JPH08313728A

JPH08313728A - 帯域フィルター

Info

Publication number: JPH08313728A
Application number: JP7117370A
Authority: JP
Inventors: Misao Suzuki; 操鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、多数のスペクトルを有する光から
不必要なスペクトルの光は阻止しつつ必要なスペクトル
を選択して、損失の少ない帯域フィルターを得ることを
目的とする。【構成】屈折率の異なる２種類の物質の膜を基板上に
設け、所望の波長域の光を反射する反射型フィルター２
と、屈折率の異なる少なくとも２種類の物質の膜を基板
上に設け、その反射型フィルターが反射する波長域の光
のうち、所望の波長域以外の光の透過を阻止する透過型
フィルター３とを同一光路上に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の発光スペクトル
また連続スペクトルを有する光源の光から紫外域の波長
成分の光を取り出すことができる帯域フィルターに関す
る発明である。

【０００２】

【従来の技術】現在、集積化が進んだＬＳＩを製造する
為に、縮小投影露光装置が使用されている。ＬＳＩのパ
ターンの微細化が進むにつれて縮小投影露光装置には高
い解像力が要求されており、それにともなって使用光源
の短波長化および高輝度化が進んでいる。現在主流とな
っている縮小投影露光装置に用いる光の波長は水銀ラン
プの発光スペクトルの一つであるｉ線（３６５．４ｎ
ｍ）の光である。しかし、更にＬＳＩのパターンの微細
化を求める傾向にあるため、より短波長の光を用いる傾
向にある。将来的には、ＫｒＦエキシマレーザーを用い
た２４８．４ｎｍの波長の光、水銀ランプを用いた２５
０ｎｍの波長の光、２００〜２５０ｎｍ近辺に強い発光
スペクトルを持つカドミウム封入水銀ランプの光などの
利用が予想される。

【０００３】図２３及び図２４は、カドミウム封入水銀
ランプの発光スペクトルを示している。ところで、縮小
投影露光装置に利用する光は２１０〜２３０ｎｍ近辺の
波長域の光である。しかしながら、カドミウム封入水銀
ランプはこの波長域以外にも紫外域から可視域の波長範
囲で多数の発光スペクトルを有している。このカドミウ
ム封入水銀ランプを縮小投影露光装置に用いる場合、不
必要な波長域の光を極力カットする必要がある。

【０００４】これらの波長域の光をカットする方法とし
て、従来、図２５で示した狭帯域フィルターや図２７で
示した長波長フィルターと短波長フィルターを組み合わ
せた帯域フィルターにより不必要な波長域の光をカット
している。図２５で示す狭帯域フィルターについて説明
すると、これは基板９２の一方の面（光が入射する面）
に干渉フィルター９３を設け、他方の面（光が射出する
面）に反射防止膜９４を設けて構成されたものである。
それを保持工具９１で保持している。ところで、図２５
に示した狭帯域フィルターの分光透過率特性を図２６に
示す。この図２６からわかるように、狭帯域フィルター
はカドミウム封入水銀ランプを利用する場合に必要な２
１０〜２３０ｎｍ近辺における透過率を十分に有した帯
域は、非常に狭い。また、干渉フィルターは、構成して
いる薄膜の光学的膜厚について、バラツキ無く製造する
ことが求められている。バラツキが生じると、透過率の
ピーク波長が容易にずれ、あるいは、ピーク波長におけ
る透過率が低下してしまう。

【０００５】ところで、干渉フィルターとは、膜構成に
ついて大きく分類すると、基板側から見てミラー部、ス
ペーサー部、ミラー部の順番で設けられたものであり、
スペーサー部の膜厚は、透過させたい波長域の中心波長
λに対し、（λ／２）×ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）
の膜厚を有している。また、他にはミラー部とスペーサ
部が交互に設けられているものもある。

【０００６】また、図２７で示す帯域フィルターは、基
板９２の一方の面（光が入射する面）に所望の波長域よ
り長い波長域を透過する長波長透過フィルター９５を設
け、他方の面（光が射出する面）に所望の波長域より短
い波長域を透過する短波長透過フィルター９６を設け
た。そして、この長波長透過フィルター９５と短波長透
過フィルター９６とを設けた基板９２は、保持工具９１
で保持されている。

【０００７】ところで、この図１１に示す帯域フィルタ
ーの分光透過率曲線を図２８に示す。この様に帯域フィ
ルターでは透過を阻止すべき波長域の光、たとえば、２
７０ｎｍ以下の波長域の光を透過してしまうしてしまう
という欠点を有していた。このことから従来使用されて
いた狭帯域フィルターではカドミウム封入水銀ランプか
ら発生する不必要な波長の光を十分にカットすることが
出来ず、また、必要な波長域に有する発光スペクトルの
光を十分に透過できなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の帯域フィルター
では、ある波長域幅の光を十分高い効率で選択しつつ、
かつ、不要な波長域の光を阻止することが出来なかっ
た。また、不要な光が広い波長域に渡って存在するよう
な場合、フィルターの阻止数が多くなってしまい必要な
波長域の光がフィルターによる吸収や散乱によって減衰
してしまうという問題があった。また、構成するフィル
ター数が少ない狭帯域フィルターは、各膜の光学的膜厚
を均一にしなければならないため、不良品が出やすくな
る。

【０００９】そこで、本発明は、多数のスペクトルを有
する光から不必要なスペクトルの光は阻止しつつ必要な
スペクトルを選択して、損失の少ない帯域フィルターを
得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、屈折率の異なる２種類の物質の膜を基
板上に設け、所望の波長域の光を反射する反射型フィル
ターと、屈折率の異なる少なくとも２種類の物質の膜を
基板上に設け、その反射型フィルターが反射する波長域
の光のうち、所望の波長域以外の光の透過を阻止する透
過型フィルターとを同一光路上に設けた。また、更に透
過型フィルターについては、基板上に屈折率の異なる少
なくとも２種類以上の物質の膜を、光の入射側から、高
い屈折率物質、低い屈折率物質の順番に交互に設け、所
望の波長域の光のうち最も短い波長から長い波長の光を
透過する長波長透過型フィルターと、基板上に屈折率の
異なる少なくとも２種類以上の物質の膜を、光の入射側
から、低い屈折率物質、高い屈折率物質の順番に交互に
設け、所望の波長域の光のうち最も長い波長から短い波
長の光を透過する短波長透過型フィルターとを同一光路
上に設けることが好ましい。

【００１１】そして、反射型フィルターを複数個備え、
光路上に配置すると更に効果を増す。また、透過阻止波
長域の異なる短波長透過型フィルターを複数個設けた
り、透過阻止波長域の異なる長波長透過型フィルターを
複数個設けたりすることによっても好ましい。また、更
に、本発明では反射型フィルターは、最も光の入射側に
近い高屈折率物質の膜または低屈折率物質の膜の膜厚
が、最も光の入射側に近い高屈折率物質の膜または低屈
折率物質の膜以外の成膜された膜の膜厚と異なる膜厚を
有するが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明では、反射型フィルターと透過型フィル
ターとを同一光路中に配置している。この反射型フィル
ターの反射する波長の帯域は、所望の波長域の光を反射
するよう２種類の屈折率が異なる材料を選び出し、各膜
の膜厚を決定している。しかしながら、この様な反射型
フィルターは、反射する波長域以外にリップルを有して
いる。

【００１３】ところで、高屈折率物質の屈折率と低屈折
率物質の屈折率との差を小さくすることで、リップルを
低減させる技術があるが、この場合、高い反射率を有す
る波長域が狭くなってしまうという欠点を有している。
よって、この技術を用いて反射型フィルターを製作する
と、所望の波長域の光を全域において、高い反射率で反
射するということが出来なくなってしまう。また、必要
な層数も多くなってしまうとう欠点も有している。

【００１４】そこで、本発明では、反射型フィルターに
合わせて、更に、光学系の任意の位置に、ある波長より
長い波長を透過する長波長透過フィルターを設け、更に
ある波長より短い波長を透過する短波長透過フィルター
を設ける。この様にすることで、リップルの存在によっ
て反射された光をこの長波長透過フィルターと短波長透
過フィルターとを光路中に配置することで、阻止するこ
とが出来る。

【００１５】この様にすることで、所望の波長域の光を
効率よく取り出すことが出来、更に所望の波長域以外の
光を阻止することが出来る。また、反射型フィルター
は、入射される光の偏光面によって、リップルにおける
反射率が高くなる傾向がある。特に、Ｓ偏光の光は、光
の入射角が大きくなるにつれて、リップルの反射率が大
きくなる傾向がある。しかし、本発明の帯域フィルター
は、同一光路中に配置されている長波長透過フィルター
と短波長透過フィルターによって、このリップルの影響
によって反射型フィルターを反射してしまった光を、阻
止することが出来る。この様に、反射型フィルターと長
波長透過フィルター、短波長透過フィルターを組み合わ
せることによって、光の入射角が変化しても、帯域フィ
ルターとしての性能が変化しない。

【００１６】ところで、本発明は、更に、反射型フィル
ターのリップルの発生する波長に中心波長を持つ反射防
止膜を、反射型フィルターの表面に成膜する事でリップ
ルを低減することができる。また、反射型フィルターを
光路中に複数枚設置することでも、リップルを低減する
ことが出来る。例えば、リップルによる反射率が４０％
の場合、同系型の反射型フィルターに４回反射すること
で、２．５６％までリップルによる反射光を低減させる
ことが出来る。この様に、反射型フィルターを複数枚設
けることで、所望の波長域以外の光を阻止することが出
来る。

【００１７】次に、本発明を実施例によって、更に詳し
く説明する。しかしながら、本発明は、実施例に限られ
るものではない。

【００１８】

【実施例１】図１は、実施例１の帯域フィルターの構成
を示した概略図である。実施例１では、光路中に４枚の
同じ反射型フィルター２を基板１上に設け、更に反射型
フィルター２と反射型フィルター２との間の光路中のＡ
部に透過型フィルター３を設けた構成である。

【００１９】図２は実施例に用いられた反射型フィルタ
ー２の断面を示した図である。この反射型フィルター２
は、高屈折率物質として、酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂）
を用い、低屈折率物質として酸化珪素（ＳｉＯ₂）を用
いた。この反射型フィルター２は、基板１に酸化ハフニ
ウムの膜である高屈折率層２１と酸化珪素の膜である低
屈折率層２２とを交互に設けた。これら高屈折率層２１
と低屈折率層２２とを、基板１から高屈折率層２１、低
屈折率層２２、高屈折率層２１、・・・低屈折率層２
２、高屈折率層２１、低屈折率層２２の順番で、交互に
合計２３層設けた。

【００２０】１層目から２０層目まで光学的膜厚につい
ては、高屈折率層２１は設計中心波長λに対して、０．
２６λの膜厚であり、低屈折率層２２は設計中心波長λ
に対して、０．２８λの膜厚である。ちなみに実施例１
における設計中心波長λは、２２２ｎｍである。また、
２１層目から２３層目までは、高屈折率層２１の光学的
膜厚は、中心波長λに対して、０．０９λの膜厚であ
り、低屈折率層２２の光学的膜厚は、中心波長λに対し
て、０．２８λの膜厚である。

【００２１】ところで、反射型フィルター２の１層目か
ら２０層目は、所望の波長域の光を反射するために構成
された層であり、更に２１層目から２３層目までは、生
ずるリップルの波長域の光を反射しないように設けたリ
ップル低減層である。この様にして得られた反射型フィ
ルターの分光反射率特性は、図３及び図４に示した。図
３及び図４の実線２Ｐは、Ｐ偏光における分光反射率特
性を示している。また、図２及び図３の点線２Ｓは、Ｓ
偏光における分光反射率特性を示している。この様に本
実施例における反射型フィルター２は、所望の波長を含
む２０５ｎｍから２３５ｎｍの範囲内の光を１００％反
射することができるフィルターである。図５は、本実施
例に用いられた透過型フィルター３の構成を示してい
る。この透過型フィルター３は、長波長透過フィルター
３１と設計中心波長の異なる短波長透過フィルター３
２、３３、３４、３５、３６とを光路中に配置してい
る。

【００２２】これらの透過型フィルターは、透明な基板
４の両面に設けられており、この透明な基板４を３個用
いている。ところで、透明な基板４は、合成石英を用い
た。また、透明な基板４として他にはフッ化カルシウム
（ＣａＦ₂）を用いても良い。一つの透明な基板４の片
面には、長波長透過フィルター３１を設け、更にもう片
面には、短波長透過フィルター３２を設けている。２つ
めの透明な基板４の片面には、短波長透過フィルター３
３を設け、更にもう片面には、短波長透過フィルター３
４を設けている。最後の透明な基板４の片面には、短波
長透過フィルター３５を設け、更にもう片面には、短波
長透過フィルター３６を設けている。

【００２３】配置の順番は、光の入射側から、長波長透
過フィルター３１、短波長透過フィルター３２、短波長
透過フィルター３３、短波長透過フィルター３４、短波
長透過フィルター３５、短波長透過フィルター３６の通
りである。ところで、長波長透過フィルター３１は、高
屈折率物質として酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）を用
い、更に低屈折率物質として酸化珪素（ＳｉＯ₂）を用
いた。図６には、長波長透過フィルター３１の膜構成を
示す概略断面図を示した。長波長透過フィルター３１
は、高屈折率物質の膜３０１と低屈折率物質の膜３０２
を基板４上に成膜し、基板４から、高屈折率物質の膜３
０１、低屈折率物質の膜３０２、高屈折率物質の膜３０
１、高屈折率物質の膜３０１、低屈折率物質の膜３０
２、高屈折率物質の膜３０１、・・・低屈折率物質の膜
３０２、高屈折率物質の膜３０１の順番で配置した。

【００２４】ところで、となりあった層が同じ物質から
成っている層（例えば、第３層と第４層、第６層と第７
層など）については、となりあった２つの層を一体的に
成膜して膜を設けても構わない。長波長透過フィルター
３１の各膜の光学的膜厚は次の通りである。透明な基板
４側から数えて、第１層から第１５層までは、高屈折率
物質の膜３０１の膜厚は０．１１９λであり、低屈折率
物質の膜３０２の膜厚は０．２３８λとした。また、第
１６層から第６９層までは、高屈折率物質の膜３０１の
膜厚は０．１２５λであり、低屈折率物質の膜３０２の
膜厚は０．２５０λとした。この長波長透過フィルター
３１の分光透過率特性を図７に示した。この様にするこ
とで、２１０ｎｍ近傍から長い波長域において、急峻に
透過率が増加し、かつその波長域においては最低でも９
５％以上の透過率を保持できる。また、２１０ｎｍから
１９５ｎｍ辺りの波長域の光の透過をほぼ１００％阻止
できる。

【００２５】次に、短波長透過フィルター３２、３３に
ついて説明する。この短波長透過フィルター３２、３３
の概略断面図を図８に示す。この短波長透過フィルター
は、長波長透過フィルターと同じ物質を用いており、低
屈折率物質の膜と高屈折率物質の膜とを成膜している。
短波長透過フィルター３２、３３は、透明な基板４側か
ら数えて、低屈折率物質の膜３０２、高屈折率物質の膜
３０１、低屈折率物質の膜３０２、低屈折率物質の膜３
０２、高屈折率物質の膜３０１、低屈折率物質の膜３０
２、・・・高屈折率物質の膜３０１、低屈折率物質の膜
３０２の順番で膜を配置した。

【００２６】短波長透過フィルター３２、３３の各膜の
光学的膜厚は、次の通りである。透明な基板４からみて
第１層の膜厚は、０．０６３λ、また、第２層の膜厚は
０．２７３λ、第３層の膜厚は、０．１９２λとし、第
４層から第１８層までは、低屈折率物質の膜の膜厚は
０．１２４λとし高屈折率物質の膜厚は、０．２６６λ
とした。更に第１９層から第８７層までは、低屈折率物
質の膜の膜厚は０．１２５λとし、高屈折率物質の膜の
膜厚は０．２５０λとした。この短波長透過フィルター
３２の分光透過率特性は、図９に示した。また、短波長
透過フィルター３３の分光透過率特性は、図１０に示し
た。

【００２７】また、短波長透過フィルター３４、３５、
３６については、その概略断面図を図１１に示す。この
短波長透過フィルター３４、３５、３６の膜数は８１層
ある。この短波長透過フィルター３４、３５、３６に用
いた高屈折率物質と低屈折率物質は、長波長透過フィル
ター３１に用いた物質と同じ物質を用いた。そして、低
屈折率物質の膜と高屈折率物質の膜の配置の順番は短波
長透過フィルター３２、３３と同じ順番とした。

【００２８】短波長透過フィルター３４、３５、３６の
各膜の光学的膜厚は次の通りである。透明な基板４から
数えて第１層は０．１８１λ、第２層は０．３１４λ、
第３層は０．１３８λ、第４層から第１８層までの低屈
折率物質の膜３０２の膜厚は０．１２７λであり、高屈
折率物質の膜３０１の膜厚は０．２６５λである。ま
た、第１９層から第８１層までの低屈折率物質の膜３０
２の膜厚は０．１２５λであり、高屈折率物質の膜３０
１の膜厚は０．２５０λである。

【００２９】短波長透過フィルター３４の分光透過率特
性を図１２に示す。また短波長透過フィルター３５の分
光透過率特性は、図１３に示す。また、短波長透過フィ
ルター３６の分光透過率特性は、図１４に示す。ところ
で、本実施例での長波長透過フィルター３１及び短波長
透過フィルター３２、３３、３４、３５、３６のそれぞ
れの設計中心波長λを表１にまとめて示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】ところで、本実施例での帯域フィルターに
使用される各短波長透過フィルターは、本実施例の帯域
フィルターで透過を阻止する波長域においては、ある短
波長透過フィルターと他の短波長透過フィルターがそれ
ぞれ３％以下の透過率を示す波長域で、それぞれの分光
透過率曲線が重なるようにそれぞれの短波長透過フィル
ターを設計した。

【００３２】例えば、短波長透過フィルター３２と短波
長透過フィルター３３とでは、２４６ｎｍの波長でその
両短波長透過フィルターの透過率がほぼ０．５％で透過
率が一致するようにし、また、短波長透過フィルター３
３と短波長透過フィルター３４とでは２５９ｎｍの波長
で透過率がほぼ１％でそれぞれの透過率が一致させるよ
うにした。同様に他の短波長透過フィルターについて
も、番号が隣りあった短波長透過フィルターどうしにつ
いて、以上の条件を満たすようにした。他の短波長透過
フィルターの組み合わせは次の通りである。

【００３３】短波長透過フィルター３４と短波長透過フ
ィルター３５とでは２７３ｎｍで約１％、短波長透過フ
ィルター３５と短波長透過フィルター３６とでは２８７
ｎｍで約１％の所で一致するようにした。この様にし
て、各短波長透過フィルターの最適化を図った。この様
にして得られた本実施例での分光特性は、図１５の通り
であり、所望の波長域の光である２１０ｎｍから２２０
ｎｍの光だけを取り出すことができた。ところで、本実
施例の帯域フィルターで用いられた反射型フィルター２
の高屈折率物質の膜の光学的膜厚は０．２６λであり、
かつ低屈折率物質の膜の光学的膜厚は０．２８λとなっ
ている。この理由は、反射型フィルター２に入射角が４
５度を想定しているためであり、垂直入射の場合で設計
するときには０．２５λで成膜する場合と同じ意味であ
る。また、反射型フィルター２には、入射側から数えて
３層目までは、リップルを低減するための反射防止膜で
あり、これを設けたことで、高い反射を有する帯域の両
側である１８０ｎｍから２００ｎｍと２５０ｎｍから２
８０ｎｍの波長域のリップルをいくらか低減することが
出来た。

【００３４】また、図３および図４でわかるように反射
型フィルター２は、１８０ｎｍより短い波長域および２
８０ｎｍより長い波長域では、リップルが存在していた
が複数回反射させることで、完全にリップルを除去する
ことが出来た。しかしながら、反射型フィルター２に複
数回反射させても依然として１８０ｎｍから２００ｎｍ
と２５０ｎｍから２８０ｎｍの波長域のリップルは、完
全に除去できなかったが、実施例１の透過型フィルター
３を光路中に設けることで、この波長域におけるリップ
ルも完全に除去することが出来た。

【００３５】ところで、実施例１における反射型フィル
ター２と透過型フィルター３は、入射角がある範囲内に
納めると更にフィルターとしての効果を発揮することが
できる。透過型フィルター３については、入射する光束
の収束角あるいは発散角が０度（平行光）から１５度ま
での光束となる場所が望ましい。また、実施例１におけ
る反射型フィルター２は、光の入射角が３０度から６０
度の光束に対して、特に有効である。反射型フィルター
２では、光の入射角が３０度から６０度の範囲内にある
場合、Ｐ偏光の反射率成分（以下Ｒｐ）およびＳ偏光の
反射率成分（以下Ｒｓ）について、所望の波長域中にお
ける反射率が９８％以上を確保することが出来た。

【００３６】ところで、一般的に反射型フィルターは、
高い反射を示す波長域が狭いものであると、入射角が大
きくなった場合や光束の入射角範囲が広い場合では急激
にＲｐの反射率が急激に低下する場合がある。従って、
実施例１での反射型フィルター２は、帯域フィルターで
得たい波長域より、高い反射率を有する波長域を広く採
った。このことは、縮小投影露光装置内で光を誘導する
際、光の入射角や光束の角度範囲が大きくなってしまっ
ても、それに対応できる。また、得たい波長域から外れ
た波長域の光が帯域フィルターから出力されると言う問
題がこの場合でてくるが、この場合でも実施例１の帯域
フィルターでは、光路中に設けられた透過型フィルター
３により透過が阻止されるので、この様な問題が無い。

【００３７】ところで、実施例１での帯域フィルター
は、特に図２３及び図２４で示したカドミウム封入水銀
ランプを光源にした縮小投影露光装置の帯域フィルター
として有利である。この縮小投影露光装置には、多数の
光学素子からなり、解像度を向上させるため、収差を極
力向上しなければならない。収差の一つに色収差という
ものがあるが、これは、波長の異なる光が光学素子を通
過するときに生じる。よって、レンズによる色収差の影
響を極力少なくするため、必要な波長域の光以外につい
ては極力少なくする必要がある。従って、この帯域フィ
ルターを用いれば、この色収差による解像度低下の原因
が防ぐことが出来る。

【００３８】ところで、ウェハーに塗布されているレジ
ストは、大体５００ｎｍより短い波長域で感光層を有し
ている。そこで、実施例１のフィルターを縮小投影露光
装置の光学系に挿入することで、不必要な波長域の光を
低減し、必要な波長域の光を抽出することが出来る。よ
って、実施例１による帯域フィルターから透過される光
の波長域が狭くなり、この縮小投影露光装置の光学系に
起因する色収差の影響を無視することできる。また、更
に結像性能が向上するため、フレアー、ゴーストの現象
発生の阻止する効果がある。

【００３９】なお、実施例１において反射型フィルター
に用いた物質して、他には高屈折率物質としは、酸化イ
ットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化スカンジウム（Ｓｃ₂Ｏ₃）
などがあり、低屈折率物質としてフッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ₃）、クラ
イオライド（Ｎａ₃ＡｌＦ₆）、フッ化カルシウム（Ｃａ
Ｆ₂）、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）等も使用すること
が出来る。

【００４０】

【実施例２】図１６は、実施例２における帯域フィルタ
ーの構成を示した図である。実施例２の帯域フィルター
は、３枚の同じ反射型フィルター１１を光路中に設け、
反射型フィルター１１と反射型フィルター１１との間に
透過型フィルター１２をＡ部に設けた。

【００４１】ところで、この反射型フィルター１１の概
略断面図を図１７に示した。この反射型フィルター１１
は、高屈折率物質として酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）
を用い、低屈折率物質として酸化珪素（ＳｉＯ₂）を用
いた。この反射型フィルター１１は、基板１に酸化アル
ミニウムの膜である高屈折率物質の層１１１と酸化珪素
の膜である低屈折率物質の層１１２とを交互に設けた。
これら高屈折率物質の層１１１と低屈折率物質の層１１
２とを、基板１から高屈折率物質の層１１１、低屈折率
物質の層１１２、高屈折率物質の層１１１、・・・低屈
折率物質の層１１２、高屈折率物質の層１１１、低屈折
率物質の層１１２の順番で、交互に合計５２層設けた。

【００４２】１層目から５０層目まで光学的膜厚につい
ては、それぞれ設計中心波長λに対して、高屈折率物質
の層１１１は０．２６λであり、低屈折率物質の層１１
２は０．２６λである。そして、５１層目の光学的膜厚
は設計中心波長λに対して、０．２２λ（高屈折率物質
の層１１１）、５２層目の光学的膜厚は０．４６λ（低
屈折率物質の層１１２）である。この様に実施例２で
は、５１層目と５２層目にリップルを低減するためのリ
ップル低減層を設けた反射型フィルターである。また、
実施例２での反射型フィルター１１は、高屈折率物質１
１１の屈折率と低屈折率物質１１２の屈折率との差を、
実施例１の反射型フィルター２の２種類の物質の屈折率
の差より小さくした。この様にすることで、実施例２で
の反射型フィルター１１は、更にリップルを低減するよ
うにした。

【００４３】この反射型フィルター１１の分光反射率特
性は、図１８及び図１９に示した。図１８及び図１９の
実線１１Ｐは、Ｐ偏光における分光反射率特性を示して
いる。また、図１８及び図１９の点線１１Ｓは、Ｓ偏光
における分光反射率特性を示している。この様に実施例
２における反射型フィルター１１は、所望の波長を含む
２１２ｎｍから２２２ｎｍの範囲内の光を１００％反射
することができるフィルターである。

【００４４】また、更に実施例２では、光路中に透過型
フィルター１２を設けた。この透過型フィルター１２
は、図２０に示すとおり透明な基板４の一方の面に実施
例１で説明した長波長透過型フィルター３１と、もう一
方の面に反射防止膜５を設けた。この反射防止膜５の分
光反射率特性は、図２１に示す。特に、実施例２での透
過型フィルター１２は、反射型フィルター１１を用いて
複数回反射させても、阻止することが出来ない２００ｎ
ｍから２１０ｎｍの波長の光を阻止している。この様に
実施例２では、反射型フィルターのリップル成分が少な
いので、透過型フィルター１２を簡易なものにできた。

【００４５】この様に実施例２の帯域フィルターでは、
以上に説明した反射型フィルター１１を３枚用い、そし
て、透過型フィルター１２を図１６に示したＡ部に配置
して、所望の光のみを取り出した。この帯域フィルター
の分光特性は、図２２に示す。この様に実施例２では、
所望の光を９０％以上の効率で取り出すことができた。
また、所望の光以外のものは、ほとんど完全に阻止する
ことができた。

【００４６】ところで、実施例２では、反射型フィルタ
ー１１に用いる高屈折率物質と低屈折率物質の屈折率の
差を小さくしてしまったため、実施例１の反射型フィル
ター２に比べ、入射する光束の角度範囲が狭くなってい
るが、実用上はほとんど影響無い。ちなみに、実施例２
における許容できる光の入射角は、２５度±５度（２０
度から３０度）の範囲の光束であり、この範囲であれ
ば、Ｐ偏光の反射率成分ＲｐおよびＳ偏光の反射率成分
Ｒｓともに９８％以上の反射率を確保することが出来
る。

【００４７】実施例２における帯域フィルターも実施例
１の帯域フィルターと同様に、縮小投影露光装置に用い
ると、縮小投影露光装置の性能を格段にアップすること
ができる。なお、実施例２の反射型フィルター１１は、
高屈折率物質としてＡｌ₂Ｏ₃、低屈折率物質としてＳｉ
Ｏ₂を用いたが、他にも高屈折率物質としてフッ化ラン
タン（ＬａＦ₃）やフッ化ネオジム（ＮｄＦ₃）を用い
ることができる。また、低屈折率物質としては、フッ化
マグネシウム（ＭｇＦ₂）、フッ化アルミニウム（Ａｌ
Ｆ₃）、クライオライド（Ｎａ₃ＡｌＦ₆）、フッ化カル
シウム（ＣａＦ₂）、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）など
も使用することが出来る。

【００４８】ところで、実施例１および実施例２おける
反射型フィルターおよび透過型フィルターは、成膜方法
として、真空蒸着法（例えば、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法、イオンビームスパッタ法など）を
用いて成膜した。ところで、実施例１および実施例２共
に、透過型フィルター３、透過型フィルター１２共に、
反射型フィルターと反射型フィルターとの間に配置され
ている。この様にすることで、透過型フィルターに高い
エネルギーを持つ波長の短い光が直接照射されないた
め、この様な配置にした。要するに、透過型フィルター
に波長の短い光が照射されても、損傷しないようにする
ためである。また、透過型フィルターの光の入射側に、
所望の波長域より短い波長域の光を阻止する長波長透過
型フィルターを配置しているのも、同じ理由による。

【００４９】しかしながら、本発明では、透過型フィル
ターが十分に耐久性を有している場合や損傷しても構わ
ない場合は、この様な配置に限られず、光路中のどこに
配置されていても構わない。

【００５０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、特に光源
として可視域から紫外域の広い範囲に掛けて発光スペク
トルを有したもの使用した場合、その光から所望の波長
域を取り出すフィルターとしては、構造が簡単で、か
つ、フィルターの素子数を少なくすることができる。そ
して、更に所望の波長域の光を高い効率で取り出すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】：本発明に係る実施例１の帯域フィルターの概
略図である。

【図２】：実施例１の帯域フィルターに用いた反射型フ
ィルター２の概略断面図である。

【図３】：反射型フィルター２の分光反射率特性を示し
た図である。

【図４】：反射型フィルター２の分光反射率特性を示し
た図である。

【図５】：実施例１の帯域フィルターに用いた透過型フ
ィルター３の概略図である。

【図６】：透過型フィルター３に用いられた長波長透過
フィルター３１の概略断面図である。

【図７】：長波長透過フィルター３１の分光透過率特性
を示した図である。

【図８】：透過型フィルター３に用いられた短波長透過
フィルター３２および３３の概略断面図である。

【図９】：短波長透過フィルター３２の分光透過率特性
を示した図である。

【図１０】：短波長透過フィルター３３の分光透過率特
性を示した図である。

【図１１】：透過型フィルター３に用いられた短波長透
過フィルター３４、３５および３６の概略断面図であ
る。

【図１２】：短波長透過フィルター３４の分光透過率特
性を示した図である。

【図１３】：短波長透過フィルター３５の分光透過率特
性を示した図である。

【図１４】：短波長透過フィルター３６の分光透過率特
性を示した図である。

【図１５】：実施例１の帯域フィルターの分光特性図で
ある。

【図１６】：本発明に係る実施例２の帯域フィルターの
概略図である。

【図１７】：実施例２の帯域フィルターに用いた反射型
フィルター１１の概略断面図である。

【図１８】：反射型フィルター１１の分光反射率特性を
示した図である。

【図１９】：反射型フィルター１１の分光反射率特性を
示した図である。

【図２０】：実施例２の帯域フィルターに用いた透過型
フィルター１２の概略図である。

【図２１】：透過型フィルター１２に用いた反射防止膜
５の分光反射率特性である。

【図２２】：実施例２における帯域フィルターの分光特
性を示した図である。

【図２３】：カドニウム封入水銀ランプの発光スペクト
ルを示した図である。

【図２４】：カドニウム封入水銀ランプの発光スペクト
ルを示した図である。

【図２５】：従来の狭帯域フィルターの構成を示した図
である。

【図２６】：従来の狭帯域フィルターの分光透過率特性
の一例を示した図である。

【図２７】：従来の帯域フィルターの構成を示した図で
ある。

【図２８】：従来の帯域フィルターの分光透過率特性の
一例を示した図である。

【符号の説明】

１反射型フィルターの基板４透過型フィルターの透明な基板２反射型フィルター２１反射型フィルターの高屈折率物質の膜２２反射型フィルターの低屈折率物質の膜２Ｐ反射型フィルターのＰ偏光の反射率特性２Ｓ反射型フィルターのＳ偏光の反射率特性３透過型フィルター３１長波長透過フィルター３２、３３、３４、３５、３６短波長透過フィルター３０１透過型フィルターの高屈折率物質３０２透過型フィルターの低屈折率物質５反射防止膜１１反射型フィルター１１１反射型フィルター１１の高屈折率物質の膜１１２反射型フィルター１１の低屈折率物質の膜１１Ｐ反射型フィルター１１のＰ偏光の分光反射率特
性１１Ｓ反射型フィルター１１のＳ偏光の分光反射率特
性１２透過型フィルター９１保持工具９２基板９３干渉フィルター９４反射防止膜９５長波長フィルター９６短波長フィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屈折率の異なる２種類の物質の膜を基板
上に設け、所望の波長域の光を反射する反射型フィルタ
ーと；屈折率の異なる少なくとも２種類の物質の膜を基
板上に設け、前記反射型フィルターが反射する波長域の
光のうち、所望の波長域以外の光の透過を阻止する透過
型フィルターと；を同一光路上に設けたことを特徴とす
る帯域フィルター。
【請求項２】前記透過型フィルターは、基板上に屈折
率の異なる少なくとも２種類以上の物質の膜を、光の入
射側から、高い屈折率物質、低い屈折率物質の順番に交
互に設け、所望の波長域の光のうち最も短い波長から長
い波長の光を透過する長波長透過型フィルターと；基板
上に屈折率の異なる少なくとも２種類以上の物質の膜
を、光の入射側から、低い屈折率物質、高い屈折率物質
の順番に交互に設け、所望の波長域の光のうち最も長い
波長から短い波長の光を透過する短波長透過型フィルタ
ーと；を同一光路上に設けたことを特徴とする請求項１
記載の帯域フィルター。
【請求項３】前記反射型フィルターを複数個備え、光
路上に配置したことを特徴とする請求項１記載の帯域フ
ィルター。
【請求項４】前記長波長透過型フィルター、または前
記短波長透過型フィルターは、前記反射型フィルターの
反射光を入射する位置に配置し、かつ、前記長波長透過
型フィルター、または前記短波長透過型フィルターの透
過光が射出する光軸上に前記反射型フィルターと同一の
反射型フィルターを配置したことを特徴とする請求項３
記載の帯域フィルター。
【請求項５】透過阻止波長域の異なる前記短波長透過
型フィルターを複数個有したことを特徴とする請求項
１、２または４記載の帯域フィルター。
【請求項６】透過阻止波長域の異なる前記長波長透過
型フィルターを複数個有したことを特徴とする請求項
１、２または４記載の帯域フィルター。
【請求項７】前記反射型フィルターは、最も光の入射
側に近い高屈折率物質の膜または低屈折率物質の膜の膜
厚が、前記最も光の入射側に近い高屈折率物質の膜また
は低屈折率物質の膜以外の成膜された膜の膜厚と異なる
膜厚を有することを特徴とする請求項１、または２記載
の帯域フィルター。