JPS63113502A - 反射防止膜 - Google Patents
反射防止膜Info
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- JPS63113502A JPS63113502A JP61258410A JP25841086A JPS63113502A JP S63113502 A JPS63113502 A JP S63113502A JP 61258410 A JP61258410 A JP 61258410A JP 25841086 A JP25841086 A JP 25841086A JP S63113502 A JPS63113502 A JP S63113502A
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Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体露光装置（以下マスクアライナ−）の
光学系において露光光源として用いるエキシマ・レーザ
ー波長での反射率を最小にするように形成した反射防止
膜に関するものである。
光学系において露光光源として用いるエキシマ・レーザ
ー波長での反射率を最小にするように形成した反射防止
膜に関するものである。
（従来の技術）
近年、超ＬＳＩ等の半導体素子では、高集積化の要請か
らパターンの微細化が進みサブミクロンの線幅が実用化
され始めている。このような半導体素子のパターン転写
工程においては、解像度と歩留りを考慮し、縮小投影露
光装置（以下ステツバー）が主に用いられているが、解
像度のよりいっそうの向上が要求されている。
らパターンの微細化が進みサブミクロンの線幅が実用化
され始めている。このような半導体素子のパターン転写
工程においては、解像度と歩留りを考慮し、縮小投影露
光装置（以下ステツバー）が主に用いられているが、解
像度のよりいっそうの向上が要求されている。
ステッパーによるフォトリソグラフィーの実用は露光波
長、 ＮＡはレンズの開口数、ｋはレジストの現像コン
トラストなどで決まる定数で通常０．８程度である。従
って解像度を向上させるためには、露光光を短波長化す
るか、もしくは開口数を大きくすることになる。短波長
化を指向するものとして、高出力な短波長光源であるエ
キシマ・レーザーを用いたステッパーが注目されている
。
長、 ＮＡはレンズの開口数、ｋはレジストの現像コン
トラストなどで決まる定数で通常０．８程度である。従
って解像度を向上させるためには、露光光を短波長化す
るか、もしくは開口数を大きくすることになる。短波長
化を指向するものとして、高出力な短波長光源であるエ
キシマ・レーザーを用いたステッパーが注目されている
。
このステッパーの光学系、特に投影レンズにおいては、
レンズの表面反射による光量ロス及びゴースト、フレア
等の発生を防ぐため、ＫｒＦ（λ・２４８ｎｍ）、 Ｘ
ｅＣｌ（λ−３０８ｎｍ）というエキシ？−レーザー波
長において高い反射防止効果と高耐光性を持つ反射防止
膜を形成することが必要となる。
レンズの表面反射による光量ロス及びゴースト、フレア
等の発生を防ぐため、ＫｒＦ（λ・２４８ｎｍ）、 Ｘ
ｅＣｌ（λ−３０８ｎｍ）というエキシ？−レーザー波
長において高い反射防止効果と高耐光性を持つ反射防止
膜を形成することが必要となる。
本発明の目的の１つは、ステッパーの露光光であるエキ
シマ・レーザー波長、具体的にはＫｒＦ（λ＝２４８ｎ
ｍ）、ＸｅＣｌ（λ−３０８ｎｍ）に対して良好な反射
防止効果を有する反射防止膜を提供することにある。
シマ・レーザー波長、具体的にはＫｒＦ（λ＝２４８ｎ
ｍ）、ＸｅＣｌ（λ−３０８ｎｍ）に対して良好な反射
防止効果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、エキシマ・レーザー光に対し良好
な反射防止効果を有すると共に、物理的、化学的に安定
な、特に耐光性に優れた反射防止膜を提供することにあ
る。
な反射防止効果を有すると共に、物理的、化学的に安定
な、特に耐光性に優れた反射防止膜を提供することにあ
る。
本発明の上記目的は、波長１６０ｎｍ以上の光を通過す
る基体上に、第１の層である中間屈折率物質層、第２の
層である低屈折率物質層、第３の層である中間屈折率物
質層、第４の層である低屈折率物質層を同順に積層して
なりエキシマレーザ−を用いた光学系に用いられる反射
防止膜であって、＋６０ｒ＋＋ｎ以上の波長領域におい
て該中間屈折率物質の屈折率が１．６〜１．８であり、
該低屈折率物質の屈折率が１．５以下である反射防止膜
によって達成される。
る基体上に、第１の層である中間屈折率物質層、第２の
層である低屈折率物質層、第３の層である中間屈折率物
質層、第４の層である低屈折率物質層を同順に積層して
なりエキシマレーザ−を用いた光学系に用いられる反射
防止膜であって、＋６０ｒ＋＋ｎ以上の波長領域におい
て該中間屈折率物質の屈折率が１．６〜１．８であり、
該低屈折率物質の屈折率が１．５以下である反射防止膜
によって達成される。
本発明にかかる反射防止膜において、対象となる波長領
域が紫外線領域、特に遠紫外線領域であることから、そ
の膜材料は設計、製作上重要な問題となる。すなわち、
反射防止膜の膜材料は、遠紫外線領域において吸収がな
く透過率の高い安定な物質でなくてはならない。このよ
うな条件下で使用可能な材料として、ＭｇＦ２、ＣａＦ
２、ＬｉＦ、Ｎａ５ＡＩＦ（、、ＬａＦ３、ＮｄＦ３、
ＴｈＦ４等のフッ化物の誘電体と、５ｉ０２、Ａｌ２Ｏ
３、Ｙ２Ｏ３，５ｃ２０３ 、 ＨｆＯ２、ＺｒＯ２等
の酸化物の誘電体が挙げられる。一方、反射防止膜の反
射防止条件は第１表に示すとおり、単層、２層、３層、
４層のいずれの構造でも高屈折率物質を用いることによ
り得られることは公知である。
域が紫外線領域、特に遠紫外線領域であることから、そ
の膜材料は設計、製作上重要な問題となる。すなわち、
反射防止膜の膜材料は、遠紫外線領域において吸収がな
く透過率の高い安定な物質でなくてはならない。このよ
うな条件下で使用可能な材料として、ＭｇＦ２、ＣａＦ
２、ＬｉＦ、Ｎａ５ＡＩＦ（、、ＬａＦ３、ＮｄＦ３、
ＴｈＦ４等のフッ化物の誘電体と、５ｉ０２、Ａｌ２Ｏ
３、Ｙ２Ｏ３，５ｃ２０３ 、 ＨｆＯ２、ＺｒＯ２等
の酸化物の誘電体が挙げられる。一方、反射防止膜の反
射防止条件は第１表に示すとおり、単層、２層、３層、
４層のいずれの構造でも高屈折率物質を用いることによ
り得られることは公知である。
上記膜材料中、高屈折率を有するものとして、Ｙ２Ｏ３
，５Ｃ２（］３．１Ｉｆｏ、、ＺｒＯ２が挙げられるが
、これら高屈折率物質は遠紫外線領域において他の材料
に比較し吸収が大きいため膜のレーザー損傷閾値を低下
させる要因となることから、高耐光性を要求される場合
には適当な材料とは言えない。従って本発明の反射防止
膜は、遠紫外線領域で吸収の小さい誘電体の中間屈折率
物質と低屈折率物質を用い反射防止膜を構成したもので
ある。
，５Ｃ２（］３．１Ｉｆｏ、、ＺｒＯ２が挙げられるが
、これら高屈折率物質は遠紫外線領域において他の材料
に比較し吸収が大きいため膜のレーザー損傷閾値を低下
させる要因となることから、高耐光性を要求される場合
には適当な材料とは言えない。従って本発明の反射防止
膜は、遠紫外線領域で吸収の小さい誘電体の中間屈折率
物質と低屈折率物質を用い反射防止膜を構成したもので
ある。
このうち本発明で使用する前記低屈折率物質としてはＭ
ｇＦ２、ＣａＦ２、ＬｉＦ及びＮａ３ＡｌＦ６ 、 Ｓ
ｉＯ＋から選ばれる物質、また面記中間屈折率物質とし
てはＬａＦ３、ＮｄＦ３、ＴｈＦｌ、Ａｌ２Ｏ３から選
ばれる物質が好適である。
ｇＦ２、ＣａＦ２、ＬｉＦ及びＮａ３ＡｌＦ６ 、 Ｓ
ｉＯ＋から選ばれる物質、また面記中間屈折率物質とし
てはＬａＦ３、ＮｄＦ３、ＴｈＦｌ、Ａｌ２Ｏ３から選
ばれる物質が好適である。
本発明の反射防止膜は、第１図に示すような４層構造を
有する反射防止膜である。第１図において、１は遠紫外
線領域を含む１６０ｎｍ以上の領域の光を透過する物質
からなる基体で、具体的には合成石英、人工水晶、Ｇａ
Ｆ２等からなるレンズ等の光学素子である。基体１上に
積層された２、４は中間屈折率物質の層、３．５は低屈
折率物質の層であり、これらの各層を形成するためには
、通常、真空蒸着法（イオンブレーティング、スパッタ
リング等を包含する）が用いられる。
有する反射防止膜である。第１図において、１は遠紫外
線領域を含む１６０ｎｍ以上の領域の光を透過する物質
からなる基体で、具体的には合成石英、人工水晶、Ｇａ
Ｆ２等からなるレンズ等の光学素子である。基体１上に
積層された２、４は中間屈折率物質の層、３．５は低屈
折率物質の層であり、これらの各層を形成するためには
、通常、真空蒸着法（イオンブレーティング、スパッタ
リング等を包含する）が用いられる。
本発明の反射防止膜においては、エキシマレーザ−光に
対する反射率を小さくするために、設計基準波長大。に
対し基体側から第１層の光学的膜厚が約λ。／２、 以Ｆ第２層の光学的膜厚をｎ２ｄ２とすると約１．４λ
６ ／ ４ ＜ ｎ ２ｄ２＜約１．６λ。／４、第３
層の光学的膜厚が約λ◇／４、第４層の光学的膜厚が約
λ。／４とすることが好ましい態様窓である。
対する反射率を小さくするために、設計基準波長大。に
対し基体側から第１層の光学的膜厚が約λ。／２、 以Ｆ第２層の光学的膜厚をｎ２ｄ２とすると約１．４λ
６ ／ ４ ＜ ｎ ２ｄ２＜約１．６λ。／４、第３
層の光学的膜厚が約λ◇／４、第４層の光学的膜厚が約
λ。／４とすることが好ましい態様窓である。
なお、基板、膜材料の組み合せにより各層の光学的膜厚
は所望する波長域において反射率が最小の値となるよう
、例えば電子計算機により演算して最適化する。
は所望する波長域において反射率が最小の値となるよう
、例えば電子計算機により演算して最適化する。
反射防止膜のレーザー損傷閾値を向上させる方法として
、基体側に光学的膜厚でλ／２の低屈折率層を設けると
向上することが知られている。前記実施例において、レ
ーザー波長λに対し光学的膜厚でλ／２のＭｇＦ２もし
くはＳ ｉ０２層を基体上第１層として付加することに
より、レーザー波長における反射率を変えることなく、
更に高耐光性（高耐レーザー性）を有する反射防止膜を
得ることが可能である。
、基体側に光学的膜厚でλ／２の低屈折率層を設けると
向上することが知られている。前記実施例において、レ
ーザー波長λに対し光学的膜厚でλ／２のＭｇＦ２もし
くはＳ ｉ０２層を基体上第１層として付加することに
より、レーザー波長における反射率を変えることなく、
更に高耐光性（高耐レーザー性）を有する反射防止膜を
得ることが可能である。
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図の反射防止膜において、基体１を合成石英からな
るレンズとし、２．４の中間屈折率物質にＬａＦ３．３
．５の低屈折率物質にＭｇＦｚを用い、これらの物質を
真空蒸着法によりハードコーティングした。第２表に設
計基準波長を２３８ｒｖとしたときの、この膜構成によ
るＫｒＦ（λ−２４８ｎｍ）用の反射防止膜の屈折率及
び光学的膜厚を示す。この膜構成で製作した反射防止膜
の分光特性を第２図に示した。これによればエキシマ・
レーザー波長λ＝２４８ｎｍでの反射率を０．１％以下
に抑えることができた。
るレンズとし、２．４の中間屈折率物質にＬａＦ３．３
．５の低屈折率物質にＭｇＦｚを用い、これらの物質を
真空蒸着法によりハードコーティングした。第２表に設
計基準波長を２３８ｒｖとしたときの、この膜構成によ
るＫｒＦ（λ−２４８ｎｍ）用の反射防止膜の屈折率及
び光学的膜厚を示す。この膜構成で製作した反射防止膜
の分光特性を第２図に示した。これによればエキシマ・
レーザー波長λ＝２４８ｎｍでの反射率を０．１％以下
に抑えることができた。
第２表
次に、耐久性についてはＭＩＬ−Ｃ−６７５（Ｃ）に準
じ −る密着性、耐摩耗性、耐溶剤性、耐湿性テスト
を満足した。また、ＫｒＦレーザーの連続照射テスト平
均２００ｍＪ 、 ２５Ｈｚ、パルス幅１５ｎｓ、５０
時間照射後もレーザーによるダメージ、透過率の劣化等
はみられず耐レーザー性も確認された。
じ −る密着性、耐摩耗性、耐溶剤性、耐湿性テスト
を満足した。また、ＫｒＦレーザーの連続照射テスト平
均２００ｍＪ 、 ２５Ｈｚ、パルス幅１５ｎｓ、５０
時間照射後もレーザーによるダメージ、透過率の劣化等
はみられず耐レーザー性も確認された。
実施例２
中間屈折率物質としてＡｌ２Ｏ３、低屈折率物質として
ＭｇＦ２を用い、本発明の構成による反射防止膜を形成
した。このときの膜構成は第３表に示すとおりである。
ＭｇＦ２を用い、本発明の構成による反射防止膜を形成
した。このときの膜構成は第３表に示すとおりである。
また、この構成で得られた分光特性を第３図に示す。本
実施例においても実施例１と同等の光学特性並びに化学
的、物理的安定性を有する反射防止膜が得られた。
実施例においても実施例１と同等の光学特性並びに化学
的、物理的安定性を有する反射防止膜が得られた。
第３表
実施例３
基体として螢石（（：ｇＦｚ）、中間屈折率物質として
ＬａＦ３、低屈折率物質としてＭｇＦ２を用い、本発明
の構成による反射防止膜を形成した。このときの膜構成
を第４表に、得られた分光特性を第４図に示す。基体で
ある螢石はイオン結晶であるため、蒸発源として電子銃
を用いると、電子銃から発生する電子によりカラーセン
ターを生成することがあるため、蒸発源としては抵抗加
熱方式が適しており、本実施例によるＬａＦ３、Ｍ ｇ
Ｆｚというフッ化物の組み合せが好適である。また、基
体自体がフッ化物であることから、膜材料としてはフッ
化物の組み合せが物理的、化学的安定性からも適してい
る。本実施例においても実施例１と同等の光学特性並び
に化学的、物理的安定性を有する反射防止膜が得られた
。
ＬａＦ３、低屈折率物質としてＭｇＦ２を用い、本発明
の構成による反射防止膜を形成した。このときの膜構成
を第４表に、得られた分光特性を第４図に示す。基体で
ある螢石はイオン結晶であるため、蒸発源として電子銃
を用いると、電子銃から発生する電子によりカラーセン
ターを生成することがあるため、蒸発源としては抵抗加
熱方式が適しており、本実施例によるＬａＦ３、Ｍ ｇ
Ｆｚというフッ化物の組み合せが好適である。また、基
体自体がフッ化物であることから、膜材料としてはフッ
化物の組み合せが物理的、化学的安定性からも適してい
る。本実施例においても実施例１と同等の光学特性並び
に化学的、物理的安定性を有する反射防止膜が得られた
。
第４表
実施例４
基体として合成石英を用い、実施例１の構成により Ｘ
ｅＣｌ（λ−３０８ｎｍ）用の反射防止膜を形成した。
ｅＣｌ（λ−３０８ｎｍ）用の反射防止膜を形成した。
このときの膜構成を第５表に、設計基準波長を２９５．
６ ｎｍとしたときの得られた分光特性を第５図に示す
。本実施例においても他の実施例と同等の光学特性、並
びに化学的、物理的安定性を存する反射防止膜が得られ
た。
６ ｎｍとしたときの得られた分光特性を第５図に示す
。本実施例においても他の実施例と同等の光学特性、並
びに化学的、物理的安定性を存する反射防止膜が得られ
た。
第５表
実施例５
基体として合成石英を用い、実施例１の構成によりＡｒ
Ｆ（入＝ ＩＨｎｍ ）用の反射防止膜を形成した。こ
のときの膜構成を第６表に示す、設計基準波長を１８５
．２ｎ層として実験を行ったところ本実施例においても
他の実施例と同等の光学特性、並びに化学的、物理的安
定性を有する反射防止膜が得られた。
Ｆ（入＝ ＩＨｎｍ ）用の反射防止膜を形成した。こ
のときの膜構成を第６表に示す、設計基準波長を１８５
．２ｎ層として実験を行ったところ本実施例においても
他の実施例と同等の光学特性、並びに化学的、物理的安
定性を有する反射防止膜が得られた。
第６表
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の反射防止膜は、所望するエ
キシマ・レーザー波長においてレンズ等基体表面の反射
を低くおさえ、フレア、ゴースト等の問題を解決すると
いう優れた光学特性を持っている。更に、耐溶剤性、耐
湿性という化学的安定性に富むと同時に、密着性、耐摩
耗性、耐レーザー性という物理的安定性にも優れており
実用的に極めて有用である。
キシマ・レーザー波長においてレンズ等基体表面の反射
を低くおさえ、フレア、ゴースト等の問題を解決すると
いう優れた光学特性を持っている。更に、耐溶剤性、耐
湿性という化学的安定性に富むと同時に、密着性、耐摩
耗性、耐レーザー性という物理的安定性にも優れており
実用的に極めて有用である。
第１図は本発明の４層反射防止膜の構成を説明するため
の図、第２図、第３図、第４図及び第５図は実施例１〜
４で作製した反射防止膜の分光特性を示すグラフである
。 ｌ・・・基体、 ２．４−・・中間屈折率物質層、３
．５−・・低屈折率物質層、 第１表は低屈折率基体における反射防止条件（理論前と
膜構成例）を示した表である。
の図、第２図、第３図、第４図及び第５図は実施例１〜
４で作製した反射防止膜の分光特性を示すグラフである
。 ｌ・・・基体、 ２．４−・・中間屈折率物質層、３
．５−・・低屈折率物質層、 第１表は低屈折率基体における反射防止条件（理論前と
膜構成例）を示した表である。
Claims (4)
- （１）、波長１６０ｎｍ以上の光を通過する基体上に、
第１の層である中間屈折率物質層、第２の層である低屈
折率物質層、第３の層である中間屈折率物質層、第４の
層である低屈折率物質層を同順に積層してなりエキシマ
レーザーを用いた光学系に用いられる反射防止膜であっ
て、１６０ｎｍ以上の波長領域において該中間屈折率物
質の屈折率が１．６〜１．８であり、該低屈折率物質の
屈折率が１．５以下であることを特徴とする反射防止膜
。 - （２）、前期エキシマレーザーは、波長が２４８ｎｍの
ＫｒＦ又は波長が３０８ｎｍのＸｅＣｌのエキシマレー
ザーである特許請求の範囲第１項記載の反射防止膜。 - （３）、前記低屈折率物質はＭｇＦ＿２、ＣａＦ＿２、
ＬｉＦ、Ｎａ＿３ＡｌＦ＿６、ＳｉＯ＿２のうちから、
前記中間屈折率物質はＬａＦ＿３、ＮｄＦ＿３、ＴｈＦ
＿４、Ａｌ＿２Ｏ＿３のうちからそれぞれ選ばれたもの
である特許請求の範囲第１項または第２項に記載の反射
防止膜。 - （４）、設計基準波長をλ＿０としたとき、第１の層の
光学的膜厚が約λ＿０／２、且つ第２の層の光学的膜厚
をｎ＿２ｄ＿２とすると約１．４λ＿０／４＜ｎ＿２ｄ
＿２＜約１．６λ＿０／４、且つ第３の層及び第４層の
光学的膜厚が約λ＿０／４である特許請求の範囲第１項
乃至第３項のいずれかに記載の反射防止膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61258410A JPH07107563B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 反射防止膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61258410A JPH07107563B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63113502A true JPS63113502A (ja) | 1988-05-18 |
| JPH07107563B2 JPH07107563B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=17319838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61258410A Expired - Lifetime JPH07107563B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107563B2 (ja) |
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Also Published As
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|---|---|
| JPH07107563B2 (ja) | 1995-11-15 |
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