深紫外高透过石英晶体的生长和光学性能表征

• Published in: 人工晶体学报 Vol. 52; no. 12; pp. 2228 - 2234
• Main Authors: 张绍锋, 曹艳翠, 张璇, 李丹, 胡潇, 刘巨澜, 姜秀丽
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中材人工晶体研究院有限公司,北京 100018%北京中材人工晶体研究院有限公司,北京 100018%中材人工晶体研究院有限公司,北京 100018 2023; 北京中材人工晶体研究院有限公司,北京 100018
• Subjects: 照明系统; 深紫外; illumination system; 石英晶体; deep ultraviolet; 波片; 水热法; quartz crystal; polarization device; waveplate; 偏振装置; hydrothermal method
• ISSN: 1000-985X
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-985X.2023.12.020

O734; 照明系统是光刻机的重要组成部分,其主要功能是对激光光束进行扩束、整形和匀光.石英晶体x晶向具有本征双折射特点,以其原理制作的偏振装置可实现对光束偏振态的控制,配合离轴照明,能够进一步提高光刻机照明系统的分辨率和成像质量.受传统石英晶体生长工艺和晶体自范性限制,用于偏振装置的大口径石英波片(>?50 mm)一直是石英晶体研究的难题.本文利用平行定向生长水热工艺,系统调整温度、压力、矿化剂种类和浓度、节流挡板开孔率等参数,成功合成了可用于193 nm波长的高透过率石英单晶,并加工出已知报道的最大尺寸?160 mm石英波片坯料.实验过程中使用改进的框架籽晶法淘汰了可遗传腐蚀隧道缺陷,通过优化原料配比进一步降低Al3+、Na+等微量元素含量,控制升温曲线实现籽晶界面晶格匹配,从而淡化籽晶外延区域均匀性差异.对单晶样品进行微量元素含量、内透过率、双折射性能和光学均匀性表征,结果表明,石英晶体微量元素总含量控制在 7×10-6 以内,内透过率达到99.80%/mm,双折射率差不均匀性低于0.029 7%,?140 mm有效通光口径内光学均匀性PV值达到3.9×10-6.