JP2006030651A - Manufacturing method for fine pattern, manufacturing method for optical device, and aligner - Google Patents

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登 米谷
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that an etching selection ratio is varied in accordance with time to use an etching device though the operation condition of the etching device is always kept constant so that an etching condition can be the same. <P>SOLUTION: In the forming method for the fine pattern, a substrate to which resist is applied is exposed by using a plurality of gray scale masks, the exposed resist is developed, and the shape of the resist is transferred to the substrate. Then, at least one of a plurality of gray scale masks is the one whose transmittance distribution is set in accordance with the change of the selection ratio of the resist to the substrate in the case of transferring the shape of the resist to the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板上にレジストを塗布して、当該レジストをグレースケールマスクを用いて感光させた後現像し、その後、前記レジストと前記基板をエッチングして、前記レジストを除去すると共に、前記レジストに現像により形成されたパターンを前記基板に転写して、表面に所定のパターン形状を有する基板又はマイクロレンズを製造する方法、またはそのマイクロレンズを用いた露光装置に関する。   In the present invention, a resist is applied on a substrate, the resist is exposed to light using a gray scale mask and developed, and then the resist and the substrate are etched to remove the resist, and the resist The present invention relates to a method of manufacturing a substrate or a microlens having a predetermined pattern shape on the surface by transferring a pattern formed by development to the substrate, or an exposure apparatus using the microlens.

近年、微細な光学素子を、グレースケールマスクを利用したフォトリソグラフィープロセス及びエッチングプロセスにより製造している。例えば、特表平8-504515号公報の開示によれば、製造するマイクロレンズの形状に応じて、グレースケールが設定された一枚のマスク用意し、そして、所定の厚さのレジストが塗布された石英基板を用意する。次に、そのマスクと石英基板とを露光装置にセットする。そして、マスクの透過光を石英基板に所定時間投影する。その後石英基板に塗布されたレジストを現像し、現像されたレジストの形状を石英基板に転写する。このようなプロセスを経て、マイクロレンズアレイを製造している。   In recent years, fine optical elements have been manufactured by a photolithography process and an etching process using a gray scale mask. For example, according to the disclosure of JP-A-8-504515, a mask having a gray scale is prepared according to the shape of a microlens to be manufactured, and a resist having a predetermined thickness is applied. Prepare a quartz substrate. Next, the mask and the quartz substrate are set in an exposure apparatus. Then, the transmitted light of the mask is projected onto the quartz substrate for a predetermined time. Thereafter, the resist applied to the quartz substrate is developed, and the shape of the developed resist is transferred to the quartz substrate. Through such a process, the microlens array is manufactured.

なお、レジストの形状を石英基板に転写させる際は、反応性イオンエッチングやイオンミリングを用いる。
特表平8-504515号公報
When transferring the resist shape onto the quartz substrate, reactive ion etching or ion milling is used.
Japanese National Patent Publication No. 8-504515

ところで、反応性イオンエッチングやイオンミリングの技術は、材質によって、エッチング速度が異なる。異なる材質におけるそれぞれのエッチング速度の比をエッチング選択比と言う。このエッチング選択比に応じて、石英基板に転写される形状がレジストの現像後の形状に対して異なる。更に、本発明者らの知見では、エッチング選択比はレジストの形状によっても変化することが知られている。     By the way, reactive ion etching and ion milling techniques have different etching rates depending on the material. The ratio of the etching rates of different materials is called the etching selectivity. Depending on the etching selectivity, the shape transferred to the quartz substrate differs from the developed shape of the resist. Furthermore, according to the knowledge of the present inventors, it is known that the etching selectivity changes depending on the resist shape.

そこで、所望の形状の基板を製造するためには、エッチングにより変化する形状を予め予想して、エッチングにより変化する形状を考慮したうえで、レジストの形状を設定する。現実には、レジストの形状はグレースケールマスクの透過光分布により決定されるので、グレースケールマスクのマスクパターンを設計する際に、エッチング選択比を考慮しておく。   Therefore, in order to manufacture a substrate having a desired shape, a shape that changes due to etching is predicted in advance, and the shape that changes due to etching is taken into consideration, and then the shape of the resist is set. In reality, since the resist shape is determined by the transmitted light distribution of the gray scale mask, the etching selectivity is taken into consideration when designing the mask pattern of the gray scale mask.

しかしながら、エッチング条件を同じ条件になるようにエッチング装置の運転条件を常に一定にしているが、エッチング装置を使用する時間に応じて、エッチング選択比が変動してしまう。   However, although the operating conditions of the etching apparatus are always constant so that the etching conditions are the same, the etching selectivity varies depending on the time during which the etching apparatus is used.

そこで、以下の手段により課題を解決することとした。
本発明の第1の態様では、レジストが塗布された基板に複数のグレースケールマスクを用いて露光し、露光された前記レジストを現像後、前記レジストの形状を前記基板に転写する微細パターンの形成方法において、前記複数のグレースケールマスクのうち、少なくとも1枚は、前記レジスト形状を前記基板に転写する際の前記レジストと前記基板との選択比の変化に応じて、透過率分布が設定されたグレースケールマスクであることを特徴とする。
Therefore, it was decided to solve the problem by the following means.
In the first aspect of the present invention, a substrate coated with a resist is exposed using a plurality of gray scale masks, and after the exposed resist is developed, a fine pattern is formed to transfer the shape of the resist to the substrate. In the method, at least one of the plurality of gray scale masks has a transmittance distribution set in accordance with a change in a selection ratio between the resist and the substrate when the resist shape is transferred to the substrate. It is a gray scale mask.

また、本発明の第2の態様では、第1の態様であって、前記選択比は、形成する微細パターンの各々の位置ごとに得られた比率であることを特徴とする。
また、本発明の第3の態様では、第2の態様であって、形成する微細パターンは、回転対称形状であり、前記選択比は、形成する微細パターンの対称中心から周部までの各々の位置における選択比を取得して、形成する微細パターンの各々の位置の選択比としたことを特徴とする。
The second aspect of the present invention is the first aspect, wherein the selection ratio is a ratio obtained for each position of a fine pattern to be formed.
Further, the third aspect of the present invention is the second aspect, wherein the fine pattern to be formed has a rotationally symmetric shape, and the selection ratio is determined from each of the symmetry pattern to the peripheral part of the fine pattern to be formed. It is characterized in that the selection ratio at the position is acquired and set as the selection ratio at each position of the fine pattern to be formed.

本発明の第4の態様では、第2の態様又は第3の態様であって、前記形成する微細パターンは、繰り返し形状をもつパターンであることを特徴とする。
また、本発明の第5の態様では、光学素子の製造方法において、基板にレジストを塗布する工程と、少なくとも前記基板と前記レジストの選択比と、前記光学素子の形状を考慮して、主グレースケールマスクを製造する工程と、前記主グレースケールマスクにより前記基板に塗布されたレジストを露光する工程と、前記露光されたレジストを現像する工程と、前記現像されたレジストと共に前記基板をエッチングする工程と、前記エッチング後の前記基板の形状と、前記光学素子の形状との比較し、補正グレースケールマスクを製造する工程と、再び基板にレジストを塗布し、前記主グレースケールマスクによる露光及び前記補正グレースケールマスクによる露光を行い、前記レジストを現像後に、前記レジストと共に前記基板をエッチングする工程を含むことを特徴とする。
The fourth aspect of the present invention is the second aspect or the third aspect, wherein the fine pattern to be formed is a pattern having a repetitive shape.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical element, a main gray is formed in consideration of the step of applying a resist to a substrate, at least the selectivity between the substrate and the resist, and the shape of the optical element. A step of manufacturing a scale mask, a step of exposing a resist applied to the substrate by the main gray scale mask, a step of developing the exposed resist, and a step of etching the substrate together with the developed resist Comparing the shape of the substrate after the etching with the shape of the optical element, manufacturing a correction gray scale mask, applying a resist to the substrate again, exposure with the main gray scale mask, and the correction After exposure with a gray scale mask and developing the resist, the substrate is etched together with the resist. Characterized in that it comprises a that step.

また、本発明の第6の態様では、第5の態様であって、前記光学素子は対称形状であり、前記補正グレースケールマスクを製造する工程では、前記光学素子の対称中心から周部までの各々の位置における選択比を取得し、取得された前記選択比と前記主グレースケールマスクの製造時に考慮された選択比に基づき、前記補正グレースケールマスクを製造することを特徴とする。   The sixth aspect of the present invention is the fifth aspect, wherein the optical element has a symmetrical shape, and in the step of manufacturing the correction grayscale mask, from the center of symmetry of the optical element to the periphery. The correction grayscale mask is manufactured based on the selection ratio obtained at each position and based on the acquired selection ratio and the selection ratio considered in manufacturing the main grayscale mask.

また、本発明の第7の態様では、第5又は第6の態様であって、前記主グレースケールマスク及び前記補正グレースケールマスクは、複数のレンズからなるレンズアレイに対応したパターンを有することを特徴とする。   The seventh aspect of the present invention is the fifth or sixth aspect, wherein the main grayscale mask and the correction grayscale mask have a pattern corresponding to a lens array composed of a plurality of lenses. Features.

また、本発明の第8の態様では、第7の態様で製造されたマイクロレンズアレイを備えた光学系を有する露光装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus having an optical system provided with the microlens array manufactured in the seventh aspect.

本発明によれば、エッチング工程で、各製造ロッド毎にエッチング条件が正確に再現できなくとも、所望の形状のマイクロレンズを製造することが可能となる。   According to the present invention, a microlens having a desired shape can be manufactured even if the etching conditions cannot be accurately reproduced for each manufacturing rod in the etching process.

次に本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。本発明の実施の形態におけるマイクロレンズアレイの製造方法を説明する。
マイクロレンズアレイの工程は図1に示した。また、図1に示した工程に対して、レジストと基板の断面形状を図2に示した。本実施の形態におけるマイクロレンズアレイの製造方法は、設計されたマイクロレンズの形状とエッチング選択比に応じて、マスクのグレースケールパターンを設定し、主グレースケールマスクを製造する工程(S001)と、主グレースケールマスクを用いて、レジストが塗布された石英基板に投影露光する露光工程(S002)と、レジストを現像する現像工程(S003)と、レジストと石英基板をエッチングするエッチング工程(S004)と、石英基板の形状を評価する評価工程(S005)と、選択比修正マスク製造工程(S006)からなる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A method of manufacturing a microlens array in the embodiment of the present invention will be described.
The process of the microlens array is shown in FIG. FIG. 2 shows the cross-sectional shapes of the resist and the substrate for the process shown in FIG. The method of manufacturing the microlens array in the present embodiment sets the grayscale pattern of the mask according to the shape of the designed microlens and the etching selectivity, and the step of manufacturing the main grayscale mask (S001), An exposure process (S002) for projecting and exposing a resist-coated quartz substrate using a main grayscale mask, a developing process (S003) for developing the resist, and an etching process (S004) for etching the resist and the quartz substrate The method includes an evaluation step (S005) for evaluating the shape of the quartz substrate and a selectivity correction mask manufacturing step (S006).

最初に、主グレースケールマスク製造工程(S001)は、製造するレンズ形状とエッチング選択比から製造するレジストの形状を設定する。ところで、エッチング選択比は、エッチング装置の特性やエッチング条件のほかに形状に応じても異なることが、本発明者らの研究の努力により知見されている。その詳細は特願2003-393846号(出願日は2003年11月25日)に開示されているとおりである。例えば、図3には、曲率半径1455μm、有効径600μm、高さ43μmのマイクロレンズ製造時におけるエッチング選択比を示す。図3に示すように、レンズの回転対称中心から距離に応じてエッチング選択比が変わる。レンズの各位置に応じてエッチング選択比に違いが生ずる場合、エッチング条件を変えてエッチング選択比をどの場所でも同じするように制御することは非常に困難である。   First, in the main gray scale mask manufacturing step (S001), the shape of the resist to be manufactured is set based on the lens shape to be manufactured and the etching selectivity. By the way, it has been found by the efforts of the inventors that the etching selectivity varies depending on the shape in addition to the characteristics of the etching apparatus and the etching conditions. The details are as disclosed in Japanese Patent Application No. 2003-393846 (the filing date is November 25, 2003). For example, FIG. 3 shows an etching selectivity when manufacturing a microlens having a radius of curvature of 1455 μm, an effective diameter of 600 μm, and a height of 43 μm. As shown in FIG. 3, the etching selection ratio changes according to the distance from the rotationally symmetric center of the lens. When the etching selectivity varies depending on each lens position, it is very difficult to control the etching selectivity to be the same at any location by changing the etching conditions.

そこで、本実施の形態では、位置によるエッチング選択比の違いに基づき、レジストの現像後の形状と石英基板に形状転写後の形状の違いに考慮して、レジストの現像後の形状を決定する。そして、グレースケールパターン及び露光時間は、決定されたレジストの現像後の形状ができるように決定される。   Therefore, in this embodiment, based on the difference in etching selectivity depending on the position, the shape after development of the resist is determined in consideration of the difference between the shape after development of the resist and the shape after shape transfer to the quartz substrate. The gray scale pattern and the exposure time are determined so that the determined shape of the resist after development can be formed.

このようにグレースケールパターンが決定されたら、図4(a)に示すようなパターンを複数有した主グレースケールマスク1を製造する。
主グレースケールマスク1の製造では、最初に、マスク用のガラス基板にクロム膜を成膜し、グレースケールパターンに応じた開口101を各々の位置に所定の寸法で形成する。開口はフォトリソグラフィープロセスにより形成することが好ましい。
When the gray scale pattern is determined in this way, the main gray scale mask 1 having a plurality of patterns as shown in FIG. 4A is manufactured.
In manufacturing the main gray scale mask 1, a chromium film is first formed on a glass substrate for a mask, and an opening 101 corresponding to the gray scale pattern is formed at a predetermined size at each position. The opening is preferably formed by a photolithography process.

なお、図4(a)は、グレースケールマスク1の概略平面を示した図であり、(b)は(a)のグレースケールマスク1を用いて、所定時間露光後現像することで得られたレジストの残膜厚さの分布を示した。なお、図4(a)に示すパターンは、マイクロレンズ1個に相当するパターンのみで図示したものであり、実際使用するグレースケールマスク1は、図3(a)で示したパターンが2次元的に配列しているものである。   4A is a diagram showing a schematic plane of the gray scale mask 1, and FIG. 4B is obtained by developing after exposure for a predetermined time using the gray scale mask 1 of FIG. The distribution of residual film thickness of the resist is shown. Note that the pattern shown in FIG. 4A is illustrated with only a pattern corresponding to one microlens, and the grayscale mask 1 actually used has a two-dimensional pattern as shown in FIG. Are arranged.

同じパターンが2次元的に配列されたグレースケールマスクを作る方法は、次のとおりである。予めマイクロレンズ1個分に相当するパターンを有したマスクをレーザプロッターや電子線描画装置などを用いて製造する。そのマスクを用いて、投影露光装置をステップ・アンド・リピート動作させながらマスク用の基板に投影露光し、パターンニングして、主グレースケールマスク用の基板に同じグレースケールパターンが複数形成できる。   A method of making a gray scale mask in which the same pattern is two-dimensionally arranged is as follows. A mask having a pattern corresponding to one microlens is manufactured in advance using a laser plotter or an electron beam drawing apparatus. By using the mask, the projection exposure apparatus is projected and exposed on the mask substrate while performing a step-and-repeat operation, and a plurality of the same gray scale patterns can be formed on the main gray scale mask substrate.

なお、最初にマイクロレンズ1個分に相当するパターンを有したマスクのパターンの寸法は、主グレースケールマスク1を製造するときに使用する投影露光装置の縮小率やこの後行われる露光工程(S002)で使用する投影露光装置の縮小率を考慮して、決定する必要がある。   Note that the dimension of the mask pattern having a pattern corresponding to one microlens at first is the reduction ratio of the projection exposure apparatus used when the main grayscale mask 1 is manufactured and the exposure process performed thereafter (S002). It is necessary to determine in consideration of the reduction ratio of the projection exposure apparatus used in (1).

次に、先の工程で製作された主グレースケールマスク1を用いて、露光工程(S002)が行われる。図2は、露光工程以降のマイクロレンズアレイが製造される様子を示した図であるが、この露光工程では、図2(a)に示すように、レジスト4が塗布された石英基板3に、投影露光装置により主グレースケールマスク1の像を投影露光する。その際の露光時間は、主グレースケールマスク製造時に設定された時間と同じにする。また、主グレースケールマスク1を複数種類使用する際には、レジストを現像する前に順次露光を行う。なお、本来は主グレースケールマスク1とレジスト4が塗布された石英基板3の間に投影露光光学系が配置されているが、図2(a)ではその部分を省略している。   Next, an exposure step (S002) is performed using the main grayscale mask 1 manufactured in the previous step. FIG. 2 is a diagram showing how the microlens array after the exposure process is manufactured. In this exposure process, as shown in FIG. 2A, the quartz substrate 3 coated with the resist 4 is applied to the quartz substrate 3 as shown in FIG. The projection exposure apparatus projects and exposes the image of the main grayscale mask 1. The exposure time at that time is the same as the time set at the time of manufacturing the main gray scale mask. When a plurality of types of main gray scale masks 1 are used, exposure is sequentially performed before developing the resist. Originally, the projection exposure optical system is disposed between the main grayscale mask 1 and the quartz substrate 3 coated with the resist 4, but this portion is omitted in FIG.

次に、露光されたレジストを現像する現像工程(S003)を行う。現像工程は現像液に浸され、図2(b)に示すように所定の形状がレジスト4の表面に現れる。
そして、現像されたレジスト4が基板3表面上に設けられた状態で、エッチング工程(S004)を行う。ICP装置(誘導結合プラズマエッチング装置)に、現像によりレジスト4表面に立体形状が現れた石英基板3を載置し、レジスト4と共に石英基板3のエッチングする。このエッチングにより、図2(c)に示すようにレジスト4の形状がエッチング選択比にしたがって石英基板3に転写される。ところで、このICP装置は、真空容器中にCHF3とArとO2ガスを所定の比率で導入し、設定された電力で放電しながら、現像後のレジスト4と石英基板3にエッチングがなされる。このようにして、エッチングが完了することで、基板上には所定のマイクロレンズが現れる。
Next, a developing step (S003) for developing the exposed resist is performed. In the developing process, the film is immersed in the developer, and a predetermined shape appears on the surface of the resist 4 as shown in FIG.
Then, the etching process (S004) is performed in a state where the developed resist 4 is provided on the surface of the substrate 3. The quartz substrate 3 having a three-dimensional shape appearing on the surface of the resist 4 by development is placed on an ICP apparatus (inductively coupled plasma etching apparatus), and the quartz substrate 3 is etched together with the resist 4. By this etching, the shape of the resist 4 is transferred to the quartz substrate 3 according to the etching selectivity as shown in FIG. By the way, this ICP apparatus etches the developed resist 4 and the quartz substrate 3 while introducing CHF 3 , Ar, and O 2 gas into a vacuum vessel at a predetermined ratio and discharging with a set power. . Thus, when the etching is completed, a predetermined microlens appears on the substrate.

次に、マイクロレンズの形状の評価を行う工程である評価工程(S005)を行う。この評価工程により、石英基板に形成された形状が、所定の形状であるか否かを評価し、形状が良好な形状であれば、マイクロレンズアレイを出荷する。そして、再び、露光工程(S002)から(S005)まで同じ工程が繰り返され、所定の形状を有するマイクロレンズアレイが順次製造される。   Next, an evaluation step (S005), which is a step of evaluating the shape of the microlens, is performed. In this evaluation step, it is evaluated whether or not the shape formed on the quartz substrate is a predetermined shape. If the shape is good, the microlens array is shipped. Then, the same steps are repeated again from the exposure steps (S002) to (S005), and microlens arrays having a predetermined shape are sequentially manufactured.

評価工程(S005)では、マイクロレンズの形状の評価が所定の形状とは異なる場合、形状が異なる原因を見定める。その結果、エッチング選択比に変化が認められた場合には、選択比変化修正マスクの製造工程(S006)が行われる。   In the evaluation step (S005), when the evaluation of the shape of the microlens is different from the predetermined shape, the cause of the difference in shape is determined. As a result, when a change is recognized in the etching selection ratio, a manufacturing process (S006) of the selection ratio change correction mask is performed.

ところで、本発明者らの知見では、マイクロレンズアレイの製造数が増加するにつれ、マイクロレンズの形状が所定の形状とは異なっていくことがわかった。その理由は、エッチング選択比がマイクロレンズ上の各位置毎に異なって変化するためであった。   By the way, according to the knowledge of the present inventors, it was found that the shape of the microlens is different from the predetermined shape as the number of microlens arrays manufactured increases. The reason is that the etching selectivity changes differently at each position on the microlens.

そこで、本発明者らは、製造されたレンズの高さが低くなってしまうような現象を生ずるエッチング選択比の変化が生じた場合、図4(c)に示すようなグレースケールパターンを有する選択比変化修正マスク2を製造し、露光工程時にそのマスク2と主グレースケールマスク1を使用することで、先に製造した主グレースケールマスク1を作り直さずに、所定の形状のマイクロレンズを製造することができる。   Therefore, the present inventors have selected a gray scale pattern as shown in FIG. 4C when a change in the etching selection ratio that causes a phenomenon that the height of the manufactured lens is lowered occurs. By manufacturing the ratio change correction mask 2 and using the mask 2 and the main grayscale mask 1 during the exposure process, a microlens having a predetermined shape is manufactured without remaking the previously manufactured main grayscale mask 1. be able to.

次に、選択比変化修正マスク2について説明する。選択比変化修正マスク2は、図4(c)に示すように、グレースケールマスク1と同様に複数の開口201を有したマスクである。選択比変化修正マスク2に形成される開口21は、所定の位置にエッチング選択比の変化に応じて設定された大きさを有する。しかし、開口の寸法精度は、形状誤差を拡大して選択比変化修正マスク2を製造し、その分露光時間を短くして使用するので、主グレースケールマスク1より悪くてもよい。   Next, the selection ratio change correction mask 2 will be described. As shown in FIG. 4C, the selection ratio change correction mask 2 is a mask having a plurality of openings 201 like the gray scale mask 1. The opening 21 formed in the selection ratio change correction mask 2 has a size set in accordance with a change in the etching selection ratio at a predetermined position. However, the dimensional accuracy of the opening may be worse than that of the main gray scale mask 1 because the shape ratio error is enlarged to produce the selection ratio change correction mask 2 and the exposure time is shortened accordingly.

選択比変化修正マスク2は、例えば、次のようにして設計される。図3に示すエッチング選択比は、xをマイクロレンズ中心に対し半径方向の距離とした場合、中心部近傍と外周部以外については、ほぼ0.000873x+1.482の直線上に各位置の選択比が一致する。これに基づき、主グレースケールマスク1を設計するのが通常であるが、一方、ICP装置の汚れや真空容器の内部環境の変化に伴い、各位置毎に選択比が変わる。その結果、我々が行った例では、エッチング選択比は0.000673x+1.4となった。中心から半径150μmの位置を例にあげると、エッチング選択比が1.613から1.501に変化していた。   The selection ratio change correction mask 2 is designed as follows, for example. The etching selection ratio shown in FIG. 3 is such that when x is a radial distance from the center of the microlens, the selection ratio at each position is substantially on the straight line 0.000873x + 1.482 except for the vicinity of the center and the outer periphery. To do. Based on this, the main gray scale mask 1 is usually designed, but on the other hand, the selection ratio changes for each position as the ICP device becomes dirty or the internal environment of the vacuum vessel changes. As a result, in the example we performed, the etching selectivity was 0.000673 × + 1.4. Taking the position at a radius of 150 μm from the center as an example, the etching selectivity changed from 1.613 to 1.501.

エッチング選択比が変化した場合は、形状誤差は図5に示した分布を得る。なお、図5は、選択比変化により生じた形状誤差を、マイクロレンズの中心から半径方向の各位置毎にプロットした図である。   When the etching selectivity changes, the shape error has the distribution shown in FIG. FIG. 5 is a diagram in which the shape error caused by the change in the selection ratio is plotted for each position in the radial direction from the center of the microlens.

本発明の実施の形態におけるマイクロレンズアレイの製造方法では、生じた形状誤差からエッチング選択比を割り出し、割り出された選択比に基づき、選択比変化修正マスクを設計する。   In the manufacturing method of the microlens array in the embodiment of the present invention, the etching selection ratio is determined from the generated shape error, and the selection ratio change correction mask is designed based on the determined selection ratio.

なお、本実施の形態のように、エッチング選択比が0.000873x+1.482から0.000673x+1.4に変化した場合は、選択比変化修正マスク2は、図6に示すような開口率分布になるように、各位置の開口の大きさを設定する。図6は、選択比変化修正用マスクの開口率をレンズ中心から距離毎に示したグラフである。そして、本実施の形態では、最大の修正量が4.7μmであることから、レジスト感度と選択比変化修正マスクの最大開口率とを鑑み、選択比変化修正マスクの露光時間は100msに設定した。   When the etching selectivity changes from 0.000873x + 1.482 to 0.000673x + 1.4 as in this embodiment, the selectivity changing mask 2 has an aperture ratio distribution as shown in FIG. Set the size of the opening at each position. FIG. 6 is a graph showing the aperture ratio of the selection ratio change correcting mask for each distance from the lens center. In this embodiment, since the maximum correction amount is 4.7 μm, the exposure time of the selection ratio change correction mask is set to 100 ms in view of the resist sensitivity and the maximum aperture ratio of the selection ratio change correction mask.

ところで、選択比変化修正マスク2に設定された露光時間も主グレースケールマスク1使用時の露光時間に比べて、格段に小さい時間に設定されている。現像後のレジスト残膜の厚さは、露光時間と開口率の積に逆比例関係を有しているためである。それゆえ、露光時間が少ない場合は、開口の寸法変化によるレジスト残膜の厚さの変化が主グレースケールマスク1に設定された露光時間の場合と比較して小さいため、選択比変化修正マスク2開口寸法の許容誤差も先に述べたグレースケールと比較して大きい。そして、選択比変化修正マスク2は、主グレースケールマスク1よりも製造が容易であり、エッチング選択比が変化する毎に主グレースケールマスク1を製作し直すよりも簡便である。   By the way, the exposure time set for the selection ratio change correction mask 2 is also set to be much shorter than the exposure time when the main grayscale mask 1 is used. This is because the thickness of the resist remaining film after development has an inversely proportional relationship to the product of the exposure time and the aperture ratio. Therefore, when the exposure time is short, the change in the thickness of the resist remaining film due to the change in the size of the opening is small as compared with the exposure time set in the main grayscale mask 1, and therefore the selection ratio change correction mask 2. The tolerance of the opening dimension is also large compared to the gray scale described above. The selection ratio change correction mask 2 is easier to manufacture than the main grayscale mask 1 and is simpler than remanufacturing the main grayscale mask 1 every time the etching selection ratio changes.

特に、開口率15%以下となると、形状許容誤差を10%程度にするためには、主グレースケールマスク1の開口寸法の許容誤差は数nmオーダーとなってしまう。しかし、本選択比変化修正マスク2の許容誤差は、それよりも大きくても十分である。なお、より高い精度が求められる場合は、選択比変化修正マスクの最小開口率に15%上乗せする。したがって、選択比変化修正マスク2は、最小の開口率でも15%、最大でも70%程度となる。そのため、最小の開口寸法も大きくなり、許容誤差をも寸法に対する所定の比率で決まるため、最小の開口寸法を持つ開口の許容誤差も大きくなる。   In particular, when the aperture ratio is 15% or less, in order to reduce the shape tolerance to about 10%, the tolerance of the opening dimension of the main gray scale mask 1 is on the order of several nm. However, it is sufficient that the tolerance of the selection ratio change correction mask 2 is larger than that. If higher accuracy is required, the minimum aperture ratio of the selection ratio change correction mask is added by 15%. Therefore, the selection ratio change correction mask 2 has a minimum aperture ratio of 15% and a maximum of about 70%. For this reason, the minimum opening size is also increased, and the allowable error is also determined by a predetermined ratio to the size, so that the allowable error of the opening having the minimum opening size is also increased.

このようにして、製造された選択比変化修正マスク2は、図2(a)で示すように露光工程(S002)で利用される。先に述べた構成と同じレジストが塗布された石英基板に、最初に選択比変化修正マスク2を用いた露光が行われる。この露光も先の説明で述べたように、投影露光装置により行われる。続いて、主グレースケールマスク1による露光も行われる。本発明の実施の形態では、設定露光時間の短い選択比変化修正マスク2を用いた露光を先に行った。設定露光時間の短いマスクを用いた露光を先に行うことにより、続いて行われる露光のときに、実際のレジストの感度が設定されたレジスト感度に比べ大きく変化しないようにすることができた。それゆえ、所定の露光時間で十分な形状精度が得られる。後の工程は、先に述べたように、現像工程(S003)から評価工程(S005)までを同様に行う。   Thus, the manufactured selective ratio change correction mask 2 is used in the exposure step (S002) as shown in FIG. First, exposure using a selective ratio change correction mask 2 is performed on a quartz substrate coated with the same resist as that described above. This exposure is also performed by the projection exposure apparatus as described in the above description. Subsequently, exposure using the main gray scale mask 1 is also performed. In the embodiment of the present invention, the exposure using the selection ratio change correction mask 2 having a short set exposure time is performed first. By first performing exposure using a mask having a short set exposure time, it was possible to prevent the actual resist sensitivity from changing significantly compared to the set resist sensitivity during the subsequent exposure. Therefore, sufficient shape accuracy can be obtained with a predetermined exposure time. In the subsequent steps, as described above, the development step (S003) to the evaluation step (S005) are similarly performed.

そして再び、エッチング選択比が変化したら、選択比変化修正マスク製造工程(S006)を行う。その際は、グレースケールマスク1に設定したエッチング選択比に対して、現在の選択比がどの程度変化しているかによって、新たに選択比変化修正マスクを製造し直す。   When the etching selection ratio changes again, the selection ratio change correction mask manufacturing process (S006) is performed. At that time, a new selective ratio change correction mask is manufactured again depending on how much the current selective ratio has changed with respect to the etching selective ratio set in the gray scale mask 1.

このように、本発明の実施の形態によるマイクロレンズアレイの製造方法によれば、グレースケールマスク1の再製作を行うこと無しに、多くの形状精度の良いマイクロレンズアレイを製造することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a microlens array according to the embodiment of the present invention, many microlens arrays with good shape accuracy can be manufactured without remanufacturing the gray scale mask 1.

また、本発明の製造方法の適用範囲において、マイクロレンズの形状に制限は無い。例えば、シリンドリカルレンズアレイや、自由曲面を有した光学素子アレイでも良い。
なお、シリンドリカルレンズアレイを製造する際、主グレースケールマスクや選択比変化修正マスクに、曲率を有する方向では一つのレンズの形状に対応するパターンを設ける必要があるが、曲率を有しない方向については、レンズ一つ分のパターンに対応するパターンを設ける必要が無い。曲率を有しない方向において、露光工程時にステップ・アンド・リピート法で露光領域をつなぎ合わせながら露光することで、シリンドリカルレンズを製造することができる。
Moreover, there is no restriction | limiting in the shape of a microlens in the application range of the manufacturing method of this invention. For example, a cylindrical lens array or an optical element array having a free-form surface may be used.
When manufacturing the cylindrical lens array, it is necessary to provide a pattern corresponding to the shape of one lens in the main grayscale mask or the selection ratio correction mask in the direction having the curvature, but in the direction having no curvature, It is not necessary to provide a pattern corresponding to the pattern for one lens. A cylindrical lens can be manufactured by performing exposure while joining exposure regions by a step-and-repeat method in an exposure process in a direction having no curvature.

または、マイクロレンズを製造する基板は、石英に限られず、蛍石でも良い。基板の材質によりエッチングガスを適宜変えることで適用すればよい。
更には、基板の両面にマイクロレンズアレイを製造する際に、本発明の製造方法を適用しても良い。
Alternatively, the substrate on which the microlens is manufactured is not limited to quartz but may be fluorite. What is necessary is just to apply by changing etching gas suitably with the material of a board | substrate.
Furthermore, the manufacturing method of the present invention may be applied when manufacturing the microlens array on both sides of the substrate.

特に、同位置基板の対向する面に、配列方向が互いに直交するシリンドリカルレンズアレイを製造することで、擬似的にマイクロレンズの代替品となる。
ところで、このような本発明の製造方法によるシリンドリカルレンズアレイを用いた光学機器について説明する。
In particular, by manufacturing a cylindrical lens array in which the arrangement directions are orthogonal to each other on opposite surfaces of the same position substrate, a pseudo-lens substitute can be obtained.
By the way, an optical apparatus using the cylindrical lens array according to the manufacturing method of the present invention will be described.

この光学機器の一例に、半導体製造に使用される縮小投影露光装置を例示して説明する。特に、本発明の一例における縮小投影露光装置は、光源から光を精度良いシリンドリカルレンズアレイで所定の空間に集光することができるので、光源の光の利用効率がよく、高い処理能力を発揮することができた。   As an example of this optical apparatus, a reduced projection exposure apparatus used for semiconductor manufacturing will be described as an example. In particular, the reduction projection exposure apparatus according to an example of the present invention can collect light from a light source in a predetermined space with a high accuracy cylindrical lens array, so that light use efficiency of the light source is high and high processing capability is exhibited. I was able to.

次に、その縮小投影露光装置の概略構成図を使用して説明する。
図7は、本発明の実施の形態である縮小投影露光装置の光学系の概要を示す。図7において、レジストが塗布されたウエハWの法線方向に沿ってZ軸を、ウエハ面内において図7の紙面に平行な方向にY軸を、ウエハ面内において図7の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。なお、図7では、照明光学装置が輪帯照明を行うように設定されている。
Next, the reduced projection exposure apparatus will be described with reference to a schematic configuration diagram.
FIG. 7 shows an outline of the optical system of the reduction projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 7, the Z axis is along the normal direction of the wafer W coated with resist, the Y axis is parallel to the plane of FIG. 7 in the wafer plane, and is perpendicular to the plane of FIG. 7 in the wafer plane. The X axis is set for each direction. In FIG. 7, the illumination optical device is set to perform annular illumination.

図7の縮小投影露光装置は、露光光(照明光)を供給するための光源11として、たとえば248nmの波長の光を供給するKrFエキシマレーザー光源または193nmの波長の光を供給するArFエキシマレーザー光源を備えている。光源11からZ方向に沿って射出されたほぼ平行な光束は、X方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ12aおよび12bからなるビームエキスパンダー12に入射し、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。   The reduced projection exposure apparatus of FIG. 7 uses, as the light source 11 for supplying exposure light (illumination light), for example, a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm or an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm. It has. A substantially parallel light beam emitted from the light source 11 along the Z direction has a rectangular cross section elongated along the X direction, and enters a beam expander 12 including a pair of lenses 12a and 12b. The light beam is shaped into a light beam having a rectangular cross section.

整形光学系としてのビームエキスパンダー12を介したほぼ平行な光束は、折り曲げミラー13でY方向に偏向された後、回折光学素子14を介して、アフォーカルズームレンズ15に入射する。一般に、回折光学素子は、ガラス基板に露光光(照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、回折光学素子14は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子14を介した光束は、アフォーカルズームレンズ15の瞳位置に円形状の光強度分布、すなわち円形状の断面を有する光束を形成する。   The substantially parallel light beam that has passed through the beam expander 12 as a shaping optical system is deflected in the Y direction by the bending mirror 13 and then enters the afocal zoom lens 15 through the diffractive optical element 14. In general, a diffractive optical element is formed by forming a step having a pitch of about the wavelength of exposure light (illumination light) on a glass substrate, and has a function of diffracting an incident beam to a desired angle. Specifically, the diffractive optical element 14 has a function of forming a circular light intensity distribution in the far field (or Fraunhofer diffraction region) when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. Therefore, the light beam passing through the diffractive optical element 14 forms a circular light intensity distribution, that is, a light beam having a circular cross section at the pupil position of the afocal zoom lens 15.

アフォーカルズームレンズ15は、アフォーカル系(無焦点光学系)を維持しながら所定の範囲で倍率を連続的に変化させることができるように構成されている。アフォーカルズームレンズ15を介した光束は、輪帯照明用の回折光学素子16に入射する。アフォーカルズームレンズ15は、回折光学素子14の発散原点と回折光学素子16の回折面とを光学的にほぼ共役に結んでいる。そして、回折光学素子16の回折面またはその近傍の面の一点に集光する光束の開口数は、アフォーカルズームレンズ15の倍率に依存して変化する。   The afocal zoom lens 15 is configured so that the magnification can be continuously changed within a predetermined range while maintaining an afocal system (non-focus optical system). The light beam that has passed through the afocal zoom lens 15 enters the diffractive optical element 16 for annular illumination. The afocal zoom lens 15 optically substantially conjugates the divergence origin of the diffractive optical element 14 and the diffractive surface of the diffractive optical element 16. The numerical aperture of the light beam condensed on one point of the diffractive surface of the diffractive optical element 16 or a surface in the vicinity thereof changes depending on the magnification of the afocal zoom lens 15.

輪帯照明用の回折光学素子16は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。
回折光学素子16を介した光束は、ズームレンズ17に入射する。ズームレンズ17の後側焦点面の近傍には、マイクロフライアイレンズ18を有する。マイクロフライアイレンズ18は、光源側から順に、本発明の製造方法により製造されたマイクロシリンドリカルレンズからなる第1フライアイ部材18aと第2フライアイ部材18bを有する。
The diffractive optical element 16 for annular illumination has a function of forming a ring-shaped light intensity distribution in the far field when a parallel light beam is incident.
The light beam that has passed through the diffractive optical element 16 enters the zoom lens 17. A micro fly's eye lens 18 is provided in the vicinity of the rear focal plane of the zoom lens 17. The micro fly's eye lens 18 includes, in order from the light source side, a first fly eye member 18a and a second fly eye member 18b made of a micro cylindrical lens manufactured by the manufacturing method of the present invention.

マイクロフライアイレンズ(またはフライアイレンズ)18の入射面(すなわち第1フライアイ部材18aの入射面)が位置決めされている。なお、マイクロフライアイレンズ18は入射光束に基づいて多数光源を形成するオプティカルインテグレータとして機能する。   The incident surface of the micro fly's eye lens (or fly eye lens) 18 (that is, the incident surface of the first fly's eye member 18a) is positioned. The micro fly's eye lens 18 functions as an optical integrator that forms a large number of light sources based on incident light beams.

上述したように、回折光学素子14を介してアフォーカルズームレンズ15の瞳位置に形成される円形状の光強度分布からの光束は、アフォーカルズームレンズ15から射出された後、様々な角度成分を有する光束となって回折光学素子16に入射する。すなわち、回折光学素子16は、角度光束形成作用を有するオプティカルインテグレータを構成している。一方、回折光学素子16は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子16を介した光束は、ズームレンズ17の後側焦点面に(ひいてはマイクロフライアイレンズ18の入射面に)、たとえば光軸AXを中心とした輪帯状の照野を形成する。   As described above, the light beam from the circular light intensity distribution formed at the pupil position of the afocal zoom lens 15 via the diffractive optical element 14 is emitted from the afocal zoom lens 15 and then has various angular components. Is incident on the diffractive optical element 16. That is, the diffractive optical element 16 constitutes an optical integrator having an angle beam forming function. On the other hand, the diffractive optical element 16 has a function of forming a ring-shaped light intensity distribution in the far field when a parallel light beam is incident. Therefore, the light beam that has passed through the diffractive optical element 16 forms an annular illumination field centered on the optical axis AX, for example, on the rear focal plane of the zoom lens 17 (and hence on the incident surface of the micro fly's eye lens 18). .

マイクロフライアイレンズ18の入射面に形成される輪帯状の照野の外径は、ズームレンズ17の焦点距離に依存して変化する。このように、ズームレンズ17は、回折光学素子16とマイクロフライアイレンズ18の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に結んでいる。マイクロフライアイレンズ18に入射した光束は二次元的に分割され、マイクロフライアイレンズ18の後側焦点面にはマイクロフライアイレンズ18への入射光束によって形成される照野と同じ輪帯状の多数光源(以下、「二次光源」という)が形成される。   The outer diameter of the annular illumination field formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 18 changes depending on the focal length of the zoom lens 17. Thus, the zoom lens 17 substantially connects the diffractive optical element 16 and the incident surface of the micro fly's eye lens 18 in a Fourier transform relationship. The light beam incident on the micro fly's eye lens 18 is two-dimensionally divided, and a large number of ring-shaped zones that are the same as the illumination field formed by the light beam incident on the micro fly's eye lens 18 on the rear focal plane of the micro fly eye lens 18. A light source (hereinafter referred to as “secondary light source”) is formed.

マイクロフライアイレンズ18の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、コンデンサー光学系19の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクMを重畳的に照明する。マスクMのパターンを透過した光束は、投影光学系PLを介して、レジストが塗布されたウエハW上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウエハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウエハWの各露光領域にはマスクMのパターンが逐次露光される。   The light beam from the annular secondary light source formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 18 is subjected to the light collecting action of the condenser optical system 19 and then superimposed on the mask M on which a predetermined pattern is formed. To illuminate. The light beam that has passed through the pattern of the mask M forms an image of the mask pattern on the wafer W coated with the resist via the projection optical system PL. Thus, by performing batch exposure or scan exposure while driving and controlling the wafer W two-dimensionally in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, each exposure region of the wafer W is masked. M patterns are sequentially exposed.

なお、本発明におけるマイクロレンズアレイの製造方法は、これだけに限られず、石英基板や蛍石基板などに形成された形状を型として使用し、アクリル系樹脂などにより、反転形状を有するマイクロレンズアレイを製造する方法に適用しても構わない。この方法ではマイクロレンズアレイ一組当りのコストを低減することが可能となる。更に、石英基板や蛍石基板に形成された形状を母型とし、その母型の表面にメッキを形成するために必要な膜を蒸着法などにより成膜し、更にメッキ層を形成することで、型を得て、樹脂などにより型の反転形状ととなる形状を有するマイクロレンズアレイを製造することでも良い。   In addition, the manufacturing method of the microlens array in the present invention is not limited to this, and a shape formed on a quartz substrate, a fluorite substrate, or the like is used as a mold. You may apply to the method of manufacturing. In this method, the cost per set of microlens arrays can be reduced. Furthermore, the shape formed on the quartz substrate or the fluorite substrate is used as a mother mold, and a film necessary for forming plating on the surface of the mother mold is formed by vapor deposition, and a plating layer is further formed. It is also possible to obtain a mold and manufacture a microlens array having a shape that becomes an inverted shape of the mold using a resin or the like.

本発明の実施の形態であるマイクロレンズアレイの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the micro lens array which is embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における製造方法の各工程における基板とレジストの断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the board | substrate and resist in each process of the manufacturing method in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるマイクロレンズアレイの製造方法において、マイクロレンズの中心からの距離毎にエッチング選択比を示した図である。In the manufacturing method of the microlens array in embodiment of this invention, it is the figure which showed the etching selectivity for every distance from the center of a microlens. 本発明の実施の形態におけるマイクロレンズアレイの製造方法において、使用するグレースケールマスクの概略構成図(a)とグレースケールマスクにより露光した結果得られる(b)現像後のレジストの残膜分布、及び選択比変化修正マスクの概略構成図である。In the method of manufacturing a microlens array in the embodiment of the present invention, a schematic configuration diagram of a grayscale mask to be used (a) obtained as a result of exposure with a grayscale mask (b) a residual film distribution of a resist after development, and It is a schematic block diagram of a selection ratio change correction mask. 本発明の実施の形態であるマイクロレンズアレイの製造方法において、エッチング選択比変化後、選択比変化修正マスクを使用しないで製造されたマイクロレンズの誤差分布を示した図である。In the manufacturing method of the microlens array which is embodiment of this invention, it is the figure which showed error distribution of the microlens manufactured without using a selection ratio change correction mask after an etching selection ratio change. 本発明の実施の形態であるマイクロレンズアレイの製造方法の製造方法において、使用した選択比変化修正マスクの開口率分布である。It is an aperture ratio distribution of the selection ratio change correction mask used in the manufacturing method of the microlens array manufacturing method according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態の一例である縮小投影露光装置の光学系の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the optical system of the reduction projection exposure apparatus which is an example of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…グレースケールマスク、2…選択比変化修正マスク、101,201…開口、3…石英基板、4…レジスト、11…光源、12…ビームエキスパンダー、13…折り返しミラー、14,16…回折光学素子、15…アフォーカルズームレンズ、17…ズームレンズ、18…マイクロフライアイ、19…コンデンサー光学系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gray scale mask, 2 ... Selection ratio change correction mask, 101, 201 ... Aperture, 3 ... Quartz substrate, 4 ... Resist, 11 ... Light source, 12 ... Beam expander, 13 ... Folding mirror, 14, 16 ... Diffractive optical element 15 ... afocal zoom lens, 17 ... zoom lens, 18 ... micro fly eye, 19 ... condenser optical system

Claims (8)

レジストが塗布された基板に複数のグレースケールマスクを用いて露光し、露光された前記レジストを現像後、前記レジストの形状を前記基板に転写する微細パターンの形成方法において、
前記複数のグレースケールマスクのうち、少なくとも1枚は、前記レジスト形状を前記基板に転写する際の前記レジストと前記基板との選択比の変化に応じて、透過率分布が設定されたグレースケールマスクであることを特徴とする微細パターンの形成方法。
In a method for forming a fine pattern in which a resist-coated substrate is exposed using a plurality of gray scale masks, and after developing the exposed resist, the shape of the resist is transferred to the substrate.
At least one of the plurality of gray scale masks is a gray scale mask in which a transmittance distribution is set according to a change in a selection ratio between the resist and the substrate when the resist shape is transferred to the substrate. A method for forming a fine pattern, characterized in that
前記選択比は、形成する微細パターンの各々の位置ごとに得られた比率であることを特徴とする微細パターンの形成方法。   The method for forming a fine pattern, wherein the selection ratio is a ratio obtained for each position of the fine pattern to be formed. 形成する微細パターンは、回転対称形状であり、
前記選択比は、形成する微細パターンの対称中心から周部までの各々の位置における選択比を取得して、形成する微細パターンの各々の位置の選択比としたことを特徴とする請求項2に記載の微細パターンの形成方法。
The fine pattern to be formed has a rotationally symmetric shape,
3. The selection ratio according to claim 2, wherein the selection ratio at each position from the center of symmetry to the periphery of the fine pattern to be formed is obtained as a selection ratio at each position of the fine pattern to be formed. The formation method of the fine pattern of description.
前記形成する微細パターンは、繰り返し形状をもつパターンであることを特徴とする請求項2又は3に記載の微細パターンの形成方法。   The method for forming a fine pattern according to claim 2 or 3, wherein the fine pattern to be formed is a pattern having a repetitive shape. 光学素子の製造方法において、
基板にレジストを塗布する工程と、
少なくとも前記基板と前記レジストの選択比と、前記光学素子の形状を考慮して、主グレースケールマスクを製造する工程と、
前記主グレースケールマスクにより前記基板に塗布されたレジストを露光する工程と、
前記露光されたレジストを現像する工程と、
前記現像されたレジストと共に前記基板をエッチングする工程と、
前記エッチング後の前記基板の形状と、前記光学素子の形状との比較し、補正グレースケールマスクを製造する工程と、
再び基板にレジストを塗布し、前記主グレースケールマスクによる露光及び前記補正グレースケールマスクによる露光を行い、前記レジストを現像後に、前記レジストと共に前記基板をエッチングする工程を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
In the method of manufacturing an optical element,
Applying a resist to the substrate;
In consideration of at least the selectivity between the substrate and the resist and the shape of the optical element, a step of manufacturing a main grayscale mask;
Exposing the resist applied to the substrate with the main grayscale mask;
Developing the exposed resist;
Etching the substrate with the developed resist;
Comparing the shape of the substrate after the etching with the shape of the optical element to produce a corrected grayscale mask;
An optical element comprising: applying a resist to the substrate again, performing exposure using the main gray scale mask and exposure using the correction gray scale mask, and etching the substrate together with the resist after developing the resist. Manufacturing method.
請求項5に記載の光学素子の製造方法において、前記光学素子は対称形状であり、
前記補正グレースケールマスクを製造する工程では、前記光学素子の対称中心から周部までの各々の位置における選択比を取得し、取得された前記選択比と前記主グレースケールマスクの製造時に考慮された選択比に基づき、前記補正グレースケールマスクを製造することを特徴とする光学素子の製造方法。
In the manufacturing method of the optical element according to claim 5, the optical element is symmetrical.
In the step of manufacturing the corrected grayscale mask, the selection ratio at each position from the symmetry center to the periphery of the optical element is acquired, and is taken into consideration when the acquired selection ratio and the main grayscale mask are manufactured. An optical element manufacturing method, wherein the correction grayscale mask is manufactured based on a selection ratio.
請求項5又は請求項6に記載の光学素子の製造方法において、
前記主グレースケールマスク及び前記補正グレースケールマスクは、複数のレンズからなるレンズアレイに対応したパターンを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
In the manufacturing method of the optical element according to claim 5 or 6,
The method of manufacturing an optical element, wherein the main gray scale mask and the correction gray scale mask have a pattern corresponding to a lens array including a plurality of lenses.
請求項7に記載の光学素子の製造方法で製造されたマイクロレンズアレイを備えた照明光学系と、前記照明光学系から出力された光により照射されたマスクの投影像を結像する投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。 An illumination optical system including a microlens array manufactured by the method for manufacturing an optical element according to claim 7, and a projection optical system that forms a projection image of a mask irradiated with light output from the illumination optical system An exposure apparatus comprising:
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