JP3442004B2

JP3442004B2 - 光学素子の製造方法

Info

Publication number: JP3442004B2
Application number: JP21780799A
Authority: JP
Inventors: 誠小楠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2003-09-02
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: JP2001042114A; US6562253B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次元バイナリ構
造や位相型ＣＧＨ(Computer Generated Hologram)を有
する光学素子或いは位相変調板を用いる半導体生産用の
縮小投影露光装置の光学部品、光インタコネクション用
素子等に用いる光学素子の製造方法に関するものある。

【０００２】

【従来の技術】図９(a)はフレネル型の回折格子である
フレネルレンズ１の部分的断面図を示し、所謂鋸歯状の
ブレーズド形状２を有している。また、図９(b)はバイ
ナリ型の回折格子であるバイナリオプティクス３の部分
的断面図を示しており、階段形状４を有している。

【０００３】回折光学素子としては、図９(a)に示すよ
うなブレーズド形状２を有するものが理想的であり、設
計波長に対する回折効率を１００％とすることが可能で
ある。しかしながら、完全なブレーズド形状２を形成す
ることは極めて困難であるため、ブレーズド形状２を量
子化し近似することにより、図９(b)に示すような階段
形状４を有するバイナリオプティクス３が利用されてい
る。バイナリオプティクス３はフレネルレンズ１を近似
したものであるが、１次回折光の回折効率は９０％以上
を得ることができる。このため、ブレーズド形状２を階
段形状４に近似したバイナリオプティクス３に関する研
究が、最近盛んに研究されている。

【０００４】更に、光学素子として大きなパワーを有す
るだけでなく、近似の度合いを向上させ、回折光学素子
としての性能を向上させるためにも加工線幅は、できる
限り微細にすることが望ましい。そこで、高精度の微細
加工が可能な半導体製造技術において培われたリソグラ
フィ工程が応用されている。

【０００５】図１０は従来の８段形状を有する回折光学
素子の製造模式図を示しており、先ず図１０(a)におい
て、清浄な基板１１上にレジストを滴下し、スピンコー
トすることにより膜厚１μｍ程度のレジストを塗布し、
ベーク処理を行いレジスト膜１２ａを形成する。図１０
(b)において、最も微細な回折パターンを露光可能な露
光装置に基板１１を設置し、所望の回折パターンに対応
したレチクル１３ａをマスクとしてレジスト膜１２ａに
対して感度を有する露光光Ｌを照射し露光する。ポジタ
イプのレジストを用いた場合には、露光光Ｌにより露光
された領域は現像液に対して可溶となるため、図１０
(c)に示すように所望寸法のレジストパターン１４ａが
形成される。続いて図１０(d)において、基板１１を異
方性エッチングが可能な反応性イオンエッチング装置又
はイオンビームエッチング装置に設置し、パターンニン
グしたレジストパターン１４ａをエッチングマスクとし
て所定時間、基板１１をエッチングすることにより所定
の深さにエッチングする。そして、レジストパターン１
４ａを除去することにより、図１０(e)に示すような２
段の段差を有するパターン１５ａが形成される。

【０００６】再び、図１０(a)と同様にパターン１５ａ
が形成された基板１１上にレジスト膜１２ｂを形成し、
図１０(f)において露光装置に設置し、レチクル１３ａ
の２倍の周期のパターンを有するレチクル１３ｂをマス
クとし、パターン１５ａに対して露光装置が有するアラ
イメント精度でアライメントした後に露光する。図１０
(g)において、レジスト膜１２ｂを現像することにより
レジストパターン１４ｂを形成する。図１０(h)に示す
ように、図１０(d)と同様にドライエッチングを行いレ
ジストパターン１４ｂを除去することにより、４段の段
差を有するパターン１５ｂが形成される。

【０００７】更に、図１０(i)において図１０(a)と同様
に再度、基板１１にレジスト膜１２ｃを形成した後に、
レチクル１３ａの４倍の周期のパターンを有するレチク
ル１３ｃをマスクとして露光し、図１０(j)においてレ
ジスト膜１２ｃを現像することによりレジストパターン
１４ｃを形成する。最後に、図１０(k)に示すようにレ
ジストパターン１４ｃを除去することにより、８段形状
のパターン１５ｃを有する回折光学素子が形成される。

【０００８】このように、複数の倍周期のレチクルをマ
スクとして使用することにより、多段の段階形状を有す
る回折光学素子を製造する場合において、アライメント
エラーや寸法エラーが発生しなければ、例えば図１１に
示すように３枚のレチクル２１ａ〜２１ｃを使用するこ
とにより、理想的な段差ｄを有する８段形状Ａを形成す
ることができる。

【０００９】また、O pulus E No.11 pp95-100(1996)の
論文においては、レジストの塗布、マスクパターン、エ
ッチングの工程を繰り返すことにより、マスクの数をＬ
とすると、２^Lの位相レベルを有するマルチレベル位相
型ＣＧＨが得られることが示されている。

【００１０】図１２はＣＧＨを製作するためのレチクル
の平面図を示しており、図１２(a)、(b)、(c)はそれぞ
れレチクル３１ａ、３１ｂ、３１ｃのパターンを示して
おり、ハッチング部分は遮光部である。例えば、レチク
ル３１ａでは深さ６１ｎｍ、レチクル３１ｂでは深さ１
２２ｎｍ、レチクル３１ｃでは深さ２４４ｎｍエッチン
グする。レチクル３１ａ、３１ｂ、３１ｃの使用する順
は順不動であるが、エッチングは深さの浅いレチクルか
ら行ったほうがレジストのパターニング精度は良くな
る。

【００１１】先ず、レチクル３１ａを用いて基板にレジ
ストをパターニングし、深さ６１ｎｍエッチングする
と、図１３(a)に示すようになエッチング深さ分布とな
る。数字はエッチング深さ（ｎｍ）を示している。その
後に、この基板のレジストを剥離し、レチクル３１ｂを
用いてレジストをパターニングし、深さ１２２ｎｍエッ
チングすると図１３(b)に示すようなエッチング深さ分
布となる。更に、この基板のレジストを剥離し、レチク
ル３１ｃを用いてレジストをパターニングし、深さ２４
４ｎｍエッチングすると図１３(c)に示すようなエッチ
ング深さ分布となる。また、図１４は図１３(c)におけ
るＥ−ｅ線の断面図を示している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、レチクル間の重ね合わせ時のアライメ
ントエラーが回折光学素子の性能低下につながる。つま
り、位相差を量子化した領域の境界はアライメントエラ
ーによって設計にはない微細な構造が発生し、この微細
な構造により回折光学素子の機能が低下し、回折効率が
低下する。また、この回折効率の低下分の光量は設計し
ていない方向に進み、回折不要光となり様々な問題を引
き起こす。従って、回折光学素子から設計以外の光線が
発生するため、この回折光学素子を採用する光学系にお
いてフレア光となり、このフレア光により光学系の結像
性能が劣化する。

【００１３】例えば、図１５に示すレチクル２１ａ〜２
１ｃのアライメントにおいて、アライメントエラーによ
り、ずれｒ１、ｒ２が生じた場合には、図１１で示す理
想形状Ａとは異なる形状Ｂを有する回折光学素子が得ら
れる。特に、レチクルのずれた部分に発生する波長より
も小さい微細構造は、散乱光を増大させたり、光束をト
ラップすることにより光学素子の温度が上昇させる等の
様々なの問題が生ずる。

【００１４】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、必要な形状を正確に形成し得る光学素子の製造方法
を提供することにある。

【００１５】

【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に係る発明は、量子化した高さ分布をリソグ
ラフィ技術を用いて基板上に形成する工程を含む光学素
子の製造方法において、前記基板における前記高さ分布
の最小単位を構成するべき単位領域同士の境界付近に、
該境界を含みかつ前記単位領域の幅よりも狭い幅のマス
クを形成することにより、前記境界付近を非加工領域と
した状態で前記基板の他の領域を加工することにより前
記基板に前記量子化した高さ分布を与えることを特徴と
する光学素子の製造方法。

【００１６】請求項２に係る発明は、量子化した高さ分
布をリソグラフィ技術を用いて基板上に形成する工程を
含む光学素子の製造方法において、前記基板における前
記高さ分布の最小単位を構成するべき単位領域同士の境
界付近に、該境界を含みかつ前記単位領域の幅よりも狭
い幅のマスクを形成することにより、前記境界付近を非
加工領域とした状態で前記基板の他の領域をエッチング
することにより前記基板に前記高さ分布を与える工程
と、前記工程の後に前記非加工領域を除去する工程とを
有することを特徴とする光学素子の製造方法である。

【００１７】請求項３に係る発明は、前記量子化された
高さ分布を持つ領域が回折格子として作用することを特
徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法で
ある。

【００１８】請求項４に係る発明は、前記マスクのエッ
ジ位置が前記境界の位置と一致するように前記マスクを
形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの
請求項に記載の光学素子の製造方法である。

【００１９】請求項５に係る発明は、前記マスクは電子
ビームを用いたリソグラフィ技術によって形成すること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載
の光学素子の製造方法である。

【００２０】請求項６に係る発明は、前記マスクはレベ
ンソン型の位相シフトレチクル（マスク）を用いたリソ
グラフィ技術によって形成することを特徴とする請求項
１〜４の何れか１つの請求項に記載の光学素子の製造方
法である。

【００２１】請求項７に係る発明は、前記非加工領域は
製造に用いるリソグラフィ装置のアライメント精度以上
の幅を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の
光学素子の製造方法である。

【００２２】請求項８に係る発明は、前記マスクは前記
基板に比ベてエッチングレートが小さい遮光性を有する
膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学
素子の製造方法である。

【００２３】請求項９に係る発明は、前記遮光性を有す
る膜はＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗの何れかから
成ることを特徴とする請求項８に記載の光学素子の製造
方法である。

【００２４】請求項１０に係る発明は、前記遮光性を有
する膜の表面は使用波長において反射防止機能を有する
ことを特徴とする請求項８に記載の光学素子の製造方法
である。

【００２５】請求項１１に係る発明は、前記遮光性を有
する膜はＣｒＯ₂膜であることを特徴とする請求項１０
に記載の光学素子の製造方法である。

【００２６】請求項１２に係る発明は、前記マスクは前
記基板に比ベてエッチングレートが小さい透光性材料で
覆ったことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素
子の製造方法である。

【００２７】請求項１３に係る発明は、前記透光性材料
はＴｉＯ₂、ＩＴＯの何れかの膜であることを特徴とす
る請求項１２に記載の光学素子の製造方法である。

【００２８】請求項１４に係る発明は、前記非加工領域
を異なる位相差を与える境界のうちの一部にのみ設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製
造方法である。

【００２９】請求項１５に係る発明は、前記非加工領域
の一部は量子化した領域の境界位置と前記その中心位置
が一致していることを特徴とする請求項１又は２に記載
の光学素子の製造方法である。

【００３０】請求項１６に係る発明は、前記非加工領域
は隣接する領域のうち基板の加工量が小さい領域に含ま
れ、前記境界位置と前記非加工領域のエッジ位置が一致
していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学
素子の製造方法である。

【００３１】請求項１７に係る発明は、前記非加工領域
を除去する工程に等方性エッチングを行う工程を含むこ
とを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法で
ある。

【００３２】請求項１８に係る発明は、前記基板は蛍石
から成り、前記等方性エッチングは硝酸又は水を用いる
ウエットエッチングであることを特徴とする請求項１７
に記載の光学素子の製造方法である。

【００３３】請求項１９に係る発明は、前記基板は石英
より成り、前記等方性エッチングはフッ酸を用いるウエ
ットエッチングであることを特徴とする請求項１７に記
載の光学素子の製造方法である。

【００３４】請求項２０に係る発明は、前記基板は石英
又は蛍石から成ることを特徴とする請求項１又は２に記
載の光学素子の製造方法である。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図８に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例にお
けるバイナリオプティクスの製造模式図を示している。
図１(a)は目的とする８段の光学素子の断面形状を示
す。本実施例においては、先ず図１(b)に示すように、
石英基板４１上に従来例において示した３枚のマスク
（レチクル）の境界が重複する位置をパターンの非加工
領域として、その位置にＣｒ膜４２を電子ビームを用い
てパターニングする。この非加工領域にパターニングす
る膜はエッチングにより除去されることなく、かつ回折
光学素子の機能をしない領域であるため、遮光性を有す
る膜が適している。また、このＣｒ膜４２は完全なエッ
チング耐性を有していなくとも、その下の基板４１にエ
ッチング作用が及ばなければエッチングされてもよい。
つまり、エッチング工程において、基板４１の加工領域
と共にエッチングされたとしても最終的には基板４１の
表面が露呈しない程度の厚さを有していればよい。

【００３６】また、Ｃｒ膜４２は回折光学素子として機
能しないため、できる限り面積を最小にすることが望ま
しく、その最小線幅はパターニングを行う露光装置のア
ライメント精度によって決定する。

【００３７】図１(c)に示すように、前述の３枚のマス
クのうち最も微細なパターンを有するマスクを用いてレ
ジストパターン４３ａのパターニングを行う。続いて、
図１(d)に示すように、レジストパターン４３ａとＣｒ
膜４２とをエッチングのマスクとして所望の深さだけ石
英基板４１をエッチングする。この際に、マスクエッジ
が重複する部分の基板４１の段差エッジはＣｒ膜４２の
エッジに一致する。

【００３８】次に、図１(e)に示すように、レジストパ
ターン４３ａを除去し、２番目に微細なパターンを有す
るマスクを用いて、図１(c)と同様にレジストパターン
４３ｂのパターニングを行う。このときに、このマスク
は先のマスクと各エッジが重複するため、全てのレジス
トパターン４３ｂのエッジはＣｒ膜４２上に形成されて
いる。そして図１(f)に示すように、レジストパターン
４３ｂとＣｒ膜４２とをエッチングのマスクとして所望
の深さだけ基板４１をエッチングする。この際に、エッ
チング後の基板４１の段差エッジはＣｒ膜４２のエッジ
に一致する。

【００３９】更に、図１(g)に示すようにレジストパタ
ーン４３ｂを除去し、最も粗いパターンを有するマスク
を用いてレジストパターン４３ｃをパターニングし、エ
ッチングすることにより、突起４４を有する形状を得る
ことができる。

【００４０】図１(h)に示すように、レジストパターン
４３ｃとＣｒ膜４２をそれぞれ別の処理により除去し、
最後に突起４４をフッ酸によるウエットエッチングする
ことにより除去することができる。ウエットエッチング
は等方性を示すため、柱状構造の突起４４も高さに関係
なく同時に除去できるので、広い波長域で良好な透過率
を示す石英を加工する場合はフッ酸によるウエットエッ
チングが適している。

【００４１】図２は半導体露光装置の概略図を示し、上
述した基板４１上にＣｒ膜４２のパターニングを施す際
に用いる。露光装置５１は一軸の水平移動装置５２、回
転駆動装置５３及び電子ビーム照射装置５４から構成さ
れている。

【００４２】図３は凸レンズの機能を有する回折光学素
子を製作する場合の半径位置とピッチの関係を示してお
り、Ｃｒ膜４２を形成すべき半径位置は、このような半
径の関数として設計値から求めることができる。

【００４３】水平移動装置５２は電子ビームの照射位置
が露光すべき半径位置に到達すると停止し、また電子ビ
ーム照射装置５４から電子ビームの照射が開始され、同
時に回転駆動装置５３により基板４１は回転される。

【００４４】Ｃｒ膜４２の形成位置は、設計上レジスト
パターンを形成するための複数のマスクの境界が一致す
る位置に限定している。同様に、マスクが重複する回数
が多い位置に限定したり、同じ回数重複しても、深くエ
ッチングする領域に限定して作業をしてもよい。

【００４５】また、ピッチの境界（隣接する領域間の位
相差が設計波長の１周期分に相当する境界）におけるＣ
ｒ膜４２はそのエッジが設計値のピッチ境界に一致する
ことが望ましく、ピッチ内のＣｒ膜４２は設計されたマ
スクエッジを中心に配置されることが好ましい。このと
き、ピッチ境界におけるＣｒ膜４２は基板４１をエッチ
ングしない領域に含まれるべきであり、エッチングされ
る領域に含まれる場合には、マスクパターンのエッジの
設計を非加工領域の分だけ考慮する必要がある。更に、
マスクパターンのパターンエッジはオフセットを与えた
Ｃｒ膜４２の中心に設計する。

【００４６】本実施例においては、パターニング装置に
半導体露光装置を用いており、半導体露光装置の公称ア
ライメント精度は１００ｎｍ未満と良好であるため、パ
ターンの非加工領域は１００ｎｍの幅で設計する。ただ
し、パターニングに用いる材料と非加工領域を形成する
材料と目的とする回折光学素子の材料との間で、適切な
処理の選択性が得られることが重要である。。従って、
本実施例を実施する構成は本実施例において説明した材
料に限らない。また、本実施例においては、より微細な
パターンを有するマスクから作業を実施したが、マスク
の順番は効果に影響を与えるものではなく、逆又はラン
ダムにマスクを使用してもよい。

【００４７】図４〜図８は第２の実施例を示しており、
図４は石英基板の平面図を示しており、この基板上には
幅０．１μｍ程度のＣｒ膜６１及び数μｍ角の領域６２
を設けている。本実施例においても、第１の実施例と同
様にパターニング装置に半導体露光装置を用いており、
パターンの非加工領域は１００ｎｍの幅で設計してい
る。Ｃｒ膜６１の形成には第１の実施例と同様に、電子
ビームを用いて描画してもよいが、本実施例ではより効
率的に作業を行うために、図５に示すような例えば位相
シフトマスク７１を用いてパターニングを行う。この位
相シフトマスク７１は位相差を形成した高い領域７２と
低い領域７３が交互に配置され、市松模様のパターンを
形成している。ここで、Ｃｒ膜６１の幅は露光光量を制
御することにより調整することができる。

【００４８】位相シフトマスク７１（の像）は図６に示
すように、半周期だけ位相をずらした領域同士の境界部
では光強度分布が急激に低下する。一方、ＣＧＨの加工
は各領域の加工深さに応じて、基準となる深さの第１マ
スク、基準の２倍の深さを有する第２マスク、基準の４
倍の深さを有する第３マスクの３枚を用いてパターニン
グする。このような３枚のマスクを用いて、順次にパタ
ーニングとエッチングを繰り返すことにより、８段形状
のＣＧＨを加工することができる。

【００４９】図７(a)は図４において示した基板に、第
１マスクを用いて形成したレジストパターン８１ａを重
ね合わせた状態を示しており、レジストパターン８１ａ
の窓から見える領域８２ａがレジストパターン８１ａに
より加工する領域である。また、図７(b)は同様に第２
のレジストパターン８１ｂを重ね合わせた状態を示して
おり、第２マスクを用いて形成したレジストパターン８
１ｂの窓から見える領域８２ｂがレジストパターン８１
ｂにより加工する領域である。また、第３マスクは第
１、第２マスクと同様なため説明は省略する。

【００５０】図８はレジストパターン８１ａとレジスト
パターン８１ｂの境界を重ね合わせた概略図を示してお
り、実線で示したパターニングにおける境界９１の位置
は、各レジストパターンのエッジ位置を示し、アライメ
ントエラーが最大の状態を示しており、レジストパター
ンの境界はずれている。しかしながら、アライメントエ
ラーが発生している領域はＣｒ膜６１に覆われているた
めに、エッチングによりＣＧＨの加工後に、微細な溝が
発生することがない。

【００５１】更に、第１の実施例と同様にフッ酸による
ウエットエッチングのように、等方性エッチングにより
Ｃｒ膜６１の下部に生ずる突起を除去してもよい。この
とき、Ｃｒ膜６１の位置はＣｒ膜６１のエッジを本来の
領域の境界に合わせ、隣接する領域のうち加工量の小さ
い領域にＣｒ膜６１の形成領域が含まれることが望まし
い。更に、マスクパターンのパターンエッジはオフセッ
トを与えたＣｒ膜６１の中心に設計する。

【００５２】また、隣接する領域の加工量差又はマスク
の重ね合わせの回数等の条件によりＣｒ膜６１を形成す
る境界部を選択してもよい。従って、マスクが重複する
回数が多い領域に優先的にＣｒ膜６１を設けてもよい。
また、エッジが一連の工程を介して重複しない領域は、
Ｃｒ膜６１を省略することも可能である。

【００５３】更に、非加工領域に形成したＣｒ膜６１に
反射防止膜を形成すれば、作成されたＣＧＨを光学系に
搭載した際に、Ｃｒ膜６１が存在する領域境界からの反
射を抑えることができ、これによりフレア光を抑制する
ことができる。

【００５４】また、第１及び第２の実施例において用い
たＣｒ膜の代りに遮光性を有するＡｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍ
ｏ、Ｗから成る金属膜を用いることができる。これらの
金属膜を用いても、フレア光の抑制が良好な回折光学素
子を作製できる。

【００５５】また、基板をエッチングした際に、非加工
領域によって発生する構造を、回折光学素子製造の最後
に行う等方性エッチングにより除去する際にも、パター
ンの非加工領域を構成した材料はＣｒ膜と同様に機能す
る。

【００５６】前述の実施例において使用した遮光性膜が
反射を引き起こす場合には、反射防止膜としてＣｒＯ₂
を用いてもよい。また、透過光よりも反射光が問題とな
る場合には、Ｃｒ膜の代りにＴｉＯ₂、ＩＴＯ等の透光
性膜を用い、基板に対してエッチング選択性を有する材
料を使用してもフレア光の抑制が良好な回折光学素子を
作製することができる。このとき、非加工領域からの反
射光が小さく、透過した光も分布が小さいため、非加工
領域は問題が発生することはない。非加工領域によって
基板をエッチングした際に発生した構造を、回折光学素
子製造の最後に等方性エッチングにより除去する際に
も、非加工領域を構成した材料はＣｒ膜と同様に機能す
る。

【００５７】なお、回折光学素子の基板に石英ではなく
蛍石を用いると、紫外域、特にＡｒＦエキシマレーザー
光（λ＝１９３ｎｍ）、エキシマレーザー光Ｆ₂（λ＝
１５７ｎｍ）の波長に対して、内部透過率が高い良好な
特性を示す回折光学素子を製作できる。また、蛍石をエ
ッチング加工する場合には、硝酸、水の何れかによるウ
エットエッチングが適している。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光学素
子の製造方法は、パターンの非加工領域を設けることに
より、複数のマスクを用いた際にマスクのずれによるア
ライメントエラーが生じても所望の理想形状を得ること
ができ、光学性能の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の回折光学素子の製造模式図であ
る。

【図２】半導体露光装置の概略図である。

【図３】半径位置とピッチの関係図である。

【図４】第２の実施例の基板の平面図である。

【図５】位相シフトマスクの平面図である。

【図６】位相シフトマスクによる光強度分布図である。

【図７】基板とレジストパターンを重ね合わせた平面図
である。

【図８】レジストパターンの境界の概略図である。

【図９】回折光学素子の部分的断面図である。

【図１０】従来の回折光学素子の製造模式図である。

【図１１】基板及びレチクルの断面図である。

【図１２】レチクルの平面図である。

【図１３】エッチングの深さの概略図である。

【図１４】基板及びレチクルの断面図である。

【図１５】基板及びレチクルの断面図である。

【符号の説明】

４１石英基板４２、６１Ｃｒ膜４３、８１レジストパターン４４突起６２、８２領域７１位相シフトマスク

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】量子化した高さ分布をリソグラフィ技術
を用いて基板上に形成する工程を含む光学素子の製造方
法において、前記基板における前記高さ分布の最小単位
を構成するべき単位領域同士の境界付近に、該境界を含
みかつ前記単位領域の幅よりも狭い幅のマスクを形成す
ることにより、前記境界付近を非加工領域とした状態で
前記基板の他の領域を加工することにより前記基板に前
記量子化した高さ分布を与えることを特徴とする光学素
子の製造方法。
【請求項２】量子化した高さ分布をリソグラフィ技術
を用いて基板上に形成する工程を含む光学素子の製造方
法において、前記基板における前記高さ分布の最小単位
を構成するべき単位領域同士の境界付近に、該境界を含
みかつ前記単位領域の幅よりも狭い幅のマスクを形成す
ることにより、前記境界付近を非加工領域とした状態で
前記基板の他の領域をエッチングすることにより前記基
板に前記高さ分布を与える工程と、前記工程の後に前記
非加工領域を除去する工程とを有することを特徴とする
光学素子の製造方法。
【請求項３】前記量子化された高さ分布を持つ領域が
回折格子として作用することを特徴とする請求項１又は
２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】前記マスクのエッジ位置が前記境界の位
置と一致するように前記マスクを形成することを特徴と
する請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載の光学素
子の製造方法。
【請求項５】前記マスクは電子ビームを用いたリソグ
ラフィ技術によって形成することを特徴とする請求項１
〜４の何れか１つの請求項に記載の光学素子の製造方
法。
【請求項６】前記マスクはレベンソン型の位相シフト
レチクル（マスク）を用いたリソグラフィ技術によって
形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの
請求項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】前記非加工領域は製造に用いるリソグラ
フィ装置のアライメント精度以上の幅を有することを特
徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】前記マスクは前記基板に比ベてエッチン
グレートが小さい遮光性を有する膜であることを特徴と
する請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】前記遮光性を有する膜はＣｒ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗの何れかから成ることを特徴とする
請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】前記遮光性を有する膜の表面は使用波
長において反射防止機能を有することを特徴とする請求
項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】前記遮光性を有する膜はＣｒＯ₂膜で
あることを特徴とする請求項１０に記載の光学素子の製
造方法。
【請求項１２】前記マスクは前記基板に比ベてエッチ
ングレートが小さい透光性材料で覆ったことを特徴とす
る請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】前記透光性材料はＴｉＯ₂、ＩＴＯの
何れかの膜であることを特徴とする請求項１２に記載の
光学素子の製造方法。
【請求項１４】前記非加工領域を異なる位相差を与え
る境界のうちの一部にのみ設けたことを特徴とする請求
項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】前記非加工領域の一部は量子化した領
域の境界位置と前記その中心位置が一致していることを
特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方
法。
【請求項１６】前記非加工領域は隣接する領域のうち
基板の加工量が小さい領域に含まれ、前記境界位置と前
記非加工領域のエッジ位置が一致していることを特徴と
する請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１７】前記非加工領域を除去する工程に等方
性エッチングを行う工程を含むことを特徴とする請求項
２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１８】前記基板は蛍石から成り、前記等方性
エッチングは硝酸又は水を用いるウエットエッチングで
あることを特徴とする請求項１７に記載の光学素子の製
造方法。
【請求項１９】前記基板は石英より成り、前記等方性
エッチングはフッ酸を用いるウエットエッチングである
ことを特徴とする請求項１７に記載の光学素子の製造方
法。
【請求項２０】前記基板は石英又は蛍石から成ること
を特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方
法。