JP2002115047A - 光学薄膜の成膜方法、光学薄膜、光学素子及び露光装置 - Google Patents
光学薄膜の成膜方法、光学薄膜、光学素子及び露光装置Info
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- JP2002115047A JP2002115047A JP2001204621A JP2001204621A JP2002115047A JP 2002115047 A JP2002115047 A JP 2002115047A JP 2001204621 A JP2001204621 A JP 2001204621A JP 2001204621 A JP2001204621 A JP 2001204621A JP 2002115047 A JP2002115047 A JP 2002115047A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エキシマレーザー波長用の成膜方法、光学薄
膜、光学素子およびその光学素子を搭載した露光装置を
提供すること。 【解決手段】 フッ化物からなる基板上に珪素を含む材
料からなる第１層を形成する工程と、前記基板に含まれ
るフッ素と前記第１層に含まれる珪素とを反応させない
ための第２層を前記基板と前記第１層との間に形成する
工程とを含む成膜方法。
膜、光学素子およびその光学素子を搭載した露光装置を
提供すること。 【解決手段】 フッ化物からなる基板上に珪素を含む材
料からなる第１層を形成する工程と、前記基板に含まれ
るフッ素と前記第１層に含まれる珪素とを反応させない
ための第２層を前記基板と前記第１層との間に形成する
工程とを含む成膜方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ化物からなる
基板上に形成する光学薄膜の成膜方法、光学薄膜、光学
素子及び光学素子を搭載した露光装置に関するものであ
る。
基板上に形成する光学薄膜の成膜方法、光学薄膜、光学
素子及び光学素子を搭載した露光装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光学システムには多くの光学薄膜が施さ
れている。例えば反射防止膜は好ましくない反射を低減
するために施され、一方、反射膜は入射光を光学素材の
表面で効率よく反射させ、所望の光学特性で光量を低下
させることなく保持するために施され、それらは広くレ
ンズ、プリズム等の光学素子表面に適用されている。
れている。例えば反射防止膜は好ましくない反射を低減
するために施され、一方、反射膜は入射光を光学素材の
表面で効率よく反射させ、所望の光学特性で光量を低下
させることなく保持するために施され、それらは広くレ
ンズ、プリズム等の光学素子表面に適用されている。
【０００３】一般にこのような光学薄膜は真空蒸着、ス
パッタリングなどで作製される。現在、半導体露光装置
における光学システムはＵＬＳＩの高集積化、高機能化
が進み、加工線幅０．１８μｍを可能とするためにその
投影レンズには、高い解像度と深い焦点深度が要求され
ている。この解像度と焦点深度は、露光に使う光の波長
とレンズのＮ．Ａ．（開口数）によって決まる。
パッタリングなどで作製される。現在、半導体露光装置
における光学システムはＵＬＳＩの高集積化、高機能化
が進み、加工線幅０．１８μｍを可能とするためにその
投影レンズには、高い解像度と深い焦点深度が要求され
ている。この解像度と焦点深度は、露光に使う光の波長
とレンズのＮ．Ａ．（開口数）によって決まる。
【０００４】細かいパターンほど回折光の角度が大きく
なり、レンズのＮ．Ａ．が大きくなければ回折光を取り
込めなくなる。また、露光波長λが短いほど同じパター
ンでの回折光の度は小さくなり、従ってＮ．Ａ．は小さ
くてよいことになる。解像度と焦点深度は、次式のよう
に表される。 解像度＝k1・λ／Ｎ．Ａ． 焦点深度＝k2・λ／（Ｎ．Ａ．）2 （但し、k1、k2は比例定数である。） したがって、解像度を向上させるためには、Ｎ．Ａ．を
大きくするか、λを短くするかのどちらかであるが、上
式からも明らかなように、λを短くするほうが深度の点
で有利である。このような観点から、光源の波長は、ｇ
線（４３６ｎｍ波長）からｉ線（３６５ｎｍ波長）へ、
さらにＫｒＦ（２４８ｎｍ波長）やＡｒＦ（１９３ｎｍ
波長）エキシマレーザーへと短波長化が進められてい
る。
なり、レンズのＮ．Ａ．が大きくなければ回折光を取り
込めなくなる。また、露光波長λが短いほど同じパター
ンでの回折光の度は小さくなり、従ってＮ．Ａ．は小さ
くてよいことになる。解像度と焦点深度は、次式のよう
に表される。 解像度＝k1・λ／Ｎ．Ａ． 焦点深度＝k2・λ／（Ｎ．Ａ．）2 （但し、k1、k2は比例定数である。） したがって、解像度を向上させるためには、Ｎ．Ａ．を
大きくするか、λを短くするかのどちらかであるが、上
式からも明らかなように、λを短くするほうが深度の点
で有利である。このような観点から、光源の波長は、ｇ
線（４３６ｎｍ波長）からｉ線（３６５ｎｍ波長）へ、
さらにＫｒＦ（２４８ｎｍ波長）やＡｒＦ（１９３ｎｍ
波長）エキシマレーザーへと短波長化が進められてい
る。
【０００５】しかしながら深紫外域（例えば１９３ｎｍ
波長や２４８ｎｍ波長）の入射光に対して、可視域で得
られるような高性能な光学薄膜を得ることが非常に困難
であった。その理由は、多くのコーティング材料は、こ
の波長域でのコーティング材料による光吸収による光損
失のため光学薄膜として使用することができないからで
ある。このような深紫外域で使用可能なコーティング材
料は、極めて制限されている。
波長や２４８ｎｍ波長）の入射光に対して、可視域で得
られるような高性能な光学薄膜を得ることが非常に困難
であった。その理由は、多くのコーティング材料は、こ
の波長域でのコーティング材料による光吸収による光損
失のため光学薄膜として使用することができないからで
ある。このような深紫外域で使用可能なコーティング材
料は、極めて制限されている。
【０００６】また、成膜方法に関しては、真空蒸着より
も高周波スパッタリングやイオンビームスパッタリング
などのスパッタリングで成膜した方が、薄膜表面が平滑
かつ緻密な光学薄膜ができる。薄膜表面が平滑かつ緻密
な光学薄膜は表面積が小さいために、膜表面への大気中
の水分や有機物質の吸着が小さく光照射による光学特性
の変化が小さい。すなわち長期耐久性、安定性を持つ光
学薄膜を得られる。現在のところ、スパッタリングで作
製されたフッ化物光学薄膜の光学特性は十分ではなく、
薄膜材料は酸化物に限られている。１９３ｎｍ波長で吸
収が少なく、かつ長期耐久性、安定性を持つという二つ
の条件を満たす材料は酸化珪素（ＳｉＯ 2），酸化アル
ミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の 二つの材料だけである。２４
８ｎｍ波長では、使用可能な材料は、上述の２つの材料
に加えて、酸化ハフニウム（ＨｆＯ 2）、酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ2）及び酸化スカンジウム（ＳｃＯ2）の３
つの材料である。
も高周波スパッタリングやイオンビームスパッタリング
などのスパッタリングで成膜した方が、薄膜表面が平滑
かつ緻密な光学薄膜ができる。薄膜表面が平滑かつ緻密
な光学薄膜は表面積が小さいために、膜表面への大気中
の水分や有機物質の吸着が小さく光照射による光学特性
の変化が小さい。すなわち長期耐久性、安定性を持つ光
学薄膜を得られる。現在のところ、スパッタリングで作
製されたフッ化物光学薄膜の光学特性は十分ではなく、
薄膜材料は酸化物に限られている。１９３ｎｍ波長で吸
収が少なく、かつ長期耐久性、安定性を持つという二つ
の条件を満たす材料は酸化珪素（ＳｉＯ 2），酸化アル
ミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の 二つの材料だけである。２４
８ｎｍ波長では、使用可能な材料は、上述の２つの材料
に加えて、酸化ハフニウム（ＨｆＯ 2）、酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ2）及び酸化スカンジウム（ＳｃＯ2）の３
つの材料である。
【０００７】次に深紫外域（特に１９３ｎｍ波長）用の
レンズやプリズムなどの光学素子材料で実用化されてい
る材料は、酸化珪素（ＳｉＯ2），フッ化カルシウム
（ＣａＦ2），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2），フッ化
バリウム（ＢａＦ2）などの主にフッ化物である。特
に、入射光の強度が大きな光学系に使われる光学素子材
料や高い透過率を必要とする光学系に使われる部分で
は、ＳｉＯ2ではその要求を満たすことができず、Ｃａ
Ｆ2，ＭｇＦ2，ＢａＦ2などのフッ化物に限られてい
る。
レンズやプリズムなどの光学素子材料で実用化されてい
る材料は、酸化珪素（ＳｉＯ2），フッ化カルシウム
（ＣａＦ2），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2），フッ化
バリウム（ＢａＦ2）などの主にフッ化物である。特
に、入射光の強度が大きな光学系に使われる光学素子材
料や高い透過率を必要とする光学系に使われる部分で
は、ＳｉＯ2ではその要求を満たすことができず、Ｃａ
Ｆ2，ＭｇＦ2，ＢａＦ2などのフッ化物に限られてい
る。
【０００８】そこで、ＡｒＦ（１９３ｎｍ波長）エキシ
マレーザー波長用の光学素子、特に高耐性の光学素子を
を作製する場合、ＣａＦ2，ＭｇＦ2，ＢａＦ2などのフ
ッ化物基板（素子）上に、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とで構成
された光学薄膜を高周波スパッタリングやイオンビーム
スパッタリングなどのスパッタリングで成膜することに
なる。
マレーザー波長用の光学素子、特に高耐性の光学素子を
を作製する場合、ＣａＦ2，ＭｇＦ2，ＢａＦ2などのフ
ッ化物基板（素子）上に、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とで構成
された光学薄膜を高周波スパッタリングやイオンビーム
スパッタリングなどのスパッタリングで成膜することに
なる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記で
述べた様にＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＢａＦ2などのフッ化物
基板（素子）上に、ＳｉＯ2で構成された層を高周波ス
パッタリングやイオンビームスパッタリングなどのスパ
ッタリングで成膜する場合、基板と層との界面で非常に
光吸収の大きな層が生成する。この原因は、基板に含ま
れるフッ素（Ｆ）と層に含まれるシリコン（Ｓｉ）と
が、スパッタリングによる大きな衝突エネルギーによっ
て反応しＳｉＦ4が生成し脱離していくことによって、
基板にフッ素欠損が起こるためである。すなわち、フッ
化物基板とＳｉＯ2層との界面において、化学量論組成
に比べてフッ素が欠損しており、理想結晶と比較して光
学吸収端波長は長波長側へシフトするために深紫外領域
での光吸収が大きくなっているためと考えられる。
述べた様にＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＢａＦ2などのフッ化物
基板（素子）上に、ＳｉＯ2で構成された層を高周波ス
パッタリングやイオンビームスパッタリングなどのスパ
ッタリングで成膜する場合、基板と層との界面で非常に
光吸収の大きな層が生成する。この原因は、基板に含ま
れるフッ素（Ｆ）と層に含まれるシリコン（Ｓｉ）と
が、スパッタリングによる大きな衝突エネルギーによっ
て反応しＳｉＦ4が生成し脱離していくことによって、
基板にフッ素欠損が起こるためである。すなわち、フッ
化物基板とＳｉＯ2層との界面において、化学量論組成
に比べてフッ素が欠損しており、理想結晶と比較して光
学吸収端波長は長波長側へシフトするために深紫外領域
での光吸収が大きくなっているためと考えられる。
【００１０】本発明の目的は、上記の問題を解決し、エ
キシマレーザー波長用の成膜方法、光学薄膜、光学素子
およびその光学素子を搭載した露光装置を提供すること
である。
キシマレーザー波長用の成膜方法、光学薄膜、光学素子
およびその光学素子を搭載した露光装置を提供すること
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、フッ化物からなる基板上に珪素を含む材料
からなる第１層を形成する工程と、前記基板に含まれる
フッ素と前記第１層に含まれる珪素とを反応させないた
めの第２層を前記基板と前記第１層との間に形成する工
程とを含む成膜方法とした。
に本発明は、フッ化物からなる基板上に珪素を含む材料
からなる第１層を形成する工程と、前記基板に含まれる
フッ素と前記第１層に含まれる珪素とを反応させないた
めの第２層を前記基板と前記第１層との間に形成する工
程とを含む成膜方法とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明にかかる、光学薄膜の成膜
方法の例を以下に説明するが、本発明はこの例に限定さ
れるものではない。図１は、本発明の膜の構成を示す図
である。図１において、ＣａＦ2基板１上にＡｌ2Ｏ3緩
衝層２を成膜され、更にその上にＳｉＯ2光学薄膜３を
厚さ１００ｎｍで成膜された光学素子を示す。
方法の例を以下に説明するが、本発明はこの例に限定さ
れるものではない。図１は、本発明の膜の構成を示す図
である。図１において、ＣａＦ2基板１上にＡｌ2Ｏ3緩
衝層２を成膜され、更にその上にＳｉＯ2光学薄膜３を
厚さ１００ｎｍで成膜された光学素子を示す。
【００１３】基板としては、ＣａＦ2，ＭｇＦ2，ＢａＦ
2が好ましく、ＣａＦ2がより好ましい。緩衝層として
は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム
（ＨｆＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化スカ
ンジウム（ＳｃＯ3）が好ましく、Ａｌ2Ｏ3がより好ま
しい。
2が好ましく、ＣａＦ2がより好ましい。緩衝層として
は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム
（ＨｆＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化スカ
ンジウム（ＳｃＯ3）が好ましく、Ａｌ2Ｏ3がより好ま
しい。
【００１４】成膜方法はイオンビームスパッタリングで
ある。イオンビームスパッタ装置は、イオン源、イオン
源から出てきた希ガスイオンを電気的に中性化するニュ
ートラライザー、薄膜材料の原料となるターゲットから
構成される。イオン源にＡｒ（アルゴン）やＸｅ（キセ
ノン）等の希ガスを導入させて電離させプラスイオン
（Ａｒ+，Ｘｅ+）を発生させる。このプラスイオンは真
空チャンバー側に設けられマイナスに印加されたグリッ
ドに引き寄せられる。そして、グリッドに空けられた穴
を通して真空チャンバー内に高速で導入される。導入さ
れたプラスイオンは、電子またはマイナスイオン（Ａｒ
-，Ｘｅ-）を発生させるニュートラライザーによって電
気的に中性化される。中性化した高速希ガス粒子（Ａ
ｒ，Ｘｅ）はターゲットに衝突して、ターゲットはスパ
ッタリングされる。対向した位置に固定された光学素子
を表面に薄膜が成膜される。成膜は、１０-6Ｔｏｒｒ以
下に減圧された真空チャンバー内ですべて行われる。イ
オン源のプロセスガスとしてＡｒを使用し、８００Ｖ，
４０ｍＡの電流電圧をフィラメント印加してＡｒ+イオ
ンを発生させる。これにカーボン製グリッドに加速電圧
４５ｋＶをかけて、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2ターゲット
に向けてニュートラライザーで中性化されたＡｒをター
ゲットに照射した。膜物質が酸化物であるためにＯ2を
導入した。成膜は、ＡｒプロセスガスやＯ2ガスを導入
しているために１０-4Ｔｏｒｒで行った。図２は、図１
で示した基板を含めた光学素子全体の光学損失を示す図
である。測定波長は１９３ｎｍである。Ａｌ2Ｏ3緩衝層
が０ｎｍの場合、すなわちＣａＦ2基板上にＳｉＯ2光学
薄膜を直接成膜すると大きな損失を示すことがわかる。
これは、基板に含まれるフッ素（Ｆ）と光学薄膜に含ま
れるシリコン（Ｓｉ）が、スパッタリングによる大きな
衝突エネルギーによって反応しＳｉＦ4が生成すること
によって、フッ化物基板とＳｉＯ2薄膜の界面において
化学量論組成に比べてフッ素が欠損しているためと考え
られる。Ａｌ2Ｏ3緩衝層の厚さが増えていくにしたがっ
て、損失は小さくなっていき厚さ８ｎｍで十分小さな損
失を示すようになる。これらの結果から、ＣａＦ2基板
上にＳｉＯ2光学薄膜を作製する場合は、極薄いＡｌ2Ｏ
3緩衝層を間に挟むことで大幅に損失を減少させること
ができる。次に、１９３ｎｍ波長用の反射防止膜を作製
した。ＣａＦ2基板上に第１層（基板に最も近い層）と
してＡｌ2Ｏ3膜を膜厚λ/４で成膜した。ここで、λは
設計中心波長１９３ｎｍを表す。このＡｌ2Ｏ3膜は、高
屈折率層であるとともに、緩衝層としても機能してい
る。第２層としてＳｉＯ2膜を膜厚λ/４で成膜した。成
膜方法は前述のイオンビームスパッタである。成膜は、
１０-6Ｔｏｒｒ以下に減圧された真空チャンバー内です
べて行われた。イオン源のプロセスガスとしてＡｒを使
用し、８００Ｖ，４０ｍＡの電流電圧をフィラメント印
加してＡｒ+イオンを発生させた。これにカーボン製グ
リッドに加速電圧４５ｋＶをかけて、Ａｌ 2Ｏ3またはＳ
ｉＯ2ターゲットに向けてニュートラライザーで中性化
されたＡｒをターゲットに照射した。成膜レートはＡｌ
2Ｏ3が０．０２４ｎｍ／ｓ、ＳｉＯ 2が０．０３６ｎｍ
／ｓである。膜物質が酸化物であるためにＯ2を導入し
た。成膜は、ＡｒプロセスガスやＯ2ガスを導入してい
るために１０-4Ｔｏｒｒで行われた。このようにしてＣ
ａＦ2基板の両面に反射防止膜を成膜した。図３は、上
記方法によって成膜された光学素子の透過率を示す図で
ある。横軸は測定波長を示し、縦軸は透過率を示す。図
３に示す様に波長１９３ｎｍにおいて透過率９８．６％
と良好な値を示した。 （対比例）ＣａＦ2基板（厚さ３ｍｍ）上にＡｌ2Ｏ3緩
衝層（厚さ８ｎｍ）を成膜し、緩衝層上にＳｉＯ2光学
薄膜（厚さ１００ｎｍ）を成膜した光学素子Ａを準備し
た。比較例として、ＣａＦ2基板（厚さ３ｍｍ）上にＳ
ｉＯ2光学薄膜（厚さ１００ｎｍ）を成膜した光学素子
Ｂを準備した。図４は、緩衝層の有無による透過率の変
化を示す図である。横軸は波長を表し、縦軸は透過率を
表す。図中、実線は光学素子Ａの透過率を示し、点線は
光学素子Ｂの透過率を示す。図５は、緩衝層の有無によ
る基板を含めた損失の変化を示す図である。横軸は波長
を表し、縦軸は損失を表す。図中、実線は光学素子Ａの
損失を示し、点線は光学素子Ｂの損失を示す。図４にお
いて、光学素子Ａの透過率が光学素子Ｂの透過率より優
る波長は、４２０ｎｍ波長付近からであり、それより短
波長側になるに従い両者の差が大きくなる。図５におい
て、光学素子Ａの損失が光学素子Ｂの損失より優る波長
は、７８０ｎｍ波長付近からであり、それより短波長側
になるに従い両者の差が大きくなる。したがって、本発
明の光学素子Ａの方が、従来の光学素子Ｂより、優れて
いることがわかる。 （製品への応用）次に本発明の露光装置の一例を説明す
る。
ある。イオンビームスパッタ装置は、イオン源、イオン
源から出てきた希ガスイオンを電気的に中性化するニュ
ートラライザー、薄膜材料の原料となるターゲットから
構成される。イオン源にＡｒ（アルゴン）やＸｅ（キセ
ノン）等の希ガスを導入させて電離させプラスイオン
（Ａｒ+，Ｘｅ+）を発生させる。このプラスイオンは真
空チャンバー側に設けられマイナスに印加されたグリッ
ドに引き寄せられる。そして、グリッドに空けられた穴
を通して真空チャンバー内に高速で導入される。導入さ
れたプラスイオンは、電子またはマイナスイオン（Ａｒ
-，Ｘｅ-）を発生させるニュートラライザーによって電
気的に中性化される。中性化した高速希ガス粒子（Ａ
ｒ，Ｘｅ）はターゲットに衝突して、ターゲットはスパ
ッタリングされる。対向した位置に固定された光学素子
を表面に薄膜が成膜される。成膜は、１０-6Ｔｏｒｒ以
下に減圧された真空チャンバー内ですべて行われる。イ
オン源のプロセスガスとしてＡｒを使用し、８００Ｖ，
４０ｍＡの電流電圧をフィラメント印加してＡｒ+イオ
ンを発生させる。これにカーボン製グリッドに加速電圧
４５ｋＶをかけて、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2ターゲット
に向けてニュートラライザーで中性化されたＡｒをター
ゲットに照射した。膜物質が酸化物であるためにＯ2を
導入した。成膜は、ＡｒプロセスガスやＯ2ガスを導入
しているために１０-4Ｔｏｒｒで行った。図２は、図１
で示した基板を含めた光学素子全体の光学損失を示す図
である。測定波長は１９３ｎｍである。Ａｌ2Ｏ3緩衝層
が０ｎｍの場合、すなわちＣａＦ2基板上にＳｉＯ2光学
薄膜を直接成膜すると大きな損失を示すことがわかる。
これは、基板に含まれるフッ素（Ｆ）と光学薄膜に含ま
れるシリコン（Ｓｉ）が、スパッタリングによる大きな
衝突エネルギーによって反応しＳｉＦ4が生成すること
によって、フッ化物基板とＳｉＯ2薄膜の界面において
化学量論組成に比べてフッ素が欠損しているためと考え
られる。Ａｌ2Ｏ3緩衝層の厚さが増えていくにしたがっ
て、損失は小さくなっていき厚さ８ｎｍで十分小さな損
失を示すようになる。これらの結果から、ＣａＦ2基板
上にＳｉＯ2光学薄膜を作製する場合は、極薄いＡｌ2Ｏ
3緩衝層を間に挟むことで大幅に損失を減少させること
ができる。次に、１９３ｎｍ波長用の反射防止膜を作製
した。ＣａＦ2基板上に第１層（基板に最も近い層）と
してＡｌ2Ｏ3膜を膜厚λ/４で成膜した。ここで、λは
設計中心波長１９３ｎｍを表す。このＡｌ2Ｏ3膜は、高
屈折率層であるとともに、緩衝層としても機能してい
る。第２層としてＳｉＯ2膜を膜厚λ/４で成膜した。成
膜方法は前述のイオンビームスパッタである。成膜は、
１０-6Ｔｏｒｒ以下に減圧された真空チャンバー内です
べて行われた。イオン源のプロセスガスとしてＡｒを使
用し、８００Ｖ，４０ｍＡの電流電圧をフィラメント印
加してＡｒ+イオンを発生させた。これにカーボン製グ
リッドに加速電圧４５ｋＶをかけて、Ａｌ 2Ｏ3またはＳ
ｉＯ2ターゲットに向けてニュートラライザーで中性化
されたＡｒをターゲットに照射した。成膜レートはＡｌ
2Ｏ3が０．０２４ｎｍ／ｓ、ＳｉＯ 2が０．０３６ｎｍ
／ｓである。膜物質が酸化物であるためにＯ2を導入し
た。成膜は、ＡｒプロセスガスやＯ2ガスを導入してい
るために１０-4Ｔｏｒｒで行われた。このようにしてＣ
ａＦ2基板の両面に反射防止膜を成膜した。図３は、上
記方法によって成膜された光学素子の透過率を示す図で
ある。横軸は測定波長を示し、縦軸は透過率を示す。図
３に示す様に波長１９３ｎｍにおいて透過率９８．６％
と良好な値を示した。 （対比例）ＣａＦ2基板（厚さ３ｍｍ）上にＡｌ2Ｏ3緩
衝層（厚さ８ｎｍ）を成膜し、緩衝層上にＳｉＯ2光学
薄膜（厚さ１００ｎｍ）を成膜した光学素子Ａを準備し
た。比較例として、ＣａＦ2基板（厚さ３ｍｍ）上にＳ
ｉＯ2光学薄膜（厚さ１００ｎｍ）を成膜した光学素子
Ｂを準備した。図４は、緩衝層の有無による透過率の変
化を示す図である。横軸は波長を表し、縦軸は透過率を
表す。図中、実線は光学素子Ａの透過率を示し、点線は
光学素子Ｂの透過率を示す。図５は、緩衝層の有無によ
る基板を含めた損失の変化を示す図である。横軸は波長
を表し、縦軸は損失を表す。図中、実線は光学素子Ａの
損失を示し、点線は光学素子Ｂの損失を示す。図４にお
いて、光学素子Ａの透過率が光学素子Ｂの透過率より優
る波長は、４２０ｎｍ波長付近からであり、それより短
波長側になるに従い両者の差が大きくなる。図５におい
て、光学素子Ａの損失が光学素子Ｂの損失より優る波長
は、７８０ｎｍ波長付近からであり、それより短波長側
になるに従い両者の差が大きくなる。したがって、本発
明の光学素子Ａの方が、従来の光学素子Ｂより、優れて
いることがわかる。 （製品への応用）次に本発明の露光装置の一例を説明す
る。
【００１５】図６は、本発明に係る上記方法、装置で得
られたフッ化物薄膜を有する光学素子を用いた露光装置
の基本構造であり、フォトレジストでコートされたウェ
ハー上にレチクルのパターンのイメージを投影するため
の、ステッパと呼ばれるような投影露光装置に特に応用
される。
られたフッ化物薄膜を有する光学素子を用いた露光装置
の基本構造であり、フォトレジストでコートされたウェ
ハー上にレチクルのパターンのイメージを投影するため
の、ステッパと呼ばれるような投影露光装置に特に応用
される。
【００１６】図６に示すように、本発明の露光装置は少
なくとも、表面３０１ａに置かれた感光剤を塗布した基
板Ｗを置くことのできるウェハーステージ３０１，露光
光として用意された波長の真空紫外光を照射し、基板Ｗ
上に用意されたマスクのパターン（レチクルＲ）を転写
するための照明光学系１０１，照明光学系１０１に露光
光を供給するための光源１００，基板Ｗ上にマスクＲの
パターンのイメージを投影するためのマスクＲが配され
た最初の表面Ｐ１（物体面）と基板Ｗの表面と一致させ
た二番目の表面（像面）との間に置かれた投影光学系５
００、を含む。照明光学系１０１は、マスクＲとウェハ
ーＷとの間の相対位置を調節するための、アライメント
光学系１１０も含んでおり、マスクＲはウェハーステー
ジ３０１の表面に対して平行に動くことのできるレチク
ルステージ２０１に配置される。レチクル交換系２００
は、レチクルステージ２０１にセットされたレチクル
（マスクＲ）を交換し運搬する。レチクル交換系２００
はウェハーステージ３０１の表面３０１ａに対してレチ
クルステージ２０１を平行に動かすためのステージドラ
イバーを含んでいる。投影光学系５００は、スキャンタ
イプの露光装置に応用されるアライメント光学系を持っ
ている。
なくとも、表面３０１ａに置かれた感光剤を塗布した基
板Ｗを置くことのできるウェハーステージ３０１，露光
光として用意された波長の真空紫外光を照射し、基板Ｗ
上に用意されたマスクのパターン（レチクルＲ）を転写
するための照明光学系１０１，照明光学系１０１に露光
光を供給するための光源１００，基板Ｗ上にマスクＲの
パターンのイメージを投影するためのマスクＲが配され
た最初の表面Ｐ１（物体面）と基板Ｗの表面と一致させ
た二番目の表面（像面）との間に置かれた投影光学系５
００、を含む。照明光学系１０１は、マスクＲとウェハ
ーＷとの間の相対位置を調節するための、アライメント
光学系１１０も含んでおり、マスクＲはウェハーステー
ジ３０１の表面に対して平行に動くことのできるレチク
ルステージ２０１に配置される。レチクル交換系２００
は、レチクルステージ２０１にセットされたレチクル
（マスクＲ）を交換し運搬する。レチクル交換系２００
はウェハーステージ３０１の表面３０１ａに対してレチ
クルステージ２０１を平行に動かすためのステージドラ
イバーを含んでいる。投影光学系５００は、スキャンタ
イプの露光装置に応用されるアライメント光学系を持っ
ている。
【００１７】そして、本発明の露光装置は、前記本発明
の方法で製造されたフッ化物薄膜を含む光学素子を使用
したものである。具体的には、図６に示した本発明の露
光装置は、照明光学系１０１の光学レンズ９０および／
または投影光学系５００の光学レンズ１００として本発
明にかかる光学レンズを備えることが可能である。 （まとめ）本発明の成膜方法について図７を用いて説明
する。図７は、本発明の成膜方法を示す図である。基板
上に緩衝層を成膜する（ステップＳ０１）。成膜された
緩衝層の上に光学薄膜を成膜する（ステップＳ０２）。
成膜完了（ステップＳ０３）。
の方法で製造されたフッ化物薄膜を含む光学素子を使用
したものである。具体的には、図６に示した本発明の露
光装置は、照明光学系１０１の光学レンズ９０および／
または投影光学系５００の光学レンズ１００として本発
明にかかる光学レンズを備えることが可能である。 （まとめ）本発明の成膜方法について図７を用いて説明
する。図７は、本発明の成膜方法を示す図である。基板
上に緩衝層を成膜する（ステップＳ０１）。成膜された
緩衝層の上に光学薄膜を成膜する（ステップＳ０２）。
成膜完了（ステップＳ０３）。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板と光学薄膜との間に、基板と反応性が低い緩衝層を設
けることによって、深紫外域においても高い光学特性を
持った光学薄膜および光学素子を得ることができた。
板と光学薄膜との間に、基板と反応性が低い緩衝層を設
けることによって、深紫外域においても高い光学特性を
持った光学薄膜および光学素子を得ることができた。
【００１９】本発明の光学部材が適用される露光装置
は、前述のように透過率が優れ、損失が少ない光学素子
を用いているので、従来の露光装置に比べて光源の照度
のロスを少なくすることができる。
は、前述のように透過率が優れ、損失が少ない光学素子
を用いているので、従来の露光装置に比べて光源の照度
のロスを少なくすることができる。
【図１】 図１は、本発明の膜の構成を示す図である。
【図２】 図２は、本発明の光学素子の損失を示す図で
ある。
ある。
【図３】 図３は、本発明の光学素子の透過率を示す図
である。
である。
【図４】 図４は、緩衝層の有無による透過率の変化を
示す図である。
示す図である。
【図５】 図５は、緩衝層の有無による基板を含めた損
失の変化を示す図である。
失の変化を示す図である。
【図６】 図６は、本発明の光学素子を用いた露光装置
の基本構造を示す図である。
の基本構造を示す図である。
【図７】 図７は、本発明の成膜方法を示す図である。
１…基板 ２…緩衝層 ３…光学薄膜 １０１…照明光学系 ５００…投影光学系
Claims (12)
- 【請求項１】フッ化物からなる基板上に珪素を含む材料
からなる第１層を形成する工程と、 前記基板に含まれるフッ素と前記第１層に含まれる珪素
とを反応させないための第２層を前記基板と前記第１層
との間に形成する工程とを含むことを特徴とする成膜方
法。 - 【請求項２】前記成膜方法は、スパッタリング法である
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。 - 【請求項３】前記第２層は、酸化アルミニウム、酸化ハ
フニウム、酸化ジルコニウム、酸化スカンジウムの少な
くとも一つからなることを特徴とする請求項１に記載の
成膜方法。 - 【請求項４】前記第１層は、酸化珪素からなることを特
徴とする請求項１に記載の成膜方法。 - 【請求項５】前記基板は、フッ化カルシウム、フッ化マ
グネシウム、フッ化バリウムの少なくなくと一つからな
ることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。 - 【請求項６】請求項１に記載の方法によって成膜された
光学薄膜。 - 【請求項７】請求項６に記載の光学薄膜が成膜された光
学素子。 - 【請求項８】投影光学系を用いてマスクのパターン像を
基板上に投影露光する装置であって、真空紫外線を露光
光としてマスクを照明する照明光学系と、請求項７に記
載の光学素子を含み、前記マスクのパターン像を基板上
に形成する投影光学系とを備えた露光装置。 - 【請求項９】投影光学系を用いてマスクのパターン像を
基板上に投影露光する装置であって、請求項７に記載の
光学素子を含み、真空紫外線を露光光としてマスクを照
明する照明光学系と、前記マスクのパターン像を基板上
に形成する投影光学系とを備えた露光装置。 - 【請求項１０】フッ化物からなる基板と、 前記基板上に珪素を含む材料からなる第１層と、 前記基板と前記第１層との間に配置され、前記基板に含
まれるフッ素と前記第１層に含まれる珪素とを反応させ
ないための第２層とからなることを特徴とする光学素
子。 - 【請求項１１】フッ化物からなる基板と、 前記基板上に形成され、前記フッ化物のフッ素と非反応
性の材料から構成される第１層と、 前記第１層上に形成され、珪素を含む材料から構成され
る第２層とからなることを特徴とする光学素子。 - 【請求項１２】フッ化物からなる基板と、 前記基板上に酸化アルミニウムを含む第１層と、 前記酸化アルミニウムを覆うように酸化珪素を含む第２
層とからなることを特徴とする光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001204621A JP2002115047A (ja) | 2000-07-11 | 2001-07-05 | 光学薄膜の成膜方法、光学薄膜、光学素子及び露光装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-209600 | 2000-07-11 | ||
| JP2000209600 | 2000-07-11 | ||
| JP2001204621A JP2002115047A (ja) | 2000-07-11 | 2001-07-05 | 光学薄膜の成膜方法、光学薄膜、光学素子及び露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002115047A true JP2002115047A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=26595787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001204621A Pending JP2002115047A (ja) | 2000-07-11 | 2001-07-05 | 光学薄膜の成膜方法、光学薄膜、光学素子及び露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002115047A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004233474A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光学系及び該光学系を用いた光学装置の使用方法 |
| JP2007133431A (ja) * | 2007-02-06 | 2007-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光学系及び該光学系を用いた光学装置の使用方法 |
| US7440206B2 (en) | 2004-04-29 | 2008-10-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Optical properties restoration apparatus, the restoration method, and an optical system used in the apparatus |
-
2001
- 2001-07-05 JP JP2001204621A patent/JP2002115047A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004233474A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光学系及び該光学系を用いた光学装置の使用方法 |
| US7440206B2 (en) | 2004-04-29 | 2008-10-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Optical properties restoration apparatus, the restoration method, and an optical system used in the apparatus |
| US7453630B2 (en) | 2004-04-29 | 2008-11-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Optical properties apparatus, the restoration method, and an optical system used in the apparatus |
| US7733563B2 (en) | 2004-04-29 | 2010-06-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Optical properties restoration apparatus, the restoration method, and an optical system used in the apparatus |
| US7813036B2 (en) | 2004-04-29 | 2010-10-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Optical properties restoration apparatus, the restoration method, and an optical system used in the apparatus |
| JP2007133431A (ja) * | 2007-02-06 | 2007-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光学系及び該光学系を用いた光学装置の使用方法 |
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