JP3332896B2 - Diffractive optical element and optical system having the same - Google Patents

Diffractive optical element and optical system having the same

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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マークを備える回
折光学素子及びそれを有した光学系に関し、例えば、本
発明の回折光学素子は、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(デバイス)を
製造する際にマスクの電子回路パターンを投影光学系
(投影レンズ)によりウエハ上に投影するときの投影光
学系や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。
The present invention relates to a diffractive optical element having a mark and an optical system having the same. For example, the diffractive optical element of the present invention is used for a camera for forming a subject on a photosensitive member surface. Image forming optical system, image forming optical system for optically scanning the surface of a photosensitive drum to form image information on the surface, electronic circuit of a mask when manufacturing semiconductor elements (devices) such as ICs and LSIs It is suitable for a projection optical system for projecting a pattern on a wafer by a projection optical system (projection lens) and an illumination optical system for illuminating the mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光の回折現象を利用した回折光学
素子及びそれを有し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、例えばキノフォーム、バイナリ
オプティクス、フレネルゾーンプレート、ホログラム等
が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, various types of diffractive optical elements utilizing a light diffraction phenomenon and optical systems having the same have been proposed.
Known diffractive optical elements include, for example, kinoforms, binary optics, Fresnel zone plates, holograms and the like.

【0003】回折光学素子は、入射波面を定められた波
面に変換する光学素子として用いられている。この回折
光学素子は屈折型レンズにはない特長を持っている。例
えば、屈折型レンズと逆の分散値を有すること、実質的
には厚みを持たないこと等の特長である。
[0003] A diffractive optical element is used as an optical element for converting an incident wavefront into a predetermined wavefront. This diffractive optical element has features not found in refraction lenses. For example, it has features such as having a dispersion value opposite to that of a refractive lens and having substantially no thickness.

【0004】回折光学素子は、従来から、その回折格子
の断面をノコギリ歯状のいわゆるブレーズド形状やキノ
フォーム形状とすることにより、設計波長に対する回折
効率を100%とすることができることが知られてい
る。しかし、現実には完全なブレーズド形状を加工する
ことは困難であるために、ブレーズド形状やキノフォー
ム形状を量子化して階段状の断面形状で近似した、バイ
ナリオプティクスと呼ばれる回折光学素子が使用されて
いる。
Conventionally, it is known that a diffraction optical element can have a diffraction efficiency of 100% with respect to a design wavelength by forming a so-called blazed shape or kinoform shape having a sawtooth cross section of a diffraction grating. I have. However, in reality, it is difficult to process a complete blazed shape, so a diffractive optical element called binary optics, which quantizes the blazed shape or kinoform shape and approximates it with a step-like cross-sectional shape, has been used. I have.

【0005】バイナリオプティクスは、一般に、その作
製にリソグラフィー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。
[0005] In general, lithography technology can be applied to the production of binary optics, and fine pitch can be realized relatively easily.

【0006】図8に、そのようなバイナリオプティクス
の一例を示す。101は回折光学素子である。図8の線
102の位置における素子101の断面形状を図9に示
す。一次回折光の回折効率は、図9に示すような8レベ
ルのバイナリオプティクスの場合95%以上を確保する
ことができる。
FIG. 8 shows an example of such binary optics. Reference numeral 101 denotes a diffractive optical element. FIG. 9 shows a cross-sectional shape of the element 101 at the position of the line 102 in FIG. The diffraction efficiency of the first-order diffracted light can secure 95% or more in the case of 8-level binary optics as shown in FIG.

【0007】ここで近似の度合いを高めたり、回折光学
素子に大きなパワーを持たせるためには、回折光学素子
の周期構造のピッチは可能な限り小さいことが望まし
く、高性能な回折光学素子を得るために半導体製造で培
われたリソグラフィ技術が使用されている。このよう
な、回折光学素子はリソグラフィ工程を経て加工するた
めに、完成した素子は薄い板状である。
Here, in order to increase the degree of approximation or to give the diffractive optical element a large power, it is desirable that the pitch of the periodic structure of the diffractive optical element is as small as possible, and a high-performance diffractive optical element is obtained. Therefore, lithography technology cultivated in semiconductor manufacturing is used. Since such a diffractive optical element is processed through a lithography process, the completed element has a thin plate shape.

【0008】この薄い板状の、回折光学素子の周縁部
に、その素子よりも厚いリング形状の保持部材(以後、
これを「セル」と呼ぶ)を接合して一体化することによ
り必要な強度を確保し、投影光学系の鏡筒に回折光学素
子を組み込む際には、このセルごと鏡筒で保持すること
が考えられている。この際、セルの位置決めはセルの外
径を基準として行なう。
[0008] A ring-shaped holding member (hereinafter referred to as a thicker than the thin plate-shaped diffractive optical element) is provided on the periphery of the diffractive optical element.
This is called a "cell") to secure the required strength by joining and integrating, and when incorporating a diffractive optical element into the projection optical system barrel, this cell can be held together with the barrel. It is considered. At this time, the positioning of the cell is performed based on the outer diameter of the cell.

【0009】このように、回折光学素子に上記のセルを
接合する際には、セルの中心と回折光学素子の中心を高
い精度で一致させる必要があり、万一セルの中心と回折
光学素子の中心が一致していない場合には、光学系に組
み込んだ際にいわゆる偏心誤差が生じて収差により光学
系全体の性能を低下させてしまうことになる。
As described above, when the above cell is bonded to the diffractive optical element, the center of the cell and the center of the diffractive optical element must coincide with high accuracy. If the centers do not coincide, a so-called eccentric error occurs when the optical system is incorporated into the optical system, and the performance of the entire optical system is reduced due to aberration.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のセル
等の他の物品とアライメントし易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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a diffractive optical element which can be easily aligned with another article such as the above-mentioned cell, and an optical system having the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の回折光
学素子は、波長λの光を回折する回折面と、マークとを
有する回折光学素子であって、該マークは該波長λの光
のうち、該マークを通過する光線と該マークの周囲を通
過する光線との間に該λの整数倍の位相差が生じ、該波
長λとは異なる波長λ′の光のうち該マークを通過する
光線と該マークの周囲を通過する光線との間に該λ′の
整数倍の位相差が生じない形状を備えていることを特徴
としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a diffractive optical element having a diffraction surface for diffracting light having a wavelength of λ and a mark, wherein the mark is a light having a wavelength of λ. Of the light passing through the mark and the light passing around the mark generate a phase difference of an integral multiple of λ, and the light having a wavelength λ ′ different from the wavelength λ passes through the mark. And a light beam passing around the mark is provided with a shape that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′.

【0012】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記マークは前記回折面の中心又は該中心の近くに
あって且つ前記回折面に形成した凹部よりなり、該凹部
は、前記波長λの光のうちの前記マークを通過する光線
と前記マークの周囲を通過する光線との間に前記λの整
数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記マ
ークを通過する光線と前記マークの周囲を通過する光線
の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない深さを有す
ることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the mark is formed at a center of the diffraction surface or near the center and formed on the diffraction surface. Of the light passing through the mark and the light passing around the mark, a phase difference of an integral multiple of λ is generated, and the light of the wavelength λ ′ passing through the mark And a depth that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′ between light rays passing around the mark.

【0013】請求項3の発明は請求項1の発明におい
て、前記マークは前記回折面の中心又は該中心の近くに
あって且つ前記回折面に形成した凸部よりなり、該凸部
は、前記波長λの光のうちの前記マークを通過する光線
と前記マークの周囲を通過する光線との間に前記λの整
数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記マ
ークを通過する光線と前記マークの周囲を通過する光線
の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない高さを有す
ることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the mark is formed at a center of the diffraction surface or near the center and formed on the diffraction surface. A phase difference of an integral multiple of the λ is generated between a light beam passing through the mark and a light beam passing around the mark of the light of the wavelength λ, and passes through the mark of the light of the wavelength λ ′. And a light beam passing around the mark has a height that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′.

【0014】請求項4の発明は請求項1の発明におい
て、前記回折面と前記マークとは、前記波長λと前記波
長λ′の各光線を透過させることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the diffraction surface and the mark transmit each light beam of the wavelength λ and the wavelength λ '.

【0015】請求項5の発明の回折光学素子は、波長λ
の光を回折する回折面と、マークとを有する回折光学素
子であって、該マークは該波長λの光のうち、該マーク
で反射する光線と該マークの周囲で反射する光線との間
に該λの整数倍の位相差が生じ、該波長λとは異なる波
長λ′の光のうち該マークで反射する光線と該マークの
周囲で反射する光線との間に該λ′の整数倍の位相差が
生じない形状を備えていることを特徴としている。
The diffractive optical element according to the present invention has a wavelength λ.
A diffractive optical element having a diffraction surface that diffracts light of the wavelength and a mark, wherein the mark is formed between a light reflected by the mark and a light reflected around the mark among the lights of the wavelength λ. A phase difference of an integral multiple of the λ occurs, and a light having a wavelength λ ′ different from the wavelength λ has an integer multiple of the λ ′ between a light ray reflected at the mark and a light ray reflected around the mark. It is characterized by having a shape that does not cause a phase difference.

【0016】請求項6の発明は請求項5の発明におい
て、前記マークは前記回折面の中心又は該中心の近くに
あって且つ前記回折面に形成した凹部よりなり、該凹部
は、前記波長λの光のうちの前記マークで反射する光線
と前記マークの周囲で反射する光線との間に前記λの整
数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記マ
ークで反射する光線と前記マークの周囲で反射する光線
の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない深さを有す
ることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the mark is formed at a center of the diffraction surface or near the center and formed on the diffraction surface, and the recess is formed at the wavelength λ. Of the light reflected at the mark and the light reflected at the periphery of the mark have a phase difference of an integral multiple of λ, and the light of the wavelength λ ′ reflected at the mark And a depth that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′ between light rays reflected around the mark.

【0017】請求項7の発明は請求項5の発明におい
て、前記マークは前記回折面の中心又は該中心の近くに
あって且つ前記回折面に形成した凸部よりなり、該凸部
は、前記波長λの光のうちの前記マークで反射する光線
と前記マークの周囲で反射する光線との間に前記λの整
数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記マ
ークで反射する光線と前記マークの周囲で反射する光線
の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない高さを有す
ることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention of the fifth aspect, the mark is formed at a center of the diffraction surface or near the center and formed on the diffraction surface. A phase difference of an integral multiple of the λ is generated between the light beam reflected by the mark and the light beam reflected around the mark of the light of the wavelength λ, and reflected by the mark of the light of the wavelength λ ′. And a height at which a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur between the light beam reflected and the light beam reflected around the mark.

【0018】請求項8の発明は請求項5の発明におい
て、前記回折面と前記マークとは、前記波長λと前記波
長λ′の各光線で反射させることを特徴としている。
An eighth aspect of the present invention is characterized in that, in the fifth aspect of the present invention, the diffractive surface and the mark are reflected by the light beams having the wavelengths λ and λ ′.

【0019】請求項9の発明は請求項1又は5の発明に
おいて、前記回折面はbinary opticsであり、前記回折
面と前記マークとはリソグラフィー法によって形成され
たものであることを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first or fifth aspect, the diffractive surface is binary optics, and the diffractive surface and the mark are formed by lithography.

【0020】請求項10の発明は請求項1又は5の発明
において、前記回折面と前記マークとが形成してある基
板は、金属環により保持されていることを特徴としてい
る。
According to a tenth aspect of the present invention, in the first or the fifth aspect, the substrate on which the diffraction surface and the mark are formed is held by a metal ring.

【0021】請求項11の発明は請求項1又は5の発明
において、前記マークは前記回折面の中心にあって、前
記マークが前記金属環の外周の中心位置にあることを特
徴としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the first or fifth aspect, the mark is located at the center of the diffraction surface, and the mark is located at the center of the outer periphery of the metal ring.

【0022】請求項12の発明は請求項11の発明にお
いて、前記波長λ′の光を用いて前記マークを検出する
ことで前記マークの位置を確認しつつ前記マークの位置
と前記中心位置の位置合わせが行われて、両者が一致さ
せてあることを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in accordance with the eleventh aspect of the present invention, the position of the mark and the position of the center position are detected while detecting the position of the mark by using the light having the wavelength λ '. Matching is performed, and the two are matched.

【0023】請求項13の発明の光学素子は、波長λの
光を反射又は屈折する光学面と、マークとを有する光学
素子であって、該マークは該波長λの光のうち、該マー
クを通過する光線と該マークの周囲を通過する光線との
間に該λの整数倍の位相差が生じ、該波長λとは異なる
波長λ′の光のうち該マークを通過する光線と該マーク
の周囲を通過する光線との間に該λ′の整数倍の位相差
が生じない形状を備えていることを特徴としている。
An optical element according to a thirteenth aspect of the present invention is an optical element having an optical surface for reflecting or refracting light having a wavelength of λ and a mark. A phase difference of an integral multiple of λ is generated between the light beam passing therethrough and the light beam passing around the mark, and the light beam passing through the mark and the light beam having a wavelength λ ′ different from the wavelength λ It is characterized in that it has a shape that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′ with a light beam passing therearound.

【0024】請求項14の発明は請求項13の発明にお
いて、前記マークは前記光学面の中心又は該中心の近く
にあって且つ前記光学面に形成した凹部よりなり、該凹
部は、前記波長λの光のうちの前記マークを通過する光
線と前記マークの周囲を通過する光線との間に前記λの
整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記
マークを通過する光線と前記マークの周囲を通過する光
線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない深さを有
することを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the mark is formed at a center of the optical surface or near the center and formed on the optical surface, and the concave is formed by the wavelength λ. Of the light passing through the mark and the light passing around the mark, a phase difference of an integral multiple of λ is generated, and the light of the wavelength λ ′ passing through the mark And a depth that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′ between light rays passing around the mark.

【0025】請求項15の発明は請求項13の発明にお
いて、前記マークは前記光学面の中心又は該中心の近く
にあって且つ前記光学面に形成した凸部よりなり、該凸
部は、前記波長λの光のうちの前記マークを通過する光
線と前記マークの周囲を通過する光線との間に前記λの
整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記
マークを通過する光線と前記マークの周囲を通過する光
線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない高さを有
することを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the invention of the thirteenth aspect, the mark is formed at a center of the optical surface or near the center and formed on the optical surface. A phase difference of an integral multiple of the λ is generated between a light beam passing through the mark and a light beam passing around the mark of the light of the wavelength λ, and passes through the mark of the light of the wavelength λ ′. And a light beam passing around the mark has a height that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′.

【0026】請求項16の発明は請求項13の発明にお
いて、前記光学面と前記マークとは、前記波長λと前記
波長λ′の各光線を透過させることを特徴としている。
In a sixteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the optical surface and the mark transmit each light beam of the wavelength λ and the wavelength λ '.

【0027】請求項17の発明の光学素子は、波長λの
光を反射又は屈折する光学面と、マークとを有する光学
素子であって、該マークは該波長λの光のうち、該マー
クで反射する光線と該マークの周囲で反射する光線との
間に該λの整数倍の位相差が生じ、該波長λとは異なる
波長λ′の光のうち該マークで反射する光線と該マーク
の周囲で反射する光線との間に該λ′の整数倍の位相差
が生じない形状を備えていることを特徴としている。
An optical element according to a seventeenth aspect of the present invention is an optical element having an optical surface that reflects or refracts light having a wavelength λ and a mark, wherein the mark is one of the marks of the light having the wavelength λ. A phase difference of an integral multiple of λ is generated between the reflected light beam and the light beam reflected around the mark, and the light reflected at the mark and the light of the wavelength λ ′ different from the wavelength λ It is characterized in that it has a shape in which a phase difference of an integral multiple of λ ′ does not occur between light rays reflected from the surroundings.

【0028】請求項18の発明は請求項17の発明にお
いて、前記マークは前記光学面の中心又は該中心の近く
にあって且つ前記光学面に形成した凹部よりなり、該凹
部は、前記波長λの光のうちの前記マークで反射する光
線と前記マークの周囲で反射する光線との間に前記λの
整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記
マークで反射する光線と前記マークの周囲で反射する光
線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない深さを有
することを特徴としている。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention according to the seventeenth aspect, the mark comprises a concave portion formed at or near the center of the optical surface and formed on the optical surface, wherein the concave portion has the wavelength λ. Of the light reflected at the mark and the light reflected at the periphery of the mark have a phase difference of an integral multiple of λ, and the light of the wavelength λ ′ reflected at the mark And a depth that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′ between light rays reflected around the mark.

【0029】請求項19の発明は請求項17の発明にお
いて、前記マークは前記光学面の中心又は該中心の近く
にあって且つ前記光学面に形成した凸部よりなり、該凸
部は、前記波長λの光のうちの前記マークで反射する光
線と前記マークの周囲で反射する光線との間に前記λの
整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のうちの前記
マークで反射する光線と前記マークの周囲で反射する光
線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない高さを有
することを特徴としている。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the invention of the seventeenth aspect, the mark is formed at a center of the optical surface or near the center and formed on the optical surface. A phase difference of an integral multiple of the λ is generated between the light beam reflected by the mark and the light beam reflected around the mark of the light of the wavelength λ, and reflected by the mark of the light of the wavelength λ ′. And a height at which a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur between the light beam reflected and the light beam reflected around the mark.

【0030】請求項20の発明は請求項17の発明にお
いて、前記光学面と前記マークとは、前記波長λと前記
波長λ′の各光線で反射させることを特徴としている。
A twentieth aspect of the present invention is characterized in that, in the seventeenth aspect, the optical surface and the mark are reflected by the light beams of the wavelength λ and the wavelength λ '.

【0031】請求項21の発明は請求項13又は17の
発明において、前記光学面はbinaryopticsであり、前記
光学面と前記マークとはリソグラフィー法によって形成
されたものであることを特徴としている。
According to a twenty-first aspect, in the thirteenth or seventeenth aspect, the optical surface is a binary optics, and the optical surface and the mark are formed by a lithography method.

【0032】請求項22の発明は請求項13又は17の
発明において、前記光学面と前記マークとが形成してあ
る基板は、金属環により保持されていることを特徴とし
ている。
The invention of claim 22 is the invention of claim 13 or 17, wherein the substrate on which the optical surface and the mark are formed is held by a metal ring.

【0033】請求項23の発明は請求項13又は17の
発明において、前記マークは前記光学面の中心にあっ
て、前記マークが前記金属環の外周の中心位置にあるこ
とを特徴としている。
According to a twenty-third aspect, in the thirteenth or seventeenth aspect, the mark is located at the center of the optical surface, and the mark is located at the center of the outer periphery of the metal ring.

【0034】請求項24の発明は請求項23の発明にお
いて、前記波長λ′の光を用いて前記マークを検出する
ことで前記マークの位置を確認しつつ前記マークの位置
と前記中心位置の位置合わせが行われて、両者が一致さ
せてあることを特徴としている。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the twenty-third aspect of the present invention, the position of the mark and the position of the center position are detected while detecting the position of the mark by using the light having the wavelength λ '. Matching is performed, and the two are matched.

【0035】請求項25の発明の光学系は、請求項1か
ら24のいずれか1項の回折光学素子を有することを特
徴としている。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, an optical system includes the diffractive optical element according to any one of the first to twenty-fourth aspects.

【0036】請求項26の発明の投影露光装置は、請求
項25の投影光学系によりあるパターンを基板上に投影
することを特徴としている。
According to a twenty-sixth aspect of the invention, a projection exposure apparatus projects a certain pattern on a substrate by the projection optical system according to the twenty-fifth aspect.

【0037】請求項27の発明のデバイスの製造方法
は、請求項26の投影露光装置によりデバイスパターン
で基板を露光する段階と、該露光した基板を現像する段
階とを有することを特徴としている。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a device, comprising the steps of exposing a substrate to a device pattern using the projection exposure apparatus of the twenty-sixth aspect, and developing the exposed substrate.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】図1(A),(B)は本発明の回
折光学素子(光学素子)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
ル形状等の回折格子を設けた回折格子部11と、その中
央部に形成したアライメントマーク(マーク)2とを有
している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1A and 1B are a front view and a sectional view of a main part of a first embodiment of a diffractive optical element (optical element) according to the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a diffractive optical element, which includes a diffraction grating portion 11 provided with a diffraction grating having a binary shape (step shape), a kinoform shape, a Fresnel shape, or the like, and an alignment mark (mark) 2 formed at the center thereof. have.

【0039】本実施形態は透過型の回折光学素子1とし
て示しているが反射型の光学素子にも本発明は適用可能
である。
Although the present embodiment is shown as a transmission type diffractive optical element 1, the present invention can be applied to a reflection type optical element.

【0040】本実施形態の回折光学素子1は、図1
(B)に示すとおり、その使用波長λ(設計波長)及び
基板4の材質の波長λに対する屈折率nに対して所望の
微小な開口aと高さ(深さ)yがそこを通過する光線
(波長λ)がその周辺部を通過する光線(波長λ)との
間で略mλ/(n−1)[mは整数]の位相差を有する
ようなアライメントマーク2を、その回折光学素子1の
中心や中心近傍等の回折光学素子の構造上の使用波長λ
の光が通過する領域内の所望の位置に配置している。
The diffractive optical element 1 of the present embodiment is similar to that of FIG.
As shown in (B), a light beam passing therethrough has a desired minute opening a and a desired height (depth) y with respect to its used wavelength λ (design wavelength) and the refractive index n for the wavelength λ of the material of the substrate 4. An alignment mark 2 whose (wavelength λ) has a phase difference of approximately mλ / (n−1) [m is an integer] between a light beam (wavelength λ) passing through the periphery thereof and the diffractive optical element 1 Wavelength λ at the center or near the center of the diffractive optical element
At a desired position in a region through which the light passes.

【0041】上記の使用波長λに対して、アライメント
マーク2による位相ずれ(位相差)が周辺領域に対して
2πの整数倍であることで、光学系に組み込んで使用す
る際には、実質的にアライメントマークが存在しないの
と等価な効果を有する。
Since the phase shift (phase difference) due to the alignment mark 2 is an integral multiple of 2π with respect to the peripheral region with respect to the above used wavelength λ, it is substantially used when incorporated in an optical system. Has an effect equivalent to the absence of an alignment mark.

【0042】尚、深さ(高さ)が略mλ/(n−1)と
は理想値に対して±30%の範囲内を言う。
Note that the depth (height) of approximately mλ / (n-1) is within ± 30% of the ideal value.

【0043】また、本実施形態に係る回折光学素子の中
心の位置決めの際には、実質的にアライメントマークが
存在するように使用波長λとは異なる波長λ′(アライ
メント波長)で尚且つ略mλ′/(n′−1)を満たさ
ない(n′はλ′に対する屈折率)アライメント光を用
いて、アライトメンマーク2およびその近傍からの波面
と参照平面波を干渉させて、このマークの位置を検出す
ることでセルの中心に対する回折光学素子1の中心位置
決めを高精度に行なっている。
When positioning the center of the diffractive optical element according to the present embodiment, the wavelength λ '(alignment wavelength) different from the used wavelength λ and substantially mλ are used so that the alignment mark exists substantially. '/ (N'-1) is not satisfied (n' is the refractive index for λ '), and the alignment plane and the wavefront from the vicinity thereof are caused to interfere with the reference plane wave. By detecting, the center of the diffractive optical element 1 with respect to the center of the cell is positioned with high accuracy.

【0044】また、本実施形態に係る回折光学素子にセ
ルを接合した後に、必要に応じて上記アライメントマー
ク2を用いてセルを加工してセルの鏡筒への中心位置決
めを行なってもいい。
After the cell is bonded to the diffractive optical element according to the present embodiment, the cell may be processed by using the alignment mark 2 as necessary, and the center of the cell may be positioned in the lens barrel.

【0045】アライメントマーク2を回折光学素子1の
中心に配置することは、従来では光学系に組み込んで使
用する際に、散乱や不要回折光が生じるために避けられ
てきた。しかし設計波長λに対して深さを前述のように
設定することにより、アライメントマークの近傍を通過
する波面とアライメントマークの中央を通過する波面の
位相差は、波数をk=2π/λ、基板の厚みをdとして
The arrangement of the alignment mark 2 at the center of the diffractive optical element 1 has conventionally been avoided because it causes scattering and unnecessary diffracted light when used in an optical system. However, by setting the depth with respect to the design wavelength λ as described above, the phase difference between the wavefront passing near the alignment mark and the wavefront passing through the center of the alignment mark is represented by the wave number k = 2π / λ, Where d is the thickness of

【0046】[0046]

【数1】 (Equation 1)

【0047】となり、2πの整数倍となるから、位相差
がないのと等価となり、実質的にはアライメントマーク
が存在しないものとして扱うことが可能となる。例え
ば、ArFエキシマレーザ光を用いる光学系にこの回折
光学素子を組み込む場合には、基板として合成石英を用
いるならば、屈折率n=1.56、設計波長λ=0.1
93μmとなり、アライメントマーク2の微小開口の直
径を、例えば1μm程度で、深さが3.45μmとすれ
ばよい。
Since this is an integral multiple of 2π, it is equivalent to the absence of a phase difference, and it can be treated as if there is substantially no alignment mark. For example, when this diffractive optical element is incorporated in an optical system using ArF excimer laser light, if synthetic quartz is used as the substrate, the refractive index n = 1.56 and the design wavelength λ = 0.1
The diameter of the fine opening of the alignment mark 2 may be, for example, about 1 μm and the depth may be 3.45 μm.

【0048】このようなアライメントマークは円形開口
の穴に限らず、例えば図2(A),(B)に示すよう
に、円柱状の突起23でもよい。この場合も前述と同
様、この回折光学素子1の基板24の厚さをdとし、基
板24を構成する硝材の相対屈折率をnとする。このと
きアライメントマーク21は直径がaの円柱であり、そ
の高さhを略mλ/(n−1)[mは整数]としてい
る。
Such an alignment mark is not limited to a hole having a circular opening, but may be, for example, a columnar projection 23 as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B). In this case, as described above, the thickness of the substrate 24 of the diffractive optical element 1 is d, and the relative refractive index of the glass material forming the substrate 24 is n. At this time, the alignment mark 21 is a column having a diameter a, and the height h is set to approximately mλ / (n−1) [m is an integer].

【0049】このときアライメントマーク21の近傍
(周辺部)を通過する波面とアライメントマークの中央
を通過する波面の位相差は、図1で示した場合と同様に
2πの整数倍となるから、位相差がないのと等価とな
り、設計波長λで使用するにあたっては、実質的にはア
ライメントマークが存在しないものとして扱うことが可
能となる。
At this time, the phase difference between the wavefront passing near the alignment mark 21 (peripheral portion) and the wavefront passing the center of the alignment mark is an integral multiple of 2π as in the case shown in FIG. This is equivalent to the absence of a phase difference, and when used at the design wavelength λ, it can be handled as if there is substantially no alignment mark.

【0050】また、上記に示すアライメントマークの断
面形状は円形以外の形状でもよく、例えば図3に示すよ
うな十字状のマーク31でもよい。回折光学素子1の中
心やその近くに設けた凹や凸のアライメントマーク31
の形状の深さや高さが略mλ/(n−1)[mは整数]
とした穴や突起としてもよい。
The cross-sectional shape of the alignment mark described above may be a shape other than a circle, and may be, for example, a cross mark 31 as shown in FIG. A concave or convex alignment mark 31 provided at or near the center of the diffractive optical element 1
Is approximately mλ / (n-1) [m is an integer]
Holes and protrusions may be used.

【0051】図4は本発明の、アライメントマークを備
える光学素子の中心とセルの中心を一致させる方法につ
いての説明図である。同図は回折光学素子1にセル51
を接合した例の要部概略図を示している。
FIG. 4 is an explanatory view of a method of aligning the center of an optical element having an alignment mark with the center of a cell according to the present invention. The figure shows a cell 51 in the diffractive optical element 1.
FIG. 3 is a schematic view of a main part of an example in which are bonded.

【0052】同図においてセル51は回折光学素子1よ
りも厚いリング形状の保持部材から成っている。52は
セル51と回折光学素子1を接合するための固定用リン
グである。2は回折光学素子1の中央部に設けたアライ
メントマークである。
In the figure, a cell 51 is formed of a ring-shaped holding member thicker than the diffractive optical element 1. Reference numeral 52 denotes a fixing ring for joining the cell 51 and the diffractive optical element 1. Reference numeral 2 denotes an alignment mark provided at the center of the diffractive optical element 1.

【0053】図4においては、セル51の中心と回折光
学素子1の中心は一致しており、このような状態に接合
して初めて、光学系の鏡筒内にセルごと光学素子を組み
込むことが可能となる。このような状態になるようにセ
ルを接合する方法について図5を用いて説明する。
In FIG. 4, the center of the cell 51 and the center of the diffractive optical element 1 coincide with each other, and it is not possible to incorporate the optical element together with the cell into the lens barrel of the optical system only after joining in such a state. It becomes possible. A method for joining cells in such a state will be described with reference to FIGS.

【0054】図5は回折光学素子1のアライメントマー
ク(マーク)2の位置を検出し、そのマーク2の中心の
位置を回転中心としてセル51ごと回転させながらその
一部(偏心部分)を削り取り、中心出しを行なう方法に
ついての説明図である。
FIG. 5 shows the position of the alignment mark (mark) 2 of the diffractive optical element 1, and a part (eccentric part) is cut off while rotating the cell 51 with the center position of the mark 2 as the center of rotation. It is explanatory drawing about the method of performing centering.

【0055】同図において、61は設計波長λとは異な
る波長λ′の平面波を射出する光源、62はセルを保持
して回転させるための回転ステージ、63はセル51を
削るためのブレード、64はアライメントマーク2を検
出するための検出系である。また、ここではアライメン
トマーク2は図1で示したような開口部が円形で深さが
mλ/(n−1)[mは整数]とした穴より形成してい
る。
In the figure, reference numeral 61 denotes a light source for emitting a plane wave having a wavelength λ 'different from the design wavelength λ; 62, a rotary stage for holding and rotating the cell; 63, a blade for shaving the cell 51; Is a detection system for detecting the alignment mark 2. Further, here, the alignment mark 2 is formed by a hole having a circular opening and a depth of mλ / (n−1) [m is an integer] as shown in FIG.

【0056】以下に中心出しの方法について順を追って
説明する。
The centering method will be described below step by step.

【0057】まず最初に、回折光学素子1にセル51を
接合し、固定用リング52にて固定する。このようにし
て取付けたセルを回転ステージ62に固定する。次に光
源61から波長λ′(λ′≠mλ′/(n′−1))
(mは整数)の平面波を照明光として回折光学素子1の
中心近傍に照射する。このとき、アライメントマーク2
は、その近傍で光学素子の設計波長λに対して位相が2
πの整数倍になるように設計されていて、且つλ′≠m
λ′/(n′−1)であることから、波長λとは異なる
アライメント波長λ′の平面波を照射した場合にはアラ
イメントマーク2の部分を通過する光線とこの部分の周
囲の部分を通過する光線との間では位相のずれが生じ
る。
First, the cell 51 is joined to the diffractive optical element 1 and fixed with a fixing ring 52. The cell thus attached is fixed to the rotary stage 62. Next, the wavelength λ ′ (λ ′ ≠ mλ ′ / (n′−1)) from the light source 61
A (m is an integer) plane wave is applied to the vicinity of the center of the diffractive optical element 1 as illumination light. At this time, alignment mark 2
Has a phase of 2 in the vicinity with respect to the design wavelength λ of the optical element.
is designed to be an integral multiple of π, and λ '≠ m
Since λ ′ / (n′−1), when a plane wave having an alignment wavelength λ ′ different from the wavelength λ is applied, a light beam passing through the alignment mark 2 and a portion surrounding this portion are passed. A phase shift occurs with the light beam.

【0058】その結果、検出系64の検出面において
も、アライメントマーク2を透過した平面波とアライメ
ントマーク2の周囲を透過した平面波とでの位相ずれが
生じており、これらの平面波と、不図示の波長λ′の参
照平面波とを検出光学系の検出面において干渉させるこ
とで、高コントラスト像としてのアライメントマークの
像を形成し、その位置を検出することが可能となる。
As a result, also on the detection surface of the detection system 64, a phase shift occurs between the plane wave transmitted through the alignment mark 2 and the plane wave transmitted around the alignment mark 2. By causing the reference plane wave of the wavelength λ ′ to interfere with the detection surface of the detection optical system, an image of the alignment mark as a high contrast image can be formed and its position can be detected.

【0059】また、位相差顕微鏡を検出系として用いる
ことでも、アライメントマーク2の位置を高精度に検出
できる。
Also, the position of the alignment mark 2 can be detected with high accuracy by using a phase contrast microscope as a detection system.

【0060】このようにしてアライメントマーク2を検
出した後、回転ステージ62を不図示のXYステージに
より駆動することで、回転ステージの回転中心であると
ころの検出系64の中心とアライメントマーク2の中心
を一致させる。そして、その状態を保持しつつ、回転ス
テージ62を回転させる。
After the alignment mark 2 is detected in this manner, the rotation stage 62 is driven by an XY stage (not shown), so that the center of the detection system 64, which is the rotation center of the rotation stage, and the center of the alignment mark 2 To match. Then, the rotation stage 62 is rotated while maintaining that state.

【0061】そしてステージ62を回転させた状態でブ
レード63をゆっくりとセル51に近付けることで、図
6の65に示すような偏心している偏心部分を削り取
り、結果としてセル51の中心をアライメントマーク2
の中心に一致するように加工する。このために、セル5
1はあらかじめ所望の大きさよりも大きいものを接合し
ておく必要がある。
Then, the blade 63 is slowly brought close to the cell 51 while the stage 62 is rotated, so that an eccentric portion as shown at 65 in FIG. 6 is scraped off. As a result, the center of the cell 51 is aligned with the alignment mark 2.
Process to match the center of For this, cell 5
For 1, it is necessary to join a material larger than a desired size in advance.

【0062】このようにして図6の偏心部分65が削り
取られた後のセル51は、前述した図4の状態と同じに
なっており、これを所望の光学系の鏡筒に組み込むこと
で、高精度な光軸合わせを可能としている。
The cell 51 after the eccentric portion 65 of FIG. 6 has been scraped off in this way is in the same state as that of FIG. 4 described above. By incorporating this into a lens barrel of a desired optical system, Highly accurate optical axis alignment is possible.

【0063】図7は本発明の光学素子を有した光学系を
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の要部概略図である。
FIG. 7 shows that the optical system having the optical element of the present invention is used in a lithography step of a process for manufacturing devices such as semiconductor devices such as ICs and LSIs, imaging devices such as CCDs, and display devices such as liquid crystal panels. 1 is a schematic view of a main part of an embodiment applied to a projection exposure apparatus to be used.

【0064】同図において、71は光源、72はレチク
ル、73は投影光学系78のレンズ鏡筒、74はレン
ズ、1は本発明の回折光学素子、76はウエハ、77は
ウエハステージである。
In the figure, 71 is a light source, 72 is a reticle, 73 is a lens barrel of a projection optical system 78, 74 is a lens, 1 is a diffractive optical element of the present invention, 76 is a wafer, and 77 is a wafer stage.

【0065】回折光学素子1は、例えば実施形態1より
成っているもので、レンズ74の色収差を補正するよう
に設けてある。ウエハステージ77によってウエハ76
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71
からの照明光によってレチクルを照明し、レチクル72
の上の回路パターンを投影光学系78によってウエハ7
6のレジスト上に投影露光する。
The diffractive optical element 1 is composed of, for example, the first embodiment, and is provided so as to correct the chromatic aberration of the lens 74. The wafer 76 is moved by the wafer stage 77.
Is positioned at a desired position, and the wafer height is adjusted to the focus position by focus detection means (not shown). Here, a reticle is aligned with a mark of a lower layer which has already been exposed on the wafer by a detection system (not shown) as necessary. When the focus and the alignment are completed, the shutter (not shown) is opened, and the light source 71 is opened.
The reticle is illuminated with illumination light from
Of the circuit pattern on the wafer 7 by the projection optical system 78
6 is exposed on the resist.

【0066】こうして露光したウエハ76は公知の現像
処理工程やエッチング工程等を介して複数のデバイスと
なる。本発明に係る光学素子を有した光学系は画像形成
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。また本発明の光学素子としては、回折光
学素子以外にも各種屈折素子や各種反射素子がある。
The wafer 76 thus exposed becomes a plurality of devices through a known developing process and etching process. The optical system having the optical element according to the present invention can be similarly applied to an optical device for image formation, an illumination device for illumination, and the like. Further, as the optical element of the present invention, there are various refractive elements and various reflective elements other than the diffractive optical element.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明によれば、セル等の他の物品とア
ライメントし易い光学素子及びそれを用いた光学系を達
成することができる。
According to the present invention, an optical element which can be easily aligned with another article such as a cell, and an optical system using the same can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の回折光学素子の実施形態1の要部断面
FIG. 1 is a sectional view of a principal part of a first embodiment of a diffractive optical element of the present invention.

【図2】本発明の回折光学素子の実施形態2の要部断面
FIG. 2 is a sectional view of a main part of a second embodiment of the diffractive optical element of the present invention.

【図3】本発明の回折光学素子の実施形態3の要部断面
FIG. 3 is a sectional view of a principal part of a third embodiment of the diffractive optical element of the present invention.

【図4】本発明の回折光学素子にセルを接合した概略図FIG. 4 is a schematic diagram in which a cell is bonded to the diffractive optical element of the present invention.

【図5】本発明の回折光学素子とセルの中心を一致させ
るための加工方法の要部概略図
FIG. 5 is a schematic view of a main part of a processing method for matching the center of a cell with a diffractive optical element of the present invention.

【図6】回折光学素子に設けたセルの偏心した一部を除
去する方法の説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of removing an eccentric part of a cell provided in a diffractive optical element.

【図7】本発明の回折光学素子を有した光学系の実施形
態の要部概略図
FIG. 7 is a schematic diagram of a main part of an embodiment of an optical system having a diffractive optical element of the present invention.

【図8】従来の回折光学素子の要部概略図FIG. 8 is a schematic diagram of a main part of a conventional diffractive optical element.

【図9】従来の回折光学素子の要部断面図FIG. 9 is a sectional view of a main part of a conventional diffractive optical element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回折光学素子 2,21,31 アライメントマーク 51 セル 61 照明光学系 62 回転ステージ 63 ブレード 64 検出光学系 101 回折光学素子 11 回折格子 4,24 基板 23 突起 52 固定用リング 65 偏心部分 71 光源 72 レチクル 73 投影光学系 74 レンズ 76 ウエハ 77 ウエハステージ 78 レンズ鏡筒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diffractive optical element 2, 21, 31 Alignment mark 51 Cell 61 Illumination optical system 62 Rotation stage 63 Blade 64 Detection optical system 101 Diffractive optical element 11 Diffraction grating 4, 24 Substrate 23 Projection 52 Fixing ring 65 Eccentric part 71 Light source 72 Reticle 73 Projection optical system 74 Lens 76 Wafer 77 Wafer stage 78 Lens barrel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/18 G02B 3/00 G02B 5/08 H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 5/18 G02B 3/00 G02B 5/08 H01L 21/027

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 波長λの光を回折する回折面と、マーク
とを有する回折光学素子であって、該マークは該波長λ
の光のうち、該マークを通過する光線と該マークの周囲
を通過する光線との間に該λの整数倍の位相差が生じ、
該波長λとは異なる波長λ′の光のうち該マークを通過
する光線と該マークの周囲を通過する光線との間に該
λ′の整数倍の位相差が生じない形状を備えていること
を特徴とする回折光学素子。
1. A diffractive optical element having a diffraction surface for diffracting light having a wavelength of λ and a mark, wherein the mark has a wavelength of λ.
Of the light, a phase difference of an integral multiple of the λ occurs between a light ray passing through the mark and a light ray passing around the mark,
The light having a wavelength λ ′ different from the wavelength λ has a shape such that a phase difference of an integral multiple of λ ′ does not occur between a light passing through the mark and a light passing around the mark. A diffractive optical element characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記マークは前記回折面の中心又は該中
心の近くにあって且つ前記回折面に形成した凹部よりな
り、該凹部は、前記波長λの光のうちの前記マークを通
過する光線と前記マークの周囲を通過する光線との間に
前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のう
ちの前記マークを通過する光線と前記マークの周囲を通
過する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない
深さを有することを特徴とする請求項1の回折光学素
子。
2. The mark comprises a concave portion formed at or near the center of the diffractive surface and formed on the diffractive surface, and the concave portion is a light beam of the light having the wavelength λ that passes through the mark. And a light beam passing around the mark has a phase difference of an integral multiple of λ, and a light beam having a wavelength λ ′ between a light beam passing through the mark and a light beam passing around the mark. 2. The diffractive optical element according to claim 1, wherein the optical element has a depth such that a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur.
【請求項3】 前記マークは前記回折面の中心又は該中
心の近くにあって且つ前記回折面に形成した凸部よりな
り、該凸部は、前記波長λの光のうちの前記マークを通
過する光線と前記マークの周囲を通過する光線との間に
前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のう
ちの前記マークを通過する光線と前記マークの周囲を通
過する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない
高さを有することを特徴とする請求項1の回折光学素
子。
3. The mark is formed at or near the center of the diffraction surface and includes a convex portion formed on the diffraction surface, and the convex portion passes through the mark of light of the wavelength λ. And a light ray passing around the mark, a phase difference of an integral multiple of λ is generated between the light ray passing through the mark and the light ray passing through the mark. 2. The diffractive optical element according to claim 1, wherein the height is such that a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur between the two.
【請求項4】 前記回折面と前記マークとは、前記波長
λと前記波長λ′の各光線を透過させることを特徴とす
る請求項1の回折光学素子。
4. The diffractive optical element according to claim 1, wherein the diffracting surface and the mark transmit each light beam of the wavelength λ and the light beam of the wavelength λ ′.
【請求項5】 波長λの光を回折する回折面と、マーク
とを有する回折光学素子であって、該マークは該波長λ
の光のうち、該マークで反射する光線と該マークの周囲
で反射する光線との間に該λの整数倍の位相差が生じ、
該波長λとは異なる波長λ′の光のうち該マークで反射
する光線と該マークの周囲で反射する光線との間に該
λ′の整数倍の位相差が生じない形状を備えていること
を特徴とする回折光学素子。
5. A diffractive optical element having a diffraction surface for diffracting light having a wavelength λ and a mark, wherein the mark has a wavelength of λ.
Of the light, a phase difference of an integral multiple of the λ is generated between a light ray reflected by the mark and a light ray reflected around the mark,
The light having a wavelength λ ′ different from the wavelength λ has a shape such that a phase difference of an integral multiple of λ ′ does not occur between a light beam reflected by the mark and a light beam reflected around the mark. A diffractive optical element characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 前記マークは前記回折面の中心又は該中
心の近くにあって且つ前記回折面に形成した凹部よりな
り、該凹部は、前記波長λの光のうちの前記マークで反
射する光線と前記マークの周囲で反射する光線との間に
前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のう
ちの前記マークで反射する光線と前記マークの周囲で反
射する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない
深さを有することを特徴とする請求項5の回折光学素
子。
6. The mark comprises a concave portion formed at or near the center of the diffractive surface and formed on the diffractive surface, wherein the concave portion is a light ray of the light having the wavelength λ reflected by the mark. And a light beam reflected around the mark causes a phase difference of an integral multiple of the λ, and a light beam of the wavelength λ ′ is reflected between the light beam reflected at the mark and the light beam reflected around the mark. 6. A diffractive optical element according to claim 5, wherein said optical element has a depth such that a phase difference of an integral multiple of said λ 'does not occur.
【請求項7】 前記マークは前記回折面の中心又は該中
心の近くにあって且つ前記回折面に形成した凸部よりな
り、該凸部は、前記波長λの光のうちの前記マークで反
射する光線と前記マークの周囲で反射する光線との間に
前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光のう
ちの前記マークで反射する光線と前記マークの周囲で反
射する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じない
高さを有することを特徴とする請求項5の回折光学素
子。
7. The mark is formed at or near the center of the diffraction surface and includes a convex portion formed on the diffraction surface, and the convex portion is reflected by the mark of light of the wavelength λ. A phase difference of an integral multiple of λ is generated between the light beam reflected and the light beam reflected around the mark, and the light beam reflected at the mark and the light beam reflected around the mark out of the light of the wavelength λ ′. 6. The diffractive optical element according to claim 5, wherein the height is such that a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur between the two.
【請求項8】 前記回折面と前記マークとは、前記波長
λと前記波長λ′の各光線で反射させることを特徴とす
る請求項5の回折光学素子。
8. The diffractive optical element according to claim 5, wherein the diffraction surface and the mark are reflected by the light beams of the wavelengths λ and λ ′.
【請求項9】 前記回折面はbinary opticsであり、前
記回折面と前記マークとはリソグラフィー法によって形
成されたものであることを特徴とする請求項1又は5の
回折光学素子。
9. The diffractive optical element according to claim 1, wherein the diffractive surface is binary optics, and the diffractive surface and the mark are formed by a lithography method.
【請求項10】 前記回折面と前記マークとが形成して
ある基板は、金属環により保持されていることを特徴と
する請求項1又は5の回折光学素子。
10. The diffractive optical element according to claim 1, wherein the substrate on which the diffraction surface and the mark are formed is held by a metal ring.
【請求項11】 前記マークは前記回折面の中心にあっ
て、前記マークが前記金属環の外周の中心位置にあるこ
とを特徴とする請求項1又は5の回折光学素子。
11. The diffractive optical element according to claim 1, wherein the mark is located at a center of the diffraction surface, and the mark is located at a center of an outer periphery of the metal ring.
【請求項12】 前記波長λ′の光を用いて前記マーク
を検出することで前記マークの位置を確認しつつ前記マ
ークの位置と前記中心位置の位置合わせが行われて、両
者が一致させてあることを特徴とする請求項11の回折
光学素子。
12. The position of the mark is aligned with the center position while detecting the position of the mark by detecting the mark by using the light having the wavelength λ ′. 12. The diffractive optical element according to claim 11, wherein:
【請求項13】 波長λの光を反射又は屈折する光学面
と、マークとを有する光学素子であって、該マークは該
波長λの光のうち、該マークを通過する光線と該マーク
の周囲を通過する光線との間に該λの整数倍の位相差が
生じ、該波長λとは異なる波長λ′の光のうち該マーク
を通過する光線と該マークの周囲を通過する光線との間
に該λ′の整数倍の位相差が生じない形状を備えている
ことを特徴とする光学素子。
13. An optical element having an optical surface that reflects or refracts light having a wavelength λ, and a mark, wherein the mark is a light beam that passes through the mark and a light around the mark out of the light having the wavelength λ. And a light beam passing through the mark and a light beam passing around the mark out of light having a wavelength λ ′ different from the wavelength λ. Wherein the optical element has a shape that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′.
【請求項14】 前記マークは前記光学面の中心又は該
中心の近くにあって且つ前記光学面に形成した凹部より
なり、該凹部は、前記波長λの光のうちの前記マークを
通過する光線と前記マークの周囲を通過する光線との間
に前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光の
うちの前記マークを通過する光線と前記マークの周囲を
通過する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じな
い深さを有することを特徴とする請求項13の光学素
子。
14. The mark is formed at or near the center of the optical surface and includes a concave portion formed on the optical surface, and the concave portion is a ray of light of the wavelength λ that passes through the mark. And a light beam passing around the mark has a phase difference of an integral multiple of λ, and a light beam having a wavelength λ ′ between a light beam passing through the mark and a light beam passing around the mark. 14. The optical element according to claim 13, wherein the optical element has a depth such that a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur.
【請求項15】 前記マークは前記光学面の中心又は該
中心の近くにあって且つ前記光学面に形成した凸部より
なり、該凸部は、前記波長λの光のうちの前記マークを
通過する光線と前記マークの周囲を通過する光線との間
に前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光の
うちの前記マークを通過する光線と前記マークの周囲を
通過する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じな
い高さを有することを特徴とする請求項13の光学素
子。
15. The mark is formed at or near the center of the optical surface and includes a convex portion formed on the optical surface, and the convex portion passes through the mark of light of the wavelength λ. And a light ray passing around the mark, a phase difference of an integral multiple of λ is generated between the light ray passing through the mark and the light ray passing through the mark. 14. The optical element according to claim 13, wherein the optical element has a height such that a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur between the two.
【請求項16】 前記光学面と前記マークとは、前記波
長λと前記波長λ′の各光線を透過させることを特徴と
する請求項13の光学素子。
16. The optical element according to claim 13, wherein said optical surface and said mark transmit each light beam of said wavelength λ and said wavelength λ ′.
【請求項17】 波長λの光を反射又は屈折する光学面
と、マークとを有する光学素子であって、該マークは該
波長λの光のうち、該マークで反射する光線と該マーク
の周囲で反射する光線との間に該λの整数倍の位相差が
生じ、該波長λとは異なる波長λ′の光のうち該マーク
で反射する光線と該マークの周囲で反射する光線との間
に該λ′の整数倍の位相差が生じない形状を備えている
ことを特徴とする光学素子。
17. An optical element having an optical surface that reflects or refracts light having a wavelength λ, and a mark, wherein the mark is a light beam reflected by the mark and a light beam around the mark of the light having the wavelength λ. A phase difference of an integral multiple of the λ is generated between the light reflected at the mark and the light reflected at the mark and the light reflected around the mark among lights having a wavelength λ ′ different from the wavelength λ. An optical element characterized in that the optical element has a shape that does not cause a phase difference of an integral multiple of λ ′.
【請求項18】 前記マークは前記光学面の中心又は該
中心の近くにあって且つ前記光学面に形成した凹部より
なり、該凹部は、前記波長λの光のうちの前記マークで
反射する光線と前記マークの周囲で反射する光線との間
に前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光の
うちの前記マークで反射する光線と前記マークの周囲で
反射する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じな
い深さを有することを特徴とする請求項17の光学素
子。
18. The mark comprises a concave portion formed at or near the center of the optical surface and formed on the optical surface, wherein the concave portion is a ray of light having the wavelength λ which is reflected by the mark. And a light beam reflected around the mark causes a phase difference of an integral multiple of the λ, and a light beam of the wavelength λ ′ is reflected between the light beam reflected at the mark and the light beam reflected around the mark. 18. The optical element according to claim 17, wherein the optical element has a depth such that a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur.
【請求項19】 前記マークは前記光学面の中心又は該
中心の近くにあって且つ前記光学面に形成した凸部より
なり、該凸部は、前記波長λの光のうちの前記マークで
反射する光線と前記マークの周囲で反射する光線との間
に前記λの整数倍の位相差が生じ、前記波長λ′の光の
うちの前記マークで反射する光線と前記マークの周囲で
反射する光線の間に前記λ′の整数倍の位相差が生じな
い高さを有することを特徴とする請求項17の光学素
子。
19. The mark includes a convex portion formed at or near the center of the optical surface and formed on the optical surface, and the convex portion is reflected by the mark of the light having the wavelength λ. A phase difference of an integral multiple of λ is generated between the light beam reflected and the light beam reflected around the mark, and the light beam reflected at the mark and the light beam reflected around the mark out of the light of the wavelength λ ′. 18. The optical element according to claim 17, wherein the optical element has a height such that a phase difference of an integral multiple of λ 'does not occur between the optical elements.
【請求項20】 前記光学面と前記マークとは、前記波
長λと前記波長λ′の各光線で反射させることを特徴と
する請求項17の回折光学素子。
20. The diffractive optical element according to claim 17, wherein the optical surface and the mark are reflected by the light beams of the wavelengths λ and λ ′.
【請求項21】 前記光学面はbinary opticsであり、
前記光学面と前記マークとはリソグラフィー法によって
形成されたものであることを特徴とする請求項13又は
17の回折光学素子。
21. The optical surface is binary optics,
18. The diffractive optical element according to claim 13, wherein the optical surface and the mark are formed by a lithography method.
【請求項22】 前記光学面と前記マークとが形成して
ある基板は、金属環により保持されていることを特徴と
する請求項13又は17の回折光学素子。
22. The diffractive optical element according to claim 13, wherein the substrate on which the optical surface and the mark are formed is held by a metal ring.
【請求項23】 前記マークは前記光学面の中心にあっ
て、前記マークが前記金属環の外周の中心位置にあるこ
とを特徴とする請求項13又は17の回折光学素子。
23. The diffractive optical element according to claim 13, wherein the mark is located at the center of the optical surface, and the mark is located at the center of the outer periphery of the metal ring.
【請求項24】 前記波長λ′の光を用いて前記マーク
を検出することで前記マークの位置を確認しつつ前記マ
ークの位置と前記中心位置の位置合わせが行われて、両
者が一致させてあることを特徴とする請求項23の回折
光学素子。
24. The position of the mark is aligned with the center position while detecting the position of the mark by detecting the mark by using the light of the wavelength λ ′. 24. The diffractive optical element according to claim 23, wherein:
【請求項25】 請求項1から24のいずれか1項の回
折光学素子を有することを特徴とする光学系。
25. An optical system comprising the diffractive optical element according to claim 1. Description:
【請求項26】 請求項25の投影光学系によりあるパ
ターンを基板上に投影することを特徴とする投影露光装
置。
26. A projection exposure apparatus, wherein a certain pattern is projected on a substrate by the projection optical system according to claim 25.
【請求項27】 請求項26の投影露光装置によりデバ
イスパターンで基板を露光する段階と、該露光した基板
を現像する段階とを有することを特徴とするデバイス製
造方法。
27. A device manufacturing method, comprising: exposing a substrate with a device pattern using the projection exposure apparatus according to claim 26; and developing the exposed substrate.
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