JP2000121801A - Optical parts and optical device using the same - Google Patents

Optical parts and optical device using the same

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JP2000121801A
JP2000121801A JP10292091A JP29209198A JP2000121801A JP 2000121801 A JP2000121801 A JP 2000121801A JP 10292091 A JP10292091 A JP 10292091A JP 29209198 A JP29209198 A JP 29209198A JP 2000121801 A JP2000121801 A JP 2000121801A
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optical
thin film
optical component
substance
substrate
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Sunao Mori
直 森
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Canon Inc
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  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide optical parts having optical thin films which exhibit a sufficient optical characteristic to far UV light as represented by an excimer laser beam. SOLUTION: These optical parts are formed by laminating the optical thin film on a substrate 10 and the optical thin films described above contain at least one kind of the materials (AlF3, ALN, NaF, etc.), which are changed in the surface composition or shape by reaction under the use environment and are formed by coating these materials with layers consisting of materials (SiO2, Al2O3, MgF2, etc.), having the low reactivity in the external environment. The exposure device has such optical parts.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、ミラー及
び光学フィルター等の光学部品、並びにそれを用いたス
テッパー等の露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical component such as a lens, a mirror and an optical filter, and an exposure apparatus such as a stepper using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】レンズ、ミラー及び光学フィルタ等の光
学部品は、例えば、カメラ、望遠鏡、顕微鏡などの光学
装置に用いられている。これらの光学部品は、通常、そ
の表面に反射防止膜や反射増強膜を備えている。これら
の反射防止膜や反射増強膜は、使用される光の波長領域
で所望の光学特性が得られるように、薄膜構成の設計が
なされている。例えば、異なった屈折率の材料を積層
し、各々の膜厚や層数を、各材料の界面、基板との界
面、光学部品が使用される外界の媒質と光学部品界面の
回折、反射について、計算機シミュレーションを行うこ
とで、薄膜構成の設計がなされている。
2. Description of the Related Art Optical components such as lenses, mirrors and optical filters are used in optical devices such as cameras, telescopes and microscopes. These optical components usually have an antireflection film or a reflection enhancement film on the surface. These antireflection films and reflection enhancement films are designed to have a thin film configuration so that desired optical characteristics can be obtained in a wavelength region of light to be used. For example, materials having different refractive indices are laminated, and the thickness and the number of layers of each material are determined by the interface of each material, the interface with the substrate, and the diffraction and reflection of the interface between the optical medium and the external medium and the optical component. A thin film configuration is designed by performing computer simulation.

【0003】このような光学部品が組み込まれる光学装
置として、露光装置がある。この露光装置は、半導体集
積回路の製造工程やそのためのフォトマスクの製造工程
で用いられている。この露光装置の代表例として、ステ
ッパーが挙げられる。
[0003] An exposure apparatus is an optical apparatus in which such optical components are incorporated. This exposure apparatus is used in a process of manufacturing a semiconductor integrated circuit and a process of manufacturing a photomask therefor. A typical example of the exposure apparatus is a stepper.

【0004】従来、このような露光装置の照明光源とし
ては、g線(435.8nm)、h線(404.7n
m)、i線(365nm)を発生する超高圧水銀灯、キ
セノン・水銀アークランプ等が用いられていた。しか
し、最近は、更に微細な集積回路を作製するためや、露
光処理能力の向上、ウエハ等の被露光体上での均一照明
特性を実現するために、遠紫外線(260nm以下)を
発振するレーザーや、高出力でスペクトル幅の狭い光束
を発振するレーザーが用いられてきている。その中で
も、エキシマレーザーは、極めて狭いスペクトル幅で高
出力の光を放出するので、有力な光源のひとつである。
Conventionally, g-rays (435.8 nm) and h-rays (404.7 n) have been used as illumination light sources for such an exposure apparatus.
m), an ultra-high pressure mercury lamp generating x-rays (365 nm), a xenon / mercury arc lamp, and the like have been used. Recently, however, lasers that emit far ultraviolet rays (260 nm or less) have been developed in order to produce finer integrated circuits, to improve exposure processing capability, and to achieve uniform illumination characteristics on an object to be exposed such as a wafer. Also, a laser that oscillates a light beam with a high output and a narrow spectrum width has been used. Among them, excimer lasers are one of the leading light sources because they emit high-power light with an extremely narrow spectral width.

【0005】エキシマレーザー用の光学部品としては、
特開昭63−113501号公報、特開昭63−113
502号公報等に記載のように、反射防止膜を真空蒸着
した光学部品が知られている。また、特開平7−707
4号公報、特開平7−72307号公報等には、スパッ
タ法を用いて成膜する例も記載されている。
[0005] Optical components for excimer lasers include:
JP-A-63-113501, JP-A-63-113
As described in Japanese Patent Publication No. 502-502 and the like, an optical component in which an antireflection film is vacuum-deposited is known. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-707
No. 4, JP-A-7-72307 and the like also describe examples of forming a film by using a sputtering method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】先に述べたような薄膜
構成の設計により、可視光波長領域の光に対し十分な光
学特性を示す光学薄膜を作製できる。しかしながら、エ
キシマレーザー光を代表とする遠紫外光に対して十分な
光学特性を示す光学薄膜を作製するのは困難である。
By designing the thin film structure as described above, an optical thin film exhibiting sufficient optical characteristics for light in the visible light wavelength region can be manufactured. However, it is difficult to produce an optical thin film exhibiting sufficient optical characteristics with respect to far ultraviolet light represented by excimer laser light.

【0007】また、光学材料の屈折率は、その材料固有
の値である。したがって、単一の材料による膜構成で
は、屈折率に限定が生じる。一方、混合物質で屈折率を
設計する場合も有るが、この場合は、その光学特性を薄
膜全面に渡り良好にかつ均一に制御することは困難であ
る。
The refractive index of an optical material is a value specific to the material. Therefore, in a film configuration using a single material, the refractive index is limited. On the other hand, there is a case where the refractive index is designed by using a mixed substance, but in this case, it is difficult to control the optical characteristics satisfactorily and uniformly over the entire surface of the thin film.

【0008】更に、露光装置を代表とする光路制御性の
高い光学装置においては、その光学薄膜に非常に高精度
の表面制御性が要求される。したがって、光学薄膜を形
成する際の温度条件が厳しく、一般的な成膜技術は、こ
のような光学薄膜作製に適用することが困難である。
Further, in an optical device having high optical path control such as an exposure apparatus, the optical thin film is required to have very high surface controllability. Therefore, the temperature conditions for forming the optical thin film are severe, and it is difficult to apply a general film forming technique to such an optical thin film.

【0009】本発明の目的は、エキシマレーザー光を代
表とする遠紫外光に対して十分な光学特性を示す光学薄
膜を有する光学部品、及びそれを用いた露光装置を提供
することにある。
It is an object of the present invention to provide an optical component having an optical thin film exhibiting sufficient optical characteristics with respect to far ultraviolet light represented by excimer laser light, and an exposure apparatus using the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、遠紫外波長領域で
使用される光学部品の製造には、新規な発想と新規なア
プローチにより薄膜構成の設計を行うべきであるとの観
点の下、遠紫外領域に必要とされる低屈折率材料に着目
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a new idea and a new approach have been proposed for the production of optical components used in the far ultraviolet wavelength region. In view of the fact that a thin film configuration should be designed, the present inventors focused on a low-refractive-index material required for a deep ultraviolet region, and completed the present invention.

【0011】すなわち本発明は、基板上に光学薄膜が積
層されて成る光学部品において、前記光学薄膜が、使用
環境下で反応により表面組成又は形状が経時変化する物
質を少なくとも一種類含み、該物質と外部環境との間
に、外部環境での反応性が低い物質から成る層を有する
ことを特徴とする光学部品である。
That is, the present invention relates to an optical component comprising an optical thin film laminated on a substrate, wherein the optical thin film contains at least one kind of substance whose surface composition or shape changes with time in a use environment. An optical component characterized by having a layer made of a substance having low reactivity in the external environment between the optical component and the external environment.

【0012】遠紫外領域で使用される光学薄膜では、屈
折率差の大きい材料の組み合わせによる積層構造が必要
である。そこで本発明では、例えば、AlF3、Al
N、NaFなど、使用環境下で、反応により表面組成又
は形状が経時変化する物質(以下「経時変化性物質」と
称す)をあえて使用し、その物質が示す低屈折率を利用
して、遠紫外光に対し十分な光学特性を示す光学薄膜と
する。また、経時変化性物質の耐久性の問題について
は、経時変化性物質と外部環境との間に、外部環境での
反応性が低い物質から成る層を設けることにより解決で
きる。
An optical thin film used in the far ultraviolet region needs a laminated structure formed by combining materials having a large difference in refractive index. Therefore, in the present invention, for example, AlF 3 , Al
A substance such as N or NaF whose surface composition or shape changes over time due to a reaction under the use environment (hereinafter, referred to as a “time-varying substance”) is intentionally used. An optical thin film exhibiting sufficient optical characteristics with respect to ultraviolet light. In addition, the problem of the durability of the time-varying substance can be solved by providing a layer made of a substance having low reactivity in the external environment between the time-varying substance and the external environment.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below.

【0014】本発明の光学部品は、基板上に光学薄膜が
積層されて成る。この基板としては例えば、石英硝子又
は蛍石光学材料からなる基板が挙げられる。
The optical component of the present invention is formed by laminating an optical thin film on a substrate. Examples of the substrate include a substrate made of quartz glass or a fluorite optical material.

【0015】基板上に積層される光学薄膜は、経時変化
性物質を少なくとも一種類含む。この経時変化性物質の
変化は、例えば、吸湿、潮解又は加水分解により生じ
る。以下の説明においては、特に、代表例である潮解性
について説明する。
[0015] The optical thin film laminated on the substrate contains at least one kind of a time-varying substance. This change of the aging substance occurs, for example, by moisture absorption, deliquescence or hydrolysis. In the following description, deliquescence, which is a typical example, will be particularly described.

【0016】下記表1に、各種材料の屈折率と潮解性
(水100g中への溶解量)を例示する。
Table 1 below shows the refractive index and deliquescence (dissolution amount in 100 g of water) of various materials.

【0017】[0017]

【表1】 この表1に示すように、各種の材料は、様々な屈折率と
潮解性を有する。光学薄膜を製造する場合、このような
各材料の屈折率を考慮して、使用する材料を選択すれば
よい。具体的には、光学部品を使用する光の波長領域
で、所望の光学特性を有する光学薄膜の材料、構成を計
算機シミュレーションにより算出する。この際、光学薄
膜を構成する材料の種類によって、入力する光学定数は
各々の成膜装置により作製される膜質に依存する。この
成膜装置による各材料の光学定数への依存量は、あらか
じめ各材料に対し、装置と成膜条件を振って相関を把握
しておく方が良い。このようにして得た光学定数を計算
パラメータとして入力し、光学部品の基板と光学薄膜の
構成設計を実施する。
[Table 1] As shown in Table 1, various materials have various refractive indexes and deliquescence. When an optical thin film is manufactured, a material to be used may be selected in consideration of the refractive index of each of such materials. Specifically, a material and a configuration of an optical thin film having desired optical characteristics are calculated by computer simulation in a wavelength region of light using an optical component. At this time, the input optical constant depends on the film quality produced by each film forming apparatus depending on the type of the material constituting the optical thin film. It is better to grasp the correlation between the amount of dependence of each material on the optical constant by the film forming apparatus and the apparatus and the film forming conditions for each material in advance. The optical constants thus obtained are input as calculation parameters, and the configuration design of the substrate of the optical component and the optical thin film is performed.

【0018】表1で挙げた各物質は、今後使用領域の広
がる遠紫外領域の光学部品に対して透過率を十分に持
ち、かつ低屈折率、高屈折率の組み合わせを可能とする
ものである。
Each of the substances listed in Table 1 has sufficient transmittance for optical parts in the far ultraviolet region, which will be used in the future, and enables a combination of a low refractive index and a high refractive index. .

【0019】表1で挙げた各物質のうち、屈折率の高い
物質には水への溶解性の低い物質が存在するが、屈折率
の低い物質では水溶性の高いものが多い。本発明では、
あえてこのような屈折率が低く、かつ水溶性の高い物
質、すなわち経時変化性物質を用いる。これにより、屈
折率差の大きい材料の組み合わせによる積層構造が可能
となり、遠紫外光に対して十分な光学特性を示す光学薄
膜を得ることが可能となる。
Among the substances listed in Table 1, there are high-refractive-index substances with low solubility in water, but low-refractive-index substances often have high water-solubility. In the present invention,
A substance having such a low refractive index and high water solubility, that is, a substance that changes with time is used. Accordingly, a laminated structure using a combination of materials having a large difference in refractive index becomes possible, and it becomes possible to obtain an optical thin film exhibiting sufficient optical characteristics with respect to far ultraviolet light.

【0020】本発明に用いる経時変化性物質としては、
表1で挙げた各物質の中では、例えば、AlF3、Na
F等が挙げられる。
The time-varying substance used in the present invention includes:
Among the substances listed in Table 1, for example, AlF 3 , Na
F and the like.

【0021】ただし、本発明は、これらに限定されるも
のではない。例えば、表1では2成分系の物質を抜粋し
たが、3成分系やそれ以外の物質も使用可能である。す
なわち、使用する波長領域の光の吸収が少なく、低屈折
率、高屈折率の組み合わせが可能な物質であれば制限無
く使用できる。
However, the present invention is not limited to these. For example, in Table 1, two-component substances are extracted, but three-component substances and other substances can also be used. That is, any substance can be used without limitation as long as it has low absorption of light in the wavelength region to be used and can combine low refractive index and high refractive index.

【0022】また以上の説明においては、潮解等による
経時変化の例について説明したが、本発明に用いる経時
変化性物質は、加水分解により経時変化する物質等も包
含する。例えば、AlNは、波長193nmに対する屈
折率が約2.58、消衰係数が約0.02であり、常温
において環境雰囲気の水と加水分解し、アンモニアを放
出しながら、表面形状が変化する。以下に反応式を記
す。
In the above description, an example of the change with time due to deliquescence and the like has been described. However, the time-varying substance used in the present invention also includes a substance that changes with time due to hydrolysis. For example, AlN has a refractive index at a wavelength of 193 nm of about 2.58 and an extinction coefficient of about 0.02, and changes its surface shape while hydrolyzing with water in an environmental atmosphere at room temperature to release ammonia. The reaction formula is described below.

【0023】AlN+3H2O→NH3+Al(OH)3 更に、このAl(OH)3は酸化が進むとAl23へ変
化する。このように加水分解により経時変化する物質
も、経時変化性物質として、本発明に用いることができ
る。
AlN + 3H 2 O → NH 3 + Al (OH) 3 Further, this Al (OH) 3 changes to Al 2 O 3 as oxidation proceeds. Such a substance that changes over time due to hydrolysis can be used in the present invention as a time-changeable substance.

【0024】またこれら以外にも、本発明に用いる経時
変化性物質として、表1の各物質中、例えばNaF、L
iF、KF、CsF、BaF2、CdF2等も挙げられ
る。
In addition to these, as the time-varying substance used in the present invention, for example, NaF, L
iF, KF, CsF, BaF 2 , CdF 2 and the like can also be mentioned.

【0025】本発明においては、経時変化性物質を用い
ることにより、環境下で暴露使用しているうちに、光学
薄膜表面が変質し、光学部品全体の光学特性が劣化して
しまうことが考えられる。そこで、経時変化性物質と外
部環境との間に、外部環境での反応性が低い物質(以下
「低反応性物質」と称す)から成る層を少なくとも一層
設ける。例えば、潮解性が問題となる場合は、光学薄膜
の最上層に不溶性の高い物質から成る低反応性物質薄膜
を設け、これにより経時変化性物質を外部環境から覆え
ばよい。
In the present invention, it is conceivable that the use of a time-varying substance may cause deterioration of the surface of the optical thin film during exposure to use in an environment, thereby deteriorating the optical characteristics of the entire optical component. . Therefore, at least one layer made of a substance having low reactivity in the external environment (hereinafter, referred to as a “low-reactivity substance”) is provided between the time-varying substance and the external environment. For example, when deliquescence is a problem, a low-reactivity material thin film made of a highly insoluble material may be provided on the uppermost layer of the optical thin film, thereby covering the time-varying material from the external environment.

【0026】このような問題に関しては、まず、この光
学部品が使用される外部環境を調べるとよい。多くの光
学部品は、大気中、又は、遠紫外領域の光を用いる場合
は大気圧窒素雰囲気で使用される。特別な場合として、
減圧窒素、アルゴン又はヘリウム雰囲気で使用されるこ
ともある。いずれの場合においても、微量ではあるが有
機物や水分が存在しており、これらは光学薄膜中の経時
変化性物質の変化を引き起こす。特に、遠紫外領域の光
は、フォトン1個当たりのエネルギーが高いので、広範
囲の物質に対して影響を及ぼし、物質の分解、重合等の
反応を引き起こしてしまう。また、残留する水分子も紫
外線を吸収し、薄膜の表面を変質してしまう場合があ
る。
Regarding such a problem, it is preferable to first examine the external environment in which the optical component is used. Many optical components are used in the atmosphere or in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure when light in the far ultraviolet region is used. As a special case,
It may be used in a reduced pressure nitrogen, argon or helium atmosphere. In each case, a small amount of organic substances and moisture are present, and these cause changes in the time-varying substance in the optical thin film. In particular, light in the deep ultraviolet region has a high energy per photon, and thus affects a wide range of substances, causing reactions such as decomposition and polymerization of the substances. In addition, the remaining water molecules may also absorb ultraviolet rays and alter the surface of the thin film in some cases.

【0027】このような経時変化、主に表面層の変質に
は、その膜材料の吸湿、潮解を抑制するために、低反応
性物質として、吸湿性、潮解性の低い材料を用い、光学
薄膜の最上層を覆えばよい。また、使用環境中に反応性
物質が存在する場合は、その反応性物質と反応し難い物
質を低反応性物質として用い、光学薄膜の最上層を覆え
ばよい。これにより、光学部品の表面の経時変化を抑制
し、光学部品の耐久性を向上することが可能となる。
In order to suppress such time-dependent changes and mainly deterioration of the surface layer, a material having low hygroscopicity and deliquescent is used as a low-reactive substance in order to suppress moisture absorption and deliquescence of the film material. Should just cover the top layer. When a reactive substance is present in the environment of use, a substance which does not easily react with the reactive substance may be used as a low-reactive substance, and the uppermost layer of the optical thin film may be covered. Accordingly, it is possible to suppress a change with time of the surface of the optical component and improve the durability of the optical component.

【0028】特に、ステッパー等の露光装置の光学系で
の経時変化を回復させるには、製造工程を完全にストッ
プさせ、また回復作業も煩雑である。このような場合に
おいて、経時変化を抑制するために低反応性物質から成
る層を設けることは非常に有用である。
In particular, in order to recover the aging change in the optical system of the exposure apparatus such as a stepper, the manufacturing process is completely stopped, and the recovery operation is complicated. In such a case, it is very useful to provide a layer made of a low-reactivity substance in order to suppress a change with time.

【0029】本発明に用いる低反応性物質としては、表
1で挙げた各物質の中では、例えばSiO2、Al
23、MgF2が挙げられる。またこれら以外にも、本
発明に用いる低反応性物質として、例えば、WO3、Y2
3、Ta25、HfO2等も挙げられる。
As the low-reactivity material used in the present invention, among the substances listed in Table 1, for example, SiO 2 , Al
2 O 3 and MgF 2 are mentioned. In addition to these, low-reactivity substances used in the present invention include, for example, WO 3 and Y 2
O 3 , Ta 2 O 5 , HfO 2 and the like are also included.

【0030】計算機シミュレーションで最適化された光
学特性を示す光学薄膜の最上層に、上述したような低反
応性物質から成る層を積層した場合、その光学特性が当
初の光学特性からずれてしまうことが考えられる。した
がって、この点を考慮して設計を行うことが好ましい。
遠紫外領域に限定して言えば、例えば、経時変化性物質
であるNaF、AlF3等から成る薄膜を覆う場合は、
MgF2やAl23等のようにNaF、AlF3より屈折
率は若干大きいが水溶性の低い物質を用いることが好ま
しい。
When a layer made of a low-reactivity material as described above is laminated on the uppermost layer of an optical thin film exhibiting optical characteristics optimized by computer simulation, the optical characteristics deviate from the original optical characteristics. Can be considered. Therefore, it is preferable to design in consideration of this point.
Speaking of the far ultraviolet region, for example, when covering a thin film made of a time-varying substance such as NaF or AlF 3 ,
It is preferable to use a substance having a slightly higher refractive index than NaF or AlF 3 but low water solubility, such as MgF 2 or Al 2 O 3 .

【0031】以上説明した本発明の光学部品は、特に、
露光装置に用いる場合に非常に有用である。今後、露光
装置ではエキシマレーザーの使用が必須であり、その波
長は248nm、193nmが候補となっている。使用
する光の波長が短くなることにより、反応し易くなる環
境雰囲気中の物質は多岐に渡るようになるが、以上説明
した本発明によれば、このような露光装置に適した、良
好な光学部品を提供できる。また、このような点から、
本発明における光学薄膜は、エキシマレーザー光を選択
的に透過させる薄膜であることが好ましい。
The optical component of the present invention described above is, in particular,
This is very useful when used in an exposure apparatus. In the future, the use of an excimer laser is indispensable for an exposure apparatus, and wavelengths of 248 nm and 193 nm are candidates. As the wavelength of light used becomes shorter, substances in an environmental atmosphere that are more susceptible to reaction will be diversified, but according to the present invention described above, a good optical Parts can be provided. Also, from this point,
The optical thin film in the present invention is preferably a thin film that selectively transmits excimer laser light.

【0032】次に、本発明の光学部品を製造する方法に
ついて説明する。
Next, a method for manufacturing the optical component of the present invention will be described.

【0033】本発明の光学部品を製造するために、基板
上に光学薄膜を成膜する方法としては、従来より、その
ような光学薄膜の成膜法として知られている各種の方法
が採用でき、その成膜方法の選択は、所望とする光学薄
膜の特性によって選択すればよい。例えば、その成膜法
としては、スパッタ法、CVD法、真空蒸着法等が挙げ
られる。
As a method of forming an optical thin film on a substrate in order to manufacture the optical component of the present invention, various methods conventionally known as a method of forming such an optical thin film can be adopted. The method for forming the film may be selected according to the desired characteristics of the optical thin film. For example, as the film forming method, a sputtering method, a CVD method, a vacuum evaporation method, and the like can be given.

【0034】図1は、そのような成膜装置の一例とし
て、スパッタ法及びCVD法が可能な成膜装置を示す概
略図である。この装置は、スパッタ装置100とCVD
装置300が、ロードロック室200を介して接続され
た構成を有し、装置内の基板10は、基板搬送部400
により装置間を移動可能な状態になっている。また、ス
パッタ装置100、ロードロック室200、CVD装置
300には、各々、上下移動可能な加熱器付基板ホルダ
ー101、201、301が設けられている。また、ス
パッタ装置100には、Ar/O2ガス供給系102、
ターゲット104が設けられ、CVD装置300には、
CVD反応ガス供給系302が設けられている。さらに
CVD装置300とロードロック室200には、各々、
真空排気系203、303が設けられている。
FIG. 1 is a schematic view showing a film forming apparatus capable of performing a sputtering method and a CVD method as an example of such a film forming apparatus. This apparatus is composed of a sputtering apparatus 100 and a CVD apparatus.
The apparatus 300 has a configuration in which it is connected via a load lock chamber 200, and the substrate 10 in the apparatus is provided with a substrate transport unit 400
Thus, the apparatus can be moved between the apparatuses. The sputtering apparatus 100, the load lock chamber 200, and the CVD apparatus 300 are provided with heater-equipped substrate holders 101, 201, and 301 that can move up and down, respectively. The sputtering apparatus 100 includes an Ar / O 2 gas supply system 102,
A target 104 is provided, and the CVD apparatus 300 includes:
A CVD reaction gas supply system 302 is provided. Further, in the CVD apparatus 300 and the load lock chamber 200, respectively,
Evacuation systems 203 and 303 are provided.

【0035】このように、スパッタ装置100とCVD
装置300が、ロードロック室200を介して接続され
た装置を用いれば、例えば、CVD装置300内で、基
板10上に経時変化性物質から成る層を形成し、その
後、大気開放しないまま、ロードロック室200を通し
て、基板10をスパッタ装置100内に搬送できる。す
なわち、次の成膜へ移る前に、大気中の水分等と反応し
ないようにすることができる。
As described above, the sputtering apparatus 100 and the CVD
If the apparatus 300 uses an apparatus connected via the load lock chamber 200, for example, a layer made of a time-varying substance is formed on the substrate 10 in the CVD apparatus 300, and then the load is performed without opening to the atmosphere. The substrate 10 can be transferred into the sputtering apparatus 100 through the lock chamber 200. That is, before the next film formation, it can be prevented from reacting with moisture or the like in the atmosphere.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0037】<実施例1>基板として合成石英及び蛍石
を用い、それぞれの基板に研磨加工処理を施し、その表
面を平坦化した。
<Example 1> Using synthetic quartz and fluorite as substrates, each substrate was polished to flatten its surface.

【0038】次いで、図1に示した装置を用い、基板1
0をプラズマCVD装置300に搬入し、トリメチルア
ルミニウムとCF4を原料ガスとして供給し、経時変化
性物質であるAlF3から成る厚さ約20nmの薄膜を
形成した。その後、この基板10を、大気開放しないま
まスパッタ装置100内に搬送し、AlF3膜上に、低
反応性物質である厚さ約10nmのSiO2膜又はAl2
3膜を成膜し、光学部品を得た。
Next, using the apparatus shown in FIG.
0 was carried into the plasma CVD apparatus 300, and trimethylaluminum and CF 4 were supplied as source gases to form a thin film of about 20 nm in thickness made of AlF 3 which was a time-varying substance. After that, the substrate 10 is transported into the sputtering apparatus 100 without being opened to the atmosphere, and a low-reactivity substance SiO 2 film or Al 2 film having a thickness of about 10 nm is formed on the AlF 3 film.
An O 3 film was formed to obtain an optical component.

【0039】各光学部品は、目視でほぼ透明であった。
ただし、Al23膜を成膜したものは若干の着色が見ら
れた。
Each optical component was almost transparent visually.
However, a slight coloring was observed in the case where the Al 2 O 3 film was formed.

【0040】<比較例1>SiO2膜、Al23膜を成
膜しなかったこと以外は、実施例1と同様にして光学部
品を作製した。各光学部品は、目視でほぼ透明であっ
た。
<Comparative Example 1> An optical component was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the SiO 2 film and the Al 2 O 3 film were not formed. Each optical component was almost transparent visually.

【0041】<評価>実施例1及び比較例1で作製した
各光学部品を、湿度50%、温度50℃の加湿環境下で
24時間放置した。その結果、比較例1の光学部品は目
視上白濁し、顕微鏡下で観察したところAlF3膜の表
面に細かい凹凸が形成されており、散乱光が増加してい
ることが確認された。一方、実施例1の光学部品は、目
視観察や光学顕微鏡下観察では変化は観測されず、ま
た、AFMで表面粗さを測定したもものの加湿環境で放
置する前と何ら変化は認められなかった。
<Evaluation> Each optical component produced in Example 1 and Comparative Example 1 was left for 24 hours in a humidified environment of 50% humidity and 50 ° C. As a result, the optical component of Comparative Example 1 was visually clouded and observed under a microscope. As a result, it was confirmed that fine irregularities were formed on the surface of the AlF 3 film, and that scattered light was increased. On the other hand, in the optical component of Example 1, no change was observed by visual observation or observation under an optical microscope, and no change was observed after being left in a humidified environment although the surface roughness was measured by AFM. .

【0042】さらに、各光学部品の波長200nm付近
の透過率を、前記加湿環境放置の前後で測定した。その
結果、比較例1の光学部品の透過率は、数十%低下し
た。この透過率の低下は、AlF3膜の表面の凹凸が増
加し、散乱分が増加したことによる。一方、実施例1の
光学部品については、透過率は低下しなかった。
Further, the transmittance of each optical component at a wavelength around 200 nm was measured before and after the humidified environment was left. As a result, the transmittance of the optical component of Comparative Example 1 was reduced by several tens of percent. This decrease in transmittance is due to an increase in unevenness on the surface of the AlF 3 film and an increase in scattering. On the other hand, for the optical component of Example 1, the transmittance did not decrease.

【0043】<実施例2>基板として石英ガラス基板を
用い、研磨加工処理を施し、その表面を平坦化した。図
1に示した装置を用い、まず、石英ガラス基板10をス
パッタ装置100内に搬入し、純Alと窒素の反応性ス
パッタ方式を用いて、経時変化性物質であるAlNから
成る厚さ約20nmの薄膜を形成した。次いで、真空雰
囲気を維持したまま基板10をCVD装置300へ移動
し、その後スパッタ装置100内をSiO2スパッタ成
膜条件に変更し、再度、基板10をスパッタ装置100
内へ搬入し、AlN膜上に、低反応性物質であるSiO
2から成る厚さ約20nmの薄膜を形成し、光学部品を
得た。
Example 2 A quartz glass substrate was used as a substrate, polished, and its surface was flattened. First, the quartz glass substrate 10 is loaded into the sputtering apparatus 100 using the apparatus shown in FIG. Was formed. Next, the substrate 10 is moved to the CVD device 300 while maintaining the vacuum atmosphere, and then the inside of the sputtering device 100 is changed to the SiO 2 sputtering film forming condition.
And the low-reactivity material SiO
An optical component was obtained by forming a thin film having a thickness of about 20 nm made of 2 .

【0044】<比較例2>SiO2膜を成膜しなかった
こと以外は、実施例2と同様にして光学部品を作製し
た。
Comparative Example 2 An optical component was produced in the same manner as in Example 2 except that no SiO 2 film was formed.

【0045】<評価>実施例2及び比較例2で作製した
各光学部品を、先と同様に、湿度50%、温度50℃の
加湿環境下で24時間放置した。その結果、比較例2の
光学部品は、目視上白濁し、顕微鏡下で観察したところ
AlN膜の表面の凹凸が増加していることが確認され
た。これは、AlN膜の加水分解によるものと考えられ
る。その確認の為に、その表面をESCA分析したとこ
ろ、Al23が生成しているという結果が得られた。こ
のAl23は、AlNが加水分解し、その後酸化を受け
た結果として生成するものである。
<Evaluation> Each of the optical components manufactured in Example 2 and Comparative Example 2 was left for 24 hours in a humidified environment at a humidity of 50% and a temperature of 50 ° C. in the same manner as described above. As a result, the optical component of Comparative Example 2 was visually clouded and observed under a microscope. As a result, it was confirmed that the surface irregularities of the AlN film had increased. This is considered to be due to hydrolysis of the AlN film. For confirmation, the surface was subjected to ESCA analysis, and the result was that Al 2 O 3 was formed. This Al 2 O 3 is generated as a result of hydrolysis of AlN and subsequent oxidation.

【0046】一方、実施例2の光学部品は、表面散乱光
の増大や表面凹凸の増大は確認されなかった。この光学
部品について、同様のESCA分析を深さ方向に実施し
たところ、最表面のSiO2層の次の層としてAlとN
から成る層が確認され、AlN層が加水分解を受けてい
ないことが分かった。
On the other hand, in the optical component of Example 2, no increase in surface scattered light and no increase in surface irregularities were observed. This optical component, was subjected to a similar ESCA analysis in the depth direction, Al and N as the next layer of the SiO 2 layer of the outermost surface
Was confirmed, and it was found that the AlN layer was not hydrolyzed.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、エキシマ
レーザー光を代表とする遠紫外光に対して十分な光学特
性を示す光学薄膜を有する光学部品、及びそれを用いた
露光装置を提供できる。
According to the present invention described above, it is possible to provide an optical component having an optical thin film exhibiting sufficient optical characteristics with respect to far ultraviolet light represented by excimer laser light, and an exposure apparatus using the same. .

【0048】また、本発明においては、経時変化性物質
を使用することにより、光学薄膜を構成する材料の使用
範囲を広げることを可能とし、さらに、その経時変化性
物質を低反応性物質から成る層で覆うことにより、通常
の使用条件においても十分に耐え得る光学薄膜を有する
光学部品を提供できる。
Further, in the present invention, by using a time-varying substance, it is possible to widen the range of use of the material constituting the optical thin film, and the time-varying substance is made of a low-reactive substance. By covering with a layer, it is possible to provide an optical component having an optical thin film that can sufficiently withstand normal use conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光学部品を製造するための成膜装置の
一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a film forming apparatus for manufacturing an optical component of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 100 スパッタ装置 101 加熱器付基板ホルダー 102 Ar/O2ガス供給系 104 ターゲット 200 ロードロック室 201 加熱器付基板ホルダー 203 真空排気系 300 CVD装置 301 加熱器付基板ホルダー 302 CVD反応ガス供給系 303 真空排気系 400 基板搬送部10 substrate 100 sputtering device 101 heater with the substrate holder 102 Ar / O 2 gas supply system 104 target 200 load lock chamber 201 heater with the substrate holder 203 evacuation system 300 CVD apparatus 301 heater with the substrate holder 302 CVD reactive gas supply system 303 Evacuation system 400 Substrate transfer unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 515D ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/027 H01L 21/30 515D

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に光学薄膜が積層されて成る光学
部品において、前記光学薄膜が、使用環境下で反応によ
り表面組成又は形状が経時変化する物質を少なくとも一
種類含み、該物質と外部環境との間に、外部環境での反
応性が低い物質から成る層を有することを特徴とする光
学部品。
1. An optical component comprising an optical thin film laminated on a substrate, wherein the optical thin film contains at least one kind of substance whose surface composition or shape changes over time due to a reaction in a use environment. An optical component having a layer made of a substance having low reactivity in an external environment.
【請求項2】 前記表面組成又は形状が経時変化する物
質は、使用環境下で、吸湿、潮解又は加水分解により表
面組成又は形状が経時変化する物質である請求項1記載
の光学部品。
2. The optical component according to claim 1, wherein the substance whose surface composition or shape changes over time is a substance whose surface composition or shape changes over time due to moisture absorption, deliquescence, or hydrolysis in a use environment.
【請求項3】 前記基板は、石英硝子又は蛍石光学材料
から成る請求項1又は2記載の光学部品。
3. The optical component according to claim 1, wherein the substrate is made of quartz glass or fluorite optical material.
【請求項4】 前記光学薄膜は、エキシマレーザー光を
選択的に透過させる薄膜である請求項1〜3の何れか一
項記載の光学部品。
4. The optical component according to claim 1, wherein the optical thin film is a thin film that selectively transmits excimer laser light.
【請求項5】 請求項1〜4の何れか一項記載の光学部
品を備えることを特徴とする露光装置。
5. An exposure apparatus comprising the optical component according to claim 1. Description:
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