TWI537582B

TWI537582B - 反射防止膜、透鏡、光學系、接物鏡、及光學機器

Info

Publication number: TWI537582B
Application number: TW100131488A
Authority: TW
Inventors: 井藤佳人; 豐原延好
Original assignee: 奧林巴斯股份有限公司
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2016-06-11
Also published as: CN102918428A; TW201211578A; JP2012053329A; KR101824284B1; WO2012029744A1; KR20130097164A; JP5603714B2; CN102918428B

Description

反射防止膜、透鏡、光學系、接物鏡、及光學機器

本發明係有關於反射防止膜，和使用該反射防止膜的透鏡、光學系、及接物透鏡，和使用該光學系的光學機器。

先前的紫外光用反射防止膜，係有專利文獻1所記載之反射防止膜已被提出。該反射防止膜是將含Al₂O₃膜的中間折射率層、和含MgF₂的低折射率層，在透明基板面上交互形成4層～7層，以在波長248nm(KrF準分子雷射波長)、和其以外之波長(例如He-Ne雷射波長633nm)的2種波長下，進行反射防止膜的膜。又，在專利文獻2中係提出了7層層積的膜，是在波長350nm至波長800nm下，具備0.6%以下之廣頻帶反射性的防止膜。

在使用雷射進行處理的光學裝置中，必須要同時進行波長400nm～700nm的可見光頻帶(因應需要而在紫外光頻帶或紅外光頻帶)下之觀察、和進行處理之雷射波長例如YAG雷射的第3高諧波(振盪波長355nm)之照射(透射)。

又，先前提出的2波長反射防止膜係被設計成，使準分子雷射波長248nm與波長600nm～700nm防止反射達1.5%以下。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3232727號公報

[專利文獻2]日本專利第4190773號公報

可是，若不變更上述反射防止膜的膜構成，就適用於YAG雷射的第3高諧波(振盪波長355nm)而進行波長位移，則反射率在波長400nm～600nm下會變成3%以上，因此造成在可見光頻帶下的觀察變得困難之問題。

又，先前之反射防止膜，係使用TiO₂這類折射率超過1.8的高折射率材料所構成。一般而言，TiO₂這類高折射率材料，係在波長400nm以下的紫外光波段中，膜吸收率較高。因此當使用紫外光波段的雷射，例如YAG雷射的第3高諧波(振盪波長355nm)時，會因光吸收而導致反射防止膜損傷，膜構成會有變化，會有無法獲得所定之分光特性、例如反射防止特性的問題點。

於是，本發明的目的在於提供一種，藉由適切地設定反射防止膜之材質的折射率及膜構成，主要對於波長400nm未滿的紫外光波段、和波長400nm～700nm之可見光波段這2個波段中的光，在光學上穩定、光吸收較少、且能有效實現防止所定反射的反射防止膜。又，目的在於，以此種反射防止膜，提供例如進行雷射處理之各種光學透鏡所適合之2波長反射防止膜。

為了解決上述課題，達成目的，本發明所述之反射防止膜，其特徵為，在透明基板上，具備從空氣側起往基板側依序形成第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上之薄膜之構成，從空氣側起算第奇數個之薄膜係為低折射率膜，第偶數個之薄膜係為低折射率膜或折射率大於低折射率膜的中間折射率膜，令中心波長λ0下的中間折射率膜與低折射率膜的折射率分別為N_M、N_L時，反射防止膜係同時滿足下式(1)、(2)、(3)：

λ0=500nm　‧‧‧(1)

1.45≦N_M≦1.8　‧‧‧(2)

NL＜1.45　‧‧‧(3)

且是在紫外光頻帶之波長λ1、和可見光頻帶之波長λ2下，進行反射防止；

同時滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)：

λ1=355nm　‧‧‧(4)

400nm≦λ2≦700nm　‧‧‧(5)

R1≦1.0%　‧‧‧(6)

R2≦1.5%　‧‧‧(7)

K1≦1.0%　‧‧‧(8)

K2≦1.0%　‧‧‧(9)

其中，

R1係為波長λ1下的反射率，

R2係為波長λ2下的反射率，

K1係為波長λ1下的膜吸收率，

K2係為波長λ2下的膜吸收率，

膜吸收率係為，100-(100-(基板之反射率+基板之穿透率))-(施加反射防止膜的基板之反射率+施加反射防止膜的基板之穿透率)。

本發明所述之反射防止膜係為，基板的折射率是未滿1.85，較為理想。

本發明所述之反射防止膜係為，基板的折射率是1.85以上，較為理想。

本發明所述之反射防止膜，係同時滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)，較為理想：

0.229×λ0≦d1≦0.234×λ0　‧‧‧(10)

0.260×λ0≦d2≦0.268×λ0　‧‧‧(11)

0.045×λ0≦d3≦0.077×λ0　‧‧‧(12)

0.074×λ0≦d4≦0.118×λ0　‧‧‧(13)

0.211×λ0≦d5≦0.277×λ0　‧‧‧(14)

0.035×λ0≦d6≦0.150×λ0　‧‧‧(15)

0.039×λ0≦d7≦0.207×λ0　‧‧‧(16)

其中，

d1係為第1層之光學膜厚，

d2係為第2層之光學膜厚，

d3係為第3層之光學膜厚，

d4係為第4層之光學膜厚，

d5係為第5層之光學膜厚，

d6係為第6層之光學膜厚，

d7係為第7層之光學膜厚，

光學膜厚係為折射率×幾何厚度。

本發明所述之反射防止膜，係同時滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)，較為理想：

0.233×λ0≦d1≦0.234×λ0　‧‧‧(17)

0.269×λ0≦d2≦0.289×λ0　‧‧‧(18)

0.072×λ0≦d3≦0.073×λ0　‧‧‧(19)

0.106×λ0≦d4≦0.127×λ0　‧‧‧(20)

0.146×λ0≦d5≦0.211×λ0　‧‧‧(21)

0.253×λ0≦d6≦0.278×λ0　‧‧‧(22)

其中，

d1係為第1層之光學膜厚，

d2係為第2層之光學膜厚，

d3係為第3層之光學膜厚，

d4係為第4層之光學膜厚，

d5係為第5層之光學膜厚，

d6係為第6層之光學膜厚，

d7係為第7層之光學膜厚，

光學膜厚係為折射率×幾何厚度。

本發明所述之反射防止膜係為，中間折射率層之材料是Al₂O₃、SiO₂、LaF₃、NdF₃、YF₃、CeF₃、或含有這些化合物的混合物；低折射率層之材料是MgF₂、BaF₂、LiF、AlF₃、NaF、CaF₂、或含有這些化合物的混合物，較為理想。

本發明所述之透鏡，其特徵為施加有上述任一種反射防止膜。

本發明所述之光學系，其特徵為具有上述透鏡。

本發明所述之接物鏡，其特徵為具有上述光學系。

本發明所述之光學機器，其特徵為，具有上述光學系，並使用光學系來進行觀察且使雷射聚光。

本發明所述之反射防止膜，係主要對於波長400nm未滿的紫外光波段和波長400nm～700nm之可見光波段這2個波段中的光，在光學上穩定、光吸收較少、且能有效實現防止所定反射，達成如此效果。

以下基於圖面，詳細說明本發明所述之反射防止膜的實施形態。此外，本發明並非限定於以下的實施形態。

首先，在說明實施形態之前，先說明本發明的作用、效果。

本發明所述的反射防止膜，係在透明基板上，具備從空氣側起往基板側依序形成第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上之薄膜之構成，從空氣側起算第奇數個之薄膜係為低折射率膜，第偶數個之薄膜係為低折射率膜或折射率大於低折射率膜的中間折射率膜，令中心波長λ0下的中間折射率膜與低折射率膜的折射率分別為N_M、N_L時，反射防止膜係同時滿足下式(1)、(2)、(3)：

λ0=500nm　‧‧‧(1)

1.45≦N_M≦1.8　‧‧‧(2)

N_L＜1.45　‧‧‧(3)

且同時滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)：

λ1=355nm　‧‧‧(4)

400nm≦λ2≦700nm　‧‧‧(5)

R1≦1.0%　‧‧‧(6)

R2≦1.5%　‧‧‧(7)

K1≦1.0%　‧‧‧(8)

K2≦1.0%　‧‧‧(9)

其中，

R1係為波長λ1下的反射率，

R2係為波長λ2下的反射率，

K1係為波長λ1下的膜吸收率，

K2係為波長λ2下的膜吸收率，

此外，上式(6)、(7)，係適用於基板之反射率、及施加反射防止膜的基板之反射率。

當上式(6)～(9)之任1者以上超過了上限值時，會變成光學上不穩定，光吸收變多，難以有效實現所定之反射防止。

0.229×λ0≦d1≦0.234×λ0　‧‧‧(10)

0.260×λ0≦d2≦0.268×λ0　‧‧‧(11)

0.045×λ0≦d3≦0.077×λ0　‧‧‧(12)

0.074×λ0≦d4≦0.118×λ0　‧‧‧(13)

0.211×λ0≦d5≦0.277×λ0　‧‧‧(14)

0.035×λ0≦d6≦0.150×λ0　‧‧‧(15)

0.039×λ0≦d7≦0.207×λ0　‧‧‧(16)

其中，

d1係為第1層之光學膜厚，

d2係為第2層之光學膜厚，

d3係為第3層之光學膜厚，

d4係為第4層之光學膜厚，

d5係為第5層之光學膜厚，

d6係為第6層之光學膜厚，

d7係為第7層之光學膜厚，

光學膜厚係為折射率×幾何厚度。

當上式(10)～(16)之任1者以上不滿足時，會變成光學上不穩定，光吸收變多，難以有效實現所定之反射防止。

0.233×λ0≦d1≦0.234×λ0　‧‧‧(17)

0.269×λ0≦d2≦0.289×λ0　‧‧‧(18)

0.072×λ0≦d3≦0.073×λ0　‧‧‧(19)

0.106×λ0≦d4≦0.127×λ0　‧‧‧(20)

0.146×λ0≦d5≦0.211×λ0　‧‧‧(21)

0.253×λ0≦d6≦0.278×λ0　‧‧‧(22)

其中，

d1係為第1層之光學膜厚，

d2係為第2層之光學膜厚，

d3係為第3層之光學膜厚，

d4係為第4層之光學膜厚，

d5係為第5層之光學膜厚，

d6係為第6層之光學膜厚，

d7係為第7層之光學膜厚，

光學膜厚係為折射率×幾何厚度。

當上式(17)～(22)之任1者以上不滿足時，會變成光學上不穩定，光吸收變多，難以有效實現所定之反射防止。

表1係第1實施形態所述之7層構成的反射防止膜之構成的表。表2係第2實施形態所述之7層構成的反射防止膜之構成的表。表3係第3實施形態所述之6層構成的反射防止膜之構成的表。表4係作為比較例的6層構成的反射防止膜之構成的表。在表1～4中，係按照對基板的層積順序來表示各層的材料及光學膜厚。光學膜厚，係對各表記載之數值乘上各實施形態之設計波長λ0後的數值。又，表及圖面中的基板材料名，除了記載具體的物質名以外，其餘均為株式會社Ohara的商標。

圖1係表1所示的實施例1～9之反射防止膜的分光反射率特性的圖形。圖2係表1的實施例中，基材折射率的上下限的實施例1、9，和從兩者之間的實施例所選擇出來的實施例5的分光反射率特性的圖形。圖3係針對實施例1，將基板之反射率與穿透率加算後的值、及施加反射防止膜的基板之反射率與穿透率加算後的值，對波長作圖而成的圖形。圖4係針對實施例1，將膜吸收率對波長作圖而成的圖形。圖5係表2所示的實施例10～12的分光反射率特性的圖形。圖6係表3所示的實施例13、14的分光反射率特性的圖形。圖7係表4所示的比較例的分光反射率特性的圖形。

此處，圖1、圖2、圖5～圖7係橫軸為波長(單位nm)、縱軸為反射率(單位%)的2波長反射防止膜之分光反射率特性的圖示。又，圖4所示的膜吸收率，係使用圖3所示的，基板之反射率+基板之穿透率(實線)、施加反射防止膜的基板之反射率+施加反射防止膜的基板之穿透率(虛線)，以「100-(100-(基板之反射率+基板之穿透率))-(施加反射防止膜的基板之反射率+施加反射防止膜的基板之穿透率)」而算出。此外，於圖3、圖4中，不只有355nm及400～700nm，為了參考而針對300～750nm之間的全範圍，圖示了反射率+穿透率、及膜吸收率。

(第1實施形態)

表1所示的實施例1～9的反射防止膜，係在折射率1.5～1.85的基材之上，將設計波長λ0設定為500nm，將低折射率材料的MgF₂所成之第1、3、5、7層，與中間折射率材料的Al₂O₃所成之第2、4、6層予以層積而成的7層構成。該反射防止膜，係若令中間折射率材料所成之層為M、低折射率材料所成之層為L，則是從空氣側起(距離基板的遠側)起為LMLMLML之7層構成。又，中間折射率材料的Al₂O₃所成之層的折射率N_M係為1.61，滿足1.45≦N_M≦1.8，低折射率材料的MgF₂所成之層的折射率N_L係為1.38，滿足N_L＜1.45。

第1實施形態的反射防止膜之各層，係在10^-2～10^-4Pa的真空下藉由真空蒸著所形成。此外，各層的形成方法係不限定於真空蒸著，亦可藉由濺鍍法、離子鍍法、離子輔助蒸著法而獲得具有同等特性的反射防止膜。

又，雖然使用Al₂O₃來作為中間折射率材料、使用MgF₂來作為低折射率材料，但一般而言Al₂O₃、MgF₂係在可見光波段及未滿400nm之紫外光波段下的光吸收率較低。藉由使用這些材料，就可抑制光吸收造成雷射能量的累積或穿透率之下降。然而，並非限定於該材料，只要是帶有和各材料同等折射率的材料，則都可獲得具有同等特性的反射防止膜。例如，作為中間折射率層用之材料，除了Al₂O₃以外，還可使用SiO₂、LaF₃、NdF₃、YF₃、CeF₃、或這些的化合物。又，作為低折射率層用之材料，除了MgF₂以外，還可使用BaF₂、LiF、AlF₃、NaF、CaF₂、或這些的化合物。

如圖1、圖2的分光反射率特性所示，紫外光頻帶的YAG雷射的第3高諧波的振盪波長355nm(λ1)下的反射率R1係為1%以下，可見光頻帶的400nm至700nm的波長範圍(λ2)下的反射率R2係為1.5%以下。因此，第1實施形態的反射防止膜，係相對於只有基材時的反射率約4%，實現了非常良好的反射防止性能。

此處，如圖3、圖4所示，YAG雷射的第3高諧波的振盪波長355nm(λ1)下的膜吸收率K1(圖4)係為1%以下，400nm以上700nm以下之波長範圍(λ2)下的膜吸收率K2(圖4)係為1.0%以下。雖然未圖示，但實施例2～9也是同樣的結果。

另一方面，表4中所示的先前之在雙面或片面施加先前之反射防止膜的光學透鏡，係如圖7所示，以YAG雷射照射15mJ/mm²的光100次後會有損傷。相對於此，在雙面或片面施加第1實施形態之反射防止膜的光學透鏡，係以YAG雷射照射70mJ/mm²的光100次，但任一光學元件均無損傷。

(第2實施形態)

表2所示的實施例10～12的反射防止膜，係在折射率未滿1.5的基材之上，將設計波長λ0設定為500nm，將低折射率材料的MgF₂所成之第1、3、5、7層，與中間折射率材料的Al₂O₃所成之第2、4層、和中間折射率材料SiO₂所成之第6層予以層積而成的7層構成。該反射防止膜，係若令中間折射率材料所成之層為M、低折射率材料所成之層為L，則是從空氣側起(距離基板的遠側)起為LMLMLML之7層構成。又，中間折射率材料的Al₂O₃所成之層的折射率N_M係為1.61，低折射率材料的SiO₂所成之層的折射率N_M係為1.46，均滿足1.45≦N_M≦1.8。甚至，低折射率材料的MgF₂所成之層的折射率N_L係為1.38，滿足N_L＜1.45。

第2實施形態的反射防止膜之各層，係在10^-2～10^-4Pa的真空下藉由真空蒸著所形成。此外，各層的形成方法係不限定於真空蒸著，亦可藉由濺鍍法、離子鍍法、離子輔助蒸著法而獲得具有同等特性的反射防止膜。

又，雖然使用Al₂O₃及SiO₂來作為中間折射率材料、使用MgF₂來作為低折射率材料，但各層的材料係不限定於這些，只要是帶有和各材料同等折射率的材料，則都可獲得具有同等特性的反射防止膜。例如，作為中間折射率層用之材料，除了Al₂O₃、SiO₂以外，還可使用LaF₃、NdF₃、YF₃、CeF₃、或這些的化合物。又，作為低折射率層用之材料，除了MgF₂以外，還可使用BaF₂、LiF、AlF₃、NaF、CaF₂、或這些的化合物。

如圖5的分光反射率特性所示，紫外光頻帶的YAG雷射的第3高諧波的振盪波長355nm(λ1)下的反射率R1係為1%以下，可見光頻帶的400nm至700nm的波長範圍(λ2)下的反射率R2係為1.5%以下。因此，第2實施形態的反射防止膜，係相對於只有基材時的反射率約4%，具有非常良好的反射防止性能。又，雖然未圖示，但和上述的實施例1同樣地，YAG雷射的第3高諧波的振盪波長355nm(λ1)下的膜吸收率K1係為1%以下，400nm以上700nm以下之波長範圍(λ2)下的膜吸收率K2係為1.0%以下。

另一方面，表4中所示的先前之在雙面或片面施加先前之反射防止膜的光學透鏡，係如圖7所示，以YAG雷射照射15mJ/mm²的光100次後會有損傷。相對於此，在雙面或片面施加第2實施形態之反射防止膜的光學透鏡，係以YAG雷射照射70mJ/mm²的光100次，但任一光學元件均無損傷。

(第3實施形態)

表3所示的實施例13、14的反射防止膜，係在折射率1.85以上的基材之上，將設計波長λ0設定為500nm，將低折射率材料的MgF₂所成之第1、3、5層，與中間折射率材料的Al₂O₃所成之第2、4、6層予以層積而成的6層構成。該反射防止膜，係若令中間折射率材料所成之層為M、低折射率材料所成之層為L，則是從空氣側起(距離基板的遠側)起為LMLMLM之6層構成。又，中間折射率材料的Al₂O₃所成之層的折射率N_M係為1.61，滿足1.45≦N_M≦1.8。甚至，低折射率材料的MgF₂所成之層的折射率N_L係為1.38，滿足N_L＜1.45。

第3實施形態的反射防止膜之各層，係在10^-2～10^-4Pa的真空下藉由真空蒸著所形成。此外，各層的形成方法係不限定於真空蒸著，亦可藉由濺鍍法、離子鍍法、離子輔助蒸著法而獲得具有同等特性的反射防止膜。

又，雖然使用Al₂O₃來作為中間折射率材料、使用MgF₂來作為低折射率材料，但各層的材料係不限定於這些，只要是帶有和各材料同等折射率的材料，則都可獲得具有同等特性的反射防止膜。例如，作為中間折射率層用之材料，除了Al₂O₃以外，還可使用LaF₃、NdF₃、YF₃、CeF₃、或這些的化合物。又，作為低折射率層用之材料，除了MgF₂以外，還可使用BaF₂、LiF、AlF₃、NaF、CaF₂、或這些的化合物。

如圖6的分光反射率特性所示，紫外光頻帶的YAG雷射的第3高諧波的振盪波長355nm下的反射率係為1%以下，可見光頻帶的400nm至700nm的波長範圍下的反射率係為1.5%以下。因此，第3實施形態的反射防止膜，係相對於只有基材時的反射率約4%，具有非常良好的反射防止性能。又，雖然未圖示，但和上述的實施例1同樣地，YAG雷射的第3高諧波的振盪波長355nm(λ1)下的膜吸收率K1係為1%以下，400nm以上700nm以下之波長範圍(λ2)下的膜吸收率K2係為1.0%以下。

另一方面，表4中所示的先前之在雙面或片面施加先前之反射防止膜的光學透鏡，係如圖7所示，以YAG雷射照射15mJ/mm²的光100次後會有損傷。相對於此，在雙面或片面施加第3實施形態之反射防止膜的光學透鏡，係以YAG雷射照射70mJ/mm²的光100次，但任一光學元件均無損傷。

(第4實施形態)

以下，關於具有施加反射防止膜之光學系的光學裝置的修復裝置，參照圖8來說明之。

圖8係第4實施形態所述之修復裝置(以下稱作雷射修復機)之構成的圖。該修復裝置，係對液晶顯示器的玻璃基板、半導體晶圓、印刷基板等中所生之缺陷部，照射雷射光而加以去除的裝置。

圖8所示的雷射修復機係具備：加工用光源101、可變光圈102、透鏡103、形成有反射防止膜的接物鏡106、半反射鏡104、半反射鏡105、觀察光源109、透鏡110、移動台112、移動驅動控制部121、作為攝像元件的CCD122(電荷耦合元件)、TV監視器123、影像處理部124、及驅動控制部125。

加工用光源101係射出用來加工修復對象之雷射光束的加工用之光源，例如，可隨著修復對象而射出複數波長之雷射光束，較為理想。從加工用光源101射出的雷射光之控制，例如光強度、發光波長、脈衝振盪等之振盪模式、點燈消燈控制，係由未圖示的控制部來進行。從加工用光源101射出的雷射光，係透過可變光圈102、透鏡103、半反射鏡104、半反射鏡105、接物鏡106，而照射在移動台112上的被加工物111的表面(被修復面)。

被加工物111，係可連同受移動驅動控制部121所移動控制之移動台112，一起在正交於來自加工用光源101之雷射光的面內移動。移動驅動控制部121所做的被加工物111之位置控制，係如後述，基於影像處理部124中的被加工物111之表面的觀察結果，影像處理部124會往移動驅動控制部121輸出控制資訊，使來自加工用光源101的雷射光正確照射至缺陷部。又，基於影像處理部124觀察被加工物111之表面的結果，以對應於缺陷之大小、深度或其他狀態的方式，從影像處理部124輸出用來設定從加工用光源101所射出之雷射光之光強度及其他照射條件的資訊至驅動控制部125。

可變光圈102，係使從加工用光源101所射出之雷射光束的光軸所正交之剖面上的雷射光強度分布均勻化。可變光圈102的動作，係基於來自影像處理部124的資料，而由驅動控制部125所控制。通過了可變光圈102的光束，係透過透鏡103、半反射鏡104、半反射鏡105而藉由接物鏡106聚光在被加工物111上。該光束係被照射至被加工物111上的缺陷部，使用於該缺陷部的去除。

又，從觀察光源109係射出可見光波段的照明光。該照明光係被透鏡110聚光後被半反射鏡105所反射，經過接物鏡106而照射至被加工物111。照明光係被被加工物111的表面所反射，穿透過接物鏡106、半反射鏡105後被半反射鏡104反射，被透鏡107聚光而經過半反射鏡108入射至CCD122。在CCD122中，入射光係被轉換成電訊號，被顯示在TV監視器123上，同時已被轉換之訊號係被輸出至影像處理部124。

先前的雷射修復機中，加工之際為了讓大功率能量的雷射光通過觀察用接物鏡，因此會有接物鏡破損之問題，必須要分別準備觀察用與加工用接物鏡。

可是，這樣一來，就必須要以觀察用透鏡進行觀察而決定加工場所，切換成加工用透鏡然後進行加工，在時間上會需要2倍的工程數。又，亦需要觀察用透鏡與加工用透鏡的位置對合等，也會增加機械上或軟體上的工程。

對此，在第4實施形態的雷射修復機中，是將可見光～紫外光波段中具備高穿透率與耐久性的反射防止膜，使用於接物鏡106。因此，可實現可見光～紫外光波段中具有良好光學性能的接物鏡，藉此，可使觀察用與加工用的接物鏡共通化，在觀察後不須切換透鏡而可略同時地進行雷射加工，不須軟體性的補正或機械性的控制，可大幅縮短時間與提升裝置的正確性。

(第5實施形態)

關於作為具備具有施加反射防止膜之光學系的接物鏡(接物鏡系22)的光學機器的顯微鏡，參照圖9來說明之。

圖9係第5實施形態所述之顯微鏡(紫外線顯微鏡)之構成的圖。在該顯微鏡中，若將從被檢體的可見光頻帶至紫外光頻帶的觀察、和被檢體的紫外光影像與可見光彩色影像重疊顯示，則可進行被檢體的僅紫外線影像之觀察。

圖9所示的紫外線顯微鏡，係為了機械性地防止來自底面258之振動，而將紫外線顯微鏡的鏡腳214設置在除振台260上。在鏡腳214上，係透過鏡臂216而支持著鏡筒212。鏡筒212係具備光源218，和具有沿著其光路而配置的照明透鏡系220、接物鏡系222、及成像透鏡系224的光學透鏡系。照明透鏡系220，係具備聚光透鏡220a與集光透鏡220b，會使光源218的光適宜收束。已被聚光透鏡220a、220b所收束之光源218的光，係被半反射鏡226反射，被接物鏡系222聚焦而入射至被檢體228。

被被檢體228反射的光，係被接物鏡系222所擴大，穿透過半反射鏡226及成像透鏡系224。成像透鏡系224的成像光路，係被雙色鏡230a分離成紫外線的光路與可見光的光路。

此處，紫外線係被雙色鏡230a反射，然後被反射鏡231反射，成像在紫外線電視攝影機234a的攝像面(未圖示)。電視攝影機234a，係將已被成像在其攝像面的輸入像(紫外光像)，轉換成電性的影像訊號，通過紫外線用的影像處理裝置236a，給予至顯示器238a。顯示器238a，係基於來自電視攝影機234a的輸入訊號，將被檢體228的紫外線波段影像所對應之單色影像，加以即時顯示。

另一方面，可見光係穿透過雙色鏡230a，被反射鏡240、242依序反射，被成像在彩色電視攝影機234b的攝像面(未圖示)。電視攝影機234b，係將已被成像在其攝像面的輸入像(可見光像)，轉換成電性的彩色影像訊號，通過可見光像的影像處理裝置236b，給予至顯示器238b。顯示器238b，係基於來自影像處理裝置236b的輸入訊號，將被檢體228的可見光像所對應之彩色影像，加以即時顯示。

藉由以上，可藉由顯示器238a觀察被檢體228的微小領域的高解析度之紫外光影像，同時可藉由顯示器238b而觀察被檢體228的微小領域之顏色。這可對應於例如半導體元件的缺陷檢查。

電視攝影機234a、234b，係分別具備用來把輸入像做變倍所需的放大透鏡系244a、244b。放大透鏡系244a、244b，係可彼此獨立設定倍率，藉此，可以用不同的倍率來同時觀察被檢體228的紫外光影像與彩色影像。

影像處理裝置236a、236b，係被控制器246所控制，各自具有公知的影像處理功能。影像處理裝置236a、236b，係可各自令影像列印機248a、248b輸出影像。

鏡筒212內係配置有可將光源218的光線加以遮斷的快門250。該光源用的快門250之開閉，係可手動，但藉由控制器246來控制則較為理想。放大透鏡系244a、244b，係為了使往電視攝影機234a、234b之攝像面的入光量成為零，而分別設置快門252a、252b。若關閉快門252a、252b而用電視攝影機234a、234b在無入光狀態下進行攝像，則可獲得背景像之影像。

在紫外線顯微鏡的鏡臂216上係支持著，用來保持被檢體228的機械式鏡台254。機械式鏡台254，係具備：被鏡臂216所支持的Z鏡台254z、和依序被安裝在該Z鏡台254z上的Y鏡台254y及x鏡台254x。X鏡台254x、Y鏡台254y、Z鏡台254z，係可分別藉由調節螺絲256x、256y、256z而手動驅動，也可藉由控制器246來做驅動控制。

旋轉盤262，係支持著複數個接物鏡系222，藉由其旋轉，就可選擇切換接物鏡系。轉輪264a、264b，係分別支持著複數個放大透鏡系244a、244b，藉由其旋轉，就可選擇切換放大透鏡系。這些接物鏡系222及/或放大透鏡系244a、244b之切換，係使得紫外線顯微鏡的變倍力成為可變。

接物鏡系222的焦點深度係正比於波長而變淺，因此紫外影像觀察時的焦點對合係較為困難。為了消除此困難，而具備有紫外光電視攝影機234a所需的自動合焦裝置278。

近年來，隨著微細加工技術的發展，半導體元件等之構造係有更進一步微細化的傾向。對於次微米以下的微細構造，由於使用可見光的光學顯微鏡的解析力不足，因此無法進行線寬之測定或缺陷之偵測。另一方面，SEM(掃描型電子顯微鏡)或紫外線顯微鏡，雖然解析力足夠，但由於其所能形成的顯示影像係只有單色影像，無法獲得檢查重要項目之一的色彩資訊。再者，SEM在觀察時必須要在真空環境，因此操作不易。

相對於此，在第5實施形態的顯微鏡中，藉由使用可見光～紫外光之光源，可同時獲得可見光所致之彩色影像與紫外光所致之影像，達成可同時觀察色彩資訊與高解析度影像資訊的顯微鏡系統。

此外，在可調式雷射等之可讓紫外光至可見光穿透的系統中，也是藉由在光源裝置內的光學元件，形成上述的反射防止膜，就可在全波長下具有充分的穿透率，且可具有充分的耐久性。

如以上的實施形態所示，藉由適切地設定反射防止膜之材質的折射率及膜構成，主要對於波長400nm未滿的紫外光波段、和波長400nm～700nm之可見光波段這2個波段中的光，在光學上穩定、光吸收較少、且能有效進行所定之反射防止，可獲得例如適合於進行雷射處理之光學透鏡的2波長反射防止膜。

[產業上利用之可能性]

如以上所述，本發明所述之反射防止膜，係對於紫外光波段及可見光波段的二個波段的光線，要求光學上穩定、光吸收較少、且要求所定反射防止性的光學系上，是有用的。

101．．．加工用光源

102．．．可變光圈

103、107．．．透鏡

104、105、108．．．半反射鏡

106．．．接物鏡

109．．．觀察光源

110．．．透鏡

111．．．被加工物

112．．．移動台

121．．．移動驅動控制部

122．．．CCD

123．．．TV監視器

124．．．影像處理部

125．．．驅動控制部

218．．．光源

220．．．照明透鏡系

220a、220b．．．聚光透鏡

222．．．接物鏡系

224．．．成像透鏡系

226．．．半反射鏡

228．．．被檢體

230a．．．雙色鏡

231、240、242．．．反射鏡

234a、234b．．．電視攝影機

236a、236b．．．影像處理裝置

238a、238b．．．顯示器

244a、244b．．．放大透鏡系

246．．．控制器

248a、248b．．．影像列印機

250、252a、252b．．．快門

254．．．機械式鏡台

[圖1]表1所示的實施例1～9之反射防止膜的分光反射率特性的圖形。

[圖2]表1的實施例中，基材折射率的上下限的實施例1、9，和從兩者之間的實施例所選擇出來的實施例5的分光反射率特性的圖形。

[圖3]針對實施例1，將基板之反射率與穿透率加算後的值、及施加有反射防止膜的基板之反射率與穿透率加算後的值，對波長作圖而成的圖形。

[圖4]針對實施例1，將膜吸收率對波長作圖而成的圖形。

[圖5]表2所示的實施例10～12的分光反射率特性的圖形。

[圖6]表3所示的實施例13、14的分光反射率特性的圖形。

[圖7]表4所示的比較例的分光反射率特性的圖形。

[圖8]第4實施形態所述之修復裝置之構成的圖。

[圖9]第5實施形態所述之顯微鏡之構成的圖。

Claims

一種反射防止膜，其特徵為，在透明基板上，具備從空氣側起往前記基板側依序形成第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上之薄膜之構成，從前記空氣側起算第奇數個之薄膜係為低折射率膜，第偶數個之薄膜係為低折射率膜或折射率大於前記低折射率膜的中間折射率膜，令中心波長λ 0下的前記中間折射率膜與前記低折射率膜的折射率分別為N_M、N_L時，反射防止膜係同時滿足下式(1)、(2)、(3)：λ0=500nm．．．(1) 1.45≦N_M≦1.8．．．(2) N_L<1.45．．．(3)且是在紫外光頻帶之波長λ 1、和可見光頻帶之波長λ 2下，進行反射防止；且同時滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)：λ1=355nm．．．(4) 400nm≦λ2≦700nm．．．(5) R1≦1.0%．．．(6) R2≦1.5%．．．(7) K1≦1.0%．．．(8) K2≦1.0%．．．(9)其中，R1係為前記反射防止膜在波長λ 1下的反射率，R2係為前記反射防止膜在波長λ 2下的反射率，K1係為前記反射防止膜在波長λ 1下的膜吸收率，K2係為前記反射防止膜在波長λ 2下的膜吸收率，前記反射防止膜的前記膜吸收率係為，100-(100-( 前記基板之反射率+前記基板之穿透率))-(施加前記反射防止膜的前記基板之反射率+施加前記反射防止膜的前記基板之穿透率)。
如申請專利範圍第1項所記載之反射防止膜，其中，前記基板之折射率係為未滿1.85。
如申請專利範圍第1項所記載之反射防止膜，其中，前記基板之折射率係為1.85以上。
如申請專利範圍第2項所記載之反射防止膜，其中，同時滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)：0.229×λ0≦d1≦0.234×λ0．．．(10) 0.260×λ0≦d2≦0.268×λ0．．．(11) 0.045×λ0≦d3≦0.077×λ0．．．(12) 0.074×λ0≦d4≦0.118×λ0．．．(13) 0.211×λ0≦d5≦0.277×λ0．．．(14) 0.035×λ0≦d6≦0.150×λ0．．．(15) 0.039×λ0≦d7≦0.207×λ0．．．(16)其中，d1係為前記第1層之光學膜厚，d2係為前記第2層之光學膜厚，d3係為前記第3層之光學膜厚，d4係為前記第4層之光學膜厚，d5係為前記第5層之光學膜厚，d6係為前記第6層之光學膜厚，d7係為前記第7層之光學膜厚，前記光學膜厚係為折射率×幾何厚度。
如申請專利範圍第3項所記載之反射防止膜，其中，同時滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)：0.233×λ0≦d1≦0.234×λ0．．．(17) 0.269×λ0≦d2≦0.289×λ0．．．(18) 0.072×λ0≦d3≦0.073×λ0．．．(19) 0.106×λ0≦d4≦0.127×λ0．．．(20) 0.146×λ0≦d5≦0.211×λ0．．．(21) 0.253×λ0≦d6≦0.278×λ0．．．(22)其中，d1係為前記第1層之光學膜厚，d2係為前記第2層之光學膜厚，d3係為前記第3層之光學膜厚，d4係為前記第4層之光學膜厚，d5係為前記第5層之光學膜厚，d6係為前記第6層之光學膜厚，d7係為前記第7層之光學膜厚，前記光學膜厚係為折射率×幾何厚度。
如申請專利範圍第1項至第5項之任1項所記載之反射防止膜，其中，前記中間折射率層之材料係為Al₂O₃、SiO₂、LaF₃、NdF₃、YF₃、CeF₃、或含有這些化合物的混合物；前記低折射率層之材料係為MgF₂、BaF₂、LiF、AlF₃、NaF、CaF₂、或含有這些化合物的混合物。
一種透鏡，其特徵為，施加有如申請專利範圍第1項至第6項之任1項所記載之反射防止膜。
一種光學系，其特徵為，具有如申請專利範圍第7項所記載之透鏡。
一種接物鏡，其特徵為，具有如申請專利範圍第8項所記載之光學系。
一種光學機器，其特徵為，具有如申請專利範圍第8項所記載之光學系，並使用前記光學系來進行觀察且使雷射聚光。