【手続補正書】
【提出日】平成19年7月5日(2007.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性物質の原料から単結晶を製造する結晶製造装置であって、
前記原料を収納して結晶成長させる坩堝であって、前記原料の融液を保持する第１の領域と、前記結晶成長が開始する前記坩堝の下部を含む第２の領域とを区画すると共に、前記第１の領域と前記第２の領域とを接続する接続孔を有する仕切り板と、前記坩堝の下部に設けられ、９０度以下の円錐角度を有する円錐形状のコニカル部とを有する坩堝と、
前記坩堝が収納される炉の内部に所定の温度勾配を形成する形成手段とを有することを特徴とする結晶製造装置。
【請求項２】
前記仕切り板は、前記単結晶の結晶軸の対して４５度から１２０度に配置されることを特徴とする請求項１記載の結晶製造装置。
【請求項３】
前記仕切り板は、前記コニカル部から３０ｍｍから２００ｍｍの位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の結晶製造装置。
【請求項４】
前記所定の温度勾配は、前記コニカル部の前記円錐角度が９０度の場合、−２℃／ｃｍから２℃／ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の結晶製造装置。
【請求項５】
前記原料は、フッ化カルシウムであることを特徴とする請求項１記載の結晶製造装置。
【請求項６】
結晶性物質の原料を収納して結晶成長させる坩堝であって、前記原料の融液を保持する第１の領域と、前記結晶成長が開始する前記坩堝の下部を含む第２の領域とを区画すると共に、前記第１の領域と前記第２の領域とを接続する接続孔を有する仕切り板と、前記坩堝の下部に設けられ、９０度以下の円錐角度を有する円錐形状のコニカル部とを有する坩堝と、前記坩堝が収納される炉の内部に所定の温度勾配を形成する形成手段とを有する結晶製造装置を用いて前記原料の結晶を成長させるステップと、
前記成長ステップで成長させた結晶のうち、前記第２の領域から結晶を切り出すステップとを有することを特徴とする結晶製造方法。
【請求項７】
前記原料は、フッ化カルシウムであることを特徴とする請求項１記載の結晶製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の結晶製造装置を用いて製造される単結晶から製造されることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項６又は７記載の結晶製造方法を用いて製造される単結晶から製造されることを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
レンズ、回折格子、光学膜体及びそれらの複合体の一であることを特徴とする請求項８又は９記載の光学素子。
【請求項１１】
紫外光、遠紫外光及び真空紫外光を露光光として利用し、当該露光光を請求項８又は９記載の光学素子を含む光学系を介して被処理体に投影して当該被処理体を露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１３】
結晶性物質の原料を収納して結晶成長させる坩堝であって、
前記原料の融液を保持する第１の領域と、前記結晶成長が開始する前記坩堝の下部を含む第２の領域とを区画すると共に、前記第１の領域と前記第２の領域とを接続する接続孔を有する仕切り板と、
前記坩堝の下部に設けられ、９０度以下の円錐角度を有する円錐形状のコニカル部とを有することを特徴とする坩堝。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求は益々高くなっており、かかる要求を満足するために露光解像度を高める提案が様々なされている。露光光源の波長を短くすることは解像度の向上に有効な一手段であるため、近年では、露光光源は、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）になろうとしている。また、Ｆ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）の実用化も進んでいる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
レンズ等の光学材料の光学特性を評価するパラメーターとして、内部透過率がある。その他にも、レーザー光を継続的に受光した場合の透過率変化を表すレーザー耐久性、レンズの屈折率が場所によらず一定であることを表す屈折率均質性（ホモジニティー）、複屈折率及び研磨（又は加工）精度などがある。このように、露光装置に用いられるフッ化カルシウム結晶には高い品質が要求される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
従来の結晶製造方法により製造されたフッ化カルシウム結晶は、可視光に対しては満足できる光学特性を示していた。しかしながら、エキシマレーザーのように短波長で高出力の光に対しては、レーザー耐久性が低く、屈折率均質性及び複屈折率が大きく、研磨加工時の面精度が得にくい等、未だ満足のいく光学性能を示すに至っていないという問題があった。特に、近年要求されているような大口径（例えば、口径２５０ｍｍ以上）のフッ化カルシウム結晶となると、バウンダリ（多結晶化）や微小欠陥（一般に、泡と呼ばれる欠陥）が結晶中に取り込まれ、良好な結晶性（光学特性）を得ることが難しくなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての結晶製造装置は、結晶性物質の原料から単結晶を製造する結晶製造装置であって、前記原料を収納して結晶成長させる坩堝であって、前記原料の融液を保持する第１の領域と、前記結晶成長が開始する前記坩堝の下部を含む第２の領域とを区画すると共に、前記第１の領域と前記第２の領域とを接続する接続孔を有する仕切り板と、前記坩堝の下部に設けられ、９０度以下の円錐角度を有する円錐形状のコニカル部とを有する坩堝と、前記坩堝が収納される炉の内部に所定の温度勾配を形成する形成手段とを有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の別の側面としての結晶製造方法は、結晶性物質の原料を収納して結晶成長させる坩堝であって、前記原料の融液を保持する第１の領域と、前記結晶成長が開始する前記坩堝の下部を含む第２の領域とを区画すると共に、前記第１の領域と前記第２の領域とを接続する接続孔を有する仕切り板と、前記坩堝の下部に設けられ、９０度以下の円錐角度を有する円錐形状のコニカル部とを有する坩堝と、前記坩堝が収納される炉の内部に所定の温度勾配を形成する形成手段とを有する結晶製造装置を用いて前記原料の結晶を成長させるステップと、前記成長ステップで成長させた結晶のうち、前記第２の領域から結晶を切り出すステップとを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、紫外光、遠紫外光及び真空紫外光を露光光として利用し、当該露光光を上述の光学素子を含む光学系を介して被処理体に投影して当該被処理体を露光することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
坩堝２１０の大きさ（直径）は、製造する（必要とされる）フッ化カルシウムの大きさに依存して定められる。例えば、露光光学系に用いるレンズの場合には、口径が２５０ｍｍ乃至５００ｍｍ、厚さが１０ｍｍ乃至１００ｍｍ程度の結晶を必要とするため、坩堝２１０の直径を２５０ｍｍ乃至５５０ｍｍ、製品となる円筒部の高さを３０ｍｍ乃至２００ｍｍ程度とすればよい。また、精製装置１００の坩堝１１０から得られたフッ化カルシウムの大きさ（直径）が結晶製造装置２００の坩堝２１０の大きさ（直径）の０．９乃至０．９５倍となるように、坩堝２１０の大きさ（直径）を設定するのが好ましい。即ち、精製装置１００の坩堝１１０の直径と結晶製造装置２００の坩堝２１０の直径との比が、１：１．０５乃至１：１．１となるように設定する。これにより、精製されたフッ化カルシウムの結晶ブロックを粉砕することなく、坩堝２１０に収納することができる。また、粉砕した原料に比べて表面積を著しく小さくすることが可能となり、原料ＩＤの表面に付着した水分の混入を小さくすることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
支持部材２２０は、収納部２１４において坩堝２１０と連結し、成長炉ＣＧＦの中央部に坩堝２１０を配置する。支持部材２２０は、筐体２５０の底部を貫通し、上部が成長炉ＣＧＦに達する。支持部材２２０は、坩堝２１０と坩堝２１０中の融液重量を支持し、図示しない坩堝昇降機構を有する。坩堝昇降機構は、例えば、支持部材２２０に接続されたモーターと、モーターを通電する電源と、電源を制御する制御機構から構成され、モーターへの電源による通電を制御機構が制御する。それにより、支持部材２２０を介して坩堝２１０をヒーター２３０の加熱領域から非加熱領域へ移動して坩堝２１０の温度を徐々に下げることができる。更に、支持部材２２０は、図示しない回転機構を有し、かかる回転機構を介して坩堝２１０を回転できるような構成にしてもよい。支持部材２２０による坩堝２１０の回転は、坩堝２１０の温度を均一にするために行われる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図５は、アニール処理（ステップ１５００）で使用されるアニール装置３００の構成を示す概略断面図である。アニール装置３００は、図５に示すように、支持部材３２０に支持された略円筒形の坩堝３１０が、略円筒形の断熱部材３４０及び筐体３５０によって画定されたアニール炉ＡＮＦに収納される。そして、坩堝３１０の円筒面に沿って配置されたヒーター３３０によって加熱される。また、アニール装置３００は、アニール炉ＡＮＦを減圧又は真空環境に維持する排気系３６０を備えている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
このように、結晶製造装置２００及び結晶製造方法１０００によれば、坩堝２１０（詳細には、仕切り板２１６及びコニカル部２１８の円錐角度ＡＧ）によって融液内に発生する対流を抑制する。また、それと共に、成長させた単結晶から結晶を切り出す部位を調整することにより、結晶性及び光学特性、特に、屈折率均質性に優れた結晶を製造することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
本発明者は、結晶製造装置２００及び結晶製造方法１０００を利用すると共に、結晶製造装置２００が有する坩堝２１０のコニカル部２１８の円錐角度ＡＧを変えて数多くのフッ化カルシウムの単結晶を製造し、結晶性の評価を行った。なお、結晶性の評価には、Ｘ線トポグラフィー等を用いた。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
光源部５１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができる。しかし、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５３ｎｍのＦ２レーザーやＹＡＧレーザーを使用してもよいし、その光源も個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。更にスペックルを低減するために光学系を直線的又は回動的に揺動させてもよい。また、光源部５１２にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部５１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
投影光学系５３０は、物体面であるレチクル５２０上のパターンを反映する光を像面であるプレート５４０上に投影する光学系である。投影光学系５３０には、さまざまな光学系を使用することができる。例えば、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等である。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。かかる投影光学系５３０のレンズなどの光学素子に本発明のフッ化カルシウム結晶から製造される光学素子を使用することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
露光において、光源部５１２から発せられた光束は、照明光学系５１４によりレチクル５２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル５２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系５３０によりプレート５４０上に結像される。露光装置５００が使用する照明光学系５１４及び投影光学系５３０は、本発明によるフッ化カルシウムから製造される光学素子を含んで、紫外光、遠紫外光及び真空紫外光を高い透過率で透過する。よって、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。