JPH02275904A - 光学薄膜 - Google Patents
光学薄膜Info
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- JPH02275904A JPH02275904A JP2000722A JP72290A JPH02275904A JP H02275904 A JPH02275904 A JP H02275904A JP 2000722 A JP2000722 A JP 2000722A JP 72290 A JP72290 A JP 72290A JP H02275904 A JPH02275904 A JP H02275904A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/46—Sputtering by ion beam produced by an external ion source
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光学薄膜、かような薄膜を含む光学要素、少
なくとも1つのXeClエキシマ〜レーザーを含む装置
、少なくとも1つのHeCd−またはN2ガスレーザー
を含む装置および光学薄膜の製造方法に関する。
なくとも1つのXeClエキシマ〜レーザーを含む装置
、少なくとも1つのHeCd−またはN2ガスレーザー
を含む装置および光学薄膜の製造方法に関する。
特に高エネルギーレーザーの適用に対して、光学要素に
よるエネルギーの吸収は、かような要素が、高いエネル
ギー密度に耐えるようにできるだけ低く保たれねばなら
ない。
よるエネルギーの吸収は、かような要素が、高いエネル
ギー密度に耐えるようにできるだけ低く保たれねばなら
ない。
米国特許明細書筒4,142,958号から、赤外領域
内の光の適用に対して、500−800人のZ波長の厚
さの薄膜が公知である。この薄膜は、その赤外光に対し
て0.01%の範囲で損失を与えることが報告Aおり、
タンクルベントオキサイドまたはチタンジオキサイドの
ような高い指示物質からつくられる。これらの薄膜は、
反応性イオン−ビームスバッタ一方法による米国特許明
細によりつくられ、よってチタンジオキサイド薄膜は、
チタンジオキサイドのターゲットをスパッターすること
によりつくられることが報告されている。
内の光の適用に対して、500−800人のZ波長の厚
さの薄膜が公知である。この薄膜は、その赤外光に対し
て0.01%の範囲で損失を与えることが報告Aおり、
タンクルベントオキサイドまたはチタンジオキサイドの
ような高い指示物質からつくられる。これらの薄膜は、
反応性イオン−ビームスバッタ一方法による米国特許明
細によりつくられ、よってチタンジオキサイド薄膜は、
チタンジオキサイドのターゲットをスパッターすること
によりつくられることが報告されている。
かように、赤外の適用については、Ta2O5の2波長
の薄膜が、0,01%の範囲の損失で米国特許明細から
公知である。
の薄膜が、0,01%の範囲の損失で米国特許明細から
公知である。
F、 Ra1nerらの“紫外光に対する光学コーチン
グ用の物質” Applied 0ptics、 Vo
l、24. No、4/1985年2月15日、496
ページff、から、248nmの紫外領域の光に対して
Zr(12、Y2O3、Hf O2、5C2O3、Mg
O1AI。08、SiO□の如きコーチング物質を用い
ることが公知である。それによって、研究に付されるコ
ーチングは、電子ビーム蒸発によって付着される。
グ用の物質” Applied 0ptics、 Vo
l、24. No、4/1985年2月15日、496
ページff、から、248nmの紫外領域の光に対して
Zr(12、Y2O3、Hf O2、5C2O3、Mg
O1AI。08、SiO□の如きコーチング物質を用い
ることが公知である。それによって、研究に付されるコ
ーチングは、電子ビーム蒸発によって付着される。
248nmの光に対しては、吸光係数は0.01より低
く測定された。
く測定された。
H,Demjryontらの“イオン−ビームスバッタ
ーにより付着されたタンタルオキサイドフィルムの光学
特性に与える酸素含有率の効果”、 Applied
Optics、 Vol、24. No、4/1985
年2月15日、490ページff、から、タンタルペン
トオキサイド薄膜は、近似的に300nmの光に対して
0.02.310nmの光に対して約0.01に落ち、
約375nmの光に対して漸近的に10−3に落ちる吸
光係数を有するということがわかった。Demiryo
ntにより研究される薄膜は、例えば、J、M、E H
arperらの“スパッターに用いられる広いビームイ
オン源の技術と応用”、 Part II。
ーにより付着されたタンタルオキサイドフィルムの光学
特性に与える酸素含有率の効果”、 Applied
Optics、 Vol、24. No、4/1985
年2月15日、490ページff、から、タンタルペン
トオキサイド薄膜は、近似的に300nmの光に対して
0.02.310nmの光に対して約0.01に落ち、
約375nmの光に対して漸近的に10−3に落ちる吸
光係数を有するということがわかった。Demiryo
ntにより研究される薄膜は、例えば、J、M、E H
arperらの“スパッターに用いられる広いビームイ
オン源の技術と応用”、 Part II。
Applications、 J、 Vac、 Sic
、 Technol、+ 21 (3)+1982年9
月/1り月1737ページおよびJ、 L。
、 Technol、+ 21 (3)+1982年9
月/1り月1737ページおよびJ、 L。
Vossenらの“薄膜プロセス”、 八cademi
c PressInc、、 New York 197
8.175ページに記述の如きイオン−ビームスバッタ
ー技術により製造される。
c PressInc、、 New York 197
8.175ページに記述の如きイオン−ビームスバッタ
ー技術により製造される。
Demiryontにより研究された薄膜は、金属タン
クルのターゲットを用いて製造された。
クルのターゲットを用いて製造された。
従って、Demiryontの研究は明確に、タンクル
ペントオキサイドは、310nmでの0.Olなる吸光
係数は、十分に小さい300nmおよび35Onm間の
吸光係数を定義するであろう曲線」−にある吸光係数対
波長曲線を決定するので、350nmより低い光の高エ
ネルギー密度の適用に対しては用いることができないと
いうことを示している。これらの結果は、タンタルペン
I・オキザイド薄膜が赤外領域すなわちマイクロメータ
ー領域の波長を有する光に対して依然として消失しない
吸光係数を報告された、米国特許明細古筆4,142,
958号よる結果と適合する。
ペントオキサイドは、310nmでの0.Olなる吸光
係数は、十分に小さい300nmおよび35Onm間の
吸光係数を定義するであろう曲線」−にある吸光係数対
波長曲線を決定するので、350nmより低い光の高エ
ネルギー密度の適用に対しては用いることができないと
いうことを示している。これらの結果は、タンタルペン
I・オキザイド薄膜が赤外領域すなわちマイクロメータ
ー領域の波長を有する光に対して依然として消失しない
吸光係数を報告された、米国特許明細古筆4,142,
958号よる結果と適合する。
光訓し刈彫絢
クンタルペントオキザイド′が、いくつかの利点すなわ
ち以下を有するであろうということを考慮される。
ち以下を有するであろうということを考慮される。
良好な機械的および光学的安定性を有し、堅くて環境応
力に耐え、そしてさらに非常に密度の高い薄膜を形成し
、 Ta2O5が、プラズマ条件下でその化学量論を変化さ
せない良好なプラズマ安定性を有し、非常に光の散乱が
低く、 非常に高温に耐える。
力に耐え、そしてさらに非常に密度の高い薄膜を形成し
、 Ta2O5が、プラズマ条件下でその化学量論を変化さ
せない良好なプラズマ安定性を有し、非常に光の散乱が
低く、 非常に高温に耐える。
本発明の1つの目的は、少なくとも、主にTa2O5か
らつくられ、Demiryontの上記報文から公知の
Ta2O5薄膜に比較して非常に低い吸光係数を有する
光学薄膜を提供することである。別の目的はしたがって
、薄いス波長薄膜に至るタンタルペン1−オキサイドの
大きい屈折率のための多重薄膜を提供することである。
らつくられ、Demiryontの上記報文から公知の
Ta2O5薄膜に比較して非常に低い吸光係数を有する
光学薄膜を提供することである。別の目的はしたがって
、薄いス波長薄膜に至るタンタルペン1−オキサイドの
大きい屈折率のための多重薄膜を提供することである。
このことは、リソグラフの適用で薄い電子線に反応する
耐食膜を使用することを可能にする。かような薄膜は、
特に乾いたエンチングの適用において有用である。
耐食膜を使用することを可能にする。かような薄膜は、
特に乾いたエンチングの適用において有用である。
これらの目的は、少なくさも、主にTa2O5であり、
308nmの光に対して0.0075より低い吸光係数
を有する光学薄膜を提供する本発明により実現される。
308nmの光に対して0.0075より低い吸光係数
を有する光学薄膜を提供する本発明により実現される。
吸光係数対波長曲線のこの点は、Demiryont(
7)310nm10.01の点により決定される非常に
低い300nmおよび350nm間の全曲線を決定する
。
7)310nm10.01の点により決定される非常に
低い300nmおよび350nm間の全曲線を決定する
。
驚くことに、例えば、上記の1larperまたはJ、
L、 Vossenから公知であるが、金属タンクルタ
ーゲットには適用されず、主にタンクルペントオキザイ
ドからつくられるクーケントに適用されるイオンーヒー
ムスパソター技術の使用は、」1記の非常に改良された
TazoJ7膜を実現する。
L、 Vossenから公知であるが、金属タンクルタ
ーゲットには適用されず、主にタンクルペントオキザイ
ドからつくられるクーケントに適用されるイオンーヒー
ムスパソター技術の使用は、」1記の非常に改良された
TazoJ7膜を実現する。
発研9裁M
従来の技術に熟練した人に公知の、および例えば、上記
のl1arperまたはJ、1.、ν03S(3nのど
ぢらにも記述の如きイオン−ビームスパンター技術を用
いて、少なくとも99%のTazOlからつくられるタ
ーゲットがスパンターされた。この技術により、5iO
7またはA 12O:l基材」二のどちらにも薄膜を形
成した。300nmの光に対しては、製造された薄膜は
、0.0068の吸光係数を、308nmの光に対して
は0.003を有し、従って、308nmの光に対して
明らかに0.0075より低い吸光係数を有する薄膜を
提供する。
のl1arperまたはJ、1.、ν03S(3nのど
ぢらにも記述の如きイオン−ビームスパンター技術を用
いて、少なくとも99%のTazOlからつくられるタ
ーゲットがスパンターされた。この技術により、5iO
7またはA 12O:l基材」二のどちらにも薄膜を形
成した。300nmの光に対しては、製造された薄膜は
、0.0068の吸光係数を、308nmの光に対して
は0.003を有し、従って、308nmの光に対して
明らかに0.0075より低い吸光係数を有する薄膜を
提供する。
かような改良された吸光係数のTa2O5薄膜を用いて
、高エネルギー密度の通用が可能になる。
、高エネルギー密度の通用が可能になる。
300nmまたば308nmでの測定点は、吸光係数対
波長曲線を定めるので、新規Ta2O5薄膜により、薄
膜が、300nm〜350nmの波長ハンドにわたって
非常に低い吸光係数で実現され、特にこの全ハンドの光
に対して高エネルギーの適用を可能にするということが
明らかになる。
波長曲線を定めるので、新規Ta2O5薄膜により、薄
膜が、300nm〜350nmの波長ハンドにわたって
非常に低い吸光係数で実現され、特にこの全ハンドの光
に対して高エネルギーの適用を可能にするということが
明らかになる。
記述のように、発明の薄膜は主にTa2O5を含む。
その光学特性の特定のコントロールのために、それは、
さらtこ以下の物質のうぢの少なくとも1つを含む。Z
rO2、Y2O3、Hf O2、5C2O3、MgO1
八1□03、SiO□。従っ一ζおよび記述のように、
用いられる発明のターゲット物質は、主にTa2O5で
あるが、以下の物質のうちの少なくとも1つを含む。Z
rO2、Y2O3,11fO7,5C2O3、MgO5
Al□03、SiO□。
さらtこ以下の物質のうぢの少なくとも1つを含む。Z
rO2、Y2O3、Hf O2、5C2O3、MgO1
八1□03、SiO□。従っ一ζおよび記述のように、
用いられる発明のターゲット物質は、主にTa2O5で
あるが、以下の物質のうちの少なくとも1つを含む。Z
rO2、Y2O3,11fO7,5C2O3、MgO5
Al□03、SiO□。
上記の改良されたTa2O5薄膜に基づいて、さらに、
SiO□またはAj22O3、好ましくはSiO□の基
材上の、主にTa2O5、λ/4のTa2O5l膜の前
記クーゲットからスパッターされた光学要素が実現され
た。その後、 前記Ta2O5のλ/4の薄膜上に、さ
らにSiO□またはA2□0.の、好ましくは再びSi
O□の薄膜がスパック−され、かようにしてTa2O,
。
SiO□またはAj22O3、好ましくはSiO□の基
材上の、主にTa2O5、λ/4のTa2O5l膜の前
記クーゲットからスパッターされた光学要素が実現され
た。その後、 前記Ta2O5のλ/4の薄膜上に、さ
らにSiO□またはA2□0.の、好ましくは再びSi
O□の薄膜がスパック−され、かようにしてTa2O,
。
および5iO7またはAI!、2O5の二重薄膜を製造
した。
した。
Ta2O5および5i02の二重薄膜を用いて、308
nmの光に対して、λ/4の各々1つの薄膜の7つのか
ような二重薄膜が、近似的に99%を反射する新規光学
要素基材を提供する5iOz基材上にスパッターされた
。
nmの光に対して、λ/4の各々1つの薄膜の7つのか
ような二重薄膜が、近似的に99%を反射する新規光学
要素基材を提供する5iOz基材上にスパッターされた
。
2つの物質のうちの一方が、主にTa2O5であり、他
方が5iOzまたはA1.ZO3である、基材上の2つ
の物質の少なくとも1つの二重薄膜からつくられるこの
光学要素は、明らかに、308nmまたは300nmお
よび350nm間の波長の光の高エネルギー密度の適用
に対して、とりわけ用いることができ、今日まで、かよ
うな波長の光に対して用いられる他の物質の光学要素に
比較して、非常に薄い厚さおよび非常に低い光吸収を有
する。発明の低吸収薄膜および光学要素は、高エネルギ
ービームの反射または透過を与え、それらの発明は、か
ようなレーザーおよび/または光学要素が、かようなレ
ーザーのビームと共同で作用する、XeC1エキシマ−
レーザー、N2−またば1lecd−ガスレーザーを備
えた装置に結合される。
方が5iOzまたはA1.ZO3である、基材上の2つ
の物質の少なくとも1つの二重薄膜からつくられるこの
光学要素は、明らかに、308nmまたは300nmお
よび350nm間の波長の光の高エネルギー密度の適用
に対して、とりわけ用いることができ、今日まで、かよ
うな波長の光に対して用いられる他の物質の光学要素に
比較して、非常に薄い厚さおよび非常に低い光吸収を有
する。発明の低吸収薄膜および光学要素は、高エネルギ
ービームの反射または透過を与え、それらの発明は、か
ようなレーザーおよび/または光学要素が、かようなレ
ーザーのビームと共同で作用する、XeC1エキシマ−
レーザー、N2−またば1lecd−ガスレーザーを備
えた装置に結合される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、紫外光に対して改良された吸光係数を有する主にT
a_2O_5である光学薄膜であって、308nmの波
長の光に対して0.0075より低い吸光係数を有する
前記薄膜。2、308nmの波長の光に対して0.00
5より低い吸光係数を有する請求項1記載の光学薄膜。 3、ターゲットが主にTa_2O_5である、ターゲッ
トのイオン−ビーム−スパッターにより、つくられる請
求項1記載の薄膜。 4、さらに、以下のうちの少なくとも1つの物質を含む
請求項1記載の薄膜。 ZrO_2、Y_2O_3、HfO_2、SC_2O_
3、MgO、Al_2O_3、SiO_2。 5、ターゲットが、主にTa_2O_5であり、さらに
以下の内の少なくとも1つの物質を含む、ターゲットの
イオン−ビーム−スパッターにより、つくられる請求項
4記載の薄膜。 ZrO_2、Y_2O_3、HfO_2、SC_2O_
3、MgO、Al_2O_3、SiO_2。 6、少なくとも99%のTa_2O_5である請求項1
記載の薄膜。 7、前記ターゲットが、少なくとも99%のTa_2O
_5である請求項2記載の薄膜。8、少なくとも1つの
光学薄膜が、主にTa_2O_5であり、もし308n
mの波長の光に対して用いられると0.0075よりも
低い吸光係数を有することを含む紫外光に対する光学要
素であって、Ta_2O_5の屈折率よりも低い屈折率
の物質からつくられる少なくとも1つのλ/4の光学厚
さの薄膜をさらに含む、λ/4の厚さをさらに有する前
記薄膜。 9、前記の少なくとも2つの薄膜のλ/4の光学厚さが
、308nmまたは325nmの波長の光に対してλ/
4である請求項8記載の光学要素。 10、さらに薄膜が、SiO_2およびAl_2O_3
のうちの少なくとも1つからつくられる、請求項8記載
の光学要素。 11、前記の光学薄膜および前記の薄膜がさらに二重薄
膜のうちの少なくとも2つを含む、二重薄膜を形成する
、請求項8記載の光学要素。 12、少なくとも6つの二重薄膜を含み、308nmの
波長の光に対して少なくとも95%の反射を有する、請
求項11記載の光学要素。 13、少なくとも1つのXeClエキシマ−レーザーお
よび主にTa_2O_5であり、前記XeClエキシマ
−レーザーと協同し、308nmの波長の光に対して0
.0075よりも低い吸光係数を有する少なくとも1つ
の光学薄膜を含む装置。 14、前記の少なくとも1つの薄膜が、ターゲットのイ
オン−ビーム−スパッターによりつくられ、前記ターゲ
ットが主にTa_2O_5である請求項13記載の装置
。 15、少なくとも1つのHeCd−またはN_2−ガス
レーザーおよび主にTa_2O_5であり、前記HeC
d−またはN_2−ガスレーザーと共同で308nmの
波長の光に対して0.0075よりも低い吸光係数を有
する少なくとも1つの光学薄膜を含む装置。16、前記
の少なくとも1つの薄膜が、ターゲットのイオン−ビー
ム−スパッターによりつくられ、前記ターゲットが主に
Ta_2O_5である請求項15記載の装置。 17、主にTa_2O_5であり、308nmの波長の
光に対して0.0075より低い吸光係数を有する光学
薄膜の製造方法であって、ターゲットが主にTa_2O
_5である、ターゲットのイオン−ビーム−スパッター
を含む前記方法。
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