JPH058801B2 - - Google Patents
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- JPH058801B2 JPH058801B2 JP59198479A JP19847984A JPH058801B2 JP H058801 B2 JPH058801 B2 JP H058801B2 JP 59198479 A JP59198479 A JP 59198479A JP 19847984 A JP19847984 A JP 19847984A JP H058801 B2 JPH058801 B2 JP H058801B2
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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
- G02B1/115—Multilayers
Description
〔発明の分野〕
本発明は光反射防止膜に関し、特に真空紫外線
に対して良好な反射防止作用を有する膜体に関す
る。 〔従来技術〕 半導体露光装置は、焼付の方式からみて、密着
（又はプロキシミテイー）方式と投影焼付方式と
に分けられ、装置の解像力は、密着露光の場合に
は光源長波の平方根に比例し、また投影露光の場
合には光源波長に比例する。このため、露光装置
の解像力を高める目的から、光源の短波長化を図
る必要があり、現今では200〜270nｍの紫外線を
利用した装置が実用化されている。しかし、将来
的には更に解像力を高める必要があり、波長
200nｍ以下の真空紫外線を用いる必要がでてく
る。 ところで、半導体露光装置の照明系において、
レンズ面での反射に起因するゴーストが像面の照
明ムラを起すという問題点がある。このため、従
来からレンズ面を誘電体の単層ないし多層からな
る反射防止膜で被覆することは行なわれている
が、真空紫外領域において作用する反射防止膜は
殆んどなく、僅かに特公昭50−40668号、
OpticalEngineeringVol.18、No（1979）等に見ら
れるが、これらも十分な反射防止機能を果たすも
のとは言い難い。 〔発明の目的〕 本発明の１つの目的は、真空紫外線に対して良
好な反射防止作用を有する反射防止膜を提供する
ことにある。 本発明の他の目的は、真空紫外線に対して良好
な反射防止作用を有すると共に、物理的、科学的
に安定な反射防止膜を提供することにある。 上記目的は、波長160〜230nｍの光に対し屈折
率が1.5以下の低屈折率物質と屈折率が1.6〜1.8の
中間屈折率物質とを用い、前記波長の光を透過す
る物質からなる基体上に前記低屈折率物質の層次
いで前記中間屈折率物質の層の順で交互に積層さ
せた構造を有し、且つこの積層構造において基体
側から第１層乃至第３層の光学的膜厚の和が、前
記波長範囲内の任意の設計基準長波λ0に対し、約
１／２λ0であり、また第４層及び第５層の光学的膜
厚がそれぞれ約1/4λ0であることを特徴とする光
反射防止膜によつて達成される。 〔発明の具体的説明〕 真空紫外線用の反射防止膜は、その膜材料が設
計，製作上大きな制約となる。すなわち反射防止
膜の膜物料は、真空紫外線に対し、透明かつ安定
な物質でなければならない。真空紫外線透過材料
としては、MgF2，CaF2，LiF，LaF3，NdF3等
のフツ化物が知られている。一方、Al2O3，
SiO2，HfO2等の一部の酸化物は、比較的短波長
まで透過するが波長220nｍ以下では呼吸が大き
くなり透過しなくなる。また、可視域での反射防
止膜に使用されるZiO2，TiO2，CeO2等の高屈折
率物質は、呼吸が大きく透過しないために使用す
ることができない。従つて本発明の光反射防止膜
は、主としてフツ化物の誘電体材料で構成するの
が好ましい。 このうち、本発明で使用する前記低屈折率物質
としては、MgF2、CaF2、LiF及びNa3AlF6から
選ばれる物質、また前記中間屈折率物質として
は、LaF3及びNdF3から選ばれる物質が好適であ
る。 本発明の光反射防止膜は、第１図に示した如
く、５層構造を有する光反射防止膜である。 第１図において、１は波長160〜230nｍの光を
透過する物質からなる基体であり、具体的には例
えば合成石英、人工水晶、CaF2、MgF2等の結晶
体からなるレンズ等光学デバイスである。基体１
上に積層された、２，４，６は低屈折率物質の
層、３，５は中間屈折率物質の層である。これら
の層を積層するには、通常、真空蒸着法（イオン
プレーテイング、スパツタリング等を包含する。）
が用いられる。なお、本発明の光反射防止膜の形
状として、第１図には平板状の膜体を示したが、
膜の形状はこれに限定されず、円筒面状、球面
状、凹面状、凸面状等基体表面の形状に応じて任
意に設計することができる。 本発明の光反射防止膜は、基本的には1/2λ0−
１／４λ0−1/4λ0（λ0は前述の意味を有する。）の構
成
をとつている。基体側の1/2λ0層は本質的にはア
ブセンテイー層であり、本発明においては、この
１／２λ0層を光反射防止膜の設計上公知である３層
構造の等価膜で置き換えたわけである。各構成層
の膜厚は、所望する波長域において反射率が最小
のなる様、例えば電子計算機により演算して最適
化することができる。 本発明の光反射防止膜においては、更に基体側
の第１層乃至第３層の光学的膜厚を調整すること
により、所望する反射防止効果を適宜調整して発
現せしめることができる。 第２図ａ乃至ｃは、第１層乃至第３層の光学的
膜厚を、適宜に選択した３つの態様について、層
構成及び各層構成物質の屈折率を併せて感知でき
る様に示したグラフであり、第１図と同一要素を
同一符号で表してある。図中、横軸は光反射防止
膜構成層の層厚方向の寸法（光学的膜厚）、縦軸
は屈折率を示している。 第２図中ａ乃至ｃは、第２層の光学的膜厚
（D2）を第１層の光学的膜厚（D1）及び第２層の
光学的膜厚（D3）よりも小とした場合であり、
第２図中ａはD1＝D3、ｂはD1＞D3、ｃはD1＜D3
とした場合を示している。ａ乃至ｃの例につい
て、第３図乃至第５図に分光特性（設計基準波長
λ0＝200nｍ）を示している。 第３図乃至第５図から判る様に、本発明の光反
射防止膜は、大旨、160〜230nｍの波長域におい
て反射率１％以下、特に165〜215nｍの波長域で
反射率0.5％以下を達成することができるが、
個々の態様について比較してみると、D1＜D3と
した場合、D1＝D3の場合に比べて反射防止帯域
は若干狭まり、反射率曲線はＵ字形に近くなる
が、λ0近傍における反射率をより小さくすること
ができる。 一方、D1＞D3とした場合、D1＝D3の場合に比
べてλ0近傍における反射率は若干大きくなるが、
反射防止帯域を広くすることができ、反射率曲線
はＷ字形に近くなる。 また、屈折率については、第１層の屈折率を基
体の屈折率よりも小さくすることにより、反射防
止帯域を広くとることができ、好ましい。 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明
する。 実施例 １ 第１図の光反射防止膜の構成において、基体１
を合成石英からなるレンズとし、２，４，６の層
構成物質としてMgF2、３，５の層構成物質とし
てLaF3を用い、第２図中(a)乃至(c)の膜厚の関係
のなる様に第１表乃至第３表に示した光学的膜厚
分だけ真空蒸着法により順次ハードコーテイング
した。構成物質の屈折率は分散式で、 合成石英：ｎ＝1.448＋7.51／λ−126.5 MgF2：ｎ＝1.348＋10.03／λ−69 LaF3：ｎ＝1.574＋15.4／λ−69 で求められる。第１表乃至第３表にλ＝200nｍ
としたときの屈折率を示した。なお、真空蒸着す
るにあたつては、第１表に示した光学的膜厚分だ
け蒸着を行つた。この実施例で用いたMgF2及び
LaF3は、第１表乃至第３表に示した膜厚程度で
は殆ど吸収を無視することができる。また、フツ
化物は酸化物の比ベバルクと蒸着膜との相成に差
がなく、再現性がよいという利点がある。 かくして得られた実施例１（第１表）、実施例２
（第２表）及び実施例３（第３表）の光反射防止膜
の分光特性は、第３図乃至第５図に示した如く
（前述）になる。また、通常使用する真空紫外線
の波長は180nｍ付近であるため、本発明の光反
射防止膜によれば、十分に反射率を低く抑えるこ
とができる。 次に、実施例１乃至実施例３の光反射防止膜の
耐久性については、耐溶剤テストとしてアセト
ン、イソプロピル・アルケコール、メタノールを
用い、作製した光反射防止膜を付したレンズ表面
をクリーニングしたが、分光特性、外観上の変化
が見られず、十分耐溶剤性があることが確かめら
れた。また、スコツチテープによる密着性テス
ト、綿布（チーズクロス）による耐摩耗テストの
結果の剥離、クラーク等の外観上の欠陥ならびに
反射率の変化は見られなかつた。耐湿性について
も45℃，相対湿度95％の恒温恒湿槽に1000時間以
上置いた後も、反射率の低下、腐食等の科学的変
化は起こらなかつた。さらに、真空紫外光の照射
に対しても、何ら劣化することはなかつた。
に対して良好な反射防止作用を有する膜体に関す
る。 〔従来技術〕 半導体露光装置は、焼付の方式からみて、密着
（又はプロキシミテイー）方式と投影焼付方式と
に分けられ、装置の解像力は、密着露光の場合に
は光源長波の平方根に比例し、また投影露光の場
合には光源波長に比例する。このため、露光装置
の解像力を高める目的から、光源の短波長化を図
る必要があり、現今では200〜270nｍの紫外線を
利用した装置が実用化されている。しかし、将来
的には更に解像力を高める必要があり、波長
200nｍ以下の真空紫外線を用いる必要がでてく
る。 ところで、半導体露光装置の照明系において、
レンズ面での反射に起因するゴーストが像面の照
明ムラを起すという問題点がある。このため、従
来からレンズ面を誘電体の単層ないし多層からな
る反射防止膜で被覆することは行なわれている
が、真空紫外領域において作用する反射防止膜は
殆んどなく、僅かに特公昭50−40668号、
OpticalEngineeringVol.18、No（1979）等に見ら
れるが、これらも十分な反射防止機能を果たすも
のとは言い難い。 〔発明の目的〕 本発明の１つの目的は、真空紫外線に対して良
好な反射防止作用を有する反射防止膜を提供する
ことにある。 本発明の他の目的は、真空紫外線に対して良好
な反射防止作用を有すると共に、物理的、科学的
に安定な反射防止膜を提供することにある。 上記目的は、波長160〜230nｍの光に対し屈折
率が1.5以下の低屈折率物質と屈折率が1.6〜1.8の
中間屈折率物質とを用い、前記波長の光を透過す
る物質からなる基体上に前記低屈折率物質の層次
いで前記中間屈折率物質の層の順で交互に積層さ
せた構造を有し、且つこの積層構造において基体
側から第１層乃至第３層の光学的膜厚の和が、前
記波長範囲内の任意の設計基準長波λ0に対し、約
１／２λ0であり、また第４層及び第５層の光学的膜
厚がそれぞれ約1/4λ0であることを特徴とする光
反射防止膜によつて達成される。 〔発明の具体的説明〕 真空紫外線用の反射防止膜は、その膜材料が設
計，製作上大きな制約となる。すなわち反射防止
膜の膜物料は、真空紫外線に対し、透明かつ安定
な物質でなければならない。真空紫外線透過材料
としては、MgF2，CaF2，LiF，LaF3，NdF3等
のフツ化物が知られている。一方、Al2O3，
SiO2，HfO2等の一部の酸化物は、比較的短波長
まで透過するが波長220nｍ以下では呼吸が大き
くなり透過しなくなる。また、可視域での反射防
止膜に使用されるZiO2，TiO2，CeO2等の高屈折
率物質は、呼吸が大きく透過しないために使用す
ることができない。従つて本発明の光反射防止膜
は、主としてフツ化物の誘電体材料で構成するの
が好ましい。 このうち、本発明で使用する前記低屈折率物質
としては、MgF2、CaF2、LiF及びNa3AlF6から
選ばれる物質、また前記中間屈折率物質として
は、LaF3及びNdF3から選ばれる物質が好適であ
る。 本発明の光反射防止膜は、第１図に示した如
く、５層構造を有する光反射防止膜である。 第１図において、１は波長160〜230nｍの光を
透過する物質からなる基体であり、具体的には例
えば合成石英、人工水晶、CaF2、MgF2等の結晶
体からなるレンズ等光学デバイスである。基体１
上に積層された、２，４，６は低屈折率物質の
層、３，５は中間屈折率物質の層である。これら
の層を積層するには、通常、真空蒸着法（イオン
プレーテイング、スパツタリング等を包含する。）
が用いられる。なお、本発明の光反射防止膜の形
状として、第１図には平板状の膜体を示したが、
膜の形状はこれに限定されず、円筒面状、球面
状、凹面状、凸面状等基体表面の形状に応じて任
意に設計することができる。 本発明の光反射防止膜は、基本的には1/2λ0−
１／４λ0−1/4λ0（λ0は前述の意味を有する。）の構
成
をとつている。基体側の1/2λ0層は本質的にはア
ブセンテイー層であり、本発明においては、この
１／２λ0層を光反射防止膜の設計上公知である３層
構造の等価膜で置き換えたわけである。各構成層
の膜厚は、所望する波長域において反射率が最小
のなる様、例えば電子計算機により演算して最適
化することができる。 本発明の光反射防止膜においては、更に基体側
の第１層乃至第３層の光学的膜厚を調整すること
により、所望する反射防止効果を適宜調整して発
現せしめることができる。 第２図ａ乃至ｃは、第１層乃至第３層の光学的
膜厚を、適宜に選択した３つの態様について、層
構成及び各層構成物質の屈折率を併せて感知でき
る様に示したグラフであり、第１図と同一要素を
同一符号で表してある。図中、横軸は光反射防止
膜構成層の層厚方向の寸法（光学的膜厚）、縦軸
は屈折率を示している。 第２図中ａ乃至ｃは、第２層の光学的膜厚
（D2）を第１層の光学的膜厚（D1）及び第２層の
光学的膜厚（D3）よりも小とした場合であり、
第２図中ａはD1＝D3、ｂはD1＞D3、ｃはD1＜D3
とした場合を示している。ａ乃至ｃの例につい
て、第３図乃至第５図に分光特性（設計基準波長
λ0＝200nｍ）を示している。 第３図乃至第５図から判る様に、本発明の光反
射防止膜は、大旨、160〜230nｍの波長域におい
て反射率１％以下、特に165〜215nｍの波長域で
反射率0.5％以下を達成することができるが、
個々の態様について比較してみると、D1＜D3と
した場合、D1＝D3の場合に比べて反射防止帯域
は若干狭まり、反射率曲線はＵ字形に近くなる
が、λ0近傍における反射率をより小さくすること
ができる。 一方、D1＞D3とした場合、D1＝D3の場合に比
べてλ0近傍における反射率は若干大きくなるが、
反射防止帯域を広くすることができ、反射率曲線
はＷ字形に近くなる。 また、屈折率については、第１層の屈折率を基
体の屈折率よりも小さくすることにより、反射防
止帯域を広くとることができ、好ましい。 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明
する。 実施例 １ 第１図の光反射防止膜の構成において、基体１
を合成石英からなるレンズとし、２，４，６の層
構成物質としてMgF2、３，５の層構成物質とし
てLaF3を用い、第２図中(a)乃至(c)の膜厚の関係
のなる様に第１表乃至第３表に示した光学的膜厚
分だけ真空蒸着法により順次ハードコーテイング
した。構成物質の屈折率は分散式で、 合成石英：ｎ＝1.448＋7.51／λ−126.5 MgF2：ｎ＝1.348＋10.03／λ−69 LaF3：ｎ＝1.574＋15.4／λ−69 で求められる。第１表乃至第３表にλ＝200nｍ
としたときの屈折率を示した。なお、真空蒸着す
るにあたつては、第１表に示した光学的膜厚分だ
け蒸着を行つた。この実施例で用いたMgF2及び
LaF3は、第１表乃至第３表に示した膜厚程度で
は殆ど吸収を無視することができる。また、フツ
化物は酸化物の比ベバルクと蒸着膜との相成に差
がなく、再現性がよいという利点がある。 かくして得られた実施例１（第１表）、実施例２
（第２表）及び実施例３（第３表）の光反射防止膜
の分光特性は、第３図乃至第５図に示した如く
（前述）になる。また、通常使用する真空紫外線
の波長は180nｍ付近であるため、本発明の光反
射防止膜によれば、十分に反射率を低く抑えるこ
とができる。 次に、実施例１乃至実施例３の光反射防止膜の
耐久性については、耐溶剤テストとしてアセト
ン、イソプロピル・アルケコール、メタノールを
用い、作製した光反射防止膜を付したレンズ表面
をクリーニングしたが、分光特性、外観上の変化
が見られず、十分耐溶剤性があることが確かめら
れた。また、スコツチテープによる密着性テス
ト、綿布（チーズクロス）による耐摩耗テストの
結果の剥離、クラーク等の外観上の欠陥ならびに
反射率の変化は見られなかつた。耐湿性について
も45℃，相対湿度95％の恒温恒湿槽に1000時間以
上置いた後も、反射率の低下、腐食等の科学的変
化は起こらなかつた。さらに、真空紫外光の照射
に対しても、何ら劣化することはなかつた。
【表】
【表】
【表】
実施例 ４
低屈折率物質としてLiF及びMgF2を用い、第
４表に示した膜構成とする以外は、実施例１〜３
の同様にして光反射防止膜を作製した。 かくして得られた光反射防止膜の分光特性を第
６図に示した。
４表に示した膜構成とする以外は、実施例１〜３
の同様にして光反射防止膜を作製した。 かくして得られた光反射防止膜の分光特性を第
６図に示した。
【表】
以上説明したように、本発明の光反射防止膜
は、光学的には真空紫外線をはじめととして所望
する波長の光に対して、レンズ等基体表面の反射
を低くおさえ、ゴースト等の問題を解決するとい
う優れた光学的性質を持つている。さらに、耐溶
剤性、耐湿性に優れるという化学的安定性に富む
と同時に、密着性、耐摩耗性、耐紫外線性など物
理的安定性にも優れており、実用的にきをめて有
用である。
は、光学的には真空紫外線をはじめととして所望
する波長の光に対して、レンズ等基体表面の反射
を低くおさえ、ゴースト等の問題を解決するとい
う優れた光学的性質を持つている。さらに、耐溶
剤性、耐湿性に優れるという化学的安定性に富む
と同時に、密着性、耐摩耗性、耐紫外線性など物
理的安定性にも優れており、実用的にきをめて有
用である。
第１図は本発明の一構成例を示した断面図、第
２図ａ〜ｃは、第１層乃至第３層の光学的膜厚を
グラフ様に表わして本発明の態様を説明するため
の模式図、第３図乃至第６図は本発明の光反射防
止膜の分光特性を示すための曲線図である。 １……基体、２，４，６……低屈折率物質層、
３，５……中間屈折率物質層。
２図ａ〜ｃは、第１層乃至第３層の光学的膜厚を
グラフ様に表わして本発明の態様を説明するため
の模式図、第３図乃至第６図は本発明の光反射防
止膜の分光特性を示すための曲線図である。 １……基体、２，４，６……低屈折率物質層、
３，５……中間屈折率物質層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 波長160〜230nｍの光に対し屈折率が1.5以下
の低屈折率物質と屈折率が1.6〜1.8の中間屈折率
物質とを用い、前記波長の光を透過する物質から
なる基体上に前記低屈折率物質の層次いで前記中
間屈折率物質の層の順で交互に積層させた５層構
造を有し、且つこの積層構造において基体側から
第１層乃至第３層の光学的膜厚の和が、前記波長
範囲内の任意の設計基準波長λ0に対し、約1/2λ0
であり、また第４層及び第５層の光学的膜厚がそ
れぞれ約1/4λ0であることを特徴とする光反射防
止膜。 ２ 第２層の光学的膜厚が第１層及び第３層の光
学的膜厚よりも小であり、また第１層の光学的膜
厚が第３層の光学的膜厚よりも小である特許請求
の範囲第１項記載の光反射防止膜。 ３ 第２層の光学的膜厚が第１層及び第３層の光
学的膜厚よりも小であり、また第１層の光学的膜
厚が第３層の光学的膜厚よりも大である特許請求
の範囲第１項記載の光反射防止膜。 ４ 第２層の光学的膜厚が第１層及び第３層の光
学的膜厚よりも小であり、また第１層の光学的膜
厚が第３層の光学的膜厚と等しい特許請求の範囲
第１項記載の光反射防止膜。 ５ 第１層の低屈折率物質の屈折率が基体の屈折
率よりも小である特許請求の範囲第１項乃至第４
項記載の光反射防止膜。 ６ 低屈折率物質が、MgF2、CaF2、LiF及び
Na3AlF6から選ばれる物質であり、中間屈折率
物質がLaF3及びNdF3から選ばれる物質である特
許請求の範囲第１項乃至第５項のうちの１に記載
の光反射防止膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198479A JPS6177001A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 光反射防止膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198479A JPS6177001A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 光反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177001A JPS6177001A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH058801B2 true JPH058801B2 (ja) | 1993-02-03 |
Family
ID=16391792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198479A Granted JPS6177001A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 光反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177001A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2590924B2 (ja) * | 1987-09-01 | 1997-03-19 | ミノルタ株式会社 | 反射防止膜 |
| JP2586509B2 (ja) * | 1987-09-01 | 1997-03-05 | ミノルタ株式会社 | 反射防止膜 |
| JP2586527B2 (ja) * | 1987-11-26 | 1997-03-05 | ミノルタ株式会社 | 反射防止膜 |
| JPH07119844B2 (ja) * | 1990-10-31 | 1995-12-20 | ホーヤ株式会社 | 反射防止膜を有する光学部品 |
| JPH07119845B2 (ja) * | 1990-11-27 | 1995-12-20 | ホーヤ株式会社 | 光学部品 |
| JP3924806B2 (ja) * | 1996-06-10 | 2007-06-06 | 株式会社ニコン | 反射防止膜 |
| JP3624082B2 (ja) | 1997-11-13 | 2005-02-23 | キヤノン株式会社 | 反射防止膜及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5040668A (ja) * | 1973-04-11 | 1975-04-14 | ||
| JPS5655901A (en) * | 1980-10-09 | 1981-05-16 | Mamiya Koki Kk | Antireflection film |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59198479A patent/JPS6177001A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5040668A (ja) * | 1973-04-11 | 1975-04-14 | ||
| JPS5655901A (en) * | 1980-10-09 | 1981-05-16 | Mamiya Koki Kk | Antireflection film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6177001A (ja) | 1986-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |