JP3720609B2

JP3720609B2 - Antireflection film and optical system provided with the same

Info

Publication number: JP3720609B2
Application number: JP00392499A
Authority: JP
Inventors: 実大谷; 謙二安藤; 康之鈴木; 竜二批榔; 秀宏金沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2019-01-11
Also published as: JP2000206304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射防止膜及びそれを施した光学系に関し、特に蛍石や石英等の光学素子基板の表面に所定の屈折率層を複数積層し、例えばＡｒＦエキシマレーザーから放射される波長１９３ｎｍ、及びその近傍の紫外光領域の反射防止を行った、半導体デバイス製造用の各種の光学系に適用したときに有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より紫外光用の反射防止膜としてＡｌ₂ Ｏ₃ 膜を含む高屈折率層とＳｉＯ₂ を含む低屈折率層を透明基板面に交互に複数積層した反射防止膜が、例えば特開平７−２１８７０１号公報で提案されている。
【０００３】
又、フッ化物膜を用いた反射防止膜が、例えば特開平７−２４４２０５号公報や特開平７−２４４２１７号公報で提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
波長１９３ｎｍ近傍の紫外光用の反射防止膜として特開平７−２１８７０１号公報で提案されているＡｌ₂ Ｏ₃ 膜とＳｉＯ₂ 膜を用いた反射防止膜は反射防止帯域幅（波長幅）が比較的狭い傾向があった。
【０００５】
一般に反射防止帯域幅が狭いと製造上の膜厚制御の誤差により、対象とする波長幅が変動してきたりする。又レンズ等の曲面に反射防止膜を形成した場合、光の入射角の違いにより反射率、透過率等の光学特性が大きく変動してくる場合があった。
【０００６】
特開平７−２４４２０５号公報や特開平７−２４４２１７号公報で提案されているフッ化物膜を用いた反射防止膜は対象とする波長域において反射率を０．２％以下という低反射率にすることが難しく、又フッ化物膜の耐環境性が酸化物（Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ ）に比べて劣るという問題点があった。
【０００７】
本発明は、所定の屈折率を有する透明基板上に高屈折率層と低屈折率層とを適切な光学的膜厚で積層することによって波長１９３ｎｍ近傍の紫外領域において良好なる反射防止を行った耐環境性に優れた反射防止膜及びそれを施した光学系の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の反射防止膜は、透明な基板上に該基板側から空気側へ順にＡｌ₂ Ｏ₃ を含む高屈折率層とＳｉＯ₂を含む低屈折率層を交互に積層し、全体として８層設け、波長１９３ｎｍの光に対する該低屈折率層と該高屈折率層の屈折率をそれぞれｎｓ，ｎａとした場合、
１．５６０≦ｎｓ≦１．５７
１．６８≦ｎａ≦１．７６３
を満足し、
波長１８０ｎｍから波長２００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前述の各層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）を前記基板側から数えて第１層から第８層まで順にｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８と表すとき、
０．０２×λ０≦ｄ１≦０．１６×λ０
０．９５×λ０≦ｄ２≦１．２０×λ０
０．３０×λ０≦ｄ３≦０．５０×λ０
０．２２×λ０≦ｄ４≦０．３８×λ０
０．２２×λ０≦ｄ５≦０．２７×λ０
０．２４×λ０≦ｄ６≦０．３０×λ０
０．２３×λ０≦ｄ７≦０．２７×λ０
０．２３×λ０≦ｄ８≦０．２９×λ０
を満たすことを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記基板が石英又は蛍石であることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明の光学系は、請求項１又は２の反射防止膜を施したレンズを備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明の露光装置は、請求項３の光学系により原版のパターンを基板上に結像することを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明のデバイスの製造方法は、請求項４の露光装置を用いて原版のパターンを基板上に転写する工程を有することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の反射防止膜の実施形態の要部断面概略図である。本実施形態の反射防止膜は石英や蛍石等の透明な基板Ｇ面上にＡｌ₂ Ｏ₃ を含む高屈折率層とＳｉＯ₂ を含む低屈折率層を交互に積層し、全体として８層積層した多層膜より成っている。そして基板Ｇとして、その屈折率が低屈折率層の屈折率よりも低い蛍石やそれよりも僅かに高い合成石英等を用いている。
【００１４】
図１に示す反射防止膜の８層は基板Ｇ側から空気層側にかけて順に数えたとき第１，第３，第５，第７層がＡｌ₂ Ｏ₃ を含む高屈折率層（Ｈ）、第２，第４，第６，第８層がＳｉＯ₂ を含む低屈折率層（Ｌ）で構成している。そして高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌ、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率を各々ｎａ，ｎｓとしたとき、
１．５６０≦ｎｓ≦１．５７
１．６８ ≦ｎａ≦１．７６３
を満足するようにしている。
【００１５】
又、本実施形態では、波長１８０ｎｍから波長２００ｎｍの範囲に設計中心波長λ０をもち、前述の各層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）を前記基板側から数えて第１層から第８層まで順にｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８と表すとき、
０．０２×λ０≦ｄ１≦０．１６×λ０
０．９５×λ０≦ｄ２≦１．２０×λ０
０．３０×λ０≦ｄ３≦０．５０×λ０
０．２２×λ０≦ｄ４≦０．３８×λ０
０．２２×λ０≦ｄ５≦０．２７×λ０
０．２４×λ０≦ｄ６≦０．３０×λ０
０．２３×λ０≦ｄ７≦０．２７×λ０
０．２３×λ０≦ｄ８≦０．２９×λ０
を満たすように各層を設定している。
【００１６】
次に本発明の反射防止膜の各実施例の具体的な数値について説明する。
【００１７】
実施例１
波長１９３ｎｍでの屈折率１．７１３のＡｌ₂ Ｏ₃ 膜と屈折率１．５６０のＳｉＯ₂ 膜を用いて、設計中心波長λ０＝１９３ｎｍの紫外光に対する反射防止膜の構成を表１に示した。合成石英の基板を用い、表１の膜厚で真空蒸着法を用いて反射防止膜を製作し、その反射特性を測定した。図２に反射率光学特性測定結果を示す。反射率０．２％以下の特性が得られた。
【００１８】
【表１】

【００１９】
実施例２
波長１９３ｎｍでの屈折率１．７１３のＡｌ₂ Ｏ₃ 膜と屈折率１．５６０のＳｉＯ₂ 膜を用いて、設計中心波長λ０＝１９３ｎｍの紫外光に対する反射防止膜の構成を表２に示した。蛍石の基板を用い、表２の膜厚でスパッタリング法を用いて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。反射率０．２％以下の特性であることが確認された。
【００２０】
【表２】

【００２１】
実施例３
波長１９３ｎｍでの屈折率１．７３３のＡｌ₂ Ｏ₃ 膜と屈折率１．５６０のＳｉＯ₂ 膜を用いて、設計中心波長λ０＝１９３ｎｍの紫外光に対する反射防止膜の構成を表３に示した。合成石英の基板を用い、表３の膜厚でスパッタリング法を用いて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０．２％以下の特性であることが確認された。
【００２２】
【表３】

【００２３】
実施例４
波長１９３ｎｍでの屈折率１．７３３のＡｌ₂ Ｏ₃ 膜と屈折率１．５６０のＳｉＯ₂ 膜を用いて、設計中心波長λ０＝１９３ｎｍの紫外光に対する反射防止膜の構成を表４に示した。蛍石の基板を用い、表４の膜厚で真空蒸着法を用いて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。反射率０．２％以下の特性であることが確認された。
【００２４】
【表４】

【００２５】
実施例５
波長１９３ｎｍでの屈折率１．７６３のＡｌ₂ Ｏ₃ 膜と屈折率１．５６０のＳｉＯ₂ 膜を用いて、設計中心波長λ０＝１９３ｎｍの紫外光に対する反射防止膜の構成を表５に示した。合成石英の基板を用い、表５の膜厚でスパッタリング法を用いて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。反射率０．２％以下の特性であることが確認された。
【００２６】
【表５】

【００２７】
実施例６
波長１９３ｎｍでの屈折率１．７６３のＡｌ₂ Ｏ₃ 膜と屈折率１．５６０のＳｉＯ₂ 膜を用いて、設計中心波長λ０＝１９３ｎｍの紫外光に対する反射防止膜の構成を表６に示した。蛍石の基板を用い、表６の膜厚で真空蒸着法を用いて反射防止膜を製作し、その反射特性を測定した。図７に反射率光学特性測定結果を示す。反射率０．２％以下の特性であることが確認された。
【００２８】
【表６】

【００２９】
比較例
表１〜６の反射防止膜とフッ化物膜を用いた反射防止膜及びフッ化物単層膜とＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ 単層膜の耐環境性を比較する為、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。フッ化物膜は、高屈折率膜として、ＮｄＦ₃ ，ＬａＦ₃ ，ＧｄＦ₃ ，ＨｏＦ₃ ，ＹｂＦ₃ 、低屈折率膜としてＡｌＦ₃ ，Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ ，ＭｇＦ₂ を用いた。
【００３０】
６０℃−相対湿度９０％の環境下に１０００時間放置した結果は、単層膜サンプル及び反射防止膜サンプルともフッ化物を用いたサンプルはすべて、外観に曇りや剥がれが見られ、テープ試験の密着性にもＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ に比べ劣っていることが確認された。
【００３１】
本発明では前述した構成の反射防止膜を各レンズ面やミラー面等に適用した光学系を紫外光領域を対象とした各種の装置に用いている。例えば、前述した構成の反射防止膜を施した光学系を半導体デバイスを製造するときに回路パターンが形成されているレチクル面を照明するときの照明装置やレチクル面上のパターンをウエハ面上に投影露光するときの露光装置等に用いている。又このときの露光装置によって得られたウエハを現像処理工程を介してデバイスを製造するようにしている。
【００３２】
図８は本発明の反射防止膜を備える光学系を用いた半導体デバイス製造用の露光装置の要部概略図である。
【００３３】
図中１はエキシマレーザ等の紫外光を放射する光源である。２は照明装置であり、光源１からの光束でレチクル４を照明している。３はミラー面である。５は投影光学系であり、レチクル４面上のパターンをウエハ６に投影している。
【００３４】
本実施形態ではミラー３、そして照明装置２や投影光学系５に使われているレンズ等の光学要素には本発明の反射防止膜が施されている。これによって光束の各面での反射防止を図りフレアーやゴーストの発生を防止して良好なる投影パターン像を得ている。
【００３５】
次に上記説明した露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００３６】
図９は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフローチャートである。
【００３７】
本実施例においてステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００３８】
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマスクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
【００３９】
次のステップ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。
【００４０】
ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４１】
図１０は上記ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。まずステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
【００４２】
ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００４３】
ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００４４】
尚本実施形態の製造方法を用いれば高集積度の半導体デバイスを容易に製造することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、所定の屈折率を有する透明基板上に高屈折率層と低屈折率層とを適切な光学的膜厚で積層することによって波長１９３ｎｍ近傍の紫外領域において良好なる反射防止を行った耐環境性に優れた反射防止膜及びそれを施した光学系を達成することができる。
【００４６】
特に本発明によれば、フッ化物膜の真空紫外用の反射防止膜より耐環境性の優れたＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜を用いて真空紫外（ＡｒＦエキシマレーザー光）用の反射防止膜を提供することができる。又、膜構成を最適化することにより、石英基板及び蛍石基板上に８層構造で低反射率の紫外用の反射防止膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射防止膜の実施形態の要部断面概略図
【図２】本発明の反射防止膜の実施形態１の反射特性図
【図３】本発明の反射防止膜の実施形態２の反射特性図
【図４】本発明の反射防止膜の実施形態３の反射特性図
【図５】本発明の反射防止膜の実施形態４の反射特性図
【図６】本発明の反射防止膜の実施形態５の反射特性図
【図７】本発明の反射防止膜の実施形態６の反射特性図
【図８】本発明の露光装置の要部概略図
【図９】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図１０】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【符号の説明】
Ｇ基板
１光源
２照明装置
３ミラー
４，Ｒレチクル
５投影光学系
６，Ｗウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antireflection film and an optical system provided with the antireflection film, and in particular, a plurality of predetermined refractive index layers are laminated on the surface of an optical element substrate such as fluorite and quartz, and a wavelength of 193 nm emitted from, for example, an ArF excimer laser, In addition, it is effective when applied to various optical systems for manufacturing semiconductor devices, in which the reflection of the ultraviolet light region in the vicinity thereof is prevented.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an antireflection film in which a plurality of high refractive index layers including an Al ₂ O ₃ film and low refractive index layers including SiO ₂ are alternately laminated on a transparent substrate surface as an antireflection film for ultraviolet light is disclosed in, for example, This is proposed in Japanese Patent No. 218701.
[0003]
Further, an antireflection film using a fluoride film has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-244205 and 7-244217.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An antireflection film using an Al ₂ O ₃ film and an SiO ₂ film proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-218701 as an antireflection film for ultraviolet light in the vicinity of a wavelength of 193 nm has a comparison in antireflection bandwidth (wavelength width). There was a narrow tendency.
[0005]
In general, when the antireflection bandwidth is narrow, the target wavelength width may fluctuate due to an error in film thickness control in manufacturing. In addition, when an antireflection film is formed on a curved surface of a lens or the like, optical characteristics such as reflectance and transmittance may fluctuate greatly due to differences in the incident angle of light.
[0006]
The antireflection film using a fluoride film proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-244205 and 7-244217 has a low reflectivity of 0.2% or less in the target wavelength range. In addition, the environmental resistance of the fluoride film is inferior to that of oxides (Al ₂ O ₃ , SiO ₂ ).
[0007]
In the present invention, a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated with an appropriate optical film thickness on a transparent substrate having a predetermined refractive index, thereby achieving good antireflection in the ultraviolet region near a wavelength of 193 nm. An object is to provide an antireflection film excellent in environmental resistance and an optical system provided with the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The antireflection film of the invention of claim 1 is formed by alternately laminating a high refractive index layer containing Al ₂ O ₃ and a low refractive index layer containing SiO ₂ on a transparent substrate in this order from the substrate side to the air side. When eight layers are provided, and the refractive indexes of the low refractive index layer and the high refractive index layer with respect to light having a wavelength of 193 nm are ns and na, respectively,
1.560 ≦ ns ≦ 1.57
1.68 ≦ na ≦ 1.763
Satisfied ,
The design center wavelength λ0 is in the range of wavelength 180 nm to wavelength 200 nm, and the optical film thickness (refractive index × geometric film thickness) of each of the aforementioned layers is counted from the substrate side in order from the first layer to the eighth layer d1. , D2, d3, d4, d5, d6, d7, d8,
0.02 × λ0 ≦ d1 ≦ 0.16 × λ0
0.95 × λ0 ≦ d2 ≦ 1.20 × λ0
0.30 × λ0 ≦ d3 ≦ 0.50 × λ0
0.22 × λ0 ≦ d4 ≦ 0.38 × λ0
0.22 × λ0 ≦ d5 ≦ 0.27 × λ0
0.24 × λ0 ≦ d6 ≦ 0.30 × λ0
0.23 × λ0 ≦ d7 ≦ 0.27 × λ0
0.23 × λ0 ≦ d8 ≦ 0.29 × λ0
It is characterized in the less than Succoth.
[0009]
The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the substrate is made of quartz or fluorite.
[0010]
An optical system according to a third aspect of the invention is characterized by comprising a lens provided with the antireflection film according to the first or second aspect.
[0011]
An exposure apparatus according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the pattern of the original is imaged on the substrate by the optical system of the third aspect.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising the step of transferring an original pattern onto a substrate using the exposure apparatus according to the fourth aspect.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of an embodiment of the antireflection film of the present invention. The antireflective film of this embodiment is formed by alternately laminating a high-refractive index layer containing Al ₂ O ₃ and a low-refractive index layer containing SiO ₂ on a transparent substrate G surface such as quartz or fluorite. It consists of laminated multilayer films. As the substrate G, fluorite whose refractive index is lower than that of the low refractive index layer or synthetic quartz slightly higher than that is used.
[0014]
When the eight layers of the antireflection film shown in FIG. 1 are counted in order from the substrate G side to the air layer side, the first, third, fifth and seventh layers have a high refractive index layer (H) containing Al ₂ O ₃ , The second, fourth, sixth and eighth layers are composed of a low refractive index layer (L) containing SiO ₂ . Then, when the refractive indexes for the high refractive index layer H, the low refractive index layer L, and the light with a wavelength of 193 nm are na and ns, respectively.
1.560 ≦ ns ≦ 1.57
1.68 ≦ na ≦ 1.763
To be satisfied.
[0015]
In the present embodiment, the design center wavelength λ0 is in the wavelength range of 180 nm to 200 nm, and the optical thickness (refractive index × geometric thickness) of each layer is counted from the substrate side as the first layer. To d8, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8 in order,
0.02 × λ0 ≦ d1 ≦ 0.16 × λ0
0.95 × λ0 ≦ d2 ≦ 1.20 × λ0
0.30 × λ0 ≦ d3 ≦ 0.50 × λ0
0.22 × λ0 ≦ d4 ≦ 0.38 × λ0
0.22 × λ0 ≦ d5 ≦ 0.27 × λ0
0.24 × λ0 ≦ d6 ≦ 0.30 × λ0
0.23 × λ0 ≦ d7 ≦ 0.27 × λ0
0.23 × λ0 ≦ d8 ≦ 0.29 × λ0
Each layer is set to satisfy.
[0016]
Next, specific numerical values of the respective examples of the antireflection film of the present invention will be described.
[0017]
Example 1
Table 1 shows the configuration of an antireflection film for ultraviolet light having a design center wavelength λ0 = 193 nm, using an Al ₂ O ₃ film having a refractive index of 1.713 and a SiO ₂ film having a refractive index of 1.560 at a wavelength of 193 nm. . Using a synthetic quartz substrate, an antireflection film was manufactured using the vacuum deposition method with a film thickness shown in Table 1, and the reflection characteristics were measured. FIG. 2 shows the measurement results of the reflectance optical characteristics. A characteristic with a reflectance of 0.2% or less was obtained.
[0018]
[Table 1]

[0019]
Example 2
Table 2 shows the configuration of an antireflection film for ultraviolet light having a design center wavelength λ0 = 193 nm using an Al ₂ O ₃ film having a refractive index of 1.713 and a SiO ₂ film having a refractive index of 1.560 at a wavelength of 193 nm. . Using a fluorite substrate, an antireflective film was fabricated using the sputtering method with a film thickness shown in Table 2, and the reflection characteristics were measured. FIG. 3 shows the measurement results of the reflectance optical characteristics. It was confirmed that the reflectance was 0.2% or less.
[0020]
[Table 2]

[0021]
Example 3
Table 3 shows the configuration of an antireflection film for ultraviolet light having a design center wavelength λ0 = 193 nm using an Al ₂ O ₃ film having a refractive index of 1.733 and a SiO ₂ film having a refractive index of 1.560 at a wavelength of 193 nm. . Using a synthetic quartz substrate, an antireflection film was manufactured by sputtering using the film thickness shown in Table 3, and the reflection characteristics were measured. FIG. 4 shows the measurement results of the reflectance optical characteristics. It was confirmed that the reflectance was 0.2% or less.
[0022]
[Table 3]

[0023]
Example 4
Table 4 shows the configuration of an antireflection film for ultraviolet light having a design center wavelength of λ0 = 193 nm using an Al ₂ O ₃ film having a refractive index of 1.733 and a SiO ₂ film having a refractive index of 1.560 at a wavelength of 193 nm. . Using a fluorite substrate, an antireflection film was produced using the vacuum deposition method with a film thickness shown in Table 4, and the reflection characteristics were measured. FIG. 5 shows the measurement results of the reflectance optical characteristics. It was confirmed that the reflectance was 0.2% or less.
[0024]
[Table 4]

[0025]
Example 5
Table 5 shows the configuration of an antireflection film for ultraviolet light having a design center wavelength of λ0 = 193 nm using an Al ₂ O ₃ film having a refractive index of 1.763 and a SiO ₂ film having a refractive index of 1.560 at a wavelength of 193 nm. . Using a synthetic quartz substrate, an antireflective film was fabricated using the sputtering method with a film thickness shown in Table 5, and the reflection characteristics were measured. FIG. 6 shows the measurement results of the reflectance optical characteristics. It was confirmed that the reflectance was 0.2% or less.
[0026]
[Table 5]

[0027]
Example 6
Table 6 shows the configuration of an antireflection film for ultraviolet light having a design center wavelength λ0 = 193 nm using an Al ₂ O ₃ film having a refractive index of 1.763 and a SiO ₂ film having a refractive index of 1.560 at a wavelength of 193 nm. . Using a fluorite substrate, an antireflective film was fabricated using the vacuum deposition method with a film thickness shown in Table 6, and the reflection characteristics were measured. FIG. 7 shows the measurement results of the reflectance optical characteristics. It was confirmed that the reflectance was 0.2% or less.
[0028]
[Table 6]

[0029]
Comparative Example In order to compare the antireflection film of Tables 1 to 6 and the antireflection film using a fluoride film and the environmental resistance of a fluoride single layer film and a SiO ₂ , Al ₂ O ₃ single layer film, 60 ° C.-relative The sample was left in an environment of 90% humidity for 1000 hours, and the appearance and adhesion were compared. As the fluoride film, NdF ₃ , LaF ₃ , GdF ₃ , HoF ₃ , YbF ₃ were used as the high refractive index film, and AlF ₃ , Na ₃ AlF ₆ , MgF ₂ were used as the low refractive index film.
[0030]
As a result of leaving it in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 1000 hours, both the single-layer film sample and the anti-reflection film sample were found to be cloudy or peeled in appearance, and the adhesion of the tape test It was confirmed that the properties were inferior to those of SiO ₂ and Al ₂ O ₃ .
[0031]
In the present invention, an optical system in which the antireflection film having the above-described configuration is applied to each lens surface, mirror surface, and the like is used in various apparatuses for the ultraviolet region. For example, when manufacturing an optical system with an antireflection film having the above-described configuration when a semiconductor device is manufactured, the illumination device for illuminating the reticle surface on which the circuit pattern is formed and the pattern on the reticle surface are projected onto the wafer surface. It is used in an exposure apparatus for exposure. In addition, a device obtained from the wafer obtained by the exposure apparatus is manufactured through a development process.
[0032]
FIG. 8 is a schematic view of the essential part of an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices using an optical system provided with the antireflection film of the present invention.
[0033]
In the figure, reference numeral 1 denotes a light source that emits ultraviolet light such as an excimer laser. An illumination device 2 illuminates the reticle 4 with a light beam from the light source 1. Reference numeral 3 denotes a mirror surface. A projection optical system 5 projects a pattern on the surface of the reticle 4 onto the wafer 6.
[0034]
In the present embodiment, the antireflection film of the present invention is applied to the mirror 3 and optical elements such as lenses used in the illumination device 2 and the projection optical system 5. This prevents reflection of the light beam on each surface, prevents flare and ghosting, and obtains a good projection pattern image.
[0035]
Next, an embodiment of a semiconductor device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described.
[0036]
FIG. 9 is a flowchart for manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, or a liquid crystal panel or CCD).
[0037]
In this embodiment, in step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced.
[0038]
On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.
[0039]
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step 4, and is a process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), or the like. including.
[0040]
In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).
[0041]
FIG. 10 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 above. First, in step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface.
[0042]
In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed on the wafer by exposure using the exposure apparatus described above.
[0043]
In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
[0044]
If the manufacturing method of this embodiment is used, a highly integrated semiconductor device can be easily manufactured.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated with an appropriate optical film thickness on a transparent substrate having a predetermined refractive index, so that it is favorable in the ultraviolet region near a wavelength of 193 nm. It is possible to achieve an antireflection film excellent in environmental resistance that has undergone antireflection and an optical system provided with the antireflection film.
[0046]
In particular, according to the present invention, an antireflective film for vacuum ultraviolet (ArF excimer laser light) is used by using a SiO ₂ and Al ₂ O ₃ film having better environmental resistance than the antireflective film for vacuum ultraviolet of a fluoride film. Can be provided. Further, by optimizing the film structure, an antireflection film for ultraviolet rays having an 8-layer structure and a low reflectance can be provided on a quartz substrate and a fluorite substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of an embodiment of the antireflection film of the present invention. FIG. 2 is a reflection characteristic diagram of Embodiment 1 of the antireflection film of the present invention. 4 is a reflection characteristic diagram of Embodiment 3 of the antireflection film of the present invention. FIG. 5 is a reflection characteristic diagram of Embodiment 4 of the antireflection film of the present invention. FIG. 6 is an antireflection film of the present invention. FIG. 7 is a reflection characteristic diagram of Embodiment 5 of the antireflection film of the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram of a main part of the exposure apparatus of the present invention. Flowchart of Manufacturing Method [FIG. 10] Flowchart of Manufacturing Method of Device of the Present Invention [Explanation of Symbols]
G substrate 1 light source 2 illuminating device 3 mirror 4, R reticle 5 projection optical system 6, W wafer

Claims

On the transparent substrate, a high refractive index layer containing Al ₂ O ₃ and a low refractive index layer containing SiO ₂ are alternately laminated in this order from the substrate side to the air side. When the refractive indexes of the low refractive index layer and the high refractive index layer are ns and na, respectively,
1.560 ≦ ns ≦ 1.57
1.68 ≦ na ≦ 1.763
Satisfied ,
The design center wavelength λ0 is in the range of wavelength 180 nm to wavelength 200 nm, and the optical film thickness (refractive index × geometric film thickness) of each of the aforementioned layers is counted from the substrate side in order from the first layer to the eighth layer d1. , D2, d3, d4, d5, d6, d7, d8,
0.02 × λ0 ≦ d1 ≦ 0.16 × λ0
0.95 × λ0 ≦ d2 ≦ 1.20 × λ0
0.30 × λ0 ≦ d3 ≦ 0.50 × λ0
0.22 × λ0 ≦ d4 ≦ 0.38 × λ0
0.22 × λ0 ≦ d5 ≦ 0.27 × λ0
0.24 × λ0 ≦ d6 ≦ 0.30 × λ0
0.23 × λ0 ≦ d7 ≦ 0.27 × λ0
0.23 × λ0 ≦ d8 ≦ 0.29 × λ0
The satisfy antireflection film characterized by Succoth.

2. The antireflection film according to claim 1 , wherein the substrate is made of quartz or fluorite.

Claim 1 or an optical system, characterized in that it comprises a lens which has been subjected to the second anti-reflection film.

An exposure apparatus which forms an image of an original pattern on a substrate by the optical system according to claim 3 .

A device manufacturing method comprising a step of transferring an original pattern onto a substrate using the exposure apparatus according to claim 4 .