JP3248526B2 - 回折光学素子及びそれを有した光学系 - Google Patents
回折光学素子及びそれを有した光学系Info
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Description
光学素子及びそれを有した光学系に関し、例えば、被写
体を感光体面上に形成する為のカメラに用いられる結像
光学系、感光ドラム面上を光走査してその面上に画像情
報を形成する為の画像形成用光学系、IC、LSI等の
半導体素子などのデバイスを製造する際に第1物体とし
てのマスク上の電子回路パターンを投影レンズなどの投
影光学系により第2物体としてのウエハ上に投影すると
きの投影光学系、そしてこの投影のために該マスクを照
明する為の照明光学系等に好適なものである。
素子を用いた光学系が種々と提案されている。回折光学
素子としては、例えばフレネルゾーンプレート,キノフ
ォーム,バイナリオプティックス,ホログラム等が知ら
れている。
面に変換する光学素子として用いられている。この回折
光学素子は屈折光学素子にはない特長を持っている。例
えば、屈折光学素子と逆の分散を示すこと、実質的には
厚みを持たないので光学系がコンパクトになること等の
特長を持っている。
ばバイナリ型の形状にするとその作製に半導体素子の製
造技術が適用可能となり、微細なピッチも比較的容易に
実現することができる。この為、ブレーズド形状を階段
形状で近似したバイナリ型の回折光学素子に関する研究
が最近盛んに進められている。
素子の要部概略図である。
ガラス基板上にクロム等の金属膜を蒸着し、リソグラフ
ィープロセスなどによりフレネルゾーンを描画すること
で金属膜等が残る遮光部と膜のない透光部を形成してい
る。図23は輪帯の半径方向の周期構造の1周期が連続
的な曲面をなしているフレネルレンズ(キノフォーム)
の断面図であり、切削やプレス加工で形成している。図
24はバイナリ型の回折光学素子であり、ガラス基板の
表面を複数回のリソグラフィープロセスによって階段状
に加工した位相型の回折格子より成っている。
を有した光学鏡筒の要部断面図である。
02にはめたもので回折光学素子2501の有効径φと
鏡筒2502の有効径Dがほぼ同じ径である。図26は
図25と同様に回折光学素子2601を鏡筒2602に
はめたもので回折光学素子2601の有効径φが鏡筒2
602の有効径Dより大きいものである。図27は回折
光学素子2701の周辺部を切削加工等により回折光学
素子として機能する部位の外周部分近傍まで削ったもの
である。尚、2702は鏡筒である。
回折格子以外の領域に光束が入射するとそこからノイズ
光が生じ、光学特性が低下する。
特開平4−95233号公報では回折格子の有効領域外
に遮光膜を施した回折光学素子を提案している。
の一部に用いると前述した各種の利点が得られる。しか
しながら、例えば図25に示すような回折光学素子は、
その有効径と鏡筒の有効径をあわせて組み立てることが
難しく、回折光学素子の回折作用の無い部位が鏡筒の有
効径内に存在する状態となり、不要光Aが発生する要因
となった。その一方で図26のように回折光学素子の有
効径を鏡筒の有効径より大きくする場合、周辺部の光が
通過しない部分の加工のために要するマスクのEB描画
など加工の費用など無駄が多いという問題があった。ま
た、図27に示すような回折光学素子ユニットは回折格
子部に近い部分を切削するため切削時に発生する微細な
塵や異物2703が周辺部に付着し、散乱等を発生する
原因となっている。
光や散乱光を発生し、良好な回折光学素子やそれを用い
た光学系を製作することができないという課題があっ
た。
開平4−95233号公報で提案されている回折光学素
子は有効領域の周囲に遮光膜を施してノイズ光の発生を
防止しているが、遮光膜の詳しい構成については開示し
ていない。
ないと、紫外線照射により材料から好ましくない物質が
出たり、該材料よりのアウトガスが紫外線等に分解さ
れ、好ましくない物質が生じレンズの曇等が発生し、露
光装置の寿命低下をひきおこす。特に光がダイレクトに
あたる遮光部材は影響が大きい。
ない回折光学素子及びそれを有した光学系の提供を目的
とする。
学素子はマスクのパターンでウエハを露光する露光装置
の光学系に用いる回折光学素子において、酸化CrとC
rの積層膜より成る遮光部を有効領域の周囲に設けたこ
とを特徴としている。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、TiC,TiN,ZrC,Hf
C,HfNのいずれか、あるいはその組み合わせより成
る遮光部を有効領域の周囲に設けたことを特徴としてい
る。
おいて前記遮光部にはアライメントマークが設けられて
いることを特徴としている。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、アクリル系又はエポキシ系の遮
光インクより成る遮光部と前記光学系に組み込む際に使
用するアライメントマークとを有効領域の周囲に有し、
前記遮光インクが外部に露出していないことを特徴とし
ている。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、クロム,アルミ,モリブデン,
タンタル,タングステンのいずれか、又は、これらの金
属のいずれかと酸化クロム,酸化シリコン,酸化アルミ
ニウムのいずれかを積層した構造、又は、金属とシリコ
ンの化合物材料、又は、モリブデン,タングステンのい
ずれかとシリコンの化合物、又は、シリコン、又は、酸
化チタンより成る遮光部を有効領域の周囲に設けたこと
を特徴としている。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、クロム,アルミ,モリブデン,
タンタル,タングステンのいずれか、又は、これらの金
属のいずれかと酸化クロム,酸化シリコン,酸化アルミ
ニウムのいずれかを積層した構造、又は、金属とシリコ
ンの化合物材料、又は、モリブデン,タングステンのい
ずれかとシリコンの化合物、又は、シリコン、又は、酸
化チタンより成る遮光部を非有効領域に設けたことを特
徴としている。
おいて前記露光光の波長が250nm以下であることを
特徴としている。
か1項の発明において前記回折光学素子は反射型回折光
学素子であることを特徴としている。
のいずれか1項の回折光学素子を有していることを特徴
としている。
ら8のいずれか1項の回折光学素子を含む光学系を利用
して、マスクのパターンでウエハを露光することを特徴
としている。
ら8のいずれか1項の回折光学素子を含む光学系を利用
して、マスクのパターンをウエハ上に投影することを特
徴としている。
請求項9または10に記載の露光装置によりマスクのデ
バイスパターンでウエハを露光する段階と該露光したウ
エハを現像する段階とを含むことを特徴としている。
折光学素子を有した光学鏡筒の実施形態1の要部正面図
と要部断面図である。図中、1は回折光学素子であり、
バイナリ形状(階段形状)やキノフォーム形状、そして
フレネル形状等の断面形状をもつ回折格子を設けた格子
部101と格子部101の外側周囲(光学的に非有効領
域)に、一定の幅で、回折格子101が形成されている
面側に設けた遮光部103とを有している。遮光部10
3は金属やセラミックや薄膜セラミック、そして半導体
のいずれか1つより成る紫外線などのエネルギ照射によ
って好ましくない物質を生成しない特性を有した構成よ
り成っている。102は鏡筒(保持枠)であり、回折光
学素子1を保持している。
口径、dは回折光学素子1の口径、Dは鏡筒102の開
口口径を示している。本実施形態は口径中の範囲内に入
射した光が透過する透過型の回折光学素子1として示し
ているが口径中の範囲内に入射した光を反射する。この
範囲に反射膜のある反射型の素子であってもよい。
方法を図2から図9を用いて説明する。この製造にはい
わゆるリソグラフィー技術が用いられる。
しての低反射クロムを形成した後,4段の階段形状より
成る回折格子を有する回折光学素子を作製する工程を述
べる。
と酸化クロム層よりなり,クロム層/酸化クロム層ある
いは酸化クロム層/クロム層の2層,または、図2に示
すようにクロム層203を酸化クロム層202、204
で挟みこんだ3層よりなる。遮光部の層構成は要求され
る低反射の度合に応じて選択する。本実施形態では3層
の場合について述べる。
01上に,酸化クロム膜202(CrOx)をスパッタ
リング法により300Å形成し,続いてクロム膜203
(Cr)をスパッタリング法により1000Å形成す
る。さらに引き続き酸化クロム膜204(CrOx)を
スパッタリング法により300Å形成する。
アライメントの基準となるアライメントマーク301を
形成する。これにはまずフォトレジストをスピンコート
しアライメントマークとなる部分のみ,低反射Crが露
出するようにした後,反応性イオンエッチング法により
酸化クロム204を除去する。このとき例えばエッチン
グガスとして塩素ガス、あるいは塩素ガスと酸素ガスの
混合ガスを用いてエッチングしている。またCr層がの
これば,オーバーエッチングしてもよい。続いてフォト
レジストを剥離する。この状態の模式図を図3に示す。
光部103となる部分のみ、低反射Crが露出しないよ
うにパターン(レジストパターン)401を形成する。
この状態の模式図を図4に示す。反応性イオンエッチン
グ法により,上層の酸化クロム層204,クロム層20
3および下層の酸化クロム層202を除去する。このと
き例えばエッチングガスとして塩素ガス、あるいは塩素
ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチングしてい
る。続いてフォトレジスト401を剥離する。この状態
の模式図を図5に示す。
る。
を塗布し,第一回目のレジストパターン601を形成す
る。この状態の模式図を図6に示す。続いてレジストパ
ターン601をマスクに石英基板201を2440Åエ
ッチングする。その後レジストパターン601を剥離す
る。続いて基板201にフォトレジストを塗布し,第二
回目のレジストパターン701を形成する。この状態の
模式図を図7に示す。続いてレジストパターン701を
マスクに石英基板201を1220Åエッチングする。
この状態の模式図を図8に示す。最後にフォトレジスト
パターン701を剥離して図9に示す遮光部103を回
折面に有する回折光学素子1を製造している。あとは図
1のようにこの回折光学素子1を鏡筒102もしくはこ
れに類する鏡筒に設置するのみである。鏡筒102と回
折光学素子1の高精度な芯出しが要求される場合には、
鏡筒102に設置する際にプロセスで用いたアライメン
トマーク301を利用して鏡筒102と回折光学素子1
の芯出しを容易にしている。
いはそれと無機材料との組み合わせより成る部材を用い
れば、光照射によるアウトガスが少なく、レンズの曇が
なく装置寿命が向上する。
において、有効領域101の周囲の遮光領域(遮光部)
103は次のうちの少なくとも1つの特性を有する構成
より成っている。 (ア-1)波長250nm以下の紫外線レーザー光を遮光す
ると共に該レーザー光により好ましくない物質を発生さ
せない。 (ア-2)紫外線を遮光すると共に該紫外線により好ましく
ない物質を発生させない。 (ア-3)放射エネルギを遮光すると共に該放射エネルギに
より好ましくない物質を発生させない。 (ア-4)波長250nm以下の紫外線レーザー光を遮光す
ると共に該レーザー光に耐性を有する。 (ア-5)紫外線を遮光すると共に該紫外線に耐性を有す
る。 (ア-6)放射エネルギを遮光すると共に該放射エネルギに
耐性を有する。
製造方法について図10から図16を用いて説明する。
この製造にも前述のリソグラフィー技術が用いられる。
反射クロムとするが、作製方法として4段の階段形状よ
り成る回折格子を有する回折光学素子を作製した後に、
遮光部を形成するものである。図10から16は本実施
形態の作製方法の途中工程を示している。
し,第一回目のレジストパターン1002を形成する。
またこの後の工程の基準となるアライメントマーク用の
レジストパターン1003も同時に形成する。この状態
の模式図を図10に示す。続いてレジストパターン10
02をマスクに石英基板1001を2440Åエッチン
グする。この状態の模式図を図11に示す。続いて基板
1001にフォトレジストを塗布し,第二回目のレジス
トパターン1204を形成する。続いてレジストパター
ン1204をマスクに石英基板1001を1220Åエ
ッチングする。この状態の模式図を12に示す。最後に
フォトレジストパターン1204を剥離して図13に示
す回折光学素子1の格子部が完成する。
ム膜1405(CrOx)をスパッタリング法により3
00Å形成し,続いてクロム膜1406(Cr)をスパ
ッタリング法により1000Å形成する。さらに引き続
き酸化クロム膜1407(CrOx)をスパッタリング
法により300Å形成する。この状態の模式図を図14
に示す。
光部103のみマスクされるようにパターン1501を
形成する。この状態の模式図を図15に示す。
領域に塗布した上層の酸化クロム層1407,クロム層
1406および下層の酸化クロム層1405を除去す
る。このとき例えばエッチングガスとして塩素ガス、あ
るいは塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチン
グしている。続いてフォトレジスト1501を剥離す
る。この状態の模式図を図16に示す。このようにして
遮光部103を回折面に施した回折光学素子1を製造し
ている。
鏡筒102もしくはこれに類する鏡筒に設置するのみで
ある。鏡筒102と回折光学素子1の高精度な芯出しが
要求される場合には、鏡筒102に設置する際にプロセ
スで用いたアライメントマークを利用して鏡筒102と
回折光学素子1の芯出しを容易にしている。
製造方法について図28から図35を用いて説明する。
形状より成る回折格子を有する回折光学素子を作製した
後に、遮光部を形成している。図28から図35は本実
施形態の作製方法の途中工程を示している。
し、第一回目のレジストパターン1002を形成する。
またこの後の工程の基準となるアライメントマーク用の
レジストパターン1003も同時に形成する。この状態
の模式図を図28に示す。続いてレジストパターン10
02をマスクに石英基板1001を1854Åエッチン
グする。この状態の模式図を図29に示す。続いて基板
1001にフォトレジストを塗布し、第二回目のレジス
トパターン1204をマスクに石英基板1001を92
7Åエッチングする。この状態の模式図を図30に示
す。最後にフォトレジストパターン1204を剥離して
図31に示す回折光学素子1の格子部が完成する。
mに最適化されたものである。
ォトレジスト層aを形成する。この状態を図32に示
す。
メントを行いちょうど素子部のみにフォトレジストパタ
ーンbがかかるように、露光,現像を行う。この状態を
図33に示す。
を1000オングストローム成膜する。この状態を図3
4に示す。
ングのターゲットを変更することで、アルミのかわりに
モリブデン,タンタル,タングステン,モリブデンシリ
サイド,タングステンシリサイド,シリコン,酸化チタ
ンのうちのいずれかの材料を成膜しても、この後の工程
に変わりはない。これらの材料は光の波長193nm付
近での吸収が大きく、あるいは反射が大きいため、十分
遮光膜として機能する。
法により素子上のアルミ膜とフォトレジスト膜を同時に
除去する。この時リフトオフしにくければ、スクラバー
を併用してもよい。リフトオフが完了して遮光部付の素
子が完了する。この状態を図35に示す。
周辺領域に無機材料より成る遮光部103を設けてい
る。
ときの使用波長(250nm以下の光)に対して、 (イ-1)低吸収であること。 (イ-2)高反射であること。 である。
ステンのいずれかであること。 (ウ-3)金属とシリコンの化合物であること。 (ウ-4)モリブデン,タングステンのいずれかとシリコン
の化合物であること。 (ウ-5)半導体材料であること。 (ウ-6)シリコンであること。 (ウ-7)金属酸化物であること (ウ-8)酸化チタンであること。 である。
処理を施した金属より構成しても良い。このときの反射
防止処理は酸化クロム,酸化シリコン,酸化アルミニウ
ム等の金属酸化物層を積層したものとしている。
素子を有した光学鏡筒の実施形態4の要部正面図と要部
断面図である。
て、回折光学素子1の基板の回折格子1701のある面
と反対側の面の周囲に、一定の幅の遮光部1703を設
けた点が異なっているだけであり、その他の構成は同じ
である。図中1702は鏡筒(保持枠)である。
が薄い場合や、光学系の瞳を回折光学素子の近傍に配置
する場合などに有効である。また、必要に応じて、両面
の周囲に遮光部を設けてもいい。
施形態1の図2から図5で示した、スパッター、レジス
ト塗布、パターニング、エッチング、レジスト剥離の工
程を裏面に対して行っている。表面の回折格子面に損傷
を与えなければ、回折格子面の加工後でも回折格子面の
加工前でもよい。また、例えばカールズース社製の商品
名「Suss MA25 」のような両面アライメント付きの両面
露光装置を使うことで表の回折面の中心と裏面の遮光部
の中心を精度良く一致させて作製している。
素子1を鏡筒1702もしくはこれに類する鏡筒に設置
するのみである。鏡筒と回折光学素子の高精度な芯出し
が要求される場合には、鏡筒に設置する際に遮光部に設
けたアライメントマークを利用して鏡筒と回折光学素子
の芯出しを容易にしている。
素子を有した光学鏡筒の実施形態5の要部断面図であ
る。尚、(A)は各要素1801,1802,1804
の構成をわかり易くするための分解図である。
回折光学素子1を回折格子を設けた格子部材1801と
格子部材1801の周辺部に入射する光を遮光する遮光
部1803を有する光学素子1804との独立した2つ
の部材を隣接し配置した点が異なっているだけであり、
その他の構成は同じである。
な面積にわたり回折格子を加工して格子部材1801を
作製する場合、平行平板より成る光学素子1804を張
り合わせることで格子部材1801の自重変形などを低
減している。また回折面を保護する作用もある。光学素
子1804として、その上面に曲率を持たせることで、
張り合わせ型の回折、屈折のハイブリッド型の光学素子
を用いても良い。
実施形態1の図2から図5で示した、スパッター、レジ
スト塗布、パターニング、エッチング、レジスト剥離の
工程を平行平板に対して行う。図3のようにこの遮光部
1803にアライメントマーク301を施し、格子部材
1801に施したアライメントマークと合わせながら張
り合わせを行うことで高精度で格子部材1801回折光
学素子の光軸と平行平板1804の遮光部1803の中
心とを合わせている。
を鏡筒1802もしくはこれに類する鏡筒に設置するの
みである。鏡筒1802と回折光学素子1の高精度な芯
出しが要求される場合には、鏡筒に設置する際に遮光部
に設けたアライメントマークを利用して鏡筒と回折光学
素子の芯出しを容易にしている。
素子を有した光学鏡筒の実施形態6の要部断面図であ
る。図19(A)は図18(A)と同じく分解図であ
る。
て、回折光学素子1を回折格子を設けた格子部材190
1と平行平面より成る光学素子1904、そしてそれら
の間に配置した格子部材1901の周辺部に入射する光
を遮光する遮光部材1903の3つの部材より構成した
点が異なっているだけであり、その他の構成は同じであ
る。1902は鏡筒(保持部材)である。
な面積にわたり回折格子を加工して格子部材1901を
作製する場合、平行平板より成る光学素子1904を張
り合わせることで格子部材1901の自重変形などを低
減している。また回折面を保護する作用もある。光学素
子1904として、その上面に曲率を持たせ球面や非球
面とすることより、張り合わせ型の回折と屈折のハイブ
リッド型の光学素子が供給できる。
理をした金属薄板や、黒色の吸収部材による薄板、セラ
ミック材料より成る吸収部材による薄板、あるいはマッ
ト面加工した金属薄板の中心に穴を加工したドーナツ状
の薄板などの無機材料より構成している。尚、セラミッ
ク材料としてはTiC,TiN,ZrC,HfC,Hf
Nのいずれか、又はその組み合わせを用いている。
たアライメントマークを用いて、格子部材1901に遮
光部材1903を光軸を合わせて貼り付け、更にその上
に平行平板1904を張り合わせて鏡筒に全体を設置す
ることで、図19(B)に示すのような回折光学素子1
を構成している。
ついて説明する。
た回折光学素子1の遮光部分103を印刷によって設け
ている点が異なっているだけであり、その他の構成は図
1の実施形態1と同じである。図10から図13のプロ
セス工程を経て形成された回折光学素子の基板1001
に対して、アライメントマークを基準に印刷により遮光
部分を設ける。印刷の方法としてはスクリーン印刷や、
タンポ印刷、ホットスタンプ印刷等が有り、アクリル系
またはエポキシ系などの遮光インクを数ミクロンから数
十ミクロンの厚みで印刷している。
塗布しない部分をスクリーン上のインクが染み込む部分
と染み込まない部分で分け、このスクリーンを通してイ
ンクを転写する方法である。タンポ印刷はシリコンゴム
にインクを吸わせ、基板に転写する方法で、ホットスタ
ンプ印刷はフィルムについた遮光マスクを熱により転写
する方法を用いている。
との界面付近に照射されるため、ここでの光照射による
アウトガスは表面より放出されにくくなっている。
ついて説明する。
した回折光学素子の遮光部分1703を印刷によって設
けている点が異なっているだけであり、その他の構成は
図17の実施形態3と同じである。図10から図13の
プロセス工程を経て形成された回折光学素子の基板10
01に対して、表面のアライメントマークを基準に基板
の裏側に印刷により遮光部分を設ける。印刷の方法とし
てはスクリーン印刷や、タンポ印刷、ホットスタンプ印
刷等が有り、アクリル系またはエポキシ系などの遮光イ
ンクを数ミクロンから数十ミクロンの厚みで印刷してい
る。
ついて説明する。
した回折光学素子の遮光部分1803を印刷によって設
けている点が異なっているだけであり、その他の構成は
図18の実施形態4と同じである。張り合わせる基板側
に印刷によって遮光部分1803を設けている。印刷の
方法としてはスクリーン印刷や、タンポ印刷、ホットス
タンプ印刷等が有り、アクリル系またはエポキシ系など
の遮光インクを数ミクロンから数十ミクロンの厚みで印
刷している。張り合わせる際には遮光部分1803に印
刷の際に、もしくは印刷後に設けたアライメント用マー
クにより格子部材1801の光軸と張り合わせる平行平
板1804の開口部の中心とを精度良く合わせている。
も、光照射によるアウトガスは部材1904により抑え
込まれる。
素子を有した光学鏡筒の実施形態10の要部正面図と要
部断面図である。
透過型回折光学素子の代わりに反射型回折光学素子であ
る点が異なっているだけであり、その他の構成は同じで
ある。
た格子部、2002は鏡筒、2003は遮光部、φは格
子部2101の有効口径、dは回折光学素子1の口径で
ある。
子1の作製方法の一例を説明する。図10から図13に
示すように実施形態2で示した作製方法によりバイナリ
型の格子部(回折光学素子)を作製する。この際、反射
型の場合、透過型の回折光学素子とはエッチングの深さ
が異なるので、反射型の回折光学素子として最適化され
た深さをエッチングする。この後、スパッタリング法に
より、クロムを表面の全面に形成し、その上にスパッタ
リング法により酸化クロム等の誘電体層を形成する。そ
の後、レジストを塗布し、格子部のみを露光して現像を
行い、周辺部のみレジストが残る状態を形成する。次に
反応性エッチングによって誘電体層のみをエッチングす
ることにより遮光部2103付きの反射型の回折光学素
子1を作製している。金属層が施されている格子部分は
反射率の高い反射型の回折光学素子として機能し、周辺
の誘電体層が施されている周辺部は反射率の低い遮光部
2003として機能する。あとはこの回折光学素子1を
図20の鏡筒2002もしくはこれに類する鏡筒に設置
している。反射用の金属層としてはアルミ、白金、金、
銀等を用いてもよい。また誘電体層はアルミナやSiO
2等を用いてもよい。
ると口径の大きい光束が入射しても格子部に入射する光
は反射と回折によって所望の波面を得られ、周辺部に入
射する光は遮光部によって遮光されるので迷光や不要光
が発生しない回折光学素子となっている。
過型の回折光学素子の遮光部と同様の作製方法で形成で
きるため、実施形態1から9の遮光部分の形成方法から
コストや精度に応じて適したものを用いている。
説明したが、回折光学素子の代わりにレンズ、プリズム
等の光学素子においても同様に適用可能である。
学鏡筒をIC、LSI等の半導体デバイス、CCD等の
撮像デバイス、液晶パネル等の表示デバイス等のデバイ
ス製造用の工程のうちリソグラフィー工程において使用
される投影露光装置に適用した実施形態11の模式図で
ある。
光学系、2102はレチクル、2103は投影光学系2
108の鏡筒、2104はレンズ、2105は回折光学
素子、2106はウエハ、2107はウエハステージで
ある。回折光学素子2105は上記各形態のいずれでも
適用でき、例えば実施形態1の回折光学素子の回折面の
周辺部に遮光手段を設けたものである。ウエハステージ
2107によってウエハ2106を所望の位置に位置決
めし、不図示のフォーカス検出手段により、ウエハ高さ
をフォーカス位置に調整する。ここで、場合に応じて不
図示の検出系によって、ウエハにすでに露光されている
下のレイヤーのマークに対してレチクルをアライメント
する。フォーカスとアライメントが完了したとき、不図
示のシャッターを開き、光源2101からの照明光によ
ってレチクルを照明し、レチクル2102の上のパター
ンを投影光学系2108によってウエハ2106の上に
投影する。上記光源は、KrFエキシマレーザー、Ar
Fエキシマレーザーなど波長250nm以下の紫外線を
発する。
工程を介してデバイスを製造している。尚、本発明に係
る回折光学素子を有した光学鏡筒は画像形成用の光学機
器や照明用の照明装置等にも同様に適用することができ
る。
により発生するアウトガスが減り、レンズの曇等の問題
が回避でき装置寿命が長くなる。
スの発生が少ない回折光学素子及びそれを有した光学系
を達成することができる。
を設けることで不要な透過光が発生せず、従来のように
鏡筒の口径と回折光学素子の有効口径を合わせる必要が
なくなり、製造上の公差が緩くなる。また遮光部分を大
きくとれば、周辺部の切削による異物などが光学素子に
付着することも低減され、一方で設計、作製した回折光
学素子の全面を無駄なく回折光学素子として有効活用で
きる。
ておけば、光学素子を鏡筒に高精度に芯出しして設置す
ることが要求される際にも有効利用できる。このマーク
は、光学的には不要散乱光を発生しないので大変有効で
ある。
に適応した場合、遮光手段は回折光学素子の回折面上で
回折部位の周辺を覆っているため、回折部位を通らない
光は遮光され、ウエハの露光に悪影響を及ぼすことがな
い。もちろん回折光学素子であるためレンズの肉厚は通
常のレンズより薄く、合成石英やホタル石等を材料にし
て作成することにより、ArFエキシマレーザーやKr
Fエキシマレーザーを光源に使っても透過率が高く、露
光効率が高い。
光を低減したので光学素子の半導体デバイス製造用の露
光装置への搭載を容易に実現でき、光学特性の高い投影
光学系が得られる。又、KrFエキシマレーザーやAr
Fエキシマレーザーなどの紫外線を光源に用いても透過
率が高く、レンズ硝材劣化の少ない投影光学系が得られ
る。
作、組み立てを容易にしたため、本発明は半導体デバイ
ス製造用の露光装置に限らず、汎用の光学機器に広く応
用することができる。
図
の途中工程を示す説明図
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法の途中工程を示す説明図
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略図
略図
略図
概略図
実施形態11の要部概略図
法の途中工程を示す説明図
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法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
105格子部 102、1702、1802、1902、2002鏡筒 103、1703、1803、1903、2003遮光
手段 201、1001基板 202、204、1405、1407酸化クロム 203、1406クロム 204 酸化クロム 301 アライメントマーク 401、601、701、1002、1003、120
4、1501レジストパターン 1904 隣接する平行平板 2101 光源部 2102 レチクル 2104 レンズ 2106 ウエハ 2107 ウエハステージ
Claims (12)
- 【請求項1】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、酸化C
rとCrの積層膜より成る遮光部を有効領域の周囲に設
けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項2】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、Ti
C,TiN,ZrC,HfC,HfNのいずれか、ある
いはその組み合わせより成る遮光部を有効領域の周囲に
設けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項3】 前記遮光部にはアライメントマークが設
けられていることを特徴とする請求項1又は2の回折光
学素子。 - 【請求項4】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、アクリ
ル系又はエポキシ系の遮光インクより成る遮光部と前記
光学系に組み込む際に使用するアライメントマークとを
有効領域の周囲に有し、前記遮光インクが外部に露出し
ていないことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項5】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、クロ
ム,アルミ,モリブデン,タンタル,タングステンのい
ずれか、又は、これらの金属のいずれかと酸化クロム,
酸化シリコン,酸化アルミニウムのいずれかを積層した
構造、又は、金属とシリコンの化合物材料、又は、モリ
ブデン,タングステンのいずれかとシリコンの化合物、
又は、シリコン、又は、酸化チタンより成る遮光部を有
効領域の周囲に設けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項6】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、クロ
ム,アルミ,モリブデン,タンタル,タングステンのい
ずれか、又は、これらの金属のいずれかと酸化クロム,
酸化シリコン,酸化アルミニウムのいずれかを積層した
構造、又は、金属とシリコンの化合物材料、又は、モリ
ブデン,タングステンのいずれかとシリコンの化合物、
又は、シリコン、又は、酸化チタンより成る遮光部を非
有効領域に設けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項7】 前記露光光の波長が250nm以下であ
ることを特徴とする請求項5又は6の回折光学素子。 - 【請求項8】 前記回折光学素子は反射型回折光学素子
であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項
の回折光学素子。 - 【請求項9】 請求項1から8のいずれか1項の回折光
学素子を有していることを特徴とする光学系。 - 【請求項10】 請求項1から8のいずれか1項の回折
光学素子を含む光学系を利用して、マスクのパターンで
ウエハを露光することを特徴とする露光装置。 - 【請求項11】 請求項1から8のいずれか1項の回折
光学素子を含む光学系を利用して、マスクのパターンを
ウエハ上に投影することを特徴とする露光装置。 - 【請求項12】 請求項9または10に記載の露光装置
によりマスクのデバイスパターンでウエハを露光する段
階と該露光したウエハを現像する段階とを含むことを特
徴とするデバイスの製造方法。
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