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CN107459256A - 石英玻璃部件及其制备方法 - Google Patents

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CN107459256A CN201710408811.9A CN201710408811A CN107459256A CN 107459256 A CN107459256 A CN 107459256A CN 201710408811 A CN201710408811 A CN 201710408811A CN 107459256 A CN107459256 A CN 107459256A
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Abstract

本发明提供真空紫外光的透光性高，并且在室温附近具有4.0×10‑7/K以下的低热膨胀性的石英玻璃部件，特别是提供适合作为用于以ArF准分子激光(193nm)作为光源的双重图案曝光工序的光掩模基板的石英玻璃部件。所述石英玻璃部件为用于以真空紫外光作为光源的光刻工序的石英玻璃，氟浓度为1wt%以上且5wt%以下，并且20℃~50℃的热膨胀系数为4.0×10‑7/K以下。

Description

石英玻璃部件及其制备方法
技术领域
本发明涉及石英玻璃部件及其制备方法。详细而言，涉及可适合用于真空紫外波长区内的光刻的光掩模用石英玻璃部件。
背景技术
近年来，在光刻技术中，半导体器件的精细化的要求日益提高，采用通过曝光波长的短波长化或在透镜与晶片之间浸入纯水等的液浸曝光技术来增大用于曝光的透镜的开口数的方法。
若将曝光光的波长记为λ，将表示曝光装置的透镜性能的开口数记为NA，将工艺常数记为k1，则光刻中的分辨率R可用R=k1λ/NA的算式表示，通过缩短曝光波长λ、增大开口数NA、减小加工常数k1，可提高分辨率。
在这里，对于曝光波长λ，从汞灯的g射线(436nm)开始，迄今使用i射线(365nm)、KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激光(193nm)，光源的短波长化在持续。
开口数NA在几何学上表示透镜的大小，在用透镜将曝光光聚焦并在晶片面成像的情况下，用NA=n·sinθ (n表示透镜与晶片间的介质的折射率，θ表示光线的开口角)的算式表示。
在这里，若使用曝光光的波长为193nm的ArF准分子激光，并使用液浸曝光技术，则在将开口数设为1.35且加工常数k1 (k1因子)为0.3的情况下，可达成43nm的分辨率。
此外，对于使用该ArF准分子激光的光刻用的基板，由于低热膨胀性和透光性优异，所以适合使用石英玻璃基板。
作为石英玻璃基板所要求的性能，在使用ArF准分子激光的情况下，可列举出即使暴露于高能量光，透光性也不恶化的耐光性等。另外，在进行液浸曝光的情况下，由于透镜与晶片之间存在的纯水的折射率与抗蚀剂的折射率之差变小，所以光线的开口角变大，偏振的效果成为问题。因此，要求石英玻璃基板为低双折射。其原因在于，若石英玻璃基板具有双折射，则透射的曝光光产生偏振变化，成像性能有时会恶化。
例如，在日本特开2001-180963号公报(专利文献1)中，作为满足上述要求的石英玻璃的制备方法，公开了下述方法：通过对石英玻璃形成原料进行火焰水解(flamehydrolysis)，制备多孔性石英玻璃体(烟粒(soot))，然后利用使之透明化的VAD法制备石英玻璃锭，进而在氢气氛中进行热处理，掺杂OH基和氢，由此提高对ArF准分子激光等的耐光性。
另外，在日本特开2002-316831号公报(专利文献2)中，公开了添加氟的石英玻璃的制备方法：通过利用火焰水解法将形成石英玻璃的玻璃原料制备多孔性石英玻璃体(烟粒)后，实施脱水、添加氟、透明化处理，对于F2准分子激光等强能量的真空紫外光，透射率或激光耐性提高。对于专利文献2所记载的添加氟的石英玻璃，通过掺杂氟，与只是石英玻璃的情况相比，据信室温附近的热膨胀降低10%左右。
此外，在日本特许第3228676号公报(专利文献3)中，公开了下述方法：通过在真空度为100Pa以下对前述多孔性石英玻璃体(烟粒)进行区域熔融以透明玻璃化后，在含有氧的气体或含有氢的气体的气氛中，实施假想温度设定处理，在照射远紫外线后在波长为165nm下也保持优异的透射率。
另一方面，作为石英玻璃的改性方法，例如在日本特开2006-225249号公报(专利文献4)中，公开了下述方法：作为在制备石英玻璃后追加的处理，通过在特定的条件下实施退火处理来促进玻璃结构的缓和，降低双折射，通过将该退火处理工序的一部分变为氢气氛来进行氢掺杂，提高耐光性。
为了通过使用ArF准分子激光的曝光方法达成43nm以下的分辨率，需要使用双重图案(double patterning)的方法。双重图案为分2次进行曝光的方法，使用该方法，也可达成更精细的器件图案即32nm以下的分辨率。
在使用双重图案进行器件的精细化的情况下，若无法精度良好地在目标图案位置曝光，则会产生图案的偏差，因此在2次光刻之间要求极高的图案重合精度。
因此，对于光掩模用的石英玻璃基板，为了避免由曝光时的热膨胀导致的位置偏差，与以往的石英玻璃相比，要求更低的热膨胀。在这里，双重图案曝光的重合精度指2次曝光的重合精度的总和，各次曝光所要求的重合精度约为3~4nm。另一方面，通常的石英玻璃的热膨胀系数为5.0×10-7/K~6.0×10-7/K，随着1K的温度上升，1cm的石英片的伸长为5~6nm，因此很难说要求精度是充分的。因此，光掩模用的石英玻璃基板要求比通常的石英玻璃小的热膨胀。
同时，作为透光型的光掩模用石英玻璃基板，要求ArF准分子激光的曝光波长即193nm的透光性与以往的石英玻璃相同。
在将低热膨胀性作为特征的石英玻璃中，已知有Corning公司的ULE玻璃(CorningCode 7972)等(“Amorphous Materials”, Paper presented to the ThirdInternational Conference on the Physics of Non-Crystalline Solids held atSheffield University, September 1970. (非专利文献1))。在非专利文献1中，报道了通过在石英玻璃中掺杂TiO2来降低热膨胀，通过调整TiO2浓度来呈现0.1×10-7/K以下的极低热膨胀性。但是，对于TiO2-SiO2系玻璃，由于紫外波长的吸收限存在于300nm~400nm，所以193nm的透光性极差，无法使低热膨胀性和透光性并存(Journal of Non-CrystallineSolids, vol.11 (1973) p.368 (非专利文献2))。其原因在于，通过掺杂TiO2，由于Ti的d电子结构中的能隙间的所谓d-d跃迁，在可见光区产生吸收。另外，已知由Ti离子引起的可见光区内的吸收受毗邻氧原子的影响，已知吸收波长因Ti3+、Ti4+的离子价数而不同，但无论如何均在300nm~400nm之间产生吸收带。因此，要求开发基于TiO2-SiO2系玻璃以外的方法的石英玻璃基板。
发明内容
本发明的课题在于，提供真空紫外光的透光性高，并且与以往的石英玻璃相比为低热膨胀性的石英玻璃部件及其制备方法。
本发明的石英玻璃部件为用于以真空紫外光作为光源的光刻工序的石英玻璃，其特征在于，氟浓度为1wt%以上且5wt%以下，并且20℃~50℃的热膨胀系数为4.0×10-7/K以下。
由于本发明的石英玻璃部件具有上述构成，所以ArF准分子激光(193nm)的透光性高，并且与以往的石英玻璃相比为低热膨胀性。
优选所述石英玻璃部件的密度为2.16g/cm3以上且2.19g/cm3以下。
优选所述石英玻璃部件的OH基浓度为10ppm以下。
优选所述石英玻璃部件的假想温度为1000℃以下。
优选所述石英玻璃部件中的Fe、Cr、Ni、Cu和Ti的浓度分别为1wtppm以下，并且1000℃的温度下的粘度系数为1014.5dPa·s以下。
优选所述石英玻璃部件的波长为193nm的光的线性透射率为90%以上。
本发明的石英玻璃部件的制备方法的特征在于，准备氟浓度为1wt%以上且5wt%以下的石英玻璃，用加热炉将石英玻璃在从1000℃以上且粘度系数为1014.5dPa·s以下的温度至1500℃的温度范围内加热，从加热炉取出进行淬火处理(骤冷)，再次在从400℃至1000℃以下且石英玻璃的粘度系数为1014.5dPa·s以下的范围内进行退火处理。
根据本发明，可提供ArF准分子激光(193nm)的透光性高，并且与以往的石英玻璃相比为低热膨胀性的掺杂氟的石英玻璃部件及其制备方法。
对于本发明的石英玻璃部件，例如通过对多孔性二氧化硅体(烟粒)掺杂氟并进行透明化处理后，从1000℃以上的温度进行淬火处理，进而在1000℃以下的温度范围内进行退火处理，可在室温附近达成4.0×10-7/K以下的低热膨胀性。
如上所述的石英玻璃部件适合作为用于将ArF准分子激光作为光源的双重图案曝光工序的光掩模基板。
附图说明
图1表示实施例1的透射率曲线。
具体实施方式
本发明的石英玻璃部件为用于以真空紫外光作为光源的光刻工序的石英玻璃，氟浓度为1wt%以上且5wt%以下，并且20℃~50℃的热膨胀系数为4.0×10-7/K以下。
对于本发明的上述构成要件，下面详细地进行说明。
在本发明中，石英玻璃部件中的氟浓度为1wt%以上且5wt%以下。掺杂氟的石英玻璃在300℃以上显示低热膨胀性，这在过去研究掺杂氟的光纤维时广为人知，也有在400℃附近的热膨胀系数为2.5×10-7/K的报道(Development of optical fibers in Japan,New York: Gordon and Breach Science Publishers, c1989.)。但是，即使是如上所述的掺杂氟的石英玻璃，在包括室温在内的20℃~50℃之间也几乎不对热膨胀系数造成影响。例如，对于掺杂氟至1.5wt%的石英玻璃，5℃~65℃的热膨胀系数与未掺杂的石英玻璃相比几乎未改变(Res. Reports Asahi Glass Co., Ltd., 57 (2007))。
原理在于，就掺杂氟而言，为了取代石英玻璃的末端结构OH基，并且切断环结构(例如三员环结构、四员环结构、六员环结构等)的一部分以形成新的端基结构，取决于掺杂条件，与石英玻璃所含有的其它端基(例如OH基、Cl基等)相比，以重量比计，可掺杂10倍以上的氟。此外，具有大量的端基结构的石英玻璃具有低粘性的特征。
低粘性意味着石英玻璃为低密度，并且在较低温下发生结构变化。此外，这也意味着在高温下石英玻璃中的分子的流动性大，结构变化明显。换言之，具有大量的端基结构的石英玻璃的结构变化的温度范围宽。如上所述具有大量的氟基的石英玻璃通过组合淬火处理和退火处理，容易在宽范围的温度范围内设定假想温度，从而可控制密度。
在本发明中，通过对石英玻璃进行掺杂氟，并施加规定的热处理，可得到氟浓度为1wt%以上且5wt%以下、低密度化且20℃~50℃的热膨胀系数为4.0×10-7/K以下的石英玻璃部件。
具体而言，上述石英玻璃部件例如可通过下述的所谓VAD法来制备：对石英玻璃形成原料进行火焰水解来形成多孔性二氧化硅体(烟粒)，然后进行透明化处理(日本特开2001-342027号公报)。即，通过在形成烟粒后，在混合有氦等惰性气体和SiF4气体的混合气体气氛中进行处理来掺杂氟后，在含有氟的气氛(混合气体气氛)下透明化，进而实施规定的热处理，由此制备石英玻璃部件。
混合气体中的氟浓度(SiF4气体的浓度比例)优选超过5vol%~35vol%，更优选10vol%~35vol%，特别优选25vol%~35vol%。另外，混合气体的导入温度优选1000℃~1300℃，更优选1100℃~1200℃。若导入温度低于1000℃，则氟向玻璃结构中的扩散慢，有时无法充分地掺杂。另一方面，若超过1300℃，则开始烟粒的烧结，有时抑制氟向玻璃结构中的扩散。
在本发明中，例如通过在透明化处理中调整混合气体中的SiF4气体的浓度比例和煅烧温度，使得到的石英玻璃部件中的氟浓度为1wt%以上且5wt%以下。
本发明中规定的热处理为下述工序：在透明化处理之后对1000℃以上的掺杂氟的石英玻璃进行淬火处理，并且此后在1000℃以下进行退火处理。需说明的是，淬火处理可在所述透明化处理后，不暂时降温而接着实施。
本发明中的淬火处理指将石英玻璃加热到1000℃至1500℃的温度范围且粘度系数为1014.5dPa·s以下、优选1013.0dPa·s以下，然后将石英玻璃骤冷至800℃以下的处理，就骤冷后的温度而言，与800℃相比更优选600℃，与600℃相比更优选400℃，越低越优选。另外，对于冷却速率，需要为约1秒冷却1000K的程度的骤冷。骤冷例如可列举出从加热炉直接移动至毗邻存在的气体或液体的低温冷却剂中等。例如，只要进行将石英玻璃加热至1500℃，然后释放至空气中并吹送空气，或浸泡在纯水池中那样的处理即可。此时，只要将释放至空气中之后的空气流速设定为对于冷却而言充分的值，或根据热容量计算以只准备对于目标石英玻璃而言充分量的纯水池容积，就可将石英玻璃的温度骤冷至冷却剂温度。
需说明的是，由于需要尽可能地瞬间冷却，所以与块状相比，优选使石英玻璃为薄板形状进行淬火处理，另外，虽然可在空气中进行，但更优选在水或油等液体中进行。特别是大的石英玻璃，为了将石英玻璃整体均匀地骤冷，可预先薄板化。在本发明中，石英玻璃的粘性主要由氟量和温度决定，通过加热至粘性充分低之后，将石英玻璃骤冷，可固定冷却前的石英玻璃的特性，降低常温的热膨胀率。具体而言，通过间隔着石英玻璃的粘度系数为1014.5dPa·s的温度，从比上述温度高200℃以上的温度骤冷至比上述温度低100℃以上的温度，可达成低热膨胀率的本发明的目的。
若掺杂氟，则石英玻璃为低粘性，因此推测在1000℃以上玻璃中的分子振动强，微观上发生体积膨胀。通过在该状态下进行淬火处理，在维持体积膨胀的状态的同时将玻璃结构冻结而低密度化。
但是，由于淬火处理，有时在结构中残留由以3员环或4员环为代表的小环结构引起的局部应变，在这种情况下在进行淬火处理后需要除去应变的退火处理。退火处理需要在1000℃以下并且粘度系数为1014.5dPa·s以下的范围内进行。退火温度由石英玻璃具有的温度特性决定。例如，氟浓度为1wt%以上且5wt%以下的石英玻璃的应变点为1000℃以下，所以对于退火温度，通常在1000℃以下、优选800℃以下、更优选600℃~400℃之间进行。在淬火处理中骤冷后，进行用加热器等对冷却后的石英玻璃加热，例如在400℃ 的温度下保持50小时左右的退火处理，从而可维持石英玻璃的低密度状态，消除局部的应变。在低于400℃的温度下无法期望退火处理的效果。
需说明的是，应变点是指粘度系数为1014.5dPa·s的温度，在该温度，事实上无法发生石英玻璃的粘性流动，相当于缓慢冷却区的下限温度。因此，本发明的石英玻璃部件在1000℃下的粘度系数优选为1014.5dPa·s以下，更优选为1013.0dPa·s以下。
如上所述得到的石英玻璃部件在20℃~50℃下的热膨胀系数为4.0×10-7/K以下，优选为3.2×10-7/K以下，更优选为3.0×10-7/K以下。另外，前述石英玻璃部件在20℃~50℃下的密度为2.16g/cm3以上且2.19g/cm3以下，具体而言为2.190g/cm3以下，优选为2.185g/cm3以下，更优选为2.16g/cm3以上且2.180g/cm3以下。若密度低于2.16g/cm3，则有石英玻璃部件的表面的硬度不足的倾向，有时在研磨工序或输送工序中产生破损而无法在光刻工序中使用。需说明的是，石英玻璃部件的密度也与氟浓度有关，所以氟浓度为1wt%以上且5wt%以下，优选1.5wt%以上且5wt%以下，更优选3wt%以上且5wt%以下。
已知石英玻璃的热膨胀因假想温度而不同(Journal of Non-CrystallineSolids vol.5 (1970) p.123)。假想温度与在将高温的过冷却液体状态的结构冻结的玻璃中产生该冻结的温度对应。已知石英玻璃的热膨胀也因密度而不同，报道了高密度化的玻璃的热膨胀系数上升(“材料”，第32卷，第362期，p.64)。换言之，石英玻璃的结构因密度或冻结温度而不同，例如在高密度玻璃的情况下，玻璃网状结构间的称为自由体积的间隙变小，由于缓和温度上升所伴有的分子振动的间隙少，所以体积膨胀明显。
已知石英玻璃可通过进行退火处理来变更假想温度。假想温度也取决于石英玻璃中的OH基浓度，OH基浓度越高，假想温度越容易降低。其原因在于，OH基存在于玻璃结构中的末端部，环结构因退火处理被切断，玻璃结构的流动性提高，由此结构冻结的温度低温化。但是，改变石英玻璃的假想温度以低密度化是有限度的，据报道，改变了假想温度和OH基浓度的石英玻璃的热膨胀系数在20℃~400℃之间大概为6.0×10-7/K~6.5×10-7/K(Journal of Non-Crystalline Solids, vol.355 (2009) p.323)。
另一方面，以往已知，若在石英玻璃中掺杂氟，则切断环结构而改变玻璃结构，例如报道了环结构的-Si-O-Si-键角改变(Journal of the Ceramic Society of Japanvol.120 (2012) p.447)。换言之，通过在石英玻璃中掺杂氟，可改变假想温度，使石英玻璃低密度化。
在本发明中，具有氟基的玻璃可通过组合淬火处理和退火处理来控制假想温度，为了使20℃~50℃的热膨胀系数为4.0×10-7/K以下，假想温度优选1000℃以下，更优选900℃以下。在假想温度超过1000℃的情况下，石英玻璃多为未消除局部应变的状态，在这种情况下，有时无法表现稳定的低热膨胀性。需说明的是，假想温度以Journal of Non-Crystalline Solids vol.185 (1995) p.191中报道的计算式为基础求得。虽然报道了假想温度与石英玻璃的Si-O-Si的不对称伸缩振动的红外吸收波数相关，但预测振动数因在玻璃结构中掺杂氟而改变。若事先将氟浓度已知的玻璃在规定的温度下热处理，将该温度视为假想温度，使用与用基础式计算的值之差作为校正系数，则可计算掺杂氟的玻璃的假想温度。这样的计算式有若干报道，在本发明中，采用在专利文献2中报道的氟浓度为1wt%以上的情况下使用的算式。
在本发明的石英玻璃部件中，OH基浓度优选为10ppm以下。在OH基浓度超过10ppm的情况下，有时难以使氟浓度为1wt%以上。其原因在于，由于氟与OH基交换，所以存在若OH基浓度高，则氟浓度低的折衷关系。
优选如上所述得到的石英玻璃部件中含有的Fe、Cr、Ni、Cu和Ti的浓度分别为1wtppm以下，并且1000℃的温度下的粘度系数为1014.5dPa·s以下。
为了在使用ArF准分子激光光源的光刻工序中使用石英玻璃部件，要求曝光波长为193nm的透光性。此时，玻璃中的金属杂质导致透射性恶化。特别是以过渡金属Fe、Cr、Ni、Cu和Ti为代表的金属杂质引起电子的激发能级即d轨道间的d-d跃迁，在可见区具有吸收限，因此使紫外区的透射性显著恶化。因此，如上所述，优选在石英玻璃部件中上述金属杂质的浓度分别为1wtppm以下。
上述石英玻璃部件可用于以真空紫外光作为光源的光刻。在这里，真空紫外光指具有10nm~200nm附近的波长的电磁波，真空紫外激光中有ArF准分子激光(193nm)或F2激光(157nm)等。
以线性透射率计，上述石英玻璃部件的ArF准分子激光的曝光波长为193nm的透光性为85%以上，优选为90%以上，进一步优选为91%以上，与以往的石英玻璃的光透射率为同等以上。
实施例
下面，根据实施例具体地说明本发明，但本发明并不因如下所示的实施例而受到限制。
[实施例1]
将作为玻璃成型原料的SiCl4在氢氧焰中水解，将生成的二氧化硅微粒堆积在石英玻璃制的靶上，得到直径为200mm、长度为500mm的多孔性二氧化硅(烟粒)。接着，将所述烟粒装入炉中，在流速为20L/min的He气体气氛中，以400℃/h的升温速度升温至1200℃后，将气氛气体转换为SiF4 20vol%+He 80vol%的混合气体(流速为15L/min)，于1200℃保持3小时进行掺杂氟处理。
在所述掺杂氟处理结束后，气氛维持不变，以400℃/h的升温速度升温至1400℃，于1400℃保持2小时进行透明化处理，得到直径为120mm、长度为230mm的石英玻璃锭。
将锭暂时恢复至常温，切割制成厚度为6.4mm的薄板后，进行下述淬火处理：将该薄板放入电炉中并在空气气氛中升温，于1100℃保持1小时后，从炉体抽出，通过吹送大量的空气，骤冷至20℃。进而在淬火处理后，再次在空气气氛中以100℃/h的升温速度再次加热至1000℃，自然放冷，从而进行退火处理，得到了石英玻璃部件。
将得到的石英玻璃部件切断，加工成圆筒形后，用光干涉型热膨胀计(ADVANCERIKO, Inc.制LIX-2)进行热膨胀测定。进而切出20mm×40mm×6.4mm的长条状的样品，实施光学研磨后，用真空紫外测定装置(JASCOVUV-200)测定波长为193nm的线性透射率，用红外线分光测定装置(Nicolet 6700)测定假想温度并测定基于OH吸收峰的OH浓度。同时用离子色谱法进行F浓度分析，用阿基米德法(JISR1634)进行密度测定，用质谱仪进行金属杂质分析，用束偏转法(ISO 7884-4)进行粘度系数测定。
[实施例2]
在实施例1中，进行将SiF4与He混合气体的比例设为30vol%:70vol%的掺杂氟处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[实施例3、4]
在实施例1中，进行将SiF4与He混合气体的比例设为30vol%:70vol%的掺杂处理，并在将得到的薄板于1300℃进行1小时的淬火处理后，于800℃ (实施例3)、600℃ (实施例4)进行退火处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[实施例5]
在实施例1中，进行将SiF4与He混合气体的比例设为8vol%:92vol%的掺杂氟处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[实施例6]
在实施例1中，进行将SiF4与He混合气体的比例设为8vol%:92vol%的掺杂氟处理，并在淬火处理后将薄板于800℃进行退火处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[实施例7]
在实施例1中，在淬火处理时将薄板从炉体降下并浸渍在常温的水中，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[实施例8]
将与实施例1相同地制备的烟粒作为试样，在流速为20L/min的He气体气氛中，以400℃/h的升温速度升温至1200℃后，将气氛气体转换为SiF4 25vol%+He 75vol%的混合气体(流速为15L/min)，于1200℃保持3小时进行掺杂氟。
在所述掺杂氟处理结束后，气氛设为SiF4 20vol%+He 80vol%的混合气体，以400℃/h的升温速度升温至1400℃，于1400℃保持2小时进行透明化处理，得到了直径为120mm、长度为230mm的石英玻璃锭。
在空气气氛中将由得到的石英玻璃锭制作的薄板(厚度6.4mm)于1300℃保持1小时后，从炉体降下，浸渍在常温的水中进行淬火处理。进而在淬火处理后再次在空气气氛中以100℃/h的升温速度再次加热至600℃，通过自然放冷进行退火处理，得到了石英玻璃部件。
[实施例9]
将与实施例1相同地制备的烟粒装入炉中，在流速为20L/min的He气体气氛中，以400℃/h的升温速度升温至1200℃后，将气氛气体转换为SiF4 35vol%+He 65vol%的混合气体(流速为15L/min)，于1200℃保持3小时进行掺杂氟。
在所述掺杂氟处理结束后，气氛设为SiF4 20vol%+He 80vol%的混合气体，以400℃/h的升温速度升温至1400℃，于1400℃保持2小时进行透明化处理，得到了直径为120mm、长度为230mm的石英玻璃锭。
在将得到的石英玻璃锭缓慢冷却至1300℃，保持1小时后，从炉体降下，浸渍在常温的水中，从而进行淬火处理。进而在淬火处理后，再次在空气气氛中以100℃/h的升温速度再次加热至400℃，自然放冷，从而进行退火处理，得到了石英玻璃部件。
[比较例1]
在实施例1中，进行将SiF4与He混合气体的比例设为5vol%和95vol%的掺杂氟处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[比较例2、3]
在比较例1中，将薄板于1300℃保持1小时后进行淬火处理，于1000℃ (比较例2)、800℃ (比较例3)进行退火处理，除此之外，与比较例1相同地得到石英玻璃。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[比较例4]
在实施例1中，省略淬火处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[比较例5]
在实施例1中，省略退火处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
[比较例6]
在实施例1中，省略淬火处理和退火处理，除此之外，与实施例1相同地得到石英玻璃部件。然后，进行与实施例1相同的试验、评价。
将实施例1~9和比较例1~6的结果示出于表1中。另外，将实施例1的透射率曲线示出于图1中。
在实施例中，就石英玻璃而言，对通过用氢氧焰进行水解得到的石英玻璃进行了记述，但石英玻璃也可用其它的方法制备。例如，对于加入氟并通过溶胶凝胶法等得到的石英玻璃，也可进行淬火处理，然后进行热处理。
表1
工业实用性
本发明的石英玻璃部件可适合用于将ArF准分子激光(193nm)或F2激光(157nm)等真空紫外光作为光源的光刻。

Claims (7)

1.石英玻璃部件，其是用于以真空紫外光作为光源的光刻工序的石英玻璃，其特征在于，氟浓度为1wt%以上且5wt%以下，并且20℃~50℃的热膨胀系数为4.0×10-7/K以下。
2.权利要求1的石英玻璃部件，其特征在于，密度为2.16g/cm3以上且2.19g/cm3以下。
3.权利要求1或2的石英玻璃部件，其特征在于，OH基浓度为10ppm以下。
4.权利要求1或2的石英玻璃部件，其特征在于，假想温度为1000℃以下。
5.权利要求1或2的石英玻璃部件，其特征在于，Fe、Cr、Ni、Cu和Ti的浓度分别为1wtppm以下，并且1000℃的温度下的粘度系数为1014.5dPa·s以下。
6.权利要求1或2的石英玻璃部件，其特征在于，波长为193nm的光的线性透射率为90%以上。
7.低热膨胀石英玻璃的制备方法，其特征在于，准备氟浓度为1wt%以上且5wt%以下的石英玻璃，用加热炉将石英玻璃在1000℃以上且粘度系数为1014.5dPa·s以下的温度以上、1500℃以下的温度范围内加热，从加热炉取出进行淬火处理(骤冷)，再次在400℃以上、1000℃以下且石英玻璃的粘度系数为1014.5dPa·s以下的温度范围内进行退火处理。
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