CN1251024C - 细微结构体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种可获得细微结构体的制造方法。针对被处理部件(108)，在相对地使激光束或电子束(101)移动的同时，以间歇方式反复照射，对上述被处理部件进行曝光，使其形状变化。此时，采用分叉机构(103)，平行处理机构(104)和会聚机构(105)，在上述被处理部件(108)上形成多个微小凸部或凹部形状，该分叉机构(103)用于使1条射束(108)分为多条射束(106，107)，该平行处理机构(104)用于将多个射束转换为平行地行进的射束，该会聚机构(105)用于将多条射束会聚于被处理部件(108)并产生多个微小的射束点。

Description

细微结构体的制造方法、

产业的应用的领域

本发明涉及用于显示器，摄象器件，或照明装置等，具有反射防止效果的光学元件，其它的细微结构体的制造方法，具有该细微结构体的显示器，摄象机，信息存储器，光通信装置，光信息处理装置等的光学器件或电子装置的制造方法。

已有技术

液晶显示器的表面通常由玻璃等的透明平面板保护。由于该平面板一般具有4％的反射率，反射来自周边的照明光，与由液晶形成的像重合，使显示质量降低。特别是在于屋外，由太阳光照明的场合，平面板的反射光量很大，甚至看不到液晶的像。于是，作为解决该问题的方案，通过在平面板上蒸镀氧化物，形成反射防止膜，由此减轻表面的反射率。

作为实现反射防止的再一种方法，人们知道称为“莫氏环(蛾眼)”的细微结构体(形状)是有效的。莫氏环的称呼源于述情况：在1970年前后，在自然科学人员的之间，着眼于蛾的眼睛不反射光的性质，在通过电子显微镜，观察蛾的眼睛时，按照200nm的间距，全面地布设高度为200nm的圆锥状的突起。该结构有助于防止光的反射，显然，必须要求波长的40％的高度的结构体。该结构在不依赖照射光的入射角度的情况下，在较宽的波长范围内，具有反射防止效果。

在激光绘图装置中，如果考虑在光致抗蚀层上形成莫氏环的场合，通常通过物镜，会聚1条激光束，形成1个光点，在改变位置的同时，多次对其照射，由此进行曝光，但是该光点尺寸(第1暗环的直径)d_o表示为：d_o＝1.22λ/NA。在这里，λs1激光的振荡波长，NA表示物镜的数值孔径。

如果λ为351nm，NA为0.9，则d_o为476nm。由于光致抗蚀剂层的感光特性曲线的非线性，实际上形成的凸部形状(或凹部形状)的幅度减小到300nm，但是，按照此方式，对于形成莫氏环的结构是不够的。通过减小波长，可减小d_o，但是，具有制造设备变得复杂，尺寸增加的问题。

由于上述原因，在目前，通过使多个幅度较大的光束发生干涉，或通过电子束绘图装置，进行绘图，制作莫氏环。

本发明要解决的课题

但是，为了防止反射，在通过蒸镀方式形成反射防止膜的场合，必须要求大型的真空装置，制造成本增加。

另外，通过单层的反射防止膜，波长依赖性较高，使可见光的全部波长区域难于具有反射防止效果。通过形成多层膜，可使多个波长具有反射防止效果，但是设计复杂，并且工序数量增加。

此外，如果相对特定的入射角的照明光，设计反射防止膜，则相对其它的入射角的照明光，反射防止的效果减小。

另外，为了形成莫氏环，按照使3个幅度较宽的光束发生干涉的方式进行制造的方法具有下述问题，该问题指在大面积地形成结构的场合，难于形成均匀的射束，或在曝光时因振动的影响，无法获得对比度较高的干涉图案。另外，在通过电子束曝光的场合，通常通过1条射束进行扫描，由此，扫描时间变长。另外，由于电子束曝光装置价格较高，故制造成本增加。

于是，本发明的目的在于提供一种可获得更加细微的结构体的制造方法。

此外，本发明的目的在于提供一种细微结构体的制造方法，该方法形成对比度较高的干涉图案，以更高的精度，制造莫氏环等的细微结构体。

还有，本发明的目的在于提供一种能够通过简单的结构，形成均匀的细微结构体的制造方法。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的细微结构体的制造方法涉及下述制造方法，其中针对被处理部件，在相对地使激光束或电子束移动的同时，以间歇方式反复照射，对上述被处理部件进行曝光，使其形状变化，其特征在于采用分叉机构和会聚机构，在上述被处理部件上形成多个微小凸部或凹部形状，该分叉机构用于使1条射束分为多条射束，该会聚机构用于使上述多个射束会聚于被处理部件并产生多个微小的射束点。

由于采用上述的方案，故可将射束分开，使这些射束发生干涉，形成其波长小于所采用的激光波长的多个射束点。

最好，还包括下述平行处理机构，该平行处理机构用于将上述多条射束转换为平行地行进的射束。由此，即使在改变(调整)分叉机构和平行处理机构之间的距离的情况下，仍获得平行的多条射束，减小后续的会聚机构(比如，透镜)的会聚机构或调整的负担。

最好，将1条射束分为多条射束的分叉机构为衍射光栅。由此，可较简单地将射束分开。

最好，上述衍射光栅为相位型衍射光栅，该相位型衍射光栅包括针对上述1条射束，相移量不同的多种相移区域。

最好，在由Q表示上述相移区域的种类的场合，在通过不同种类的相移区域的射束之间产生的最大的相位差为2π(Q-1)/Q。

最好，上述衍射光栅为双值的相位型衍射光栅，该相位型衍射光栅具有使所采用的射束，相对地产生π的相位差的2种相移区域。

最好，上述2种相移区域分别包括干涉条纹，四边型和正三角形中的任何一种，上述相位型衍射光栅具有光栅图案，在该光栅图案中，按照同种的相移区域不相邻的方式，使上述2种相移区域相互并列。可通过上述相位型衍射光栅，从1条射束，获得2，4，6条射束。

最好，上述衍射光栅为具有3种相移区域的相位型衍射光栅，该3种相位型衍射光栅使所采用的射束，相对地产生-φ，0，+φ的相位差。

最好，上述3种相移区域分别呈六边形状的区域形状，上述相位型衍射光栅包括蜂窝状的光栅图案，其中按照同种相移区域不相邻的方式，使上述3种区域相互并列。可通过上述的相位型光栅，将1条射束分开，获得3条射束。

最好，上述平行处理机构为衍射光栅。由此，可射倾斜地射入衍射光栅的射束以相对衍射光栅面的角度，比如，沿该面的法线方向行进。

最好，上述平行处理机构为采用下述衍射光栅，该衍射光栅包括与上述多个射束相对应的数量的，光栅方向不同的光栅区域。另外，在上述衍射光栅中，使该基板的基准点位于使上述多条射束通过而形成于衍射光栅的表面上的射束点图案的中心位置上，围绕该基准点，对应于上述多条射束，设置各光栅区域。通过上述的方案，容易对多条射束进行平行处理。

最好，上述会聚机构为透镜。由此，可将多条射束会聚于光致抗蚀剂层上，使其发生干涉，可获得由多条微小的射束点形成的射束点组。

此外，为了解决上述课题，本发明的细微结构体的制造方法包括下述步骤：射束点组形成步骤，在该步骤，采用激光束或电子束，获得由微小的多个射束点形成的射束点组；曝光步骤，在该步骤，相对被处理部件，一边改变上述射束点组的照射位置，一边照射多次，形成照射的痕迹，在上述曝光步骤中，使1个射束点组的多个照射的痕迹的一部分与另一射束点组的多个照射痕迹的一部分重复，进行多重曝光。

由于形成上述的方案，故可减小射束点组内的各射束点的能量的差异的影响，可使照射痕迹的曝光量保持均匀。另外，可增加照射痕迹的能量(曝光量)。

在上述制造方法中，最好，上述射束点组形成步骤由下述步骤形成，该步骤包括：将1条射束分为多条射束的分叉步骤；将上述多条射束会聚于上述被处理部件上的会聚步骤。由此，可形成微小的射束点。

在上述制造方法中，最好，上述射束点组形成步骤由下述步骤形成，该步骤包括将1条射束分为多条射束的分叉步骤；使上述多条射束相互保持平行地行进的平行处理步骤；将上述多条射束会聚于上述被处理部件上的会聚步骤。由于添加有多条射束的平行处理步骤，故更加容易地实现后续的会聚处理。

在上述制造方法中，最好，上述1个射束点组和上述另一射束点组为沿上述照射位置的移动方向相邻的射束点组。由此，伴随照射位置的移动，可进行多重曝光。

在上述制造方法中，最好，上述1个射束点组和上述另一射束点组为沿与上述照射位置的移动方向相垂直(或交叉)的方向相邻的射束点组。由此，在在多排的范围内进行曝光的场合，可在各列之间进行多重曝光。

还有，本发明的制造方法包括射束点组形成步骤，在该步骤，采用激光束或电子束，获得由微小的多个射束点形成的射束点组；曝光步骤，在该步骤，相对被处理部件，一边改变上述射束点组的照射位置，一边照射多次，形成照射的痕迹；在上述曝光步骤中，在1个射束点组的多个照射的痕迹的间隙中，形成另一射束点组的照射的痕迹，实现曝光。由此，可形成更加细微的图案。

在上述制造方法中，最好，在使上述被处理部件旋转的同时，沿半径方向相对地移动上述射束点组，使微小的射束点的列呈螺旋线状。由此，可以极快的速度，进行细微的曝光处理。

在制造方法中，最好，上述微小的多个射束点采用相位型衍射光栅形成，该相位型衍射光栅具有干涉条纹，四边形，正三角形，或六边形的相移区域(单元)。由此，可形成所需图案的正规的细微射束点。

最好，上述被处理部件为感光材料，上述照射的痕迹为形成于上述感光材料上的潜像。可对感光材料进行显影，将其用作细微结构体，或用作掩模，将细微结构转印到基板上。

再有，也可通过激光束，对上述被处理部件进行细微加工(激光饶蚀(レ一ザアブレ一シヨン))。

本发明的电子装置的制造方法涉及一种具有细微结构体的电子装置的制造方法，该方法包括上述细微结构体的制造步骤；射束点组形成步骤，在该步骤，采用激光束或电子束，获得由微小的多个射束点形成的射束点组；曝光步骤，在该步骤，相对被处理部件，一边改变上述射束点组的照射位置，一边照射多次，形成照射的痕迹，在上述曝光步骤中，使1个射束点组的多个照射的痕迹的一部分与另一射束点组的多个照射痕迹的一部分重复，实现多重曝光。

另外，本发明的电子装置的制造方法涉及具有细微结构体的电子装置的制造方法，该方法包括上述细微结构体的制造步骤；射束点形成步骤，在该步骤，采用激光束或电子束，获得由微小的多个射束点形成的射束点组；曝光步骤，在该步骤，相对被处理部件，一边改变上述射束点组的照射位置，一边照射多次，形成照射的痕迹；在上述曝光步骤中，在1个射束点组的多个照射的痕迹的间隙中，形成另一射束点组的照射的痕迹，实现曝光。

此外，上述的细微结构体的各制造方法可适合于局部，或全部具有细微结构体的光学部件的制造方法。另外，上述的细微结构体的各制造方法可适合于将局部，或全部具有细微结构体的光学部件作为一个部件的光电装置的制造方法。该光学部件包括莫氏环，暗点(フオトニック)晶体。

还有，本发明的制造设备涉及对被处理部件照射激光束，形成细微结构体，该制造设备包括发生激光束的光束源；调制器，该调制器对上述激光束进行断开连续处理；分叉机构，该分叉机构将经调制的光束分为多个光束；聚光机构，该聚光机构将上述多条光束会聚，使它们干涉，在上述被处理部件上产生多个微小的光点。

最好，上述设备还包括平行处理机构，该平行处理机构使上述分叉的多个光束为相互保持平行的光束，使其射入上述聚光机构。

最好，上述平行处理机构为炫耀衍射光栅，在该衍射光栅中，使该基板的基准点位于使上述多个光束通过而形成于衍射光栅的表面上的光点图案的中心位置上，围绕该基准点，对应于上述多个光束，设置各光栅区域。

最好，上述分叉机构为相位型衍射光栅，该相位型衍射光栅具有针对上述经调制的光束，相移量不同的多种相移区域。

最好，在由Q表示上述相移区域的种类的场合，在通过不同种类的相移区域的光束之间产生的最大的相位差为2π(Q-1)/Q。

附图的简要说明

图1为表示本发明的实施例所采用的激光绘图装置的光学系统的图；

图2为表示作为图1的光学系统的组成部件的第1衍射光栅的图案的图；

图3为表示作为图1的光学系统的组成部件的第2衍射光栅的图案的图；

图4为图3的衍射光栅的剖视图；

图5为说明形成于光致抗蚀剂面上的射束点间距的图；

图6为说明形成于光致抗蚀剂面上的射束点的布置图；

图7为上述激光绘图装置的具体的光路图；

图8(a)为表示多重曝光的一个实例的图，图8(b)为表示该实例用的调制信号的图；

图9为表示获得细微结构用的曝光方法的一个实例的图；

图10为表示移动距离与射束点间距之间的关系的另一实例的图；

图11为表示多重曝光的另一实例的图；

图12为表示螺旋线的各种形式的图；

图13为表示再一衍射光栅的一个实例的图；

图14为表示还一衍射光栅的一个实例的图；

图15为采用图14的衍射光栅的场合的曝光形式的图；

图16(a)为表示作为图1的光学系统的组成部件的第1衍射光栅的另一图案的图；图16(b)为表示作为图1的光学系统的组成部件的第2衍射光栅的再一图案实例的图；

图17为说明射束点之间的相位差为2/3π时的射束组的曝光外形的说明图；

图18为说明射束点之间的相位差为0时的射束组的曝光外形的说明图；

图19为说明采用3个射束点组，制作圆孔三角形光栅排列的结构的实例的说明图；

图20为说明光调制器的调制信号的实例的信号波形图；

图21为说明暗点结晶的图案实例的说明图；

图22为说明感光材料的特性实例的说明图；

图23为说明本发明的应用实例的说明图。

本发明的实施例

下面参照附图，对本发明的实施例进行描述。

(1.曝光装置的组成)

图1为表示本发明的实施例所采用的激光绘图装置的光学系统的图。在该图中，由作为激光光源的气体激光器100振荡的光束101沿图示的z方向行进，通过采用声光(AO)元件的声光调制器102对其进行调制，然后，该光束到达衍射光栅103处。在这里，划分为包括光束106和光束107的4条光束。此后，通过衍射光栅104，将4条光束转换为平行行进的光束，使其射入物镜105。在这里，通过使4条光束会聚于一点，实现干涉，在涂敷于玻璃基板表面上的光致抗蚀剂层108上，形成小于波长的尺寸的，微小的多个射束点。对应于AO调制器102的动作，借助滑动器和马达使玻璃基板移动，由此，在光致抗蚀剂层108上，形成潜像。然后，通过显影处理，可形成莫氏环的结构。

衍射光栅103为在透明的平行平面板的一个面上形成有凹凸部的相位型的衍射光栅，图2表示其图案。该图案由具有沿深度方向(z方向)不同的值的2个区域(相移区域)形成，它们分别呈现黑色部201和白色部202。通过衍射光栅103实现衍射的光束分为4条光束。x方向和y方向的图案的各周期分别为相等的Pa。

透过黑色部201和白色部202的光按照光路长度不同，相位差为π的方式设计，由此，衍射效率最大。实际上，当气体激光器1000的光源波长由λ表示，形成该波长的衍射光栅103的材料的折射率由n表示，在将其放置于空气中的场合，则二个区域的高差值ta表示为：

ta＝λ/2(n-1)

当波长λ为351nm，折射率为1.48时，则ta＝365.6nm。

在由波动矢量表示折射光的场合，投影到该yx平面上时的波动矢量和z轴之间的夹角θd与周期Pa的关系为：

Pa＝λ/sinθd

象图3所示的那样，通过衍射光栅103衍射，经分叉而获得4条光束在衍射光栅104的面上，分别射入射束点301，302，303，304的位置。这些射束点的图案的中心位置与衍射光栅的中心位置(基准点)O保持一致。围绕该中心O，对应4条光束，设置衍射光栅的各区域。在这里，射入射束点301和射束点303的光束处于相同相位，射入射束点302和射束点304的光束处于相同相位。另外，射束点301和射束点302的相应光束的相位差，以及射束点303和射束点304的相应光束的相位差分别为π。

衍射光栅104为在平行平面板的一个面上形成凹凸部的相位型的衍射光栅，其图案由包括光栅区域300的4个光栅区域形成。

象图4所示的那样，光栅区域300的轴ω方向的截面呈锯齿状。当由n表示形成衍射光栅104的材料的折射率时，该锯齿状的深度tb为：

tb＝λ/(n-1)

此时，衍射效率最大。当波长λ为351nm，折射率n为1.48时，则tb＝731nm。

另外，锯齿形状的周期Pb为

$\mathrm{pb}=\mathrm{pa}/\left(\sqrt{2}\right)$

此时，包括在这里发生衍射的光束106，107的4条光束全部相互保持平行地行进。这4条光束通过物镜105会聚，在光致抗蚀剂层108干涉，形成包括图6所示的射束点505，506的4个微小的射束点(射束点组)。

这些微小的相互间距d可通过对透过衍射光栅104后的复振幅进行傅立叶变换，精确地求出，但是对简单的计算方法进行说明。

象图5所示的那样，在光致抗蚀剂层108的表面上，形成衍射光栅104的透过后的复振幅的傅立叶空间，其坐标由ξ轴，η轴表示。光束106，以及光束107在光致抗蚀剂层108的表面上，与焦点连接。在焦点附近，波阵面为平面，相应的光束形成波阵面503，波阵面504。在光致抗蚀剂层108的表面的射束点505，506的位置，经常2个波阵面相互增强。在射束点505，506的中点，经常2个波阵面相互抵消，曝光强度为零。如果光束106和光束107的行进方向与光致抗蚀剂层108的法线之间的夹角(入射角)由θ表示，则光束间距d表示为：

d＝λ/2sinθ

当比如，激光器100的振荡波长λ为351nm，光束106，107的入射角θ分别为50度时，则光束间距d为229nm。

另外，当采用NA表示射束间距d时，则表示为：

d＝(λ/2)/NA

当比如，激光器100的振荡波长为351nm，物镜的NA为0.59时，则d为300nm。

在包括射束点505，506的4个射束点处，对光致抗蚀剂层108的表面，相对ξ，η两个方向，以d的2倍的间距，照射激光脉冲，由此形成潜像。通过对其进行显影，在光致抗蚀剂层108上，形成凸部或凹部形状。这样，可在基本上可见的区域，获得反射防止的效果。此后，通过蚀刻处理，将光致抗蚀剂层108的形状转印到石英基板上。或，也可对光致抗蚀剂层108的表面进行镀金处理，制造相同形状的模具，采用该模具，对树脂进行模制，这样批量生产反射防止板。

在本实施例中，有效防止反射的照射光为可见光，但是，为了对应于所要求的波长区域，可对θ进行调整。另外，通过平行平面，形成2种衍射光栅，但是并不限于此，也可在1块平行平板的两个表面，形成2种衍射光栅。

象这样，通过衍射光栅，将光束分为多路，使这些光束发生干涉，由此可形成其波长小于所采用的激光波长的多个射束点，可容易形成细微结构的莫氏环。

下面对本申请的另一本发明的实施例进行描述。

在上述的实施例中，使从1条光束分叉，具有π的相位差的多条光束会聚，由此，产生微小的多个射束点。在该光束的分叉处，通过双值的相位型衍射光栅，将光束分离为多条，通过锯齿状的衍射光栅，使该多条光束保持平行。

在这里，光束的分离的精度由衍射光栅的精度确定，但是，衍射光栅本身为细微结构，不那么容易制作该衍射光栅。也难于按照使各射束的光量保持均匀的方式分离，在再次通过物镜会聚光束时，多个相应的微小射束点的尺寸不容易产生差别。还有，衍射光栅的安装位置精度，即，衍射光栅上的射束点位置的正确性对相应的光束的相位造成较大影响。如果各光束之间的相位差不为规定的值，则各微小的射束点是不均匀的。作为该情况等的结果，还考虑莫氏环结构的突起形状是不均匀的，反射防止效果的性能局部地，整体地降低的情况。

此外，莫氏环结构中的突起体的间距由微小的射束点组的射束点之间的间距确定，但是该间距由分离的光束和透镜的数值孔径NA决定。设置于装置中的物镜的更换是复杂的，不能够频繁地更换该物镜。为此，多个光束的间距(微小的射束点的间距)通过改变上述的2个衍射光栅103，104的距离而实现，每次必须进行光束的调节。

于是，下面描述的发明提供下述制造方法，该方法可更加均匀地形成上述的细微结构体，另外通过较简单的方案，获得均匀的细微结构体。

图7为更加具体地实现图1所示的激光绘图装置(曝光装置)的细微加工体的制造设备。

象该图所示的那样，从波长351nm的激光发生器701射出的光束702由反射镜703反射，射入声光调制器(AOM)704，进行强度调制。在AOM704之后，设置作为图案周期Pa＝18μm的两种不同颜色相间的方格花纹的衍射光栅714和作为图案周期Pb＝12.7μm的锯齿状衍射光栅715，平行地分离成4条光束。相互的衍射光栅的距离为4.5mm。4条平行地分离的光束通过反射镜706，709反射，通过数值孔径NA为0.9的物镜710会聚，微小的射束点形成于涂敷有光致抗蚀剂的玻璃基板上。此时，考虑光束直径，使分离的4条光束朝向物镜射入，由此，有效NA约为0.6，射束点间距为0.3μm。玻璃基板712吸附于转台713上，物镜710和反射镜709放置于移动光学台708上，它们在转台上旋转的同时，沿半径方向移动。按照转台713的旋转速度为1m/s，轨距为0.6μm的方式，使移动光学台708滑动，通过AOM704，以1.67MHz的矩形脉冲，对光束进行调制，对涂敷于玻璃基板712上的光致抗蚀剂层进行曝光，形成潜像。

象图8所示的那样，在该曝光时，通过AOM704对光束进行调制，以便射束点组的一部分的射束点与相邻的射束点组的一部分的射束点重合，实现多重曝光。即，每次照射(shot)的移动距离与射束点的间距相等，为0.3μm。

首先，象图8(a)中的①所示的那样，第1次照射(シヨット)的4个射束点组跨过扫描基板的轨迹中心而实现曝光。接着，在沿轨迹方向移动0.3μm的第2次照射(shot)中，该图中的②所示的4个射束点中的，左侧的2个射束点与第1次照射(shot)的右侧的2个射束点重合而实现曝光。另外，在第3次照射(shot)中，③所示的4个射束点中的，第2次照射(shot)的右侧的2个与第3次照射(shot)的左侧2个重合而实现曝光。在图中，由二个同心的圆表示的数字的射束点为多重曝光的部分。在基板上的所需的范围，反复地进进行这样的多重曝光。

如果象这样，进行多重曝光，则可对多重方向(射束点组的移动方向)的1个射束点组内的各射束点的光量的偏离值进行平均化处理。

图12说明径向的轨距的设定和射束点组的多重关系。

象图12(a)所示的那样，在基板1每次旋转的径向的移动距离(轨距)为射束点组的径向的射束点间距的2倍的场合，4个射束点不沿螺旋状扫描的径向重复，形成图中所示的，实线与虚线的2个螺旋线状。另外，实线表示射束点组中的，径向内侧的2个射束点的轨迹。另外，虚线表示射束点组中的径向外侧的2个射束点的轨迹。

在图12(b)中，射束点组的轨距与射束点间距相等，为0.3μm，不仅可沿周向，而且还可沿径向，实现多重曝光。由此，除了最内周和最外周，看上去，曝光轨迹呈1个螺旋状。

图12(c)表示轨距为射束点组的射束点间距的一半的0.15μm的实例。象图9所示的那样，按照第2周的轨迹的射束点进入第1周的射束点之间的方式实现曝光，由此，可减小已曝光的射束点的间距。如果这样地进行曝光，可减小莫氏环结构的突起的间距。

还有，每次照射(shot)的周向的移动距离，或旋转1圈的半径方向的移动距离，与射束点间距之间的关系不限于上述情况。在通过1次照射(shot)曝光的多个射束点中的2个沿移动方向并排时，如果相对该2个射束点之间的距离，每次照射(shot)的移动距离处于正的整数分之1的关系，则可实现多重曝光。正的整数分之1指1分之1，2分之1，3分之1等。

比如，象图10(a)所示的那样，如果每次照射(shot)的移动距离设定为射束点间距的3分之1，可实现多重曝光。

在也可不进行多重曝光的场合，每次照射(shot)的周向的移动距离或旋转1圈的半径方向的移动距离，与射束点间距之间的关系也可自由地设定。比如，图10(b)表示下述场合，在该场合，每次进行图10(a)中的示出1部分的1周的曝光的半径方向的移动距离设定为射束点间距的3分之2。在图中，在①所示的1周的曝光后，以射束点间距的3分之2，沿半径方向错开，进行②的曝光。另外，再以其3分之2的尺寸，沿半径方向错开，进行③的曝光。在反复进行该动作的场合，在各周之间，不进行多重曝光，如果观看整个基板，则呈图12(d)所示的那样。

还有，作为多重曝光的方法，还包括有图11那样的方法。在本实例中，形成4条光束呈菱形布置的射束点组。

在图11(a)所示的实例中，4条射束呈菱形设置，进行曝光，由此看上去，出现3条轨迹，但是在该3条轨迹中，仅仅对正中的射束点进行多重曝光。在图中，实线的二个同心的圆所示的射束点与此相对应。

另外，象图11(b)所示的那样，在第2轨迹中，将第1轨迹的外侧的1条与第2轨迹的内侧的1条的轨迹重合。实线与虚线的二个同心的圆与此相对应。反复进行该动作，可进行多重曝光。

图13表示采用2个光束的射束点组的另一实例。在该实例中，也可采用该图13(a)所示的干涉条纹的相位型衍射光栅103a，以及象图13(b)所示的那样，与其相对应的锯齿状衍射光栅104b，以代替两种不同颜色相间的方格花纹的衍射光栅103(参照图2)和闪耀光栅104(参照图4)，从而将光束102平行地分离为2条光束。该干涉条纹的相位型衍射光栅103a的图案周期Pa为18μm。将进行平行处理的锯齿状衍射光栅104a设置于AOM102之后，将光束102平行地分离为2条光束。

当采用该射束点组的曝光的轨距为0.6μm时，射束点组的轨迹呈与图12(a)相同的2条螺旋线状。

此外，如果轨距与射束点组的射束点间距相同，为0.3μm，按照与前一轨迹的射束点重合的方式进行多重曝光，则射束点组的痕迹呈与图12(b)相同的1条螺旋线状。

还有，如果轨距为射束点组的射束点间距的一半的0.15μm，则可与图12(c)相同，进行多重曝光，并且减小莫氏环结构的突起的间距。另外，在通过射束点组呈脉冲状进行曝光的场合，可形成圆孔形状。在通过射束点组连续地进行曝光的场合，也可形成槽形状。

图14表示采用6条光束的射束点组的实例。采用图14(a)所示的正三角形条纹的相位型衍射光栅103b，以及该图14(b)所示的6个区域的锯齿状衍射光栅104b，以代替衍射光栅103和104。由此，可将光束103平行地分离为6条光束。在此场合，微小的射束点的位置关系为正六边形。

象图15所示的那样，将设置于正六边形的各顶点的6个光束点部分地重合，进行多重曝光，由此，可对各位置进行2次曝光。

图16表示3条光束的射束点组的实例。在该实例中，采用衍射光栅103c和104c，以代替衍射光栅103和104。

象图16(a)所示的那样，衍射光栅103c的光栅图案由呈蜂窝状，按照正六边形划分的多个单元(单元区域)形成。各单元象图示的那样，按照相对透射光，产生3个等级的相对的相位差-φ，0，+φ(3个程度的深度)的任何一种的方式形成。另外，相邻的单元按照形成不同的相位差的方式形成。在本实例中，由于作为相位差的等级的程度Q设定为3，深度的差的最大值2φ为2φ＝4π/3。当由n表示衍射光栅的基板的折射率，由λ表示使用光源波长时，则相当于2φ的实际的深度的差值h表示为：

h＝λ/2π(n-1)×2φ

如果1条光束101射入满足此条件的光栅103c，则其分离为3条光束，射入衍射光栅104c。在衍射光栅104c上，3条光束的射束点分别位于正三角形的相应顶点。

图16(b)表示衍射光栅14c的图案的实例。如该图所示的那样，衍射光栅104c这样形成，按照中心角为120度的扇形的1个区域以顶点为中心而旋转的方式并排有3个这样的区域。各区域的光栅的截面呈锯齿形状。该形状的最大深度的相位差为2π。射入该衍射光栅104c的3条光束的光形成平行光，射入物镜105，在光致抗蚀剂层108上，形成由3个光束的射束点形成的射束点组。

当由L表示衍射光栅103c与104c的间距，以r表示从物镜105的中心射入物镜的光束的距离时，则衍射光栅103c与衍射光栅104c的光栅周期表示为：

Pg＝λ/sin(tan^-1(r/L))λL/r

图17表示下述场合的射束点组的光束外形，在该场合，到达光致抗蚀剂层108的3条光束之间的相位差为120度(2π/3)。在相位差为2π/3的场合，射束点位于正三角形的相应顶点，在该位置，呈现曝光能量较高的峰值特性。

图18表示3个光束之间的相位差为0的场合的射束点组的光束外形。象该图所示的那样，形成曝光能量的主光束位于六边形的中心，而辅助光束位于六边形的相应顶点的外形。由于光束外形伴随3个光束的相位差变化，故为了实现图18所示的外形，必须正确地对相位差进行调整。作为其中1种措施，具有通过使衍射光栅104c沿z方向和y方向移动，调整相位的方法。该方法利用通过调整衍射光栅104c和所射入的射束的位置关系，实现发生衍射的相位发生变化的效果。

图19为说明采用上述的3个射束点组，制作圆孔三角光栅排列的结构的方法的说明图。

在本实例中，采用在射束点组的直线扫描或旋转扫描的同时，以间歇方式调制光束的光强度的方式。在1个扫描轨迹(track)内部，按照周期Ps进行照射，轨距为

另外，在奇数位的轨迹(比如，第n-1，n+1的痕迹)与偶数位的轨迹(比如，第n轨迹)中，使射束点组的照射位置以半个周期偏移。该位置偏移通过从图中未示出的图案发生器，供给光调制器102的控制信号实现。

图20表示供给光调制圈102的控制信号的时序图。象该图所示的那样，控制信号按照在奇数位的轨迹和偶数位的轨迹，照射(shot)时刻按照半个周期tp/2错开的方式形成。

通过按照这样的方法进行射束点组的曝光，针对1个圆孔，以3个射束点进行多重曝光，可消除各射束点的强度分布的不同造成的曝光量的差异，可形成均匀的圆孔。

上面描述的射束点组的曝光的方法通过适当地选择多重曝光法，进行细微图案的曝光。通过下述方式，形成潜像，该方式为：对光致抗蚀剂层108的表面，相对ξ，η两个方向，以比如，d的1/2的间距，照射激光脉冲。通过对该潜像进行显影，形成凸部，凹部形状。由此，突起间距为0.15μm，相对全部的，基本上为可见的区域，可获得反射防止的效果。也可在此后，对表面进行形成导体的处理，另外进行电铸处理，制造厚度为300μm的模具，采用该模具，对树脂进行模制，由此批量生产反射防止板。

在这里，对于反射防止有效的照射光为可见光，但是，通过调节比如，光束的入射角θ，可改变射束间距d，使其与所要求的波长区域相对应。另外，如果具有适合曝光的其它的波长的激光，则采用该激光，改变λ，可改变光束间距d。

上述的曝光方式也可应用于形成所谓的暗点的图案的场合。

比如，象图21所示的那样，考虑下述场合，在该场合，在具有同一尺寸的圆孔的三角形光栅排列中，形成未按照一列形成圆孔的光栅缺陷。射束点组呈结网的正三角形状。在形成均匀的圆孔光栅的场合，均匀的曝光量的照射良好，但是在形成光栅缺陷的场合，可通过对应于照射的位置，调整曝光量的方式实现。在图中给出在各正三角形中，多重曝光的相对的曝光量。在各圆孔中，具有3次的射束点照射，在光栅缺陷部，曝光量的总和为1，其它的部位的相应值为3。

在这里，采用图22所示的感光材料(光致抗蚀剂)的灵敏性的非线性，在光栅缺陷部，曝光量为1，圆孔的深度为0，不形成圆孔。这样的，图案的形成可用作光波导管，光学分波器等的各种光学器件。另外，这样的光学器件还用于光通信装置，光信息处理装置，光信息存储器等中。

上述这样的细微结构体的制造方法可适合于各种电子部件和装置的细微结构体的制造。另外，通过该制造方法获得的细微结构体可用于各种电子部件和装置。

最好，比如，象图23所示的那样，用于反射型液晶显示器用的反射板中的凹凸结构的形成采用上述细微结构体的制造方法等的，液晶装置，有机EL装置，包含这些装置的显示器，以及摄象器件(装置)等的电子装置，便携式电话机，便携式信息设备等的细微结构体的结构。

另外，在本实施例中，通过不同的平行平面板，实现2种的衍射光栅，但是，并不限于此，显然可在一块平行平面板的两面，形成2种的衍射光栅。

本发明的效果

如果象上面描述的方式采用本发明，通过衍射光栅，将射束分离，使这些射束干涉，可形成其波长小于所采用的激光波长的多个射束点，可容易形成莫氏环这样的细微结构。

此外，在通过衍射光栅，将射束分开时，即使在各射束的功率(power)不一致的情况下，通过对微小射束点进行多重曝光，使各射束点位置的曝光功率(power)保持均匀，可均匀地形成莫氏环形状这样的细微结构体。由此，可提高莫氏环的反射防止效果。

还有，由于使射束点组的每次照射(shot)或1周的移动距离小于射束点间距，故可减小莫氏环的突起的间距，可制造具有相对更短波长的光，具有反射防止效果的器件。

再有，最好还简化小曝光装置的光学系统的复杂的调节操作。

Claims (13)

1.一种细微结构体的制造方法，其中针对被处理部件，在相对地使激光束或电子束移动的同时，以间歇方式反复照射，对上述被处理部件进行曝光，使其形状变化，

采用分叉机构和会聚机构，在上述被处理部件上形成多个微小凸部或凹部形状，该分叉机构用于使1条射束分为多条射束，该会聚机构用于将上述多条射束会聚于上述被处理部件并产生多个微小的射束点。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于还包括下述平行处理机构，该平行处理机构用于将上述多条射束分别转换为平行地行进的射束。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于上述分叉机构为衍射光栅。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于上述衍射光栅为相位型衍射光栅，该相位型衍射光栅包括针对上述1条射束，相移量不同的多种相移区域。

5.根据权利要求4所述的细微结构体的制造方法，其特征在于在由Q表示上述相移区域的种类的场合，在通过不同种类的相移区域的射束之间产生的最大的相位差为2π(Q-1)/Q。

6.根据权利要求3所述的细微结构体的制造方法，其特征在于上述衍射光栅为双值的相位型衍射光栅，该相位型衍射光栅具有使所采用的射束，相对地产生π的相位差的2种相移区域。

7.根据权利要求6所述的细微结构体的制造方法，其特征在于上述2种相移区域分别包括干涉条纹，四边型和正三角形中的任何一种，上述相位型衍射光栅具有光栅图案，在该光栅图案中，按照同种的相移区域不相邻的方式，使上述2种相移区域相互并列。

8.根据权利要求3所述的细微结构体的制造方法，其特征在于上述衍射光栅为具有3种相移区域的相位型衍射光栅，该3种相位型衍射光栅使所采用的射束，相对地产生-φ，0，+φ的相位差。

9.根据权利要求8所述的细微结构体的制造方法，其特征在于上述3种相移区域分别呈六边形状的区域形状，上述相位型衍射光栅包括蜂窝状的光栅图案，其中按照同种相移区域不相邻的方式，使上述3种区域相互并列。

10.根据权利要求2所述的细微结构体的制造方法，其特征在于上述平行处理机构为衍射光栅。

11.根据权利要求2所述的细微结构体的制造方法，其特征在于上述平行处理机构为采用下述衍射光栅，该衍射光栅包括与上述多个射束相对应的数量的，光栅方向不同的光栅区域。

12.根据权利要求11所述的细微结构体的制造方法，其特征在在于在上述衍射光栅中，使该基板的基准点位于使上述多条射束通过而形成于衍射光栅的表面上的射束点图案的中心位置上，围绕该基准点，对应于上述多条射束，设置各光栅区域。

13.根据权利要求1所述的细微结构体的制造方法，其特征在于上述会聚机构为透镜。

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