[发明专利]合成石英玻璃的热处理方法

说明书

本发明提供了合成石英玻璃的热处理方法。具体地，提供了用于热处理合成石英玻璃的方法，该合成石英玻璃具有最大值/最小值差异(△OH)小于350ppm的羟基浓度，该方法包括以下步骤：在1150－1060℃下保持0.5‑10小时的时间的第一热处理，以－7℃/小时至－30℃/小时的速率冷却至第二热处理温度，在1030－950℃下保持5－20小时的时间的第二热处理，和以－25℃/小时至－85℃/小时的速率退火。两阶段的热处理确保了该玻璃具有低双折射。

相关申请的交叉引用

该非临时申请要求2014年2月21日在日本提交的专利申请号2014－031479在35U.S.C.§119(a)下的优先权，通过引用将其全部内容经此并入。

技术领域

本发明涉及合成石英玻璃的热处理方法，并且更特别地涉及用于将合成石英玻璃热处理成低双折射合成石英玻璃的方法，该低双折射合成石英玻璃最适合作为用于先进应用中的光掩模的合成石英玻璃基材。

背景技术

由于使曝光图案微型化以符合VLSI日益增加的集成密度，用于在半导体晶片上印刷电路图案的步进器或光刻装置使用较短波长的光源。曝光工具光源从现有技术i线(波长365nm)改变成KrF准分子激光(248nm)并且近来改变成ArF准分子激光(193nm)。

由于光源变得具有较短的波长，需要不仅用于曝光工具中的透镜和光学元件而且用于充当IC电路的原型的光掩模的合成石英玻璃基材具有较高的准确性。

特别是在ArF准分子激光应用中，激光辐照的初始吸收的抑制和均匀性、玻璃基材中的残余双折射的存在、和在激光辐照期间双折射的变化是重要的。合成石英玻璃中的双折射可归因于材料中残留的应力。用于应力移除的合适退火处理对于减少双折射是有效的。

例如，专利文件1公开一种方法，其涉及在1100℃下热处理具有230ppm的羟基(OH)浓度的合成石英玻璃200小时，并且以－20℃/小时退火至500℃，由此将双折射降低至10nm/cm或更小。专利文件2公开了一种方法，其涉及在1000℃下热处理具有800－1300ppm的羟基浓度的合成石英玻璃10小时，并且以－10℃/小时退火至500℃，由此将双折射降低至2.0nm/cm或更小。专利文件3公开了一种方法，其涉及在至少900℃的范围内的第一保持温度下加热合成石英玻璃块，在该温度下保持一定时间，以最高至10℃/小时的冷却速率冷却至500℃或更低的温度，在500－1100℃的范围内的第二保持温度下加热，在该温度下保持一定时间，并且以至少50℃/小时的冷却速率冷却至比第二保持温度低100℃的温度，由此改进双折射值分布的不均匀性。

然而，专利文件1的方法需要超过200小时的热处理时间。从生产率下降和受来自处理环境的杂质污染的方面来看，长时间的退火不是所需的。

在专利文件2的方法中，将最大与最小羟基浓度之间的差异(△OH)限制为50ppm或更小。存在一个问题：如果△OH在该范围之外，那么双折射变得大于2nm/cm。此外，由于在1000℃下保持一定时间的步骤必须接着以－10℃/小时的速率退火至500℃的步骤，总的热处理花费长时间。

专利文件3的方法涉及在第一保持温度下保持一定时间、冷却至低于第二保持温度，并且再次在第二保持温度下加热。因此对于热处理长时间也是必要的。存在对于能够通过简单的退火降低双折射的合成石英玻璃的制备方法的需求。

引用列表

专利文件1：JP-A 2000-154029

专利文件2：WO 2002/085808

专利文件1：JP-A 2011-201771(WO 01/12566)

发明内容