JP4423119B2 - 反射防止膜及びそれを用いた光学素子 - Google Patents
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Description
本発明は、光学素子の表面にコ−ティングされる反射防止膜に関するものであり、特に波長１４０ｎｍから３００ｎｍの紫外光に有効な反射防止膜に関するものである。
従来の真空紫外光用の反射防止膜として６層構成のものが特許文献１で知られている。
特開平１１−１４２６０６号公報
しかしながら、上述の特許文献１に開示された６層反射防止膜は、大きい入射角の光線に対しては低反射にすることができないという問題点があった。
上記課題を解決するため、本願第１発明は、ＬａＦ３からなる高屈折率層、ＭｇＦ２からなる低屈折率層よりなる交互層を複数組有する８層構造の反射防止膜であって、基板側から数えて第１、第３、第５、第７番目の層が高屈折率層、基板側から数えて第２、第４、第６、第８番目の層が低屈折率層であり、波長１４０ｎｍから３００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前記第１番目から第８番目までの各層の光学的膜厚をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とするとき、
０．４５λ０≦ｄ１≦０．６５λ０
０．０５λ０≦ｄ２≦０．２０λ０
０．２９λ０≦ｄ３≦０．４９λ０
０．０１λ０≦ｄ４≦０．１５λ０
０．０５λ０≦ｄ５≦０．２０λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
０．２３λ０≦ｄ７≦０．２８λ０
０．２３λ０≦ｄ８≦０．２８λ０
１４６ｎｍから１８４ｎｍまでの波長範囲で、反射率０．３％以下
なる条件を満たすことを特徴とする。
０．４５λ０≦ｄ１≦０．６５λ０
０．０５λ０≦ｄ２≦０．２０λ０
０．２９λ０≦ｄ３≦０．４９λ０
０．０１λ０≦ｄ４≦０．１５λ０
０．０５λ０≦ｄ５≦０．２０λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
０．２３λ０≦ｄ７≦０．２８λ０
０．２３λ０≦ｄ８≦０．２８λ０
１４６ｎｍから１８４ｎｍまでの波長範囲で、反射率０．３％以下
なる条件を満たすことを特徴とする。
本願第２の発明は、ＬａＦ３からなる高屈折率層、ＭｇＦ２からなる低屈折率層よりなる交互層を複数組有する６層構造の反射防止膜であって、基板側から数えて第１、第３、第５番目の層が高屈折率層、基板側から数えて第２、第４、第６番目の層が低屈折率層であり、波長１４０ｎｍから３００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前記第１番目から第６番目までの各層の光学的膜厚をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６とするとき、
０．０５λ０≦ｄ１≦０．２５λ０
０．０１λ０≦ｄ２≦０．１５λ０
０．１５λ０≦ｄ３≦０．３２λ０
０．４７λ０≦ｄ４≦０．６７λ０
０．２３λ０≦ｄ５≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
１４４ｎｍから２０７ｎｍまでの波長範囲で反射率０．７％以下
なる条件を満たすことを特徴とする。
０．０５λ０≦ｄ１≦０．２５λ０
０．０１λ０≦ｄ２≦０．１５λ０
０．１５λ０≦ｄ３≦０．３２λ０
０．４７λ０≦ｄ４≦０．６７λ０
０．２３λ０≦ｄ５≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
１４４ｎｍから２０７ｎｍまでの波長範囲で反射率０．７％以下
なる条件を満たすことを特徴とする。
本願第３の発明は、ＬａＦ３からなる高屈折率層、ＭｇＦ２からなる低屈折率層よりなる交互層を複数組有する６層構造の反射防止膜であって、基板側から数えて第１、第３、第５番目の層が高屈折率層、基板側から数えて第２、第４、第６番目の層が低屈折率層であり、波長１４０ｎｍから３００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前記第１番目から第６番目までの各層の光学的膜厚をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６とするとき、
０．０５λ０≦ｄ１≦０．２６λ０
０．０１λ０≦ｄ２≦０．１５λ０
０．１２λ０≦ｄ３≦０．３２λ０
０．２３λ０≦ｄ４≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ５≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
１４６ｎｍから１７３ｎｍまでの波長範囲で反射率０．２％以下
なる条件を満たすことを特徴とする。
０．０５λ０≦ｄ１≦０．２６λ０
０．０１λ０≦ｄ２≦０．１５λ０
０．１２λ０≦ｄ３≦０．３２λ０
０．２３λ０≦ｄ４≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ５≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
１４６ｎｍから１７３ｎｍまでの波長範囲で反射率０．２％以下
なる条件を満たすことを特徴とする。
本発明により、紫外波長域において低反射率で反射防止帯域幅が広く、広い入射角範囲で反射防止効果が得られる反射防止膜を実現できる。
（実施例１）
図１に本発明の代表的な１５７ｎｍ用の８層反射防止膜の膜構成模式図を示す。
図１に本発明の代表的な１５７ｎｍ用の８層反射防止膜の膜構成模式図を示す。
本実施例の反射防止膜は、高屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．７６５のＬａＦ３膜を用い、低屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．４６６のＭｇＦ２膜を用いている。表１に、設計中心波長λ０＝１５７ｎｍの紫外光に対する反射防止膜構成を示す。
本実施例では基板として蛍石を用い、表１の膜厚となるよう真空蒸着法を用いて反射防止膜を製作し、その反射特性を測定した。また、本実施例の反射防止膜との比較のために、ＬａＦ３膜とＭｇＦ２膜の各０．２５λ０膜厚の２層反射防止膜も同様に製作した。
図２にこの比較例としての２層反射防止膜の反射率光学特性測定結果を示す。また、図３に本実施例の８層反射防止膜の反射率測定結果を示す。図３から明らかなように、本実施例の反射防止膜は、１４６ｎｍから１８４ｎｍまでの広い波長範囲で、反射率０．３％以下の良好な特性であることが確認された。また、図４にこの反射防止膜の１５７ｎｍ反射率の入射角依存を測定した結果を示す。Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の平均値、５０度入射で反射率１％程度となっており、２層反射防止膜の１／２程度の低反射率となった。
（実施例２）
本実施例の反射防止膜は、高屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．７６５のＬａＦ３膜を用い、低屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．４６６のＭｇＦ２膜を用いた６層構成である。表２に、設計中心波長λ０＝１５７ｎｍの紫外光に対する反射防止膜構成を示す。
本実施例の反射防止膜は、高屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．７６５のＬａＦ３膜を用い、低屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．４６６のＭｇＦ２膜を用いた６層構成である。表２に、設計中心波長λ０＝１５７ｎｍの紫外光に対する反射防止膜構成を示す。
本実施例でも基板として蛍石を用い、表２の膜厚となるよう真空蒸着法を用いて反射防止膜を製作し、その反射特性を測定した。図５に本実施例の反射防止膜の反射率測定結果を示す。本実施例の反射防止膜は、１４６ｎｍから１７３ｎｍまでの広い波長範囲で反射率０．２％以下の良好な特性であることが確認された。
（実施例３）
本実施例の反射防止膜は、高屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．７５６のＬａＦ３膜を用い、低屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．４７１のＭｇＦ２膜を用いた６層構成である。表３に、設計中心波長λ０＝１５７ｎｍの紫外光に対する反射防止膜構成を示す。
本実施例の反射防止膜は、高屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．７５６のＬａＦ３膜を用い、低屈折率層として波長１５７ｎｍでの屈折率１．４７１のＭｇＦ２膜を用いた６層構成である。表３に、設計中心波長λ０＝１５７ｎｍの紫外光に対する反射防止膜構成を示す。
本実施例でも基板として蛍石を用い、表３の膜厚となるよう真空蒸着法を用いて反射防止膜を製作し、その反射特性を測定した。図６に本実施例の反射防止膜の反射率測定結果を示す。本実施例の反射防止膜は、１４４ｎｍから２０７ｎｍまでの広い波長範囲で反射率０．７％以下の良好な特性であることが確認された。
（露光装置の実施例）
図７は本発明の反射防止膜が施された光学素子を用いた半導体デバイス等のデバイス製造用の露光装置の光学系の要部概略図である。図中、７１は光源であり、波長１５７ｎｍの紫外光を供給するＦ２レーザ、７２は照明光学系、７３は投影光学系、Ｒはレチクル、Ｗはウエハである。本発明の反射防止膜は、照明光学系７２や投影光学系７３、その他不図示であるがアライメント光学系等の様々な箇所に設けられた光学素子において使用することができる。
図７は本発明の反射防止膜が施された光学素子を用いた半導体デバイス等のデバイス製造用の露光装置の光学系の要部概略図である。図中、７１は光源であり、波長１５７ｎｍの紫外光を供給するＦ２レーザ、７２は照明光学系、７３は投影光学系、Ｒはレチクル、Ｗはウエハである。本発明の反射防止膜は、照明光学系７２や投影光学系７３、その他不図示であるがアライメント光学系等の様々な箇所に設けられた光学素子において使用することができる。
（デバイス製造方法の実施例）
次に図７の露光装置を利用した半導体素子の製造方法の実施例を説明する。
次に図７の露光装置を利用した半導体素子の製造方法の実施例を説明する。
図８は半導体素子（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネルやＣＣＤ）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体素子の回路設計を行う。ステップ２（マスク制作）では設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル７２）を制作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（ウエハ７６）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハとを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハを用いてチップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
図９は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ（ウエハＷ）の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジスト（感材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上記露光装置によってマスク（レチクル７２）の回路パターンの像でウエハを露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらステップを繰り返し行うことによりウエハ上に回路パターンが形成される。
本実施例の製造方法を用いれば、従来は難しかった高集積度の半導体素子を製造することが可能になる。
Claims (5)
- ＬａＦ３からなる高屈折率層、ＭｇＦ２からなる低屈折率層よりなる交互層を複数組有する８層構造の反射防止膜であって、
基板側から数えて第１、第３、第５、第７番目の層が高屈折率層、基板側から数えて第２、第４、第６、第８番目の層が低屈折率層であり、波長１４０ｎｍから３００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前記第１番目から第８番目までの各層の光学的膜厚をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とするとき、
０．４５λ０≦ｄ１≦０．６５λ０
０．０５λ０≦ｄ２≦０．２０λ０
０．２９λ０≦ｄ３≦０．４９λ０
０．０１λ０≦ｄ４≦０．１５λ０
０．０５λ０≦ｄ５≦０．２０λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
０．２３λ０≦ｄ７≦０．２８λ０
０．２３λ０≦ｄ８≦０．２８λ０
１４６ｎｍから１８４ｎｍまでの波長範囲で、反射率０．３％以下
なる条件を満たすことを特徴とする反射防止膜。 - ＬａＦ３からなる高屈折率層、ＭｇＦ２からなる低屈折率層よりなる交互層を複数組有する６層構造の反射防止膜であって、
基板側から数えて第１、第３、第５番目の層が高屈折率層、基板側から数えて第２、第４、第６番目の層が低屈折率層であり、波長１４０ｎｍから３００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前記第１番目から第６番目までの各層の光学的膜厚をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６とするとき、
０．０５λ０≦ｄ１≦０．２５λ０
０．０１λ０≦ｄ２≦０．１５λ０
０．１５λ０≦ｄ３≦０．３２λ０
０．４７λ０≦ｄ４≦０．６７λ０
０．２３λ０≦ｄ５≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
１４４ｎｍから２０７ｎｍまでの波長範囲で反射率０．７％以下
なる条件を満たすことを特徴とする反射防止膜。 - ＬａＦ３からなる高屈折率層、ＭｇＦ２からなる低屈折率層よりなる交互層を複数組有する６層構造の反射防止膜であって、
基板側から数えて第１、第３、第５番目の層が高屈折率層、基板側から数えて第２、第４、第６番目の層が低屈折率層であり、波長１４０ｎｍから３００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前記第１番目から第６番目までの各層の光学的膜厚をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６とするとき、
０．０５λ０≦ｄ１≦０．２６λ０
０．０１λ０≦ｄ２≦０．１５λ０
０．１２λ０≦ｄ３≦０．３２λ０
０．２３λ０≦ｄ４≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ５≦０．２９λ０
０．２３λ０≦ｄ６≦０．２８λ０
１４６ｎｍから１７３ｎｍまでの波長範囲で反射率０．２％以下
なる条件を満たすことを特徴とする反射防止膜。 - 前記基板が石英又は蛍石であることを特徴とする請求項１〜３いずれかの反射防止膜。
- 請求項１〜４いずれかの反射防止膜が施された光学素子。
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