JPS62123401A - 遠紫外用光学薄膜 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、遠紫外用の光学薄膜例えば反射防止膜に関す
るものであり、特に高出力のレーザ光に対し耐久性を有
する光学薄膜に関するものである。

（発明の背景） 光学薄膜例えば反射防止膜、干渉フィルタ、干渉ミラー
は、光学理論に基づき、４分のλ（λ−基準波長）程度
の光学的膜厚を有する薄膜を単層又は多層に積層したも
ので、多層膜の場合には高屈折率薄膜と低屈折率Ｆｊ［
膜とを交互に積層したものである。そして、高屈折率薄
膜の構成物質としては、例えばＡｌｔ０３．　Ｚｒ０ｔ
、　１ｌｆｏｔなど、低屈折率薄膜の構成物質としては
、例えば５ｊＯｚ＋ＭｇＦｚ、　ＴｈＦｚ、　５ｒＦｔ
などが使用されている。

このような光学薄膜は種々の光学系に使用されているが
、その場合、使用する光の波長に応じて構成物質を変え
なければならないことが多い。例えば遠紫外用の光学薄
膜においては、遠紫外線（λ＝１９５〜３２５　ｎｍ）
を透過させる必要があり、これまで多層構造のものでは
、高屈折率の構成物質としてＡｕｔｏｓ　、低屈折率の
構成物質としてＳｉｎｇを使用したものが報告されてい
る。

一方、光学系に使用する光は益々高強度のものが要求さ
れ、そのような高強度の遠紫外用光源として例えばエキ
シマレーザ−が実用化されつつある。そして、エキシマ
レーザ−光源には、レーザー光を出力させる窓（窓材料
には遠紫外線を透過させる石英や螢石が使用される）に
反射防止膜が必要となってくる。

しかしながら、使用するレーザー光の強度を高めると、
光学ｉ１Ｍが破損するという新たな問題がでて来た。そ
こで、どのくらいの強度まで破損しないかの尺度として
「レーザー耐力」が提唱されており、その計測方法は次
のとおりである。

光源としてλ−２４８ｎ−のエキシマレーザーヲ使用し
、レーザー光を２０ｒ＋ｓｅｃだけ光学薄膜に照射する
。照射はレーザー出力及び薄膜の照射位置を変えて数回
行なう、その後、光学ｖＲ膜の表面を微分干渉型Ｊｆｆ
ｉ鏡で観察し、孔のような破損があればｒ　Ｄａｍａｇ
ｅ　Ｊと判定し、破損がなければｒ　Ｎｏｎ−ｄａｍａ
ｇｅＪと判定する。そして、同種の光学薄膜に対して何
回か繰り返し、ｒ　ＤａｍａｇｅＪと判定されたときの
レーザー出力（１１！　（ジュール／Ｃシ）の最小値と
、「Ｎｏｎ−ｄａｍａｇｅＪと判定されたときのレーザ
ー出力値の最大値とを選出し、両者の中間値を日／−ザ
ー耐力の闇値」どする。

従来、遠紫外用の多層反射防止膜として提案されている
上述の「＾１ｉｄｓ　／ＳｉＯ□交互膜」は、このレー
ザー耐力の闇値が１．２〜１．３ジュール／−で十分に
満足されるというものではなかった。

（発明の目的） 本発明の目的は、レーザー耐力のより高い遠紫外用光学
薄膜を提供することにある。

（発明の概要） 本発明者らは、ｗＬ意研究の結果、驚くべきことに、高
屈折率薄膜の構成物質としてＡｌｔｏｓに代えてフン化
ネオジムを使用することにより、光学薄膜のレーザー耐
力が向上し、また分光特性も同等もしくは改善されるこ
とを見い出し、本発明を成すに至った。

従って、本発明は、　　「高屈折率薄膜と低屈折率薄膜
との交互多層膜からなる遠紫外用光学薄膜に於いて、 前記高屈折率薄膜の構成＠質としてフッ化ネオジムを使
用したこと１特徴とする遠紫外用光学薄膜」を提供する
。

本発明で使用するフッ化ネオジム（ＮｄＦ、）それ自身
は、遠紫外領域で吸収がほとんどなく、薄膜状態で１．
６６〜１．７０の高屈折率を示す。

一方、低屈折率Ｆｉｌ膜の構成物質としては、例えば　
５１０ｔ＋　Ｍａｐ、、　ＴｈＦｔ、５ｒＰｔなどが使
用される。

本発明の光学薄膜は、遠紫外用の基板例えば石英（ｎ４
”１．４８）　、螢石（ｎａ−１，４６）の上に直接形
成してもよいし、基板との界面付近での破損を防止する
ためにアンダーコートを基板上に形成し、その上に形成
してもよい。このようなアンダーコート自身は公知であ
り、光学的に無害な２分のλ程度の光学的膜厚を有する
低屈折率薄膜例えば３ｉ０ｘ＋　Ｍｇｈその他の薄膜が
使用される。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

（実施例） 石英基板（ｎ−＝１．４８）の上に、高屈折率薄膜とし
てλ／４の光学的膜厚を有するＮｄＦｓ薄膜（ｎ４　＝
１．６６）を真空蒸着し、続いて低屈折率薄膜としてλ
／４の光学的膜厚を有するＭｇｈｍ膜（ｎ４＝１．４０
５）を真空蒸着することにより、２層反射防止膜（設計
基準波長λ−２４８ｎｍ）を作製した。

この反射防止膜を基板の片面に設けた場合の分光反射率
特性と、両面に設けた場合の分光ｉ３過率特性を測定し
たので、この結果を第３図及び第４図に示す、第３図及
び第４図では中心波長が設計波長より多少ずれているが
、これは製作誤差である。

（比較例） 実施例と同種の基板上に高屈折率薄膜とじてλ／４の光
学的膜厚を有するＡｌ３Ｏ３Ｆ’ｊ膜（ｎｔ　＝１．７
２　）を真空蒸着し、続いて低屈折率薄膜としてλ／４
の光学的膜厚を有するＳｉＯ□薄膜（ｎａ　−１，４４
を真空蒸着することにより、２層反射防止ＩＩ！　（設
計基準波長λ−２４８ｎｍ）を作製した。

前記実施例及び比較例の反射防止膜についてレーザー耐
力の闇値を測定したところ、前者は１．６〜１．９ジュ
ール／ｃｌＩと高く、後者は１．２〜１．３ジエール／
ｃ！１と低かった。

（発明の効果） 以上のとおり、本発明によれば、高出力のレーザ光に対
しても耐久性を有する遠紫外用光学薄膜が得られる。特
に本発明は、反射防止膜に於いて著効があり、エキシマ
レーザ−の光学系や光源の窓の反射防止膜として極めて
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の反射防止膜の層構成を示す説明図で
あり、 第２図は、比較例の反射防止膜の層構成を示す説明図で
ある。 第３図は、実施例の反射防止膜（片面コート）の分光反
射率特性を測定したグラフである。 第４図は、実施例の反射防止ＳＣ両面コート）の分光透
過率特性を測定したグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高屈折率薄膜と低屈折率薄膜との交互多層膜からなる遠
   紫外用光学薄膜に於いて、 前記高屈折率薄膜の構成物質としてフッ化ネオジムを使
   用したことを特徴とする遠紫外用光学薄膜。