(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する反射防止膜。
【請求項２】
前記基板が石英又は蛍石であることを特徴とする請求項１の反射防止膜。
【請求項３】
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する光学系。
【請求項４】
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する露光装置。
【請求項５】
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するデバイス製造方法。
【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】
0003720609.tif 000002
【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】
0003720609.tif 000003
【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】
0003720609.tif 000004
【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】
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【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】
0003720609.tif 000006
【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】
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【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
【図１】
0003720609.tif 000008
【図２】
0003720609.tif 000009
【図３】
0003720609.tif 000010
【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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