(57)【要約】本発明は、エキシマーレーザ−を用いた光学的リソグラフィーのための、２００ｎｍ未満の領域の紫外光を透過させる光学的弗化カルシウム結晶の作成方法および光学的弗化カルシウム結晶を成長させるための多区画容器を提供するものであって、上下に積み重ねられて積重ね体を形成しかつそれぞれの底部に円錐形中心孔（１０）を有する多数のグラファイト製椀体（１，２，３）を備え、さらに、最下段の椀体（１）の下方に配置された円筒形中心孔を有する種結晶入れ（６）を備えた、弗化カルシウム結晶を成長させるための多区画容器において、円錐形中心孔（１１）を備えたグラファイト製の円筒形熱除去部材（８）が椀体のそれぞれの底部の下方に組み込まれ、熱除去部材（８）の他面は下段の椀体の蓋に隣接しており、各椀体の蓋は、最上段の椀体（３）の蓋を除いて円錐形中心孔（１２）を備えている。
2004532175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に積み重ねられて積重ね体を形成しかつそれぞれの底部に円錐形中心孔を有する多数のグラファイト製椀体を備え、さらに、円筒形中心孔を有して最下段の椀体の下方に配置された種結晶入れを備えた、弗化カルシウム結晶を成長させるための多区画容器において、
円錐形中心孔を備えたグラファイト製の円筒形熱除去部材が前記椀体のそれぞれの底部の下方に組み込まれ、該熱除去部材の他面は、下段の椀体の蓋に隣接しており、各椀体の蓋は、最上段の椀体の蓋を除いて円錐形中心孔を備えていることを特徴とする多区画容器。
【請求項２】
前記熱除去部材の外径が、前記椀体の底部の外径の０．５〜０．７倍であり、前記熱除去部材の高さが、前記椀体の底部の厚さの０．５〜１．０倍であり、下方の椀体のそれぞれの蓋の厚さが、上段の椀体の底部の厚さの１．０〜１．５倍であり、互いに連通可能な、すべての部品の円錐形の孔が１０〜２０°のテーパー角度を有する平滑な通路を形成し、該円錐形の孔の下端部の内径が３〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の多区画容器。
【請求項３】
前記熱除去部材が、前記椀体の底部と該椀体の下段の椀体の蓋とともに単一ユニットを形成していることを特徴とする請求項１または２記載の多区画容器。
【請求項４】
上下に積み重ねられて積重ね体を形成しかつそれぞれの底部に円錐形中心孔を有する多数のグラファイト製椀体を備え、さらに、円筒形中心孔を有して最下段の椀体の下方に配置された種結晶入れを備え、円錐形中心孔を備えたグラファイト製の円筒形熱除去部材が前記椀体のそれぞれの底部の下方に組み込まれ、該熱除去部材の他面は、下段の椀体の蓋に隣接しており、各椀体の蓋は、最上段の椀体の蓋を除いて円錐形中心孔を備えていることを特徴とする、光学弗化カルシウム結晶を成長させるための多区画容器。
【請求項５】
前記熱除去部材の外径が、前記椀体の底部の外径の０．５〜０．７倍であり、前記熱除去部材の高さが、前記椀体の底部の厚さの０．５〜１．０倍であり、下段の椀体のそれぞれの蓋の厚さが、上段の椀体の底部の厚さの１．０〜１．５倍であり、互いに連通可能な、すべての部品の円錐形の孔が１０〜２０°のテーパー角度を有する平滑な通路を形成し、該円錐形の孔の下端部の内径が３〜５ｍｍであることを特徴とする請求項４記載の多区画容器。
【請求項６】
前記熱除去部材が、前記椀体の底部と該椀体の下段の椀体の蓋とともに単一ユニットを形成していることを特徴とする請求項４または５記載の多区画容器。
【請求項７】
エキシマーレーザ−リソグラフィー用光学素子のための、２００ｎｍ未満の領域の紫外光を透過させる光学弗化カルシウム結晶の作成方法であって、
光学弗化カルシウム結晶を成長させるための多区画容器を提供し、
この場合、該多区画容器は、上下に積み重ねられて積重ね体を形成しかつそれぞれの底部に円錐形中心孔を有する多数のグラファイト製椀体を備え、さらに、円筒形中心孔を有して最下段の椀体の下方に配置された種結晶入れを備え、円錐形中心孔を備えたグラファイト製の円筒形熱除去部材が前記椀体のそれぞれの底部の下方に組み込まれ、該熱除去部材の他面は、下段の椀体の蓋に隣接しており、各椀体の蓋は、最上段の椀体の蓋を除いて円錐形中心孔を備えており、
成長する結晶内の半径方向の熱勾配を最小にしながら、かつ前記椀体の底部から熱を軸線に方向に除去しながら、前記椀体内で光学弗化カルシウム結晶を徐々に成長させることを特徴とする前記方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、第３５米国法典（３５  Ｕ．Ｃ．Ｃ．）第１１９条によりロシア連邦特許出願第２００１１１１０５５号の優先権を主張した出願である。
【０００２】
本願は、ここに引例として組み込まれる同時出願（代理人事件整理番号ＳＰ０１−２９６）に関連するものである。
【技術分野】
【０００３】
本発明は、一般的には、２００ｎｍ未満の領域の紫外光を透過させるための光学弗化物に関し、特に、エキシマーレーザ−リソグラフィー用光学素子のための、２００ｎｍ未満の領域の紫外光を透過させる弗化カルシウム結晶に関するものである。
【０００４】
本発明は、溶融体の温度勾配中での冷却よび成長のための種結晶の使用を通じて溶融体から弗化カルシウムの単結晶を成長させることによって、光学グレードの弗化カルシウムの人工結晶を調製する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００５】
光学グレードの弗化物結晶は、ストックバーガー法によって工業的に成長せしめられるが、この方法においては、溶融体を収容した容器(坩堝)が、高真空中で、一般に１組の遮蔽体によって保証される方向性のある熱の除去を伴いながら、一定の温度勾配を有する温度領域を移動せしめられる。
【０００６】
光学グレードの結晶の成長には、円錐形または半球形の底部を備えたグラファイト製の円筒状容器が一般に用いられている。結晶の大量生産に対しては、積重ね体を形成する１組の椀体からなる多室坩堝が用いられ、各椀体の底部には、溶融体の流通を可能にする孔が設けられている。椀体（器）の数は、装置の結晶成長（作用）ゾーンのサイズに一部左右され、その後により大きなサイズに成長せしめられる中間結晶のサイズに一部左右される。
【０００７】
かかる坩堝内で結晶を成長させるために、容器の積重ね体全体が、結晶化炉の内部において、溶融ゾーンから結晶化温度よりも低い温度に保たれているゾーンへと移動せしめられる。結晶成長は最下部の容器内で開始され、容器群が結晶化等温線を連続的に横切るにつれて上方の各容器内で結晶成長が上方へと継続して行く（非特許文献１参照）。
【０００８】
多区画坩堝の一例が「弗化カルシウム結晶」と題する特許文献１に記載された装置に示されている。そこに記載されている装置においては、上下に積み重ねられた１組の椀体からなる積重ね体が配置されている。これら椀体のそれぞれには１回分の原料が個別に満たされ、椀体同士は連通していない。結晶成長は各椀体内で個別に生じ、他の椀体とは工程が独立している。
【０００９】
従来の装置の中で、本発明の目的に最もかなっているのは、「多層式坩堝」を備えた装置であり、ここではディスク型の弗化物結晶がさらなる成長のための中間生成物として用いられている（非特許文献１のｐ．１０７参照）。この坩堝内の各キャビティ（椀体）はその底部に、溶融体が上段のキャビティから下段のキャビティへ流れるのを許容する円錐形の孔を備えているが、この孔は、最下段の椀体においては閉鎖されている。
【００１０】
溶融体の結晶化中に、各椀体の底部において孔を通る浸透成長〈連晶〉が生じ、かくして形成された小さい単結晶が上方の椀体のキャビティ内で単結晶中間生成物の形成のための種結晶として働く。ここでは自然発生的に種結晶が形成される機会は実際に存在しない。
【００１１】
公知の装置における結晶の調製において遭遇する主な問題は、一定の結晶配向、低い複屈折および高い光学的等質性を備えた高品質の光学グレードの結晶を得ることの困難さに関連している。この調製を可能にするには、厳密な結晶化管理またはシステムを用いなければならない。原料装填・溶融ゾーンにおいてはいかなる温度勾配も存在しないことが保証されるように温度領域を厳密に構成しなければならず、これが結晶化ゾーンにおける急峻な温度勾配とアニールゾーンにおける無温度勾配とを保証する。
【００１２】
本発明の目的に最も類似している従来の装置において、その特別に構成された温度領域は、ヒーターと、熱を除去するのに用いられる１組の反射式遮蔽体とのよって実現されている。しかしながら、これらの手段は、所望の配向と５〜１０ｎｍ／ｃｍよりも低い複屈折とを備えた結晶を得ることを可能にするものではなかった。
【特許文献１】
特開平９−３１５８９３号（平成９年１２月９日公開、特願平８−１３６５１５号、平成８年５月３０日出願）
【非特許文献１】
N.P.Yushkin外著、「光学品位の蛍石（Opticheskiy flyorit）」モスクワのナウカ（Nauka）社発行、ｐ．１０６−１０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、結晶構造の中心部からの好ましい熱の除去によって、所定の結晶方向に配向され、かつ低い複屈折（５ｎｍ／ｃｍ未満）と、高い光学的特性とを有する弗化カルシウム単結晶を調製することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、ａ）上下に積み重ねられ、それぞれの底部に円錐形中心孔を有する多数のグラファイト製椀体と、ｂ）最下段の椀体の下方に配置された、円筒形中心孔を備えた種結晶入れとからなる多区画容器の優れた構造によって達成される。最も類似した従来品とは異なり、容器の各椀体には、グラファイト製の円筒形熱除去部材が組み込まれている。これら熱除去部材は、円錐形中心孔を備え、各椀体の底部の下側に取り付けられており、熱除去部材の他面は、下段の椀体の蓋として機能する、円錐形中心孔を備えた平らな部材に隣接している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。
【００１６】
上記グラファイト製の円筒形熱除去部材の外径は、上記椀体の底部の外径の０．５〜０．７倍であり、上記熱除去部材の高さは、上記椀体の底部の厚さの０．５〜１．０倍であり、上記の蓋の厚さは、椀体の底部の厚さの１．０〜１．５倍である。上記椀体の底部と、熱除去部材である上記グラファイト製の円筒体と、上記蓋とに形成された円錐形の孔はすべて連通していて、１０〜２０°のテーパー角度を有し、かつ下端部の内径が３〜５ｍｍである共通の円錐形の孔を形成している。
【００１７】
上記熱除去部材は、それが付随する椀体の底部と、この椀体の下段の椀体の蓋とともに、単一ユニットを形成していてもよい。
【００１８】
上記種結晶入れは、ストッパによって底が閉ざされている。
【００１９】
好ましい実施例においては、熱除去部材の構造により、結晶成長期間を通じて、各椀体底部の中心部からの軸線方向への所望の理想的な熱の除去が保証され、これによって、単結晶の成長、内部応力の軽減および等質性のための好ましい条件が創り出される。
【００２０】
熱除去部材を形成するグラファイト製円筒体および下段の椀体の蓋の寸法は、成長する結晶の結晶化前線が平面または僅かに凸面である温度領域の勾配に関する最良のパラメータが保証されるように選択され、その結果、結晶格子の応力および変形も最小になる。
【００２１】
図１は多区画容器の概略図を示し、ここで、１は最下段の椀体、２〜ｎは最下段の椀体上に順次積み重ねられて配置された椀体（これら椀体の数は変り得る）、３は上部をカバーで蓋をされた最上段の椀体、４および５は椀体の蓋、６は種結晶入れ、７は種結晶入れの底部を閉ざすストッパ、８はグラファイト製の円筒状熱除去部材、９は椀体のキャビティー間の部分１０，１１，１２によって形成された円錐形の孔、１０は各椀体の底に形成された中心孔、１１はグラファイト製円筒状熱除去部材の中心孔、１２は最上段の椀体３の蓋４以外の蓋５に形成された中心孔、１３は、最下段の椀体１の下方に配置されかつ他の椀体の蓋５と同様の構造を有する、平らな部材の形態の随意的な追加部品である。
【００２２】
図２は、容器の複数の椀体の一つを示し、この椀体は、熱除去部材８および蓋５または平らな部材１３とともに単一ユニットを構成している。円錐形の連絡孔の下端部における内径は３〜５ｍｍで、テーパー角度は１０〜２０°である。
【００２３】
すべての椀体は同一寸法を有し、種々の径の間に下記の関係が保たれている。
【数１】
2004532175.tif 000003
【００２４】
ここで、ｈ１は椀体の底部の厚さ、ｈ２は円筒状熱除去部材８の高さ、ｈ３は各椀体の蓋の厚さ、Ｄは椀体の底部の外径、ｄは円筒状熱除去部材８の外径である。
【００２５】
容器を構成するすべての部品はグラファイト製である。
【００２６】
技術的な結晶成長工程は下記のように実行される。結晶に成長せしめられるべき材料からなりかつ所望の配向を有する種結晶を種結晶入れ６内に配置し、結晶に成長せしめられるべき１回分の原料を椀体１，２，３内に満たす。この容器を結晶成長炉内に導入し、炉室は残留圧力が少なくとも５×１０−６ｍｍＨｇになるように排気する。炉を椀体内の原料が溶融する温度に加熱し、次に容器を、炉の上部の高温ゾーンから下部の温度の低いゾーンに移動せしめ、これによって溶融体の結晶化が行なわれる。
【００２７】
この工程により、３０ｍｍの直径と、７０ｍｍの厚さと、（１〜３）×１０−６の光学的等質性と、１〜３ｎｍ／ｃｍの複屈折とを備えた弗化カルシウム単結晶が得られた。
【００２８】
本発明の精神および目的から離れることなしに種々の変形、変更が可能なことは、当業者であれば明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内でなされる本発明の変形、変更をもカバーすることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による多区画坩堝容器を示す。
【図２】本発明による坩堝容器を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１〜３    椀体
４，５    蓋
６    種結晶入れ
７    ストッパ
８    円筒形熱除去部材
９，１０,１１,１２    円錐形中心孔
１３    平らな部材
【国際公開パンフレット】
2004532175.tif 000004
2004532175.tif 000005
2004532175.tif 000006
2004532175.tif 000007
2004532175.tif 000008
2004532175.tif 000009
2004532175.tif 000010
2004532175.tif 000011
2004532175.tif 000012
2004532175.tif 000013
2004532175.tif 000014
【国際調査報告】
2004532175.tif 000015