JP2002286909A

JP2002286909A - 紫外線反射防止コーティング

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Publication number: JP2002286909A
Application number: JP2001398906A
Authority: JP
Inventors: Hans-Jochen Paul; パウルハンス・ヨーヘン; Mathias Heller; ヘラーマティアス
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2002-10-03
Also published as: DE10101017A1; US20020105721A1; EP1223437A2; US6825976B2; EP1223437A3

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】約１８０ｎｍと約３７０ｎｍの間、特に約２４
８ｎｍの波長範囲の紫外線に対して、そして少なくとも
約４０°までの大きい入射角度に対して、低反射率であ
る光学的デバイスの提供。【解決手段】基板２を持ち、そこに多層反射防止システ
ム４が、前記基板の少なくとも１つの表面３に、反射の
減少を実現するために配置される。多層システムは、基
板に隣接する層５がフッ化マグネシウムを含まず、そし
ていずれの層も有効波長の半分以上の厚さを持たないと
いう点で、他と区別される。特に、低屈折性材料の層厚
さは、３分の１有効波長を超えるべきではない。これら
の構成組織状態を固持することによって、内部層ストレ
スおよび熱ストレスに対する高い耐性と同様に、永久的
なレーザー耐性をも供給する、反射防止コーティングが
製造可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、大きな入射角度、特に少なくと
も４０°までの範囲で、約１８０ｎｍと約３７０ｎｍの
間の波長範囲の紫外線に対して低反射率である光学的デ
バイスに関する。

【０００２】多くの領域で、約１８０ｎｍと約３７０ｎ
ｍの間の波長範囲の紫外線に対して低反射率である、効
率的な光学的デバイスの需要が増加している。例えば、
この波長範囲内の光は、ウエーハステッパあるいはウエ
ーハスキャナを用いて、高度に集積化された半導体構成
要素または他のマイクロデバイスを製造するためのマイ
クロリソグラフィシステムにおいて使用され、そこで
は、光源が照明光学部品上のマスク（レチクル）を照明
し、マスクは投影光学部品によって、フォトレジストで
被覆された半導体上にその像を表示する。

【０００３】この技術の効率性は露光アクション速度に
よって決定されるため、目的とするところは、光源とウ
エーハとの間での光の損失ができるだけ最小になるよう
なレンズを使用することである。そのため、本システム
の透明な光学的構成要素の表面は、いわゆる反射縮小層
または反射防止層（ＡＲ層）で被覆されており、それは
透明度や透過率を増加させる。そのような反射防止コー
ティングは、吸収や拡散による光の損失が、例えば、反
射率の減少の大きさと比較して小さい間は、透過率の増
加をもたらす。反射率の減少はまた、高性能レンズの像
を作る特性を破壊する、迷光または拡散光を防止する役
目をする。

【０００４】一般的に知られているように、様々な反射
率を持つ誘電性材料から成る多重に積み重ねられた層を
備えた多層システムが使用され、それは通常、高反射の
材料層とそれに比べて低反射の材料層とが互いの上に積
み重なっている。

【０００５】特に、多様に湾曲したレンズ表面を持つ光
学的システムおよび／または、光の大きな入射角度が高
い開口数のために屈折面に現れるようなシステムにおい
ては、もし反射防止コーティングが被覆された表面全
体、および典型的には垂直方向の入射と少なくとも約４
０°の入射角度の間の範囲にある、現れる全ての光の入
射角度に対して同質の効果を持つならば、有利である。

【０００６】しばしば、光学的デバイスにとって、光源
の種類によって決定される有効波長範囲のみならず、可
視光の波長範囲、例えば約５００ｎｍと約７００ｎｍの
間の範囲においても、紫外範囲内で透明であることは実
用的である。同期反射防止は、可視スペクトルのための
マスクおよび基板の配列を、同様に緩和する。６３３ｎ
ｍの有効波長を持つＨｅ−Ｎｅ−レーザーシステムは、
しばしばこの目的のために使用される。

【０００７】加工用レーザーの光学的要素のための２つ
の範囲の反射防止コーティングは、ドイツ特許公報第１
９８３１３９２号に示されている。２４８ｎｍの有効波
長用に設計された多層システムは９つの独立した層から
成り、その層は、低屈折性材料としてのフッ化マグネシ
ウムと高屈折性材料としての酸化アルミニウムとを互換
性をもって含有している。基板に隣接する第１層は、全
ての実施態様においてフッ化マグネシウムから成り、フ
ッ化マグネシウム層の厚さは、約２５ｎｍと約１５０ｎ
ｍの間で一貫性なく変化する。これらの層は良好なレー
ザー耐性を持つと考えられる。しかしながら数年使用す
ると、同様の層配列および層厚さ配分を持つフッ化マグ
ネシウム／酸化アルミニウム多層システムにおいて、離
層に関する破損が観測され、その原因はそのようなコー
ティングおよび被覆される光学的デバイスの寿命が限ら
れていることにある。

【０００８】本発明の目的は、少なくとも約４０°まで
の大きい入射角度で、約１８０ｎｍと約３７０ｎｍの間
の波長範囲の紫外線に対して効果的な反射防止を提供す
る光学的デバイスのための、反射防止コーティングを提
案することであり、それは特にレーザー光線のもとでの
高い耐性により識別される。

【０００９】この目的の解決策として、本発明は請求項
１の特徴を持つ光学的デバイスを提案する。本発明の他
の都合のよい実施態様は従属請求項に明記されている。
全ての請求項の記述は詳細な説明の内容を参照して作成
されている。

【００１０】本発明による反射防止多層システムは、基
板に隣接する第１層が、本質的にフッ化マグネシウムを
含まないことと、そしていずれの層も約０．５λ以上の
厚さを持たず、従ってλが紫外線の波長範囲からの有効
波長となることによって識別される。それ故に、第１層
はフッ化マグネシウムを含むこともその材料から成るこ
ともそれぞれ望ましくない。いずれの場合においても、
フッ化マグネシウムの含有量は非常に少ないため、第１
層の性質は本質的にフッ化マグネシウムの性質の影響は
受けない。特に、いずれの層も約０．３５λ以上の層厚
さを持たないことが好ましい。低屈折性材料の層厚さは
特に重要であることが証明されており、従って前記材料
はフッ化物、特にフッ化マグネシウムであることが好ま
しい。層厚さは、いずれの層においても約０．３λを超
えるべきではない。

【００１１】本発明および本発明の他の都合のよい実施
態様は、永久的にレーザー耐性を持つ、初めに述べた光
学的性質を備えた反射防止コーティングを製造するため
に、理論上無限数の光学的に適した多層システムの中か
ら、基板に隣接する層の材料選択の点で、および最大層
厚さの点で、定められた構成組織条件を満たすシステム
を選択することが必要である。その低屈折率および良好
な加工性のために、一般に使用されるフッ化マグネシウ
ムは、特に、従来の提案に反して、基板に隣接する第１
層に使用すべきではない重大な材料として識別すること
ができる。さらに、この材料の層厚さは、可能な限り小
さく保たれるべきである。結果として、フッ化マグネシ
ウムは、そのようなコーティングの「弱いリンクとして
働くもの（operative weak link）」として識別されて
いる。反射防止コーティングの抵抗力に対する負の影響
は、個々の層厚さを適度に薄くし、全体の層厚さを可能
な限り最も小さくすることにより、最小にすることがで
きる。

【００１２】特別に高いレーザー耐性および他の種類の
耐性が判明しており、例えば、層ストレスに対する耐性
は、多層システム全体の層厚さが総計で、有効波長の２
倍より小さく、特に１．５λより小さくなると破損をも
たらす。低屈折性材料層の全体の層厚さは、有効波長よ
り小さく、特に有効波長の半分より小さくすることがで
きる。

【００１３】本発明の状況内では、わずか６つの個々の
層を持つ多層システムを構築することが可能である。一
般に知られているこの種類の多層システムと比較して層
の数が少ないため、コーティングのレーザー耐久性は、
通常、層の多重性内の劣化をもたらす欠陥の確率が低く
なり、配列を要する層の数が少なくなるという具合にの
み改善される。レーザー耐久性を最小限にするそのよう
な欠点は、不純物、欠陥または混入物であり、それらは
局部吸収を増加させ、そして層の不均等な光線露光をも
たらす。層の数を減らすことはまた、工程を単純化さ
せ、被覆された光学的要素の供給コストを減少させるこ
とができる。

【００１４】低屈折性材料層の層厚さの合計と、高屈折
性材料層の層厚さの合計との間の比率が、約１．５未
満、特に約１．２未満であると都合がよいことは、さら
に明白になっている。これは、内部層ストレスと同様
に、層システム内の熱ストレスおよび、層システムと基
板との間の熱ストレスの形成を十分明確に妨げるであろ
う。

【００１５】請求の範囲を越えて、前述しかつさらに付
け加えた特徴が、詳細な説明および同様に図から生じて
おり、それによって、明確な特徴が、個々にまたはサブ
コンビネーションの形のグループで、本発明の実施態様
および他の範囲において実現され、そして好ましく、か
つ独立して保護可能な実施態様を示すことができる。

【００１６】本発明の実施態様例は、図に例示され、か
つ以下においてより詳細に説明される。

【００１７】光学的デバイス１の表面領域の概略断面図
は図１に示されており、約２４８ｎｍの波長の紫外線に
対して透過性のある材料から成る基板２を有する。６つ
の積み重ねられた層５〜１０を持つ多層反射防止コーテ
ィング４は、反射を減少させるために、前記の湾曲した
表面３、例えば両凸レンズなどの上に配列される。

【００１８】基板２は高純度合成石英ガラスから成り、
そのガラスは「スプラシル（Suprasil）」の名前で得る
ことができ、ここで述べられるものはλ＝２４８の波長
でｎ＝１．５の屈折率を有する。他の実施態様では、基
板は結晶性物質、特にフッ化カルシウムのようなフッ化
物から成ることもできる。表面３に直接適用される第１
層５は、本質的に、約ｎ＝１．６９の有効波長において
基板と比較してより高い屈折率を持つ酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）から成る。基板に隣接する高屈折性層５
は、それぞれ約６４．２ｎｍまたは約０．２６λの層厚
さを持ち、かつ多層システム４の個々の層では最も厚
い。第２層６は、その上に積み重ねられ、本質的にフッ
化マグネシウム（ＭｇＦ₂）から成り、第１層および基
板２と比較して、約ｎ＝１．４１の低い屈折率を持つ。
この層は、約１０ｎｍの層厚さで、非常に薄い。その上
に積み重ねられた層７，８，９，１０は、この順に、酸
化アルミニウム（１３．４ｎｍ）、フッ化マグネシウム
（３７．２ｎｍ）、酸化アルミニウム（３０．５ｎ
ｍ）、フッ化マグネシウム（５２．１ｎｍ）である。

【００１９】下記の簡潔な表記法はこの層設計を特徴付
けるために使用される。

【００２０】Ｓ｜６４．２／Ａ｜１０．０／Ｍ｜１３．４／Ａ｜３７．２／Ｍ｜３０．５／Ａ｜５２．１／Ｍ｜（１）この表記法において、「Ｓ」は基板を表し、垂直線
（｜）は境界線を表し、６４．２／Ａの表示は６４．２
ｎｍの層厚さを持った酸化アルミニウム層（Ａ）を表
す。「Ｍ」の文字はフッ化マグネシウムを表す。

【００２１】特筆すべきことは、層５〜１０がいずれも
約６５ｎｍ（またはそれぞれ０．２６λ）以上の層厚さ
を持たないこと、個々の層で最も厚いフッ化マグネシウ
ム層（外側の層１０）がわずか約５２．１ｎｍ（約０．
２１λ）の厚さであること、そして金属酸化物、すなわ
ち酸化アルミニウムが、基板に隣接する層を形成するこ
とである。多層構造４の全体の厚さは約２０７ｎｍでの
有効波長を下回り、総計わずか約０．８３λである。こ
の全体で非常に薄いコーティング４は、高屈折性材料部
分と低屈折性材料部分とがほとんど等しい厚さで構成さ
れており、それによって、低屈折性材料層の層厚さの合
計と高屈折性材料層の層厚さ５，７，９の合計との間の
比率が約０．９２で１の値に近く、等しい分布であるこ
とを表している。

【００２２】図１に示される層およびそれに続く全ての
例は、物理的蒸着法（ＰＶＤ）による比較的知られた方
法で、基板２上に真空状態で配列される。他の適切な技
術はいずれもまた、成層のために使用することができ
る。

【００２３】図１に示される、６層反射防止コーティン
グの本質的な光学的性質は、図２のグラフによって説明
される。このグラフは、図１に示される層システムの、
ほぼ垂直方向の光の入射における、入射電磁気光線の波
長λに関係する、反射率Ｒ（パーセント表記）の程度を
示しており、それによって示される波長範囲は、より大
きな波長を持つ可視光の範囲と同様に、約４００ｎｍ未
満のディープ紫外線（ＤＵＶ）の範囲の両方から成る。
鎖状の点線は非被覆基板の反射率の程度の計算値を表
し、実線は図１の多層コーティングの反射率の程度の計
算値を表し、点線は上記多層コーティングの反射率の程
度に対応する測定値を表す。

【００２４】特筆すべきことに、６重層は、２４８ｎｍ
の有効波長範囲で効果的な反射防止を達成し、それを通
して、約２３５ｎｍと約２９２ｎｍの範囲での反射率の
程度が、広域範囲で減少し、有効波長において約０．３
％未満の値となる。これは約１．２４の帯域幅に相当
し、それによって帯域幅は、反射率の程度が約０．３％
未満の範囲での、長波と短波の範囲の限界の間の、波長
比を決定する。その上、効果的な反射防止あるいは透過
率の増加は、それぞれ約６００ｎｍと約８００ｎｍの間
の波長範囲、という結果になり、その時の反射率の程度
は、非被覆基板と比較して、それぞれ約半分あるいは２
％未満に、減少させられている。この２つの範囲の効果
は、露光中のレチクルとウエーハの間の配列を促進し、
その理由は、光学的要素を通過して光を発する可視光
（約６３３ｎｍ）を使用する、活性な配列デバイスがこ
こで、透過率の損失および／またはフレアまたはゴース
トのそれぞれのために不正確さを生じることなく、使用
可能であるためである。

【００２５】図３において、必要であれば、本発明によ
るコーティングはまた、表示された両方の波長範囲にお
いて、反射の更なる減少にも効果があることが、説明さ
れている。例えば、１０の個々の層を持つ多層システム
は、互換性を持って酸化アルミニウムおよび酸化マグネ
シウムを含むことが、説明されている。層システムは、
下記のような前述の表記法によって特徴付けられる。

【００２６】Ｓ｜７６．５／Ａ｜１１．０／Ｍ｜１８．０／Ａ｜２３．４／Ｍ｜１５．７／Ａ｜７０．０／Ｍ｜７３．０／Ａ｜４７．７／Ｍ｜３７．２／Ａ｜４５．８／Ｍ｜（２）約４１８ｎｍの全体厚さを持つこの層において、基板に
隣接する層は、再び酸化アルミニウムから成る。最も厚
い個々の酸化マグネシウム層は、約７０．０ｎｍの層厚
さを持ち、そして層の積み重ねのほぼ真ん中に位置す
る。低屈折性材料層および高屈折性材料層の厚さの合計
の比率は、約０．９である。

【００２７】図１に示される実施態様との本質的な相違
は、層数においてさらに４層が加えられることであり、
それはより大きな全体の厚さをもたらす。図３から、約
２３５ｎｍと約２９０ｎｍの間の、有効波長範囲におけ
る反射率の程度は、０．２％未満の残留反射にまで減少
可能であることが明らかである。さらに、６重層（図
１）と比較して、結果は反射防止のより大きな帯域幅と
なり、例において、全体で約１．２５になる（帯域幅は
ここでは、０．３％未満の反射率の程度を持つ、有効反
射防止範囲の、短波限界に対する長波限界の比率として
決定される）。この帯域幅は、他の理由の中で都合がよ
く、それは比較的に効果的な光学的出力を、大きな入射
角度まで支えるためである。その上、効果的で均質な光
学的出力は、基板上の個々の層厚さのある程度の不均質
性に至るまで、基板上に与えられ、それは、例えば、層
厚さの低下のために、レンズ表面の端まで移動する。可
視スペクトル範囲においてでさえ、反射防止は６重層
（図１および図２）と比較して、より効果的であり、そ
れによって、６００ｎｍと６７０ｎｍの間の範囲におい
て反射率の残留程度は１％未満の値にまで減少する。

【００２８】図４〜図６は、６つの個々の層を持つ、本
発明による多層コーティングの更なる例を示しており、
それは、可視光を必要としない範囲内で透過率が増加す
る場合に、特に有効である。この例は、下記のような前
述の表記法によって、特徴付けられる。

【００２９】Ｓ｜４５．３／Ａ｜１３．２／Ｍ｜１５．６／Ａ｜５０．８／Ｍ｜３８．９／Ａ｜４６．３／Ｍ（３）この平らな層システムは、約２１０ｎｍの全体の厚さを
持っており、それは有効波長よりも小さい。最も厚い個
々のフッ化マグネシウム層は、積み重ねられた層の中間
のどこかにあり、５０．８ｎｍの層厚さを持ち、約０．
２λに相当する。基板に隣接する層は再度、酸化アルミ
ニウムから成る。低屈折性材料層の厚さの合計と高屈折
性材料層の厚さの合計との間の比率は、約１．１であ
り、従ってその比率は、図１および図２の層とは逆にな
る。

【００３０】図４〜図６は、６層システムの光学的性質
を示している：鎖状の点線は非被覆基板に対する値を示
し、一方直線は反射率の程度あるいは透過率の程度の計
算値を表し、点線はその測定値をそれぞれ表す。透過率
の値は（図５）、両側を被覆された基板に当てはまり、
そこでは光の出口表面と同様に、光の入口表面も被覆さ
れている。図４は、約２３５ｎｍと約２９０ｎｍの範囲
における反射率の程度を示し、残留反射が約０．２％未
満の値にまで、広い範囲で減少されることを示してい
る。そのような反射率の縮小は、本質的に吸収や拡散を
伴わずに生じるため、この波長範囲における透過度は、
連続的に約９９％以上の値に到達する。従って、強力な
光の光学的システムは、本発明のコーティングが被覆さ
れた、レンズまたは他の透明な光学的要素（例えばプリ
ズム、プレートなど）を用いて組み立てることができ
る。

【００３１】図６から、そのような優れた光学的性質
は、垂直のまたはほぼ垂直の光が光学的要素を通過する
ことによって達成されるだけでなく、０°と少なくとも
約４０°の間の大きな入射角度についても同質である、
ということが明白である。入射角度Θは通常ここで、光
入口表面での垂直の角度と入射光の方向との間の角度と
して、決定される。結果として、（湾曲した）レンズ表
面全体、および実用的な適用において普及している大き
な光学的入射角度範囲に対して、同質の効果を持つ、反
射防止コーティングが製造される。指摘されるべきこと
は、０°＜Θ＜４０°の範囲における反射率の程度は約
０．３％未満であること、そしてΘ＝５０°までの範囲
においてもまた、依然として、１％の残留反射を著しく
下回ることである。

【００３２】図７および図８には、６層多層システムの
別の実施態様の、本質的な光学的性質が表されており、
それは、下記のような前述の表記法を用いて特徴付けら
れる。

【００３３】Ｓ｜７０．７／Ａ｜５８．４／Ｍ｜６６．４／Ａ｜５７．０／Ｍ｜３６．３／Ａ｜４５．９／Ｍ｜（４）図３の実施態様に類似して、絶対的に最も厚い層は、７
０．７ｎｍの層厚さを持つ、基板に隣接する酸化アルミ
ニウム層であり、その後に、５８．４ｎｍの厚さを持
つ、個々の層では最も厚いフッ化マグネシウム層が続
く。低屈折性材料と高屈折性材料の厚さの合計の比率
は、ここでは約０．９３であり、多層コーティング全体
の厚さは３３５ｎｍで、これは約１．３５λに相当す
る。この層システムは、図４〜図６のシステムに非常に
類似した光学的性質を持っている。有効な反射防止の波
長範囲は、ここでは約２３５ｎｍから約２９０ｎｍの間
にあり、これは、約１．２３の帯域幅に相当する。残留
反射率は、この範囲では、主として０．２％未満であ
る。この効果的な反射防止は、図４〜図６の実施態様と
比較して更なる角度範囲にまで広がり、それによって、
０°＜Θ＜４０°の間の残留反射率の程度は、約０．３
％未満であり、そしてΘ＝５０°であっても、依然とし
て約０．５％未満である。

【００３４】本発明は、いくつかの例を用いてここに説
明されたが、それらの例は、λ＝２４８ｎｍの有効波長
範囲における、特に約２３５ｎｍと２９５ｎｍの間の範
囲における、そして必要であれば同様に可視光の範囲に
おける、反射率の縮小によって、最先端の難問を実現す
る多層反射防止コーティングが、請求項に定められた本
発明のコンテキストの範囲内で作成できることを説明す
る。反射防止は、少なくとも４０°あるいはさらに５０
°までの高い入射角度範囲で達成されるため、本発明に
よって被覆された光学的要素、例えばレンズは、この範
囲の高い光学的入射角度が生じる、高い開口の光学的シ
ステムにおいて、特別に使用可能である。レンズ表面全
体に対して同質の効果を持つ、比較的強く湾曲したレン
ズ表面に、反射防止コーティングを供給することが可能
である。破損とそれに続く離層は、高エネルギーの光線
によって生じる、コーティングの他の長期間の劣化と同
様、層全体の緊密化によって、そして基板に隣接する第
１層としてフッ化マグネシウムを使用しないことによっ
てと同様、個々の層、特にフッ化マグネシウムの層厚さ
を大きくしないことによって、効果的に回避される。

【００３５】個々の層厚さを（他の基板の屈折率へのカ
スタム化のために）わずかに調節することによって、前
述の層設計（コーティング設計）はまた、フッ化カルシ
ウムまたはフッ化バリウムのような、本質的に同じ光学
的層性質を持つ、他の基板材料に対しても効果的にな
る。

【００３６】図９は、今までは２４８ｎｍの有効波長用
の層を用いて説明されていた、層設計が、他の有効波長
に対しても有用であり、特定の光学的波長の性質という
点で本質的な変化がない、ということを説明するために
使用されている。初めに説明された６重層は、図２の２
４８ｎｍの有効波長用に示された光学的性質の例として
選ばれている。その波長についての反射率の程度におけ
るこの曲線は、図９における点線の曲線に相当する。個
々の層厚さを、有効波長との比で示すことにより、
（１）の層設計に対して近似した、下記の層設計が作成
される。

【００３７】Ｓ｜（０．２６λ）／Ａ｜０．０４λ／Ｍ｜（０．０５λ）／Ａ｜（０．１５ λ）／Ｍ｜（０．１２λ）／Ａ｜（０．２１λ）／Ｍ｜（５）他の有効波長用の、個々の層の絶対的な層厚さは、この
波長を基準とした表記法から、対応する有効波長へ当て
はめることにより、達成される。例えば、１９３ｎｍま
たは３６５ｎｍ用の同等の層システムの、幾何学的な層
厚さは、（１）の層設計を基本に、（１）において１９
３／２４８のファクターまたは３６５／２４８のファク
ターによってそれぞれ与えられた幾何学的な層厚さを増
加することにより、達成される。全ての場合において、
基板材料は商標スプラシルの合成石英である。

【００３８】図２から既に知られている２４８ｎｍ用の
曲線（図９では点線）に加えて、１９３ｎｍ（直線）お
よび３６５ｎｍ（点線）の有効波長用に、比例して設計
された同等の多層システムの光学的性質が、図９に示さ
れている。１９３ｎｍに比例するより薄い層によって、
最小の反射率が、２００ｎｍの範囲の短波範囲を相殺
し、それにより、１９３ｎｍの有効波長の反射率の残留
度は約０．２％未満であることは明白である。絶対的な
最小の幅（長波の限界と短波の限界の間の距離）は、波
長の縮小に比例して減少するが、帯域幅（０．３％未満
の残留反射率の程度を持つ範囲の、長波と短波の限界の
間の比率）は、事実上変化しないままである。可視光の
範囲内の最小値は、より短い波長を相殺し、最終的に約
５２０ｎｍ〜５３０ｎｍになり、それによって、約４７
０ｎｍと約６００ｎｍの間での全体の反射の程度は、約
２％未満である。

【００３９】非被覆基板と比較して、３％未満の残留反
射への、わずかな反射率の減少は、６３３ｎｍにおいて
可能である。

【００４０】有効波長を３６５ｎｍまで増加させ、それ
に比例して（５）による幾何学的な層厚さを増加させる
ことによる、広域範囲での紫外線の反射率の急激な減少
は、より長い波長を相殺し、それにより、０．３％未満
の反射率の残留程度が、同様に、３６５ｎｍの有効波長
において達成される。より薄い層の幅よりも大きい絶対
的な幅を持つ、この有益な値は、広域範囲に存在し、し
かしながら、それにより、ここで広域として定められた
長波と短波の限界（境界）の間の比率は、本質的に不変
のままである。可視範囲における最小の反射は、長い波
長を著しく相殺し、今度は約９５０ｎｍとなる。

【００４１】これらの例は、約１８０ｎｍと約３７０ｎ
ｍの間の波長範囲の紫外線に対して低い反射率の程度を
持つ、本発明によるコーティングで被覆された光学的デ
バイスが、実際に生産可能であることを示す。結果的
に、最近頻繁に使用される大きな波長範囲のレーザー波
長は、マイクロリソグラフィ分野においても使用可能で
ある。光学的な点での、コーティングの特別な特徴は、
第一に、それぞれの有効波長の範囲内の広域範囲におけ
る、広範囲で並外れた反射率の減少である。続いて、層
は、層厚さに対する工程に関するわずかな変化に対し
て、比較的寛容であり、より湾曲した表面も同様に、十
分な効率性をもって使用できることである。さらに、可
視光の範囲における反射の積極的な減少もまた、必要な
場所で生じることである。大きすぎるフッ化マグネシウ
ムを含む、より大きな層厚さを回避することによって、
特に耐性のあるコーティングが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多層反射防止コーティングの実施
態様の概略断面図であり、２４８ｎｍの波長および可視
スペクトル範囲内での、反射率を減少させるために、合
成石英から成る基板上に配列された６つの層を備えてい
る。

【図２】垂直方向の光の入射に対し、波長の関数とし
て、図１に示された多層システムの反射率の程度の計算
値および測定値を示すグラフである。

【図３】１０の個々の層を持つ別の多層システムに対す
る、垂直方向の光の入射に対し、波長の関数として、反
射率の程度の計算値および測定値を示すグラフである。

【図４】６つの個々の層を持つ多層システムに対する、
垂直方向の光の入射に対し、波長の関数として、反射率
の程度の計算値および測定値を示すグラフである。

【図５】６つの個々の層を持つ多層システムに対する、
垂直方向の光の入射に対し、波長の関数として、透過率
の程度の計算値および測定値を示すグラフである。

【図６】図４および図５の６層システムに対する、入射
角度Θの関数として、２４８ｎｍの有効波長における反
射率の程度の計算値および測定値を示すグラフである。

【図７】６つの層を持つ別の多層システムに対する、垂
直方向の光の入射に対する波長の関数として、反射率の
程度の計算値および測定値を示すグラフである。

【図８】図７の６層システムおよび波長２４８ｎｍに対
する入射角度Θの関数として、反射率の程度の計算値お
よび測定値を示すグラフである。

【図９】様々な有効波長（１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、お
よび３６５ｎｍ）の波長の関数として、３つの同等な多
層システムの反射率の程度の計算値を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１光学的デバイス２基板３表面４多層システム５、６、７、８、９、１０積み重ねられた層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マティアスヘラードイツ連邦共和国、デー35644 ホーヘナー、バッハストラッセ１Ｆターム(参考） 2K009 AA09 CC03 CC06 4F100 AA06A AA06B AA06C AA06D AA06E AB17B AB17C AB17D AB17E AB19B AB19C AB19D AB19E AG00A AT00A BA05 BA07 BA10A BA10E BA13 GB90 JA11A JA20 JA20B JA20C JA20D JA20E JD09 JG05B JG05C JG05D JG05E JN06 JN18B JN18C JN18D JN18E YY00 YY00B YY00C YY00D YY00E

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大きい入射角度、特に少なくとも４０°
までの範囲における、約１８０ｎｍと約３７０ｎｍの間
の波長範囲の紫外線に対して低反射率である光学的デバ
イスであって、基板（２）を持ち、そこで、多重に積み
重ねられた層（５〜１０）の多層システム（４）が、前
記基板の少なくとも１つの表面（３）に対し、反射の減
少を実現するために配置され、そこで、１つの層は高屈
折性のあるいは低屈折性の誘電性材料から成るものにお
いて、基板（２）に接する第１層（５）が本質的にフッ
化マグネシウムを含まず、かつ層（５〜１０）はいずれ
もおよそ０．５λ以上の層厚さを持たず、その場合λは
紫外線波長範囲からの有効波長であることを特徴とす
る、光学的デバイス。
【請求項２】層（５〜１０）はいずれもおよそ０．３
５λ以上の層厚さを持たないことを特徴とする、請求項
１に記載の光学的デバイス。
【請求項３】低屈折性材料層（６，８，１０）はいず
れもおよそ０．３λ以上の層厚さを持たないことを特徴
とする、請求項１または２に記載の光学的デバイス。
【請求項４】第１層（５）は本質的に酸化物、特に主
として金属酸化物、好ましくは酸化アルミニウムから成
ることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の光
学的デバイス。
【請求項５】低屈折性材料は本質的にフッ化物、好ま
しくはフッ化マグネシウムから成ることを特徴とする、
先行する請求項の１つに記載の光学的デバイス。
【請求項６】高屈折性材料は本質的に酸化物、特に金
属酸化物、好ましくは酸化アルミニウムから成ることを
特徴とする、先行する請求項の１つに記載の光学的デバ
イス。
【請求項７】多層システム（４）全体の厚さは総計で
２λ未満、特に１．５λ未満になることを特徴とする、
先行する請求項の１つに記載の光学的デバイス。
【請求項８】低屈折性材料層（６，８，１０）の全体
の厚さは総計でλ未満、特に０．５λ未満になることを
特徴とする、先行する請求項の１つに記載の光学的デバ
イス。
【請求項９】多層システム（４）は６つの層（５〜１
０）以上の層を持たないことを特徴とする、先行する請
求項の１つに記載の光学的デバイス。
【請求項１０】低屈折性材料層（６，８，１０）の層
厚さの合計と、高屈折性材料層の層厚さの合計との間の
比率は、約１．５未満、特に約１．２未満であることを
特徴とする、先行する請求項の１つに記載の光学的デバ
イス。
【請求項１１】可視光の波長範囲、特に約６００ｎｍ
と約７００ｎｍの間で低反射率を実現し、その中で約６
００ｎｍと約７００ｎｍの間の反射率が約２％未満、特
に約１％未満であることを特徴とする、先行する請求項
の１つに記載の光学的デバイス。
【請求項１２】０°と４０°の間の、特に０°と５０
°の間の入射角度範囲における、反射率は約１％未満、
好ましくは０．５％未満であることを特徴とする、先行
する請求項の１つに記載の光学的デバイス。
【請求項１３】基板（２）は溶融石英ガラスまたは結
晶性物質、特に結晶性フッ化物、好ましくはフッ化カル
シウムから成ることを特徴とする、先行する請求項の１
つに記載の光学的デバイス。
【請求項１４】およそλ＝２４８ｎｍの有効波長用に
設計されたことを特徴とする、先行する請求項の１つに
記載の光学的デバイス。
【請求項１５】有効波長範囲内の反射率は、１．１以
上、特に与えられた反射率未満で１．２以上の帯域幅に
わたり、ここでの帯域幅とは、反射率が０．３％未満の
波長範囲の、長波の限界の波長と短波の限界の波長との
間の比率であることを特徴とする、先行する請求項の１
つに記載の光学的デバイス。