紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置
【課題】真性複屈折による悪影響を抑えた紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置を提供する。
【解決手段】Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物。紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であるする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含む光学装置。
【解決手段】Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物。紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であるする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含む光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外光用ガラス組成物に関し、特に光学装置に用いられる光学部材などに適している酸化物ガラス組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学部材はカメラ、望遠鏡など幅広い分野で利用されている。光学部材は結晶を原材料とするものとガラスを原材料とするものと大きく２つに分けることができる。その中で結晶光学部材はその結晶系において用途が分かれる。結像光学系などにレンズとして用いられるものは立方晶系の結晶である。光学的に等方である立方晶の結晶を用いることにより、光学的な異方性を起因とする複屈折などを低減させるができる。
【０００３】
ガラス組成物としては、特許文献１に記載されているように、５０モル％以上７７モル％以下の酸化アルミニウムと２３モル％以上５０モル％以下の希土類酸化物とを含むガラスについて記載されている。また、特許文献１には、希土類元素としてルテチウム（Ｌｕ）の開示がある。
【０００４】
一方、半導体集積回路の高集積化に伴い、超微細パターン形成への要求がますます高まっている。そして、微細パターンをウエハ上に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置（ステッパー）の高性能化が行われ、露光用の光源の波長が短波長へと移行している。その中で注目されている光学部材は、紫外領域の透過率が高い立方晶系のフッ化カルシウム単結晶である。さらに近年、より高い解像力を得るために光学部材の高屈折率化を目指し、Ｓｉよりも屈折能の高い、Ｌｕ、ＡｌおよびＭｇなどを用いた光学部材の開発が試みられている。立方晶系のルテチウムアルミニウムガーネット単結晶（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２）、酸化マグネシウム単結晶（ＭｇＯ）、マグネシウムスピネル単結晶（ＭｇＡｌ２Ｏ４）などの開発が積極的に行われている。特にルテチウムアルミニウムガーネット単結晶に関しては屈折率が高く、今後の開発が期待されている。例えば、ルテチウムアルミニウムガーネット単結晶の波長１９３ｎｍにおける屈折率は、２．１、石英ガラスの波長１９３ｎｍにおける屈折率は、１．５６、フッ化カルシウム単結晶の波長１９３ｎｍにおける屈折率は、１．５０である。
【０００５】
単結晶材料の場合、紫外光領域では真性複屈折（ＩＢＲ；ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）が発生する問題がある。ＭｇＯやＭｇＡｌ２Ｏ４では真性複屈折率の大きさが７０ｎｍ／ｃｍ（外挿値）、５２ｎｍ／ｃｍ（外挿値）であり、ＣａＦ２の３．４ｎｍ／ｃｍに比べてはるかに大きい（非特許文献１）。
【０００６】
そのため、真性複屈折が生じることのない材料の開発が要求されている。紫外領域での透過性の高い高屈折率光学部材の開発例として石英ガラスに圧力を加えることによって起こる石英ガラスの永久高密度化によって屈折率を上げる試みがされている（非特許文献２）。しかしながら、圧力印加による屈折率変動は小さいため実用化には至っていない。
【特許文献１】国際公開ＷＯ０１／２７０４６号公報
【非特許文献１】Ｊｏｈｎ Ｈ．Ｂｕｒｎｅｔｔ，Ｓｉｍｏｎ Ｇ．Ｋａｐｌａｎ，Ｅｒｉｃ Ｌ．Ｓｈｉｒｌｅｙ，Ｐａｕｌ Ｊ．Ｔｏｍｐｋｉｎｓ，ａｎｄ ＪａｍｅｓＥ．Ｗｅｂｂ，”Ｈｉｇｈ−Ｉｎｄｅｘ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ １９３ ｎｍＩｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＳＰＩＥ５７５４−５７（２００５年）
【非特許文献２】Ｐｈｙｓ． Ｃｈｅｍ． Ｇｌａｓｓｅｓ １０（１９６９）１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
要するに、石英ガラスの屈折率を上げることは難しく、ルテチウムアルミニウムガーネット単結晶のような結晶は真性複屈折が発生する。
また、光学装置としての液浸式露光装置に用いるには、各種特性の点で今だ十分ではなかった。
【０００８】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、真性複屈折率による課題が発生しない新規な組成の紫外光用ガラス組成物を提供するものである。
本発明の別の目的は、液浸式露光装置の最終レンズに好適な、屈折率が高く、透過率が高く、真性複屈折が低いかあるいは存在せず、又、応力複屈折（ＳＢＲ；ｓｔｒｅｓｓ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）が低いかあるいは存在しない紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明のほかの目的は、光源の光に対する耐久性があり、使用する液体に対する耐久性がある紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の骨子による紫外光用ガラス組成物は、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の骨子による光学装置は、紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であるする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の骨子による光学装置は、紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、第１の光学部材と、該第１の光学部材より屈折率が高い第２の光学部材とを備え、前記第２の光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物からなる基材を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明者らは、真性複屈折のないガラス材料について新規ガラス材料を探索し、その結果Ｌｕ、Ａｌ、Ｏの組成比を上記の特定の範囲にすると、その組成物が結晶化せず、ガラス化（非晶質化）することを発見した。Ｌｕの酸化物は単独ではほとんどガラス化しないが、Ｓｉの酸化物（波長５８７．６ｎｍにおいて屈折率は１．４５８）に比べて高い屈折率（波長５８７．６ｎｍにおいて屈折率は１．９３３）を有している。特定の範囲のＬｕの酸化物とＡｌの酸化物からなる組成物はガラス化し、高い屈折率を有するガラス組成物となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍのような波長を有する紫外光において、真性複屈折率による課題が発生しない新規な紫外光用ガラス組成物を提供することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、応力複屈折が低く、使用する紫外光や液体に対する耐久性がある紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施するための最良の形態を示す。ただし、この実施形態に記載されている内容は、特定的な記載がない限りは、発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係るガラス組成物は、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合が陽イオンパーセントでＬｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする。
【００１７】
酸化物ガラス組成物においてガラスの主成分としてＬｕ、Ａｌ、Ｏからなり、その含有量によりガラス化できる範囲が決まる。ガラス化は、目的の組成物の融液をつくりそれを急冷することやＣＶＤ法等の気相合成法によって行う。
【００１８】
前記ガラス組成物において、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上、好ましくは１００重量％に限りなく近い方が望ましい。
前記ガラス組成物において、ＬｕとＡｌの含有割合が陽イオンパーセントでＬｕが２４％以上３３％以下、好ましくは２８％以上３２％以下であり、Ａｌが６７％以上７６％以下、好ましくは６８％以上７２％以下であるのが望ましい。ＬｕとＡｌの含有割合が上記の範囲であると非晶質化が起こり、真性複屈折率による課題が発生しないので好ましい。
【００１９】
なお、ここでいう、Ｌｕの陽イオンパーセントとは、ＬｕとＡｌの両方の陽イオン数の合計に対するＬｕ陽イオンの数の割合である。Ａｌの陽イオンパーセントとはＬｕとＡｌの両方の陽イオン数の合計に対するＡｌ陽イオンの数の割合である。
【００２０】
前記Ｌｕ、Ａｌ及びＯは、Ｌｕ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３からなることが好ましい。そして、前記Ｌｕ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の含有割合が、陽イオンパーセントでＬｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることが好ましい。
【００２１】
また、不純物はガラス化の阻害、欠陥の生成などに寄与することが多いため１００ｐｐｍ以下に制御することが適当である。一方、必要に応じて、硼素（Ｂ）を添加してもよい。
【００２２】
上述した実施形態によるガラス組成物は、そのものをレンズの基材（レンズの硝材）として利用できる他、スパッタリングターゲットとして用いて光学薄膜の形成に利用することもできる。
【００２３】
そして、これらのレンズや光学薄膜は、波長が３６５ｎｍ以下、より好ましくは２４８ｎｍ以下、更には１９３ｎｍ以下の紫外光を透過する光学部材として好適に用いられる。
【００２４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２による光学装置としての露光装置では、波長２００ｎｍ以下の真空紫外領域の光（たとえば、ＡｒＦエキシマレーザー；発振波長１９３ｎｍなど）を発生する光源を使用する。これは、露光波長が小さくレンズの開口数が大きいほど、解像線幅を小さくして解像度を向上できるからである。
【００２５】
さらに、露光基板と露光装置の最終レンズとの間に液体を充填することにより、露光基板面における光の波長を実質的に短くして解像度を向上させる液浸式露光装置となっている。
【００２６】
液浸式露光装置は、少なくとも、光源と、照明光学系と、光学マスク（レチクル）と、投影光学系と、液体の供給回収装置とを備えた装置である。そして、投影光学系の露光基板側の先端に設けられたレンズ（最終レンズ）と、感光性膜を有する露光基板との間に、液体を充填した状態で露光が行われる。
【００２７】
このような液浸式露光装置の最終レンズには、光源の光の波長における屈折率および透過率が高いことが要求される。また、真性複屈折や応力複屈折が低いかあるいは存在しないことが要求される。さらには、光源の光に対する耐久性があること、使用する液体に対する耐久性があることが要求される。このため、本実施形態２では、前述した実施形態１のガラス組成物からなるレンズを最終レンズとして用いる。投影光学系の残りのレンズは、石英ガラスからなるレンズを用いる。
【００２８】
これらのレンズには必要に応じて反射防止用の光学薄膜が形成される。
図１は液浸式露光装置の模式図である。
図１中、液浸式露光装置１１は、マスク（レチクル）１４を境にした照明光学系１３と投影光学系１５と、さらに液体の供給回収装置１７，１８と、露光基板を移動させ得るステージ２５と、レーザー光源２６とを備えている。
【００２９】
投影光学系１５は、相対的に屈折率の低い第１の光学部材として、石英ガラス製のレンズ群と、露光基板側の先端に設けられた相対的に屈折率の高い第２の光学部材として最終レンズ１９とを有する。投影光学系１５は、この最終レンズ１９と、感光性膜を有する露光基板２１との間に、液体２３を充填した状態で、対象物としての感光性膜を有する露光基板２１に紫外光を照射する露光を行う。
【００３０】
この露光によって、光学マスク（レチクル）１４のパターンを縮小して、露光基板２１上に転写することができる。なお、図示した例では、最終レンズ１９と基板２１との間のみに液体２３が保持されているが、これに限定されるものではなく、露光基板２１全体を液体２３に浸す態様であってもよい。液体２３としては、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率（２０℃）が１．４４である純水や、フッ素系有機溶媒などを用いることができる。
【００３１】
本実施形態２による発明の液浸式露光装置は、光源として、波長２００ｎｍ以下のレーザー光源を備えていることが好ましく、より具体的には、ＡｒＦエキシマレーザー発振器またはＦ２エキシマレーザー発振器を備えていることが好ましい。このような短波長の光を光源として用いることにより、露光装置の解像度を向上させることができる。
【００３２】
そして、本実施形態の光学部材は、波長が１９３ｎｍの真空紫外光を透過する露光装置用光学部材として好適に用いられる。
【００３３】
（実施形態３）
本発明の実施形態３による光学装置は、紫外光を発生する光源と、光源からの紫外光を対象物に照射する光学系と、を有し、光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含むことを特徴とする。
【００３４】
すなわち、上述した紫外光用ガラス組成物そのものを基材としてレンズを作製する。
あるいは、上記紫外光用ガラス組成物をターゲットとして、スパッタリングを行い、シリコンウエハや石英ガラスなどからなる基材表面上に高屈折率の光学薄膜を形成し、レンズやミラーなどの光学部材レンズを作製する。上記光学薄膜は、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする。
【００３５】
そして、本実施形態の光学部材は、波長が３６５ｎｍ以下、より好ましくは２４８ｎｍ以下、更には１９３ｎｍ以下の紫外光を透過する光学装置用光学部材として好適に用いられる。
【００３６】
また、本発明の光学装置は、紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、第１の光学部材と、該第１の光学部材より屈折率が高い第２の光学部材とを備え、前記第２の光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物からなる基材を含むことが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが３０％、Ａｌが７０％とするために、Ｌｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．６７：１になるように秤量し乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。
【００３８】
この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球体を得た。この過程を輻射温度計にて温度をモニタしたが結晶化による発熱反応は見られなかった。
【００３９】
この透明球体をＸ線回折法によって結晶の有無を調べた。図３は、この透明球体のＸ線散乱強度曲線を示している。横軸はＱ（＝４πｓｉｎθ／λ）、縦軸Ｉ（Ｑ）は散乱強度である。光源としては、１１３．４ｋｅＶに単色化したＸ線を用いた。３個から４個の球状試料（直径２〜３ｍｍ）をＳｉＯ２ガラス製キャピラリーに入れるか、あるいはカプトンテープに挟み、その試料からの散乱Ｘ線をＧｅ固体検出器により測定した。図３の散乱パターンからも、結晶性を示す回折パターンは見られず、ガラスに特徴的なハローパターンとなっており、本透明球体がガラス（非晶質）であることが確認できた。
【００４０】
（実施例２）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが３３％、Ａｌが６７％とするためにＬｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．９２：１になるように秤量し、乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球状のガラスを得ることができた。
【００４１】
（実施例３）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが２４％、Ａｌが７６％とするためにＬｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．２３：１になるように秤量し、乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球状のガラスを得ることができた。
【００４２】
（実施例４）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３のそれぞれが陽イオンパーセントでＬｕが２７％、Ａｌが７３％とするためにＬｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．４４：１になるように秤量し、乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットしＡｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球体を得た。この透明球体をＸ線回折法によって結晶の有無を調べた。Ｘ線回折装置のレイアウト図を図４に示す。Ｘ線発生装置５の線源はＭｏを用い、グラファイトモノクロメータ６を用いて単色化した後に、コリメータ７によって直径０．８ｍｍに成形したものを試料８に入射した。試料からの散乱Ｘ線はイメージングプレート９によって記録された。イメージングプレート９の前にはダイレクトビームを止めるためのビームストッパー１０が設置されている。散乱パターンを図５に示す。図５からわかるとおり結晶性を示す回折パターンは見られず、かつガラスからの散乱が確認され本透明球体がガラス（非晶質）であることがわかった。
【００４３】
（比較例１）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが２２％、Ａｌが７８％とするために、Ｌｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．１０：１になるように秤量し乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷したが、回収した試料は白濁し、多結晶状態であることがわかった。
【００４４】
（比較例２）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料をガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが３５％、Ａｌが６５％とするために、Ｌｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で２．１０：１になるように秤量し乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷したが、回収した試料は白濁し、多結晶状態であることがわかった。
【００４５】
上記の実施例および比較例の結果をまとめて下記の表１に示す。
【００４６】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の紫外光用ガラス組成物は、真性複屈折により悪影響が抑えられているので、可視光用のレンズだけでなく、紫外光用のレンズなどの光学部品の材料として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態による光学装置を示す模式図である。
【図２】ガスジェット浮遊装置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１で得られたガラスのＸ線散乱パターンを示す図である。
【図４】Ｘ線回折装置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例１で得られたガラスのＸ線散乱パターンを示すＸ線写真である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 試料
２ ノズル
３ Ａｒガス
４ レーザ光
５ Ｘ線発生装置
６ モノクロメータ
７ コリメータ
８ 試料
９ イメージングプレート
１０ ビームストッパー
１１ 液浸式露光装置
１３ 照明光学系
１４ マスク（レチクル）
１５ 投影光学系
１７、１８ 液体の供給回収装置
１９ 最終レンズ
２１ 露光基板
２３ 液体
２５ ステージ
２６ レーザー光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外光用ガラス組成物に関し、特に光学装置に用いられる光学部材などに適している酸化物ガラス組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学部材はカメラ、望遠鏡など幅広い分野で利用されている。光学部材は結晶を原材料とするものとガラスを原材料とするものと大きく２つに分けることができる。その中で結晶光学部材はその結晶系において用途が分かれる。結像光学系などにレンズとして用いられるものは立方晶系の結晶である。光学的に等方である立方晶の結晶を用いることにより、光学的な異方性を起因とする複屈折などを低減させるができる。
【０００３】
ガラス組成物としては、特許文献１に記載されているように、５０モル％以上７７モル％以下の酸化アルミニウムと２３モル％以上５０モル％以下の希土類酸化物とを含むガラスについて記載されている。また、特許文献１には、希土類元素としてルテチウム（Ｌｕ）の開示がある。
【０００４】
一方、半導体集積回路の高集積化に伴い、超微細パターン形成への要求がますます高まっている。そして、微細パターンをウエハ上に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置（ステッパー）の高性能化が行われ、露光用の光源の波長が短波長へと移行している。その中で注目されている光学部材は、紫外領域の透過率が高い立方晶系のフッ化カルシウム単結晶である。さらに近年、より高い解像力を得るために光学部材の高屈折率化を目指し、Ｓｉよりも屈折能の高い、Ｌｕ、ＡｌおよびＭｇなどを用いた光学部材の開発が試みられている。立方晶系のルテチウムアルミニウムガーネット単結晶（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２）、酸化マグネシウム単結晶（ＭｇＯ）、マグネシウムスピネル単結晶（ＭｇＡｌ２Ｏ４）などの開発が積極的に行われている。特にルテチウムアルミニウムガーネット単結晶に関しては屈折率が高く、今後の開発が期待されている。例えば、ルテチウムアルミニウムガーネット単結晶の波長１９３ｎｍにおける屈折率は、２．１、石英ガラスの波長１９３ｎｍにおける屈折率は、１．５６、フッ化カルシウム単結晶の波長１９３ｎｍにおける屈折率は、１．５０である。
【０００５】
単結晶材料の場合、紫外光領域では真性複屈折（ＩＢＲ；ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）が発生する問題がある。ＭｇＯやＭｇＡｌ２Ｏ４では真性複屈折率の大きさが７０ｎｍ／ｃｍ（外挿値）、５２ｎｍ／ｃｍ（外挿値）であり、ＣａＦ２の３．４ｎｍ／ｃｍに比べてはるかに大きい（非特許文献１）。
【０００６】
そのため、真性複屈折が生じることのない材料の開発が要求されている。紫外領域での透過性の高い高屈折率光学部材の開発例として石英ガラスに圧力を加えることによって起こる石英ガラスの永久高密度化によって屈折率を上げる試みがされている（非特許文献２）。しかしながら、圧力印加による屈折率変動は小さいため実用化には至っていない。
【特許文献１】国際公開ＷＯ０１／２７０４６号公報
【非特許文献１】Ｊｏｈｎ Ｈ．Ｂｕｒｎｅｔｔ，Ｓｉｍｏｎ Ｇ．Ｋａｐｌａｎ，Ｅｒｉｃ Ｌ．Ｓｈｉｒｌｅｙ，Ｐａｕｌ Ｊ．Ｔｏｍｐｋｉｎｓ，ａｎｄ ＪａｍｅｓＥ．Ｗｅｂｂ，”Ｈｉｇｈ−Ｉｎｄｅｘ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ １９３ ｎｍＩｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＳＰＩＥ５７５４−５７（２００５年）
【非特許文献２】Ｐｈｙｓ． Ｃｈｅｍ． Ｇｌａｓｓｅｓ １０（１９６９）１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
要するに、石英ガラスの屈折率を上げることは難しく、ルテチウムアルミニウムガーネット単結晶のような結晶は真性複屈折が発生する。
また、光学装置としての液浸式露光装置に用いるには、各種特性の点で今だ十分ではなかった。
【０００８】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、真性複屈折率による課題が発生しない新規な組成の紫外光用ガラス組成物を提供するものである。
本発明の別の目的は、液浸式露光装置の最終レンズに好適な、屈折率が高く、透過率が高く、真性複屈折が低いかあるいは存在せず、又、応力複屈折（ＳＢＲ；ｓｔｒｅｓｓ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）が低いかあるいは存在しない紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明のほかの目的は、光源の光に対する耐久性があり、使用する液体に対する耐久性がある紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の骨子による紫外光用ガラス組成物は、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の骨子による光学装置は、紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であるする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の骨子による光学装置は、紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、第１の光学部材と、該第１の光学部材より屈折率が高い第２の光学部材とを備え、前記第２の光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物からなる基材を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明者らは、真性複屈折のないガラス材料について新規ガラス材料を探索し、その結果Ｌｕ、Ａｌ、Ｏの組成比を上記の特定の範囲にすると、その組成物が結晶化せず、ガラス化（非晶質化）することを発見した。Ｌｕの酸化物は単独ではほとんどガラス化しないが、Ｓｉの酸化物（波長５８７．６ｎｍにおいて屈折率は１．４５８）に比べて高い屈折率（波長５８７．６ｎｍにおいて屈折率は１．９３３）を有している。特定の範囲のＬｕの酸化物とＡｌの酸化物からなる組成物はガラス化し、高い屈折率を有するガラス組成物となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍのような波長を有する紫外光において、真性複屈折率による課題が発生しない新規な紫外光用ガラス組成物を提供することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、応力複屈折が低く、使用する紫外光や液体に対する耐久性がある紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施するための最良の形態を示す。ただし、この実施形態に記載されている内容は、特定的な記載がない限りは、発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係るガラス組成物は、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合が陽イオンパーセントでＬｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする。
【００１７】
酸化物ガラス組成物においてガラスの主成分としてＬｕ、Ａｌ、Ｏからなり、その含有量によりガラス化できる範囲が決まる。ガラス化は、目的の組成物の融液をつくりそれを急冷することやＣＶＤ法等の気相合成法によって行う。
【００１８】
前記ガラス組成物において、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上、好ましくは１００重量％に限りなく近い方が望ましい。
前記ガラス組成物において、ＬｕとＡｌの含有割合が陽イオンパーセントでＬｕが２４％以上３３％以下、好ましくは２８％以上３２％以下であり、Ａｌが６７％以上７６％以下、好ましくは６８％以上７２％以下であるのが望ましい。ＬｕとＡｌの含有割合が上記の範囲であると非晶質化が起こり、真性複屈折率による課題が発生しないので好ましい。
【００１９】
なお、ここでいう、Ｌｕの陽イオンパーセントとは、ＬｕとＡｌの両方の陽イオン数の合計に対するＬｕ陽イオンの数の割合である。Ａｌの陽イオンパーセントとはＬｕとＡｌの両方の陽イオン数の合計に対するＡｌ陽イオンの数の割合である。
【００２０】
前記Ｌｕ、Ａｌ及びＯは、Ｌｕ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３からなることが好ましい。そして、前記Ｌｕ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の含有割合が、陽イオンパーセントでＬｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることが好ましい。
【００２１】
また、不純物はガラス化の阻害、欠陥の生成などに寄与することが多いため１００ｐｐｍ以下に制御することが適当である。一方、必要に応じて、硼素（Ｂ）を添加してもよい。
【００２２】
上述した実施形態によるガラス組成物は、そのものをレンズの基材（レンズの硝材）として利用できる他、スパッタリングターゲットとして用いて光学薄膜の形成に利用することもできる。
【００２３】
そして、これらのレンズや光学薄膜は、波長が３６５ｎｍ以下、より好ましくは２４８ｎｍ以下、更には１９３ｎｍ以下の紫外光を透過する光学部材として好適に用いられる。
【００２４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２による光学装置としての露光装置では、波長２００ｎｍ以下の真空紫外領域の光（たとえば、ＡｒＦエキシマレーザー；発振波長１９３ｎｍなど）を発生する光源を使用する。これは、露光波長が小さくレンズの開口数が大きいほど、解像線幅を小さくして解像度を向上できるからである。
【００２５】
さらに、露光基板と露光装置の最終レンズとの間に液体を充填することにより、露光基板面における光の波長を実質的に短くして解像度を向上させる液浸式露光装置となっている。
【００２６】
液浸式露光装置は、少なくとも、光源と、照明光学系と、光学マスク（レチクル）と、投影光学系と、液体の供給回収装置とを備えた装置である。そして、投影光学系の露光基板側の先端に設けられたレンズ（最終レンズ）と、感光性膜を有する露光基板との間に、液体を充填した状態で露光が行われる。
【００２７】
このような液浸式露光装置の最終レンズには、光源の光の波長における屈折率および透過率が高いことが要求される。また、真性複屈折や応力複屈折が低いかあるいは存在しないことが要求される。さらには、光源の光に対する耐久性があること、使用する液体に対する耐久性があることが要求される。このため、本実施形態２では、前述した実施形態１のガラス組成物からなるレンズを最終レンズとして用いる。投影光学系の残りのレンズは、石英ガラスからなるレンズを用いる。
【００２８】
これらのレンズには必要に応じて反射防止用の光学薄膜が形成される。
図１は液浸式露光装置の模式図である。
図１中、液浸式露光装置１１は、マスク（レチクル）１４を境にした照明光学系１３と投影光学系１５と、さらに液体の供給回収装置１７，１８と、露光基板を移動させ得るステージ２５と、レーザー光源２６とを備えている。
【００２９】
投影光学系１５は、相対的に屈折率の低い第１の光学部材として、石英ガラス製のレンズ群と、露光基板側の先端に設けられた相対的に屈折率の高い第２の光学部材として最終レンズ１９とを有する。投影光学系１５は、この最終レンズ１９と、感光性膜を有する露光基板２１との間に、液体２３を充填した状態で、対象物としての感光性膜を有する露光基板２１に紫外光を照射する露光を行う。
【００３０】
この露光によって、光学マスク（レチクル）１４のパターンを縮小して、露光基板２１上に転写することができる。なお、図示した例では、最終レンズ１９と基板２１との間のみに液体２３が保持されているが、これに限定されるものではなく、露光基板２１全体を液体２３に浸す態様であってもよい。液体２３としては、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率（２０℃）が１．４４である純水や、フッ素系有機溶媒などを用いることができる。
【００３１】
本実施形態２による発明の液浸式露光装置は、光源として、波長２００ｎｍ以下のレーザー光源を備えていることが好ましく、より具体的には、ＡｒＦエキシマレーザー発振器またはＦ２エキシマレーザー発振器を備えていることが好ましい。このような短波長の光を光源として用いることにより、露光装置の解像度を向上させることができる。
【００３２】
そして、本実施形態の光学部材は、波長が１９３ｎｍの真空紫外光を透過する露光装置用光学部材として好適に用いられる。
【００３３】
（実施形態３）
本発明の実施形態３による光学装置は、紫外光を発生する光源と、光源からの紫外光を対象物に照射する光学系と、を有し、光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含むことを特徴とする。
【００３４】
すなわち、上述した紫外光用ガラス組成物そのものを基材としてレンズを作製する。
あるいは、上記紫外光用ガラス組成物をターゲットとして、スパッタリングを行い、シリコンウエハや石英ガラスなどからなる基材表面上に高屈折率の光学薄膜を形成し、レンズやミラーなどの光学部材レンズを作製する。上記光学薄膜は、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする。
【００３５】
そして、本実施形態の光学部材は、波長が３６５ｎｍ以下、より好ましくは２４８ｎｍ以下、更には１９３ｎｍ以下の紫外光を透過する光学装置用光学部材として好適に用いられる。
【００３６】
また、本発明の光学装置は、紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、第１の光学部材と、該第１の光学部材より屈折率が高い第２の光学部材とを備え、前記第２の光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物からなる基材を含むことが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが３０％、Ａｌが７０％とするために、Ｌｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．６７：１になるように秤量し乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。
【００３８】
この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球体を得た。この過程を輻射温度計にて温度をモニタしたが結晶化による発熱反応は見られなかった。
【００３９】
この透明球体をＸ線回折法によって結晶の有無を調べた。図３は、この透明球体のＸ線散乱強度曲線を示している。横軸はＱ（＝４πｓｉｎθ／λ）、縦軸Ｉ（Ｑ）は散乱強度である。光源としては、１１３．４ｋｅＶに単色化したＸ線を用いた。３個から４個の球状試料（直径２〜３ｍｍ）をＳｉＯ２ガラス製キャピラリーに入れるか、あるいはカプトンテープに挟み、その試料からの散乱Ｘ線をＧｅ固体検出器により測定した。図３の散乱パターンからも、結晶性を示す回折パターンは見られず、ガラスに特徴的なハローパターンとなっており、本透明球体がガラス（非晶質）であることが確認できた。
【００４０】
（実施例２）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが３３％、Ａｌが６７％とするためにＬｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．９２：１になるように秤量し、乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球状のガラスを得ることができた。
【００４１】
（実施例３）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが２４％、Ａｌが７６％とするためにＬｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．２３：１になるように秤量し、乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球状のガラスを得ることができた。
【００４２】
（実施例４）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３のそれぞれが陽イオンパーセントでＬｕが２７％、Ａｌが７３％とするためにＬｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．４４：１になるように秤量し、乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットしＡｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷することにより、透明な球体を得た。この透明球体をＸ線回折法によって結晶の有無を調べた。Ｘ線回折装置のレイアウト図を図４に示す。Ｘ線発生装置５の線源はＭｏを用い、グラファイトモノクロメータ６を用いて単色化した後に、コリメータ７によって直径０．８ｍｍに成形したものを試料８に入射した。試料からの散乱Ｘ線はイメージングプレート９によって記録された。イメージングプレート９の前にはダイレクトビームを止めるためのビームストッパー１０が設置されている。散乱パターンを図５に示す。図５からわかるとおり結晶性を示す回折パターンは見られず、かつガラスからの散乱が確認され本透明球体がガラス（非晶質）であることがわかった。
【００４３】
（比較例１）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料を、ガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが２２％、Ａｌが７８％とするために、Ｌｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で１．１０：１になるように秤量し乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷したが、回収した試料は白濁し、多結晶状態であることがわかった。
【００４４】
（比較例２）
ガラス合成の出発材料としてＬｕ２Ｏ３（純度９９．９９重量％）、Ａｌ２Ｏ３（純度９９．９９８重量％）を用いた。これらの出発材料をガラス組成においてＬｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３それぞれが陽イオンパーセントでＬｕが３５％、Ａｌが６５％とするために、Ｌｕ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３の質量比で２．１０：１になるように秤量し乳鉢中で十分に混合した。その後、この混合物、約１００ｍｇを炭酸ガスレーザ照射で部分的に融解し、レーザの出力を弱めて球状の多結晶集合体を作成した。この多結晶集合体を図２に示すガスジェット浮遊装置の銅製ノズル２上にセットし、Ａｒガス３を用いて試料１の多結晶集合体を浮遊させた状態で、再度、炭酸ガスレーザ４により加熱し、多結晶集合体を完全に融解させた。その状態でレーザの出力を遮断し、急冷したが、回収した試料は白濁し、多結晶状態であることがわかった。
【００４５】
上記の実施例および比較例の結果をまとめて下記の表１に示す。
【００４６】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の紫外光用ガラス組成物は、真性複屈折により悪影響が抑えられているので、可視光用のレンズだけでなく、紫外光用のレンズなどの光学部品の材料として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態による光学装置を示す模式図である。
【図２】ガスジェット浮遊装置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１で得られたガラスのＸ線散乱パターンを示す図である。
【図４】Ｘ線回折装置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例１で得られたガラスのＸ線散乱パターンを示すＸ線写真である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 試料
２ ノズル
３ Ａｒガス
４ レーザ光
５ Ｘ線発生装置
６ モノクロメータ
７ コリメータ
８ 試料
９ イメージングプレート
１０ ビームストッパー
１１ 液浸式露光装置
１３ 照明光学系
１４ マスク（レチクル）
１５ 投影光学系
１７、１８ 液体の供給回収装置
１９ 最終レンズ
２１ 露光基板
２３ 液体
２５ ステージ
２６ レーザー光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする紫外光用ガラス組成物。
【請求項２】
紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であるする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、第１の光学部材と、該第１の光学部材より屈折率が高い第２の光学部材とを備え、前記第２の光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物からなる基材を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１】
Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であることを特徴とする紫外光用ガラス組成物。
【請求項２】
紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、光学部材を備え、前記光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下であるする紫外光用ガラス組成物からなる、基材及び／又は光学薄膜を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
紫外光を発生する光源と、前記光源からの前記紫外光を対象物に照射する光学系とを有する光学装置において、前記光学系は、第１の光学部材と、該第１の光学部材より屈折率が高い第２の光学部材とを備え、前記第２の光学部材が、Ｌｕ、Ａｌ及びＯを合計で９９．９９重量％以上含有し、かつＬｕとＡｌの含有割合を陽イオンパーセントで表した場合に、Ｌｕが２４％以上３３％以下、Ａｌが６７％以上７６％以下である紫外光用ガラス組成物からなる基材を含むことを特徴とする光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１５０２７６（Ｐ２００８−１５０２７６Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９８５７３（Ｐ２００７−２９８５７３）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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