JP2002189101A - 反射防止膜、光学素子及び露光装置 - Google Patents

反射防止膜、光学素子及び露光装置

Info

Publication number
JP2002189101A
JP2002189101A JP2000388535A JP2000388535A JP2002189101A JP 2002189101 A JP2002189101 A JP 2002189101A JP 2000388535 A JP2000388535 A JP 2000388535A JP 2000388535 A JP2000388535 A JP 2000388535A JP 2002189101 A JP2002189101 A JP 2002189101A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
refractive index
substrate
antireflection film
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000388535A
Other languages
English (en)
Inventor
Junji Amihoshi
順治 網干
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2000388535A priority Critical patent/JP2002189101A/ja
Publication of JP2002189101A publication Critical patent/JP2002189101A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 λ0=150〜300nmの広い波長範囲で反射防止効
果を有する反射防止膜を提供すること、及び、広い光線
入射角度範囲で反射防止効果を有する反射防止膜を提供
すること。 【手段】 150nm〜300nmの波長域の設計中心波長λ0
対し、前記波長の光を透過する基板と、前記基板の屈折
率よりも高い高屈折率物質からなる高屈折率層と、前記
基板の屈折率よりも低い低屈折率物質からなる低屈折率
層とからなる反射防止膜において、前記基板側から数え
て第1層、第3層及び第5層が前記高屈折率物層であり、
第2層、第4層及び第6層が前記低屈折率物質層であり、
第1層から第4層までの光学的膜厚の合計が0.60λ0以上
0.90λ0以下の範囲であり、第4層と第5層との光学的膜
厚が各々0.20λ0以上0.30λ0以下の範囲である構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外光に対する反
射防止膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体素子の集積度を増すため
に、縮小投影露光装置(ステッパー)の高解像化の要求
が高まっている。
【0003】このステッパーによるフォトリソグラフィ
ーの解像度を上げる一つの方法として、光源波長の短波
長化が挙げられる。最近では、水銀ランプよりも短波長
域の光を発振でき、かつ高出力なエキシマレーザーを光
源としたステッパーの実用化が始まっている。このステ
ッパーの光学系においては、レンズ等の光学素子の表面
反射による光量損失やフレアー・ゴースト等を低減する
ために反射防止膜を形成する必要がある。
【0004】ここで、ステッパーで使用される光学素子
に施される反射防止膜に要求される性能の大きな一つと
して、露光波長において、0%反射に近いことが挙げら
れる。0%反射が必要な理由は、反射率が大きいと、フ
レアー・ゴースト等によって、結像性能が悪化してしま
うためである。
【0005】また、ステッパーの光学系には、結像系だ
けでも数十面のレンズ枚数がある。反射率が大きい場
合、光源からウエハーまでに到達する光量が小さくなる
ことから、露光効率が悪化してしまう。例えば、一面当
りの反射率が0.3%であり、光学部品の枚数が50枚(100
面)であった場合、(1−(1−0.003)^100=26%)近い光
量がロスすることになる。
【0006】図6は、従来の反射防止膜の構成を示す図
である。図6において、基板31側から低屈折率物質32、
高屈折率物質33、低屈折率物質34の順に積層されてい
る。各層の膜厚を以下に示す。 基板 :合成石英ガラス 第1層:MgF2 0.10λ0 第2層:LaF3 0.30λ0 第3層:MgF2 0.25λ0 媒質 :空気 ここで、設計中心波長λ0=193nmである。
【0007】図7は、λ0=193nmにおける光線入射角度θ
=0°の分光反射率特性を示す図である。
【0008】図8は、λ0=193nmにおける反射率角度特性
を示す図である。図8において、Rs、Rp、Raは、
それぞれS偏光反射率、P偏光反射率、平均反射率
((Rs+Rp)/2)を示す。
【0009】図7の分光反射率特性図に示すように、設
計中心波長λ0=193nmにおいて、ほぼ0%の反射率であ
る。
【0010】しかし、曲率を持ったレンズ群から構成さ
れるステッパーの光学系において、曲率を持ったレンズ
全面に対して図7に示すような特性を得るためには、レ
ンズの中心部、周辺部に関わらず、同じ膜厚で成膜され
る必要がある。一般に、凸面形状を持ったレンズの場
合、レンズ周辺に向かうにしたがって膜厚が薄くなる。
その結果、図7に示したような反射防止膜の場合、その
分光特性が短波長にシフトし、結果的に露光波長で十分
な反射防止効果を得ることができなくなってしまう。こ
のような場合、露光効率の低下及びフレアー・ゴースト
等が生じるのみならず、レンズ中心部を通る光束とレン
ズ周辺部を通る光束との透過率差が大きくなるので、結
像性能が悪くなってしまう。
【0011】さらに、ステッパーの光学系は、前記した
ように、近年、半導体の集積度を増すために、光源波長
の短波長化が進むとともに、光学系の開口数NAを大きく
する方向にある。このとき、ステッパー光学系に使用さ
れるレンズ面への露光光の入射角度は、最大で約arcsin
(NA)°となるので、NAの増大とともに大きくなる。よ
って、レンズ表面に施される反射防止膜には、0°からa
rcsin(NA)°までの広い角度範囲において、より低い
反射率であることが要求される。
【0012】ところが、図8に示すように、光線入射角
度が大きくなると急激に反射率が増加する。したがっ
て、高角度の光線入射角度で光が入射するレンズ面にお
いて、光線入射角度の違いによって反射防止効果が大き
く異なるので、結像性能が低下する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来例に示すように、
紫外光に対する従来の反射防止膜は、反射防止帯域が狭
いため、レンズ周辺部で膜厚が薄くなった場合、分光反
射率特性が短波長側にシフトしてしまい十分な反射防止
効果を得ることができなかった。また、従来例では、30
°以上の高角度での光線に対する反射防止効果が非常に
低かった。これらは、透過光量の低減やフレアー・ゴー
スト等の原因となり、露光装置の露光効率及び露光精度
の低下を引き起こすという問題があった。
【0014】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、λ0=150〜300nmの広い波長範囲
で反射防止効果を有する反射防止膜を提供すること、及
び、広い光線入射角度範囲で反射防止効果を有する反射
防止膜を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、150nm〜300nmの波長域の設計中心波長λ
0に対し、前記波長の光を透過する基板と、前記基板の
屈折率よりも高い高屈折率物質からなる高屈折率層と、
前記基板の屈折率よりも低い低屈折率物質からなる低屈
折率層とからなる反射防止膜において、前記基板側から
数えて第1層、第3層及び第5層が前記高屈折率物層であ
り、第2層、第4層及び第6層が前記低屈折率物質層であ
り、第1層から第4層までの光学的膜厚の合計が0.60λ0
以上0.90λ0以下の範囲であり、第4層と第5層との光学
的膜厚が各々0.20λ0以上0.30λ0以下の範囲であること
を特徴とする反射防止膜を提供する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態としての
反射防止膜を図面に基づいて説明する。
【0017】図1は、本発明の第一の実施例における膜
構成を示す図である。図1において、膜の構成は、基板
11上に高屈折率物質層12、低屈折率物質層13、高屈折率
物質層14、低屈折率物質層15、高屈折率物質層16、低屈
折率物質層17を順次積層している。
【0018】設計中心波長λ0はArFエキシマレーザーの
発振波長である193nmであり、基板は合成石英ガラス
(屈折率:1.55)である。また、低屈折率物質層はMgF2
(屈折率:1.42)であり、高屈折率物質層はLaF3(屈折
率:1.69)である。それぞれの光学膜厚は基板側から順
に、第1層が0.26λ0、第2層が0.08λ0、第3層が0.11
λ0、第4層が0.32λ0、第5層が0.27λ0、第6層が0.26λ
0である。この第一の実施形態で示された膜構成は、基
板側から第1層目〜第4層目の光学的膜厚の総和は0.77λ
0である。
【0019】成膜は、既知の真空蒸着にておこなった。
【0020】図2は、第一の実施例の反射防止膜の分光
反射率特性を示す図である。図2から以下のことがわか
る。設計中心波長λ0(露光波長)における反射率は、
ほぼ0%であること。波長185nmから225nmま
での広範囲における波長範囲において0.3%以下の反射
率が得られていること。これらにより、レンズ周辺部で
膜厚が薄くなることで分光特性が短波長側にシフトした
としても、十分に低い反射率を得ることができる。
【0021】次に、別の実施の形態を説明する。
【0022】図3は、本発明の第二の実施例における膜
構成を示す図である。図3において、膜の構成は、基板2
1上に高屈折率物質層22、低屈折率物質層23、高屈折率
物質層24、低屈折率物質層25、高屈折率物質層26、低屈
折率物質層27を順次積層している。
【0023】設計中心波長λ0はArFエキシマレーザーの
発振波長である193nmであり、基板は合成石英ガラス
(屈折率:1.55)である。低屈折率物質層はMgF2(屈折
率:1.42)で、高屈折率物質層はLaF3(屈折率:1.69)
である。それぞれの光学膜厚は基板側から順に、第1層
0.26λ0、第2層0.08λ0、第3層0.10λ0、第4層0.33
λ0、第5層0.28λ0、第6層0.27λ0である。この第二の
実施形態で示された膜構成において、基板側から第1層
目〜第4層目の光学的膜厚の総和は0.77λ0である。
【0024】図4は、第二の実施例の反射防止膜の反射
角度特性を示す図である。図4から以下のことがわか
る。Rpにおいては、0〜47゜の角度範囲で0.5%以
下の反射率が得られており、従来と比較して広い角度範
囲、特に高角度側において良好な反射防止効果が得られ
ている。
【0025】本実施の形態において、基板は合成石英を
用いたが、蛍石でもいい。
【0026】本実施の形態において、低屈折物質をMg
2としたが、これに限定されることなく、SiO2、Al
F3、NaF、LiF、CaF2、BaF2、SrF2、Na3AlF6、Na5Al3F14
又はこれらの混合物質から選ばれる物質でもいい。
【0027】本実施の形態において、高屈折率物質をLa
F3としたが、これに限定されることなく、Al2O3、Nd
F3、GdF3、DyF3、PbF2、YF3又はこれらの混合物質から
選ばれる物質でもいい。
【0028】また、本実施の形態において、設計中心波
長λ0を193nmとしたが、これに限定されることなく、15
0nm〜300nmの波長域であればいい。
【0029】さらに、本実施の形態において、成膜方法
は、真空蒸着としたが、成膜方法に関しては、何ら限定
しない。
【0030】(製品への応用)次に本発明の露光装置の
一例を説明する。
【0031】図5は、本発明に係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。
【0032】図5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。
【0033】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5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。
【0034】
【発明の効果】150〜300nmの広い波長範囲で反射防止効
果を有する反射防止膜及び、広い光線入射角度範囲で反
射防止効果を有する反射防止膜を提供することができる
ので、結像性能が向上した露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の第一の実施例における膜構
成を示す図である。
【図2】 図2は、第一の実施例の反射防止膜の分光反
射率特性を示す図である。
【図3】 図3は、本発明の第二の実施例における膜構
成を示す図である。
【図4】 図4は、第二の実施例の反射防止膜の反射角
度特性を示す図である。
【図5】 図5は、本発明の露光装置の基本構造を示す
図である。
【図6】 図6は、従来の反射防止膜の構成を示す図で
ある。
【図7】 図7は、従来の分光反射率特性を示す図であ
る。
【図8】 図8は、従来の反射率角度特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
11、21、31・・・基板 13、15、17、23、25、27、32、34・・・低屈折率物質層 12、14、16、22、24、26、33・・・高屈折率物質層
フロントページの続き Fターム(参考) 2H097 BA10 CA13 LA10 2K009 AA02 AA09 BB02 CC03 CC06 DD03 4F100 AA05B AA05D AA05E AA06C AA06E AA19B AA19D AA19E AA20C AA20E AG00 AT00A BA05 BA07 BA10A BA10B EH66 GB41 JN01A JN18B JN18C JN18D JN18E 5F046 CB01 DA12

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】150nm〜300nmの波長域の設計中心波長λ0
    対し、前記波長の光を透過する基板と、前記基板の屈折
    率よりも高い高屈折率物質からなる高屈折率層と、前記
    基板の屈折率よりも低い低屈折率物質からなる低屈折率
    層とからなる反射防止膜において、前記基板側から数え
    て第1層、第3層及び第5層が前記高屈折率物層であり、
    第2層、第4層及び第6層が前記低屈折率物質層であり、
    第1層から第4層までの光学的膜厚の合計が0.60λ0以上
    0.90λ0以下の範囲であり、第4層と第5層との光学的膜
    厚が各々0.20λ0以上0.30λ0以下の範囲であることを特
    徴とする反射防止膜。
  2. 【請求項2】前記第1層の光学的膜厚が0.25λ0以上0.30
    λ0以下の範囲であり、前記第2層の光学的膜厚が0.05λ
    0以上0.10λ0以下の範囲であり、前記第3層の光学的膜
    厚が0.05λ0以上0.15λ0以下の範囲であり、前記第4層
    の光学的膜厚が0.25λ0以上0.35λ0以下の範囲であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の反射防止膜。
  3. 【請求項3】前記低屈折率物質は、MgF2、SiO2、AlF3、N
    aF、LiF、CaF2、BaF2、SrF2、Na3AlF6、Na5Al3F14又は
    これらの混合物質から選ばれる物質であり、前記高屈折
    率物質は、Al2O3、LaF3、NdF3、GdF3、DyF3、PbF2、YF3
    又はこれらの混合物質から選ばれる物質であることを特
    徴とする請求項1又は2に記載の反射防止膜。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3に記載の反射防止膜が成膜
    された光学素子。
  5. 【請求項5】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4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、からなる露光装置。
  6. 【請求項6】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4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、からなる露光装置。
JP2000388535A 2000-12-21 2000-12-21 反射防止膜、光学素子及び露光装置 Pending JP2002189101A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000388535A JP2002189101A (ja) 2000-12-21 2000-12-21 反射防止膜、光学素子及び露光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000388535A JP2002189101A (ja) 2000-12-21 2000-12-21 反射防止膜、光学素子及び露光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002189101A true JP2002189101A (ja) 2002-07-05

Family

ID=18855246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000388535A Pending JP2002189101A (ja) 2000-12-21 2000-12-21 反射防止膜、光学素子及び露光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002189101A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004068566A1 (ja) * 2003-01-30 2004-08-12 Nikon Corporation 真空紫外用光学系及び投影露光装置
WO2005036256A1 (ja) * 2003-10-14 2005-04-21 Seiko Epson Corporation 照明装置及びプロジェクタ
JP2006073709A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Sony Corp 多層反射防止膜
JP2009507366A (ja) * 2005-09-03 2009-02-19 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー マイクロリソグラフィック投影露光装置
US7518797B2 (en) 2005-12-02 2009-04-14 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic exposure apparatus
CN115145033A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 精工爱普生株式会社 虚像显示装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004068566A1 (ja) * 2003-01-30 2004-08-12 Nikon Corporation 真空紫外用光学系及び投影露光装置
WO2005036256A1 (ja) * 2003-10-14 2005-04-21 Seiko Epson Corporation 照明装置及びプロジェクタ
JP2006073709A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Sony Corp 多層反射防止膜
JP2009507366A (ja) * 2005-09-03 2009-02-19 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー マイクロリソグラフィック投影露光装置
US9733395B2 (en) 2005-09-03 2017-08-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus
US7518797B2 (en) 2005-12-02 2009-04-14 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic exposure apparatus
CN115145033A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 精工爱普生株式会社 虚像显示装置
CN115145033B (zh) * 2021-03-31 2024-01-12 精工爱普生株式会社 虚像显示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5850309A (en) Mirror for high-intensity ultraviolet light beam
US7301695B2 (en) Anti-reflective film and optical element having anti-reflective film
JP3924806B2 (ja) 反射防止膜
US9684252B2 (en) Optical element with an antireflection coating, projection objective, and exposure apparatus comprising such an element
US6590702B1 (en) Multilayer antireflection film, optical member, and reduction projection exposure apparatus
US7573562B2 (en) Reflective optical element and exposure apparatus
US20170322343A1 (en) Microlithographic projection exposure apparatus
TW200908083A (en) Exposure apparatus and semiconductor device fabrication method
JP2004302113A (ja) 反射防止膜、光学部材、光学系及び投影露光装置、並びに反射防止膜の製造方法
JPH09258006A (ja) 反射防止膜及びそれを施した光学系
JP2002189101A (ja) 反射防止膜、光学素子及び露光装置
JPH07107563B2 (ja) 反射防止膜
US8179520B2 (en) Optical element, projection optical system, exposure apparatus, and device fabrication method
JP3720609B2 (ja) 反射防止膜及びそれを施した光学系
JPH10253802A (ja) 反射防止膜
JP2000357654A (ja) 反射防止膜、光学素子、露光装置、及び電子物品
JP2002311206A (ja) 反射防止膜、光学素子およびそれを搭載した露光装置
JP3232727B2 (ja) 2波長反射防止膜
JP2002311209A (ja) 反射防止膜、光学素子およびそれを搭載した露光装置
JPH11167003A (ja) 2波長反射防止膜
JP2004271544A (ja) 光学素子、レンズ系、及び投影露光装置
JPH11248903A (ja) 反射防止膜
JP2001004803A (ja) 反射防止膜及び光学素子
JPH08313728A (ja) 帯域フィルター
JP2004260080A (ja) 紫外域用反射ミラー及びそれを用いた投影露光装置