JP3335134B2 - 光学素子 - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置、撮影装
置、照明装置等に使用される光学素子に関するものであ
る。
置、照明装置等に使用される光学素子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】回折格子は従来から分光器の分光素子と
して使用されてきており、この分光素子の回折格子の形
状は鋸歯状の所謂ブレーズド形状であり、この回折格子
の回折効率は１００％に達するものもある。
して使用されてきており、この分光素子の回折格子の形
状は鋸歯状の所謂ブレーズド形状であり、この回折格子
の回折効率は１００％に達するものもある。
【０００３】また近年では、回折光学素子の回折格子と
して階段形状を有するバイナリオプティクス（ＢＯ）素
子が注目されており、色消し効果、非球面効果を有して
いるため、その発展に大きな期待が持たれている。
して階段形状を有するバイナリオプティクス（ＢＯ）素
子が注目されており、色消し効果、非球面効果を有して
いるため、その発展に大きな期待が持たれている。
【０００４】一般のスチールカメラ等の可視光線に適用
する回折光学素子は、金属の型材を用いたプラスチック
のモールド法やガラスのモールド法により製造が可能で
ある。しかし、紫外線等の波長の短い光線に適用させる
ためには、光の吸収が少ない紫外線用の硝材や、より微
細な加工精度が要求されるため、型加工法、モールド加
工法、レンズ材料等の技術の確立が困難である。また、
紫外線等の波長の短い光線に適用するＢＯレンズヘの要
求仕様は、現状のブレーズドタイプの加工限界つまり切
削加工限界を大幅に越えている。
する回折光学素子は、金属の型材を用いたプラスチック
のモールド法やガラスのモールド法により製造が可能で
ある。しかし、紫外線等の波長の短い光線に適用させる
ためには、光の吸収が少ない紫外線用の硝材や、より微
細な加工精度が要求されるため、型加工法、モールド加
工法、レンズ材料等の技術の確立が困難である。また、
紫外線等の波長の短い光線に適用するＢＯレンズヘの要
求仕様は、現状のブレーズドタイプの加工限界つまり切
削加工限界を大幅に越えている。
【０００５】そこで、石英に対し半導体製造用の紫外線
を用いたフォトリソグラフィ技術とドライエッチング加
工技術を用いた手法が考案され、それにより高精度の微
細加工が或る程度可能となっている。
を用いたフォトリソグラフィ技術とドライエッチング加
工技術を用いた手法が考案され、それにより高精度の微
細加工が或る程度可能となっている。
【０００６】しかし、希望するＢＯレンズのサイズが直
径２０ｍｍ程度であれば、３枚のクロムマスクを用いた
各１回の露光、即ち合計３回の露光と各３回のフォトリ
ソグラフィプロセスとドライエッチングプロセスの繰り
返しにより製造が可能であるが、実際に半導体用縮小露
光焼付装置（ステッパー）に適用するための直径２００
ｍｍ程度のＢＯレンズを製作するためには、１００近い
分割が必要となり、分割に応じてマスクの数が増加し少
なくとも１５枚のマスクが必要とされる。このように、
製造工数の増加と複雑な工程はＢＯ素子の生産性の低下
とコストアップにつながる。
径２０ｍｍ程度であれば、３枚のクロムマスクを用いた
各１回の露光、即ち合計３回の露光と各３回のフォトリ
ソグラフィプロセスとドライエッチングプロセスの繰り
返しにより製造が可能であるが、実際に半導体用縮小露
光焼付装置（ステッパー）に適用するための直径２００
ｍｍ程度のＢＯレンズを製作するためには、１００近い
分割が必要となり、分割に応じてマスクの数が増加し少
なくとも１５枚のマスクが必要とされる。このように、
製造工数の増加と複雑な工程はＢＯ素子の生産性の低下
とコストアップにつながる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のＢＯ素子の表面
には微細な加工が施してあるため、取り扱いに非常に注
意を要する。更に、最近ではＢＯ素子の応用される機器
の１つである投影露光装置の光学系の汚染が問題となっ
てきており、ＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）レーザー、Ａｒ
Ｆ（λ＝１９４ｎｍ）レーザー、そしてＦ2（λ＝１５
７ｎｍ）レーザーからのレーザー光のような高エネルギ
の光線を露光に使用することにより、周囲の雰囲気等の
影響によりＢＯ素子の表面に汚染物質が析出、堆積する
ことがある。また、従来のクリーンルームは塵に対して
のみ対処しており、またレジストの露光、現像プロセス
に起因し発生する分解及び揮発成分はＢＯ素子の表面を
汚染する可能性がある。
には微細な加工が施してあるため、取り扱いに非常に注
意を要する。更に、最近ではＢＯ素子の応用される機器
の１つである投影露光装置の光学系の汚染が問題となっ
てきており、ＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）レーザー、Ａｒ
Ｆ（λ＝１９４ｎｍ）レーザー、そしてＦ2（λ＝１５
７ｎｍ）レーザーからのレーザー光のような高エネルギ
の光線を露光に使用することにより、周囲の雰囲気等の
影響によりＢＯ素子の表面に汚染物質が析出、堆積する
ことがある。また、従来のクリーンルームは塵に対して
のみ対処しており、またレジストの露光、現像プロセス
に起因し発生する分解及び揮発成分はＢＯ素子の表面を
汚染する可能性がある。
【０００８】このような問題の対策として、従来の光学
レンズにおいては、レンズ系の分解、拭き、洗浄等によ
り或る程度は解決可能であるが、ＢＯレンズにおいては
表面に微細な凹凸が施してあるため対応は極めて困難で
ある。
レンズにおいては、レンズ系の分解、拭き、洗浄等によ
り或る程度は解決可能であるが、ＢＯレンズにおいては
表面に微細な凹凸が施してあるため対応は極めて困難で
ある。
【０００９】本発明の目的は、上述の問題点に鑑みてな
されたものであり、表面が汚れ難い光学素子を提供する
ことにある。
されたものであり、表面が汚れ難い光学素子を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に係る本発明は、第１の基板上の回折面を第
２の基板で被うことによりシールドした光学素子であっ
て、前記回折面に中心から周辺に連なる溝を設け、該溝
を介して前記回折面内の気体を排気又は置換したことを
特徴とする光学素子である。
の請求項１に係る本発明は、第１の基板上の回折面を第
２の基板で被うことによりシールドした光学素子であっ
て、前記回折面に中心から周辺に連なる溝を設け、該溝
を介して前記回折面内の気体を排気又は置換したことを
特徴とする光学素子である。
【００１１】請求項２に係る発明は、前記回折格子は輪
帯状のパターンを有し、前記溝はこの輪帯の中央部から
放射状を成している請求項１に記載の光学素子である。
帯状のパターンを有し、前記溝はこの輪帯の中央部から
放射状を成している請求項１に記載の光学素子である。
【００１２】請求項３に係る発明は、前記第２の基板を
透光性基板とし前記第１の基板に接着して密閉空間を形
成した請求項１に記載の光学素子である。
透光性基板とし前記第１の基板に接着して密閉空間を形
成した請求項１に記載の光学素子である。
【００１３】請求項４に係る発明は、前記透光性基板を
上面に接着した請求項３に記載の光学素子である。
上面に接着した請求項３に記載の光学素子である。
【００１４】請求項５に係る発明は、前記透光性基板は
遠紫外線が透過可能な硝材から成る請求項３に記載の光
学素子である。
遠紫外線が透過可能な硝材から成る請求項３に記載の光
学素子である。
【００１５】請求項６に係る発明は、前記密閉空間を不
活性ガスによる置換、又は減圧、真空とした請求項３に
記載の光学素子である。
活性ガスによる置換、又は減圧、真空とした請求項３に
記載の光学素子である。
【００１６】請求項７に係る発明は、前記第１及び第２
の基板が反射防止膜を有する請求項３に記載の光学素子
である。
の基板が反射防止膜を有する請求項３に記載の光学素子
である。
【００１７】請求項８に係る発明は、第１の基板の凹凸
構造面を第２の基板で被うことによりシールドした素子
であって、前記凹凸構造面に中心から周辺に連なる溝を
設け、該溝を介して該凹凸構造面の気体を排気又は置換
したことを特徴とする光学素子である。
構造面を第２の基板で被うことによりシールドした素子
であって、前記凹凸構造面に中心から周辺に連なる溝を
設け、該溝を介して該凹凸構造面の気体を排気又は置換
したことを特徴とする光学素子である。
【００１８】請求項９に係る発明は、前記凹凸構造は輪
帯状のパターンを有し、前記溝はこの輪帯の中央部から
放射状を成している請求項８に記載の光学素子である。
帯状のパターンを有し、前記溝はこの輪帯の中央部から
放射状を成している請求項８に記載の光学素子である。
【００１９】請求項１０に係る発明は、前記第２の基板
を透光性基板とし前記第１の基板に接着して密閉空間を
形成した請求項８に記載の光学素子である。
を透光性基板とし前記第１の基板に接着して密閉空間を
形成した請求項８に記載の光学素子である。
【００２０】請求項１１に係る発明は、前記透光性基板
を上面に接着した請求項３又は１０に記載の光学素子で
ある。
を上面に接着した請求項３又は１０に記載の光学素子で
ある。
【００２１】請求項１２に係る発明は、前記透光性基板
は遠紫外線が透過可能な硝材から成る請求項１０に記載
の光学素子である。
は遠紫外線が透過可能な硝材から成る請求項１０に記載
の光学素子である。
【００２２】請求項１３に係る発明は、前記密閉空間を
不活性ガスによる置換、又は減圧、真空とした請求項１
０に記載の光学素子である。
不活性ガスによる置換、又は減圧、真空とした請求項１
０に記載の光学素子である。
【００２３】請求項１４に係る発明は、前記第１及び第
２の基板が反射防止膜を有する請求項１０に記載の光学
素子である。
２の基板が反射防止膜を有する請求項１０に記載の光学
素子である。
【００２４】請求項１５に係る発明は、請求項１〜１４
の何れかの請求項に記載の光学素子を用いた光学系であ
る。
の何れかの請求項に記載の光学素子を用いた光学系であ
る。
【００２５】請求項１６に係る発明は、請求項１５の光
学系を組み込んだ露光装置である。
学系を組み込んだ露光装置である。
【００２６】請求項１７に係る発明は、請求項１６の露
光装置により、ウェハを露光するステップと、該露光し
たウェハを現像するステップを含むデバイス製造方法で
ある。
光装置により、ウェハを露光するステップと、該露光し
たウェハを現像するステップを含むデバイス製造方法で
ある。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は第１の実施例における回折格子
（レンズ）であるＢＯ１の斜視図、図２はこの素子の断
面図を示している。この素子は使用波長２４８ｎｍのＫ
ｒＦエキシマレーザー光を回折の対象として想定して設
定したものであり、透明な基板上に約１８０００本の輪
帯２が刻設され、各輪帯２はそれぞれ８段の階段形状
（バイナリ形状）を有している。なお、この形状はキノ
フォームという理想形状を近似したものである。
詳細に説明する。図１は第１の実施例における回折格子
（レンズ）であるＢＯ１の斜視図、図２はこの素子の断
面図を示している。この素子は使用波長２４８ｎｍのＫ
ｒＦエキシマレーザー光を回折の対象として想定して設
定したものであり、透明な基板上に約１８０００本の輪
帯２が刻設され、各輪帯２はそれぞれ８段の階段形状
（バイナリ形状）を有している。なお、この形状はキノ
フォームという理想形状を近似したものである。
【００２８】図３はこの８段の階段形状より成るＢＯ１
の１単位（１輪帯の構造）の摸式図を示しており、素子
の最外周の輪帯２の幅と高さはそれぞれ２．８μｍ、
０．４３４μｍで、設計値ではその階段形状の各段の幅
が０．３５μｍ、高さが０．０６２μｍである。
の１単位（１輪帯の構造）の摸式図を示しており、素子
の最外周の輪帯２の幅と高さはそれぞれ２．８μｍ、
０．４３４μｍで、設計値ではその階段形状の各段の幅
が０．３５μｍ、高さが０．０６２μｍである。
【００２９】図４は図１〜図３に示す素子製作時のＢＯ
１及びマスクの断面図を示しており、基板１１には直径
２２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの石英基板を使用し、この基板
１１の上方にクロムマスク１２〜１４を順次に配置し
て、露光・現像・エッチングのプロセスを繰り返す。
１及びマスクの断面図を示しており、基板１１には直径
２２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの石英基板を使用し、この基板
１１の上方にクロムマスク１２〜１４を順次に配置し
て、露光・現像・エッチングのプロセスを繰り返す。
【００３０】ＢＯ１の作成にはλ＝３６５ｎｍのｉ線用
のステッパーを使用し、クロムマスク１２〜１４に関し
て、それぞれのパターンを基板１１上のフォトレジスト
に縮小焼付けした後に、現像されたレジストパターンを
平行平板型のドライエッチング（ＲＩＥ）装置を用い
て、基板１１の表面をエッチング加工する。
のステッパーを使用し、クロムマスク１２〜１４に関し
て、それぞれのパターンを基板１１上のフォトレジスト
に縮小焼付けした後に、現像されたレジストパターンを
平行平板型のドライエッチング（ＲＩＥ）装置を用い
て、基板１１の表面をエッチング加工する。
【００３１】本実施例においては、３枚のクロムマスク
１２〜１４を使用し、上述のプロセスを３回繰り返すこ
とにより、８段のＢＯ１を得ることができる。
１２〜１４を使用し、上述のプロセスを３回繰り返すこ
とにより、８段のＢＯ１を得ることができる。
【００３２】図５は本発明におけるシールドタイプのＢ
Ｏ素子２１の光軸を含む断面図、図６はＢＯ素子２１の
ＢＯ１の光軸に直交する平面図を示している。ＢＯ１の
表面に、抵抗加熱式蒸着装置を用いて膜厚約４３ｎｍの
弗ッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）膜から成る反射防止膜
２２が成膜されている。更に、ＢＯ１の表面の中央部か
ら外周部に向かって、幅０．１ｍｍ、深さは輪帯２から
成るＢＯ素子２１の段差と同程度の深さ約０．５μｍ
の、例えば６本の直線状の溝２３が設けられている。中
央部の輪帯２は直径約１ｍｍであり、そこからこの６本
の溝２３が放射状に６０°の等角度で設けられている。
そして、ＢＯ基板１１の裏面に弗ッ化マグネシウムから
成る反射防止膜２４が成膜されている。なお、ＢＯ素子
２１のＢＯ１（回折格子）の製造方法は、先に図１〜図
４において説明した通りである。
Ｏ素子２１の光軸を含む断面図、図６はＢＯ素子２１の
ＢＯ１の光軸に直交する平面図を示している。ＢＯ１の
表面に、抵抗加熱式蒸着装置を用いて膜厚約４３ｎｍの
弗ッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）膜から成る反射防止膜
２２が成膜されている。更に、ＢＯ１の表面の中央部か
ら外周部に向かって、幅０．１ｍｍ、深さは輪帯２から
成るＢＯ素子２１の段差と同程度の深さ約０．５μｍ
の、例えば６本の直線状の溝２３が設けられている。中
央部の輪帯２は直径約１ｍｍであり、そこからこの６本
の溝２３が放射状に６０°の等角度で設けられている。
そして、ＢＯ基板１１の裏面に弗ッ化マグネシウムから
成る反射防止膜２４が成膜されている。なお、ＢＯ素子
２１のＢＯ１（回折格子）の製造方法は、先に図１〜図
４において説明した通りである。
【００３３】また、ＢＯ素子２１上に、別途に用意した
直径２２０ｍｍ、厚さ３０ｍｍで両面に弗ッ化マグネシ
ウムから成る反射防止膜２５が施されたシールド用透明
基板２６が被着されている。基板１１、２６間にはＢｅ
Ｏ2、ＰｂＯ等のガラス系のリング状の封着材２７が介
在され、この封着材２７により基板１１、２６の幅１０
ｍｍの外周部分において、約５００℃で接着が行われて
いる。更に、封着材２７には得られた密閉空間に対する
真空及びガス置換用の開口部２８が設けられている。
直径２２０ｍｍ、厚さ３０ｍｍで両面に弗ッ化マグネシ
ウムから成る反射防止膜２５が施されたシールド用透明
基板２６が被着されている。基板１１、２６間にはＢｅ
Ｏ2、ＰｂＯ等のガラス系のリング状の封着材２７が介
在され、この封着材２７により基板１１、２６の幅１０
ｍｍの外周部分において、約５００℃で接着が行われて
いる。更に、封着材２７には得られた密閉空間に対する
真空及びガス置換用の開口部２８が設けられている。
【００３４】真空チャンバ中にＢＯ素子２１を設置し、
開口部２８を用いて脱気を行う。この際に、ＢＯ素子２
１上に溝２３が形成されているために、シールド用基板
２６と密着したＢＯ１の中央部の脱気をすることができ
る。このようにして、ＢＯ素子２１の内部を完全に脱気
した後に、真空雰囲気において開口部２８を金属系の封
止材２９により加熱シールされている。
開口部２８を用いて脱気を行う。この際に、ＢＯ素子２
１上に溝２３が形成されているために、シールド用基板
２６と密着したＢＯ１の中央部の脱気をすることができ
る。このようにして、ＢＯ素子２１の内部を完全に脱気
した後に、真空雰囲気において開口部２８を金属系の封
止材２９により加熱シールされている。
【００３５】以上の一連の作成工程を経ることにより、
直径２２０ｍｍ、厚さ３２ｍｍのシールドタイプのＢＯ
素子２１を製作することができる。このようにして得ら
れたＢＯ素子２１の回折効率は平均して８５％と良好な
値を得る。
直径２２０ｍｍ、厚さ３２ｍｍのシールドタイプのＢＯ
素子２１を製作することができる。このようにして得ら
れたＢＯ素子２１の回折効率は平均して８５％と良好な
値を得る。
【００３６】本実施例において製作したＢＯ素子２１
は、レリーフタイプの回折格子であるＢＯ１をシールド
用基板２６により保護しているため、取り扱いが容易と
なり、仕上げの際の洗浄等が可能となり、汚染される虞
れが少ない。なお、従来ではＢＯ１は６ヶ月程度使用す
ると、汚染物質がＢＯ１に折出、堆積することにより透
過率、回折効率の低下が現れたが、本実施例において製
作したＢＯ素子２１は変化無く、良好な結果を得ること
ができる。
は、レリーフタイプの回折格子であるＢＯ１をシールド
用基板２６により保護しているため、取り扱いが容易と
なり、仕上げの際の洗浄等が可能となり、汚染される虞
れが少ない。なお、従来ではＢＯ１は６ヶ月程度使用す
ると、汚染物質がＢＯ１に折出、堆積することにより透
過率、回折効率の低下が現れたが、本実施例において製
作したＢＯ素子２１は変化無く、良好な結果を得ること
ができる。
【００３７】また、ＢＯ１の表面と基板１１の裏面、そ
してシールド用基板２６の両面に第１の実施例と同様に
反射防止膜を成膜し、更にＢＯ１の表面には第１の実施
例と同様に、ＢＯ１の中央部から外周部に向かって、幅
約０．２ｍｍの溝を例えば８本設け、反射防止膜として
は膜厚約４３ｎｍの弗ッ化マグネシウム及び膜厚約３６
ｎｍのアルミナの２層膜を成膜してもよい。
してシールド用基板２６の両面に第１の実施例と同様に
反射防止膜を成膜し、更にＢＯ１の表面には第１の実施
例と同様に、ＢＯ１の中央部から外周部に向かって、幅
約０．２ｍｍの溝を例えば８本設け、反射防止膜として
は膜厚約４３ｎｍの弗ッ化マグネシウム及び膜厚約３６
ｎｍのアルミナの２層膜を成膜してもよい。
【００３８】また第１の実施例と同様に、基板１１、２
６の外周部分を光硬化型接着剤を用いることにより接着
することもでき、この硬化型接着剤を用いることによ
り、紫外線を照射することで常温において接着でき、取
り扱いが更に容易となる。その際に、第１の実施例と同
様に幅２ｍｍの開口部を設け、真空チャンバにおいて十
分に内部を脱気した後に、真空チャンバ内にヘリウムガ
スを充満し、内部の密閉空間がヘリウムガスに置換した
後に、開口部をシールしてもよい。
６の外周部分を光硬化型接着剤を用いることにより接着
することもでき、この硬化型接着剤を用いることによ
り、紫外線を照射することで常温において接着でき、取
り扱いが更に容易となる。その際に、第１の実施例と同
様に幅２ｍｍの開口部を設け、真空チャンバにおいて十
分に内部を脱気した後に、真空チャンバ内にヘリウムガ
スを充満し、内部の密閉空間がヘリウムガスに置換した
後に、開口部をシールしてもよい。
【００３９】このような工程を経て作成されたシールド
タイプのＢＯ素子２１の回折効率を測定すると、平均し
て８８％と良好な値を得る。
タイプのＢＯ素子２１の回折効率を測定すると、平均し
て８８％と良好な値を得る。
【００４０】また、ＢＯ素子２１内の密閉空間の雰囲気
は、汚染の原因となる塵、化学物質、湿気等を含まない
不活性ガス又はこの不活性ガスの減圧、真空状態ならば
何れでもよい。
は、汚染の原因となる塵、化学物質、湿気等を含まない
不活性ガス又はこの不活性ガスの減圧、真空状態ならば
何れでもよい。
【００４１】また、石英から成るシールド用基板２６の
代りに蛍石結晶材料をシールド用基板として使用するこ
ともでき、遠紫外線等を透過させるシールド用基板とし
てサファイヤ等を用いてもよい。ＢＯ１の回折格子のパ
ターン部分は蛍石の基板１１上に成膜したＳｉＯ2を第
１の実施例と同様のフォトリソグラフィとドライエッチ
ング工程を用いて加工することもできる。
代りに蛍石結晶材料をシールド用基板として使用するこ
ともでき、遠紫外線等を透過させるシールド用基板とし
てサファイヤ等を用いてもよい。ＢＯ１の回折格子のパ
ターン部分は蛍石の基板１１上に成膜したＳｉＯ2を第
１の実施例と同様のフォトリソグラフィとドライエッチ
ング工程を用いて加工することもできる。
【００４２】更に、ＢＯ１に幅約２０μｍの放射状の溝
を３２本設け、第１の実施例と同様にシールド用基板１
１、２６を接着し、脱気した後に窒素ガスを密閉空間内
に導入し、十分にＢＯ素子２１内部が窒素ガスに置換さ
れた後に開口部を封止材でシールする。このような工程
を経たシールドタイプのＢＯ素子２１においても、第１
の実施例と同様に良好な結果を得ることができる。
を３２本設け、第１の実施例と同様にシールド用基板１
１、２６を接着し、脱気した後に窒素ガスを密閉空間内
に導入し、十分にＢＯ素子２１内部が窒素ガスに置換さ
れた後に開口部を封止材でシールする。このような工程
を経たシールドタイプのＢＯ素子２１においても、第１
の実施例と同様に良好な結果を得ることができる。
【００４３】なお、本発明はＢＯ即ち回折格子とは異な
る別の微小凹凸構造を有する素子の場合においても、適
用できる。
る別の微小凹凸構造を有する素子の場合においても、適
用できる。
【００４４】上述のようにして得られたシールドタイプ
のＢＯ素子２１は種々の光学系に組み込むことができ
る。また、このＢＯ素子２１を投影光学系を有する半導
体製造用ＫｒＦエキシマレーザー使用の縮小投影露光装
置（ステッパー）を用いることにより、シリコンウェハ
上のフォトレジストヘの回路パターンの縮小焼付けを行
って、一連の半導体製造プロセスを経ることにより、安
定して高性能の半導体装置例えば集積回路を製造するこ
とができる。
のＢＯ素子２１は種々の光学系に組み込むことができ
る。また、このＢＯ素子２１を投影光学系を有する半導
体製造用ＫｒＦエキシマレーザー使用の縮小投影露光装
置（ステッパー）を用いることにより、シリコンウェハ
上のフォトレジストヘの回路パターンの縮小焼付けを行
って、一連の半導体製造プロセスを経ることにより、安
定して高性能の半導体装置例えば集積回路を製造するこ
とができる。
【００４５】図７はＫｒＦエキシマレーザー（λ＝２４
８ｎｍ）を用いたステッパーの模式図を示しており、Ｋ
ｒＦエキシマレーザー（出力装置）３１から射出された
レーザー光は反射ミラー３２により反射され、先の実施
例のＢＯ素子２１をレンズとして組み込んだ照明光学系
３３に導光される。この照明光学系３３において均一な
照度分布に揃えられた光束はレチクル３４を照明し、こ
のレチクル３４への照明により形成されたレチクルのパ
ターンの情報を有するパターン光はレンズとしてＢＯ素
子２１を用いた投影光学系３５により１／４の大きさに
縮小され、シリコンウェハ３６上のレジスト膜３７上に
投射される。この投射による焼付けはステージ３８を駆
動して、ステップアンドリピート方式でウェハ３６の各
ショットエリアに順次に行われる。
８ｎｍ）を用いたステッパーの模式図を示しており、Ｋ
ｒＦエキシマレーザー（出力装置）３１から射出された
レーザー光は反射ミラー３２により反射され、先の実施
例のＢＯ素子２１をレンズとして組み込んだ照明光学系
３３に導光される。この照明光学系３３において均一な
照度分布に揃えられた光束はレチクル３４を照明し、こ
のレチクル３４への照明により形成されたレチクルのパ
ターンの情報を有するパターン光はレンズとしてＢＯ素
子２１を用いた投影光学系３５により１／４の大きさに
縮小され、シリコンウェハ３６上のレジスト膜３７上に
投射される。この投射による焼付けはステージ３８を駆
動して、ステップアンドリピート方式でウェハ３６の各
ショットエリアに順次に行われる。
【００４６】このようにして、ＢＯ素子２１が組み込ま
れたＫｒＦエキシマレーザーを用いたステッパーを用い
て、半導体デバイスを製作することができる。
れたＫｒＦエキシマレーザーを用いたステッパーを用い
て、半導体デバイスを製作することができる。
【００４７】図８はＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液
晶パネル或いはＣＣＤ等の半導体デバイスの製造工程の
フローチャート図を示している。先ず、ステップ１にお
いて半導体デバイスの回路設計を行い、続いてステップ
２においてステップ１で設計した回路パターンを、ＥＢ
描画装置を用いてクロムマスク板上に描画を行い、レチ
クルを作成する。
晶パネル或いはＣＣＤ等の半導体デバイスの製造工程の
フローチャート図を示している。先ず、ステップ１にお
いて半導体デバイスの回路設計を行い、続いてステップ
２においてステップ１で設計した回路パターンを、ＥＢ
描画装置を用いてクロムマスク板上に描画を行い、レチ
クルを作成する。
【００４８】一方、ステップ３においてシリコン等の材
料を用いてウェハを製造する。その後に、前工程と呼ば
れるステップ４において、ステップ２、３において用意
したレチクル及びウェハを用い、リソグラフィ技術によ
ってウェハ上に回路を形成する。更に、後工程と呼ばれ
るステップ５において、ステップ４によって製造された
ウェハを用いてダイシング、ボンディング等のアッセン
ブリ工程、チップ封入等のパッケージング工程を経て半
導体チップ化する。チップ化された半導体デバイスはス
テップ６において動作確認テスト、耐久テスト等の検査
を行う。このような一連の工程を経て、半導体デバイス
は完成し、ステップ７に進み出荷される。
料を用いてウェハを製造する。その後に、前工程と呼ば
れるステップ４において、ステップ２、３において用意
したレチクル及びウェハを用い、リソグラフィ技術によ
ってウェハ上に回路を形成する。更に、後工程と呼ばれ
るステップ５において、ステップ４によって製造された
ウェハを用いてダイシング、ボンディング等のアッセン
ブリ工程、チップ封入等のパッケージング工程を経て半
導体チップ化する。チップ化された半導体デバイスはス
テップ６において動作確認テスト、耐久テスト等の検査
を行う。このような一連の工程を経て、半導体デバイス
は完成し、ステップ７に進み出荷される。
【００４９】図９は図８におけるステップ３において、
ウェハ製造の詳細な製造工程のフローチャート図を示し
ている。先ず、ステップ１１においてウェハ表面を酸化
させる。続いて、ステップ１２においてウェハ表面をＣ
ＶＤ法により絶縁膜を形成し、ステップ１３において電
極形成を行う。更にステップ１４に進み、ウェハにイオ
ンを打込む。続いて、ステップ１５においてウェハ上に
化学増幅型レジストを塗工する。更にステップ１６で、
図８において説明したＫｒＦエキシマレーザーステッパ
ーのステップ・アンド・リピート露光によりレチクルの
回路パターンをウェハ上のレジスト膜上に焼付ける。ス
テップ１７において、ステップ１６において露光したウ
ェハ上のレジストを現像する。また、この工程では予め
化学増幅型レジストに特有なＰＥＢ(Post Exposure Bak
e)工程を含む。更に、ステップ１８で、ステップ１７に
おいて現像したレジスト像以外の部分をエッチングす
る。その後に、ステップ１９においてエッチングが済ん
で不要となったレジストを剥離する。更に、これらの一
連の工程を繰り返し行うことにより、ウェハ上に多重の
回路パターンを形成することができる。
ウェハ製造の詳細な製造工程のフローチャート図を示し
ている。先ず、ステップ１１においてウェハ表面を酸化
させる。続いて、ステップ１２においてウェハ表面をＣ
ＶＤ法により絶縁膜を形成し、ステップ１３において電
極形成を行う。更にステップ１４に進み、ウェハにイオ
ンを打込む。続いて、ステップ１５においてウェハ上に
化学増幅型レジストを塗工する。更にステップ１６で、
図８において説明したＫｒＦエキシマレーザーステッパ
ーのステップ・アンド・リピート露光によりレチクルの
回路パターンをウェハ上のレジスト膜上に焼付ける。ス
テップ１７において、ステップ１６において露光したウ
ェハ上のレジストを現像する。また、この工程では予め
化学増幅型レジストに特有なＰＥＢ(Post Exposure Bak
e)工程を含む。更に、ステップ１８で、ステップ１７に
おいて現像したレジスト像以外の部分をエッチングす
る。その後に、ステップ１９においてエッチングが済ん
で不要となったレジストを剥離する。更に、これらの一
連の工程を繰り返し行うことにより、ウェハ上に多重の
回路パターンを形成することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光学素
子は、素子表面に溝を形成したために、シールド型とし
たときに内部雰囲気の交換が容易となる。
子は、素子表面に溝を形成したために、シールド型とし
たときに内部雰囲気の交換が容易となる。
【図１】ＢＯの斜視図である。
【図２】ＢＯの断面図である。
【図３】階段状ＢＯ素子の模式図である。
【図４】ＢＯ及びマスクの断面図である。
【図５】ＢＯ素子の断面図である。
【図６】ＢＯ素子の平面図である。
【図７】ステッパーの模式図である。
【図８】半導体デバイスの製造工程のフローチャート図
である。
である。
【図９】ウェハの製造工程のフローチャート図である。
１ ＢＯ ３ 溝 １１ 基板 ２１ ＢＯ素子 ２２、２４、２５ 反射防止膜 ２６ シールド用基板 ２７ 封着材 ２８ 開口部 ２９ 封止材 ３１ エキシマレーザー出力装置 ３３ 照明光学系 ３４ レチクル ３５ 投影光学系 ３６ シリコンウェハ ３８ ステージ
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/08
Claims (17)
- 【請求項１】 第１の基板上の回折面を第２の基板で被
うことによりシールドした光学素子であって、前記回折
面に中心から周辺に連なる溝を設け、該溝を介して前記
回折面内の気体を排気又は置換したことを特徴とする光
学素子。 - 【請求項２】 前記回折格子は輪帯状のパターンを有
し、前記溝はこの輪帯の中央部から放射状を成している
請求項１に記載の光学素子。 - 【請求項３】 前記第２の基板を透光性基板とし前記第
１の基板に接着して密閉空間を形成した請求項１に記載
の光学素子。 - 【請求項４】 前記透光性基板を上面に接着した請求項
３に記載の光学素子。 - 【請求項５】 前記透光性基板は遠紫外線が透過可能な
硝材から成る請求項３に記載の光学素子。 - 【請求項６】 前記密閉空間を不活性ガスによる置換、
又は減圧、真空とした請求項３に記載の光学素子。 - 【請求項７】 前記第１及び第２の基板が反射防止膜を
有する請求項３に記載の光学素子。 - 【請求項８】 第１の基板の凹凸構造面を第２の基板で
被うことによりシールドした素子であって、前記凹凸構
造面に中心から周辺に連なる溝を設け、該溝を介して前
記凹凸構造面の気体を排気又は置換したことを特徴とす
る光学素子。 - 【請求項９】 前記凹凸構造は輪帯状のパターンを有
し、前記溝はこの輪帯の中央部から放射状を成している
請求項８に記載の光学素子。 - 【請求項１０】 前記第２の基板を透光性基板とし前記
第１の基板に接着して密閉空間を形成した請求項８に記
載の光学素子。 - 【請求項１１】 前記透光性基板を上面に接着した請求
項１０に記載の光学素子。 - 【請求項１２】 前記透光性基板は遠紫外線が透過可能
な硝材から成る請求項１０に記載の光学素子。 - 【請求項１３】 前記密閉空間を不活性ガスによる置
換、又は減圧、真空とした請求項１０に記載の光学素
子。 - 【請求項１４】 前記第１及び第２の基板が反射防止膜
を有する請求項３又は１０に記載の光学素子。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４の何れかの請求項に記
載の光学素子を用いた光学系。 - 【請求項１６】 請求項１５の光学系を組み込んだ露光
装置。 - 【請求項１７】 請求項１６の露光装置により、ウェハ
を露光するステップと、該露光したウェハを現像するス
テップを含むデバイス製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08250099A JP3335134B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 光学素子 |
| US09/533,691 US6317274B1 (en) | 1999-03-25 | 2000-03-23 | Optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08250099A JP3335134B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 光学素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275417A JP2000275417A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3335134B2 true JP3335134B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=13776228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08250099A Expired - Fee Related JP3335134B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 光学素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3335134B2 (ja) |
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| JP2003075698A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Konica Corp | 光学ユニットの組立方法 |
| JP4336545B2 (ja) * | 2003-08-07 | 2009-09-30 | キヤノン株式会社 | 光学部材、当該光学部材を有する照明装置及び露光装置 |
| JP2007052153A (ja) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回折素子、光ピックアップおよび光ディスク装置 |
| JP4108722B2 (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-25 | シャープ株式会社 | 光学素子および光学素子製造方法 |
| US20100110549A1 (en) * | 2007-03-23 | 2010-05-06 | Akihiro Fujimoto | Optical Element and Method for Machining Die for Optical Element |
| JP4927646B2 (ja) * | 2007-06-06 | 2012-05-09 | 住友電工ハードメタル株式会社 | レーザ用マイクロレンズ |
| JP2010009029A (ja) * | 2008-05-26 | 2010-01-14 | Canon Inc | 光学素子の製造方法及び光学素子 |
| JP5360625B2 (ja) * | 2012-02-08 | 2013-12-04 | 住友電工ハードメタル株式会社 | レーザ用マイクロレンズ |
| WO2014073299A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | シャープ株式会社 | フレネルレンズおよびその製造方法、ならびに、センシングデバイス |
| US10234695B2 (en) * | 2015-02-16 | 2019-03-19 | Apple Inc. | Low-temperature hermetic sealing for diffractive optical element stacks |
| JP2022155693A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-14 | キヤノン株式会社 | 成形装置、成形方法、および平坦化方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5214535A (en) * | 1991-12-17 | 1993-05-25 | Xerox Corporation | Lens cover assembly for binary diffractive optic lenses |
| US5208700A (en) * | 1991-12-23 | 1993-05-04 | Xerox Corporation | Lens cover assembly for binary diffractive optic lenses |
| US5696623A (en) * | 1993-08-05 | 1997-12-09 | Fujitsu Limited | UV exposure with elongated service lifetime |
| BE1007907A3 (nl) * | 1993-12-24 | 1995-11-14 | Asm Lithography Bv | Lenzenstelsel met in gasgevulde houder aangebrachte lenselementen en fotolithografisch apparaat voorzien van een dergelijk stelsel. |
| JP3774522B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2006-05-17 | キヤノン株式会社 | 回折光学素子及びそれを有する光学機器 |
| FI114659B (fi) * | 1998-07-14 | 2004-11-30 | Metso Automation Oy | Menetelmä mittalaitteen mittaikkunan puhtaanapitämiseksi ja mittalaite |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08250099A patent/JP3335134B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-23 US US09/533,691 patent/US6317274B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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