純物を含んでいたフッ化カルシウム単結晶について示したものである。同図によれば、単結晶Ｂの透過率は１４５ｎｍ付近で急激に低下しており、Ｔ１９０が８０パーセント以上という条件は満たしているもののＴ１４０が８０パーセント以上という条件を満たしていない。従って、本実施形態に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法では、この単結晶Ｂを排除することができる。
【００１９】
また、上記特許文献１の図９に示されるフッ化カルシウム単結晶の透過率は１６０ｎｍ付近で垂れており、Ｔ１９０が８０パーセント以上という条件は満たしているもののＴ１４０が８０パーセント以上という条件やＴ１４０／Ｔ１９０が０．９以上であるという条件を満たしていない。従って、本実施形態に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法では、上記特許文献１の単結晶を排除することができる。
【００２０】
一方、図２中Ｃは、固有の不純物が少ない原料を用い好適なスカベンジャーを添加して育成させたフッ化カルシウム単結晶について示したものである。同図によれば、単結晶Ｃの透過率は１２５ｎｍ付近まで高い透過率を保持しており、Ｔ１４０及びＴ１９０が共に８０パーセント以上であって、Ｔ１４０とＴ１９０との比であるＴ１４０／Ｔ１９０が０．９以上である条件を満たしている。従って、本実施形態に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法では、この単結晶Ｃを不純物による欠陥が少なく総合特性の高いものとして選別することができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法によれば、不純物による欠陥が少なく短波長光源に用いる光学素子材料としてより好適な総合特性を持つものとして選別することができる。なお、上記実施形態ではフッ化カルシウム単結晶を例に挙げて説明したが、他のフッ化物単結晶について応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係るフッ化カルシウム単結晶の選別方法を説明するフローチャートである。
【図２】ガンマ線照射後のフッ化カルシウム単結晶について、波長と透過率との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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