(57)【要約】【課題】エキシマレーザー光等のエネルギーの高い電磁波を照射しても透過率や反射率の変化しにくい人工水晶等を提供する。【解決手段】例えば投影露光装置のホモジナイザーに用いられる回折光学素子やフライアイレンズ等の人工水晶からなる光学素子等の素子において、水熱合成法により人工水晶を育成（ステップＳ１）してから素子に加工して使用するまでの間（ステップＳ２、Ｓ４）に、この人工水晶に対して水晶のα−β転移点未満の温度で加熱処理を施す（ステップＳ３）。【選択図】図４
2008069066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子の材料となる人工水晶において、
水熱合成法により人工水晶を育成した後に水晶のα−β転移点未満の温度で加熱処理の施されていることを特徴とする人工水晶。
【請求項２】
水熱合成法により育成した人工水晶を加工してなり、可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子において、
前記人工水晶を育成してから使用を開始するまでの間に水晶のα−β転移点未満の温度で加熱処理の施されていることを特徴とする素子。
【請求項３】
水熱合成法により育成した人工水晶を加工してなり、可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子の使用方法において、
水晶のα−β転移点未満の温度で加熱しながら使用することを特徴とする素子の使用方法。
【請求項４】
可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子の製造方法において、
オートクレーブ内に水晶種子を投入して加熱し、水熱合成法により人工水晶を育成する工程と、
前記人工水晶を加工して素子を製造する工程と、を含み、
前記人工水晶を育成してから、前記素子に加工し、使用を開始するまでの間に、前記人工水晶、または前記素子の中間加工品、若しくは前記素子に対して、水晶のα−β転移点未満の温度で加熱処理を施す工程を更に含んでいることを特徴とする素子の製造方法。
【請求項５】
前記素子は、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザーまたはＦ２エキシマレーザーのいずれか一つを光源とするレーザー光を照射して使用する投影露光装置用の光学素子であることを特徴とする請求項２に記載の素子。
【請求項６】
前記光学素子は、前記投影露光装置に設置されたホモジナイザー内の回折光学素子またはフライアイレンズであることを特徴とする請求項５に記載の素子。
【請求項７】
前記素子は、照射したレーザー光の波長を変換する波長変換素子であることを特徴とする請求項２に記載の素子。
【請求項８】
前記素子は、中性子線、電子線、Ｘ線または放射線の少なくともいずれか一つを、人工水晶がアモルファス化するしきい値未満の強度で照射して使用する反射回折板素子であることを特徴とする請求項２に記載の素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高いエネルギーを有するエキシマレーザー光等の電磁波を照射して使用する素子の材料となる人工水晶、この人工水晶を用いた素子またはその使用方法、若しくは素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体工程の製造の一つであるフォトリソグラフィー工程においては、フォトマスクやレチクル等のマスクのパターンをレジスト液の塗布された半導体ウエハ（以下、ウエハという）に縮小投影して転写するステッパー等の投影露光装置が使用されている。
【０００３】
ステッパー１０は、図１に示すように例えば光源１１からエキシマレーザー光等の短波長の光を照射し、このレーザー光を整形光学系１２で平行な光束に整形し、ホモジナイザー１３にて照射面に対する光強度分布を均一にした後、コンデンサーレンズ１４にて集光されてレチクル等のマスク１５に照射する。そしてマスク１５を透過した光を縮小投影レンズ１６にて縮小し、ウエハＷ上に結像させることによってレジスト液の塗布されたウエハＷにマスクパターンを転写する。エキシマレーザー光のように短い波長の光を透過可能なレンズ材料は限られており、このようなステッパー１０の光学系には石英ガラスや水晶が利用されている。
【０００４】
一方、半導体装置の高集積化により、投影露光装置の光源は現在主流のＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーからＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーへと短波長化が進められており、さらにはＦ２（１５７ｎｍ）エキシマレーザーの利用が検討されている。このように投影露光装置の光源の短波長化が進むとレーザー光の有するエネルギーが高くなるため、光学系の材料への影響が問題となってきている。例えば上述のステッパー１０のホモジナイザー１３は、図１に示すようにレーザー光の光強度分布を均一化するための回折光学素子１７やレーザー光をマスク１５に無駄なく均一に照射するためのフライアイレンズ１９等の光学素子を含んでいるが、これらの光学素子は人工水晶により構成されている。なお、１８は回折光学素子１７からの光をフライアイレンズ１９に集光するためのコンデンサーレンズである。
【０００５】
このような人工水晶からなる光学素子に例えばＡｒＦエキシマレーザー光を照射すると、光学素子を劣化させ、図９（ａ）の模式図に示すようにレーザー光の透過率を経時的に低下させてしまう現象が知られている。このように、ウエハＷに照射されるレーザー光の照度が大幅に変動すると、安定した露光条件を得られなくなり、半導体装置の歩留まりやライフを低下させてしまうおそれがある。
【０００６】
このような問題に対して、特許文献１に記載された技術では不純物の含有量や製造元の異なる人工水晶を複数入手し、これらの試料片にＡｒＦエキシマレーザー光をパルス的に所定回数照射して、レーザー光を１パルス照射したときに低下するレーザー光透過率の変化量と、（１）試料片の照射部に発生する常光線または異常光線の屈折率の低下量、（２）試料片の膨張した量（凸量）、または（３）レーザー光の照射によって誘起される複屈折量と、の関係を把握している。そしてこれらの関係に基づき複数の人工水晶について（１）〜（３）に挙げたいずれかの計測を行い、その計測結果が予め設定されたしきい値以下であった場合にレーザー光を照射しても透過率の低下しにくい人工水晶として選別する技術が記載されている。
【０００７】
しかしながら特許文献１に記載された技術では、複数種類の人工水晶の中から透過率の低下しにくいものを選別しているため、このような条件を満たす人工水晶を常に入手できるとは限らず、また選別にも手間がかかってしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−２８９６９３号公報：請求項１〜請求項３、００８８段落〜０１０２段落、図６〜図８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、エキシマレーザー光等のエネルギーの高い電磁波を照射しても透過率や反射率の変化しにくい人工水晶、素子、素子の使用方法または素子の製造方法を安定的に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る人工水晶は、可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子の材料となる人工水晶において、
水熱合成法により人工水晶を育成した後に水晶のα−β転移点未満の温度で加熱処理の施されていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る素子は、水熱合成法により育成した人工水晶を加工してなり、可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子において、
前記人工水晶を育成してから使用を開始するまでの間に水晶のα−β転移点未満の温度で加熱処理の施されていることを特徴とする。
ここで、前記素子は、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザーまたはＦ２エキシマレーザーのいずれか一つを光源とするレーザー光を照射して使用する投影露光装置用の光学素子である場合に好適である。そしてこの光学素子は、前記投影露光装置に設置されたホモジナイザー内の回折光学素子またはフライアイレンズである場合に適している。
【００１１】
この他、前記素子は照射したレーザー光の波長を変換する波長変換素子として構成してもよく、また中性子線、電子線、Ｘ線または放射線の少なくともいずれか一つを、人工水晶がアモルファス化するしきい値未満の強度で照射して使用する反射回折板素子として構成してもよい。
【００１２】
また、本発明に係る素子の使用方法は、水熱合成法により育成した人工水晶を加工してなり、可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子の使用方法において、
水晶のα−β転移点未満の温度で加熱しながら使用することを特徴とする。
【００１３】
更にまた、本発明に係る素子の製造方法は、可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させて使用する素子の製造方法において、
オートクレーブ内に水晶種子を投入して加熱し、水熱合成法により人工水晶を育成する工程と、
前記人工水晶を加工して素子を製造する工程と、を含み、
前記人工水晶を育成してから、前記素子に加工し、使用を開始するまでの間に、前記人工水晶、または前記素子の中間加工品、若しくは前記素子に対して、水晶のα−β転移点未満の温度で加熱処理を施す工程を更に含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る人工水晶、素子、素子の使用方法または素子の製造方法によれば、素子の材料となっている人工水晶に対して加熱処理を施しておくことによって、エキシマレーザー光等の照射により人工水晶内で進行する透過率の低下現象を予め進行させておくことができる。この結果、レーザー光の照射時間の増加と共に透過率の低下が飽和する傾向を示すような素子について、実際に使用を開始してからの透過率の低下量を抑制し、透過率変化の少ない安定した素子を得ることができる。これにより、従来の手法では不良品として選別されるようなものについても製品として使用することが可能となると共に、選別の労力やコストの削減に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
初めに、背景技術にて説明した投影露光装置の一種であるステッパー１０のホモジナイザー１３内に配設されている光学素子の一つである回折光学素子１７を例にとって、本実施の形態に係る素子について説明する。一般に回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Elements）は、例えば図２に模式的に示した平面図及び断面図のようにその表面に微細な凹凸パターンを形成してあり、この素子内を透過した光を回折させることによりレンズとしての機能や光を分岐・合波させる機能等を発揮することができる。
【００１６】
ステッパー１０において回折光学素子１７は、整形光学系１２より入射した矩形状の断面を有する平行光束を、例えば円形状や輪帯形状等の断面を有する発散光束に変換する光強度変換素子としての役割を果たす。
【００１７】
ここで、回折光学素子１７表面に形成されている凹凸パターンは、変換後の発散光束の断面形状や焦点距離、レーザー光の波長等のさまざまな要因によって目的の回折効率（入射した光束の強度に対して、目的の方向に回折された光の相対的な強度）を得られるように設計される。このため、実際に回折光学素子１７の表面に形成される凹凸パターンは、図２に示したような円環形状の凹凸パターンに限られるものではない。また図２においては、凹凸パターンのイメージを分かり易くするためにその大きさを拡大、強調して示してある。実際の凹凸パターンのサイズとしては、ＡｒＦエキシマレーザーを光源１１とするステッパー１０では、例えば凹凸パターンの深さ（Ｌ）や間隔（ｄ）が数十μｍ〜サブμｍ程度の大きさであり、凹凸パターンの数もより多数となる場合が多い。
【００１８】
このような凹凸パターンを形成する手法について説明すると、円板状に切り出された人工水晶円板１７ａの表面に対してフォトリソグラフィーとエッチングとを繰り返すことにより人工水晶円板１７ａ表面に階段形状の凹凸パターンを形成している。このような手法で凹凸パターンを形成した回折光学素子１７は、図２に示した理想的な凹凸パターンに近似する凹凸パターンを有しており、ＢＯＥ（Binary Optical Element）と呼ばれている。図３は、回折光学素子１７に上述の凹凸パターンを形成するプロセスの説明図である。図３（ａ）〜図３（ｆ）の各図は、凹凸パターン形成プロセスの各ステップにおける回折光学素子１７の中央付近を拡大した断面図である。
【００１９】
当該プロセスにおいては、例えば人工水晶板から切り出された人工水晶円板１７ａに対して、凸部として残したい部分にフォトリソグラフィーを利用して円環状のレジスト膜１７ｂパターンを形成し（図３（ａ））、ドライエッチング等によって凹部を形成する（図３（ｂ））。次いで、現在の高さで残したい部分に再び円環状のレジスト膜１７ｂパターンを形成し（図３（ｃ））、エッチングを行うことにより図３（ｄ）に示すような４段の階段形状を形成する。
【００２０】
このプロセスを例えば合計３回〜４回繰り返すことによって（図３（ａ）〜図３（ｆ））、８段または１６段の階段形状の凹凸パターンが形成される。この結果、図３（ｆ）に示すように（本図は、エッチングを３回繰り返した８段の凹凸パターンを示している）、当該図中に破線で示した理想的な凹凸パターンＳに近似した階段形状の凹凸パターンが形成され、理想的な凹凸パターンに近い回折効率を得ることができる。
【００２１】
本実施の形態に係る回折光学素子１７は、背景技術にて説明したエキシマレーザー光の照射によるレーザー光透過率の低下を抑制するための加熱処理が施されている。図４は、材料となる人工水晶を育成してから回折光学素子１７に加工するまでの、回折光学素子１７の製造プロセス全体を示したフロー図である。本製造プロセスによれば、オートクレーブにて人工水晶を育成し（ステップＳ１）、育成した人工水晶を角柱水晶体、更には水晶体ウエハに加工し（ステップＳ２）、この水晶体ウエハに加熱処理を施してから（ステップＳ３）、人工水晶円板１７ａを切り出し、上述した凹凸パターンを形成することにより回折光学素子１７を製造している（ステップＳ４）。以下、これらのステップの詳細について説明する。
【００２２】
初めに人工水晶を育成するステップ（図４のステップＳ１）について説明する。図５は水熱合成法により人工水晶を育成するためのオートクレーブ（金属塔炉）２の概要を示す縦断面図である。オートクレーブ２は、金属製の円筒容器であるオートクレーブ本体２１と、このオートクレーブ本体２１を密閉するための金属蓋２５と、オートクレーブ本体２１内を加熱するためのヒーター２４とから構成されている。
【００２３】
オートクレーブ本体２１内部の空間は、バッフル板（対流制御板）２２によって上部空間２１ａと下部空間２１ｂとに仕切られている。上部空間２１ａには、多数の水晶種子３ａが支持具２３ａによって支持されている。水晶種子３ａは、図６に示すように、光軸であるＺ軸を主面（Ｘ−Ｙ面）に直交させるようにして水晶原石から切り出した平板材またはＹ軸方向に長い角棒材でありＺ板と称されている。
【００２４】
一方、下部空間２１ｂには例えば円筒形でかご状のラスカ容器２３ｂを配置してあり、このラスカ容器２３ｂ内に人工水晶の原料となるラスカ（屑水晶）３０が格納されている。上部空間２１ａと下部空間２１ｂとは、バッフル板２２に多数設けられた貫通孔２２ａによって連通しており、オートクレーブ本体２１の空間内（上部空間２１ａと下部空間２１ｂとの両空間内）は例えば水酸化ナトリウム溶液等の育成溶液３１によって満たされている。
【００２５】
またヒーター２４は、上部空間２１ａ内を上部から下部へ向けて例えば３００〜３５０℃の温度勾配をつけて加熱し、下部空間２１ｂ内を同じく例えば３６０〜４００℃の温度勾配をつけて加熱するように構成されている。この他金属蓋２５には、オートクレーブ本体２１内の圧力を計測するための圧力計２６が備えており、オートクレーブ本体２１内を例えば１，５００kgf/cm2程度の圧力に維持するようになっている。
【００２６】
このような構成により、下部空間２１ｂでラスカ３０を育成溶液３１に溶解させ、上部下部空間２１ａ、２１ｂ内の温度差により生じる対流を利用してこの育成溶液３１を上昇させ、上部空間２１ａ内で温度低下し過飽和状態となった育成溶液３１から水晶種子３ａ表面にＳｉＯ２分子を析出させることができる。この結果、水晶種子３ａの両面の成長領域３２ａ、３２ｂ（図７参照）に水晶を成長させた人工水晶を得ることができる。
【００２７】
次いで、図４に示したステップＳ２においては育成した人工水晶をオートクレーブ２から取り出して、Ｘ軸方向に成長した不純物を多く含んだ部分を切断除去し、図７の斜視図に示すような角柱水晶体（ランバード水晶）３ｂとする。そして、ダイシング等によりこの角柱水晶体３ｂを例えば主面（Ｘ−Ｙ平面）に平行（光軸（Ｚ軸）に対して垂直）にカットして、複数枚の水晶体ウエハ３ｃを得る。
【００２８】
次に、このようにして得られた水晶体ウエハ３ｃに対して加熱処理を施すステップ（図４のステップＳ３）について説明する。図８は、水晶体ウエハ３ｃに加熱処理を施すための加熱処理装置４の概略構成を示した斜視図である。加熱処理装置４は、水晶体ウエハ３ｃの載置容器としての石英管４１と、水晶体ウエハ３ｃを加熱するためのヒーター４２と、水晶体ウエハ３ｃの加熱処理温度をコントロールするための温度コントローラー４３とを備えている。
【００２９】
石英管４１は円筒形状の石英からなり、円筒を横倒しにした状態で２本の支持台４５に挟持されている。石英管４１は、水晶体ウエハ３ｃを載置するための載置台４１ａを内部に備えており、所定の位置に１枚〜複数枚の水晶体ウエハ３ｃを載置できるようになっている。ヒーター４２は、円筒形状を有し、石英管４１の周囲を取り囲むように設置されており、輻射熱によって水晶体ウエハ３ｃを水晶のα−β転移点（５７３℃）未満の温度の例えば５００℃にまで加熱することができる。なお図示の便宜上、ヒーター４２は図８に向かって手前半分を切り取った状態で示してある。  
温度コントローラー４３は、石英管４１内に設置した熱電対４４やヒーター４２と接続されており、熱電対４４による石英管４１内温度の検知結果に基づいてヒーター４２の出力を調整し、水晶体ウエハ３ｃの加熱処理温度を一定に保つことができるようになっている。
【００３０】
このような構成により加熱処理装置４は、石英管４１内部に載置された水晶体ウエハ３ｃに加熱処理を施して、回折光学素子１７の使用時におけるレーザー光透過率の低下現象を抑制することができる。
【００３１】
ここで上述した作用の得られる理由について説明すると、発明者らは、背景技術にて説明したような人工水晶を材料とする光学素子の透過率低下の発生する原因について検討を行った結果、この現象の直接的な原因は、光学素子の材料となっている人工水晶の体積膨張、即ち密度低下によるものであるとの結論を得た。そして、このような体積膨張の発生する理由は、水晶にＡｒＦエキシマレーザー光のような高エネルギーの電磁波を照射することによって照射部分に発熱を生じ、水晶中の不純物に含まれる例えばＯＨ基等から生成されたＨ２Ｏコロイド等の凝集体を形成してしまい、その結果人工水晶の体積膨張、密度低下に至るのではないかと推定している。ＡｒＦエキシマレーザー光の照射においても同様の密度低下が観察されるので、このような共通点が上述の推定を裏付ける根拠となっている。
【００３２】
このような推定に基づいて、発明者らは、光学素子の材料となる人工水晶に予め加熱処理を施して人工水晶の体積膨張を進行させておくことにより、光学素子使用中のレーザー光の照射によるレーザー光透過率の低下を抑制できるとの結論を得た。即ち、レーザー光の照射時間に対する透過率低下のトレンドが、図９（ａ）に示したようにレーザー光照射時間の増加と共に飽和するような傾向を示す場合には、予め加熱処理を施して図９（ａ）中のＣ点まで人工水晶の透過率を低下させておくことにより、同じ照射時間Ｔの期間中における透過率の変化量を、加熱処理前のＡ点からＢ点までの変化量ΔＰ１（図９（ａ））から加熱処理後のＣ点からＢ点までの変化量ΔＰ２（図９（ｂ））に抑制することができる。この結果、使用中における透過率変化の少ない安定した光学素子を製造することが可能となる。
【００３３】
なお、加熱処理の温度を高くするほど人工水晶の体積膨張を早く進行させて、加熱処理の時間を短くすることができると考えられる。しかしながら、加熱温度を水晶のα−β転移点（５７３℃）以上の温度にすると人工水晶の結晶構造をα型からβ型に転移させてしまい、光学特性が変化してしまうおそれがある。このため、加熱処理は水晶のα−β転移点未満の温度で行う必要がある。
【００３４】
以上の各製造プロセス（図４のステップＳ１〜Ｓ３）を経て、ＡｒＦエキシマレーザー光を照射しても透過率の低下しにくい水晶体ウエハ３ｃが製造される。この後、回折光学素子１７を加工するステップ（Ｓ４）において、加熱処理された水晶体ウエハ３ｃをダイシング等でカットし、円板状に切削して人工水晶円板１７ａに加工した後、図３で説明したプロセスにより表面に所定の凹凸パターンを形成することによりＡｒＦエキシマレーザー光を照射しても透過率の低下しにくい安定した回折光学素子１７を製造することができる。
【００３５】
本実施の形態によれば以下のような効果がある。即ち、ステッパー１０に用いられる光学素子（回折光学素子１７）の材料となる人工水晶に対して加熱処理を行っておくことによってエキシマレーザー光の照射により人工水晶内で進行する透過率の低下現象を予め進行させておくことができる。この結果、レーザー光の照射時間の増加と共に透過率の低下が飽和する傾向を示すような回折光学素子１７について、実際に使用を開始してからの透過率の低下を抑制することができ、透過率変化の少ない安定した回折光学素子１７を得ることができる。これにより、従来の手法では不良品として選別されるようなものについても製品として使用することが可能となると共に、選別の労力やコストの削減に貢献することができる。
【００３６】
ここで、人工水晶に加熱処理を施すタイミングは、実施の形態中に示したような水晶体ウエハ３ｃに加熱処理を施す場合に限定されない。例えば、水熱合成した後の角柱水晶体３ｂや水晶体ウエハ３ｃから切り出した後の人工水晶円板１７ａの状態、または回折光学素子１７に加工した後に加熱処理を行ってもよい。このほか、ステッパー１０内にヒーターを設置して、回折光学素子１７を水晶のα−β転移点未満の温度で加熱しながら使用してもよい。このとき、ステッパー１０の装置的な制約から５００℃にまで回折光学素子１７を加熱することが不可能な場合には、例えば５０℃以上の温度に加熱しながら使用することによっても透過率の低下を抑制する効果は得られるものと考えられる。
【００３７】
また、ステッパー１０において本発明を適用可能な光学素子は実施の形態に例示したものに限定されない。例えば背景技術において説明したフライアイレンズ１９にも本発明は適用できる。この光学素子について簡単に説明すると、フライアイレンズ１９は図１０に示すように多数の単レンズ１９ａを縦横に矩形に配列した光学素子であって、回折光学素子１７から照射された強度分布の均一なレーザー光を分割して、その後側焦点面に均一な光強度の面光源を形成する役割を果たす。人工水晶を材料とするフライアイレンズ１９は、例えば平行平板面にエッチング処理を施したり、個別に加工した単レンズ１９ａを接着剤等で接着し枠体１９ｂで固定したりする方法がある。そこでフライアイレンズ１９についても回折光学素子１７の場合と同様に、人工水晶を加工してフライアイレンズ１９を製造し使用を開始するまでの各ステップで加熱処理を行うか、またはステッパー１０内にヒーターを設けて加熱しながら使用するかによって透過率の低下を抑制することができる。
【００３８】
また、本発明に係る光学素子を適用可能な装置は投影露光装置に限定されるものではなく、人工水晶を材料とする素子に可視光または可視光より短い波長の電磁波を透過または反射させることにより、その透過率または反射率を変化させてしまう現象の生じる各種素子に使用する装置に適用できる。例えば、波長１μｍのレーザー光の波長を半分にして、波長０．５μｍの緑色レーザー光に変換する波長変換装置用いられる波長変換素子にも本発明は適用することができる。また、可視光より短い電磁波は、紫外線等に限定されるものではなく、中性子線、電子線、Ｘ線または放射線の少なくともいずれか一つを、人工水晶がアモルファス化するしきい値未満の強度で照射して使用する反射回折板素子にも本発明は適用できる。
【実施例】
【００３９】
（実験１）  
水晶体ウエハに加熱処理を行い透過率の変化を調べた。
【００４０】
Ａ．実験方法  
厚さ１０ｍｍ、大きさφ＝３０ｍｍの水晶ウエハを用いて、１３０ｎｍ〜３００ｎｍの紫外光を照射し、各波長における透過率を計測した。
【００４１】
（実施例）  
図８に示した加熱処理装置４により５００℃で５０時間加熱処理を行った。  
（比較例）  
加熱処理を行わなかった。
【００４２】
Ｂ．実験結果  
図１１は、実施例及び比較例について水晶ウエハに対する各波長の透過率を示す実験結果である。図中の太い実線は加熱処理を行った実施例の結果を示しており、細い実線は加熱処理を行わなかった比較例の結果を示している。実験結果によれば、凡そ１５０ｎｍ〜２１０ｎｍ及び２６０ｎｍ〜２９０ｎｍの波長の範囲において、透過率の低下が確認された。これにより、高エネルギーのレーザー光を照射した場合と同様に、加熱処理によっても透過率を低下させることができることがわかった。これは、水晶ウエハを加熱処理したことにより人工水晶が体積膨張したためだと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ステッパーの光学系の概略構成図である。
【図２】上記ステッパーのホモジナイザーに用いられる回折光学素子を模式的に示した平面図及び断面図である。
【図３】上記回折光学素子に凹凸パターンを形成するプロセスの説明図である。
【図４】回折光学素子の製造プロセス全体を説明するためのフロー図である。
【図５】水熱合成法により人工水晶を育成するためのオートクレーブの断面図である。
【図６】人工水晶の育成に用いられる水晶種子の斜視図である。
【図７】水熱合成法により育成された人工水晶をカットした角柱水晶体の斜視図である。
【図８】水晶ウエハに加熱処理を施すための加熱処理装置の構成を模式的に示した斜視図である。
【図９】エキシマレーザー光の照射時間とその透過率との関係を示した説明図である。
【図１０】他の実施の形態に係る光学素子としてのフライアイレンズの斜視図である。
【図１１】加熱処理の作用を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｗ              ウエハ
２              オートクレーブ
３ａ            水晶種子
３ｂ            角柱水晶体
３ｃ            水晶体ウエハ
４              加熱処理装置
１０            ステッパー
１１            光源
１２            整形光学系
１３            ホモジナイザー
１４            コンデンサーレンズ
１５            マスク
１６            縮小投影レンズ
１７            回折光学素子
１７ａ          人工水晶円板
１７ｂ          レジスト膜
１８            コンデンサーレンズ
１９            フライアイレンズ
１９ａ          単レンズ
１９ｂ          枠体
２１            オートクレーブ本体
２１ａ          上部空間
２１ｂ          下部空間
２２            バッフル板
２２ａ          貫通孔
２３ａ          支持具
２３ｂ          ラスカ容器
２４            ヒーター
２５            金属蓋
２６            圧力計
３０            ラスカ
３１            育成溶液
３２ａ、３２ｂ  成長領域
４１            石英管
４１ａ          載置台
４２            ヒーター
４３            温度コントローラー
４４            熱電対
４５            支持台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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