JPH09197123A

JPH09197123A - 誘電体光学素子およびこれを用いた露光装置

Info

Publication number: JPH09197123A
Application number: JP8026095A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Suzuki; 康之鈴木; Kenji Ando; 謙二安藤; Riyuuji Hiroo; 竜二枇榔
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ｉ線フィルター等の接着剤の劣化や吸湿等を
防ぐ。【解決手段】フィルター基板１上に誘電体光学薄膜を
積層してｉ線フィルター膜２を形成し、その吸湿等を防
ぐための保護基板３を接着剤５によって接着する。接着
剤５はｉ線によって劣化するおそれのない紫外線硬化型
のアクリル酸等の接着剤であり、エポキシ系等の接着剤
を用いた場合に比べてｉ線フィルターの耐光性が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板等の表
面に誘電体の光学薄膜を積層した干渉フィルターや色分
離フィルター（ダイクロイックフィルター）等の誘電体
光学素子およびこれを用いた露光装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＴｉＯ₂ 、ＭｇＦ₂ 、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂
Ｏ₃ 等の誘電体からなる光学薄膜をガラス基板等の表面
に積層して得られる誘電体光学素子は、干渉フィルタ
ー、色分離フィルター、偏光フィルター、反射ミラー、
光減衰器等として各種光学機器等に極めて広く利用され
ている。

【０００３】これらの誘電体光学素子は、ガラス基板等
の表面に金属膜を成膜したうえで、あるいは直接、誘電
体の光学薄膜を１層または複数層積層することによって
製作される。各光学薄膜の成膜方法は、蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法等が用いられる。
蒸着法によって例えば色分離フィルター等の光学薄膜を
成膜する方法は、大面積の基板に均一な膜厚の光学薄膜
を安価に成膜できるという利点があるが、成膜後の光学
薄膜が水分を吸収して透過率の周波数特性等が変化しや
すい。これを防ぐために、スパッタリング法やイオンプ
レーティング法を用いて膜密度の大きい光学薄膜を成膜
する技術が開発されているが、光学特性を充分改善する
ことができないうえに成膜装置が複雑で製造コストが高
くなり、その結果、誘電体光学素子の高価格化を招くと
いう不都合があった。

【０００４】そこで例えば、図１２に示すように、ガラ
ス基板１０１に成膜した誘電体光学薄膜の多層膜（ダイ
クロイックミラー膜）１０２の表面に、機械的損傷等に
対する保護と防湿のための保護基板１０４を接着するこ
とで水分の吸収を防ぎ、吸湿によって誘電体光学素子の
光学特性が劣化するのを回避する工夫がなされている。
保護基板１０４は、その両面に反射防止膜１０５とバン
ドパスフィルター１０６をそれぞれ設けたうえでフェノ
ール樹脂やエポキシ系等の接着剤１０７によってガラス
基板１０１のダイクロイックミラー膜１０２側に接着さ
れる。なお、ガラス基板１０１のダイクロイックミラー
膜１０２側と反対側の表面には反射防止膜１０３が設け
られる。

【０００５】このように、ダイクロイックミラー等の誘
電体光学素子の表面に保護基板を設ければ、大気中の水
分が誘電体光学素子内に侵入するのを防ぎ、水分の吸収
によって誘電体光学素子の光学特性が劣化するのを回避
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、保護基板を接着した誘電体光学素子を
紫外線を露光光とする露光装置の狭帯域フィルター等と
して用いる場合には、接着剤が紫外線によって劣化し、
その結果透過率が減少するという未解決の課題があっ
た。

【０００７】加えて、接着剤が前述のようにエポキシ系
等の樹脂であるために接着剤自身に吸湿性があり、接着
剤を硬化させる工程や接着剤の硬化後に誘電体光学薄膜
の水分を吸収する。その結果、接着剤と接触する誘電体
光学薄膜の水分含有量が変化して誘電体光学素子の光学
特性が設計値よりずれるおそれがある。また、保護基板
を接着するまでの待機期間中に誘電体光学薄膜が大気中
の水分を吸収して光学特性が著しく変化する等のトラブ
ルもある。このような膜内の水分含有量の変化は製品ご
とのバラつきが大きく予測も困難であるため、ダイクロ
イックミラーや露光装置の狭帯域フィルターのように波
長シフトの許容値が小さい誘電体光学素子の場合には、
安定した光学特性を得るのが難しい。

【０００８】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、保護基板等を接着
する接着剤の劣化や吸湿等によって光学特性が変化する
おそれのない高品質で耐久性にすぐれた誘電体光学素子
およびこれを用いた露光装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の誘電体光学素子は、紫外線を含む光を透過
または反射する光学薄膜層と、該光学薄膜層を支持する
第１の基板と、接着剤によって前記光学薄膜層の表面に
接着された第２の基板を有し、前記接着剤が紫外線硬化
型の接着剤であることを特徴とする。

【００１０】接着剤が、アクリル酸、メタクリル酸およ
びこれらの誘電体または重合体を主成分とするものであ
るとよい。

【００１１】接着剤が、エポキシアクリレートを主成分
とするものであってもよい。

【００１２】波長３００ｎｍ以下の光成分を除去するた
めの補助フィルター手段または反射手段が付加されてい
るとよい。

【００１３】また、第１の基板と、これに積層された光
学薄膜層と、接着剤によって前記光学薄膜層の表面に接
着された第２の基板を有し、前記光学薄膜層の前記表面
がＡｌ₂ Ｏ₃ またはこれを含有する材料によって形成さ
れていることを特徴とするものでもよい。

【００１４】あるいは、第１の基板と、これに積層され
た光学薄膜層と、接着剤によって前記光学薄膜層の表面
に接着された第２の基板を有し、前記光学薄膜層の前記
表面に撥水コートが施されていることを特徴とするもの
でもよい。

【００１５】第１のおよび第２の基板と光学薄膜層から
なる積層体の側面に防水コートが施されているとよい。

【００１６】

【作用】第１の基板に高屈折率膜と低屈折率膜を交互に
積層して、例えばｉ線フィルター特性を有する多層膜
（ｉ線フィルター膜）である光学薄膜層を形成し、これ
を保護するための第２の基板を紫外線硬化型の接着剤に
よって接着する。ｉ線フィルターの場合には誘電体光学
素子を透過する光がｉ線であるため、これによって接着
剤が劣化して誘電体光学素子のｉ線透過率を低下させる
等のトラブルを起すおそれがあるが、接着剤が紫外線硬
化型であればｉ線によって劣化することなく、上記のト
ラブルを回避できる。

【００１７】また、光学薄膜層の表面、すなわち前記多
層膜の最終層が、Ａｌ₂ Ｏ₃ またはこれを含有する材料
によって形成されていれば、接着剤に含まれる水分等が
光学薄膜層内に侵入するのを防ぎ、光学薄膜層の吸湿に
よる光学特性の劣化を回避できる。光学薄膜層の表面に
撥水コートが施されている場合も、同様である。

【００１８】さらに、第１および第２の基板と光学薄膜
層からなる積層体の側面に防水コートが施されていれ
ば、誘電体光学素子の側面から光学薄膜層に水分が侵入
して光学特性を劣化させるおそれがない。

【００１９】このようにして終時的に光学特性が変化す
るおそれのない高品質な誘電体光学素子を実現できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２１】図１は第１実施例による誘電体光学素子の
膜構成を示すもので、これは、ｉ線（波長３６５ｎｍ）
を露光光とする露光装置に用いられるｉ線フィルターで
あって、ｉ線を透過する第１の基板であるフィルター基
板１の表面に積層された複数層の誘電体光学薄膜からな
る光学薄膜層であるｉ線フィルター膜２と、紫外線を透
過する第２の基板である保護基板３を有し、該保護基板
３の表面にｉ線の反射を防ぐ反射防止膜４を設けたうえ
で、接着剤５によってｉ線フィルター膜２に接着する。

【００２２】接着剤５は紫外線硬化型の接着剤であり、
紫外線硬化型のアクリル酸、メタクリル酸およびこれら
の誘導体や重合体を主成分とする接着剤を用いる。ま
た、ｉ線フィルター膜２は、ｉ線の波長の光のみを透過
するｉ線フィルター特性を有する多層膜であって、Ｔａ
₂ Ｏ₅ 、ＳｉＯ₂ をフィルター基板１の表面に２５層交
互に積層したものである。

【００２３】保護基板３の材料は石英基板であり、これ
に前述のように反射防止膜４を設けたうえで、表面に未
硬化の接着剤５を塗布し、フィルター基板１上のｉ線フ
ィルター膜２に重ねて、保護基板３の外側から紫外線を
照射して接着剤５を硬化させる。

【００２４】ｉ線フィルター膜２が大気中の水分を吸収
すると屈折率が変化してｉ線フィルター特性が著しく劣
化するおそれがある。そこで、ｉ線フィルター膜２を防
湿と機械的損傷等に対する保護のための保護基板３によ
って覆うことで、ｉ線フィルター膜２の吸湿等による光
学特性の劣化を防ぐ。紫外線硬化型のアクリル酸やメタ
クリル酸等を主成分とする接着剤５は、ｉ線に対する耐
光性にすぐれているため、エポキシ系の接着剤を用いた
場合のように、ｉ線を露光光とする露光装置等のｉ線フ
ィルターとして使用する間に接着剤が劣化して吸収が増
加する等のトラブルを生じることなく、長期間安定した
フィルター特性を確保することができる。

【００２５】図２は、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を
接着剤として用いたサンプルＡと、エポキシ系樹脂を接
着剤として用いたサンプルＢにそれぞれｉ線を照射し、
両者の透過率の変化を測定した結果を示すものである。
このグラフから、紫外線硬化型の接着剤を用いたものは
極めて高い耐光性を有することが解る。

【００２６】なお、フィルター基板の材料はｉ線を透過
するものであればいかなる材料を用いてもよいが、特
に、ｉ線は透過するが３００ｎｍより短波長の光はほと
んど透過しないＢＫ７基板等を用いるのが望ましい。そ
の理由は、紫外線硬化型の接着剤は一般的に３００ｎｍ
より短波長の光によって耐光性が劣化する傾向を有する
ため、露光光に含まれるｉ線以外の３００ｎｍ以下の光
をＢＫ７基板によってカットすれば接着剤を長寿命化で
きるからである。また、前述のように保護基板側から紫
外線を照射して接着剤を硬化させるときは３００ｎｍ以
下の短波長の光をカットするための紫外線カットフィル
ター等を用いる必要があるが、フィルター基板にＢＫ７
基板を用いてフィルター基板側から接着剤に紫外線を照
射して硬化させれば、紫外線カットフィルター等は不要
となり、設備費の低減に大きく役立つという利点も付加
される。

【００２７】図３は第２実施例による誘電体光学素子の
膜構成を示すもので、これも、ｉ線を露光光とする露光
装置に用いられるｉ線フィルターであって、ｉ線を透過
する第１の基板であるフィルター基板１１の表面に積層
された複数層の誘電体光学薄膜からなる光学薄膜層であ
るｉ線フィルター膜１２と、紫外線を透過する第２の基
板である保護基板１３を有し、該保護基板１３の表面に
ｉ線の反射を防ぐ反射防止膜１４を設けたうえで、接着
剤１５によってｉ線フィルター膜１２に接着する。

【００２８】接着剤１５は紫外線硬化型のエポキシアク
リレートを主成分とする接着剤であり、ｉ線フィルター
膜１２は、ｉ線の波長の光のみを透過するｉ線フィルタ
ー特性を有する多層膜であって、Ｔａ₂ Ｏ₅ 、ＳｉＯ₂
をフィルター基板１１の表面に２５層ずつ交互に積層し
たものである。

【００２９】保護基板１３の材料は石英基板であり、こ
れに前述のように反射防止膜１４を設けたうえで、その
表面に未硬化の接着剤１５を塗布する。また、フィルタ
ー基板１１上のｉ線フィルター膜１２に撥水性を有する
撥水コート１６を施す。接着剤１５を塗布した保護基板
１３を、フィルター基板１１の撥水コート１６上に重ね
て、保護基板１３の側から紫外線を照射して接着剤１５
を硬化させる。このようにして得られた積層体の側面
に、紫外線硬化型のアクリル酸、メタクリル酸およびこ
れの誘導体や重合体を主成分とする接着剤からなる防水
コート１７を設ける。

【００３０】撥水コート１６は、ｉ線に対して吸収性を
もたず、屈折率が１．４５〜１．５５程度の撥水材を塗
布することによって得られる。

【００３１】本実施例は、フィルター基板にｉ線フィル
ター膜を成膜後、その表面に撥水コートを設けたうえ
で、防湿等のための保護基板を紫外線硬化型の接着剤に
よって接着し、得られた積層体の側面を防水コートによ
って覆うものである。フィルター基板にｉ線フィルター
膜を成膜し、製品としての品質検査を経たものに直ちに
撥水コートを施すことで、保護基板を接着するまでの待
機期間中に大気中の水分がｉ線フィルター膜に侵入した
り、保護基板を接着するときに接着剤を硬化させる工程
で、接着剤の硬化が進行するにつれてｉ線フィルター膜
内の水分が接着剤に吸収されるのを防止する。ｉ線フィ
ルター膜の水分が接着剤に吸収されるとｉ線フィルター
膜内の水分量が変化してこのために光学特性が著しく変
化する。品質検査を終えたのちのｉ線フィルター膜にこ
のように水分含有量等の変化が起きると、フィルター特
性が変化したのに気付かずに不良品を出荷するおそれが
ある。

【００３２】また、側面の防水コートは、誘電体光学素
子の側面から大気中の水分がｉ線フィルター膜に侵入す
るのを防ぐもので、これによってｉ線フィルター特性を
より一層安定させることができる。

【００３３】なお、防水コートとして紫外線硬化型のエ
ポキシアクリレートを主成分とする接着剤、保護基板を
ｉ線フィルター膜に接着する接着剤として紫外線硬化型
のアクリル酸、メタクリル酸およびこれらの誘導体や重
合体を主成分とする接着剤を用いてもよい。

【００３４】図４は第３実施例による誘電体光学素子を
示すもので、これは、高圧水銀ランプ２０から出た光の
うちのｉ線のみを取り出してウエハを露光する露光手段
を有する露光装置の光源光学系に用いるもので、高圧水
銀ランプ２０から出た光を平行化するレンズ２１と、平
行化された光から露光光としてｉ線を取り出す光学フィ
ルター装置３０と、高圧水銀ランプ２０とレンズ２１の
間に配設された反射手段であるミラー２２を有する。

【００３５】高圧水銀ランプ２０は、ｉ線だけでなく、
可視から赤外にかけて広い波長範囲にわたって発光スペ
クトルを持っている光源である。半導体製造のための露
光装置に用いる場合は色収差を押さえる目的でウエハへ
照射する露光光の波長幅を数ｎｍ以下に制限する必要が
あり、この目的のために光学フィルター装置３０が設け
られる。

【００３６】ミラー２２の表面にはＴａ₂ ０₅ とＳｉＯ
₂ の誘電体光学薄膜を交互に積層した多層膜が形成され
ており、これは、図５に示す反射特性を有している。こ
の図から明らかなように、使用波長であるｉ線はほぼ１
００％反射するのに対して、より紫外域およびより赤外
域の波長の光はほとんど反射されない。従ってレンズ２
１に入射する光は波長３２０ｎｍ〜４２０ｎｍの光に制
限される。わずかに可視から赤外の光も反射するが、こ
れが吸収による温度上昇や、設計仕様からずれるような
トラブルとなる場合はミラー２２と同性能を有するミラ
ーでもう一度反射させてからレンズ２１に光を入射させ
たり、別のフィルターを途中に設けるなどして有害な波
長の光を除去するのが望ましい。

【００３７】レンズ２１によって平行化された光は光学
フィルター装置３０の補助フィルター基板３１に入射す
る。なお、レンズ２１の表面には図６に示すようなｉ線
波長用の反射防止膜が形成されている。従って、補助フ
ィルター基板３１に入射する紫外線はほぼ図５に示す反
射率と光源の輝度を掛け合わせた光が入射することにな
る。補助フィルター基板３１は石英基板であり、その入
射面側にはレンズ２１の反射防止膜と同様の反射防止膜
３２が形成されており、出射面側には図７に示す透過率
を有するバンドパスフィルター（誘電体多層膜）からな
る補助フィルター手段である補助フィルター膜３３が形
成されている。これによって、補助フィルター基板３１
を透過する光の波長は３５０〜３８０ｎｍに限定され
る。この補助フィルター膜３３は広帯域のバンドパスフ
ィルターであり、必要な３６５ｎｍの光（ｉ線）を透過
するとともに、後述する接着剤３７の劣化を促進する紫
外光と、紫外域から赤外域にわたる露光光以外の光をカ
ットすることで露光光による接着剤３７の劣化を防ぐも
のである。なお、補助フィルター膜３３は透過波長域を
３６５ｎｍを中心として約３０ｎｍと広くとり、多少の
波長シフトでは機能上問題が生じないように設計する。

【００３８】本実施例においては、波長３６０ｎｍのｉ
線用のフィルターであるから３６５ｎｍを中心としたバ
ンドパスフィルターを用いているが、その他の各種波長
のフィルターに対しても同様に使用波長以外の光を接着
剤に極力入射させない構成にすることは誘電体光学素子
の安定性、耐久性の向上に非常に効果がある。すなわ
ち、後述する狭帯域のバンドパスフィルターであるｉ線
フィルター膜３９で生じるリップル成分を広帯域のバン
ドパスフィルターである補助フィルター膜３３と組み合
わせて有害光を除去することが有効である。

【００３９】第２の基板である保護基板３４は入射面に
反射防止膜３５を形成し、出射面には接着剤３７との境
界面でｉ線を反射しない構成とした反射防止膜３６を形
成した石英基板である。第１の基板であるフィルター基
板３８も同様に石英基板であり、その入射面側（光源に
近い表面）にはｉ線波長のみを透過する光学薄膜層であ
るｉ線フィルター膜３９が形成されており、出射面側に
は前述と同様の反射防止膜４０が形成され、接着剤３７
によって保護基板３４に接着されている。

【００４０】接着剤３７は、紫外線硬化型のアクリル
酸、メタクリル酸およびこれらの誘導体もしくは重合体
を主成分としたアクリル系接着剤を用いたもので、これ
と、従来のエポキシ系接着剤で接着した誘電体光学素子
に紫外線照射耐久試験を行なった結果、従来例によるも
のは経時的に透過率が次第に減少する一方、紫外線硬化
型のアクリル系接着剤を用いた本実施例の光学フィルタ
ー装置３０は、極めて耐光性に優れていることが確認で
きた。

【００４１】なお、接着剤３７にエポキシアクリレート
を主成分とした接着剤を用いてもほぼ同様の効果が得ら
れることが判明している。

【００４２】本実施例の多層膜は高屈折率材料としてＴ
ａ₂ Ｏ₅ を、低屈折材料としてＳｉＯ₂ を用いたもの
で、反射防止膜では交互に４層、補助フィルター膜およ
びｉ線フィルター膜では交互に２３〜２５層積層して形
成したが、用いる材料としては使用する紫外線に対して
吸収がなく、耐久性に優れていればどんな材料を用いて
もほぼ同様の効果が得られる。紫外線領域に適用する光
学素子の場合、高屈折率材料としてはＴａ₂ Ｏ₅ の他に
ＺｒＯ₂ 、ＨｆＯ₂ 、Ｙ₂ Ｏ₃ もしくはこれらの混合
物、低屈折率材料としてはＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ もしく
はこれらの混合物が吸収等の光学特性、安定性、コスト
などの面で特に優れている。ミラーに用いる材料はこれ
ら以外に紫外線に多少吸収があっても屈折率の高いＴｉ
Ｏ₂ なども使うことができる。特に大気中における紫外
線に対する耐光性は紫外線によって発生するオゾンなど
酸化性ガスに強い酸化物薄膜が優れている。

【００４３】本実施例では前述のように、各基板に紫外
線領域に吸収のない石英基板を用いたが、使用波長に吸
収のないガラス基板であれば各種金属イオンを含む高屈
折率ガラス基板や結晶性のある基板を用いることもでき
る。特に、ＢＫ７等のガラス基板は、ｉ線の透過率が高
く、しかもより短波長の光に対しては吸収が大きくなっ
て接着剤に有害な光をカットするのにも有効である。

【００４４】本実施例によれば、ｉ線を露光光とする露
光装置において、ｉ線フィルター膜にこれを保護する保
護基板を紫外線硬化型の接着剤によって接着することで
接着剤の劣化を防ぎ、ｉ線フィルターの耐光性を向上さ
せるとともに、露光光に含まれるｉ線以外の有害光を除
去するバンドパスフィルターやミラーを付加すること
で、露光光による接着剤の劣化をより一層確実に回避し
て、ｉ線フィルターの長寿命化に大きく貢献できる。

【００４５】図８は本実施例による光学フィルター装置
（サンプルＣ）と、補助フィルターやミラーを取り除い
て構成した光学フィルター装置（サンプルＤ）のランプ
照射耐久試験の結果である。紫外線領域に対して耐光性
のある接着剤であっても３００ｎｍより短波長の光は接
着剤の劣化を加速的に促進し、透過率が減少する。特
に、光学フィルター装置内部の温度が高くなるほど劣化
速度が速まる。そこで、接着剤に入射する光の波長を上
記のように極めて限られた範囲に限定することで耐光性
を大幅に向上することができる。

【００４６】図９は第４実施例による赤反射ダイクロイ
ックミラー４０の膜構成を示すもので、これは、青に相
当する波長４００〜４９０ｎｍの光は反射し、波長４９
０ｎｍより長波長の光を透過する青反射ダイクロイック
ミラーと組み合わせて配設され、光の３原色を分離する
装置に用いられる。

【００４７】赤反射ダイクロイックミラー４０は、両面
に反射防止膜４１ａと光学薄膜層である赤反射ダイクロ
イックミラー膜４３をそれぞれ設けた第１の基板である
ミラー基板４１と、両面に反射防止膜４４ａ，４４ｂを
備えた第２の基板である保護基板４２を有し、両者は紫
外線硬化型の接着剤４５によって接着される。赤反射ダ
イクロイックミラー膜４２は、図１０に実線で示すよう
に、赤に相当する波長５８０〜７００ｎｍの光を反射す
る反射特性を有し、スパッタ法によってミラー基板４１
上にＴｉＯ₂ 膜とＳｉＯ₂ 膜を交互に所定数ずつ積層
し、接着剤４５と接触する最終層にはＴｉＯ₂ にＡｌ₂
Ｏ₃ を１０％混合した材料を用いたものである。接着剤
４５は、紫外線硬化型のアクリル酸、メタクリル酸およ
びこれらの誘導体あるいは重合体を主成分とする接着剤
である。

【００４８】赤反射ダイクロイックミラー膜４３の最終
層の材料がＴｉＯ₂ に１０％のＡｌ₂ Ｏ₃ を混合したも
のであるため、赤反射ダイクロイックミラー膜４３の反
射率５０％における波長シフトは１ｎｍ以下である。赤
反射ダイクロイックミラー膜４３の最終層にＡｌ₂ Ｏ₃
を添加せずＴｉＯ₂ のみである場合は、前記波長シフト
が３ｎｍ以上に増大することが判明している。その理由
は、接着剤４５を硬化させる工程中あるいは硬化後に接
着剤４５が赤反射ダイクロイックミラー膜４３の水分を
吸収し、赤反射ダイクロイックミラー膜４３の水分含有
量が変化することによって波長シフトが増大する傾向が
あるが、接着剤４５と接触する最終層の材料にＡｌ₂ Ｏ
₃ を添加すると接着剤４５の吸湿が抑制されるためであ
る。

【００４９】なお、ミラー基板４１の入射側の反射防止
膜４１ａは可視域の光に対するものであり、保護基板４
２の入射側の反射防止膜４４ａはＡｌ₂ Ｏ₃ 膜とＳｉＯ
₂ 膜を交互に積層したものであり、出射側の反射防止膜
４４ｂは波長４２０〜６００ｎｍの光を反射する。

【００５０】赤反射ダイクロイックミラー４０の反射光
は赤トリミングフィルター５０を経て取り出される。赤
トリミングフィルター５０はトリミングフィルター基板
５１の出射側に赤トリミングフィルター膜５２、入射側
に可視域の光に対する反射防止膜５３を設けたもので、
赤トリミングフィルター膜５２は、図１０に実線で示す
ように、波長７５０ｎｍ付近の光と、波長８５０ｎｍ付
近の反射光を除去する赤トリミングフィルター特性を有
する。

【００５１】また、ミラー基板４１、保護基板４３、ト
リミングフィルター基板５１はすべてＢＫ７基板であ
る。

【００５２】本実施例によれば、赤反射ダイクロイック
ミラー膜に保護基板を接着する接着剤に紫外線硬化型の
接着剤を用いることで、赤反射ダイクロイックミラーの
耐光性を大幅に向上させるとともに、赤反射ダイクロイ
ックミラー膜の最終層の材料にＡｌ₂ Ｏ₃ を添加するこ
とによって、接着剤との接触による赤反射ダイクロイッ
クミラー膜の水分含有量の変化を抑制し、接着剤の吸湿
に起因する赤反射ダイクロイックミラー特性の劣化を回
避するものである。これによって、耐光性にすぐれてお
りしかも光学特性が安定した赤反射ダイクロイックミラ
ーを得ることができる。

【００５３】なお、接着剤による吸湿を防ぐために赤反
射ダイクロイックミラー膜の最終層に添加する材料はＡ
ｌ₂ Ｏ₃ に限定されることなく、例えば、網状構造を有
する高分子材料等の、屈折率が接着剤のものとほぼ等し
くて可視域の光に対して吸収のない材料であってしかも
必要な防湿効果の得られるものであればいかなる材料で
もよい。さらに、撥水性のあるＰＴＦＥ等を用いても同
様の効果を得ることができる。

【００５４】また、本実施例は赤反射ダイクロイックミ
ラーであるために必要な光学特性を確保するには最終層
の材料に添加するＡｌ₂ Ｏ₃ の量が小量に限定される
が、第１〜第３の実施例のｉ線フィルター等の場合には
最終層により多くのＡｌ₂ Ｏ₃を添加することができ
る。

【００５５】図１１は第１実施例のｉ線フィルター膜の
最終層のＴａ₂ Ｏ₅ に２０％のＡｌ₂ Ｏ₃ を添加した場
合と添加しない場合の波長シフトを比較したものであ
る。このグラフから、最終層にＡｌ₂ Ｏ₃ を添加すると
接着剤の吸湿を防ぎ誘電体光学素子の波長シフトを大幅
に改善できることが解る。

【００５６】また、第１〜第４の実施例において、接着
中やその前のｉ線フィルター膜や赤反射ダイクロイック
ミラー膜を高湿環境下に所定時間保持し、これらの誘電
体多層膜（光学薄膜層）に予め充分水分を吸収させると
光学特性の経時変化を防ぐうえで極めて効果的であるこ
とが判明している。誘電体多層膜が充分に水分を含有し
ていない場合には、接着剤の吸湿によって膜内の水分含
有量が大きく変化するため、光学特性の劣化が著しい。
特に接着中に湿度管理を行なうことは、接着剤の硬化時
の吸湿を防ぎ、誘電体多層膜の光学特性を安定させるの
に大きく役立つ。また、接着前に誘電体多層膜の水分量
を飽和させた状態で光学特性を測定して品質検査を行な
えば、製品の品質のバラつきを防ぐうえで効果的とな
る。

【００５７】例えば、第２実施例によるｉ線フィルター
の場合には、接着前の誘電体多層膜を湿度７０％以上の
高湿状態に１時間以上保持し、接着工程中の雰囲気を湿
度５０％以上に維持することで、極めて高品質で耐久性
にすぐれたｉ線フィルターを得ることができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００５９】保護基板等を接着する接着剤の劣化や吸湿
等によって光学特性が変化するおそれのない高品質で耐
久性にすぐれた誘電体光学素子を実現できる。

【００６０】請求項１記載の発明によれば、紫外線によ
る接着剤の劣化を防ぎ、誘電体光学素子の耐光性を向上
できる。

【００６１】請求項５または６記載の発明によれば、誘
電体多層膜の水分含有量の変化に起因する光学特性の変
化を回避できる。

【００６２】このような誘電体光学素子を、例えばｉ線
を露光光とする露光装置のｉ線フィルターとして用いる
ことで、露光装置の転写、焼き付け精度の向上に大きく
貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の膜構成を示す図である。

【図２】紫外線硬化型のアクリル系の接着剤を用いたｉ
線フィルターと、エポキシ系の接着剤を用いたｉ線フィ
ルターの耐光性を比較したグラフである。

【図３】第２実施例の膜構成を示す図である。

【図４】第３実施例を説明する図である。

【図５】図４のミラーの反射率の周波数特性を示すグラ
フである。

【図６】図４のレンズの反射防止膜の反射率の周波数特
性を示すグラフである。

【図７】図４の補助フィルター膜の透過率の周波数特性
を示すグラフである。

【図８】図４のｉ線フィルターの耐光テストを行った結
果を示すグラフである。

【図９】第４実施例を説明する図である。

【図１０】図１０の装置の赤反射ダイクロイックミラー
と赤トリミングフィルターの光学特性を示すグラフであ
る。

【図１１】多層膜の最終層にＡｌ₂ Ｏ₃ を添加した場合
と添加しない場合の波長シフトを比較するグラフであ
る。

【図１２】従来例による誘電体光学素子の膜構成を示す
図である。

【符号の説明】

１，１１，３８フィルター基板２，１２，３９ｉ線フィルター膜３，１３，３４，４２保護基板４，１４，３２，３５，３６，４０，４１ａ，４４ａ，
４４ｂ，５３反射防止膜５，１５，３７，４５接着剤１６撥水コート１７防水コート３３補助フィルター膜４１ミラー基板４３赤反射ダイクロイックミラー膜５１トリミングフィルター基板５２赤トリミングフィルター膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線を含む光を透過または反射する光
学薄膜層と、該光学薄膜層を支持する第１の基板と、接
着剤によって前記光学薄膜層の表面に接着された第２の
基板を有し、前記接着剤が紫外線硬化型の接着剤である
ことを特徴とする誘電体光学素子。
【請求項２】接着剤が、アクリル酸、メタクリル酸お
よびこれらの誘電体または重合体を主成分とするもので
あることを特徴とする請求項１記載の誘電体光学素子。
【請求項３】接着剤が、エポキシアクリレートを主成
分とするものであることを特徴とする請求項１記載の誘
電体光学素子。
【請求項４】波長３００ｎｍ以下の光成分を除去する
ための補助フィルター手段または反射手段が付加されて
いることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記
載の誘電体光学素子。
【請求項５】第１の基板と、これに積層された光学薄
膜層と、接着剤によって前記光学薄膜層の表面に接着さ
れた第２の基板を有し、前記光学薄膜層の前記表面がＡ
ｌ₂ Ｏ₃ またはこれを含有する材料によって形成されて
いることを特徴とする誘電体光学素子。
【請求項６】第１の基板と、これに積層された光学薄
膜層と、接着剤によって前記光学薄膜層の表面に接着さ
れた第２の基板を有し、前記光学薄膜層の前記表面に撥
水コートが施されていることを特徴とする誘電体光学素
子。
【請求項７】第１のおよび第２の基板と光学薄膜層か
らなる積層体の側面に防水コートが施されていることを
特徴とする請求項５または６記載の誘電体光学素子。
【請求項８】接着剤が紫外線硬化型の接着剤であるこ
とを特徴とする請求項５ないし７いずれか１項記載の誘
電体光学素子。
【請求項９】光学薄膜層が、接着剤によって第２の基
板を接着する前に水分を充分吸収させたものであること
を特徴とする請求項１ないし８いずれか１項記載の誘電
体光学素子。
【請求項１０】請求項１ないし９いずれか１項記載の
誘電体光学素子によって選択透過された露光光によって
ウエハを露光する露光手段を有する露光装置。
【請求項１１】露光光がｉ線であり、誘電体光学素子
がｉ線フィルターであることを特徴とする請求項１０記
載の露光装置。
【請求項１２】第１および第２の基板のうちの少なく
とも一方がＢＫ７基板であることを特徴とする請求項１
０または１１記載の露光装置。