JPH11142606A - 反射防止膜及びその製造方法 - Google Patents
反射防止膜及びその製造方法Info
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Abstract
射防止膜を提供する。 【解決手段】 高屈折率膜としてAl2 O3 を用い、低
屈折率膜としてAlF3またはMgF2 を用い、4また
は5または6層構成である反射防止膜。膜の形成には真
空蒸着法またはスパッタリング法またはCVD法を用い
る。
Description
コーティングされる反射防止膜に関し、特に波長250
nm以下の紫外光に有効な反射防止膜に関する。
は、フッ化物膜を用いたものが特開昭61−77001
号公報、特開平7−244205号公報および特開平7
−244217号公報に記載されている。
5号公報、特開平7−244217号公報には、フッ化
物膜としてフッ化物の高屈折率膜(NdF3 、LaF3
等)が開示されているが、これらが酸化物膜(Al2 O
3 膜)に比べると耐環境性(高温度、高湿度環境の特性
安定性能)が劣るという問題があり、そのため、ステッ
パーの屈折型投影光学系のように多数枚のレンズを用い
る光学系の場合、経時変化により1面の反射防止特性が
微小変化しても投影系全体では大きな特性シフトになっ
てしまうという問題があった。
能(経時的光学特性安定性能)に優れ広帯域幅の反射防
止膜及びその製造方法を提供することである。
域で利用可能な高屈折率膜材料の中で最も緻密な膜が製
造可能であり、反射防止膜の耐環境性能(光学特性の経
時的安定性)を向上させるためには高屈折率膜としてA
l2 O3 膜を用いることにより特性の安定化が著しく向
上することを見出した。
膜としては同一Al金属を含むAlF3 膜が好ましく界
面のロスが小さいことが明らかとなった。また、AlF
3 の代わりとしてMgF2 でも可能である。
得られたが、スパッタ法により緻密な膜形成が可能とな
り耐環境性能は向上した。また、CVD法によってレン
ズ等の曲面に均一に膜製造することも可能である。
る膜厚誤差を考慮すると、前記目的を達成するための本
発明の反射防止膜の膜構成は、波長190nmから25
0nmの範囲に設計中心波長λ0 をもち、基板側から空
気側へ順に屈折率nh の高屈折率層と屈折率nl の低屈
折率層の交互多層膜であって、4層構造を有し、基板の
屈折率をnとした時、屈折率が、 1.35≦nl ≦1.45 1.60≦nh ≦1.85 nl ≦n≦nh を満たし、各層の光学的膜厚(屈折率X幾何学的膜厚)
を基板側から数えて第1層から第4層まで順にd1 、d
2 、d3 、d4 と表すとき、第1層と第3層が高屈折率
層であり、第2層と第4層が低屈折率層であって、 0.38λ0 ≦d1 ≦0.43λ0 0.38λ0 ≦d2 ≦0.43λ0 0.20λ0 ≦d3 ≦0.25λ0 0.20λ0 ≦d4 ≦0.25λ0 を満たす膜構成であるか;波長190nmから250n
mの範囲に設計中心波長λ0 をもち、基板側から空気側
へ順に屈折率nh の高屈折率層と屈折率nl の低屈折率
層の交互多層膜であって、5層構造を有し、基板の屈折
率をnとした時、屈折率が、 1.35≦nl ≦1.45 1.60≦nh ≦1.85 nl ≦n≦nh を満たし、各層の光学的膜厚(屈折率X幾何学的膜厚)
を基板側から数えて第1層から第5層まで順にd1 、d
2 、d3 、d4 、d5 と表すとき、第1層と第3層と第
5層が低屈折率層であり、第2層と第4層が高屈折率層
であって、 0.42λ0 ≦d1 ≦0.47λ0 0.37λ0 ≦d2 ≦0.42λ0 0.37λ0 ≦d3 ≦0.42λ0 0.20λ0 ≦d4 ≦0.25λ0 0.20λ0 ≦d5 ≦0.25λ0 を満たす膜構成であるか;あるいは波長190nmから
250nmの範囲に設計中心波長λ0 をもち、基板側か
ら空気側へ順に屈折率nh の高屈折率層と屈折率nl の
低屈折率層の交互多層膜であって、6層構造を有し、基
板の屈折率をnとした時、屈折率が、 1.35≦nl ≦1.45 1.60≦nh ≦1.85 nl ≦n≦nh を満たし、各層の光学的膜厚(屈折率X幾何学的膜厚)
を基板側から数えて第1層から第6層まで順にd1 、d
2 、d3 、d4 、d5 、d6 と表すとき、第1層と第3
層と第5層が高屈折率層であり、第2層と第4層と第6
層が低屈折率層であって、 0.40λ0 ≦d1 ≦0.45λ0 0.37λ0 ≦d2 ≦0.42λ0 0.45λ0 ≦d3 ≦0.50λ0 0.04λ0 ≦d4 ≦0.09λ0 0.28λ0 ≦d5 ≦0.33λ0 0.20λ0 ≦d6 ≦0.25λ0 を満たす膜構成だとよい。高屈折率膜は先にも述べたが
Al2 O3 であり、低屈折率膜はAlF3 が良く、Mg
F2 でも可能である。
AlF3 またはMgF2を用い、上記の膜構成にするこ
とにより、紫外光域での広帯域幅の反射防止膜を提供す
ることができた。 (2)高屈折率膜としてAl2 O3 を用いることによ
り、耐環境性の優れた紫外波長域の反射防止膜を提供す
ることができた。
形態を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれに
限定されるものではなく、適宜本発明の範囲内で変更で
きるものである。
F2 を用い、設計中心波長λ0 =193nmの紫外光に
対する4層反射防止膜構成を表1に示した。合成石英基
板を用い、表1の膜厚で反射防止膜を製作した。製作し
た反射特性を測定した結果を、図1に示す。反射率0.
2%以下の波長帯域幅が約40nmと広いことが確認さ
れた。
成の反射防止膜構成を、表2に示した。蛍石基板を用
い、表2の膜厚で反射防止膜を製作した。製作した反射
防止膜の反射特性を測定した結果を、図2に示す。波長
200nm以下の真空紫外波長域でも、反射率0.2%
以下の波長帯域幅が44nmと広い膜構成が可能である
ことが確認された。
成の反射防止膜構成を、表3に示した。蛍石基板を用
い、表3の膜厚で反射防止膜を製作し、その反射特性を
測定した。図3に反射率光学特性測定結果を示す。波長
200nm以下の真空紫外波長域でも、反射率0.2%
以下の波長帯域幅が46nmと広い膜構成が可能である
ことが確認された。
F2 を用い、設計中心波長λ0 =248nmの紫外光に
対する4層反射防止膜構成を表4に示した。合成石英基
板を用い、表4の膜厚で反射防止膜を製作し、その反射
特性を測定した。図4に反射率光学特性測定結果を示
す。反射率0.5%以下の波長帯域幅が約70nmと広
いことが確認された。
成の反射防止膜構成を、表5に示した。合成石英基板を
用い、表5の膜厚で反射防止膜を製作し、その反射特性
を測定した。図5に反射率光学特性測定結果を示す。波
長200nmから300nmの紫外波長域でも、反射率
0.5%以下の波長帯域幅が80nmと広い膜構成が可
能であることが確認された。
成の反射防止膜構成を、表6に示した。合成石英基板を
用い、表6の膜厚で反射防止膜を製作し、その反射特性
を測定した。図6に反射率光学特性測定結果を示す。波
長200nmから300nmの紫外波長域でも、反射率
0.2%以下の波長帯域幅が80nmと広い膜構成が可
能であることが確認された。
ッタリング法で製作した。
排気後、Al2 O3 は酸素ガスを約20SCCM導入し
電子銃で蒸着し、AlF3 とMgF2 は高真空状態で抵
抗加熱で蒸着した。基板温度は200℃以上加熱した。
ニウムターゲットを用い、Al2 O 3 を成膜する時は酸
素ガスを主成分とするプロセスガスを用い、AlF3 を
成膜する時はXeガスおよびNF3 混合ガスを用いた。
AlF3 成膜時はAr、He等の他の不活性ガスおよび
不活性ガス希釈のF2 ガスやCF4 等のフッ素系ガスで
も可能である。
みを切り替え反射防止膜製作が可能である。
LaF3 やNdF3 を用いたフッ化物膜のみを用いた反
射防止膜(B群)の耐環境性を比較するため、60℃−
相対湿度90%の環境下に1000時間放置し、外観、
密着性の比較を行った。
0時間放置した結果は、B群反射防止膜はすべて、外観
に曇りや剥がれが見られ、テープ試験の密着性にもA群
に比べ劣っていることが確認された。
防止膜より耐環境性の優れたAl2 O 3 膜を用いた紫外
用反射防止膜を提供することができた。また、膜構成を
最適化することにより4、5、6層構造で広帯域幅の紫
外用反射防止膜およびその製造方法を提供することがで
きた。
Claims (7)
- 【請求項1】 波長190nmから250nmの範囲に
設計中心波長λ0 をもち、基板側から空気側へ順に屈折
率nh の高屈折率層と屈折率nl の低屈折率層の交互多
層膜であって、4層構造を有し、基板の屈折率をnとし
た時、屈折率が、 1.35≦nl ≦1.45 1.60≦nh ≦1.85 nl ≦n≦nh を満たし、各層の光学的膜厚(屈折率X幾何学的膜厚)
を基板側から数えて第1層から第4層まで順にd1 、d
2 、d3 、d4 と表すとき、第1層と第3層が高屈折率
層であり、第2層と第4層が低屈折率層であって、 0.38λ0 ≦d1 ≦0.43λ0 0.38λ0 ≦d2 ≦0.43λ0 0.20λ0 ≦d3 ≦0.25λ0 0.20λ0 ≦d4 ≦0.25λ0 を満たすことを特徴とする反射防止膜。 - 【請求項2】 波長190nmから250nmの範囲に
設計中心波長λ0 をもち、基板側から空気側へ順に屈折
率nh の高屈折率層と屈折率nl の低屈折率層の交互多
層膜であって、5層構造を有し、基板の屈折率をnとし
た時、屈折率が、 1.35≦nl ≦1.45 1.60≦nh ≦1.85 nl ≦n≦nh を満たし、各層の光学的膜厚(屈折率X幾何学的膜厚)
を基板側から数えて第1層から第5層まで順にd1 、d
2 、d3 、d4 、d5 と表すとき、第1層と第3層と第
5層が低屈折率層であり、第2層と第4層が高屈折率層
であって、 0.42λ0 ≦d1 ≦0.47λ0 0.37λ0 ≦d2 ≦0.42λ0 0.37λ0 ≦d3 ≦0.42λ0 0.20λ0 ≦d4 ≦0.25λ0 0.20λ0 ≦d5 ≦0.25λ0 を満たすことを特徴とする反射防止膜。 - 【請求項3】 波長190nmから250nmの範囲に
設計中心波長λ0 をもち、基板側から空気側へ順に屈折
率nh の高屈折率層と屈折率nl の低屈折率層の交互多
層膜であって、6層構造を有し、基板の屈折率をnとし
た時、屈折率が、 1.35≦nl ≦1.45 1.60≦nh ≦1.85 nl ≦n≦nh を満たし、各層の光学的膜厚(屈折率X幾何学的膜厚)
を基板側から数えて第1層から第6層まで順にd1 、d
2 、d3 、d4 、d5 、d6 と表すとき、第1層と第3
層と第5層が高屈折率層であり、第2層と第4層と第6
層が低屈折率層であって、 0.40λ0 ≦d1 ≦0.45λ0 0.37λ0 ≦d2 ≦0.42λ0 0.45λ0 ≦d3 ≦0.50λ0 0.04λ0 ≦d4 ≦0.09λ0 0.28λ0 ≦d5 ≦0.33λ0 0.20λ0 ≦d6 ≦0.25λ0 を満たすことを特徴とする反射防止膜。 - 【請求項4】 前記高屈折率層がAl2 O3 を主成分と
する層であり、前記低屈折率層がMgF2 またAlF3
を主成分とする層である、請求項1ないし3のいずれか
1項に記載の反射防止膜。 - 【請求項5】 前記Al2 O3 を主成分とする層と、前
記MgF2 またはAlF3 を主成分とする層を真空蒸着
法で成膜することにより請求項4に記載の構成の反射防
止膜を得ることを特徴とする反射防止膜の製造方法。 - 【請求項6】 アルミニウムターゲットを用い、ガス種
としてAl2 O3 を主成分とする層を成膜するときは酸
素ガスを主成分とするガスを、AlF3 を主成分とする
層を成膜するときはAr、He、Xe等の不活性ガスと
NF3 、CF 4 、F2 等のフッ素系ガスとの混合ガスを
切り替えて用い、スパッタリング法で前記Al2 O3 を
主成分とする層とAlF3 を主成分とする層を成膜する
ことにより請求項4に記載の反射防止膜を得ることを特
徴とする反射防止膜の製造方法。 - 【請求項7】 前記Al2 O3 を主成分とする層と、前
記MgF2 またはAlF3 を主成分とする層をCVD法
で成膜することにより請求項4に記載の構成の反射防止
膜を得ることを特徴とする反射防止膜の製造方法。
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