JP2008089923A - 光学素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回折光学素子の製造方法は、基板を準備する工程と、基板に、レジストパターンを形成するための露光用のフォトマスクであって、マスク基板と、該マスク基板に密接して、行列配列された複数のマスクセルとを有しており、当該マスクセルは、光透過領域と、マスク基板に設けられている遮光膜で形成されている遮光領域とのいずれか一方又は双方を有しており、マスクセルの透過光の光強度が規格化光強度であり、複数のマスクセルの透過光の光強度が変化するフォトマスクを用いる露光処理を含むパターニングを行って、レジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをエッチングマスクとして用いて、パターニングを行う工程とを含む。
【選択図】図4
Description
まず、この発明の回折光学素子の製造方法に適用して好適なフォトマスクの構成例につき説明する。
の面積比により、マスクセル140を透過する光強度が与えられる。すなわち、マスクセル140中の、光透過領域144の面積が大きいほど、マスクセル140を透過する光強度が大きくなる(図1(C))。
たとしても、光学コントラストMが与えるレジスト材料への影響が、許容できる範囲内であればよい。
ンにおけるピッチは400nmから500nmの範囲とするのが好適である。
1.回折光学素子
図4を参照して、この発明の製造方法により形成される回折光学素子の構成例につき説明する。
また、第1段(Sa1)及び第7段(Sa7)を除く各ステップ(Sa2、Sa3、Sa4、Sa5及びSa6)の面積は、互いに等しい例を示したがこれに限定されない。
以下、図を参照して、この発明の光学素子の製造方法につき説明する。ここでは、基板
としてシリコン基板を用いるいわゆるシリコンマイクロレンズの製造方法を例にとって説明する。
1.回折光学素子
図6を参照して、この発明の製造方法により形成される光学素子の構成例につき説明する。
また、第1段(Sa1)及び第7段(Sa7)を除く各ステップ(Sa2、Sa3、Sa4、Sa5及びSa6)の面積は、互いに等しい例を示したがこれに限定されない。
以下、この例の回折光学素子の製造方法につき説明する。
ッチング装置を用いて行うことができる。このとき、エッチャントとしては、好ましくはSF6ガス及びO2ガスの混合ガスを用いるのがよい。
20:基板(シリコン基板)
20a1:第1次表面
20a2:第2次表面
20b:裏面
22:中心部
24:構造単位
24A:第1構造単位
24B:第2構造単位
30:レジストパターン
32:レジスト中心部
34:レジスト構造単位
34A:第1レジスト構造単位
34B:第2レジスト構造単位
110:フォトマスク
112:マスク基準点
120:マスク基板
130:遮光膜
140:マスクセル
142、152:遮光領域
144、154:光透過領域
146:仮想格子状線
148:仮想二分線
160:下地層
170:レジスト層
172:レジスト基準点
Claims (8)
- 基板を準備する工程と、
前記基板に、レジストパターンを形成するための露光用のフォトマスクであって、マスク基板と、該マスク基板に密接して、行列配列された複数のマスクセルとを有しており、当該マスクセルは、光透過領域と、前記マスク基板に設けられている遮光膜で形成されている遮光領域とのいずれか一方又は双方を有しており、前記マスクセルの透過光の光強度が規格化光強度であり、複数の前記マスクセルの透過光の光強度が変化する前記フォトマスクを用いる露光処理を含むパターニングを行って、レジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとして用いて、パターニングを行う工程と
を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記レジストパターンを形成する工程は、基板に、中心点から外周に向かって膜厚がm段の階段状に変化するレジスト中心部、当該レジスト中心部を囲み、前記中心点を中心として同心円状に配列され、かつ膜厚がn段(m及びnは互いに同一である任意の正の整数である。)の階段状に変化する、複数の円環状のレジスト構造単位を含むレジストパターンを形成するための露光用のフォトマスクであって、透明なマスク基板と、該マスク基板に密接して、行列配列された複数の正方形のマスクセルとを有しており、当該マスクセルは、光透過領域と、前記マスク基板に設けられている遮光膜で形成されている遮光領域とのいずれか一方又は双方を有しており、前記マスクセルの透過光の光強度が規格化光強度であり、複数の前記マスクセルの透過光の光強度は、前記レジスト中心部の前記中心点及び前記レジスト構造単位が第1段の高さを画成するマスクセルの光強度を第1光強度とし、当該第1段の外側に位置して順次に配列される1又は2以上の段を含み、当該段の最終段である第X段の高さを画成するマスクセルの全ての光強度を第X光強度(但し、第1光強度及び第X光強度は、0≦第1光強度<第2光強度・・・第X−1光強度<第X光強度である。)とし、及び前記レジスト中心部の前記中心点及び前記レジスト構造単位の外周方向に並ぶ順次のマスクセルの光強度が、前記第1光強度から第X光強度(Xはm及びnに等しい2以上の正の整数である。)まで変化する前記フォトマスクを用いる露光処理を含むパターニングを行って、レジストパターンを形成する工程であることを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。
- 前記レジストパターンを形成する工程は、前記基板に、中心点から外周に向かって膜厚がm段の階段状に変化するレジスト中心部、当該レジスト中心部を囲み、前記中心点を中心として同心円状に配列され、かつ膜厚がn段(nは前記レジスト構造単位ごとに異なっていてもよい正の整数である任意の変数であり、mとnとは互いに同一であるか又は異なっていてもよい任意の正の整数である。)の階段状に変化する、複数の円環状のレジスト構造単位を含むレジストパターンを形成するための露光用のフォトマスクであって、透明なマスク基板と、該マスク基板に密接して、行列配列された複数の正方形のマスクセルとを有しており、当該マスクセルは、光透過領域と、前記マスク基板に設けられている遮光膜で形成されている遮光領域とのいずれか一方又は双方を有しており、前記マスクセルの透過光の光強度が規格化光強度であり、複数の前記マスクセルの透過光の光強度は、前記レジスト中心部の前記中心点及び前記レジスト構造単位が第1段の高さを画成するマスクセルの光強度を第1光強度とし、当該第1段の外側に位置して順次に配列される1又は2以上の段を含み、当該段の最終段である第X段(Xは、m及びnのうち、最大数である。)の高さを画成するマスクセルの全ての光強度を第X光強度(但し、第1光強度及び第X光強度は、0≦第1光強度<第2光強度・・・第X−1光強度<第X光強度である。)とし、最終段が第Y段である当該第Y段(Yは、m及びnのうち、Xよりも小さい正の整数である。)の第Y光強度を前記第X光強度と等しい強度とし最上段の光強度を第1光強度とする前記フォトマスクを用いる工程であることを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。
- 前記m、前記n及び前記Yがいずれも7であることを特徴とする請求項2記載の光学素子の製造方法。
- 前記m及び前記nに含まれる全てが7であり、かつ前記Yが6であることを特徴とする請求項3に記載の光学素子の製造方法。
- 前記マスクセルの一辺の長さは、前記フォトマスクが用いられる露光装置の光学系の解像限界となる長さよりも短く設定されており、前記光強度は、前記レジスト中心部及び前記レジスト構造単位ごとに互いに離散的な値であって、かつ外周方向に向かうに従って前後のマスクセル間での変化量が大となる前記値にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
- 中心点から外周に向かって膜厚がm段の階段状に変化するレジスト中心部、当該レジスト中心部を囲み、前記中心点を中心として同心円状に配列され、かつ膜厚がn段(mとnとは互いに同一である任意の正の整数である。)の階段状に変化する、複数の円環状のレジスト構造単位を含むレジストパターンを形成するための露光用のフォトマスクであって、透明なマスク基板と、該マスク基板に密接して、行列配列された複数の正方形のマスクセルとを有しており、当該マスクセルは、光透過領域と、前記マスク基板に設けられている遮光膜で形成されている遮光領域とのいずれか一方又は双方を有しており、前記マスクセルの透過光の光強度が規格化光強度であり、複数の前記マスクセルの透過光の光強度は、前記レジスト中心部の前記中心点及び前記レジスト構造単位が第1段の高さを画成するマスクセルの光強度を第1光強度とし、当該第1段の外側に位置して順次に配列される1又は2以上の段を含み、当該段の最終段である第X段の高さを画成するマスクセルの全ての光強度を第X光強度(但し、第1光強度及び第X光強度は、0≦第1光強度<第2光強度・・・第X−1光強度<第X光強度である。)とし、及び前記レジスト中心部の前記中心点及び前記レジスト構造単位の外周方向に並ぶ順次のマスクセルの光強度を、前記第1光強度から第X光強度(Xはm及びnに等しい2以上の正の整数である。)まで変化させてあることを特徴とするフォトマスク。
- 複数の前記マスクセルの透過光の光強度は、前記レジスト中心部の前記中心点及び前記レジスト構造単位が第1段の高さを画成するマスクセルの光強度を第1光強度とし、当該第1段の外側に位置して順次に配列される1又は2以上の段を含み、当該段の最終段である第X段(Xは、m及びnのうち、最大数である。)の高さを画成するマスクセルの全ての光強度を第X光強度(但し、第1光強度及び第X光強度は、0≦第1光強度<第2光強度・・・第X−1光強度<第X光強度である。)とし、最終段が第Y段である当該第Y段(Yは、m及びnのうち、Xよりも小さい正の整数である。)の第Y光強度を前記第X光強度と等しい強度とし最上段の光強度を第1光強度としてあることを特徴とする請求項7に記載のフォトマスク。
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