(57)【要約】【課題】  固結後の溶融シリカに、水素を効果的に充填する。【解決手段】  約６０重量ｐｐｍまでのヒドロキシル（ＯＨ）基濃度、及び、約１×１０16 分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の軽水素と重水素を合わせた濃度を有する、溶融シリカ物品の製造方法を提供する。一部の実施の形態では、重水素は天然の同位体存在度よりも多い量で存在する。本方法は、溶融シリカのブールを提供し、軽水素及び重水素のうち少なくとも１種類をブール内に拡散させ、該ブールをアニールして溶融シリカ物品を形成する、各工程を有してなる。水素を溶融シリカ内に拡散させる方法、及び、該方法によって形成される水素充填された溶融シリカ物品についても記載する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の軽水素と重水素を合わせた濃度、及び、約１００重量ｐｐｍ未満のヒドロキシル基濃度を有する溶融シリカ物品であって、
前記重水素が、その天然の同位体存在度よりも高い濃度で存在することを特徴とする
溶融シリカ物品。
【請求項２】
前記溶融シリカ物品が、
溶融シリカブールを、少なくとも１パルスの第１の重水素圧に曝露させる工程であって、各パルスが第１の所定の継続時間を有し、かつ、前記第１の重水素圧が周囲圧力よりも大きくなっている工程、および
前記溶融シリカブールを、第２の所定の継続時間の各パルスの直後に、第２の重水素圧に曝露させる工程であって、前記第２の重水素圧が前記第１の重水素圧よりも低くなっている工程、
により形成されることを特徴とする請求項１記載の溶融シリカ物品。
【請求項３】
前記第１の重水素圧が、約１ａｔｍ〜約１５０ａｔｍまでの範囲であることを特徴とする請求項２記載の溶融シリカ物品。
【請求項４】
前記溶融シリカ物品が、フォトリソグラフィ装置の光学部品であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の溶融シリカ物品。
【請求項５】
溶融シリカ物品の製造方法において、
ａ．溶融シリカブールを提供する工程であって、該溶融シリカブールが固結されており、かつ、前記溶融シリカブールが約１００重量ｐｐｍ未満のヒドロキシル基濃度を有している工程、
ｂ．所定の温度で重水素を前記溶融シリカブール内に拡散させる工程であって、前記重水素が天然同位体存在度よりも多い量で存在している工程、および
ｃ．前記重水素を前記溶融シリカブール内に拡散後の該溶融シリカブールを、所定のアニール温度でアニールして前記溶融シリカ物品を形成する工程であって、前記溶融シリカ物品が、約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の軽水素及び重水素を合わせた濃度を有し、かつ、前記重水素が天然同位体存在度よりも高い濃度で存在している工程、
を有してなる方法。
【請求項６】
所定の温度で重水素を前記溶融シリカブール内に拡散させる前記工程が、
前記溶融シリカブールを、少なくとも１パルスの第１の重水素圧に曝露させる工程であって、各パルスが所定の継続時間を有し、かつ、前記重水素圧が周囲圧力よりも大きくなっている工程、および
前記溶融シリカブールを、第２の継続時間の各パルスの直後に、第２の重水素圧に曝露させる工程であって、前記第２の重水素圧が前記第１の重水素圧よりも低くなっている工程、
を有してなることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第１の重水素圧が、約１ａｔｍ〜約１５０ａｔｍまでの範囲であることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記溶融シリカブールを、少なくとも１パルスの重水素圧に曝露させる前記工程が、所定の時間、繰り返され、前記所定の時間が、前記軽水素及び重水素を合わせた濃度を前記溶融シリカブールのある領域に充填するのに十分な時間であることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記重水素が、前記軽水素及び重水素を合わせた濃度の少なくとも１０％を構成することを特徴とする請求項５または６記載の方法。
【請求項１０】
前記軽水素及び重水素を合わせた濃度が、約０．１×１０17分子／ｃｍ3〜約１×１０17分子／ｃｍ3までの範囲であることを特徴とする請求項７または８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融シリカに関する。さらに具体的には、本発明は、溶融シリカに水素を充填する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素分子は、エキシマレーザーの照射によって生じる色中心形成を緩和することから、フォトリソグラフィに使用する溶融シリカレンズにとって望ましい。スート・トゥ・ガラス法(soot-to-glass process)で製造された溶融シリカは、水素分子を含んでおらず、したがって、焼結／固結(consolidation)後の溶融シリカに水素を充填することが必要とされる。
【０００３】
水素は溶融シリカ中に容易に拡散する。しかしながら、低温では、充填時間があまりにも長くかかる。高温では、水素は石英格子と反応し、許容できないほど高濃度で水素化ケイ素（ＳｉＨ*）を形成してしまう。ＳｉＨ*の存在は、初期透過及び過渡吸収を低下させ、フルエンスを上昇させ、また、レーザーが誘起する波面収差の一因となりうることから、望ましくない。ケイ素の水素との反応の度合いは、充填時間及び温度、ならびに溶融シリカの組成に応じて決まる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、約６０重量ｐｐｍまでのヒドロキシル（ＯＨ）基濃度、及び、約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の、軽水素と重水素を合わせた濃度（総濃度）を有し、ここで、重水素が、天然の同位体存在度よりも高い濃度で存在することを特徴とする、溶融シリカ物品の製造方法を提供する。１つの実施の形態では、製品は、約６０重量ｐｐｍまでのＯＨを含む、溶融シリカブール(boule)を提供し、重水素をブール内に拡散させ、該ブールをアニールして溶融シリカ物品を形成する、各工程によって形成される。水素を溶融シリカ内に拡散させる方法についても記載する。
【０００５】
したがって、本発明の１つの態様は、溶融シリカ物品を提供することである。溶融シリカ物品は、約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の、軽水素と重水素を合わせた濃度、及び、約１００重量ｐｐｍ未満のヒドロキシル基濃度を有し、ここで、重水素は天然の同位体存在度よりも多い量で存在する。
【０００６】
本発明の第２の態様は、溶融シリカ物品を提供することである。溶融シリカ物品は、溶融シリカのブールを提供する工程であって、溶融シリカブールは固結されており、かつ、溶融シリカブールが約１００重量ｐｐｍ未満のヒドロキシル基濃度を有している工程；所定の温度で重水素を溶融シリカブール内に拡散させる工程であって、重水素は天然の同位体存在度よりも多い量で存在している工程；および所定のアニール温度で重水素を溶融シリカブール内に拡散後、その溶融シリカブールをアニールして溶融シリカ物品を形成する工程であって、溶融シリカ物品は約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の軽水素と重水素を合わせた濃度を有し、かつ、重水素は天然の同位体存在度よりも高い濃度で存在している工程；によって形成される。
【０００７】
本発明の第３の態様は、溶融シリカ物品の製造方法を提供することである。本方法は、溶融シリカブールを提供する工程であって、溶融シリカブールは固結されており、かつ、溶融シリカブールは約１００重量ｐｐｍ未満のヒドロキシル基濃度を有している工程；所定の温度で重水素を溶融シリカブール内に拡散させる工程であって、重水素は天然の同位体存在度よりも多い量で存在している工程；および所定のアニール温度で重水素を溶融シリカブール内に拡散後、該溶融シリカブールをアニールして溶融シリカ物品を形成する工程であって、溶融シリカ物品は約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の軽水素と重水素を合わせた濃度を有し、かつ、重水素は天然の同位体存在度よりも高い濃度で存在している工程；を有してなる。
【０００８】
本発明の第４の態様は、溶融シリカ物品の製造を提供することである。本方法は、溶融シリカのブールを提供する工程であって、溶融シリカブールは固結されており、かつ、溶融シリカブールが約１００重量ｐｐｍ未満のヒドロキシル基濃度を有している工程；溶融シリカブールを少なくとも１パルスの第１の重水素圧に曝露させる工程であって、各パルスは所定の継続時間を有し、かつ、重水素圧は周囲圧力よりも大きくなっている工程；第２の継続時間での各パルスの直後に、溶融シリカブールを第２の重水素圧に曝露させる工程であって、第２の重水素圧は第１の重水素圧よりも小さくなっている工程；および所定のアニール温度で重水素を溶融シリカブール内に拡散後、該溶融シリカブールをアニールして溶融シリカ物品を形成する工程であって、溶融シリカ物品は約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の軽水素と重水素を合わせた濃度を有し、かつ、重水素が天然の同位体存在度よりも高い濃度で存在している工程；を有してなる。
【０００９】
本発明の第５の態様は、溶融シリカブール内に重水素を拡散させる方法を提供することである。本方法は、溶融シリカブールを提供する工程であって、溶融シリカブールは固結されている工程；溶融シリカブールを少なくとも１パルスの第１の重水素圧に曝露させる工程であって、各パルスは所定の継続時間を有し、かつ、重水素圧は周囲圧力よりも大きくなっている工程；および第２の持続時間での各パルスの直後に、溶融シリカブールを第２の重水素圧に曝露させる工程であって、第２の重水素圧は第１重水素圧よりも小さくなっている工程；を有してなる。
【００１０】
本発明における、これら及びその他の態様、利点、及び顕著な特徴は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び、添付の請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１１】
以下の説明では、参照文字の類は、図面に示すいくつかの図全体を通して、同様の、または対応する部分を指定している。特に明記しない限り、「上部」、「底部」、「外側」、「内側」などの用語は、簡便のためであり、限定的な用語として解釈されるべきではないこともまた、理解されたい。さらには、ある基が、成分及びそれらの組合せの、少なくとも１つの基を含む、と記載される場合は常に、その基は、個別に、または互いに組み合わせて、引用されるそれらの成分を任意の数で含んでいて差し支えないものと理解されたい。同様に、ある基が、成分またはそれらの組合せの、少なくとも１つの基から成ると記載される場合は、常に、その基は、個別に、または互いに組み合わせて、引用されるそれらの成分の任意の数で構成されて差し支えないものと理解されたい。他に明記しない限り、値の範囲には、その範囲の上限及び下限が含まれる。
【００１２】
図面全般、特に図１を参照すると、当然ながら、その図が、本発明の特定の実施の形態を説明するためのものであって、本発明を限定することは意図されていないことが理解されよう。
【００１３】
本明細書では、「軽水素」とは、単一の陽子及び電子から成る、質量数１の水素同位体のことをいう。記号「Ｈ」及び「Ｈ2」は、他に明記しない限り、それぞれ、軽水素（11Ｈ）の原子及び分子のことを指す。本明細書では、用語n(Ｈ)及びn(Ｈ2)は、それぞれ、物質中の軽水素原子及び分子の総数のことを指す。
【００１４】
本明細書では、「重水素」とは、その核に１個の陽子及び１個の中性子を有し、原子量２．０１４４を有する、水素同位体のことをいう。記号「Ｄ」及び「Ｄ2」は、他に明記しない限り、それぞれ、重水素（21Ｈ）の原子及び分子のことを指す。本明細書では、用語n(Ｄ)及びn(Ｄ2)は、それぞれ、物質中の重水素原子及び分子の総数のことを指す。
【００１５】
本明細書では、用語「ヒドロキシル」またはＯＨは、他に規定されない限り、酸素原子及び軽水素原子（11Ｈ、以下「Ｈ」という）から成る、部分、または部分の基を意味する。酸素原子は、酸素（16Ｏ、17Ｏ、または18Ｏ）の天然同位体のいずれか、または任意の割合のそれらの混合物であって差し支えない。本明細書では、n(ＯＨ)は、物質中のＯＨ部分の総数を意味する。
【００１６】
本明細書では、「水素化学種(hydrogen species)」という用語は、他に規定しない限り、例えば、軽水素及び重水素の天然の混合物、軽水素及び重水素の原子及び／または分子の任意の他の混合物、純粋な軽水素の原子及び／または分子、ならびに、純粋な重水素の原子及び／または分子など、天然の水素同位体の任意の組合せのことをいう。
【００１７】
本明細書では、「水素」は、他に規定しない限り、軽水素及び重水素の分子及び原子の天然の混合物（軽水素９９．９８％、及び重水素０．０２％）のことをいう。
【００１８】
高純度の溶融シリカ中に、軽水素及び重水素のうち少なくとも１種類を含む水素分子が存在することは、広範囲に及ぶエキシマレーザーの照射（例えば、０〜９００μＪ／ｃｍ2のフルエンスでの１９３ｎｍのＡｒＦレーザー）によって生じる色中心形成を緩和することから、有利である。しかしながら、スート・トゥ・ガラス法で製造された高純度の溶融シリカは水素分子を含んでおらず、したがって、所望のＨ2濃度を実現するために、固結後に充填工程が必要とされる。ここで、所望のＨ2濃度とは、約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲であり、ある実施の形態では、約０．１×１０17分子／ｃｍ3〜約１．０×１０17分子／ｃｍ3までの範囲である。水素同位体は、溶融シリカガラス内に容易に拡散することができるが、５００℃未満の温度における充填時間の長期化、及び７００℃を超える充填温度での水素化ケイ素（ＳｉＨ*）または重水素化ケイ素（ＳｉＤ*）の濃度の上昇を含む、多くの実施上の問題によって充填工程が制限される。ＳｉＨ*は、Ｈ2の格子構造との熱反応によって形成される：
ＳｉＯＳｉ ＋ Ｈ2 → ＳｉＨ* ＋ ＳｉＯＨ
重水素化ケイ素（ＳｉＤ*）は、類似の反応により形成される：
ＳｉＯＳｉ ＋ Ｈ2 → ＳｉＤ* ＋ ＳｉＯＨ
この一般反応は、ガラス組成物、充填時間、及び充填温度に大きく依存する。特に、ＳｉＨ*またはＳｉＤ*のいずれも、１９３ｎｍＡｒＦの光学用途には望ましくない。ＳｉＨ*またはＳｉＤ*のいずれかの存在が、透過及び過渡吸収を低下させ、フルエンス依存性透過率（ＦＤＴ）を上昇させ、また、レーザーが誘起する波面収差（ＬＩＷＦＤ）を引き起こす、溶融シリカの劣化につながる。したがって、適切な水素濃度を有する溶融シリカの光学部品を提供すること、及び、充填時間および温度を選択して、高純度の溶融シリカの光学部品に最も望ましい特性を与える一方で、ＳｉＨ*及び／またはＳｉＤ*の形成を最小限にすることが望ましい。
【００１９】
吸収率が低いことから、溶融シリカにドーパントとして重水素を使用することは、約９９．９８％の軽水素と０．００２％の重水素が含まれる水素同位体の天然混合物よりも、レーザー損傷の緩和の点で有効であろう。シリカとの熱反応または光分解反応におけるＳｉＤまたはＳｉＯＤの形成は、化学反応速度が低減されることから、ＳｉＨまたはＳｉＯＨに比べて都合がよい。Ｈ2の代わりにＤ2を溶融シリカに充填することにより、真空紫外線（ＶＵＶ）の透過及びレーザー耐久性における改善を実現させてもよい。さらには、Ｄ2とＨ2の混合物の充填を利用して、溶融シリカ物品のレーザー損傷の改良を提供すると同時に、低コストの代替手段を提供することもできる。
【００２０】
限定はしないが、スペクトルの紫外領域で作動可能なレンズなどの溶融シリカ物品、及び、その溶融シリカ物品の製造方法を提供する。溶融シリカ物品は、約６０ｐｐｍ未満のヒドロキシル（ＯＨ）基濃度、及び、約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲の、軽水素と重水素の平均総濃度を有し、ある実施の形態では、約０．１×１０17分子／ｃｍ3〜約１．０×１０17分子／ｃｍ3までの範囲であり、ここで、重水素は天然の同位体存在度よりも多い量で存在する。本明細書では、「総濃度」及び「合わせた濃度」という用語は、Ｈ2 (n(Ｈ2))、ＨＤ(n(ＨＤ))、及びＤ2 (n(Ｄ2))の濃度の和、すなわち、総濃度＝n(Ｈ2) ＋ n(ＨＤ) ＋ n(Ｄ2)のことを指す。重水素は、重水素の天然同位体存在度よりも多い量で存在する；すなわち、物質中のn(Ｄ)／(n(Ｈ)＋n(Ｄ))の比が、２×１０-4よりも大きい。ある実施の形態では、重水素は、水素化学種の総濃度の少なくとも１０％を構成する。ある特定の実施の形態では、重水素は、唯一の、存在する水素同位体または化学種である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
溶融シリカ物品は、最初に、固結または焼結されている溶融シリカブールを提供することにより、製造される。本明細書では、ブールは、最終的に溶融シリカ物品に形成または加工されるであろう、任意の溶融シリカ片のことを指す。溶融シリカブールは、最初に、スートブランク(soot blank)を形成することにより、形成して差し支えない。溶融シリカ物品用のスートブランクの形成方法は、当技術分野で周知である。スートブランク、またはプリフォームは、例えば、蒸気の状態のケイ素含有化合物を含むガス流を生じさせる、蒸着法を使用して提供されて構わない。ケイ素含有化合物を含むガス流は、燃焼バーナーの火炎内に入り、溶融シリカスートの非晶質の粒子を形成する。溶融シリカ粒子が支持体に蒸着し、溶融シリカスートブランクを形成する。支持体は、典型的な外部蒸着法（ＯＶＤ）、平面スート蒸着法（ＰＳＤ）、または軸付け化学蒸着法（ＶＡＤ）などにおける、支持心棒またはマンドレルであって差し支えない。マンドレルを使用する場合、蒸着後にこのマンドレルを除去し、中空の円筒形の多孔質のスート本体を得てもよい。
【００２２】
スート粒子は、典型的には、少なくとも１種類のケイ素前駆体化合物を火炎加水分解することにより得られる。ケイ素前駆体化合物としては、限定はしないが、ＳｉＣｌ4、ＳｉＢｒ4、ＳｉＦ4などのハロゲン含有化合物が挙げられる。ケイ素前駆体化合物には、限定はしないが、例えばポリメチルシロキサンなどのハロゲン化物を含まないシクロシロキサン化合物もまた含まれる。このようなポリメチルシロキサンとしては、ヘキサメチルジシロキサン、ポリメチルシクロシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、デカメチルシクロペンタシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、及びそれらの組合せが挙げられる。水素（または重水素）含有燃料（例えば、水素分子、炭化水素など）、上記などの前駆体、またはその両方を使用する火炎加水分解は、典型的にはＯＨ（及びＯＤ）及び水を含む。次にスートブランクを約１５００℃までの温度に加熱することにより焼結または固結し、溶融シリカブールを形成する。固結の前に、乾燥工程によって、過剰の水、ＯＨ及びＯＤを随意的に溶融シリカブランクから除去し、その後に酸化してもよい。このような乾燥の後、ＯＨは約６０重量ｐｐｍ未満の濃度で存在する。次に、溶融シリカブールを、例えばレンズブランクなどの最終溶融シリカ物品の形状に近い、ニア・ネット・シェイプに形を整えるか再形成して差し支えない。溶融シリカブールは、限定はしないが、ロールアウト法、スカッシング法(squashing)、傾斜フロー法(tilt flow)、及びそれらの組合せなど、当技術分野で既知の技法を使用して、形を整えるか再形成される。
【００２３】
固結の後、再形成された石英ブール内に、重水素及び、随意的に軽水素を拡散させる。拡散工程は、典型的には、固結された溶融シリカブールを、重水素、軽水素（随意的に）、及び、限定はしないが、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを含む雰囲気下で加熱することにより行なわれる。拡散工程は、所定の温度、及び所定の時間で行なわれる。ある実施の形態では、所定の温度は、約３５０℃〜約７００℃までの範囲であり、ある特定の実施の形態では、所定の温度は、約４００℃〜約５００℃までの範囲である。所定の時間は、約１０時間〜約２５００時間の範囲である。ある実施の形態では、拡散工程は、約４００℃〜約５００℃までの範囲の温度で、窒素及び約９０％〜約１００％までの水素化学種を含む雰囲気下で溶融シリカブールを加熱する工程を含み、ここで、重水素は、その天然同位体存在度よりも多い量で存在する（すなわち、n(Ｄ)／(n(Ｈ) ＋ n(Ｄ))＞２×１０-4)。ある特定の実施の形態では、拡散工程は、約４００℃〜約５００℃までの範囲の温度で、窒素及び約４％の重水素、ならびに、随意的に軽水素を含む雰囲気下で溶融シリカブールを加熱する工程を含む。
【００２４】
重水素、及び、随意的に軽水素を、再形成された溶融シリカブール内に拡散させた後、そのブールを、約９００℃〜約１２００度までの範囲の所定のアニール温度でアニールする。アニール工程は、典型的には、大気中（すなわち、周囲雰囲気）または窒素雰囲気下で行なわれる。アニール工程の後、石英ブールを溶融シリカ物品の最終的な形状に仕上げる。
【００２５】
拡散工程は、典型的には、溶融シリカブールを、約１〜約１００％までの範囲の、軽水素及び重水素を合わせた濃度を有する雰囲気に曝露する工程を含む。水素化学種のみで構成されない雰囲気の場合、その雰囲気は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスをさらに含む。ある実施の形態では、雰囲気は、およそ周囲圧力（１ａｔｍまたは１．０１ｂａｒ）であるか、それに近い。水素化学種（すなわち、重水素及び、随意的に軽水素）は、該水素化学種がブール全体に実質的に均一に拡散される程度に、溶融シリカブール内に拡散される。これらの条件下、許容できる程度の水素化学種の均質性をブールにもたらすことを目的として。拡散工程を数週間に亘って行なう。
【００２６】
別の実施の形態では、拡散工程は、溶融シリカブールを、所定の温度で、重水素及び、随意的に、大気圧よりも大きい軽水素の圧力に曝露する工程を含み、その圧力は約１ａｔｍ〜約１５０ａｔｍまでの範囲である。大気圧よりも大きい圧力を、水素化学種と共に、溶融シリカの外側領域に「充填」する。この充填方法は、溶融シリカブール本体全体に、ブールの中心部または内部よりもブールの外側領域または末梢領域に高濃度の水素化学種を有する、濃度勾配を生じる。所定の温度で連続して加熱することにより、溶融シリカブール全体の水素化学種濃度が実質的に均質になるまで、水素化学種を低濃度の領域に移動させる。
【００２７】
ある実施の形態では、水素化学種の圧力はパルスされ、すなわち、圧力は、所定の継続時間、周囲の値よりも高く維持され、所望の濃度の重水素、あるいは、所望の総濃度の重水素及び軽水素が、溶融シリカブールのある領域に充填される。各個別のパルスの継続時間は、約５〜約１２０分までの範囲である。このような各パルスの後、水素化学種の圧力をすぐに、より低い圧力へと低下させ、第２の所定の継続時間の期間、その低い圧力で維持する。ある実施の形態では、溶融シリカブールに圧力をパルスし、低下させると同時に、所定の温度を保持する。圧力をパルスする可能な別のスケジュール例を、図１に概略的に示す。１つのスケジュールでは、水素化学種の圧力は、溶融シリカブール内にパルスされ、または定期的に変更され（図1の実線）、各パルス同一の重水素及び軽水素（随意的に）の圧力に暴露される。同様に、パルスの継続時間は、連続したパルス間の間隔と同一である。あるいは、パルスの大きさ及び継続時間も、連続したパルス間の間隔も、変化させて構わない（図１の破線）。
【００２８】
圧力を所定の時間にわたって複数回パルスし、溶融シリカ物品内（及び製品全体）に、所望の濃度の水素化学種を達成して差し支えない。この所定の時間は、約１０時間〜約１０００時間の範囲であって構わない。ある実施の形態では、溶融シリカ物品内部の重水素、及び、随意的に軽水素を合わせた濃度は、約１×１０16分子／ｃｍ3〜約６×１０19分子／ｃｍ3までの範囲であり、別の実施の形態では、約０．１×１０17分子／ｃｍ3〜約１×１０17分子／ｃｍ3までの範囲である。所望の充填を達成するとすぐに、水素化学種の圧力を低下させる。水素化学種は溶融シリカブールの充填領域から、水素化学種の濃度のより低いブールの領域へと移動し、よって、溶融シリカブール全体に、所望の水素化学種の実質的に均質な充填をもたらす。
【００２９】
溶融シリカ物品は、例えば、フォトリソグラフィ系の光学部品、光ファイバーなどであって差し支えない。溶融シリカ物品は３００ｎｍ未満の波長で作動するフォトリソグラフィ装置の光路に利用可能である。
【００３０】
以下の予測例は、本発明の特徴及び利点を例証するものであり、本発明を限定することはまったく意図されていない。例では、水素（すなわち、軽水素及び重水素の分子及び原子の天然の混合物）の拡散について述べるが、そのモデルは、重水素のみを用いたのと同様の結果を生じるであろうと予想される。
【００３１】
水素の拡散及び反応モデルを使用して、４７５℃における４０ｍｍ厚のシリカ試料の水素充填の一次元分析を得ることができる。分析では、初期ＯＨ濃度は７５ｐｐｍと推定される。この例では、「水素」及び「ＯＨ」は、軽水素及び重水素の天然同位体存在度を有する水素及びヒドロキシル基のことをいう。ある算定では、水素圧は０．４６ａｔｍで一定に維持され、この圧力は、４７５℃（図２ａ）、５００時間でシリカの表面に１×１０17分子／ｃｍ3のＨ2濃度を実現するのに必要とされるべく決定されたものである。第２の算定では、水素圧は「パルス」される、すなわち、１ａｔｍで２００時間保持され、１時間の移行期間にわたって０．４６ａｔｍに低減され、０．４６ａｔｍで２００時間保持される（図２ｂ）。
【００３２】
各事例において算出された水素濃度特性の発展を図３及び４に示す。特性を５０時間の間隔でプロットした。水素圧が０．４６ａｔｍで５５０時間一定に保持される場合（図３）には、初期の算出された水素特性（１）は、試料の外縁（２０ｍｍ）における約９〜１０×１０17分子／ｃｍ3〜試料の中心から約９ｍｍの位置における０までの範囲である。５５０時間後の算出された水素特性（２）は、試料の外縁における約９〜１０×１０17分子／ｃｍ3〜試料の中心における約３×１０17分子／ｃｍ3までの範囲である。
【００３３】
水素圧がパルスされる場合（図４）には、初期の算出された水素特性（１）は、試料の外縁（２０ｍｍ）における約２１×１０17分子／ｃｍ3〜試料の中心から約８〜９ｍｍの位置における０までの範囲である。４００時間後の算出された水素特性（２）は、試料の外縁における約１０×１０17分子／ｃｍ3〜試料の中心における約４×１０17分子／ｃｍ3までの範囲である。したがって、モデルリングの結果は、大気圧に対する水素圧のパルスが、長期間にわたり低水素圧に試料を曝露することによって得られるのとほぼ同一の水素特性をシリカ試料に生じさせる。さらには、大気圧に対して水素圧のパルスは充填時間を２５％よりも大きく低減させる。
【００３４】
例証の目的で、典型的な実施例について説明してきたが、先の説明は、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。したがって、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者に、さまざまな修正、適合、及び代替をもたらすであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】溶融シリカブールに充填される、パルスされる水素の可能なパルススケジュールのプロット。
【図２ａ】水素圧を０．４６ａｔｍで５５０時間維持したシリカ試料の水素充填のスケジュールのプロット。
【図２ｂ】水素圧を１ａｔｍで２２０時間パルスした後、０．４６ａｔｍで２００時間維持したシリカ試料の水素充填のスケジュールのプロット。
【図３】図２ａに示す充填のスケジュールに基づいて算出された水素特性のプロット。
【図４】図２ｂに示す充填のスケジュールに基づいて算出された水素特性のプロット。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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