(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外光に対して使用される反射防止膜において、６層構造を有し、該６層は空気側から順に第１、第３層がＳｉＯ２からなる低屈折率層、第２、第４、第６層がＴａ２Ｏ５からなる高屈折率層、第５層がＡｌ２Ｏ３からなる低屈折率層であることを特徴とする反射防止膜。
【請求項２】
前記Ａｌ２Ｏ３をからなる第５層の屈折率ＮＭは、１．５９≦ＮＭ≦１．６５を満たすことを特徴とする請求項１記載の反射防止膜。
【請求項３】
前記Ａｌ２Ｏ３をからなる第５層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）Ｄ５は２０≦Ｄ５≦４２を満たすことを特徴とする請求項１記載の反射防止膜。
【請求項４】
前記第１乃至第４層及び第６層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）を各々、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６とするとき、
８０≦Ｄ１≦１２８
５２≦Ｄ２≦８８
１１≦Ｄ３≦２０
１１２≦Ｄ４≦１７２
２２≦Ｄ６≦３８
を満たすことを特徴とする請求項３記載の反射防止膜。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射防止膜の、第１乃至第６層をスパッタ法により成膜することを特徴とする反射防止膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射防止膜、特に近紫外光や可視光などに有効な反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の近紫外光用反射防止膜は、高屈折率層とフッ化物より成る低屈折率層を備えており、例えば本出願人の特開昭６１−７７００２号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報の反射防止膜は優れた反射防止特性を備えているが、波長３００〜４００ｎｍの近紫外光に対して設計されてはいないので、波長３００〜４００ｎｍの近紫外光に対しては無視できない吸収が生じる可能性がある。
【０００４】
そこで、本発明の主たる目的は吸収が小さく且つ優れた反射防止特性を有した反射防止膜を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外光に対して使用される反射防止膜において、６層本発明の６層構造を有し、該６層は空気側から順に第１、第３層がＳｉＯ２からなる低屈折率層、第２、第４、第６層がＴａ２Ｏ５からなる高屈折率層、第５層がＡｌ２Ｏ３からなる低屈折率層であることを特徴とするものである。
【０００６】
ここで、前記Ａｌ２Ｏ３からなる第５層の屈折率ＮＭは、１．５９≦ＮＭ≦１．６５を満たすことが好ましい。
また前記Ａｌ２Ｏ３をからなる第５層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）Ｄ５は２０≦Ｄ５≦４２を満たすことを特徴とする請求項１記載の反射防止膜。
【０００７】
また、前記第１乃至第４層及び第６層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）を各々、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ６とするとき、
８０≦Ｄ１≦１２８
５２≦Ｄ２≦８８
１１≦Ｄ３≦２０
１１２≦Ｄ４≦１７２
２２≦Ｄ６≦３８
を満たすことが好ましい。
【０００８】
本発明の前記いくつかの反射防止膜は、レンズ等の光学系の光通過面（屈折面）上に形成されて前記効果を発する。従って、本発明の反射防止膜を備える光学系はレンズで反射光が生じない、優れた光学系である。
【０００９】
従って、この光学系により原板のパターンを基板上に結像する露光装置、この光学系により原板を原板のパターンを照明することにより前記原板のパターンを基板上に投影することを特徴とする露光装置、またはこの光学系により原板を照明し且つ前記原板のパターンを基板上に結像することを特徴とする露光装置とすることにより、高い解像力をもつ露光装置を提供でき、また、これらの露光装置を用いて原板のデバイス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するデバイス製造方法とすることにより、高い集積度のデバイスを提供できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は反射防止膜が設けられた光学系を示す概略図であり、Ｌ１，Ｌ２はレンズである。同図において、レンズＬ１，Ｌ２の光入出射面に反射防止膜が形成されている。この反射防止効果によりフレア光などの有害光の発生を抑制している。
【００１１】
以下に反射防止膜のいくつかの具体的な実施例を説明する。
【００１２】
＜本発明と関連する反射防止膜の実施例＞
図２は本発明と関連する反射防止膜の構成図である。空気側から基板側にかけて順に第１、第３層がＳｉＯ２を含む低屈折率層、第２、第４層目がＴａ２Ｏ５を含む高屈折率層となっている。
【００１３】
この反射防止膜は、３６５ｎｍの光に対する前記低屈折率層と前記高屈折率層の屈折率を各々ＮＬ，ＮＨとするとき、
１．４２  ≦ＮＬ  ≦１．５０
２．１０  ≦ＮＨ  ≦２．４０
を満たすように設計されている。
【００１４】
さらに、前記第１層から第４層までの光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）を各々Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とするとき、
７４≦Ｄ１≦１１２
８５≦Ｄ２≦１２８
１５≦Ｄ３≦３１
２７≦Ｄ４≦４７
を満たすように設計されている。
【００１５】
本実施例の反射防止膜では、高屈折率層にＴａ２Ｏ５を、低屈折率層にＳｉＯ２を用いることによって、吸収を抑制し且つ基板との良好な密着性を得ている。また４層構造であるので、製造が容易で高い反射防止効果を得ることができる。
【００１６】
さて、表１はＢＫ７ガラス基板上にスパッタ法を用いて、中心波長３６５ｎｍの近紫外光に対する反射防止膜を形成した設計例であり、表中の値は３６５ｎｍの光に対する屈折率である。そして図４はこの設計例に従って作成した反射防止膜の特性図を示す。
【００１７】
また、表２は別の設計例を示し、Ｆ２ガラス基板上に真空蒸着法を用いて、中心波長３６５ｎｍの近紫外光に対する反射防止膜を形成した例であり、表中の値は３６５ｎｍに対する屈折率である。図５はこの設計例に従って作成した反射防止膜の特性図である。
【００１８】
＜実施例１＞
図３は反射防止膜の実施例を示す構成図である。本実施例の反射防止膜は、空気側から基板側にかけて順に、第１、第３層がＳｉＯ２を含む低屈折率層、第２、第４、第６層がＴａ２Ｏ５を含む高屈折率層、そして第５層がＡｌ２Ｏ３を含む層となっている。
【００１９】
また本実施例の反射防止膜は、波長３６５ｎｍの光に対する前記低屈折率層と前記高屈折率層の屈折率を各々ＮＬ、ＮＨ、前記第５層（Ａｌ２Ｏ３含有）の屈折率をＮＭとするとき、
１．４２≦ＮＬ≦１．５０  ・・・（１）
２．１０≦ＮＨ≦２．４０  ・・・（２）
１．５９≦ＮＭ≦１．６５  ・・・（３）
を満たすように設計されている。
【００２０】
さらに、前記第１〜第６層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）を各々、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６とするとき、
８０≦Ｄ１≦１２８      ・・・（４）
５２≦Ｄ２≦８８        ・・・（５）
１１≦Ｄ３≦２０        ・・・（６）
１１２≦Ｄ４≦１７２    ・・・（７）
２０≦Ｄ５≦４２        ・・・（８）
２２≦Ｄ６≦３８        ・・・（９）
を満たすように設計されている。
【００２１】
本実施例の反射防止膜は高屈折率層にＴａ２Ｏ５、低屈折率層にＳｉＯ２を用いることにより吸収を小さくしている。また、これらの材料は基板との密着にも優れている。また６層構造を有しているため、吸収を小さくしつつ良好な反射防止効果を得ることができる。
【００２２】
特に、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６が上記の条件を満たすことによって、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外光に対しては０．１％オーダーの極めて低い反射率、そして波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの可視光に対してもコンマ数％オーダーの低い反射率を実現している。
【００２３】
また第５層にＡｌ２Ｏ３を用いることにより、基板を構成する金属元素と大気中の水分との化学反応により生じるくもりを効果的に防止することができる。反射防止膜はその膜構成と基板との組み合わせによっては、長期間大気中に放置すると膜にくもりが発生するものがある。このくもりは高湿度下の基板に発生しやすく、いったん発生すると可視光域のみならず近紫外光域においても光の透過率の減少を招き、本来、透過率の向上を目的とする反射防止膜の機能が損失してしまう。第５層目のＡｌ２Ｏ３膜はこれを防止するために設けている。
【００２４】
Ａｌ２Ｏ３膜は少なくとも１層あれば良く、またスパッタ等の成膜行程においては、Ａｌ２Ｏ３膜の成膜速度がＴａ２Ｏ５膜やＳｉＯ２膜と比較して遅いため、また反射防止膜中においてＴａ２Ｏ５膜よりＳｉＯ２膜と置換した方が反射防止特性を得やすいことなどから、第５層目の１層のみをＡｌ２Ｏ３膜として、生産性と反射防止性能を向上させている。
【００２５】
また前記条件（４）〜（９）を満たすよう設計することにより近紫外光及び可視光の双方に対して反射防止効果を得、さらに近紫外光領域での反射防止帯域を広げることが可能である。
【００２６】
次に本実施例の反射防止膜の具体的な設計例を下記の表３乃至表６に示す。
【００２７】
表３はＢＫ７ガラス基板上にスパッタ法を用いて中心波長３６５ｎｍの近紫外光に対する反射防止膜を形成した設計例であり、表中の値は３６５ｎｍの光に対する屈折率である。図６はこの設計例における反射特性を示すグラフ図である。
【００２８】
表４はＢＫ７ガラス基板上にスパッタ法を用いて中心波長３６５ｎｍの近紫外光と波長５５０〜６５０ｎｍの可視光に対する反射防止膜を形成した設計例であり、表中の値は３６５ｎｍの光に対する屈折率である。図７は、この設計例における反射特性を示すグラフ図である。
【００２９】
表５はＦ８ガラス基板上にスパッタ法を用いて中心波長３６５ｎｍの近紫外光に対する反射防止膜を形成した設計例であり、表中の値は３６５ｎｍの光に対する屈折率である。図８はこの設計例における反射特性を示すグラフ図である。
【００３０】
表６はＦ８ガラス基板上にスパッタ法を用いて中心波長３６５ｎｍの近紫外光と波長５５０〜６５０ｎｍの可視光に対する反射防止膜を形成した設計例であり、表中の値は３６５ｎｍの光に対する屈折率である。図９は、この設計例における反射特性を示す図である。
【００３１】
表３〜表６の各設計例の反射防止膜は、図６〜図９の各グラフ図に示されるよう良好な反射防止効果を持つ。また、材料としてＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３を用いており、しかも６層構造であるため吸収が小さい。また、これらの材料は基板との密着性も良好である。
【００３２】
ところで、上述のＴａ２Ｏ５膜、Ａｌ２Ｏ３膜、ＳｉＯ２膜を成膜する方法としては、真空蒸着法、スパッタ法などが挙げられるが、いずれの成膜方法においても成膜時に若干の不純物が混入してしまう。例えばスパッタ法では窒素、アルゴン、鉄、ニッケル等が混入し、真に純粋な意味でのＴａ２Ｏ５膜、Ａｌ２Ｏ３膜、ＳｉＯ２膜を得ることは難しく、それらを含んだ膜となっている。つまり前記反射防止膜の各層は主としてＴａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２により形成されるが、成膜の過程でＮやＡｒ等を含んでしまった層も適用される。しかしながら、それらの混入量は通常微量であり、これが原因で光学的吸収が発生することはなく、反射防効果を損失することもほとんどない。
【００３３】
【表１】
0003667260.tif 000002
【００３４】
【表２】
0003667260.tif 000003
【００３５】
【表３】
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【００３６】
【表４】
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【００３７】
【表５】
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【００３８】
【表６】
0003667260.tif 000007
【００３９】
＜露光装置の実施例＞
図１０に上記説明した反射防止膜を備える光学系を搭載した、デバイス製造用投影露光装置を示す。
【００４０】
図１０において、１０は光軸、２０はエキシマレーザー、３０は開口絞り３０Ａを備える照明光学系、４０はレチクルＭを載置するステージ、５０は開口絞り５０Ａを備える投影光学系、６０はウエハＷを載置するステージを示す。レーザー２０からの近紫外光レーザー光が照明光学系３０を介してレチクルＭに照射せしめられ、投影光学系５０によりレチクルＭのデバイスパターンの像がウエハＷ上に投影される。
【００４１】
本実施例の投影露光装置は、照明光学系３０のレンズと投影光学系５０のレンズの双方に本発明の反射防止膜が形成されており、反射防止膜の効果により近紫外光レーザー光のレンズの屈折面での反射を防止し、フレア光の発生を防止している。
【００４２】
投影露光装置の他の実施例としては、照明光学系３０のレンズと投影光学系５０のレンズの一方のみに本発明の反射防止膜を形成する例がある。
【００４３】
また本発明の反射防止膜の内、近紫外光と可視光の双方に対して反射防止効果のあるものを投影光学系５０のレンズに使用する場合、不図示の位置合わせ光学系により投影光学系５０を介してウエハＷ上のマークを可視光で検出する際にフレア光の発生を防止でき、正しいマーク検出が可能になる。
【００４４】
＜デバイス製造方法の実施例＞
次に上記図１０の投影露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００４５】
図１１は半導体装置（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネルやＣＣＤ）の製造フロ−を示す。ステップ１（回路設計）では半導体装置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−ンを形成したマスク（レチクル３０４）を製作する。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（ウエハ３０６）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、上記用意したマスクとウエハとを用いて、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。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４よって作成されたウエハを用いて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−ジング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作成された半導体装置の動作確認テスト、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装置が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４６】
図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフロ−を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ（ウエハ３０６）の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハの表面に絶縁膜を形成する。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（イオン打ち込み）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）ではウエハにレジスト（感材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上記投影露光装置によってマスク（レチクル３０４）の回路パタ−ンの像でウエハを露光する。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）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらステップを繰り返し行なうことによりウエハ上に回路パタ−ンが形成される。
【００４７】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は難しかった高集積度のデバイスを製造することが可能になる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の実施例によれば、６層構造とし、前記空気側から順に第１、第３層が前記低屈折率層、前記空気側から順に第２、第４、第６層が前記高屈折率層より成り、第５層がＡｌ２Ｏ３を含むよう構成することにより、吸収を抑えつつより良好な反射防止効果を得ることができ、第５層のＡｌ２Ｏ３によって、基板を構成する金属元素と大気中の水分との化学反応により生じるくもりを防止している。
【００４９】
また本発明の実施例によれば、更に、前記第１乃至第６層の光学的膜厚（屈折率×幾何学的膜厚）を各々、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６とするとき、
８０≦Ｄ１≦１２８
５２≦Ｄ２≦８８
１１≦Ｄ３≦２０
１１２≦Ｄ４≦１７２
２０≦Ｄ５≦４２
２２≦Ｄ６≦３８
を満たすよう構成することにより、波長３００〜４００ｎｍの近近紫外光と波長５５０〜６５０ｎｍの可視光の双方に対して極めて良好な反射防止効果を得ることができ、特に近紫外域で広い反射防止帯域が得られる。
【００５０】
また、本発明の実施例によれば、上記反射防止膜を備えた優れた光学系を提供することができ、この光学系を用いれば良好な露光転写が可能な露光装置やデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射防止膜を備えた光学系の構成図である。
【図２】本発明と関連する反射防止膜の実施例の構成を示す図である。
【図３】第１実施例の反射防止膜の構成を示す図である。
【図４】ある設計例の本発明と関連する反射防止膜の反射特性を示すグラフ図である。
【図５】別の設計例の本発明と関連する反射防止膜の反射特性を示すグラフ図である。
【図６】ある設計例の反射防止膜の反射特性を示すグラフ図である。
【図７】別の設計例の反射防止膜の反射特性を示すグラフ図である。
【図８】別の設計例の反射防止膜の反射特性を示すグラフ図である。
【図９】別の設計例の反射防止膜の反射特性を示すグラフ図である。
【図１０】反射防止膜を備える光学系を有する投影露光装置を示す図である。
【図１１】デバイスの製造フローを示す図である。
【図１２】図１１のウエハプロセスを示す図である。
【符号の説明】
Ｌ１、Ｌ２  レンズ
３０  照明光学系
５０  投影光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003667260.tif 000018
【図１２】
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