JP2005331651A - Method for forming three-dimensional structure, optical element manufactured by using the same, optical system, apparatus, device and method for manufacturing the device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a resin having a three-dimensional structure so as to have both of a smooth curved face and a steep perpendicular portion. <P>SOLUTION: In the process of forming a resin, having a three-dimensional structure by applying a photosensitive resin on a substrate, exposing the resin with certain distribution of the exposure light quantity for exposing the resin, and developing, regions adjacent to each other over a perpendicular portion are exposed, in a plurality of exposure steps and simultaneously developed. Thus, both of a smooth curved face and a steep perpendicular portion can be formed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は3次元構造形成方法、3次元構造形成方法に用いるマスク、3次元構造形成方法を用いて作製した光学素子、マイクロレンズ、前記光学素子を用いた光学系、前記光学系をもちいた露光装置、カメラ、望遠鏡、顕微鏡等の光学系を有する装置、デバイス及びデバイス製造方法に関するものである。   The present invention relates to a three-dimensional structure forming method, a mask used in the three-dimensional structure forming method, an optical element manufactured using the three-dimensional structure forming method, a microlens, an optical system using the optical element, and an exposure using the optical system. The present invention relates to an apparatus, a device, and a device manufacturing method having an optical system such as an apparatus, a camera, a telescope, and a microscope.

近年、半導体素子の微細化への要求はますます高くなっており、線幅は0.15μmを切るようになってきている。そのため投影露光装置に対する解像力向上の要求は高くなっている。投影露光装置の解像力を向上させるために、投影レンズの高NA化と、露光波長の短波長化が近年ますます加速している。露光波長の短波長化はKrFエキシマレーザーを光源とした248nmから、ArFエキシマレーザーを光源とした193nm、そしてF2レーザーを光源とした157nmへと進んでいる。 In recent years, the demand for miniaturization of semiconductor elements has been increasing, and the line width has been cutting below 0.15 μm. For this reason, there is an increasing demand for improving the resolution of the projection exposure apparatus. In order to improve the resolving power of projection exposure apparatuses, higher NA of projection lenses and shorter exposure wavelengths have been increasingly accelerated in recent years. The exposure wavelength has been shortened from 248 nm using a KrF excimer laser as a light source to 193 nm using an ArF excimer laser as a light source and 157 nm using an F 2 laser as a light source.

光学系には色収差と呼ばれる光の波長によって硝材の屈折率が異なる事に起因する結像性能を悪化させる収差がある。このため、KrFエキシマレーザーを光源として用いた投影露光装置においては、単一の光を発光するように狭帯域化されたKrFエキシマレーザーが用いられている。また、ArFエキシマレーザーを光源として用いた投影露光装置においては、投影光学系に石英と蛍石(CaF2)の2硝材を用いて色消しが行われている。 In the optical system, there is an aberration called chromatic aberration that deteriorates the imaging performance caused by the difference in the refractive index of the glass material depending on the wavelength of light. For this reason, in a projection exposure apparatus using a KrF excimer laser as a light source, a KrF excimer laser narrowed to emit single light is used. Further, in a projection exposure apparatus using an ArF excimer laser as a light source, achromation is performed using two glass materials of quartz and fluorite (CaF 2 ) for the projection optical system.

F2レーザーを光源とする157nmを露光波長として用いた場合、光を透過する硝材は限られている。今日、157nmの波長に対して満足のいく透過率が得られることが分かっている硝材には、蛍石(CaF2)、フッ化マグネシウム(MgF2)、フッ化リチウム(LiF)等があるが、投影露光装置の投影光学系に用いるために必要な硝材の均一性と結晶の大口径化を達成できる硝材は蛍石(CaF2)のみである。そのため、ArFエキシマレーザーを光源とした投影露光装置のように2硝材による色消しを行うことができない。 When 157 nm using an F 2 laser as a light source is used as an exposure wavelength, glass materials that transmit light are limited. Today, glass materials that have been found to provide satisfactory transmission for a wavelength of 157 nm include fluorite (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), lithium fluoride (LiF), etc. Fluorite (CaF 2 ) is the only glass material that can achieve the uniformity of the glass material and the large diameter of the crystal necessary for use in the projection optical system of the projection exposure apparatus. For this reason, it is not possible to perform achromation using two glass materials unlike a projection exposure apparatus using an ArF excimer laser as a light source.

そのため、特開2001-228401にて公知である、屈折レンズだけではなくミラーを用いたカタディオ系を用いて色消しを行う投影光学系が提案されている。ミラーを用いた投影光学系はミラーにおいて光を遮らないように光学系を構成する必要があり、結像領域は軸上から特定の高さの円弧領域となる。   For this reason, a projection optical system known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-228401 has been proposed that performs achromaticity using a catadio system using a mirror as well as a refractive lens. A projection optical system using a mirror needs to configure the optical system so as not to block light in the mirror, and the imaging region is an arc region having a specific height from the axis.

結像領域が円弧領域である投影光学系をもちいて、マスクに描画されたパターンを感光剤の塗布された基板上に投影する投影露光装置においては、マスクを円弧状に照明する照明光学装置が必要となる。従来技術における円弧領域を照明領域とする照明光学装置は、矩形形状を照明し、視野絞りで円弧領域を切り出すものであった。   In a projection exposure apparatus that projects a pattern drawn on a mask onto a substrate coated with a photosensitive agent using a projection optical system in which an imaging area is an arc area, an illumination optical apparatus that illuminates the mask in an arc shape Necessary. The illumination optical device that uses an arc region as an illumination region in the prior art illuminates a rectangular shape and cuts out the arc region with a field stop.

従来の円弧領域を結像領域とする投影光学系を用いた走査型投影露光装置に対する照明装置について図8を用いて説明する。   An illumination apparatus for a scanning projection exposure apparatus using a projection optical system having a conventional arc area as an imaging area will be described with reference to FIG.

1は光源となるFレーザーである。Fレーザーは波長157nmの波長の光を射出する。 Reference numeral 1 denotes an F 2 laser serving as a light source. The F 2 laser emits light having a wavelength of 157 nm.

2は被照射面上の照度を制御するための減光手段である。Fレーザー等のパルス光源を走査型投影露光装置の露光光源として使用する場合、レーザーのパルス間の出力バラツキに起因する露光量バラツキが発生する。そのため露光を行うパルス数を所定のパルス数以上として、パルスバラツキをパルス平均する事によって、露光量バラツキを軽減する必要がある。そのため、感光剤の感度が高い場合。光を減光して照度を下げて、所定のパルス数以上で露光するようにする必要がある。2はそのための減光手段である。 Reference numeral 2 denotes a dimming means for controlling the illuminance on the irradiated surface. When using a pulsed light source such as F 2 laser as an exposure light source of the scanning type projection exposure apparatus, the exposure dose variations occur due to output variations between the laser pulses. For this reason, it is necessary to reduce the exposure variation by setting the number of pulses to be exposed to a predetermined number or more and averaging the pulse variation. Therefore, when the sensitivity of the photosensitizer is high. It is necessary to reduce the illuminance by dimming the light so that exposure is performed with a predetermined number of pulses or more. 2 is a dimming means for that purpose.

3はビーム揺動手段である。Fレーザーは可干渉性があるために、被照明面にスペックルが発生する。スペックルが発生すると被照明面での照度むらとなるために露光量バラツキとなり、マスクから基板に焼き付けた像の線幅が場所によって異なる(CD均一性が悪化する)という問題が発生する。そのため、ビームを揺動してスペックルの分布を揺動して露光中に時間平均することが行われている。ビームを揺動する方法としては、傾けた平行平板を回転させる方法、ミラーを揺動する方法。クサビプリズムを回転させる方法等がある。 3 is a beam rocking means. Since the F 2 laser has coherence, speckles are generated on the illuminated surface. When speckles occur, unevenness in illuminance occurs on the surface to be illuminated, resulting in variations in the exposure amount, and the problem arises that the line width of the image printed from the mask to the substrate varies from place to place (CD uniformity deteriorates). For this reason, the beam is oscillated and the speckle distribution is oscillated to average the time during exposure. As a method of swinging the beam, a method of rotating a tilted parallel plate or a method of swinging a mirror is used. There is a method of rotating the wedge prism.

4はハエノメレンズであり、5はコンデンサレンズである。4の射出面に形成された2次光源で5のコンデンサレンズを用いて6のハエノメレンズ入射面をケーラー照明している。4のハエノメレンズはターレット上に置かれており、切り替えることによってハエノメレンズからの射出NAが変えられ、6のハエノメレンズ入射面での照射範囲がかえらえる用になっている。これは、9のリレーレンズの倍率を変えた際に10のハエノメレンズ射出面での光強度分布が集光しないようにするためである。   Reference numeral 4 denotes a haenom lens, and reference numeral 5 denotes a condenser lens. Koehler illumination is performed on the entrance plane of the 6 haenome lens using the 5 condenser lens by the secondary light source formed on the exit surface of the 4. The No. 4 haume lens is placed on the turret, and by switching, the emission NA from the hano lens is changed, and the irradiation range on the entrance plane of the 6 hano lens is changed. This is to prevent the light intensity distribution on the exit plane of the 10 haenome lens from condensing when the magnification of the 9 relay lens is changed.

6はハエノメレンズであり、7はコンデンサレンズである。6の射出面に形成された3次光源で7のコンデンサレンズを用いて8の有効光源形成絞りをケーラー照明している。4から7の2段ハエノメレンズの構成によって、レーザービームのプロファイルが変化しても8の有効光源形成絞りでの光の分布が変化せず、常に均一な有効光源が形成できるようになっている。たとえば、4,5の1段目のハエノメレンズがないとすると、レーザーからの位置分布が変化した際に6の入射面での光強度分布が変化するので、8の有効光源形成絞りでの光の角度分布が変化する。もし、光の角度分布が変化すると、後述する10のハエノメレンズ射出面での光強度分布がシフトする為に、17の基板上での角度分布が傾き、基板がデフォーカスすると転写パターンの転写位置が変化するという軸上テレセン度となる。よって、4から7の2段ハエノメレンズの構成としている。   Reference numeral 6 is a haenome lens, and 7 is a condenser lens. The effective light source forming aperture of 8 is Koehler-illuminated by using a condenser lens of 7 with a tertiary light source formed on the exit surface of 6. Due to the configuration of the two-stage Haenome lens from 4 to 7, even if the profile of the laser beam changes, the distribution of light at the effective light source forming stop of 8 does not change, and a uniform effective light source can always be formed. For example, if there are no 4th and 5th stage Haenome lenses, the light intensity distribution on the entrance surface 6 changes when the position distribution from the laser changes. Angular distribution changes. If the angular distribution of the light changes, the light intensity distribution on the exit surface of the 10 Haenome lens, which will be described later, shifts, so that the angular distribution on the 17 substrate is inclined, and when the substrate is defocused, the transfer position of the transfer pattern is changed. The on-axis telecentricity changes. Therefore, the configuration is a four-stage two-stage haenote lens.

8は有効光源形成絞りである。有効光源とはレチクル面を照明する照明光源の形状のことである。有効光源の形状は通常、円形である。一方6のハエノメレンズとしては、ハエノメレンズの素子レンズの外形が四角形である四角ハエノメレンズや、素子レンズの外形が六角形である六角ハエノメレンズ、シリンドリカルレンズを素子レンズとして並べたシリンドリカルレンズアレイといったものが使われる。そのため8の有効光源形成絞りの光源側で形成される分布は、四角ハエノメレンズ、シリンドリカルレンズアレイの場合、正方形となり、六角ハエノメレンズの場合は六角形となる。よって、有効光源の形状を円形とするために、円形の開口をもった8の有効光源形成絞りが必要となる。   Reference numeral 8 denotes an effective light source forming diaphragm. The effective light source is the shape of the illumination light source that illuminates the reticle surface. The shape of the effective light source is usually circular. On the other hand, as the sixth lens, a square lens that has a rectangular outer lens element lens, a hexagonal lens that has a hexagonal outer lens element, and a cylindrical lens array in which cylindrical lenses are arranged as element lenses are used. For this reason, the distribution formed on the light source side of the effective light source forming diaphragm 8 is a square in the case of a square lens and a cylindrical lens array, and a hexagon in the case of a hexagonal lens. Therefore, in order to make the shape of the effective light source circular, eight effective light source forming stops having a circular opening are required.

9はズームリレーレンズであって、8の有効光源形成絞りで形成された円形の光強度分布を10のハエノメレンズ入射面に所定の倍率で投影している。レチクルを照明する照明光源の大きさはコヒーレンスファクタと呼ばれ、投影光学系のパフォーマンスをあげるために、転写するパターンに応じて可変にすることが望まれている。それを実現するために、9のリレー光学系の倍率を可変とすることによって、10のハエノメレンズ入射面での照射領域の大きさを変えられるようにしている。   Reference numeral 9 denotes a zoom relay lens, which projects a circular light intensity distribution formed by the effective light source forming stop 8 at a predetermined magnification on the entrance plane of the 10 haenome lens. The size of the illumination light source that illuminates the reticle is called a coherence factor, and it is desired to be variable according to the pattern to be transferred in order to improve the performance of the projection optical system. In order to realize this, the size of the irradiation area on the entrance plane of the 10 haenome lens can be changed by changing the magnification of the 9 relay optical system.

10はハエノメレンズであり11はコンデンサレンズである。11のハエノメレンズ射出面に形成される4次光源を用いて13のマスキングブレード上を均一な照度分布で照明する。   Reference numeral 10 denotes a haenometer lens, and 11 denotes a condenser lens. Illuminate the 13 masking blades with a uniform illuminance distribution using a quaternary light source formed on the 11 Haenome lens exit surface.

12はスリットであって、被照明面の照明領域を制御するものである。10のハエノメレンズとしては、ハエノメレンズの素子レンズの外形が四角形である四角ハエノメレンズ、もしくはシリンドリカルレンズを素子レンズとして並べたシリンドリカルレンズアレイといったものが使われる。そのため12のスリットの位置は矩形形状で照明される。ところが、前述のように投影光学系の結像領域が円弧であるために、照明領域は円弧にする必要がある。そのために12のスリットは図9の円弧の開口を持ったものである。また走査投影露光装置においては、スリットの幅をスリットと垂直方向で変える事によって、スリットと垂直方向の露光量むらを補正する事が可能であるので、スリット幅を調整できるようにしておくことが望ましい。   Reference numeral 12 denotes a slit for controlling the illumination area of the surface to be illuminated. As the 10 haenometer lenses, a square haenometer lens having a quadrilateral outer shape of the element lens of the haenome lens or a cylindrical lens array in which cylindrical lenses are arranged as element lenses is used. Therefore, the position of the 12 slits is illuminated in a rectangular shape. However, since the imaging area of the projection optical system is an arc as described above, the illumination area must be an arc. For this purpose, the twelve slits have the circular arc opening of FIG. Further, in the scanning projection exposure apparatus, it is possible to correct the uneven exposure amount in the direction perpendicular to the slit by changing the width of the slit in the direction perpendicular to the slit, so that the slit width can be adjusted. desirable.

13は露光領域を制御するためのマスキングブレードである。所望の露光領域を得るために、走査露光にあわせて駆動される。   Reference numeral 13 denotes a masking blade for controlling the exposure area. In order to obtain a desired exposure region, it is driven in accordance with scanning exposure.

14はマスキング結像レンズであり、13の光強度分布を15のレチクル面に投影する。   A masking imaging lens 14 projects the light intensity distribution 13 onto the 15 reticle planes.

15は回路パターンが描画されたレチクルである。157nmの波長に対しては、従来の石英基板のレチクルでは、十分な透過率が得られない。そのためFドープ石英や、蛍石等の157nmの波長に対して透過率の高い基板を用いる必要がある。   Reference numeral 15 denotes a reticle on which a circuit pattern is drawn. For a wavelength of 157 nm, sufficient transmittance cannot be obtained with a conventional quartz substrate reticle. Therefore, it is necessary to use a substrate having a high transmittance with respect to a wavelength of 157 nm, such as F-doped quartz or fluorite.

16はカタディオ系の投影光学系であって、レンズとミラーによって色消しを行って、円弧の結像領域において、良好な結像性能を達成している。   Reference numeral 16 denotes a catadiographic projection optical system which achromatically erases with a lens and a mirror to achieve good imaging performance in an arc imaging region.

17は感光剤の塗布された基板である。15のレチクルの回路パターンが16の投影光学系によって投影される。15のレチクルと17の感光剤の塗布された基板は、同期して走査露光され、投影光学系の結像領域よりも広い露光領域に露光される。   Reference numeral 17 denotes a substrate coated with a photosensitive agent. A circuit pattern of 15 reticles is projected by 16 projection optical systems. The substrate on which 15 reticles and 17 photosensitizers are applied is scanned and exposed in synchronism, and is exposed to an exposure area wider than the imaging area of the projection optical system.

18は17の基板が載せられたステージであって、前記露光時の走査と、ショットごとに行われるステップを行う。   Reference numeral 18 denotes a stage on which 17 substrates are placed, and performs scanning at the time of exposure and steps performed for each shot.

以上の従来技術によれば、円弧領域を照明するために、矩形照明領域から12のスリットでの円弧切り出しを行っている。そのためスリットで光線が蹴られるために照明効率の低下が起こり、感光基板上において高い照度が得られない。感光基板上で高い照度が得られれば、露光時間の短縮化ができ、単位時間あたりの回路パターンの転写(スループット)を多くする事ができる。そのために感光基板上の高照度化を達成する事が求めらえている。   According to the above prior art, in order to illuminate the arc region, arc cutting is performed with 12 slits from the rectangular illumination region. For this reason, the light is kicked by the slit, so that the illumination efficiency is lowered and high illuminance cannot be obtained on the photosensitive substrate. If high illuminance is obtained on the photosensitive substrate, the exposure time can be shortened, and the transfer (throughput) of the circuit pattern per unit time can be increased. Therefore, it is required to achieve high illuminance on the photosensitive substrate.

高照度化の技術として、特公平5-68846に提案されている光ファイバを用いる方法や、特開昭62-115718にて提案されているハエノメレンズの素子レンズの外形を円弧形状にした円弧ハエノメレンズを用いる方法が提案されている。   As a technique for increasing the illuminance, there is a method using an optical fiber proposed in Japanese Patent Publication No. 5-68846, and an arc haenome lens in which the outer shape of the element lens of the hanom lens proposed in JP-A 62-115718 is an arc shape. A method of using it has been proposed.

光ファイバを用いる方法は、光ファイバによる均一化が良好でないという理由と、157nmの波長に対する光ファイバーができないという理由で実用は困難である。   The method using an optical fiber is difficult to put into practical use because the homogenization by the optical fiber is not good and the optical fiber for the wavelength of 157 nm is not possible.

円弧ハエノメレンズを用いる方法も研磨や研削による従来の製造方法では、実用が困難である。円弧ハエノメレンズの従来の製造方法では、ロッドレンズを加工後、外形を円弧状に削りだすために、非常に手間がかかり、かつ加工の誤差も大きい。そのため、円弧ハエノメレンズはコストが高く、また素子レンズを積み重ねることによって加工誤差が積み上がることで全体としての性能がでない。よって円弧ハエノメレンズを利用するという方法も従来は実用が困難であった。   A method using an arc-shaped hammer lens is also difficult to put into practice by a conventional manufacturing method using polishing or grinding. In the conventional manufacturing method of the arc-shaped haenom lens, after processing the rod lens, the outer shape is cut into an arc shape, which is very time-consuming and has a large processing error. For this reason, the arc-shaped haume lens is expensive, and the processing error is increased by stacking the element lenses, so that the overall performance is not achieved. Therefore, the method of using the circular arc halenome lens has been difficult to use in the past.

ところが近年、フォトリソグラフィー技術を利用した、マイクロレンズアレイ(MLA)の加工方法が提案されている。そこで、円弧ハエノメレンズをマイクロレンズアレイで製作して高照度化を達成する方法が検討されている。マイクロレンズアレイで製作した円弧ハエノメを以後円弧MLAと呼ぶ。円弧MLAはフォトリソグラフィーで製作する場合、比較的安価に製作する事が可能である。また素子レンズを積み重ねるわけではないので、加工誤差が積みあがらず、性能の悪化もすくない。図2に円弧MLAのR面から見た図とその断面の一例を示す。A断面は曲面、B断面は垂直部と曲面で構成されている。   However, in recent years, a microlens array (MLA) processing method using a photolithography technique has been proposed. Therefore, a method for achieving high illuminance by manufacturing an arc-shaped hanomome lens with a microlens array has been studied. The arc haenom produced with the microlens array is hereinafter referred to as arc MLA. The arc MLA can be manufactured at a relatively low cost when manufactured by photolithography. In addition, since the element lenses are not stacked, processing errors do not increase and the performance is not deteriorated. FIG. 2 shows an example of a cross section of the arc MLA viewed from the R plane. The A section has a curved surface, and the B section has a vertical portion and a curved surface.

しかし、従来のフォトリソグラフィー技術では、マスクに形成された開口と遮光部の組合せで回路パターンを設計し、感光性樹脂にマスクを透過した露光光によって転写する。この際、回路パターンは二次元平面上に描画された姿が全てであり、作製すべきパターンの厚み方向は考慮しないのが一般的であった。   However, in the conventional photolithography technique, a circuit pattern is designed by a combination of an opening formed in a mask and a light shielding portion, and the pattern is transferred to photosensitive resin by exposure light transmitted through the mask. At this time, the circuit pattern is entirely drawn on a two-dimensional plane, and generally the thickness direction of the pattern to be manufactured is not considered.

近年は、高さ方向の形状も部分的な露光量の調整によって制御しようとする試みがある。高さ方向の形状を制御する試みは例えば特開昭63-289817にはフォトレジスト(感光性樹脂)に三次元形状を形成する方法が開示されている。図12を用いて説明する。   In recent years, there have been attempts to control the shape in the height direction by partially adjusting the exposure amount. As an attempt to control the shape in the height direction, for example, JP-A-63-289817 discloses a method of forming a three-dimensional shape in a photoresist (photosensitive resin). This will be described with reference to FIG.

図12-aに示すようにポジ型フォトレジストの特性曲線を予め実験的に求めておくことによって任意の露光量と残膜量との関係を求めることができる。ここに微小な面積(図12-b)を最小単位として、3x3の9個を一かたまりとして考えてみる。図では52が遮光部で51が開口である。9個のうち遮光部と開口部の個数比率を変えることによって離散的に開口の密度分布を変化させることができる(図12-c)。この密度分布、すなわち透過率分布によって発生する強度分布はポジ型レジストの感度特性によりレジストの膜厚変化に変換される(図12-d)。   As shown in FIG. 12-a, a relationship between an arbitrary exposure amount and a remaining film amount can be obtained by experimentally obtaining a characteristic curve of a positive photoresist in advance. Here, let us consider a small area (Fig. 12-b) as a unit, and 9 pieces of 3x3 as a unit. In the figure, 52 is a light shielding part and 51 is an opening. The density distribution of the apertures can be changed discretely by changing the number ratio of the light shielding portions to the apertures among the nine (FIG. 12-c). This density distribution, that is, the intensity distribution generated by the transmittance distribution is converted into a change in the resist film thickness due to the sensitivity characteristics of the positive resist (FIG. 12-d).

その後、フォトレジストと基板とに対して異方性エッチングを行い、フォトレジストの表面形状を光学基板に彫り写して転写する。転写の結果、基板の表面に所望の三次元構造を得ることができる。このような3次元形状のレジストを用いて、光学部材をエッチングして、3次元構造をもった光学素子を製造する方法が特開2002-287370に示されている。
特開2001−228401 特公平5−68846 特開昭62−115718 特開昭63−289817 特開2002−287370
Thereafter, anisotropic etching is performed on the photoresist and the substrate, and the surface shape of the photoresist is engraved on the optical substrate and transferred. As a result of the transfer, a desired three-dimensional structure can be obtained on the surface of the substrate. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-287370 discloses a method of manufacturing an optical element having a three-dimensional structure by etching an optical member using such a three-dimensional resist.
JP 2001-228401 A JP 5-68846 JP-A-62-115718 JP-A-63-289817 JP 2002-287370 A

上記従来技術で説明したように、感光性樹脂であるフォトレジストなどを基板上に形成し、フォトレジストが感光する露光光の量に分布をもたせ、露光現像し3次元構造を形成する際には、解像限界以下ではあるがマスク上の微小な面積を最小単位として、透過率分布が作製される。そのため、図12dにあるように、階段上の強度分布をなめらかなレジストの膜厚分布とするためには、露光時にデフォーカスするなど、レジストの選択や現像液の種類濃度等、曲面を得られるための工夫が必要となってくる。しかし、曲面と垂直部をあわせ持つ3次元構造をリソグラフィーにより作製する場合、曲面部と垂直部を一度に形成するのは非常に困難である。それは、曲面部と垂直部とで形状形成の最適条件が相反するからである。つまり、曲面に最適な条件を用いると、垂直部であるべきところが、傾斜をもち、有効な曲面領域が減少し、効率が劣化していた。また、前記3次元構造体が図2や図7に示す円弧MLAや回折格子のような光学素子の場合、傾斜部から、不必要な光がでることにより、フレアーとなり主要な光をみだす原因ともなっていた。反対に、垂直部に最適な条件を用いると、曲面に段差があらわれ始め、めざす形状が得られなくなった。前記3次元素子が光学素子の場合、表面粗さの劣化とともに、散乱光となり、効率の劣化とともに、やはりフレアーとして、光学系に悪影響を与えていた。   As described in the above prior art, when a photoresist or the like, which is a photosensitive resin, is formed on a substrate, the distribution of the amount of exposure light that the photoresist is exposed to, and exposure development is performed to form a three-dimensional structure. A transmittance distribution is produced with a small area on the mask as a minimum unit, which is below the resolution limit. Therefore, as shown in FIG. 12d, in order to make the intensity distribution on the staircase a smooth resist film thickness distribution, a curved surface such as resist selection and developer type concentration can be obtained, such as defocusing during exposure. It is necessary to devise for this purpose. However, when a three-dimensional structure having both a curved surface and a vertical portion is produced by lithography, it is very difficult to form the curved surface portion and the vertical portion at one time. This is because the optimum conditions for shape formation are contradictory between the curved surface portion and the vertical portion. That is, when the optimum condition for the curved surface is used, the portion that should be the vertical portion has an inclination, the effective curved surface area decreases, and the efficiency deteriorates. When the three-dimensional structure is an optical element such as an arc MLA or a diffraction grating shown in FIG. 2 or FIG. 7, unnecessary light is emitted from the inclined portion, which causes flare and the main light. It was. On the other hand, when the optimum conditions were used for the vertical portion, a step appeared on the curved surface, and the desired shape could not be obtained. When the three-dimensional element is an optical element, it becomes scattered light as the surface roughness deteriorates, and as an efficiency deterioration, it also has a negative effect on the optical system as a flare.

上記の問題点は下記の本発明によって解決される。   The above problems are solved by the present invention described below.

即ち、本発明とは、基板に、感光性樹脂を塗布形成し、前記樹脂が感光する露光光の量に分布をもたせ、樹脂を露光現像することにより、3次元構造をもった樹脂を形成する工程において、垂直部を境に隣接する領域を少なくとも複数の露光工程にて露光し、同時に現像することを特徴とする3次元構造形成方法である。更には、前記3次元構造形成方法を用いることにより、製造される光学素子、光学系、前記光学系をもちいた露光装置、カメラ、望遠鏡,顕微鏡等の装置、デバイス及びデバイス製造方法である。   That is, the present invention forms a resin having a three-dimensional structure by coating a photosensitive resin on a substrate, providing a distribution in the amount of exposure light that the resin sensitizes, and exposing and developing the resin. In the process, the three-dimensional structure forming method is characterized in that a region adjacent to the vertical portion is exposed in at least a plurality of exposure steps and simultaneously developed. Furthermore, there are an optical element, an optical system, an exposure apparatus, a camera, a telescope, a microscope, and other devices, devices, and device manufacturing methods that are manufactured by using the three-dimensional structure forming method.

以上説明したように、基板に感光性樹脂を塗布形成し、前記樹脂が感光する露光光の量に分布をもたせ、樹脂を露光現像することにより、3次元構造をもった樹脂を形成する工程において、垂直部を境に隣接する領域を少なくとも複数の露光工程にて露光し、同時に現像することにより、なめらかな曲面と急峻な垂直部の双方を両立し、形成することができる。また、前記樹脂をマスクとし基板をエッチングすることにより所望の3次元構造をもった基板を得ることができた。更には、前記3次元構造形成方法を用いることにより、高効率、高精度、高性能な光学素子、光学系、前記光学系をもちいた露光装置,カメラ,望遠鏡,顕微鏡等の装置、デバイス及びデバイス製造方法を得ることができた。   As described above, in the process of forming a resin having a three-dimensional structure by applying and forming a photosensitive resin on the substrate, giving the distribution of the amount of exposure light that the resin sensitizes, and exposing and developing the resin. By exposing the region adjacent to the vertical part in at least a plurality of exposure steps and developing it at the same time, both a smooth curved surface and a steep vertical part can be formed at the same time. Moreover, a substrate having a desired three-dimensional structure could be obtained by etching the substrate using the resin as a mask. Furthermore, by using the three-dimensional structure forming method, high efficiency, high accuracy, high performance optical elements, optical systems, exposure apparatuses, cameras, telescopes, microscopes, and other devices, devices, and devices using the optical systems A manufacturing method could be obtained.

(実施例1)
図1は本発明の3次元構造形成方法を表す図面であり,中心を通る直径方向での断面図を表している。図2は本実施例で作製しようとする円弧マイクロレンズアレイである。図2のマイクロレンズアレイは球面レンズを複数集めることで構成されている。MLAのR面から見た図とその断面の一例を示す。A断面は曲面、B断面は垂直部と曲面で構成されている。
(Example 1)
FIG. 1 is a drawing showing the three-dimensional structure forming method of the present invention, and shows a cross-sectional view in the diameter direction passing through the center. FIG. 2 shows an arc microlens array to be manufactured in this embodiment. The microlens array in FIG. 2 is configured by collecting a plurality of spherical lenses. The figure seen from the R surface of MLA and an example of the cross section are shown. The A section has a curved surface, and the B section has a vertical portion and a curved surface.

図1において21は紫外線にも用いることができる合成石英基板である。特に、Fレーザー用の光学素子として使用される場合は、Fドープト石英や蛍石を用いる。基板21上に、AZ-P4620(クラリアント社製)をコーターを用いて塗布し、レジスト22を形成し、図1(a)とした。 In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a synthetic quartz substrate that can be used for ultraviolet rays. In particular, when used as an optical element for an F 2 laser, F-doped quartz or fluorite is used. On the substrate 21, AZ-P4620 (manufactured by Clariant) was applied using a coater to form a resist 22 as shown in FIG.

所望の3次元構造を得るために設計された透過率分布を23aと23bの2枚のマスクにわけて作製した。1枚目のマスク23aは、透過率分布がほとんど0の部分(遮光部)と分布をもった部分に区割りされている。23aとは、逆の構成をもった23bも作製されている。まず、マスク23aをもちいて、露光する(図1(b))。更に、マスク23bをもちいて、露光する(図1(c))。マスクの平面図は、模式図として、正方形であらわしたが、実際は、1素子(円弧)の形状となっている。専用現像液を用いて現像することにより、3次元構造をもった感光性樹脂22‘を作製し、図1(d)とした。感光性樹脂22‘の形状は、垂直部はほぼ垂直に、曲面はなめらかに形成された。   A transmittance distribution designed to obtain a desired three-dimensional structure was produced by dividing it into two masks 23a and 23b. The first mask 23a is divided into a portion where the transmittance distribution is almost zero (light shielding portion) and a portion having the distribution. 23b having a configuration opposite to that of 23a is also produced. First, exposure is performed using the mask 23a (FIG. 1B). Further, exposure is performed using the mask 23b (FIG. 1C). Although the plan view of the mask is represented by a square as a schematic diagram, it is actually in the shape of one element (arc). By developing using a dedicated developer, a photosensitive resin 22 ′ having a three-dimensional structure was produced, and FIG. 1D was obtained. As for the shape of the photosensitive resin 22 ′, the vertical portion was substantially vertical and the curved surface was smoothly formed.

光学素子を使用する波長(例えば、He-Neレーザー、633nm)によっては、感光性樹脂22‘で形成された3次元構造を光学素子として、そのまま使用することもできる。   Depending on the wavelength (for example, He—Ne laser, 633 nm) at which the optical element is used, the three-dimensional structure formed of the photosensitive resin 22 ′ can be used as an optical element as it is.

本実施例では、ドライエッチング装置を用いて、選択比1の異方性エッチングを行うことにより、感光性樹脂22‘の形状を石英基板に転写し、図1(e)とした。   In this example, anisotropic etching with a selectivity of 1 was performed using a dry etching apparatus to transfer the shape of the photosensitive resin 22 ′ to the quartz substrate, and FIG. 1E was obtained.

非有効領域が少ないため、効率が高く不要光の少ない、光学素子を作製することができた。   Since there are few ineffective areas, an optical element with high efficiency and low unnecessary light could be manufactured.

(比較例1)
図5は比較例の3次元構造形成方法を表す図面であり,実施例1と同様のレジストが塗布された基板が用いられる。(図5(a))
所望の3次元構造を得るために設計された透過率分布は、1枚のマスク23に作製されている。図5(b)のように、実施例1と同様露光現像を行い、3次元構造をもった感光性樹脂22‘を形成した。
(Comparative Example 1)
FIG. 5 is a drawing showing a three-dimensional structure forming method of a comparative example, and a substrate coated with a resist similar to that of Example 1 is used. (Fig. 5 (a))
A transmittance distribution designed to obtain a desired three-dimensional structure is formed on one mask 23. As shown in FIG. 5B, exposure and development were performed in the same manner as in Example 1 to form a photosensitive resin 22 ′ having a three-dimensional structure.

感光性樹脂22‘は、曲面はすべらかに形成されたが、垂直部は傾斜の発生および、図5(b)の拡大図にあるようにすそがひろがる形となった。   The photosensitive resin 22 'was formed with a smooth curved surface, but the vertical portion was inclined and the skirt spread as shown in the enlarged view of FIG. 5B.

非有効領域が多いため、効率が低く不要光が発生した。   Because there are many ineffective areas, the efficiency is low and unnecessary light is generated.

(実施例2)
図3は本発明の3次元構造形成方法を表す図面であり,中心を通る直径方向での断面図を表している。
(Example 2)
FIG. 3 is a drawing showing the three-dimensional structure forming method of the present invention, and shows a sectional view in the diameter direction passing through the center.

図3において24はガラスモールドの型となるセラミックス基板である。本実施例では、フッ素系でも塩素系のガスでも加工可能な、SiCを用いた。セラミックスは、高温の加熱冷却を繰り返しに耐え、低熱膨張材料であるため、ガラスモールドの型として、すぐれている。しかし、表面性や加工が難しいなどの問題があった。表面性は、貴金属などのコーティングで、容易に解決されるが、加工性に関しては、要求される加工精度や形状が複雑になるにつれ、大きな課題であった。   In FIG. 3, reference numeral 24 denotes a ceramic substrate serving as a glass mold. In this example, SiC that can be processed by either fluorine-based or chlorine-based gas was used. Ceramics are excellent as glass molds because they are resistant to repeated heating and cooling at high temperatures and are low thermal expansion materials. However, there are problems such as difficulty in surface properties and processing. The surface property can be easily solved with a coating of a noble metal or the like. However, with regard to the workability, it has been a big problem as the required processing accuracy and shape become complicated.

基板24上に、PMER P-LA900PM(東京応化社製)をコーターを用いて、レジスト22を形成し、図3(a)とした。   A resist 22 was formed on the substrate 24 using a coater of PMER P-LA900PM (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) as shown in FIG.

所望の3次元構造を得るために設計された透過率分布を23aと23bの2枚のマスクにわけて作製した。1枚目のマスク23aは、透過率分布がほとんど0の部分(遮光部)と分布をもった部分に区割りされている。23aとは、逆の構成をもった23bも作製されている。まず、マスク23aをもちいて、露光する(図3(b))。更に、マスク23bをもちいて、露光する(図3(c))。専用現像液を用いて現像することにより、3次元構造をもった感光性樹脂22‘を作製し、図3(d)とした。感光性樹脂22‘の形状は、垂直部はほぼ垂直に、曲面はすべらかに形成された。   A transmittance distribution designed to obtain a desired three-dimensional structure was produced by dividing it into two masks 23a and 23b. The first mask 23a is divided into a portion where the transmittance distribution is almost zero (light shielding portion) and a portion having the distribution. 23b having a configuration opposite to that of 23a is also produced. First, exposure is performed using the mask 23a (FIG. 3B). Further, exposure is performed using the mask 23b (FIG. 3C). By developing using a dedicated developer, a photosensitive resin 22 ′ having a three-dimensional structure was produced, and FIG. 3D was obtained. As for the shape of the photosensitive resin 22 ', the vertical portion was formed almost vertically and the curved surface was formed smoothly.

本実施例では、ドライエッチング装置を用いて、選択比1の異方性エッチングを行うことにより、感光性樹脂22‘の形状をSiC基板24に転写し、図3(e)とした。SiC基板24にPtをコーテイングし、図3(f)のように、ガラスモールドの型として使用し、ガラス25を成形した(図3(g))。   In this example, the shape of the photosensitive resin 22 ′ was transferred to the SiC substrate 24 by performing anisotropic etching with a selection ratio of 1 using a dry etching apparatus, as shown in FIG. Pt was coated on the SiC substrate 24 and used as a glass mold as shown in FIG. 3F to form a glass 25 (FIG. 3G).

高温の成形に耐えることができ、非球面などの複雑な形状も容易に加工することができ、非有効領域が少ないため、効率の高く不要光の少ない、光学素子を大量に安価に作製することができた。   Can withstand high-temperature molding, can easily process complex shapes such as aspheric surfaces, and has few ineffective areas, so it can produce optical elements in large quantities at low cost with high efficiency and low unnecessary light. I was able to.

(実施例3)
図4は、本発明の実施例を説明する図である。実施例1と同様円弧MLAを作製する。
(Example 3)
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. An arc MLA is produced in the same manner as in Example 1.

実施例1では、所望の3次元構造を得るために設計された透過率分布を23aと23bの2枚のマスクにわけて作製したが、マイクロレンズのように、同じ素子が複数個形成に露光される場合、必要領域よりも、xまたは、y方向のいずれか一方の長さを1素子分以上大きなマスクを用意する。   In Example 1, the transmittance distribution designed to obtain a desired three-dimensional structure was divided into two masks 23a and 23b. In this case, a mask having a length larger by one element or more in either the x or y direction than the necessary region is prepared.

1回目の露光では、マスクの第1回露光領域(S1)を露光する。S1以外の領域は、マスキングブレードなどで、マスキングしてもよいし、基板の不使用領域に露光される場合、そのまま覆うことなく、露光しても構わない。2回目の露光では、同じマスクを用い、1素子分位置を動かして、マスクの第2回露光領域(S2)を露光する。   In the first exposure, the first exposure area (S1) of the mask is exposed. The area other than S1 may be masked with a masking blade or the like, or may be exposed without being covered as it is when exposed to an unused area of the substrate. In the second exposure, the same mask is used, the position of one element is moved, and the second exposure area (S2) of the mask is exposed.

用いる露光装置のアライメント精度と、素子のサイズにもよるが、1素子のサイズがμmオーダー以上で、露光装置にステッパーを用いた場合は、十分な精度で作製することができる。マスク製造費がより安く、効率が高く不要光の少ない、光学素子を作製することができた。   Depending on the alignment accuracy of the exposure apparatus used and the size of the element, when the size of one element is on the order of μm or more and a stepper is used for the exposure apparatus, it can be manufactured with sufficient accuracy. It was possible to produce an optical element with lower mask manufacturing cost, higher efficiency and less unnecessary light.

(実施例4)
図6は、本発明の実施例を表す図である。実施例1と同様円弧MLAを作製する。
Example 4
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention. An arc MLA is produced in the same manner as in Example 1.

円弧MLAは垂直部がXまたは、Y方向のどちらか1方向のみであるので、図6のようなマスクを準備する。位置合わせが1方向のみであるので、誤差の要因は、減少する。実施例1のように2枚、実施例3のように1枚のマスクを用いて露光してもかまわない。   Since the arc MLA has only one vertical portion in either the X or Y direction, a mask as shown in FIG. 6 is prepared. Since alignment is only in one direction, the source of error is reduced. Exposure may be performed using two masks as in the first embodiment and one mask as in the third embodiment.

(実施例5)
図7は実施例5を説明する図である。図7のようなブレーズド形状の回折格子を作製する。曲面と垂直部をもつが、垂直部が円形に発生するため、マスクは円形に区割りされたものとなる。所望の3次元構造を得るために設計された透過率分布を23aと23bの2枚のマスクにわけて作製する。マイクロレンズの場合と違い、同一のマスクで、位置をずらして露光することはできない。マスク以外は、実施例1と同様の工程を行う。以上のように回折格子を作製することによって、非有効領域が少ないため、効率が高く不要光の少ない、光学素子を作製することができた。
(Example 5)
FIG. 7 is a diagram for explaining the fifth embodiment. A blazed diffraction grating as shown in FIG. 7 is produced. Although it has a curved surface and a vertical part, since the vertical part occurs in a circle, the mask is divided into a circle. A transmittance distribution designed to obtain a desired three-dimensional structure is produced by dividing it into two masks 23a and 23b. Unlike microlenses, exposure cannot be performed with the same mask shifted. Except for the mask, the same processes as in Example 1 are performed. By producing a diffraction grating as described above, since there are few ineffective areas, an optical element with high efficiency and little unnecessary light could be produced.

(実施例6)
図8は本発明の光学系及び半導体露光装置をあらわす図面である。図8は従来例で示したものと同じ構成であり、但し、10に円弧MLAが搭載されている。円弧MLAは、実施例1から4のいずれかの方法を用いて製造されたものである。
(Example 6)
FIG. 8 shows an optical system and a semiconductor exposure apparatus according to the present invention. FIG. 8 shows the same configuration as that shown in the conventional example, except that an arc MLA is mounted at 10. The arc MLA is manufactured using any one of the methods of Examples 1 to 4.

高解像、高性能な半導体露光装置を得ることができた。   A high-resolution, high-performance semiconductor exposure apparatus could be obtained.

(実施例7)
実施例6に記載したハエの目レンズを搭載した半導体露光装置を利用した半導体デバイス(半導体素子)の製造方法の実施例を説明 する。
(Example 7)
An embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device (semiconductor element) using a semiconductor exposure apparatus equipped with the fly-eye lens described in Embodiment 6 will be described.

図9は半導体デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、或いは液晶パネルやCCD等)の製造のフローチャートである。本実施例において、ステップ1(回路設計)では、半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ3(ウェハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウェハ製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は前工程と呼ばれ、前記用意した半導体露光装置によってウェハ上に実際の回路を形成する。   FIG. 9 is a flowchart of manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, or a liquid crystal panel or a CCD). In this embodiment, in step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the prepared semiconductor exposure apparatus.

次のステップ5(組立)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって製作されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。   The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step 4, and is a process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), or the like. including.

ステップ6(検査)ではステップ5で製作された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。   In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図10は上記ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。まず、ステップ11(酸化)ではウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウェハ表面に絶縁膜を形成する。   FIG. 10 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 above. First, in step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface.

ステップ13(電極形成)ではウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウェハにレジストを塗布する。   In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a resist is applied to the wafer.

ステップ16(露光)では前記用意した半導体露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに焼付け露光する。ウェハをローディングしてウェハをマスクと対向させ、アライメントユニットで両者のズレを検出して、ウェハステージを駆動して両者の位置あわせを行う。両者が合致したならば露光を行う。露光終了後、ウェハは次のショットへステップ移動し、アライメント以下の動作を繰り返す。   In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed on the wafer by exposure using the prepared semiconductor exposure apparatus. The wafer is loaded, the wafer is opposed to the mask, the misalignment between the two is detected by the alignment unit, and the wafer stage is driven to align the two. If both match, exposure is performed. After the exposure is completed, the wafer moves stepwise to the next shot and repeats the operations following alignment.

ステップ17(現像)では露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト以外の部分を削りとる。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。   In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

尚、本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスの量産に対応することが出来る。   If the manufacturing method of this embodiment is used, it is possible to cope with mass production of highly integrated semiconductor devices that have been difficult to manufacture.

本発明の第1の実施例に係る製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係るマスクを説明する図である。It is a figure explaining the mask which concerns on the 3rd Example of this invention. 比較例に係る製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which concerns on a comparative example. 本発明の第4の実施例に係るマスクを説明する図である。It is a figure explaining the mask which concerns on the 4th Example of this invention. 本発明の第5の実施例に係る構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure which concerns on the 5th Example of this invention. 本発明の第6の実施例に係る露光装置を説明する図である。It is a figure explaining the exposure apparatus which concerns on the 6th Example of this invention. 本発明の第6の実施例に係る露光装置のスリットを説明する図である。It is a figure explaining the slit of the exposure apparatus which concerns on the 6th Example of this invention. 本発明の第7の実施例に係る半導体デバイスの製造フロ−である。It is a manufacturing flow of a semiconductor device concerning the 7th example of the present invention. 本発明の第7の実施例に係る半導体デバイスの製造フロ−の中のウェハ−プロセスの詳細なフロ−である。It is a detailed flow of the wafer process in the manufacturing flow of the semiconductor device based on the 7th Example of this invention. 3次元構造形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the three-dimensional structure formation method.

符号の説明Explanation of symbols

1 Fレーザー
2 減光手段
3 ビーム揺動手段
4,6,10 ハエノメレンズ
5,7,11 コンデンサレンズ
8 有効光源形成絞り
9 リレーレンズ
12 スリット
13 マスキングブレード
14 マスクキング結像レンズ
15 レチクル
16 投影光学系
17 ウェハー
21 基板
22,22‘ レジスト(感光性樹脂)
23,23a,23b マスク
24 基板(型)
25 光学素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 F 2 Laser 2 Dimming means 3 Beam rocking means 4, 6, 10 Haenome lens 5, 7, 11 Condenser lens 8 Effective light source aperture 9 Relay lens 12 Slit 13 Masking blade 14 Masking imaging lens 15 Reticle 16 Projection optics System 17 Wafer 21 Substrate 22, 22 'Resist (photosensitive resin)
23, 23a, 23b Mask 24 Substrate (mold)
25 Optical elements

Claims (13)

基板に、感光性樹脂を塗布形成し、前記樹脂が感光する露光光の量に分布をもたせ、樹脂を露光現像することにより、3次元構造をもった樹脂を形成する工程において、垂直部を境に隣接する領域を少なくとも複数の露光工程にて露光し、同時に現像することを特徴とする3次元構造形成方法。   In the process of forming a resin having a three-dimensional structure by coating and forming a photosensitive resin on the substrate, providing a distribution in the amount of exposure light that the resin sensitizes, and exposing and developing the resin, the vertical portion is bordered. A method for forming a three-dimensional structure, wherein a region adjacent to the substrate is exposed in at least a plurality of exposure steps and developed simultaneously. 基板に、感光性樹脂を塗布形成し、前記樹脂が感光する基板に、感光性樹脂を塗布形成し、前記樹脂が感光する露光光の量に分布をもたせ、樹脂を露光現像することにより、3次元構造をもった樹脂を形成し、前記樹脂をマスクとし基板をエッチングすることにより3次元構造をもった基板を製造する工程において、垂直部を境に隣接する領域を少なくとも複数の露光工程にて露光し、同時に現像することを特徴とする3次元構造形成方法。   By applying and forming a photosensitive resin on the substrate, applying and forming the photosensitive resin on the substrate to which the resin is exposed, giving the distribution of the amount of exposure light to which the resin is exposed, and exposing and developing the resin, 3 Forming a resin having a three-dimensional structure by etching a substrate having a three-dimensional structure by forming a resin having a three-dimensional structure, and etching the substrate using the resin as a mask; A method for forming a three-dimensional structure, characterized by exposing and developing simultaneously. 基板が光学部材であることを特徴とする請求項1または2に記載の3次元構造形成方法。   The three-dimensional structure forming method according to claim 1 or 2, wherein the substrate is an optical member. 基板が型であることを特徴とする請求項1または2に記載の3次元構造形成方法。   The method for forming a three-dimensional structure according to claim 1 or 2, wherein the substrate is a mold. 請求項1または2に記載の3次元構造形成方法において、露光に用いるマスクが、遮光部と透過率に分布をもった部分に区割りされていることを特徴とするマスク。   3. The three-dimensional structure forming method according to claim 1, wherein the mask used for exposure is divided into a light shielding portion and a portion having a distribution in transmittance. 請求項1または2に記載の3次元構造形成方法において、平面内で一定量ずらした位置に同一マスクで、同一基板に複数回露光することを特徴とする3次元構造形成方法。   3. The three-dimensional structure forming method according to claim 1, wherein the same substrate is exposed a plurality of times with the same mask at a position shifted by a certain amount in a plane. 請求項1または2に記載の3次元構造形成方法において、区割りされた相違するマスクで、同一基板に複数回露光することを特徴とする3次元構造形成方法。   3. The three-dimensional structure forming method according to claim 1, wherein the same substrate is exposed a plurality of times with different divided masks. 請求項3または4の3次元構造形成方法を用いて製造した光学素子。   An optical element manufactured using the three-dimensional structure forming method according to claim 3. 請求項3または4の3次元構造形成方法を用いて製造したマイクロレンズ。   A microlens manufactured using the three-dimensional structure forming method according to claim 3. 請求項8または、9記載の光学素子を少なくとも1つ採用したことを特徴とする光学系。   An optical system comprising at least one optical element according to claim 8 or 9. 請求項10に記載の光学系を少なくとも1つ採用したことを特徴とする装置。   An apparatus comprising at least one optical system according to claim 10. 請求項11に記載の装置を用いて製造されるデバイス製造方法。   A device manufacturing method manufactured using the apparatus according to claim 11. 請求項11に記載の装置を用いて製造されるデバイス。   A device manufactured using the apparatus according to claim 11.
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