根据本发明专利技术的第一方式，一种氟化物晶体制造用的坩埚，用于氟化物晶体的制造，在氟化物晶体的制造中，使粉状或粒状的氟化物原料在预处理炉中熔化并冷却凝固来制作氟化物的预处理品，使制作的预处理品在晶体培养炉中熔化而培养成晶体，坩埚由下述部件构成：有底筒状的第一部件，由底部和与底部相连的筒部构成；以及中空筒状的第二部件，构成为能够相对于筒部装卸，在将第一部件与第二部件连接时，两者成为一体而形成预处理品制作用的大容积坩埚，在将第一部件与第二部件分离时，通过第一部件形成晶体培养用的小容积坩埚。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】根据本专利技术的第一方式，一种氟化物晶体制造用的坩埚，用于氟化物晶体的制造，在氟化物晶体的制造中，使粉状或粒状的氟化物原料在预处理炉中熔化并冷却凝固来制作氟化物的预处理品，使制作的预处理品在晶体培养炉中熔化而培养成晶体，坩埚由下述部件构成：有底筒状的第一部件，由底部和与底部相连的筒部构成；以及中空筒状的第二部件，构成为能够相对于筒部装卸，在将第一部件与第二部件连接时，两者成为一体而形成预处理品制作用的大容积坩埚，在将第一部件与第二部件分离时，通过第一部件形成晶体培养用的小容积坩埚。【专利说明】
本专利技术涉及化合物晶体制造用的坩埚、化合物晶体的制造装置以及化合物晶体的制造方法，详细来说，涉及适用于在紫外区域作为光学材料使用的氟化物晶体的制造的坩埚、制造装置以及制造方法。
技术介绍
近些年，在晶圆上描绘集成电路图案的光刻(Lithography)技术急速发展。集成电路的高集成化的要求逐年提高，为了实现所述要求，需要提高投影曝光装置的投影光学系统的分辨率。投影光学系统的分辨率依赖于所使用的光的波长和投影光学系统的NA (数值孔径)。即，为了提高分辨率，需要缩短所使用的光的波长、或者增加投影光学系统的NA(使透镜大口径化)，但是由于增大NA时焦深变浅，因此缩短波长的方式比较有利。因此，在曝光装置中曝光光波长的短波长化发展，从g线(波长436nm)、i线(波长365nm)转移至波长更短的准分子激光的波长区域。在这些曝光装置的光学系统中，到i线的波长区域为止都能使用光学玻璃，但是对于KrF准分子激光(波长248nm)或ArF准分子激光(波长193nm)等波长区域的光，光学玻璃的透射率较低因而难以使用。因此，在以250nm以下的波长区域作为光源的曝光装置的光学系统中，一般使用对石英玻璃或氟化物晶体、例如氟化钙(CaF2)单晶进行加工而成的光学元件。氟化钙(萤石)对193nm的波长区域具有较高的透射率。然而，若长时间照射光子能量高的这种波长的紫外光 ，则紫外光会被晶体中含有的微细的杂质、晶格缺陷吸收/发热而受到损伤。因此，在作为ArF准分子激光用的光学元件使用的氟化钙单晶的制造中，采用化学合成的高纯度的氟化钙。化学合成的高纯度的氟化钙一般作为粒径0.1 ii m左右的粉末状~粒径5_左右的粒状的大小的原料提供。这样的粉末状或粒状的氟化钙视密度较小，因此在熔化后体积显著减小。因此，在制造较大的氟化钙单晶时，一般来说，通过使粉末状或粒状的氟化钙的原料熔化一次后凝固的预处理工序来制作由多晶块构成的预处理品，使其在晶体培养工序中再次熔化来制造单晶体(例如参照专利文献1、专利文献2)。作为化合物单晶的工业的培养方法，广泛采用布里奇曼(Bridgman)法(一般使用垂直型的炉，因此称为垂直布里奇曼法，也被称为斯托克巴杰(Stockbarger)法或坩埚下降法)。列举氟化钙晶体的制造为例，参照图3说明化合物晶体的现有的制造方法和该制法采用的制造装置，所述氟化钙晶体的制造包括熔化粉末原料来制作预处理品的预处理工序以及利用布里奇曼法培养单晶体的晶体培养工序。第一结构例的氟化物晶体的制造方法采用预处理用坩埚110、预处理炉120、晶体培养用坩埚115、晶体培养炉130以及省略图示的控制装置等。熔化氟化钙粉末原料来制作预处理品的预处理工序使用图3 (a)所示的预处理用坩埚110和图3(b)所示的预处理炉120来进行。预处理用坩埚110由圆锥状的底部IlOa和与底部IlOa相连并向上方延伸的圆筒状的筒部IlOb构成，其构成为上方敞开的状态。预处理用坩埚110要填充大量的粉末原料，因此是筒部IlOb的上下方向尺寸较大的大容积的坩埚。预处理炉120由下述部分等构成:作为炉的基体的底板121 ;钟罩125，被设置成能够通过相对于底板121升降来开闭，并且在闭合状态下与底板一起形成真空容器；坩埚支承部件122，支承预处理用坩埚110 ;加热器126，以包围预处理用坩埚110的周围的方式设于钟罩125的内部；隔热件127，覆盖钟罩125的内侧；以及真空装置(未图示)，对预处理炉120内进行真空排气。预处理工序为，首先如图3 (a)所示，将由氟化钙的原料粉末与净化剂混合而成的化合物粉末原料Pp填充到预处理用坩埚110中。接着，如图3(b)所示，将填充有粉末原料Pp的预处理用坩埚110支承在坩埚支承部件122，使钟罩125下降并与底板121紧贴从而将钟罩125闭合。利用真空装置对由底板121和钟罩125形成的真空容器内排气，保持10_3~10_4Pa左右的真空度。在该状态下利用加热器126对真空容器内进行加热，使真空容器内的温度升温至比氟化钙的熔点高的1370~1450°C的温度范围而使粉末原料Pp熔化后，使真空容器内的温度下降至室温来使熔化物凝固。由此，制作由氟化钙的多晶块构成的预处理品Pb。 接着，将通过上述预处理工序制作的预处理品Pb从预处理用坩埚110取出，如图3(c)所示地更换成晶体培养用坩埚115。晶体培养用坩埚115也形成为由圆锥状的底部115a和与底部115a相连并向上方延伸的圆筒状的筒部115b构成、并且上方敞开的状态。筒部115b的直径比预处理用坩埚的筒部IlOb稍大。晶体培养工序为使通过预处理工序熔化、凝固而成为块体状态的多晶氟化钙再熔化而单晶化的工序。在该工序中，从多晶块变为单晶体时的体积变化量较小。因此，晶体培养用坩埚115的筒部115b的上下方向尺寸较小，是能够收纳预处理品Pb的程度的小容积的坩埚。晶体培养工序使用上述晶体培养用坩埚115和图3(d)所示的晶体培养炉130进行。晶体培养炉130由下述部分等构成:作为炉的基体的底板131 ;钟罩135，被设置成能够通过相对于底板131升降来开闭，并且在闭合状态下与底板一起形成真空容器；坩埚支承部件132，支承晶体培养用坩埚115 ;升降驱动机构133，通过使坩埚支承部件132升降来使晶体培养用坩埚115上下移动；上部加热器136a和下部加热器136b，以包围晶体培养用坩埚115的周围的方式设于钟罩135的内部；隔热件137，覆盖钟罩135的内侧；分隔隔热件138，设于上部加热器136a和下部加热器136b之间，将真空容器内分成高温侧炉室130a和低温侧炉室130b ;以及真空装置(未图示)，对真空容器内进行真空排气。通过参照图3(c)说明的更换作业，将收纳从预处理用坩埚更换的预处理品Pb的晶体培养用坩埚115支承于坩埚支承部件132。使钟罩135下降并与底板131紧贴从而将钟罩135内部闭合，利用真空装置对由底板131和钟罩135形成的真空容器内进行排气，保持10_3~10_4Pa程度的真空度。此时，以使晶体培养用坩埚115位于高温侧炉室130a的方式利用升降驱动机构133设定晶体培养用坩埚115的高度方向的位置。当真空容器内达到上述的真空度后，利用上部加热器136a对真空容器内进行加热，使真空容器内的温度升温至比氟化钙的熔点高的1370~1450°C的温度范围为止来使预处理品Pb熔化。接着，利用升降驱动机构133使晶体培养用坩埚115以0.1~5mm/h左右的速度朝向低温侧炉室130b降下，从晶体培养用坩埚115的下部逐渐培养晶体Pc。此时，下部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化合物晶体制造用的坩埚，用于化合物晶体的制造，在所述化合物晶体的制造中，使粉状或粒状的化合物原料在预处理炉中熔化后冷却凝固来制作化合物晶体的预处理品，使所述预处理品在晶体培养炉中熔化后培养成化合物晶体，所述坩埚由下述部件构成：第一部件，由底部和与所述底部相连的筒部构成；以及中空筒状的第二部件，能够成为与所述筒部连接的状态和分离的状态这两种状态，在将所述第二部件与所述第一部件连接的状态下形成预处理品制作用的大容积坩埚，在将所述第二部件从所述第一部件分离的状态下形成晶体培养用的小容积坩埚。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杉崎秀宪，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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