JP2003228160A - フォトマスク、それを用いて作製した微細光学素子製造用の型、微細光学素子、および該微細光学素子を有する光学系、光学機器、露光装置、デバイス製造方法 - Google Patents
フォトマスク、それを用いて作製した微細光学素子製造用の型、微細光学素子、および該微細光学素子を有する光学系、光学機器、露光装置、デバイス製造方法Info
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- JP2003228160A JP2003228160A JP2002029084A JP2002029084A JP2003228160A JP 2003228160 A JP2003228160 A JP 2003228160A JP 2002029084 A JP2002029084 A JP 2002029084A JP 2002029084 A JP2002029084 A JP 2002029084A JP 2003228160 A JP2003228160 A JP 2003228160A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】フォトマスクの透光部と遮光部とにおける透過
率が変化する境界部で、透光部と遮光部側に生じる回折
干渉強度を緩和させ、該微細光学素子における垂直段差
の形成が可能となるフォトマスク、それを用いて作製し
た微細光学素子製造用の型、微細光学素子、および該微
細光学素子を有する光学系、光学機器、露光装置、デバ
イス製造方法を提供する。 【解決手段】透光部と遮光部の境界に、該透光部と該遮
光部との透過率差より少ない透過率変化を与える中間層
を解像限界以下の幅で、少なくとも１列設けたフォトマ
スクを構成する。
率が変化する境界部で、透光部と遮光部側に生じる回折
干渉強度を緩和させ、該微細光学素子における垂直段差
の形成が可能となるフォトマスク、それを用いて作製し
た微細光学素子製造用の型、微細光学素子、および該微
細光学素子を有する光学系、光学機器、露光装置、デバ
イス製造方法を提供する。 【解決手段】透光部と遮光部の境界に、該透光部と該遮
光部との透過率差より少ない透過率変化を与える中間層
を解像限界以下の幅で、少なくとも１列設けたフォトマ
スクを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレネルレンズ、
マイクロレンズ等に代表される微細光学素子の製造にお
けるフォトリソグラフィ工程で用いられるフォトマス
ク、それを用いて作製した微細光学素子製造用の型、微
細光学素子、および該微細光学素子を有する光学系、光
学機器、露光装置、デバイス製造方法に関するものであ
る。
マイクロレンズ等に代表される微細光学素子の製造にお
けるフォトリソグラフィ工程で用いられるフォトマス
ク、それを用いて作製した微細光学素子製造用の型、微
細光学素子、および該微細光学素子を有する光学系、光
学機器、露光装置、デバイス製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体で使用しているフォトマス
クはフォトマスク基盤それ自体の光透過率を有する透光
部とフォトマスク基盤上に金属膜を成膜して透過率を一
定の強度に遮光する遮光部とからなる。ウエハ基板上に
塗布形成した感光性樹脂へのフォトリソ工程を用いての
パターン形成においては、フォトマスクの透光部は感光
性樹脂がポジ型であれば現像液に可溶性を示すように作
用する。逆にフォトマスクの遮光部は現像液への可溶性
を示さないように作用する。透光部に相当する感光性樹
脂を可溶しウエハ基板面を露出させることによりウエハ
基板面上に塗布した感光性樹脂の厚みを持ったフォトマ
スクの透光部と遮光部からなるパターンに対応した所望
のパターンが形成される。
クはフォトマスク基盤それ自体の光透過率を有する透光
部とフォトマスク基盤上に金属膜を成膜して透過率を一
定の強度に遮光する遮光部とからなる。ウエハ基板上に
塗布形成した感光性樹脂へのフォトリソ工程を用いての
パターン形成においては、フォトマスクの透光部は感光
性樹脂がポジ型であれば現像液に可溶性を示すように作
用する。逆にフォトマスクの遮光部は現像液への可溶性
を示さないように作用する。透光部に相当する感光性樹
脂を可溶しウエハ基板面を露出させることによりウエハ
基板面上に塗布した感光性樹脂の厚みを持ったフォトマ
スクの透光部と遮光部からなるパターンに対応した所望
のパターンが形成される。
【０００３】微小光学研究グループ機関誌（１９９９．
３／４Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．１）にはこのような透過率を
２値制御したメタルマスクを用いて形成する微細光学素
子として回折光学素子やバイナリオプティクスが示され
ている。すなわち１枚目のフォトマスクでパターンを形
成した後エッチングにて感光性樹脂の厚みに相似した深
さにウエハ基板をエッチングする。次にエッチングした
ウエハ基板上に感光性樹脂を塗布して２枚目の１枚目と
は異なるパターンを有するフォトマスクを用いてパター
ンを形成し、１枚目と同様に感光性樹脂の厚みに相似し
た深さにウエハ基板をエッチングする。この工程を所望
の回数、繰り返すことにより所望の微細光学素子が得ら
れる。このようにして得られた微細光学素子は平面と段
差部から構成される。比較的薄い感光性樹脂を塗布し露
光・現像・エッチングを繰り返し、高さのある微細光学
素子を形成する為１段あたりの段差部はウエハ基板面に
対し良好な垂直性が得られる。
３／４Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．１）にはこのような透過率を
２値制御したメタルマスクを用いて形成する微細光学素
子として回折光学素子やバイナリオプティクスが示され
ている。すなわち１枚目のフォトマスクでパターンを形
成した後エッチングにて感光性樹脂の厚みに相似した深
さにウエハ基板をエッチングする。次にエッチングした
ウエハ基板上に感光性樹脂を塗布して２枚目の１枚目と
は異なるパターンを有するフォトマスクを用いてパター
ンを形成し、１枚目と同様に感光性樹脂の厚みに相似し
た深さにウエハ基板をエッチングする。この工程を所望
の回数、繰り返すことにより所望の微細光学素子が得ら
れる。このようにして得られた微細光学素子は平面と段
差部から構成される。比較的薄い感光性樹脂を塗布し露
光・現像・エッチングを繰り返し、高さのある微細光学
素子を形成する為１段あたりの段差部はウエハ基板面に
対し良好な垂直性が得られる。
【０００４】一方、透光部と遮光部との中間の光量をも
制御しうる透過率変調型フォトマスクがある。透過率変
調型フォトマスクを用いると上述のような３次元形状を
なす微細光学素子を１回のフォトリソ工程で作製でき
る。特開平５−２２４３９８号公報には透過率変調を与
えるものとして解像限界以下の面積で透光部と遮光部の
面積比率を変える面積変調型フォトマスクにてブレーズ
状の回折格子の作製が開示されている。また、特開平８
−４４０４２号公報には透過率変調を与える別のタイプ
として光吸収層を用いた濃度変調型フォトマスクにてブ
レーズ状の回折型レンズの作製が開示してある。濃度変
調型フォトマスクの構成としては、合成石英などの基盤
上に高分子などからなる光吸収層を形成し、光吸収層の
厚みで透過率を制御する例が示してある。このような透
過率変調型フォトマスクを用いて得られた微細光学素子
では滑らかな斜面が形成される。
制御しうる透過率変調型フォトマスクがある。透過率変
調型フォトマスクを用いると上述のような３次元形状を
なす微細光学素子を１回のフォトリソ工程で作製でき
る。特開平５−２２４３９８号公報には透過率変調を与
えるものとして解像限界以下の面積で透光部と遮光部の
面積比率を変える面積変調型フォトマスクにてブレーズ
状の回折格子の作製が開示されている。また、特開平８
−４４０４２号公報には透過率変調を与える別のタイプ
として光吸収層を用いた濃度変調型フォトマスクにてブ
レーズ状の回折型レンズの作製が開示してある。濃度変
調型フォトマスクの構成としては、合成石英などの基盤
上に高分子などからなる光吸収層を形成し、光吸収層の
厚みで透過率を制御する例が示してある。このような透
過率変調型フォトマスクを用いて得られた微細光学素子
では滑らかな斜面が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、透過率
変調型フォトマスクを用いた上記従来例では１回のフォ
トリソ工程で３次元形状の微細光学素子を形成する為、
ウエハ基板に塗布する感光性樹脂の厚みが厚くなる。こ
れにより面積変調型においては解像限界以下の透光部と
遮光部の交互配列からの回折光が感光性樹脂を露光する
ため、垂直な段差を形成しようとする透光部の比率が多
い領域と遮光部の比率が多い領域との境界では透過率強
度の傾斜が透光部領域と遮光部領域にまで生じることに
なり、段差部が大きく傾斜するという欠点があった。
変調型フォトマスクを用いた上記従来例では１回のフォ
トリソ工程で３次元形状の微細光学素子を形成する為、
ウエハ基板に塗布する感光性樹脂の厚みが厚くなる。こ
れにより面積変調型においては解像限界以下の透光部と
遮光部の交互配列からの回折光が感光性樹脂を露光する
ため、垂直な段差を形成しようとする透光部の比率が多
い領域と遮光部の比率が多い領域との境界では透過率強
度の傾斜が透光部領域と遮光部領域にまで生じることに
なり、段差部が大きく傾斜するという欠点があった。
【０００６】また、濃度変調型においてはフォトマスク
とウエハをコンタクトさせて露光させたとしても光吸収
層の厚みが感光性樹脂の厚みに加わる為、回折効果が強
調される。垂直な段差を形成する透光部と遮光部との境
界で透光部側には透過強度がより強い所、遮光部側では
透過強度がより弱い所が生じるため段差形成の幅が広が
り段差部が大きく傾斜する、更には強化部にリップル形
状が形成されるという欠点があった。これら透過率変調
型のフォトマスクを用いて作製した場合、または透過率
変調型のフォトマスクを用いてウェハ基板上に作製した
３次元形状の微細光学素子をエッチングにてウェハ基板
に形状を相似転写した場合においても同様の形状が得ら
れてしまう。これにより本来得られる光学性能を著しく
損なうという欠点があった。
とウエハをコンタクトさせて露光させたとしても光吸収
層の厚みが感光性樹脂の厚みに加わる為、回折効果が強
調される。垂直な段差を形成する透光部と遮光部との境
界で透光部側には透過強度がより強い所、遮光部側では
透過強度がより弱い所が生じるため段差形成の幅が広が
り段差部が大きく傾斜する、更には強化部にリップル形
状が形成されるという欠点があった。これら透過率変調
型のフォトマスクを用いて作製した場合、または透過率
変調型のフォトマスクを用いてウェハ基板上に作製した
３次元形状の微細光学素子をエッチングにてウェハ基板
に形状を相似転写した場合においても同様の形状が得ら
れてしまう。これにより本来得られる光学性能を著しく
損なうという欠点があった。
【０００７】そこで、本発明は、上記課題を解決し、フ
ォトリソ工程により垂直段差がある微細光学素子を作製
するに際し、フォトマスクの透光部と遮光部とにおける
透過率が変化する境界部で、透光部と遮光部側に生じる
回折干渉強度を緩和させ、該微細光学素子における垂直
段差の形成が可能となるフォトマスク、それを用いて作
製した微細光学素子製造用の型、微細光学素子、および
該微細光学素子を有する光学系、光学機器、露光装置、
デバイス製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
ォトリソ工程により垂直段差がある微細光学素子を作製
するに際し、フォトマスクの透光部と遮光部とにおける
透過率が変化する境界部で、透光部と遮光部側に生じる
回折干渉強度を緩和させ、該微細光学素子における垂直
段差の形成が可能となるフォトマスク、それを用いて作
製した微細光学素子製造用の型、微細光学素子、および
該微細光学素子を有する光学系、光学機器、露光装置、
デバイス製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、次の（１）〜（１１）のように構成した
フォトマスク、それを用いて作製した微細光学素子製造
用の型、微細光学素子、および該微細光学素子を有する
光学系、光学機器、露光装置、デバイス製造方法を提供
するものである。 （１）透光部と遮光部の境界に、該透光部と該遮光部と
の透過率差より少ない透過率変化を与える中間層を解像
限界以下の幅で、少なくとも１列設けたことを特徴とす
るフォトマスク。 （２）前記中間層は、その透過率が前記透光部と遮光部
との透過率差の略半分に設定されていることを特徴とす
る上記（１）に記載のフォトマスク。 （３）前記中間層は、透過率が大きく変わる透光部と遮
光部の境界に、複数列設けられていることを特徴とする
上記（１）または上記（２）に記載のフォトマスク。 （４）前記複数列設けられている中間層は、それぞれの
中間層の透過率が前記透光部と遮光部の境界における透
過率変化のステップより、小さいステップで変化するよ
うに設定されていることを特徴とする上記（３）に記載
のフォトマスク。 （５）微細光学素子の製造に用いる微細光学素子製造用
の型であって、該微細光学素子製造用の型を上記（１）
〜（４）のいずれかに記載のフォトマスクを用いて作製
したことを特徴とする微細光学素子製造用の型。 （６）上記（１）〜（４）のいずれかに記載のフォトマ
スクを用いて作製したことを特徴とする微細光学素子。 （７）前記光学素子は、キノフォーム又はバイナリー型
の回折光学素子であり、前記中間層の形成個所が前記回
折光学素子の格子エッジに対応することを特徴する上記
（６）に記載の微細光学素子。 （８）上記（６）または上記（７）に記載の微細光学素
子を有することを特徴とする光学系。 （９）上記（８）に記載の光学系を有することを特徴と
する光学機器。 （１０）上記（８）に記載の光学系を有することを特徴
とする露光装置。 （１１）上記（１０）に記載の露光装置を用いてデバイ
スを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
成するために、次の（１）〜（１１）のように構成した
フォトマスク、それを用いて作製した微細光学素子製造
用の型、微細光学素子、および該微細光学素子を有する
光学系、光学機器、露光装置、デバイス製造方法を提供
するものである。 （１）透光部と遮光部の境界に、該透光部と該遮光部と
の透過率差より少ない透過率変化を与える中間層を解像
限界以下の幅で、少なくとも１列設けたことを特徴とす
るフォトマスク。 （２）前記中間層は、その透過率が前記透光部と遮光部
との透過率差の略半分に設定されていることを特徴とす
る上記（１）に記載のフォトマスク。 （３）前記中間層は、透過率が大きく変わる透光部と遮
光部の境界に、複数列設けられていることを特徴とする
上記（１）または上記（２）に記載のフォトマスク。 （４）前記複数列設けられている中間層は、それぞれの
中間層の透過率が前記透光部と遮光部の境界における透
過率変化のステップより、小さいステップで変化するよ
うに設定されていることを特徴とする上記（３）に記載
のフォトマスク。 （５）微細光学素子の製造に用いる微細光学素子製造用
の型であって、該微細光学素子製造用の型を上記（１）
〜（４）のいずれかに記載のフォトマスクを用いて作製
したことを特徴とする微細光学素子製造用の型。 （６）上記（１）〜（４）のいずれかに記載のフォトマ
スクを用いて作製したことを特徴とする微細光学素子。 （７）前記光学素子は、キノフォーム又はバイナリー型
の回折光学素子であり、前記中間層の形成個所が前記回
折光学素子の格子エッジに対応することを特徴する上記
（６）に記載の微細光学素子。 （８）上記（６）または上記（７）に記載の微細光学素
子を有することを特徴とする光学系。 （９）上記（８）に記載の光学系を有することを特徴と
する光学機器。 （１０）上記（８）に記載の光学系を有することを特徴
とする露光装置。 （１１）上記（１０）に記載の露光装置を用いてデバイ
スを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記構成を適用することにより、
フォトマスクの透光部と遮光部とにおける透過率が変化
する境界部で、特に透過率がステップ状に大きく変わる
フォトマスクの境界部で透光部と遮光部側に生じる回折
干渉強度を緩和させ、透過率変化の乱れを少なくし、該
微細光学素子における垂直段差の形成が可能となるフォ
トマスクを実現することができる。これにより透過率変
調型のフォトマスクを構成し、１回のフォトリソ工程に
て微細光学素子における垂直段差の形成が可能となる。
また、これを用いて作製した型、並びに微細光学素子か
らは優れた光学性能が得られる。
フォトマスクの透光部と遮光部とにおける透過率が変化
する境界部で、特に透過率がステップ状に大きく変わる
フォトマスクの境界部で透光部と遮光部側に生じる回折
干渉強度を緩和させ、透過率変化の乱れを少なくし、該
微細光学素子における垂直段差の形成が可能となるフォ
トマスクを実現することができる。これにより透過率変
調型のフォトマスクを構成し、１回のフォトリソ工程に
て微細光学素子における垂直段差の形成が可能となる。
また、これを用いて作製した型、並びに微細光学素子か
らは優れた光学性能が得られる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］図１は、本発明の実施例１におけるフォト
マスクの構成を示す略断面図である。同図において、１
はマスク基盤である合成石英基板、２は光吸収層からな
るブレーズ状の回折レンズパターン、３は透過率を吸収
層の厚みで制御してなるブレーズ状レンズの輪帯部分、
４は隣り合う輪帯間の境界部に解像限界以下の幅で設け
た中間層である。本実施例においては０．２μｍ幅とし
た。中間層の透過率は輪帯部の最小厚み、すなわち透光
部と輪帯部の最大厚み、つまりは遮光部との透過光量の
差分の半分に相当する透過光量が得られるように輪帯部
の厚み差の略半分に中間層の厚みが設定してある。
マスクの構成を示す略断面図である。同図において、１
はマスク基盤である合成石英基板、２は光吸収層からな
るブレーズ状の回折レンズパターン、３は透過率を吸収
層の厚みで制御してなるブレーズ状レンズの輪帯部分、
４は隣り合う輪帯間の境界部に解像限界以下の幅で設け
た中間層である。本実施例においては０．２μｍ幅とし
た。中間層の透過率は輪帯部の最小厚み、すなわち透光
部と輪帯部の最大厚み、つまりは遮光部との透過光量の
差分の半分に相当する透過光量が得られるように輪帯部
の厚み差の略半分に中間層の厚みが設定してある。
【００１１】次に、本実施例によるフォトマスクを用い
た微細光学素子の作製を説明する。ウエハとするφ５イ
ンチの合成石英基板を洗浄して表面をクリーニングした
後カップリング剤のベーパー蒸気内を通過させウエハ表
面にカップリング層を形成する。次いで、感光性樹脂を
スピナーにて塗布形成する。この時塗布厚が４μｍにな
るように回転数を調整した。次に１００℃に設定したク
リーンオーブン内で７分間プリベークした。冷却した
後、本実施例のフォトマスクをフォトマスクのガラス面
とウエハの感光性樹脂とを密着させフォトマスクの吸収
層側から紫外線を照射し露光した。次に、ウエハを感光
性樹脂に適した現像液に浸し所定の時間現像した後、純
水にて洗浄し余分な水分を除去した。ウエハ面上に作製
されたブレーズ状（キノフォーム）回折レンズの断面を
ＳＥＭにて観察した。
た微細光学素子の作製を説明する。ウエハとするφ５イ
ンチの合成石英基板を洗浄して表面をクリーニングした
後カップリング剤のベーパー蒸気内を通過させウエハ表
面にカップリング層を形成する。次いで、感光性樹脂を
スピナーにて塗布形成する。この時塗布厚が４μｍにな
るように回転数を調整した。次に１００℃に設定したク
リーンオーブン内で７分間プリベークした。冷却した
後、本実施例のフォトマスクをフォトマスクのガラス面
とウエハの感光性樹脂とを密着させフォトマスクの吸収
層側から紫外線を照射し露光した。次に、ウエハを感光
性樹脂に適した現像液に浸し所定の時間現像した後、純
水にて洗浄し余分な水分を除去した。ウエハ面上に作製
されたブレーズ状（キノフォーム）回折レンズの断面を
ＳＥＭにて観察した。
【００１２】その結果を図２に示す。輪帯境界部の段差
はウエハ基板面に対し良好な垂直性が得られていた。段
差は３．８μｍあった。輪帯部の最大厚みに相当する頂
角部分（格子エッジ）で鋭角な形状が得られており、輪
帯部の最小厚みに相当する傾斜部は湾曲しておらず所望
の傾斜角で平滑な斜面が得られていた。この素子面にＮ
ｉ膜を形成した後、Ｎｉ電鋳型を作製した。この型から
作製した高分子樹脂性の微細光学素子からは優れた光学
性能が得られた。
はウエハ基板面に対し良好な垂直性が得られていた。段
差は３．８μｍあった。輪帯部の最大厚みに相当する頂
角部分（格子エッジ）で鋭角な形状が得られており、輪
帯部の最小厚みに相当する傾斜部は湾曲しておらず所望
の傾斜角で平滑な斜面が得られていた。この素子面にＮ
ｉ膜を形成した後、Ｎｉ電鋳型を作製した。この型から
作製した高分子樹脂性の微細光学素子からは優れた光学
性能が得られた。
【００１３】［実施例２］次に、面積変調型のフォトマ
スクに、本発明の中間層の構成を適用した一例として、
実施例２について説明する。図３には１のマスク基盤で
ある合成石英基板に、金属膜５が一様の厚みで成膜して
ある通常のフォトマスクにおいて、解像限界以下のドッ
トで透光部と遮光部の面積比率を変えて透過率が３段階
になるような繰り返しパターニングの略断面図を示して
いる。
スクに、本発明の中間層の構成を適用した一例として、
実施例２について説明する。図３には１のマスク基盤で
ある合成石英基板に、金属膜５が一様の厚みで成膜して
ある通常のフォトマスクにおいて、解像限界以下のドッ
トで透光部と遮光部の面積比率を変えて透過率が３段階
になるような繰り返しパターニングの略断面図を示して
いる。
【００１４】図３において、透過率が一番高い部分では
遮光部は無く孔が空いている状態である。よって透過光
量はマスク自体の透過率となる。２番目に透過率が高い
部分では遮光部より透光部が占める面積が大きくなるよ
うに配置されている。次に３番目に透過率が高い部分で
は透光部より遮光部が占める面積が大きくなるように配
置されている。透過率が最も低い部分は透光部が無く金
属膜で覆われている。透過光量の割合が順番に９０％、
６０％、３０％、０％に相当する領域になるようにドッ
トサイズを０．２５μｍとして配列した。各段のピッチ
は２０μｍとした。
遮光部は無く孔が空いている状態である。よって透過光
量はマスク自体の透過率となる。２番目に透過率が高い
部分では遮光部より透光部が占める面積が大きくなるよ
うに配置されている。次に３番目に透過率が高い部分で
は透光部より遮光部が占める面積が大きくなるように配
置されている。透過率が最も低い部分は透光部が無く金
属膜で覆われている。透過光量の割合が順番に９０％、
６０％、３０％、０％に相当する領域になるようにドッ
トサイズを０．２５μｍとして配列した。各段のピッチ
は２０μｍとした。
【００１５】透過率がステップ状に大きく変わる境界
部、すなわち透過率が９０％と０％を示す大きな垂直段
差が形成される格子エッジ箇所に透過率が１０％づつ変
化するように透光部と遮光部を解像限界以下のドットサ
イズ０．０５μｍで配列した中間層を０．１μｍ幅で８
列作製してある。またそれ以外の透過率のステップ幅が
少ない境界部、９０％と６０％、６０％と３０％、３０
％と０％にはそれぞれ透過率が１５％変化する中間層を
０．１μｍ幅で１列作成した。
部、すなわち透過率が９０％と０％を示す大きな垂直段
差が形成される格子エッジ箇所に透過率が１０％づつ変
化するように透光部と遮光部を解像限界以下のドットサ
イズ０．０５μｍで配列した中間層を０．１μｍ幅で８
列作製してある。またそれ以外の透過率のステップ幅が
少ない境界部、９０％と６０％、６０％と３０％、３０
％と０％にはそれぞれ透過率が１５％変化する中間層を
０．１μｍ幅で１列作成した。
【００１６】このフォトマスクを用いて実施例１と同様
にφ５インチの合成石英基板に感光性樹脂を塗布して露
光現像を行った。ただし塗布厚は３０μｍになるように
スピナーの回転数を調整した。また塗布厚が変わること
による露光現像の諸条件を最適化した。作製された階段
状の回折格子の断面をＳＥＭにて観察したところ透過率
のステップが大きく変る段差部は基板に対し良好な垂直
性を示していた。得られた略断面形状を６に示す。段差
２９μｍに対し段差の傾斜幅は約１μｍとわずかであっ
た。また、透過率のステップが小さいところの段差部も
基板に対し良好な垂直性を示していた。また、それぞれ
の段には窪みなどが無く平坦であった。このことから、
通常の半導体で使用しているメタルマスクを多数回露光
現像して作製する階段状の回折格子と同様に段差部が垂
直な微細光学素子が１回のフォトリソ工程にて得られ
た。また、得られた素子形状をエッチングにてウェハ基
板に相似転写することで、優れた光学性能を有する回折
光学素子が得られた。
にφ５インチの合成石英基板に感光性樹脂を塗布して露
光現像を行った。ただし塗布厚は３０μｍになるように
スピナーの回転数を調整した。また塗布厚が変わること
による露光現像の諸条件を最適化した。作製された階段
状の回折格子の断面をＳＥＭにて観察したところ透過率
のステップが大きく変る段差部は基板に対し良好な垂直
性を示していた。得られた略断面形状を６に示す。段差
２９μｍに対し段差の傾斜幅は約１μｍとわずかであっ
た。また、透過率のステップが小さいところの段差部も
基板に対し良好な垂直性を示していた。また、それぞれ
の段には窪みなどが無く平坦であった。このことから、
通常の半導体で使用しているメタルマスクを多数回露光
現像して作製する階段状の回折格子と同様に段差部が垂
直な微細光学素子が１回のフォトリソ工程にて得られ
た。また、得られた素子形状をエッチングにてウェハ基
板に相似転写することで、優れた光学性能を有する回折
光学素子が得られた。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、フォトリソ工程により
垂直段差がある微細光学素子を作製するに際し、フォト
マスクの透光部と遮光部とにおける透過率が変化する境
界部で、特に透過率がステップ状に大きく変わるフォト
マスクの境界部で透光部と遮光部側に生じる回折干渉強
度を緩和させ、該微細光学素子における垂直段差の形成
が可能となるフォトマスクを提供することができ、また
それを用いて作製した微細光学素子製造用の型、微細光
学素子、および該微細光学素子を有する光学系、光学機
器、露光装置、デバイス製造方法を実現することができ
る。
垂直段差がある微細光学素子を作製するに際し、フォト
マスクの透光部と遮光部とにおける透過率が変化する境
界部で、特に透過率がステップ状に大きく変わるフォト
マスクの境界部で透光部と遮光部側に生じる回折干渉強
度を緩和させ、該微細光学素子における垂直段差の形成
が可能となるフォトマスクを提供することができ、また
それを用いて作製した微細光学素子製造用の型、微細光
学素子、および該微細光学素子を有する光学系、光学機
器、露光装置、デバイス製造方法を実現することができ
る。
【図１】本発明の実施例１に係るブレーズ状レンズのフ
ォトマスクの略断面図。
ォトマスクの略断面図。
【図２】本発明の実施例１により作製された回折格子の
略断面形状。
略断面形状。
【図３】本発明の実施例２に係わる階段状回折格子のフ
ォトマスクの略断面図、並びに作成された階段状回折格
子の略断面図。
ォトマスクの略断面図、並びに作成された階段状回折格
子の略断面図。
１：マスク基盤である合成石英基板
２：ブレーズ状の回折レンズパターン
３：ブレーズ状レンズの輪帯部分
４：中間層
５：金属膜
６：略断面形状
Claims (11)
- 【請求項１】透光部と遮光部の境界に、該透光部と該遮
光部との透過率差より少ない透過率変化を与える中間層
を解像限界以下の幅で、少なくとも１列設けたことを特
徴とするフォトマスク。 - 【請求項２】前記中間層は、その透過率が前記透光部と
遮光部との透過率差の略半分に設定されていることを特
徴とする請求項１に記載のフォトマスク。 - 【請求項３】前記中間層は、透過率が大きく変わる透光
部と遮光部の境界に、複数列設けられていることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスク。 - 【請求項４】前記複数列設けられている中間層は、それ
ぞれの中間層の透過率が前記透光部と遮光部の境界にお
ける透過率変化のステップより、小さいステップで変化
するように設定されていることを特徴とする請求項３に
記載のフォトマスク。 - 【請求項５】微細光学素子の製造に用いる微細光学素子
製造用の型であって、該微細光学素子製造用の型を請求
項１〜４のいずれか１項に記載のフォトマスクを用いて
作製したことを特徴とする微細光学素子製造用の型。 - 【請求項６】請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォ
トマスクを用いて作製したことを特徴とする微細光学素
子。 - 【請求項７】前記光学素子は、キノフォーム又はバイナ
リー型の回折光学素子であり、前記中間層の形成個所が
前記回折光学素子の格子エッジに対応することを特徴す
る請求項６に記載の微細光学素子。 - 【請求項８】請求項６または請求項７に記載の微細光学
素子を有することを特徴とする光学系。 - 【請求項９】請求項８に記載の光学系を有することを特
徴とする光学機器。 - 【請求項１０】請求項８に記載の光学系を有することを
特徴とする露光装置。 - 【請求項１１】請求項１０に記載の露光装置を用いてデ
バイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002029084A JP4027108B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | フォトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002029084A JP4027108B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | フォトマスク |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003228160A true JP2003228160A (ja) | 2003-08-15 |
| JP2003228160A5 JP2003228160A5 (ja) | 2005-08-11 |
| JP4027108B2 JP4027108B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=27750016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002029084A Expired - Fee Related JP4027108B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | フォトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4027108B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100345008C (zh) * | 2005-06-29 | 2007-10-24 | 浙江工业大学 | 一种超分辨微结构衍射光学元件的制作方法 |
| JP2008129192A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Toppan Printing Co Ltd | 多段階段状素子並びにモールドの製造方法 |
| JP2009008933A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパターンの形成方法及びフォトマスク |
| CN111856636A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-30 | 中国科学技术大学 | 一种变间距光栅掩模线密度分布可控微调方法 |
-
2002
- 2002-02-06 JP JP2002029084A patent/JP4027108B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100345008C (zh) * | 2005-06-29 | 2007-10-24 | 浙江工业大学 | 一种超分辨微结构衍射光学元件的制作方法 |
| JP2008129192A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Toppan Printing Co Ltd | 多段階段状素子並びにモールドの製造方法 |
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| CN111856636A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-30 | 中国科学技术大学 | 一种变间距光栅掩模线密度分布可控微调方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4027108B2 (ja) | 2007-12-26 |
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