(57)【要約】発明は、高純度光学フッ化物結晶の製造、精製光学フッ化物結晶原材料の作成及び光学フッ化物結晶材料の陰イオン精製に関する。発明は全般的には光学フッ化物結晶原材料から酸化物不純物を除去するための方法に関する。さらに詳しくは、発明は、精製光学フッ化物結晶原材料を作成するための方法及びＶＵＶリソグラフィ／レーザシステム用の＜２００ｎｍＶＵＶ光透過光学フッ化物結晶の製造における精製光学フッ化物結晶原材料の使用に関する。
2005526676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学フッ化物結晶の作成方法において、
光学フッ化物結晶粉末を提供する工程、
ガス源接続口と光学フッ化物結晶粉末容器を画定する内壁とを有する流動床反応炉を提供する工程、
前記光学フッ化物結晶粉末を前記流動床反応炉容器に投入する工程、
前記ガス源接続口及び流動床反応炉容器に流通する反応ガスを提供する工程、
陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料を提供するために、前記光学フッ化物結晶粉末を、前記反応ガスを含有する前記ガス流の上昇流内で浮遊状態に置いた状態で、前記容器内部でガス流により前記光学フッ化物結晶粉末を陰イオン精製する工程、
溶融原材料を提供するために前記陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料を溶融させる工程、及び
前記溶融原材料から光学フッ化物結晶を成長させる工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の酸素含有量が５０重量ｐｐｍより少ないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の鉛含有量が０.０５重量ｐｐｍより少ないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の陽イオン汚染物含有量が５重量ｐｐｍより少ないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記成長した光学フッ化物結晶の内部透過率が１５７ｎｍにおいて少なくとも９９％/ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記光学フッ化物結晶粉末及び前記成長した光学フッ化物結晶がフッ化カルシウムからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記光学フッ化物結晶粉末及び前記成長した光学フッ化物結晶がフッ化バリウムからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光学フッ化物結晶粉末及び前記成長した光学フッ化物結晶がフッ化マグネシウムからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記光学フッ化物結晶粉末及び前記成長した光学フッ化物結晶がフッ化ストロンチウムからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記反応ガスがフッ素化ガスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記反応ガスがフッ素を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記反応ガスがＣＦ４から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記反応ガスがＢＦ３から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記反応ガスがＦ２から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記反応ガスがＮＦ３から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記反応ガスがＳＦ６から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記光学フッ化物結晶粉末の平均等価直径が１０μｍと５００μｍの間にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
光学フッ化物結晶原材料の作成方法において、
光学フッ化物結晶粉末を提供する工程、
ガス源接続口と光学フッ化物結晶粉末容器を画定する内壁とを有する流動床反応炉を提供する工程、
前記光学フッ化物結晶粉末を前記流動床反応炉容器に投入する工程、
前記ガス源接続口及び流動床炉反応容器に流通する反応ガスを提供する工程、及び
前記光学フッ化物結晶粉末は酸素含有量が５０ｐｐｍより少ない陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料を提供するために、前記光学フッ化物結晶粉末を、前記反応ガスを含有する前記ガス流の上昇流内で浮遊状態に置いた状態で、前記容器内部でガス流により前記光学フッ化物結晶粉末を陰イオン精製する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の鉛含有量が０.０５重量ｐｐｍより少ないことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の陽イオン汚染物含有量が５重量ｐｐｍより少ないことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物の粉末を陰イオン精製するプロセスであって、前記フッ化物の融点より低い温度において前記粉末を反応ガスト接触させる工程を含むプロセスにおいて、前記接触が流動床において行われ、前記粉末が前記反応ガスを含有するガスの上昇流内で浮遊状態におかれることを特徴とするプロセス。
【請求項２２】
前記反応ガスを含有する前記ガスが前記反応ガスからなることを特徴とする請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記反応ガスを含有する前記ガスが不活性ガスで希釈された前記反応ガスを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記反応ガスがフッ素化ガスであることを特徴とする請求項２１から２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記反応ガスが、ＢＦ３，Ｆ２，ＮＦ３，ＳＦ６，ＣＦ４及びこれらの混合気から選ばれることを特徴とする請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記粉末が、フッ化カルシウム(ＣａＦ２)，フッ化バリウム(ＢａＦ２)，フッ化マグネシウム(ＭｇＦ２)，またはフッ化ストロンチウム(ＳｒＦ２)の粉末であることを特徴とする請求項２１から２５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２７】
前記粉末は、平均等価直径が１０μｍと５００μｍの間にあるビーズが基になっていることを特徴とする請求項２１から２６のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２８】
前記プロセスが数キログラムから１トンの粉末バッチに対して実施されることを特徴とする請求項２１から２７のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２９】
アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物の粉末から結晶を作成する方法であって、
前記粉末を陰イオン精製する工程、
前記精製粉末を溶融させる工程、及び
前記溶融された精製粉末を冷却することにより前記結晶を成長させる工程、
を順次に含む方法において、
前記精製工程が請求項２１から２８のいずれかに記載のプロセスの実施を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記粉末の前記精製及び溶融が同じ装置内で順次に実施され、前記溶融は前記精製を実施するために用いられる反応ガスの流入を停止させた後にのみ開始されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高純度光学フッ化物結晶の製造、精製光学フッ化物結晶原材料の作成及び光学フッ化物結晶材料の陰イオン精製に関する。本発明は全般的には光学フッ化物原結晶材料から酸化物不純物を除去するための方法に関する。さらに詳しくは、本発明は精製光学フッ化物結晶原材料を作成するための方法及びＶＵＶリソグラフィ／レーザシステム用の＜２００ｎｍＶＵＶ光透過光学フッ化物結晶の作成における精製光学フッ化物結晶原材料の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ化アルカリ土類金属塩及びフッ化アルカリ金属塩の結晶は吸収端が短波長にあるため有用な材料である。ＣａＦ２，ＢａＦ２，ＳｒＦ２，ＬｉＦ，ＭｇＦ２及びＮａＦなどのフッ化物塩結晶は、真空紫外(ＶＵＶ)光領域すなわち２００ｎｍより短波長において、高い光透過率を要する用途に有用である。
【０００３】
フッ化物結晶は普通、縦型炉の高温ゾーン内部に配されるるつぼにフッ化物結晶原材料を投入するブリッジマン−ストックバーガープロセスを用いて成長させる。次いで、高温ゾーンをフッ化物結晶原材料を溶融させるに十分な温度に加熱する。フッ化物結晶原材料の溶融後、るつぼを高温ゾーンから低温ゾーンに徐々に降下させる。るつぼが高温ゾーンから低温ゾーンに移るとき、溶融した材料は温度勾配ゾーンを通る。温度勾配ゾーンを通過する際に、溶融した材料の内部の温度遷移により結晶化進行面がつくられる。るつぼを下方に移動させている限り、結晶化進行面は、るつぼ内部で、材料内を伝搬する。
【０００４】
出発材料(アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物)は、陽イオン汚染レベルがｐｐｍのオーダーのものが市販されている。陰イオン汚染に関しては、汚染レベルは一通常さらに高く−１００ｐｐｍのオーダーあるいはさらに高い。この種の材料(アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物)の陰イオン汚染は、基本的に酸素化された種によるものである。これは極めて不都合である。ＣａＦ２及びＢａＦ２は、酸素を含有していると、フッ化物結晶内の酸化物不純物が結晶のＶＵＶ光透過率を低下させる効果を有することから、紫外領域では非常に低い光透過率を示す。酸化物不純物は主として水分子のフッ化物及び残留炭酸塩との反応に起因する。残念なことに、水が遍在するため、結晶の酸化物汚染を回避することは困難である。水分子は通常、結晶の作成に用いられる原材料にも、結晶成長プロセス中にも見られる。結晶内酸化物含有量を低減するための普通の手段は、結晶成長に先立ち、すなわち、溶融した原材料を温度勾配を通して移動させる前に、酸化物除去剤を原材料と反応させることである。この反応は、結晶成長プロセスとは独立して、または結晶成長プロセスの一部として、実施することができる。ストックバーガー法による古典的な単結晶作成プロセスでは、投入された出発材料及び／または反応環境に発して存在する酸素化された種を消すために、ＰｂＦ２，ＣｄＦ２またはＺｎＦ２といった固体化合物が投入される。ＰｂＦ２は、フッ素化剤と呼ばれる化合物である。ＰｂＦ２の取扱いには特別の困難が生じないから、またＰｂＦ２は室温で固体であり、ＰｂＦ２自体及び対応する酸化物(ＰｂＯ)の結晶成長炉の使用温度における蒸気圧が高いことから、今日まで最も多く用いられている。ＰｂＦ２は、ＣａＦ２結晶の作成という状況では、特に、以下の反応式：ＣａＯ＋ＰｂＦ２→ＣａＦ２＋ＰｂＯにしたがって反応する。
【０００５】
しかし、ＰｂＦ２及びその同族体の投入は、酸素化された種による害に対して有益であっても、それ以上に不都合である。実際は、微量のそのような固体化合物が結晶内に必ず残り、したがって、そのような固体化合物は２００ｎｍより短波長における上記結晶の光透過率及び屈折率一様性に影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の光学フッ化物結晶の原材料粉末の陰イオン精製プロセスと、原材料陰イオン精製プロセスをその実施に含むアルカリ金属またはアルカリ土類金属の光学フッ化物結晶の作成方法とを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、本発明は、粉末の陰イオン精製による２００ｎｍより短波長の光が透過する光学フッ化物結晶原材料の作成方法及び陰イオン精製原材料からの２００ｎｍより短波長の光が透過する光学フッ化物結晶の作成に関する。
【０００８】
別の態様において、本発明は、陰イオン精製原材料をるつぼに投入する工程、陰イオン精製原材料を溶融させる工程、及び溶融したフッ化物原材料を温度勾配を通して移動させることにより結晶を成長させる工程を含む、２００ｎｍより短波長の光を透過させるための光学結晶を製造する方法に関する。
【０００９】
別の態様において、本発明は、最大酸素含有量が５０ｐｐｍより少なく、鉛含有量が０.０５ｐｐｍより少なく、陽イオン汚染物のようなその他の汚染物の含有量が５ｐｐｍより少ない、陰イオン精製フッ化物原材料を投入する工程、最大酸素含有量が５０ｐｐｍより少ない陰イオン精製フッ化物原材料を溶融させる工程、及び内部透過率が１５７ｎｍにおいて少なくとも９９％/ｃｍの結晶を形成するために溶融した原材料を結晶化させる工程を含む、２００ｎｍより短波長の光を透過させるための光学フッ化物結晶を製造する方法に関する。
【００１０】
本発明によれば、原材料の精製を目的とする反応ガスの導入方式及び原材料の陰イオン不純物(酸素化された種)の環境の最適化が事実上提案される。
【００１１】
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の説明及び添付される特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態はアルカリ土類金属フッ化物原材料及びアルカリ金属フッ化物原材料を作成するための方法を提供する。本発明の方法で作成された原材料はＣａＦ２，ＢａＦ２，ＳｒＦ２，ＬｉＦ，ＭｇＦ２及びＮａＦの単結晶並びにこれらの混合物などの＜２００ｎｍＶＵＶ光学フッ化物結晶を成長させるために用いられる。好ましい混合物は、ＣａＦ２＋ＢａＦ２＋ＳｒＦ２，ＣａＦ２＋ＢａＦ２またはＣａＦ２＋ＳｒＦ２といった混合物である。(ＣａＦ２，ＢａＦ２，ＭｇＦ２，ＳｒＦ２，ＬｉＦのような)アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物の単結晶は、様々なタイプの用途に対してさらに一層高純度であることが要求される。本発明は、＜２００ｎｍＶＵＶ光リソグラフィフッ化物結晶及び、図１〜２に示されるような、Ｆ２エキシマーレーザの１５７ｎｍ出力またはＡｒＦエキシマーレーザの１９３ｎｍ出力のような２００ｎｍより短波長の光を透過させるための、＜２００ｎｍＶＵＶ光リソグラフィフッ化物結晶でつくられた２００ｎｍより短波長用の光リソグラフィ素子Ｅの作成方法を含む。本方法は、酸素、鉛及び陽イオン汚染物のレベルが低い流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶２０からの光学品質が高いλ＜２００ｎｍ光リソグラフィ素子４２の作成を含むことが好ましい。したがって、２００ｎｍより短波長の１９３ｎｍ及び１５７ｎｍの動作波長において、レーザ及びリソグラフィシステムに用いられるレンズの製造に最適な光透過特性をもつフッ化カルシウム(ＣａＦ２)単結晶が求められる。同様に、微細リソグラフィシステムの色収差補正のため、１５７ｎｍにおいては、極めて高純度のフッ化マグネシウムの使用が推奨される。ＭｇＦ２は紫外レーザ窓を構成するために用いられ、ＬｉＦは紫外レーザ窓の構成に用いられる。最適な光透過率を達成するために、レンズのような極めて高純度の光学フッ化物結晶光学素子を得ることが求められる。
【００１３】
したがって、本発明は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の光学フッ化物結晶原材料の粉末を陰イオン精製する光学フッ化物結晶製造プロセスを提供し、本プロセスは、そのようなフッ化物の融点より低い温度において、フッ化物粉末を反応ガスと接触させる工程を含む。
【００１４】
特徴として、本発明の光学フッ化物結晶陰イオン精製を実施する状況においては、粉末／反応ガス接触が流動床で行われる。粉末は反応ガスを含有するガスの上昇流内で浮遊状態におかれる。
【００１５】
すなわち、本発明の陰イオン精製は、酸素化された種：水、酸化物、炭酸塩、硝酸塩に関する精製である。本発明の陰イオン精製は、そのような酸素化された種を除去するために反応ガスを利用する。本発明の陰イオン精製は反応ガスを独創的態様で利用する。精製されるべき粉末は反応ガスを含有するガス流内で浮遊状態におかれ、精製は流動床で実施される。そのようにして、精製されるべき粉末／反応ガス接触が最適化される。
【００１６】
粉末は、微分割された状態にあることから、大きな反応表面積(平均等価直径が１００μｍの粒子１ｍ３の表面積は約３０,０００ｍ２になる)を提供する。流動床においては、そのような大反応表面積の全てが反応ガスと完全に接触する。気泡が粉末を永続的に揺り動かし、粉末のさらに一層微細な分割さえも行う。かなりの速度の質量移行が本発明により提供される。
【００１７】
付言すれば、粉末が分割された状態、すなわち粉末状態にあるべきことに注意されたい。したがって、前述したように、当該フッ化物の融点より低い温度で精製が行われることが好ましい。
【００１８】
図３に示されるように、光学フッ化物結晶の作成方法は、光学フッ化物結晶粉末５を提供する工程並びにガス源接続口７及び光学フッ化物結晶粉末容器９を画定する内壁８を有する流動床反応炉６を提供する工程を含む。本方法は、光学フッ化物結晶粉末５を流動床反応炉容器９に投入する工程並びにガス源接続口及び流動床反応炉容器に流通する反応ガス１０を提供する工程を含む。図４に示されるように、本方法は、容器内部でガス流１１により光学フッ化物結晶粉末を陰イオン精製する工程を含み、光学フッ化物結晶粉末は、陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０を提供するために、反応ガス１０を含有するガス流１１の上昇流１２内で浮遊状態におかれる。図５〜９に示されるように、本方法は、溶融原材料６６及び溶融原材料からの光学フッ化物結晶２０の成長を提供するために、雰囲気が制御された結晶成長オーブン炉１１０内でるつぼ６２内の陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０を溶融させる工程を含む。図１０に示されるように、光学フッ化物結晶２０は光学素子４２の形にされる。陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の酸素含有量は５０重量ｐｐｍより少ないことが好ましい。
【００１９】
陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の鉛含有量は０.０５重量ｐｐｍより少ないことが好ましい。陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の陽イオン汚染物含有量は５重量ｐｐｍより少ないことが好ましい。成長した光学フッ化物結晶２０の内部透過率は１５７ｎｍにおいて少なくとも９９％/ｃｍであることが好ましい。一実施形態において、光学フッ化物結晶粉末及び成長した光学フッ化物結晶はフッ化カルネシウムからなる。一実施形態において、光学フッ化物結晶粉末及び成長した光学フッ化物結晶はフッ化バリウムからなる。一実施形態において、光学フッ化物結晶粉末及び成長した光学フッ化物結晶はフッ化マグネシウムからなる。一実施形態において、光学フッ化物結晶粉末及び成長した光学フッ化物結晶はフッ化ストロンチウムからなる。図１１に示されるように、本方法は、陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料の溶融から得られたものであることが好ましい、先に溶融されて緻密化されたフッ化物結晶原材料ディスク８０とともに積重ねられたるつぼ１００及び９０に、陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０が投入される実施形態を含む。反応ガス１０はフッ素化ガスであることが好ましい。反応ガス１０はフッ素イオン(Ｆ−)を含有することが好ましい。一実施形態において、反応ガスはＣＦ４からなる。一実施形態において、反応ガスはＢＦ３からなる。一実施形態において、反応ガスはＦ２からなる。一実施形態において、反応ガスはＮＦ３からなる。一実施形態において、反応ガスはＳＦ６からなる。光学フッ化物結晶粉末５の平均等価直径は１０μｍと５００μｍの間にあることが好ましい。
【００２０】
本発明は光学フッ化物結晶原材料７０の作成方法を含む。本方法は、光学フッ化物結晶粉末５を提供する工程、ガス源接続口７及び光学フッ化物結晶粉末容器９を定める内壁８を有する流動床反応炉６を提供する工程、光学フッ化物結晶粉末５を流動床反応炉容器９に投入する工程、ガス源接続口及び流動床反応炉容器に流通する反応ガス１０を提供する工程、及び容器内部でガス流１１により光学フッ化物結晶粉末を陰イオン精製する工程を含み、光学フッ化物結晶粉末は、酸素含有量が５０ｐｐｍより少ない陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０を提供するために、反応ガス１０を含有するガス流の上昇流１２内で浮遊状態におかれる。流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０の鉛含有量は０.０５重量ｐｐｍより少ないことが好ましい。流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０の陽イオン汚染物含有量は５重量ｐｐｍより少ないことが好ましい。図７〜９及び１１に示されるような実施形態においては、フッ化鉛のような固体フッ素化剤を含有することができる流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料微粒子７０が炉１１０に投入される。流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料微粒子７０は、結晶成長炉１１０に投入され、るつぼ内で溶融されて溶融フッ化物になり、次いで溶融フッ化物は、ストックバーガー結晶成長プロセスにおける温度勾配を通る降下によるように、結晶成長炉内で徐冷されることによりフッ化物結晶２０に成長する。図５〜９に示される本発明の実施形態では、種結晶受け６４内に選択結晶軸方位種結晶６０を有する成長るつぼ６２が利用される。精製原材料微粒子７０を入れた結晶成長るつぼは、上部高温溶融ゾーン８及び結晶成長固化のための温度勾配を与える熱バッフル板１４を備える、光学フッ化物結晶成長炉１１０内に装填される。るつぼ６２に投入された流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料は炉１１０の高温ゾーン８で溶融されて溶融フッ化物６６になる。バッフル板１４の結晶成長固化ゾーンを通して降下させることにより溶融フッ化物６６から光学フッ化物結晶２０が成長して、２００ｎｍより短波長の光が透過する光学フッ化物結晶２０が得られる。好ましい実施形態において、本方法は流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０のバッチから選択結晶軸方位種結晶６０を作成することを含み、結晶製造プロセス全体を通してそのバッチの流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料７０について利用されることが好ましい。
【００２１】
一実施変更形態において、粉末を浮遊状態におく役割を担う反応ガス含有上昇ガス流は、純粋な(希釈されていない)反応ガスからなる。
【００２２】
一実施変更形態において、粉末を浮遊状態におく役割を担う反応ガス含有上昇ガス流は、不活性ガスに(与えられた濃度まで)希釈された反応ガスを含む。精製を受けているフッ化物を汚染する(酸化する)ようなことがない希釈ガスが適していることは明らかである。希釈ガスとしてアルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノンまたは窒素を導入すること、またこれらの不活性ガスの混合気を導入することでさえも無条件に推奨される。
【００２３】
単独で、または少なくとも１つの不活性ガスとの混合気として用いられる反応ガスは一般にフッ素化ガスである。反応ガスはＢＦ２，Ｆ２，ＮＦ３，ＳＦ６，ＣＦ４及びこれらの混合気から選ばれることが有利である。しかしＣＨＦ３及びＣＨ２Ｆ２のようなその他のフッ素化ガスの使用が排除されることはない。いかなる場合にも、上掲したフッ素化ガスの使用が好ましい。さらに詳しくは、Ｆ２，ＮＦ３，ＳＦ６及びＣＦ４の導入が好ましく、とりわけ、非毒性ガスであり、１００℃でも１００℃より高温でも使用できるＣＦ４の使用が好ましい。
【００２４】
本発明のプロセスの適用分野はアルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物結晶の粉末に及ぶ。本発明のプロセスは、フッ化カルシウム(ＣａＦ２)，フッ化バリウム(ＢａＦ２)，フッ化マグネシウム(ＭｇＦ２)，及びフッ化ストロンチウム(ＳｒＦ２)の粉末の(酸素化された種に関する)陰イオン精製に、特に一層適している。
【００２５】
本発明にしたがって精製される粉末は、流動床形成に適合する粒径を有する。粉末は一般に、平均等価直径が１０μｍと５００μｍの間にあるビーズを基にしている。粉末は、１００μｍから数百μｍ(１００〜５００μｍ)のビーズを基にしていることが有利である。
【００２６】
本発明にしたがう精製プロセスの実施形態は、ガス源接続口に連結され、内部領域へのガス給送手段が備えられた反応炉の流動床システムを備えることが好ましい。反応炉(少なくとも反応炉内壁体)を構成する材料は粉末及び反応ガスに適合する。材料は精製反応の実施温度にも耐えなければならず、反応温度は一般に１００℃と１,４００℃の間である。一実施形態において、反応炉(少なくとも反応炉内壁体)は黒鉛からなる。反応温度は、導入されるフッ素含有反応ガスの特徴及びその反応性を考慮して、場合に応じて定められる。反応温度は絶対に、当該粉末を構成しているフッ化物結晶の融点より(好ましくは少なくとも５０℃、さらに好ましくは少なくとも１００℃)低いことが好ましい。
【００２７】
反応炉の容量は広い範囲にわたって変わり得る。本発明の精製プロセスは、事実上様々な規模(実験室規模、試験生産規模、工業的規模)での実施に際し、特別、困難を生じない点で特に注目される。本発明の精製プロセスは、事実上、数キログラムの粉末にも１トンの粉末にも実施できる。
【００２８】
当業者であれば本発明のプロセスの意義の全てを既に把握しているであろう。本発明のプロセスでは、処理される粉末のあらゆる汚染が回避され、また、粉末／反応ガス接触が最適化される限りにおいて一定の効率が得られ、特別の困難もなく、小規模にも大規模にも実施できる。
【００２９】
本発明の精製プロセスでは−溶融及び冷却により−処理して(単)結晶を得ることができる精製フッ化物のバッチが生じる。これらのバッチは、反応ガスの流入を停止させた後に精製反応炉内で直接溶融することができ、あるいは、オーブン炉に移してその中で溶融することができる。
【００３０】
本発明の第２の目的にしたがえば、本発明はアルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物の粉末から結晶(単結晶)を作成する方法に関し、本方法は、
流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料を提供するために、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物の粉末を陰イオン精製する工程、
流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料を溶融させる工程、及び
溶融した流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料から２００ｎｍより短波長の光を透過させる光学フッ化物結晶を成長させる工程、
を順次含む。
【００３１】
特徴として、本発明に関わる状況において、陰イオン精製は流動床における原材料陰イオン精製プロセスの実施を含む。
【００３２】
陰イオン精製プロセスは上流、例えば粉末供給者の事業所及び／または光学フッ化物結晶溶融オーブン炉内で、溶融の実施に先立って実施できる。したがって、陰イオン精製及び粉末溶融作業は、単独装置内で順次に実施できる。精製の実施のため、流動床を生じさせるために用いられる反応ガスの流入を停止させた後に限り溶融工程が開始されることは明らかである。したがって、溶融オーブン内で、
流動床における粉末の陰イオン精製工程、及び
流動床の形成を担う反応精製ガスを含有する上昇ガス流のオーブンへの流入を停止させた後に、真空下または不活性雰囲気の下で粉末を溶融させる工程、
を順次実施することが可能である。
【００３３】
溶融した精製粉末は次いで、伝統的な結晶成長の実施のために、(単)結晶成長用オーブンに移される。
【００３４】
当業者であれば、本発明の意義の全てを既に把握しているであろう。特許請求されるプロセスにより、汚染レベルが極めて低く、特に、酸素含有量が５０ｐｐｍより少なく、鉛含有量が０.０５ｐｐｍより少なく、陽イオン汚染物のようなその他の汚染物の含有量が５ｐｐｍより少ない、流動床陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料粉末及びこの原材料から結晶を得ることが可能になる。
【００３５】
したがって、当該結晶は２００ｎｍより短波長の紫外領域において優れた光透過率を有する。
【００３６】
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が添付される特許請求項及びその等価物の範囲に入れば、本発明はそれらの改変及び変形を包含するとされる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態を示す
【図２】本発明の一実施形態を示す
【図３】本発明の一実施形態を示す
【図４】本発明の一実施形態を示す
【図５】本発明の一実施形態を示す
【図６】本発明の一実施形態を示す
【図７】本発明の一実施形態を示す
【図８】本発明の一実施形態を示す
【図９】本発明の一実施形態を示す
【図１０】本発明の一実施形態を示す
【図１１】本発明の一実施形態を示す
【符号の説明】
【００３８】
５    光学フッ化物結晶粉末
６    流動床反応炉
１０    反応ガス
１２    上昇ガス流
２０    光学フッ化物結晶
４２    光リソグラフィ素子
６０    選択結晶軸方位種結晶
６２    るつぼ
６６    溶融原材料
７０    陰イオン精製光学フッ化物結晶原材料
１１０    結晶成長オーブン炉
【図１】
2005526676.tif 000003
【図２】
2005526676.tif 000004
【図３】
2005526676.tif 000005
【図４】
2005526676.tif 000006
【図５】
2005526676.tif 000007
【図６】
2005526676.tif 000008
【図７】
2005526676.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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