JP3232727B2 - ２波長反射防止膜 - Google Patents
２波長反射防止膜Info
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- Lasers (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２波長反射防止膜に関
し、例えば波長２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の紫外域の
波長と、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域の波長の
２つの波長の光に対して反射防止を効果的に行った２波
長反射防止膜に関するものである。
し、例えば波長２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の紫外域の
波長と、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域の波長の
２つの波長の光に対して反射防止を効果的に行った２波
長反射防止膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体素子製造用の投影露光装置
（ステッパー）では高解像力化を図る為に露光光として
ｇ線やｉ線の光よりも短い波長の光、例えばエキシマレ
ーザから放射される波長２４８ｎｍの紫外域の光を用い
たものが種々と提案されている。
（ステッパー）では高解像力化を図る為に露光光として
ｇ線やｉ線の光よりも短い波長の光、例えばエキシマレ
ーザから放射される波長２４８ｎｍの紫外域の光を用い
たものが種々と提案されている。
【０００３】一方、このような投影露光装置においてレ
チクルとウエハとの相対的な位置合わせ（アライメン
ト）を高精度に行う為に露光波長とは異なり、ウエハ面
の観察が可能な可視光で、かつフォトレジストに非感光
の光、例えばＨｅ−Ｎｅレーザから放射される波長６３
２．８ｎｍの光を用いたアライメント系が種々と提案さ
れている。
チクルとウエハとの相対的な位置合わせ（アライメン
ト）を高精度に行う為に露光波長とは異なり、ウエハ面
の観察が可能な可視光で、かつフォトレジストに非感光
の光、例えばＨｅ−Ｎｅレーザから放射される波長６３
２．８ｎｍの光を用いたアライメント系が種々と提案さ
れている。
【０００４】このような投影露光装置において用いられ
る光学系のレンズやミラー等の面には紫外域と可視域の
双方の波長域で所定の透過率（又は反射率）を有した薄
膜が施されている。例えば、特開昭６３−１１３５０１
号公報、特開平２−１２７６０１号公報、特開平３−１
２６０５号公報等では紫外域と可視域で所定の反射防止
を行った反射防止膜が提案されている。
る光学系のレンズやミラー等の面には紫外域と可視域の
双方の波長域で所定の透過率（又は反射率）を有した薄
膜が施されている。例えば、特開昭６３−１１３５０１
号公報、特開平２−１２７６０１号公報、特開平３−１
２６０５号公報等では紫外域と可視域で所定の反射防止
を行った反射防止膜が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の反射防止膜は、
例えばＹ2 Ｏ3 のような屈折率が１．９以上の高屈折率
材料を一部に用いて構成している。
例えばＹ2 Ｏ3 のような屈折率が１．９以上の高屈折率
材料を一部に用いて構成している。
【０００６】一般にＹ2 Ｏ3 のような高屈折率材料は波
長３００ｎｍ以下の紫外領域での吸収率が高い。この
為、半導体素子の製造装置（投影露光装置）において高
解像力化を図る為に光源としてＫｒＦエキシマレーザ
（発振波長２４８ｎｍ）からの光を用いると投影レンズ
の透過率が低下し、又光の吸収により光学部材の温度が
上昇し、光学性能が変動してくるといった問題点があっ
た。
長３００ｎｍ以下の紫外領域での吸収率が高い。この
為、半導体素子の製造装置（投影露光装置）において高
解像力化を図る為に光源としてＫｒＦエキシマレーザ
（発振波長２４８ｎｍ）からの光を用いると投影レンズ
の透過率が低下し、又光の吸収により光学部材の温度が
上昇し、光学性能が変動してくるといった問題点があっ
た。
【０００７】更に光の吸収により反射防止膜が損傷し、
膜構成が変化し、所定の分光特性（反射防止）が得られ
なくなってくるという問題点があった。
膜構成が変化し、所定の分光特性（反射防止）が得られ
なくなってくるという問題点があった。
【０００８】本発明は反射防止膜の材質の屈折率及び膜
構成を適切に設定することにより、主に波長３００ｎｍ
以下の紫外領域と波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領
域の２つの領域における光に対して光学的に安定して光
の吸収が少なく、かつ所定の反射防止を効果的に行っ
た、例えば半導体素子製造用の投影露光装置（ステッパ
ー）に用いる光学部材（レンズ、ミラー）に好適な２波
長反射防止膜の提供を目的とする。
構成を適切に設定することにより、主に波長３００ｎｍ
以下の紫外領域と波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領
域の２つの領域における光に対して光学的に安定して光
の吸収が少なく、かつ所定の反射防止を効果的に行っ
た、例えば半導体素子製造用の投影露光装置（ステッパ
ー）に用いる光学部材（レンズ、ミラー）に好適な２波
長反射防止膜の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の２波長
反射防止膜は光の入射側から基板面上へ順に、設計主波
長λ0の光に対する屈折率が１．５５以下である低屈折
率材料から成る薄膜と、設計主波長λ0の光に対する屈
折率が１．５５〜１．９０の範囲にある中間屈折率材料
から成る薄膜とを交互に４層積層して成り、これらの薄
膜の光学的膜厚を光の入射側から第１層が０．２λ0〜
０．４λ0、第２層が０．０５λ0〜０．２λ0、第３層
が０．２λ0〜０．４λ0、第４層が０．４λ0〜０．６
λ0となるように形成し、２つの波長の光に対して反射
防止を行ったことを特徴としている。
反射防止膜は光の入射側から基板面上へ順に、設計主波
長λ0の光に対する屈折率が１．５５以下である低屈折
率材料から成る薄膜と、設計主波長λ0の光に対する屈
折率が１．５５〜１．９０の範囲にある中間屈折率材料
から成る薄膜とを交互に４層積層して成り、これらの薄
膜の光学的膜厚を光の入射側から第１層が０．２λ0〜
０．４λ0、第２層が０．０５λ0〜０．２λ0、第３層
が０．２λ0〜０．４λ0、第４層が０．４λ0〜０．６
λ0となるように形成し、２つの波長の光に対して反射
防止を行ったことを特徴としている。
【００１０】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第４層の次に、設計主波長λ0の光に対する屈折率
が１．５５以下である低屈折率材料から成り、その光学
的膜厚が約０．５λ0の整数倍であるアンダーコート層
を設けたことを特徴としている。
前記第４層の次に、設計主波長λ0の光に対する屈折率
が１．５５以下である低屈折率材料から成り、その光学
的膜厚が約０．５λ0の整数倍であるアンダーコート層
を設けたことを特徴としている。
【００１１】請求項３の発明の２波長反射防止膜は光の
入射側から基板面上へ順に、設計主波長λ0の光に対す
る屈折率が１．５５以下である低屈折率材料から成る薄
膜と、設計主波長λ0の光に対する屈折率が１．５５〜
１．９０の範囲にある中間屈折率材料から成る薄膜とを
交互に６層積層して成り、これらの薄膜の光学的膜厚を
光の入射側から第１層が０．２λ0〜０．４λ0、第２層
が０．０５λ0〜０．２λ0、第３層が０．２λ0〜０．
４λ0、第４層が０．９λ0〜１．１λ0、第５層が０．
２λ0〜０．４λ0、第６層が０．４λ0〜０．６λ0とな
るように形成し、２つの波長の光に対して反射防止を行
ったことを特徴としている。
入射側から基板面上へ順に、設計主波長λ0の光に対す
る屈折率が１．５５以下である低屈折率材料から成る薄
膜と、設計主波長λ0の光に対する屈折率が１．５５〜
１．９０の範囲にある中間屈折率材料から成る薄膜とを
交互に６層積層して成り、これらの薄膜の光学的膜厚を
光の入射側から第１層が０．２λ0〜０．４λ0、第２層
が０．０５λ0〜０．２λ0、第３層が０．２λ0〜０．
４λ0、第４層が０．９λ0〜１．１λ0、第５層が０．
２λ0〜０．４λ0、第６層が０．４λ0〜０．６λ0とな
るように形成し、２つの波長の光に対して反射防止を行
ったことを特徴としている。
【００１２】請求項４の発明は請求項３の発明において
前記第６層の次に、設計主波長λ0の光に対する屈折率
が１．５５以下である低屈折率材料から成り、その光学
的膜厚が約０．５λ0の整数倍であるアンダーコート層
を設けたことを特徴としている。
前記第６層の次に、設計主波長λ0の光に対する屈折率
が１．５５以下である低屈折率材料から成り、その光学
的膜厚が約０．５λ0の整数倍であるアンダーコート層
を設けたことを特徴としている。
【００１３】
【実施例】表１〜表８に本発明の２波長反射防止膜の実
施例１〜８の膜構成の具体例を示す。
施例１〜８の膜構成の具体例を示す。
【００１４】本実施例では基板に合成石英（波長２４８
ｎｍでの屈折率１．５１）を用いている。そして光入射
側（空気側）より順に第１層、第２層‥‥と薄膜を４層
〜７層積層して２波長反射防止膜を構成している。反射
防止膜の層数が多いと成膜（蒸着）に時間がかかり、又
バラツキが大きくなる為に本実施例では４層〜７層とし
ている。
ｎｍでの屈折率１．５１）を用いている。そして光入射
側（空気側）より順に第１層、第２層‥‥と薄膜を４層
〜７層積層して２波長反射防止膜を構成している。反射
防止膜の層数が多いと成膜（蒸着）に時間がかかり、又
バラツキが大きくなる為に本実施例では４層〜７層とし
ている。
【００１５】対象とする２波長の光は波長２００ｎｍ〜
３００ｎｍの紫外領域においては波長２４８ｎｍ（Ｋｒ
Ｆエキシマレーザからの発振波長）の光であり、波長６
００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域においては波長６３
２．８ｎｍ（Ｈｅ−Ｎｅレーザからの発振波長）の光で
ある。
３００ｎｍの紫外領域においては波長２４８ｎｍ（Ｋｒ
Ｆエキシマレーザからの発振波長）の光であり、波長６
００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域においては波長６３
２．８ｎｍ（Ｈｅ−Ｎｅレーザからの発振波長）の光で
ある。
【００１６】本実施例では反射防止膜の膜構成として高
屈折率材料を用いず紫外領域で比較的吸収が少なく、か
つ可視領域でも有効な低屈折率材料と中間屈折率材料を
相互に４層〜７層積層している。成膜の製造方法として
は公知の真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッ
タリング法等を用いている。
屈折率材料を用いず紫外領域で比較的吸収が少なく、か
つ可視領域でも有効な低屈折率材料と中間屈折率材料を
相互に４層〜７層積層している。成膜の製造方法として
は公知の真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッ
タリング法等を用いている。
【００１７】ここで低屈折率材料とは、波長２４８ｎｍ
における屈折率が１．５５以下の、例えばＭｇＦ2 ，Ｓ
ｉＯ2 ，ＢａＦ2 ，ＬｉＦ，ＳｒＦ2 ，ＡｌＦ3 ，Ｎａ
Ｆ及びこれらの混合物又は化合物より成る材料をいう。
における屈折率が１．５５以下の、例えばＭｇＦ2 ，Ｓ
ｉＯ2 ，ＢａＦ2 ，ＬｉＦ，ＳｒＦ2 ，ＡｌＦ3 ，Ｎａ
Ｆ及びこれらの混合物又は化合物より成る材料をいう。
【００１８】中間屈折率材料とは、波長２４８ｎｍにお
ける屈折率が１．５５〜１．９０のＡｌ2 Ｏ3 ，ＬａＦ
3 ，ＮｄＦ3 ，ＹＦ3 及びこれらの混合物又は化合物よ
り成る材料をいう。
ける屈折率が１．５５〜１．９０のＡｌ2 Ｏ3 ，ＬａＦ
3 ，ＮｄＦ3 ，ＹＦ3 及びこれらの混合物又は化合物よ
り成る材料をいう。
【００１９】高屈折率材料とは、波長２４８ｎｍにおけ
る屈折率が１．９０以上のＹ2 Ｏ3，ＨｆＯ2 ，ＺｒＯ2
等の材料をいう。
る屈折率が１．９０以上のＹ2 Ｏ3，ＨｆＯ2 ，ＺｒＯ2
等の材料をいう。
【００２０】次に各実施例の膜構成の特徴について説明
する。
する。
【００２１】一般に多層膜より成る反射防止膜の膜厚、
膜数（層数）は所望する光学特性や使用される材料の屈
折率等によって異ってくる。
膜数（層数）は所望する光学特性や使用される材料の屈
折率等によって異ってくる。
【００２２】実際には成膜することを考慮すると層数が
多いと成膜時間が長くなり、製造のバラツキが大きくな
るので層数を４層から７層程度としている。
多いと成膜時間が長くなり、製造のバラツキが大きくな
るので層数を４層から７層程度としている。
【００２３】本実施例において膜構成が４層の場合は、
光入射側（空気側）から基板側へ低屈折率材料から成る
第１層の光学的膜厚を紫外域の設計主波長λ0 に対して
０．２〜０．４λ0 、中間屈折率材料から成る第２層の
光学的膜厚を０．０５〜０．２λ0 、低屈折率材料から
成る第３層の光学的膜厚を０．２〜０．４λ0 、中間屈
折率材料から成る第４層の光学的膜厚を０．４〜０．６
λ0 としている。
光入射側（空気側）から基板側へ低屈折率材料から成る
第１層の光学的膜厚を紫外域の設計主波長λ0 に対して
０．２〜０．４λ0 、中間屈折率材料から成る第２層の
光学的膜厚を０．０５〜０．２λ0 、低屈折率材料から
成る第３層の光学的膜厚を０．２〜０．４λ0 、中間屈
折率材料から成る第４層の光学的膜厚を０．４〜０．６
λ0 としている。
【００２４】同様に膜構成が６層の場合は光入射側より
低屈折率材料から成る第１層の光学的膜厚を０．２〜
０．４λ0 、中間屈折率材料から成る第２層の光学的膜
厚を０．０５〜０．２λ0 、低屈折率材料から成る第３
層の光学的膜厚を０．２〜０．４λ0 、中間屈折率材料
から成る第４層の光学的膜厚を０．９〜１．１λ0 、低
屈折率材料から成る第５層の光学的膜厚を０．２〜０．
４λ0 、中間屈折率材料より成る第６層の光学的膜厚を
０．４〜０．６λ0 としている。
低屈折率材料から成る第１層の光学的膜厚を０．２〜
０．４λ0 、中間屈折率材料から成る第２層の光学的膜
厚を０．０５〜０．２λ0 、低屈折率材料から成る第３
層の光学的膜厚を０．２〜０．４λ0 、中間屈折率材料
から成る第４層の光学的膜厚を０．９〜１．１λ0 、低
屈折率材料から成る第５層の光学的膜厚を０．２〜０．
４λ0 、中間屈折率材料より成る第６層の光学的膜厚を
０．４〜０．６λ0 としている。
【００２５】尚、本実施例においては膜構成が４層又は
６層のとき、低屈折率材料の光学的膜厚が約０．５λ0
の整数倍のアンダーコート層を施しても良く、これによ
っても同様の効果が得られる。このとき膜構成は全体と
して５層又は７層となる。
６層のとき、低屈折率材料の光学的膜厚が約０．５λ0
の整数倍のアンダーコート層を施しても良く、これによ
っても同様の効果が得られる。このとき膜構成は全体と
して５層又は７層となる。
【００２６】次に本実施例の２波長多層反射防止膜の具
体的な膜構成の実施例１〜８を表１〜表８に示す。
体的な膜構成の実施例１〜８を表１〜表８に示す。
【００２７】表１〜表５，表７，表８の膜構成は真空蒸
着法により、表６の膜構成はスパッタリング法により成
膜している。表１，表３〜表６は基板（合成石英）上に
４つの膜を施しており、表２は表１の膜構成にアンダー
コート層（ＳｉＯ2 ，屈折率１．５１，光学的膜厚０．
５λ0 ）を施して全体として５層としている。表７は基
板（合成石英）上に６つの膜を施しており、表８は表７
の膜構成にアンダーコート層（ＳｉＯ2 ，屈折率１．５
１，光学的膜厚０．５λ0 ）を施して全体として７層と
している。
着法により、表６の膜構成はスパッタリング法により成
膜している。表１，表３〜表６は基板（合成石英）上に
４つの膜を施しており、表２は表１の膜構成にアンダー
コート層（ＳｉＯ2 ，屈折率１．５１，光学的膜厚０．
５λ0 ）を施して全体として５層としている。表７は基
板（合成石英）上に６つの膜を施しており、表８は表７
の膜構成にアンダーコート層（ＳｉＯ2 ，屈折率１．５
１，光学的膜厚０．５λ0 ）を施して全体として７層と
している。
【００２８】表１、表２（実施例１、２）の膜構成にお
ける反射特性（分光特性）を図１に、表３（実施例３）
〜表６（実施例６）の分光特性を図２〜図５に、表７、
表８（実施例７、８）の分光特性を図６に示す。図１〜
図６においてＲは反射率曲線を示す。
ける反射特性（分光特性）を図１に、表３（実施例３）
〜表６（実施例６）の分光特性を図２〜図５に、表７、
表８（実施例７、８）の分光特性を図６に示す。図１〜
図６においてＲは反射率曲線を示す。
【００２９】表１〜表８の実施例１〜８において光学素
子の波長λ0 ＝２４８ｎｍにおける透過率はいずれも９
９．８％以上で殆んど吸収がなかった。
子の波長λ0 ＝２４８ｎｍにおける透過率はいずれも９
９．８％以上で殆んど吸収がなかった。
【００３０】又、ＫｒＦエキシマレーザで５０ｍＪ／ｃ
ｍ2 ，１０8 ｐｕｌｓｅ、照射したが、いずれの光学素
子も損傷がなかった。
ｍ2 ，１０8 ｐｕｌｓｅ、照射したが、いずれの光学素
子も損傷がなかった。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、反射防止
膜の材質の屈折率及び膜構成を適切に設定することによ
り、主に波長３００ｎｍ以下の紫外領域と波長６００ｎ
ｍ〜７００ｎｍの可視領域の２つの領域における光に対
して光学的に安定して光の吸収が少なく、かつ所定の反
射防止を効果的に行った、例えば半導体素子製造用の投
影露光装置（ステッパー）に用いる光学部材（レンズ、
ミラー）に好適な２波長反射防止膜を得ることができ
る。
膜の材質の屈折率及び膜構成を適切に設定することによ
り、主に波長３００ｎｍ以下の紫外領域と波長６００ｎ
ｍ〜７００ｎｍの可視領域の２つの領域における光に対
して光学的に安定して光の吸収が少なく、かつ所定の反
射防止を効果的に行った、例えば半導体素子製造用の投
影露光装置（ステッパー）に用いる光学部材（レンズ、
ミラー）に好適な２波長反射防止膜を得ることができ
る。
【図１】本発明の２波長反射防止膜の実施例１、２にお
ける分光特性
ける分光特性
【図２】本発明の２波長反射防止膜の実施例３における
分光特性
分光特性
【図３】本発明の２波長反射防止膜の実施例４における
分光特性
分光特性
【図４】本発明の２波長反射防止膜の実施例５における
分光特性
分光特性
【図５】本発明の２波長反射防止膜の実施例６における
分光特性
分光特性
【図６】本発明の２波長反射防止膜の実施例７、８にお
ける分光特性
ける分光特性
Ｒ 反射率曲線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 1/10 - 1/12
Claims (4)
- 【請求項１】 光の入射側から基板面上へ順に、設計主
波長λ 0 の光に対する屈折率が１．５５以下である低屈
折率材料から成る薄膜と、設計主波長λ 0 の光に対する
屈折率が１．５５〜１．９０の範囲にある中間屈折率材
料から成る薄膜とを交互に４層積層して成り、これらの
薄膜の光学的膜厚を光の入射側から第１層が０．２λ0
〜０．４λ0、第２層が０．０５λ0〜０．２λ0、第３
層が０．２λ0〜０．４λ0、第４層が０．４λ0〜０．
６λ0となるように形成し、２つの波長の光に対して反
射防止を行ったことを特徴とする２波長反射防止膜。 - 【請求項２】 前記第４層の次に、設計主波長λ 0 の光
に対する屈折率が１．５５以下である低屈折率材料から
成り、その光学的膜厚が約０．５λ0の整数倍であるア
ンダーコート層を設けたことを特徴とする請求項１記載
の２波長反射防止膜。 - 【請求項３】 光の入射側から基板面上へ順に、設計主
波長λ 0 の光に対する屈折率が１．５５以下である低屈
折率材料から成る薄膜と、設計主波長λ 0 の光に対する
屈折率が１．５５〜１．９０の範囲にある中間屈折率材
料から成る薄膜とを交互に６層積層して成り、これらの
薄膜の光学的膜厚を光の入射側から第１層が０．２λ0
〜０．４λ0、第２層が０．０５λ0〜０．２λ0、第３
層が０．２λ0〜０．４λ0、第４層が０．９λ0〜１．
１λ0、第５層が０．２λ0〜０．４λ0、第６層が０．
４λ0〜０．６λ0となるように形成し、２つの波長の光
に対して反射防止を行ったことを特徴とする２波長反射
防止膜。 - 【請求項４】 前記第６層の次に、設計主波長λ 0 の光
に対する屈折率が１．５５以下である低屈折率材料から
成り、その光学的膜厚が約０．５λ0の整数倍であるア
ンダーコート層を設けたことを特徴とする請求項３記載
の２波長反射防止膜。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33794592A JP3232727B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | ２波長反射防止膜 |
| US08/156,694 US5532871A (en) | 1992-11-25 | 1993-11-24 | Two-wavelength antireflection film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33794592A JP3232727B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | ２波長反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160602A JPH06160602A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3232727B2 true JP3232727B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=18313485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33794592A Expired - Lifetime JP3232727B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | ２波長反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232727B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3924806B2 (ja) * | 1996-06-10 | 2007-06-06 | 株式会社ニコン | 反射防止膜 |
| JP3526207B2 (ja) * | 1998-03-16 | 2004-05-10 | キヤノン株式会社 | 反射防止膜及びそれを施した光学系 |
| DE10101017A1 (de) * | 2001-01-05 | 2002-07-11 | Zeiss Carl | Reflexionsminderungsbeschichtung für Ultraviolettlicht |
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-
1992
- 1992-11-25 JP JP33794592A patent/JP3232727B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH06160602A (ja) | 1994-06-07 |
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