专利名称：晶体生长和退火方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶体生长和退火的领域，具体是涉及一种晶体生长和能使残余应力最小的退火，以及适合于生产氟化钙(CaF2)晶体的方法和装置。
晶体有广泛的用途，包括作为数码相机的镜头和平版印刷术(如在半导体加工中)中的光学元件。在193nm波长的半导体平版印刷术通常使用熔凝石英光学元件。不幸的是，熔凝石英会被193nm的高积分通量所损坏。下一代半导体平版印刷术期望使用157nm波长的照明。由于熔凝石英对157nm照明相当不透明，因此需要另一材料。
CaF2是几种用于193nm和157nm平版印刷术中光学元件候选物中的一种。现行的晶体生长和退火方法会在大CaF2晶体中产生高的残余应力，因而限制了CaF2晶体的可应用性。晶体中的高残余应力可使该晶体的折射指数在空间上不均匀。这可导致波阵面误差、影像衰退和双折射，这些对使用CaF2的光学系统的效果都是有害的。
图1(A，B)所示是当前采用的晶体生长和退火方法。将粉末P放在坩埚C中。在生长阶段，将粉末P加热至液相(例如对于CaF2，温度大约为1500℃)。使坩埚C从加热区域R1慢慢地下降，此时晶体X在液体冷却至一临界温度以下的区域R2中生长。液体温度T1和晶体温度T2之间的差异导致了晶体/液体混合物横断面上的温度梯度。
晶体生长阶段一结束，立即将晶体X退火。图1B显示常用退火方法的装置。将晶体X重新放回加热区域R1，但温度低于熔化晶体X所需的温度。该晶体通过它的顶部、底部和四周损失热量。晶体的温度慢慢地降低，直到达到某个值，一般是室温(将1000℃的CaF2退火到50℃通常需要约30天，此时冷却的速率小于每小时1℃)。晶体的温度慢慢地降低，一般仍然存在一个垂直的温度梯度，表现为T1和T2之间的差异。晶体完全冷却之后，一般将其顶部和底部切下，做成坯料。然后可研磨和抛光该坯料，制成光学元件如镜头、管壳或平板。
可使用当前生产CaF2晶体的方法可靠地生产尺寸受到限制的CaF2晶体，因为由此得到的直径在约6英寸(15.24cm)之上的CaF2晶体具有意想不到高的双折射。尺寸有限的晶体限制了由此得到的光学元件的数值孔径，限制了该光学元件在高密度平版印刷术中的应用。
因此，需要一种生产即使其晶体尺寸大但其双折射仍能减到最小，适合于生产CaF2晶体的方法和装置。
发明概要本发明提供一种生产即使其晶体尺寸大但其双折射仍能减到最小，适合于生产CaF2晶体的方法和装置。本发明方法包括通过在慢慢地减少晶体的本体温度时维持该晶体中的温度梯度最小而将晶体退火。本发明的装置包括一个加在晶体生长和退火装置中的温度控制系统，该温度控制系统使得在晶体生长期间形成一温度梯度，但在晶体退火期间使该温度梯度减到最小。
本发明的一个实施例中包括一个加在常规的晶体生长和退火装置中的辅助加热器。该辅助加热器提供热量，使退火过程中晶体中的温度梯度最小。该辅助加热器可安装在接近坩埚底部的地方，以便有效地维持适当的温度梯度。
在阅读了下述描述之后，或者通过本发明的实践，本领域熟练的技术人员将会明白本发明的优点和新颖的特征。使用后面的权利要求书具体指出的设备及其组合可实现和达到本发明的目的和优点。
被纳入并成为本说明书一部分的附图有助于阐述本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。
图1(A，B)是常规的晶体生长和退火装置的简图。
图2是退火时间和垂直温度梯度3是在图2的退火过程中晶体中的应力响应图。
图4是在图2的条件下进行退火的晶体中的双折射图。
图5是本发明的晶体生长和退火装置的简图。
图6是本发明的晶体生长和退火装置的剖面图。
图7是与在常规装置中退火的晶体相比在图6装置中退火的晶体的峰值应力图。
图8是与在常规的装置中退火的晶体相比在图6装置中退火的晶体的双折射图。
发明的详细描述本发明提供一种用于晶体生长和使残余应力与相关双折射都减到最小的退火，适合于生产CaF2晶体的方法和装置。
方法本发明方法与常规的生产晶体方法类似。然而，根据本发明，晶体中的温度梯度在退火期间可减到最小。在生长期间保持着高的温度梯度。本发明者发现，在退火期间使温度梯度减到最小，可以减少残余应力和相关的双折射。
晶体可于晶体材料的液相温度左右的温度进行生长，在其生长期间的温度梯度为在6英寸(15.24cm)是100℃或更多。退火期间，可将晶体从生长温度冷却至室温，在整个退火周期中温度梯度大约为每英寸8℃。对于CaF2，生长温度可在1500℃左右。在整个冷却过程中，退火可以以任何方向上小于每英寸8℃的温度梯度将晶体冷却至室温；小于每英寸4℃的温度梯度可产生更低的残余应力并得到不符合要求的光学特性。特别重要的是(此时热的晶体具有较低的屈服强度)，在退火的起始阶段维持一个低的温度梯度。
图2是退火期间3个不同的垂直温度梯度图。在常规的晶体生长和退火装置中，垂直的温度梯度超过了其它任何方向的温度梯度。将垂直温度梯度作为退火时间的函数作图。情形1代表常规的退火方法，初始垂直温度梯度高，随着晶体温度的降低该温度梯度减小。情形2代表了本发明的一种退火方法，有小得多的垂直温度梯度，该温度梯度也随着晶体温度的降低而减小。情形3代表本发明的又一种退火方法，具有更小的初始垂直温度梯度，该温度梯度随着晶体温度的下降而减小。对于CaF2晶体的退火，其时间尺度可粗略为20-40天。对于情形1，最大的垂直温度梯度可以是6英寸(15.24cm)100℃或更多；对于情形2，大约是每英寸8℃或更少；对于情形3，大约是每英寸4℃或更少。本领域中的熟练技术人员将明白，对于晶体生长温度、热膨胀系数和屈服强度均不同的其它晶体材料如氟化镁(MgF2)和二氧化硅(SiO2)，也是类似的关系。
图3是在图2的退火时间与垂直温度梯度情况下晶体的Mises瞬时峰值应力响应图。当晶体冷却时，热膨胀和收缩产生了内部应力。如果内部应力高，可能会发生位错运动和滑动，在冷却的晶体中产生残余应力。情形1(常规的退火条件)与情形2和3相比，峰值应力增加，尤其是在退火的早期阶段。退火的早期阶段对应于最高的晶体材料温度和相关的最小屈服强度。结果，早期阶段的高应力很有可能超过晶体材料的屈服强度，因而产生位错运动和滑动。位错运动和滑动产生了冷却的晶体中的残余应力，导致了不符合要求的光学特性。对于CaF2晶体，情形1的峰值应力可以大约是7MPa；情形2，该应力大约为5.5MPa；情形3，大约为4.5MPa。退火时间可以是大约700小时。
图4是将以图2所示的温度、时间和垂直温度梯度进行退火的CaF2晶体的双折射(以nm/cm表示)对径向距离的函数图。情形1是以常规退火方法进行退火的晶体的双折射。情形2和3与情形1相比，在短的径向距离上具有较低的双折射。情形2和3与情形1相比，在大的径向距离上还具有低于临界阈值水平的双折射，这使得可以用根据本发明退火得到的晶体制成具有所需光学特性的直径较大的光学元件。
当在如下所述的在接近晶体的顶部和四周安装主要加热系统、接近晶体的底部安装辅助加热系统的晶体退火装置中使用本发明的方法时，此方法包括使用主要和辅助加热系统提供热量，以维持该晶体的温度随着时间而渐减，同时能防止在该晶体中出现大于约8℃/英寸的温度梯度(小于4℃/英寸的梯度可得到更佳的结果)。
当在如下所述的在接近晶体的顶部和四周安装主要加热系统、接近晶体的底部安装辅助加热系统的晶体退火装置中使用本发明的方法时，该方法包括1.利用由主要加热系统产生的热量加热在坩埚中的晶体材料，形成晶体材料的液体；2.逐步降低坩埚从主要加热系统出来，使液态晶体材料的逐段部分冷却至适合晶体形成的温度；3.降低主要加热系统的温度；4.将坩埚提升到主要加热系统中，由辅助加热系统提供热量；5.减少主要加热系统和辅助加热系统的热量输出，使晶体的平均温度随着时间而降低，且使晶体中的温度梯度不超过约8℃/英寸(小于约4℃/英寸的梯度可产生更佳的结果)。装置图5显示了本发明的装置的示意图。热源21可维持晶体生长所需的高温度。生长期一结束，在退火期间温度控制系统22维持晶体处于基本上均匀的温度。具体言之，温度控制系统22将垂直温度梯度维持在适合于晶体材料的界限之内，例如，对于CaF2，该温度梯度小于约8℃/英寸。对于CaF2，小于约4℃/英寸的温度梯度可提供更理想的结果。在退火期间，温度控制系统22逐渐降低晶体的温度，同时不让温度梯度超出此范围。温度控制系统可以以本领域熟练技术人员了解的各种方式实现，包括适当置于晶体邻近的辐射加热元件、绝缘层、电感加热器、检测和控制系统以及它们的组合。
图6是本发明装置的剖面图。装置A中有几个常规的部件炉壁601、支撑结构602、坩埚支撑柱603、基座604、坩埚605、固定的主要隔热罩606和固定的主要加热器607，这些部件基本上如图6所示连接。装置A还包括辅助加热器611和辅助隔热罩612。辅助加热器611可安装在坩埚605的下面，而辅助隔热罩612安装在辅助加热器611的下面。在操作中，在晶体生长阶段辅助加热器611可以不工作，使得存在大的温度梯度适合于晶体生长。辅助加热器611可在晶体退火期间工作，提供热量。辅助加热器611可与主要加热器607一起工作，从被退火的晶体的下部提供热量。使用这多个热源提供了退火所需的温度分布，不致出现可导致大温度梯度的不均匀散热。主要加热器706和辅助加热器611所需的功率与炉的直径、绝缘材料的特性、隔热罩的性能以及坩埚直径有关。如在一个例子中，坩埚605的直径可以为约8英寸(20.32cm)。炉壁601可限定直径约20-40英寸(50.8-101.6cm)、高约40英寸(101.6cm)的容积。退火开始时主要加热器607可提供约6kW的功率，辅助加热器611可提供约3.5kW。主要加热器607和辅助加热器611的功率在退火期间可以减少，例如线性地减少。主要隔热罩606和辅助隔热罩612可用厚1/4-1/2英寸(0.635cm-1.27cm)的石墨制成。本领域熟练的技术人员会明白其它的尺寸、功率和材料也可用于本发明。
图7是在图6的装置中退火的晶体的峰值应力与在常规的装置中退火的晶体的峰值应力比较图。该图是使用该装置和方法的计算机模型获得。如图7所示，采用图6装置退火得到的晶体在退火期间具有较低的应力，因为辅助加热器和辅助隔热罩防止了导致大的应力的大温度梯度。退火期间具有较低的应力意味着晶体中出现位错运动和滑动、因而产生不理想光学特性的可能性很小。对于CaF2晶体，使用常规装置产生的峰值应力可以大约是7MPa，但使用本发明装置产生的峰值应力仅约为4.5MPa。退火时间可以大约700小时。
图8是在图6装置退火得到的晶体的双折射(以nm/cm表示)与径向距离(例如对于CaF2晶体，离中心直到6英寸(15.24cm))的关系图，图中有在常规装置退火得到的晶体作比较。使用该装置和方法的计算机模型得到该图。如图8所示，使用图6装置退火得到的晶体具有较低的双折射，特别是在大的径向距离上。大的径向距离上的低双折射使得可以使用该晶体制造大的光学元件，并具有改善的光学性能。
上述具体的尺寸和设备仅仅是为了阐述本发明的具体实施方案而已。使用本发明时可涉及具有不同尺寸和特性的部件。本发明的范围由后面的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种低双折射光学氟化物晶体生长/退火炉，其特征在于，它包括a)一个支撑结构；b)一个用来装预结晶氟化物熔体的光学氟化物晶体坩埚，光学氟化物晶体从支撑结构中的所述预结晶氟化物熔体中生长；c)一个安装在支撑结构上、邻近该光学氟化物晶体坩埚顶部和四周的主要加热系统；d)一个安装在支撑结构上、邻近该光学氟化物晶体坩埚底部的辅助退火加热系统，用于在所述光学氟化物晶体退火期间使所述光学氟化物晶体坩埚中所述光学氟化物晶体的温度梯度减到最小，以减小光学双折射。
2.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述主要加热系统和辅助加热系统具有维持光学氟化物晶体的温度均匀在约8℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
3.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述主要加热系统和辅助加热系统具有维持光学氟化物晶体的温度均匀在约4℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
4.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述主要加热系统包括一个安装在支撑结构上的主要隔热罩和一个安装在主要隔热罩与光学氟化物晶体坩埚之间的主要加热元件。
5.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述辅助加热退火系统包括一个安装在支撑结构上的辅助隔热罩和一个安装在辅助隔热罩与光学氟化物晶体坩埚之间的光学晶体退火用的辅助加热元件。
6.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述主要加热系统包括一个安装在支撑结构上的主要隔热罩和一个安装在主要隔热罩与光学氟化物晶体坩埚之间的主要加热元件，所述辅助加热退火系统包括一个安装在支撑结构上的辅助隔热罩和一个安装在辅助隔热罩与该坩埚之间的光学晶体退火用的辅助加热元件。
7.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述光学氟化物晶体坩埚的直径至少是8英寸(20.32cm)，所述主要加热系统包括基本上包围在所述光学氟化物晶体坩埚的顶部和四周的一些电阻加热器，所述辅助加热系统包括一个安装在所述光学氟化物晶体坩埚下面的退火电阻加热器。
8.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述光学氟化物晶体是CaF2。
9.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述光学氟化物晶体是MgF2。
10.如权利要求1所述的炉，其特征在于，所述辅助加热退火系统可与所述光学氟化物晶体一起移动。
11.如权利要求10所述的炉，其特征在于，所述辅助加热退火系统可独立于所述主要加热系统进行控制。
12.一个低双折射光学氟化物晶体生长和退火炉，其特征在于，它包括一种支撑结构；一个安装在该支撑结构上的上部加热系统；一个安装在该支撑结构上的可在一个第一和另一个第二垂直位置之间作垂直移动的光学氟化物晶体坩埚支撑柱；一个用来装液体光学氟化物晶体材料和固体光学氟化物晶体材料的光学氟化物晶体坩埚，它安装在光学氟化物坩埚支撑柱上，使得当该坩埚支撑柱处在第一垂直位置时该坩埚接近上部的加热系统，而当该坩埚支撑柱处在第二垂直位置时，该坩埚在该上部加热系统下方；一个安装在坩埚支撑柱上、邻近坩埚底部的可移动的下部加热系统，所述可移动的下部加热系统与所述光学氟化物晶体坩埚可垂直地移动。
13.如权利要求所述12的炉，其特征在于，所述上部加热系统和下部加热系统具有维持光学氟化物晶体坩埚内的固体光学氟化物晶体材料的退火温度均匀在约8℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
14.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述上部加热系统和下部加热系统具有维持光学氟化物晶体坩埚内的固体光学氟化物晶体材料的退火温度均匀在约4℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
15.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述上部加热系统包括一个安装在支撑结构上的上部隔热罩和安装在主要隔热罩和光学氟化物晶体坩埚之间的上部加热元件。
16.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述下部加热系统包括一个安装在光学氟化物晶体坩埚支撑柱的下部隔热罩和安装在下部隔热罩和光学氟化物晶体坩埚之间的下部加热退火元件。
17.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述上部加热系统包括一个安装在支撑结构上的上部隔热罩和安装在上部隔热罩和光学氟化物晶体坩埚之间的上部加热元件，所述下部加热系统包括一个安装在光学氟化物晶体坩埚支撑柱上的下部隔热罩和一个安装在下部隔热罩和光学氟化物晶体坩埚之间的下部加热退火元件。
18.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述光学氟化物晶体坩埚的直径至少为8英寸(20.32cm)，所述上部加热系统包括一些电阻加热器，所述下部加热系统包括一个安装在所述光学氟化物晶体坩埚下面的可移动的电阻加热器。
19.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述晶体材料是CaF2。
20.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述晶体材料是MgF2。
21.如权利要求12所述的炉，其特征在于，所述下部可移动的加热系统限制着退火时的温度梯度。
22.一种制造低双折射光学氟化物晶体光学元件坯料的方法，其特征在于，所述方法包括提供光学氟化物晶体生长退火炉，用于加热在光学氟化物晶体坩埚中生长的光学氟化物晶体；所述炉具有一个邻近所述光学氟化物晶体的顶部和四周的上部主要加热系统，所述炉具有一个邻近所述光学氟化物晶体底部的下部辅助加热系统；使光学氟化物晶体在该光学氟化物晶体生长退火炉的光学氟化物晶体坩埚中生长；使用上部主要加热系统和下部辅助加热系统给该光学氟化物晶体提供热量，以维持该光学氟化物晶体的平均温度随着时间逐渐降低，同时防止退火温度梯度大于8℃/英寸(2.54cm)，从而对生长的光学氟化物晶体进行退火。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，退火时移动所述下部辅助加热系统。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，保持温度梯度小于4℃/英寸(2.54cm)。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述生长包括提供预结晶的CaF2熔体，并令所述CaF2熔体结晶成为CaF2光学氟化物晶体。
26.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述生长包括提供预结晶的MgF2熔体，并令所述MgF2熔体结晶成为MgF2光学氟化物晶体。
27.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述生长包括向预结晶光学氟化物晶体熔体提供去除污染物用的氟化物清洁剂，从光学氟化物晶体熔体中去除多种污染物，并令该光学氟化物晶体熔体结晶成为光学氟化物晶体。
28.一种在在氟化物光学晶体的顶部和四周邻近具有一个主要加热系统和在该氟化物光学晶体的底部邻近具有一可移动的辅助加热系统的炉中生产氟化物光学晶体的方法，其特征在于，所述方法包括使用主要加热系统提供的热量加热氟化物光学晶体坩埚中的氟化物光学晶体材料，形成氟化物光学晶体材料熔体；下降该氟化物光学晶体坩埚从主要加热系统出来，使该液态氟化物晶体材料的逐段部分冷却至适合氟化物光学晶体形成的温度；减少上部和下部加热系统的热量输出，使得该氟化物光学晶体的平均温度随着时间降低，且使该氟化物光学晶体的退火温度梯度不超过8℃/英寸(2.54cm)。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述温度梯度保持在小于4℃/英寸(2.54cm)。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是CaF2。
31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是MgF2。
32.一种晶体退火装置，其特征在于，所述装置包括a)一个支撑结构；b)一个在支撑结构内用来装晶体的坩埚；c)一个安装在支撑结构上、邻近坩埚的顶部和四周的主要加热系统；d)一个安装在支撑结构上、邻近坩埚底部的辅助加热系统。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统和辅助加热系统具有维持晶体温度均匀在约8℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
34.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统和辅助加热系统具有维持晶体温度均匀在约4℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
35.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统包括一个安装在支撑结构上的一个主要隔热罩和安装在所述主要隔热罩和坩埚之间的主要加热元件。
36.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述辅助加热系统包括一个安装在支撑结构上的辅助隔热罩和一个安装在该辅助隔热罩和坩埚之间的辅助加热元件。
37.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统包括一个安装在支撑结构上的主要隔热罩和一个安装在该主要隔热罩和坩埚之间的主要加热元件，所述辅助加热系统包括一个安装在支撑结构上的辅助隔热罩和一个安装在该辅助隔热罩和坩埚之间的辅助加热元件。
38.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述坩埚的直径至少为8英寸(20.32cm)，所述主要加热系统包括基本上在坩埚周围的一些电阻加热器，所述辅助加热系统包括一个电阻加热器，所述主要隔热罩是石墨，所述辅助隔热罩是石墨。
39.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述晶体是CaF2。
40.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述晶体是MgF2。
41.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述晶体是SiO2。
42.一种晶体生长和退火装置，其特征在于，所述装置包括a)一个支撑结构；b)一个安装在支撑结构上的主要加热系统；c)一个安装在支撑结构上、可在第一和第二位置之间移动的坩埚支撑柱；d)一个用来装液体晶体材料和固体晶体材料的坩埚，它安装在坩埚支撑柱上，这样，当该坩埚支撑柱在第一位置时该坩埚邻近主要加热系统，而当该坩埚支撑柱在第二位置时该坩埚在主要加热系统的下面；e)一个安装在坩埚支撑柱上邻近该坩埚底部的辅助加热系统。
43.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统和辅助加热系统具有维持坩埚内晶体的温度均匀在约8℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
44.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统和辅助加热系统具有维持坩埚内晶体的温度均匀在约4℃/英寸(2.54cm)范围内的加热能力。
45.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统包括一个安装在支撑结构上的主要隔热罩和一个安装在主要隔热罩与坩埚之间的主要加热元件。
46.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述辅助加热系统包括一个安装在坩埚支撑柱上的辅助隔热罩和一个安装在该辅助隔热罩和坩埚之间的辅助加热元件。
47.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述主要加热系统包括一个安装在支撑结构上的主要隔热罩和一个安装在主要隔热罩与坩埚之间的主要加热元件，所述辅助加热系统包括一个安装在坩埚支撑柱上的辅助隔热罩和一个安装在该辅助隔热罩和坩埚之间的辅助加热元件。
48.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述坩埚的直径至少是8英寸(20.32cm)，所述主要加热系统包括基本上在坩埚周围的一些电阻加热器，所述辅助加热系统包括一个电阻加热器，所述主要隔热罩是石墨，所述辅助隔热罩是石墨。
49.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述晶体是CaF2。
50.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述晶体是MgF2。
51.如权利要求42所述的装置，其特征在于，所述晶体是SiO2。
52.一种在在晶体的顶部和四周邻近具有一个主要加热系统和在晶体底部邻近具有一个辅助加热系统的装置中将晶体退火的方法，其特征在于，所述方法包括使用主要加热系统和辅助加热系统给晶体提供热量，维持晶体的平均温度随着时间逐渐降低，而此时不让温度梯度超过约8℃/英寸(2.54cm)。
53.如权利要求52所述的方法，其特征在于，所述温度梯度保持为小于4℃/英寸(2.54cm)。
54.如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是CaF2。
55.如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是MgF2。
56.如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是SiO2。
57.一种在在晶体的顶部和四周邻近具有一个主要加热系统以及在该晶体的底部邻近具有一个辅助加热系统的装置中生产晶体的方法，其特征在于，所述方法包括a)使用主要加热系统提供的热量加热晶体材料，形成氟化物晶体材料液体；b)下降该坩埚从主要加热系统出来，以使该液体晶体材料的逐段部分冷却至适合晶体形成的温度；c)降低主要加热系统的温度；d)将坩埚提升至主要加热系统中，并由辅助加热系统提供热量；e)减少主要和辅助加热系统的热量输出，使该晶体的平均温度随着时间降低，而不让该晶体中的温度梯度超过8℃/英寸(2.54cm)。
58.如权利要求57所述的方法，其特征在于，保持所述温度梯度小于4℃/英寸(2.54cm)。
59.如权利要求57所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是CaF2。
60.如权利要求57所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是MgF2。
61.如权利要求57所述的方法，其特征在于，所述晶体材料是SiO2。
62.一种制造用于波长≤193nm光学平版印刷术的≤193nm光学平版印刷术元件坯料的方法，其特征在于，所述方法包括提供具有上部加热系统和可移动的下部加热系统的光学氟化物晶体生长退火炉；提供光学氟化物晶体原料；在所述上部加热系统和可移动的下部加热系统之间熔化所述光学氟化物晶体原料，提供光学氟化物晶体预结晶熔体；令所述熔体结晶成为光学氟化物晶体，当将所述光学氟化物晶体退火时，移动所述光学氟化物晶体和所述可移动的下部加热系统，产生低双折射光学平版印刷术元件的坯料。
全文摘要
一种生产即使具有大的晶体尺寸其双折射仍减到最小,适合于生产CaF
文档编号C30B29/12GK1373820SQ00808687
公开日2002年10月9日 申请日期2000年6月7日 优先权日1999年6月7日
发明者S·E·贾诺拉基斯, R·斯帕罗 申请人:康宁股份有限公司, 桑迪亚国家实验室