JP2015045821A

JP2015045821A - 波長選択光学フィルタ

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Publication number: JP2015045821A
Application number: JP2013178250A
Authority: JP
Inventors: 大澤　光生; Mitsuo Osawa; 光生大澤; 景之佐藤; Kageyuki Sato
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: JP6260051B2

Abstract

【課題】入射角依存性が十分に小さくなるように改良され、このため組み込み対象の各種装置の構成を簡単なものにすることができる波長選択光学フィルタを提供すること。【解決手段】透明基板１１の少なくとも一方の表面に、相対的に低い屈折率を示す複数の低屈折率層Ｌと相対的に高い屈折率を示す複数の高屈折率層Ｈとを交互に積層した構成の積層体１２ａを配置してなり、上記積層体１２ａが、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを交互に積層した第１の積層構造２１、および高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを交互に積層した第２の積層構造２２を含むことを特徴とする波長選択光学フィルタ。【選択図】図１

Description

本発明は、低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層した積層体を透明基板の表面に配置した構成の波長選択光学フィルタに関する。

従来より、半導体素子や液晶表示素子を、フォトリソグラフィー法を利用して製造することは知られている。

例えば、液晶表示素子が備える微細な幅の電極線は、フォトリソグラフィー法を利用して、次のようにして所定の形状（例、幅や長さ）にて形成される。

先ず、水銀ランプを光源とする露光装置を用意する。露光装置は光源とマスク保持手段を含み、光源の光から所定の波長の光（通常は短波長の光）を取り出す波長選択光学フィルタを備えている。波長選択光学フィルタで取り出した短波長の光を、マスクを介して所定のパターン状としてフォトレジスト膜に照射することにより、目的の電極線を形成する。

露光操作の実施に際しては、上記の露光装置の光を上記電極線と対応する形状にて透過させるスペース部（あるいは透明部）を有するマスク、そして例えば光硬化性樹脂を含むフォトレジスト（ネガ型）を用意する。フォトレジストとしては、光照射した部分が（例えば、上記光硬化性樹脂の硬化により）溶媒に溶解し難くなるネガ型のものと、光照射した部分が溶媒に溶解し易くなるポジ型のものとが知られているが、以下の記載では、ネガ型のフォトレジストを用いる場合の露光を例にして説明する。

ガラス基板の表面に、電極線を形成する導電性材料の薄膜（導電膜）を形成し、その表面にフォトレジスト膜を形成する。このフォトレジスト膜の上に、上記のマスクを配置し、露光装置の水銀ランプが発生する光から、波長選択光学フィルタを用いてフォトレジスト膜の硬化に適した所定の波長の光を取り出し、この光を上記マスクを介してフォトレジスト膜に照射（フォトレジスト膜を露光）する。これにより、フォトレジスト膜の露光部分が、上記電極の形状に対応する形状にて硬化する。次いで、上記のマスクを取り除き、フォトレジスト膜の未硬化部分を溶解除去することにより、導電膜の表面が部分的に露出する。次いで、この導電膜の表面が露出した部分をエッチングにより除去し、更にフォトレジスト膜の残りの部分（硬化部分）を除去することにより、電極線が所定の形状にて形成される。

特許文献１には、光源として用いる水銀ランプの光から所定波長の光を取り出す波長選択フィルタ（波長選択光学フィルタ）を備える露光装置が開示されている（第１図参照）。この波長選択フィルタでは、水銀ランプが発生する光のうち、例えば、ｇ線（４３６ｎｍ）の光とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線（３６５ｎｍ）の光とが露光用の光として同時に選択される（段落［００１５］参照）。

特許文献２には、例えば、水銀ランプが発生した光を検査光として照射することにより、フォトマスクや半導体ウエハに形成された欠陥を検出する欠陥検査装置と、この検査装置に用いる照明装置が開示されている。この欠陥検査装置が備える照明装置には、水銀ランプの光から、例えば、ｇ線、ｈ線、又はｉ線の光を検査光として取り出す波長選択フィルタ（波長選択光学フィルタ）が備えられている（段落［０００２］参照）。

上記特許文献２には、上記のような波長選択フィルタは、入射角依存性を有するため、入射光の入射角が垂直から変化するにしたがって透過光の波長が所定の波長域から変位する特性があり、このため従来の照明装置では、光源から出射した光ビームを一旦平行ビームに変換し、そのように変換された平行ビームを波長選択フィルタに入射している旨記載されている（段落［０００３］参照）。

なお、同文献に記載の装置では、波長選択フィルタについての光の入射角と透過特性の変位量との関係を予め測定し、所望の波長帯域の透過光が得られるように設定する方法が採用されている。そして、このように波長選択フィルタに対する入射角の変位量を考慮して波長選択フィルタの許容光透過帯域幅を設定することにより、コンパクトな集光レンズ系（照明装置）を実現している（段落［０００７］参照）。

特許文献３には、入射角依存性を小さくした誘電体多層膜フィルタ（波長選択光学フィルタ）が開示されている。この誘電体多層膜フィルタは、透明基板の一方の面に誘電体多層膜を備えていて、この誘電体多層膜が、屈折率が１．５２より大で２．１以下である中間屈折率材料で構成された膜と、屈折率が２．０以上でかつ前記中間屈折率材料で構成された膜の屈折率より大である高屈折率材料で構成された膜を交互に繰り返し積層した構成を有し、そして「高屈折率材料で構成された膜の光学膜厚／中間屈折率材料で構成された膜の光学膜厚」の値が１より大で４以下、好ましくは２より大で４以下であることを特徴とする多層膜フィルタである（請求項１参照）。

上記の特許文献３には、上記誘電体多層膜フィルタでは、中間屈折率材料で構成された膜と高屈折率材料で構成された膜で多層膜を構成し、また「高屈折率材料で構成された膜の光学膜厚／中間屈折率材料で構成された膜の光学膜厚」の比の値を１より大としたので、平均屈折率が高くなり、入射角依存性が小さくなると記載されている（段落［００１４］）。

特開２００６−６６４２９号公報特開２００９−１８１１０９号公報特開２００８−２０５６３号公報

特許文献１の露光装置が備える波長選択フィルタにより、水銀ランプの発生する光から、露光に必要とされる所定波長の光を取り出すことができる。しかしながら、この文献に記載の露光装置では、波長選択フィルタの入射角依存性が大きいことから、波長選択フィルタの表面に対して垂直に光が入射するように、前後に光学レンズ系（リレーレンズ系）を配置する必要がある。このため、この波長選択フィルタの使用は、これを組み込む装置の構成を複雑なものとする。

特許文献２の波長選択フィルタの使用の際には、波長選択フィルタについての光の入射角と透過特性の変位量との関係を予め測定し、その測定結果に基づき波長選択フィルタを所望の波長帯域の透過光が得られるように設定する必要がある。従って、この文献の波長選択フィルタは、その前後にリレーレンズ系を配置する必要はないものの、光の入射角に対する光学特性の変動を改良したものではない。従って、この波長選択フィルタは、これを組み込む各種の装置（装置の光学系が異なる装置）毎に、波長選択フィルタの光の入射角と透過特性の変位量との関係を測定して波長帯域を設定する必要がある。

特許文献３の誘電体多層膜フィルタでは、多層膜の平均屈折率を高くすることにより、入射角依存性が小さくされている。すなわち、光の入射角が変動したときの分光透過率特性の横軸（入射光の波長を表す軸）に沿う移動が抑制されている。このような光の入射角が変動したときの分光透過率特性の移動量は、なるべく小さいことが望ましい。

本発明の課題は、入射角依存性が十分に小さくなるように改良され、このため組み込み対象の各種装置の構成を簡単なものとすることができる波長選択光学フィルタを提供することにある。

本発明者の研究により、低屈折率層とこれに対して光学膜厚を十分に厚くした高屈折率層とを交互に積層して構成した積層構造と、これとは逆に、高屈折率層とこれに対して光学膜厚を十分に厚くした低屈折率層とを交互に積層して構成した積層構造との組み合わせを含む積層体を用いると、波長選択光学フィルタの入射角依存性が改良される（小さくなる）ことが判明した。従って、この波長選択光学フィルタは、その表面に垂直に光を入射するため、前後に光学レンズ系を配置する必要がないことから、組み込み対象の各種装置の構成を複雑なものとする必要がなくなる。

本発明は、透明基板の少なくとも一方の表面に、相対的に低い屈折率を示す複数の低屈折率層と相対的に高い屈折率を示す複数の高屈折率層とを交互に積層した構成の積層体を配置してなる光学フィルタであって、上記の積層体が、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを交互に積層した第１の積層構造、および高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを交互に積層した第２の積層構造を含むことを特徴とする波長選択光学フィルタにある。

本発明の波長選択光学フィルタの好ましい態様は、次の通りである。
（１）第１の積層構造が、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを交互に合計で６層以上積層した構成にある。
（２）第２の積層構造が、高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを交互に合計で４層以上積層した構成にある。

（３）透明基板の側から第１の積層構造と第２の積層構造とがこの順に配置されている。
（４）透明基板の側から第２の積層構造と第１の積層構造とがこの順に配置されている。

（５）第１の積層構造の高屈折率層が低屈折率層の光学膜厚の５０倍以下の光学膜厚を有する。
（６）第２の積層構造の低屈折率層が高屈折率層の光学膜厚の１００倍以下の光学膜厚を有する。

（７）近赤外線カットフィルタを除く。
（８）透明基板の両表面の各々に、上記積層体が配置されている。
（９）露光装置用である。

本発明はまた、光源とマスク保持手段との間に上記の波長選択光学フィルタを配置してなる露光装置にもある。

本明細書において、「透明基板」とは、可視光の透過率が７０％以上である基板を意味する。「可視光」とは、波長が３８０〜７８０ｎｍの範囲内にある光を意味する。また、「屈折率」とは、波長が５００ｎｍの光に対する屈折率を意味する。

また、「波長選択光学フィルタ」には、所定波長の光を選択的に透過するフィルタが含まれ、更に所定波長の光を選択的に反射するフィルタ（ミラー）も含まれる。

本発明の波長選択光学フィルタでは、光の入射角に対する光学特性の変動が小さくなる。このため、本発明の波長選択光学フィルタを、例えば、露光装置に組み込む場合、その表面に光源の光を垂直に入射させるために、前後に光学レンズ系を配置する必要はない。従って、本発明の波長選択光学フィルタは、組み込み対象の各種の装置の構成を簡単なものにすることができる。

本発明の波長選択光学フィルタの構成例を示す断面図である。本発明の波長選択光学フィルタの別の構成例を示す断面図である。本発明の波長選択光学フィルタの更に別の構成例を示す断面図である。実施例１の波長選択光学フィルタ（ショートパスフィルタ）の分光透過率特性を示す図である。実施例２の波長選択光学フィルタ（バンドパスフィルタ）の分光透過率特性を示す図である。実施例３の波長選択光学フィルタ（ロングパスフィルタ）の分光透過率特性を示す図である。

先ず、本発明の波長選択光学フィルタの代表的な実施態様について、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の波長選択光学フィルタの構成例を示す断面図である。図１の波長選択光学フィルタ１０は、透明基板１１の一方の表面に、相対的に低い屈折率を示す複数の低屈折率層Ｌと相対的に高い屈折率を示す複数の高屈折率層Ｈとを交互に積層した構成の積層体１２ａを配置した構成を有している。

そして、この波長選択光学フィルタ１０は、積層体１２ａが、低屈折率層Ｌと低屈折率層Ｌの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層Ｈとを交互に積層した第１の積層構造２１、および高屈折率層Ｈと高屈折率層Ｈの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層Ｌとを交互に積層した第２の積層構造２２を含むことに特徴がある。

透明基板１１としては通常、石英ガラスや硼珪酸ガラスなどから形成したガラス基板が用いられる。透明基板としては、樹脂材料から形成した基板（あるいはフィルム）を用いることもできる。

低屈折率層Ｌは、高屈折率層Ｈの屈折率よりも低い屈折率を示す。低屈折率層Ｌの屈折率は通常、１．１以上、２．０未満の範囲内にある。

低屈折率層Ｌの材料の例としては、酸化珪素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、およびフッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）が挙げられる。

高屈折率層Ｈは、低屈折率層Ｌの屈折率よりも高い屈折率を示す。高屈折率層Ｈの屈折率は通常、２．０以上、３．０未満の範囲内にある。

高屈折率層Ｈの材料の例としては、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、および酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂）が挙げられる。

低屈折率層Ｌ及び高屈折率層Ｈの各層は、例えば、真空蒸着法やスパッタ法により形成することができる。

高屈折率層Ｈの屈折率ｎ_Hの低屈折率層Ｌの屈折率ｎ_Lに対する比（ｎ_H／ｎ_L）の値は、通常は１．１以上であり、１．３以上であることが好ましく、１．４以上であることが更に好ましい。前記の屈折率の比（ｎ_H／ｎ_L）の値は、なるべく大きいほうが望ましいが、通常は１．１〜３．０の範囲内にあり、１．３〜３．０の範囲内にあることが好ましく、１．４〜３．０の範囲内にあることが更に好ましい。

積層体１２ａは、上記の低屈折率層Ｌと高屈折率層Ｈとを交互に積層した構成を有している。積層体１２ａの第１層目（透明基板１１の表面に最も近い層）は、低屈折率層Ｌであってもよいし、高屈折率層Ｈであってもよい。

積層体１２ａの層数（低屈折率層Ｌの層数と高屈折率層Ｈの層数とを合計した層数）は通常、１０〜２００層の範囲内に設定される。積層体１２ａの層数は、１０〜１５０層の範囲内にあることが好ましく、２０〜１００層の範囲内にあることが更に好ましい。

積層体１２ａは、低屈折率層Ｌと低屈折率層Ｌの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層Ｈとを交互に積層した第１の積層構造２１、および高屈折率層Ｈと高屈折率層Ｈの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層Ｌとを交互に積層した第２の積層構造２２を含んでいる。

このように低屈折率層Ｌとこれに対して光学膜厚を十分に厚くした高屈折率層Ｈとを交互に積層して構成した第１の積層構造２１と、これとは逆に、高屈折率層Ｈとこれに対して光学膜厚を十分に厚くした低屈折率層Ｌとを交互に積層して構成した第２の積層構造２２との組み合わせを含む積層体１２ａを用いることにより、波長選択光学フィルタ１０の入射角依存性を小さくすること、すなわち光の入射角が変動したとのき分光透過率特性の横軸（入射光の波長を表す軸）に沿う移動を抑制することができる。従って、波長選択光学フィルタ１０は、光学フィルタ１０の表面に垂直に光を入射させるために、その前後に光学レンズ系を配置する必要がないことから、組み込み対象の各種装置の構成を簡単なものにすることができる。

なお、上記の低屈折率層Ｌ及び高屈折率層Ｈの各層の光学膜厚ｎｄ（ｎｍ）は、各層の厚みｄ（ｎｍ）と各層の屈折率ｎとの積に等しい。

第１の積層構造２１の高屈折率層Ｈの光学膜厚は、積層構造２１の低屈折率層Ｌの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚である限り特に制限はない。第１の積層構造２１の高屈折率層Ｈの光学膜厚は通常、積層構造２１の低屈折率層Ｌの光学膜厚の５０倍以下の光学膜厚に設定される。

第１の積層構造２１の高屈折率層Ｈの光学膜厚は、積層構造２１の低屈折率層Ｌの光学膜厚の２〜５０倍、好ましくは２〜３０倍、更に好ましくは２〜２０倍、特に好ましくは２〜１０倍の範囲内の光学膜厚に設定される。

第２の積層構造２２の低屈折率層Ｌの光学膜厚は、積層構造２２の高屈折率層Ｈの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚である限り特に制限はない。第２の積層構造２２の低屈折率層Ｌの光学膜厚は通常、積層構造２２の高屈折率層Ｈの光学膜厚の１００倍以下の光学膜厚に設定される。

第２の積層構造２２の低屈折率層Ｌの光学膜厚は、積層構造２２の高屈折率層Ｈの光学膜厚の２〜１００倍、好ましくは２〜７０倍、更に好ましくは２〜５０倍、特に好ましくは２〜２０倍の範囲内の光学膜厚に設定される。

第１の積層構造２１は、低屈折率層Ｌと低屈折率層Ｌの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層Ｈとを交互に合計で６層以上積層した構成を有していることが好ましい。

第２の積層構造２２が、高屈折率層Ｈと高屈折率層Ｈの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層Ｌとを交互に合計で４層以上積層した構成を有していることが好ましい。

第１の積層構造２１に含まれる複数層の低屈折率層Ｌを、互いに異なる材料から形成することもでき、同様に複数層の高屈折率層Ｈを、互いに異なる材料から形成することもできる。

また、第２の積層構造２２に含まれる複数層の低屈折率層Ｌを、互いに異なる材料から形成することもでき、同様に複数層の高屈折率層Ｈを、互いに異なる材料から形成することもできる。

そして、第１の積層構造２１の低屈折率層Ｌと第２の積層構造２２の低屈折率層Ｌとを、互いに異なる材料から形成することもでき、同様に第１の積層構造２１の高屈折率層Ｈと第２の積層構造２２の高屈折率層Ｈとを、互いに異なる材料から形成することもできる。

波長選択光学フィルタ１０では、透明基板１１の側から第１の積層構造２１と第２の積層構造２２とがこの順に配置されている。

第１の積層構造２１と第２の積層構造２２との間には、第１の積層構造２１及び第２の積層構造２２の何れの積層構造も構成しない層、例えば、上記低屈折率層Ｌと高屈折率層Ｈとの間の屈折率を示す層、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍未満の光学膜厚を有する高屈折率層とを交互に積層した積層構造、あるいは高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍未満の光学膜厚を有する低屈折率層とを交互に積層した積層構造が備えられていてもよい。

図２は、本発明の波長選択光学フィルタの別の構成例を示す断面図である。図２の波長選択光学フィルタ２０の構成は、積層体１２ｂの第１の積層構造２１と第２の積層構造２２の配置が異なること以外は図１の波長選択光学フィルタ１０の構成と同様である。

このように、透明基板１１の側から第２の積層構造２２と第１の積層構造２１とをこの順に配置することもできる。

図３は、本発明の波長選択光学フィルタの更に別の構成例を示す断面図である。図３の波長選択光学フィルタ３０の構成は、透明基板１１の両表面の各々に、上記積層体１２ａが配置されていること以外は図１の波長選択光学フィルタ１０の構成と同様である。

波長選択光学フィルタ３０においては、透明基板１１の各表面に配置された積層体１２ａが、低屈折率層Ｌと低屈折率層Ｌの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層Ｈとを交互に積層した第１の積層構造２１、および高屈折率層Ｈと高屈折率層Ｈの光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層Ｌとを交互に積層した第２の積層構造２２を含んでいる。

本発明の波長選択光学フィルタは、特に露光装置の光源の光から所定波長の光を取り出す波長選択光学フィルタとして用いること（露光装置用であること）が好ましい。

本発明の波長選択光学フィルタを光源とマスク保持手段との間に配置することにより、簡単な装置構成の露光装置が得られる。

なお、本発明の波長選択光学フィルタは、近赤外線カットフィルタを除く波長選択光学フィルタであることが好ましい。ここで近赤外線カットフィルタとは、本願出願人の先の特許出願（平成２４年２月２８日提出の特許願、発明の名称：近赤外線カットフィルター）の特許請求の範囲に記載された近赤外線カットフィルタを意味する。

［実施例１］
実施例１では、本発明の波長選択光学フィルタに相当するショートパスフィルタについて、その光学特性を確認するため電子計算機によるシミュレーションを実施した。このショートパスフィルタは、図１及び図２に示す波長選択光学フィルタと同様に、透明基板の一方の表面に積層体を配置した構成を有している。

上記ショートパスフィルタは、透明基板の表面に、低屈折率層と高屈折率層を、高屈折率層から交互に合計で７８層積層した積層体（以下「積層体Ａ」という）を配置した構成を有している。

透明基板の屈折率は１．４６に設定した。このような屈折率を有する基板としては、石英ガラス基板を用いることができる。透明基板の厚みは、１ｍｍに設定した。

高屈折率層の屈折率は２．２５に設定した。このような屈折率を有する高屈折率層は酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）から形成することができる。そして低屈折率層の屈折率は１．４６に設定した。このような屈折率を有する低屈折率層は酸化珪素（ＳｉＯ₂）から形成することができる。

このショートパスフィルタが備える積層体Ａの構成を下記の表１に示す。表１において、「層数」の欄には、透明基板の側から数えた積層体の各層の層数を記入した。「蒸着材の種類」の欄には、各層が高屈折率層である場合には「Ｈ」を、そして低屈折率層である場合には「Ｌ」を記入した。「光学膜厚」の欄には、各層の厚みに各層の屈折率を乗じて得られる光学膜厚を記入した。そして「積層構造の種類」の欄には、互いに隣接する２層の高屈折率層と低屈折率層との組み合わせが、第１の積層構造を構成するものである場合には「１」を、そして第２の積層構造を構成するものである場合には「２」を記入した。

積層体Ａは、下記ａ_H1）〜ａ_H7）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第１の積層構造に相当する。なお、下記「ｔ_H／ｔ_L」は、高屈折率層の光学膜厚（ｔ_H）の低屈折率層の光学膜厚（ｔ_L）に対する比を意味する。
ａ_H1）第３層目及び第４層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝４．４）
ａ_H2）第７層目及び第８層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝９．８）
ａ_H3）第１１層目〜第４０層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．５〜９．２）
ａ_H4）第４９層目及び第５０層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝５．３）
ａ_H5）第５３層目〜第５８層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝３．６〜４．８）
ａ_H6）第６７層目及び第６８層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝４．０）
ａ_H7）第７１層目〜第７４層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝４．０〜７．７）

積層体Ａはまた、下記ａ_L1）〜ａ_L6）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第２の積層構造に相当する。なお、下記「ｔ_L／ｔ_H」は、低屈折率層の光学膜厚（ｔ_L）の高屈折率層の光学膜厚（ｔ_H）に対する比を意味する。
ａ_L1）第５層目及び第６層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝４．８）
ａ_L2）第９層目及び第１０層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝２．８）
ａ_L3）第４５層目〜第４８層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝４．３〜４．７）
ａ_L4）第５１層目及び第５２層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝３．１）
ａ_L5）第６１層目〜第６６層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝４．２〜７．５）
ａ_L6）第６９層目及び第７０層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝２．０）

図４は、実施例１のショートパスフィルタについて、電子計算機シミュレーションによって計算した分光透過率特性を示す図である。横軸は、フィルタに入射する光の波長（ｎｍ）を、そして縦軸は光の透過率（％）を表す。

また、図４に実線にて記入した曲線は、フィルタの表面に対して垂直に光が入射したとき（光の入射角が０度のとき）の分光透過率特性を表している。そして、破線にて記入した曲線は、フィルタの表面の法線に対して３０度の角度にて光が入射したとき（光の入射角が３０度のとき）の分光透過率特性を表している。

このショートパスフィルタの入射角依存性を、下記のように、光の入射角に対する分光透過率特性の横軸（入射光の波長を表す軸）に沿う方向への移動量として評価した。

図４に示すように、光の入射角が０度のときの分光透過率特性の透過帯の長波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長と、光の入射角が３０度のときの分光透過率特性の透過帯の長波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長との差の値（分光透過率特性の移動量）は７ｎｍであった。

このように、実施例１のショートパスフィルタにおいては、光の入射角依存性が小さいことを確認した。

実施例１のショートパスフィルタは、ｇ線（波長：４３６ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９０％以上の高い透過率を示す。また、ｈ線（波長：４０５ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９５％以上の高い透過率を示す。また、ｉ線（波長：３６５ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９５％以上の高い透過率を示す。なお、例えば、Ｆ’線（波長：４７８ｎｍ）の光については、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、５％以下の低い透過率を示す。

従って、実施例１のショートパスフィルタを、各種の装置、例えば、露光装置に組み込む場合、光源の光がフィルタの表面の法線に対して３０度以内の角度にて入射するのであれば、その前後に光学レンズ（光源の光をフィルタの表面に垂直に入射させるために用いる光学レンズ）を配置する必要はない。従って、露光装置（組み込み対象の各種装置）の構成が簡単なものになる。

［実施例２］
実施例２では、本発明の波長選択光学フィルタに相当するバンドパスフィルタについて、その光学特性を確認するため電子計算機によるシミュレーションを実施した。このバンドパスフィルタは、図３に示す波長選択光学フィルタと同様に、透明基板の各々の表面に積層体を配置した構成を有している。

バンドパスフィルタは、透明基板の一方の面に、低屈折率層と高屈折率層とを、高屈折率層から交互に合計で６５層積層した積層体（以下「積層体Ｂ」という）を配置し、そして他方の表面に、低屈折率層と高屈折率層とを、高屈折率層から交互に合計で８０層積層した積層体（以下「積層体Ｃ」という）を配置した構成を有している。

基板、高屈折率層、および低屈折率層の各々の屈折率、そして基板の厚みの条件は、実施例１で設定した条件と同じである。

このバンドパスフィルタが備える積層体Ｂの構成を下記の表２に、そして積層体Ｃの構成を下記の表３にそれぞれ示す。

積層体Ｂは、下記ｂ_H1）〜ｂ_H6）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第１の積層構造に相当する。
ｂ_H1）第１層目及び第２層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝４．０）
ｂ_H2）第７層目〜第１０層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．５〜４．８）
ｂ_H3）第１９層目〜第２４層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．１〜４．１）
ｂ_H4）第２９層目〜第３４層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．３〜１１．１）
ｂ_H5）第４５層目〜第５６層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．４〜５．８）
ｂ_H6）第５９層目及び６０層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．５）

積層体Ｂはまた、下記ｂ_L1）〜ｂ_L4）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第２の積層構造に相当する。
ｂ_L1）第３層目及び第４層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝４．０）
ｂ_L2）第１１層目〜第１６層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝２．０〜２．５）
ｂ_L3）第２５層目〜第２８層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝４．１〜４．９）
ｂ_L4）第３７層目〜第４２層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝３．４〜１６．２）

積層体Ｃは、下記ｃ_H1）〜ｃ_H4）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第１の積層構造に相当する。
ｃ_H1）第１層目及び第２層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝４．０）
ｃ_H2）第５層目〜第４８層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．１〜９．４）
ｃ_H3）第５９層目〜第６８層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝３．９〜７．９）
ｃ_H4）第７７層目及び第７８層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝４．１）

積層体Ｃはまた、下記ｃ_L1）〜ｃ_L3）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第２の積層構造に相当する。
ｃ_L1）第５１層目〜第５８層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝４．４〜８．９）
ｃ_L2）第７１層目〜第７６層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝５．２〜６．４）
ｃ_L3）第７９層目及び第８０層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝３．６）

図５は、実施例２のバンドパスフィルタについて、電子計算機シミュレーションによって計算した分光透過率特性を示す図である。横軸は、フィルタに入射する光の波長（ｎｍ）を、そして縦軸は光の透過率（％）を表す。

また、図５に実線にて記入した曲線は、フィルタの表面に対して垂直に光が入射したとき（光の入射角が０度のとき）の分光透過率特性を表している。そして、破線にて記入した曲線は、フィルタの表面の法線に対して３０度の角度にて光が入射したとき（光の入射角が３０度のとき）の分光透過率特性を表している。

このバンドパスフィルタの光の入射角依存性を、実施例１の場合と同様にして評価した。

図５に示すように、光の入射角が０度のときの分光透過率特性の透過帯の長波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長と、光の入射角が３０度のときの分光透過率特性の透過帯の長波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長との差の値は６ｎｍであった。

同様にして、光の入射角が０度のときの分光透過率特性の透過帯の短波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長と、光の入射角が３０度のときの分光透過率特性の透過帯の短波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長との差の値は６ｎｍであった。

このように、実施例２のバンドパスフィルタにおいても、光の入射角依存性が小さいことを確認した。

実施例２のバンドパスフィルタもまた、ｇ線（波長：４３６ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９０％以上の高い透過率を示す。また、ｈ線（波長：４０５ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９５％以上の高い透過率を示す。また、ｉ線（波長：３６５ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９５％以上の高い透過率を示す。なお、例えば、Ｆ’線（波長：４７８ｎｍ）の光については、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、５％以下の低い透過率を示す。

実施例２のバンドパスフィルタを用いると、実施例１のショートパスフィルタを用いる場合と同様に、組み込み対象の装置（例、露光装置や欠陥検査装置）の構成が簡単なものになる。

［実施例３］
実施例３では、本発明の波長選択光学フィルタに相当するロングパスフィルタについて、その光学特性を確認するため電子計算機によるシミュレーションを実施した。このロングパスフィルタは、図１及び図２に示す波長選択光学フィルタと同様に、透明基板の一方の表面に積層体を配置した構成を有している。

ロングパスフィルタは、透明基板の表面に、低屈折率層と高屈折率層を、高屈折率層から交互に合計で７０層積層した積層体（以下「積層体Ｄ」という）を配置した構成を有している。

このロングパスフィルタが備える積層体Ｄの構成を下記の表４に示す。

積層体Ｄは、下記ｄ_H1）〜ｄ_H4）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、低屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第１の積層構造に相当する。
ｄ_H1）第９層目〜第３４層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．８〜７．３）
ｄ_H2）第４５層目〜第５２層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝３．８〜７．４）
ｄ_H3）第５７層目〜第６０層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．０〜４．５）
ｄ_H4）第６５層目〜第７０層目の積層構造（ｔ_H／ｔ_L＝２．５〜３．５）

積層体Ｄはまた、下記ｄ_L1）〜ｄ_L4）の積層構造を含んでいる。各々の積層構造は、高屈折率層と高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを、高屈折率層から交互に積層した構成を有していて、第２の積層構造に相当する。
ｄ_L1）第１層目及び第２層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝２．５）
ｄ_L2）第３７層目〜第４２層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝６．５〜７７．４）
ｄ_L3）第５３層目及び第５４層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝３．０）
ｄ_L4）第６１層目〜第６４層目の積層構造（ｔ_L／ｔ_H＝５．３〜１０．０）

図６は、実施例３のロングパスフィルタについて、電子計算機シミュレーションによって計算した分光透過率特性を示す図である。横軸は、フィルタに入射する光の波長（ｎｍ）を、そして縦軸は光の透過率（％）を表す。

また、図６に実線にて記入した曲線は、フィルタの表面に対して垂直に光が入射したとき（光の入射角が０度のとき）の分光透過率特性を表している。そして、破線にて記入した曲線は、フィルタの表面の法線に対して３０度の角度にて光が入射したとき（光の入射角が３０度のとき）の分光透過率特性を表している。

このロングパスフィルタの光の入射角依存性を、実施例１の場合と同様にして評価した。

図６に示すように、光の入射角が０度のときの分光透過率特性の透過帯の短波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長と、光の入射角が３０度のときの分光透過率特性の透過帯の短波長側のエッジにおいて透過率が５０％の値を示す波長との差の値は７ｎｍであった。

このように、実施例３のロングパスフィルタにおいても、光の入射角依存性が小さいことを確認した。

実施例３のロングパスフィルタもまた、ｇ線（波長：４３６ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９５％以上の高い透過率を示す。また、ｈ線（波長：４０５ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９５％以上の高い透過率を示す。また、ｉ線（波長：３６５ｎｍ）の光について、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、９０％以上の高い透過率を示す。なお、例えば、波長が３４０ｎｍ以下の光については、光の入射角が０度の場合であっても、３０度の場合であっても、１０％以下の低い透過率を示す。

実施例３のロングパスフィルタを用いると、実施例１のショートパスフィルタを用いる場合と同様に、組み込み対象の装置（例、露光装置や欠陥検査装置）の構成が簡単なものになる。

１０、２０、３０波長選択光学フィルタ
１１透明基板
１２ａ、１２ｂ積層体
２１第１の積層構造
２２第２の積層構造

Claims

透明基板の少なくとも一方の表面に、相対的に低い屈折率を示す複数の低屈折率層と相対的に高い屈折率を示す複数の高屈折率層とを交互に積層した構成の積層体を配置してなる光学フィルタであって、
上記の積層体が、低屈折率層と該低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを交互に積層した第１の積層構造、および高屈折率層と該高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを交互に積層した第２の積層構造を含むことを特徴とする波長選択光学フィルタ。
第１の積層構造が、低屈折率層と該低屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する高屈折率層とを交互に合計で６層以上積層した構成にある請求項１に記載の波長選択光学フィルタ。
第２の積層構造が、高屈折率層と該高屈折率層の光学膜厚の２倍以上の光学膜厚を有する低屈折率層とを交互に合計で４層以上積層した構成にある請求項１もしくは２に記載の波長選択光学フィルタ。
透明基板の側から第１の積層構造と第２の積層構造とがこの順に配置されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタ。
透明基板の側から第２の積層構造と第１の積層構造とがこの順に配置されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタ。
第１の積層構造の高屈折率層が低屈折率層の光学膜厚の５０倍以下の光学膜厚を有する１乃至５のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタ。
第２の積層構造の低屈折率層が高屈折率層の光学膜厚の１００倍以下の光学膜厚を有する請求項１乃至６のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタ。
近赤外線カットフィルタを除く請求項１乃至７のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタ。
透明基板の両表面の各々に、上記積層体が配置されている請求項１乃至８のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタ。
露光装置用である請求項１乃至９のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタ。
光源とマスク保持手段との間に請求項１乃至１０のうちのいずれかの項に記載の波長選択光学フィルタを配置してなる露光装置。