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    • 专利摘要:
    EinVerfahren zur Herstellung eines optischen Fluoridkristalls schließt ein Überführen eines Tiegels,der ein geschmolzenes Kristallrohmaterial enthält, aus einer ersten Zone durcheine thermisch abgestufte Zone in eine zweite Zone zur Bildung einesKristalls und das Steuern der Temperatur zumindest einer der ersten Zoneund der zweiten Zone ein, derart, dass ein effektiver radialer Temperaturgradientan einem Punkt in der thermisch abgestuften Zone, an dem der Kristallgebildet wird, 5°C/cmnicht überschreitet.
    公开号:DE102004022053A1
    申请号:DE102004022053
    申请日:2004-05-05
    公开日:2004-11-25
    发明作者:Michele Marie-Louis Meyer-Fredholm；Michael Alan Pell；Michael William Price
    申请人:Corning Inc；
    IPC主号:C30B29-12
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft optische Kristalle und ein Verfahren zur Herstellungeines Fluoridkristalls, der zur Verwendung im Vakuumultraviolettbereich geeignetist.
    [0002] Fluoridkristallesind wegen ihrer Absorptionskanten bei kurzen Wellenlängen nützlicheMaterialien. Richtig gezüchteteKristalle weisen eine hohe Transmission im Vakuumultraviolettbereichdes elektromagnetischen Spektrums auf; d.h. bei Wellenlängen unter230 nm. Die Hauptnachfrage nach solchen Fluoridkristallen kommtaus der Mikrolithographie-Industrie. Diese Fluoridkristalle können zurHerstellung von Optiken und Optik-Bestandteilen zur Verwendung inExcimer-Lasern und auch füroptische Komponenten zur Verwendung in Projektions- und Belichtungssystemenverwendet werden. Die Auflösung desMikrolithographieprozesses ist derartig, dass in Aufnahmesystemenverwendete optische Materialien eine makellose Qualität aufweisenmüssen.Typischerweise sollte die Doppelbrechung weniger als 3 nm/cm betragenund die optische Homogenitätweniger als 3 ppm sein. Um Kristalle mit einer solchen Qualität zu erzielenmuss dem Züchtungs-bzw. Wachstumsprozess großeAufmerksamkeit gezollt werden.
    [0003] Fluorid-Einkristallewerden üblicherweiseunter Verwendung des Stockbarger-Bridgeman-Verfahrens gezüchtet. Dieser Prozess wirdunter Bezugnahme auf die 1A und 1B beschrieben. In 1A wird ein FluoridausgangsmaterialF in einen Tiegel C eingefüllt,der innerhalb einer heißenZone HZ eines Vertikalofens bzw. Schachtofens 1 angeordnetist. Die heißeZone HZ wird dann auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, umdas Fluoridausgangsmaterial F zu schmelzen. Nach dem Schmelzen desFluoridausgangsmaterials F wird der Tiegel C langsam aus der heißen ZoneHZ in eine kalte Zone CZ abgesenkt, wie es in 1B dargestellt ist. Wenn der Tiegel Csich aus der heißenZone HZ in die kalte Zone CZ bewegt, durchläuft das geschmolzene MaterialF eine Zone eines Wärmegradienten. BeimDurchlaufen dieser Zone erzeugt der Temperaturübergang innerhalb des geschmolzenenMaterials F eine Kristallfront CF. Die Kristallfront CF pflanztsich im Tiegel C innerhalb des Materials F fort, solange der TiegelC in Abwärtsrichtungbewegt wird.
    [0004] Inder oben beschriebenen Technik wird die Schmelze im allgemeineneinem scharfen lokalisierten bzw. örtlich begrenzten Abkühlen ausgesetzt, wennsie aus der heißenZone in die kalte Zone überführt wird.Eine solche scharfe lokalisierte Abkühlung erzeugt im Kristall einethermische Belastung, die inakzeptabel erhöhte Werte der Doppelbrechungund optischen Homogenitätzur Folge haben. Um die thermische Belastung im Kristall zu reduzierenfolgt dem Wachstumsverfahren typischerweise ein Annealingverfahren,das oben beschrieben wurde. Im Annealingverfahren wird der Kristallzunächstauf eine Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes erhitzt. DerKristall wird dann bei dieser Temperatur für eine vorgegebene Zeitspannein einem homogenen Temperaturfeld gehalten, bevor er langsam auf Raumtemperaturabgekühltwird. Dies ermöglicht, dassdie thermische Belastung im Kristall abgebaut wird.
    [0005] Jedochist der oben beschriebene Annealingprozess ein sehr langwierigerProzess, der mehrere Tage in Anspruch nimmt. Zusätzlich kann der Prozess desWiedererhitzens des Kristalls und dessen Halten bei einer hohenTemperatur füreine lange Zeitspanne Defekte im Kristall zur Folge haben, die wiederumzu einer geringeren Transmission im Kristall führen können. Im Hinblick auf die Zeitdauerfür einherkömmlichesAnnealing und die ökonomischen Verluste,die eintreten, wenn Kristalle Defekte entwickeln, ist ein Verfahrenwünschenswert,das kein Annealing erforderlich macht oder die für das Annealingverfahren erforderlicheZeit beträchtlichverkürzt.
    [0006] Gemäss einesAspektes betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einesoptischen Fluoridkristalls, bei dem ein Tiegel, der ein geschmolzenesAusgangsmaterial bzw. Rohmaterial enthält, aus einer ersten Zone durcheine thermisch abgestufte Zone in eine zweite Zone überführt (bewegt)wird, um dadurch einen optischen Fluoridkristall zu bilden, wobeidie Temperatur zumindest einer der ersten Zone und der zweiten Zonederart kontrolliert bzw. gesteuert wird, dass ein wirksamer radialerbzw. strahlenförmiger Temperaturgradientan einem Punkt in der thermisch abgestuften Zone, an dem der Kristallgebildet wird, 5°C/cmnicht überschreitet.
    [0007] Gemäss einesweiteren Aspekts betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellungeines optischen Fluoridkristalls, bei dem ein Tiegel, der ein geschmolzenesKristallausgangsmaterial enthält,aus einer ersten Zone durch eine thermisch abgestufte Zone in einezweite Zone überführt wird,um einen Kristall zu bilden, wobei die Temperatur zumindest einerder ersten und der zweiten Zone derart gesteuert bzw. geregelt wird,dass wirksame radiale und axiale Temperaturgradienten an einem Punktin der thermisch abgestuften Zone, an dem der Kristall gebildet wird,5°C/cm beziehungsweise10°C/cmnicht überschreiten.
    [0008] WeitereMerkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgendenBeschreibung und den beigefügtenAnsprüchenoffensichtlich werden.
    [0009] Die 1A und 1B veranschaulichen ein Verfahren zurBildung eines Kristalls.
    [0010] 2 zeigt einen Ofen zum Züchten eines Kristallsbzw. zum Kristallwachstum.
    [0011] 3 zeigt einen Stapel vonTiegeln innerhalb eines Ofens.
    [0012] 4 zeigt einen Kristall,der gebildet wird, wenn der Tiegel aus 2 durch eine Wärmegradientenzone geführt wird.
    [0013] EinVerfahren, das mit den Prinzipien der Erfindung übereinstimmt, minimiert einrasches lokalisiertes Abkühleneiner Kristallschmelze währenddes Kristallwachstumsverfahrens. Die Erfindung funktioniert, indemdie Form der Kristallisationsfront an der Wachstumsgrenzfläche sorgfältig kontrolliertwird, währendgleichzeitig ein gleichförmigesTemperaturfeld in der kalten Zone bereitgestellt wird, ohne die Kristalleabrupt abzukühlen.Kristalle, die unter solchen Bedingungen gezüchtet wurden, können eine Doppelbrechungvon weniger als 2 nm/cm und eine optische Homogenität von wenigerals 2 ppm aufweisen. Deswegen kann eine weitere Hitzebehandlung zumAbbauen einer thermischen Belastung vermieden werden.
    [0014] 1A zeigt einen Tiegel, derein Fluoridausgangsmaterial enthält,in der heißenZone eines Ofens, wobei das Material geschmolzen wird. 1B zeigt den teilweise indie kalte Zone überführten Tiegel.Innerhalb des Tiegels wurde eine Kristallform gezüchtet undgeschmolzenes Material bleibt oberhalb der Kristallfront zurück. Wennder Tiegel weiter in die kalte Zone überführt wird, fährt das Wachstum des Kristallsfort, bis sich der Tiegel vollständigin der kalten Zone befindet und das gesamte geschmolzene Materialim Tiegel kristallisiert ist.
    [0015] 2 zeigt eine Umgebung, diezur Ausübungder Erfindung geeignet ist, einschließlich eines Vertikalofens 10 miteiner oberen Zone 12 und einer unteren Zone 14.Ein Heizelement 16 ist in der oberen Zone 12 vorgesehen,um eine geeignete Temperatur in der oberen Zone 12 aufrechtzuerhalten.Ein Heizelement 18 ist auch in der unteren Zone 14 vorgesehen,um eine geeignete Temperatur in der unteren Zone 14 aufrechtzuerhalten.Die Temperatur der oberen und unteren Zonen 12 und 14 können durch Verwendungvon Temperaturmesselementen 34 und 36, beispielsweisevon Thermoelementen 34 und 36, überwachtwerden. Die Elemente 34 und 36 können ineinfacher Weise die Temperatur in jeder Zone überwachen oder sie können anein Steuergerätzur Steuerung der Temperatur in jeder Zone angeschlossen sein. EinIsoliermaterial 19 ist um die Heizelemente 16, 18 vorgesehen,um die Wärmeim Ofen 10 zu halten. In einer alternativen Ausführungsform kanneine zusätzlicheIsolierung in der unteren Zone 14 vorgesehen sein, damiteine geeignete Temperatur in der unteren Zone 14 aufrechterhaltenwerden kann. Diese Isolierung kann zusätzlich zu oder anstelle desHeizelementes 18 verwendet werden. In alternativen Ausführungsformenkönnenmultiple Heizvorrichtungen in jeder einzelnen oder beiden, der oberenZone 12 und der unteren Zone 14, vorgesehen sein,um die erforderlichen Temperaturen in den Zonen 12, 14 aufrechtzuerhalten.Vorzugsweise kann das Heizelement 18 in der unteren Zone 14 unabhängig vomHeizelement 16 in der oberen Zone 12 gesteuertwerden.
    [0016] EinDiaphragma oder Trennwand 20, hergestellt aus einem isolierendenMaterial, ist zwischen der oberen Zone 12 und der unterenZone 14 angeordnet, zwischen den Heizelementen 16, 18.Das Diaphragma 20 isoliert teilweise die obere Zone 12 von derunteren Zone 14 und erzeugt eine Wärmegradientenzone zwischender oberen Zone 12 und der unteren Zone 14. Dervertikale Temperaturgradient über dasDiaphragma 20 hinweg hängtvon der Geometrie beziehungsweise Gestaltung des Ofens 10 ab;d.h., von der Längeder Heizelemente 16, 18, der vertikalen Distanzzwischen den Heizelementen 16, 18, der Isolierungim Ofen 10 und den Temperaturen in den oberen und unterenZonen 12, 14. Es sollte erwähnt werden, dass das Heizelement 18 sichnicht überdie gesamte Längeder unteren Zone 14 erstrecken muss; d.h., ein kürzeres Heizelementkann in der unteren Zone 14 knapp unterhalb des Diaphragmas 20 verwendetwerden. Es kann kaltes Wasser vorgesehen sein, das innerhalb desDiaphragmas 20 zirkuliert, um einen Temperaturgradientenvon größerer Intensität zu erzielen.
    [0017] ImVerfahren der Erfindung ist ein Tiegel 22 in der oberenZone 12 angeordnet. Der Tiegel 22 enthält ein Kristallausgangsmaterialoder Schmelze F. In einer Ausführungsformist das Kristallausgangsmaterial F ein Ausgangsmaterial zur Herstellungvon Fluoridkristallen, beispielsweise Einkristallen aus CaF2, BaF2, SrF2, LiF, MgF2 oderNaF; oder zur Herstellung von Kristallen, die ein Gemisch dieserKristalle enthalten. Beispielsweise werden ein CaF2 Pulverund ein SrF2 Pulver zusammen vermischt,geschmolzen und zur Bildung eines CaSrF2 Einkristallsverfestigt.
    [0018] DerTiegel 22 kann eine einzelne Einheit sein oder kann inmehrere vertikal gestapelte Schalen bzw. Wannen (Elemente 23 in 3) aufgeteilt sein. Typischerweisewerden die gestapelten Wannen (Elemente 23 in 3) durch Öffnungenim Zentrum der Bödenmiteinander in Verbindung stehen, ausgenommen der unteren Wanne,die keine Öffnungaufweist. Die Öffnungenweisen ungefähreinen Durchmesser von 3–4mm auf. Jede Wanne wird bis zu ihrem Fassungsvermögen befüllt undder Stapel wird im Ofen angeordnet. Wenn die Charge beziehungsweiseder Ansatz schmilzt und sich verdichtet fließt er nach unten und befüllt dieWanne unter ihm. Die untere Wanne enthält einen Impfkristall beziehungsweiseKristallisationskeim, um die Kristallbildung zu starten. Die Kristallisationtritt vom Boden der Wanne nach oben ein und, wenn die Kristallisationdes Materials in jeder Wanne abgeschlossen ist stellt es, über die Öffnung zwischenihm und der Wanne über ihmeinen Kristallisationskeim zum Kristallisieren des Materials inder Wanne überihm bereit. Durch Verwendung einer Reihe von gestapelten Wannenist man dazu in der Lage, eher eine Vielzahl von Kristall-Scheibenals einen einzigen, zylindrischen Kristall zu züchten, wie es üblicherweisein der Technik der Fall ist.
    [0019] Ineiner alternativen Ausführungsformkann eine Beschickungsvorrichtung oder ein Reservoir beziehungsweiseBehälter(nicht dargestellt) vorgesehen sein, um die gestapelten Wannen mitdem geschmolzenen Material zu befüllen. Typischerweise ist diesesReservoir mit pulverförmigemMaterial befüllt, dasschmilzt, sich verdichtet und durch eine Öffnung im Behälterbodenin die obere Wanne fließt.Das Fließendurch die Wannen fährtwie oben beschrieben fort, bis jede Wanne befüllt ist.
    [0020] EinLiftmechanismus 24 ist an den Tiegel angeschlossen, umden Tiegel 22 aus der oberen Zone 12 durch dasDiaphragma 20 in die untere Zone 14 abzusenken.Beispielsweise kann der Liftmechanismus 24 ein Stab 26 sein,der an ein hydraulisches oder pneumatisches Betätigungselement 28 angeschlossenist. Das Betätigungselement 28 kannwie notwendig gesteuert werden, um den Tiegel 22 im Ofen 10 zubewegen.
    [0021] DieErfindung basiert teilweise auf der Entdeckung, dass die radialenTemperaturgradienten eine Verformung der Kristallwachstumsgrenzfläche zur Folgehaben können.Eine stark konkave oder konvexe Grenzfläche kann eine falsche Kornbildungund eine hohe Doppelbrechung aufgrund der mangelnden Gleichförmigkeitbeim Abkühlender Grenzfläche zurFolge haben. Vorzugsweise ist der radiale Temperaturgradient ander Kristallwachstumsgrenzfläche nichtgrößer als5°C/cm.Ebenfalls ist ein ausreichender axialer oder vertikaler Wärmegradientam Diaphragma 20 erforderlich, um den Kristall zu züchten. Jedochsollte der axiale Wärmegradientnicht so hoch sein, dass er eine rasche lokalisierte Abkühlung im geschmolzenenMaterial F verursacht. Vorzugsweise ist der axiale Temperaturgradientim Diaphragma 20, d.h. innerhalb der Wärmegradientenzone, nicht größer als10°C/cm.
    [0022] InBetrieb wird der Ofen 10 hermetisch abgedichtet und dieerforderliche Atmosphärewird innerhalb der oberen Zone 12 erzeugt. Diese Atmosphäre kannein Vakuum, eine Inertatmosphäre(Helium, Argon oder eine andere Inertatmosphäre) oder eine Fluorierungsatmosphäre sein.Die obere Zone 12 wird dann auf eine Temperatur erhitzt,die ausreichend ist, um den Inhalt des Tiegels 22 zu schmelzen oderden Inhalt des Tiegels 22 in einem geschmolzenen Zustandaufrechtzuerhalten. Beispielsweise wird für CaF2 die Temperaturtypischerweise auf 1500°C odermehr eingestellt. Der Tiegel 22 mit dem geschmolzenen Materialwird langsam aus der oberen Zone 12 durch das Diaphragma 20 indie untere Zone 14 bewegt. Die untere Zone 14 wirdbei einer Temperatur gehalten, die geringer als die Temperatur inder oberen Zone 12 ist, so dass ein Temperaturgradient über dasDiaphragma hinweg besteht. Wenn der Tiegel 22 durch dasDiaphragma 20 hindurchbewegt wird, durchläuft dasgeschmolzene Material F die Wärmegradientenzone.Wie in 4 dargestellt wird,erzeugt der Temperaturüberganginnerhalb des geschmolzenen Materials F beim Durchlaufen dieser Zoneeine Kristallfront CF. Die Kristallfront CF setzt sich im geschmolzenenMaterial F im Tiegel 22 fort, solange der Tiegel 22 inAbwärtsrichtungzur unteren Zone 14 bewegt wird.
    [0023] Wennder Tiegel 22 die Temperaturgradientenzone durchläuft, definiertam Diaphragma 20, ist es von Bedeutung, dass der Inhaltdes Tiegels 22 keinen raschen Temperaturabfall erfährt. Vorzugsweise überschreitetder effektive axiale Temperaturgradient an der Kristallwachstumsgrenzfläche 30,d.h. der Grenzflächezwischen dem geschmolzenen Material F und der Kristallfront CF nicht10°C/cm.Vorzugsweise überschreitetdie effektive radiale Temperatur an der Kristallwachstumsgrenzfläche 30 5°C/cm nicht. DieSteuerung sowohl der axialen als auch der radialen Temperaturgradientenan der Kristallwachstumsgrenzflächeund eine gleichförmigeTemperatur in der unteren Zone 14 kann durch das Heizelement 18 und/oderdurch Vorhandensein einer stark isolierten unteren Zone 14 erreichtwerden. Um einen ausreichenden axialen Temperaturgradienten an derKristallwachstumsgrenzflächesicherzustellen wird die Temperatur der unteren Zone 14 vorzugsweisebei einer Temperatur von mehr als 550°C unterhalb der Schmelztemperaturdes Kristallausgangsmaterials, jedoch nicht mehr als 100°C unter derSchmelztemperatur des Kristallausgangsmaterials gehalten.
    [0024] Wennsich die gesamte Tiegelmasse 22 in den effektiven Bereichder unteren Zone 14 bewegt hat kann das Kristall direktohne erneutes Erhitzen auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Die Abkühlgeschwindigkeitdes Kristalls sollte weniger als 15°C/Std. (°C/Std.) betragen. Vorzugsweisesollten die Abkühlgeschwindigkeitenim Bereich von 1–10°C/Std. liegenund die Zeit zum Abkühlenauf Raumtemperatur wäreim Bereich von 10–30Tagen. Die exakte Zeit zum Abkühlenhängt vonder Geschwindigkeit ab, in der das Abkühlen eintritt. Beispielsweisebeträgtdie Zeit in einer Abkühlgeschwindigkeitvon ungefähr3°C/Std.ungefähr17 Tage.
    [0025] DieAbkühlgeschwindigkeitkann ebenfalls in mehrere unabhängigeSchritte unterteilt werden. Beispielsweise sollte die Abkühlgeschwindigkeitbei Temperaturen von über700°C imBereich von 1–4°C/Std. liegenund bevorzugter bei nicht mehr als 2,5–3,0°C/Std. Bei Temperaturen unter700°C und über 550°C solltedie Abkühlgeschwindigkeitvorzugsweise im Bereich von 1–6°C und bevorzugter nichtmehr als 5°C/Std.betragen. Bei Temperaturen unter 550°C und über 400°C sollte die Abkühlgeschwindigkeitim allgemeinen 10°C/Std.nicht überschreiten.Es ist effizient, die Abkühlgeschwindigkeit, wenndie Temperatur unterhalb 400°Cliegt, auf mehr als 10°C/Stdzu erhöhen.Dieser Abkühlplanstellt sicher, dass der Kristall nicht zu rasch abgekühlt wird.
    [0026] Dasnachfolgende Beispiel ist fürVeranschaulichungszwecke dargelegt und soll die Erfindung, wie sieansonsten hierin beschrieben ist, nicht einschränken.
    [0027] EineCaF2 Kristallscheibe mit einem Durchmesservon 300 mm wurde in einem Ofen gezüchtet, der mit unabhängig gesteuertenHeizgerätenin den oberen und unteren Zonen ausgestattet war. Die Zonen wurdendurch ein Diaphragma getrennt. Die Temperatur des oberen Heizgerätes wurdeauf 1500°Ceingestellt. Die Temperatur des unteren Heizgerätes wurde bei 1250°C eingestellt.Das Calciumfluoridausgangsmaterial wurde in einen Tiegel eingefüllt undin der oberen Zone durch Hochlaufen der Einstellpunkte der Heizgeräte über eineZeitspanne von 4–6Tage geschmolzen. Der Tiegel wurde dann zu 2,5 mm/Std. durch denDiaphragmabereich, in dem die Kristallisation eintrat und daraufin die untere Zone abgesenkt. Wenn es sich einmal in der unterenZone befand wurde das Kristallmaterial direkt in 17 Tagen in einerGeschwindigkeit von 3°C/Std. über eine17-tägigeZeitspanne auf Raumtemperatur abgekühlt. Der in diesem Experimentverwendete Ofen verwendet ein Heizgerät, das 2–3 mal die Länge desKristalls beträgt,um die richtige thermische Umgebung für das Abkühlen der Kristalle bereitzustellen.Dieses Heizgerätstellt eine Wärmeumgebungmit einem axialen Wärmegradienten <10°C/cm undeinen radialen Wärmegradienten <5 °C/cm bereit.Währenddes Abkühlenswerden die oberen und die unteren Heiztemperaturen in einem Abstandvon ungefähr100°C voneinandergehalten, um die erwünschtenWärmegradientenzu erreichen. Jedoch könnenals eine Option währenddes ersten Teils des Abkühlensdie Heizgerättemperaturenauch 250°Cvoneinander getrennt sein, unter der Voraussetzung, dass innerhalbvon 1–2Tagen nach dem Beginn des Abkühl/Kristallisationsarbeitsgangesdie Heizgerättemperaturenauf einen Bereich von innerhalb 100°C zueinander gebracht und während des Verfahrensin dieser Differenz gehalten werden, bis die unteren Temperaturen(weniger als 550°C)erreicht werden. Es sei ebenfalls erwähnt, dass man wahlweise dieAbkühlgeschwindigkeitbeispielsweise auf ungefähr10°C/Std.bei einer Temperatur unter 550°Cerhöhenkann. Keine weiteren Wärmebehandlungsschrittewerden durchgeführt.Die aus diesem Prozess erhaltenen Kristalle weisen eine Doppelbrechungvon weniger als 1 nm/cm und eine optische Homogenität wenigerals von 2 ppm auf.
    [0028] Während dieErfindung bezüglicheiner beschränktenAnzahl von Ausführungsformenbeschrieben wurde wird der Fachmann auf dem Gebiet, der sich dieseOffenbarung zu Nutze macht erkennen, dass weitere Ausführungsformenmöglichsind, ohne vom Umfang der Erfindung, wie sie hierin offenbart ist,abzuweichen. Demgemäß sollteder Schutzumfang lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.
    [0029] Dievorliegende Erfindung ist insbesondere auf folgende Ausführungsformengerichtet: 1. Verfahren zur Herstellung einesoptischen Fluoridkristalls, das folgendes umfasst: Überführen einesTiegels, der ein geschmolzenes Kristallrohmaterial enthält, auseiner ersten Zone durch eine thermisch abgestufte Zone in eine zweiteZone zur Bildung eines Kristalls; und Steuern der Temperaturzumindest einer der ersten Zone und der zweiten Zone derart, dassein effektiver radialer Temperaturgradient an einem Punkt in derthermisch abgestuften Zone, an dem sich der Kristall bildet, 5°C/cm nicht überschreitet. 2. Verfahren nach Ausführungsform1, das weiterhin ein Kontrollieren bzw. Steuern einer Temperaturdifferenzzwischen der ersten Zone und der zweiten Zone derart umfasst, dassein effektiver axialer Temperaturgradient in der thermisch abgestuftenZone 10°C/cmnicht überschreitet. 3. Verfahren nach Ausführungsform1 oder Ausführungsform2, wobei das Steuern der Temperatur oder der Temperaturdifferenzein Steuern eines Heizelementes in der zweiten Zone umfasst. 4. Verfahren nach Ausführungsform1 oder Ausführungsform2, wobei das Steuern der Temperatur oder der Temperaturdifferenzzwischen der ersten Zone und der zweiten Zone eine starke Isolierungder zweiten Zone umfasst. 5. Verfahren nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen,wobei die erste Zone bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Kristallrohmaterialsgehalten wird. 6. Verfahren nach einer oder mehreren der Ausführungsformen1-5, wobei die Temperatur in der zweiten Zone in einem Bereich von100-550°C unterdem Schmelzpunkt des Kristallrohmaterials gehalten wird. 7. Verfahren nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen,das weiterhin ein Abkühlendes Kristalls in der zweiten Zone umfasst. 8. Verfahren nach einer oder mehreren der Ausführungsformen1-6, das weiterhin ein Abkühlen desKristalls in der zweiten Zone in einer Geschwindigkeit von wenigerals 15 °C/Std.umfasst. 9. Verfahren nach Ausführungsform7, wobei eine Abkühlgeschwindigkeitdes Kristalls von einer Temperatur über 700°C nicht mehr als 2,5°C/Std. beträgt. 10. Verfahren nach Ausführungsform7, wobei die Abkühlgeschwindigkeitdes Kristalls von einer Temperatur über 550°C nicht mehr als 5°C/Std. beträgt. 11. Verfahren nach Ausführungsform7, wobei die Abkühlgeschwindigkeitdes Kristalls von einer Temperatur über 400°C nicht mehr als 10°C/Std. beträgt. 12. Verfahren nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen,wobei die Überführungsgeschwindigkeitdes Tiegels 2,5 mm/Std. beträgt. 13. Verfahren nach einer oder. mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen,wobei das Kristallausgangsmaterial eines umfasst, ausgewählt ausder Gruppe, die aus CaF2, BaF2,SrF2, LiF, MgF2,NaF und Gemischen hiervon besteht. 14. Verfahren nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen,wobei der Tiegel einen Stapel von Wannen umfasst, wobei jeder einenTeil des geschmolzenen Kristallrohmaterials enthält. 15. Verfahren zur Herstellung eines optischen Fluoridkristalls,das folgendes umfasst: Überführen einesTiegels, der ein geschmolzenes Kristallrohmaterial enthält, auseiner ersten Zone durch eine thermisch abgestufte Zone in eine zweiteZone zur Bildung eines Kristalls; und Steuern der Temperaturzumindest einer der ersten und der zweiten Zone derart, dass eineffektiver radialer und axialer Temperaturgradient an einem Punktin der thermisch abgestuften Zone, in der der Kristall gebildetwird, 5°C/cmund 10°C/cm jeweilsnicht überschreitet.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Verfahren zur Herstellung eines optischen Fluoridkristalls,das folgendes umfasst: Überführen einesTiegels, der ein geschmolzenes Kristallrohmaterial enthält aus einerersten Zone durch eine thermisch abgestufte Zone in eine zweite Zone,deren Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des geschmolzenen Ausgangsmaterialsliegt, um dadurch einen Kristall zu bilden; und Steuern derTemperatur zumindest einer der ersten Zone und der zweiten Zonederart, dass ein effektiver radialer Temperaturgradient an einemPunkt in der thermisch abgestuften Zone, an dem der Kristall gebildetwird, 5°C/cmnicht überschreitet; wobeidie Temperaturdifferenz zwischen der ersten und zweiten Zone imBereich von 100–250°C während derKristallisation aufrechterhalten wird und ein weiteres Abkühlen desKristalls in der zweiten Zone in Schritte unterteilt wird, derart,dass: (a) wenn die Temperatur in der zweiten Zone über 700°C liegt,die Abkühlgeschwindigkeitim Bereich von 1–4°C/Std. liegtund (b) wenn die Temperatur in der zweiten Zone im Bereichvon 550–700°C liegt,die Abkühlgeschwindigkeitim Bereich von 1–6°C/Std. liegt,und (c) wenn die Temperatur in der zweiten Zone im Bereichvon 550–400°C liegt,die Abkühlgeschwindigkeit10°C/Std.nicht überschreitetund (d) wenn die Temperatur unter 400°C ist, die Abkühlgeschwindigkeit10°C/Std. überschreitenkann.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, wobei zu Beginn des Kristallisationsverfahrensdie Temperatur zwischen der ersten und zweiten Zone ungefähr 250°C beträgt, unterder Voraussetzung, dass innerhalb eines Bereiches von 1–2 Tagennach dem Start des Abkühl/Kristallisationsverfahrensdie Temperaturen auf einen Bereich von innerhalb 100 °C zueinander gebrachtwerden und diese Differenz aufrechterhalten wird, bis eine Temperaturvon weniger als 550°C erreichtwird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperaturdifferenzzwischen der ersten und zweiten Zone ungefähr 100°C beträgt.
    [4] Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Steuern der Temperaturoder der Temperaturdifferenz ein Steuern eines Heizelementes inder zweiten Zone umfasst.
    [5] Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Steuern der Temperaturoder der Temperaturdifferenz zwischen der ersten Zone und der zweiten Zoneein starkes Isolieren der zweiten Zone umfasst.
    [6] Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Abkühlgeschwindigkeitdes Kristalls von einer Temperatur über 700°C nicht mehr als 2,5°C/Std. beträgt.
    [7] Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Abkühlgeschwindigkeitdes Kristalls von einer Temperatur im Bereich von 550-700°C nicht mehrals 5°C/Std.beträgt.
    [8] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobeidie Überführungsgeschwindigkeit desTiegels 2,5 mm/Std. beträgt.
    [9] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobeidas Kristallrohmaterial eines umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, die ausCaF2, BaF2, SrF2, LiF, MgF2, NaFund Gemischen hiervon besteht.
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    公开号 | 公开日
    US20040221793A1|2004-11-11|
    JP2004339053A|2004-12-02|
    EP1475464A1|2004-11-10|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2007-03-15| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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