(57)【要約】【課題】  耐摩耗性を有する反射防止層を備えるとともに高ＮＡ化に対応することができる透過型光学素子の製造方法を提供すること。【解決手段】  スパッタ粒子ＳＰがマスクとなって反応ガスのイオンＧＩによる光学部材ＯＷのエッチングが進行し、スパッタ粒子ＳＰの位置に対応してコーン状の突起ＣＰが無数に形成される。このような突起ＣＰからなる微細針状構造は、巨視的な意味で反射防止層ＡＲを形成するので、反射防止層ＡＲを有する光学部材ＯＷすなわち光学素子を製造することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型光学素子の母材としての基板を準備する工程と、
所定のエッチガスを用いてランダムに配置された無数の点状微細エリア以外をドライエッチすることによって、前記基板の表面上に反射防止層として機能する微細針状構造を形成する工程と、
を備える透過型光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記基板の表面に当該基板よりもエッチング速度の低い所定のマスク材料からなる微細粒子をランダムに被着させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記微細粒子を被着させる工程は、前記基板の周辺に前記所定のマスク材料に対応するスパッタ部材を配置した状態で、前記基板とともに当該スパッタ部材をスパッタすることを特徴とする請求項２記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記スパッタ部材は、前記基板を支持する支持台の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項３記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記所定のマスク材料は、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｒＯ２、Ｃｒ、及びＮｉのうち少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記基板は、Ｓｉ及びＣａのうち少なくとも一方を１０％以上含む組成の材料で形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記基板は、石英ガラス、及び蛍石の少なくとも一方であり、前記所定のエッチガスは、Ａｒ／ＣＦ４、ＣＨＦ３、及びＳＦ６のうち少なくとも一種のガスを含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記ドライエッチは、ＩＲＥ、ＩＣＰ、及びＲＩＢＥのうち少なくとも一種の方法であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記微細針状構造を形成する工程の後に、フッ化水素酸を含むエッチャントで前記基板をウエットエッチングする工程をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記エッチャントは、希釈緩衝フッ酸又は希釈フッ酸であることを特徴とする請求項９記載の透過型光学素子の製造方法。
【請求項１１】
母材である基板と、
所定のエッチガスを用いたドライエッチによって前記基板の表面上に形成した微細針状構造からなる反射防止層と、
を備える透過型光学素子。
【請求項１２】
前記反射防止層は、前記基板の表面上にランダムに配置された無数の点状微細エリア以外をドライエッチすることによって形成されることを特徴とする請求項１１記載の透過型光学素子。
【請求項１３】
請求項１１及び請求項１２のいずれか一項記載の透過型光学素子を備える投影用のレンズ系。
【請求項１４】
投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、
露光光によってマスクを照明する照明光学系と、
請求項１１及び請求項１２のいずれか一項記載の透過型光学素子を含み、前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系と
を備える投影露光装置。
【請求項１５】
投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、
請求項１１及び請求項１２のいずれか一項記載の透過型光学素子を含み、露光光によってマスクを照明する照明光学系と、
前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系と
を備える投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた特性を有する反射防止層を表面に設けた透過型光学素子及びその製造方法、並びにかかる透過型光学素子を組み込んだ投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッパ等の投影露光装置の投影レンズ等においては例えば石英ガラスを使った光学素子が用いられ、その反射防止膜として、従来誘電体多層薄膜やナノ粒子膜が開発されている（例えば特許文献１等参照）。
【０００３】
一方、実験室レベルでは、石英ガラス基板上に周期的に連続する円錐形等の微細突起物をエッチング等で形成する所謂モスアイ構造の反射防止技術も研究されている（例えば非特許文献１，２等参照）。
【特許文献１】特開２００１−８２３９１４号公報
【非特許文献１】H. TOYOTA et al., Jpn. J. Appl. Phys. Vol.40(2000) Pt.2 No.7B, pp.L747-L749
【非特許文献２】K. KINTAKA et al., OPTICS LETTERS Vol.26 No.21, 2001, pp.1642-1644
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者のうち誘電体多層薄膜は、光線の入射角度に応じて透過特性が変化する入射角依存性が大きく、投影レンズの高ＮＡ化への対応が難しくなっている。また、ナノ粒子膜は、その構造上耐摩耗性が非常に低く、汚れの拭き上げが事実不可能とされ、投影レンズとしての組立工程及びメンテナンスに問題を抱えている。
【０００５】
一方、後者のモスアイ構造は、電子ビーム等を利用したリソグラフィ工程が不可欠であり、干渉を防止するため微細突起をランダムに形成しようとした場合、大面積の光学素子の広範囲に亘ってナノレベルの構造を形成することは、コストと時間の関係上実用性を極めて減じることになり、かつ、レンズの光学面は通常曲面であるが本技術を曲面に適用するにはハードルが高い。
【０００６】
そこで、本発明は、耐摩耗性を有する反射防止層を備えるとともに高ＮＡ化に容易に対応することができる透過型光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、ナノレベルの反射防止構造を大面積の透過型光学素子の全体に亘ってランダムに形成することができる透過型光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、上記のような製法によって得られる透過型光学素子やこれを組み込んだ投影露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１の発明に係る透過型光学素子の製造方法は、透過型光学素子の母材としての基板を準備する工程と、所定のエッチガスを用いてランダムに配置された無数の点状微細エリア以外をドライエッチすることによって、前記基板の表面上に反射防止層として機能する微細針状構造を形成する工程とを備える。
【００１０】
上記製造方法では、反射防止層として機能する微細針状構造を基板の表面上に形成する際に、所定のエッチガスを用いてランダムに配置された無数の点状微細エリア以外をドライエッチするので、これらの点状微細エリアに対応する微細針状構造が基板表面上にランダムに配置されることになり、回折現象の発生を回避できる。さらに、ドライエッチによって基板表面を削ることにより微細針状構造を形成するので、得られる反射防止層を強靭で高い耐久性を有するものとすることができる。なお、微細針状構造によって反射防止層を形成した場合、反射防止層の存在によって光線の基板内への侵入を容易にすることができるだけでなく、光線の入射角度に応じて透過特性が変化するという入射角依存性を誘電体多層薄膜の場合に比較して極めて少なくすることができる。
【００１１】
また、本発明の具体的態様では、上記製造方法が、基板の表面に当該基板よりもエッチング速度の低い所定のマスク材料からなる微細粒子をランダムに被着させる工程をさらに備える。この場合、エッチングによってランダムに被着した微細粒子をマスクとして基板表面にランダムなエッチングを施すことができるので、ランダムな微細針状構造を、そのサイズを広範囲に亘って制御しつつ形成することができる。
【００１２】
また、本発明の具体的態様では、微細粒子を被着させる工程で、基板の周辺に所定のマスク材料に対応するスパッタ部材を配置した状態で、基板とともに当該スパッタ部材をスパッタする。この場合、基板のドライエッチと並行してスパッタ部材のスパッタによるマスク形成を進行させることができ、ランダムな微細針状構造を高い自由度で所望のサイズに形成することができる。
【００１３】
また、本発明の具体的態様では、スパッタ部材が、基板を支持する支持台の少なくとも一部を構成する。この場合、過型光学素子の母材である基板のための支持台をマスク材料となるスパッタ部材として兼用することができ、過型光学素子の製造装置の構造を簡単で安価なものとすることができる。
【００１４】
また、本発明の具体的態様では、所定のマスク材料が、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｒＯ２、Ｃｒ、及びＮｉのうち少なくとも一種を含む。
【００１５】
また、本発明の具体的態様では、基板が、Ｓｉ及びＣａのうち少なくとも一方を１０％以上含む組成の材料で形成される。
【００１６】
また、本発明の具体的態様では、基板が、石英ガラス、及び蛍石の少なくとも一方であり、所定のエッチガスが、Ａｒ／ＣＦ４、ＣＨＦ３、及びＳＦ６のうち少なくとも一種のガスを含む。
【００１７】
また、本発明の具体的態様では、ドライエッチが、ＩＲＥ、ＩＣＰ、及びＲＩＢＥのうち少なくとも一種の方法である。
【００１８】
また、本発明の具体的態様では、前記微細針状構造を形成する工程の後に、フッ化水素酸を含むエッチャントで前記基板をウエットエッチングする工程をさらに備える。この場合、形成直後の微細針状構造の表面に残留するＣ、Ｆ、Ａｌ等を含んだ反応生成物である汚れ物質を除去することができ、光学素子の透過特性をさらに向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の具体的態様では、前記エッチャントが、希釈緩衝フッ酸又は希釈フッ酸である。この場合、石英ガラス等からなる基板の微細針状構造の過剰な浸食を防止することができ、特に希釈緩衝フッ酸の場合、一定範囲でＰＨの調整が可能になり、意図しない材料が溶け出す過剰若しくは不必要に溶け出すことを防止できる。なお、希釈緩衝フッ酸又は希釈フッ酸の希釈には、水、アルコール等を用いることができる。アルコールを用いた場合、炭化水素等を効率的に除去することができ、水を用いた場合、硫酸アンモニウム等を除去することができる。また、フッ酸は、フッ化アンモニウム等を適当な比率で混合することによって緩衝溶液となる。
【００２０】
また、本発明に係る透過型光学素子は、母材である基板と、所定のエッチガスを用いたドライエッチによって基板の表面上に形成した微細針状構造からなる反射防止層とを備える。
【００２１】
上記透過型光学素子では、所定のエッチガスを用いたランダムなドライエッチによって形成した微細針状構造を反射防止層として有するので、回折現象の発生を回避できる。さらに、ドライエッチによって微細針状構造を形成するので、得られる反射防止層を強靭で高い耐久性を有するものとすることができる。なお、微細針状構造によって反射防止層を形成した場合、反射防止層の存在によって光線の基板内への侵入を容易にすることができるだけでなく、入射光線に対する反射・透過特性の入射角依存性を誘電体多層薄膜の場合に比較して極めて少なくすることができる。
【００２２】
また、本発明の具体的態様では、前記反射防止層が、前記基板の表面上にランダムに配置された無数の点状微細エリア以外をドライエッチすることによって形成される。
【００２３】
また、本発明に係る投影用のレンズ系は、上記透過型光学素子を備える。かかるレンズ系では、上述の透過型光学素子の存在によって、高精度の結像が可能になりレンズ系による損失を低減することができるだけでなく、レンズ系としての寿命も長くなる。
【００２４】
また、本発明に係る投影露光装置は、投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、露光光によってマスクを照明する照明光学系と、上述の透過型光学素子を含み、マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系とを備える。
【００２５】
上記投影露光装置では、投影光学系として上述の透過型光学素子を含むものを用いるので、高精度の露光が可能になり、投影露光装置を長期に亘って高い信頼性で動作させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る投影露光装置は、投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、上述の透過型光学素子を含み、露光光によってマスクを照明する照明光学系と、マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系とを備える。
【００２７】
上記投影露光装置では、照明光学系として上述の透過型光学素子を含むものを用いるので、高精度のマスク照明が可能になって延いては高精度の露光が可能になり、投影露光装置を長期に亘って高い信頼性で動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る透過型光学素子の製造方法を実施するための反射防止層製造装置の構造を説明する概念図である。
【００２９】
この反射防止層製造装置１０は、基本的に反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置と同様の構造を有し、アースに接続されたアノード電極１２と、反応ガスをプラズマ化するための高周波電力が印加されるカソード電極１４と、これらの電極１２，１４を収容する真空チャンバ１６とを備える。このうち後者のカソード電極１４は、反応ガスのプラズマ化延いては反射防止層の製造に必要な所定の高周波電圧を発生する交流電圧源２４に接続されている。また、真空チャンバ１６は、アノード電極１２と同様接地電位に設定されるとともに、真空ポンプ２６に接続されて排気されており、適当な真空度に維持することができる。この真空チャンバ１６は、例えばＡｒとＣＦ４（４フッ化炭素）とを適当な配分比で混合した反応ガスを供給するための反応ガス源２８にも接続されており、必要な流量の反応ガスを真空チャンバ１６中に導入することで真空チャンバ１６内の反応ガスの密度を所望の値に設定することができる。
【００３０】
カソード電極１４上には、エッチング速度の低い所定のマスク材料からなる支持台として、サファイア製のトレイ３２が載置されており、このトレイ３２上には、処理対象である比較的エッチング速度の高い透明基板（母材）、すなわちＳｉＯ２製の光学部材ＯＷが配置されている。カソード電極１４上にトレイ３２を介して載置された光学部材ＯＷの上面は、両電極１２，１４間でプラズマ化され加速されたイオンの入射によってスパッタされ、通常ならば両電極１２，１４の主面に垂直な方向に所定の異方性で一様なエッチングが施される。ところが、この場合、光学部材ＯＷがスパッタ部材であるトレイ３２上に載置されており、反応ガスのイオンによってトレイ３２のスパッタ・エッチも進行する。サファイア製のトレイ３２から射出したアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の微細なスパッタ粒子ＳＰは、光学部材ＯＷの表面にランダムに付着するが、Ａｒ及びＣＦ４からなる反応ガスの場合、アルミナのスパッタ速度よりもＳｉＯ２のスパッタ速度の方が大きいので、光学部材ＯＷ表面にランダムに付着したスパッタ粒子ＳＰがマスクになって反応性イオンエッチングが進行し、光学部材ＯＷの表面全体に亘ってランダムな突起が形成される。
【００３１】
図２（ａ）〜（ｃ）は、図１の装置による反射防止層の形成を概念的に説明する図である。なお、図２（ａ）は反射防止層形成の初期段階を示し、図２（ｂ）は反射防止層形成の中間段階を示し、図２（ｃ）は反射防止層形成の最終段階を示す。
【００３２】
図２（ａ）に示す初期段階においては、ＳｉＯ２製の光学部材ＯＷの表面とともにトレイ３２の表面もスパッタされるので、ＳｉＯ２製の光学部材ＯＷの表面に、周囲から飛来したアルミナ製の微細粒子である無数のスパッタ粒子ＳＰがランダムに付着する。なお、図面ではスパッタ粒子ＳＰが一定周期で分布しているが、実際には規則性のないランダムな分布となる。
【００３３】
図２（ｂ）に示す中期段階においては、スパッタ粒子ＳＰがマスクとなって反応ガスのイオンＧＩによる光学部材ＯＷの異方性エッチングが進行し、スパッタ粒子ＳＰの位置に対応してコーン状の突起ＣＰが無数形成される。なお、光学部材ＯＷの表面に付着したスパッタ粒子ＳＰもイオンＧＩによってエッチングされるので、突起ＣＰの先端が徐々に露出することになるが、突起ＣＰの先端には別のスパッタ粒子ＳＰが再付着する傾向があり、結果的に、突起ＣＰが全体的に徐々に成長していく。
【００３４】
図２（ｃ）に示す最終段階においては、突起ＣＰがナノメータ・オーダのサイズに成長するとともに、光学部材ＯＷの基板本体ＳＢ上にランダムに密集して形成された状態となる。このような突起ＣＰの集団すなわち微細針状構造は、巨視的な意味で反射防止層ＡＲを形成する。これにより、反射防止層ＡＲを有する光学部材ＯＷすなわち透過型光学素子を製造することができる。つまり、反射防止層ＡＲは、この反射防止層ＡＲの厚さや構造が波長よりも小さな場合、光学部材ＯＷの表面において屈折率が空気（ｎ＝１）から石英ガラス（波長６００ｎｍでｎ≒１．４６４０８）へと連続的に変化する領域とみなすことができ、界面での反射や散乱が生じないので、外部から光学部材ＯＷに入射した光線は、反射防止層ＡＲを経て基板本体ＳＢ内部にロスなく侵入する。しかも、このような微細針状構造からなる反射防止層ＡＲは、誘電体多層薄膜の場合に比較して、光線の入射角度に応じて透過特性が変化するという入射角依存性が極めて少ないので、高ＮＡの投影レンズに組み込んだ場合にも高い精度の結像特性を示す。さらに、反射防止層ＡＲの微細針状構造は、光学部材ＯＷのバルク部分をエッチングによって形成したものであるので、強靭で高い耐久性を有するものとなっている。なお、本実施形態の製造方法では、ドライエッチング技術を用いて、リソグラフィ技術を用いることなく、光学部材ＯＷにナノサイズの微細な突起状の構造物を無数かつランダムに形成しているので、光線の基板内への侵入を容易にさせ、強靱で入射角度依存性の少ない反射防止層を提供することができる。なお、本実施形態の製造方法によって得た微細針状構造はナノサイズであるが、特別なリソグラフィ技術を用いないため、低コストの一括加工で反射防止層ＡＲを形成することができる。また、通常のリソグラフィ技術を用いた場合、パターン発生プログラム或いはマスク設計の制約から微細針状構造のランダムな配置が極めて困難であり、設計を簡易化した場合、回折等が残存してできあがった透過型光学素子の光学特性に悪影響を与える可能性があるが、本実施形態のような製造方法では、ナノサイズの微細針状構造が自動的にランダムに形成されるため、表面回折が生じないという利点がある。このようにして得た透過型光学素子は、反射防止層ＡＲの特性に関して波長依存性が少ないので、広帯域に亘って良好な特性を有する。
【００３５】
以下の表１は、反射防止層ＡＲの具体的な形成例をまとめたものである。反射防止層ＡＲの形成に際しては、反応ガスのガス圧やＡｒ／ＣＦ４のガス流量等を適宜変更しつつ、両電極１２，１４間に供給する高周波電力（Power）やそれによる処理時間を適宜調節した。その際、光学部材ＯＷは、平板状の溶融石英ガラスからなるものとし、その厚みを０．５ｍｍと３ｍｍとに設定した。
【表１】
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【００３６】
図３は、上記第１実施形態の製造方法によって形成した平板状の透過型光学素子の透過特性を例示するグラフである。横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。点線と一点鎖線で示す実施例の透過型光学素子では、滑らかな透過特性が得られている。一方、実線で示す比較例の透過型光学素子では、不規則な鋸歯状の透過特性が得られており、全体としての透過率も低くなっている。なお、比較例の透過型光学素子は、石英ガラス基板上に多層の干渉膜からなる反射防止層を形成したものである。
【００３７】
以下、第１実施形態の製造方法の変形例について説明する。この場合、微細針状構造としてランダムに密集して形成された突起ＣＰを有する基板本体ＳＢ（図２（ｃ）参照）の表面をフッ化水素酸を含むエッチャントでクリーニングする後工程を追加する。フッ化水素酸を含むエッチャントは、光学部材ＯＷの上部に形成された微細針状構造である突起ＣＰの表面に残留するＣ、Ｆ、Ａｌ等を含んだ反応生成物である汚れ物質を除去することができ、反射防止層ＡＲの透過特性を良好なものとすることができる。エッチャントとしては、希釈緩衝フッ酸や希釈フッ酸を用いることができる。この場合、希釈化によってＳｉＯ２製の光学部材ＯＷ表面に形成された微細針状構造の過剰な浸食を防止することができる。なお、希釈緩衝フッ酸又は希釈フッ酸を得る際の希釈には、水、アルコール等を用いることができる。
【００３８】
以下、具体的な製造例について説明する。Ａｌ２Ｏ３をマスク材とし、ＣＦ４／Ａｒガスを用いたＲＩＥによって、上記と同様の透過型光学素子を作製した。この透過型光学素子を３％の希釈緩衝フッ酸（１水素２フッ化アンモニウム（２２％溶液）を３％に希釈したもの）で５秒間ウェットエッチングした。
【００３９】
このような透過型光学素子について透過率を計測したところ、波長３００ｎｍのおける透過率がウェットエッチングの前後で９２％から９７％に向上した。また、透過型光学素子の表面近傍すなわち反射防止層ＡＲをＥＳＣＡで分析したところ、３％フッ硝酸によるウェットエッチングの前に付着していた汚れ物質が大幅に減少していた。
【００４０】
図４（ａ）は、ＲＩＥによって微細針状構造を形成した直後の透過型光学素子の表面分析結果を示し、図４（ｂ）は、微細針状構造に対してウェットエッチングを施した透過型光学素子の表面分析結果を示す。なお、図４（ｃ）は、トレイ３２の材料としてＳｉＯ２を用いて同一条件のＲＩＥを施したものであり、微細針状構造が形成されていない比較サンプルの表面分析結果を示す。各グラフにおいて、横軸は表面分析に際してのエッチング時間（深さ方向の距離）を示し、縦軸は表面層を構成する元素の濃度（％）を示している。以上の評価からも明らかなように、ウェットエッチングを施した実施例の透過型光学素子においては、微細針状構造の表面に付着するＣ、Ｆ、及びＡｌの元素、すなわち、光吸収や散乱の原因となり得るＲＩＥ反応生成物が効果的に除去されていることが分かる。
【００４１】
また、ウェットエッチングを施した実施例の透過型光学素子の表面を高分解能ＳＥＭで観察したところ、微細針状構造がより尖った形状に変化し、理想的なモスアイ構造に近づいていることが確認された。なお、ウェットエッチングを施す前の透過型光学素子は、高分解能ＳＥＭで観察したところ、微細針状構造を構成する突起ＣＰの上端に狭いが平坦部が存在することが確認されていた。つまり、ＲＩＥのみによって形成した微細針状構造をウェットエッチングよって形状的に改善することができる。
【００４２】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る透過型光学素子の製造方法について説明する。第２実施形態の製造方法は、第１施形態の製造方法を部分的に変更したものであり、ここでは主に変更点について説明する。
【００４３】
図５は、本発明の第２実施形態に係る透過型光学素子の製造方法を実施するための反射防止層製造装置の要部を説明する図である。この場合、カソード電極１４が２つの部材１４ａ，１４ｂに分かれており、中央の部材１４ａによってレンズ状の光学部材ＯＷが支持され、周囲の部材１４ｂによって光学部材ＯＷの輪郭に対応する対応する開口を有するサファイア製のターゲット板１３２が支持されている。このターゲット板１３２は、第１施形態の装置におけるトレイ３２に対応するパッタ部材であり、反応ガスのイオンによってスパッタされて、光学部材ＯＷの表面にランダムに付着して微細なマスクとなる無数のスパッタ粒子を発生する。第２実施形態の装置においても、図２と同様の課程を経て、ＳｉＯ２からなる光学部材ＯＷの所定曲率を有する表面上に微細針状構造からなる反射防止層をほぼ一様に形成することができる。その後、光学部材ＯＷを裏返してカソード電極１４の中央の部材１４ａ上に載置すれば、光学部材ＯＷの裏面にも反射防止層を形成することができ、一対の光学面の双方に反射防止層を形成したレンズすなわち透過型光学素子を形成することができる。なお、カソード電極１４の中央の部材１４ａを別の同様の部材に交換することにより、異なる曲率のレンズ面を安定して支持することができ、この場合、各種曲率のレンズに対して高性能の反射防止層を形成することができる。
【００４４】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態である投影露光装置について、図面に参照しつつ説明する。
【００４５】
図６は、上述の第１及び第２実施形態で構造や製造を説明した透過型光学素子であるレンズ要素を用いた投影露光装置の基本構造を示す。この装置は、フォトレジストでコートされたウェハ上にレチクルのパターンのイメージを投影するための、例えばステッパと呼ばれるような投影露光装置に相当する。
【００４６】
図６に示すように、本実施形態の投影露光装置は少なくとも、(1)感光剤を塗布したウェハ（基板）Ｗを表面３０１ａに載置することのできるウェハステージ３０１、(2)露光光として用意された所定波長の紫外光を、予め用意されたマスク（レチクルＲ）のパターンに照射する照明光学系１５０、(3)照明光学系１５０に露光光を供給するための光源１８０、(4)ウェハＷ上に投影すべきパターンのイメージが形成されたマスクＲを配置する最初の表面Ｐ１（物体面）と、ウェハＷの表面と一致させた二番目の表面Ｐ２（像面）との間に配置され、ウェハＷ上にマスクＲのパターンを転写するための投影光学系４００、及び(5)投影露光装置の全体を統括的に制御して動作させる主制御部５００を含む。
【００４７】
ここで、ウェハーステージ３０１は、ステージ駆動系３００に駆動されて、ウェハＷを投影光学系４００に対して３次元的に移動させる。照明光学系１５０は、マスクＲとウェハＷとの間の相対位置を調節するための、アライメント光学系１５１も含んでおり、マスクＲはウェハステージ３０１の表面に対して平行に動くことのできるレチクルステージ２０１に配置される。レチクル交換系２００は、レチクルステージ２０１にセットされたマスク（レチクルＲ）を交換し運搬するためのものであり、ウェハステージ３０１の表面３０１ａに対してレチクルステージ２０１を平行に動かすためのステージドライバを含んでいる。投影光学系４００は、例えばスキャンタイプの露光装置に応用されるアライメント光学系（不図示）を有している。
【００４８】
そして、本実施形態の投影露光装置は、上記第１実施形態又は第２実施形態で構造や製造を説明したレンズを使用したものである。つまり、図５に示した投影露光装置は、照明光学系１５０を構成する一部又は全部の透過型光学素子１５３、及び／又は投影光学系４００を構成する一部又は全部の透過型光学素子４０１として、図１や図４に示す光学部材ＯＷであってその表面に微細針状構造からなる反射防止層ＡＲを形成した透過型光学素子を備えるものとすることができる。このような投影露光装置では、高精度の露光が可能になり、投影露光装置を長期に亘って高い信頼性で動作させることができる。
【００４９】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光学部材ＯＷの材料としてＳｉＯ２を用いているが、光学部材ＯＷの材料すなわち基板材料としては、蛍石やフッ化物系ガラスを用いることができる。
【００５０】
また、光学部材ＯＷのエッチング用の反応ガスとしては、Ａｒ／ＣＦ４に限らず、ＣＨＦ３、ＳＦ６等或いはそれらを含む反応ガスを用いることができる。
【００５１】
また、光学部材ＯＷの周辺に配置するトレイ３２やターゲット板１３２は、サファイア製に限らず、Ａｌ、ＣｒＯ２、Ｃｒ、Ｎｉ等からなるものとすることができる。この場合、Ａｌ、ＣｒＯ２、Ｃｒ、Ｎｉ等からなるマスク粒子を光学部材ＯＷ表面に付着させて微細針状構造からなる反射防止層ＡＲを形成することができる。なお、Ａｌ、ＣｒＯ２、Ｃｒ、Ｎｉ等が最終的に反射防止層ＡＲの上部に多量に残ると透過率を低下させる可能性があるが、図２（ｃ）に示すような最終段階において、Ａｌ、ＣｒＯ２、Ｃｒ、Ｎｉ等からなるトレイ３２の主な部分を適当なシャッタ等で覆うことにより、或いは後処理として、希釈緩衝フッ酸等を用いたウェットエッチング及び洗浄を行うことにより、針状体の先端に残るＡｌ、ＣｒＯ２、Ｃｒ、Ｎｉ等のマスク粒子を実質的に除去することができる。
【００５２】
以上にように光学部材ＯＷ、トレイ３２、ターゲット板１３２等の材料は、透過型光学素子の用途や仕様に応じて適宜変更することができるが、その際の光学部材ＯＷのエッチング用の反応ガスとしては、トレイ３２やターゲット板１３２の材料に対してよりも光学部材ＯＷの材料に対してエッチング速度が大きくなるようなものを適宜選択して用いる。
【００５３】
また、上記実施形態では、ＲＩＥ用のエッチング装置を流用して光学部材ＯＷの表面に反射防止層ＡＲを形成しているが、ＲＩＥ用のエッチング装置に代えて、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチングやＲＩＢＥ（反応性イオンビームエッチング）の手法を用いてマスク粒子をランダムに光学部材ＯＷ表面に付着させつつ光学部材ＯＷ表面をエッチングすることによっても、光学部材ＯＷ表面に反射防止層ＡＲを簡易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態に係る透過型光学素子の反射防止層製造装置の構造を説明する概念図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１の装置による反射防止層の形成を概念的に説明する図である。
【図３】実施例の透過型光学素子の透過特性を示すグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、後処理であるウェットエッチングの効果を説明するグラフである。
【図５】第２実施形態に係る反射防止層製造装置の要部を説明する概念図である。
【図６】第３実施形態の投影露光装置の基本構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…反射防止層製造装置、  １２…アノード電極、  １４…カソード電極、  １６…真空チャンバ、  ２２…可変直流電圧源、  ２４…交流電圧源、  ２８…反応ガス源、  ３２…トレイ、  ＡＲ…反射防止層、  ＯＷ…光学部材、  ＳＢ…基板本体
【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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